汽车后轮毂八轴钻孔头设计毕业论文(设计).docx
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1、 三江学院本科生毕业设计(论文)题 目 汽 车 后 轮 毂 八 轴 钻 孔 头 设 计 高职院 院(系部) 机械制造及其自动化 专业学生姓名 学号 G095152032 指导老师 职称 助 教 指导老师工作单位 三 江 学 院 起讫日期 2012年12月17日2013年4月5日 摘 要多轴头主要用于快速钻孔。是目前国内刚兴起的一种提高生产效率、降低成本的工作母机。随着国内汽配行的发展,各零部件供应商之间竞争激烈,选择一种高性能、高效率的机床是企业降低生产成本、提高企业竞争力的一种行之有效的途径。所以,多轴头在轿车上中小型零件类孔系加工中心的应用。即是值得推广的一项应用技术。多轴钻床在生产中的应
2、用,解决了普通钻床加工多孔工件时逐孔加工浪费时间和人工这两个重要问题。本设计设计一台安装于立式钻床做535上的汽车轮毂八轴钻孔头,多轴头齿轮传动系统的设计,即保证工艺要求,又要考虑多轴头结构的紧凑型。传动系统设计良好,可使多轴头的结构灵活,各个轴受力情况良好,从而能减小齿轮、轴和轴承的磨损,延长多轴头的寿命。此外,我们对于传动部件进行了详细的参数和结构设计,并且对传动件进行了强度和刚度验算,使其达到设计技术精度。其中特别对齿轮、轴、滚动轴承等进行了具体的计算和验证来确定已达到设计要求。关键词:多轴头;轮毂钻孔;设计。AbstractMulti-axis head is mainly used
3、for fast drilling. Is just the rise of a domestic increase productivity, reduce costs of machine tools. With the development of domestic auto parts firms, the fierce competition among parts suppliers, select a high-performance. high-efficiency machines are enterprises to reduce production costs and
4、improve the competitiveness of enterprises an effective means. Therefore, the multi-axis head part in the bridge on the category of small and medium holes of the application. That is a worthy application of technology. Multi-axis drilling application in production to solve the general processing of
5、porous workpiece by drilling holes a waste of time and manual processing of these two important issues.The design for the design of a vertical drilling machine installed in the Z535 Wheel 8 on the drilling head axis, multi-axis head gear transmission system design, that is, to ensure the process req
6、uirements. Have to consider first the structure of multi-axis compact. Transmission system design well, make smart multi-axis head structure. the force of each axis in good condition, so that it can reduce the gear, shaft and bearing wear, extending the life of multi-axis head. In addition, we carri
7、ed out a detailed parts of the transmission parameters and structure design, and on the transmission parts for checking the strength and stiffness, to achieve design accuracy. In particular, gear, shaft. Bearing, etc. of the calculation and validation to determine the design requirements have been a
8、chieved.Keywords: Multi-axis head, wheels, gears, bearings目 录摘 要2目 录4第一章 前 言51.1设计课题的背景和意义51.2设计课题的概况5第二章 多轴头的结构72.1 多轴头的分类72.2 多轴头的组成72.3 多轴头结构和作用7第三章 设计前的准备工作93.1机床93.1.1概述93.1.2 设计选用的机床93.2刀具103.3夹具123.4设计产品14第四章 齿轮传动系统的设计和计算164.1齿轮模数的确定164.2确定工作轴直径164.3选择传动方式164.4确定主动轴中心位置174.5确定传动比及齿轮的齿数184.5.1
9、确定传动比的原则184.5.2传动比的计算公式及其确定方法184.5.3确定各轴上齿轮的齿数20结 论21致 谢22参考文献23附录24第一章 前 言1.1设计课题的背景和意义当前,我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期,国外进口设备一统天下的局面已经结束,国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下:一、国产机械的技术水平已接近或达到世界先进水平,大规模靠引进技术发展的时代已经结束,吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大力增强,自身开发能力大大提升,大型机械开发周期一般不超过一年。二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂,改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具有雄厚
