发动机支架立式单面组合钻床总体设计和主轴箱设计说明书Word格式.docx

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Abstract

ThedesigntopicisEnginebracketofverticalsinglecombinationdrillingmachinedesign.Aimedattheenginesupportprocessing4meetthesizerequirementsofthe17and6mmdeephole.

Thedesignisdividedintotwopartsoveralldesignandtheheadstockdesign.Firstly,theoverallstructureofthemachinetoolsdesign,needtodeterminethecuttingparameters,calculationofcuttingforce,cuttingtorque,cuttingpowerandtoollife,andthusdeterminethemainshaft,extendedsize,etc..Renderingthe"

threeplansforacard"

thatis,processmappartstobeprocessed,processingdiagram,machinesizescontactGeneralPlan,andtheproductivitycalculationcard.Secondly,thedesignofthespindlebox,drawingtheoriginaldesignbasis,fortheidentificationofvariouscommonspindleboxandtheselectionofcomponents,tocalculatethetransmissiongearratiosandtheprincipalaxiscoordinates.Finally,theresultsoftheanalysis,thegearandshafttocheckthestrengthandstiffness.

Thisspecialmachinecanmeettheprocessingrequirementstoensurethemachiningaccuracy,toolsmoothoperation,reliable,simple,easyhandling,easymaintenanceandadjustment.Operationsimple,reducinglaborintensityandimprovelaborproductivity.

Keywords：

specialpurposemachine;

drilling;

spindlebox;

transmissiondesign

2.2.2加工示意图8

第1章绪论

1.1组合机床综述

近年来，组合机床装备向着提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术成套性的方向发展。

一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率；

另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。

据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。

该届博览会上展出的加工中心，主轴转速10000～20000r/min，最高进给速度可达20～60m/min，复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。

在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。

多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。

另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。

然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关资料；

通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。

在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。

本次毕业设计是钻发动机支架孔专机总体及主轴箱设计。

在设计前认真研究被加工零件的图样，分析其尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容，为设计提供大量的数据，作好充分的、全面的技术准备。

因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。

因此，在确定工艺方案制定合理之前，通过毕业实习深入现场了解了被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求，根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用的工艺方法、充分考虑各种因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。

根据工件的结构特点、工艺要求、生产率要求、工艺方案等，确定本设计的配置型式为立式专用机床，并采用工序集中进行加工。

确定机床总体布局和影响技术性能的主要部件的结构型式。

在选定了工艺方案并确定了机床配置型式、结构方案的基础上，进行机床总体方案设计。

其内容包括：

被加工零件图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。

主轴箱设计的方法是：

绘制主轴箱设计的原始依据图；

确定主轴的结构、轴颈及齿轮模数；

拟订传动系统；

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。

在此次的设计中采用“三面”定位，液压夹紧，提高了生产效率，降低了劳动强度，同时在设计中采用了大量的通用零部件，降低了产品的成本。

1.2组合机床总体设计

组合机床的总体设计要注重工件及其加工的工艺分析，制订出合理的工艺方案，才能设计出合理的专用机床。

根据指定的加工要求，提出若干个工艺方案，选择最优的。

工艺方案的确定决定了专用机床的结构、性能、运动、传动、布局等一系列问题。

所以，工艺方案设计是专用机床的重要环节。

组合机床的设计结构一般可分为卧式（图1-1）和立式（图1-2）两种。

图1-1卧式组合机床结构

图1-2立式组合机床结构

1.2.1被加工零件的特点

本次设计的组合机床的被加工对象是发动机支架，材料是HT200，硬度是HB160～210。

1.2.2工艺路线的确立

本工序加工的内容是加工路线中的第一道工序。

孔的孔径为17mm，表面粗糙度为Ra=12.5μm。

为了保证其精度要求，将有精度要求的四个孔安排在同一台专机上进行。

1.2.3机床配置型式的选择

机床的配置型式有立式和卧式两种。

立式机床的优点是占地面积小，自由度大，操作方便，其缺点是机床重心高，振动大。

卧式机床的优点是加工和装配工艺性好，振动小，运动平稳，机床重心较低，精度高，安装方便，其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。

机床的配置型式在很大程度上取决于被加工零件的大小、形状及加工部位等因素。

卧式机床多用于加工孔中心线与定位基准面平行的情况，而立式机床则适用于加工定位基面是水平的，而加工的孔与基面相垂直的工件。

通过以上的比较，选用立式机床。

第2章组合机床的结构设计与计算

2.1切削扭矩及切削功率的计算

根据参考文献[1]，关于切削用量的确定按表2-7推荐数值选取。

本设计中加工直径d=17mm，确定切削速度v=18m/min，进给量s=0.21mm/r。

根据已选定的切削用量（主要指切削速度及进给量），确定进给力，作为选择动力滑台及设计夹具的依据；

确定切削扭矩，用以确定主轴；

确定切削功率，用作选择主传动电机（一般指动力箱电机）功率；

确定刀具耐用度，用以验证所选用的刀具是否合理。

切削扭矩：

（2-1）

式中——修正系数，取1.02；

——刀具直径，；

s——刀具进给量，mm/r；

——抗拉强度，。

则：

=2365kg·mm

刀具耐用度验算：

（2-2）

式中v——切削速度，m/min。

将v=18m/min，s=0.21mm/r，D=17代入公式（2-2）得：

切削功率计算：

（2-3）

所以切削功率为：

=

2.2组合机床总体设计

组合机床总体设计，就是针对具体的被加工零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行方案图纸设计。

这些图纸包括：

被加工零件工序图、加工示意图、生产率计算卡片、机床联系尺寸图等。

2.2.1被加工零件工序图

被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条自动在线完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸。

它是在原有零件图基础上，以突出本机床或自动线加工内容，加上必要的说明绘制的。

它是组合机床设计的主要依据，也是制造使用时调整机床、检查精度的重要技术。

1．被加工零件工序图应包括以下内容：

（1）被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。

（2）本工序所选用的定位基准、夹紧部位及夹紧方向，以便据此进行夹具的支承、定位、夹紧和导向等机构设计。

（3）本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、几何公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。

（4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。

2.编制零件加工工序图的注意事项：

（1）加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。

（2）对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析，保证加工能正常进行。

（3）当本工序有特殊要求必须注明。

该加工孔的直径为17mm，表面粗糙度为12.5，孔深为6mm。

以三面定位消除工件的六个自由度，具体的定位方法是：

左端面由支承钉定位，后面由支承板定位，而底面则由专用垫块完成定位。

支承钉和支承板装配前要配磨，以保证工件的定位精度。

如图2-1中要求被加工部分用粗实线表示，其余用细实线表示。

图2-1即为发动机支架的加工工序图，材料为45号钢。

图2-1发动机支架加工工序图

2.2.2加工示意图

加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。

它是设计刀具、辅具、夹具、多轴箱和液压、气压系统以及选择动力部件、绘制机床总联系尺寸图的主要依据；

是对机床总体布局和性能的原始要求；

也是调整机床和刀具所必须的重要技术需求。

加工示意图的内容有：

机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行