黃河科技學院畢業(yè)設計說明書第頁臥式雙面23軸組合鉆床前主軸箱設計摘要機械制造設備的發(fā)展是機械工業(yè)最主要的環(huán)節(jié)，目前，機械加工對精度要求越來越高，機械工廠為了降低加工成本，提高加工質(zhì)量，致使組合機床在制造業(yè)中應用越來越廣泛，并已顯示出巨大的優(yōu)勢。組合機床主要是保證被加工零件的尺寸精度和位置精度要求，高速高效的完成對缸體的加工。在組合機床的設計中，主軸箱加工工藝是關鍵。繪制主軸箱設計原始移居圖，擬定主軸箱的傳動路線，應用最優(yōu)化方法布置齒輪，確定傳動參數(shù)，繪制主軸箱裝配圖、箱體補充加工圖。組合機床主軸箱的基礎環(huán)節(jié)是繪制主軸箱樹形圖，主軸箱樹形圖實際上是借鑒了通用機床主傳動系統(tǒng)設計中使用的轉速圖、結構圖經(jīng)演化而來。由于主軸箱傳動系統(tǒng)是一個原動件帶動多個從動件，沒有變速機構，而傳動路線條數(shù)卻很多，出現(xiàn)許多分支。從圖形上看，驅(qū)動軸相當于樹根，各主軸及油泵軸均為末端件，相當于各條樹枝的末梢，因此形象地命名為“樹形圖”。關鍵詞：組合機床，主軸箱，“樹形圖Horizontaldouble23shaftcombinationdrillingmachinebeforespindleboxdesignAuthor:Tutor:AbstractMachinerymanufacturingequipmentisthedevelopmentofthemachineryindustrythemostmainlink,atpresent,mechanicalprocessingtotheprecisionrequirementmoreandmorehigh,machineryfactoryinordertolowermanufacturingcosts,improvethemachiningquality,thecombinationmachinetoolsinthemanufacturingindustryismoreandmoreextensiveapplication,andhasshowngreatadvantage.Combinationmachinetoolsismainlybythesizeoftheprocessingcomponentstoensuretheprecisionandlocationaccuracy,highspeedandhighefficienttothefinishofmachining.Inthedesignofthecombinationmachinetools,spindleboxprocessingtechnologyisthekey.Drawspindleboxdesignoriginalmovedtofigure,drawsupthespindleboxtransmissionline,applicationoptimizationmethodsdecorategear,suredriveparametersanddrawthespindlebox,boxaddedprocessingchartassemblydrawings,andaxle,gearsandpartsofintensity.Combinationmachinetoolsspindleboxfoundationlinkisdrawingspindleboxtreestructures,spindleboxtreestructuresisactuallylessonsfromthegeneralmachinemaintransmissionsystemusedinthedesignofthespeeddiagram,thestructureoftheevolution.Duetothespindleboxtransmissionsystemisaformermoveadrivemorefollower,nospeedchanginginstitutions,andtransmissionlinenumberbutmanyarticle,appearmanybranches.Fromgraphics,itisequivalenttotherootsofthedriveshaft,thespindleandoilpumpshaftareattheendofathing,whichisequivalenttothevariousperipheralbranches,sotheimageofthenamed"treestructures".Keywords:transferandunitmachine,Headstock,athreechartscardTrees目錄1.緒論 11.1組合機床的特點 11.2組合機床的分類和組成 21.3組合機床的方案選擇 31.4課題研究的意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀 31.5論文構成及研究內(nèi)容 52.加工工藝分析 63.多軸箱的基本結構及表達方法 73.1多軸箱的組成 73.2多軸箱總圖繪制方法特點 73.3多軸箱通用零件 84.多軸箱的設計 104.1繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖 104.2主軸、齒輪的確定及動力計算 124.2.1主軸型式的確定 124.2.2主軸直徑的確定 154.2.3齒輪模數(shù)的確定 154.2.4多軸箱所需動力的計算 154.3多軸箱傳動設計 164.3.1擬定傳動路線 164.3.2確定驅(qū)動軸、主軸坐標尺寸 184.3.3確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) 194.4繪制多軸箱總圖及零件圖 224.4.1多軸箱零件設計 224.4.2多軸箱總圖設計 225.