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变速箱钻孔工位组合机床右多轴箱设计【5张图/13000字】【优秀机械毕业设计论文】

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变速箱 钻孔 组合 机床 轴箱 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份。32页,13000字。
任务书一份。
答辩PPT一份。
外文翻译一份。

图纸共5张,如下所示
A0-加工示意图.dwg
A0-右多轴箱装配图.dwg
A0-机床联系尺寸图.dwg
A1-箱体.dwg
A2-前盖.dwg

一、题目
变速箱钻孔工位组合机床右多轴箱设计
二、指导思想和目的要求
毕业设计是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本的训练,是对几年来所学知识的系统运用和检验,也是走向工作岗位之前的最后一次过渡性练兵。
通过这次毕业设计要求达到以下基本目的:
1)巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识。
2)培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力,并初步掌握机械装备或部件设计的思想、设计程序、设计原则、步骤和方法。
3)培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图和编写设计说明书等项能力的基本技能训练。 
对本次毕业设计的基本要求是:
1)设计者应在规定时间内圆满完成要求的设计内容。设计成果包括:设计说明书一份(按规范格式,不少于1.5万字),设计图纸一套(文本版+电子版,不少于2张A0,鼓励用三维软件建模和装配并生成二维图纸);另外还应翻译与课题有关的外文资料,译文字数不少于5000字。
2)设计者必须充分重视和熟悉原始资料,明确设计任务,在学习和参考他人经验的基础上,发挥独立思考能力,创造性地完成设计任务;合理利用标准零件和标准部件,非标准件应满足工艺性好、操作方便、使用安全等要求,降低成本提高效益;绘制图纸应符合国家标准,各项技术要求和尺寸标注应符合规范,说明书论述要充分,层次清楚,文字简洁,计算步骤正确。
三、主要技术指标
现有一机床变速箱零件(加工工序图见附件1),计划用组合机床进行孔的钻孔加工。完成该组合机床右多轴箱的设计。
四、进度和要求
1. 熟悉题目背景、查阅相关资料、复习有关知识;查找与课题相关的英文资料并翻译成中文;完成开题报告。 寒假
2. 对被加工工件进行工艺分析,拟定工艺过程; 第 1 周
3. 绘制组合机床加工示意图; 第 2-3 周
4. 绘制组合机床联系尺寸图; 第 4-5 周
5. 填写生产率计算卡; 第 6 周
6. 绘制主轴箱装配图和零件图(鼓励用三维软件); 第7-11周
7.撰写说明书初稿; 第12-13周
8.修改说明书,准备答辩。 第14 周
五、主要参考书及参考资料
[1]章宏甲、黄谊 主编《机械工业出版社》,机械工业出版社于1993年出版。
[2]李益民编《机械制造工艺设计简明手册》(第一版),机械工业出版社于1994年出版。
[3]曾志新、吕明编《机械制造技术基础》,武汉理工大学出版社于2005年出版。 
[4]谢家瀛编《组合机床简明设计手册》,机械工程出版社于1996年出版。
[5]杨叔子编《机械加工工艺师手册》,机械工程出版社于2004年出版。 
[6]唐增宝编《机械设计课程设计》,华中理工大学出版社于1999年出版。
[7] 黄鹤汀编《金属切削机床设计》,上海科学技术文献出版社于1986年出版。

摘 要

本毕业设计是针对变速箱钻孔工位组合机床右多轴箱的设计。组合机床是由大量通用部件及少量专用部件组成的,适用于工序集中情况下的专用机床。由于具有加工精度稳定,工作可靠,生产效率高和经济效益好的特点,因此广泛适用于大批量生产的场合。它一般采用多轴,多刀,多工序,多面或多工位加工的方式,生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于采用通用标准部件,可根据需要灵活配置,缩短了设计和制造周期。本设计课题是针对变速箱箱体侧面上孔系的钻孔这一特定工序而设计的一台专用卧式组合机床。
本次毕业设计中主要对组合机床的整体结构以及右多轴箱内齿轮传动系统的布置进行了设计运算。在设计中,根据零件箱体两侧同时被加工的特点,采取了双面加工的布置方式,又由于钻-扩-铰复合加工的工艺要求采取多工位复合式机床,这里只对钻孔工艺进行分析设计。主轴箱的运算主要依据被加工孔的工艺要求选取合适的切削用量,在充分数据计算的基础上对标准通用零件做了选择,绘制了三图一卡,并根据被加工孔系结构较紧密的特点,灵活的布置传动轴的位置,最后结合生产率的要求等设计了结构合理的右多轴箱。

关键词:组合机床,多轴箱,三图一卡

ABSTRACT

This system is available for transmission, expanding drilling, reaming position right multi-spindle box of modular machine tool's design. Because of its stable machining precision, reliable, high production efficiency and economic benefits of good features, so widely used in mass production. It generally uses multiple axes, knives, multi-process, multi-faceted way or multi-station machining productivity several to dozens of times higher than the General purpose machine tools. Design issues for holes drilled on the side of the transmission housing designed for this specific operation a dedicated horizontal combination machine. 
