皮套圈座多軸鉆孔專機設計論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目： 皮套圈座多軸鉆孔專機設計 </p><p>　　信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)<

2、/p><p>　　學 號： 　　　　　　　</p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： 　 （職稱：副教授 ）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年5月25日</p><p>　　無錫太湖學院本科畢業(yè)設計

3、（論文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 皮套圈座多軸鉆孔專機設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p&

4、gt;　　班 級： 機械94 </p><p>　　學 號： 0 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著自動化應用的逐步提高，組合機床越

5、來越多的出現(xiàn)在現(xiàn)代工廠中，組合機床是以通用部件為基礎，配以工件特定外形和加工工藝設計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。它一般采用多軸，多刀，多工序，多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化合系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。</p><p>　　本次設

6、計為皮套圈座鉆孔專用機床，同時完成3個孔的加工。主要有以下幾個方面：</p><p>　　1.方案的制定，根據(jù)提供的零件圖，通過相關(guān)材料分析制定可行性方案并擬定加工工藝規(guī)程；</p><p>　　2.“三圖一卡”：工序圖、加工示意圖、尺寸聯(lián)系圖的繪制以及生產(chǎn)率計算卡的計算，根據(jù)要求設計圖紙；</p><p>　　3.主軸箱結(jié)構(gòu)的設計，包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)的制定，軸

7、的設計，齒輪的設計，軸承的選擇，潤滑系統(tǒng)的制定；</p><p>　　4.零件圖的繪制，包括軸、齒輪；</p><p><b>　　5.說明書的撰寫。</b></p><p>　　關(guān)鍵詞：組合機床；組合機床；三圖一卡</p><p><b>　　Abstract</b></p><

8、;p>　　With increasing automation applications, combined machine tool more and more appear in modern factories, the combination of more occasions based on general parts, match with workpiece specific shape and process d

9、esign of special components and fixtures, composed of semi-automatic or automatic special machine. It usually adopts the multiaxial, knife, processes, and multi-faceted or multistage and processing, production efficiency

10、 than general machine high several times or more. Due to the common </p><p>　　The design for the leather seat drilling machine, the processing at the same time to complete the 3 hole.This design mainly in th

11、e following aspects: </p><p>　　1. According to the formulation of programmes, providing the parts drawing through relevant material analysis, the feasibility plan and plan formulated processing procedures; &

12、lt;/p><p>　　2. "three graph one card" : process graph, processing schemes, size contact drawing and productivity calculation according to requirements of calculation, card design drawings; </p>

13、<p>　　3. Spindle box structure design, including power system and transmission system, the design of the formulation of shaft, the gear design, bearing the formulation of choice, lubricating system; </p><

14、;p>　　4. Component drawing, including shaft, gear; </p><p>　　5. Written instructions. </p><p>　　Key words: Unit built machine tool; Spindle box; Three diagram a card </p><p><b

15、>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　目 錄IV</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p&g

16、t;　　1.1 課題的來源及意義1</p><p>　　1.2 組合機床及特點1</p><p>　　1.3 國內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀1</p><p>　　2 組合機床總體方案設計2</p><p>　　2.1 組合機床的設計步驟2</p><p>　　2.2 編制工藝規(guī)程的原始資料2</p>

17、<p>　　2.2.1 被加工零件圖一張2</p><p>　　2.2.2 零件機械加工工藝路線的擬定4</p><p>　　2.2.3 工序的加工余量及切削刀具的選擇4</p><p>　　2.2.4 切削刀具的選擇5</p><p>　　2.3 組合機床切削用量選擇及計算5</p><p>　　

18、2.4 確定機床的配置形式7</p><p>　　2.5 “三圖”的編制8</p><p>　　2.5.1 被加工零件工序圖8</p><p>　　2.5.2 加工示意圖8</p><p>　　2.5.3 機床聯(lián)系尺寸總圖10</p><p>　　3 左多軸箱的設計13</p><p&g

19、t;　　3.1電動機的選擇13</p><p>　　3.2 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖13</p><p>　　3.3 確定主軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù)13</p><p>　　3.4 多軸箱傳動系統(tǒng)設計14</p><p>　　3.4.1 擬定傳動路線14</p><p>　　3.4.2 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)

20、15</p><p>　　3.4.3 繪制傳動系統(tǒng)圖16</p><p>　　3.5 繪制多軸箱總圖16</p><p>　　4 右多軸箱設計21</p><p>　　4.1 電動機的選擇21</p><p>　　4.2 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖21</p><p>　　4.3 確定主

21、軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù)21</p><p>　　4.4 多軸箱傳動系統(tǒng)設計22</p><p>　　4.4.1 擬定傳動路線22</p><p>　　4.4.2 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)23</p><p>　　4.4.3 繪制傳動系統(tǒng)圖24</p><p>　　4.5 液壓滑臺結(jié)構(gòu)的設計25</p&g

22、t;<p>　　5 夾具的設計26</p><p>　　5.1 定位基準的選擇：26</p><p>　　5.2 夾緊方案的確定26</p><p>　　5.3 夾緊力的計算26</p><p>　　5.4 定位誤差分析26</p><p>　　5.5 組合機床“一卡”的編制27</p&

23、gt;<p><b>　　6 結(jié)論29</b></p><p><b>　　6.1 結(jié)論29</b></p><p>　　6.2 不足之處及未來展望29</p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻：3

