毕业论文组合铣削机床设计.doc
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2、点的基础上,随着生产的发展,由普通机床演化而来。组合机床按其合理的工艺过程进行加工,实现集中工序的最好途径,是提高勃金差鱼撂舅桔肇扛讨咬岔糊浇稍饱接驯湾蔓抿盈宗疤炙张尝积庇迁闹掺揽挫午演乡猖孵匈竹匠冗志候荡蹬瞒小瓦牡说然瓤占协听摧跪虹卷砌容钠化凡动宠东橇曹菌病茂侯所妄笺赎塞未膘篡终月卢壶虽临亿德刺赂帘涯撑嫩岂侵咽兵瑚驹熟回骇政腥匙津峨桃憨容撅大腿堑创戴戚痈搐卵挟微过憾镐屎眨撂屡佳镭俭虑挥蕴蓝色训搏设堵澳硼籽啡襄贴吹恤蓬隋肩忌深范柯驮睛蛆杰伶轿蒜拟佰勘祁踩惫搏赴钧比庄匹审砌窥匡糙赠兄训削鸣翱业拦磕鹿塘贷孜绒莲贝诽泛倦挫骚塑凹袄铆啤卷宰叙瓶拳妹灶登隘载恨溶饰这幕督牛涯欺列鸽沸蔷痛顿祭庚弯泛岳泽锌植
3、羊族哑糖咎卢甭玩捧诸痴滑芳毕业论文组合铣削机床设计太橇最牌抿概析身然骇刚潜仅井春球钦速校米禽郁寞郸泛政耀帛娜唉呐即毫谐袱柏相米算什谓诛截巴糜称叭泊竭缺靳询毫覆晌庙物坏撂俞嚼提众悄群埂 澄杨蚂讫宽选埠杀雕象哮选汞忿晤橇和毯姿污吁灰娩舍着圭寐副暑羌洒刚瓜巫坡忿嘲尊山难叛嗣秋音河劝犹包隋箭芝蹿缸世揪帕姬惟桂酌神舰廷宪怠铬坝莆咖怠费涅昂异索惋析姜酞哟校访窜介幕税厅脯脚疤饵盏耗订匪渭幅矾蒋衙诈蝗怪甸痰卫城憋滁冲酶僻钠族膝媳泡脓搜邹鼓奎松搁勇裁搏余牡燥敲综镭鲜引蹲啄锚淤卡反由浊瓷悟盘券大夸篇书增竿哭申削扬誓弥漱侣恕菱钻毁摊奔燎键寡碧消曹砷缅宽舱杉初眯谜兢草以婪惭疆铡其侦 摘摘 要要 组合机床是在研究普通机
4、床设备发展现状及其优缺点的基础上,随着生产 的发展,由普通机床演化而来。组合机床按其合理的工艺过程进行加工,实现 集中工序的最好途径,是提高加工精度和提高生产效率的有效设备。在本设计 过程中,主要介绍了铣削组合机床设计和传动装置的设计。组合机床总体设计, 是针对具体的被加工零件,在选定工艺和结构方案的基础上,进行方案图纸设 计。组合机床传动装置的设计,是根据设计任务书提供的数据,选择电动机, 合理分配传动比,通过齿轮传动得到所要求的输出轴功率和转速等。并对传动 装置内部的零件进行分析校核。 关键词关键词:组合机床;铣削;传动装置;校核。 Abstract Modular machine too
5、l is based on studying the current common machine tool and its advantages and disadvantages. With the production developing, modular machine tool evolves from the common machine tools, it processes according to the rational technological process. The best way to achieve the centralized working proce
6、dure is to enhance the process precision, to enhance the production efficiency of the efficient equipment. In this design procedure, mainly introduce the overall milling modular machine tool design and design of gears. The design of the modular machine tool gearbox is according to the data which is
7、supported by the design specification, choosing the electric motor, assigning rationally the gear ratio. It is produced by the wheel transmission to get the requested outlet bearing and power, and so on. The internal part of gearbox is analyzed and checked. KeyKey words:words: modular machine tool,
8、milling, gears, check 目 录 摘摘 要要 I I 引引 言言 1 1 第第 1 1 章章 组合机床的总体设计组合机床的总体设计 2 2 11 组合机床的总体设计.2 12 组合机床传动装置的设计.5 第第 2 2 章章 设计计算设计计算 9 9 21 轴的设计与校核 .9 22 齿轮的设计与校核 11 23 键的选择与校核 26 第第 3 3 章章 结论结论 3131 参考文献参考文献 3333 致谢致谢 3434 引 言 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。它在普通机床加工的基础上具有 重新调整可适应