This graduation design of main right's overall structure and multi-spindle box of modular machine tool within the layout design of the gear transmission system operation. In the design, according to the characteristics of the parts box simultaneously on both sides was processed, took a double-sided processing arrangement, and because of drilling-reaming machining-expansion process called multistage hybrid machine tool ,here only an analysis of drilling technology design. Headstock operations based primarily on processing technology of hole was to select a suitable cutting, with full data calculated on the basis of the standard generic parts made a choice, a drawing the three cards and structure more closely to the features according to the machining holes, flexible layout position of the drive shaft, the final combination of productivity requirements, design a rational structure of axle-box on the right.

KEY WORDS: combined machine tool,multi-axle box,three figures-a card

目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1 本课题的研究意义及背景 1
1.2 本课题的国内外研究状况 1
1.3 本课题的设计内容及思路 3
第二章 组合机床方案的制定 4
2.1 零件的结构特点及其技术要求 4
2.1.1 零件结构特点 4
2.1.2 技术要求 4
2.2 组合机床方案的制定 4
2.2.1 制定工艺方案 4
2.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案 5
第三章 组合机床的总体设计 7
3.1 确定切削用量及选择刀具 7
3.1.1 选择切削用量 7
3.1.2 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 8
3.1.3 选择刀具结构 9
3.2 钻孔工艺组合机床总体设计“三图一卡”的编制 9
3.2.1 被加工零件工序图 9
3.2.2 加工示意图 9
3.2.3 机床联系尺寸图 14
3.2.4 生产率计算卡 18
第四章 组合机床右多轴箱的设计 20
4.1 通用多轴箱的组成及其通用零件 20
4.2 主轴、齿轮的确定及动力计算 21
4.2.1 主轴结构形式的确定 21
4.2.2 主轴直径和齿轮模数的初步确定 21
4.2.3 右多轴箱的动力计算 21
4.3 多轴箱传动系统的设计与计算 22
4.4 多轴箱坐标计算 24
4.4.1 加工基准坐标架的选择及确定各主轴坐标 24
4.4.2 传动轴坐标的计算 24
4.5 绘制多轴箱总图 25
第五章 全文总结 26
参考文献 27
致谢 28
毕业设计小结 29
附录 30


变速箱钻孔工位组合机床右多轴箱设计







内容简介:
毕业设计(论文)外文文献翻译 题 目 多功能组合机床时代 专业名称 机械设计制造及其自动化专业 学生姓名 李 晔 指导教师 李文燕 毕业时间 1 A he of in s in to “ “so it be in S In to an on As a of s is s to to a on a s to on on in he of on 2 an s by As a of to of in is to in in on to to to is in in if is by in C s to be to to If to to on in of is it to s to so on to s on 3 if or to D to s is is as as to if to to is to to be to to be to If he of he s to to be to as as is of is is is s a an an a in do by a to if so as 4 is to of to be to to he In in to to of at in as to to be to to to is on to In to At is on is to is is is of is of is of is to s to 5 to s to s to to of to s be s do s of is to to is s to to 920s in in to in 0s, to to s to It is in 6 or in or of of to to of of s in to to do of is