臥式雙面十軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計及性能仿真
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陳**（實名認證）
上海
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- 關(guān) 鍵 詞：
-
臥式
雙面
10
組合
鉆床
主軸
設(shè)計
性能
機能
仿真
- 資源描述：
-
本設(shè)計包含【三維模型，二維圖，ANSYS靜力學仿真結(jié)果，PPT，論文，仿真動畫】
- 內(nèi)容簡介：
-
圖 書 分 類 號 ：密 級 ：畢 業(yè) 設(shè) 計臥 式 雙 面 十 軸 組 合 鉆 床 左 主 軸 箱 設(shè) 計 及 性 能 仿 真 F 姓 名 周 鎣班 級 12 機 設(shè) 2學 號 20120604201學 院 名 稱 機 電 工 程 學 院專 業(yè) 名 稱 機 械 制 造 設(shè) 計 及 其 自 動 化指 導 教 師 韓 翔2016 年 5 月 26 日徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 工 程 學 院 學 位 論 文 原 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。論文作者簽名：日期：年月日徐 州 工 程 學 院 學 位 論 文 版 權(quán) 協(xié) 議 書本人完全了解徐州工程學院關(guān)于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學院所擁有。徐州工程學院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學院可以公布學位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名：導師簽名：日期：年月日日期：年月日徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計組 合 鉆 床 是 一 種 專 用 機 床 ， 它 的 大 部 分 部 件 是 通 用 件 ， 少 部 分 部 件 是 專 用 件 。 這 種 鉆床 有 很 高 的 效 率 。 而 且 因 為 高 生 產(chǎn) 效 率 ， 平 穩(wěn) 的 加 工 精 度 ， 自 動 化 水 準 高 ， 有 效 減 少 了 人工 勞 動 強 度 。此 次 設(shè) 計 任 務 是 用 來 生 產(chǎn) 制 造 “ 汽 車 制 動 室 支 架 ” 的 臥 式 雙 面 十 軸 組 合 鉆 床 。 設(shè) 計 的組 合 鉆 床 用 來 加 工 汽 車 支 架 的 兩 個 零 件 ， 主 要 是 同 時 鉆 孔 。 鉆 床 的 左 主 軸 箱 鉆 6 個 孔 ， 右主 軸 箱 鉆 4個 孔 ， 我 主 要 設(shè) 計 任 務 是 組 合 鉆 床 的 左 主 軸 箱 ， 并 用 對 結(jié) 構(gòu) 進 行 仿 真 和干 涉 檢 查 ， 對 左 主 軸 箱 的 主 要 零 件 進 行 分 析 。從 加 工 孔 的 速 度 和 位 置 需 求 出 發(fā) ， 計 算 得 切 削 速 度 及 主 軸 轉(zhuǎn) 速 ， 對 左 主 軸 箱 的 主 軸 型號 、 直 徑 及 輪 廓 尺 寸 進 行 選 型 。 然 后 由 驅(qū) 動 軸 轉(zhuǎn) 速 和 位 置 、 各 主 軸 形 位 和 旋 轉(zhuǎn) 速 度 快 慢 的要 求 ， 正 確 放 置 傳 動 軸 ， 把 驅(qū) 動 軸 及 每 個 主 軸 連 接 起 來 ， 讓 每 個 主 軸 達 到 理 想 轉(zhuǎn) 向 和 轉(zhuǎn) 速 ，成 功 鉆 孔 。運 用 機 械 模 塊 對 左 主 軸 箱 的 結(jié) 構(gòu) 進 行 運 動 仿 真 ， 測 量 位 置 、 速 度 和 加 速 度 等 運動 特 征 ， 對 結(jié) 構(gòu) 進 行 干 涉 檢 查 。 運 用 動 軸 和 箱 體 進 行 應 力 、 應 變 和 模 態(tài) 分 析 。關(guān) 鍵 詞 組 合 鉆 床 ； 左 主 軸 箱 設(shè) 計 ； 運 動 仿 真 分 析 ； 有 限 元 分 析徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計is a of a of of of is to of of to of at I E of of of is by of is to 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計摘 要 . 論 .研 究 背 景 及 意 義 . 展 現(xiàn) 狀 . 題 研 究 目 標 和 主 要 內(nèi) 容 . 