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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p> 題 目 汽車(chē)橋殼十二軸鉆孔組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) </p><p> 高職院 院(系) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)</p><p> 學(xué)生姓名 &l
2、t;/p><p> 學(xué) 號(hào) </p><p> 指導(dǎo)老師 </p><p> 起訖日期 2012年12月17日—2013年4月5日
3、 </p><p> 設(shè)計(jì)地點(diǎn) </p><p><b> 摘要</b></p><p> 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效率專(zhuān)用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N(或幾種)零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔
4、、銑削磨削等工序,在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,生產(chǎn)效率高,加工精度穩(wěn)定。</p><p> 本文主要針對(duì)專(zhuān)機(jī)上主軸箱部分,進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)以及計(jì)算。主軸箱是工序集中的、高效的組合機(jī)床的重要的專(zhuān)用部件之一,是用于布置(按所要求的坐標(biāo)位置)機(jī)床工作主軸及其傳動(dòng)零件和相應(yīng)的附加機(jī)構(gòu)的。它通過(guò)按一定速比排布傳動(dòng)齒輪,把動(dòng)力從動(dòng)力部件——?jiǎng)恿︻^、動(dòng)力箱、電動(dòng)機(jī)等,傳遞給各工作主軸,使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。繪出圖紙,明確計(jì)算,
5、通過(guò)設(shè)計(jì)的過(guò)程最終得到主軸箱精確的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),和具體的分布情況,使之符合加工要求。</p><p> 關(guān)鍵詞:組合機(jī)床 主軸箱 設(shè)計(jì)</p><p><b> Abstract</b></p><p> Machine Tool is a small number of common parts and processes focu
6、s on specific parts of the composition of the high efficiency of machine tool. It can one (or several) components for multi-knife, multi-axis, multi-faceted, multi-bit processing. Machine tool can be done in combination
7、drilling, reaming, milling, grinding, etc. Processes, widely used in actual production, high efficiency, stability and precision.</p><p> This article will focus on the spindle box part of the plane, to ass
8、embly design and computing. Headstock is a process focused, efficient combination of machine-specific components important one is used for layout(coordinates according to the required location) machine tool spindle and i
9、ts drive components and the corresponding additional institutions. It is arranged by a certain geat ratio, the power from the power unit-power head, power boxes,motors,etc., passed to the work spindle, and thus o</p&g
10、t;<p> Keywords: Machine Tool Headstock Design</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 目錄4</b></p><p><b> 第一章 緒論5</b></p><p>
11、 1.1組合機(jī)床的特點(diǎn)5</p><p> 1.2組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)5</p><p> 1.3組合機(jī)床的方案選擇6</p><p> 第二章 組合機(jī)床的總體描述7</p><p> 2.2組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)7</p><p> 2.3組合機(jī)床的加工方式7</p><p
12、> 2.4組合機(jī)床的發(fā)展史8</p><p> 2.5組合機(jī)床部件分類(lèi)8</p><p> 第三章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)9</p><p> 3.1主軸箱的用途9</p><p> 3.2主軸箱的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)9</p><p> 3.2.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱9</p><p&g
13、t; 3.2.2小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱9</p><p> 3.3總圖和零件的設(shè)計(jì)10</p><p> 3.3.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱總圖的設(shè)計(jì)10</p><p> 3.3.2大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱零件的設(shè)計(jì)10</p><p> 3.4主軸箱坐標(biāo)計(jì)算10</p><p> 3.5主軸的型式與直徑的確定和主軸箱所需
14、動(dòng)力的計(jì)算11</p><p> 3.6傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算11</p><p> 第四章 汽車(chē)橋殼12軸組合鉆床主軸箱設(shè)計(jì)13</p><p> 4.1被加工產(chǎn)品13</p><p> 4.2設(shè)計(jì)任務(wù)13</p><p> 4.3十二軸主軸箱設(shè)計(jì)13</p><p>
15、4.4機(jī)床所需的軸向力、功率校驗(yàn)15</p><p> 4.5鏜孔坐標(biāo)的計(jì)算15</p><p> 4.6主軸箱的潤(rùn)滑、變速和手柄軸的位置15</p><p><b> 4.7總結(jié)17</b></p><p><b> 第一章 緒論</b></p><p>
16、 1.1組合機(jī)床的特點(diǎn)</p><p> 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效率專(zhuān)用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N(或幾種)零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、銑削磨削等工序,生產(chǎn)效率高,加工精度穩(wěn)定。</p><p> 組合機(jī)床對(duì)多孔鉆削加工具有較大的優(yōu)勢(shì),它按孔的坐標(biāo)分布位置實(shí)行一次加工,保證了孔的坐標(biāo)位置尺寸精度。作為組合機(jī)床專(zhuān)用部件
