填料箱盖孔加工组合机床机械结构设计.docx
《填料箱盖孔加工组合机床机械结构设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《填料箱盖孔加工组合机床机械结构设计.docx(60页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、次睾大摩本科毕业论文(设计)(填料箱盖孔加工组合机床机械结构设计)学 号:201515010510学生姓名:薛林林指导教师:张耀娟所在学院:机械工程学院所学专业:机械设计制造及其自动化2019年6月高机床的生产率,从而选择了卧式多工位组合机床来进行填料箱盖孔的加工。图2.3填料箱盖孔加工组合机床结构简图通过以上对被加工工件的分析的,在本设计中选择了双面加工、多工位卧式组合机床。第3章“三图一卡”的编制依据上一章的内容,本章“三图一卡”的编制是具体针对被加工工件进行的图纸绘制,利用图纸来展示组合机床的设计。被加工零件技术要求如下:(1) 如图2. 2所示,加工填料箱盖端面上13.5mm和8.3m
2、m的两类孑L,共需加工10个孔,需达到表面粗糙度Ra6.3n。(2) 工件材料:7/7200;(3) 硬度:200 241HBS;(4) 工件毛坯由铸造方法获得。3.1被加工零件工序图被加工零件工序图是用来表达机床上工艺需要完成的内容,来反映被加工工件加工部位的图。被加工零件工序图所表示的内容应当比零件的加工示意图更加丰富。填料箱盖的工序图如下图3.1所示。附注:(1) 被加工零件名称:填料箱盖体;(2) 材料及硬度:灰铸铁HT200 , 200-241HBS。I雄叫A图3.1被加工零件工序图3.2加工示意图加工示意图的主要是用来明确被加工零件、夹具和刀具三者之间的相对位置关系,防止它们之间发
3、生干涉,从而来确定机床的工作行程及工作循环。3.2.1在加工示意图上应标注的内容以及注意事项(1) 机床对填料箱盖所采用的加工方法,组合机床工作的循环以及组合机床加工时的工作行程。(2) 主轴的类型、外伸尺寸。(3) 刀具的类型、数目和结构尺寸。(4) 导向装置的结构尺寸。注意事项:(1) 绘制加工示意图的时候应注意,在机床结束这一系列的切削动作之后,最终所停在的位置进行画图。刀具以及加工的工件应符合机床实体的总体布局,不可胡乱调整方向,影响美观。(2) 在画示意图的时候,大部分画图原理按照国家绘图标准进行绘制,但是有一点例外,在机床没有加工到的位置都用细实线画出。(3) 在绘制主轴箱的时候需
4、要注意的一点是,在绘制同一主轴箱里面的主轴时,如果有尺寸、规格完全相同的主轴,不管主轴箱里有多少根这样的主轴,我们只需要画出一根主轴的图纸。这里,我们需要注意的是,在这跟主轴上,应该标注出与其他部件相配合的孔的轴号。(4) 在示意图中表示主轴的时候,可以不用考虑主轴相互之间的中心距的距离,但如果涉及到径向尺寸比较大的部件,应该按照比例绘制,比如夹具、导向装置等。(5) 示意图中涉及到很多标准件或者其他一些通用结构,我们可以只画出它们的外形,并标注出它们的尺寸,另外表示出它们的型号。但是也有一些其他的非标准件,这种情况下,我们应该画出他们的剖视图,然后加上对于这些结构尺寸标注和一些其他的位置标注
5、或者配合标注等。3.2.2选择刀具、导向套(1)刀具的选择填料箱盖的材料硬度在200-241HBS的范围之间,被加工孔的大小分别为13.5 mm和8.3mm。选择合适的刀具对加工零件有着非常重要的意义,刀具不仅影响着加工零件的质量,对生产加工的经济效益,对本工件填料箱盖加工的尺寸大小和材料、表面要求的粗糙度、生产过程中加工排出的废屑,都有着较为明显的影响。在加工例3.5mm的通孔时和在加工8.3mm的盲孔时,以经济而又高效条件下合理的选择刀具为原则,初步选择了高速钢材质的锥柄长麻花钻进行加工。(2) 导向套的选择组合机床在加工孔的时候,加工出来的工件精度都难以保证符合要求。因此大多是精度要求都
6、是有导向装置提供的。所以在选择导向机构的时候要注意一些问题。一般的导向装置分为两大类,有固定的旋转的导向装置之分。本次设计采用的是固定的导向装置,一种原因是因为加工孔的直径在13.5mm,第二个原因是因为左右摩擦表面的线速度小于20m/min。这种固定导向装置在它的导向套做旋转运动,同时作轴向的移动。选择导向装置的好处是导向装置可以保证工件的加工精度,同时也保护刀具,导向装置相对于刀具具有容易更换的优点。在绘制示意图时,要注意导向装置的表达,与其相关的内容在下面做详细介绍。这种导向装置具有很多优点,在加工过程中不会破坏工件上的孔的精度。在钻孔过程中,需要保证到导向孔内的长度不下于孔的小径。导向
