畢業(yè)設計組合機床主軸箱及其夾具設計

經典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網絡整理，如有侵權，請聯(lián)系刪除，謝謝！河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計1.2組合機床的分類和組成組合機床的通用部件分大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機功率為1.5-30是指電機功率為0.1-2.2稱為小型組合機床。按設計的要求本次設計的機床為大型通用機床。備的固定部分所占據的每一個位置。單工位機床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多次設計的機床為單工位雙面銑床。1.3組合機床的方案選擇(1)制定工藝方案。要深入現(xiàn)場了解被加工零件的加工特點、精度和技術要求、定里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和型式。(2擇機床配置型式時，既要考慮實現(xiàn)工藝方案，保證加工精度，技術要求及生產效率；又要考慮機床操作、維護、修理是否良好；還要注意被加工零件的生產批量，以便使設計的組合機床符合多快好省的要求。(3)組合機床總體方案。這里要確定機床各部件間的相互關系，選擇通用部件的刀具的導向，計算切削用量及機床生產率。給制機床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。（4的組合機床方案有所不同。流水線上由于工序的組合不同，機床的型式和數(shù)量都會有組合得更為合理，更可靠地滿足工件的加工要求，也為進一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。1河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計面考慮：1、加工的工序和加工精度的要求。2、被加工零件的特點。3、工件的生產方式。等諸多方面綜合考慮。圖2-1為拖拉機發(fā)動機連桿零件，元件簡圖。圖2-1發(fā)動機連桿零件簡圖2河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計連桿總的工藝特點是：外形復雜，不易定位；大、小頭有細長的桿身連接，所以彎曲剛性差，易變形；尺寸精度，形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。連桿所選的材料為450.42%~0.47%度及其抗沖擊能力，其硬度為。其鍛件重量為7.5kg。根據以上的工藝特點下面初步擬訂工藝方案。采用以V形塊為主要定位元件的方法。為提高其定位精度，要把V形塊的角度做大一些。如圖2-2(3)刀具結構的選擇。按相關的資料選取端銑刀的形式。在銑削過程中，端銑刀的直徑要大于加工工件的Bmax=135mm150mm為使組合銑床更好的提高生產效率，便于人工操作，最少的停車和使刀具的壽命更長、加工質量更好，合理的選擇銑削用量是非常必要的。表2-3為硬質合金端銑刀的銑削用量。0.2~0.40.5~1mm100~180米分0.05~0.023河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計z工材料，工作條件和技術要求進行分析。所以以上的選擇是可行的。2.2組合機床配置型式的選擇根主軸兩端同時進行銑削。在滿足條件的情況下，采用臥式雙面銑床是可行的。施，還要采用如下措施。1、采用液壓進給系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定，便捷的操作，提高了加工過程精度和光潔度。2、采用剛性主軸方案，由于機床導軌間隙及導軌磨損的影響。在加工過程中就不易產生振動，并且有足夠的剛性保證其徑向切削力。件進行加工機床布置形式。(2)工件大小、形狀和加工部位特點的影響。對于較大的工件，宜采用單工位機床，反之，宜采用多工位機床；對于大直徑深孔的深孔加工機床；對于被加工孔的中心線與定位基準垂直的工件，一般采用立式機床。機床。但考慮工件排屑方便，機床空間的高度可矮些，故可采用臥式組合機床。生產率的影響。4河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計以便使裝卸工件時間與機動時間重合。被加工的零件的生產批量越大，工序安排一般就越趨于分散，半粗、半精、精加工應分別在不同的機床上完成。對于中小批量生產的情況，則要力求減少機床的臺數(shù)，并應將所有工序盡量集中在一臺或少數(shù)幾臺機床上完成，以提高機床的利用率。被加工零件工序圖是指根據已確定的工藝方案，表示一臺組合機床或自動線對加工零件應完成的工藝內容的示意圖，它包括加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求等內容。它不能用產品的零件圖代替，而須在原零件圖的基礎上，突出本機床或自動線的加工內容及必要的說明進行重新繪制。它是進行組合機床設計的主要依據，也是制造、使用、檢驗和調整機床的重要技術文件。其內容應包括以下幾個方面：（1）表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設計有關的部位的結構形狀和尺寸。尤其是當需要中間導向套時，應表示出零件內部的筋、壁布置及有關結構的形狀和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。（2）表示出加工用定位基準、夾緊部位及夾緊方向，以便依此進行夾具的定位（3）表示出本道工序加工部位的尺寸、尺寸精度、表面粗糙度、形狀位置精度（4）表示出必要的文字說明，如被加工零件的編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。（5）繪制時，按一定的比例，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、定位面及夾壓方向。（6）凡本道工序保證的尺寸、角度等，應在基尺寸數(shù)值上打上方框，并在下面5河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計零件加工的工藝方案要通過加工意圖才能反映出來。