X62机床进给传动进给箱箱体毕业设计说明书.doc

毕毕 业业 设设 计计 论 论 文 文 题题 目 目 x62 机床计算机辅助与制造 学生姓名 学生姓名 学学 号 号 110200209 学学 院 院 机电工程学院 专专 业 业 机械设计制造及其自动化 班班 级 级 机制二班 指导教师 指导教师 教授 二二 年年 月月 日 毕业设计 论文 诚信声明书毕业设计 论文 诚信声明书 本人郑重声明 所呈交的毕业设计 论文 是在指导老师的指导下独 立完成的 本人遵守学校有关规定 恪守学术规范 在论文写作过程中参 考的其他个人或集体的研究成果 均在文中以明确方式标明 本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖 声明人 签字 时间 年 月 日 X62 机床计算机辅助与制造 I X62 机床计算机辅助与制造 摘 要 根据设计目的的要求 我这次对 X62 型铣床进给箱的设计主要是确定机床进给传 动系统的方案 对传动零件进行计算和结构设计 并设计箱体外观图 根据要求设计 的进给箱能实现 18 种进给速度 同时实现生产中的快速后退运动 本次设计主要内容 包括 选择并确定进给传动方案 对传动零件进行动力计算和结构设计 利用 CAD 软 件构建进给箱几何模型并进行工程分析 以及对进给箱箱体设计等内容 其中 我的 任务是设计运动方案和进给箱部分的箱体 并且这次设计还包括了翻译相关的专业英 文资料和利用计算机三维绘图软件对部分零件进行了三维造型和分析 这次的设计还 需要我们熟练的掌握计算机基础知识 聞創沟燴鐺險爱氇谴净 我的主要任务是了解进给箱的箱体结构 对进给箱的设计 制造 选材 从而选 出最合适的方案 进而对确定的方案进行具体的结构分析和设计 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟 本次设计需要用展开图来表示进给箱中箱体的孔轴位置关系关系 为了清楚表示 出进给箱孔轴位置的关系 还需有必要的向视图和剖视图 还需要对典型的零件进行 三维造型 从而加深对设计内容的认知程度 用三维装配的方式可以更清晰明了地展 现出箱体与内部零件之间的位置联接关系 酽锕极額閉镇桧猪訣锥 关键词 关键词 X62 进给箱 箱体 河北工程大学毕业设计 II Computer aided and manufacturing of X62 machine tools彈贸摄尔霁毙攬 砖卤庑 Abstract According to the requirement of the design goal this time I to the design of the feed box X62 type milling machine mainly determine the scheme of machine tool feed drive system for calculation and structure design transmission parts and body appearance design Design according to the requirement of feed box can realize 18 kinds of feed rate and to achieve rapid retreat movement in production This design main content includes select and determine the feeding transmission scheme for power transmission parts calculation and structure design using CAD software to build feed box geometric model and engineering analysis as well as to the feed box body design etc Among them my task is to design a movement and feed box part of the body And this design also includes the translation related professional English data and using the computer 3 d drawing software parts for the three dimensional modelling and analysis This design also need our skilled master basic computer knowledge 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔 My main task is to know the feed box body structure the feed box design manufacturing material selection and select the most appropriate solution Then for sure solution for specific analysis and design of structure 厦礴恳蹒骈時盡继價骚 Need to use a diagram to show the design in the feed box casing hole shaft position relations In order to clearly show feed box hole shaft location the relationship between also needs to have the necessary to view and sectional view Will need a three dimensional modelling of typical parts so as to deepen the cognition of design content In 3 d assembly way can be more clear to show out of the box body and the relationship between the location of the connection of the internal parts 茕桢广鳓鯡选块网羈泪 Key words X62 type milling machine feed box body鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴 X62 机床计算机辅助与制造 