10、的技术和经济实力,代表着世界领先水平,今后将对中国机械行业的生产格局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习机会。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产,并向多品种方向发展,凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力,其机械产品在销售市场上已经占据了主导地位。这些变化,极大增强了我国机械行业的实力,对中小企业的发展也有很大影响。三、一批民营中小企业迅速成长壮大,规模和技术实力大增。在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时,一些潜在的问题也不容忽视。首先,我国多数机械企业规模偏小,抵抗风险能力有限,回款率低,流动资金不足。其次,也如同其他产品一样,我国零部
11、件机械存在着科技投入不足、创新能力偏低等问题。对基本研发的投入很少,采用挖人才、“偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异,很少有标志性的技术,原始创新很少。第三,零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力,利润损失较大,不利于进一步扩大生产。第四,对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品,由于不熟悉其市场准入和标准,经常遭遇“专利门槛”问题,对产品出口产生不利影响。认清趋势促进发展。针对上述问题,相关企业要重视创新,主动加大科技投入;树立尊重知识、保护知识产权的法律意识;企业对技术骨干要有留人和防挖办法;可在市场接受的范围内,适当进行涨价,以促进生产发展。1.2设计课题的
12、概况多孔零件的加工一般用划线法或钻孔夹具在钻床上遂孔钻削而成。为了提高功效,可在多轴钻孔专机上加工。前者工效较低,后者一般机械厂无此设备,且费用较高。把钻床的特殊附件多轴头安装在普通钻床上,就可代替多轴钻孔专机,达到多孔同时钻削,大提高了生产效率。多轴头主要用于快速钻孔。是目前国内刚兴起的一种提高生产效率、降低成本的工作母机。随着国内汽配行的发展,各零部件供应商之间竞争激烈,选择一种高性能、高效率的机床是企业降低生产成本、提高企业竞争力的一种行之有效的途径。普通的钻床就能一次把几个乃至十几二十个孔或螺纹一次性加工出来。如再配上专用多轴钻孔机就能把好几个面上的孔或螺纹一次性加工完成。解决许多工件
13、难以装夹、定位或定位不准的问题。多轴头钻床设计结构,加工精度高,性能稳定,钻孔能力强。适用于高精度钻孔,镗孔。解决了高精度钻孔,镗孔上加工中心加工成本高的问题。丝锥夹头夹持范围大,节省攻不同直径的螺纹需换芯的时间。第二章 多轴头的结构2.1 多轴头的分类按照传动形式,多轴头可分为齿轮传动多轴头和偏心多轴头。在一般情况下,多轴头工作轴的中心距做成不可调的,叫做一般多轴头。只在特殊需要的情况下,将工作轴中心距做成可调整的,叫做可调多轴头。目前,较为普遍采用的是一般齿轮传动多轴头。利用一般齿轮传动多轴头(以下简称多轴头),可分别进行钻、扩、铰孔以及攻丝等加工,也可同时进行钻、扩、铰孔或钻、扩、攻丝等
14、多工序加工。此外,在钻床的功率、转速、进给量允许的情况下,攻丝多轴头也可以用来钻孔(钻孔时,重新调整机床的转速和进给量,以符合钻孔的转速利进给量要求)。按其不同加工内容,多轴头可分为钻孔多轴头、攻丝多轴头以及多工序多轴头。这三种多轴头,在设计原则与方法上大同小异。对于攻丝多轴头,要特别注意使工作轴每转进给量必须与丝锥螺距相等这一特点。目前,钻孔多轴头较为大量使用。2.2 多轴头的组成多轴头由以下三个部分组成:一、多轴头与机床的连接部件和传动部件,包括过渡法兰和传动杆等。二、多轴头导向部件,包括导向套和导柱等。三、齿轮传动箱,包括主动轴、惰轮轴、工作轴、齿轮、本体、中间板以及上盖等部件。多轴头的
15、改计特点是程序性强。设计者应按照设计程序,逐步进行设计与计算。多轴头设计可分为三大步骤:设计前的准备工作,传动系统的设计,多轴头的结构设计。2.3 多轴头结构和作用一、连接部件和传动部件主要起两个作用:1、保证多轴头与机床主轴连成一体,并作上下运动;2、保证多轴头的主动轴随机床主轴作旋转运动并传动扭矩。二、导向部件的作用:1、使多轴头工作平稳;2、使多轴头与夹具保持正确位置三、主动轴主动轴部什共有五种结构,三种用于外啮合传动,两种用于内啮合传动。四、本体多轴头箱体由箱、中间板和本体组成。箱体有圆形和长方形两种,内啮合传动多用圆形的箱体,外啮合传动多用长方形的箱体。在空间允许的情况下,外啮合传动
16、也可以用圆形的箱体。中间扳有两种厚度尺寸,一种是23、一种是28。按多轴头各工作轴所承受的轴向力的大小选用。另外,中间板也要与箱体外形和尺寸相适应的规格配套。本体的高度尺寸按允许传动层次为三层设计的。为适应不同传动层次的需要,长方形的盖和本体分为高低两种,高盖的工作空间高度为58毫米,高本体的工作空间高度为83毫米,适用于多层传动。低盖的工作空间高度为10毫米,低本体的工作空间高度为48毫米,适用于单层传动。圆形箱体中,高盖的工作空间为58毫米,低盖为10毫米。本体只有一种,工作空间高度为48毫米。五、惰轮轴惰轮轴共有四种结构型式,每种都与传动的层次及选定的主动轴的结构型式相适应,两种为低本体
17、用,两种为高本体用。六、工作轴工作轴共三种结构型式,一种用于单层传动,另两种用于多层传动。第三章 设计前的准备工作3.1机床机床主轴的同转方向,机床主轴各级转速,机床主轴各级进给量,机床额定功率,机床允许最大轴向进给力,机床主轴端面至工作台的最大最小距离。3.1.1概述钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动,钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单,加工精度相对较低,可钻通孔、盲孔,更换特殊刀具,可扩、锪孔,铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为下列类型:一、台式钻床:可安放在作业台上,主轴垂直布置的小型钻床。二、立式钻床:主轴箱和工作台安置在立柱上,主轴垂直布置的钻床。三、摇臂钻
18、床:摇臂可绕立柱回转、升降,通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。四、铣钻床:工作台可纵横向移动,钻轴垂直布置,能进行铣削的钻床。五、深孔钻床:使用特制深孔钻头,工件旋转,钻削深孔的钻床。六、平端面中心孔钻床:切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。七、卧式钻床:主轴水平布置,主轴箱可垂直移动的钻床。3.1.2 设计选用的机床我选用立式钻床Z535,规格尺寸如下表(表3-1):表3-1产品名称型号最大钻孔直径(mm)最大端至底面距离(mm)主轴中心线至立柱表面距离(mm)主轴转速主轴行程(mm)电机功率级数范围(r/min)主电机总容量立式钻床Z535350.7
19、5300968-110022544重量外包箱直径长宽高(mm)外形尺寸长宽高(mm)毛重净重1.6148010422785128084225853.2刀具刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具。绝人多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,
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