加工示意圖表示：被加工零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況，工件與夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關系，以及機床的工作行程和工作循環(huán)等。因此，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓和電氣裝置設計及通用部件選擇的主要原始資料，也是對整臺機床布置和技術性能的原始要求，同時還是調整機床、刀具及試車的依據。其內容包括以下幾方面：（2（3）決定主軸的結構類型、規(guī)格尺寸及外伸長度。（4）選擇標準或設計專用的接桿、浮動卡頭、導向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結構參數(shù)及尺寸。（5）標明主軸、接桿、夾具（導向裝置）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度等。（6）根據機床的生產率及刀具和工件的材料等，合理確定并標注各主軸的切削6河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計（7）加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細實線繪出工件加工部位和局部結構的展開圖，然后用粗實線繪出加工表面。為了簡化，對同一主軸箱上結構尺寸完全相同的主軸，可只畫一根，但必須在主軸上標注孔號。當軸數(shù)多時，可縮小比例。最后，用細實線畫出加工部位簡圖，并標注孔號。（8）在加工示意圖上，主軸的分布可不按真實距離繪制。但當被加工孔的間距很小時或需設置徑向結構尺寸較大的導向裝置時，相鄰的主軸必須嚴格按比例繪制，以便檢查相鄰的主軸、刀具、輔具、導向裝置等之間是否發(fā)生干涉。（9）主軸應從主軸箱端面畫起。刀具畫在加工終了位置上（攻絲加工則畫在開構，則必須畫出剖視圖，并標注尺寸、精度及配合種類。發(fā)動機連桿示意圖如圖2-5所示。一般孔加工用刀具（鉆、擴、鉸等刀具）其直徑的選擇應與加工部位的尺寸、精度相適應，其長度的選擇要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端面與導向裝置外端面之間有一定的距離。第一類導向裝置允許刀具的線速度V＜20m/min。除鉸孔外，這類導向裝置很少用于大直徑的加工。第二類導向裝置允許刀具的線速度V＞20m/minφ25mm以上的孔的加工，尤其是大直徑鏜孔時應用較多。7河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計刀盤圖2-5發(fā)動機連桿加工示意圖箱、卡具等專業(yè)部件、零件的設計提供依據。1加工長L—前備量，動力部件尚可向前調節(jié)的距離；前備L—后備量，刀具從接桿中接桿連同刀具一起從主軸孔中得到所需要的軸后備8河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計向距離；—動力部件的工作行程，即L?？爝M夾具尺寸主要指夾具體的長X寬X高。對這些尺寸的確定，考慮工件的尺寸、形狀、具體結構外，還要考慮能否布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機構及導向裝置，并要考慮夾具底座與機床其他部件的連接、固定所需要的位置。(4）機床裝料高度H的確定組合機床的標準裝料高度推薦為8501060mm所以選擇裝料高度為(5)中間底座尺寸的確定中間底座尺寸主要滿足夾具在其上安裝連接的需要，同時滿足配套部件對其的位置時，工件端面至主軸箱端面之間的距離應不小于加工示意圖上所要求的距離。(6)主軸箱尺寸的確定有關標準中規(guī)定，臥式主軸箱厚325mm，立式主軸箱厚340mm。多軸箱的寬度B和高度H按下列公式確定；b——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（毫米）h——工件在高度方向相距最遠的兩加工平面的距離（毫米）500×500mm1）機床總圖要按加工終了時的狀態(tài)畫出。同時，要表明動力部件退回到最遠時所處的位置。最遠處為160mm。2）應注明電動機的型號、功率和轉速。應注明動力部件的總行程，本題為230mm。9河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計驅動軸圖2-6主軸箱輪廓尺寸確定圖3）應表明液壓系統(tǒng)和電氣控制按鈕等的安裝位置。4應注明動力部件中心線與夾具中心線之間的偏移量。機床的理想生產率Q1的計算Q＝1T機輔式中－單件工時（minTT單機－輔助時間（min）包括快進時間、快退時間、工作臺直線移動或轉位時間、T輔工件裝卸時間等。注：工作臺直線移動或回轉轉換一次工位的時間一般取工件裝卸時間一般取。機床負荷率的計算Q1Q2河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計1223.1主軸箱設計的原始依據主軸箱設計的原始依據圖,是根據三圖一卡整理編繪出來的,其內容包括主軸箱設計的原始要求和已知條件。(2)工件位置尺寸及連桿大小頭中心位置尺寸。(3)工件與主軸箱位置尺寸。根據這些數(shù)據可編制出主軸箱設計原始依據圖。3.2運動參數(shù)和動力參數(shù)的確定根據所提供數(shù)據估算各對齒輪齒輪數(shù)及傳動比：024按要求，本機床要同時粗銑兩端面。因被加工零件兩端面所要達到的各級參數(shù)都完全相同，故設計成相互對稱的傳動系統(tǒng)。（1）電動機的型號為—6，其中Y表示系列代號，132表示機座中心高，M表示中極極座，2為5.5KW為。Pn00960r河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計2)各軸輸入功率ηη別為齒輪傳動效率1212P5.390.970.985.122P5.120.970.984.873P4.870.980.974.544T5.5/.71NM0（1）估算齒輪彎曲疲勞的估算3A3其中A為齒輪的中心距，由中心距A及齒數(shù)Z1Z2求其nj模數(shù)mmmj根據估算所得和中較大的值選取相近的標準模數(shù)對于第一對齒輪：12mmwjmmmP/zn5.39//2.2533w1101mm3111m2A/(zz)2.76mm1013w2222A320P/n82.97mm3222m2A/(zz)2.6mm2312河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計m32P/zn2.7mm3w3333A370P/n98.9mm3333m2A/(zz)2.2mmj3345c40280HBS45。