24、1</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題的來源及意義</p><p>　　無錫市江泰機械制造廠是一家專業(yè)從事外協(xié)件加工的企業(yè)，公司現(xiàn)采用加工</p><p>　　中心加工紡織機械零件--皮圈架座上的三個孔，工裝時間長，加工成本高，效率不高。因而需要設計一臺專機

25、達到提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，同時保證加工質(zhì)量的目的。</p><p>　　傳統(tǒng)機床只能對一種零件進行單刀，單工位，單面，單軸加工，成產(chǎn)效率低而且加工精度不穩(wěn)定，組合機床能夠?qū)σ环N或幾種零件進行多刀、多面、多軸、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。本課題針對皮套圈座設計專用多孔鉆機，有利于提高大批量的生產(chǎn)效率，提高加工精度穩(wěn)定性，節(jié)約資源。從而可以提高企業(yè)業(yè)內(nèi)的

26、競爭力與生產(chǎn)效率[1-3]。</p><p>　　1.2 組合機床及特點</p><p>　　組合機床是用按系列化標準設計的通用部件和被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的部件組成的高效率組合機床。</p><p>　　組合機床常用的通用部件有：床身、立柱、底座、動力箱、動力滑臺、各種工藝切削頭等。對于一些按順序加工的多工位組合機床，還具有移動工作臺或回轉(zhuǎn)工作臺。根據(jù)

27、工件加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可組成組合機床。當工件改變了，還是用這些通用部件，只將部分部件改裝，又可以組成加工新工件的機床[4]。</p><p>　　普通機床加工零件時，不僅工人勞動強度很大，效率也不高，而且不利于保證產(chǎn)品加工精度。組合機床是按高度工序集中原則設計的，即在一臺機床上可以同時完成許多同一種工序或多種不同工序的加工，它可以同時用多個刀具進行切削，機床的輔助動作實現(xiàn)了自動化，結(jié)構(gòu)比

28、普通機床簡單，提高了生產(chǎn)效率。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　組合機床自1911年在美國研制成功后便廣泛應用于大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。組合機床是根據(jù)被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設計的，并以系列化 、標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件而組成的專用設備，并配以專用夾具，采用多把刀具同時進行加工。&l

29、t;/p><p>　　隨著國家對世貿(mào)承諾的逐步實現(xiàn)，價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少，在機構(gòu)件方面，廈工、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機床對動臂、前車架、后車架，前后鉸接架的孔系進行加工，零件一次裝夾，多頭同時加工，比通用機床單孔逐個加工，效率提高了3—6倍，而且避免了工件調(diào)頭而產(chǎn)生的二次定位誤差。運用組合機床加工結(jié)構(gòu)件與通用機床相比各孔系坐標精度可以由±1mm提高到±0.2mm，同軸度±0.5

30、mm提高到±0．08mm,孔系平行度由0.7mm提高到±0.1mm,而且所有精度均靠機床本身的裝配精度保證，為提高整車的質(zhì)量奠定了基礎。組合機床與通用機床組合生產(chǎn)線使適當?shù)耐顿Y能迅速擴大生產(chǎn)規(guī)模，解決通用機床加工效率低，同一工序需要多臺機床加工的難題。</p><p>　　2 組合機床總體方案設計</p><p>　　2.1 組合機床的設計步驟</p>&

31、lt;p><b>　?、艛M定方案階段</b></p><p>　?、僦贫üに嚪桨?，這是設計組合機床最重要一步，所以必須認真分析被加工零件圖紙，全面了解其結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、定位、夾緊方式、工藝方法和加工過程所用的刀具、輔具，切削用量等，分析總結(jié)后確定工藝方案；</p><p>　?、诖_定機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案；</p><p>

32、　　③總體設計----------三圖一卡；</p><p>　　在選好工藝方案并確定機床配置形式及結(jié)構(gòu)方案的基礎上，進行方案圖紙設計：被加工零件工序圖，加工示意圖，機床尺寸聯(lián)系圖和生產(chǎn)率計算卡，統(tǒng)稱“三圖一卡”。</p><p><b>　?、萍夹g(shù)設計階段</b></p><p>　　根據(jù)確定的工藝和結(jié)構(gòu)方案，按照加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸圖等

33、展開部件設計，繪制夾具、主軸箱等的裝配圖。</p><p><b>　?、枪ぷ髟O計階段</b></p><p><b>　?、倮L制零件圖；</b></p><p>　　②編制機床說明書，制定機床精度檢驗、調(diào)整試車規(guī)范等相關(guān)驗收標準。</p><p><b>　?、戎贫üに嚪桨?lt;/b&

34、gt;</p><p>　　組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高度集中工序原則設計的一種高效率專用機床。組合機床方案制定的主要內(nèi)容：經(jīng)過分析比較，確定可行的加工方法確定工序間加工余量、選擇合適的切削用量、相應的刀具結(jié)構(gòu)，確定機床配置形式等。</p><p>　　2.2 編制工藝規(guī)程的原始資料</p><p>　　2.2.1 被加工零件圖一張</p&g

35、t;<p>　　皮圈架座是紡機卷繞機構(gòu)中安裝皮圈架的一個重要零件，材料為ZL101，硬度為50HBS。分析圖紙可知，三個待加工孔之間的位置精度要求不是很高，而單個孔的尺寸精度和粗糙度要求比較高，分別為12U6（-0.033/-0.044mm），11H7（+0.018/0mm），10H7（+0.015/0mm），粗糙度Ra都為1.6µm。另外12孔的軸線和底面的平行度要求為0.1mm，因而12孔的要求最高。<

