XZ187龙门铣空刀槽铣头部分设计含6张CAD图
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XZ187
龙门
铣空刀槽铣头
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XZ187龙门铣空刀槽铣头部分设计含6张CAD图,XZ187,龙门,铣空刀槽铣头,部分,设计,CAD
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摘要铣床专机是一种加工车床床鞍零件的龙门式专用铣床，主要适用大量成批零件的生产加工。该机也运用于中、小批前轴的生产加工。整机结构紧凑，刚性好机床选型新颖功能较全，工作运行采用了机电配合执行工作循环。该机电系统采用可编程序控制器（PC），其电气元件选用九十年代末新产品编程方便，操作灵活可靠，性能较全，可靠性强，该系统具有一定自诊断功能， 输入、输出操作状态均信号显示。机床具有半自动工作循环，也可手动单循环，可配备相应的附件，可变型不同的多面成型工件加工。该机调整方便，灵活可靠能实行多机管理和适用于成批线上工作。 关键词 专用机床 大量成批 自诊断功能 可编程序控制器Topic: empty XZ187 milling groove milling head part abstract XZ187B saddle milling machine lathe bed plane (eight head milling) is a kind of lathe bed saddle parts of special machine tools, the main production and processing of large batch parts. This machine is applied to medium and small batch production and processing of the front axle. The machine has compact structure and good rigidity of machine tool selection with complete novel function, work run used mechanical and electronic cooperate to perform the work cycle. The mechanical and electrical system adopts programmable controller (PC), its electrical components selection in the late ninety s new product programming is convenient, flexible and reliable operation, with complete performance, reliability, the system has certain self-diagnosis function, input, output, operating status signals.Machine is semi-automatic work cycle, also can be manual single cycle, can be equipped with corresponding accessories, flexible different polyhedral shape workpiece machining. The machine adjustment is convenient, flexible and reliable can carry out more machine management, and is suitable for batch work online.key words Special machine tool A lot of batch Since the diagnosis function The programmable controller目录摘要 4abstract5第一章 龙门铣床概述71.1 龙门铣床的产生和发展71.2本课题研究内容及要求71.3课题设计图纸内容8第二章 龙门铣床的结构及组成部分92.1床身、工作台92.3可移置主轴箱（卧主轴箱一个、立主轴箱两个）92.5一般龙门铣床的组成11第三章 机床用途及其特点13第四章 传动系统分析14第五章 传动系统的计算175.1传动系统图如下图175.2转速图为下表185.3传动轴的设计185.3齿轮设计的计算及校核205.4轴的设计计算与校核245.5 键和轴承的校核26第六章 机床的调整润滑使用和维修296.1 机床主轴的调整296.2 机床的润滑29参考文献32第一章 龙门铣床概述1.1 龙门铣床的产生和发展时间国籍名字名称1818年美国E.