17、的主軸箱,有成熟固定的設(shè)計(jì)模式:標(biāo)準(zhǔn)的主軸箱體、前后側(cè)蓋、主軸、傳動(dòng)軸、齒軸、軸承等,以及成熟的傳動(dòng)、布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可供選用。這是組合機(jī)床設(shè)計(jì)制造的長(zhǎng)處。但是,如何根據(jù)制造工藝技術(shù)及組配件的要求,在設(shè)計(jì)上靈活應(yīng)用并有所創(chuàng)新,以更好地適應(yīng)加工工件的需要,是擺在我們組合機(jī)床設(shè)計(jì)人員面前的一個(gè)課題。[8]</p><p> 1.2組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p> 組合機(jī)床
18、及其自動(dòng)線是集機(jī)電一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是搞笑、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類(lèi)和軸類(lèi)零件(近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額),完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車(chē)端面和凸臺(tái),在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)
19、床的分類(lèi)繁多,有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合機(jī)床等;隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來(lái)越受到人們的青睞,它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換,配以可編程序控制器(PLC)、數(shù)字控制(NC)等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外,近年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)(
20、清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。</p><p> 由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專(zhuān)用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的,它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后,國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)
21、大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。[9]</p><p> 1.3組合機(jī)床的方案選擇</p><p> 制定工藝方案 要深入現(xiàn)場(chǎng)了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這
22、里要確定加工工步數(shù),決定刀具的種類(lèi)和型式。</p><p> 機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí),既要考慮實(shí)現(xiàn)工藝方案,保證加工精度,技術(shù)要求及生產(chǎn)效率;又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否良好;還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量,以便使設(shè)計(jì)的組合機(jī)床符合多塊好省的要求。</p><p> 組合機(jī)床總體方案 這里要確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系,
23、選擇通用部件的刀具的導(dǎo)向,計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)率。給制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。</p><p> 組合機(jī)床的部分方案和施工方案 制定組合機(jī)床流水線的方案時(shí),與一般單個(gè)的組合機(jī)床方案有所不同。流水線上由于工序的組合不同,機(jī)床的型式和數(shù)量都會(huì)有較大的變化。因此,這時(shí)應(yīng)按流水線進(jìn)行全面考慮,制定方案時(shí)也應(yīng)綜合研究,才能將工序組合的更為合理,更可靠地滿足工件的加工要求,用較多的工作,也為進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了有
24、利條件。[5]</p><p> 第二章 組合機(jī)床的總體描述</p><p> 2.1組合機(jī)床的分類(lèi)和組成</p><p> 組合機(jī)床的通用部件分為大型和小型兩大類(lèi)。大型通用部件是指電機(jī)功率為1.5-30千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類(lèi)動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率為0.1-2.2千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類(lèi)動(dòng)力部件多為套筒移動(dòng)的
25、結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型組合機(jī)床。用小型通用部件真誠(chéng)的機(jī)床稱為小型組合機(jī)床。按設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為大型通用機(jī)床。</p><p> 組合機(jī)床除了分為大型和小型外,按配置形式又分為單工位和多工位機(jī)床兩大類(lèi)。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種,多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為單工位雙面銑床。</p><p&
26、gt; 2.2組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)</p><p> 組合機(jī)床與通用機(jī)床、其他專(zhuān)用機(jī)床比較,具有以下特點(diǎn):</p><p> 組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零部件總量的70~80%,因此設(shè)計(jì)和制造的周期短,投資少,經(jīng)濟(jì)效果好。</p><p> 由于組合機(jī)床采用多刀加工,并且自動(dòng)化程度高,因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,勞動(dòng)強(qiáng)度低。</p
27、><p> 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的,又有廠成批制造,因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠,使用和維修方便。</p><p> 在組合機(jī)床上加工零件時(shí),由于采用專(zhuān)用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等,加工質(zhì)量靠工藝裝備保證,對(duì)操作工人水平要求不高。</p><p> 當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí),采用其他類(lèi)型的專(zhuān)用機(jī)床時(shí),其大部分件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí),其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零
