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臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 設(shè)計(jì)題目 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 2 目 錄 一 前言 1 二 設(shè)計(jì)任務(wù)及組合機(jī)床介紹 1 加工內(nèi)容及要求 2 2 工作循環(huán) 2 3 夾具設(shè)計(jì)方案 2 4 確定切削用量及刀具 2 5 確定切削力扭矩 功率及刀具耐用度 3 6 初定主軸直徑 4 7 主軸箱所需動(dòng)力 5 三 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 6 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 3 三圖一卡設(shè)計(jì) 6 主軸箱輪廓尺寸 9 傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑 10 機(jī)床技術(shù)特性 10 計(jì)算生產(chǎn)率 10 四 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 12 1 原始依據(jù)圖 12 2 主軸結(jié)構(gòu)形式及動(dòng)力計(jì)算 13 3 傳動(dòng)方案 14 4 主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算 19 5 主軸箱的潤(rùn)滑及手柄軸位置 20 6 繪制裝配圖主軸箱 21 五 總結(jié) 30 六 參考資料 31 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 4 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成工程技術(shù)人員基本訓(xùn)練的最后一個(gè)重 要環(huán)節(jié) 目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)和基礎(chǔ)知識(shí) 獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力 在設(shè)計(jì)方案的 選定 設(shè)計(jì)資料的收集 手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范的運(yùn)用 設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用 零件圖及總裝圖的繪制等方面有一定較 全面的鍛煉 并使每個(gè)學(xué)生樹立起正確的設(shè)計(jì)思路和良好 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 5 的工作風(fēng) 一個(gè)零件的同一面上 往往有多個(gè)孔 如果在普通機(jī) 床上加工 通常要一個(gè)一個(gè)孔的鉆 生產(chǎn)率低下 同時(shí) 各加工孔的形狀和它的位置公差以及尺寸精度都難以保證 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大 特別是大批大量生產(chǎn)的工藝 更是大大 地增加了生產(chǎn)周期 而且成本也很高 為了克服多孔零件普通機(jī)床加工不利的一面 行之有 效的方案就是在普通機(jī)床的主軸上裝上多頭軸 但是對(duì)于 大型箱體零件 采用變種方案也不行 而采用組合鉆床才 是最佳方案 組合機(jī)床是按系列化 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件與按被 加工零件的形狀及加工工藝要設(shè)計(jì)的專用部件所組成的專 用機(jī)床 二 設(shè)計(jì)任務(wù)及組合機(jī)床介紹 1 加工內(nèi)容及要求 要求設(shè)計(jì)一臺(tái)組合鉆床 加工 175 型柴油機(jī)一 面上的六個(gè)孔 詳見加工工序圖 被加零件其材料為 HT200 硬度 HB170 220 毛坯為鑄件機(jī)械性能 GB5675 85 中有關(guān)于 HB200 的規(guī)定 年產(chǎn)量為 5 萬件 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 6 年 2 本臺(tái)機(jī)床為臥式單面組合鉆床 工作循環(huán)為 工 進(jìn) 快 退切 入 快 進(jìn) 3 夾具設(shè)計(jì)方案 全生產(chǎn)線采用通過式滾道輸送帶 根據(jù)被加工零件的 特定結(jié)構(gòu)以及考慮便于輸送和裝夾方便 從提高零件的加 工精度出發(fā) 生產(chǎn)線采用隨行夾具 隨行夾具以兩個(gè)銷孔和隨行夾具體 6 的基面在機(jī)床固 定夾具上定位 工件與機(jī)腳面和機(jī)腳面上的兩孔在隨行夾 具 上 由于工件定位平面不連續(xù) 因此隨行夾具的關(guān)部 