惠特尼创制的卧式铣床1862年美国J.R.布朗创制了第一台万能铣床1884年出现了龙门铣床20世纪半自动铣床开始出现1.2本课题研究内容及要求1. 课题内容是XZ187龙门铣空刀槽铣头部分设计，以下是XZ187龙门铣床铣头部件原始数据：1) 主电机功率： 2.2KW(1440rpm)2) 输出轴转速范围(2级)： 68，100rpm 3) 主轴齿轮参数： m=2 z=38 1.3课题设计图纸内容1空刀槽铣头装配图A0壹张(计算机绘图)。2空刀槽铣头体零件图A0壹张(用三维绘图软件计算机绘图)。3铣头主轴零件图A3壹张(手工绘图)。4机床传动速度分布图A4壹张(计算机绘图)。 5所设计图纸1:1打印上交。第二章 龙门铣床的结构及组成部分 龙门铣床是一种大型高效的通用机床，常用于各类大型工件上的平面、沟槽等的粗铣、半精铣、和精铣加工。本机床结构简单，共有床身、工作台、八个铣削头、大、小龙门、机械进给箱、润滑、夹具、电气系统等部件。2.1床身、工作台床身是一个整体件，床身侧面前、后安装大、小龙门。床身前、后端面安装润滑机构、工作台进给机构。床身内部合理地布置了筋，有良好的刚性，床身与工作台为一V一平导轨面，导轨运动副与珠丝杠配有独立润滑装置。床身导轨前后有可伸缩的不锈钢板防护罩。工作台面上有五条T型槽，四周有槽边，工作面大，刚性好，工作台由滚珠丝杆螺母传动。 22 大、小龙门 大、小龙门左右立柱用螺栓安装于床身的侧面，并用圆柱销定位，横梁安装在两立柱顶面上用螺钉紧固，并用圆柱销定位，立柱、横梁内部合理地布置了筋条，具有足够的刚性，大龙门右立柱外侧安装有电气柜接出，通至机床各处。大龙门左右立柱、横梁中安装可轴向移动套筒主轴,尾部挂齿轮箱。 左右立柱导轨安装主轴箱、刀杆支架。横梁导轨安装左右立主轴箱。小龙门横梁导轨安装左右可摆角主轴箱。 2.3(1)可移置主轴箱（卧主轴箱一个、立主轴箱两个）主轴箱为独立部件,分别安装大龙门立柱、横梁导轨上。可沿立柱、横梁导轨上升、下(左、右)调整位置，调整时，首先将锁紧螺杆松开，否则将会损坏机件，使用时，要将螺杆锁紧，使主轴箱紧固于立柱、横梁导轨上。主轴箱结构详见图5，电动机装于主轴箱后侧面(立主轴箱顶面),通过轴、齿轮传动至轴主轴上。主轴箱沿导轨升降(或左、右移动)有手动微调装置，通过四方搬手转动一对蜗轮蜗杆副，带动主轴主轴箱升降(或左、右移动)。主轴箱位置调整好后,切削前锁紧主轴箱于导轨两个T型槽螺栓。轴三联滑移齿轮由手柄操纵变速，操纵外手柄、位置变速时，须将手柄抬起，使定位销从定位座槽中拨出，然后转动手柄和手柄连接在一起的拨叉移动使三联滑移齿轮移动。在、轴轴端有一对对换齿轮，且可扩展转速范围。主轴套筒装于经过精加工的主轴箱体孔中，其伸出和退入由手柄操纵，通过一对伞齿轮传动丝杆副啮合使主轴套筒移动，主轴套筒在工作时须夹紧。夹紧时转动两个螺杆。(2)固定主轴箱（卧主轴箱两个、立主轴箱一个）主轴箱为独立部件,分别安装大龙门立柱、横梁中。主轴套筒装于经过精加工的大龙门左右立柱、横梁孔中，其伸出和退入由手柄操纵，带动蜗杆斜齿轮副再啮合主轴套筒移动，套筒外径上面铣制的斜齿。主轴在切削工作时套筒须锁紧，夹紧时转动螺杆。调整位置时，首先将锁紧螺杆松开，否则将会损坏机件，使用时，要将螺杆锁紧，使主轴套筒紧固于立柱、横梁孔中。主轴变速箱结构详见图5，电动机装于变速箱后侧面(立主轴箱顶面),通过轴、齿轮传动至轴主轴上。主轴套筒内的前轴承系采用D3182120短圆柱滚子轴承及一对8122平面推力球轴承组合，后轴承采用D218向心球轴承，主轴传动齿轮采用圆柱斜齿轮并与主轴之间卸荷结构,使得主轴有较高的运动精度和切削平稳性。(3) 可摆角左右主轴箱（铣空刀槽）主轴箱为独立部件,分别安装小龙门横梁导轨滑座上。