浅谈组合机床多轴箱设计
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第一章概述第一节组合机床多轴箱简介组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求,按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。
它由大量的通用部件和少量的专用部件组成的,能够对一种(或几种)零件进行多刀,多轴,多面,多工位加工,在组合机床上可以完成钻孔,扩孔,铰孔,钻孔,攻丝,车削,铣削及滚压等工序,生产率高,加工精度稳定。
1.组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70%-80%,因此设计和制造的周期短,投资少,经济效果好。
2.由于组合机床采用多刀加工,并且自动化程度高,因此通用机床生产效率高,产品质量稳定,劳动强度低。
3.组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的,又有专门厂成批制造,因此结构稳定、工作可靠,使用和维修方便。
4.在组合机床上加工零件时,由于采用专用夹具、刀具和导向装置等,加工质量靠工艺装备保证,对操作工人的技术水平要求不高。
5.当被加工产品更新时,采用其他类型的专用机床时,其大部分部件要报废。
用组合机床时,其通用部件和标准零件可以重复使用,而不必另行设计和制造。
6.组合机床易于联成组合机床自动线,以适应大规模的生产需要。
通过分析,采用组合机床加工。
多轴箱是组合机床的主要部件之一,它关系到整台组合机床质量的好坏。
按专用需求进行设计,由通用零件组成,按加工工件和工艺要求进行专门设计。
其主要作用是,根据被加工零件的加工要求,将动力和运动由电动机或动力部件传给各工作主轴,使主轴得到所要求的转速和转向。
多轴箱的设计主要包括多轴箱箱体的设计和传动系统的设计。
第二节本设计简介本设计来源于实际生产中的问题,当零件有多孔或者相同特征的多个部位需要加工时,如果用传统的机床逐个加工,势必会造成生产效率低下以及定位精度低的问题,这个时候,组合机床的优势就会凸现出来。
如果采用专用钻床加工,一次进刀只能加工一个孔,生产效率就会跟不上整体的节奏,而且也不容易保持三个孔之间的位置精度,如果采用留空同时加工的组合机床,情况就会大大改观,正是基于此,才提出了《基于UG的多轴箱设计及虚拟装配》的课题。
组合机床多轴箱设计多轴箱是组合机床的重要专用部件,用于钻、扩、铰、镗孔等加工工序。
多轴箱一般具有多根主轴,同时对一列孔系进行加工。
根据结构特点,多轴箱分为通用和专用两大类。
通用多轴箱采用标准主轴和导向套引导刀具来保证加工孔的位置精度,而专用多轴箱采用刚性主轴和精密滑台导轨来保证加工孔的位置精度。
本课题主要设计大型通用多轴箱,由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。
大型通用多轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。
多轴箱的通用箱体类零件的材料为HT200,前、后、侧盖等材料为HT150.多轴箱基本尺寸系列标准规定了9种名义尺寸,宽度和高度是根据配套滑台的规格按规定的系列尺寸选择。
通用主轴分为钻床类主轴和攻螺纹类主轴。
钻床类主轴按支承型式可分为滚锥轴承主轴、滚珠轴承主轴和滚针轴承主轴,按与刀具的连接是浮动还是刚性连接,又可分为短主轴和长主轴。
攻螺纹类主轴按支承型式可分为前后支承均为圆锥滚子轴承主轴和前后支承均为推力球轴承和无内环滚针轴承的主轴。
主轴材料一般采用40Cr钢,热处理C42;滚针轴承主轴用20Cr钢,热处理S0.5~C59.通用传动轴按用途和支承型式分为六种,分别为圆锥轴承传动轴、滚针轴承传动轴、埋头传动轴、手柄轴、油泵传动轴和攻螺纹用蜗杆轴。
传动轴一般采用45钢,调质T235;滚针轴承传动轴用20Gr钢,热处理S0.5~C59.多轴箱用通用齿轮有传动齿轮、动力箱齿轮和电动机齿轮三种。
多轴箱的工作原理是利用多根主轴同时对一列孔系进行加工,完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。
通用多轴箱是组合机床中的重要部件之一。
它通过传动轴和传动齿轮的传动,将动力箱中电动机轴的动能传递给主轴,主轴带动刀具加工工件。
通过对齿轮啮合的调整,可以获得不同的传动比,从而实现主轴的不同转速。
多轴箱还可以安装多个不同的主轴,这样就可以用多个主轴对同一个工件进行不同的加工。
多轴箱与动力箱一起安装于进给滑台,可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工艺。
浅谈组合机床多轴箱设计组合机床是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量专用部件的一种高效专用机床。
多轴箱是组合机床的重要专用部件,用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应附加机构。
多轴箱的设计是组合机床设计过程中至关重要的一环,其设计质量的好坏将直接影响组合机床的设计质量。
一、多轴箱的基本结构多轴箱体的标准厚度为180,用于卧式的多轴箱前盖厚度为26,后盖为90,本次设计去多轴箱的厚度为325,多轴箱箱体材料为HT200,前,后,侧盖等材料为HT150。
