2010“萬向節(jié)滑動叉”端面銑削組合機床設計含全套畢業(yè)說明書

摘 要組合機床，是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率機床。其特點有：結構緊湊、工作質量可靠、設計和制造周期短、投資少、經濟效果好、生產率高等。本次設計首先針對所要加工的零件入手，對機床進行總體方案設計，進而確定機床的總體布局，隨后，對主軸組件進行設計。在設計主軸組件時，以主軸為線索，在滿足剛度、精度等要求下，完成其它（如軸承、軸向調節(jié)機構、鎖緊機構等）所有零件的設計。關鍵詞：萬向節(jié)滑動叉；組合機床；主軸；軸承；ABSTRACTModular Machine, by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine. Its features include : compact, reliable quality, design and manufacturing cycle shorter, less investment and economic effects, and higher productivity .This design, first in response to the processing of parts, the paper machine for the overall program design, which will determine the overall layout of the machine. Subsequently, the spindle components of the design. Spindle components in the design, a spindle for clues to meet stiffness and precision requirements, the completion of the other (eg, bearings, Axial adjustment, locking, etc.) all parts of the design.Keywords: universal joint cross ；modular machine； stiffness； bearings；目 錄摘要 .IABSTRACT.II目錄 .III前言 .11 總體方案論證 .41.1 工藝方案設計 .41.2 加工設備方案選擇 .51.3 確定總體布局 .52 機床主要技術參數的確定 .82.1 確定工件余量 .82.2 切削用量的選擇 .82.3 確定切削力、切削轉矩、切削功率 .92.4 運動參數 .103 組合機床通用部件的選擇 .1331 進給動力部件選擇 .1332 主運動動力部件選擇 .153.2.1 主運動驅動裝置 .153.2.2 通用主軸部件選擇 .164 組合機床總體設計 .184.1 被加工零件工序 .184.2 加工方案 .194.3 機床總聯(lián)系尺寸圖 .204.4 機床生產率計算 .215 組合機床主軸設計 .245.1 主軸的基本要求 .245.1.1 旋轉精度 .245.1.2 剛度 .255.1.3 耐磨性 .255.1.4 主軸的其他要求 .265.2 主軸組件的布局 .265.3 主軸結構的初步擬定 .285.4 主軸組件的計算 .285.3 主軸結構圖 .306 組合機床主軸箱設計 .316.1 主軸箱設計的原始依據 .316.2 運動參數和動力參數的確定 .316 21 傳動系統(tǒng)傳動比分配 .316 22 計算傳動裝置的運動和設計參數 .316 23 齒輪模數的估算及其叫校核 .326 24 軸各參數估算及強度校核 .366.3 主軸箱的坐標計算 .48結論 .50致謝 .51參考文獻 .52前 言機械制造業(yè)在國民經濟中占有重要的地位，是國民經濟各部門賴以發(fā)展的基礎，是國民經濟的重要支柱，是生產力的重要組成部分。機械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產設備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機械制造業(yè)本身提供機械制造裝備。機械制造業(yè)的生產能力和制造水平標志著一個國家或地區(qū)的科學技術水平、經濟實力。機械制造業(yè)的生產能力和制造水平，主要取決于機械制造裝備的先進程度。機械制造裝備的核心是金屬切削機床，精密零件的加工，主要依賴切削加工來達到所需要的精度。金屬切削機床所擔負的工作量約占機器制造總工作量的40%60%，金屬切削機床的技術水平直接影響到機械制造業(yè)的產品質量和勞動生產率。換言之，一個國家的機床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個國家的工業(yè)生產能力和科學技術水平。然而，組合機床是根據工件加工要求，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。組合機床的設計，有以下兩種情況：其一，是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計。其二，隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結自己生產和使用組合機床的經驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的組合機床是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱為“專能組合機床” 。這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產，而是可以設計成通用品種，組織成批生產，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。組合機床是根據工件加工要求，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。組合機床的設計，有以下兩種情況：其一，是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計。其二，隨著組合機床在我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結自己生產和使用組合機床的經驗，發(fā)現(xiàn)組合機床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件，而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的組合機床是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱為“專能組合機床” 。