可沿小横梁导轨、滑座上升、下(左、右)调整移动位置。位置包括左右主轴箱摆角度调整时，首先将锁紧螺栓松开，否则将会损坏机件，使用时，要将螺栓锁紧，使主轴箱紧固于滑座、横梁导轨上。主轴变速箱结构详见图5，电动机装于主轴箱顶面,通过轴、齿轮传动至轴主轴上。 2.4进给箱(1XG63F41双电机机械传动装置)进给箱是一个独立部件，它装在机床的尾端部。进给箱传动结构（见图五），由工作进给电机和快速进给电机传动。快速进给时，装在电机尾部的制动电磁离合器松开，电机传动，通过行星轮以及轴和轴的两对齿轮传至丝杠上的齿轮。工作进给时，快进电机尾部的制动电磁离合器通电制动，工进电机转动，通过齿轮（44053）和（44055），将运动传至轴，再经轴和轴上的分组齿轮（44032、44056、44063）及轴和轴的挂轮，带动蜗杆和蜗轮转动，蜗轮又带动行星齿轮随蜗轮一起公转，行星齿轮又同时自转，将运动通过轴和轴上的两对齿轮，传至丝杠上的齿轮。 工作台纵向采用结构相同的滚珠丝杆副FFD8016T-5T10，其名义直径80, 螺距T16。丝杆支承在具有较高刚度的复合轴承上，并且可以预加载荷以提高滚珠丝杆的刚度。滚珠螺母装于螺母座内。并预紧消除间隙。另外，在丝杆两端支架上带有耐油橡胶环，用于减轻发生故障时的撞击现象。 本机床各部份具有独立采用润滑装置：主轴箱、进给箱传动件和轴承由机动油泵进行强润滑。重要的传动件工作台导轨以及滚珠丝杆副采用独立润滑系统润滑。 2.5一般龙门铣床的组成 第三章 机床用途及其特点JDXXX车床床鞍龙门铣床专机(八头铣)是一种加工车床床鞍零件的专用机床，主要适用大量成批零件的生产加工。该机也运用于中、小批前轴的生产加工。整机结构紧凑，刚性好机床选型新颖功能较全，工作运行采用了机电配合执行工作循环。该机电系统采用可编程序控制器（PC），其电气元件选用九十年代末新产品编程方便，操作灵活可靠，性能较全，可靠性强，该系统具有一定自诊断功能，输入、输出操作状态均信号显示。机床具有半自动工作循环，也可手动单循环，可配备相应的附件，可变型不同的多面成型工件加工。该机调整方便，灵活可靠能实行多机管理和适用于成批线上工作。机床主要特性如下： （1）结构简单，功能较全，能满足工作切削性能的要求，工件调整环节较方便。（2）主机结构部件有床身、工作台、八个铣削头、大、小龙门、机械进给箱、(刀具附件、夹具)、夹具、电气系统等部件。（3）自动化程度较高，可根据工件尺寸参数调整好后可保证工件加工要求，有效降低工人的劳动强度。提高产品质量和生产效率。（4）操作简便，使用安全，设有工件加工行程开关触点位置和硬限位，如果有异常现象，主机循环能自动停止。（5）整个工作循环铣削设有快进、工进、快退定位；工作台快进、工进、快退都以电机为动力源,通过机械传动系统来实现动作，能很好的在工作频繁状态工作运动。、（6）具有完善的润滑系统：主轴箱、进给箱传动件和轴承由机动油泵进行强润滑。重要的传动件工作台导轨以及滚珠丝杆副采用独立润滑系统润滑。第四章 传动系统分析 机床的八个主轴箱传动系统和工作台进给传动系统均分别独立传动（传动系统图）。(1)传动系统：A.立、卧铣削头传动：立主轴由功率为7.5千瓦(左、右两个) 、 卧主轴由功率为11千瓦的电动分别机驱动，电动机转速为1460转/分，经轴齿轮26/48传动轴，轴齿轮分别与移动轴上的滑移三联齿轮传动，轴与轴传动（一对交换齿轮），轴与轴传动（一对齿轮），可使主轴获得6级转速，图2a.2b是铣削主轴转速分布图表示主运动机构零件的啮合情况，传动路线如下：146026/48（29/54；25/49；21/53）（32/23；23/32）23/65=80250r/min B. 立、卧固定铣削头传动:主轴由功率为7.5千瓦的电动机驱动，电动机转速为1460转/分，经、轴上齿轮啮合,实现立、卧固定铣削头80转/分、100转/分主轴转速。参阅立、卧固定铣削头结构传动简图。C. 空刀铣削头传动:主轴由功率为2.2千瓦的电动机驱动(左、右两个)，电动机转速为1420转/分，经、轴上齿轮啮合,其中轴上经一对二联齿轮滑移,实现铣削头68转/分、100转/分主轴转速。参阅空刀铣削头结构传动简图。（2）进给传动系统：（参阅传动系统图3）A.工作台进给传动系统:工作台纵向进给传动详见进给传动系统图，进给速度见转速分布图，工作台纵向移动有工进和快进两个功能，工进有6个转速，由6对齿轮组成挂轮变速。