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减速器 箱体 卧式 钻孔 专用 组合 机床 结构设计 说明书 CAD

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内容简介：

机床基础许多情况下，初步进行成型加工出来的工件必须在尺寸和表面光洁度方面进一步精整，以满足它们的设计技术要求。为了满足精密的公差，需要从工件上去掉小量材料。通常机床就是用于这种加工的设备。在美国，材料切削业是一个很大的企业费用每年超过36109 美元，包括材料，劳动力，管理费，机床装运费等所花的费用。由于60%机械和工业工程以及技术等级评定工作都跟机械加工工业有某些关系，或者通过买卖、设计或者机器车间中操作或在有关工业企业中加工，因此，对于工程专业学生来说，在他的学习计划中集中一段时间去学习研究材料切削和机床，那是个好方法。机床通过切削工具去使工作成型以达到所需的尺寸提供了手段。机床通过其基础构件的功能作用，以控制相互关系方式支持、夹紧工具和工件，现将基本部件列举如下：(a)床身，构架即机架。这是一个主要部件，该部件为主轴、拖板箱等提供一个基础和连接中介，在负载作用下，它必须使变形和振动保持最小。(b)拖板箱和导轨。机床部件（如拖板箱）的移动，通常是在精确的导轨面约束下靠直线运动来实现。(c)主轴和轴承。角位移是围绕一个旋转轴线发生的，该轴线的位置必须在机床中极端精确的限度内保持恒定，而且是靠精密的主轴和轴承来提供保证。(d)动力装置。电动机是为机床所普遍采用的动力装置。通过对各个电机的合适定位，使皮带和齿轮传动装置减少到最少。(e)传动连杆机构。连杆机构是个通用术语，用来代表机械、液压、气动或电动机构的，这些机构与确定的角位移和线性位移相关联。加工工艺有两个主要组成部分：(a)粗加工工艺。粗加工，金属切除率高，因而往往切削力也大，但所要求的尺寸精度低。(b)精加工工艺。精加工，金属切除率低，因而往往切削力也小，但所要求的尺寸精度和表面光洁度高。由此可见，静载荷和动载荷，例如由不平衡的砂轮引起的动载荷，在精加工中比粗加工中有着更为重要的意义。任何加工过程所获得的精度通常将受到由于力的作用引起发生的变形量的影响。机床座架一般是用铸铁制造的，然而有些也可能用铸钢或中碳钢来制造。选用铸铁是因为它便宜，刚性好，受压强度高，并且有减弱机床操作中产生的振动的能力。为了避免床身铸件硕大断面，精心地设计筋条构架以便提供最大的抗弯曲和抗扭转应力的能力。筋条的两种基本类型是：箱型结构和片状斜支撑式。箱型结构便于生产，箱壁上有孔口便于使型芯定位和取出。片状斜支撑筋条有较大的抗扭刚度亦能使截面上的碎屑掉落。它常常用于车床床身。机床的拖板箱和导轨是支撑和引导彼此相对运动的零部件，通常是改变刀具相对于工件的位置。运动一般以直线运动的方式，但也有时是转动，例如对应于工件的螺纹上的螺旋角方向而使万能螺纹磨床上的砂轮头转动一个角度。拖板箱构件的基本的几何结构形状是平的、V型槽形、燕尾槽形和圆柱形的。这些构件可根据用途，以各种方法分别使用或结合使用。导轨的特性如下：(a)运动精确。于此拖板是要按直线移动的，这直线必定是由两个相互垂直的平面形成而且拖板必定不存在转动。机床导轨的直线度公差是每米00.02毫米，在水平面上这个公差可以进行处理，以使得凸形表面，这样就抵消导轨下凹的作用。 (b)调整手段。为了便于装配、维护精度和在发生磨损后便于限制移动构件之间的“窜动”，有时在拖板内装入扁条，这扁条被叫做“锒条”。通常该锒条用穿过长孔的沉头螺钉支住，而用平头螺钉调整好后用锁紧螺母上紧。(c)润滑。导轨可用以下两种装置进行润滑：1) 间歇润滑，通过润滑脂嘴或油嘴进行。这是一种适于运动速度低而不频繁场合的方法。2) 连续润滑，例如通过计量阀和管道将润滑油泵送到润滑点。用这种方法引入两表面间的油膜必定是很薄的，目的是避免使拖板“浮起”。如果滑移表面似镜面平滑，油就会被挤出而导致表面粘贴。