拖拉机变速箱体双面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计.doc

拖拉机变速箱体双面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计拖拉机变速箱体双面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 摘 要 拖拉机变速箱是需要大量生产的零件 为了提高加工精度和生产效率 需要设计组合机床来改善加工情况 本课题设计的是拖拉机变速箱箱体双面钻 孔组合机床 用于加工金马 300 拖拉机变速箱体左面上的 18 个 M10 的螺纹底孔 8 个 M8 的螺纹底孔 2 个 20 的光孔 1 个 12 的光孔以及右面上的 18 个 M10 的螺纹底孔 6 个 M8 的螺纹底孔 1 个 12 的光孔和一个 M16 的螺纹底孔 该 组合机床设计包括总体设计和部件设计两部分 总体设计包括机床配置型式的 确定 结构方案的选择以及 三图一卡 的绘制 部件设计包括主轴箱设计及 夹具设计 其中主轴箱设计包括绘制主轴箱设计原始依据图 确定主轴和齿轮 完成动力计算 设计传动系统 主轴箱根据变速箱体所需要加工孔的数量 位 置来确定切削用量和主轴类型 采用 1000mm 630mm 的通用主轴箱 同时借助 钻套引导麻花钻从而保证被加工孔的位置 设计过程中尽量使用了标准零部件 设计出的组合机床结构简单 操作方便 加工精度高 减轻了劳动强度 提高 了加工效率 具有较好的经济性 关键词 变速箱 钻孔 组合机床 主轴箱 本设计来自 完美毕业设计网本设计来自 完美毕业设计网 登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计 客服客服 QQ 8191040 Design of General and Right Headstock of Modular Machine Tool for Drilling Holes on Two Side of Tractor Gear Box Abstract The tractor gear box is a product which needs massive production In order to improve the precision and the production efficiency it is needed to design a high effective modular machine tool to make This task is to design the general scheme and right headstock of modular machine tool for drilling holes on two side of tractor gear box The modular machine tool is used to drill 18 basic holes of screw of M10 8 basic holes of screw of M8 1 holes of 20 1 holes of 12 and drill 18 basic holes of screw of M10 8 basic holes of screw of M8 1 holes of 12 a basic holes of screw of M16 which are on the left and right surface of the JM300 tractor The design of modular machine tool includes the system design and the part design The system design includes the definition of the modular machine tool the selection of the structure plan and the completing of the technological drawings of the part which need to be manufactured the general drawing of modular machine tool drawings of cutter display and the efficiency card of manufacture The part design includes headstock design and jig design the headstock design includes drawing the primitive basic chart for the gear box determing the spindle and the gears