組合機床多箱CAD系統(tǒng) 24結論 25致謝 26參考文獻 271.緒論1.1組合機床的特點由于組合機床是由大量通用零、部件和少量專用零、部第一節(jié)組合機床設計步驟一、組合機床的設計特點由于組合機床是由大量通用零、部件和少量專用零、部件組成的專用機床，因此，它的設計具有如下特點：組合機床與通用機床、其他專用機床比較，它的設計具有如下特點：(1)組合機床設計時必須首先確定加工產(chǎn)品的生產(chǎn)類型，以便根據(jù)不同的生產(chǎn)類型選擇合理的組合機床的配置形式。因為在制造組合機床過程中，有些通用零、部件要經(jīng)過補充加工，專用件、夾具及刀具隨產(chǎn)品而有所不同。變更產(chǎn)品的加工要求或尺寸以及變更產(chǎn)品本身，常常會使整臺組合機床要重新調(diào)整，或必須進行重新的設計和制造。(2)組合機床的設計與產(chǎn)品的加工工藝有非常密切的聯(lián)系，因此，在設計組合機床前，一定要做好調(diào)查研究，在總結經(jīng)驗的基礎上來決定被加工產(chǎn)品的工藝過程、加工方法、定位夾緊方法等。因為組合機床設計的先進性與可靠性，除了與機床本身的結構有關外，在很大程度上決定于工藝方案的先進性與可靠性。(3)在選擇通用部件和進行專用件的設計時，應堅持盡最大可能采用通用件的原則，這對于加快組合機床設計和制造速度有決定性的意義。當通用件不能滿足機床工作要求時，才設計專用件。而這種專用件也應該考慮盡可能與通用件接近(結構、形式、尺寸等)，以便簡化設計和制造工作，提高零件的通用化程度。(4)組合機床的加工精度在相當大的程度上是依靠組合機床零、部件的安裝調(diào)整精度來保證的，因此，在設計時，應考慮裝配調(diào)整的可靠與方便。(5)對于自動線上用的組合機床，應該把組合機床自動線看成一個有機的整體，從設計一開始就考慮自動線的總體、自動運輸裝置及其與機床夾具之間的聯(lián)系以及自動線上其他輔助裝置的安排等問題。在整個設計過程中，機床設計和自動線運輸裝置和其他輔助裝置的設計可以平行交叉進行，但機床和夾具設計需服從自動線總體設計的需要。組合機床常用的通用部件有：機身、底座、立柱、動力箱、動力滑臺，各種工藝切削頭等。對于一些按循序加工的多工位組合機床，還具有移動工作臺或回轉工作臺。動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力件。其中還有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭。機身、立柱、中間底座等是組合機床的支撐部件，起著機床的基礎骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保證性主要是由這些部件保證。1.2組合機床的分類和組成組合機床通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是傳遞動力實現(xiàn)進給運動或主運動的部件，是通用部件中的主要部件，其他部件是以動力部件為基礎來配套選用的。動力部件的結構和性能基本上決定了組合機床的使用性能。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。支承部件是組合機床的基礎部件，用于支承和連接機床所有部件，由它們組成一定的組合機床，并使這些部件在工作時保持準確的相對位置。輸送部件用于完成夾具和工件的移位或轉位，包括回轉工作臺和移動工作臺等。在多工位組合機床上必須應用這種輸送部件。輸送部件的分度和定位精度直接影響多工位組合機床。控制部件用于控制組合機床，使組合機床按預定的程序完成工作循環(huán)?？刂撇考ǜ鞣N液壓元件、操縱板、控制擋鐵及按鈕等。輔助部件包括用于自動夾緊工件的氣動裝置、液壓裝置、機械扳手，以及冷卻、潤滑、排屑等裝置。1.3組合機床的方案選擇（1）制定工藝方案了解被加工零件的加工特點、精度和技術要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法。這里要確定加工工步，決定刀具的種類和形式。（2）機床結構方案的分析和確定根據(jù)工藝方案確定機床的型式和總體布局。在選擇機床配置型式時，既要考慮實現(xiàn)工藝方案，保證加工精度，技術要求以及生產(chǎn)效率；又要考慮機床操作、維護、修理是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便使設計的機床符合多快好省的要求。（3）組合機床總體方案這里要確定機床各部件間的相互關系，選擇通用部件的刀具的導向，計算切削用量及機床生產(chǎn)率。給機床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。（4）組合機床的部分方案和施工方案制定組合機床流水線的方案時，與一般單個的組合機床有所不同。流水線上由于工序的不同，機床的型式和數(shù)量都會有較大的變化。因此，這時應按流水線全面考慮，而不應將某一臺或幾臺機床分裂開來設計。即使暫時不能全面的進行流水線設計，制定方案時也應綜合研究，才能將工序組合的更為合理，更可靠地滿足工件的加工要求，用較多的工作，也為進一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。1.4課題研究的意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀現(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，組合機床也在不斷的吸取新的技術，從而更好的完善和發(fā)展。