因而在实践上，拖板滑移表面是用凹面砂轮的刃进行磨削或进行刮研。两种工艺都可产生微小的表面凹痕，它就成为存油凹陷，相配合的零件就不会处处因“浮起”而发生分离，这样使拖板确定保持接触导轨。(d) 防护。为了维护导轨处于良好状态，以下条件必须满足：1) 必须防止外面物质，如碎屑进入。具有某一形状的导轨那是所期望的。在这种场合，是不可能进入杂物的，例如是倒V形的导轨时，那就不可能保存碎屑杂物在导轨上。2) 必须保存润滑油。在垂直或倾斜的导轨面上使用的油要有粘性，那很重要。为了这种使用目的已经专门研制出多种有用的润滑油。油的粘性也要保护，以免被切削液冲毁。3) 必须用防护罩来防止意外的损坏。一台机床实现三个主要功能：1) 牢固的支持工件或者刀架和刀具；2) 在工件和刀具之间提供相对运动；3) 提供一定的走刀和切削速度范围。以去除切屑形式来加工金属的机床一般分为四大类：使用单点刀具切削的机床；使用多点刀具切削的机床；使用随机点刀具切削的机床（磨削）和考虑用于特殊场合的机床。本质上，使用单点刀具切削的机床包括：1) 普通车床；2) 塔式车床；3) 仿形车床；4)单轴自动车床；5) 多轴自动车床；6) 牛头刨和龙门刨床；7)镗床。使用多点刀具切削的机床包括：1) 钻床；2) 铣床；3) 拉床；4) 锯床；5)齿轮切割机床。使用随机点刀具切削的机床包括：1) 外圆磨床；2)无心磨床；3)平面磨床。用特殊的方法进行金属切削的机床包括：1) 化学蚀刻铣削机床；2) 电火花加工机床；3) 超声波加工机床。车床是借助于转动的工件对着刀具来切去金属材料，以产生外圆柱面或内圆柱面或锥形表面的。它借助端面切削也普遍用于加工平面。在端面切削加工中，工件旋转，而刀具作垂直于回转轴线方向移动。普通车床是基本的旋削机床，从这点出发，已经研制出其他旋削机床。驱动电机装在床身基础上并通过齿轮、皮带相结合来驱动主轴，以提供每分钟25到1500转的转速。主轴是一根坚固的空心轴，装在重型轴承之间，其前端用来安装驱动盘（花盘），以便把确定的运动传到工作。该驱动盘可借助螺纹、凸轮锁紧机构或借助一个螺纹垫圈和键固定在主轴上。车床的床身是铸铁件。它提供精确的磨削的滑动表面（导轨），其上放有拖板。该车床拖板是H型的铸件，而刀具就安装在拖板上的刀架上。溜板箱装在拖板前面，并装有移动刀具的齿轮机构，而拖板顺着导轨或横过导轨以提供所希望的刀具的运动。拖板上面的小刀架能使刀夹回转所要求的任意角度。为使刀具作线性运动，在小刀架上装有手轮和丝杆。以手轮和使小刀架垂直于车床导轨移动的丝杆来提供横向进给。溜板箱中的齿轮系可为拖板沿着导轨和横跨导轨提供动力进给。进给箱齿轮将运动传给拖板并控制刀具相对于工件的运动速度。典型的车床进给范围是主轴每转从0.002到0.160英寸，大约有50级转速。由于进给箱的移动运动是由主轴齿轮驱动的，因此进给量直接与主轴速度有关。进给箱齿轮传动机构也用于加工螺纹并能加工每英寸4到224扣螺纹。进给箱和车床溜板箱之间的连结轴是光杆和丝杆。许多车床制造商把这两杆结合为一杆，实际上那就以精确的开支减少机器的费用。进给杆（光杆）用于提供刀具的运动，它对于精确的工件和好的表面光洁度是很重要的。螺纹导杆（丝杆）用于提供精确的（螺纹）导程，这对于螺纹切削是必需的。光杆是通过摩擦离合器来驱动的，那样在刀具切削超载情况下能够打滑保护。这一安全装置不能装在丝杆上，因为螺纹加工是不允许打滑的。由于螺纹全深很难一次走刀加工完成，因此装设一螺纹指示盘作为下几次走刀加工时重新对刀用。车床装有尾座，它具有一精确的轴，该轴有一锥孔，以便安装钻头、钻夹、铰刀和车床顶针。尾座可以沿着车床导轨移动以适应工件的不同长度以及加工锥体或锥形表面。转塔车床基本上是具有某种附加特性的普通车床，提供作为半自动加工和减少人工操作误差的机会。转塔车床的拖板设有T形槽以便在车床导轨两端安装夹刀装置，当转塔转入到合适位置时，要正确地装设刀具以便进行切削。拖板也装设有自动停机装置以便控制刀具行程和提供良好的切削的再生产。