位必具有硬度和高耐磨性 考慮該機(jī)床工件加工面的不同 要從夾具的兩個(gè)垂直方向輸送工件 幫夾具采用敞開式四 立柱結(jié)構(gòu) 隨行夾具輸送方向的兩側(cè)固定夾具上設(shè)置定位 板 而在輸送導(dǎo)板上設(shè)置 輸送方向上的限位裝置 使隨行夾具上定位準(zhǔn)確 插 銷順利 隨行夾具以其底面在兩塊等定位塊所構(gòu)成的平面 上 并以兩銷孔 一個(gè)賀柱銷和一個(gè)錐銷定位 實(shí)現(xiàn)一面 兩銷方式夾緊裝置采用浮動(dòng)壓塊直接壓在工件上 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 7 采用一面兩銷定位消除了六個(gè)自由度 一個(gè)圓柱銷消 除 2 個(gè)自由度 x z 削邊銷消除 y 自由度 一面消除三 y x z 個(gè)自由度 4 確定切削用具量及選擇刀 根據(jù)本道工序的要求 刀具選擇 6 7 和 8 5 的麻花 鉆頭 材料為高速鋼 鋼號(hào)為 W6Mn5Cr4V2 查 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 確定切削用量 5 確定切削用量 切削扭矩 切削功率及刀具耐用度 p 26 D f0 8 HB0 6 m 10 D fo 8 HB0 6 N m v 9740 D 工序 V m min S mm r N r min 鉆 6 7 16 0 13 760 鉆 8 5 17 6 0 15 659 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 8 式中 p 切削軸向力 d 鉆頭直徑 f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 m 切削扭矩 N 切削功率 V 切削速度 通常根據(jù)鉆孔深度考慮修正系數(shù) v B 公稱 KV HB 布氏 鉆 6 7 孔時(shí) P 26 6 7 0 130 8 2000 6 818 1N M 10 6 71 9 0130 8 2000 6 1743N mm L p 16 6 7 2 388 取 KV 1 V 1 61 16m min N 1743 16 9740 6 7 0 136kw T 9600 6 70 25 16 0 130 55 2001 3 8 7003 鉆 8 5 孔時(shí) P 26 8 5 0 150 8 2000 6 1164N M 10 8 51 9 0 13 2000 6 3072Mmm L D 28 8 5 3 8 KV 0 9 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 9 N 3072 17 60 9 9740 8 5 0 21Kw T 9600 8 50 25 17 60 55 2001 3 2802min 6 初定主軸直徑 查 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 p 36 公式 d 0 1B4 m 鉆 6 7 時(shí)即 1 2 軸 d 0 624 1743 取 d1 2 15 鉆時(shí)即 3 4 5 6 軸 d 0 624 3072 18 6mm 由于便于統(tǒng)一 取 d3 4 5 6 20mm 使傳動(dòng)軸和主軸都取 d 20 便于選取軸承 7 主軸箱所需動(dòng)力 W N n 2 0 136 4 0 208 1 104Kw P 2818 41164 6292KN 0 9 N 動(dòng) N 主 N 進(jìn) N 進(jìn) 1 2Kw N 動(dòng) 2 5kw 選取 JT4033 機(jī)械動(dòng)力頭 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn) 分 動(dòng)力滑臺(tái)選 3 號(hào) 液壓滑臺(tái) HY32B 電機(jī)功率 N 3Kw 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 10 三 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 三圖一卡的設(shè)計(jì) 1 工零件工序圖是組合機(jī)床的主要依據(jù) 細(xì)實(shí)線表示與本道 工序加工無關(guān)的部分 粗實(shí)線表示被加工部位精度 粗糙度 位置精度定位及夾壓方向 組合機(jī)設(shè)計(jì) P 61 2 加工示意圖 標(biāo)記出夾具 刀具 工件的相互位置關(guān)系 組合機(jī)床設(shè)計(jì) P 63 P 73 3 聯(lián)系尺寸圖 4 生產(chǎn)計(jì)算卡 A 繪制被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案 表示一臺(tái) 組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容 加工部位的尺寸精度 技術(shù) 要求 定位基準(zhǔn) 夾壓部位 以及被加工零件的材料 硬 度和本機(jī)床加工毛坯情況的圖紙 它是在原有工件圖的基 礎(chǔ)上 以突出本機(jī)床或自動(dòng)線加工內(nèi)容 