臥式組合鉆床設計說明書

1、1臥式組合鉆床設計畢業(yè)設計說明書設計題目 臥式組合鉆床設計學生姓名 指導老師3臥式組合鉆床設計目 錄一、前言 1二、設計任務及組合機床介紹1、加工內(nèi)容及要求 22、工作循環(huán) 23、夾具設計方案 24、確定切削用量及刀具 25、確定切削力扭矩、功率及刀具耐用度 36、初定主軸直徑 47、主軸箱所需動力 5三、組合機床總體設計 6I、三圖一-設計 611主軸箱輪廓尺寸 9皿、傳動裝置潤滑 10W、機床技術特性 10V、計算生產(chǎn)率 10四、組合機床主軸箱設計 121、原始依據(jù)圖 122、主軸結(jié)構(gòu)形式及動力計算 133、傳動方案。 144、主軸箱的坐標計算 195、主軸箱的潤滑及手柄軸位置206、繪制

2、裝配圖主軸箱 21五、總結(jié) 30六、參考資料 3115臥式組合鉆床設計畢業(yè)設計是完成工程技術人員基本訓練的最后一個重要環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)和基礎知識、獨 立解決本專業(yè)一般工程技術問題的能力。在設計方案的選 定、設計資料的收集、手冊和國家標準、規(guī)范的運用，設計 方案的應用、零件圖及總裝圖的繪制等方面有一定較全面的 鍛煉，并使每個學生樹立起正確的設計思路和良好的工作 風。一個零件的同一面上，往往有多個孔，如果在普通機 床上加工。通常要一個一個孔的鉆，生產(chǎn)率低下，同時，各 加工孔的形狀和它的位置公差以及尺寸精度都難以保證， 工 人勞動強度大。特別是大批大量生產(chǎn)的工藝，更是大大地增 加

3、了生產(chǎn)周期，而且成本也很高。為了克服多孔零件普通機床加工不利的一面，行之有 效的方案就是在普通機床的主軸上裝上多頭軸，但是對于大 型箱體零件，采用變種方案也不行，而采用組合鉆床才是最 佳方案。組合機床是按系列化、標準化設計的通用部件與按被 加工零件的形狀及加工工藝要設計的專用部件所組成的專 用機床。二設計任務及組合機床介紹1加工內(nèi)容及要求要求設計一臺組合鉆床，加工175- n型柴油機一面 上的六個孔（詳見加工工序圖）。被加零件其材料為HT200，硬度HB170 220。毛坯為鑄件機械性能 GB5675 85中有關于HB200的規(guī)定，年產(chǎn)量為5萬件/年。2、本臺機床為臥式單面組合鉆床，工作循環(huán)為

4、：3、夾具設計方案全生產(chǎn)線采用通過式滾道輸送帶，根據(jù)被加工零件的特 定結(jié)構(gòu)以及考慮便于輸送和裝夾方便，從提高零件的加工精 度出發(fā)，生產(chǎn)線采用隨行夾具。隨行夾具以兩個銷孔和隨行夾具體 6的基面在機床固 定夾具上定位。工件與機腳面和機腳面上的兩孔在隨行夾具 上，由于工件定位平面不連續(xù)，因此隨行夾具的關部位必具 有硬度和高耐磨性?？紤]該機床工件加工面的不同，要從夾 具的兩個垂直方向輸送工件。幫夾具采用敞開式四立柱結(jié) 構(gòu)，隨行夾具輸送方向的兩側(cè)固定夾具上設置定位板，而在輸送導板上設置輸送方向上的限位裝置，使隨行夾具上定位準確，插銷 順利，隨行夾具以其底面在兩塊等定位塊所構(gòu)成的平面上， 并以兩銷孔（一個

5、賀柱銷和一個錐銷定位）實現(xiàn)一面兩銷方 式夾緊裝置采用浮動壓塊直接壓在工件上。采用一面兩銷定位消除了六個自由度，一個圓柱銷消除2個自由度x、Z?削邊銷消除y、自由度，一面消除三y z個自由度。J1IIU1iL1 /厶1蔭參1反遼4、確定切削用具量及選擇刀根據(jù)本道工序的要求，刀具選擇 6.7和8.5的麻花鉆頭，材料為咼速鋼，鋼號為 W6Mn 5C4V2查組合機床設計，確定切削用量：工序V (m/mi n)S (mm/r)N(r/mi n)鉆6.7160.13760鉆8.517.60.156595、確定切削用量、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度此畢業(yè)設計為畢業(yè)答辯通過的憂秀畢業(yè)論文，完整說明書和全套設

