组合镗床右多轴箱以及夹具的设计(共18页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上组合镗床右多轴箱以及夹具的设计摘 要本次毕业设计是对末端传动壳体卧式组合镗床右多轴箱和夹具的设计。多轴箱动力来自通用动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，在镗床夹具定位加紧下，来完成精镗孔加工工序。在多轴箱的设计中，根据总体设计中的“三图一卡”绘出原始依据图，对孔和分析，然后选择主轴型式的选择，确定主轴上各部分零件的型号，根据转速要求选择动力箱。由驱动轴和主轴的位置选择合适的传动方案，确定手柄轴及油泵的位置，并绘制出多轴箱的总体装配图。设计的主要内容包括：确定主轴结构；确定齿轮模数；拟定传动系统；计算主轴、传动轴坐标；绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图。根据零件加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，考虑到工件比较大且重的特点，此夹具采用从上至下气动加紧，定位元件采用手动伸缩式定位销装置，再综合各方面因素设计出夹具体的整体尺寸和结构。关键词：卧式组合镗床,末端传动壳体,右多轴箱，夹具DESIGN OF BORING COMBINATION MACHINES MULTI-AXLE BOX AND FIXTUREABSTRACTThe graduation design is to end the transmission shell horizontal combination boring right spindle box should and fixture design. Spindle box should power comes from general power box, and power box together to slide set,'t installed in boring to fixture locating, to complete the fine boring processing operations.In the design of the spindle box should, according to the general design of the "three figure a card" original draw according to figure, the holes and analysis, and then choose the choice of main shaft type, determine the spindle, the make and model of the parts according to speed requirements to power box. The drive shaft by the position of the main shaft and choose the right transmission scheme, determine the handle and the position of the oil pump shaft, and map out the spindle box should general assembly drawing. Design of the main content includes: sure spindle structure; Sure gear module; The transmission system worked; Calculation spindle, the drive shaft, coordinate; Draw position check figure; Draw more general crank.According to the size of the parts processing parts, the precision and surface roughness and technical requirements, considering the workpiece is large and heavy, the characteristics of the fixture on top of pneumatic stepping up, positioning components adopt manual telescopic pins unit, and the comprehensive factors to design the clip concrete whole size and structure.Keywords: horizontal combination and boring machine, at the end of a shell, right spindle box should drive, fixture目录前言一.组合机床设计的意义在集成制造业中，组合机床的应用越来越广泛，能大力提高生产力，从这个意义上讲，对组合机床的研究与设计具有重要的现实意义。组合机床是根据工件加工需要，以通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床是按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，从而缩短了设计和制造的周期，因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到了广泛的应用，并可用以组成自动生产线。