动力源电机轴齿轮啮合轴齿轮，再由轴啮合轴齿轮，轴与轴上齿轮为挂轮变速，再经过蜗轮、蜗杆到行星齿轮传递到轴齿轮，再通过、轴传滚珠丝杆上，通过滚珠丝杆到螺母副驱动工作台工进位移。机床纵向快速进给，是由快速电机轴齿轮啮合对行星双联齿轮传递到轴齿轮，通过、轴传滚珠丝杆上，通过滚珠丝杆到螺母副驱动工作台工进位移。机床纵向快速进给，是由快速电机轴齿轮啮合对行星双联齿轮传递到轴齿轮，通过、轴传滚珠丝杆上，通过滚珠丝杆到螺母副驱动工作台工进位移。第五章 传动系统的计算5.1传动系统图如下图 传动系统图5.2转速图为下表 燕尾铣头主轴主运动转速图表5.3传动轴的设计 传动装置的运动的参数和动力的参数，就是说传动的装置各轴的转速、功率和转矩，是根据传动零件的运动进行设计计算的根据。 每个轴的转速是根据电动机的满载转速 及传动比进行计算。 计算每个轴运动的参数和动力的参数时，可先将每个传动装置中的每个轴都高速轴到低速轴依次编号，例如o轴是电动机轴、轴、轴、轴；相邻的两轴间的传动比是、，；相邻两轴间的转动效率为、每个轴的输入功率为、；每个轴的转速是、每个轴的输入转矩是、。1）估算传动轴的最小直径电动机的功率为 2.2KW(1440rpm)输出轴转速范围(2级)： 68，100rpm主轴齿轮参数： m=2 z=38 （轴承的传动效率）=0.99 查机械设计得（齿轮的传动效率）=0.97 由机械设计的电机的输出功率、转矩、转速分别为= =2.2kw =9550 =14.590 =1440r/min电动机轴功率 轴： =705r/min轴： =345r/min轴： =242r/min轴： =83r/min 由 =9550=（Nm）=26.672Nm =9550=（Nm）=51.819Nm =9550=（Nm）=68.823Nm =9550=（Nm）=181.565Nm传动轴一般取0.5 取120，轴均为传动轴由公式计算出 取 5.3齿轮设计的计算及校核材料的选择 1） 初选齿轮类型为 圆柱直齿轮，精度为7级 材料：小齿轮 45钢 调质处理 大齿轮 45钢 调质处理 查机械设计指导表1-3可得 初选小齿轮齿数为Z1=18 直齿圆锥齿轮传动比为2-3因此大齿轮齿数为Z2 =182.3=42按齿面接触疲劳强度设计的 确定上面公式中的各个参数a、试选载荷系数：b、试选齿宽系数： （查机设设计表10-7） C 、材料的弹性影响系数 （机设表10-6） d、小齿轮接触疲劳强度极限 小齿轮接触疲劳强度极限 （机设图10-21d） e、由（10-13）式计算应力循环次数为： f 、 接触疲劳寿命系数： (机设图10-19) g 、计算解除疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由机设式（10-12）得： h、小齿轮扭矩 查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为由应力计算公式得 接触疲劳寿命系数 查机械设计图10-23失效概率取1%、安全系数为S=1、 算小齿轮分度圆直径 调整小分度圆的直径d计算实际载荷系数a、 计算圆周速度v b、计算齿轮的宽度 c、计算齿轮的圆周力 d、齿向载荷分布系数(由机械设计表10-4可知7级精度小齿轮相对支承非对称分布时所得的齿向载荷分布系数 载荷系数： 螺旋角影响系数： 当量齿数： 齿形系数及应力校正系数 小，大齿轮的弯曲疲劳寿命系数为： 小，大齿轮的弯曲疲劳强度极限为： 取弯曲疲劳安全系数为S=1.4 比较 ： 比较可得小齿轮的较大 端面重合度： 设计计算： 圆整后取 中心距 ： 分度圆直径： (4) 标准齿轮： 齿轮齿数Z模数m分度圆d齿顶圆齿根圆齿顶高齿根高齿宽1203606652.533.75242433129135122.533.75243213636955.533.75244433129135122.533.752453239610288.533.752463239610288.533.75247253758167.533.75248393117123109.533.75249204808872.545241026410411296.5452411184728064.5452412704280288272.5452413394156164148.5452414494196204188.545245.4轴的设计计算与校核(1) 求轴上的功率，转速和转矩 轴： n1=670r/min （2）求作用在齿轮上的力 轴上5齿轮分度圆为96mm 轴上2齿轮分度圆为63mm （3） 初步确定轴的最小直径 取 （4） 轴的结构设计 拟定轴上零件的装配方案 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 a: 轴的最小直径为30 mm，故取，因轴受较大的径向力和较小的轴向力，故选择深沟球轴承6306（）且轴的左端采用轴承盖定位，故取。 