6、計圖紙請加扣扣；3257841604:fas恥代猶AD快速加載 U7 K .a.iiil engli sh. docMicrosoft Word 文檔21 KB加工工序目血岸8L KB抑工示意圖dwgAutoCAD 眈61 KBfi聯(lián)系尺寸總ElAl. dwgAutoCAD 的鬼73 KB臣卜逋組合鉆床設計說頭韋.docNicroivEt Word 文檔DWG J中英對照l.docMicrosoft Word 文檔49 KB主釉箱裝配總囲.dwgAutoCAD 圖形19T KB坐標檢割閣igAutoCAB 圖鳶93 KB三、組合機床總體設計I、三圖一的設計1）工零件工序圖是組合機床的主要依據(jù)。

7、細實線表示與本道 工序加工無關的部分，粗實線表示被加工部位精度、粗糙度、 位置精度定位及夾壓方向。組合機設計P612）加工示意圖標記出夾具、刀具、工件的相互位置關系。組合機床設計P63 P733）聯(lián)系尺寸圖4）生產(chǎn)計算卡A、繪制被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組 合機床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸精度、技術要求、 定位基準、夾壓部位。以及被加工零件的材料、硬度和本機 床加工毛坯情況的圖紙。它是在原有工件圖的基礎上，以突 出本機床或自動線加工內(nèi)容。工序圖是組合機床設計的主要依據(jù)，也是制造、調(diào)試機床、檢查精度的重要技術資料。內(nèi) 容主要包括：a、兩個視圖反映被加工零

8、件形狀。b、表示出以箱體隨行夾具的底面和底面上兩孔作為定位方 式，以隨行夾具兩側(cè)凸臺上平面作為夾緊用四爪夾壓。c、表示出加部位尺寸、位置精度及技術要求。d、表示出需加工孔的深度、箱體材料以上所述詳見加工工序圖。B、繪制加工示意圖它是刀具的布置圖，是刀具輔具、電氣液壓、主軸箱等設計的重要依據(jù)。繪制所注意以下內(nèi)容：a、導向裝置的布置與參數(shù)做選擇組合機床設計表 3-17b、 導向裝置配合表3- 17c、 主軸系列到參數(shù)表3- 22d、 連接桿選擇表3- 23以上所述詳見附圖加工示意圖C、繪制機床聯(lián)系尺寸圖它是用來表示機床組成部件的相互裝配聯(lián)系以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)是否滿足加工要求，通用部件

9、的 選擇是否合適，并進一步為主軸箱、夾具等專用部件，零件的設計提供依據(jù)，聯(lián)系尺寸圖也可看成簡化的機床總圖，它表示機床的配置形式及總體布局。a、動力部件的選擇由前面計算N動=2.5kw，根據(jù)組合機床設計表 2-6取N動=3kw選電動機功率選動力箱TD32A公稱尺寸 B=320mm動力箱長度L=400mm動力箱寬度Bi=400mm動力箱高度H=320mm驅(qū)動軸距動力箱底面高度h=125mm驅(qū)動軸直徑d=30mm驅(qū)動軸外伸長度L=45mm驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速：推薦驅(qū)動與電機傳動比為1=1/2，取n驅(qū)=710轉(zhuǎn)/分。b、行程：所確定的中部件的總行程應小于所選擇動力滑的最大行程,要求刀具長與工件行程越小越好。c、

10、主軸箱端面至工件端面之間的軸向寸是加工示意圖上最重要的聯(lián)系寸。d、動力滑臺導軌形式采用“矩一山”型e工作行程.L工進=L1+L加工長度+L2取 L1=5mmL2=2mmL 工進=5+28+20+35mmL快進=L工作行程 =L 工進 +L 快退L快進=155mm L工進 =35+155=190mm動力部總行程L總?cè)齃 工作行程 +L 前備 +L 后備=190+20+130=340mmH、主軸箱輪廓尺寸四、組合機床主軸箱設計1繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖主軸箱設計原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪 出來的，其內(nèi)容括主軸箱設計的原始要求和已知條件。在繪制此圖時從“三圖一卡”中已知：(1) 主軸箱輪

