六孔臥式組合鉆床設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985   科  畢  業(yè)  論  文（設(shè)  計(jì)）  題目 ：             六孔臥式組合鉆床 設(shè)計(jì)                      學(xué)    院：                 姓    名：                  學(xué)    號：                    專    業(yè)：   機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其 自動化                   年    級：                        指導(dǎo)教師：    稱： 副教授  二 0 一二   年  5 月  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 摘要  隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著尤為重要的地位。鉆床作為機(jī)械制造和修配工廠必不可少的設(shè)備，具有廣泛用途的通 用性機(jī)床，可對零件進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔，锪平面和攻螺紋等加工。同時(shí)鉆床又存在著加工精度，加工效率不高等缺陷。 在我國，組合鉆床發(fā)展已有 28 年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合鉆床及組合機(jī)床自動線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、 擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、在孔內(nèi)鏜各種形狀槽等。  本文設(shè)計(jì)的六孔臥式組合鉆床，作為一種專用機(jī)床其生產(chǎn)效率高，加工精度高，特別適合于加工一些有多個(gè)孔并對孔的位置精度要求高的工件。  關(guān)鍵詞  ：鉆床；六孔；臥式；組合鉆床；加工精度；床身；導(dǎo)軌；主軸箱  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of in a as of is In 8 of a Is to of of It is by so it in is of in as a of a of of 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目   錄  1.  機(jī)床設(shè)計(jì)的目的，內(nèi)容，要求  . 1 設(shè)計(jì)目的  . 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容  . 1 設(shè)計(jì)要求  . 1 調(diào)查研究  . 1 擬定方案  . 2 工作圖設(shè)計(jì)  . 2 2. 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)  . 2 組合機(jī)床方案的制定  . 2 制定工藝方案  . 2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案  . 3 工藝的確定  . 4 確定工序間余量  . 4 擇切削用量  . 4  確定切削力，切削扭矩，切削功率  . 4 選擇刀具結(jié)構(gòu)  . 5 確定軸向進(jìn)給力  . 5 確定進(jìn)給速度，行程  . 5 齒輪箱的設(shè)計(jì)  . 6 定傳動線路圖  . 6 傳動的設(shè)計(jì)  . 6  V 帶型號和帶輪直徑  . 6 帶輪材料與結(jié)構(gòu)  . 7 傳動軸的設(shè)計(jì)  . 7  軸 的設(shè)計(jì)  . 7 主軸的設(shè)計(jì)  . 10 齒輪的設(shè)計(jì)  . 11 齒輪的材料  . 11 齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)  . 12 軸箱的設(shè)計(jì)  . 15 床身的設(shè)計(jì)  . 15 參考文獻(xiàn)  . 17 致謝  . 18 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1.  機(jī)床設(shè)計(jì)的目的，內(nèi)容，要求  設(shè)計(jì)目的  機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過機(jī)床主運(yùn)動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案的分析，結(jié)構(gòu)工藝性，機(jī)械制圖，零件計(jì)算，編寫技術(shù)文件盒查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練。樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，使自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。  設(shè)計(jì)內(nèi)容  （ 1）運(yùn)動設(shè)計(jì)   根據(jù)給定的被加工零件，確定機(jī)床的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速和標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。  （ 2）動力設(shè)計(jì)   根據(jù)給定的工件，計(jì)算傳動軸的直徑，齒輪的模數(shù)，確定動力箱，計(jì)算多軸尺寸及設(shè)計(jì)傳動路線，完成裝配草圖后，要驗(yàn)算傳動軸的直徑，齒輪模數(shù)是否在允許范圍內(nèi)，還要驗(yàn)算主軸的靜剛度。  （ 3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)   進(jìn)行主運(yùn)動傳動軸系，變速機(jī)構(gòu)，主軸主件，箱體，潤滑與密封等的布置和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，既繪制裝配圖和零件工作圖。  （ 4）編寫設(shè)計(jì) 說明書  設(shè)計(jì)要求  評價(jià)機(jī)床性能的優(yōu)劣主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判定的。