本工序为镗孔,主轴进退两个方向都有轴向切削力所以前后支撑均为圆锥滚子轴承,这种支撑可承受较大的径向和轴向力且结构简单装配调整方便。
二、通用多轴箱设计通用多轴箱设计的一般设计顺序是:绘制多轴箱设计原始依据图,确定主轴结构,轴径及齿轮模数,拟定传动系统,计算主轴传动轴坐标,绘制坐标检查图,绘制多轴箱总图,零件图及编制组件明细表。
1 绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据三图一卡绘制的,其主要内容:1)根据机床联系尺寸图,绘制多轴箱外形图,并根据轮廓尺寸及与动力箱驱动轴相对位置尺寸。
2)根据联系尺寸图和加工示意图,标注所有主轴位置尺寸及工件与主轴、主轴与驱动轴的相关位置尺寸。
在绘制主轴位置时要要特别主要:主轴和被加工零件在机床上是面对面安放的;其次,多轴箱上的坐标尺寸基准和零件工序图上的基准经常不重合,应根据多轴箱与加工零件的相对位置找出统一基准,并标出其相对位置关系尺寸,然后根据零件工序图各孔位置尺寸,算出多轴箱上各主轴坐标值。
3)根据加工示意图标注各主轴转速及转向主轴逆时针转向可不标,只注顺时针转向。
4)列表标明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸等。
5)标明动力部件型号及其性能参数等。
2 主轴齿轮的确定及动力计算2.1 齿轮模数及齿数的确定此次设计选择鏜削为例,因此采用滚锥轴承主轴。
主轴的直径初步确定为40。
由公式m≥(30-32)3其中,P ——齿轮所传递的功率,单位为kw,这里,P=11 kwZ ——一对啮合齿轮中最小齿轮齿数n ——小齿轮的转速,单位为r/min,n=730 r/min经由计算,m≥(30-32)=(30-32)=2.321~2.476为了安全起见,这里我们设计取m = 3根据多轴箱主轴布置图,取驱动轴上齿轮齿数为33 。
第 20 卷第 3 期 Vol. 20 No. 3湖 北 工 业 大 学 学 报 Journal of Hubei University of Technology2005 年 06 月 Jun. 20051 分工序 、 定工位1. 1 生产类型分析此次设计的立式轴承座钻孔组合机床 , 其所加 工的零件在汽车中应用十分广泛 , 应该属于大批量 生产项目 ,所以在设计时应注意到尽量使加工简单 , 但又不影响加工质量 .1. 2 加工方案的制定划分工序要考虑到生产的规模 、 加工的精度 、 所 用机床的特点 、 机床负荷情况等 . 划分工序可以有两 种趋向 : 工序集中和工序分散 . 工序的集中分散各有 其长处 ,一般说来 ,在大批量生产中以提高生产率为 主 ,需广泛采用多刀 、 单轴与多轴自动或半自动机 床 ,多轴龙门铣床 、 组合机床等 , 故采取工序集中可 以获得突出的效果 . 此次设计的轴承座钻孔组合机床很大程度上使 各工序尽量集中 ,发挥组合机床的优点 ,同时使各种 误差减小到最低限度 . 由于此设计中所加工的零件 10 个孔中部分孔 距离太近 ,不便于加工 , 所以分开为两个工位完成 , 然后进行零件位置转换 . 主要工位经分析选取以下方案 :1 ) 装卸 、 夹紧 ; 2) 钻 7 个孔 13. 5 ;3) 钻 3 个孔一个为 14 ,钻 2 个 螺纹底孔 14 ,孔号为 8 、 ; 4 ) 钻横向孔 14 ; 5 ) 扩 9 ) 攻丝 [ 1 ] . 铰 7 个孔 14. 5 ;6[ 文章编号 ] 1003 - 4684 (2005) 0620055203 [ 中图分类号 ] GT502. 1立式轴承座钻孔组合机床设计张银保( 湖北汽车工业学院机械工程系 , 湖北 十堰 442002)[ 摘 ] 应用组合机床加工大批量零件 ,快捷高效 , 生产率高 , 是机械加工的发展方向 . 本次设计的立式轴 要 [ 关键词 ] 组合机床 ; 回转工作台 ; 多轴箱 [ 文献标识码 ] : A承座钻孔组合机床 ,对零件的定位 、 夹紧 、 刀具选择 、 电机等各部件的选择及设计计算加以阐述 .2 复合刀具的切削用量的计算2. 1 切削用量的特点组合机床的正常工作与合理地选用切削用量 , 即确定合理的切削速度和工作进给量有很大的关 系 . 切削用量选的恰当 , 能使组合机床减少停车损 失 ,提高生产效率 ,延长刀具寿命 ,提高加工质量 .2. 2 导套设计被加工 7 个孔直径为 14. 5 ,加工孔的直径与导 套长度 ,导套内径尺寸 ,上下偏差以及孔轴线理想位 置的偏移的关系 ,如表 1 所示 .表1 导套参数表 加工孔 直径 3~6 7~1011~14 15~18 19~24 25~30 mm 导套 长度 16 2232 40 50 60导套内径尺寸偏差 上 下+ 0. 010 + 0. 013 + 0. 016 + 0. 016 + 0. 020 + 0. 020 + 0. 020 + 0. 028 + 0. 034 + 0. 034 + 0. 041 + 0. 041孔轴线理 想位置偏移 0. 15 0. 150. 15~0. 20 0. 20 0. 25 0. 30 由表 1 可知 1~7 号孔 ,以及 8~10 号孔和底孔 的直径为 14. 5 mm , 它所需要的导套长度为 ( 32 ~40 ) mm ,内径尺寸偏差为 + 0. 016 ~ + 0. 034 , 孔轴线理想位置偏移为 ( 0. 15~0. 20) mm.2. 3 孔加工切削用量计算 2. 3. 1 用高速钢钻头加工此铸件 HB = 204 ( 钻 1~7 号孔 , Ⅱ 工位 ; 钻 8 ~ 10 号孔 , Ⅲ 工位 ) ; 钻头直 径 :14. 