工序圖是組合機(jī) 床設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 也是制造 調(diào)試機(jī)床 檢查精度的重 要技術(shù)資料 內(nèi)容主要包括 a 兩個(gè)視圖反映被加工零件形狀 b 表示出以箱體隨行夾具的底面和底面上兩孔作為定位方 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 11 式 以隨行夾具兩側(cè)凸臺(tái)上平面作為夾緊用四爪夾壓 c 表示出加部位尺寸 位置精度及技術(shù)要求 d 表示出需加工孔的深度 箱體材料 以上所述詳見加工工序圖 B 繪制加工示意圖 它是刀具的布置圖 是刀具輔具 電氣液壓 主軸箱 等設(shè)計(jì)的重要依據(jù) 繪制所注意以下內(nèi)容 a 導(dǎo)向裝置的布置與參數(shù)做選擇 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 3 17 b 導(dǎo)向裝置配合 表 3 17 c 主軸系列到參數(shù) 表 3 22 d 連接桿選擇 表 3 23 以上所述詳見附圖加工示意圖 C 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 它是用來表示機(jī)床組成部件的相互裝配聯(lián)系以檢驗(yàn)機(jī) 床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)是否滿足加工要求 通用部件的 選擇是否合適 并進(jìn)一步為主軸箱 夾具等專用部件 零件的 設(shè)計(jì)提供依據(jù) 聯(lián)系尺寸圖也可看成簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖 它表 示機(jī)床的配置形式及總體布局 a 動(dòng)力部件的選擇 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 12 由前面計(jì)算 N 動(dòng) 2 5kw 根據(jù) 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 2 6 取 N 動(dòng) 3kw 選電動(dòng)機(jī)功率 選動(dòng)力箱 TD32A 公稱尺寸 B 320mm 動(dòng)力箱長(zhǎng)度 L 400mm 動(dòng)力箱寬度 B1 400mm 動(dòng)力箱高度 H 320mm 驅(qū)動(dòng)軸距動(dòng)力箱底面高度 h0 125mm 驅(qū)動(dòng)軸直徑 d 30mm 驅(qū)動(dòng)軸外伸長(zhǎng)度 L 45mm 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 推薦驅(qū)動(dòng)與電機(jī)傳動(dòng)比為 I 1 2 取 n 驅(qū) 710 轉(zhuǎn) 分 b 行程 所確定的中部件的總行程應(yīng)小于所選擇動(dòng)力滑的 最大行程 要求刀具長(zhǎng)與工件行程越小越好 c 主軸箱端面至工件端面之間的軸向寸是加工示意圖上最 重要的聯(lián)系寸 d 動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌形式采用 矩 山 型 e 工作行程 L 工進(jìn) L1 L 加工長(zhǎng)度 L2 取 L1 5mm L2 2mm L 工進(jìn) 5 28 20 35mm L 快進(jìn) L 工作行程 L 工進(jìn) L 快退 L 快進(jìn) 155mm L 工進(jìn) 35 155 190mm 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 13 動(dòng)力部總行程 L 總 L 工作行程 L 前備 L 后備 190 20 130 340mm 主軸箱輪廓尺寸 主軸箱寬度 B 高度 H 的大小主要與被加工零件孔的 分布信置有關(guān)可按下式確定 B b2 2b1 H h h1 h2 式中 B 主軸箱寬度 H 主軸箱高度 b1 最邊緣主軸中心 b2 工件上要加工的寬度方向上相隔最遠(yuǎn)的兩孔距離 h 工件上要加工高度方向上相隔遠(yuǎn)的兩孔距離 h1 最低主軸中心至主軸箱底平面距離 h2 最高主軸中心 至主軸箱底平面距離 根據(jù)被加工零 件工序圖得 b2 134 h 153 最 h2 72 5 b1 125 h1 174 5 B b2 2b1 384 H h h1 h2 400 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 14 取 1 號(hào)主軸箱 其外廓尺寸為 厚度 T 325mm 夾具輪廓尺寸 388 220 95 機(jī)床裝料高度 H 890mm 組合機(jī)床設(shè) P 25 傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑 采用自潤(rùn)滑 主軸箱內(nèi)有葉片油泵 將油供應(yīng)至齒輪傳 動(dòng)和動(dòng)力箱 滑臺(tái)導(dǎo)軌上 