最終傳動殼體鏜三孔組合機床設(shè)計

PAGEPAGE11最終傳動殼體鏜三孔組合機床設(shè)計摘要為了提高生產(chǎn)效率，滿足被加工零件的精度要求，需要設(shè)計一臺組合機床來改善它的加工情況。本課題設(shè)計的是鏜三孔組合機床設(shè)計。在設(shè)計中：通過研究被加工零件的特點，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，對相關(guān)部件進行選擇，從而確定機床的總體布局。并繪制出被加工零件工序圖，加工示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。在此基礎(chǔ)上擬定了主軸箱的傳動路線，設(shè)計了軸的結(jié)構(gòu)，進行了齒輪及軸等相關(guān)零件的強度校核，并繪制出多軸箱總裝圖和相關(guān)零件圖。該機床對零件的三個面同時進行加工，加工和裝配的工藝性好，工件裝夾方便。采用液壓滑臺實現(xiàn)刀具進給，借助導(dǎo)套引導(dǎo)刀具實現(xiàn)精度穩(wěn)定的加工。工件采用三面定位，液壓夾緊，一次裝夾完成不僅保證了孔的加工精度，而且還提高了加工效率，降低了工人的勞動強度。關(guān)鍵詞：組合機床；主軸箱；鏜三孔AbstractInordertoimprovetheefficiency,meettheprocessingrequirement,needtodesignahigheffectivemodularmachinetoolimprovetheproductivity,Thistopicisdesignamodularmachinetoolforhalfprecisionboringholesonthree-sideofZH1135cylinderbody.ItiscomefromJDgroup.Itsconcretecontentis:bystudyingthefeatureoftheparts,carryonacalculationtotherelateddata,carryonachoicetotherelatedparts,thenconfirmthetotallayoutofthemachinetool.Todesignprocesscomponentsworkingprocedurechart,processingschematicdrawingenginebedrelationdimensionaldrawingandtheproductivitycomputationcardwhichisthecraftofthepart,onthisbasisstudyouttheworkingrouteoftheleftheadstock,designthestructureofthespindle,checkuptheintensityofthegearwheelandthespindle,thenprotractitstotalpackandpartsdiagramThemodularmachinetoolprocesstheparts’three-sideatthesametime,theprocessingandassemblytechnologyisgood,theclampsisconvenientlyUsingmechanicalslidingunit,withtheaidofpreciselyleadsthesetofguidancecuttingtooltocompletedispositionalprocess,clamppartsbyhydraulicpressure,fixedpositionusedthreesidesandthenfinishthewholeprocesswithonetimewhichnotonlyguaranteestheprecisionoftheholes,butalsoimprovestheefficiency.Thisdesignalsoreducestheworker’slaborintensity.Keywords：ModularMachineTool、Spindlebox、Three-holeboring目錄摘要 2Abstract 3引言 5一、組合機床總體設(shè)計—三卡一圖 6（一）被加工零件工序圖 61.1零件工序圖的內(nèi)容： 61.2 零件工序圖的作用： 6（二）加工示意圖 71.1加工示意圖的作用： 7（三）動力部件 91.1動力滑臺 91.2動力箱 91.3套通用部件 9（四）聯(lián)系尺寸圖應(yīng)該考慮的問題 91.1夾具輪廓尺寸的確定 91.2機床裝料高度H 91.3中間底座輪廓尺寸 91.4主軸箱輪廓尺寸 10（五）機床生產(chǎn)率計算卡 101.1實際生產(chǎn)率： 101.2理想生產(chǎn)率： 101.3機床負載率η： 10二、組合機床主軸箱設(shè)計 11（一）繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 11（二）傳動系統(tǒng)的設(shè)計和計算 121.1傳動系統(tǒng)的設(shè)計 121.2 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 13（三）齒輪的設(shè)計與計算 171.1算出驅(qū)動軸、主軸、各傳動軸以及油泵軸的齒輪參數(shù)： 17（四）軸的強度校核 18（五）軸承選用與校核 20（六）主軸箱坐標計算 20結(jié)論 22參考文獻 23謝辭 24需要全套圖紙資料聯(lián)系QQ：1047713170引言組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的部件組成的一種高效專用機床。