b: 段安装滑移齿轮，受很大的扭矩，故采用花键轴。轴承采用轴肩定位，取轴肩处，由于每个齿轮齿宽都选择24mm，为防止干涉，经合理安排，取，。 c: 合理安排轴承的定位方式，采用弹性挡圈（GB/T 894.1-1986-35）。轴径取。由轴承和挡圈可确定。 d: 段轴承依然采用轴肩定位，齿轮的轴向定位采用平键定位，故取（1028GB/T1906）。轴承选用深沟球轴承，根据轴直径选6307（358021），根据轴承，齿轮及键设定。 e: 段不安装齿轮，根据轴承尺寸取。 f: 参考机械设计表15-2，取轴端倒角为（5） 求轴上的载荷根据轴的结构图做出轴的计算简图，从而得到轴的弯矩图和扭矩图 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面B，C是轴的危险界面。现将计算出截面处的M值列于下表： 载荷水平面H垂直面V支反力弯矩总弯矩扭矩 （6） 按弯矩合成应力校核轴的强度 花键轴直径按大小径的平均值计算。轴单向扭转，扭转切应力为脉动循环应变力，取，轴B截面的计算应力为： 前面选定的轴的材料为45钢，调质处理。由机械设计表15-1查得： 可以得到： ，故安全。 轴C截面的计算应力为： 由此可得： 。故在光轴上增加一轴承，经校核安全。 5.5 键和轴承的校核 平键校核。此平键尺寸。 由机设式（6-1） 式中 k=0.5 h=4 L=28mm d=35mm所以 根据此平键的载荷性质，由机设表6-2查得显然，故此键安全。用类比的方法可知，其他所选的键也都安全。轴承的校核 因为II轴所受的轴向力和周向力相当较大，所以选取此轴上的6207型深沟球轴承进行校核。1) 合成径向力由前面可知两个轴承所受的力分别为 所以合成径向力有 2) 求轴承的当量动载荷由机设式（13-8a） 由机设表13-6查得，由机设表13-5查得，X=0.56所以 显然，, 故按轴承2核算轴承的寿命由机设式（13-5）有 式中，由机设图13-12，查得，且对于球轴承。所以 由机设表13-3查得，对于此轴承 显然，在的范围之内，故选用的6307型深沟球轴承安全，合适。 至此，轴和齿轮的计算及校核结束。 第六章 机床的调整润滑使用和维修6.1 机床主轴的调整 调整步骤如下：（1）拆开螺钉，转动主轴使压块锁紧螺钉对准孔位。（2）松开螺钉。（3）拧下螺钉，取下定位销。（4）用短棒伸进圆螺母槽中卡住，转动主轴，调整主轴轴承间隙，后再恢复上述部位零件位置。（5）在最高转速下，检验主轴轴承发热，在稳定温度时，温升不超过40C，如温升太高，则必须调整。 6.2 机床的润滑 机床进给箱和主轴箱由摆线泵供油进行润滑，重要的传动件工作台导轨以及滚珠丝杆副采用独立润滑系统润滑,润滑间隔时间1000s, 润滑时间60s。机械传动装置按通用部件规定用润滑指润滑，其它部件则用油枪进行注油润滑。 主轴箱摆线泵供油箱全部齿轮和轴承的润滑油，主轴箱轴承用特种润滑脂润滑，加油时先把主轴箱正面的螺塞卸下用黄油枪加油。 主轴箱和进给箱油池的油位，必须保持配油标的1/32/3处。6.3 机床的合理使用和维护（1）机床层合理使用，尽可能发挥其效能，采用高速切削或强力切削时，不宜超负荷使用，以免损坏机床，本机床的主电机功率为11、7.5千瓦。（2）机床使用时，应尽量利用工作台行程的长度，如果工件较短，宜采用多位夹活。这样，丝杆和导轨的磨损较均匀，效率也提高了。（3）机床开动时，必须按润滑图表的规定加油，使用时应注意机床运转是否正常，首先要注意主轴箱进给箱的油窗是否来油，要特别注意床身工作台导轨面是否有油（可以前后导轨端面看是否有油流下）如果缺油，要马上停车，检查油泵的工作是否正常，进给箱中的润滑油应经常添到油位。（4）主轴箱和进给箱应及床身导轨定期清洗，最少每6个月要清洗换油一次，清洗的时
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