機(jī)技術(shù)特性 1 滑臺(tái)工作 面尺寸 630 320 mm 2 2 動(dòng)力箱滑臺(tái)快進(jìn)速度 V 快 5m min 計(jì)算生產(chǎn)率 表格見下一頁 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 15 圖 號(hào) 毛坯 種類 鑄件 名 稱 175 型柴油機(jī)曲 軸箱 毛坯 重量 被 加 工 零 件 材料 HT200 硬度 HB170 200 工序名稱 單面鉆孔并倒角 工序號(hào) 進(jìn)給量 工時(shí) min序 號(hào) 工 步 名 稱 被 加 工 零 直 徑 數(shù) 加 工 直 徑 m m 加 工 長(zhǎng) 度 m m 工 作 行 程 mm 切 削 速 度 m m 轉(zhuǎn)速 r min R minmm min機(jī)動(dòng)時(shí)間 輔 助 時(shí) 間 共 計(jì) 裝卸工件 1 1 5 1 5 動(dòng)力部件 滑臺(tái)快進(jìn) 155mm 0 031 0 031 鉆 4 個(gè) 8 5 孔并倒 1 60 角 85 28 35 17 6 659 0 15 98 8 0 355 0 355 鉆 2 個(gè) 6 7 孔并倒 1 60 角 6 7 16 35 16 760 0 13 98 8 0 355 0 355 滑臺(tái)快退 190mm 0 038 0 038 總計(jì) 1 924min 單件工時(shí) 1 924min 機(jī)床生產(chǎn) 率 31 件 小時(shí) 備 注 1 單班制 5 5 件 年 滿足 5 萬件年的 要求 2 裝卸工時(shí)取決于操作者的熟練程度 對(duì)于本機(jī)床 計(jì)算時(shí)取 1 5min 生產(chǎn) 一件 機(jī)床負(fù)荷 率 77 4 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 16 四 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 是根據(jù) 三圖一卡 整理編 繪出來的 其內(nèi)容括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件 在繪制此圖時(shí)從 三圖一卡 中已知 1 主軸箱輪廓尺寸毫米 2 工件與主軸箱相對(duì)位置尺寸 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可繪制出主軸原始依據(jù)圖 a 被加工零件 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 17 名稱 175 F 型柴油機(jī)曲軸箱 材料 HT200 硬度 HB170 220 b 主軸外伸尺寸及切削用量 c 動(dòng)力部件 TD32A 型動(dòng)力箱電動(dòng)機(jī)功率 3 千瓦 轉(zhuǎn)速 145 轉(zhuǎn) 分 驅(qū)動(dòng)軸到滑臺(tái)表面距離為 100 毫米 其他尺寸可查動(dòng)力箱 裝配圖 2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝來決定 并應(yīng)考慮主軸 的工作條作件和力情況 軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要 軸號(hào) 工序 內(nèi) 容 加工 直 徑 主軸 直 徑 主軸外伸尺寸 D d mm L mm V m mi n N r min f mm r Vf Mm min 1 2 6 7 32 22 14 85 16 760 89 8 3 4 5 6 8 5 30 30 14 115 17 6 659 98 8 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 18 特征 由于鉆削加工的主軸 需承受徑向力和軸向力 因 此選擇圓錐滾子軸承 2 齒輪模數(shù)的確定 初定直徑一般在繪制 三圖一卡 時(shí)進(jìn)行同由公式 d B4 m 100 根據(jù)前面計(jì)算 1 2 軸取 15 3 4 5 6 軸取 20 初選模數(shù)可以由下式計(jì)算 再通過類比確定 m 30 32 3 N Z n mm m 2mm 3 主軸的動(dòng)力計(jì)算 由機(jī)床 三圖一卡 已知 N 動(dòng) 3kw P 6292N 3 傳動(dòng)方案的確定 各種受力分析 強(qiáng)度 壽命校 核 根據(jù)切削速度和刀具直徑 求主軸所需轉(zhuǎn)速 鉆 6 7 n1 2 1000v D 1000 16 6 7 760r min 鉆 8 5 n3 4 5 6 1000v D 1000 17 6 8 5 659r min 而動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸 n 驅(qū) 710r min 傳動(dòng)比 i1 710 760 0 935 i2 710 659 1 07 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 19 選動(dòng)力頭矢量 