專用鉆床主軸箱的設(shè)計(jì)

1、Equipment Manufactring Technology No.3,2011鉆孔專用組合機(jī)床,是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件,和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的機(jī)床。主軸箱是其重要專用部件,該部分設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,直接關(guān)系到零件加工的精度,影響零件加工品質(zhì)的高低。這一部分的設(shè)計(jì),關(guān)鍵是主軸和傳動(dòng)軸位置的確定。本次設(shè)計(jì)的鉆孔專用組合機(jī)床,具有如下優(yōu)點(diǎn):可以便于重新改裝,可以同時(shí)從兩個(gè)方向采用多把刀具對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行加工,能夠很好地保證加工精度要求,提高產(chǎn)品品質(zhì),減少工件在工序間的搬運(yùn),減少機(jī)床占地面積,簡(jiǎn)化機(jī)床的維護(hù)和修理等。1專用鉆孔組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1組合機(jī)床的組成

2、組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要,以大量通用件為基礎(chǔ),配以少量專用部件組成的一種高效率專用機(jī)床。臥式雙面組合機(jī)床,其組成有:側(cè)底面,滑臺(tái),刀具,夾具,主軸箱,墊鐵,中間底座,液壓裝置等。1.2配置形式鉆孔專用機(jī)床的配置形式,可以分為多工位和單工位兩大類。而每類中又有多種配置形式。圖1為臥式雙面鉆孔專用機(jī)床的配置形式。1.3動(dòng)力部件的選擇(1電動(dòng)機(jī)功率的確定。T =10D 1.9f 0.8HB0.6(1T 切削轉(zhuǎn)矩(N ·mm ;f 進(jìn)給量。切削功率P =TV(2由以上公式可得孔準(zhǔn)5:D =5mm,f =0.1mm/r,HB =210T 準(zhǔn)5=10×51.9×21006=

3、384.40N ·mm P 準(zhǔn)5=834.4×12.56=0.07kW孔準(zhǔn)8:D =8mm,f =0.15mm/r,HB =210T 準(zhǔn)8=10×81.9×2100.6=2818.87N ·mm P 準(zhǔn)8=2818.87×17.835=0.21kWP 多軸箱=P 切削(3P多軸箱消耗于各主軸的切削功率的總和,kW;主軸箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取0.80.9。兩孔總共所消耗的功率為P 多軸箱=P 切削=10×0.07+8×0.21=2.975kW 選擇動(dòng)力箱型號(hào)為1TD40。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S 4,功率5.5

4、kW,轉(zhuǎn)速1440r/min,輸出軸轉(zhuǎn)速720r/min 。變速器箱體專用鉆床主軸箱的設(shè)計(jì)彭得利(天津華勘鉆探機(jī)具有限公司,天津301800摘要:介紹了組合機(jī)床上專用部件主軸箱的功用、整體設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過程。關(guān)鍵詞:變速箱體;組合機(jī)床;主軸箱;中圖分類號(hào):TG52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-545X (201103-0070-03收搞日期:2010-12-20作者簡(jiǎn)介:彭得利(1983,男,河北唐山人,助理工程師,本科學(xué)歷,研究方向:機(jī)械制造。圖1臥式雙面鉆孔專用機(jī)床的配置形式電機(jī)動(dòng)力頭主軸箱液壓滑臺(tái)側(cè)底座夾具體中間底座工件鉆模板裝備制造技術(shù)2011年第3期(2切削力的計(jì)算。切削力計(jì)算公

5、式F =26D f 0.8HB0.6(4孔5:×2100.6=509.65N 孔8:×2100.6=1127.89N 則有F 總=10×F 5單+8×F 8單=10×509.65+8×1127.89=14119.62N1.4通用部件的選擇(1選擇動(dòng)力箱為1TD40-,電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4,功率為5.5kW 。(2配套的通用部件型號(hào)側(cè)底座1CC401。(3液壓滑臺(tái)選擇1HY40A:臺(tái)面寬度400mm,臺(tái)面長(zhǎng)度800mm,行程400mm,最大進(jìn)給力20kN,工進(jìn)速度12.5500mm/min,快速移動(dòng)速度8m/min 。(4動(dòng)力部件