III 摘摘 要要 I I籟丛妈羥为贍偾蛏练淨 ABSTRACTABSTRACT IIII預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1 1渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦 1 1 机械制造装备的重要地位 1铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡 1 2 机械制造装备类型 2擁締凤袜备訊顎轮烂蔷 1 2 1 加工装备 2贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷 1 2 2 工艺装备 3坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚 1 2 3 输送及仓储装备 3蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘 1 3 机床设计概论 3買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄 1 4 机床的分类及型号编制 4綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴 1 4 1 机床的分类 4驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦 1 4 2 机床型号的编制方法 4猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑 第第 2 2 章章 机床进给传动系统设计机床进给传动系统设计 9 9锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔 2 1 机床设计概论 9構氽頑黉碩饨荠龈话骛 2 1 1 机构总体设计的任务和基本原则 9輒峄陽檉簖疖網儂號泶 2 1 2 结构总体设计步骤 9尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅 2 1 3 结构设计的基本原理 9识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒 2 2 主要技术参数的确定 9凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴 2 2 1 机床主要技术参数的确定 9恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦 2 3 机床进给传动系统设计 10鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫 2 3 1 设计原则 10硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹 2 3 2 机床传动方式和变速方式的选择 11阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖 2 4 进给运动转速图拟定 12氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩 2 4 1 拟定转速图一般原则 12釷鹆資贏車贖孙滅獅赘 2 4 2 拟定转速图 13怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉 第三章第三章 对传动零件进行动力计算对传动零件进行动力计算 1515谚辞調担鈧谄动禪泻類 3 1 主要技术参数的确定 15嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩 3 1 1 机床传动方式和变速方式的选择 15熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库 3 2 传动系统各轴功率和扭矩的计算 15鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞 3 2 1 各轴功率计算 15纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛 3 2 2 各轴扭拒计算 16颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷 第四章第四章 进给箱箱体的分析进给箱箱体的分析 1717濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻 4 1 零件的分析 17銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼 4 1 1 箱体类零件的功用及结构特点 17挤貼綬电麥结鈺贖哓类 4 1 2 零件的工艺分析 17赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈 4 2 确定毛坯铸造形式 尺寸公差和加工余量 18塤礙籟馐决穩賽釙冊庫 4 2 1 毛坯的铸造形式 18裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺 4 2 2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 19仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁 4 2 3 绘制箱体铸造毛坯简图 20绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧 4 3 拟定箱体零件的机械加工工艺路线 21骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙 4 3 1 定位基准的选择 21瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉 河北工程大学毕业设计 IV 4 3 2 精基准的选择 21鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類 4 3 3 粗基准的选择 21栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬 4 4 加工方法的拟定 22辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应 4 4 1 零件表面加工方法的选择 22峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺 4 4 2 加工阶段的划分 23詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜 4 4 3 工序的集中与分散 23则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷 4 5 制定工艺路线 23胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻 4 6 机械加工余量和工序尺寸的确定 24鳃躋峽祷紉诵帮废掃減 4 6 1 工序铣 P 面 底面的加工余量 工序尺寸和公差的确定 25稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜 4 6 2 确定切削用量 27陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟 第五章第五章 三维造型设计三维造型设计 2929沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應 5 1 PRO ENGINEER 简介 29钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺 5 2 PRO ENGINEER 的主要特性 29懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮 5 3 基于进给箱的三维造型 30謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘 第六章第六章 总结总结 3939呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚 参考文献参考文献 4141莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减 致谢致谢 4343麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶 X62 机床计算机辅助与制造 1 第 1 章 绪 论 1 1 机械制造装备的重要地位 众所周知 制造业是一个国家经济发展的重要支柱 是国民经济的主要来源 可以说 制造业的发展水平是一个国家或地区经济实力 科技水平和综合国力的 重要标志之一 納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬 机械制造是制造业核心 是向其它部门提供工具 仪器及各种先进制造装备 的部门 机械制造业的生产能力和制造水平是衡量一个国家工业水平的标志之一 因此 机械制造业在国民经济中占据着重要地位 而机械制造业的生产能力和水 平主要取决于机械制造装备的先进程度 随着科学技术的迅速发展 机械制造生 产模式发生了巨大的演变 19 世纪 20 年代制造业开始起家 二次世界大战期间 大规模军工生产 使的制造业得到飞速发展 風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙 20 世纪 50 年代 产品品种单一 为了提高生产率 满足市场需要 广泛采取 自动机床 组合机床和专门生产线 在大批量生产条件下 这种生产方式可以实 现刚性自动化 大幅度降低成本 极大的提高劳动生产率 灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹 20 世纪 70 年代后期 社会需求日益多样化 市场竞争日益激烈 为了在竞争 中求的生存和发展 生产企业不仅要求提高产品质量 而且频繁的改变 以满足市场 不断的发展 数控机床就是在这样的背景下发展起来的 她极其有效的为单件小 批量生产的精密复杂零件提供了自动加工手段 20 世纪 70 年代初研制出的计算机 数控 CNC 使数控机床得到了迅速的发展和普及 铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝 20 世纪 80 年代初 市场上出现了更多系统化 规模化更大的柔性制造系统 FMC 它是采用一组数控机床和其它自动化的工艺装备 由计算机信息控制系统 和物料储运系统有机结合的整体 FMS 既是自动化 又是柔性的 比单台数控机床 的经济效益有大幅度提高 特别用于中小批量生产 攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸 随着计算机辅助技术向智能化 网络化和集成化方向发展 为了充分利用企 业的软硬件资源 发挥企业的整体效益 国外 20 世纪 80 年代出现了一种新的生 产模式 CIMS CIMS 技术的出现使机械制造自动化水平开始由系统自动化向综合自 动化方向发展 趕輾雏纨颗锊讨跃满賺 20 世纪 90 年代 随着信息技术的发展 快速响应为市场制造发展的重要方向 为加快响应市场 相继提出了精良生产 LP 敏捷制造 AM 虚拟公司 Virture Compration 精良 敏捷 柔性 LAF 生产系统等许多新的生产模式和新的哲理 夹覡 闾辁駁档驀迁锬減 河北工程大学毕业设计 2 我国的机械制造业是在 1949 年建国后建立和发展起来的 以成为一个规模宏 大 门类齐全的工业部门 由于 20 多年内我国处于闭关锁国状态下发展自我 我 国的机械制造装备水平还很落后 产品种类少 档次低 多数装备还处于 20 世纪 60 70 年代水平 机械制造水平落后 又严重影响了机械制造业 及其整个制造业 的振兴 因此我们必须深入广泛的开展科学研究和技术革命 把学习外国的先进 技术和自己的创新结合起来 迅速提高我国机械制造装备产品的技术水平和时常 竞争力 视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝 1 2 机械制造装备类型 机械制造装备包括 加工装备 工艺装备 仓储输送装备和辅助装备四种类 型 1 2 1 加工装备 金属切削机床 金属切削机床种类繁多 按使用范围可分为 通用机床 专用机床 和专门 化机床 通用机床 又称万能机床 这类机床可加工多种工件 完成多种工序 使 用范围广 通用性高 主要用于单件小批量生产 按切削方式通用机床可分 车 床 钻床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 刨床 拉床 切断机床 锯床 和其它机床 偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠 专用机床 是用于加工特定工件的特定工序的机床 是为特殊工序要求专 门设计 制造的加工设备 专门化机床 