2010“萬向節(jié)滑動叉”端面銑削組合機(jī)床設(shè)計(jì)含全套畢業(yè)說明書

摘 要組合機(jī)床，是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率機(jī)床。其特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)緊湊、工作質(zhì)量可靠、設(shè)計(jì)和制造周期短、投資少、經(jīng)濟(jì)效果好、生產(chǎn)率高等。本次設(shè)計(jì)首先針對所要加工的零件入手，對機(jī)床進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，進(jìn)而確定機(jī)床的總體布局，隨后，對主軸組件進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)主軸組件時(shí)，以主軸為線索，在滿足剛度、精度等要求下，完成其它（如軸承、軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)等）所有零件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：萬向節(jié)滑動叉；組合機(jī)床；主軸；軸承；ABSTRACTModular Machine, by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine. Its features include : compact, reliable quality, design and manufacturing cycle shorter, less investment and economic effects, and higher productivity .This design, first in response to the processing of parts, the paper machine for the overall program design, which will determine the overall layout of the machine. Subsequently, the spindle components of the design. Spindle components in the design, a spindle for clues to meet stiffness and precision requirements, the completion of the other (eg, bearings, Axial adjustment, locking, etc.) all parts of the design.Keywords: universal joint cross ；modular machine； stiffness； bearings；目 錄摘要 .IABSTRACT.II目錄 .III前言 .11 總體方案論證 .41.1 工藝方案設(shè)計(jì) .41.2 加工設(shè)備方案選擇 .51.3 確定總體布局 .52 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定 .82.1 確定工件余量 .82.2 切削用量的選擇 .82.3 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率 .92.4 運(yùn)動參數(shù) .103 組合機(jī)床通用部件的選擇 .1331 進(jìn)給動力部件選擇 .1332 主運(yùn)動動力部件選擇 .153.2.1 主運(yùn)動驅(qū)動裝置 .153.2.2 通用主軸部件選擇 .164 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) .184.1 被加工零件工序 .184.2 加工方案 .194.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖 .204.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算 .215 組合機(jī)床主軸設(shè)計(jì) .245.1 主軸的基本要求 .245.1.1 旋轉(zhuǎn)精度 .245.1.2 剛度 .255.1.3 耐磨性 .255.1.4 主軸的其他要求 .265.2 主軸組件的布局 .265.3 主軸結(jié)構(gòu)的初步擬定 .285.4 主軸組件的計(jì)算 .285.3 主軸結(jié)構(gòu)圖 .306 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) .316.1 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) .316.2 運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)的確定 .316 21 傳動系統(tǒng)傳動比分配 .316 22 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和設(shè)計(jì)參數(shù) .316 23 齒輪模數(shù)的估算及其叫校核 .326 24 軸各參數(shù)估算及強(qiáng)度校核 .366.3 主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算 .48結(jié)論 .50致謝 .51參考文獻(xiàn) .52前 言機(jī)械制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，是國民經(jīng)濟(jì)各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，是生產(chǎn)力的重要組成部分。機(jī)械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機(jī)械制造業(yè)本身提供機(jī)械制造裝備。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平標(biāo)志著一個(gè)國家或地區(qū)的科學(xué)技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)實(shí)力。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平，主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度。機(jī)械制造裝備的核心是金屬切削機(jī)床，精密零件的加工，主要依賴切削加工來達(dá)到所需要的精度。金屬切削機(jī)床所擔(dān)負(fù)的工作量約占機(jī)器制造總工作量的40%60%，金屬切削機(jī)床的技術(shù)水平直接影響到機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。換言之，一個(gè)國家的機(jī)床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個(gè)國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平。然而，組合機(jī)床是根據(jù)工件加工要求，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，有以下兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床” 。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設(shè)備。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工要求，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，有以下兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床” 。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設(shè)備。組合機(jī)床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效，高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床和自動線。因此，組合機(jī)床的應(yīng)用在很大程度上決定了這些部門的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，也很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。