铣床设计说明书(共41页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上本科毕业(设计)论文题 目 箱体专用双面铣床设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 黄兴明 学 号 8 年级 2013级 指导教师 龚一龙 职称 教授 2017年 5 月 4 日专心-专注-专业箱体专用双面铣床设计 专 业:机械设计制造及其自动化 学 号:8 学 生:黄兴明 指导教师: 龚一龙摘要:在我国制造业的发展进程中,装备制造业的产业振兴,虽然任重道远,但必然会带来机床发展的大机遇。提高加工效率,减少制造成本,减轻工人劳动强度是未来机床发展的必然趋势。双面铣床的出现大大的提高的加工效率,降低的加工成本。随着新技术的不断发展,其开发设
2、计制造,也需要不断创新,达到高精度、高效率、高可靠性、低成本的目的。 此设计主要是组合双面铣床的设计。组合铣床是由通用部件组成,具有制造成本低,个别部件可以通过计算选用通用部件。此次设计中:主要设计X,Y工作台的传动机构设计,电机、滚珠丝杠的选用,零件夹具、机床导轨的设计,机床整体结构的设计。了解设计优缺点,选择优点,设计中充分考虑制造成本与制造难易程度。选择设计最优方案,到达设计目的。关键词:双面铣床;组合机床;传动机构;丝杠;夹具Designed for double-sided milling machine for box body Specialty:Mechanical desig
3、n and Student Number:8 manufacturing and automation Student:Huang xingming Supervisor:Gong YilongAbstract:In the development of our countrys manufacturing industry, the industry of equipment manufacturing industry is revitalized, although there is a long way to go, but there will be great opportunit
4、ies for the development of machine tools. To improve the efficiency of processing, reduce the manufacturing cost and reduce the labor intensity of workers is the inevitable trend of the development of machine tool. The appearance of double-sided milling machine has greatly improved processing effici
5、ency and reduced processing cost. With the development of new technology, its development design and manufacture, also need to innovate, achieve high accuracy, high efficiency, high reliability, low cost.This design is mainly composed of double-sided milling machine. Combinatorial milling machines a
6、re made of common parts, which have low manufacturing cost, and individual parts can be calculated using common parts. : in the design of the main design X, Y worktable transmission mechanism design, the selection of motor, ball screw, parts, fixture, machine tool guideway design of the whole struct