技術(shù)先進(jìn)合理，亦即質(zhì)優(yōu)價(jià)廉才會受到用戶的青睞，在國內(nèi)和國外市場上才有競爭力。機(jī)床設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以從滿足性能要求，經(jīng)濟(jì)效益和人機(jī)關(guān)系等方面進(jìn)行分析。  調(diào)查研究  研究市場和用戶對設(shè)計(jì)機(jī)床的要求，然后檢索有關(guān)資料。其中包括情報(bào)，預(yù)測，實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，發(fā)展趨勢，新技術(shù)應(yīng)用以及相應(yīng)的圖紙資料等。甚至還可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)查閱先進(jìn)國家的相關(guān)資料和專利等。通過對上述資料的分析研究，擬定適當(dāng)?shù)姆桨福员ＷC機(jī)床的質(zhì)量和提高 生產(chǎn)率，使用戶有較好的經(jīng)濟(jì)效益。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 擬定方案  通常可以擬定出幾個(gè)方案進(jìn)行分析比較，每個(gè)方案包括的內(nèi)容有：工藝分析，主要技術(shù)要求，總布局，傳動系統(tǒng)，控制操作系統(tǒng)，電系統(tǒng)，主要部件的結(jié)構(gòu)草圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。  在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：  （ 1）  當(dāng)使用和制造出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)滿足使用要求，其次才是盡可能便于制造，要盡量用先進(jìn)的工藝和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu) ; （ 2）  設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可靠后才能用于設(shè)計(jì)  （ 3）  繼承與創(chuàng)新相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)工藝，迅 速提高生產(chǎn)力，為實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)，注意吸取前人和國外的經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新和發(fā)展；  工作圖設(shè)計(jì)  首先，在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式，結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙的設(shè)計(jì)。這些圖紙包括：該加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡。并初步擬定主軸箱輪廓尺寸，才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系。  其次，繪制機(jī)床的總裝圖，部分部件裝配圖，液壓系統(tǒng)圖， 線圖和梯形圖。  然后，整理機(jī)床有關(guān)部件與主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制各類零件明細(xì)表，編寫機(jī)床說明書等技術(shù)文件。  最后，對有關(guān)圖紙進(jìn) 行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。  2. 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)  組合機(jī)床方案的制定  制定工藝方案  零件加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時(shí)，必須計(jì)算分析被加工零件圖，并深入現(xiàn)場了解零件的形狀，大小，材料，硬度，剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度，表面粗糙度，以及定位，加緊方法，工藝過程等。所采用的刀具及切削用量，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 生產(chǎn)率要求，現(xiàn)場采用的環(huán)境和條件等。并收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料，制定出合理的工藝方案。根據(jù)被加工零件的零件圖（圖 1），定出工藝 方案   （ 1）加工孔的主要技術(shù)要求  加工 6 個(gè) 20，深 100通孔  孔的位置度公差為 在同一平面上  工件材料為 #45 鋼  要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn) 6 萬件，單班制生產(chǎn)  圖 1   加工零件圖  (2)工藝分析  加工該孔時(shí)，孔的位置度公差為 采用一次性鉆孔  確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案  （ 1）被加工零件的加工精度  被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工 精度，是制造機(jī)床方案的主要依據(jù)。該工件的加工孔的精度要求不高，可采用鉆孔組合機(jī)床，工件各孔見位置精度為 排加工時(shí)可通過一次鉆孔完成。在該工序孔的表面粗糙度要求為 取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。為此，機(jī)床通常采用位置式齒輪動力裝置，進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，人工夾緊。  （ 2）被加工零件特點(diǎn)  這主要指零件的材料，硬度，形狀，剛度定位精準(zhǔn)面的特點(diǎn)，他們對機(jī)床工藝方案制定有著重要的影響。此工件材料為 #45 鋼，硬度為 在整 個(gè)工件上呈 60 度均勻分配，采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件的受力不大，震動，發(fā)熱變形對對工件影響不大。  