6、行程的確定。動(dòng)力部件的總行程>前備量+工作循環(huán)距離+后備量。初分配L =40+180+180(mm前備量刀具磨損,補(bǔ)償,安裝誤差,動(dòng)力向前移動(dòng)的距離。工作循環(huán)距離快進(jìn)和工進(jìn)長(zhǎng)度以及快退的距離。后備量刀具裝卸,接桿從刀具取出,或接桿和刀具一起從主軸取出時(shí),動(dòng)力部件向后退的距離。(5主軸箱的輪廓尺寸的確定。B =b 1+b +b 2;H =h +h 1+h 2b 1=27mm;b 2=69.5mm;b =338.438mm;h 1=55mm;h 2=43mm;h =337.65mm;B =27+69.5+338.438=434.938mm;H =55+43+337.65=435.05mm 。

7、可初定主軸箱規(guī)格:500×500b 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離;b 1、b 2最邊緣主軸中心至箱體外壁距離;h 工件在高方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離;h 1最低主軸高度;h 2最低孔高度。2右主軸箱的設(shè)計(jì)流程2.1繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。該圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。2.2主軸形式和直徑以及齒輪模數(shù)的確定(1主軸的形式和直徑。主要取決于工藝方案、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給力和切削轉(zhuǎn)矩,通常鉆孔是采用前支承有止推軸承的主軸。在本次設(shè)計(jì)中,考慮到加工方法和零件的具體結(jié)構(gòu),我們采用支承形式:前支承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,不使用圓錐滾子軸承,主要考慮到主軸箱

8、結(jié)構(gòu)情況,主軸孔距很小,使用球軸承可節(jié)省徑向尺寸。徑向力由一對(duì)向心球軸承來承擔(dān),軸向力大部分用向心推力球軸承來承擔(dān)。主軸的外伸長(zhǎng)度為115mm 的長(zhǎng)主軸。(2主軸直徑的確定。根據(jù)前面計(jì)算求得的數(shù)據(jù)孔5:T 5=10×51.9×2100.6=384.40N ·mm 孔8:T 8=10×81.9×2100.6=2818.87N ·mm 又考慮到盡量避免選用直徑為15mm 的主軸,所以選直徑為20mm 的主軸。(3齒輪模數(shù)的計(jì)算。齒輪模數(shù)的估算可按公式估算,也可用類比法確定。公式估算m (3020P3姨(5式中,P 齒輪所傳遞的功率(kW

9、;Z 一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪數(shù);N 小齒輪的轉(zhuǎn)速(r/min 。圖2主軸箱輪廓尺寸h 2b 1h 1Bb 2hHb取P=5.5×0.994=5.283kWZ=24(主軸上的小齒輪;N=710r/min(主軸轉(zhuǎn)速;我們應(yīng)選擇轉(zhuǎn)速較低,齒數(shù)最少的齒輪估算。m(30205.28324×7103姨=2.1662.3主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì),就是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速,各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求,設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈,把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來,使主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。動(dòng)力箱的參數(shù):TD40的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為720r/min,主軸轉(zhuǎn)向面向動(dòng)力箱方向是逆時(shí)針,由動(dòng)力箱和主軸上的聯(lián)系尺寸可知

10、,驅(qū)動(dòng)軸到主軸底部的尺寸是159.5mm,驅(qū)動(dòng)軸布置在主軸箱寬度方向的中心位置。用最少的傳動(dòng)軸及齒輪副,把驅(qū)動(dòng)軸和各軸連接起來。2.4傳動(dòng)路線的擬定(1驅(qū)動(dòng)軸19軸主軸710;(2驅(qū)動(dòng)軸19軸20軸21軸主軸14;(3驅(qū)動(dòng)軸19軸20軸21軸22軸23軸主軸56;(4驅(qū)動(dòng)軸24軸25軸26軸主軸1118;(520軸油泵軸(27軸;(625軸手柄軸(28軸。2.5對(duì)傳動(dòng)零件進(jìn)行校核(121軸。軸徑20mm,經(jīng)排齒輪傳動(dòng)后,帶動(dòng)4根主軸轉(zhuǎn)動(dòng),該軸帶動(dòng)主軸數(shù)最多,在20的傳動(dòng)軸中傳動(dòng)比最大。T總=ni=1T i i i(6式中,T總傳動(dòng)軸所承受的總轉(zhuǎn)矩;Ti作用在幾個(gè)主軸上的轉(zhuǎn)矩;ii傳動(dòng)軸至第n個(gè)