特別是近 20 年來，隨著組合機(jī)床的發(fā)展，作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，起產(chǎn)品市場壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素同時(shí)也有力地推動和激勵(lì)了組合機(jī)床的不斷發(fā)展。組合機(jī)床的發(fā)展主要有以下 2 點(diǎn):(1) 組合機(jī)床品種的發(fā)展；(2) 組合機(jī)床柔性化的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為工藝裝備。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大于采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，更新的專用夾具占用比例很大，面夾具的實(shí)際磨損量僅占有小部分。特別是近年來， ，加工中心（MC ） ，數(shù)控機(jī)床（ NC） ，柔性制造系統(tǒng)（ FMS） ，成組技術(shù)（GT ）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了新的要求：a.能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，降低了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少了生產(chǎn)成本。b.能裝夾一類具有相似性特征的工件。c.能應(yīng)用高精密加工的高精度機(jī)床夾具。d.能應(yīng)用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型組合機(jī)床夾具。e.采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。f.提高機(jī)床夾的標(biāo)準(zhǔn)化程度。現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a.精密化b.高效化c.柔性化d.標(biāo)準(zhǔn)化本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是萬向節(jié)滑動叉 39 孔兩端面粗銑組合機(jī)床總體及主軸箱設(shè)計(jì)。根據(jù)萬向節(jié)滑動叉兩側(cè)面的位置、加工精度等主要的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理和工作上可靠的雙面粗銑的組合機(jī)床。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床夾具主要對萬向節(jié)滑動叉兩端面的粗銑。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床能同時(shí)粗銑萬向節(jié)滑動叉兩端面，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。1 總體方案論證設(shè)計(jì)機(jī)床的第一步，是確定總體方案?？傮w方案是機(jī)床部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對整個(gè)設(shè)計(jì)的影響較大。因此，在擬定總體方案的過程中，必須全面地、周密地考慮，使所定方案技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)計(jì)的機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低成本。1.1 工藝方案設(shè)計(jì)工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合理的工藝方案,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床。根據(jù)指定的加工要求,提出若干個(gè)工藝方案,擇其佳者。工藝方案確定了,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動、傳動、布局等一系列問題也就解決了。所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。而且工藝方案在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙,深入了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等一些因素。擬定組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下:a.分析,研究加工要求和現(xiàn)場工藝，在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；其次深入現(xiàn)場調(diào)查分析零件的加工工藝方法、定位夾緊方式、所采用的設(shè)備、刀具及切用量、生產(chǎn)率情況等。 b.定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工 ,不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方面變化。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件。本道工序主要是加工毛坯,因此,還要對毛坯基準(zhǔn)選擇考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性。定位夾緊裝置的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的變形最小，并且夾具易于設(shè)置導(dǎo)向和能過刀具。本道工序:萬向節(jié)滑動叉兩端面的銑削。1.2 加工設(shè)備方案選擇在機(jī)械制造業(yè)中，金屬切削機(jī)床占機(jī)械設(shè)備總臺數(shù)的 50%70%，它負(fù)擔(dān)的工作量約占一半左右，其中有 30%50%的工作量是由組合機(jī)床來完成的，同時(shí)，機(jī)械加工方法是機(jī)電產(chǎn)品及零部件生產(chǎn)的主要方法，且機(jī)械加工質(zhì)量又是提高整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，組合機(jī)床的開發(fā)、設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造行業(yè)一項(xiàng)非常重要的工作。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床，具有如下特點(diǎn)：a.生產(chǎn)率高；b.加工精度穩(wěn)定；c.研制周期快，便于使用、維護(hù)和設(shè)計(jì)、制造；d.自動化程度變高，勞動強(qiáng)度降低；e.配置靈活，可按工件或工序要求靈活變換組成機(jī)床自動線，易于改裝，加工過程和產(chǎn)品變化時(shí)，通用部件還具有重復(fù)利用價(jià)值；f.使用性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床消耗費(fèi)用低。由于被加工零件已定型，生產(chǎn)產(chǎn)品較大，加工精度要求較高，所以必須采用組合機(jī)床來進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)，又是針對雙面加工。因此，采用組合機(jī)床來進(jìn)行加工是較適宜、理想的生產(chǎn)方案。1.3 確定總體布局根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床總體布局主要有如下配制型式：a.多工位組合機(jī)床多工位組合機(jī)床：主要用于中、小零件加工。生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高。這種方式若配合工作臺的移動和精確定位，可以組成組合機(jī)床自動線，則自動化程度和生產(chǎn)率均很高。b.單工位組合機(jī)床各種型式的單工位組合機(jī)床，通常可安裝一個(gè)工件，特別適宜于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量，這類機(jī)床可分為單面、多面及復(fù)合式。這種方式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡單，由于單工位加工，其機(jī)動時(shí)間與輔助時(shí)間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。根據(jù)以上所述, 柴油機(jī)氣缸體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長方體，從裝夾的角度來看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加平面，有利于排屑，也減輕了工人的勞動強(qiáng)