6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱设计
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6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱装配图.dwg
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机床联系尺寸图.dwg
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被加工零件图.dwg
设计图纸14张.dwg
目 录
1 绪论 1
1.1 组合机床及发展概况 1
1.2 本文研究的主要内容 3
2 组合钻床总体设计 4
2.1 组合钻床工艺方案的制定 4
2.2 组合钻床配置型式及结构方案的确定 5
2.3 主要参数的计算 6
3 组合机床总体结构设计—三图一卡 9
3.1 被加工零件工序图 9
3.2 加工示意图的设计 11
3.3 机床联系尺寸图的绘制 16
3.4 生产率计算卡 19
4 主轴箱设计 22
4.1 绘制主轴箱设计原始依据图 22
4.2 主轴箱传动系统的设计及计算 22
4.3 主轴箱通用轴类零件选择 28
5 主轴箱总图设计 31
5.1 主轴箱技术要求 31
5.2 主轴箱主要零件图设计 31
5.3 绘制补充加工图 31
5.4 其他零件图设计 31
6 组合机床主轴箱的装配 32
结束语 33
致 谢 34
参 考 文 献 35
业设计说明书（论文）中文摘要
根据设计任务书的要求，本设计说明书针对6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱的设计进行说明。
首先根据已知条件和被加工零件的具体结构特征，进行工艺方案分析，确定组合机床配置型式及结构方案，选择合适的切削用量，确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具的耐用度，选择导向机构、主轴类型及动力部件等，完成总体设计。然后根据总体设计中的切削用量及主轴位置，拟定了主轴箱的传动路线，应用最优化方法布置齿轮，确定传动参数，设计了轴的结构，进行齿轮、轴承等相关零件的强度校核计算，确定好轴的排布方案及各种技术参数后，再选择其他的零件，尽可能选用标准件，降低制造成本。确保组合机床结构合理，工作安全可靠，使用维修方便。
关键词专用机床 主轴箱 主轴 传动轴
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Design of Left Headstock of Modular Machine Tool for
Precision Drilling Holes of Two-Side Based on Crankcase
Body of 6MF-28
Abstract
According to designs the project description the request,This design instruction booklet carries on the explanation in view of the design of left headstock.
First based on the known conditions and the processing of parts of the concrete structure, Process analysis, Machine determine portfolio allocation pattern and structure of the program, the choice of cutting parameters to determine the cutting force, cutting torque, Cutting tool of power and durability, choice-oriented institutions, spindle types and power components, completed design. According design of cutting consumption and spindle location, developed spindle box Transmission line, Application optimization layout gear, identified transmission parameters, design of the shaft structure, gears, bearings and other related components strength check, the identification of the axis configuration program and various technical parameters, choose the other parts, as far as possible, use standard parts, the lower the manufacturing cost. Machine structure to ensure that the combination of reasonable, safe and reliable, and easy maintenance use.
Keywords Modular machine tool Left headstock Spindle Drive shaft
1 绪论
根据下达的任务书要求，6MF-28风力灭火机是用与森林灭火的消防器材，前半曲轴箱是其上面的重要零件，为提高生产效率，节约成本，现需设计一台双面钻专用专机进行加工。
1.1 组合机床及发展概况
1.1.1 组合机床的由来
组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及工艺要求设计的专用部件组成的一种高效专用机床[1]。其主要部件由动力部件、支撑部件、传动部件、控制部件和辅助部件等五类部件组成[2]。按工序集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成许多同种工序或多种不同工序的加工[3]。可多轴、多边、多工序和多端面同时进行钻、镗、铣和铰、扩孔及攻丝等加工工作[3]。
它是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的[4]。既有专用机床效率高结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。
为此，将机床上带动刀具对工件进行切削运动的部分以及床身、立柱、工作台等设计制造成通用的独立部件，称为“通用部件”。根据工件加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当加工对象改变了，用这些通用部件，只将部分专用部件改造，又可以组成加工新工件的机床[3]。