这类机床用于加工形状相似而尺寸不同的工件特定工序 生 产率很高 是用于成批生产 特种加工机床 电加工机床 是直接利用电能对工件进行加工的机床主要有点火花加工机 床 点火化线切割机床和电解加工机床 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟 声波加工机床 是利用工具端面作超生频振动 通过工作液中的悬浮磨料 对工件进行加工和抛磨实现加工的 激光加工机床 采用激光能量对材料进行加工的设备 电子束加工机床 加工范围广 可对任何金属导体 半导体和非半导体材 料进行加工 锻压机床 X62 机床计算机辅助与制造 3 锻锤是利用锻头与砧座之间撞击能量对金属进行压力加工 曲柄液压机是锻 压生产中广泛应用的一种锻压机床 它可以用于板料冲击 冷热加工等 騅憑钶銘侥 张礫阵轸蔼 1 2 2 工艺装备 刀具 切削加工时 能从工件上切除多余材料或切断材料的工具 称之为刀具 夹具 在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用各种不同的用于使工件正确的位置 然后使工件加紧的工艺装备 统称夹具 疠骐錾农剎貯狱颢幗騮 模具 在工业生产中 用各种压力机和压力机上的压力工具 通过压力把金属和非 金属制出所需形状和制品 这种专用工具称模具 镞锊过润启婭澗骆讕瀘 量具 以固定形式复现量值的计量器 1 2 3 输送及仓储装备 物料输送装置 有三种形式 重力输送装置 靠工件自身重力或退力 使工件在滚道上前行实现输送 强制输送装置 由链条式输送带 莲板式输送带带动工件或随行夹具 采 用输送机械手柄在两工位之间输送工件 榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛 步伐式输送装置 自动线中最常用的是步伐式输送装置 其作用是在自动 线上输送工件和随行夹具 仓储 仓储是用于存储原料 外购器材 半成品 成品 工具 胎夹模具 托盘 分别归厂和车间管理 1 2 4 辅助装置 辅助装置包括清洗机 排屑和计量等装备 1 3 机床设计概论 机床设计的基本要求及评价指标 工艺范围 机床是用来完成工件表面加工的 应该具备完成一定工艺范围 包括加工方 法 工件类型 加工表面形状 尺寸等 的加工功能 因此也可以把工艺范围称 之为机床的加工功能 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑 河北工程大学毕业设计 4 精度 加工中保证被加工工件达到要求的精度 和表面粗糙度 生产率与生产自动化 生产率的要求根据生产纲领决定 常用单位时间机床所能加工出的工件数量 表示 机床自动化有半自动化和全自动化之分 嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲 可靠度 可靠度是在规定条件下和规定时间内 机床完成规定的能力及其稳定性 宜人性 造型与色彩 噪音 一般机器允许噪音不大于 85dB 精密机床不大于 75dB 成本 价值 功能 成本 1 4 机床的分类及型号编制 1 4 1 机床的分类 金属切削机床种类繁多 为了便于区分 使用和管理 有必要对机床进行分 类和型号编制 一 机床的传统分类方法 主要是按加工性质和所用的刀具进行分类 根据我国制定的机床型号编制方法 将机床分为 12 大类 车床 钻床 镗床 磨 床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 刨床 拉床 切断机床 锯床 和其它机床 该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭 同类型机床按应用范围 通用性程度 又可分为 通用机床 又称万能机床 这类机床可加工多种工件 完成多种工序 使用 范围广 通用性高 主要用于单件小批量生产 劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙 专用机床 是用于加工特定工件的特定工序的机床 是为特殊工序要求专门 设计 制造的加工设备 专门化机床 这类机床用于加工形状相似而尺寸不同的工件特定工序 生产 率很高 是用于成批生产 二 同类型机床按工作精度又可分 普通精度机床 精密机床和高精度机 床 机床还可按自动化程度分为 手动 机动 半自动和自动的机床 机床还可按重量和尺寸分为 仪表机床 中型机床 一般机床 大型机床 重量达 10t 重型机床 大于 30t 和超重型机床 大于 100t 臠龍讹驄桠业變墊 X62 机床计算机辅助与制造 5 罗蘄 按机床主要工作部件的数目 可以分为单轴的 多轴的或单刀的 多刀的机 床等 1 4 2 机床型号的编制方法 机床型号就是按一定的规律 赋予每种机床一个代号 以便于机床的管理和 使用 我国机床型号的编辑 是采用汉语拼音加阿拉伯数字按一定规律组成的 它可简明地表达出机床的类型 主要规格几有关特征等 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞 普通机床型号 1 普通机床型号用下列方式表达 其中 1 有 符号者 为大写的汉语拼音字母 2 有 符号者 为阿拉伯数字 3 的代号或数字 当无内容时 则不表示 若有内容时 则 不带括号 2 机床类 组 系的划分及其代号 机床的类别用汉语拼音大写字母表示 例如 铣床 的汉语拼音是 xi chuang 所以用 X 表示 当需要时 每类又可分为若干分类 分类代号用阿 拉伯数字表示 在类代号之前 居于型号的首位 但第一分类不予表示 例如 磨床类分为 M 2M 3M 三类 穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺 普通机床的类别代号及其读音如表 1 1 同一类型号机床的变型代号 主参数或设计顺序号 组别 惜别代号 通用特性和结构特性代号 重大改进顺序号 第二主参数 类别代号 分类代号 河北工程大学毕业设计 6 表 1 1 普通机床的类别代号 类 别 车 床 钻 床 磨 床镗 床 齿轮 加工 机床 螺 纹 加工机 床 铣 床 刨 插 床 拉 床 特种 加工 机床 锯 床 其它 机床 代 号 CZM2M3MTYSXBLDGQ 读 音 车钻磨 二 磨 三 磨 镗牙丝铣刨拉电割其 机床的组别和系别代号用两位数字表示 每类机床按其结构性能及使用范围 划分为 10 个组 用数字 0 9 表示 每组机床又分为若干个系列 系的划分原则是 主参数相同 并按一定的公比排列 工件和刀具本身的和相对的运动特点基本相 同 且基本结构及布局形式相同的机床 即划分为同一系 隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽 3 机床的特性代号 机床的特性代号表示机床具有的特出性能 包括通用特性和结构特性 当木 类型机床除有普通型外 还具有某种通用特性 