機 床 和 多 軸 箱 的 設(shè) 計 . 組 合 機 床 組 成 .組 合 機 床 的 加 工 范 圍 及 配 置 形 式 . 合 機 床 的 加 工 范 圍 .設(shè) 計 組 合 鉆 床 的 步 驟 . 地 調(diào) 查 統(tǒng) 計 研 究 . 體 布 局 設(shè) 計 方 案 . 計 技 術(shù) . 作 設(shè) 計 .零 件 分 析 . 組 合 鉆 床 設(shè) 計 步 驟 及 設(shè) 計 目 標 . 合 鉆 床 設(shè) 計 的 步 驟 . 課 題 主 要 任 務 . 工 藝 方 案 及 基 準 的 選 擇 . 定 工 藝 方 案 的 原 則 . 合 鉆 床 工 藝 方 案 的 一 般 步 驟 . 定 切 削 力 、 切 削 轉(zhuǎn) 矩 、 切 削 功 率 和 刀 具 耐 用 度 . 組 合 鉆 床 主 軸 箱 的 使 用 概 況 . 成 .工 序 與 計 算 . 藝 要 求 . 算 切 削 速 度 、 主 軸 轉(zhuǎn) 速 .多 軸 箱 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 方 案 和 表 現(xiàn) 手 法 . 軸 箱 的 簡 介 . 軸 箱 的 組 成 . 軸 箱 總 圖 繪 制 方 法 .0 多 軸 箱 通 用 零 件 . 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 體 類 . 軸 . 用 傳 動 軸 .1 多 軸 箱 . 制 多 軸 箱 設(shè) 計 原 始 依 據(jù) 圖 . 定 多 軸 箱 外 形 尺 寸 . 軸 型 號 和 直 徑 定 . 軸 箱 的 進 給 力 計 算 . 算 主 軸 箱 的 功 率 . 力 部 件 . 軸 箱 傳 動 的 設(shè) 計 . 動 軸 坐 標 的 計 算 . 柄 軸 和 潤 滑 油 泵 的 布 置 . 維 建 模 及 裝 配 . 左 主 軸 箱 箱 體 三 維 模 型 . 建 主 要 反 映 零 件 主 要 形 狀 的 基 礎(chǔ) 特 征 . 加 其 他 的 一 些 特 征 .傳 動 軸 的 三 維 建 模 . 動 軸 的 主 體 特 征 的 三 維 建 模 . 加 倒 角 特 征 .裝 配 設(shè) 計 . 裝 配 模 塊 簡 介 . 體 裝 配 . 能 仿 真 . 運 動 仿 真 . 運 動 仿 真 的 優(yōu) 點 . 機 構(gòu) 模 塊 的 功 能 . 運 動 仿 真 的 一 般 步 驟 . 數(shù) 的 設(shè) 置 . 元 分 析 . 元 分 析 的 一 般 步 驟 . 動 軸 的 受 力 分 析 . 體 的 受 力 分 析 . . . 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 文 獻 . 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計11諸 究 背 景 及 意 義組 合 鉆 床 是 現(xiàn) 今 機 械 制 造 業(yè) 產(chǎn) 品 升 級 ， 技 術(shù) 改 進 和 增 長 生 產(chǎn) 效 率 不 能 缺 少 的 生 產(chǎn) 設(shè) 備之 一 。 組 合 鉆 床 的 加 工 對 象 大 多 是 生 產(chǎn) 較 大 批 量 的 大 中 型 箱 體 類 零 件 或 者 是 軸 類 零 件 。 組合 鉆 床 的 種 類 很 多 ， 比 如 按 規(guī) 模 大 小 可 分 為 大 型 和 小 型 組 合 機 床 。 由 于 對 技 術(shù) 要 求 的 提 高 ，柔 性 組 合 鉆 床 應 運 而 生 。 該 鉆 床 能 更 好 的 適 應 多 位 、 可 換 主 軸 箱 和 刀 具 的 全 自 動 更 換 ， 而且 能 靈 活 適 應 可 調(diào) 可 變 的 多 品 種 同 時 加 工 的 的 組 合 鉆 床 。 多 軸 控 制 鉆 床 的 發(fā) 展 空 間 非 常好 。 為 了 組 裝 工 作 隊 的 簡 化 ， 零 件 工 藝 越 來 越 一 體 化 了 。 主 軸 箱 有 多 軸 的 鉆 床 很 符 合 這 樣生 產(chǎn) 模 式 。 不 得 不 提 的 是 現(xiàn) 在 生 產(chǎn) 的 節(jié) 奏 變 快 ， 高 速 ， 多 功 能 的 機 床 更 適 合 這 種 社 會 生 產(chǎn)節(jié) 奏 。 更 加 重 要 的 是 越 來 越 多 的 計 算 機 技 術(shù) 應 用 控 制 機 床 上 來 。 比 如 說 等 大型 軟 件 就 能 操 控 機 床 。目 前 ， 先 進 國 家 的 組 合 鉆 床 和 它 的 生 產(chǎn) 線 遠 遠 領(lǐng) 先 于 我 果 在 該 領(lǐng) 域 的 發(fā) 展 水 平 ， 我 國對 技 術(shù) 水 平 要 求 高 的 機 床 還 是 依 靠 進 口 。 