《紡紗機箱體結(jié)合件鉆孔組合機床的設(shè)計》11000字（論文）

紡紗機箱體結(jié)合件鉆孔組合機床的設(shè)計摘要在機械的加工方向上，組合機床是可以達到很好的效果的，它可以更加快速。本次設(shè)計的可以為梳棉機箱體結(jié)合件鉆孔組合機床，以及其中的夾具、液壓控制系統(tǒng)等。在本機床設(shè)計結(jié)合以往經(jīng)驗，從各個角度進行分析，設(shè)計出可以快速高效的鉆孔組合機床，以及對其中主軸箱進行了進一步的設(shè)計。通過查詢資料文獻，結(jié)合國內(nèi)外機床，以及國內(nèi)外先進的技術(shù)，在已經(jīng)成型方案的基礎(chǔ)上再次對文章進行定形，設(shè)計的組合機床不影響初期定下的設(shè)計前提的設(shè)計根本就是確定每個零件的大小形狀符合要求，優(yōu)化已有的該機床的設(shè)計可以節(jié)省金錢，從各個方面上來看可以更好地在設(shè)計和研究中達到預(yù)期的效果。關(guān)鍵詞：組合機床；多軸箱；鉆夾具；液壓目錄TOC\o"1-3"\h\u22994摘要 。（2）繪制梳棉機箱體工序圖注意事項：基準的定位影響著加工工件的部位、位置、大小。確定好基準的位置，以便下步開展設(shè)計。對于其中特殊的地方要加以標注，準確的分析其孔的工作余量。2.2刀具的確定以及工作方式選取2.2.1作用及其內(nèi)容的規(guī)定：加工的流程是根據(jù)工具總體計劃的初步確定而制定的。它是一個工具流程圖，提取流程計劃的具體內(nèi)容是要求了刀具的位置關(guān)系，刀具接觸點的主要材料，在以后加工的過程中作為一個標準，作為一個依據(jù)。2.2.2刀具的選擇和計算（1）鉆孔的方式選定為麻花鉆進行鉆孔，其中選取通用的為鉆孔刀具。（2）在保證孔位置準確的情況下，夾具選取可換的鉆套。（3）對主軸的型號，大小，長度等方向進行確定。（4）連接桿的選擇和確定。組合機床主軸選取完畢后，出了此主軸的選取，在機床連接的方面，我們采用能夠調(diào)節(jié)的連桿。（5）從中標出每個部件相互聯(lián)系的尺寸。（6）從中標出主軸的切割量，此切割量應(yīng)該寫在主軸的后側(cè)，同時我們還要標出刀具的切削v、以及進給量，最后我們要寫出主軸的旋轉(zhuǎn)速度。（7）動力元件占空比是指工件在來回一次從初始位置到最終位置再回到初始位置的一個過程。1.確定工作盡給量，我們通過以下算法：、、、：分別表示為進給長度、切入長度、加工長度、切出長度。2.把刀具用以最快的一個速度的到達工作的進給位置這是對快速進給長度的確定。從而的出此次將選取量為。3.快速退回長度的確定：選取，引進長度+工作進給長度。4.動力部件總行程的確定：動力部件總行程為快退行程和前后備量之和。總行程為前備量為，后備量為。圖2-2工作方式圖2.3機床聯(lián)系尺寸圖2.3.1內(nèi)容、意義：機床聯(lián)系尺寸圖是根據(jù)梳棉機箱體工序圖紙、主要通用零件的初步選擇和刀具總體結(jié)構(gòu)的確定而繪制的特殊零件，根據(jù)已知關(guān)系確定其中相互聯(lián)結(jié)，刀具與刀具之間存在的運動關(guān)系，方式以及運動的方向等方面?？蓪?nèi)容概括分為以下三點：