5 mm ; 切削用量 : v = ( 10~18) m/ min , s =[ 收稿日期 ] 2005 - 03 - 05 [ 作者简介 ] 张银保 ( 1972 - ) , 男 , 河南中牟人 ,湖北汽车工业学院助理实验师 ,研究方向 : 机械制造 、 数据控加工 .© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.56 0. 2 mm/ r . 转速 350 r/ min. 2. 3. 2 用高速钢钻头钻横向孔湖 北 工 业 大 学 学 报2005 年第 3 期 16 ( Ⅳ 工位 ) 加工直径 :16 mm ; 切削用量 v = ( 10 ~ 18 ) m/ min ; s = ( 0. 18~0. 25) mm/ r ; 转速 350 r/ min. 2. 3. 3 用硬质合金扩孔钻扩铰孔 1 ~ 7 号孔 ( Ⅴ 工 ) Ⅴ 位 在 工位上 ,扩铰 7 个孔时 , 采用扩铰复合刀 具 ,进给量按扩孔钻选择 , 切削速度按铰刀选择 , 而 且进给量应按复合刀具最小直径选用允许值的上 限 ,切削速度则按复合刀具最大直径选用允许值的 上限 . 加工直径 : 14. 5 mm ; 切削用量 : v = ( 8 ~ 10 )m/ min , s = 0. 25 mm/ r ,转速 280 r/ min ; 扩孔钻刀以及攻丝 ,钻头的实际功率 : N / kW = 0 . 1427 ×7 = 1 . 0 . 因为右主轴箱少于 15 根钻头 ,所以 η = 0 . 7 , N / kW = 1 ÷0 . 7 = 1 . 43 . 3. 3 选用电机 由于此机床在驱动方面没有特殊的要求 , 选用 普通也是最可靠的 Y 系列电机 ,它是封闭自扇冷式 鼠笼型三相异步电动机 , 取代 J 02 系列的更新换代 产品 . 左半部分所需功率为 3. 3 kW , 查 Y 系列三相 异步电动机表 , 选用 Y123S24 型号的电机 , 额定功 率为 5. 5 kW ,选用此型号电机比较合适 . 右半部分所需功率为 1. 43 kW ,查 Y 系列三相 异步电动机表 , 选用 Y112M26 型号的电机 , 额定功 率为 2. 2 kW ,选用此型号电机比较合适[ 4 ] .4. 1 轴承座钻孔组合机床夹具分析 1) 根据工件不同的生产条件 ,可以有各种不同Y 、 轴的转动 , 记为 X 2 、2 、2 , 习惯上 , 把上述 6 个 Z Y Z杆及导向部分的公称直径 d + 0. 08 ; 扩孔钻公差 : 0. 036 ; 刀杆导向部分公差 : - 0. 006 ~ - 0. 0017 ; 导 套内径公差 : + 0. 024~0. 006.2. 3. 4 孔加工常用工序间余量 扩孔直径为 10 ~ 20 ,直径上的工序余量为 ( 1. 5~2. 0 ) mm ; 铰孔直径4 夹具设计或只用于进给运动 , 此机床实现了切削刀具旋转和 进给运动两项内容 . 每一种规格的动力头都有一定的功率范围 , 根 据所计算出的切削功率及进给功率之需要 , 并适当 提高切削用量的可能性 ,选用相应规格的动力头 ,公 式如下 :N 动 > ( N 切 + N 进 ) /η . kW式中 : N 动 为动力头电机功率 ; N 切 为切削功率 , 按 各刀具选用的切削用量 , 由 “组合机床的切削力及功 率计算公式” 中已求出 ; N 进 为进给功率 , 对于液压 动力头就是进给油泵所消耗的功率 , 一般为 ( 0 . 8 ~ 2) kW ;η为传动效率 , 当主轴箱少于 15 根时 , η = 0 . 7 , 多于 15 根时 , η = 0. 65. 3. 2 机床实际功率 此立式组合机床左右分两个电机带动两个多轴 箱进行加工 . 对于左半部分多轴箱刀具 ,在加工 1 ~ 7 号孔以及 Ⅲ 工位加工 10 号孔时其功率总和 : N / kW = 0 . 29 ×7 + 0 . 283 = 2 . 313 . 因为左主轴箱少于 15 跟钻头 ,所以 η = 0 . 7 , N / kW = 2 . 313 ÷0 . 7 = 3 . 3 .为 10 ~ 20 , 直径上的工序量为 ( 0. 10 ~ 0. 20 ) mm ( 以上切削用量的选择由东风汽车公司设备制造厂 设计科提供资料) [ 223 ] .3 部件选用3. 1 功率选择标准动力部件用以实现切削刀具的旋转和进给运动的安装方法 :a ) 找正安装法 ; b) 夹具安装法 . 2) 基本定位原理分析 这里讨论 6 点定位中 , 6 个自由度的消除 , 以便找出较合适的定位夹紧方 案 . 一个物体在空间可以有 6 个独立的运动 , 即沿 X 、 、 轴的平移运动 , 分别记为 X1 、1 、1 ; 绕 X 、 Y Z Y Z 独立运动称作 6 个自由度 . 如果采用一定的约束措 施 , 消除物体的 6 个自由度 , 则物体被完全定位 . 例 如讨论长方体工件时 , 可以在底面布置 3 个不共线 的约束点 , 在侧面布置 2 个约束点 , 在端面布置一个 约束点 , 则底面约束点可以限制 X2 、2 、2 3 个自由 Y Z 度 , 侧面约束点限制 X1 、1 2 个自由度 , 端面约束点 Z 限制 Y1 这个自由度 ,就完全限制了长方体工件 6 个 自由度 . 3) 夹紧力 “两要素”方向与作用点 , 夹紧力方 向应朝向定位元件 ,并使所需的夹紧力最小 . 确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位 . 