組合專機-體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設計

組合專機-體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設計,組合,專機,體齒飛,面孔,臉孔,雙臥多軸,機床,cad,設計 自述： 各位老師： 大家好。 我是揚州廣播電視大學03計輔班的高寶珠。很快地，我們就到了畢業(yè)的時候，在畢業(yè)之前，我們要有做畢業(yè)設計和參加畢業(yè)答辯這兩個階段。對我們來說，這兩個環(huán)節(jié)都很重要。 就我個人而言，我這次主要設計的是： 1．齒飛面雙臥多軸組合機床總圖 （0號加長圖紙） 2．機體齒飛面工序圖 （1號圖紙） 3．齒飛面專機飛面主軸箱總圖（0號圖紙） 4．齒飛面專機飛面前蓋補充加工圖（1號圖紙） 柴油機簡介： 102機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設計 4102系列柴油機是輕卡、輕客、農(nóng)用車、船舶等理想的配套動力。機體是柴油機的基礎零件，通過它把柴油機的零、組、部件聯(lián)接成一個整體，它是一個結(jié)構(gòu)復雜，受力嚴重，技術要求很高的零件。機體的加工質(zhì)量直接影響柴油機的裝配質(zhì)量，性能和使用壽命，所以對機體的各面和孔加工的尺寸，形狀和位置精度都有嚴格的要求。而齒飛面螺紋孔正是用于連接離合器殼和齒輪室蓋等零部件，本機床主要用來加工齒飛面螺紋底孔，后道工序進行攻絲，使至達到圖紙尺寸及位置精度等要求。 設計參數(shù)： 一、被加工零件名稱：柴油機機體；圖號：YZ4102QA-02102；材料：HT250；硬度：187～255HBS。 二、機床輸送高度1060mm，工件輸送方向由右向左。生產(chǎn)綱領：3萬/年。 三、齒面孔：2-Ф8.5深24；8-Ф6.7深20；飛面孔：5-Ф12.5深30；4-Ф6.7深20；所有孔表面粗糙度12.5。 組合機床是用按系列化標準設計的通用部件和被加工零件的形狀及工藝要求設計的專用部件組成的專用機床。 首先來介紹一下機床總圖 一、機床聯(lián)系尺寸圖 1、 要確定機床裝料的高度 在確定機床裝料高度時，要考慮車間運送工件滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱最低主軸高度和通過部件高度尺寸的限制。根據(jù)具體情況為便于操作和省力，在此本組合機床裝料高度選擇1060mm。 2、夾具輪廓的尺寸確定 3、中間底座尺寸確定 4、主軸箱輪廓尺寸確定 5、最大行程的確定 二、主軸的計算 1、主軸箱齒面被加工孔的計算 根據(jù)這個計算認為選擇Y132S-4135(2) N=5.5kw n=1440r/mm合適的. 2、飛面被加工孔的計算 二、液壓動力滑臺 根據(jù)一寫計算結(jié)果，在此選擇4號動力頭、以及與之相應的4號滑臺和4號側(cè)底座。 接下來介紹工序圖 我設計的工序圖上表示出： 1、 被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設計有關的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。 2、 加工用定位基準、夾緊部位及夾緊方向。以便以此進行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊的設計。 3、 本工序圖加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞剩? 4、 必要的文字說明。如被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等均在圖上均表示出來了。本工序圖保證的尺寸、角度等，均用了方框表示出來。 在我的整個設計中，我的設計重點主要是齒飛面專機飛面主軸箱。 下面重點介紹主軸箱的設計 主軸箱是組合機床的重要組成部分。它是選用通用零件，按專用要求進行設計的，在組合機床設計過程過中，是工作量較大的部件之一。 一、主軸箱的概念及其作用 主軸箱是組合機床的重要組成部分。它是選用通用零件，按專用要求進行設計的，在組合機床設計過程過中，是工作量較大的部件之一。 主軸箱是組合機床的主要部件之一。