7、装置的作用基本上分为三种:(1) 确保加工时各个加工刀具在其正确的位置进行工作。(2) 加工刀具安装导向装置可以提高刀具整体性的刚性支撑。(3) 导向装置有很严重的缺点,该导向装置很容易在加工时候磨损,不能使用于加工相对大直径的孔。表3. 1列出了钻孔时,导向装置的布置和一些参数的选择。表3.1导向装置的布置和参数选择尺寸4与直径Q的关系(2 3)d加工钢(ll.5)dd/3 +(3 8)mm加工铸铁d备注小直径取大值大直径取小值当a过大或过小时,此规律不适用刀具出口平面已加工时取小值,反之取大值在加工。13.5 mm的通孔时:/ =(2 3)d = 30mm(3.1)(3.2)(3.3)Z3
8、 =? +(3 8)mm =(4.5 + 5.5)mm = 10mm在加工8.3 mm的盲孔时:I、=(2 3)d = 20mm(3.4)(3.5)(3.6)I3 = 4 +(3 8)mm = 8mm表3.2固定导向装置的部分标准尺寸dDD、。21hmRdd2矿6101518122025223035814.5M61212681218221016.58、101522261628362638461218.510121826301322M8161612152230342036453046551524151826353917.526. 518 22304044254555355565202922263
9、546502332表3.2列出了固定式导向装置的部分标准尺寸。根据表3.2进行选择得:在加工S13.5mm的通孔时,导向装置简图如下图3.2所示:H_30图3.2 S13.5mm通孔加工导向装置简图在加工8.3mm的盲孔时,导向装置简图如下图3.3所示:图3.3 8.3mm盲孔加工导向装置简图(3) 固定式导套的配合表3.3固定式导套配合的选择导向类别工艺力法dDn第一类导向钻孔G7 (或 F8)Hl/ g6H7/n6扩孔G7 (或 H7)皎孔粗钗钗 H8、H9或孑L G7或H7Hl/g6或H7/A6H7/n6精皎皎 H8、H7或孔G6或H6H6/g5或H6/h53.2.3确定工序间余量在加工
10、肯定加工余量的期间,要注意下列的问题:(1) 在粗加工镇孔时考虑工件的材质。(2) 当加工工件经过进行反复安装或者多个工位段在机床上进行加工,在定位误差增大的时候,余量可以适当的增大。一次性安装的情况下精加工和半精加工,精加工的余量要小一些。3.2.4选择切削用量(1)组合机床具体的切削用量选择有下面两点: 刀具的进给运动通常是由动力滑台来决定刀具的进给力以及其进给速度的; 为保证机床的正常工作效率,采取的方法一般是利用多个刀具同时进行切削加工,这样做也可以起到减少刀具的磨损和刀具更换的时间的作用。(2) 本机床切削用量的方法选择和经常出现的问题: 在进行刀具的切削用量确定时,必须同时考虑加工
11、刀具的使用寿命。同时,必须按照最大直径来选择加工刀具的切削速度。作为保证刀具的寿命的条件,选择刀具需要按照最小直径来进行选择。对于整体复合型刀具,刀具的强度相对较低,因此选择的切削用量要略低于正常值。(3.7) 多轴箱的每一个刀具进给速度必须等于功率滑动速度,要求每一个刀具的进给量最优化是困难的。由于要尽量使每一个刀具的进给量最优化,所以在进行切削用量的确定时,对刀具的进给量和刀具的转速,使用试凑法来确定转速和每转的进给量,使得组合机床每分钟的进给量的相同。即:式中:%、互、ni各主轴转速(r/min);九、j、f各主轴进给量(mm/r);vf动力滑台每分钟进给量(mm/min)在确定了转速之
12、后,可根据下式3.2选择合理的切削速度。7i-d-n(3.8)v =1000(3) 同时,我们必须要考虑动力滑台的性能,动力滑台会受到温度和其他环境因素的影响。多轴箱销孔的时候需要在一定的方向上来进行快速度的进给和快速度的退刀具的时候,各个轴转的转速度在原理上应当相同。(4) 选取刀具不仅要保证刀具在满足生产效率下工作时候的耐用度,又要保证刀具在生产中符合大批量生产的要求。刀具的耐用度一般不能低于24ho(5) 在切削用量确定好之后,我们可以通过下面计算得出切削运动所需要的力,然后相对应的计算出轴的转矩以及确定和选择齿轮的各项参数。选择完这些相应的部件之后,可以通过公式计算出电机的转速,然后选
13、择合适的刀具进行切削运动。3.2.5确定切削力、切削转矩和切削功率(1)在加工例3.5mm的通孔时,经济而又高效条件下合理的选择刀具为原则,初步选用高速钢材质的锥柄长麻花钻进行加工。表3.4高速钢钻头切削用量加工材料加工直径d(mm)切削速度v(m/min)进给量fmm! r)200-241HBS160.05-0.1铸铁61210 180.1-0.1812220.18-0.2522500.25-0.4f = 0.161 mm/ r ;计算如下:查上表3.4选择参数v = 18m/min ,布氏硬度:-(HB -HB .)3 maxmin )= 241-|(241-200)=2273HBS(3.