completing the power computation designing the transmission system drawing the gear box assembly drawing and the part processing charts The headstock is designed by the quantity the location of the holes which are needed to be processed The headstock has been selected 1000mm 630mm as the general body The headstock uses the standard one with the aid of drill bush to guide the twist drill and guarantee the precision of processed hole During the design process we must use standard component as much as possible to design the modular machine tool in order to simplifying the structure The modular machine tool is easy to be operated has high machining precision and can reduce the working intensity enhance the machining efficiency and had the very good efficiency Key word Gear box Drill hole Modular machine tool Headstock 目目 录录 1 前 言 1 2 总体方案论证 3 2 1 工艺方案设计 3 2 2 确定机床总体布局 4 2 3 确定切削用量 4 3 组合机床总体设计 9 3 1 被加工零件工序图 9 3 2 加工示意图 9 3 3 机床生产率计算卡 14 4 右主轴箱设计 16 4 1 绘制主轴箱设计原始依据图 16 4 2 主轴结构型式的选择及动力计算 17 4 3 主轴箱的传动设计和计算 18 4 4 传动系统设计 18 4 5 主轴箱坐标计算 绘制坐标检查图 25 4 6 轴 齿轮的校核 29 5 主轴箱体及其附件的选择设计 35 5 1 主轴箱体的选择设计 35 5 2 主轴箱上附件的设计 35 6 结论 36 参 考 文 献 37 致 谢 38 附 录 39 1 前 言 组合机床是根据工件加工需要 以大量通用部件为基础 配以少量专用部件组成的一 种高效专用机床 它是按高度工序集中的原则设计的 即在一台机床上可以同时完成钻 1 孔 扩孔 铰孔 镗孔 车端面 车削和铣削等工序的高效率的专用机床 它是一种自动 化或半自动化的机床 无论是机械 电气或液压电气控制的都能实现自动化循环 半自动 化循环 它一般采用多轴 多刀 多工序 多面 多工位同时加工 与万能机床和专用机 床相比 组合机床有重新改装的优越性 其通用零 部件可以多次重复利用 它是按具体 加工对象专门设计的 在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行 2 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 它常常是用多轴对被加 工零件一个面上的许多孔同时进行加工 这样就能较好地保证各孔相互之间的精度 提高 产品质量 减少工件工序间的搬运 改善劳动条件 也减少了机床占地面积 由于组合机 床大多数零 部件是同类的通用部件 这就简化了机床的维护和修理 必要时可以更换整 个部件 以提高机床的维修速度 组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产 有利 于提高通用部件的性能 降低制造成本 由于组合机床具有上述诸多优点 在分析解决问 题的时候 为我指出了明确的思考问题的方法 组合机床虽然有很多优点 但也有缺点 比如它的可变性较万能机床低 重新改装时有 10 20 的零件不能重复利用 而且改装时 劳动量比较大 3 近几年来组合机床在许多部门获得广泛的使用 一些中小批量生产部门也开始推广使 用 今后组合机床及其自动线将获得更加迅速的发展 其发展方向为 改善机床的布局 增加同时工作的刀具 减少加工余量 提高切削用量 提高工作可靠性以及缩短辅助时间 等 为减少自动线的停车损失 提高自动线的柔性 采用电子计算机进行自动线的管理 现在组合机床及其自动线一般已不是完成一个工件的某几道工序 而常常是用于完成工件 的全部加工工序 为了使自动线能稳定地保证加工精度 已经广泛采用自动测量和刀具自 动补偿技术 做到调刀不停车 