夹 紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位 , 以减小 切削力绕夹紧力作用点的力矩 , 防止工件在加工过 程中产生转动或震动 . 应保证夹紧变形不影响加工 精度 . 夹紧力作用点数目应使工件在整个接触面上 受力均匀 ,接触变形小 . 4. 2 定位夹紧方案的确定 如图 1 所示 ,此零件属于空心圆形铸件 ,一般的 定位元件有 V 形块 、 定位套筒作半圆形定位 , 如果 选用 V 形块定位的话 ,在 Z 轴方向移动以及绕 X 、 Y对于右半部分多轴箱刀具 ,在 Ⅴ 工位扩铰 1~7 号孔© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 20 卷第 3 期 第 张银保 立式轴承座钻孔组合机床设计57轴旋转的自由度已经消除 , 在钻头进行加工时 , 绕 Z 轴转动的自由度却无法消除 , 所以用 V 形块定位的 方案是行不通的 . 如果利用半圆形定位 , 其结果和用 V 形块是一样的 , 都无法使工件在绕 Z 轴的方向上 稳定 ,最后决定利用定位套筒定位在此设计中 , 右半部分完成 Ⅴ、 工位的加工 . Ⅵ 电机只有 5. 5 kW 的功率 , 故综合考虑选用攻丝装 置攻丝 . 当整台机床或机床的某一面全部用于完成 攻丝工序时 ,广泛地采用了攻丝装置 . 攻丝装置由攻丝主轴箱和攻丝靠模头组成 , 由 于靠模螺母和靠模杆是经磨削并配研的 , 其螺距要 求与所需加工螺孔的螺距保持一定关系 , 并设有螺 距误差补偿机构 . 因此利用攻丝装置进行攻丝可以 达到较高的精度 .6 组合机床冷却装置如图 2 环形套筒以 H7/ K6 或 H7/ js6 的过度 配合装入夹具 , 零件放入套筒后 , 在 X 、 方向的自 Y 由度消除 ,同时采用压板的方法 ; 利用球头螺栓使压 板紧压住工件体 . 机床冷却液除对刀具和工件起冷却作用外 , 还 能在金属表面形成润滑薄膜 ,起到润滑作用 . 一些冷 却液中含有碳酸钠 ,亚硝酸钠等防锈剂 ,它们在金属 表面形成胶状吸附膜或氧化物薄膜 , 又能使金属免 受腐蚀的作用 . 因而选择冷却液时 ,应根据组合机床 完成工艺 、 加工方法 、 刀具材料以及被加工零件的材 [ 425 ] 料来决定 . 在加工铸铁件时 , 由于铸铁本身含有石墨能自表2 冷却液流量选择 钢件 D 不小于6 4如图 3 所示 , 在此压板的作用下 , 沿 X 轴旋转 X2 , 以及沿 Z 轴旋转 Z2 和沿 Z 轴方向 Z1 自由度都被 限制 . 所以在此套夹具的作用下 , X1 、1 、1 、 1 、1 Y Z X Y 等自由度完全被消除 , 而在压板的压力作用下 , 零件 和刀具之间强大的摩擦力 , 以及在加工过程中轴向 力的相互抵消 , 在 Z的自由度也被消除 . 当进行到 Ⅳ 工位 , 加工横向孔时 , X1 、1 、1 的自由度已被消 Y Z 除 , X2 、2 方向自由度也已被消除 , 在 Z2 方向上 , 由 Y 于压板的作用使工件在 Z2 方向的自由度也消除了 .身润滑 ,一般都不加冷却液 . 在大量生产中有时为了 减少加工中的铁粉飞扬 ,也增加冷却系统 ,以改善操 作条件 . 有时可采用苏打水 ,5 %的乳化液 ,其乳化剂 的主要成分可以是氧化油膏或硫化切削油 . 其配方 为 : 油膏 2 %~ 5 % , 粗加工取低值 , 精加工取高值 ;亚硝酸钠 0. 2 %~ 0. 25 % ; 无水碳酸钠 0. 2 %~ 0. 3 %. 在铸铁工件上攻丝时 ,则都采用润滑液 ,以提高 表面光滑度 ,减少功率的消耗 . 通常采用煤油 , 亦可 采用硫化切削液及混合油等 . 冷却液的流量应根据刀具的形式 、 直径的大小 、 加工方法 、 切削用量等具体条件确定 ,组合机床的设 计使用经验表明 , 对镗刀 、 钻头以及铣刀一类刀具 , 每根刀具冷却液的平均流量约为 ( 2 ~ 6 ) L/ min. 国 外资料推荐按加工直径选择 , 每把刀具的冷却液流 量 ,值见表 2.可锻铸铁及铝 D 不小于0. 32 0. 20 5 3L/ min 加工方法钻孔 ( 外冷) 钻孔 ( 内冷) 粗镗 精镗0. 40 0. 255 攻丝装置在组合机床上攻制螺纹时 , 根据被加工零件加 工部位的分布情况和工艺要求等 , 常用的攻丝方法 有 3 种 : 采用攻丝动力头攻丝 ,采用攻丝装置攻丝和 采用活动攻丝模板攻丝 .0. 2060. 1650. 1240. 103锪孔 扩孔 铰孔0. 152. 5 1 20. 1220. 050. 0410. 120. 101. 5 为按加工直径计算 ; 表中数据为每一把刀需要的流量 D( 下转第 65 页) © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 20 卷第 3 期 第 黄丰云等 Socket 下连接的 MIDAS 安全漏洞的解决方法65公开数据集的数据结构 , 在加密的时候不能直接对 数据集进行加密 ,只能对数据集中的每条记录单个 进行 ,因此在接收端也需要分别对记录解密 ,代码的 书写比较复杂 .[ ] 参 考 文 献[1] 蒋华林 . 基于 MIDAS 技术的数据库安全代理的设计与实现 [J ] . 重庆大学学报 , 2003 (7) :124 - 127.[2 ] Bruce Schneier. 应用密码学 [ M ] . 北京 : 机械工业出版社 ,2000.[ 3 ] 维 . Delp hi5. x 分布式多层应用系统篇 [ M ] . 