则在类别代号之后加上相应的特 性代号 浹繢腻叢着駕骠構砀湊 为了区分主参数相同而结构不同的机床 在型号中用结构特性代号表示 结 构特性代号为汉语拼音字母 例如 CA6140 型卧式车床型号中的 A 可理解为 这种型号车床在结构上区别于 C6140 型车床 结构特性的代号字母是根据各类机 床的情况分别规定的 再不同型号中的意义可不一样 鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝 4 机床主参数 第二主参数和设计顺序号 机床主参数代表机床规格的大小 用折算值 主参数乘以折算系数 表示 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵 5 机床的重大改进顺序号 当机床的性能及结构布局有重大改进 并按新 产品重新设计试制和鉴定时 在原机床型号的尾部 加重大改进顺序号 以区别 与原机床型号 序号按 A B C 字母的顺序选用 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐 6 同一型号机床的变形代号 某些机床 根据不同的加工需要 在基本 机床型号的基础上仅改变机床的部分性能结构时 则在基型机床型号之后加 1 2 3 变形代号 嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲 机床的型号是机床产品的代号 用以简明的表示机床类型 主要技术参数 X62 机床计算机辅助与制造 7 性能和结构特点 本次设计机床型号 X62 X 类别代号 铣床类 6 组别代号 落地式卧试铣床组 2 主要参数代号 机床工作台宽度为 320mm 1 5 X62 的特点和用途 1 x62 型卧式铣床有以下特点 1 机床结构本身具有足够的刚性 使能承受重负荷的切削工作 2 机床有足够的功率和很广的变速范围 能充分发挥刀具的效能 并能使用 硬质合金刀具进行高速切削 3 在机床的前面和左面 各有一套功能相同的按钮和操纵手柄 即复式操纵 装置 使工作者能选择最方便的位置进行操纵 薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫 4 机床具有各种连续的往复循环和间断的循环运动 能简化操纵动作 提高 生产效率 并且可以进行多机床管理 齡践砚语蜗铸转絹攤濼 5 主轴的启动 停止和快进行程的开动都有明显的按钮 工作台的进给由手 柄操纵 其送进方向和操纵手柄所指方向一致 主轴的转速和工作台的进给速度 用转盘来操作 所有这些 搜使机床的操纵简单 操作机床的工人也不需要高熟 练的技术 绅薮疮颧訝标販繯轅赛 6 机床的重要传动零件均用合金钢制成 并经特殊处理 容易磨损的件均用 耐磨材料制成 机床导轨有防削装置这些都保证了机床有足够长的使用寿命 饪箩 狞屬诺釙诬苧径凛 7 容易磨损的部件都有消除间隙的调整装置 保证机床的精度和工作平稳 8 机床有良好的安全装置 手动进给和机动进给间有互锁机构 再进给量过 大时 保险结合处能自动脱开 使机床零件不致损坏 同时有保证了操作者的安 全 烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵 9 机床迅速有效地进行制动 当加工完毕或其他原因而需要停车时 只需按 一下 停止 按钮 机床的全部运动立即停止 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键 10 机床能进行顺铣和逆铣工作 操作者可根据需要灵活运动 11 工作台在三个方向上 纵向 横向 垂直 都能进行快速移动 减少辅助 时间 提高生产率 12 工作台横向和垂直方向的移动集中的由一个手柄操纵可控制两个方向的进 给和快速移动 13 机床有完善的润滑系统 重要的传动件和轴承是由机动泵进行自动润滑 河北工程大学毕业设计 8 同时设有指示器进行经常检查 需用手动润滑的部位 其加油点均设有明显的标 志 撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞 14 各重要传动轴和主轴均安装有滚动轴承上 提高传动效率 主轴上的滚锥 轴承 还能进行调整 以保证主轴精度 踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄 2 机床的用途 x62 型卧式铣床适用于圆柱 圆片铣刀 角度铣刀 成型铣刀及端面铣刀来铣 切各种零件 也可以加工平面 斜面 沟槽 齿轮等 婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞 装上分度头 可以铣切直齿齿轮和铰刀等零件 此时每当零件被加工完第一 个齿后 利用手动使零件绕自己的中心转动一定的角度 以便进行下一个齿的加 工 譽諶掺铒锭试监鄺儕泻 x62 型卧式铣床还可以安装万能铣头及圆工作台 用以铣切凸轮及圆弧形槽 因此 x62 型卧式铣床能适用于各种企业 从小规模的机械修理厂到大量生产 的的汽车制造厂都可以使用 X62 机床计算机辅助与制造 9 第 2 章 机床进给传动系统设计 2 1 机床设计概论 2 1 1 机构总体设计的任务和基本原则 1 结构总设计的具体任务及其重要性 结构总体设计的任务是将原理方案设计结构化 即把一维 二维或三维的原 理方案图转化为三维的可制造形状过程 包括 质 的设计和 量 的设计 俦聹 执償閏号燴鈿膽賾 2 结构总体设计原则 安全可靠 目的明确 步骤简单 是结构总体设计阶段遵循的三项基本原则 2 1 2 结构总体设计步骤 1 初步设计 明确设计要求并按比例绘制主要结构草图 2 详细设计 逐步完善结构总体设计草图及审核 进行技术经济评价 3 结构总体设计的完善与审核 2 1 3 结构设计的基本原理 1 任务分配原理 2 自补偿原理 3 力传递原理 4 变形协调原理 5 等强度原理 6 稳定性原理 河北工程大学毕业设计 10 2 2 主要技术参数的确定 2 2 1 机床主要技术参数的确定 机床主要技术参数包括机床的主参数和基本参数 基本参数又包括尺寸参数 运动参数及动力参数 主参数和尺寸参数 机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作性能的一种参数 尺寸参数是指机床的主要结构尺寸参数 选择的机床型号是 X62 工作台进给量种数 18 级 转速范围 转 每分 30 1500 运动参数 主轴转速的合理安排 根据 nmax nmin 在已知变速范围内若采用有级变速 则应进行转速分级 所谓分级即在变速范围内确定中间各级转速 目前 多数机床主轴转是速是按等 比级数排列 其公比为 则转速排列为缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜 n1 nmin n2 nmin n3 nmin 2 