這 樣 一 來 定 會 使 投 資 上 升 ， 從 而 上 升 產(chǎn) 品 生 產(chǎn) 成本 。 所 以 ， 我 們 迫 切 需 要 放 棄 “ 剛 性 ” 鉆 床 結(jié) 構(gòu) 的 發(fā) 展 模 式 ， 逐 步 走 向 “ 柔 性 ” 結(jié) 構(gòu) 模 式 ，從 而 符 合 客 戶 使 用 要 求 。 展 現(xiàn) 狀組 合 鉆 床 已 經(jīng) 在 我 國 發(fā) 展 了 28年 之 久 ， 已 經(jīng) 具 備 相 當 的 實 力 ， 應 用 領(lǐng) 域 涉 及 很 多 行業(yè) 。 它 有 高 品 質(zhì) 、 有 較 高 經(jīng) 濟 實 用 性 的 優(yōu) 點 。 組 合 機 床 被 廣 泛 應 用 在 很 多 行 業(yè) 。 組 合 鉆 床的 工作范圍包 括 鉆 、 孔 、 擴 孔 等 ； 并 能 攻 螺 紋 ； 車 端 面 和 凸 臺 。 另 外 ， 加 工 中 心 、 數(shù) 控 式組 合 機 床 、 機 床 輔 機 等 設(shè) 備 的 使 用 也 隨 著 技 術(shù) 的 發(fā) 展 而 越 來 越 多 。 可 以 鏜 各 種 形 狀 槽 的 孔 ，銑 、 削 平 面 和 成 形 面 。 2002 年 舉 辦 的 機 床 博 覽 會 上 ， 全 球 近 500家 機 床 生 產(chǎn) 企 業(yè) 參 展 的 高層 次 的 機 器 中 ， 涌 現(xiàn) 出 含 許 多 新 技 術(shù) 機 床 比 如 超 高 速 和 超 高 精 度 的 機 器 ， 或 者 是 多 軸 控 制的 機 器 。 據(jù) 權(quán) 威 人 士 介 紹 ， 能 否 突 破 傳 統(tǒng) 的 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 速 度 和 減 少 副 工 時 間 是 現(xiàn) 在 高 速 機 床發(fā) 展 遇 到 的 主 要 瓶 頸 。 按 照 我 們 現(xiàn) 有 的 速 度 來 說 的 話 ， 主 軸 在 20000r/0000 之 間 。 在此 類 關(guān) 鍵 技 術(shù) 上 我 國 生 產(chǎn) 的 組 合 機 床 還 有 待 發(fā) 展 。 我 們 能 夠 由 此 得 出 結(jié) 論 ： 我 國 組 合 鉆 床的 發(fā) 展 空 間 還 是 很 開 闊 的 ， 發(fā) 展 方 向 還 是 很 明 確 的 ， 主 要 追 求 高 速 度 和 多 軸 化 來 控 制 。 題 研 究 目 標 和 主 要 內(nèi) 容參 考 工 件 量 和 設(shè) 計 時 間 的 要 求 ， 設(shè) 計 用 于 加 工 “ 汽 車 制 動 室 支 架 ” 的 臥 式 雙 面 十 軸 組合 鉆 床 的 左 主 軸 箱 。具 體 的 工 作 內(nèi) 容 為 確 定 組 合 鉆 床 遵 循 的 工 藝 方 案 ， 即 確 定 切 削 力 ， 切 削 轉(zhuǎn) 矩 ， 切 削 功率 及 刀 具 耐 用 度 。 計 算 出 切 削 速 度 ， 主 軸 轉(zhuǎn) 速 。 繪 制 多 軸 箱 總 圖 ， 然 后 運 用 三 維 軟 件 對 設(shè) 計 圖 紙 進 行 三 維 建 模 ， 裝 配 后 進 行 運 動 仿 真 。 最 后 對 主 要 零 件 使 用 受 力 分徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計2析 。 綜 合 計 算 機 辦 法 對 主 軸 箱 的 仿 真 ， 驗 證 設(shè) 計 。徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計32組 合 機 床 和 多 軸 箱 的 設(shè) 合 機 床 組 成組 合 鉆 床 的 主 要 由 主 軸 箱 、 溜 板 箱 、 刀 架 、 尾 座 、 進 給 箱 、 床 身 和 床 腿 組 成 。簡 圖 如 下 所 示 。圖 2 雙 面 十 軸 鉆 床 簡 合 機 床 的 加 工 范 圍 及 配 置 形 合 機 床 的 加 工 范 圍 表 2 合 機 床 加 工 范 圍 分 表組 合 機 床 的 加 工 范 圍 切 削 類 孔 加 工類 鉆 、 擴 、 削 、 磨 及 拋 光 。平 面 加工 類 磨 、 刮 、 車非 切 削 類 焊 接 、 熱 處 理徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計4最 早 的 組 合 機 床 由 美 國 研 制 的 ， 用 于 汽 車 零 件 的 加 工 。 