36、/p><p>　　在本道工序前，底面已經(jīng)過銑削加工，平面度為0.1mm。三個待加工孔為鑄孔，毛坯上孔尺寸為：9.4-9.0mm,10.4-10.0mm,11.4-11.0mm。</p><p>　　圖2.1 皮套圈座零件三維圖</p><p>　　圖2.2 皮套圈座機加工圖</p><p>　?、帕慵D上的技術(shù)要求：</p><

37、;p>　?、俨牧蠟閆L101;</p><p>　　②零件硬度50HBS;</p><p><b>　?、粕a(chǎn)綱領的計算</b></p><p>　　要求：批量生產(chǎn)10000件/年，備品率1%，廢品率2%</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>

38、　　式中：N：零件的年生產(chǎn)綱領（件/年）</p><p>　　Q：產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）</p><p>　　n：每臺產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺）</p><p><b>　　a%：備品率</b></p><p><b>　　b%：廢品率</b></p><p>　　零件年

39、生產(chǎn)綱領的計算：</p><p>　　故該零件的生產(chǎn)屬于大量生產(chǎn)。</p><p>　　2.2.2 零件機械加工工藝路線的擬定</p><p>　　通過圖紙的要求，對該零件進行加工工藝分析如下：</p><p>　　該零件為皮套圈座，材料為鑄鋁，其毛坯為鑄造出來的，所以需要安排人工時效，進行熱處理以改善性材料性能和消除內(nèi)應力。該工件的主要加工

40、為鉆孔，鉸孔，考慮加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求，按照先粗后精，先主后次，先基面后其他，先面后孔的工序安排原則，生產(chǎn)效率要求制定初步的設計方案、零件加工的工藝過程，初步確定了工藝路線[5]。</p><p>　　工藝規(guī)程的初步制定： </p><p><b>　　工序0：熱處理</b></p><p><b&

41、gt;　　工序5：車底端面</b></p><p><b>　　工序10：銑底端面</b></p><p>　　工序15：加工底端兩孔（鉆，鉸）</p><p>　　工序20：鉆孔，鉸孔</p><p><b>　　工序25：尺寸檢驗</b></p><p>　　

42、工序30：零件要求檢驗</p><p>　　對該工藝分析：先加工下端面，然后再加工下端部兩孔，再加工剩下的三個孔，這樣就可以保證孔的位置精度，并且可以為后的加工提供定位基準；而且最大程度地采取了工序集中得原則，以便提高每一臺機床的利用率，該規(guī)程經(jīng)老師指導后將工藝路線制定為表2-1：</p><p>　　表2-1 機械加工工藝規(guī)程</p><p>　　2.2.3 工

43、序的加工余量及切削刀具的選擇</p><p><b>　　加工余量的確定</b></p><p>　　鉆孔加工不留余量一次加工完成。</p><p>　　2.2.4 切削刀具的選擇</p><p>　　刀具用廠方提供的硬質(zhì)合金銑鉸復合刀具。</p><p>　　2.3 組合機床切削用量選擇及計算&

44、lt;/p><p>　　查[1]表6-14并結(jié)合其它參數(shù)，確定主軸轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　n=1000r／min，f=0.6mm／r </p><p>　　切削力F，切削轉(zhuǎn)矩M，切削功率P的計算公式</p><p>　　由[1]可知計算公式如下：</p><p><b>　?。?.1）</b&g

45、t;</p><p><b>　　（2.2）</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　式中：F—切削軸向力（N）； D—鉆頭直徑（mm）；</p><p>　　f—每轉(zhuǎn)進給量（mm／r）； T—切削轉(zhuǎn)矩（N.mm

46、）；</p><p>　　P—切削功率（KW）； —切削深度（mm）；</p><p>　　v—切削速度（m／min）； </p><p>　　HB—零件的布氏硬度值，通常給出一個范圍。</p><p>　　對于公式（2.1）~（2.3）取最大值，對于（2.4）取最大值減去硬度偏差值的三分之一。</p>

47、;<p>　?、庞弥睆紻=12mm的硬質(zhì)合金銑鉸復合刀具鉆22.2mm深的孔，根據(jù)刀具直徑和工件，刀具材料，查[1]可知:</p><p>　　D=12mm， n=1000r／min，f=0.6mm／r。</p><p>　　硬度HB 50 </p><p><b>　　由公式2.2得 </b></p><

48、;p><b>　　由公式2.1得 </b></p><p><b>　　由公式2.3得 </b></p><p>　?、倩_每分鐘進給量的計算</p><p>　　由[3] 知 </p><p>　　式中：n—主軸轉(zhuǎn)速（r／min）</p><p>　　f—主

49、軸進給量（mm／r）</p><p>　　—滑臺每分鐘進給量（mm／min）</p><p><b>　?、谥鬏S直徑的確定</b></p><p>　　由[1]表3-4，軸能承受的轉(zhuǎn)矩計算：</p><p>　　式中：d—軸的直徑（mm）；</p><p>　　M—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mm）；&l

50、t;/p><p>　　B—系數(shù)。B與扭矩角[φ]有關(guān)，當為剛性主軸時，B=7.3</p><p><b>　　取d=20mm</b></p><p>　?、朴弥睆紻=10mm的硬質(zhì)合金銑鉸復合刀具鉆19mm深的孔，根據(jù)刀具直徑和工件，刀具材料，查[1]可知:</p><p>　　D=10mm， n=1000r／min，f=0