由于該零件的中心線與定位基準(zhǔn)面平行，可采用臥式機(jī)床  （ 3）零件的生產(chǎn)批量  零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位，多工位，自動線或按中小批量生產(chǎn)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn) 6 萬件，從工件外形及輪闊尺寸，為了減少加工時(shí)間，采用多軸頭。  （ 4）  機(jī)床使用步置  使用組合機(jī)床對車間布置情況，工序間的聯(lián)系，使用廠的技術(shù)能力和自然條件等一定的要求。再根據(jù)用戶實(shí)際情況來選擇什么樣的 組合機(jī)床。  綜合以上所述：通過對零件的結(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，定位，夾緊方式，工藝方法，并定出影響機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能等方面的考慮，最終決定采用六軸頭多工位同步鉆床。  工藝的確定   確定工序間余量  為使加工過程順利進(jìn)行并保證加工精度，必須合理地確定工序間余量。生產(chǎn)中常用查表給出的組合機(jī)床對孔加工的工序余量，由于在本鉆床上只進(jìn)行粗鉆，為達(dá)到最終 20 的要求后面還要進(jìn)行鉸孔，徑上工序余量為  選擇切削用量  確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工，在大多數(shù)情況下所選擇切削用量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工低 30%左右。多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺，工作時(shí)要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量 （ mm/。因此，同一主軸箱可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與其相適應(yīng)。以滿足不同直徑的加工要求，即：  f1=n2=n ifi=                                       （ 1 式中：     各主軸轉(zhuǎn)速  （ r/ 各主軸進(jìn)給量 （ mm/r）     動力滑臺每分鐘進(jìn)給量 （ mm/  由于該工件的加工精度，工件材料，工作條件，技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟(jì)的選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法得：鉆頭直徑D=料為高速鋼，進(jìn)給量 f=r，切削速度 v=20mm/   確定切削力，切 削扭矩，切削功率  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 根據(jù)選定的切削用量確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪，傳動軸）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主電動機(jī)功率，通過查表計(jì)算如下：  軸向力：  F=                         （ 1 計(jì)算得： F=削扭矩  ：  M=m                         (1計(jì)算得： M= =m 鉆削功率：                                       (1計(jì)算得： 中： f 沒轉(zhuǎn)進(jìn)給量 （ mm/r）  n 鉆頭轉(zhuǎn)速 （ r/s）  選擇刀具結(jié)構(gòu)  工件的布氏硬度在 徑 D 為 具的選擇高速鋼鉆頭 （ 構(gòu)簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn) 麻花鉆。  確定軸向進(jìn)給力  F 進(jìn) =中：  各主軸加工時(shí)產(chǎn)生的軸向力  由于滑臺工作時(shí)，除了要克服各主軸的軸向進(jìn)給力，還要克服滑臺移動時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進(jìn)給力應(yīng) 大于  確定進(jìn)給速度，行程  滑臺的進(jìn)給速度分為快進(jìn)，工進(jìn)，快退，所以要求液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 3 種速度間的轉(zhuǎn)換。其中快進(jìn)行程為 200進(jìn) 110退 310 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 齒輪箱的設(shè)計(jì)  定傳動線路圖  圖 2 傳動示意圖            傳動的設(shè)計(jì)   V 帶型號和帶輪直徑  定 V 型帶型號和直徑  工作情況系數(shù)     算功率    C=3帶輪轉(zhuǎn)速     440r/帶型號   A 型  小帶輪直徑   由表得  取 0帶輪直徑   11n1/ 24帶輪轉(zhuǎn)速    112=576 76r/算帶長  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 求   2） /2 57  = （ +2a+2/a  準(zhǔn)長度    L=800中心距和包角  中心距  a=130輪包角  1=180>120o  1=帶根數(shù)  帶速  v=  601000) v=s 傳動比   i=  i=根數(shù)   由表得                                                                Z=P+L=取 Z=3 求軸上載荷  張緊力   28N 軸上載荷    Z ) 帶輪材料與結(jié)構(gòu)  當(dāng)帶速 v<30/s 的傳動帶，其帶輪一般用 造。所以帶輪的材料選擇 帶輪的直徑 D<2常采用實(shí)心式，中等尺寸是常采用腹板 式。所以小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪采用腹板式。  傳動軸的設(shè)計(jì)   軸的設(shè)計(jì)  （ 1） 軸的選材    軸的材料為 40質(zhì)處理，齒輪表面在進(jìn)行高頻淬火  （ 2）計(jì)算齒輪受力    22m a ( L D ) 844L 2 . 5 ?  0 0 ( ) q v ? 