s In 0s to of as a as in in to In of s an to S 00 25,000,000 US in so on to a a so on As as so is or 7 to It in so on on of to be or is a in in so on is to on to on in a do of as is on a to to is is to in a On be on if a to A to is to is to to to A of is an A 8 of in it to a is at is a if to is to In to to of if in in of is to up of in in to s is to is an to to in is be to on In to to on on is is In to on to (1)is (2) (3)of is 9 (4)is (5)is to be to to in on to on of to in to or to in to to in of or in in of is a a to to be 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 本科毕业设计论文 题 目 变速箱钻 孔 工位组合机床右多轴箱设计 专业名称 机械设计制造及其自动化专业 学生姓名 李 晔 指导教师 李文燕 毕业时间 2014 年 6 月 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 毕业 任务书 一、题目 变速箱钻 孔 工位组合机床右多轴箱设计 二、指导思想和目的要求 毕业设计是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本的训练,是对几年来所学知识的系统运用和检验,也是走向工作岗位之前的最后一次过渡性练兵。 通过这次毕业设计要求达到以下基本目的: 1)巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识。 2)培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力,并初步掌握机械装备或部件设计的思想、设计程序、设计原则、步骤和方法。 3)培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图和编写设计说明书等项能力的基本技能训练。 对本次毕业设计的基本要求是: 1)设计者应在规定时间内圆满完成要求的设计内容。设计成果包括:设计说明书一份(按规范格式,不少于 字),设计图纸一套(文本版 +电子版,不少于 2 张 励用三维软件建模和装配并生成二维图纸);另外还应翻译与课题有关的外文资料,译文字数不少 于 5000 字。 2) 设计者必须充分重视和熟悉原始资料,明确设计任务,在学习和参考他人经验的基础上,发挥独立思考能力,创造性地完成设计任务;合理利用标准零件和标准部件,非标准件应满足工艺性好、操作方便、使用安全等要求,降低成本提高效益;绘制图纸应符合国家标准,各项技术要求和尺寸标注应符合规范,说明书论述要充分,层次清楚,文字简洁,计算步骤正确。 三、主要技术指标 现有一机床变速箱零件( 加工工序 图见附件 1),计划用组合机床进行孔的钻 孔 加工。完成该组合机床右多轴箱的设计。 设计 论文 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 四、进度和要求 1. 熟悉题目背景、查阅相关资料、复习有关知识;查找与课题相关的英文资料并翻译成中文;完成开题报告。 寒假 2. 对被加工工件进行工艺分析,拟定工艺过程; 第 1 周 3. 绘制组合机床加工示意图; 第 2 4. 绘制组合机床联系尺寸图 ; 第 4 5. 填写生产率计算卡 ; 第 6 周 6. 绘制主轴箱装配图和零件图(鼓励用三维软件) ; 第 7 第 12 备答辩。 第 14 周 五、主要参考书及参考资料 1章宏甲、黄谊 主编机械工业出版社,机械工业出版社于 1993 年出版。 2李益民编机械制造工艺设计简明手册(第一版),机械工 业出版社于1994 年出版。 3曾志新、吕明编机械制造技术基础,武汉理工大学出版社于 2005 年出版。 4谢家瀛编组合机床简明设计手册,机械工程出版社于 1996 年出版。 5杨叔子编机械加工工艺师手册,机械工程出版社于 2004 年出版。 6唐增宝编机械设计课程设计,华中理工大学出版社于 1999 年出版。 7 黄鹤汀编金属切削机床设计,上海科学技术文献出版社于 1986年出版。 学生 李晔 指导教师 李文燕 系主任 魏生民 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 I 摘 要 本毕业设计是针对 变速箱钻 孔 工位组合机床右多轴箱的设计。组合机床是由大量通用部件及少量专用部件组成的,适用于工序集中情况下的专用机床。由于具有加工精度稳定,工作可靠,生产效率高和经济效益好的特点,因此广泛适用于大批量生产的场合。它一般采用多轴,多刀,多工序,多面或多工位加工的方式,生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于采用通用标准部件,可根据需要灵活配置,缩短了设计和制造周期。本设计课题 是 针对变速箱箱体侧面上孔系的钻 孔 这一特定工序而设计的一台专用卧式组合机床。 本次毕业设计中主要对组合机床的整体结构以及右多轴箱内齿轮传动系统的布置进行 了设计运算。在设计中,根据零件箱体两侧同时被加工的特点,采取了双面加工的布置方式,又由于钻 铰复合加工的工艺要求采取多工位复合式机床 ,这里只对钻孔工艺进行分析设计。 