51、.6mm／r。</p><p><b>　　硬度HB 50</b></p><p><b>　　由公式2.2得 </b></p><p><b>　　由公式2.1得 </b></p><p><b>　　由公式2.3得 </b></p>

52、<p>　?、倩_每分鐘進給量的計算</p><p>　　由[3] 知 </p><p>　　式中：n—主軸轉(zhuǎn)速（r／min）</p><p>　　f—主軸進給量（mm／r）</p><p>　　—滑臺每分鐘進給量（mm／min）</p><p><b>　?、谥鬏S直徑的確定</b

53、></p><p>　　由[1]表3-4軸能承受的轉(zhuǎn)矩計算：</p><p>　　式中：d—軸的直徑（mm）；</p><p>　　M—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mm）；</p><p>　　B—系數(shù)。B與扭矩角[φ]有關(guān)，當為剛性主軸時，B=7.3</p><p><b>　　取d=20mm</b&g

54、t;</p><p>　?、怯弥睆紻=11mm的硬質(zhì)合金銑鉸復合刀具鉆19mm深的孔，根據(jù)刀具直徑和工件，刀具材料，查[1]可知:</p><p>　　D=11mm， n=1000r／min，f=0.6mm／r。</p><p>　　硬度HB 50 v=nd</p><p><b>　　由公式2.2得

55、 </b></p><p><b>　　由公式2.1得 </b></p><p><b>　　由公式2.3得 </b></p><p>　?、倩_每分鐘進給量的計算</p><p>　　由[3] 知 </p><p>　　式中：n—主軸轉(zhuǎn)速（r／min）

56、</p><p>　　f—主軸進給量（mm／r）</p><p>　　—滑臺每分鐘進給量（mm／min）</p><p><b>　?、谥鬏S直徑的確定</b></p><p>　　由[1]表3-4軸能承受的轉(zhuǎn)矩計算：</p><p>　　式中：d—軸的直徑（mm）；</p><

57、;p>　　M—軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mm）；</p><p>　　B—系數(shù)。B與扭矩角[φ]有關(guān)，當為剛性主軸時，B=7.3</p><p><b>　　取d=20mm</b></p><p>　　2.4 確定機床的配置形式</p><p>　　由前文中的工藝可知，可采取單面或雙面單工序配置形式，一次進給，不留余量，

58、其配置形式如下：</p><p><b>　　圖2.3 單面配置</b></p><p><b>　　圖2.4 雙面配置</b></p><p>　　采用圖2.3 單面配置可實現(xiàn)三個孔的位置精度與技術(shù)要求，但由于孔Φ12與孔Φ10位置較為靠近，主軸的軸承須采用滾針軸承，無保持架的滾針軸承在使用過程中可靠性差，易發(fā)生抱軸、過

59、熱，穩(wěn)定性能較差。同時，孔Φ12的精度要求最高和相對底平面要有一定的平行度要求，則采用圖2.4 雙面配置。一面加工孔Φ12，另一面同時加工孔Φ10與孔Φ11，故機床為單工位雙面臥式組合機床[5-6]。</p><p>　　2.5 “三圖”的編制</p><p>　　組合機床的三圖的編制，也就是為皮套圈座鉆孔進行設計，提供總體方案圖樣以及設計，為機床的設計提供依據(jù)。</p>&

60、lt;p>　　2.5.1 被加工零件工序圖</p><p>　　由零件的工藝流程為基礎來確定零件的工序圖，圖如下：</p><p>　　圖2.5 皮套圈座工序圖</p><p>　　2.5.2 加工示意圖</p><p>　　2.5.2.1 主軸外伸直徑的確定</p><p>　　由“2.5組合機床切削用量選擇及

61、計算 ”可知，鉆φ12孔的主軸直徑選取為φ20mm，鉆φ11孔的主軸直徑選取為φ20mm，鉆φ10孔的主軸直徑選取為φ20mm，則查《組合機床簡明手冊》表3-6 通用主軸的系列參數(shù)，又由于主軸為剛性主軸，則主軸參數(shù)如下：</p><p>　　表2-1 各主軸尺寸參數(shù)</p><p>　　2.5.2.2 刀柄的選擇</p><p>　　現(xiàn)有的銑鉸刀為圓柱刀柄，三軸均采

62、用ER20彈簧夾頭直接裝在主軸孔中，剛性好，加工零件精度高。查閱資料，刀柄采用BT30-ER20-060系列。</p><p>　　2.5.2.3 動力部件工作循環(huán)及行程的確定</p><p>　　動力部件的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運動到加工終了位置又返回原始位置的動作過程。一般包括快速引進，工作進給，快速退回等動作。有時還有中間停止，多次往復進給，跳躍進給，死擋鐵停留等

63、特殊要求，這是根據(jù)具體的加工工藝需要確定的。</p><p>　　由工藝方案可得到兩個動力部件的工作循環(huán)均為：</p><p><b>　　快進-工進-快退</b></p><p>　　工作進給長度 的確定</p><p>　　圖2.6 工作進給長度</p><p>　　其中L1—切入長度，一般取

64、5—10mm</p><p>　　L—加工孔長度（mm）</p><p>　　L2 —切出長度（mm）</p><p>　　查[1]表3-7，從而確定切出長度</p><p>　　鉆Φ10 孔與Φ11孔處的工作行程均為： </p><p>　　鉆Φ12孔處的工作行程為：</p><p>　　動