现代大型工业技术的飞速发展，降低了组合机床的实现成本，软件支持机制也使得实现变得更为简单，因此，对组合机床的研究与设计具有十分重要的理论意义和现实意义。由于组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成且工序集中的高效专用机床.由万能机床和专用机床发展而来.由于组合机床工序的高度集中，即在一台机床上可同时完成一种或几种不同工序加工，因此适应了产量大、精度高的生产要求，并且克服了万能机床结构复杂、劳动强度大、生产效率低、精度不易保证的缺点，以及专用机床通用性差、不适应现代技术迅速发展、产品经常更新的要求.所以，组合机床及其自动线已广泛应用到汽车、柴油机、电动机、仪器仪表以及军工产品等的生产上，发挥了显著的作用。二.组合机床的应用范围组合机床可以完成的工序很多，但就目前使用的大多数组合机床来说，主要用于平面加工和孔加工。平面加工包括铣平面、车端面和锪（刮）端面等，孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及孔口倒角、攻丝和锪沉头孔等。完成这些工序的运动特点是，刀具旋转作主运动，刀具或工件直线移动作进给运动。随着组合机床技术的不断发展，其工艺范围也在不断扩大，例如车外圆、铣外圆、切外螺纹、滚压孔、拉削、磨削、垳磨、抛光、甚至冲压、焊接、热处理等工序也可以在组合机床上完成，此外，组合机床还能完成自动测量和自动装配等工序。 随着组合机床技术水平的不断提高，特别是可调、快调，适应多品种小批量生产特点的柔性组合机床的应用范围的发展完善，组合机床将会得到更广泛的应用。三.本论文的主要工作毕业设计是我们学习了大学的全部基础课程课、技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。本次设计的内容是加工末端传动壳体的双面卧式组合镗床右多轴箱和夹具的设计。通过机床传动系统的结构设计和夹具的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，提高了设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合能力，树立了正确的设计思想，掌握基本的设计方法，为我以后继续深造打下很好的基础。第1章 组合机床1.1 组合机床概述1.1.1 组合机床的概念组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。组合机床是根据特定工件规定的加工工艺要求而设计制造的专用机床，常采用多刀（多轴）、多面、多工位同时加工等工序高度集中的高效加工方法，因而与一般专用机床一样，可获得很高的生产率，且自动化程度高，加工精度稳定。在机床的组成结构上，组合机床却不同于一般专用机床，它是以已经系统化、标准化的通用部件为基础，配以少量按特定的工件形状和工艺要求而设计的专用通用部件组合而成的。组成组合机床的部件中，除多轴箱和夹具是专用部件外，其余都是通用部件，而这些专用部件中的绝大多数零件也是通用的，如多轴箱的主轴、传动轴、齿轮和润滑装置，夹具的定位和夹紧元件等都通用的。通常，一台组合机床中通用部件和零件约占整台机床的70%-90%。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机床是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。大家知道，多少年来机械产品的加工中心广泛地采用万能机床。但随着生产的发展，很多企业的产品产量越来越大，精度越来越高，比如汽车，拖拉机，重型工程机械行业的汽缸体、汽缸盖、变速箱、后桥等零件，采用万能机床加工就不能很好地满足要求。因为在某一台机床上总是加工一种工件，使万能机床的很多不见和机构变得作用不大，工人整天忙于装夹工作、起动机床、进刀退刀、停车及卸工件等，不仅工人的劳动强度大，而且生产效率也不高，不利于保证产品的加工精度。专用机床的创造，就是为了解决这个矛盾的，专用机床是专门用于加工一种工件或一种工件的一定的工序的机床，他可以同时用许多刀但专用机床有一个最大的弱点：就是当被加工零件稍有一点变动，它就用不上了。需要另造新的机床，不能适应现代化机械工业技术迅速发展、产品经常更新的需要，而且这种机床设计制造周期长，造价也高。组合机床是按高度工序集中的原则设计的，即在一台机床上可以同时完成许多同一种工序或多种不同工序的加工。目前，我国已经创造了一整套通用部件，大部分为如下几类：动力部件动力头、动力滑台和动力箱；工件运送部件回转工作台、移动工作台和回转鼓轮；支承部件立柱、床身、底座和滑台等；控制系统有通用的液压传动装置、电气柜、操作台等。1.1.2 组合机床的特点1. 组合机床与万能机床和专用机床相比，有如下优点：(1). 研制周期短，便于、制造和使用维护，成本低。由于组合机床是由7090%的通用零、部件组成，在需要的时候，它可以部分或全部地进行改装，以组成适应新的加工要求的新设备。这就是说，组合机床有重新改装的优越性，其通用零、部件可以多次重复利用；(2). 组合机床是按具体加工对象专门设计的，主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工；(3). 组合机床生产效率高。因为工序集中，在组合机床上可以同时从多面、多工位、多轴、多刀同时自动进行加工；(4). 组合机床常常是用多轴对箱体零件一个面上的许多孔同时进行加工。这样就能比较好的保证孔相互之间的精度要求，提高产品质量；减少了工件工序间的搬运，改善劳动条件；也减少了机床的占地面积；(5). 组合机床大多数零、部件是同类的通用零件，这就简化了机床的维护和修理。必要时可以更换整个零件，以提高机床的维修速度；(6). 通用部件可以组织专门工厂集中生产。