越来越多的组合机床用于组成自动线 组合机床本身则是 向全自动方向发展 为提高中小批生产的一些箱体件的生产效率 近几年来发展了可调的 多工序多刀具的组合机床及其自动线 为了适应仪器仪表工业小箱体加工需要 研制超小 型组合机床 这种机床多由超小型气动液压动力头配置而成 体积小 效率高 并能达到 高的加工要求 随着组合机床技术的发展 过去一直被认为需按具体加工对象专门设计的 组合机床 现在已经可以为一些行业的一定范围的工件制造专门组合机床 这种机床不需 要再次按具体加工对象进行专门设计 而是可以作为通用品种进行成批生产 用户根据自 己加工产品的需要 配上刀具及工艺装备 即可组成加工一定对象的高效机床 4 我的毕业设计课题是拖拉机变速箱体双面钻孔组合机床总体及右主轴箱设计 课题来 源于悦达金马拖拉机厂 这次毕业设计是在实习的基础上进行的 在盐城各机床厂实习期 间 深入车间 理论联系实际 了解被加工零件的加工特点 精度和技术要求以及生产率 的要求等 确定在组合机床上完成的工艺内容及其加工方法 收集了大量的资料 我们小 组通过讨论 协调 既考虑工艺方案的实现 保证加工精度 技术要求及其生产效率 又 考虑机床操作 维护 修理是否方便 排屑情况是否良好 还注意被加工零件的生产批量 以便使设计的组合机床符合多快好省的要求 确定了机床各部件间的相互关系 选择通用部件和刀具的导向 计算切削用量 在设计 过程中 我参考了 组合机床设计简明手册 组合机床设计参考图册 机械设计 等 资料 进行了主轴箱体的总装设计 齿轮的校核 轴强度的校核等 绘制了零件加工工序 图 加工示意图 主轴箱装配图和一套零件图 这台组合机床工序比较集中 一次装夹就 可以完成最终加工 既降低了投资成本 又使产品的加工质量得到提高 机床运转平稳 工作可靠 结构简单 装卸方便 便于调整和维修 2 总体方案论证 设计的机床要满足加工要求 保证加工精度 尽可能选用通用件 以降低成本 各动 力部件用电气控制 因此根据上述要求和拖拉机变速箱体的加工特点确定设计方案 5 2 1 工艺方案设计 组合机床的总体设计要注重工件及其加工的工艺分析 只有制定出先进合理的工艺方 案 才能设计出先进合理的组合机床 根据指定的加工要求 提出若干个工艺方案 择其佳者 工艺方案确定了 组合机床的结构 性能 运动 传动 布局等一系列问题也就解决了 所 以 工艺方案设计是组合机床设计的重要环节 6 根据先粗加工后精加工 先基准面后其它表面 先主要表面后次要表面的机械加工工 序安排的加工原则 对金马 300 型拖拉机变速箱体的工艺路线作如下设计 工序 1 粗铣基准面及向搭子面 Y 向 W 向搭子面 工序 2 精铣基准面 工序 3 钻基准面孔 工序 4 粗铣两侧面 工序 5 精铣两侧面 工序 6 粗镗孔 工序 7 半精镗孔 工序 8 精镗孔 工序 9 钻左右侧面孔 工序 10 钻两端面孔 工序 11 攻两侧面孔 工序 12 攻三面孔 工序 13 攻螺纹 工序 14 最终检验 本道工序 工序 9 钻左右两侧面的孔 由本设备金马 300 拖拉机变速箱体双面钻 组合机床完成 因此 本设备的主要功能是完成拖拉机变速箱体左 右两个面上 55 个孔的 加工 具体加工内容及加工精度是 a 钻左侧面上 29 个孔 钻 12 个 M10 的螺纹底孔至 8 5 深 23 各12 5 a Rm 孔位置度公差为 0 4mm 钻 6 个 M10 螺纹底孔至 8 5 深 20 各孔位12 5 a Rm 置度公差为 0 2mm 钻 4 个 M8 螺纹底孔至 6 7 深 18 各孔位置度公12 5 a Rm 差为 0 4mm 钻 2 个 M8 螺纹底孔至 6 7 钻通 各孔位置度公差为12 5 a Rm 0 4mm 钻 2 个 M8 螺纹底孔至 6 7 深 18 各孔位置度公差为12 5 a Rm 0 2mm 钻 20 光孔至 19 8 深 24 保证尺寸 钻 20 底孔6 3 a Rm 800 2 至 19 8 深 24 保证尺寸 钻 12 底孔至 11 8 深 18 6 3 a Rm 73 50 2 保证尺寸 R159 12 5 a Rm b 钻右侧面上 26 个孔 钻 12 个 M10 螺纹底孔至 8 5 深 23 各孔12 5 a Rm 位置度公差为 0 4mm 钻 6 个 M10 螺纹底孔至 8 5 深 20 各孔位置12 5 a Rm 度公差为 0 2mm 钻个 M8 螺纹底孔至 6 7 孔 深 24 各孔位置度公12 5 a Rm 差为 0 4mm 钻 2 个 M8 螺纹底孔至 6 7 孔 深 21 各孔位置度公差12 5 a Rm 为 0 5mm 钻 2 个 M8 螺纹底孔至 6 7 孔 深 21 各孔位置度公差为12 5 a Rm 0 2mm 钻 M16 螺纹底孔至 14 5 孔 深 24 钻 12 光孔至 11 8 孔 12 5 a Rm 深 18 各孔位置度公差为 0 05mm 保证尺寸 R159 12 5 a Rm 2 22 2 确定机床总体布局确定机床总体布局 