Cr號鋼硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。d選小齒輪齒數(shù)Z=22大齒輪齒數(shù)Z=32。1確定公式內的各計算數(shù)值:Kt1.3TP/nNM100c由表中可得選取齒寬系數(shù)為1。d由表中可查材料彈性系數(shù)Z189.8MPE；大齒輪的接觸疲勞強度極限HlimaHlimaN60njL609601(2830015)4.14710911nN4.147992g由圖可知查得接觸疲勞壽命系數(shù)h計算接觸疲勞強度許用應力。K0.9512[]K/S0.9600540MPH1HNHlima11[]K/S0.95550522.5MPHHNHlima22a試算小齒輪分度圓直徑，代入dt1H13河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計1.3x5.471x1000012.45189.81.9831.45x1x1.45x522.5x522.5t1d2（3）按齒輪彎曲強度設計1)由公式得彎曲強度的設計公式為：2KTY13d11F，大齒輪的彎曲疲勞500MPa380MPaK0.85,K0.881a0.88/1.4.86aYf查取應力系數(shù)Y1.58,Y1.764FY2.65X1.580.013790.01644[].86F22x1.814x5.471x10000x0.016441.889mm22x22zzi1.4510這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。此時關于幾何計算：河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計a計算分度圓的直徑：dzm300dzm3239611a0101第二對齒輪的計算，經校核有：m3,z,i1.46222dzm3222332b,b23m3,z,z,i1.783453dzm3443553bb24mm459550000PTN]TWTT—扭轉切應力，單位兆帕TT—許用扭轉切應力T]pd0333n15河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計d9550000P33ndpd233ndminpd333ndmin（2）主軸的強度校核對傳遞動力軸滿足強度條件是最基本的要求。通過結構設計初步確定出軸的尺寸后，根據受載情況進行軸的強度校核計算。首先作出軸的計算圖。如果軸上零件的位置已知，即已知外載荷及支反力的作用位置。其作用點的位置可用如下圖所示確定。則將雙支點軸當作受集中力的簡支梁進行計算，然后繪制彎矩圖和扭矩圖，并進行軸的強度校核。1)求出輸出軸的功率p，轉速n和轉矩T。3312=0.97，1p=p=4.54KW351960又n=n/i=3.76=255r/m30總于是=172580nmm=d33516河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計2TF171td3==734.7Ntan20FFtantT3d320應從手冊中查得a7216Ea=227220E型圓錐滾子軸承，由手冊中查得a=29mm。因此，作為簡支梁的軸的軸承跨距+。ll1217河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計圓錐滾子軸承圖3-1從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算截面C處的及M的值、MMHVMBF+=FFFNHNHt12河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計FLLt1NH122L1L2FFNH1FFNHNH2=885.8N，=119.5mm可求得：L11==885.8119.5=105853.1NmmMFLH1②確定支座處垂直約束力1MBF+=FFFr12-FLFLLr1122L1=93.45mm=734.7N=322.4N=412.3NLF2r12==322.4119.5=38526.5NmmMFLVNV11T3==112646.3Nmm2105853.138526.8222HVMTM22=2W2WW1ca式中：——軸的計算應力。單位為Mpa——軸的抗彎截面系數(shù)。單位為3d30.1d（）（1-）434河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計ddM2（T）2112646.3（0.6172580）22W34Mpa131870.791，故安全滿足要求。n21212==4.87kw323212960n又==n02于是：1.451.464.87P232n4542)求作用在齒輪上的力。22332T2101990而2d1=2FtT2d2。20=2018.5N，=734.7FFN。=2018.5N，=734.7NFF1000806、1000807型深溝球軸承，起其作用支點在其軸承中心。因此作為簡支梁的軸的支承跨矩，++=85+48.4+111.4=244.8mmLLL123河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面心是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算截面C河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計,MMHVMAF+=-FFFF（FF21123=292.1NFF=-24828.5NmmMMAFFFNV1F21123將公式=734.7N，=651.25N代入①②FF因此，=90.8N，，已知可求得：FFFF河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計=-771.8NmmMMC2MMM2M22T24)按彎扭和成應力校核軸的強度。