現(xiàn) 在 的 主 要 發(fā) 展 方 向 為 ：1） 生 產(chǎn) 效 率 的 增 加2） 加 工 精 度 的 增 加3） 加 工 工 藝 范 圍 的 增 加4） 自 動 加 工 的 程 度 的 增 加5) 組 合 機 床 和 它 的 自 動 生 產(chǎn) 線 可 調(diào) 性 的 增 加6)超 小 型 的 組 合 機 床 的 研 發(fā)7) 專 能 組 合 機 床 及 自 動 線 的 研 計 組 合 鉆 床 的 步 地 調(diào) 查 統(tǒng) 計 研 究實 地 調(diào) 查 統(tǒng) 計 研 究 的 步 驟 ：1） 仔 細 查 看 的 客 戶 來 圖 圖 紙 的 要 求 ， 對 加 工 零 件 的 原 材 料 ， 零 件 加 工 到 多 大 ， 該 零件 大 概 的 樣 子 ， 通 過 一 系 列 的 熱 處 理 要 達 到 的 布 氏 硬 度 ， 產(chǎn) 品 最 后 加 工 出 來 的 預 期 質(zhì) 量 和表 面 光 潔 度 的 要 求 進 行 研 究 。 通 過 思 考 產(chǎn) 品 是 用 來 做 什 么 的 出 發(fā) ， 把 產(chǎn) 品 的 裝 配 關(guān) 系 弄 清楚 后 科 學 地 指 定 工 藝 方 案 。 從 對 產(chǎn) 品 裝 配 樣 圖 和 相 關(guān) 的 工 藝 資 料 分 析 ， 充 分 了 解 被 加 工 零件 在 產(chǎn) 品 中 的 地 位 和 作 用 。2） 在 設(shè) 計 的 時 候 ， 對 生 產(chǎn) 方 的 綜 合 實 力 也 要 有 很 好 的 了 解 。 主 要 是 考 察 制 作 單 位 的綜 合 水 平 ， 車 間 的 占 地 面 積 ， 員 工 們 對 工 藝 和 技 能 的 熟 悉 度 ， 維 修 能 力 。3） 按 照 任 務 的 意 圖 ， 多 交 流 ， 多 合 作 。 遇 到 問 題 時 需 要 多 查 閱 資 料 ， 按 時 完 成 設(shè) 計內(nèi) 容 。 體 布 局 設(shè) 計 方 案在 這 個 階 段 ， 我 們 需 要 設(shè) 計 組 合 鉆 床 加 工 零 件 的 具 體 幾 個 步 驟 及 其 內(nèi) 容 。 設(shè) 計 夾 具 及其 定 位 基 準 。 繪 制 工 序 流 程 卡 ， 選 定 刀 具 的 種 類 及 其 切 削 深 度 、 切 削 速 度 和 進 給 量 。 對 鉆床 的 總 裝 方 法 需 要 規(guī) 定 好 ， 尤 其 是 鉆 床 中 擔 當 主 要 功 能 的 零 件 和 技 術(shù) 要 求 很 高 的 零 件 的 坐標 需 要 具 體 說 明 。 總 體 方 案 的 指 定 對 于 是 否 完 成 任 務 很 是 重 要 ， 是 完 成 任 務 的 計 劃 性 文 件 ?？?體 布 局 方 案 需 要 考 慮 許 多 因 素 ， 主 要 有 交 貨 時 間 ， 精 度 是 否 達 到 任 務 要 求 ， 質(zhì) 量 的檢 驗 ， 生 產(chǎn) 方 式 及 其 生 產(chǎn) 效 率 ， 設(shè) 計 出 產(chǎn) 品 是 否 符 合 加 工 零 件 的 技 術(shù) 要 求 。零 件 的 每 個 部 分 我 們 都 能 使 用 不 同 的 工 藝 辦 法 來 加 工 它 ， 所 以 ， 我 們 必 須 好 好 比 較 分析 這 些 不 同 的 辦 法 ， 爭 取 從 里 面 找 出 最 好 的 一 個 方 案 。 要 結(jié) 合 設(shè) 計 的 意 圖 ， 設(shè) 計 的 可 行 性 ，要 結(jié) 合 實 際 加 工 的 場 所 ， 生 產(chǎn) 規(guī) 模 ， 員 工 的 技 術(shù) 和 生 產(chǎn) 地 的 設(shè) 備 和 規(guī) 模 來 最 好 確 定 這 一 方案 。 通 過 通 用 件 和 專 用 件 相 結(jié) 合 的 辦 法 ， 可 以 采 用 邊 設(shè) 計 邊 拼 湊 的 辦 法 ， 一 個 一 個 確 定 尺寸 。 在 設(shè) 計 尺 寸 時 ， 能 結(jié) 合 仿 真 軟 件 對 專 用 零 件 ， 重 要 零 件 的 虛 擬 仿 真 來 驗 證 和 調(diào) 整 這 些徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計5零 件 的 尺 寸 。 被 加 工 零 件 也 是 設(shè) 計 尺 寸 的 重 要 依 據(jù) 。 計 技 術(shù)該 部 分 的 工 作 為 按 照 已 經(jīng) 確 定 好 的 圖 紙 ， 繪 制 出 詳 細 的 生 產(chǎn) 依 據(jù) 圖 紙 。 如 該 裝 配 圖 ，主 要 零 件 圖 ， 夾 具 的 圖 紙 ， 并 標 明 各 軸 的 轉(zhuǎn) 動 速 度 。 還 要 附 上 電 氣 部 分 的 圖 紙 。 三維 建 模 的 圖 紙 ， 裝 配 文 件 和 運 動 仿 真 的 視 頻 動 畫 。 