7、ure of machine tool design. To understand the advantages and disadvantages of the design, and to choose the advantages of the design, the manufacturing cost and manufacturing difficulty are fully considered. Choose the optimal design for the design.Key words:Double-sided milling machine; composite m
8、achine tool; actuator; screw; fixture;目 录 0001113777999223456781 绪论 1.1 研究的目的和意义 随着现代化工业技术的快速发展,组合机床的研究已经成为当今机器制造界的一个重要方向。现代大型工业技术的飞速发展,降低了组合机床的成本。且组合机床有高效率、成品精度高、质量稳定等特点,在现代生产中得到十分广泛的应用。本课题针对箱体专用双面铣床设计根据加工工件的要求,为了保证加工质量,提高加工效率,需要设计一台箱体专用双面铣床。 1.2 国内外研究状况在国内,我国组合机床发展已有28年的历史其科研和生产都具有相当的基础应用也已深入到很多行业
9、。是当前机械制造业实现产品更新进行技术改造提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床为使用者带来的效益越来越高,无论从制造成本还是加工质量来讲组合机床都是比较优质的选择,如今我国组合机床已经获得愈来愈广泛的应用。 在国外,组合机床的发展则更为迅速,保证产品的生产效率、质量以及机床的性能等各种因素的前提下,向更先进方向发展,组合机床的加工精度、加工效率也是越来越高。数控技术、CAD、CAE、可编程控制器PLC、柔性生产系统FMS、可谓可变生产线FTL等新兴技术出现保证了组合机床的可靠性,提高了生产效率以及加工精度。 1.3 发展趋势 组合机床技术装备柔性化、模块化、高精度、高速度、任意加
10、工型、可调可变以及通信技术的应用。 1.4 组合机床的特点 箱体专用双面组合铣床具有: 1.缩短设计制造周期; 2.投资少、成本低、经济效果好; 3.工作可靠,便于维持,自动化程度高; 4.产品质量稳定,不要求技术高的操作工人。 组合机床的诸多优点,让更多设计者考虑到会设计一台组合机床来加工大批量生产的零件,不但能满足加工的要求,设计与制造成本也大大降低。与通用机床的生产率低相比和专用机床的制造成本高相比,组合机床是设计的优质之选。因此在前面大的指导思想下,我们自然能想到,如果能设计出一台组合铣床来进行二个面同时铣削加工时,那么优越性就显而易见了。2 总体方案设计 2.1 机床的整体结构设计
11、对于同样的机体,为了到达双面同时铣削的加工特点,我们选择了卧式布置这种机床配置方案。为了节省机床占用空间,考虑到操作使用与维修的方便,机床结构复杂程度,通用化程度。机床工作的可靠性,大批量的生产。铣床总体结构见图2-1。(a)主视图(b)俯视图图2-1 铣床总体结构图 确定传动方式为丝杠进给传动铣削方式为:刀具做旋转运动,工件做进给运动。 2.2 零件的分析 2.2.1 生产类型分析此次需要加工的零件是柴油机的箱体,此类零件在汽车中十分多见,所以零件的生产类型为大批量生产,确定好零件的生产类型之后对零件的加工工艺制定也是非常重要的一步。但是此次的设计只需要满足箱体的两个侧面铣削,为了提高加工的
12、效率,且箱体的两个侧面又是相互不影响的,因此将工艺方案制定为同时铣削箱体的两个侧面,以提高加工效率,缩短加工时间,减少加工成本。 2.2.2 加工工艺分析 粗铣箱体两个侧面,铣削厚度为2mm,铣削宽度为170mm,正负误差为0.2mm,使粗糙度为12.5。 2.3 刀具的选择 此次的技工类型为铣削加工,且铣削宽度为170mm较大,一般的铣刀不能对铣削加工一次性完成,考虑选择面铣刀,因为面铣刀刀盘较大,能够到达一次铣削完成,无需要进行二次铣削,且铣削为双面铣削,需要选择铣床左右两边刀具,箱体材料为灰铸铁,对灰铸铁加工我们选择硬质合金钢作为刀具的材料,故选用YG类。 结合零件的分析,根据铣削宽度d
13、=170mm,铣削宽度较大因此选用选用可转位式面铣刀的C类形式,可转位式套面铣刀参数见表1-1。表2-1 可转为式套面铣刀基本尺寸btH齿数 2006025.71826101.6155143263(70)103 机床动力系统设计 3.1 切削动力计算 切削动力是指在切削过程中,工具机在不同的加工情况下所做的功率,称之为切削动力,单位表示为:KW。切削动力: (3-1)式中 切削深度,取2(mm); 每齿进给量,取2(mm); 切削宽度,取170(mm); 齿数,取10; 刀具直径,取200(mm); 硬质合金端铣刀铣削力修正系数,取1 ; 分别为修正系数,由文献1里面查得。切削动力= 82 (