主轴箱的运算主要依据被加工孔的工艺要求选取合适的切削用量,在充分数据计算的基础上对标准通用零件做了选择,绘制了三图一卡,并根据被加工孔系结构较紧密的特点,灵活的布置传动轴的位置,最后结合生产率的要求等设计了结构合理的右多轴箱。 关键词 : 组合机床,多轴箱,三图一卡 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 is of s of of so in It or to of on of a of s of of In to of on a of an of on of to a on of a a to to of of a of on 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 目 录 摘 要 . I . 一章 绪论 . 1 课题的研究意义及背景 . 1 课题的国内外研究状况 . 1 课题的设计内容及思路 . 3 第二章 组合机床方案的制定 . 4 件的结构特点及其技术要求 . 4 件结构特点 . 4 术要求 . 4 合机床方案的制定 . 4 定工艺方案 . 4 定组合机床的配置形式和结构方案 . 5 第三章 组合机床的总体设计 . 7 定切削用量及选择刀具 . 7 择切削用量 . 7 定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 . 8 择刀具结构 . 9 孔工艺组合机床总体设计 “ 三图一卡 ” 的编制 . 9 加工零件工序图 . 9 工示意图 . 9 床联系尺寸图 . 14 产率计算卡 . 18 第四章 组合机床右多轴箱的设计 . 20 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 用多轴箱的组成及其通用零件 . 20 轴、齿轮的确定及动力计算 . 21 轴结构 形式的确定 . 21 轴直径和齿轮模数的初步确定 . 21 多轴箱的动力计算 . 21 轴箱传动系统的设计与计算 . 22 轴箱坐标计算 . 24 工基准坐标架的选择及确定各主轴坐标 . 24 动轴坐标的计算 . 24 制多轴箱总图 . 25 第五章 全文总结 . 26 参考文献 . 27 致谢 . 28 毕业设计小结 . 29 附录 . 30 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 1 第一章 绪论 课题的研究意义及背景 组合机床是按照系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状 及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。随着经济的快速发展,专用组合机床越来越多,它不是通用零部件、刀具、辅具和系统的简单组合,从设计制造到组合装配调试都应有专用特征,组合机床较传统机床有以下特点: 090%的通用零部件组成,也就是说有重新改装的优越性,其通用零部件可以多次重复利用。 而可以按最合理的工艺过程进行加工。 是实现工序集中 的 最好途径,是提高生产效率的有效设备。 较好的保证精度要求,提高产品质量。 为了改变生产条件,提高生产率,改善产品的质量等方面的技术,以达到预计的生产水平为目的,需要设计一个合理的组合机床设计方案。而现在要设计的组合机床,绝大部分是由通用零、部件组合而成,大大缩短了设计制造周期,也简化了机床的维护和修理。同时它能够采用多刀、多面对工件进行加工,实现了工序集中原则。 虽然组合机床有很多优点,但也有缺点:它的可变性要比其他机 床低,重新改装时有一部分零件不能重复利用,改装时劳动量比较大, 而且 它的结构也比较复杂。 课题的国内外研究状况 国外组合机床发展动向: 80 年代以来,国外组合机床技术在满足精度和效西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 2 率要求的基础上,正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性发展,实现了机床工作程序软件化,工序高度集中,高效短节拍和多样功能的自动监控。 国外组合机床技术的发展趋势是: (1)广泛采用数控技术: 国外在组合机床上不仅一般动力部件运用数控技术,而且夹具的转向或转角、换箱位置的自动分度与定位也都运用数控技术,从而进一步提高组合机床的工作可靠性和加工精度。 (2)发展综合自动化技术 随着工业的发展,对自动化的要求提出了许多新的要求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序。 (3)发展柔性技术 80 年代以来,国外对中、大批量生产 ,多品种加工装备采用了一系列可调措施,使加工装备具有一定的柔性 , 这种结构的变化,既实现了品种加工要求的调整变化 快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。 (4)进一步提高工序集中程度 国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床继续采用各种措施,进一步提高工序集中程度,从而最大限度的发挥设备的效能,获取更好的经济效益。 国内组合机床发展动向: 组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备 。 