14、9)切削力:R =260/ 8丑3 6= 26x13.5x0.16708x227.306= 275N(3.10)切削转矩:7=10D19/08HB0610x13.519 x 0.16708 x 227.306=8705 N/ mm(3.11)切削功率:4=-1 9550*。8705x189550xx13.5=0.387 KW(3.12)主轴转速:lOOOv 1000x18 )n = 424.4r / min7i-D xl3.5(3.13)取 =424.4r / min由式3.1得:vf = nx f = 424.4x0.167mm/min = 70.87mm/min(3.14)验证刀具耐用度:
15、 9600-Z)25(3.15)9600x13.525、_ J8x0.167-55 x227.3-3= 972.9 min式中:HB:布氏硬度D :钻头直径(mm)/:每转进给量(mm/r)v :切削速度(m/min)根据计算结果可知,刀具的耐用度符合要求。(2)在加工8.3mm的通孔时,经济而又高效条件下合理的选择刀具为原则,初步选择高速钢材质的锥柄长麻花钻进行加工。IX/ = 0.12mm / r由式 3.11 得:v = 70.87mm/min(3.16)n = vf/f = 70.87 / 0.12r/min = 590.6尸 / min切削速度:n -7r -D 590.6xx8.3
16、 . .(3.17)v =m / min = 15.4m / min10001000所以选择参数v = 15.4/n/min , / = 0.12nvn/ r ;计算如下:布氏硬度:HB = HB -(HB -HB .)max 3 maxmin /= 241-!(241-200)(3.18)=2273HBS切削力:F2=26D.f8HB6= 26x8.3x0.120-8 x 227.306(3.19)= 1026.5N切削转矩:T2=O-D9-fos-HBo(=10X 8.3“ X 0. 120-8 X 227.30-6(3.20)=2652N / mm切削功率:P_ 52 9550*. D(
17、3.21)(3.22)_ 2652x15.49550xx8.3=0.16 KW验证刀具耐用度:_( 96OO-D025 Y9600x8.325_ J5.4xO.12o55 x227.3l3= 5484 min式中:HB:布氏硬度D :钻头直径(mm)f :每转进给量(mm/r)v :切削速度(m/min)根据计算结果可知,刀具的耐用度符合要求。3.2.6初定主轴类型、外伸尺寸(1) 加工13.5 mm通孔计算主轴的直径为:d J32rxl8Qxj0Q0 = b听=2.316xV8705m/7? = 22.3mm(323)V G/9根据主轴类型和计算出的主轴轴径,查表3.5可得到主轴的一系列参数
18、主轴轴径d = 25mm时,主轴外伸尺寸为:L = 115mm, O/d = 40/28,孔深=85mm接杆莫式锥号为1、3、4 摘要组合机床是加工生产中具备高精度和高质量的机床。组合机床是一种具有高效率的专用机床,它基于被加工工件的技术要求,使用大量的通用部件来达到降低其成本、维修便利的优点,同时,组合机床还含有少量的专用部件。在实际生产中,组合机床的利用率非常高。随着技术的不断更新发展,组合机床自动化也渐渐的被提上了议程,并使得组合机床可以完成越来越复杂的加工工序。因此,组合机床在生产的应用中也变得愈来愈普遍。在未来机械加工的方向上,组合机床已经走出了坚实的一步。本次设计的主要任务是对在
19、填料箱盖加工十个孔进行组合机床机械结构设计的,在填料箱盖的十个孔里,四个孔是盲孔的加工,其余六个孔是通孔。在设计的过程中,要计算出切削用力和转矩,查表选取刀具、动力滑台和主轴的直径和啮合齿轮的模数,拟定方案。查阅资料,画出组合机床的加工工序图、加工示意图、尺寸联系总图,以及多轴箱图和多轴箱展开图。在组合机床的设计过程中,更多的是许多细节的问题需要考虑,坚持不懈的努力下,争取做出最优方案。关键词:组合机床,填料箱盖,多轴箱29468图3.4 13.5 mm通孔加工刀具(2)加工8.3mm盲孔计算主轴的直径为:d Z 4 32, * 1 x!000 =日听=2.316 x 寸2652祖秫=16.6
20、物(3.24)V G/9根据主轴类型和计算出的主轴轴径,查表3.5可得到主轴的一系列参数。主轴轴径d = 20mm时,主轴外伸尺寸为:L = 115mm, D/d = 32/20,孔深l、=77fnm,接杆莫式锥号为1、2。.290115QK4Q卜64一4i 16 1 828k -图3.5 8.3mm盲孔加工刀具表3.5通用钻削类主轴的系列参数主轴外伸主轴类型主轴直径/mm长主轴滚珠主轴2025303540滚针主轴2025303540滚锥轴承长主轴202530354050主轴外伸尺寸/mmD/d32/2040/2850/3650/3667/4882/60L115115115115135135孔
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 填料 箱盖孔 加工 组合 机床 机械 结构设计