nz nmin z 1 变速范围 Rn 公比 和级数 z 的关系 Rn nmax nmin z 1 1 z n R 两边取对数 可写成 lgRn z 1 lg z 1 lgRn lg 已知 z 18 Rn nmax nmin 50 得 17 50 1 23 1 z n R 查表得 1 26 X62 机床计算机辅助与制造 11 2 3 机床进给传动系统设计 2 3 1 设计原则 1 在满足一定的转速范围和级数条件的情况下 传动链尽可能的简短 2 传动平稳 振动 噪声小 效率高 3 功率及扭矩应满足使用要求 4 必须考虑制动装置 2 3 2 机床传动方式和变速方式的选择 动力参数及运动参数 机床电机的功率为 1 5KW 选择 J04 52 4 D 型电机 传动方案确定 确定机械传动系统方案时应遵循下列的原则 a 尽可能地采用简单且短的运动链 b 基本结构优先选用 c 使机械有较高的机械效率 d 应该合理分配传动比 一 链传动的特点 1 和齿轮传动比较 它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力 2 能在低速 重载和高温条件下等环境不太好的地方工作 3 链条的铰链磨损后 使得节距变大造成脱落现象 链传动具有优点 1 承载能力高 2 效率高 但链传动也有不少缺点 主要有 1 存在冲击 振动 2 对安装精度要求高 二 带有锥齿轮的进给传动 分析 该传动中含有锥齿轮传动 这使得该种方案的传动效率更高 运动更 1 061 121 261 411 581 782 110E4010201010103 20 10 5 10 4 10 6 20 10 2 2 E12 2 6 2 3 22 2 3 2 6 5 212 Amax5 7 16 21 29 37 44 50 与 1 06 关系 1 0611 0621 0641 0661 0681 06101 0612 河北工程大学毕业设计 12 平稳 工作可靠 使用寿命也变得更长 然而 对于锥齿轮来说 其齿轮制造 安装要求更高 因此该传动方案的成本和费用比单纯的圆柱齿轮要高 此外 该 传动方案所需空间尺寸比单纯的圆柱齿轮也要大 这是进给传动的箱体也大点 成本和费用也就变得更高了 因此 该传动方案不是很合理 骥擯帜褸饜兗椏長绛粤 三 单纯的圆柱齿轮 含滑移齿轮 的进给传动 拟定传动系统图如下图 2 3 所示 图 2 3 传动系统图 分析 对于该传动系统图 从图上可以看出 该传动系统图中仅含有直齿圆 柱齿轮 既包含链传动没有的优点 能保证准确的传动比 使用寿命也比带传动 长 与锥齿轮传动相比 传动效率差不多 且齿轮制造 安装要求要比锥齿轮低 这样大大的降低了生产所需的成本和加工费用 此外 结构更加紧凑 传动比高 癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵 综合考虑以上三种方案 此次铣床的传动系统设计就选择方案三 单纯的直 齿圆柱齿轮 作为进给传动方案 X62 机床计算机辅助与制造 13 2 4 进给运动转速图拟定 2 4 1 拟定转速图一般原则 传动副 前多后少 前紧后松 前缓后急 原则 传动顺序与扩大顺序相一致原则 确定各变速组的变速范围及极限传动比原则 RI umaxi umini i 0 1 2 j 变速组中最大与最小传动比的比值 称为该变速组的变速范围 RI xi pi 1 i 0 1 2 j 依次为基本组 第一 二 j 扩大组 由此可见 式中 xi pi 1 就是变速组中最大传动比的传动线与最小传动比传动线 所拉开的格数 设计机床主传动系统时 为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的 径向尺寸 一般限制降速最小传动比 u主 min1 4 一般限制直齿圆柱齿轮的最大 变速比 u主 max2 主传动各变速组的最大变速范围为鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐 R主 max u主 max u主 min 2 2 5 0 25 8 10 主轴的变速范围应等于主传动变速系统中各个变速组变速范围乘积 RN R0R1R2 Rj 检查变速组的变速范围是否超过极限值时 只需检查最后一个扩大组 因为其 它变速组的变速范围都比最后扩大组小 只要最后扩大组的变速不超过极限值 其他变速组更不会超过极限值 榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴 18 21 32 26 26 1 26 其最后扩大组变速范围 R3 1 26 12 6 4 由此的 1 26 其它变速组的变速范围肯定也符合要求 分配传动比原则 a 各个传动副的传动比应尽可能不超出极限传动比 u主 min和 u主 max b 各中间传动轴的最低转速适当高些 按传动顺序的各变速组的最小传 动比应采用递减的原则 即要求 u amin ubmin ucmin 2 4 2 拟定转速图 确定变速组数目 大多数机床广泛应用滑移齿轮变速方式 为满足结构设计和操纵方便要求 河北工程大学毕业设计 14 通常采用三联或双联齿轮 为减小进给箱的尺寸 使结构简洁便于操作 故由 轴到 轴只需实现 9 种转速 传动组和传动副数可能的方案有 逊输吴贝义鲽國鳩犹騸 339 3 199 1 后一种方案可以省掉一根轴 但是需要一个 9 联齿轮 故选前一种方案 结构网的选择 在降速传动中 为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大 常限制最小传 动比 升速时 为防止过大的震动和噪声常限制最大传动比 传动 4 1 min i 2 max i 链最大变速范围一般为 对于进给传动链 转速较低尺寸小 10 8 min max max u u R 故 幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉 8 2 5 1 进 i 14 max 进 R 检查最后一个扩大组 max 1 RR nn px n 3 1 x3 1 p 可行 max 133 1 R35 6 26 1 R 由结构式画出如图 2 4 所示结构网 图 2 4 进给传动结构网 X62 机床计算机辅助与制造 15 第三章 对传动零件进行动力计算 3 1 主要技术参数的确定 3 1 1 机床传动方式和变速方式的选择 动力参数及运动参数 选择 J02 22 4 D 型电机 其参数如下 功率 1 5KW 满载转速 1410 r min 进给传动系统的分类 按传动装置可分 机械传动装置 液压传动装置 电气传动装置 本次设计选择机械传动装置 按变速连续性可分为 有级变速传动 无级变速传动 本次设计选用有级变速传动 进给传动系统传动方式 集中传动 主传动系统的全部传动和变速机构集中装在同一进给箱内 称 为集中传动方式 优点 结构紧凑 便于集中操作 