北 李京 : 机械工业出版社 ,2000.( 1 S chool of Elect ro M echanical En gi n. , W uhan U ni v . of Technolog y , W uhan 430070 , Chi na;imp roved by co nnectio n certif ying and data co mmunicatio n encryp ting. Keywords : M IDA S ; socket co nnectio n ; data safet y7 工作循环说明一台组合机床 ,其工作循环常常是比较复杂的 , 不仅有好几个动力头按不同的循环进行工作 , 而且 这些循环还需其他部件 ,如移动工作台 ,回转工作台 以及鼓轮等配合动作 . 各动力部件借助程序控制挡 铁 ,按规定顺序进行工作 . 工作循环应当尽可能的简 单而且控制元件应该少 ,否则机床的制造成本加大 , 安全性能也会降低 . 本组合机床适合在大批量生产中使用 , 生产效 率大大提高 . 为了降低成本 , 应多选用复合刀具 , 尽 量做到一次成形 ,减少装夹次数 . 选择合适的电机和Abstract : This paper int roduces t he design of t he vertical bearing drill co mbinatio n machine , which is ter s , and elect ro motor , as well as t he design calculatio n. widely used for it s high efficiency. It al so analyzes t he selectio ns of t he po sitio ning of part s , clamp s , cut 2 Keywords : co mbinatio n machine bed ; t urn ro und t ype work set ; axles bo x [ 责任编辑 : 张岩芳 ]© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.Abstract : This paper st udies t he applicatio n of t he multi2tier database based o n C + + Builder M IDA S. The [ 责任编辑 : 张 ] 众safet y of t he applicatio n server co nneting to t he socket is analyzed. We suggest t hat t he system safet y be ( 上接第 57 页)( De p. of M echanical En gi n . , H ubw i A utom oti ve I n d ust ries I nsti t ute , S hi y an 442002 , Chi na)The Safety Leak and Solution of MIDAS Multi2tier Application Base on SOCKET Connection2 N S FOCU S ( B ei j i n g) L t d. , B ei j i n g 100089 , Chi na)Design of the Vertical Bearings Hole Drill BedZHAN G Yin2baoHUAN G Feng2yun1 , L U Xiao2hai2 , MO Yi2min1工业出版社 ,1975.1991.动力头 ,选择恰当的切削用量和切削速度 .[ ] 参 考 文 献[1] 大连组合机床研究所 . 组合机床设计 [ M ] . 北京 : 机械[ 2 ] 憬 . 机械设计手册 [ M ] . 北京 : 机械工业出版社 , 徐 [3] 王步瀛 . 机械零件强度计算的理论和方法 [ M ] . 北京 :高等教育出版社 ,1986.[4] 哈尔滨工业大学 . 专用机床设计与制造 [ M ] . 黑龙江 :黑龙江人民出版社 ,1979.[5] 组合机床小组 . 组合机床讲义 [ M ]. 北京 : 国防工业出版社 ,1972.。
1前言1.1研究的目的和意义主轴箱是选用通用零件,按专业要求进行设计的。
它通过按一定速比排布传动齿轮,把动力从动力部件——动力头、动力箱、电动机等传递给各工作主轴,使之获得所要求的转速和转向。
主轴箱主轴前端外伸部分和机床刀具装置连接,从而完成被加工零件。
目的是熟练利用CAD绘图软件进行绘图,掌握基本的设计方法和能力,为以后的学习和工作打下良好的基础。
研究汽缸盖钻铰组合机床不但有助于汽缸盖的加工水平提高,从而提高我国的汽车生产水平,而且对我国组合机床的发展也有重要意义。
1.2国内外研究现状我国的组合机床产业发展比较晚,原因之一是我国整体的工业发展就比较晚,其次我国的工业水平已经落后了一大截。
组合机床的发展是由汽车产业的带动,由专用机床发展而来的。
改革开放后,我国的组合机床产业得到了很大的发展,特别是民营企业对发展组合机床起到了很大的作用,他们的设计和改良使得组合机床的效率和加工水平得到了极大的提高。
我国的组合机床主要优势在于劳动力密集,缺点是精度不高,没有什么科技水平。
工业革命后,国外的工业发展很快,组合机床的发展更是如此。
由于他们的起步早,发展到现在,组合机床的种类繁多,可以满足用户和生产的各种需求。