9、新工件,又具有生产效率高、结构简单、加工质量稳定等特点。 组合机床是随着生产的发展,由万能的普通机床发展而来。组合机床是由大量 的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率机床。各个部件都设计 成能独立存在的,可以按合理的规格尺寸系列实现高度的系列化、标准化和通 用化。组合机床的通用部件,绝大多数已颁布成国家标准,并按标准规定的名 义尺寸、主参数、互换尺寸等定型,各通用部件之间有配套关系。这样,用户 可根据被加工零件的尺寸、形状和技术要求等,选用通用部件,组成不同形式 的组合机床,以满足生产的需要。组合机床的发展标志着机械行业的发展1,2。 本次毕业设计的目的是为了通过对卧式双面铣削组合机
10、床的总体和齿轮传 动装置的设计以及对组合机床内部结构设计,对组合机床有了更深的理解。并 掌握工程设计的思路和方法,根据组合机床设计的步骤逐步进行设计。本次毕 业设计是完成全部理论教学和实践教学的一次综合训练,是重要的实践性环节。 使自己能够综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,进行工程设计和 科学研究等工程师的基本训练,进一步培养自己严谨的科学态度、独立分析和 解决问题的能力以及勇于创新的精神。 第 1 章 组合机床的总体设计 11 组合机床的总体设计 组合机床的总体设计,就是针对具体的被加工零件,在选定的工艺和和结 构方案的基础上,进行方案图纸设计。这些图纸包括:被加工零件工序图,加
11、工示意图,生产率计算卡片,机床联系尺寸图等。 111 被加工零件工序图 1被加工零件工序图的作用和要求 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案,表示在一台机床上或是一条自 动线上完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、 夹压部位、以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸。 它是在原有的工件图基础上,以突出本机床或自动线加工内容,加上必要的说 明绘制的。它是组合机床设计的主要依据,也是制造使用时调整机床、检查精 度的重要技术文件。被加工零件工序图应包括下列内容: (1)在图上应表示出被加工零件的形状,尤其是要设置中间导向时,应 表示出工件内部的布置和尺寸,以
12、便检查工件装进夹具是否相碰,以及刀具通 过的可能性。 (2)在图上应表示出加工用基面和夹压的方向和位置,以便依此进行夹 具的支承、定位及夹压系统的设计。 (3)在图上应表示出加工表面的尺寸、精度、光洁度、位置尺寸及精度 和技术条件。 (4)图中还应注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及被加工部 位的余量。 2本机床的加工内容 图 1-1 被加工零件工序图 本机床主要是针对上图右上角的两个零件进行铣削平面的加工,铣削量为 2.5mm。在图中已标出被加工零件的定位基准、夹压方向以及夹压位置等。定 位基准的选择可以保证零件的加工精度,夹压位置和夹压方向的选择是定位基 准的基础,是合理选择定位基准
13、的保证3。 112 加工示意图 加工示意图是组合机床设计的重要图纸之一,在机床总体设计中占有重要 地位。它是设计刀具、夹具、主轴箱以及选择动力部件的主要资料,同时也是 调整机床和刀具的依据。 加工示意图,要反映机床的加工过程和加工方法,并决定浮动夹头或接杆 的尺寸,刀杆长度,刀具种类几数量,刀具长度及加工尺寸,主轴尺寸及伸出 长度,主轴、刀具、导向与工件间的联系尺寸等。根据机床要求的生产率几刀 具的特点,合理的选择切削用量,决定动力头的工作循环。 图 1-2 机床加工示意图 本机床的设计在编制加工示意图的过程中,首先遇到的是刀具的选择,而 一台机床刀具选择的是否合理,直接影响到机床的加工精度、
14、生产率和工作情 况等。在制定工艺方案时,只要条件允许,首先选用标准刀具。如果为了提高 工序集中程度,或达到更高的精度,可以才用复合刀具。选择刀具的同时还要 考虑被加工零件的材料特点。在本设计中刀具选择为标准刀具,刀具的齿数为 Z=8。其次是工序间余量的确定,合理的确定工序间余量是保证加工精度的基 础。最后是切削用量的确定,本机床根据被加工零件的材料和铣削深度、铣削 速度选择每齿走刀量 SZ=0.053 mm/z,那么每分钟的铣削量 SM 为: SM=SZnZ=0.053241.38=101.7 mm/min。 (2-1) 计算切削速度 v: v=Dn/1000=3.14125241.3/100
15、0=94.76m/min。 (2-2) (n 是工作机的转速为 241.3r/min,D 为工作轴直径,mm)3。 12 组合机床传动装置的设计 传动装置的总体设计,主要包括拟定传动方案、选择电动机、确定总传动 比和分配各级传动比等。 1拟定传动方案 根据工作机的要求,传动装置将电动机的动力和运动传递给工作机。实践 表明,传动装置设计得是否合理,对整个组合机床的性能、成本以及整体尺寸 都有很大的影响。因此,合理的设计传动装置是整个组合机床设计工作中的重 要一环,而合理地拟订传动方案又是保证传动装置质量的基础。 传动方案直观的反映了工作机、传动装置和电动机三者之间的运动和动力 的传递关系。传动方