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 由于軸上齒輪對稱分布所以徑向受力相互抵消  （ 3）計(jì)算支撐反力   垂直面反力  65N ,4) 軸的結(jié)構(gòu)圖    圖 3  傳動軸的結(jié)構(gòu)         （ 5）軸的受力圖  圖 4  軸的受力圖  (6)  軸的垂直面受力圖  圖 5  軸的垂直面受力圖  （ 7）  軸的彎矩圖  圖 6  軸的彎矩圖  最大彎矩 M=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 （ 8）軸的扭矩圖  圖 7  軸的扭矩圖                    最大轉(zhuǎn)矩為 47750n 9） 軸的當(dāng)量彎矩圖  圖 8 軸的當(dāng)量彎矩圖  計(jì)算齒輪受力  齒輪螺旋角   =0 齒輪直徑：小輪  大輪  1d =50 2d =150 小齒輪受力：轉(zhuǎn)矩  圓周力  徑向力  軸向力  1  11t 1T =47750Nmm 910N N 小齒輪軸受力圖  見圖 4  計(jì)算支撐反力  垂直面反力   1直面受力圖  見圖 5  水平面受力圖  忽略重力   買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 畫軸彎矩圖  垂直面彎矩圖  見圖 6  畫軸扭矩圖  軸受轉(zhuǎn)矩  T= 1T  T=47750N矩圖  見圖 7  許用應(yīng)力  許用應(yīng)力  用 插 入 法 查 表 得 ：=60=60力修正系數(shù)   0 =當(dāng)量彎矩圖  當(dāng)量轉(zhuǎn)矩  T=7750 T=28172N量彎矩  在小齒輪中間截面處  22' )(  22 2 8 1 7  4 2 6  在左軸頸處  22' )(    =22  1 7  2 3 2  見圖 8 '40737N49115N量彎矩圖  見圖 8  校核軸徑  齒根圓直徑   2d 11=徑   3 1'   3 1'  d =0主軸的設(shè)計(jì)  本鉆床共有六根主軸，鉆頭安裝在主軸上。 故對主軸的強(qiáng)度剛度要求較高。為滿足要求材料選擇 45 號鋼，初定直徑 35處理為調(diào)質(zhì)處理，表面硬度為 220 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 軸的設(shè)計(jì)與校核過程與上類似。            （ 1）主軸 1 的結(jié)構(gòu)圖如下  圖 9 主軸 1 的結(jié)構(gòu)圖  （ 2）主軸 2 的結(jié)構(gòu)圖  圖 10 主軸 2 的結(jié)構(gòu)圖        齒輪的設(shè)計(jì)  齒輪的材料  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 齒輪傳動要求齒輪表面具有較高的硬度與耐磨性，同時(shí)齒根還要具有較高的強(qiáng)度。在齒輪傳動過程中由于小齒輪直徑小每個(gè) 齒重復(fù)嚙合的次數(shù)更多，導(dǎo)致小齒輪過早失效。所以小齒輪選擇 40齒輪為 #45 鋼，表面熱處理均為表面淬火。  齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)  齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算  轉(zhuǎn)矩  161 8400N寬系數(shù) d  查表得 d=d= 觸 疲勞 極限                                                          1080步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力 H 639522步計(jì)算的小齒輪直徑 31 23 8 . 5 取 0步齒寬 b   b=40圓周速度 v   v= 11s   v=s 精度等級   選 6 級  齒數(shù) z 和模數(shù) m   初取 0,z2=i0 m= m=2.5 0 0 使用系數(shù)  載系數(shù)         齒間載荷分配系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) T1/                            b=00N/                           a=+1/                               =  a=紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13  =此得 21 Z= 向載荷分布系數(shù) +B(12+C10                                =050)2+00 =荷系數(shù) K   K=V =性系數(shù)   查表得  節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 觸最小安全系數(shù)     觸壽命系數(shù)   用接觸應(yīng)力H   =670 =580670580算   1212 k T 1    計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合理，輪尺寸無需調(diào)整。  H = （ 3）確定傳動主要尺寸  實(shí)際分度圓直徑 d  d1=0=502d =0=150  0d =150心距 a  a=12m(z z )2   a=100文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 齒寬 b  b=40根彎曲疲勞強(qiáng)度  重合度系數(shù)   間載荷分配系數(shù) F   1     2     算   12     買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 傳動無過載，故不作靜 強(qiáng)度校核                                其余的齒輪配合情況與這一對相同，所以參數(shù)完全一樣  余的齒輪配合情況與這一對相同，所以參數(shù)完全一樣  軸箱的設(shè)計(jì)  主軸箱是鉆床的重要部件，它上面安裝有鉆床的傳動系統(tǒng)以及主軸。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著機(jī)床的制造成本；影響著鉆床對零件加工的精度，同時(shí)也影響著機(jī)床的工作效率和壽命等。因此，主軸具有足夠的靜態(tài)剛度和良好的動態(tài)性能，較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力，并易于加工制造裝配等才能滿足鉆 床對床身的要求。為保證鉆床的加工