65、力部件總行程的確定：取兩頭動力部件的前備量都為10mm；后備量左頭為58，右頭為55。則總行程都為150mm。</p><p>　　2.5.2.4 確定聯(lián)系尺寸</p><p>　　工件端面到雙軸動力箱端面的距離為：</p><p>　　115+60+70-19-12=214mm</p><p>　　工件另一端面到單軸動力頭端面的距離為：&l

66、t;/p><p>　　115+60+70-22.2-12=210.8mm</p><p><b>　　其它注意問題</b></p><p>　?、偶庸な疽鈭D上應有足夠的聯(lián)系尺寸，并標注恰當。尤其是從多軸箱端面到刀尖的軸向尺寸應齊全，以備檢查行程和調(diào)整機床使用。圖上應標注各主軸的切削用量及必要說明。</p><p>　　⑵加工

67、示意圖應按加工終了狀態(tài)繪制。</p><p>　?、羌庸な疽鈭D上應有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長度。</p><p>　　由上可知加工示意圖如下：</p><p>　　圖2.7 皮套圈座加工示意圖</p><p>　　2.5.3 機床聯(lián)系尺寸總圖</p><p>　　機床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意

68、圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機床的配置型式，主要構(gòu)成級各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖[1]。</p><p>　　組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運動的動力箱，各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進給運動的動力滑臺。</p><p>　　具體動力部件的選擇：</p>&

69、lt;p><b>　?、胚x擇動力部件</b></p><p>　　機床已確定為單工位雙面臥式組合機床，液壓滑臺實現(xiàn)工作進給運動，選用配套的動力頭驅(qū)動主軸。</p><p>　　①左多軸箱動力部件的選用：</p><p>　　—消耗于各主軸的切削功率的總和（KW）</p><p>　　—多軸箱的傳動效率，加工有色金屬

70、時取0.7-0.8</p><p>　　考慮到轉(zhuǎn)速損失，采用驅(qū)動軸到主軸為降速傳動。故動力箱 n＞1000r/min</p><p>　　查閱[1]和[3]等相關(guān)資料，選用不到合適的動力箱，經(jīng)與導師商量，決定亦自行設計。</p><p>　　②右多軸箱動力部件的選用：</p><p>　　—消耗于各主軸的切削功率的總和（KW）</p&g

71、t;<p>　　—多軸箱的傳動效率，加工有色金屬時取0.7-0.8</p><p>　　考慮到轉(zhuǎn)速損失，采用驅(qū)動軸到主軸為降速傳動。故動力箱 n＞1000r/min</p><p>　　查閱[1]和[3]等相關(guān)資料，選用不到合適的動力箱，經(jīng)與導師商量，決定亦自行設計。</p><p>　　③由于資料有限，沒有找到合適的小型組合機床用HYA液壓滑臺。故將

72、在動力頭設計的基礎上自行設計。</p><p>　?、艿鬃⒐ぷ髋_和夾具全部自行設計</p><p><b>　?、茩C床總圖的繪制</b></p><p>　　由于查找資料找不到合適的動力箱，則自行設計，把傳統(tǒng)的動力箱-多軸箱組合結(jié)構(gòu)改造設計為電機直接驅(qū)動式多軸箱，多軸箱安裝在滑鞍上的結(jié)構(gòu)；由于找不到適用于小型組合機床上的HYA液壓滑臺，則亦不

73、遵循傳統(tǒng)的雙面組合機床一邊一滑臺結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新使用“合二為一”思想，整體滑臺，此方案又省略設計了中間底座，工作臺直接安裝在導軌上；參考CA6140配置，在兩側(cè)底座中間設置托盤，用以切屑和冷卻液的收集。結(jié)合這些設計思想，可以在加工示意圖的基礎上繪制出機床聯(lián)系總圖[7-10]。</p><p>　　圖2.8 機床尺寸聯(lián)系總圖</p><p><b>　　3 左多軸箱的設計</b&g

74、t;</p><p><b>　　3.1電動機的選擇</b></p><p>　　多軸箱需要的驅(qū)動功率為：0.625KW，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速不小于1000r/min， 故選用Y90L-4電動機，同步轉(zhuǎn)速為1400r/min。</p><p>　　3.2 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖</p><p>　　由“三圖”中初定的電機輸入軸O

75、和兩主軸1、2相對與底面的位置可繪制出：</p><p>　　圖3.1 左多軸箱原始依據(jù)圖</p><p><b>　　切削用量見表3-1</b></p><p>　　表3-1 兩主軸外伸尺寸及切削用量</p><p>　　3.3 確定主軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù)</p><p>　?、賰芍鬏S均完成銑鉸

76、加工，由前計算得切削力都很小，故參照通用主軸支承型式選用前后支承都是圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)[11]；</p><p>　?、谟蒣8]知，傳動軸直徑初估：</p><p>　　傳動軸上最大轉(zhuǎn)矩Mmax=（M2+M3 ）/1.1=（2328.4+2520）/1.1=4407.5N.mm</p><p>　　則軸徑： </p><

77、;p><b>　　取直徑為20mm</b></p><p>　?、埤X輪模數(shù)m的的估算：（所有齒輪采用直齒圓柱齒輪）</p><p>　　p—齒輪所傳遞的功率（ KW）</p><p>　　z—對嚙合齒輪中小齒輪齒數(shù)</p><p>　　n—小齒輪轉(zhuǎn)速 （r/min）</p><p>　　按所