Zp 34 m 2 定傳動(dòng)路線如下 傳動(dòng)方案 如圖 動(dòng)力軸 n 710r min 分兩條路線向主軸傳遞 1 首先傳給 8 軸 然后 7 軸 最后至 1 2 軸 I 0 935 2 首先傳給 9 軸然后 10 軸 再 12 最后傳至 3 4 5 6 軸 首先考慮路線 齒輪 1 2 Z 24 m 2 齒輪 7 Z7 1 25 Z7 2 33 m 2 齒輪 8 Z8 41 m 2 I 24 33 41 25 41 34 0 935 再驗(yàn)算傳動(dòng)路線 軸 9 Z9 27 m 2 軸 10 Z10 34 m 2 軸 11 Z11 0 34 Z11 6 41 m 2 軸 12 Z12 0 25 Z12 6 39 m 2 軸 3 4 5 6 Z 29 則 i 29 39 34 31 27 25 41 31 27 34 1 07 其中第八軸為手柄軸 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 20 1 2 軸 n 710 1 i 710 0 935 763r min 3 4 軸 n 710 1 i710 1 07 658 7r min 763 760 760 0 3 5 658 7 659 859 0 04 5 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 21 傳動(dòng)方案 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 22 傳動(dòng)方案 比較兩種方案 第一種方案比第二種方案少一根傳動(dòng) 軸 但在 0 到 7 軸至出現(xiàn)升速 這是應(yīng)該避免 所以應(yīng)選 擇第一種傳動(dòng)方案 B 傳動(dòng)軸的確定 根據(jù)公式 式中為作用在主軸上的總力矩 為作用在軸傳來的扭矩 為第軸上齒輪傳動(dòng)比 根據(jù)上述公式 12 軸 有 m 12 4 307 2 25 29 1059 31kg 查表 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 表 5 10 d 20mm 11 軸 有 m11 m12 41 39 1059 3141 39 1113 63kg 查表 5 10 d 22mm 10 軸 有 m10 m11 31 34 1015 37kg 查表 5 10 d 20mm 9 軸 有 m9 m10 27 37 884 35kg 查表 5 10 d 20mm 7 軸 有 m7 2174 35 25 24 363 125kg 查表 5 10 d 20mm 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 23 8 軸 有 m8 m7 41 25 595 25kg 查表 5 10 d 20mm 取 d 7 20mm d8 20mm 傳動(dòng)軸和主軸支承形式的確定 主軸采用圓錐滾子軸承 傳動(dòng)軸可以采用圓錐滾子軸 承 4 軸 8 兼作調(diào)整手柄 其轉(zhuǎn)速如下 n 8 710 34 41 589r min 5 采用 R12 2 型葉片泵 用軸 13 傳動(dòng) n 泵 710 34 27 27 31 23 24 746r min n 泵 在 400800r min 范圍之內(nèi) 滿足要求 4 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算 選取主軸箱平面的平面與通過其定位銷孔的垂直線 交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) 坐標(biāo)尺寸中單位為 A 坐標(biāo)計(jì)算 在 x o y 坐標(biāo)系中 4 有 x4 234 28 y4 295 軸 5 軸 1 有 x1 100 y1 196 軸 2 有 x2 100 y 2 140 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 24 軸 3 有 x3 157 82 y3 295 軸 5 有 x5 157 82 y5 218 80 軸 6 有 x 6 234 28 y6 218 80 1 傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 軸 7 如圖 則 x 7 100 492 282 59 79 y 7 140 28 168 軸 8 設(shè)動(dòng)力軸 0 軸 則 x 8 66 37 y8 94 29 軸 12 為軸 3 4 5 6 中心 則 x 12 196 05 y12 256 9 軸 9 可任意選是 設(shè) x 9 200 y9 91 軸 10 有 x 10 242 01 y10 130 99 軸 11 有 x 11 196 y11 y12 80 176 9 油泵軸 13 坐標(biāo)計(jì) x13 261 866 y13 88 3 繪制主軸箱檢查圖 注 點(diǎn)劃線表示齒輪分度圓直徑 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 25 細(xì)實(shí)線表示軸承外圈 粗實(shí)線表示軸套外圈 5 主軸箱的潤(rùn)滑和手柄的位置 