这样可以采用专用高小设备进行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本。(7). 自动化程度高，劳动强度低。2. 机床虽然有很多的优点，但也还有缺点：(1). 床的可变性较万能机床低，重新改装时有1020%的零件不能重复利用，而且改装时劳动量比较大；(2). 组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，而且是具有较广的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍为复杂些。 1.1.3 组合机床的配置型式、分类和组成组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指用大型通用部件组成的机床。这类动力部件多为箱体移动的动力结构型式。小型通用部件是指用小型通用部件组成的机床。大型组合机床和小型组合机床在结构和配置形式等方面有较大的差别。组合机床除分为大型和小型外，按配置型式又分为单工位和多工位机床两类。单工位组合机床又有单面、双面、三面和四面几种，适用于各种工件的孔和平面，采用简单刀具时，通常只能完成单道工序。能保证各加工表面有较高的相互位置精度。机床生产率较低。特别适用于大中型箱体类零件的加工。多工位组合机床则有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式等配置型式。分度回转工作台、鼓轮式、中央立柱式属于回转输送方式，适用于各种中、小工件复杂形状孔、精密孔及面，甚至大型工件。移动工作台式属于直线输送方式，适用于大、中、小工件复杂形状的孔、精密孔及面。机床生产效率低，可用于中批量生产、也适用于特大型复杂工件中批量生产。可设或不设单独的上下料工件。1.1.4 组合机床的工艺范围组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪平面、车平面；孔加工包括钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔车端面、车削和铣削等工序，还可以进行尺寸检验及简单的装配工序。往往，一台机床就能完成上述工序。但就大多数组合机床来说，目前主要来完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔及铣削等工序。随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、抛光、冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动准备和检测、清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及自行车等轻工行业大批量生产中已经获得广泛的应用。一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械等制造业中也已经推广应用。组合机床最适用于加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件；也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全体工序的加工。1.1.5 组合机床主轴箱 主轴箱的分类及特点主轴箱是组合机床的重要组成部件。其主要作用是，根据加工零件的加工要求，安排各主轴位置，并将动力和运动由电机或动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。按其组成和用途分为：大型标准主轴箱、小型标准主轴箱和专用主轴箱三大类。常见的通用主轴箱有钻削类主轴箱、攻丝主轴箱、钻攻复合主轴箱。通用主轴箱主要由箱体、主轴、传动轴、齿轮、轴套等零件和通用的附加机构组成。 在主轴箱体前后壁之间可安排厚度为24毫米的齿轮三排或32毫米的齿轮两排；在主轴箱体后壁与后盖之间可安排一排或两排齿轮。大型标准主轴箱是由通用零件和部件（通用的箱体类零件、主轴、传动轴、齿轮和通用或专用的附加机构等）组成。这就为其设计的程序化创造了条件。 主轴箱是按专用要求进行设计，由通用零件组成。其主要作用是，根据加工零件的加工要求，安排各主轴位置，并将动力和运动由电机或动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。下面主要介绍主轴箱的通用零件：1. 通用零件编号 主轴箱通用零件编号的组成形式和表示方法如下：T07表示主轴箱的通用零件。小组号：1主轴箱类 2主轴类： 3传动轴类： 4齿轮类。顺序号和零件顺序号所表示的内容，则因类别号和小组号不同而不相同。例：1） 宽500毫米高400毫米的主轴箱体编号为： 2) 用圆锥滚子轴承，直径为毫米的扩、镗主轴编号为：40T0721-413） 用圆锥滚子轴承，直径为毫米的传动轴编号为：40T0731-42（第IV排齿轮） 4） 模数3，齿数25，内孔直径为毫米，32毫米宽的传动齿轮编号为：2. 箱体类零件大型通用主轴箱箱体类零件采用灰铸铁材料，箱体用牌号为HT20-40，前、后、侧盖用牌号为HT15-33。箱体大小，根据宽X高尺寸不同，有多种规格，其具体形状和尺寸，应该按标准GB3668.1-83选择。通用主轴箱箱体厚度为180毫米，用于卧式的主轴箱前盖厚度为55毫米（基型），用于立式的主轴箱前盖兼作油池，加厚为70毫米，基型后盖厚度为90毫米，其余三种厚度的后盖（50、100、125毫米），可根据主轴箱内传动系统安排和动力元件与主轴箱的具体连接情况分别选用。3. 轴类零件本次设计只考虑镗削类主轴：镗削类主轴按支承型式不同可分为三种：(1) 前、后支承均为圆锥滚子轴承的主轴（简称滚锥主轴）。