转塔车床的尾座是六角形结构，在六角头中可以装六把刀具。虽然装刀和加工准备要花大量时间，但转塔车床一次装刀以后无需熟练工人就可以连续地重复地操作加工，直到刀具变钝并需更换为止。这样转塔车床仅就生产工作在经济上是可行的、合理的，于此，根据所制造零件的数量，为加工准备需要花一定数量的时间是合理的，无可非议的。跟踪、重复加工车床装有一个重复装置以自动控制单点刀具纵向和横向的进给运动并可以一次或两次走刀就生产出所需形状和尺寸的光洁零件。单轴自动车床使用一个立式转塔和两个横向溜板。工件通过机床主轴孔被送入卡盘，而刀具是靠凸轮来自动操作控制。多轴自动车床装有四、五、六或八根主轴，在每根主轴中装一个工件。各主轴围绕着一根中心轴来转换位置。以主刀具溜板去接近各主轴。每根主轴位上都装有一侧向可以独立操作的刀具滑板。由于各刀具滑板都是靠凸轮操作的，因此加工准备可能花几天时间，因而至少需要5000件的批量生产 ，它的使用才是合理的。这种机床的主要优点就是所有的刀具同时工作，因而一个工人可以看管几部机床。对于相对简单的零件而言，多轴自动车床可以以每五秒一件的速度生产加工出成品来。牛头刨床使用装在滑枕一端的刀夹上的单点刀具。切削加工通常是以向前的行程来进行。刀具被抬刀架稍稍抬举，以避免（刀具）划过工件表面的严重拖刮。在返回行程中，刀具下面进给机构使工件进给为下一次切削作准备。立式箱形床身装有牛头刨的操作机构，亦用作安装支持工件的工作台。工作台可在与滑枕互相垂直的两个方向上移动。利用刀具滑块来控制切割深度并进行手动进给。它也可以在其法向垂直位置的各侧回转90度角，那样就允许相对于工作台表面成一个角度，再使刀具进给。牛头刨床有两种类型的驱动机构：修正过的惠式快回机构和液压驱动机构。对于惠式机构，电动机驱动大齿轮，大齿轮驱动曲臂，通过可调节的曲柄销来控制行程长度。当大齿轮旋转时，摇杆臂受力而往复运动并把运动传递给牛头刨滑枕。在液压牛头刨中的电动机，仅仅是用来驱动液压泵。牛头刨的残余运动是靠液压油的流向来控制。为机械所驱动的牛头刨的切削行程只利用了大齿轮旋转的220度。而返回行程利用了140度。这就构成切削行程与返回行程之速比为1.6比1。速度图表明：切削行程中刀具的速度决不是恒定的，而液压牛头刨的速度图表明：对于大多数切削行程，切削速度是恒定的。液压牛头刨增加了一个优点，即切削速度可无级变速。这类机床的主要缺点是在滑枕冲程的终端缺乏确定的限制。那就可能允许有千分之几英寸的行程长度误差。使得由薄板型模板来再制轮廓成为可能的双套装置是有效的。薄板模用来跟液压控制相配合。各种规格和类型的立式钻床或手摇钻床是很有用的，并配以有足够宽范围的主轴速级，且能自动进给以满足大多数工业的需要。典型钻床的速级范围是从每分钟76转到每分钟2025转。钻头进给速度为：主轴每转从0.002英寸到每转0.020英寸。摇臂钻床是用来钻削那种很笨重以至于不便搬动的工件。具有速度调节和进给调节机构的主轴被装在摇臂上。通过将转臂绕立柱的转动同主轴组件沿摇臂的移动相结合，可使主轴和钻头对准机床可达范围内的任何位置上。对于太大而不便于放在钻床工作台上的工件，可把主轴组件摆到地面上方并摆到放在机床旁边地上的工件上方。普通摇臂钻床只能使主轴垂直运动，而万能摇臂钻床允许主轴围绕垂直于摇臂的轴线旋转，而摇臂可绕着水平轴线旋转，这样就可以在任何角度方位下钻削。多轴钻床具有一个或多个通过万向接头和可伸缩的花键轴来驱动主轴的装置。所有的主轴通常都由同一部电动机驱动并同时进给以便钻削出所要求的孔数。在大多数钻床中，每根主轴都被装夹在一可调节盘中，以便它能相对于其他主轴而移动。相邻主轴所对准的区域部分交叠以便使钻床可在其范围内任何位置钻孔。铣削工艺是以旋转的刀具来切去金属。它包括从工件表面上切去金属，扩大孔眼和成形切削，例如螺纹加工和轮齿加工。升降台式的铣床内，立柱是为其他零件的主要支乘构件，并包括装有驱动电机、主轴和刀具的基础件。刀具装于主轴的刀杆上，并且通过悬臂内的轴承而被支承在其外端。升降台