1.機床總體情況的分布以及如何組成。2.可以清晰地看出每個零件之間連接的尺寸，以及液壓滑臺如何去進行運動，液壓滑臺前后移動位置的預(yù)留，以及細節(jié)部分的描述。3.根據(jù)工具進行選取適合的零件，選取常見的發(fā)動機，確定好其大小尺寸，以及轉(zhuǎn)動速率等方面。2.3.2總體圖紙繪制過程中的注意事項：選擇元件的主要目的是確定性能盒和動力桿。之后確定的工藝方案和機器配置，結(jié)合使用和維修因素，確定為單工位臥式液壓傳動，選擇合適的動力箱驅(qū)動對多軸箱體進行鉆孔。動力箱規(guī)格與滑臺要匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的且學(xué)功率來選用。機床左右多軸箱均采用型動力箱。=785r/min;電動機選型，功率為2.2KW。根據(jù)選定的切削參數(shù)，計算總進給力，并根據(jù)最小進給速度、工作行程和多軸箱尺寸考慮工作穩(wěn)定性，選用HY25B-I型液壓滑臺，以及相配套的側(cè)底座（1CC251型）。通過查表可以得知：滑鞍寬：滑鞍長：行程：滑座長：高度：工進v：快進v：確定好工作表面到地面的距離，我們稱之為安裝高度H，根據(jù)上面所給的數(shù)據(jù)，我們進行選擇合理的計算方式：側(cè)邊方向底座距離高度：工作臺高度：主軸箱中主軸高度：梳棉機箱體不可低于：通過計算得出：在滿足安裝要求的基礎(chǔ)上夾具的中間底座尺寸長度應(yīng)該確定。計算出長度為。按照以上數(shù)據(jù)等關(guān)系我們可以確定，梳棉機箱體高度以及夾具底端位置高度，按照其位置的確定，我們可以得出中間底座的高度我們選取為。根據(jù)上述結(jié)果我們可以確定出我們多軸箱的長是固定的，根據(jù)已知可以得出主軸箱箱體的結(jié)構(gòu)如下圖2-3所示：圖2-3主軸箱箱體圖根據(jù)所學(xué)知識，多軸箱箱體利用粗實線，梳棉機箱體采用點劃線。選取多軸箱體規(guī)格尺寸400*400。2.4機床分組在機床生產(chǎn)的過程中，可以變得清晰明了，我們對機床的各個部件進行分組，具體分組情況按照以下情況進行說明：（）左床身—第組。（）夾具—第組。（）右床身—第組。（）中間底座—第組。（）電氣裝置—第組。（）傳動裝置—第組。（）潤滑裝置—第組。（）刀具劃分—第組。（）工具劃分—第組。（）左側(cè)多主軸箱為第組。（）右側(cè)多主軸箱為第組。圖2-4機床聯(lián)系尺寸圖第三章多軸箱——右主軸箱設(shè)計3.1繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖多軸向的設(shè)計根據(jù)其設(shè)計要求進行繪制。其中包含的各項規(guī)定以及內(nèi)容要求如下：圖3-1主軸位置圖（1）繪制多軸箱外形圖，標出傳動軸的外形尺寸和相對位置尺寸。（2）根據(jù)聯(lián)系尺寸圖加工示意圖兩個圖對其中的主軸進行標注，標注的內(nèi)容為主軸位置尺寸驅(qū)動軸的位置尺寸等。（3）根據(jù)已知要求按照所需標明轉(zhuǎn)速方向。（4）下表表明所需數(shù)據(jù)參數(shù)。（5）選取合適的參數(shù)。表3-1主軸外伸尺寸及切削用量編號（）備注工序內(nèi)容30/20鉆孔鉆孔鉆孔注：1.被加工零件編號及名稱：箱體結(jié)合件。材料及硬度，鑄鐵。2.動力部件，，，。圖3-2主軸箱箱體示意圖3.2多軸箱內(nèi)部軸及其齒輪計算本章節(jié)以計算的形式清楚地表明了主軸的尺寸以及確定齒輪的尺寸。1.主軸型式和直徑主軸的形式可以采取滾珠軸承主軸滾珠軸承主軸，按照此方案進行一系列的加工，確定刀具的鎖定機構(gòu)，在設(shè)計的過程中我們需要考慮到滾珠軸承精度低的問題，以及結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，所以我們在選取主軸直徑的時候不選取直徑為的滾針，在維修以及生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生不便。首先，根據(jù)切削用量，由計算公式計算扭矩：（3-1）鉆頭直徑我們可以用來表示，用來表示每次轉(zhuǎn)動所需要的進給量。