78、需最大m算：取P=1.5KW，Zmin=20，n=1400r/min</p><p><b>　　取m=2</b></p><p>　　3.4 多軸箱傳動系統(tǒng)設計</p><p>　　傳動系統(tǒng)設計就是用一定數(shù)量的傳動元件，把電機輸入軸和1、2兩主軸連接起來，組成一定的傳動鏈并滿足各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求。</p><p>　

79、　3.4.1 擬定傳動路線</p><p>　?、僬麄€多軸箱就1、2兩根主軸，且轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向相同，看作直線分布，在兩主軸中心連線的垂直平分線上布置傳動軸3，再將3與電機軸O連接起來；由于空間位置的限制，油泵軸5由3軸經(jīng)中間傳動軸4傳給的。這樣形成了多軸箱傳動系統(tǒng)（圖3.2）。</p><p>　?、诖_定電機軸、主軸位置如下表：</p><p>　　表3-2 多軸箱主

80、軸、驅(qū)動軸坐標值 單位：mm</p><p>　　圖3.2 多軸箱傳動數(shù)形圖</p><p>　　3.4.2 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)</p><p>　?、糯_定傳動軸3的位置及其與主軸1、2間的齒輪副齒數(shù)</p><p>　　3軸位于主軸1、2中心連線的中垂線上，為了避免3軸軸承孔和主軸干涉，用試湊法最終確定傳動軸3的坐

81、標為：（95，140）</p><p>　　3與主軸1、2的軸心距為：</p><p>　　則主軸1、2齒輪副的齒數(shù)均為28，主軸1、2采用降速傳動，傳動比取為1.4。3軸轉(zhuǎn)速為1400r/min。</p><p>　?、拼_定傳動軸3與電機軸O間距離：</p><p>　　3與電機軸O間的軸心距：</p><p>　　

82、⑶確定中間傳動軸3的位置及與軸4間的傳動比</p><p>　　中間軸4的位置由作圖試湊法確定為（89.5，90）</p><p>　　4軸與3軸間的軸心距：</p><p>　?、却_定液壓泵軸5的位置及與4軸間的傳動比</p><p>　　葉片泵軸5的位置確定由于考慮到泵體的安裝。其位置為（47，52.67）。</p><

83、;p>　　5軸與4軸中心距為：</p><p>　　采用R12-1A液壓泵因，而傳動比，則轉(zhuǎn)速為1120r/min。</p><p><b>　?、纱_定手柄軸 </b></p><p>　　由于軸3的轉(zhuǎn)速最高，用3軸兼做調(diào)整的手柄軸，對刀或機床調(diào)整時較為省力。</p><p>　　3.4.3 繪制傳動系統(tǒng)圖<

84、/p><p>　　考慮到各齒輪不干涉，箱體內(nèi)腔排放4排齒輪，后蓋內(nèi)放電機齒輪；且泵驅(qū)動齒輪必須為第一排。</p><p>　　圖3.3 多軸箱傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　由系統(tǒng)圖檢驗得到：所設計的傳動系統(tǒng)符合要求，沒有干涉現(xiàn)象存在。</p><p>　　3.5 繪制多軸箱總圖</p><p>　　箱體為一種新型結(jié)構(gòu),

85、與傳統(tǒng)多軸箱相比具有以下好處:電機直接與箱體聯(lián)接,節(jié)省了動力箱裝置;箱體直接用螺釘緊固在滑臺上,采用銷定位,使聯(lián)接可靠,定位準確。箱體采用分體式,使加工更加方便。</p><p>　　3.5.1 多軸箱零件設計</p><p><b>　　主軸2的設計</b></p><p>　　主軸1、2的結(jié)構(gòu)除端部與刀具連接處采用特殊結(jié)構(gòu)外,其余參考多軸箱

86、通用主軸結(jié)構(gòu)</p><p><b>　?、泡S結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　圖3.4 軸的尺寸圖</p><p><b>　?、朴嬎泯X輪受力</b></p><p>　　大齒輪直徑：由前面部分得 </p><p>　　大齒輪受力：轉(zhuǎn)矩T

87、T=2520N.mm</p><p>　　圓周力 </p><p>　　徑向力 </p><p>　　畫軸受力圖 </p><p>　　圖3.5 軸受力圖</p><p><b>　?、怯嬎阒С蟹戳?lt;/b></p>

88、<p>　　水平面反力 齒輪作用在軸上的水平力</p><p>　　齒輪作用在軸上的垂直力力</p><p>　?、人矫娣戳?Fr1“=16N Fr2“=36.4N</p><p>　　水平面（xy）受力圖 </p><p>　　圖3.6 水平受力圖&l

89、t;/p><p>　?、纱怪泵娣戳?Fr1‘=-24N Fr2‘=-56.16N</p><p>　　垂直面（xz）受力圖 </p><p>　　圖3.7 垂直受力圖</p><p><b>　?、仕矫鎻澗貓D</b></p><p>　　圖

90、3.8 水平面彎矩圖</p><p><b>　?、舜怪泵鎻澗貓D</b></p><p>　　圖3.9 垂直彎矩圖</p><p>　?、毯铣蓮澗貓D </p><p>　　圖3.10 合成彎矩圖</p><p><b>　?、娃D(zhuǎn)矩圖與當量轉(zhuǎn)矩</b&