本主軸箱采用 ZR12 2 葉片潤(rùn)滑泵進(jìn)行潤(rùn) 油泵打出 的油經(jīng)分油器潤(rùn)各部分 對(duì)于臥式標(biāo)準(zhǔn)主軸箱體前 后壁 之間的齒輪和壁上的軸承用油盤潤(rùn)滑 箱體和后蓋中潤(rùn)滑 的齒輪用油管潤(rùn)滑 油管是通過 0 軸帶動(dòng) 10 軸 再通過 10 軸帶動(dòng)油泵上矢輪進(jìn)行傳動(dòng) 泵輪上的齒輪為 24 2 裝在 主軸箱的第一排 主軸箱中盛滿 30 機(jī)油 由于組合機(jī)床 的主軸箱上裝有多個(gè)刀具 為了調(diào)整及更換刀具或裝配和 維修與檢查主軸精度 一般來說主軸箱上都要設(shè)有一手柄 軸 手柄的轉(zhuǎn)速可高一些 在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中 可以 不考慮其位置 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)好后 根據(jù)其要求 選擇軸 8 為手柄軸 6 繪制主軸箱裝配圖 見附圖 A 組合機(jī)床主軸箱用途和分類 主軸箱改變主軸的轉(zhuǎn)速和位置 通過主軸箱可得到正 確的加工位置和轉(zhuǎn)速 按其結(jié)構(gòu)大小 可分為大型主軸箱 和小型主軸箱 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 26 B 確定主軸外伸尺寸和接桿莫氏錐號(hào) 類型和具本尺寸 選 D d 1 22 14 L 85 3 號(hào) D d1 30 20 L 115 2 號(hào)莫氏錐號(hào) B 軸箱的規(guī)格和組成 由前面計(jì)算已知 主軸箱所采用的規(guī)格為 400 400 動(dòng)力源傳入動(dòng)力通過傳動(dòng)軸齒相嚙合 然后傳給主軸和油 泵軸其中元件有 傳動(dòng)軸 矢輪 軸套 葉片泵 分油器 注油杯 排油塞 通用油盤和防油套 通用主軸箱體基型后蓋 90mm 前蓋厚為 55mm C 主軸箱材料 大型主軸箱通常用灰鑄鐵 代號(hào) HT20 40 前后蓋為 HT15 33 D 軸類零件 1 鉆削類主軸 按支承型式平同分三種 本機(jī)床選用 圓錐滾子軸承 接桿號(hào) D t 莫氏錐號(hào) 類型 D1 D2 B B1 L 4 2 A 20 30 12 1 11 0 1 T14 2 1 A 20 23 10 1 85 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 27 2 傳動(dòng)軸也采用圓錐滾子軸承 3 確定主軸和傳動(dòng)軸的材料 主軸材料采用 40Cr 鋼 熱處理 C42 傳動(dòng)軸采用 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 T215 4 齒輪 齒輪材料均用 45 鋼 齒輪高頻淬火 G54 齒輪寬度 選 24mm a 軸承的選擇 主軸 1 6 和傳動(dòng)軸均采用圓錐滾子軸承 1 2 軸 d 15 選 7302E 3 6 軸 d 20 選 7204 傳動(dòng)軸 d 20 選 7204 7320E 有 D 42 b 143 c 11 T 11 25 7204 有 D 47 b 14 c 12 T 15 6 繪制主軸箱裝配圖 通用主軸箱總圖設(shè)計(jì)包括主視圖 展開圖側(cè)視圖以及編 制裝配表和制定技術(shù)條件 a 通用主軸箱的主視圖和則視圖 主視圖主要用以表明主軸箱 傳動(dòng)正負(fù) 矢輪排列位置 附加機(jī)構(gòu)及潤(rùn)滑位置 潤(rùn)滑泵和配置 手柄軸位置 和多 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 28 軸編號(hào) 注出主軸箱聯(lián)系尺寸 便構(gòu)成主視視圖 設(shè)計(jì)潤(rùn) 滑系統(tǒng)時(shí) 分油器的位置應(yīng)靠操作者一側(cè) 以便觀察和檢 查潤(rùn)滑泵工作情況 b 展開圖 組合機(jī)床通用主軸箱和普通機(jī)床變速箱比 一方面主 軸多 齒輪嚙合關(guān)系復(fù)雜 另一方面 主軸箱中各主軸和 傳動(dòng)軸及其上的零件大多通用化且排列有規(guī)律的 而除簡(jiǎn) 單的主軸外 一般采用簡(jiǎn)化展開圖 并配合裝配表來表達(dá) 主軸箱的裝配結(jié)構(gòu) 其內(nèi)容和畫法簡(jiǎn)述如下 A 主要表達(dá)多軸裝配關(guān)系 主軸 傳動(dòng)軸和矢輪隔套 防 油套 軸承等的相對(duì)位置 B 對(duì)結(jié)構(gòu)相同的同類型 主軸和傳動(dòng)軸可只畫軸 主軸 頭上注以相同軸的軸號(hào) 對(duì)于 軸向裝配桔構(gòu)基本相同 只是矢輪大小及排列位置不同的兩根 或兩組 軸可以畫 在一起 即軸心線兩邊各表示一根 7 軸的強(qiáng)度校核 在此機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)中 由于采用第排齒輪 所以對(duì)軸 的校核只要校核其剪切強(qiáng)度 對(duì)彎曲強(qiáng)度撓度可以不考慮 