11、廓尺寸毫米。(2) 工件與主軸箱相對位置尺寸。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可繪制出主軸原始依據(jù)圖。殂180朋軸號工序加工主軸主軸外伸尺寸VNfVf內(nèi)直直D/d(mm)m/r/minmm/rMm/容徑徑L(mm)miminn16.73222821、48.53030/1411517.665998.85、6(b) 主軸外伸尺寸及切削用量(c) 動力部件TD32A型動力箱電動機功率3千瓦。轉(zhuǎn)速145轉(zhuǎn)/分c 驅(qū)動軸到滑臺表面距離為100毫米，其他尺寸可查動力箱裝 配圖。2、主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算(1)主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝來決定，并應考慮主軸的 工作條作件和力情況

12、。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特 征。由于鉆削加工的主軸，需承受徑向力和軸向力，因此選 擇圓錐滾子軸承。(2) 齒輪模數(shù)的確定：初定直徑一般在繪制“三圖一卡”時進行同由公式d 三 B4 V m/100根據(jù)前面計算，1、2軸取15, 3、4、5、6軸取20,初選模數(shù)可以由下式計算，再通過類比確定：m 三(3032)V NZr(mm)m=2mm(3) 主軸的動力計算：由機床“三圖一-”已知， N動=3kw, P=6292N3、傳動方案的確定，各種受力分析，強度、壽命校 核根據(jù)切削速度和刀具直徑，求主軸所需轉(zhuǎn)速。鉆6.7ni、2=1000v D=1000X166.7 I =760r/min鉆8.5n

13、、4、5、6=1000v )=1000X17.6 .5 I =659r/min 而動力驅(qū)動軸n驅(qū)=710r/min傳動比 i1=710/760=0.935i2=710/659=1.07選動力頭矢量Zp=34m=2定傳動路線如下：傳動方案I如圖，動力軸n=710r/min。分兩條路線向主軸傳遞：（1） 首先傳給8軸，然后7軸，最后至1、2軸1=0.935。（2）首 先傳給9軸然后10軸，再12,最后傳至3、4、5、6軸。首先考慮路線I:齒輪1、2Z=24m=2齒輪7Z7、1=25Z7、2=33m=2齒輪8Z8=41m=2I=24 X3X41 吃521 4=0.935再驗算傳動路線H：軸9Z9=2

14、7m=2軸10Z10=34m=2軸11Z11、0=34Z11、6=41m=2軸12Z12、o=25Z12、6=39m=2軸 3、4、5、6 Z=29貝卩i=29 烏93127吃5豈1弋1吃7七4=1.07其中第八軸為手柄軸。驗算主軸轉(zhuǎn)速1 2軸：n=710Xl/i=710 0,935=763r/min3-4 軸：n=710X/i710 107=658.7r/min(763-760) 760=0.3%5%(658.7-659) 859=0.04%5%17臥式組合鉆床設計#臥式組合鉆床設計傳動方案I：21臥式組合鉆床設計傳動方案H比較兩種方案，第一種方案比第二種方案少一根傳動軸。但在0到7軸至出現(xiàn)

15、升速，這是應該避免，所以應選擇 第一種傳動方案。B、傳動軸的確定：根據(jù)公式式中為作用在主軸上的總力矩為作用在軸傳來的扭矩為第軸上齒輪傳動比。根據(jù)上述公式。12軸 有mi2=4X307.2 25/29=1059.31kg查表組合機床設計表 5 10 d=20mm11 軸 有口“二口仁 x 41/39=1059.3141/39=1113.63kg查表 5 10d=22mm10 軸 有m10=m11 x31/34=1015.37kg查表 5 10d=20mm9 軸有m9二me X27/37=884.35kg查表 5 10d=20mm7 軸 有m7=2174.35 25/24=363.125kg查表

16、5 10d=20mm8 軸有 m8=m7X41/25=595.25kg查表 5 10d=20mm取 d7=20mmd8=20mm傳動軸和主軸支承形式的確定:主軸采用圓錐滾子軸承，傳動軸可以采用圓錐滾子軸 承。4、軸8兼作調(diào)整手柄，其轉(zhuǎn)速如下：n 8=710X34/4 仁589r/mi n5、采用R12-2型葉片泵，用軸13傳動n 泵=710X34/27 X7/31 X3/24=746r/minn泵在400800r/min范圍之內(nèi)，滿足要求。4、主軸箱坐標計算：選取主軸箱平面的平面與通過其定位銷孔的垂直線 交點為坐標原點（坐標尺寸中單位為）。A、 坐標計算在x o y坐標系中4 有 X4=234