目前組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、刮平面、車端面；孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、滾壓孔等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正擴大到車外圓、行星洗削、拉削、推削、磨削、拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢測、清洗和零件分類及打印等非切削工作。組合機床有以下特點：1.主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工。2.因為工序集中，可多面、多工位、多軸、多刀同時自動加工。3.因為工序固定，可選用成熟的通用部件、精密夾具和自動工作循環(huán)來保證加工精度的一致性，因此加工精度穩(wěn)定。4.研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護，成本低。因為通用化、系列化、標準化程度高，通用部件占70%~90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進行預(yù)制或外購。5.自動化程度高，勞動強度低。6.配置靈活。因為結(jié)構(gòu)模塊化、組合化。組合機床在汽車、拖拉機、菜油機、電機、儀器儀表、軍工及縫紉機、自行車等輕工行業(yè)大批量生產(chǎn)中已獲得廣泛的應(yīng)用；一些小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造業(yè)中也以推廣應(yīng)用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機坐及儀表殼等零件；也可用來完成軸套、輪盤類、叉架類和改蓋板類零件的部分或全部工序的加工。為了完成本設(shè)計所需要解決的問題如下：調(diào)查現(xiàn)有組合機床生產(chǎn)和使用狀況。提高結(jié)構(gòu)改進和設(shè)計方案。三圖一卡的設(shè)計。主軸箱的設(shè)計。一、組合機床總體設(shè)計—三卡一圖在選定工藝方案并確定機床的配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進行方案圖紙的設(shè)計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖、和生產(chǎn)率計算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”。（一）被加工零件工序圖1.1零件工序圖的內(nèi)容：被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案、表示一臺組合機床或自動線完成工藝內(nèi)容、加工部分尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工定位基準、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量、和本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。零件工序圖的作用：是組合機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、校驗和調(diào)整機床重要的技術(shù)文件。具體見附圖（二）加工示意圖1.1加工示意圖的作用：表示被加工零件在機床上的加工過程、刀具、輔具的布置情況以及工件夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)。刀具選擇：刀具選擇要考慮工件尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。一般孔加工刀具，其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度想適應(yīng)。根據(jù)表3-16選擇樘刀。鏜孔直徑D樘桿直徑d鏜刀截面m×m856216×161007616×16805816×163）導(dǎo)向選則組合機床加工孔時除采用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此正確的選擇導(dǎo)向機構(gòu)，確定導(dǎo)向的類型、參數(shù)、精度，不但使繪制加工示意圖必須解決的問題，也是設(shè)計組合機床不可忽視的總要內(nèi)容。（1）根據(jù)表3—17導(dǎo)向裝置選擇第二類導(dǎo)向即旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。（2）確定導(dǎo)向長度（）、導(dǎo)向至工件的距離（）常用導(dǎo)向的直徑范圍（毫米）（2~3）d一般20~50毫米裝滾錐軸承≥85毫米具體如下圖：一般來說，組合機床是由標準的通用部件，加上專用部件組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運動關(guān)系，以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式及總體布局。（三）動力部件1.1動力滑臺型號HY32A，臺面寬320mm,行程長400mm,滑臺及滑座總高250mm,滑座長790mm.1.2動力箱鏜削頭型號為TA32，功率N=4千瓦；動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速n=705轉(zhuǎn)/分；動力箱與動力滑臺結(jié)合面尺寸：長370mm,寬320mm,動力箱與主軸箱結(jié)合面尺寸：寬320mm,高250mm,動力箱輸出軸距箱底面高度150mm。