28、件可以重復(fù)利用,不必另行設(shè)計(jì)和制造。</p><p> 組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線,以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。</p><p> 組合機(jī)床常用的通用部件有:機(jī)身、底座、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái),各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按循序加工的多工位組合機(jī)床,還具有移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。</p><p> 動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)
29、動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。</p><p> 機(jī)身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件,起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度保持性,主要是由這些部件保證。[3]</p><p> 2.3組合機(jī)床的加工方式</p><p> 組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式,生產(chǎn)效率比通用機(jī)床
30、高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,可根據(jù)需要靈活配置,能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此,組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn),在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。</p><p> 組合機(jī)床一般用于加工箱體類(lèi)或非凡外形的零件。加工時(shí),工件一般不旋轉(zhuǎn),由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用
31、車(chē)削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn),由刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng),也可以實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件(如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等)的外圓和端面加工。</p><p> 2.4組合機(jī)床的發(fā)展史</p><p> 二十世紀(jì)70年代以來(lái),隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展,組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米/1000毫米,表面粗糙度可低達(dá)2.5~0.63微米;鏜孔精度可
32、達(dá)IT7~6級(jí),孔距精度可達(dá)0.03~0.02微米。</p><p> 專(zhuān)用機(jī)床是隨著汽車(chē)工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在專(zhuān)用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用,逐步發(fā)展成為通用部件,因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。</p><p> 最早的組合機(jī)床是1911年在美國(guó)制成的,用于加工汽車(chē)零件。初期,各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性,便于用戶使用和維修,1953年美國(guó)福特汽車(chē)
33、公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商,確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則,即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸,但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。</p><p> 2.5組合機(jī)床部件分類(lèi)</p><p> 通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類(lèi)。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。</p><p>
34、 支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件,有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。</p><p> 輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件,主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等。</p><p> 控制部件是用以控制機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件,有液壓站、電器柜和操縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置
35、等。</p><p> 為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用,往往需要應(yīng)用成組技術(shù),把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組合機(jī)床上加工,以提高機(jī)床的利用率。這類(lèi)機(jī)床常見(jiàn)的有兩種,可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。</p><p> 組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng),以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍;采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng),以提高工藝可調(diào)性;以及納
36、入柔性制造系統(tǒng)等。[12]</p><p> 第三章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)</p><p><b> 3.1主軸箱的用途</b></p><p> 主軸箱是工序集中的、高效的組合機(jī)床的重要的專(zhuān)用部件之一,是用于布置(按所要求的坐標(biāo)位置)機(jī)床工作主軸及其傳動(dòng)零件磨合相應(yīng)的附加機(jī)構(gòu)的。它通過(guò)按一定速比排布傳動(dòng)齒輪,把動(dòng)力從動(dòng)力部件——?jiǎng)恿︻^、動(dòng)
37、力箱、電動(dòng)機(jī)等,傳遞給各工作主軸,使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。由于機(jī)床是根據(jù)不同加工對(duì)象而制定總體結(jié)構(gòu)方案,故有的主軸箱是安裝在動(dòng)力頭或動(dòng)力箱上;有的則是安裝在動(dòng)力滑臺(tái)或床身上的。[1]</p><p> 3.2主軸箱的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)</p><p> 組合機(jī)床主軸箱,按其組成和用途分為:大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱、小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱和專(zhuān)用主軸箱三大類(lèi)。</p><p> 3.