其主要作用是，根據(jù)被設計零件的加工要求，安排好各主軸的位置，并將動力和運動由電機或動力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 主軸箱用于布置（按所要求的坐標位置）機床工作主軸及其傳動零件和相應的附加機構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪，把動力從動力部件——電動機、動力箱、主軸箱等傳遞給各工作主軸，使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。 二、主軸箱的分類 主軸箱按其結(jié)構(gòu)大小，可分為大型主軸箱和小型主軸箱兩大類。大型又分為通用（亦稱標準）主軸箱和專用主軸箱兩種。專用主軸箱根據(jù)加工零件特點，及其加工工藝要求進行設計，由大量的專用零件組成。其結(jié)構(gòu)與設計方法與通用機床類似。 三、確定主軸箱設計的原始依據(jù)圖 主軸箱設計的原始依據(jù)圖，要包括下述的全部或部分內(nèi)容： 1、所有主軸的位置關系及尺寸； 2、要求的主軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向； 3、主軸的工序內(nèi)容和主軸外伸部分尺寸； 4、主軸箱的外形尺寸以及與其他相關部件的聯(lián)系尺寸； 5、動力部件； 6、工藝上的要求； 7、其他要求； 四、齒飛面專機飛面主軸箱設計 1、主軸結(jié)構(gòu)型式選擇、直徑及動力計算 ⑴、確定主軸型式 ⑵、主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 ①、主軸直徑的確定 (飛面) ②、齒輪模數(shù)的確定 目前大型組合機床通用主軸箱中常用的齒輪模數(shù)有2、2.5、3、3.5、4等幾種，為了便于組織生產(chǎn)，在同一主軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種?！　? 經(jīng)過圓整在此兩種齒輪模數(shù)都選擇2。 2、確定箱體結(jié)構(gòu) 標準主軸箱的厚度由箱體、前蓋和后蓋三層尺寸構(gòu)成。主軸箱體厚為180毫米。前蓋有兩種尺寸，臥式厚為55毫米；立式厚為70毫米。后蓋厚有90毫米和50毫米兩種尺寸，通常采用90毫米的后蓋。因此，主軸箱總厚度臥式主軸箱通常為325毫米；立式主軸箱通常為340毫米。 我主要設計的本專機飛面臥式主軸箱。主軸箱及前、后蓋均采用灰鑄鐵HT250。 下面設計主軸箱的寬度、高度和最低主軸高度。 主軸箱的寬度B和高度H可按下式來確定： B=b2+2b1 H=h1+h+h2 式中：b1——最邊緣主軸中心至主軸箱外壁的距離(mm)； b2——工件上要加工的在寬度方向上相隔最遠的兩孔距離； h——工件上要加工的在高度方向上相隔最遠的兩孔距離； h1——最低主軸中心至主軸箱底平面的距離，即最低主軸高度； h2——最低邊主軸中心至主軸箱外壁的距離。 b2和h是已知的尺寸，但如果確定了b1、h1和h2的尺寸，那同時主軸箱的寬度B和高度H就可以算出來了，隨后根據(jù)標準箱寬×高的標準尺寸系列，選用合適的尺寸B×H。 主軸箱最低主軸高度h1，我們不能孤立地任意確定，必須考慮到它與工件最低孔的位置、機床配置型式、裝料高度和動力部件、滑座、床身的關系，一般應大于85～120mm。 ∴取h1為88mm B=b2+2b1=530+2×30=610mm H=h1+h+h2=184.5+88+258=503.5mm 根據(jù)上述計算結(jié)果，按主軸箱輪廓尺寸系列標準，同時為了保證主軸箱內(nèi)有足夠的安排傳動齒輪，主軸箱的輪廓尺寸定為 B×H=630×630mm 所以可以確定主軸箱的寬度和高度=630×630mm 3、主軸箱所需要的動力計算 4、傳動系統(tǒng)的設計 傳動系統(tǒng)的設計是主軸箱、特別是大型標準主軸箱設計中最關鍵的一環(huán)。所謂傳動系統(tǒng)的設計,就是通過一定的傳動鏈,按要求把動力從動力部件的驅(qū)動傳遞到主軸上去。同時,滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和傳動的要求。 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設計方法 ①、主軸分布類型 組合機床所加工的零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)有所不同，但被加工零件上孔的分布（也就是主軸箱上主軸的分布），大體可以歸納成下述集中類型： a 單組或多組圓周分布；（如下圖a、b所示） b 等距或不等距直線分布；（如下圖c、d所示） c 圓周和直線混合分布；（如下圖e所示） d 任意分布。