卧式双面23轴组合钻床前主轴箱设计(19页).docx

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1、-卧式双面23轴组合钻床前主轴箱设计-第 14 页卧式双面23轴组合钻床前主轴箱设计摘要机械制造设备的发展是机械工业最主要的环节，目前，机械加工对精度要求越来越高，机械工厂为了降低加工成本，提高加工质量，致使组合机床在制造业中应用越来越广泛，并已显示出巨大的优势。组合机床主要是保证被加工零件的尺寸精度和位置精度要求，高速高效的完成对缸体的加工。在组合机床的设计中，主轴箱加工工艺是关键。绘制主轴箱设计原始移居图，拟定主轴箱的传动路线，应用最优化方法布置齿轮，确定传动参数，绘制主轴箱装配图、箱体补充加工图。组合机床主轴箱的基础环节是绘制主轴箱树形图，主轴箱树形图实际上是借鉴了通用机床主传动系统设计

2、中使用的转速图、结构图经演化而来。由于主轴箱传动系统是一个原动件带动多个从动件，没有变速机构，而传动路线条数却很多，出现许多分支。从图形上看，驱动轴相当于树根，各主轴及油泵轴均为末端件，相当于各条树枝的末梢，因此形象地命名为“树形图”。关键词：组合机床，主轴箱， “树形图Horizontal double 23 shaft combination drilling machine before spindle box design Author: Li BeiTutor: Jia Bai HeAbstractMachinery manufacturing equipment is the de

3、velopment of the machinery industry the most main link, at present, mechanical processing to the precision requirement more and more high, machinery factory in order to lower manufacturing costs, improve the machining quality, the combination machine tools in the manufacturing industry is more and m

4、ore extensive application, and has shown great advantage. Combination machine tools is mainly by the size of the processing components to ensure the precision and location accuracy, high speed and high efficient to the finish of machining. In the design of the combination machine tools, spindle box

5、processing technology is the key. Draw spindle box design original moved to figure, draws up the spindle box transmission line, application optimization methods decorate gear, sure drive parameters and draw the spindle box, box added processing chart assembly drawings, and axle, gears and parts of i

6、ntensity. Combination machine tools spindle box foundation link is drawing spindle box tree structures, spindle box tree structures is actually lessons from the general machine main transmission system used in the design of the speed diagram, the structure of the evolution. Due to the spindle box tr

7、ansmission system is a former move a drive more follower, no speed changing institutions, and transmission line number but many article, appear many branches. From graphics, it is equivalent to the roots of the drive shaft, the spindle and oil pump shaft are at the end of a thing, which is equivalen

8、t to the various peripheral branches, so the image of the named tree structures. Key words: transfer and unit machine , Headstock , a three charts card Trees目录1.绪论11.1 组合机床的特点11.2 组合机床的分类和组成21.3 组合机床的方案选择31.4 课题研究的意义及国内外现状31.5 论文构成及研究内容52.加工工艺分析63.多轴箱的基本结构及表达方法83.1 多轴箱的组成83.2 多轴箱总图绘制方法特点83.3 多轴箱通用零件

9、94.多轴箱的设计114.1 绘制多轴箱设计原始依据图114.2 主轴、齿轮的确定及动力计算134.2.1 主轴型式的确定134.2.2主轴直径的确定144.2.3齿轮模数的确定144.2.4 多轴箱所需动力的计算144.3 多轴箱传动设计174.3.1 拟定传动路线174.3.2 确定驱动轴、主轴坐标尺寸194.3.3 确定传动轴位置及齿轮齿数204.4 绘制多轴箱总图及零件图244.4.1 多轴箱零件设计244.4.2 多轴箱总图设计245.组合机床多箱CAD系统26结论27致谢28参考文献291.绪论1.1 组合机床的特点组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量的专用部

10、件组成的一种高效专用机床。它能够对一种（或多种）零件进行多刀、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 立卧复合多轴攻丝组合机床组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点：(1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零件、部件总量的7080，因此设计和制造周期短、投资少、经济效果好。(2)由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 (3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠、使用和维护方便。(4)在组合机床上加工零件时，由

11、于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。(5)当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分零件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准件可以重复利用，不必另行设计和制造。(6)组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。组合机床常用的通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。机身、立柱、中间底座等是组合机床的支撑部件，起着

12、机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保证性主要是由这些部件保证。1.2 组合机床的分类和组成组合机床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。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却

13、装置和排屑装置等。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。1.3 组合机床的方案选择（1）制定工艺方案 了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹压情况以及生产率的要求等。确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法。这里要确定加工工步，决定刀具的种类和形式。（2）机床结构方案的分析和确定 根据工艺方案确定机床的型式和总体布局。在选择机床配置型式时，既要考虑实现工艺方案，保证加工精度，技术要求以及生产效率；又要考虑机床操作、维护、修理是否良好