38、2.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱</p><p> 由通用零件和部件(通用的箱體類(lèi)零件、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和通用或?qū)S玫母郊訖C(jī)構(gòu)等)組成的“標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)”主軸箱,稱為大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱。</p><p> 大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱剛性不是很高的,因?yàn)檫@種標(biāo)準(zhǔn)主軸箱,主軸的前后支承距離平均只有150毫米左右,而刀具的懸伸長(zhǎng)度往往是主軸支承距的好幾倍。在這種懸伸比之下單靠主軸本身是不能保證孔加工的位置精度的,而主要有夾
39、具的導(dǎo)向裝置來(lái)保證。因此,對(duì)剛性主軸箱來(lái)說(shuō),可以把大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱稱為非剛性主軸箱。按加工性質(zhì),它可分為下列三種:a.大型標(biāo)準(zhǔn)鉆削類(lèi)主軸箱。一般用于完成鏜孔、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、倒角等單一的或混合工序的主軸箱;b.大型標(biāo)準(zhǔn)攻絲主軸箱;c.大型標(biāo)準(zhǔn)鉆攻復(fù)合主軸箱。</p><p> 大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的后蓋有四種厚度,設(shè)計(jì)時(shí),若主軸箱內(nèi)只有動(dòng)力頭輸出軸與另一傳動(dòng)軸上有4或5排齒輪,并且這一對(duì)4或5排齒輪的輪廓又不超出后蓋
40、與動(dòng)力頭的結(jié)合法蘭的范圍時(shí),可以分別選用厚度為50和100毫米的后蓋。此時(shí),后蓋窗孔要按齒輪輪廓加以擴(kuò)大。否則,就要分別選用厚度為90毫米的基型后蓋和厚度為125毫米的加厚后蓋。[12]</p><p> 3.2.2小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱</p><p> 小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱是由主軸箱及其導(dǎo)向部分所組成。主軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的,但箱體的外形按具體需要可有多種形式。它和大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱一樣,主軸也是
41、非剛性的,刀具工作時(shí)須由導(dǎo)向來(lái)引導(dǎo)。按用途分,可分為鉆孔類(lèi)主軸箱和攻絲類(lèi)主軸箱。</p><p> 主軸箱部分主要由專(zhuān)用的箱體類(lèi)零件盒通用的傳動(dòng)類(lèi)零件組成。</p><p> 屬于箱體類(lèi)零件的有:鑄鋁的主軸箱體、前蓋和后蓋,以及鋼制的上蓋等。屬于通用傳動(dòng)類(lèi)零件的有:主軸、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪等。動(dòng)力頭齒輪室專(zhuān)用的[12]</p><p> 3.3總圖和零件的設(shè)計(jì)&
42、lt;/p><p> 3.3.1大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱總圖的設(shè)計(jì)</p><p> 大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的總圖,包括下述部分:正視圖部分、按裝配型式歸類(lèi)的主軸和傳動(dòng)軸的截面圖。正規(guī)圖部分主要表示:主軸箱聯(lián)系尺寸、動(dòng)力部件的型號(hào)、主軸位置、傳動(dòng)關(guān)系、件號(hào)、潤(rùn)滑油管的型號(hào),以及必要的零件尺寸。</p><p> 主軸和傳動(dòng)軸的截面圖表示:主軸和傳動(dòng)軸的裝配型式,軸承、齒輪、隔套等零
43、件的安裝位置,主軸防油套的型號(hào),以及必要的零件尺寸等。</p><p> 3.3.2大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱零件的設(shè)計(jì)</p><p> 大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的大部分零件都是通用的,根據(jù)需要進(jìn)行合理選用就行了。其箱體類(lèi)零件(前蓋,后蓋,主軸箱體)雖然也是按比列化和通用化原則設(shè)計(jì)的,但并不是完全通用的。這些箱體類(lèi)零件的模型,甚至鑄件都可以事先做好,但需要根據(jù)每個(gè)主軸箱的具體需要進(jìn)行補(bǔ)充加工或修改模型急補(bǔ)
44、充加工。</p><p> 補(bǔ)充加工圖和修改模型及補(bǔ)充加工圖</p><p> 所謂補(bǔ)充加工圖和修改模型及補(bǔ)充加工圖,則是對(duì)基本零件圖——主要是通用箱體零件圖的補(bǔ)充圖或?qū)σ殉尚土慵岢鲅a(bǔ)充加工要求的圖紙。進(jìn)補(bǔ)充機(jī)械加工內(nèi)容的補(bǔ)充圖,叫做“補(bǔ)充加工圖”;除了補(bǔ)充機(jī)械加工內(nèi)容外,同時(shí)還要求改動(dòng)原有模型的補(bǔ)充圖,叫做“修改模型及補(bǔ)充加工圖”。對(duì)于那些標(biāo)準(zhǔn)的或外購(gòu)零、部件,當(dāng)其局部不適用本主軸