国外的组合机床自动化程度高,广泛使用了数控技术,不仅提高了生产效率,而且对操作人员的安全有保障。
1.3研究内容和方法组合机床总体设计是针对具体的被加工零件,在选定工艺方案和结构方案的基础上,进行方案图纸设计,本设计要求完成机床联系尺寸图、被加工零件工序图、加工示意图。
主轴箱传动系统是多轴、多齿轮、多排次的复杂齿轮传动系统。
在完成组合机床总体设计之后,利用CAD绘图软件设计有四根主轴的主轴箱,主轴的转速分别为200r/min。
根据所提供的技术数据,选择主要通用部件,然后按照组合机床设计步骤进行:绘制机床总图、加工工序图、计算切削用量及绘制加工示意图、主轴箱传动系统设计(4轴n=200r/min),最后绘制主轴箱装配图和主要零件图,并写出设计说明书。
毕业设计组合机床设计多轴箱设计毕业设计(论文)设计(论文)题目:喷油泵体单工位双面钻孔组合机床设计(多轴箱设计)学生姓名:指导教师:二级学院:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级: M11机械设计制造及其自动化学号:提交日期:2013年 2月27日答辩日期: 2013年3月4日目录摘要 (III)Abstract (V)第1章绪论 (1)1.1 组合机床的发展史 (1)1.2 组合机床的国内外发展状况 (1)1.3 组合机床的分类和组成 (3)1.4 组合机床的特点 (4)1.5本课题研究的内容及意义 (5)1.6 组合机床设计步骤 (5)1.6.1调查研究 (5)1.6.2 拟定方案 (6)1.6.3 工作图设计 (6)第2章组合机床总体设计 (8)2.1组合机床工艺方案 (8)2.1.1被加工零件特点 (8)2.1.2定位基准的选择 (10)2.1.3组合机床配置形式 (10)2.2选择刀具和切削用量 (11)2.3 切削力、切削扭矩、切削功率的确定 (11)2.4组合机床总体分析——三图一卡 (12)2.4.1 被加工零件工序图 (12)2.4.2 加工示意图 (13)2.4.3 组合机床联系尺寸图 (17)2.4.4 生产率计算卡 (21)第3章组合机床多轴箱设计 (23)3.1多轴箱的组成及表示方法 (23)3.1.1 多轴箱的组成 (23)3.1.2 多轴箱总图绘制方法特点 (23)3.2 多轴箱通用零件 (24)3.2.1 通用箱体类零件 (24)3.2.2 通用主轴、齿轮和套 (25)3.3多轴箱的原始数据的计算 (25)3.3.1被加工的零件的特点 (25)3.3.2箱体尺寸的确定 (25)3.3.3钻孔切削参数的确定 (26)3.3.4钻孔的切削力,切削转矩和切削功率等动力参数计算 (27)3.3.5多轴箱所需动力计算 (27)3.3.6轴的初步选定 (27)3.4多轴箱传动方案设计 (28)3.4.1多轴箱传动系统的一般要求 (28)3.4.2主轴分布类型及传动方案 (29)3.5传动件的设计计算 (31)3.5.1 传动方案图分析 (31)3.5.2 齿轮的设计计算 (31)3.5.3 齿轮的校核 (32)3.6 主轴坐标的计算 (35)3.6.1主轴坐标计算 (35)3.6.2 验算中心距误差 (35)3.6.3绘制坐标检查图 (37)第4章结论 (38)参考文献 (40)喷油泵体单工位双面钻孔组合机床设计(多轴箱设计)摘要本课题设计了喷油泵体单工位双面钻孔组合机床设计(多轴箱设计)。
毕业设计(论文)设计(论文)题目:喷油泵体单工位双面钻孔组合机床设计(多轴箱设计)学生姓名:指导教师:二级学院:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级: M11机械设计制造及其自动化学号:目录摘要 (III)Abstract (IV)第1章绪论 (1)1.1 组合机床的发展史 (1)1.2 组合机床的国内外发展状况 (1)1.3 组合机床的分类和组成 (3)1.4 组合机床的特点 (4)1.5本课题研究的内容及意义 (5)1.6 组合机床设计步骤 (5)1.6.1调查研究 (5)1.6.2 拟定方案 (5)1.6.3 工作图设计 (6)第2章组合机床总体设计 (7)2.1组合机床工艺方案 (7)2.1.1被加工零件特点 (7)2.1.2定位基准的选择 (9)2.1.3组合机床配置形式 (9)2.2选择刀具和切削用量 (10)2.3 切削力、切削扭矩、切削功率的确定 (10)2.4组合机床总体分析——三图一卡 (11)2.4.1 被加工零件工序图 (11)2.4.2 加工示意图 (12)2.4.3 组合机床联系尺寸图 (16)2.4.4 生产率计算卡 (20)第3章组合机床多轴箱设计 (22)3.1多轴箱的组成及表示方法 (22)3.1.1 多轴箱的组成 (22)3.1.2 多轴箱总图绘制方法特点 (22)3.2 多轴箱通用零件 (23)3.2.1 通用箱体类零件 (23)3.2.2 通用主轴、齿轮和套 (24)3.3多轴箱的原始数据的计算 (24)3.3.1被加工的零件的特点 (24)3.3.2箱体尺寸的确定 (24)3.3.3钻孔切削参数的确定 (25)3.3.4钻孔的切削力,切削转矩和切削功率等动力参数计算 (26)3.3.5多轴箱所需动力计算 (26)3.3.6轴的初步选定 (26)3.4多轴箱传动方案设计 (27)3.4.1多轴箱传动系统的一般要求 (27)3.4.2主轴分布类型及传动方案 (28)3.5传动件的设计计算 (30)3.5.1 传动方案图分析 (30)3.5.2 齿轮的设计计算 (30)3.5.3 齿轮的校核 (31)3.6 主轴坐标的计算 (34)3.6.1主轴坐标计算 (34)3.6.2 验算中心距误差 (34)3.6.3绘制坐标检查图 (36)第4章结论 (37)参考文献 (39)喷油泵体单工位双面钻孔组合机床设计(多轴箱设计)摘要本课题设计了喷油泵体单工位双面钻孔组合机床设计(多轴箱设计)。
