压缩机后支座钻孔组合机床设计

毕业设计(论文)

压缩机后支座钻孔组合机床设计

系 别 ： 机械与电子工程系 专业（班级）： 机械设计制造及其自动化10级3

班

作者（学号）： 王伟（51001013012） 指导教师： 马老师（副教授） 完成日期： 2014年月日

目 录

中文摘要 ....................................................................................................................................1 ABSTRACT ...............................................................................................................................2

一 引 言 ............................................................................................................................3

1.1 组合机床的概述 ....................................................................................................... 3 1.2 组合机床的发展史....................................................................................................3 1.3 组合机床的特点........................................................................................................4 1.4 组合机床的工艺范围................................................................................................4 1.5 组合机床设计的目的................................................................................................4

1.6 课题设计的基本内容 ............................................................................................... 5 二 组合机床的总体设计 ........................................................................................................6

2.1 设定大体方案 ........................................................................................................... 6

2.1.1 被加工零件工序部分 ........................................................................................... 6

2.1.2 定位基准选择原则 ............................................................................................. 7 2.1.3 选择机床配置型式 ............................................................................................. 7

2.2 切削用量和刀具的确定 ........................................................................................... 8

2.2.1 选择切削用量 ..................................................................................................... 8 2.2.2 计算各轴参数数值

F.P.M................................................................................... 8

2.2.3 选择刀具 ........................................................................................................... 10 2.3 “三图一卡”的编制 ............................................................................................... 10

2.3.1 被加工零件工序图 ......................................................................................... 10 2.3.2 加工示意图 ....................................................................................................... 10 2.3.3 机床联系尺寸图 ............................................................................................... 13 2.3.4 生产率计算卡 ................................................................................................... 16

三 右多轴箱设计 ..................................................................................................................19

3.1 设计多轴箱传动系统 ............................................................................................. 19 3.2 主轴结构型式及动力的选择与 ............................................................................. 20 3.2.1 计算坐标尺寸...................................................................................................20 3.2.2 确定主轴直径及齿轮模数...............................................................................21 3.2.3 设定多轴箱传动系统.......................................................................................22

3.2.4 确定多轴箱齿轮和轴各传动系数...................................................................23

3.2.5 计算并校核传动轴坐标 ................................................................................... 25

3.3 校核多轴箱零件 ..................................................................................................... 27

3.3.1 校核传动轴剪切强度 ....................................................................................... 27 3.3.2 校核齿轮 ........................................................................................................... 27 3.3.3 校核轴承寿命 ................................................................................................... 29 3.3.4 选择平键 ............................................................................................................. 30 3.3.5 坐标检查图 ......................................................................................................... 30

四 主轴箱总图与零件设计 ..................................................................................................32

4.1 多轴箱总图 ............................................................................................................. 32 4.2 箱体零件设计 ......................................................................................................... 32

4.2.1 加工主轴设计 ................................................................................................... 32 4.2.2 箱体设计 ........................................................................................................... 32 4..2.3 设计各标准零件 .............................................................................................. 33 4.2.4

设计润滑系统 ................................................................................................. 33

五 结论 ............................................................... 34 谢辞 ..........................................................................................................................................35

参考文献 ..................................................................................................................................36

插图列表

图2-1压缩机后支撑盖的零件工序图 ..................................... 6 图2-2组合机床可调型短接杆........................................... 11

图

2-3刀具行程示意图 ................................................. 12

图2-4工作循环示意图................................................. 12

图2-5后支座加工示意图............................................... 13

图

2-6机床尺寸联系图 ................................................. 16

图3-1主轴及驱动轴坐标位置图......................................... 21

图3-2 传动树形图 .................................................... 23

图

3-3与二轴定距传动轴坐标计算图 ..................................... 26

图3.4 主轴箱的坐标检查图 ............................................ 31

图3.1 主轴箱装配图 .................................................. 33

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2.2.3 选择刀具

选择原则：①要使工作可靠，结构简单，刃磨简单; ②要保证精度; ③要考虑工件特点。

HB170-240,D为6.7mm。综上，可选择Φ6.7的高速钢钻头。

2.3“ 三图一卡”的编制

2.3.1 被加工零件工序图

根据所制作的设计方案来表示机床工艺内容来完成被加工零件工序图；加工部位的精度，尺寸，技术要求，表面粗糙度；是设计机床的重要依据；是使用，制造，调整，校验机床的主要文件。 2.3.2 加工示意图 Ⅰ 分析主轴部分