45、箱時(shí),也可以采取補(bǔ)充加工的方法。這時(shí)也要繪制補(bǔ)充加工圖。</p><p> 用細(xì)實(shí)線把基本零件圖上的主要圖形畫(huà)出,次要的圖形。投影和一般的尺寸原則上可以不畫(huà)和不標(biāo)注。但是,為了表明零件的輪廓及補(bǔ)充內(nèi)容有關(guān)的位置尺寸關(guān)系,通常要把輪廓尺寸和有關(guān)位置尺寸注上。需要補(bǔ)充加工和修改模型的部位,要用粗實(shí)線畫(huà)出,并注上要求的尺寸、粗糙度、技術(shù)要求等。如需要取消基本零件圖上原有的圖形和尺寸,則需要特別加以注明。</p&
46、gt;<p><b> 變位齒輪</b></p><p> 在主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)中,常采用一軸帶動(dòng)多軸的傳動(dòng)方法。在這種情況下,往往出現(xiàn)兩軸的中心距一定,而這個(gè)已定的中心距又不符合齒輪的標(biāo)準(zhǔn)嚙合中心距的情況,為了湊中心距離,就必須把嚙合副中的一個(gè)或兩個(gè)齒輪作成角度變位齒輪。[12]</p><p> 3.4主軸箱坐標(biāo)計(jì)算</p><
47、p> 主軸箱坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)的確定</p><p> 為了計(jì)算主軸箱的各軸坐標(biāo),對(duì)于每個(gè)主軸箱都必須選擇一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)。當(dāng)主軸箱是直接安裝在動(dòng)力滑臺(tái)或床身上時(shí),一般選取主軸箱底平面與通過(guò)其他定位銷(xiāo)孔的垂直線交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。對(duì)于安裝在動(dòng)力頭或動(dòng)力箱上的主軸箱,一律選取主軸箱體的定位銷(xiāo)孔為坐標(biāo)原點(diǎn)。</p><p><b> 坐標(biāo)計(jì)算的順序</b></p>
48、<p> 主軸箱坐標(biāo)的計(jì)算順序是:首先計(jì)算主軸的坐標(biāo),然后計(jì)算與這些主軸有直接嚙合關(guān)系的傳動(dòng)軸坐標(biāo),再按順序計(jì)算其余軸的坐標(biāo)。</p><p> 在計(jì)算過(guò)程中,藥隨時(shí)把計(jì)算出來(lái)的各軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)填入專(zhuān)門(mén)格式的坐標(biāo)集中,以供計(jì)算其他軸和將來(lái)面檢查圖與箱體圖時(shí)使用。</p><p><b> 主軸坐標(biāo)的計(jì)算</b></p><p>
49、 主軸坐標(biāo)的計(jì)算是按主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)或被加工零件工序圖進(jìn)行的。為了確保主軸坐標(biāo)的正確性,一般應(yīng)再按被加工零件圖進(jìn)行一次驗(yàn)算。主軸坐標(biāo)的計(jì)算精度,要求精確到小數(shù)點(diǎn)后第三位數(shù)字。</p><p> 為了減少計(jì)算誤差,對(duì)于角度關(guān)系的主軸坐標(biāo),應(yīng)采用七位或七位以上的三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。</p><p> 當(dāng)被加工零件的孔距尺寸帶有公差時(shí),在計(jì)算坐標(biāo)時(shí)應(yīng)考慮公差的影響。主要是那些帶有單向公差
50、或雙向不等公差的尺寸,應(yīng)當(dāng)把公差計(jì)算進(jìn)去,使主軸的名義坐標(biāo)尺寸位于公差帶的中央。</p><p> 3.5主軸的型式與直徑的確定和主軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算</p><p> 主軸的型式和直徑,主要取決于刀具的進(jìn)給抗力和切削扭矩或主軸一刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。通常,鉆孔時(shí)采用前支承有止推軸承的主軸;鉆孔以外的其他工序,主軸前支承有沒(méi)有止推軸承都可以,這要視具體情況而定。設(shè)計(jì)時(shí),盡可能不選用15
51、毫米直徑的主軸和滾針主軸,因?yàn)檫@種主軸的精度低,既不便于制造裝配,也不便于使用和維修。</p><p> 確定主軸直徑時(shí),首先要根據(jù)切削用量,按有關(guān)公式計(jì)算出主軸的切削扭矩。然后根據(jù)表“軸能承受的扭矩”,確定鉆削類(lèi)主軸的直徑。</p><p> 主軸箱所需的動(dòng)力有兩項(xiàng):一項(xiàng)是主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)所需的動(dòng)力,也就是主軸箱所需要的功率,它等于切削功率、空轉(zhuǎn)功率和負(fù)荷成正比的功率損失之和;另一項(xiàng)是進(jìn)給
52、力。</p><p> 3.6傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p> 所謂傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈,按要求把動(dòng)力從動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)軸傳遞到主軸上去。同時(shí)滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)的要求。一般來(lái)說(shuō),同一個(gè)主軸箱可以設(shè)計(jì)出幾種方案來(lái)。因此,設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)各種傳動(dòng)方案進(jìn)行分析比較,從中選出最佳方案。</p><p> 主軸的分布盡管有各種各樣類(lèi)型,但通常采用的