它的特征是高效 、 高质、经济实用 , 因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国的 组 合机床是从 1956 年开始生产的,我国传统的组合机床主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主 要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件,完成钻、扩、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步,一种新型的组合机床 柔性组合机床越来越受到人们的青睐,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以可编程序控制器( 数字控制 (,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 3 灵活适应多品种加工的可调可变组合机床。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品,是根据用户特殊要求而设计的,它涉及到加工工艺、刀具 、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后,国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大,并使产品生产成本提高。因此,市场要求我们不断开发新技术、新工艺 ,研制新产品,由过去的 “刚性” 机床结构,向 “柔性” 化方向发展,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动化装备。 课题的设计内容及思路 本次设计的主要内容包括: 根据选定的工艺方案确定机床的配置形式,并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案,以确保零件的精度、技术要求及生产率,又要考虑机床操作方便可靠,易于维修,且润滑、冷却、排屑情况良好。 2. 对被加工工件进行工艺分析,拟定工艺过程 1)运动设计 根据给定的被加工零件,确定机床的切削用量,通过分析比较拟定传动方案和传动系统图,确定传动副的传动比和齿轮的齿数,并计算主轴的实际转速。 2)动力设计 根据给定的工件,初算传动轴的直径、齿轮的模 数;确定动力箱;计 算多轴箱的尺寸及设计传动路线,完成装配草图。 3)结构设计 进行主运动传动轴系、主轴主件、箱体等的机构设计,即绘制装配图和零件工作图。 备答辩。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 4 第二章 组合机床方案的制定 件的结构特点及其技术要求 件结构特点 箱体是各类机器的基础零件,它将机器和部件的轴套、齿轮等有关零件联接成一个整体,并使之保持正确的位置以传递转矩或改变转速来完成规定的运动,因此,箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。 箱体零件的结构一般比较复杂,壁薄和壁厚不均匀,加工部位多,既有一个或多个基准面及一些支承面,又有一对或数对加工难度大的轴承支撑孔。 术要求 本次加工的零件为一机床的变速箱 , 根据 已给的加工 工序图 可知, 其主要技术要求如下 : 1):铸造拔模斜度不小于 2。 2):未注明铸造圆角 0。 3):涂漆 4):全部铸孔在出口端 120倒角至螺纹深度。 合机床方案的制定 定工艺方案 制定工艺方案是设计组合机床最重要的一步。工艺方案制定的正确与否,将决定机床能否达到 “ 体积小 , 重量轻,结构简单,使用方便,效率高,质量好 ”的要求。制定机床的工艺方案之前,应分析老师提供的产品图纸和有关资料,了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求及有关切削参数和存在的问题 。 在此基础上再确定机床完 整 的工艺内容及其加工方法 , 决定刀具种类及切削用量等。 根据被加工零件( 变速箱 箱体)的工序图(图 2根据组合机床用的工艺方法及能达到的经济精度可知 ,本设计 采用 钻孔的 加工方案。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 5 定组合机床的配置形式和结构方案 被加工零件工序图如图 2示。 图 2 被加工 零件 工序图 (1) 被加工零件的特点 这主要指零件的材料、加工部位的结构形状,工件刚度定位基准面的特点,它们对机床工艺方案制定有着重要的影响。此 多轴 箱箱体的材料是 度定为 10。孔的直径分别为 8 采用多孔同步加工,零件的刚度足够,工件受力不大,振动,及发热变形对工件影响可以不计。 被加工零件的特点在很大程度上决定了机床采取的配置形式。 一般来说,孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床,立式机床适宜加工定 位 基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件,而不适宜加工安西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 6 装不方便或高度较大的细长工件 。 对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜,而中小型零件则采用多工位机床加工,如图 2示。 图 2 组合机床布置示意图 此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是平行的,并且定位基准面是水平的。多轴箱体积较大,因而适合选择卧式多工位钻床。 (2)被加工零件的生产批量 零件的生产批量是决定采用单工位、多工位或自动线,还是按中小批生产特点设计组合机床的重要因素。有时从工件外形及轮廓尺寸看,本来可以采取单工位固定式夹具的机床配置型式,但由于生产批量大,就不得不采取多工位的机床方案以使装卸工件时间与机动时间重合。 被加工零件的生产批量越大,工序安排一般越趋于分散。