零件材料:灰口铸铁；硬度：170至240。所以，现在可使用高速钢钻头来完成，钻削时最大进给速度是0.45mm/r，我们在加工时使用平均速度0.2mm/r，由此算出钻速是950r/min，优点是确保加工速度的同时，也确保速度不是太大条件下刀具损耗减小。由资料《组合机床设计简明手册》可根据6.7的直径选用Φ6.7的刀具。

我所设计的课题，选择滚珠轴承主轴来钻孔。分析可知刀具和浮动卡头是 刚性连接，因此主轴是长主轴。所以本设计中的主轴皆是滚珠轴承长主轴。 查得公式: d?B410T d——轴的直径 mm T——轴所传递的转矩 N.m

B——系数。 在此为非刚性主轴，取B=6.2。 右多轴箱8个轴钻刀都使用的相同直径。所以 d?B410T=6.2*410*2047=13.188

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为了安装便捷及互换性，8轴皆使用15mm的主轴。由设定的主轴直径和类型，可查表，得出接杆莫氏圆锥号和主轴外伸尺寸。d=15，则外伸尺寸D/d=25/16 L=85mm。 Ⅱ 选择刀具接杆

组合机床的不断设计，很多零件都发展成为通用零件，对应结构在国家标准数据库中都可以查阅到，其中接杆部件就是通用的，，结构如下图，通过查询国家标准GB3668.10-83可得到结构各尺寸。接杆是用来连接主轴箱刀具与输出主轴的，而且还可以导向，从而各孔的位置精度得到保证，用夹紧螺母可调节连接刀具尺寸。

图2-2组合机床可调型短接杆

Ⅲ 确定加工过程中的工作行程

工作循环：指加工过程动力部件由原始位置开始到终了然后返回到原始位置的整个过程。其中包括工作进给、快速引进及退回等动作。偶尔也有多次往复及跳跃进给、中间停止和死当铁停留等其它要求，确定这些是根据加工工艺需要来的。

工作进给长度LX=L1 +L+L2，L1是刀具切入长度，L和L2分别是工部位与切入长度。通常切入长度是5到10mm，是由工件端面上的误差确定。课题中钻这8个孔 时工作进给长度如下：

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表2-1 动力部件工作循环和行程确定

右主轴箱 L L1 d 15 L2 L工 20 6 0 26 我们课题钻削的孔为Φ6.7mm，深度是20mm，因此刀具切入量是0，用6mm的切入长度，刀具行程示意图如下。

图2-3刀具行程示意图

快速退回长度是工作进给长度和快速引进长度的和。多轴箱和刀具被动力部件由原始位置送到进给开始的位置，这就是快速进给，确定其长度需根据加工具体情况，实际加工情况，此次快进距离选择100mm。加工的循环示意图如下：

图2-4工作循环示意图

由上述计算所得结果，依据规范制图，把加工示意图规范的绘制出来。

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图2-5后支座加工示意图

2.3.3 机床联系尺寸图 1 联系尺寸图作用

机床联系尺寸图的基础是加工示意图与加工零件工序图，而且根据一开始选择的专用部件和主要通用部件进行绘制。这体现了机床的主要构成，配置型式和相互联系，运动关系，各部件的安装位置及操作方位的总体布局图。 2 绘图前主要内容的确定 ① 选择动力部件

单根主轴的进给力可按照选择的切削用量计算得到，查文献[1]知公式： F多轴箱??Fi

i?1n 13

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Fi ——各主轴加工所需轴向力 N

所以右多轴箱总轴向切削力 F多轴箱?960.7?8?7686

移动滑台过程会有摩擦阻力，为克服它，实际上动力滑台进给力应该比 F

多轴箱

大。则又有切削功率，多轴箱轮廓尺寸，行程，最小进给速度等因素，要确

保工作稳定性，根据文献[1]，可选用1HY25I型，台面长度和宽度分别是500mm、250mm，滑座长790mm，最大行程250mm，允许最大进给力8000N，工进速度及快速行程速度分别是32～800mm/min、12m/min。 ② 确定装料高度