53、經(jīng)濟(jì)而又有效的傳動(dòng)是:用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。因此,設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),首先把所有主軸分成盡可能少的若干組同心圓,然后把在各組同心圓放置一根傳動(dòng)軸,來(lái)帶動(dòng)各自一組的主軸。接著再用盡可能少的傳動(dòng)軸把各組軸與動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。這就是通常的傳動(dòng)布置次序,即由主軸處布置起,最后再引到動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)軸上。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的、主軸數(shù)量較少或其他特殊情況,亦可采用別的布置次序。</p><p> 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),除了運(yùn)用傳動(dòng)
54、的基本公式,設(shè)計(jì)出幾種方案進(jìn)行分析比較,從中選出最佳方案以外,還必須充分注意和檢查所選定的方案中,齒輪和周徑之間、軸承與軸承之間是否發(fā)生干涉。</p><p> 大功率的傳遞 主軸箱上的主軸數(shù)量較多或加工工藝所致的切削負(fù)荷較大時(shí),所選動(dòng)力部件的功率亦較大。此時(shí)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng),要特別注意傳動(dòng)鏈中大負(fù)荷傳遞環(huán)節(jié)各零件(主要是齒輪)的強(qiáng)度問(wèn)題。對(duì)于那些傳遞負(fù)荷較大的齒輪——尤其是傳遞低模數(shù)小的齒輪,或者雖非轉(zhuǎn)速低模數(shù)
55、小,但齒根距鍵槽處尺寸大小的齒輪。因此,對(duì)于大功率標(biāo)準(zhǔn)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),最好采用合理分散的傳動(dòng)方法。這就是使動(dòng)力不是通過(guò)一條,而是幾條傳動(dòng)鏈,反別帶動(dòng)各個(gè)主軸。[12]</p><p> 第四章 汽車(chē)橋殼12軸組合鉆床主軸箱設(shè)計(jì)</p><p><b> 4.1被加工產(chǎn)品</b></p><p> 136型汽車(chē)后橋殼,材料:09SIV
56、L σb=70~90kg/mm2</p><p> 221型汽車(chē)前橋殼,材料:09SIVL σb=70~90kg/mm2</p><p><b> 4.2設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p> 設(shè)計(jì)一臺(tái)12軸組合鉆床上的主軸箱,該12軸臥式組合鉆床可安裝12根8.5mm鉆頭或12根10.5mm鉆頭,一次可同時(shí)加工上述橋殼12個(gè)8.5mm的孔。
57、</p><p> 加工前橋殼或后橋殼不需要更換夾具和鉆頭。</p><p><b> 附:橋殼工序圖</b></p><p> 4.3十二軸主軸箱設(shè)計(jì)</p><p> 確定鉆頭的切削速度v(米/分):</p><p> 1、根據(jù)橋殼的材料09SIVL σb=70~90kg/mm2&l
58、t;/p><p> 查得鉆頭允許的切削速度v=12~20(米/分)</p><p> 根據(jù)切削速度v求鉆頭的轉(zhuǎn)速n—即主軸箱工作軸的轉(zhuǎn)速n:</p><p> 按產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝要求:前、后橋殼分別鉆12—8.5mm的螺紋(M10)的底孔:</p><p> ?、佼?dāng)v=12m/min時(shí),n1=1000v/D=1000×12/3.1
59、4×8.5=450(r/min)</p><p> ②當(dāng)v=20m/min時(shí),n1=1000v/D=1000×20/3.14×8.5=749(r/min)</p><p> 即在橋殼上鉆8.5mm的孔,鉆頭的轉(zhuǎn)速(即工作軸的轉(zhuǎn)速)n=450~749(r/min)</p><p> 齒輪傳動(dòng)主軸箱設(shè)計(jì):</p><
60、;p> 齒輪傳動(dòng)主軸箱設(shè)計(jì)如圖</p><p> 圖一.齒輪傳動(dòng)主軸箱</p><p> 2、根據(jù)圖一,求工作軸轉(zhuǎn)速(即鉆頭轉(zhuǎn)速)n1:</p><p> n主/n1=z2/z1×z4/z3=59/21×38/91=2242/1911</p><p> 所以n1=1911×z主/2242=1911
61、×720/2242=614(r/min)</p><p> 可見(jiàn),實(shí)際工作軸轉(zhuǎn)速614(r/min)在加工橋殼12—8.5mm孔要求的轉(zhuǎn)速</p><p> 450~749(r/min)之間,故此設(shè)計(jì)方案可行。</p><p><b> 油泵轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算:</b></p><p> n主/n油=z2/z1