傳動(dòng)齒輪均為 45 鋼 齒部行高頻淬火達(dá) G54 心部有好 的機(jī)械性能 精度等級(jí)均為 8 7 7DC 矢部淬火后經(jīng)滲碳 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 29 淬火可獲較好的齒面硬度 心部有足夠韌 剛度和抗彎曲 疲勞強(qiáng)度 齒輪的強(qiáng)度 剛度和壽命校核 1 接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度 公式 d0 640 k m I i bi 式中 d0 齒輪分度圓直徑 k 允許接觸應(yīng)力 kg cm 2 對(duì)于材料為 45 鋼值 k 1500kg cm2 m 齒輪的扭矩 kgf cm i 傳動(dòng)比 b 齒寬 對(duì)于 1 2 軸上兩齒輪 m 2 Z 24 d 0 640 1500 174 3 1 25 24 24 25 24 16mm d 0 16 m Z 2 24 48 此齒輪滿足強(qiáng)度要求 對(duì)于 5 6 軸上四矢輪 d0 640 1500 367 25 1 25 29 24 25 24 22 4mm d0 22 4 m Z 2 29 58 此齒輪滿足強(qiáng)度要求 第七 軸兩矢輪 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 30 d0 640 640 1500 363 25 1 41 33 24 41 33 20 9mm d0 20 9 m Z 2 25 50 332 66mm 此齒輪滿足強(qiáng)度要求 第八軸齒輪 d0 640 1500 595 525 1 31 27 24 31 27 31 6mm d0 31 6 412 81 該齒輪滿足強(qiáng)度要求 第九同齒輪 d 0 640 1500 1015 37 1 34 41 24 34 41 27 d0 35 4 27 2 54 該齒輪滿足強(qiáng)度要求 第十軸齒輪 d0 640 1500 1113 63 1 39 41 24 34 31 38 4 d0 38 4 31 2 62 該齒輪滿足強(qiáng)度要求 第十一軸齒輪 d0 640 1500 1015 37 1 34 31 24 31 27 13 3mm d0 13 3 41 2 82 該齒輪滿足強(qiáng)度要求 第十二軸齒輪 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 31 d0 640 1500 1113 63 1 39 41 24 29 25 38 7mm d0 38 7 25 2 50 該齒輪滿足強(qiáng)度要求 第十三軸 因?yàn)榱剌^大 但齒輪不圓度直徑小 12 軸的齒 m 2 Z 25 軸進(jìn)行齒面接觸強(qiáng)度 齒根彎曲強(qiáng)度校核 圓周力 Ft 2m d 21059 31225 42 37kgf 415 25N 1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 N K F t u 1 b d1 u 齒寬系數(shù) u 24 25 0 96 查 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 可得 節(jié)點(diǎn) Z 系數(shù) Z H 2 5 表 12 17 工作情況系數(shù) KA 1 0 表 12 20 動(dòng)載荷系數(shù) K V 1 2 表 12 15 a ZZ 189 8 表 12 22 載荷分布系數(shù) K B 1 表 12 6 k kA KV KB 1 2 查手冊(cè) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 11 14 得接觸疲勞強(qiáng) 度極限 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 32 OH 18HRC HRC 50 則 OH 18 50 150 1050N mm 而 H ZZ ZH K Ft u 1 b d 1 u 189 8 25 1 2 415 25 0 96 1 24 50 0 9 齒輪接觸應(yīng)力 H 484 07N m2 許用接觸應(yīng)力 H OH H ZN ZR ZV 式中 H 為安全系數(shù) SH 1 3 ZR 為齒面粗糙度系數(shù) ZR 1 ZV 為速度系數(shù) 取 ZV 1 ZN 為接觸壽命系數(shù) ZN 6 N O N ZN 0 7 H 1050 430 711 565 38 由于 H H 齒輪滿足接觸強(qiáng)度要求 2 齒根彎曲強(qiáng)度校核 公式 F 2KT YF YS B D M K 1 2 查表 11 15 可得 OF 540N mm F 2 1 2 105 9 31 24 2 25 2 2 27 1 74 4 18N mm2 齒根彎曲應(yīng)力 F 4 18N mm2 允許彎曲應(yīng)力 F OF YN YY SF 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 33 式中 SF 為安全系數(shù) 取 SF 2 YN 為壽命系數(shù) YN m 