在 理 論 設(shè) 計 的 最 后 階 段 ， 要 對 之 前 的 設(shè)計 進 行 驗 算 ， 并 結(jié) 合 三 維 軟 件 對 設(shè) 計 的 合 理 性 進 行 分 析 。 作 設(shè) 計當 技 術(shù) 設(shè) 計 可 以 通 過 審 查 （ 必 要 時 還 須 讓 用 戶 審 查 ） 后 就 可 以 開 展 工 作 設(shè) 計 ， 也 就是 繪 制 各 個 專 用 部 件 的 作 業(yè) 圖 樣 、 編 排 零 件 明 細 表 等 。 件 分 析本 次 主 要 設(shè) 計 的 零 件 是 汽 車 制 動 室 支 架 ， 左 左 各 一 ， 起 制 動 室 支 承 作 用 。 需 要 較 強 的機 械 強 度 和 使 用 性 能 。 毛 坯 為 鑄 件 ， 材 料 選 擇 使 用 球 墨 鑄 鐵 ， 外 形 的 尺 寸 小 ， 形 狀 呈 現(xiàn) 不規(guī) 則 ， 這 給 定 位 夾 緊 造 成 了 非 常 大 的 困 難 。 產(chǎn) 品 批 量 應 為 大 批 量 生 產(chǎn) 。圖 2 件 簡 圖徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 合 鉆 床 設(shè) 計 步 驟 及 設(shè) 計 目 合 鉆 床 設(shè) 計 的 步 驟一 臺 組 合 機 床 設(shè) 計 由 多 個 步 驟 組 成 ， 一 般 分 為 以 下 幾 個 步 驟 ：（ 1） 組 合 鉆 床 總 體 造 型 的 設(shè) 計 。（ 2） 組 合 鉆 床 主 軸 箱 設(shè) 計 。（ 3） 組 合 鉆 床 夾 具 設(shè) 計 。 課 題 主 要 任 務本 次 設(shè) 計 主 要 的 任 務 是 完 整 完 成 這 臺 組 合 鉆 床 左 主 軸 箱 的 設(shè) 計 和 性 能 分 析 ， 對 工 件 進行 鉆 孔 加 工 。 具 體 的 設(shè) 計 內(nèi) 容 如 下 ：（ 1） 主 軸 箱 齒 輪 確 定 方 案 及 動 力 設(shè) 計 。（ 2） 傳 動 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 。（ 3） 主 軸 箱 坐 標 計 算 。（ 4） 對 左 主 軸 箱 進 行 運 動 學 性 能 仿 藝 方 案 及 基 準 的 選 定 工 藝 方 案 的 原 則1） 粗 精 加 工 分 開 原 則2） 工 序 集 中 原 則工 序 集 中 程 度 的 確 定 ， 需 要 分 析 加 工 節(jié) 拍 的 要 求 。 在 工 作 循 環(huán) 時 間 滿 足 不 了 生 產(chǎn) 率 要求 的 情 況 下 ， 要 對 關(guān) 鍵 工 序 或 限 制 刀 具 予 以 合 理 的 處 理 。 如 更 換 高 級 耐 磨 刀 具 材 料 提 高 切削 用 量 ， 或 分 散 工 序 （ 如 深 孔 或 多 工 序 孔 分 工 步 分 散 加 工 ） 縮 短 疊 加 的 切 削 時 間 ， 不 過 會增 加 機 床 臺 數(shù) 。 合 鉆 床 工 藝 方 案 的 一 般 步 析 研 究 加 工 要 求 和 現(xiàn) 場 工 藝加 工 辦 法 的 設(shè) 定 的 關(guān) 鍵 依 據(jù) 是 被 加 工 零 件 被 加 工 部 位 的 尺 寸 ， 技 術(shù) 要 求 和 精 度 。 設(shè) 計鉆 床 前 ， 需 要 對 被 加 工 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 外 形 有 清 晰 的 理 解 ， 清 楚 知 道 它 的 用 途 。 其 次 ， 是 考 慮好 使 用 的 加 工 入 現(xiàn) 場 調(diào) 查 分 析 同 類 零 件 的 加 工 工 藝 方 法 ， 定 位 和 夾 緊 方 式 。 所 采 用 的 設(shè)備 、 刀 具 及 切 削 用 量 ， 生 產(chǎn) 率 情 況 及 各 種 條 件 等 方 面 的 現(xiàn) 行 工 藝 資 料 ， 以 便 制 定 出 切 合 實際 的 合 理 工 藝 方 案 。 擇 定 位 基 準合 理 的 選 擇 定 位 基 準 對 使 用 多 軸 鉆 床 加 工 零 件 非 常 重 要 。 多 軸 鉆 床 往 往 采 用 幾 個 主 軸徐 州 工 程 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計7帶 動 幾 個 傳 動 軸 的 方 案 。 它 的 切 削 力 很 大 ， 會 促 使 零 件 發(fā) 生 變 形 。 所 以 選 擇 合 理 的 方 案 ， 正 確 設(shè) 計 基 準 尺 寸 很 關(guān) 鍵 。 對 于 定 位 基 準 的 選 擇 我 們 要 考 慮 加 工 的 零 件 是 用 來 做 什么 的 ， 是 用 什 么 材 料 進 行 加 工 的 。 