14、；还要注意被加工零件的生产批量，以便使设计的机床符合多快好省的要求。（3）组合机床总体方案 这里要确定机床各部件间的相互关系，选择通用部件的刀具的导向，计算切削用量及机床生产率。给机床的总联系尺寸图及加工示意图等。（4）组合机床的部分方案和施工方案 制定组合机床流水线的方案时，与一般单个的组合机床有所不同。流水线上由于工序的不同，机床的型式和数量都会有较大的变化。因此，这时应按流水线全面考虑，而不应将某一台或几台机床分裂开来设计。即使暂时不能全面的进行流水线设计，制定方案时也应综合研究，才能将工序组合的更为合理，更可靠地满足工件的加工要求，用较多的工作，也为进一步发展创造了有利条件。1.4 课

15、题研究的意义及国内外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，组合机床也在不断的吸取新的技术，从而更好的完善和发展。产品更新换代周期缩短、多品种、中小批量轮番生产的生产方式是现代机械制造工业的基本特征。因此，具有一定柔性，能对多品种，中小批量生产方式做出快速的响应是现代组合机床及其加工系统发展的必然趋势。多年来机械产品加工大都采用万能机床。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，如拖拉机，汽车行业的汽缸体、汽缸盖、变速箱、后桥等零件，采用万能机床加工就不能很好的满足要求，而且生产效率也不高，不利于保证产品加工精度。为了解决这个问题，专用机床应运而生。专用机床是

16、专门用于加工一种工件或一种工件的一定工序的机床，它可以同时用许多刀具进行切削，机床的辅助动作部分地实现了自动化，结构也比万能机床简单，生产效率提高了。但专用机床有一个最大的弱点：就是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，不能适应现代机械工业技术迅速发展、产品经常革新的需要，而且这种机床设计制造周期长，造价高。广大工人和技术人员在总结生产实践经验的基础上，提出创造这样的高效率机床：它既有专用机床效率高、结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。为此，将机床上带动刀具对工件产生切削运动的部分以及床身、立柱、工作台等设计制造成通用的独立部件，称为“通用部件”

17、，根据加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当工件改变了，还是用这些通用部件，只将部分专用部件改装，又可以组成加工新工件的机床。由于组合机床是由70%90%的通用零，部件组成，在需要的时候，他可以部分或全部的进行改装，以组成适应新的加工要求的新设。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。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可

18、用以组成自动生产线。世界科技的发展日新月异，速度令人目不暇接。随着我国加入WTO后与世界机床行业进一步接轨，我国的制造业所面临的机遇与挑战并存。在这种充满竞争与机遇的大环境下，组合机床行业企业适时自我调整战略，采取了积极的应对策略。组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，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,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动化装

19、备。但随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高,高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化 ,适应可调可变、多品种加工的市场需求。1.5 论文构成及研究内容目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。其中孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正在扩大到车外

20、圆、行星铣削、拉削等工序。此外还可以完成焊接、热处理、自动装配和检索、清洗等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工等行业大批大量生产中已经获得广泛的应用。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座等。我国组合机床技术的发展起步不叫玩，但是通过不断引进大量先进的技术设备，经过科技人员的积极消化和吸收，与时俱进，努力奋斗，使我国的组合机床技术有了迅速发展。本次毕业设计题目为卧式双面23轴组合钻床前主轴箱设计，主要有以下几部分组成：绪论、总体结构设计、多轴箱设计。另外论文还包括总体结构图和主要零件结构图。本次设计研究的主要是卧式双面23轴组

21、合钻床前主轴箱，重点放在多轴箱的结构设计上，同时介绍齿轮位置的设计和齿轮轴以及其他部件的选用。 470386 r/min 38632 (设在第排)传动轴15到主轴2的中心距52 mm，取齿轮模数为2， 25223220 (设在第排) 470752 r/min 75232 (设在第排)传动轴16到主轴3的中心距52 mm，取齿轮模数为2， 25223220 (设在第、排) 470752 r/min 75232 (设在第排)传动轴17到主轴4的中心距52 mm，取齿轮模数为2， 25223220 (设在第排) 470752 r/min 75232 (设在第、排)（2）确定传动轴18的位置及其与主轴

22、6之间的齿轮副齿数为了改变传动比，传动轴18上应安装两层大小不同的齿轮。传动轴18到主轴5的中心距64 mm，取齿轮模数为2， 26223232 (设在第排) 470470 r/min改变传动比后，取传动比u0.68。传动轴20到主轴6的中心距42 mm，取齿轮模数为2， 17 (设在第排)24221725 (设在第排) 470320 r/min传动轴19到传动轴20的中心距65 mm，取齿轮模数为2， 26522540 (设在第排) 320200 r/min 4017 (设在第排)(3)确定传动轴14与驱动轴0之间的齿轮副齿数传动轴14到传动轴26的中心距63 mm，取齿轮模数为2， 263