11、主軸之間的傳動(dòng)比。4根主軸,T1=T4;i1=i4T總=ni=1T i i i=4×834.4×2519=4391.579N·mm D=20mm,=1/4(°/m,T=5500N·mm。滿足直徑為20mm的傳動(dòng)軸所能承受的轉(zhuǎn)矩,即直徑為20mm傳動(dòng)軸滿足強(qiáng)度條件。(226軸。軸徑為30mm,經(jīng)第排齒輪傳動(dòng)后,帶動(dòng)8根主軸轉(zhuǎn)動(dòng),而且主軸轉(zhuǎn)矩較大,相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩也大,所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)式(6得T總=ni=1T i i i=8×2818.87×45=40591.728N·mmD=30mm,=1(°/m,T

12、=114000N·mm。滿足直徑為30mm的傳動(dòng)軸所能承受的轉(zhuǎn)矩,即直徑為30mm傳動(dòng)軸滿足強(qiáng)度條件。2.6軸坐標(biāo)的計(jì)算坐標(biāo)計(jì)算是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置系及傳動(dòng)關(guān)系,精確計(jì)算各中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。其目的是為確定主軸箱體內(nèi)的各軸坐標(biāo)尺寸,并用于繪制坐標(biāo)檢查圖以檢查齒輪排列是否合理、正確。由于21-1-41,23-5,6-0.5,19-7-1-0.5,之間的誤差超過了中心距允許誤差,不能滿足該齒輪副嚙合要求,需采用變位齒輪。2.7繪制主軸箱總圖通用主軸箱總圖設(shè)計(jì),包括繪制主視圖,展開圖,繪制裝配表,制訂技術(shù)條件等四部分。3結(jié)束語通過使用組合機(jī)床來加工箱體類零件,可以實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)給多工位

13、加工,工序很集中,提高了生產(chǎn)率,由于工序固定,所以加工精度穩(wěn)定,研制周期短,成本低,自動(dòng)化程度高,勞動(dòng)強(qiáng)度低。參考文獻(xiàn):1孫恒,陳作模.機(jī)械原理(第六版M.北京:高等教育出版社,2001.2薛彥成.公差配合與技術(shù)測(cè)量(第二版M.北京:機(jī)械表1各傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)及各項(xiàng)指標(biāo)傳動(dòng)路線驅(qū)動(dòng)軸-19軸19軸-20軸20軸-21軸21軸-22軸22軸-23軸驅(qū)動(dòng)軸-24軸24軸-25軸25軸-26軸20軸-28軸25軸-27軸19軸-710軸21軸-14軸23軸-5,6軸26軸-11,13,15,17軸26軸-12,14,16,18軸主動(dòng)齒輪212030253021222927291925194545從動(dòng)齒

14、輪203025302022293924191819182525中心距61.57582.582.57564.576.510251723744377070齒(速比1.05/11/1.51.2/11/1.21.5/11/1.051/1.321/1.351/1.121/1.51.06/11.32/11.06/11.8/11.8/1所在排齒輪模數(shù)333333332322222注:n1-4=796r/min,n7-10=798r/min,n5,6=798r/min,n11-18=693r/min。(下轉(zhuǎn)第78頁工業(yè)出版社,2003.3鄭修本.機(jī)械制造工藝學(xué)(第二版M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.4濮良

15、貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:高等教育出版社,20015謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)K.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.6孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)(第三卷K.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.7陳日曜.金屬切削原理(第二版M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.8李洪.機(jī)械制造工藝手冊(cè)(第一版M.北京:北京出版社,1990.The Design to the 605B Gear Box Drill Pressof Proprietary and It's HeadstockPENG De-li(Tianjin Huakan Drilling Machines and Tools Co.,Lt

16、d.,Tianjin 301800,China Abstract:This paper mainly includes outline of the function to headstock focus on aggregate machine-tool,the idea ofwhole design and the process of design.Key words:gear box body;aggregate machine-tool;headstockDesign of Detecting Circuit for Current Sensor based on PCB Rogow

17、ski CoilGONG Yong-zhen 1,LIN Zhi-chun 2(1.College of Machinery and Electronical Engineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming Guangdong 525000,China;2.Henglitai Mechanism Co.,Ltd.,Foshan Guangdong 528000,ChinaAbstract:The paper Introduced the working principle and characterist

18、ics of PCB Rogowski coil,detailed analyzed and designed the signal processing circuit of sensor,tested the linearity and sensitivity of current sensor based on PCB Rogowski coil.The testing results showed that the sensor has good linearity,high accuracy,and can satisfy the requirements of the measurement.Key words:signal circuit;PCB Rogowski coil;current sensor式中,Y max 為輸出平均值與擬合直線的最大偏差,Y FS 為