62、×z8/z7=59/21×21/41=59/42</p><p> 所以n油=720×42/59=512.54(r/min)</p><p> 故,油泵的實(shí)際轉(zhuǎn)速在400~800之內(nèi),此設(shè)計(jì)方案可行。</p><p> 驗(yàn)算鉆頭的切削速度v:</p><p> ?、佼?dāng)鉆橋殼12—8.5mm孔時(shí):v=nD/1
63、000=3.14×614×8.5/1000=16.4(r/min),</p><p> 在允許的切削速度12~20米/分之間,故可行。</p><p> ?、诋?dāng)鉆減速器殼12—10.5mm孔時(shí):v=nD/1000=3.14×614×10.5/1000=20.2(m/min)</p><p> 在16~24米/分之間,故可行
64、。</p><p> 4.4機(jī)床所需的軸向力、功率校驗(yàn)</p><p> 按最大鉆孔直徑計(jì)算,同時(shí)鉆輪轂12個(gè)孔所需的軸向力和功率:</p><p> 查:《齒輪傳動(dòng)多軸偷設(shè)計(jì)》(一汽工藝裝備設(shè)計(jì)處編)</p><p> 總軸向力: (Hy40B滑臺(tái)推力) 可行。</p><p><b> 總功
65、率:</b></p><p><b> 而(功率),可得</b></p><p> 工進(jìn)速度:,在Hy40B滑臺(tái)工進(jìn)速度范圍,滿足。</p><p> 4.5鏜孔坐標(biāo)的計(jì)算</p><p> 前蓋上十二軸孔的坐標(biāo)計(jì)算:</p><p> 4.6主軸箱的潤(rùn)滑、變速和手柄軸的位置
66、</p><p><b> 潤(rùn)滑</b></p><p> 大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱采用葉片潤(rùn)滑油泵進(jìn)行潤(rùn)滑。油泵打出的油經(jīng)分油器分向潤(rùn)滑部位。對(duì)于臥式標(biāo)準(zhǔn)主軸箱,主軸箱體前后壁間的齒輪和壁上的軸承用油盤(pán)潤(rùn)滑,箱體和后蓋以及和前蓋間的齒輪用油管潤(rùn)滑;對(duì)于立式主軸箱,則將油管分散引致最高排齒輪上面,是主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)件得到潤(rùn)滑。</p><p> 此外
67、,當(dāng)動(dòng)力部件導(dǎo)軌采取自動(dòng)潤(rùn)滑時(shí),尚需由分油器的徑向分油口向?qū)к墲?rùn)滑裝置引潤(rùn)滑油管。</p><p> 一般情況下,對(duì)中等尺寸一下的主軸箱,用一個(gè)葉片泵即可;對(duì)于尺寸較大且軸數(shù)又多的主軸箱,用一個(gè)潤(rùn)滑泵不夠時(shí),可以用兩個(gè)潤(rùn)滑泵。葉片潤(rùn)滑泵的使用轉(zhuǎn)速為400~800轉(zhuǎn)/分,其安放位置應(yīng)盡可能靠近油池,使之易于打油。這種泵的傳動(dòng)方式有兩種:一種是借助油泵傳動(dòng)軸傳動(dòng)的,另一種是通過(guò)直接裝在泵軸上的齒輪直接傳動(dòng)的。葉片潤(rùn)
68、滑泵使用可靠,對(duì)于一般前蓋易于拆卸的主軸箱,可以不設(shè)置專(zhuān)供拆修油泵用的油泵蓋。</p><p> 在設(shè)計(jì)主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),一般在主要傳動(dòng)環(huán)節(jié)未排好之前,是可以不考慮油泵的安放位置的。待主要傳動(dòng)環(huán)節(jié)排好后,再用按比列畫(huà)在透明紙上的油泵外廓圖,試著給油泵找個(gè)合適的位置。當(dāng)泵體或管接頭與傳動(dòng)軸端相碰時(shí),傳動(dòng)軸需要采用埋頭型式。對(duì)于專(zhuān)用主軸箱來(lái)說(shuō),除了可用葉片泵或者潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑外,還可用柱塞油泵、齒輪油泵、飛濺潤(rùn)滑、噴
69、霧潤(rùn)滑等。</p><p><b> 變速</b></p><p> 大型組合機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速,通常是不要改變的。單從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)時(shí)可以不必特意留出變速環(huán)節(jié)。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮(比如,考慮到將來(lái)刀具的改進(jìn),或考慮到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速可能確定的不盡合適等),在設(shè)計(jì)時(shí)有意識(shí)地使一對(duì)或兩對(duì)齒輪能起交換齒輪作用,使主軸轉(zhuǎn)速能有一定調(diào)整范圍,有時(shí)還是必須的。</p><
70、;p> 在大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱上,通常是選擇分路傳動(dòng)前的一對(duì)或兩對(duì)處于4、5排的齒輪作為交換齒輪,以便獲得一定的變速范圍。小型主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),是不用考慮變速齒輪的,因?yàn)樵谛⌒蛣?dòng)力頭的傳動(dòng)系統(tǒng)中已設(shè)有變速環(huán)節(jié)(減速器)。</p><p><b> 手柄軸的設(shè)置</b></p><p> 組合機(jī)床主軸箱上一般都有較多的刀具,為了便于更換和調(diào)整刀具,或是裝配和維