這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產，而是可以設計成通用品種，組織成批生產，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。組合機床是一種專用高效自動化技術裝備，目前，由于它仍是大批量機械產品實現(xiàn)高效，高質量和經濟性生產的關鍵裝備，因而被廣泛應用許多工業(yè)生產領域。在大批量生產的機械工業(yè)部門，大量采用的設備是組合機床和自動線。因此，組合機床的應用在很大程度上決定了這些部門的生產效率及產品質量，也很大程度上決定了企業(yè)產品的競爭力。特別是近 20 年來，隨著組合機床的發(fā)展，作為組合機床主要用戶的汽車和內燃機等行業(yè)也有很大的變化，起產品市場壽命不斷縮短，品種日益增多且質量不斷提高。這些因素同時也有力地推動和激勵了組合機床的不斷發(fā)展。組合機床的發(fā)展主要有以下 2 點:(1) 組合機床品種的發(fā)展；(2) 組合機床柔性化的發(fā)展。隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為工藝裝備。然而，一般企業(yè)仍習慣于大于采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，更新的專用夾具占用比例很大，面夾具的實際磨損量僅占有小部分。特別是近年來， ，加工中心（MC ） ，數控機床（ NC） ，柔性制造系統(tǒng)（ FMS） ，成組技術（GT ）等新技術的應用，對機床夾具提出了新的要求：a.能迅速方便地裝備新產品的投產，降低了生產準備周期，減少了生產成本。b.能裝夾一類具有相似性特征的工件。c.能應用高精密加工的高精度機床夾具。d.能應用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型組合機床夾具。e.采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。f.提高機床夾的標準化程度。現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：a.精密化b.高效化c.柔性化d.標準化本次畢業(yè)設計的課題是萬向節(jié)滑動叉 39 孔兩端面粗銑組合機床總體及主軸箱設計。根據萬向節(jié)滑動叉兩側面的位置、加工精度等主要的設計原始數據，設計出技術上先進，經濟上合理和工作上可靠的雙面粗銑的組合機床。本次設計的組合機床夾具主要對萬向節(jié)滑動叉兩端面的粗銑。本次設計的組合機床能同時粗銑萬向節(jié)滑動叉兩端面，大大提高了生產效率，降低了勞動強度，從而降低了零件的加工成本。1 總體方案論證設計機床的第一步，是確定總體方案?？傮w方案是機床部件和零件的設計依據，對整個設計的影響較大。因此，在擬定總體方案的過程中，必須全面地、周密地考慮，使所定方案技術先進、經濟合理。設計的機床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低成本。1.1 工藝方案設計工藝方案的擬訂是組合機床設計的關鍵一步。組合機床的總體設計要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進合理的工藝方案,才能設計出先進合理的組合機床。根據指定的加工要求,提出若干個工藝方案,擇其佳者。工藝方案確定了,組合機床的結構、性能、運動、傳動、布局等一系列問題也就解決了。所以，工藝方案設計是組合機床設計的重要環(huán)節(jié)。而且工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結構配置和使用性能。因此，必須認真分析被加工零件圖紙,深入了解被加工零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求及生產率要求等一些因素。擬定組合機床工藝方案的一般步驟如下:a.分析,研究加工要求和現(xiàn)場工藝，在制訂組合機床工藝方案時，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結構特點、加工部位及其精度、表面粗糙度、技術要求及生產綱領；其次深入現(xiàn)場調查分析零件的加工工藝方法、定位夾緊方式、所采用的設備、刀具及切用量、生產率情況等。 b.定位基準和夾壓部位的選擇組合機床一般為工序集中的多刀加工 ,不但切削負荷大，而且工件受力方面變化。因此，正確選擇定位基準和夾壓部位是保證加工精度的重要條件。本道工序主要是加工毛坯,因此,還要對毛坯基準選擇考慮有關工序加工余量的均勻性。定位夾緊裝置的選擇應在有足夠的夾緊力下工件產生的變形最小，并且夾具易于設置導向和能過刀具。本道工序:萬向節(jié)滑動叉兩端面的銑削。1.2 加工設備方案選擇在機械制造業(yè)中，金屬切削機床占機械設備總臺數的 50%70%，它負擔的工作量約占一半左右，其中有 30%50%的工作量是由組合機床來完成的，同時，機械加工方法是機電產品及零部件生產的主要方法，且機械加工質量又是提高整個產品質量的關鍵。因此，組合機床的開發(fā)、設計，是機械制造行業(yè)一項非常重要的工作。組合機床是根據工件加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床，具有如下特點：a.生產率高；b.加工精度穩(wěn)定；c.研制周期快，便于使用、維護和設計、制造；d.自動化程度變高，勞動強度降低；e.配置靈活，可按工件或工序要求靈活變換組成機床自動線，易于改裝，加工過程和產品變化時，通用部件還具有重復利用價值；f.使用性質穩(wěn)定，結構緊湊，機床消耗費用低。由于被加工零件已定型，生產產品較大，加工精度要求較高，所以必須采用組合機床來進行生產，同時，又是針對雙面加工。因此，采用組合機床來進行加工是較適宜、理想的生產方案。1.3 確定總體布局根據上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產批量大小，機床總體布局主要有如下配制型式：a.多工位組合機床多工位組合機床：主要用于中、小零件加工。生產占地面積大，但生產率高。這種方式若配合工作臺的移動和精確定位，可以組成組合機床自動線，則自動化程度和生產率均很高。b.單工位組合機床各種型式的單工位組合機床，通?？砂惭b一個工件，特別適宜于大、中型箱體類零件的加工。根據配置動力部件的型式和數量，這類機床可分為單面、多面及復合式。這種方式組成靈活，結構簡單，由于單工位加工，其機動時間與輔助時間不能重合，因而生產率比多工位機床低。根據以上所述, 柴油機氣缸體的結構是比較規(guī)則的長方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機床加平面，有利于排屑，也減輕了工人的勞動強