進行校核時通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強MTM22=2W2WW1ca對于圓柱形截面W=0.13dMT22=22W2Wca3，故安全滿足要求。3.3主軸箱的坐標計算孔的坐標尺寸完整地出來。并用已繪制的坐標檢查圖作為傳動設計的全面檢查。加工基準坐標架的選擇及確定各主軸的坐標。河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計xoy表示。它的選擇是根據主軸箱的安置情況和加工所用設備條件而定。針對本設計的組合機床，采用以下的方法確定主軸及驅動軸坐標。②坐標架的橫架（x軸）選在主軸箱底面，縱軸（Y軸）通過定位銷孔。這是因為坐標架的x加工誤差。xoy上標出各主兩主軸中心BC與y軸的夾角11sin7911X3cos+sin1111YX12XX23YX22=100X3YX32=70+326.4=396.4389283.2163.470（100，396.4）河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計4.組合機床夾具設計4.1組合機床夾具概述的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位，夾壓，刀具的導向，以及裝卸工件時限位等等作用的。擇有很大的影響。下面介紹一下組合機床夾具的一些主要特點。置。又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中(確定刀具與工件的相對位置或導引刀具方向)連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。夾具種類按使用特點可分為：①萬能通用夾具。如機用虎鉗、卡盤、分度頭和回轉工作臺等，有很大的通用性，能較好地適應加工工序和加工對象的變換，其結構已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，其中大多數(shù)已成為機床制造，服務對象專一，針對性很強，一般由產品制造廠自行設計。常用的有車床夾具、銑床夾具、鉆模(引導刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的機床夾具)、鏜模(引導鏜刀桿在工件上鏜孔用的機床夾具)具?？梢愿鼡Q或調整元件的專用夾具。④組合夾具。由不同形狀、規(guī)格和用途的標準化元件組成的夾具，適用于新產品試制和產品經常更換的單件、小批生產以及臨時任務。部分，其設計工作是整個組合機床設計的重要部分之一。河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計工件不產生任何位移。同時，也不應使工件產生不容許的變形。組合機床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關鍵部件，其實設計、制造和調整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。組合機床夾具應便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化，并有動作完成的檢查信號；保證切屑從加工空間自動排除；便于觀察和檢查，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護調整。組合機床夾具是組合機床的組成部件，其設計應按如下的程序進行：（1）認真研究分析所要設計夾具的原始數(shù)據和要求。因為在擬訂組合機床的工藝和結構方案時，對夾具的結構型式和主要性能已提出了原則要求。（2）擬訂夾具結構方案和進行必要的計算。根據機床總體設計中確定的工件定位基面、夾壓位置、加工方法和刀具導向方式等，制定夾具的總體方案。（3）組合機床夾具設計的總圖和零件。在已確定的夾具結構方案基礎上，設計生產用的夾具總圖和零件圖。按照組合機床夾具的主要功能，其結構可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)，夾緊機構和刀具導向裝置。4.2定位支承系統(tǒng)概述在組合機床上加工時,必須使被加工零件對刀具及其導向裝置有正確的相對位置,這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的,定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外,還要承受被加工零件的質量和夾壓力,有時還要受切削力。中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件。必須注意以下的問題：(1)合理布置支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置力的作用線，并使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內。(2)提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。應力求使定位元件（如定位銷）不要受河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計力。(3)提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。在組合機床夾具上采用支承板定位時，工件通常用四個或理多一些的支承板定位，這樣可增加定位系統(tǒng)的剛度，防止當夾緊力和切削力對支承板引起工件的變形。為了減小支承板的不共面度的誤差，可裝配后合磨。通常不共面度誤差為0.01~0.03mm。銷定位，但當采用三個以上的壓板而不能確保同時動作時（實際上是達不到同時動在布置支承點時，應按工件定位而后情況，使支承點之間的距離盡量遠一些，以布置上應保證支承塊之間有較大的距離，不應連續(xù)排列。在組合機床及其自動線上加工箱體類零件時，多采用“一面兩銷”的定位方法，當要求被加工孔與定位銷孔之間的位置精度高與+0.05或是-0.05mm的結構均采用固定式定位銷。對于定位銷，還應考慮拆裝方便。定位銷與安裝孔的配合，定位銷的尺寸及公差等。27河北聯(lián)合大學輕工學院畢業(yè)設計執(zhí)行夾緊動作的機