4 10 6 N N 60 n tn 4 YN m 4 10 6 5 108 0 0894 YX 為尺寸系數(shù) YX 1 F 540 2 0 0891 24 138N mm2 F F 齒根強(qiáng)度足夠 因此 12 軸上 25 2 齒輪滿足使用要求 各主軸在設(shè)計(jì)時(shí) 直徑取得較大 而各主軸和扭矩都 不大 因此可以滿足使用要求 強(qiáng)度要求對(duì)于傳動(dòng)軸 11 應(yīng) 重點(diǎn)校核 因?yàn)?11 軸扭矩最大 所以只要滿足使用要求 其它軸均能滿足 m 11 1113 63kgf mm2 材料 45 鋼 熱 處理 T215 查表 3 1kgf mm 2 要求有 M WP 而 WP 0 2d3 0 2 203 1600 M WP 1113 63 1600 0 693 1 軸 11 強(qiáng)度足夠 因此其它軸強(qiáng)度均能滿足要求 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 34 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們每個(gè)學(xué)生在三年來所學(xué)知識(shí) 包括 理論與生產(chǎn)實(shí)踐所進(jìn)行的一次綜合考驗(yàn) 也為畢業(yè)答辯提 供依據(jù) 培養(yǎng)我們運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力 開拓學(xué)生思 路 鍛煉學(xué)生查閱資料的能力 在每個(gè)學(xué)生進(jìn)入社會(huì)之前 的一次實(shí)踐能力的在檢測(cè) 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)是根據(jù)多個(gè)加工工位而設(shè)計(jì)的一次性 加工工序的機(jī)床 能大大的提高生產(chǎn)率 降低生產(chǎn)成本 易于自動(dòng)化 它是普通到加工中心的過渡 設(shè)計(jì)組合機(jī)床 能使我們對(duì)普通和自動(dòng)化加工中心都有初步認(rèn)識(shí) 現(xiàn)階段 我國(guó)生產(chǎn)力水平低下 組合機(jī)床的應(yīng)用范圍僅限于加工箱 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 35 體等幾類零件 我們學(xué)生的任務(wù)就是熟練掌握設(shè)計(jì)技能 以后為我機(jī)床行業(yè)作貢獻(xiàn) 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 得到了老師的耐心細(xì)致的 指導(dǎo) 對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的如期完成對(duì)以后工作中設(shè)計(jì)起了非 常重要的作用 在此表示衷心的謝意 由于時(shí)間倉促 加之本人水平有限 設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤缺 點(diǎn)在所難免 敬請(qǐng)批評(píng)指正 參考資料 1 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 沈陽工業(yè)大學(xué) 吉林工業(yè)大學(xué) 大 連鐵道學(xué)院主編 上海出版社出版 1985 年 9 月 2 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 大連組合機(jī)研究所編 機(jī)械工業(yè) 出版社 1975 年 6 月 3 金屬切削加工工藝人員手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 4 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 5 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 大連工學(xué)院 戴曙主編 機(jī)械 工業(yè)出版 1985 年 12 月 6 組合機(jī)床液壓滑臺(tái)圖冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 7 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 36 8 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1978 年 12 月 9 組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè) 大連組合機(jī)床研究所編 機(jī)械工業(yè)出版社 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)語 臥式組合鉆床設(shè)計(jì) 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辨負(fù)責(zé)人簽字 2004 年 月 日