箱体数目少 可减少加工 装配所需工时和 制造成本 缺点 变速箱的传动件在运转过程中产生的震动和数量将直接传给工作台 因 而会降低机床的加工精度 分散传动 进给传动系统中的大部分的传动和变速机构装在远离进给箱的 单独变速箱中 然后通过带传动将运动传到进给箱的传动方式 称为分离传动方 式 誦终决懷区馱倆侧澩赜 缺点 多增加一个箱体 使加工和装配工时增因而提高了成本 河北工程大学毕业设计 16 因此这次设计的传动方式选用集中传动方式 3 2 传动系统各轴功率和扭矩的计算 3 2 1 各轴功率计算 电机轴 第一轴 功率 P 1 5kw I 直齿圆柱齿轮的效率 0 96 I 第二轴功率 P P 1 5 0 96 1 44kw II I I 第三轴功率 P P 1 44 0 96 1 38kw III II I 第四轴功率 P P 1 38 0 96 1 33kw IV III I 第五轴功率 P P 1 33 0 96 1 28kw VIV I 第六轴功率 P P 1 28 0 96 1 23kw VIVI 3 2 2 各轴扭拒计算 电机轴 第一轴 扭矩 t1 9550P0 n0 10 16N m 第二轴扭矩 t2max 9550 1 44 950 14 48N m 第三轴扭矩 t3max 9550 1 38 375 35 14N m 第四轴扭矩 t4max 9550 1 33 190 66 85N m 第五轴扭矩 t4max 9550 1 28 75 162 99N m 第六轴扭矩 t4max 9550 1 23 75 156 62N m X62 机床计算机辅助与制造 17 第四章 进给箱箱体的分析 4 1 零件的分析 4 1 1 箱体类零件的功用及结构特点 箱体类是机器或部件的基础零件 它将机器或部件中的轴 套齿轮等有关 零件组装成一个整体 使它们之间保持正确的相互位置 并按照一定的传动关系 协调地传递运动或动力 因此 箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度 性能和寿命 医涤侣綃噲睞齒办銩凛 常见的箱体类零件有 机床主轴箱 机床进给箱 变速箱体 减速 箱体 发动机缸体和机座等 根据箱体零件的结构形式不同 可分为 整体式箱体和分 离式箱体 前者是整体铸造 整体加工 加工较困难 但装配精度高 后者可分 别制造 便于加工和装配 但增加了装配工作量 舻当为遙头韪鳍哕晕糞 箱体的结构形式虽然多种多样 但仍有共同的主要特点 形状复杂 壁薄 且不均匀 内部呈腔形 加工部位多 加工难度大 既有精度要求较高的孔系和 平面 也有许多精度要求较低的紧固孔 因此一般中型机床制造厂用于箱体类零 件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的 15 20 鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯 4 1 2 零件的工艺分析 该零件是 X62W 铣床箱体 其材料为 HT15 33 灰铸铁抗拉强度为 150KN mm 密度为 7 8kg m 铸造性能 耐磨性 消振性和切削加工性能好 但塑性差 脆性低 X62W 铣床箱体零件的主要加工面为平面和孔 P 面是箱体 河北工程大学毕业设计 18 部件的装配基准 又是主轴孔的设计基准 主轴孔相对于 P 面的平行度要求 0 02mm 100mm 箱体上的孔 大多是轴承的支承孔 这些孔本身有较高的尺寸精 度 IT7 IT8 和同轴度要求 技术要求如表所示 筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废 分析零件图可知 箱体各端面均要求切削加工 各孔的端面均为平面 可以 防止加工过程中钻头钻偏 以保证孔的加工精度 另外 该零件除主要工作表面 外其余表面不用加工 而主要工作表面虽然加工精度相对较高 但也可以在正常 的生产条件下 采用较经济的方法保质保量地加工出来 由此可见 该零件的工 艺性较好 韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊 4 2 确定毛坯铸造形式 尺寸公差和加工余量 4 2 1 毛坯的铸造形式 由图纸和生产类型 确定零件毛坯为铸件材料为 HT15 33 由于为大批大量 X62 机床计算机辅助与制造 19 生产 而金属模机器造型生产率较高 铸件精度高 表面质量与机械性能均好 所以选择砂型铸造中金属模机器造型 将融化了的金属浇注到旋转着的模型中 由于离心力的作用 金属液粘贴于模型的内壁上 凝结后所得铸件外形与模型内 壁的形状相同 使用这种方法可以毋需浇注口 故能显著地减少金属的消耗 由 于免除了砂型和制模的设备 以及减少了铸工车间的面积 生产成本就 有了降低 而所得逐渐则具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能 涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟 4 2 2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 应先确定如下各项因 素 铸件的公差及机械加工余量按 GB T6414 1999 1 确定 最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸 长 420 宽 350 250 故最 大轮廓尺寸为 420 钿蘇饌華檻杩鐵样说泻 选取公差等级 CT 由表 5 1 铸造方法按机器造型 铸件材料按灰铸铁 得 公差等级 CT 范围 8 12 级 取为 10 级 戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗 求铸件尺寸公差 根据加工表面得基本尺寸和铸件公差等级 CT 由表 5 3 查得公差带相对于基本尺寸对称分布 購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳 求机械加工余量等级 由表 5 5 铸造方法按机器造型 铸件材料按灰铸铁 得机械加工余量等级范围 E G 级取为 F 级 嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪 求 RMA 要求的机械加工余量 对所有加工表面取同一个数值 由表 5 4 2 查最大轮廓尺寸为 420 机械加工余量等级为 F 级 得 RAM 为 1 5 考虑上述因素确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 如表 3 所示 河北工程大学毕业设计 20 4 2 3 绘制箱体铸造毛坯简图 X62 机床计算机辅助与制造 21 4 3 拟定箱体零件的机械加工工艺路线 4 3 1 定位基准的选择 