71、修時(shí)檢查主軸精度,一般每個(gè)主軸箱上都要設(shè)置一個(gè)手柄軸,以便手動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸。</p><p> 為了扳動(dòng)起來(lái)輕便,手柄軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能高一些,其所處位置要靠近機(jī)床操作者的一側(cè),并且是便于下扳手的地方。另外還必須注意,手柄軸的周?chē)鷳?yīng)有較大的空間,以便扳動(dòng)一次手柄軸的轉(zhuǎn)角不小于60°。一般在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),暫不考慮手柄軸的設(shè)置問(wèn)題。而在傳動(dòng)系統(tǒng)排好之后,按前述要求從傳動(dòng)軸中選擇一根作為手柄軸。小型和專(zhuān)用主軸箱
72、,通常都不設(shè)手柄軸。[12]</p><p><b> 4.7總結(jié)</b></p><p><b> 致謝</b></p><p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲了,回首這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程里,在選題及研究過(guò)程中得到xx老師的悉心指導(dǎo)。每當(dāng)在繪圖及計(jì)算過(guò)程中遇到問(wèn)題了,要么在每周見(jiàn)面的時(shí)候當(dāng)場(chǎng)提出,要么就常常打電話詢問(wèn)xx老師,老
73、師也多次詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程,并為我指點(diǎn)迷津,有時(shí)還通過(guò)電子郵箱發(fā)給我一些參考資料,幫助我開(kāi)拓思路,靜心點(diǎn)播。xx老師有很多知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)我,他一絲不茍作風(fēng),嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度,不僅受我以文,而且教我做人。給我映像最深刻的是他帶領(lǐng)我們一組同學(xué)去車(chē)橋廠參觀,大冬天里為了充分利用有限的時(shí)間,在路上坐在公交車(chē)上就向每一位同學(xué)講解個(gè)人課題的有關(guān)要點(diǎn),這讓我很感動(dòng),心里暗暗下決心,要認(rèn)認(rèn)真真的做這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),也是大學(xué)時(shí)期最關(guān)鍵的畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p&g
74、t;<p> 我還要感謝我的家人,是他們給予我充分的支持,專(zhuān)心的來(lái)完成這個(gè)畢業(yè)課題,尤其是培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母,謝謝你們!</p><p> 最后我還要感謝與我一起生活學(xué)習(xí)了多年的宿舍舍友們,在我繪圖寫(xiě)論文時(shí),遇到些小問(wèn)題一時(shí)難解之時(shí),是他們給了我?guī)椭覀兓ハ喙膭?lì)互相幫助最終完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),謝謝大家!</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b
75、></p><p> [1]曾慧娥,周慶忠. 基于特征的機(jī)械產(chǎn)品造型研究. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程1999(2):12—14.</p><p> [2]蔣華林. 基于MIDAS技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)安全代理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2003(7):124—127.</p><p> [3]李維. Delphi5. X分布多層應(yīng)用系統(tǒng)篇[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)
76、出版社,2000.</p><p> [4]徐憬. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社. 1991</p><p> [5]王步灜. 機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算的理論和方法[M]. 北京:高等教育出版社,1986.</p><p> [6]艾興,肖詩(shī)綱. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2004. 2.</p><p> [
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78、LE BOX, American Machinist; Jun2006, Vol.150 Issue 6, p60-60, 1/4p</p><p> [11]The Mitotic Spindle:A Self-Made Machine,Karsenti,E. Vernos,I.Science;10/19/2001,Vol.294Issue5542,p543,5p,11diagrams</p&g
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