车床滚道高度，多轴箱最低主轴高度h1都要考虑，还有工件最低孔及通用部件高度尺寸的要求，根据这些才确定装料高度H。装料高度可选择为1030mm，目的是工人用起来方便。 ③ 夹具轮廓尺寸的确定

加工方向的工件和导向套的尺寸以及导向间距离由加工示意图为前提，但是尺寸关联图要指出的是夹具在机床的具体位置，还有其它部件尺寸和大体外形尺寸位置关系。

④多轴箱轮廓尺寸的确定

前盖有两种，分别是卧式和立式。箱体和后盖以及前盖尺寸组成了其标准厚度。查得公式： H?h?h1?b1 B?b?2b1 H——多轴箱高度 B——多轴箱宽度

b——宽度方向相隔最远的两孔距离 h——高度方向相隔最远的两孔距离 b1——多轴箱外壁距最边缘主轴中心距离 h1——最低主轴高度。

取h、h1、b1分别为112mm、30mm、100mm。

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谢 辞

转眼间，大学四年即将过去，隐约间，开学的时光还在眼前，也许是毕业季共有的感觉吧。在这，我要感谢父母，老师，同学，有了他们，才有了现在的我，我感谢他们。

首先，是父母，是他们含辛茹苦抚养我长大，是他们幸苦劳作挣钱让我顺利完成大学学业。他们为了我的前途耗费了自己的青春，对我来说，他们无疑是我生命里最重要的人，有了他们，才有了今天的我，我感谢我的父母。

其次，我感谢我的老师们，感谢他们给我的教会与指导，他们的热心关怀，对我人生道路上的指引，他们在讲台上奉献自己的青春，把一生都倾注给了学生，我感谢他们，特别还要感谢我的毕业设计指导老师马老师，他的指导与建议，给了我动力与帮助，让我在能够顺利完成毕业设计，我十分感激。

最后，我感谢我的同学们，大学四年在他们的陪伴下不至于孤单，遇到学业上的问题能够互相帮助，互相合作解决问题，是我受益良多。转眼间就要离别，即将各奔前程，即使不忍，但还是要分开，希望大家都能找到自己喜欢的事业，铸就辉煌！

总之，感谢这些在我生命里出现的人们，是他们，让我不断成长与进步，是他们，给我生命里增添了鲜艳的色彩！

千言万语两个字，谢谢！

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参 考 文 献

[1] 谢家瀛.组合机床设计简明手册. 机械工业出版社.1996

[2] 丛凤廷.组合机床设计（第二版）[M]．上海：上海科技出版社，1994． [3] 大连组合机床研究所编.组合机床设计参考图册.北京：机械工业出版社.1975 [4] 大连组合机床研究所编. 组合机床设计.北京：机械工业出版社.1975 [5] 姚永明.非标准设备设计[M]．上海：上海交通大学出版社，1999． [6] 金振华.组合机床及其调整与使用[M]．北京：机械工业出版社，1990． [7] 机械设计手册编写组.机械设计手册[M]. 北京: 机械工业出版社，1986. [8] 李云.机械制造工艺及设备设计指导手册[M].北京:机械工业出版社，1996. [9] 李益民.机械制造工艺设计简明手册[M]. 北京:机械工业出版社，1993. [10] 胡家秀.机械零件设计实用手册[M].机械工业出版社，1999. [11] 杨叔子.《机械加工工艺师手册》.机械工程出版社.2004

[12] 机械设计编委编著.机械设计手册第3版[M] .机械工业出版社.2004 [13] 袁哲俊，刘华明主编.金属切削刀具设计手册. 北京：机械工业出版社.2008 [14] 许晓旸. 专用机床设备设计. 重庆大学出版社.2003

[15] 黄鹤汀.金属切削机床设计. 上海:上海科学技术文献出版社.1986

[16] Roubos,J.A,Abonyi,J.,Setnes,M.:Learning fuzzy classification rules from labeled

data.International Journal of Information Sciences 150, 77-93(2003).

[17] Boothroyd, G. and Knight, W. A., “Fundamentals of Machining and Machine Tools,”

Tayler & Francis, pp. 165-316, 2006.

[18] Davim, J. P., Sreejith, P. S. and Silva, J., “Turning of brasses using minimum quantity of

lubricant(MQL) and flooded lubricant conditions,” Materials and Manufacturing Processes, Vol. 22, No. 1, pp. 45-50, 2007.

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