基 準 的 選 擇 還 要 考 慮 夾 具 的 位 置 ， 結(jié) 合 箱 體 的 分 析 ， 要 把 夾 具 的 位 置 設(shè) 計 在 施 加 虛 擬 載 荷 而 發(fā) 生 最 小 變 形 量 的 位 置 。 這 樣 一 來 ， 對才 能 順 利 進 行 加 工 。 定 切 削 力 、 切 削 轉(zhuǎn) 矩 、 切 削 功 率 和 刀 具 耐 用 度依 照 選 定 的 切 削 用 量 （ 重 點 考 慮 進 給 量 和 切 削 速 度 ） ， 設(shè) 定 進 給 力 ， 使 它 作 為 動 力 滑臺 及 設(shè) 計 夾 具 的 依 據(jù) ； 計 算 出 切 削 轉(zhuǎn) 矩 ， 用 它 來 作 為 主 軸 及 其 他 傳 動 件 的 尺 寸 ； 確 定 切 削功 率 ， 用 它 作 為 確 定 主 傳 動 電 機 （ 這 里 主 要 指 動 力 箱 電 機 ） 功 率 的 依 據(jù) ； 確 定 刀 具 耐 用 度 ，為 驗 算 所 確 定 量 或 刀 具 是 否 正 確 提 供 依 據(jù) 。組 合 鉆 床 切 削 用 量 的 選 用 方 法 及 需 要 注 意 的 事 項 ：1） 需 合 理 使 用 全 部 的 刀 具 ， 盡 量 發(fā) 揮 其 所 有 的 使 用 性 能 。2） 復 合 刀 具 切 削 用 量 的 合 理 選 擇 需 要 綜 合 考 慮 刀 具 的 使 用 壽 命 。 保 證 刀 具 正 常 的 使用 壽 命 ， 切 削 速 度 的 選 擇 依 據(jù) 是 復 合 刀 具 最 大 直 徑 ， 相 反 依 據(jù) 復 合 刀 具 最 小 直 徑 選 擇 進 給量 。 3） 多 軸 鏜 孔 主 軸 刀 具 都 需 要 定 向 的 快 速 或 者 進 退 ， 每 個 鏜 軸 轉(zhuǎn) 速 應 該 一 致 或 者 互 為整 數(shù) 倍 。4） 選 擇 切 削 用 量 的 時 候 要 保 證 批 量 生 產(chǎn) 和 刀 具 的 耐 用 度 。5） 應 該 綜 合 考 慮 所 選 擇 動 力 滑 臺 的 性 能 來 確 定 切 削 用 量 的 時 候 。 合 鉆 床 主 軸 箱 的 使 用 概 成通 用 主 軸 箱 常 見 的 類 型 有 ：（ 1） 鉆 銷 類 的 主 軸 箱 ；（ 2） 攻 絲 類 的 主 軸 箱 ；（ 3） 復 合 主 軸 箱 。 軸 箱軸靜力學分析主要結(jié)果 模型樹 邊界條件：圓周支撐 1處，軸向受力 1處，添加均布載荷 100要結(jié)果 總體變形 當量拉應力 等效壓應力 模態(tài)分析 模態(tài)線圖 模態(tài)頻數(shù)表 模態(tài) 1 2 3 4 5 6 箱體靜力學分析 模型樹 箱體底部固定支撐，頂部添加均布載荷， 100總變形 拉應力 壓應力 模態(tài)分析 模態(tài) 1 模態(tài) 2 模態(tài) 3 模態(tài) 4 5 6 式雙面十軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計及性能仿真 指導老師： 設(shè)計大綱 背景前沿 任務要求 左主軸箱設(shè)計 主要零件仿真 究背景 務要求 車制動室支架 本次主要設(shè)計的零件是汽車制動室支架，左左各一，起制動室支承作用。 機構(gòu)設(shè)計 工作原理 能仿真 能仿真 三維建模 能仿真 裝配 能仿真 運動仿真 能仿真 能仿真 能仿真 能仿真 能仿真 臥式雙面十軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計及性能仿真 摘要 組合鉆床是一種專用機床，它的大部分部件是通用件，少部分部件是專用件。這種鉆 床有很高的效率。而且因為高生產(chǎn)效率，平穩(wěn)的加工精度，自動化水準高，有效減少了人 工勞動強度。 此次設(shè)計任務是用來生產(chǎn)制造 “汽車制動室支架”的臥式雙面十軸組合鉆床。設(shè)計的 組合鉆床用來加工汽車支架的兩個零件，主要是同時鉆孔。鉆床的左主軸箱鉆6個孔，右 主軸箱鉆4個孔，我主要設(shè)計任務是組合鉆床的左主軸箱，并用對結(jié)構(gòu)進行仿真和 干涉檢查，對左主軸箱的主要零件進行 從加工孔的速度和位置需求出發(fā)，計算得切削速度及主軸轉(zhuǎn)速，對左主軸箱的主軸型 號、直徑及輪廓尺寸進行選型。然 動軸轉(zhuǎn)速和位置、 主軸 位和 轉(zhuǎn)速度 的 要求， 置 動軸， 動軸及 個主軸 來， 個主軸 轉(zhuǎn) 和轉(zhuǎn)速， 鉆孔。 用機 對左主軸箱的結(jié)構(gòu)進行 動仿真， 位置、速度和加速度 動 ，對結(jié)構(gòu)進行干涉檢查。 用軸和箱進行力、和 分析。 合鉆床左主軸箱設(shè)計 動仿真分析有“分析 I is a of a of of is to of of to of at I is E of of is by of of is to is he 摘要. . 及 . . 和主要. 2組合機床和 軸箱的設(shè)計. 