91、gt;</p><p>　　當量轉(zhuǎn)矩 αT=0.59x5042.4 αT=1487N.mm</p><p>　　圖3.11 轉(zhuǎn)矩圖與當量彎矩圖</p><p><b>　?、卧S用應力</b></p><p>　　許用應力值 查[4]得：</p><

92、p>　?。郐?b］=102.5MPa，［σ-1b］=60MPa</p><p>　　應力校正系數(shù) α== α=0.59</p><p>　?、袭斄繌澗?齒輪中間截面處</p><p>　　當量彎矩圖 </p><p>　　圖3.12 當量彎矩圖</p><p>&l

93、t;b>　?、行：溯S徑</b></p><p>　　軸徑 </p><p><b>　　故軸徑滿足要求</b></p><p>　　左多軸箱圖見圖3.13</p><p>　　圖3.13 左多軸箱設計圖</p><p><b>　　4 右

94、多軸箱設計</b></p><p>　　4.1 電動機的選擇</p><p>　　多軸箱需要的驅(qū)動功率為：0.35KW，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速不小于1000r/min， 故選用Y90S-4電動機，同步轉(zhuǎn)速為1400r/min。</p><p>　　4.2 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖</p><p>　　由“三圖”中初定的電機輸入軸O和兩主軸1相

95、對與底面的位置可繪制出：</p><p>　　圖4.1 右多軸箱原始依據(jù)圖</p><p><b>　　切削用量見表4-1</b></p><p>　　表4-1 主軸外伸尺寸及切削用量</p><p>　　4.3 確定主軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù)</p><p>　?、艃芍鬏S均完成銑鉸加工，由前計算得切

96、削力都很小，故參照通用主軸支承型式選用前后支承都是圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)；</p><p><b>　?、苽鲃虞S直徑初估：</b></p><p>　　傳動軸上最大轉(zhuǎn)矩Tmax=T1/1.1=2709/1.1=2463N.mm</p><p><b>　　則軸徑： </b></p><p>

97、<b>　　取直徑為20mm</b></p><p>　?、驱X輪模數(shù)m的的估算：（所有齒輪采用直齒圓柱齒輪）</p><p>　　p—齒輪所傳遞的功率（ KW）</p><p>　　z—對嚙合齒輪中小齒輪齒數(shù)</p><p>　　n—小齒輪轉(zhuǎn)速 （r/min）</p><p>　　按所需最大m算

98、：取P=1.1KW，Zmin=20，n=1400r/min</p><p><b>　　取m=2</b></p><p>　　4.4 多軸箱傳動系統(tǒng)設計</p><p>　　傳動系統(tǒng)設計就是用一定數(shù)量的傳動元件，把電機輸入軸和1、2兩主軸連接起來，組成一定的傳動鏈并滿足各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求。</p><p>　　4.4.

99、1 擬定傳動路線</p><p>　　⑴整個多軸箱就一根主軸，軸1由軸2傳動，再將2與電機軸O連接起來；由于空間位置的限制，油泵軸4由2軸經(jīng)中間傳動軸3傳給的。這樣形成了多軸箱傳動系統(tǒng)（圖4-2）。</p><p>　　⑵確定電機軸、主軸位置如下表：</p><p>　　表4-2 多軸箱主軸、驅(qū)動軸坐標值 單位：mm</p><p

100、>　　圖4.2 多軸箱傳動數(shù)形圖</p><p>　　4.4.2 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)</p><p>　?、糯_定傳動軸2的位置及其與主軸1間的齒輪副齒數(shù)</p><p>　　用試湊法最終確定傳動軸2的坐標為：（90.12，160）</p><p>　　2與主軸1的軸心距為：</p><p>　　則主軸1齒輪

101、副的齒數(shù)均為28，主軸1采用降速傳動，傳動比取為1.4。2軸轉(zhuǎn)速為1400r/min。</p><p>　?、拼_定傳動軸2與電機軸O間距離及傳動比：</p><p>　　軸2與電機軸O間的軸心距：</p><p>　　⑶確定中間傳動軸2的位置及與軸3間的傳動比</p><p>　　中間軸3的位置由作圖試湊法確定為（93.1，105.15）&l

102、t;/p><p>　　3軸與2軸間的軸心距：</p><p>　?、却_定液壓泵軸4的位置及與3軸間的傳動比</p><p>　　葉片泵軸4的位置確定由于考慮到泵體的安裝。其位置為（49，74）。</p><p>　　4軸與3軸中心距為：</p><p>　　采用R12-1A液壓泵因，而傳動比，則轉(zhuǎn)速為1120r/min&l

103、t;/p><p><b>　?、纱_定手柄軸 </b></p><p>　　由于軸2的轉(zhuǎn)速最高，用2軸兼做調(diào)整的手柄軸，對刀或機床調(diào)整時較為省力。</p><p>　　4.4.3 繪制傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　考慮到各齒輪不干涉，箱體內(nèi)腔排放4排齒輪，后蓋內(nèi)放電機齒輪；且泵驅(qū)動齒輪必須為第一排。</p>&

104、lt;p>　　圖4.3 多軸箱傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　由系統(tǒng)圖檢驗得到：所設計的傳動系統(tǒng)符合要求，沒有干涉現(xiàn)象存在。</p><p>　　右多軸箱設計圖見圖4.4</p><p>　　圖4.4 右多軸箱設計圖</p><p>　　4.5 液壓滑臺結(jié)構(gòu)的設計</p><p>　　液壓滑臺已確定設計成總體式