对于中小批量生产情况,则要求机床台数,此时应将工序尽量集中在一台多工位机床上加工,以提高机床利用率。 (3) 机床使用条件 使用组合机床对车间布置情况、工序间的联系、使用厂的技术能力和自然条件等 有 一定的要求。再根据使用户实际情况来选择什么样的组合机床。 综合以上所述:通过多轴箱箱体的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求,并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑,最终决定 用 卧式组合机床 来实现钻孔工艺 。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 7 第三章 组合机床的总体设计 定切削用量及选择刀具 择切削用量 选择切削用量是否合理对组合机床的加工精度,生产线,刀具耐用度,机床的形式及工作稳定性都有很大的影响。因为所设计的组合机床为多轴同步加工,在大多数情况下,所选切削用量根据经验比一般万能机床单刀加工低 30%左右。多轴箱上所有刀具共用一个进给系统,通常为标准动力滑台,工作时,要求所有刀具的每分钟进给量相同,且等于动力滑台的每分钟进给量( mm/因此,同一主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和不同的每转进给量( mm/r)与其适应。以满足不同直 径的加工需要,即: = 中 : n1, 各主轴转速( r/ f1, 各主轴进给量( mm/r) 动力滑台每分钟进给量( mm/ 由于多轴箱箱体两侧孔的工件材料,相同,按照加工工艺要求以及经济的选择满足加工要求的原则,查组合机床设计表 3取切削用量如下: 8 v=12m/f=r v=14m/ f=r 确定切削用量应注意的问题:尽量做到合理利用所有刀具,充分发挥其性能;应考虑刀具的使用寿命;选择切削用量时,应注意零件生产批量的影响;组合机床通常要求切削用量的选择使刀具耐用度不低于一个工作班,最少不低于4h; 切削用量选择应有利于多轴箱设计;选择切削用量时,还必须考虑所选动力滑台的性能。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 8 定切削力、切削扭矩、切削功率 及刀具耐用度 根据选定的切削用量(主要指切削速度 v 及进给 f)确定切削力,作为选择动力部件(滑台)及夹具设计的依据;确定切削扭矩,用以确定主轴及其它传动件(齿轮,传动轴等)的尺寸;确定切削功率,用以选择主传动电机(一般指动力箱电机)功率 ;确定刀具耐用度,用以验证所选刀具是否合理。 通过查表计算如下: ( 1) 布氏硬度: 13(.(( 2) 切削力 F: F=N) .(3)切削扭矩 M: M=N.(4)切削功率 P: P= .(( 5)刀具耐用度 T: T=( (.(式中 : 布氏硬度 F 切削力( N) D 钻头直径( f 每转进给量( mm/r) M 切削扭矩 (NV 切削速度 ( m/ P 切削功率 (T 刀具耐用度 ( 由计算得出 : 00 8: F= = M= P= T= 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 9 择刀具结构 组合机床采用的刀具主要有简单刀具(标准刀具)、复合刀具及特种刀具三种 。只要条件允许,为使工作可靠、结构简单、刃磨容易,应尽量选择标准刀具或简单刀具。 多轴箱箱体的布氏硬度 为 加工的孔直径分别为 8工工艺为钻孔,根据选定的切削用量 , 刀具选择如下: 钻孔( 8, 为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单,选择标准 8,机用麻花钻,尾部莫氏锥度号为 1 号。 孔工艺 组合机床总体设计 “三图一卡 ”的编制 其内容包括:绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率 计算 卡。而此次设计已给出被加工零件工序图,只需绘制其它两幅。 加工零件工序图 1、 被加工零件工序图的作用及内容 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案,表示 加工部位尺寸、精度 及技术要求、被加工零件的材料、硬度的图纸。它是组合机床设计的主要依据,也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。 被加工零件工序图在本设计中已给出。 工示意图 1、加工示意图的作用和内容 加工示意图是反映被加工零件工艺方案 , 表示被加工零件在机床上的加工过程,刀具、辅具的布置状况以及工件 、刀具等机床各部件间的相对位置关系,机床的工作行程及工作循环等 。因此,加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一,在总体设计中占据重要地位。 图 3 多轴 箱箱体 右 侧面钻孔工序工位加工示意图。在图上应标注的内容: ( 1)机床的加工方法,切削用量,工作循环和工作行程。 ( 2)工件、刀具及多轴箱端面之间的距离等。 ( 3)主轴尺寸及外伸长度;刀具类型和结构尺寸、导向装置的结构尺寸 。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 10 图 3 钻孔工序加工示意图 2、绘制加工示意图之前的有关计算 切削用量的确定 1, 2 轴分别为用 D=8D=高速钢麻花钻在硬度为 10的灰铸铁材料的零件上钻孔。因此,根据刀具直径和工件及刀具材料,查表 32m/4m/转进给量 r, r。 