合機床組. 及置 式. 合機床的加工. . 查計 . 設(shè)計. 計. 設(shè)計. . 合鉆床設(shè)計及設(shè)計. 合鉆床設(shè)計的. ”主要任務. 及 準的選. 工 的 . 合鉆床工 的一 . 切削力、切削轉(zhuǎn) 、切削 率和 用度. 合鉆床主軸箱的用 . . 計算. 求. 軸轉(zhuǎn)速. 箱的 結(jié)構(gòu) 和 . 軸箱的 . 箱的組. 箱 制. 軸箱通用零件. . 軸. 用 動軸. 軸箱. 制 軸箱設(shè)計 . 軸箱 尺寸. 軸型號和直徑. 4主軸箱的進 力計算. 算主軸箱的 率. 力部件. 箱 動的設(shè)計. 動軸 的計算. 軸和 的 置. 及 . 主軸箱箱 型. 要零件主要 的 . 的一 . 軸的 . 軸的主 的 . 倒角 . 設(shè)計. . .性能仿真. 動仿真. 動仿真的優(yōu)點. 機構(gòu) 的 能. 動仿真的一 . . 分析. 分析的一 . . 受力分析. 結(jié).謝. . 及 【如果說明書不清楚，可以加費索取】 組合鉆床是今機 制造業(yè)產(chǎn)品升級，改進和增長生產(chǎn)效率不能缺少的生產(chǎn)設(shè)備 之一。組合鉆床的加工對象大 是生產(chǎn)較大批 的大中型箱零件或者是軸零件。組 合鉆床的種很 ，比如按規(guī) 大小可分為大型和小型組合機床。 于對要求的提高， 柔性組合鉆床 而生。該鉆床能更好的適 位、可換主軸箱和 的全自動更換，而 且能靈活適可可的 品種同時加工的的組合鉆床。 軸控制鉆床的發(fā)空間非常 好。為了組 工隊的 化，零件工 越來越一化了。主軸箱有軸的鉆床很符合這樣 生產(chǎn) 式。不得不提的是在生產(chǎn)的節(jié)奏 ，高速， 能的機床更適合這種社會生產(chǎn) 節(jié)奏。更加重要的是越來越 的計算機用 控制機床上來。比如說 大 型軟件就能操控機床。 前，先進國家的組合鉆床和它的生產(chǎn)線遠遠領(lǐng)先于我果在該領(lǐng)域的發(fā)水平，我國 對水平要求高的機床還是靠進口。這樣一來 會 投資上升，從而上升產(chǎn)品生產(chǎn) 。所以，我們迫切需要 棄 “剛性”鉆床結(jié)構(gòu)的發(fā) 式，逐走 “柔性”結(jié)構(gòu) 式， 從而符合客戶 用要求。 組合鉆床已經(jīng)在我國發(fā)了28年之久，已經(jīng) 備相當?shù)牧?，用領(lǐng)域涉及很 行 業(yè)。它有高品質(zhì)、有較高經(jīng)濟用性的優(yōu)點。組合機床被廣泛用在很 行業(yè)。組合鉆床 的工 包括鉆、孔、擴孔 并能攻螺紋車端面和凸臺。另 ，加工中心、數(shù)控式 組合機床、機床輔機 設(shè)備的 用也隨著的發(fā)而越來越。可以 種 的孔， 、削平面和 面。2002年 的機床 會上，全 500家機床生產(chǎn)業(yè)參的高 次的機 中， 出 機床比如 高速和 高精度的機 ，或者是 軸控制 的機。 人 ，能 的主軸 轉(zhuǎn)速度和減少 工時間是在高速機床 發(fā) 的主要 。按 我們有的速度來說的 ，主軸在1000020000r/間。在 此上我國生產(chǎn)的組合機床還有 發(fā)。我們能 此得出結(jié)國組合鉆床 的發(fā)空間還是很的，發(fā) 還是很明 的，主要求高速度和 軸化來控制。 和主要 參考工件 和設(shè)計時間的要求，設(shè)計用于加工 “汽車制動室支架”的臥式雙面十軸組 合鉆床的左主軸箱。 的工為 組合鉆床的工 ， 切削力，切削轉(zhuǎn) ，切削 率及 用度。計算出切削速度，主軸轉(zhuǎn)速。 制 軸箱 ，然 用 軟件 對設(shè)計 進行 ， 進行 動仿真。主要零件 用 1 析。合計算機 對主軸箱的仿真，“設(shè)計。 2 0箱的設(shè)計 合機床組 組合鉆床的主要 主軸箱、箱、 架、 箱、床 和床組 。 如所。 2 及置 式 合機床的加工 2分 切削 孔 加 工 鉆、擴、削、及 。 組合機床的加工 平 面 加 、車 工 非切削 、” 3 1組合機床 國 制的，用于汽車零件的加工。在的主要發(fā) 為 1生產(chǎn)效率的增加 2加工精度的增加 3加工工 的增加 4自動加工的 度的增加 5) 組合機床和它的自動生產(chǎn)線可性的增加 6) 小型的組合機床的 發(fā) 7) 專能組合機床及自動線的 發(fā) 查計 查計 的 1 查的客戶來 的要求，對加工零件的 ，零件加工 大，該零 件大 的樣，通一的”要 的 度，產(chǎn)品工出來的質(zhì) 和 面 度的要求進行 。通考產(chǎn)品是用來的出發(fā)， 產(chǎn)品的 清 楚 工 。從對產(chǎn)品 樣 和相的工 資分析，分了 被加工零 件在產(chǎn)品中的位和用。 2在設(shè)計的時 ，對生產(chǎn)的合力也要有很好的了 。主要是考 制 位的 合水平，車間的 面 ， 工們對工 和能的 度， 能力。 