根据上述确定的加工工艺方案 按照工序集中程度和生产批量大小 机床总体布局主 要有如下配制型式 A 多工位组合机床 多工位组合机床 主要用于中 小零件加工 生产占地面积大 但生产率高 这种方 式若配合工作台的移动和精确定位 可以组成组合机床自动线 则自动化程度和生产率均 很高 B 单工位组合机床 各种型式的单工位组合机床 通常可安装一个工件 特别适宜于大 中型箱体类零件 的加工 根据配置动力部件的型式和数量 这类机床可分为单面 多面及复合式 这种方 式组成灵活 结构简单 由于单工位加工 其机动时间与辅助时间不能重合 因而生产率 比多工位机床低 根据以上所述 拖拉机变速箱体的结构是比较规则的长方体 从装夹的角度来看 卧 式平放比较方便 采用卧式组合机床加工孔 有利于排屑 也减轻了工人的劳动强度 且 柴油机气缸体属于中型加工零件 在本次设计中 钻孔工序是主要工序内容 因此为了保 证钻孔的加工精度和结合被加工零件加工特点 卧式单工位组合机床是较好的选择 卧式单工位组合机床又可分为卧式单面组合机床 卧式多面组合机床等 若采用卧式 单面组合机床 加工两端面需经过两次装夹 增加辅助时间 成本高 生产效率低 工人 劳动强度大 因此 采用卧式双面组合机床是合理的选择 其特点 工件安装在夹具里 夹具和工件相对固定 动力滑台实现进给运动 滑台上的动力箱连同主轴箱实现切削主运 动 生产占地面积小 加工精度高 2 3 确定切削用量 2 3 12 3 1 选择切削用量选择切削用量 在组合机床工艺方案确定过程中 工艺方法和切削用量选择是否合理 对组合机床的 加工精度 生产率 刀具耐用度 机床的结构形式及工作可靠性均有较大的影响 A 组合机床切削用量的选择特点 a 在大多情况下 组合机床为多轴 多刀 多面同时切削 因此 切削用量比一般万 能机床单刀加工低 30 左右 b 组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给 由于多轴箱上同时工作的刀具种类不同 且直径大小不同 其切削用量也各有特点 因此 一般先按各刀具选择较合理的切削速度 v m min 和每转进给量 f mm r 再根据其中工作时间最长 负荷最重 刃磨较困难的刀具 来确定并调整每转进给量和转速 通常用试凑法来满足每分钟进给量相同的要求 参照 1 即 fii vfnfnfnfn 332211 c 在选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求 又要保证刀具一定的耐用度 d 选择切削用量时 还须考虑可选动力滑台的性能 B 组合机床切削用量选择方法 从实际出发 根据加工精度 工件材料 工作条件 技术要求等进行分析 按照经济 地满足加工要求的原则 合理的选择切削用量 本次设计中 采用查表法选择加工拖拉机 变速箱体孔的切削用量 参照文献 1 切削用量选择如下 左侧面上 29 个孔的切削用量的选择 a 孔 1 孔 12 为 12 个 M10 的螺纹底孔 故钻至 8 5mm 盲孔 l 23mm 由 d 6 12 硬度大于 170 241HBS 选择 v 10 18m min f 0 1 0 18mm r 又 d 8 5mm 初选 v 11 74 m min f 0 14mm r 则由文献 1 43 页公式 2 1 d v n 1000 得 1000 11 74 440 min 8 5 3 14 nr b 孔 13 孔 18 为 6 个 M10 的螺纹底孔 故钻至 8 5mm 孔深 20 l 20mm 由 d 6 12 硬度大于 170 241HBS 选择 v 10 18m min f 0 1 0 18mm r 又 d 8 5mm 初选 v 11 74 m min f 0 14mm r 则由公式 2 1 得 1000 11 74 440 min 8 5 3 14 nr c 孔19 孔22 孔25 孔26 为6个M8的螺纹底孔故 钻至 6 7 孔深 18 l 18mm 由d 6 12 硬度大于170 241HBS 选择 v 10 18m min f 0 1 0 18mm r 又d 6 7mm 初选v 11 8m min f 0 11mm r 则由公式 2 1 得 1000 11 74 558 min 6 7 3 14 nr d 孔23和孔26 为2个M8的螺纹底孔 故钻至 6 7mm 钻通 l 24mm 计算同c 得n 558r min e 孔27和孔28 为2个 20的光孔孔 故先钻至 19 8mm 盲孔 l 24mm 由d 6 12 硬度大于190 240HBS 选择 v 10 18m min f 0 1 0 18mm r 又d 19 8mm 初选 v 11 74m min f 0 24mm r 则由公式 2 1 得 1000 11 74 189 min 19 8 3 14 nr f 孔29 为1个 12的光孔 故先钻至 11 8mm 盲孔 l 18mm 由d 6 12 硬度大于190 240HBS