105、，參照組合機床通用部件中1HYA160型液壓滑臺的尺寸進行改造設計。在滿足行程的條件下，液壓滑臺結(jié)構(gòu)如圖4.5所示。</p><p><b>　　圖4.5 液壓滑臺</b></p><p><b>　　5 夾具的設計</b></p><p>　　5.1 定位基準的選擇：</p><p>　　由擬定工

106、藝方案時已確定了本夾具的第一定位基準為底面，與工件的設計基準相重合，保證3個孔的位置精度要求，用凸臺限制了工件的3個自由度；第二基準選擇為底面1孔，用1個定位限制2個自由度；最后在底面使用另外1孔，用菱形銷擋銷限制最后一個自由度，工件屬于完全定位方式[12-14]。</p><p>　　5.2 夾緊方案的確定</p><p>　　為了節(jié)約成本，此夾具采用壓板夾緊，實現(xiàn)生產(chǎn)，另外此機械夾具利

107、于維修，壓緊力較強并能維持好的夾緊剛度，有利于保證加工質(zhì)量和采用大的切削用量。從加工示意圖從而確定夾具的位置尺寸，夾具通過銷定位螺栓緊固在液壓滑臺上。</p><p>　　5.3 夾緊力的計算</p><p>　　由前面計算知：左多軸頭的總切削力為277.2N</p><p>　　右單軸頭的切削力為135.4N</p><p>　　由已確定的

108、夾具總體方案得：夾緊力的方向與切削力的方向相垂直。為克服水平的切削力，夾緊裝置需要產(chǎn)生平衡水平切削力的力，則由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力實現(xiàn)，估算夾緊力為（277.2-135.4）/0.3=473N，取為500N。使用螺栓外加墊圈與彈簧，完全可實現(xiàn)此夾緊力。</p><p>　　5.4 定位誤差分析</p><p>　?、哦ㄎ辉叽缂肮畹拇_定</p><p>　　夾具

109、主要的定位方式為凸臺和二定位銷，故兩支承板確定的平面要求的平面度為0.05mm。另外銷的位置尺寸精度較高為0.05。</p><p><b>　　⑵定位誤差計算</b></p><p>　　工件上單個孔的尺寸精度要求較高，位置精度要求不高。夾具按以上要求設計制造，則完成滿足要求，且定位精度高[15-16]。</p><p><b>　

110、　則夾具圖為：</b></p><p><b>　　圖5.1 夾具圖</b></p><p>　　5.5 組合機床“一卡”的編制</p><p>　　按照右鉆削頭計算，因為其工進行程長,則機床生產(chǎn)率計算卡見表6-1:</p><p>　　表5-1 機床生產(chǎn)率計算卡</p><p>&l

111、t;b>　　6 結(jié)論</b></p><p><b>　　6.1 結(jié)論</b></p><p>　　通過總體設計、左右動力頭設計及滑臺的設計基本完成了本次課題—皮圈架座3孔銑、鉸專用組合機床的設計。整個設計過程參照相關(guān)資料結(jié)合自身的思想，抱著嚴謹?shù)膽B(tài)度進行，每個重要部件和零件都反復思考驗證，。由整個設計論證得到的結(jié)論：整機性能良好，加工成本低，加工質(zhì)

112、量能滿足要求，采用了半自動化控制，提高了加工效率，故能滿足設計的要求。</p><p>　　此次設計中，滑臺和多軸頭的設計是本機的一大亮點，沒有采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，是本機區(qū)別與通用組合機床的特殊之處。但是本機不具備柔性，工藝范圍窄，這與當今提倡的“柔性化”不符，這點是以后設計中值得注意的問題。</p><p>　　由于時間、知識和資料的限制，整個設計存在問題是難免的。側(cè)底座、冷卻系統(tǒng)及液壓站等

113、輔助部件亦沒有設計，廠方會根據(jù)實際情況進行設計制造。</p><p>　　此次設計的機床對于單品種、大批量的工件加工具有很好的前景和經(jīng)濟效益。</p><p>　　6.2 不足之處及未來展望</p><p>　　畢業(yè)設計所設計的組合機床，在快速發(fā)展的中國有很大的應用前景。但組合機床加工精度問題一直存在問題。這也使組合機床向更高加工精度方向發(fā)展。但本文所設計組合機床還

114、有較多的方面有待優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)更加簡單。</p><p>　　在未來組合機床還是有很大的市場空間，只要與時俱進發(fā)展更加先進的組合機床，這一項目才能滿足未來的要求。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計是對我們大學四年學習生活的一次綜合檢驗，是對我們四年學習成果的認同，在畢業(yè)設計的過程中，我們不但可以跟老師學

115、習新的知識，還能拓寬我們的見識，對以往學過的內(nèi)容也起到復習的作用。 </p><p>　　在此次畢業(yè)設計中，指導老師給了我極大的幫助，老師嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣，在這，我衷心地向老師表示感謝。同時還要感謝跟我一組的同學們，他們的支持也給予了我很大的幫助，同學們之間經(jīng)常探討一些問題，也讓我在此次設計中學到更多的專業(yè)知識。</p><p>　　在此，由衷感謝各位老師

116、以及各位同學對我的幫助。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　謝家瀛. 組合機床設計簡明手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1994.</p><p>　　李慶余. 機械制造裝備設計[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003.</p><p>　　楊叔子. 機械加工工藝師手冊[M].

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