3按 任務的 ， ， 合。 ”時需要 查資，按時 設(shè)計 。 設(shè)計在這個 ，我們需要設(shè)計組合鉆床加工零件的 個及 。設(shè)計 及 位 準。 制工 ，選 的種及 切削度、切削速度和進 。對鉆 床的 需要規(guī) 好， 是鉆床中 當主要 能的零件和要求很高的零件的 需要 說明。 的 對于是 任務很是重要，是 任務的計 性文件。 需要考 因 ，主要有 時間，精度是 任務要求，質(zhì) 的 檢“，生產(chǎn)式及 生產(chǎn)效率，設(shè)計出產(chǎn)品是 符合加工零件的要求。 零件的 個部分我們能 用不同的工 來加工它，所以，我們 好好比較分 析這 不同的 ， 取從面出。要結(jié)合設(shè)計的 ，設(shè)計的可行性， 要結(jié)合 加工的所，生產(chǎn)規(guī) ， 工的和生產(chǎn)的設(shè)備和規(guī) 來這一 。 通通用件和專用件相結(jié)合的 ，可以用設(shè)計的 ，一個一個 尺 寸。在設(shè)計尺寸時，能結(jié)合仿真軟件對專用零件，重要零件的 仿真來“和 這 4 2加工零件也是設(shè)計尺寸的重要。 計 該部分的工為按 已經(jīng) 好的 ， 制出詳 的生產(chǎn) 。如該 ， 主要零件 ， 的 ，并明 軸的轉(zhuǎn)動速度。還要附上電氣部分的 。 的 ， 文件和 動仿真的視頻動畫。在 ，要對之前的設(shè) 計進行“算，并結(jié)合 軟件對設(shè)計的合 性進行分析。 設(shè)計 當設(shè)計可以通審查 （ 要時還 用戶審查 就可以工設(shè)計，也就 是 制 個專用部件的業(yè) 樣、編排零件明 。 次主要設(shè)計的零件是汽車制動室支架，左左一， 制動室支承用。需要較強的 機 強度和 用性能。毛坯為鑄件，選 用 墨鑄鐵， 的尺寸小， 呈不 規(guī) ，這 位緊造 了非常大的困難。產(chǎn)品批 為大批 生產(chǎn)。 2 5 合鉆床設(shè)計及設(shè)計 合鉆床設(shè)計的 一臺組合機床設(shè)計 個組 ，一 分為以 個 （1組合鉆床造型的設(shè)計。 （2組合鉆床主軸箱設(shè)計。 （3組合鉆床 設(shè)計。 ”主要任務 次設(shè)計主要的任務是 這臺組合鉆床左主軸箱的設(shè)計和性能分析，對工件進 行鉆孔加工。 的設(shè)計如 （1主軸箱齒輪 及動力設(shè)計。 （2 動的設(shè)計。 3 （主軸箱 計算。 （4對左主軸箱進行動 性能仿真 及 準的選 工 的 1粗精加工分 2工 集中 工 集中 度的 ，需要分析加工節(jié)拍的要求。在工環(huán)時間滿足不了生產(chǎn)率要 求的情 ，要對工 或“制 予以合 的” 。如更換高級 提高切 削用 ，或分散工 （如孔或 工 孔分工分散加工縮短疊加的切削時間，不會 增加機床臺數(shù)。 合鉆床工 的一 析 加工要求和工 加工 的設(shè) 的是被加工零件被加工部位的尺寸，要求和精度。設(shè)計 鉆床前，需要對被加工零件的結(jié)構(gòu) 有清晰的 ，清楚知道它的用途。 次，是考 好 用的加工 入查分析同零件的加工工 ， 位和緊式。所用的設(shè)備、 及切削用 ，生產(chǎn)率情 及 種條件 面的行工 資，以便制 出切合 的合 工 。 位 準 合 的選 位 準對 用 軸鉆床加工零件非常重要。 軸鉆床往往用 個主軸 6 4 動軸的 。它的切削力很大，會促 零件發(fā)生 。所以選 合 的 ， 設(shè)計 準尺寸很。對于 位 準的選 我們要考 加工的零件是用來 的，是用進行加工的。 準的選 還要考 的位置，結(jié)合箱的力分析，要 的位置設(shè)計在施加 載荷而發(fā)生 的位置。這樣一來，對 才能順利進行加工。 切削力、切削轉(zhuǎn) 、切削 率和 用度 選 的切削用 （重點考 進 和切削速度，設(shè) 進 力， 它為動力 臺及設(shè)計 的計算出切削轉(zhuǎn) ，用它來為主軸及 動件的尺寸 切削 率，用它為 主 動電機 （這主要 動力箱電機 率的 用度， 為“算所 或 是 提供。 組合鉆床切削用 的選用及需要注的事項 1需合 用全部的 ，盡 發(fā)揮 所有的 用性能。 2復合 切削用 的合 選 需要合考 的 用壽命。保 常的用壽命，切削速度的選 是復合 復合 。 3 軸 孔主軸 需要 的 速或者進退， 個 軸轉(zhuǎn)速該一致或者互為 數(shù)倍。 4選 切削用 的時 要保批 生產(chǎn)和 的 用度。 5該合考 所選 動力臺的性能來 切削用 的時 。合鉆床主軸箱的 用 通用主軸箱常見的型有 （1鉆銷的主軸箱 （2攻絲的主軸箱 （3復合主軸箱。 零件 灰鑄鐵常常用來大型的通用的主軸箱零件的。箱的規(guī)格高寬，尺 寸不同就有不同種的規(guī)格。通用主軸箱厚度為180蓋厚度為55式主軸箱 蓋
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