（如下圖f所示） ? ②、傳動系統(tǒng)的設計方法 主軸的分布盡管有各種各樣類型，但通常采用的經(jīng)濟而又有效的傳動是：用一根傳動軸帶動多根主軸。因此，設計傳動系統(tǒng)時，首先把所有的主軸分成盡可能少的若干組同心圓，然后在各組同心圓圓心上放置一根傳動軸，來帶動各自一組的主軸。接著再用盡可能少的傳動軸把各組軸與動力部件驅(qū)動軸連接起來。這就是通常的傳動布置次序，即由主軸處布置起，最后再引到動力部件的驅(qū)動軸上。對于一些簡單的、主軸數(shù)量較少或其他特殊情況，也可以采用別的布置次序。 當采用液壓驅(qū)式動力頭時，其驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和相對主軸箱的位置是固定的（特殊情況下，當主軸箱對稱中心線相對動力頭驅(qū)動軸中心線也可以有偏移）；而動力部件為電機時，其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和在主軸箱上的安裝位置，可視具體情況而定。 5、齒輪傳動路線的設計 ⑴、齒輪傳動的路線的概述 所謂齒輪傳動路線的設計，是指驅(qū)動軸（減速箱輸出軸或電動機）的運動通過什么樣的傳動路線、采用多少及齒輪傳動，這些傳動齒輪布置在主軸箱什么位置上，最后把運動傳到主軸上，使主軸獲得規(guī)定的轉(zhuǎn)速，通常稱為、這個過程為排齒輪，齒輪傳動路線的設計，原則上應為求在保證足夠的強度和剛性條件下，使傳動鏈最短，即采用最少的傳動轉(zhuǎn)和動齒輪實現(xiàn)傳動，通常采用一根傳動軸傳動幾根主軸的方法來實現(xiàn)。 6、主軸及驅(qū)動軸傳動比 驅(qū)動軸0驅(qū)動13、14；軸13、14又分別驅(qū)動12、15和18；軸12驅(qū)動軸軸10、11；軸15驅(qū)動軸16、17、24；軸18驅(qū)動軸19、20、21；軸10驅(qū)動軸 6、9；軸11驅(qū)動軸7、8；軸16驅(qū)動軸5；軸17驅(qū)動軸2；軸24驅(qū)動軸25；軸19驅(qū)動軸4；軸20驅(qū)動軸3；軸21驅(qū)動軸23；軸23驅(qū)動軸22；軸22驅(qū)動軸1。 7、多軸箱加工坐標計算 坐標計算是組合機床多軸箱設計中的一個特殊問題。坐標設計就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關系，計算出中間傳動軸的坐標，以便在繪制多軸箱箱體零件補充加工圖時，將各孔的坐標完整地標注出來，并用以繪制坐標檢查圖，作為對傳動系統(tǒng)設計的全面檢查。 ⑴、主軸箱坐標系原點的確定 為了計算主軸箱各主軸坐標，對于每個主軸箱都必須選擇一個坐標原點。當主軸箱是直接安裝在動力滑臺或床身上時，一般選取主軸箱體底平面與通過其定位銷孔的垂直線交點為坐標原點。對于安裝在動力頭或動力箱上的主軸箱，一律選取主軸箱體的定位銷孔為坐標原點。 在此我選擇第二種，即選擇如圖所示的定位銷的圓心。 如下圖a所示。 ⑵、坐標計算的順序 主軸箱坐標的計算順序是：首先計算主軸的坐標，然后計算與這些主軸有直接嚙合關系的傳動軸坐標，再按順序計算其余軸的坐標。 ⑶、主軸坐標的計算 主軸坐標的計算是按主軸箱設計的原始依據(jù)或被加工零件工序圖進行的。為了確保主軸坐標的正確性，一般應按被加工零件圖進行一次驗算。主軸坐標的計算精度，要求精確到小數(shù)點后第三位數(shù)字。 ⑷、傳動軸坐標的計算 傳動軸坐標計算是主軸箱坐標計算中工作量最大的一步。它可分為與一軸定距的傳動軸坐標的計算，與二軸定距的傳動軸坐標的計算與三軸等距的傳動軸坐標的計算等情況。 ①、與一軸定距的傳動軸坐標的計算時，只根據(jù)一根軸（一根主軸或一根轉(zhuǎn)動軸）的坐標和給定的齒輪嚙合中心距來計算傳動軸的坐標。其實質(zhì)是求直角三角形斜邊一端點的坐標。計算這種坐標時，是用勾股弦定理。 ②、與二軸定距的傳動軸坐標的計算 計算時根據(jù)兩根軸的坐標和給定的兩個齒輪嚙合中心距，來算出傳動軸的坐標。即已知嚙合三角形的兩個頂點的坐標和三條邊,求另一頂點坐標. 8、軸承的選擇 一般選用前后軸承均為圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)。這種支承可承受較大的徑向力和軸向力，且結(jié)構(gòu)簡單，軸承個數(shù)少，裝配調(diào)整比較方便，廣泛用于擴孔、鏜、鉸絲、攻螺紋等加工。我設計的主軸箱全部采用了滾錐軸承。 9、主軸箱的潤滑 本主軸箱體前后壁間的齒輪和壁上的軸承用油盤潤滑，箱體和后蓋以及和前蓋間的齒輪由油泵——分油器到各管道進行潤滑。 在此非常感謝學校領導以及老師給我的幫助，讓我們有機會將理論知識運用到實際中。謝謝。 8