钻孔 :8 n=1000v/d=100012/8=480r/ 483mm/北工业大学明德学院本科毕业设计论文 11 n=1000v/d=100014/30r/ 53053mm/轴轴向力的计算 3, 4, 5, 6 轴: 268 轴: 26 轴转矩的计算 各轴功率的计算 轴刀具耐用度的计算 1)选择导向类型 刀具导向部分直径和刀具导向的线速度如下: 由刀具导向部分直径均小于 40线速度均小于 20m/出,可选用固定式导套。 刀具或刀杆在导套内既转动又移动,这种导向方法精度较好。 ( 2)导向套的参数 根据刀具的直径 较小, 选择固定 式 导向装置, 单个导向加工。 如图 3示: 图 3通用导向装置 根据标准选择导向套尺寸及配合数据如下: 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 12 表 3用导套的尺寸规格 ( d D 2 l l1 m R d1 d2 钻 14 21 20 12 22 8 8 16 12 16 23 22 20 30 9 8 16 12 ( 3) 活动钻模板设计要点 在一般情况下,钻模板往往不能设置在机床夹具上,而是将它与多轴箱相连接并随之运动,这就是 活动钻模板 。 在多工位组合机床上,各工位上加工工序不同,机床工作过程中工件要完成工序间转换运动,则同一个导向装置就不能适应各工位上不同直径刀具的需要,此时需将导向装置单独做成活动钻模板并连接在多轴箱上。 ( 4)刀具刀尖到达的位置 本设计加工的孔均为通孔, 当刀具钻削通孔时,其刀尖到达位置 按照组合机床设计表 3定 ,切出长度应为: 8: 1/3d+( 38) =1/38+(38)=611 9 1/3d+(38)=1/38)=611 10 5)刀具长度的确定 刀具长度要考虑其螺旋槽尾部离开导套端面有一定的距离,通常为3050备排屑和刀具刃磨后有向前调整的可能。 ( 6)初定主轴类型、尺寸、外伸长度 通常首先根据 主轴 刀具系统结构上的需要确定主轴形式 ,然后根据选定的切削用量计算出切削转矩 M, 查组合机床设计表 3表 3定主轴直径,根据表 3表 3定主轴外伸部分尺寸(直径比 D/d,长度 L)。 轴的材料取 45 钢,根据刚性条件计算主轴的直径公式为: d = B .(式中: d 主轴直径( M 轴所传递的转矩( N B 系数,当材料的剪切弹性模量 G=04N/刚性主西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 13 轴取 1 4( 0) m,所以 B 取 8: d= d=据计算选择主轴尺寸如下表所示: 表 3轴最小尺寸(直径) 工艺内容 钻 8 钻 轴直径( 最大轴颈取值,为装配方便及安全起见,均选用主轴直径为:d=20轴外伸长度为: L=115D/0/20。 ( 7)动力部件的工作循环及工作行程的确定 动力部件的工作循环是指加工时动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置又返回到原始位置的动作过程,一般包括快速引进、工作进给、快速退回等动作。 由于本设计中各主轴均用于钻削通孔加工,因此该 组合机床的动力部件的工作循环应为下图所示的工作循环。 工作进给长度 工作进给长度 按加工长度最大的孔来确定,等于工件加工部位长度 1和切出长度 入长度 10间选择,误差大时取大值。切出长度 对于右动力部件,因为 2 轴先接触工作,所以工作进给长度为: 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 14 24+10+( 510) =3944设计取 40 快速退回长度 快速退回长度等于快速引进与工件进给长度之和。快速引进是指动力部件把多轴箱连同刀具从原始位置送进到工 作进给开始位置,其长度按加工进给情况确定。通常,快速退回行程长度须保证所有刀具均退至导套内而不影响工件装卸。假如刀具刚性较好,且能够满足生产率要求,那么,为使动力滑台导轨在全长行程上均匀磨损,也可使快速退回长度加大。 则右动力部件应快速退回 100由于总行程为 350此要能够满足 生产率要求,将快速退回长度确定为120 根据以上计算结果,可以确定快进行程为 1200 动力部件总行程长度 动力部件总行程长度除应保证要求的循环工作行程(快速引进 +工作进给 =快速退回)外,还要考虑装卸和调整刀具方便,即考虑前、后备量。 前备量为20备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地,为方便装卸刀具,这里取 110以滑台总行程应大于工作行程,前备量,后备量之和。 即:行程 L=120+20+110=250 ( 8)选择刀具接杆 多轴箱各主轴的外伸长度为定 值,而刀具的长度也是定值,为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置,就需要在主轴与刀具之间设置可调环节,这个可调节性是通过可调整的刀具接杆来解决的 , 连接杆上的尺寸 d 与主轴外伸长度的内孔 D 配合,因此,根据接杆直径 d 及组合机床设计表 3定主轴外伸部分尺寸( D/d=30/20; L=115)及配套的刀具接杆莫氏锥号为 1。由于本设计中主轴用于单导向进行钻削加工,因此主轴与刀具之间的连接采用接杆连接,也称刚性连接,且接杆采用 A 型,即,短接杆。再查表 3杆总长度可在 215500围内选取,插入主轴部分的长度为 110 床联系尺寸图 1、联系尺寸图的作用和内容 如图 3示, 组合 机床联系尺寸图 可看成是简化的机床总图,用该图来表示组合机床的配置形式和总体布局、各部件的轮廓尺寸及相互位置关系, 通用部件的型号、规格、动力部件的运动尺寸和所用电动机的主要参数、工件与各部件西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 15 间的主要联系尺寸等。 根据组合机床联系尺寸图可 以检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求;通用部件的选择是否合适。 