高等教育自学考试毕业论文(设计)<毕业设计题目>学生姓名刘帅学号YB1429056007院系机械专业机械制造及其自动化班级14机械1班指导教师姓名钱志良教授日期<请填论文提交日期>摘要主轴箱是机床要的部件,是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。
主轴箱采用多级齿轮定的传动系统箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴把运动传到主轴上,使主轴获得规定的转速和方向。
轴箱传动系统的设计,以及主轴箱各部件的加工工艺直接影响机床的性能.主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较,相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统,它主要是用以扩大电动机无级调速的范围,以满足一定恒功率、和转速的问题。
关键字:数控车床主轴箱传动齿轮AbstractThe spindle box is main parts of N/C machine tool, be used in the layout of machine tool spindle and its transmission parts and the corresponding additional institutions.Spindle box adopts multistage gear transmission system in each position of the movement to the spindle drive gear and the shaft, make the spindle speed and direction.Axle box drive system design, as well as the processing technology of the spindle box parts directly affects the performance of the machine. The spindle box for nc machine tool main drive system which includes motor, transmission system and the main shaft parts compared with ordinary lathe spindle box, it is relatively simple only the poles or triple gear system, it is mainly used to expand the scope of motor stepless speed regulation, in order to satisfy a certain constant power, and speed.Keywords: CNC lathe Spindle box Transmission Gear目录第一章前言 (2)1.1 数控车床概述 (2)1.2数控车床的现状与发展趋势 (3)1.3本课题研究的对象及目的 (4)1.4数控车床主轴箱的作用及结构 (5)第二章多轴箱部件的总体设计 (2)2.1机床布局 (2)2.2绘制转速图 (3)2.3确定带轮直径 (4)2.4绘制传动系统图 (5)第三章估算传动件参数确定其结构尺寸 (2)3.1确定传动件计算转速 (2)3.2确定主轴支承轴颈尺寸 (2)3.3轴的结构与设计 (2)3.4估算传动齿轮模数 (2)第三章机构设计 (2)4.1带轮设计 (2)4.2齿轮块设计 (2)4.3轴承的选择 (2)4.4主轴主件 (2)4.5操纵机构 (2)4.6润滑系统设计 (2)4.7封装置设计 (2)4.8主轴箱体设计 (2)4.9主轴换向与制动结构设计 (2)第五章主轴箱的装配工艺 (2)5.1主轴箱的装配 (2)5.2主轴箱的精度检验 (2)设计感想 (2)参考文献 (2)第一章前言1.1数控车床概述数控车床、车削中心,是一种高精度、高效率的自动化机床。
浅谈组合机床多轴箱设计
组合机床是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量专用部件的一种高效专用机床。
多轴箱是组合机床的重要专用部件,用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应附加机构。
多轴箱的设计是组合机床设计过程中至关重要的一环,其设计质量的好坏将直接影响组合机床的设计质量。
一、多轴箱的基本结构
多轴箱体的标准厚度为180,用于卧式的多轴箱前盖厚度为26,后盖为90,本次设计去多轴箱的厚度为325,多轴箱箱体材料为HT200,前,后,侧盖等材料为HT150。
本工序为镗孔,主轴进退两个方向都有轴向切削力所以前后支撑均为圆锥滚子轴承,这种支撑可承受较大的径向和轴向力且结构简单装配调整方便。
二、通用多轴箱设计
通用多轴箱设计的一般设计顺序是:绘制多轴箱设计原始依据图,确定主轴结构,轴径及齿轮模数,拟定传动系统,计算主轴传动轴坐标,绘制坐标检查图,绘制多轴箱总图,零件图及编制组件明细表。