產(chǎn)品更新?lián)Q代周期縮短、多品種、中小批量輪番生產(chǎn)的生產(chǎn)方式是現(xiàn)代機械制造工業(yè)的基本特征。因此，具有一定柔性，能對多品種，中小批量生產(chǎn)方式做出快速的響應是現(xiàn)代組合機床及其加工系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。多年來機械產(chǎn)品加工大都采用萬能機床。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大，精度越來越高，如拖拉機，汽車行業(yè)的汽缸體、汽缸蓋、變速箱、后橋等零件，采用萬能機床加工就不能很好的滿足要求，而且生產(chǎn)效率也不高，不利于保證產(chǎn)品加工精度。為了解決這個問題，專用機床應運而生。專用機床是專門用于加工一種工件或一種工件的一定工序的機床，它可以同時用許多刀具進行切削，機床的輔助動作部分地實現(xiàn)了自動化，結構也比萬能機床簡單，生產(chǎn)效率提高了。但專用機床有一個最大的弱點：就是被加工零件稍有一點變動，它就用不上了，需要另造新的機床，不能適應現(xiàn)代機械工業(yè)技術迅速發(fā)展、產(chǎn)品經(jīng)常革新的需要，而且這種機床設計制造周期長，造價高。廣大工人和技術人員在總結生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的基礎上，提出創(chuàng)造這樣的高效率機床：它既有專用機床效率高、結構簡單的特點，又有萬能機床能夠重新調(diào)整，以適應新工件加工的特點。為此，將機床上帶動刀具對工件產(chǎn)生切削運動的部分以及床身、立柱、工作臺等設計制造成通用的獨立部件，稱為“通用部件”，根據(jù)加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可組成機床，這就是組合機床。當工件改變了，還是用這些通用部件，只將部分專用部件改裝，又可以組成加工新工件的機床。由于組合機床是由70%～90%的通用零，部件組成，在需要的時候，他可以部分或全部的進行改裝，以組成適應新的加工要求的新設。這就是說，組合機床有重新改裝的優(yōu)越性，其通用零，部件可以多次重復利用。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。世界科技的發(fā)展日新月異，速度令人目不暇接。隨著我國加入WTO后與世界機床行業(yè)進一步接軌，我國的制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存。在這種充滿競爭與機遇的大環(huán)境下，組合機床行業(yè)企業(yè)適時自我調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應對策略。組合機床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉變。我國組合機床及組合機床自動線總體技術水平比發(fā)達國家要相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機床結構,向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛柔兼?zhèn)涞淖詣踊b備。但隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的提高,高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機床行業(yè)企業(yè)，因此組合機床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。一方面，加強數(shù)控技術的應用，提高組合機床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標部件，使其模塊化、柔性化,適應可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。1.5論文構成及研究內(nèi)容目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。其中孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正在擴大到車外圓、行星銑削、拉削等工序。此外還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢索、清洗等非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中已經(jīng)獲得廣泛的應用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座等。我國組合機床技術的發(fā)展起步不叫玩，但是通過不斷引進大量先進的技術設備，經(jīng)過科技人員的積極消化和吸收，與時俱進，努力奮斗，使我國的組合機床技術有了迅速發(fā)展。本次畢業(yè)設計題目為臥式雙面23軸組合鉆床前主軸箱設計，主要有以下幾部分組成：緒論、總體結構設計、多軸箱設計。另外論文還包括總體結構圖和主要零件結構圖。本次設計研究的主要是臥式雙面23軸組合鉆床前主軸箱，重點放在多軸箱的結構設計上，同時介紹齒輪位置的設計和齒輪軸以及其他部件的選用。2.