計算可以得出從表3-1可選擇軸徑d=12mm，選取主軸直徑d=20mm滿足設(shè)計要求。2.主軸箱動力選取情況說明根據(jù)進給力和功率之間的關(guān)系，確定傳動系統(tǒng)，按照此方法計算出主軸箱的動力計算結(jié)果如下：（3-2）可以表示為切削所需要的功率，所表示單位為可以表示為空轉(zhuǎn)時候所產(chǎn)生的的功率，所表示單位為KW可以表示與負荷成正比的功率損失，所表示單位為KW按《組合機床設(shè)計簡明手冊》P62表4-6確定；每根主軸上的功率損失，一般取所傳遞功率的1%。我們可以按照此種方式查詢。根據(jù)功率計算公式得：（3-3）主軸切削功率：扭矩我們可以用來代替、切削速度我們可以用來代替、鉆頭直徑我們可以用來代替。可以算出：根據(jù)上述可知主軸的直徑d=20mm或d=25mm，已知轉(zhuǎn)速為當所選取軸的直徑為時：n=1000r/min,當所選取軸的直徑為時：當所選取軸的直徑為時：根據(jù)已知情況，我們可以進行分析確定當前主軸的轉(zhuǎn)動速度為每分鐘732轉(zhuǎn)。所以：當每根軸上的功率受到損失的時候，我們可以得出它所傳遞的P為因此：主軸箱當時所受到的經(jīng)給力我們可以按照此公式進行計算： （3-4）公式中我們將各主軸所需要的切削力用來表示，修正的系數(shù)我們用來表示，主軸每轉(zhuǎn)動一次所需要的進給量我們用表示，鉆頭的直徑我們則用來表示。鉆頭直徑為進給量為修正系數(shù)為3.3多軸箱傳動設(shè)計多軸箱體變速箱的設(shè)計是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸的位置和速度以及各主軸的位置和速度來設(shè)計傳動鏈，使驅(qū)動軸與主軸相連，各主軸接受規(guī)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。1.主軸箱傳動系統(tǒng)：為了保持主軸的強度、剛度、速度和耐久性，應(yīng)盡量減少齒輪箱和齒輪箱的大小和數(shù)量這就是為什么我們應(yīng)該在把主軸排列在主軸的旁邊去帶動他，，如果主軸密集，相互排列在一起，傳動空間負載較小，則主軸負載較小，以及1/2個主軸去工作。為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)齒對的傳動比一般大于1/2，而后蓋內(nèi)變速箱的傳動比可能是最快變速器的1/3如果驅(qū)動軸是非常罕見的，我們可以提速然后再小幅度減小轉(zhuǎn)動速度。2.主軸箱如何進行傳動首先，我們要把主軸分成許許多多的同心圓，將中心傳動軸放置中心，把這些同心圓安置在一起，利用傳動軸進行帶動，如果主軸不是同心圓我們也可以按照這種辦法，我們盡可能少用傳動軸來帶動主軸。（1）主軸如何分布圖3-3分布示意圖根據(jù)上述可以知道，主軸應(yīng)該相互連接，且需要中心傳動軸的帶動。（2）在上述基礎(chǔ)上，我設(shè)計出三種可供選擇的主軸排列順序：圖3-4排列順序圖第一種傳動設(shè)計方案分析：第一種設(shè)計所用的傳動軸、齒輪數(shù)量是最少的，他是利用一個傳動軸帶動多根主軸進行傳動，其中主軸的尺寸和齒輪的尺寸是固定的。然而這雖說是一種又經(jīng)濟又有效的方案但是在后續(xù)設(shè)計中發(fā)現(xiàn)了在其中還存在著許多的問題例如：按照上述說明我們可以得知我們的主軸直徑選取為20毫米，按照此設(shè)計方法最下面兩根軸的距離大于這個20毫米，所以這樣使得兩個軸承之間的安裝發(fā)生了沖突，如果為了實現(xiàn)傳動，兩個軸承的外徑的大小應(yīng)該是為47mm，如若如此其間距最少為47mm，但所得出的距離為32.5mm分明與次數(shù)據(jù)不符，由于上述分析，我覺得此種設(shè)計方法不是很合理，我們在對下種方案進行推演。