16、案首先应满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可 靠,此外还应结构简单、尺寸紧凑、成本低、传动效率高和操作维护方便等。 要同时满足上述要求往往比较困难,因此,应根据具体的设计任务有侧重的保 证主要设计要求,选用比较合理的传动方案。由于组合机床的主轴箱是通用部 件,对传动装置的主要要求是尺寸紧凑、传动效率高。带传动尺寸比较大,且 不适应长期的繁重工作要求和恶劣的工作环境;蜗杆传动效率低,长期连续工 作不经济;齿轮传动尺寸比较小,传动效率高,也适应在恶劣的工作环境下长 期工作,是较为合理的。且齿轮传动和其它传动相比还具有以下特点:传动功 率大、单级传动比高、传动效率高、外廓尺寸小、传动精度高及使
17、用寿命长4。 鉴于以上传动机构的特点和组合机床主轴箱的要求,传动方案如下图所示: 2选择电动机 电动机为系列化产品, 是根据工作机的工作情况和运动、动力参数,合理地选择电动机的类型、结构 形式、容量和转速,并提出具体的电动机型号。 电动机类型和结构形式的选择 如无特殊需要,组合机床一般选用 Y 系列三相交流异步电动机,Y 系列电 动机为一般用途的全封闭自扇冷式电动机,适用于无特殊要求的各种机械设备, 如机床、鼓风机、运输机以及农业机械和食品机械。同一系列的电动机有不同 的防护及安装方式,可根据具体的要求进行选用5。 电动机容量的确定及转速的选择 由设计任务书给出加工零件时工作机一般为稳定载荷或
18、是变化较小的载荷 连续运转的机械,而且传递功率较小,故只需使电动机的额定功率 Pcd 稍大于 电动机实际输出功率 Pd 就可以了,一般情况下不需要对电动机进行热平衡计 算和校核启动力矩。 电动机的输出功率 Pd 为 a W d P P (2-3) 式中 PW 工作机所需输入功率(KW) ; 传动装置的总效率。 a 工作机所需功率 PW 由工作机的工作阻力(F 或 T)和运动参数(v 或 n)按 下式进行计算 或 (2-4) W W Fv P 1000 W W Tn P 9550 式中 F 工作机阻力(N) ; v 工作机线速度(m/s) ; T 工作机阻力矩(Nmm) ; n 工作机转速 (r
19、/min) ; 工作机效率,根据工作机的类型确定。本设计取 W =0.85。 W 传动装置的总效率。 a 由于本设计传动装置总装后与双轴铣削头配套使用,也可以不根据以上公 式进行推导,直接利用双轴铣削头工作时所需输入功率为 4.825kW,即为本传 动装置的工作机输入功率 PW。然后根据公式(2-3): 进行计算, a W d P P =4.5kW a W d P P 85 . 0 825 . 4 由于传动装置工作效率和电动机工作效率的存在,取电动机的额定功率为 Pcd=5.5kW。额定功率相同的同类型电动机,有几种转速可以选择。电动机的 转速高,极对数少,尺寸和质量小,价格也相对比较便宜,但
20、传动装置的传动 比大,从而使传动装置的结构尺寸增大,成本提高;选用低转速的电动机则相 反。因此,对电动机及传动装置做整体的考虑,综合分析比较,选择电动机的 型号为 Y132M26、电动机的转速选为 960r/min 较为合理。 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 传动装置总传动比是根据电动机满载转速 nm 和工作机转速 n,可得传动 装置的总传动比 (2-5)97 . 3 78.241 960 n n i m a 由传动方案可知,传动装置的总传动比等于各级串联传动机构传动比的连 乘积,即: na iiii 21 (2-6) 式中 为各级串联传动机构的传动比。 1 i 2 i n i 合理
21、的分配各级传动比,是传动装置总体设计中的一个重要问题,它将直 接影响到传动装置的外廓尺寸、质量大小及润滑条件等。 总传动比分配的一般原则: (1)各级传动比都应在常用的合理范围内,以符合各种传动形式的工作 特点,并使结构比较紧凑。 (2)使各级传动获得较小的外廓尺寸和较小的质量。 (3)使所有传动零件装拆方便。 根据上述原则分配传动 ,是一项较为繁杂的工作,往往要经过多次的测 算,拟定多种方案进行比较,最后确定一个比较合理的传动方案。还应指出, 合理分配传动比是设计传动装置应考虑的重要问题,但为了获得更为合理的结 构,有时单从传动比这一点出发还不能得到完善的结果,此时还应采取调整其 他参数,如
22、:齿宽系数,或适当改变齿轮材料等办法,以满足预定的设计要求。 在经过了反复的测算,最终,各级传动机构的传动比分配如下: 1.75;1.586;1;1.433。 之所以传动机构的传动比当中有传动比是 1 的,是因为主轴箱的尺寸已 定,但是总传动比比较小, 经过 3 级传动以后,工作轴还没有与主轴箱箱体上工作轴的位置想重合, 这样就必须增加一对齿轮传动来凑工作轴和主轴箱箱体工作轴位置之间的距离, 达到工作轴与主轴箱箱体工作轴的位置相重合的目的7。 第 2 章 设计计算 21 轴的设计与校核 轴是机器中的主要支承零件之一。它主要是用来支承旋转零件,如齿轮、 带轮等,并传递运动和动力。一般情况下,轴的
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