合理选择定位基准就是工艺过程中首要解决的问题 基准的选择实际上就 是基面的选择问题 基面的选择得正确 合理 可以保证加工 质量 提高生产 效率 否则 就会使加工过程问题百出 严重的还会造成零件大批报废 使生产 无法进行 在第一道工序中 只能使用毛坯 的表面作为定位的基准 这种定位 基面就称为粗基准 在以后的加工中 可以采用已经切削加工过的表面作为定 位基面 这种定位基面就称为精基准 定位基准是加工是使工件在夹具上占有 正确位置所采用的基准 虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸 4 3 2 精基准的选择 选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差 保证加工精度 并使 夹具结构简单 工件装夹方便 因此选择精基准一般应遵循下列原则 1 與顶鍔笋 类謾蝾纪黾廢 1 基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准 即尽 量使定位基准与设计基准的重合 以免产生基准不重合误差 結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴 2 基准统一原则 若工件以某一组表面作为精基准定位 可以较方便地 加工其他各表面时 应尽可能在多数工序中采用同组精 基准定位 以减少工装 设计制造费用 减少装夹次数 便于工序集中简化工艺过程 提高生产率 避 免基准转换误差 餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃 3 互为基准原则 为了获得均匀的加工余量和较高的位置精 度 常采 用互为基准反复加工的方法来保证其位置精度 爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑 4 自为基准原则 当光整加工工序要求余量尽量小而均匀时 应选择加 工表面本身作为精基准 该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序 保证 锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝 5 便于装夹原则 应选择定位可靠 装夹方便的表面作基准 所选的 精基准应该是精度较高 表面粗糙度较小 面积较大的表面 曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤 由上面的各种选择原则 分析图纸 确定 P 面为精基准 这样保证了加工 底面和 P 上各表面和大部分孔的设计基准和定位基准重合 也同时保证基准统 一原则 而加工 P 面时 可以与底面互为基准 保证其位置精度 P 面本身的 不平行度为不大于 0 05 粗糙度为 Ra1 6um 所以在加工时 要自为基准进行 精加工 轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞 河北工程大学毕业设计 22 4 3 3 粗基准的选择 粗基准选择主要是选择第一道机械加工工序的定位基准 以便 为后续工序 提供基准 粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加 工面与非加工面 作 为粗基准的非加工面 的位置关系具有重要影响 因此 在选择粗基准时 一 般应遵循下列原则 嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯 1 保证相互位置要求原则 对于同时具有加工表面与不加工表面的工件 为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求 选择不加工表面作粗基准 如果零件上有多个不加工表面 则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表 面作粗基准 讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪 2 保证加工表面加工余量合理分配的原则 如果首先要求保证工件重要表 面加工余量均匀时 应选择该表面的毛坯面作为粗基准 兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪 3 便于工件装夹原则 选择粗基准应使定位准确 夹紧可靠 夹具结构简 单 操作方便 为此要求选用的粗基准尽可能平整 光洁 且有足够大的尺寸 不允许有锻造飞边 铸造飞边 铸造洗 冒口或其他缺陷 繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠 4 粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则 因为粗 基准本身 是毛坯面 精度和表面粗糙度均较差 若在两次装夹中重复使用同一粗基准 就会造成相当大的定位误差 此零件选择 P 面为精基准 为了加工 P 面 选 择底面为粗基准 且以底面为粗基准时 定位准确 容易调整平面度和平行度 保证精基准 P 面的位置精度 鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼 4 4 加工方法的拟定 4 4 1 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有沉头孔 底面 同轴孔 垂直孔 平行孔等 材料为 HT150 确定加工方法时必须根据被加工表面的精度和粗糙度要求 选定最终加 工方法 然后再选定精加工前的一系列准备工序的加工方法 即选定工艺方案 由粗到精逐渐达到要求 眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗 工件上的加工表面往往需要通过粗加工 半精加工 精加工等才能逐步达 到质量要求 加工方法的选择一般应根据每个表面的精 度要求 先选择能够保 证该要求的最终加工方法 然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序 选择表面加工方法时应考虑的因素 闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳 1 所选择的加工方法能否达到加工表面的技术要求 2 零件材料的性质和热处理要求 3 零件的生产类型 所选加工方法必须考虑生产率和经济性 大批大量 X62 机床计算机辅助与制造 23 应选用生产率高和质量稳定的加工方法 檁傷葦开阈灯伞馑諧粮 根据箱体零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度可查确定加工工件 个表面的加工方法 如表 4 所示 4 4 2 加工阶段的