加工工藝分析加工對象：缸體材料牌號：HT250材料硬度：HB190-240加工內(nèi)容：在前后端面上鉆孔、倒角生產(chǎn)批量：5萬臺/年工藝方案的擬定是組合機床設計的關鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結構配置和使用性能。因此，應根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)過技術經(jīng)濟分析后擬定出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。本工序中以底面及左側兩個工藝定位銷孔為基準，同時加工：在前端面上鉆擴13個孔：鉆10—Φ8.5mm，鉆2—Φ8.5mm深20mm,鉆Φ15.7mm深300mm。如下圖所示：本工序滿足工藝方案基本原則：粗精加工分開原則；工序集中原則（適當考慮相同類型工序的集中；有相對位置精度要求的工序應集中加工）。滿足在制定加工一個工件的幾臺成套機床或流水線的工藝方案時，應盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應力變形影響，有利于保證加工精度。3.多軸箱的基本結構及表達方法多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設計的傳遞各主軸的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。多軸箱一般具有多根軸同時對一列孔系進行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。多軸箱按結構特點分為通用（即標準）多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結構典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者結構特殊，往往需要加強主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設計，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需刀具導向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導軌來保證加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標準主軸，借助導向套引導刀具的設計方法基本相同。處于本設計的考慮，下面僅介紹大型通用多軸箱的設計。3.1多軸箱的組成大型通用多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構等組成，其基本結構包括：箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側蓋等箱體類零件；主軸、傳動軸、手柄軸、傳動齒輪、動力箱或電動機等傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標、排油塞、油盤（立式多軸箱不用）和防油套等潤滑及防油元件。在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排或兩排24mm寬的齒輪。3.2多軸箱總圖繪制方法特點(1)主視圖用點劃線表示齒輪節(jié)圓，標注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標注各軸軸號及主軸和驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉速和轉向。(2)展開圖每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對于結構尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應的軸號；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側用數(shù)碼箭頭標明齒輪所在排數(shù)。3.3多軸箱通用零件通用零件的編號方法如下圖：T07或1T07系指與TD或1TD系列動力箱配套的多軸箱通用零件，其標記方法詳見《組合機床設計簡明手冊》表4-1、表4-2、表4-4、表4-5以及相應的配套零件表。小組號：1—多軸箱體類零件；2—主軸類零件；3—傳動軸類零件；4—齒輪類零件。順序號和零件順序號表示的內(nèi)容隨類別號和小組號的不同而不同。（1）通用箱體類零件大型通用多軸箱箱體類零件采用灰鑄鐵材料，箱體材料用HT200，前、后、側蓋等材料用HT150，多軸箱體的基本尺寸按系列標準(GB3668.1－83)規(guī)定。①多軸箱的通用箱體類零件配套表詳見表7—4；②多軸箱后蓋與動力箱法蘭尺寸詳見表7－2；③其結合面上的聯(lián)接螺釘、定位銷孔及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應，參閱表5－40；④通用多軸箱體結構尺寸及螺孔位置，參考圖7－1、表7－3。（2）通用主軸選用滾珠軸承主軸：前支承為推力球軸承和向心球軸承。后支承為向心球軸承或圓錐滾子軸承。因為推力球軸承設置在前端，可以承受單方向的軸向力，適用于鉆孔主軸，主軸材料為40Cr鋼，熱處理C42。（3）通用傳動軸 通用傳動軸一般用45鋼，調(diào)質(zhì)T235；滾針軸承傳動軸用20Cr，熱處理S0.5～C59（4）通用齒輪和套多軸箱用通用齒輪有：傳動齒輪、動力箱齒輪和電動機齒輪三種（見表4-5），其結構型式、尺寸參數(shù)及制造裝配