17、.28y4=295軸 5 軸 1 有 X1 = 100 y1=196軸 2 有X2=100y2=140軸 3 有x3=157.82y3=295軸 5 有x5=157.82y5=218.80軸 6 有X6=234.28y6=218.801、傳動軸坐標計算23臥式組合鉆床設計軸7如圖，貝Sx 7=100-492-282=59.79y7=140+28=168軸8設動力軸0軸則 x 8=66.37y8 =94.29K軸12為軸3、4、5、6中心，則、 /x 12=196.05y12=256.9 匚只軸9可任意選是設 x 9=200y9=91軸10有x 10=242.01ye=130.99軸 11 有

18、x n=196yn=y 12-80=176.9油泵軸13坐標計X13=261.866y13=88.3繪制主軸箱檢查圖：注：點劃線表示齒輪分度圓直徑細實線表示軸承外圈粗實線表示軸套外圈5、主軸箱的潤滑和手柄的位置：本主軸箱采用ZR12 - 2葉片潤滑泵進行潤，油泵打出的油經(jīng)分油器潤各部分，對于臥式標準主軸箱體前、后壁之間 的齒輪和壁上的軸承用油盤潤滑，箱體和后蓋中潤滑的齒輪 用油管潤滑，油管是通過0軸帶動10軸，再通過10軸帶動 油泵上矢輪進行傳動，泵輪上的齒輪為24/2，裝在主軸箱的第一排，主軸箱中盛滿30#機油，由于組合機床的主軸箱上 裝有多個刀具，為了調(diào)整及更換刀具或裝配和維修與檢查主 軸

19、精度，一般來說主軸箱上都要設有一手柄軸，手柄的轉(zhuǎn)速 可高一些，在傳動系統(tǒng)設計過程中，可以不考慮其位置，傳 動系統(tǒng)設計好后，根據(jù)其要求，選擇軸8為手柄軸。6、繪制主軸箱裝配圖（見附圖）A、組合機床主軸箱用途和分類主軸箱改變主軸的轉(zhuǎn)速和位置，通過主軸箱可得到正確 的加工位置和轉(zhuǎn)速，按其結(jié)構(gòu)大小，可分為大型主軸箱和小 型主軸箱。B、確定主軸外伸尺寸和接桿莫氏錐號，類型和具本尺寸選 D/d1=22/14L=853 號 D/d1=30/20L=1152號莫氏錐號31臥式組合鉆床設計接桿號DXt莫氏錐號類型DiD2BB1L42A203012111014X21A202310185B、軸箱的規(guī)格和組成由前面計

20、算已知，主軸箱所采用的規(guī)格為400X 400,動 力源傳入動力通過傳動軸齒相嚙合，然后傳給主軸和油泵軸 其中元件有：傳動軸、矢輪、軸套、葉片泵，分油器、注油 杯、排油塞、通用油盤和防油套。通用主軸箱體基型后蓋90mm，前蓋厚為55mm。C、主軸箱材料大型主軸箱通常用灰鑄鐵，代號 HT20 - 40,前后蓋為HT15 33。D、軸類零件1）鉆削類主軸按支承型式平同分三種，本機床選用，圓錐滾子軸承。2）傳動軸也采用圓錐滾子軸承。3）確定主軸和傳動軸的材料。主軸材料采用40Cr鋼，熱處理C42。傳動軸采用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理T215。4）齒輪齒輪材料均用45#鋼，齒輪高頻淬火G54,齒輪寬度選 24m

21、m。a）軸承的選擇主軸（1- 6）和傳動軸均采用圓錐滾子軸承1-2軸d=15選 7302E3-6軸d=20選 7204傳動軸d=20選 72047320E有D=42b=143c=11T=11.257204 有D=47b=14c=12T=156、繪制主軸箱裝配圖通用主軸箱總圖設計包括主視圖、展開圖側(cè)視圖以及編 制裝配表和制定技術條件。a）通用主軸箱的主視圖和則視圖主視圖主要用以表明主軸箱、傳動正負、矢輪排列位置、附加機構(gòu)及潤滑位置，潤滑泵和配置，手柄軸位置和多軸編號，注出主軸箱聯(lián)系尺寸，便構(gòu)成主視視圖，設計潤滑系 統(tǒng)時，分油器的位置應靠操作者一側(cè)，以便觀察和檢查潤滑 泵工作情況。b）展開圖組合機