14、KN);切削功率P=v/1000=5.5(kw);转速n=82(r/min)。 3.2 动力电机的选择 考虑到各传动部件的传动效率,选择功率较大的电机作为动力电机。初步选择电机型号为:Y132M-4,其具体参数见表3-1。表3-1 BYG系列三项混合式步进电动机主要技术参数电动机型号额定功率(KW)满载转速(r/min)起动转矩最大转矩同步转速(r/min)Y132M-47.514402.22.21500 3.3 工作电机的选择 由于工作电机通过丝杠的传动所做的运动为直线进给运动,因为铣削时所做的直线运动较慢,需要丝杠的转速较小:当铣削完成后,工作台作空载返回直线运动,电机需要反转,同时为了提
15、高工作效率,此时的工作台返回应较快,需要电机转速较大。为了保证电机能够频繁的正反转交替变换与调速方便,选用步进电机作为进给电机。选择电机型号为:86BYG350BH-0201,具体参数见表3-2。表3-2 Y系列三项异步电动机的型号及相关数据规格型号相数步距角()相电流(A)相电阻()想电感(mH)保持转矩(Nm)转动惯量(g/cm)质量(kg)86BYG350BH-020130.6/1.226.9731.1524003 步进电机原理图见图3-1。图3-1 步进电机原理图3.4 减速机的选择 根据动力电机的型号为:Y132M-4的转速n=1500r/min。刀具所需转速为n=82r/min。所
16、选电机的减速比=18。选择二级减速机型号为:GB/T10090-1988。 3.5 动力头的选择 动力头应满足能够夹持铣刀盘刀柄,根据所选铣刀为可转位式套面铣刀,选择铣刀盘刀柄为莫式2号。选择动力头为单轴铣削头,其外形尺寸如图3-2。图3-2 单轴铣削头 各通用部件的主要技术参数见表3-3。表3-3 典型铣削头的主要尺寸名义尺寸总宽度b1底面长度7/24锥孔主轴端号主轴外伸螺栓孔中心距主轴中心高度h螺栓尺寸32032063050160280160M124 机械传动零件的设计 4.1 机械传动零件选用设计方案 采用步进电机与滚珠丝杠通过联轴器直接相联的装置,连接的结构见图4-1。图4-1 滚珠丝
17、杠与电机连接结构 4.2 滚珠丝杠的轴承选用由与所选用的丝杠的型号是W5006的内循环滚珠丝杠,丝杠的外径为50,为了满足丝杠的定位与旋转要求,需要采用轴承对滚珠丝杠进行定位安装,此外所选用轴承还要能够有预紧力和轴向力,才能使丝杠固定与轴承高速运转时保持较高精度。 4.2.1 轴承的选用滚珠丝杠主要承受轴向载荷,除丝杠自重外,一般无径向载荷,因此,滚珠丝杠副要求轴向精度和刚度较高。进给系统要求运动灵活,对微小位移响应要灵敏,因此,轴承的摩擦力矩尽量小。滚珠丝杠转速不高,且高速运转时间短,因而,发热不是主要问题。丝杠轴承的载荷主要是轴向载荷,径向除丝杠自重外,一般无外载荷,对丝杠轴承主要要求轴向
18、精度和刚度较高,摩擦力矩要尽量小。经计算确定的丝杠直径d=50mm,减去1个轴肩7.52=35mm,取为轴承内径d=35mm。由文献4选择角接触球轴承,相关特点见表4-1。表4-1 角接触轴承性能和特点类型名称类型代号轴承安装极限转速比摩擦力矩性能和特点接触角推力角接触球轴承7简单高小不但能单独承受轴向载荷,还能同时承受轴向载荷与径向载荷。在高速运转下正常工作。接触角越大承受的轴向载荷越大结合丝杠的初步选用,选择角接触球轴承为7007AC,角接触球轴承7007AC参数见表4-2。表4-2 角接触球轴承轴承代号轴承外径D/mm轴承内径d/mm轴承宽度B/mm基本额定载荷KN极限转速r/min70
19、07AC62351418.58500内径d=35mm,外径D=62mm,轴宽B=14mm,接触推力角接触球轴承。角接触球轴承见图4-2: 图4-2 角接触球轴承 4.2.2 轴端的支承形式采用两端固定式,左端单推,右端双推 4.2.3 轴承的润滑方式 由于此次的丝杠进给系统需要的转速并不是太高,如果选择油润滑,将无法达到润滑的效果,因此在左右两边动力部件的丝杠进给与工作台的丝杆进给都选用脂润滑的方式,脂润滑轴承可以保持润滑留在轴承内,可以减少保养润滑所用的次数,降低劳动强度。4.3 轴承端盖参考文献4,选择轴承端盖的形式为凸缘式轴承端盖,端盖参数见表4-3。表4-3 凸缘式轴承端盖轴承外径D螺
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- 铣床 设计 说明书 41
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