1.3套通用部件側(cè)底座CC40，其高度H=560mm,寬度B=450mm，長度L=1200mm。（四）聯(lián)系尺寸圖應(yīng)該考慮的問題1.1夾具輪廓尺寸的確定組合機床夾具是保證零件加工精度的重要部件，這里所要確定的加劇輪廓尺寸主要是家具底座的長×寬×高，為600×120×50。1.2機床裝料高度H裝料高度是指機床上工件的定位基準到地面的垂直距離。設(shè)計機床時，新頒布的組合機床標準推薦裝料高度H=1060毫米，在設(shè)計組合機床時裝料高度可以視具體情況在H=850~1060毫米之間選取。確定機床裝料高度H=9001.3中間底座輪廓尺寸中間底座輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。其長度尺寸要根據(jù)所選動力部件及配套部件的位置關(guān)系，照顧各部件的聯(lián)系尺寸的合理性來確定。1.4主軸箱輪廓尺寸標準的鏜類主軸箱厚度尺寸規(guī)格。臥式為325mm。繪制機床聯(lián)系尺寸圖的時，著重確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最底主軸高度h。如圖：確定主軸箱的輪廓尺寸B×H=630mm×400mm。（五）機床生產(chǎn)率計算卡根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及共進速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機床的加工過程完成每一動作所需時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等等。1.1實際生產(chǎn)率：Q=A/K（件/小時），一般情況下，單班生產(chǎn)K取2350小時，兩班制生產(chǎn)K取4600小時。1.2理想生產(chǎn)率：Q=60/T（件/小時），1.3機床負載率η：當Q＜Q時，η=Q/Q根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜的機床負載率η=0.75-0.90。PAGE24二、組合機床主軸箱設(shè)計（一）繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖主軸箱是組合機床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺組合機床質(zhì)量的好壞。具體設(shè)計時，除了熟悉主軸箱本身的一些設(shè)計規(guī)律和要求外，還必須根據(jù)“三圖一卡”，仔細分析研究零件的加工部位，工藝要求，確定主軸箱與被加工零件、機床其他部分的相互關(guān)系。在編制“三圖一卡”中已知：主軸箱輪廓尺寸630×400毫米。工件輪廓尺寸及個孔位置尺寸。工件和主軸箱相對位置關(guān)系。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編出主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖。見圖和附表。a）被加工零件名稱：最終傳動殼體材料：HT20-40鑄鐵硬度：HB175-255 （b）主軸外伸尺寸及切削用量軸號加工直徑?（毫米）主軸直徑d(毫米)主軸外伸尺寸、D/d1(毫米)L=75（毫米）V米/分n轉(zhuǎn)/分F毫米/轉(zhuǎn)Vf毫米/分1?100?50?80/?60140.14460.0940?80112.12?100?50?80/?60140.14460.0940?80112.13?85?50?80/?60133.525000.08404?85?50?80/?60133.525000.0840(c)動力部件TA32力箱電動機功率4瓦，轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速705轉(zhuǎn)/分，驅(qū)動軸到滑臺表面距離100毫米。（二）傳動系統(tǒng)的設(shè)計和計算1.1傳動系統(tǒng)的設(shè)計用一根中間傳動軸帶動兩根主軸。用一根驅(qū)動軸帶動兩根傳動軸的傳動方案。為使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱體的齒輪傳動副的最佳傳動比為1-1.5,根據(jù)需要，其傳動比可取大些，但一般不超過3-3.5。齒輪排數(shù)可按下面方法安排。a.齒輪不相碰，可放在箱體的同一排上。b.軸上的齒輪與軸或軸套不相碰，可放在箱體內(nèi)不同排上。c.齒輪和軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計a.主軸分布類型：直線分布。b.傳動系統(tǒng)設(shè)計：將主軸劃分為各種分布類型，盡可能使之形成同心圓分布，用一根中間傳動軸帶多根主軸。確定驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置。當采用機械或液壓滑臺時，可任意選擇。驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速按動力箱型號定。其水平方向位置一般在主軸箱的中心。垂直方向由動力箱決定。潤滑油泵的安排：油泵軸的位置盡可能靠近油池，離油面高度不大于400-500mm;油泵軸的轉(zhuǎn)速，須根據(jù)工作條件而定，主軸數(shù)多時，轉(zhuǎn)速應(yīng)選擇高些。該主軸箱1、4軸與驅(qū)動軸，2、3軸與驅(qū)動軸可以看作是成圓形分布，分別用一根中間軸5軸，和中間軸6軸傳動，7軸可以看作是任意分步，用一軸傳動。