1.1.2 组合机床技术装备现状与发展趋势
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[5]。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。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、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(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额)，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、锉孔、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。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等;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(PLC)、数字控制(NC)等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量数控组合机床、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来越大[6]。
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[7]。
随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率;另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速10000～20000r/min，最高进给速度可达20～60r/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好[8]。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时,加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据，通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向[7]。
6 组合机床主轴箱的装配
（1）装配前，首先在平台上将主轴的前、后支承支撑在两块V形铁上，检查主轴的径向跳动。设计要求主轴的径向跳动为0.04毫米，根据实际装配经验证明，径向跳动在0.06毫米以内时，经过努力是可以达到最后的精度要求的。对每根主轴找精度时要注意记下最高点位置。
（2）进行分类 配齿轮、配键、松紧要符合要求，不能太松。
（3）进行部装 部装前要把主轴箱上的孔清理干净，如果有少量油漆灰尘之类的东西，就会造成主轴装配后出现较大的径向跳动。部件要由上而下按顺序进行。
（4）调整精度 经部装后，主轴的精度可能超差。根据实际装配经验证明，当超差不太大时，采取一定的办法调整之后，是可以达到最后精度要求的。
（a）主轴的径向跳动如果超差，可以先调整轴承。如果经调整之后仍然超差，则可以把轴承拆下，将主轴的最高点转180度。如果还是超差，可再转90度。
（b）主轴回转轴线的不平行度如果超差，可以刮主轴箱箱体上支承轴承的端面。实际上，主轴回转轴线的不平行度超差，是由于主轴箱箱体上的轴承孔和支承轴承的端面的不垂直度造成的。如果平行度超差很大，则须将主轴箱箱体进行返修。调整主轴的不平行度时，应该尽量使所有的主轴向同一个方向倾斜。这样，在总装时，可以通过刮主轴箱后盖上的集合面把主轴的不平行度总的调整过来。
（c）主轴的径向精度 前面提到，装在滚锥轴承和滚珠轴承上的主轴，在一定的力的作用下是不允许有径向间隙的。如果有径向间隙，装在滚锥轴承上的主轴，可以通过拧主轴后端的背帽来清除。装在滚珠轴承上的主轴，径向间隙很难消除。
（d）试车 精度经检查合乎要求后，开始试车一小时，试车时打开前盖检查传动轴上的背帽是否松动，轴是否窜动。调整好后，再继续试车四小时。最后检查一次精度，精度合格后即可转机床总装。
结束语
本课题要研究的是6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱的设计，用于6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体的加工。
在深入了解企业需求及现状，了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹压情况以及生产率的要求的基础上，运用所学的理论知识设计这台组合钻床的左主轴箱。本设计要完成对被加工零件9个孔的同时加工，在设计主轴箱传动系统时采取以下措施:
（1）保证转速和转向的前提下，力求用最少的传动轴和齿轮(数量和规格)，以减少各类零件的品种。具体措施采用一根传动轴同时带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排位置上。当齿轮啮合中心距不符和标准时，采用了变位齿轮；
（2）避开了用主轴带主轴的方案，这样避免了增加主轴负荷，不会影响加工质量；
（3）为使主轴箱结构紧凑，主轴箱内齿轮传动副的传动比都在1～1.5之间；
（4）为了使主轴上的齿轮直径不太大，有的在最后一级采用升速传动；
（5）钻削加工切削力大，为了减少主轴的扭曲变形，主轴上的齿轮尽量安排靠近前支承。
采取上述方法设计的传动系统，设计合理，不仅实现了对9孔的工序集中，而且保证了主轴箱的质量，齿轮箱排箱结构紧凑，提高了主轴箱的通用化程度，使得设计和制造工作量及成本都大大降低。同时，遵循机械设计中标准化、通用化、系列化原则，其他零部件都是通过设计计算选择相应的标准件、通用件，大大缩短了设计周期。以期达到了“重量轻、体积小、结构简单、使用方便、效率高、质量好”的要求。
通过本设计，我熟悉了专用机床设计的一般过程，培养了我综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，特别是设计、计算、分析问题和解决问题的能力，初步锻炼了我的科研能力，提高了我论文撰写和技术表述能力，这些为我今后走上工作岗位奠定了坚实的基础。
致 谢
在课题进行中，许老师不辞辛苦、耐心细致的指导，精神上给予我的鼓励，将永存在我的记忆中。同时许老师渊博的学识、严谨的学风、积极向上的精神和一丝不苟的工作作风将对我今后的工作和学习产生了极大的影响。
在课题的进行过程中，得到了林海指导老师团队的郭国伟老师的热心帮助和支援，在此对他们衷心地感谢。感谢所有给我传道授业的老师们，正是你们的辛勤教授才使学生有了完成毕业设计的知识与能力储备，奠定了我的理论与实践基础。
感谢父母对我多年的培养和默默奉献，从精神和生活上给予我的理解、鼓励和支持，使我顺利完成大学学业。衷心感谢在百忙之中抽出宝贵时间对论文进行评审的各位专家、学者们。最后，谨向所有关心和帮助过我的人们致以最诚挚的谢意!
参 考 文 献
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