22、床通用主軸箱和普通機床變速箱比，一方面主軸 多，齒輪嚙合關系復雜，另一方面，主軸箱中各主軸和傳動 軸及其上的零件大多通用化且排列有規(guī)律的，而除簡單的主 軸外，一般采用簡化展開圖，并配合裝配表來表達主軸箱的 裝配結(jié)構(gòu)，其內(nèi)容和畫法簡述如下：A 主要表達多軸裝配關系，主軸、傳動軸和矢輪隔套、防 油套、軸承等的相對位置.B 對結(jié)構(gòu)相同的同類型 主軸和傳動軸可只畫軸，主軸頭 上注以相同軸的軸號，對于 軸向裝配桔構(gòu)基本相同，只是 矢輪大小及排列位置不同的兩根(或兩組)軸可以畫在一起， 即軸心線兩邊各表示一根。7、軸的強度校核在此機床的主軸箱設計中，由于采用第排齒輪，所以對軸的 校核只要校核其剪切強度，對

23、彎曲強度撓度可以不考慮。傳 動齒輪均為45#鋼，齒部行高頻淬火達G54,心部有好的機 械性能。精度等級均為8-7 7DC.矢部淬火后經(jīng)滲碳淬火可 獲較好的齒面硬度，心部有足夠韌。剛度和抗彎曲疲勞強度。 齒輪的強度、剛度和壽命校核：1)接觸疲勞強度驗算齒輪強度 公式 d=640/ Zm (l+i)bi式中do 齒輪分度圓直徑講一允許接觸應力kg/cm2對于材料為45鋼值k=1500kg/cm2m 齒輪的扭矩(kgf cm)i傳動比b 齒寬對于1 2軸上兩齒輪(m=2Z=24)d 0=640/1500 “ 174.3 0+25/24) 24吃5/24=16mmd 0、=16m- Z=2X24=48

24、此齒輪滿足強度要求對于56軸上四矢輪d0、=640/1500 367.25 +25/29)4 24吃5/24=22.4mmdo、=22.4m - Z=2X29=58此齒輪滿足強度要求第七軸兩矢輪d。、=640=640/1500心363.25 *1+41/33) 244|1/33=20.9mmd。、=20.9m Z=2x25=50332=66mm此齒輪滿足強度要求第八軸齒輪d、=640/1500 595.525 *1+31/27) 241/27=31.6mmd0、=31.6412=81該齒輪滿足強度要求第九同齒輪d 0=640/1500 1015.37 也+34/41) 244/41=27do、

25、=35.42=54該齒輪滿足強度要求第十軸齒輪d0、=640/1500 1113.63 1+39/41) 24434/31=38.4d0、=38.42=62該齒輪滿足強度要求第一軸齒輪d0、=640/15001015.37 1+34/31) 24431/27=13.3mmd0、=13.3=82該齒輪滿足強度要求第十二軸齒輪d0、=640/1500 X/1113.63 1+39/41) 2429/25=38.7mm&、=38.7Kv xKb=1.2查手冊機械零件設計手冊表11-14得接觸疲勞強 度極限S oh=18HRC HRC=50則S oh=18 X0+150=1050N/mm而 S h=Z

26、z Zh VK，F(xiàn)t（u+1） fe用1 F= 189.8 X5V 1.2 X15.25 （0.96+1） 2450fe3.9齒輪接觸應力 S H=484.07N/m2許用接觸應力S h= S oh/ S h Zn Zr Zv式中S H為安全系數(shù)SH=1.333臥式組合鉆床設計Zr為齒面粗糙度系數(shù)Zr=1Zv為速度系數(shù)取Zv=1Zn為接觸壽命系數(shù) Zn=6VNo/N Zn=0.7S H=1050/430.711=565.38由于 S H S h齒輪滿足接觸強度要求。2）齒根彎曲強度校核公式：S f=2Kt Yf Ys/B/D/MK=1.2查表 11 15 可得 S OF=540N/mmS f=2X1.2 XO5031 242252X2.27 X.74=4.18N/mm2齒根彎曲應力S F=4.18N/mm2允許彎曲應力S f= S of Yn Yy/Sf式中SF為安全系數(shù)取Sf=2Yn為壽命系數(shù)Y N=mV4X106/NN=60 n tn XYN=mV 4X106 52108=0.0894Yx為尺寸系數(shù) Yx=1S f=540/2 X.0891=24.138N/mm2S F S f齒根強度足夠，因此12軸上25/2齒輪滿足使用要求。各主軸在設計時，直徑取得較大，而各主軸和扭矩都不 大，因此可以滿足使用要求，強度要求對于傳動軸11應重點校核，因為11軸扭矩最大，所以只要滿