(2) 前支承为推力球轴承和向心球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承的主轴（称滚珠主轴）。(3) 前、后支承均为推力球轴承和无内圈滚子轴承的主轴（称滚针主轴）。主轴外伸长度为75毫米（立式为60毫米）的滚锥主轴称为短主轴，采用浮动卡头与刀具连接，配以长导向或双导向用于镗、扩、铰孔工序。主轴头外伸长度大于75毫米的主轴称为长主轴，与刀具刚性连接，配以单导向用于钻、扩、铰、倒角、锪平面或攻丝工序。4. 齿轮通用齿轮有三种，即传动齿轮，动力箱齿轮和电机齿轮。材料采用45钢，热处理为齿部高频淬火G54。通用齿轮的系列参数见表4-3。动力箱齿轮有A型（宽度为84毫米）和B型（宽度为44毫米）两种。当用90毫米厚的基型后盖时，选A型；当采用50毫米厚后盖和100毫米、125毫米厚的加厚后盖时，均采用B型动力箱齿轮。1.2 组合机床的国内、外发展现状1.2.1 国内组合机床现状现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备。随着我国与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特点是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。组合机床的种类繁多，随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受人们是亲昧，它应用多工位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合机床行业中所占份额也越来越大。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。1.2.2 国外组合机床现状80年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能监控。组合机床技术的发展趋势：1. 广泛应用数控技术国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。2. 发展柔性技术80年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床;同时根据加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元,并以此为基础组成了柔性加工自动线(FTL)。这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。3. 发展综合自动化技术汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司KASSEL变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统全线由12台双面组合机床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成,可实现3种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。4. 进一步提高工序集中程度国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品,继续采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、移动主轴箱等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。第2章 右多轴箱的设计2.1 绘制右多轴箱原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容包括多轴箱设计的原始要求和已知条件。被加工零件是：末端传动壳体。材料：HT200。硬度：170241HBS。根据“三图一卡”知，多轴箱左箱体轮廓尺寸为。综合以上数据，编制右多轴箱设计原始依据图，见图2-1和表2-1。图2-1 多轴箱原始依据图1主轴外伸及切削用量（见下表2-1）轴号工序内容加工直径主轴直径主轴外伸2镗孔 3镗孔 0.08表2-1 主轴外伸及切削用量2动力部件 型动力箱电机功率，转速，驱动轴转速，驱动轴到滑台表面距离为，其他尺寸可查动力箱标准手册。第3章 夹具的设计3.1 镗床夹具的特点镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。3.1.1 镗床夹具的典型结构形式1. 前后双支承镗模 ；2. 无支承镗床夹具 3.1.2 镗床夹具的设计要点1. 导引方式及导向支架   镗杆的引导方式分为单、双支承引导。  专心-专注-专业结论 本次毕业设计在鲍老师的指导下我主要完成了以下工作：1. 完成了多轴箱结构形式的设计及右多轴箱的装配总图的绘制。2. 多轴箱中各轴的坐标位置，经校验满足要求。3. 润滑系统的设计，经校验满足要求。4. 完成了夹具的设计，经校验满足要求，并绘制了夹具装配总图。谢 辞参考文献1 谢家瀛.组合机床设计简明手册.北京：机械工业出版社，1992.2 谢家瀛、林岗.机械工程及自动化简明设计手册（上册）. 北京：机械工业出版社，2001.3 何铭新、钱可强.机械制图. 北京：高等教育出版社，2004.4 李如松组合机床和自动线的技术发展北京：组合机床与自动化加工技术，1999 5 濮良贵、纪名刚.机械设计. 北京：高等教育出版社，2005.6 沈阳工业大学、大连铁道学院、吉林工学院编.组合机床设计.上海：上海科学技术出版社，1985. 7 都克勤.机床夹具结构图册. 贵州：贵州人民出版社，1983.8 赵雪松、任小中、于华.机械制造装备设计.华中科技大学出版社，2009.