主軸分布如圖：c.傳動系統(tǒng)的計算：a.已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動軸到主軸之間的傳動比。n=446轉(zhuǎn)/分n=446轉(zhuǎn)/分n=500轉(zhuǎn)/分n=500轉(zhuǎn)/分驅(qū)動軸：i=705轉(zhuǎn)/分各主軸傳動比：i==i==i==i==b、各軸傳動比分配：1)傳動軸與主軸：i=i=i=i=2）驅(qū)動軸o與傳動軸：i=i=1：13）1軸與油泵軸：i=1.41c、確定中間傳動軸5、6的位置并配各對齒輪。（1）確定中間傳動軸5的位置：配5軸與驅(qū)動軸o、主軸3、4聯(lián)接的Z/Z，Z/Z，Z/Z三對齒輪。在AutoCAD2000繪圖環(huán)境下，在o、1、4軸中找出圓心，即5軸的位置用AutoCAD2000的查詢命令得出R 根據(jù)半徑R配合各對齒輪，取Z/Z齒輪m=4，Z/Z，Z/Z齒輪m=3。代入公式A=（1）得90=Z＋Z=Z＋Z100=Z＋Z因為i=i=i=1：1查裝備設(shè)計表2-5得：Z=25Z=25Z=37Z=23Z=35Z=25（2）同理，確定中間傳動軸6的位置：配5軸與驅(qū)動軸o、主軸3、4聯(lián)接的Z/Z，Z/Z，Z/Z三對齒輪。在AutoCAD2000繪圖環(huán)境下，在o、3、4軸中找出圓心，即5軸的位置用AutoCAD2000的查詢命令得出R 根據(jù)半徑R配合各對齒輪，Z/Z齒輪取m=4，Z/Z，Z/Z齒輪取m=3。代入公式A=（1）得90=Z＋Z=Z＋Z100=Z＋Z因為i=i=i=1：1得：Z=25Z=25Z=37Z=23Z=35Z=25（3）同理，油泵軸7可以看做是任意分布，確定其R=60，根據(jù)半徑R配合齒輪，，，取m=2。代入公式A=得60=Z＋Z因為i=1.41得：Z=25Z=35全部系統(tǒng)如下圖：（4）驗算各主軸轉(zhuǎn)速n=n=705××=438.2n＝n=705××=503.6轉(zhuǎn)速相對損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計要求。（5）用中間軸6兼作調(diào)整手柄軸，其轉(zhuǎn)速如下：n=705×=705轉(zhuǎn)/分軸6轉(zhuǎn)速較高，操作省力，位置適，可滿足要求。（6）采用R12-2型葉片泵，由1軸帶動。n=446×=624轉(zhuǎn)/分n在400～800轉(zhuǎn)/分范圍之內(nèi)，滿足要求。（三）齒輪的設(shè)計與計算由表選取齒寬系數(shù)Φ=0.41.1算出驅(qū)動軸、主軸、各傳動軸以及油泵軸的齒輪參數(shù)：1)由已知Z=Z=Z=Z=25m=4分度圓直徑d=Z×m=25×4=100齒輪寬度B=Φ×d=0.4×100=40齒根圓直徑d=m(Z-2.5)=4×(25-2.5)=90齒頂圓直徑d=m(Z＋2)=4×(25+2)=1082)由已知Z=Z=37m=3分度圓直徑d=Z×m=37×3=111齒輪寬度B=Φ×d=0.4×111=44.4齒根圓直徑d=m(Z-2.5)=3×(37-2.5)=103.5齒頂圓直徑d=m(Z＋2)=3×(37+2)=1173)由已知Z=Z=23m=3分度圓直徑d=Z×m=23×3=69齒輪寬度B=Φ×d=0.4×69=27.6齒根圓直徑d=m(Z-2.5)=3×(23-2.5)=61.5齒頂圓直徑d=m(Z＋2)=3×(23+2)=754)由已知Z=Z=35m=3分度圓直徑d=Z×m=35×3=105齒輪寬度B=Φ×d=0.4×105=42齒根圓直徑d=m(Z-2.5)=3×(35-2.5)=97.5齒頂圓直徑d=m(Z＋2)=3×(35+2)=1115)由已知Z=Z=25m=3分度圓直徑d=Z×m=25×3=75齒輪寬度B=Φ×d=0.4×75=30齒根圓直徑d=m(Z-2.5)=3×(25-2.5)=67.5齒頂圓直徑d=m(Z＋2)=3×(25+2)=81（四）軸的強度校核查表取電機軸到主軸箱傳動效率為0.97o軸：5、6軸：1、2.3.4軸：7、軸：功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩切向力：徑向力：主軸載荷分析如圖查表15-1所以合格。（五）軸承選用與校核選擇主軸右端的圓錐滾子軸承進行校核查表5.9-119C=10400kwn=2200r/min查表2-21表13-6=1.2查表13-3所以合格（六）主軸箱坐標計算坐標計算是組合機床設(shè)計中一個特殊問題。坐標計算就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置關(guān)系傳動關(guān)系，計算出中間傳動軸的坐標，以便在繪制主軸箱體零件加工圖時，將各孔的坐標尺寸完整的標注出來，并用以繪制坐標檢查圖，作為對傳動系統(tǒng)設(shè)計的全面檢查。1、加工基準坐標架的選擇及確定各主軸坐標。因為在AutoCad2000環(huán)境下，所以把定位銷孔O作為坐標原點，用AutoCad2000標注工具欄的坐標標注直接得出各軸坐標，如下表：0銷10銷1軸（主軸）2軸（主軸）3軸（主軸）X0Y0X10Y10X1Y1X2Y2X3Y3006000426.2100126.8100148.62414軸（主軸）5軸（傳動軸）6軸（傳動軸）7軸（油泵軸）O軸X4Y4X5Y5X6Y6X7Y7XoYo448.6241383.3179.1191.6161.9369.680.1285197.5 結(jié)論本課題所設(shè)計的組合鏜床是由大量通用部件和少量專用部件組成工序集中的高效率的專用機床。本設(shè)計的主要內(nèi)容是三圖一卡，和主軸箱的設(shè)計。該組合機床具有加工質(zhì)