第二種情況：相比而言對于第二種設(shè)計方法，雖然與第一種設(shè)計方法產(chǎn)生了很大的區(qū)別，起碼在結(jié)構(gòu)方面上不產(chǎn)生沖突了，但是第二種方案軸和軸排列的方式過于復(fù)雜，你手機藕節(jié)這個過程，此過程應(yīng)該要求時間較短，這種凡事對于齒輪和軸的要求就大大增高了，雖然結(jié)構(gòu)合理，但是從齒輪以及軸的選擇排列上，第二種情況不是很合理的。我們在對第三種方案進行推演。第三種情況：首先第三種方案設(shè)計中，第四根軸、第三根軸兩根軸的齒輪規(guī)格是相同的，排列方案是對稱的，這樣使得各軸之間的位置關(guān)系更加的清晰明了，根據(jù)上述方案進行對比沒我們可以得出第三中的方案更加合理，相比而言第一種方案在結(jié)構(gòu)上就不應(yīng)該被采納，第二種第三種方案在結(jié)構(gòu)上可以被采納，再根據(jù)成本而言，第二種主軸的聯(lián)系方案要需要很多的齒輪進行帶動，第三種結(jié)合結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟的角度來說，是比較合理的。我們根據(jù)計算可以得出每根主軸的切削扭矩為，軸算選取的直徑為，軸徑的軸能承受的扭矩為而本傳動系統(tǒng)中只有三根主軸，設(shè)其中兩根從動主軸與主動主軸之間有扭矩損失5%，那么：主動軸所能承受的全部扭矩為所求的的也是遠遠小于能承受的扭矩最大值并沒有太大的影響，根據(jù)以上的分析我認為第三種情況，不論結(jié)構(gòu)還是齒輪、軸的選擇、排列都是符合本設(shè)計的，所以第三種方案是最合理的一種方案。3.齒輪的計算以及軸的計算：（1）齒輪計算：已知：主軸轉(zhuǎn)速n=732r/min，主軸直徑d=20mm，主軸齒輪模數(shù)m=2我們假設(shè)，我們齒輪的齒數(shù)為25，不論傳動小齒輪還是動力頭齒輪，他們都是在本設(shè)計中充當過渡齒輪進行使用，一般來說校齒輪的模數(shù)為2動力頭齒輪的模數(shù)為3，如果我們在不影響結(jié)構(gòu)的前提下，齒輪的選擇是可以任意選取的：設(shè)，因此：已知：所取動力箱型號1TD25，電動機轉(zhuǎn)速1420r/min，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速785r/min則：由已知可得m=2，Z=25，已知可得：齒頂高：（3-5）齒根高：（3-6）齒高：（3-7）分度圓直徑：（3-8）齒頂圓直徑：（3-9）齒根圓直徑：（3-10）齒距：（3-11）(2)主軸箱主軸以及各軸軸徑的計算：在主軸箱中，我們是有三根主軸，三根傳動軸存在的，這六根軸是主軸箱的關(guān)鍵，其中三根主軸中的一根擔(dān)任著這兩種作用。傳動軸我們可以將其計算如下：軸3：選取直徑d=15mm，為了減小傳動件的規(guī)格，我們可以通過對州的剛度進行提升的辦法更好的獲取直徑，我們將直徑提升5mm。軸4:根據(jù)以上我們同樣將直徑提升5mm。軸5：根據(jù)表內(nèi)可知，當軸徑的時候；此軸為3根主軸中既擔(dān)任主軸又擔(dān)任從動軸的軸所以我們選取軸徑。軸6：這根軸傳遞的扭矩是動力箱所輸出的，是主傳動軸也是手柄軸，其特點為扭矩大，我們將提升軸徑15mm。表3-2數(shù)據(jù)參數(shù)dz轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動速度1.2.3.4.5.6.7.3.4校驗本設(shè)計經(jīng)過多重計算方式，本章節(jié)根據(jù)所知數(shù)據(jù)對所得結(jié)論進行校驗。