23、23924 (设在第排) 386628 r/min传动轴26到传动轴27的中心距46mm，取齿轮模数为2， 24822424 (设在第、排) 628628 r/min传动轴27到驱动轴0的中心距45mm，取齿轮模数为2， 24522421 (设在第排) 628717 r/min（4）确定驱动轴0与主轴7之间的齿轮副齿数取驱动轴0与传动轴25之间中心距51mm，取齿轮模数为2， 25122130 (设在第、排) 717502 r/min传动轴25到传动轴22的中心距65 mm，取齿轮模数为2， 26523035 (设在第排) 502430 r/min传动轴22到传动轴21的中心距70 mm，取齿

24、轮模数为2， 27023535 (设在第排) 430430 r/min传动轴21同时传动主轴7、主轴8，由于主轴7、8的转速已知，因此 3532 (设在第排) 3532 (设在第排)（5）确定传动轴25与主轴9之间的齿轮副齿数传动轴25与传动轴24的中心距41 mm，此处需要改变传动比，取传动比为0.708，取齿轮模数为2， 17 (设在第排) 502 r/min 24121724 (设在第排) 502356 r/min传动轴24到传动轴23的中心距42 mm，取齿轮模数为2， 24222418 (设在第排) 356470 r/min由于主轴9的转速已知，因此 1818 (设在第排) (6)确

25、定驱动轴0与主轴12之间的齿轮副齿数驱动轴0到传动轴28的中心距41 mm，取齿轮模数为2， 24122120 (设在第排) 717753 r/min由于主轴10的转速已知，因此 2032 (设在第排)传动轴29到主轴10的中心距55 mm ，取齿轮模数为2， 25523223 (设在第、排) 470654 r/min由于主轴1的转速已知，因此 2357 (设在第排)主轴11同时传动传动轴30，取主轴11与传动轴中心距78 mm ，取齿轮模数为2， 27825721 (设在第、排) 264717 r/min由于主轴13的转速已知，因此 2132 (设在第、排)主轴13到传动轴31的中心距56

26、mm ，取齿轮模数为2， 25623224 (设在第、排) 470627 r/min由于主轴13的转速已知，因此 2432 (设在第排) 470 r/min注意：在计算过程中，各传动轴的转速与多轴箱原始依据图基本要求一致，如果存在计算误差，务必保证误差在5以内，另外润滑泵转速也要符合设计要求。4.4 绘制多轴箱总图及零件图4.4.1 多轴箱零件设计多轴箱总图设计中，大多数零件是选用通用件、标准件和外购件；对于变位齿轮、专用轴等零件，则设计零件图。4.4.2 多轴箱总图设计 通用多轴箱总图设计包括绘制主视图、展开图，绘制装配表，制定技术条件等四部分。(1)主视图（图纸001） 主要表明多轴箱主轴

27、位置及齿轮传动系统，齿轮齿数、模数及所在排数，润滑系统等。因此，绘制主视图就是在设计的传动系统图上标出各轴编号，画出润滑系统，标注主轴、油泵轴、驱动轴的转速、油泵轴转向、驱动轴转向及坐标尺寸、最低主轴高度尺寸及箱体轮廓尺寸等。并标注部分件号。(2)展开图（图纸002） 其特点是轴的结构图形多。各主轴、传动轴、驱动轴及轴上的零件大多是通用化的，且是有规则排列的。一般采用简化的展开图并以装配表相互配合，表明多轴箱各轴组件的装配结构。绘制具体要求如下：1)展开图主要表示各轴及轴上零件的装配关系。2)对结构相同的同类型主轴、传动轴可只画一根，在轴端注明相同轴的轴号即可。3)展开图上应完整标注多轴箱的三

28、大箱体厚度尺寸及箱壁和内腔有关联洗尺寸、主轴外伸长度等。(3)多轴箱技术条件 多轴箱总图上应注明多轴箱箱部装要求。即：1)多轴箱制造和验收技术条件：多轴箱按ZBJ58011-89组合机床多轴箱制造技术条件进行制造，按ZBJ58011-89组合机床多轴箱验收技术条件进行验收。2)主轴精度：按JB3043-82组合机床多轴箱精度标注进行验收。(4)主轴和传动轴装配表 把多轴箱中每根轴（主轴、传动轴、油泵轴）上齿轮套等基本零件的型号规格、尺寸参数和数量及标准件、外购件等，按轴号配套，用装配表表示。这样使图表对照清晰易看，节省设计时间，方便装配。主轴和传动轴装配表5.组合机床多箱CAD系统运行环境：组