1 绘制多轴箱设计原始依据图
多轴箱设计原始依据图是根据三图一卡绘制的,其主要内容:
1)根据机床联系尺寸图,绘制多轴箱外形图,并根据轮廓尺寸及与动力箱驱动轴相对位置尺寸。
2)根据联系尺寸图和加工示意图,标注所有主轴位置尺寸及工件与主轴、主轴与驱动轴的相关位置尺寸。
在绘制主轴位置时要要特别主要:主轴和被加工零件在机床上是面对面安放的;其次,多轴箱上的坐标尺寸基准和零件工序图上的基准经常不重合,应根据多轴箱与加工零件的相对位置找出统一基准,并标出其相对位置关系尺寸,然后根据零件工序图各孔位置尺寸,算出多轴箱上各主轴坐标值。
3)根据加工示意图标注各主轴转速及转向主轴逆时针转向可不标,只注顺时针转向。
4)列表标明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸等。
5)标明动力部件型号及其性能参数等。
2 主轴齿轮的确定及动力计算
2.1 齿轮模数及齿数的确定
此次设计选择鏜削为例,因此采用滚锥轴承主轴。
主轴的直径初步确定为40。
由公式m≥(30-32)3
其中,P ——齿轮所传递的功率,单位为kw,这里,P=11 kw
Z ——一对啮合齿轮中最小齿轮齿数
n ——小齿轮的转速,单位为r/min,n=730 r/min
经由计算,m≥(30-32)=(30-32)
=2.321~2.476
为了安全起见,这里我们设计取m = 3
根据多轴箱主轴布置图,取驱动轴上齿轮齿数为33 。
下面确定主轴和传动轴上的齿轮齿数,为了保证齿轮齿根的强度,应有齿根到孔壁或是键槽的壁厚a≥2m
首先,我们已经确定了,m=3,中心距为A=120
传动比i=1 ,由此,我们可以计算出,Z1/Z2=1
选定最小齿为33,因此有:Z驱=33,Z1=47
d=m / 2(Z11+ Z12)=3/2(33+47)=103.5,满足中心距要求。
同理,确定了2.3.4.5.6轴上齿轮齿数如下:
Z11=33,Z12=47;Z21=33,Z22=47;Z31=47,Z32=47 ;
Z41=36,Z42=45 ;
n6.7.8.9 =300r/min,n4.5=367r/min,n2.3 =367r/min,n1 =518r/min,
n0 =730r/min
根据通用多轴箱尺寸结构,驱动轴的坐标值已经确定。
(1)计算小齿轮传递的转矩
=143904 N·mm
(2)选择小齿轮齿数大齿轮齿数
(3)传动转速不高,功率不大,选择齿轮精度为8级
(4)计算小齿轮分度圆直径
(5)计算主要尺寸
中心距
齿轮宽度
结构调整,取
2.2 多轴箱传动设计
(1)多轴箱传动设计是根据动力箱驱动轴位置和转速,各主轴位置及其转速要求设计传动链,把驱动轴和主轴连接起来,使各主轴获得预定的转速和转向。
(2)多轴箱传动系统设计在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下使传动轴和齿轮的规格数量为最小,尽量用一根中间传动轴带动多根主轴,并将齿轮布置在同一排上。
减少振动,提高运动平稳性,为使结构简单装配方便,驱动轴带动两根传动轴。
(3)由于被加工零件需加工孔的位置是直线分布的,所以可在两主轴中心连线的垂直平分线上设传动轴,由其上的一个齿轮来带动各主轴。
驱动轴中心一般设置与多轴箱箱体宽度的中心线上,其中的高度取决于所选动力箱的型号规格,用最少的传动轴及齿轮副把驱动轴和各主轴连接起来。
2.3 手柄轴,油泵轴位置的确定及其上齿轮齿数的确定
为了方便工人操作,手柄轴安置在工人操作一侧,转数取367r/min,齿轮安放在第III排上,齿数取47。
油泵轴上的齿轮放在第Ⅲ排上。
3 绘制多轴箱总图及零件图
通用多轴箱总图设计包括绘制主视图,展开图,编制装配表,制定技术条件
等四部分。
主视图主要表明多轴箱主轴位置及齿轮传动系统齿轮齿数,模数及所在排数,润滑系统等。
展开图表明多轴箱各轴组件的装配结构,图中各零件的轴向尺寸和径向尺寸要按比例画出,轴向距离和展开顺序可以不按传动关系绘制,但必须注明齿轮排数,轴的编号及直径规格。
展开图上应安装标准多轴箱的三大箱体厚度尺寸及箱壁和内腔有关联系尺寸,主轴外伸长度等。
4多轴箱坐标计算
坐标计算就是根据已知的驱动轴和主轴的位置及传动关系,精确计算各个中间传动轴的坐标,其目的是为多轴箱箱体零件补充加工图提供孔的坐标尺寸,并用于绘制坐标检测图,以此来检查齿轮排列和结构是否合理.
1).选择加工基准坐标系XOY,计算主轴,驱动轴坐标
(1)加工基准坐标系的选择
为了便于加工多轴箱箱体,设计时必须选择基准坐标系.通常采用直角坐标系XOY.根据多轴箱安置及加工条件,坐标原点选在定位销孔上.
(2)计算主轴及其驱动轴的坐标
根据多轴箱设计原始依据图,按选定的基准坐标系,计算或者标出各个主轴及其驱动轴的坐标,本多轴箱各个主轴,驱动轴坐标值见表3-1所示.
2)验算中心距误差
多轴箱箱体上的孔系是按照计算的坐标加工的,而装配要求两轴间齿轮能正常啮合.
3)传动零件的校核
传动系统拟订后,应对总体设计和传动设计中选定的传动轴径和齿轮模数进行验算,校核是否满足要求。
(1)验算轴径,按下列公式计算传动轴所承受的总转矩
T总=T1u1+T2u2+……+Tnun
Tn---代表作用在地n个主轴之间的传动比,单位为Nm
T1= T2=…. =Tn=14.018Nm
该传动轴放在第三排齿轮,其中的1.2排分别带动。
5结束语
组合机床具有加工精度稳定,研制周期短,便于制造,成本低等特点,在诸多加工生产中获得了广泛的应用。
而多轴箱作为组合机床中至关重要的一环,应用也将越来越广泛。