1.如何對齒輪進行選擇：分析：在過程中，我們知道動力頭齒輪一級齒輪7所產(chǎn)生的嚙合力最大，所以齒輪7應(yīng)該按照動力頭齒輪進行計算：（3-5）由上述可以得知為載荷系數(shù)根據(jù)查找201頁10-2，202頁10-8，203頁10-3，204頁10-4。我們可以得出；：，：：，：：轉(zhuǎn)矩因為傳遞的功率較小，選取，，、由已知可得；由已知可得，=427滿足了疲勞強度，這是因為齒輪的模數(shù)的大小決定了彎曲強度所決定的承載能力。2.軸的強度校核：有已知可得，我們可以得出我們各個軸的扭矩情況為：

軸：軸根據(jù)上述結(jié)果我們可以看出其所受負荷為：一號二號軸三號四號軸五號六號軸此結(jié)果滿足扭矩承受最大值的要求，所以此設(shè)計合理。第四章夾具、液壓的設(shè)計選擇4.1夾具體設(shè)計：4.1.1定位支撐的選擇：如果我們利用一個銷兩個面進行定位的話，地面限制為三個自由度，終點則是一個自由度，側(cè)面和被水平面限制為兩個自由度，按照此種方案進行設(shè)計可以獲得很好的經(jīng)濟效益，這種情況時使得梳棉機箱體經(jīng)常與面經(jīng)常摩擦，在摩擦的同時我們通過表面支撐板的替換，得到了精度上的提升。這樣的更換更加的舒適，而且成本更加低下，尺寸也相同，側(cè)面用支撐板來代替，正面利用跟蹤器進行定位。圖4-1多軸箱夾具設(shè)計原始數(shù)據(jù)圖4.1.2夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定：1.基本要求：我們在滿足要求的基礎(chǔ)上要對次工件進行大量的制造所以應(yīng)符合其中的要求：夾具夾緊力更加的強，夾緊更加的快速，這種方案還是得安裝配置更加的方便。2.方案設(shè)計；圖4-2鉆孔、夾緊位置關(guān)系圖我們可以得出以下結(jié)論，夾具適合此設(shè)計，采用液壓夾緊裝置。結(jié)構(gòu)特點：a.各定位面定位良好采用箱體夾緊，滿足了各項的要求，這樣可以使得定位面更加的精準。b.方式簡單：采取液壓裝置進行向下夾緊的過程可以使得此過程的結(jié)構(gòu)編的清晰。c.大小的要求：根據(jù)所需要的數(shù)值我們可以確定我們加工的數(shù)值保持在距離加工表面的基準。圖4-3裝夾設(shè)計我們在箱體的厚度上通常采用的是二十五到三十毫米，在考慮其所受力情況，壁厚：，鉆模板：4.2液壓控制系統(tǒng)的選擇液壓控制系統(tǒng)，根據(jù)同類鉆床組合機床確定選取液壓系統(tǒng)圖為下，此液壓系統(tǒng)運用于組合機床中，液壓滑臺、液壓壓緊系統(tǒng)、鉆削進給液壓系統(tǒng)，以及液壓缸的選取。圖4-4液壓系統(tǒng)圖第五章經(jīng)濟性分析對于比較復(fù)雜的機械零部件，從開發(fā)建設(shè)、樣品生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)到產(chǎn)品開發(fā)成熟量產(chǎn)，都有不同的加工工藝，特別是新產(chǎn)品，不同的制造工藝通過。作為本產(chǎn)品的機械零件必須按生產(chǎn)批次進行批量生產(chǎn)。在投資小、快、成本低的情況下實現(xiàn)批量生產(chǎn)能力以高性價比獲得公司最大的經(jīng)濟效益。5.1夾具定位夾緊分析：我們采用兩種設(shè)計方案進行設(shè)計分析：（1）整體鑄造：采用此種方式進行鑄造，夾具夾緊所需要的金錢會比較高，但同時我們的精度也是進一步的提升。（2）組合結(jié)構(gòu)：本機床設(shè)計的過程中，采取了單獨的設(shè)計制造方法，先進行小部分的制造，在進行總體的制造，這樣使得成本更加的低。