29、合机床多轴箱CAD系统是在windows95/98/2000/NT 4、0环境下开发的刀具CAD软件。该软件以世界上最流行的微机CAD系统AutoCAD R14/2000为基础，以多轴箱设计指导资料1T07和T07为技术基础，结合我国组合机床多轴箱设计特点而开发的，为工程设计人员设计多轴箱提供极为方便、高效的软件工具。软件基础设计：本软件综合利用Windows环境的动态数据交换技术（DDE）、目标连接与嵌入技术（OLD）、数据库操作技术（ODBC、DAO、ADO）、图形软件二次开发技术（ARX），用Visual C+语言开发的数据库技术与参数化设计相结合的组合机床多轴箱CAD系统软件内容：该系

30、统可用于钻、扩、铰、镗、攻丝以及钻攻复合的组合机床多轴箱的设计。交互选择传动模型进行齿轮排布，传动轴坐标计算，各种几何干涉校核；传动部件的强度校核；自动生成多轴箱装备总图，箱体补充加工图，前、后、侧盖补充加工图，专用零件图；整理打印多轴箱零部件明细表。软件应用环境：本软件已在山东华源莱动内燃机有限公司、上海市柴油机股份公司、江苏恒力组合机床股份有限公司、无锡柴油机厂、无锡威孚集团、常州柴油机股份公司等企业应用，取得了显著地社会效益和经济效益。此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和相应的设计图纸等.请联系在线扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！结论机械制造业与机

31、械自动化技术密切相关。机械自动化技术的的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。毕业课程设计是我在大学本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的设计，我摆脱了单纯的理论知识学习的状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学专业知识，解决实际工程问题的能力。本次毕业设计的题目是卧式23轴组合机床前主轴轴

32、箱设计，对于重要的专用部件多轴箱的设计，其中包括多轴箱箱体的组成，大小以及计算，在计算过程中，要对钻孔切削用量、切削参数、动力参数查询并加以分析确定。对动力箱的选择，根据所要加工的零件，查询确定。通过本次的毕业设计，我对组合机床的出现、国内外发展情况和它在机械行业中的重要性有了深刻的了解，对组合机床结构方面的知识有了一定的认识。在设计过程中，遇到了很多问题，经过大量的查询书籍和思考，以及和同学们的探讨，并在指导老师的帮助下，对各个方面的问题一一进行了解决。通过对本课题的研究，对多轴箱的构成和传动等有了很好的认识，培养了自己认真钻研的精神，对大学所学知识有一个很好的总结和应用。对齿轮传动，轴的设

33、计，都有了一定的认识，对组合机床的构成有了较深的理解。致谢经过三个多月的忙绿和努力，本次毕业设计终于接近尾声了。在这里，我要感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课题，并且在整个过程中，为我们提供各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，从而增强我们实践操作、动手和独立思考问题的能力。再一次对我的母校表示感谢！其次，我要对我们热心、负责、认真的贾百合老师表示最诚挚的谢意，在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中贾老师都给予了我悉心的指导。一路走来，是贾老师不辞辛苦的指导，教会我们如何去做；是

34、贾老师不厌其烦的一次次督促让我渐渐收敛自己懒散浮躁的态度，并最终顺利完成本次设计任务。最后要感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予我帮助的伙伴们，在大学生活即将结束的最后日子里，我们再一次演绎了团结合作的童话，把一个庞大的，从来没有上手的课题，圆满地完成了任务。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我学到了知识以外的东西，那就是团结就是力量。在设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到设计的顺利完成，有多少可爱的人们给予我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！再一次对所有给予我帮助的人们表达我最诚挚的谢意！参考文献1 谢家瀛组合机

35、床设计简明手册北京：机械工业出版社，1996.82 陈立德机械制造装备设计北京：高等教育出版社，2006.43 郑修本机械制造工艺学（第2 版）北京：机械工业出版社，1995.54 李奇涵冲压成形工艺与模具设计北京：科学出版社，20075 梁景凯，盖玉先机电一体化技术与系统北京：机械工业出版社，2006.116 赵万生特种加工技术北京：高等教育出版社，2001.77 张海根机电传动控制北京：机械工业出版社，2001.128 贾民平，张洪亭，周剑英测试技术北京：高等教育出版社，2001.129 董红玉，徐莉萍机械控制工程基础北京：机械工业出版社，2006.610 吕广庶，张远明工程材料及成形技术基础北京：高等教育出版社，2001.911董红玉数控技术北京：高等教育出版社，200712黄健求机械制造技术基础北京：机械工业出版社，2005.1113刘极峰计算机辅助设计与制造北京：高等教育出版社，2004.714韩进宏互换性与技术测量北京：机械工业出版社，2004.715王永华现代电气控制及PLC应用技术北京：北京航空航天大学出版社，2003.916周龙保内燃机学北京：机械工业出版社，2005.417谢存禧，张铁机器人技术及其应用北京：机械工业出版社，2005.7