联系尺寸图的主要内容如下: 表明机床的配置形式及总体布局。 各部件的外形尺寸、相互联系尺寸。 主要专用部件的轮廓尺寸。 各通用部件型号及规格。 电动机型号、功率及转速。 2、选择动力部件 组合机床的动力部件是配置组合机床的基础。它主要包括用以实现刀具主轴旋转主运动的动力箱及实现进给运动的动力滑台。 选择动力部件主要选择型号、规格合适的动力滑台、动力箱 。 由于组合机床各通用部件的配套以动力滑台为基准,根据前面对各主轴的进给力和功率的计算,可以计算出右多轴箱中主轴所需要的总进给力和功率。 4 4 4 4 根据右多轴箱中主轴所需要的总功率选择动力滑台为 1。其台面宽度 B=250面长度为 500程为 250400大行程40050足要求。油缸直径为 50大进给力为 8000N,工作速度为 32800mm/速移动速度为 12m/附表 1 又可知,滑台与滑座总高: 250座长: 790 与动力滑台为 1配套的动力箱应为 1表 2出,其电动机型号为 率为 多轴箱传动效率,取 满足要求。查附表 6:与滑台结合面尺寸:长 320250力箱与多轴箱结合面尺寸:宽 250 配套的通用部件:查表 2确定,滑台侧底座为 1。查附表 27可得:其高度 H=560度 50度 L=900 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 16 图 3 机床联系尺寸图 3、中间底座轮廓尺寸 其长度方向的尺寸要根据所选动力部件(滑台和滑座)及其配套部件(侧底座)的位置关系,照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。一定要保证加工终了位置时,工件端面至多轴箱前面的距离不小于加工示意图上要求的距离。为便于切屑及冷却液回收,中间底座周边须有足够宽度的沟槽。 中间底座长度方向尺寸 L,根据所选动力部件来确定,一般可按下式计算: L=( + +22(.(式中: 在加工终了位置,多轴箱端面至工件端面间的距离( 本设计中 = =303 多轴箱厚度( 本设计多轴箱用 90盖, 325 工件长度( 本设计中 58 滑台与多轴箱的重合长度( ,本设计中 80 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 17 在加工终了位置,滑台前端面至滑座端面间的距离和前备 量之 和 ( 本设计中 0为原滑鞍与底座间为 20加上前备量 20 滑座前端面与侧底座端面距离( 本设计 04 L=( 303+303+2325+258) 180+40+110) =854、确定多轴箱轮廓尺寸 标准的通用钻、镗类多轴箱的厚度有两种尺寸规格,卧式为 325式为 340此绘制机床联系尺寸图时,主要需确定多轴箱的宽度 B 和高度 多轴箱的宽度 B 和高度 H 可按下式确定(见图 B=b+2.(H=h+.(式中 : b 工件在宽度方向相距最远的两孔距离, 最边缘主轴中心至多轴箱外壁之间的距离 般取 80120 h 工件在高度方向相距最远的两孔距离 多轴箱最低主轴中心线至箱体底平面的高度 这里,取 0可求出右多轴箱轮廓尺寸为: B=b+252=h+据上述计算值,按多轴箱轮廓尺寸系列标准(表 4最后确定右多轴箱轮廓尺寸为 BH=40000 5、装料高度的确定 对于本设计,所选滑台与滑座总高 50底座高度 60间底座高度 60合上述因素,并取 0,则 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 18 900以本设计的装料高度确定为 H=900此高度满足前面流水线和自动线装料高度一般在 H=8501060间选取的原则,所以选择合理。 产率计算卡 根据加工示意图所确定的工作循环、工作行程、切削用量、动力部件的快速及工进速度等编制出本设计的生产率计算卡如表 3 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 19 表 3 生产率计算卡(右多轴箱) 被加工 零件 图号 毛坯种类 铸件 名称 右多轴箱箱体 毛坯重量 材料 度 10 工序名称 钻孔及螺纹底孔 工序号 工时 /号 工步 名称 工作行程 /削速度 /( m 进给量 /( mm 进给量 /( mm 工进时间 辅助时间 1 装入工件 工件定位夹紧 右滑台快进 80 8000 0 14 3 5 死挡铁停留 右滑台快退 120 8000 工件松开 100 0. 01 8 卸下工件 注 本机床装卸工件时间取为 1计 件总工时 床实际生产率 24 件 /h 理想生产率 30 件 /h 负荷率 80% 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 20 第四章 组合机床右多轴箱的设计 多轴箱是组合机床上的一个重要组成部件,其主要作用是用来安装主轴、传动轴及齿轮等。每个多轴箱都是针对被加工工件在一定工序上的工艺要求而专门设计的,因而每个多轴箱作为一个部件来说是专用部件。多轴箱的箱体、前盖、后盖、顶盖的形状及尺寸也都有标准规格,设计时可以根据要求直接选用。 多轴箱的设计步骤如下:根据三图一卡确定主轴结构形式及齿轮模数;拟定多轴箱传动系统;计算主轴及传动轴坐标;绘制多轴箱总图及零件图 。 主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸如表 4示: 表 4主轴外 伸 尺寸及
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本文标题:变速箱钻孔工位组合机床右多轴箱设计【5张图/13000字】【优秀机械毕业设计论文】
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