5.2組合機床應(yīng)用分析：如果說的孔可以有很多的加工辦法，如果單租的進行唐鏜削，最少還需要16次這種情況的進行，袈裟每個工件的成本是4元的話，還需要接近70萬元。如果按照我們的預(yù)期生產(chǎn)，假設(shè)一個年度我們可以生產(chǎn)8000個此工件，我們可以節(jié)省成本50w元以上（加工成本為7元，機床設(shè)計成本7萬元），如果按照這種方式計算下來我們可以節(jié)省下大批資金。根據(jù)以上分析：通過我們的設(shè)計，進一步的縮短了加工周期，減少了加工消耗，這使得我們可以進一步的證明本設(shè)計優(yōu)良。結(jié)論通過本次設(shè)計，我們知道了對梳棉機這一箱體結(jié)構(gòu)鉆孔的過程以及組合機床，刀具，主軸，齒輪，等細節(jié)的計算以及設(shè)計，開拓了我們的知識面，利用所學(xué)的知識，真正的做到了學(xué)以致用，在多種方式中進行選擇，選出最合適的設(shè)計方案，從而達到經(jīng)濟效益提升的特點，我們設(shè)計的初衷就是為了增加產(chǎn)品的質(zhì)量，可用性，以及可靠性能。本次設(shè)計我們設(shè)計的是關(guān)于梳棉機箱體結(jié)合件的專用機床，主要是對機床的整理進行設(shè)計，機床中的主軸箱我采用了六軸聯(lián)動的方式，已達到三刀具同時作用的效果，使得加工精度得以進一步的提升，同時同時進行的好處是可以確定批次的梳棉機箱體的鉆孔在同一基準上。在主軸箱中主軸排列選擇的過程中，通過三種方式的分析，我們獲得了更加可靠地排列方式，這種排列方式既滿足結(jié)構(gòu)的要求，同時也滿足傳動方式。本設(shè)計中我們選用的齒輪都是根據(jù)計算得出最優(yōu)化的齒輪，根據(jù)單鍵軸的聯(lián)動，我們可以使得設(shè)計更加的合理有效。在設(shè)計過程中，選取了液壓控制系統(tǒng)，此液壓裝置運用于工作滑臺，夾具夾緊，以及主軸箱液壓泵，這樣使得更加快捷方便。在經(jīng)濟效益上得到了顯著的提升，在齒輪的繪制過程中，選取大眾規(guī)格的齒輪這也是為下步齒輪的更換，變得更加的快捷。通過本設(shè)計的實施，我們可以對此組合機床進行大批量的生產(chǎn)，這也是對我國梳棉機領(lǐng)域的一次提升，本設(shè)計從加工精度、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益等多個方面大大的提高了梳棉機箱體結(jié)合件鉆孔組合機床的可實用性。參考文獻[1]XiaoFenZhang,YanCao.TypicalStructurePartsLibraryDesignandResearchonMachineToolFixture[J].AppliedMechanicsandMaterials,2014,2948.[2]王猛.鉆孔組合機床液壓系統(tǒng)智能化控制的研究[D].青島科技大學(xué),2014.[3]吳立梅.組合機床發(fā)展及相關(guān)特點分析[J].科技資訊,2010(08):86.[4]崔雁斌.組合機床的夾具設(shè)計[J].陜西煤炭,2016,35(05):97-100.[5]施學(xué)斌.一種鉆床夾具設(shè)計方案[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊,2019,27(30):54.[6]梅雪峰.機床夾具設(shè)計方法探究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2019(03):77-78.[7]HuanhuanPan.Designandanalysisofgripperforautomaticdrillingm