毕业设计(论文)-铣削组合机床及其工作台设计.doc
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1、 学 院毕 业 设 计(论 文)说 明 书题 目: 铣 削 组 合 机 床 及其工作台设计 学 生: 系 别: 机电工程系 专 业 班 级: 机械设计制造及其自动化 3级机制3班 学 号: 指 导 教 师: I 学 院毕业设计(论文)任务书设计题目: 铣削组合机床及其工作台设计 系: 机 电 专业: 机 制 班级: 033 学号: 学生: 指导教师: 专业负责人: 接 受 任 务 时 间 教 研 室 主 任 (签名)系 主 任 (签名)1毕业设计(论文)的主要内容及基本要求1绘制铣削组合机床总图1张2设计铣削组合机床工作台并绘制工作台装配图1张3绘制铣削组合机床工作台零件图2张4编写设计说明书
2、1份 2指定查阅的主要参考文献1机械设计手册2组合机床设计 沈阳工业大学等编 上海科学技术出版社 1985.93金属切削机床设计 编写组编 上海科学技术出版社 1986.43设计的原始参数1减荷阀体零件图1张2铣刀盘直径75-110,YG64进度安排设计(论文)各阶段名称起止日期1查阅和搜集设计资料,撰写开题报告3.5-3.112进行铣削组合机床总体设计并绘制草图3.12-4.13设计铣削组合机床工作台并绘制装配图、零件图4.2-4.224绘制铣削组合机床总图4.23-4.295编写设计说明书4.3-5.66检查、修改5.7-6.3摘 要组合机床是根据具体情况的需要,对机床进行合理的设计,使其
3、满足加工要求。它具有自动化程度较高,加工质量稳定,工序高度集中等特点。目前,组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化和柔性化方向发展。本次设计是完成对铣削组合机床及其工作台的设计,使其满足对减荷阀体的前后两端面的切削加工。首先针对所要加工的零件,对机床进行总体方案设计,确定机床的总体布局。然后对工作台进行设计。在设计工作台时,根据工作台移动速度,确定丝杠转速,并确定进给变速箱传动方案,最后设计工作台结构。关键词:组合机床,工作台,丝杠,进给变速箱ABSTRACTCombination machine is based on the specific needs of the machine f
4、or a reasonable design to meet the processing requirements. It has a fairly high degree of automation, processing, stable quality, highly centralized process characteristics. Currently, the portfolio machine being developed efficient, high-precision, high automation and flexible direction.This desig
5、n is completed right combination milling machine and its stage design, make it responsive to the valve body by the Security Council ends before and after the cutting. First in response to the processing of parts for machine tools for the overall program design, overall layout of the machine. Then th
6、e design stage. In the design stage, according to the speed mobile workstations, set screw speed, and to determine the feed Gearbox Drive program final design stage structure. Keywords: Combination machine, workstations, screw, feed Gearbox 目 录中文摘要英文摘要前言1第1章 组合机床概述21.1 组合机床及其特点21.2 组合机床的工艺范围及加工精度21.
7、3 组合机床的发展趋向3第2章 机床总体设计42.1 影响组合机床方案制订的主要因素42.2机床总体方案设计的依据42.2.1 工件42.2.2 刀具52.3工艺分析52.3.1工艺方法的确定52.3.2机床运动的确定62.4确定切削用量72.4.1确定工件余量72.4.2选择切削用量72.5机床主要技术参数的确定72.5.1主轴转速的确定72.5.2主运动驱动电动机功率的确定82.5.3进给驱动电动机功率的确定9第3章 工作台设计(进给传动设计)103.1铣刀切削力的分解103.2工作台的设计113.2.1工作台T形槽的选用113.2.2导轨的设计113.3滑动丝杠螺母机构143.3.1移动
8、部件重力计算153.3.2导轨所受力的分解与计算153.3.3进给牵引力的计算153.3.4传动丝杠直径设计163.3.5传动丝杠结构设计173.3.6传动丝杠的支承183.3.7传动丝杠螺母的结构193.4支承件的设计203.4.1支承件的功用及基本要求203.4.2支承件的结构分析213.5进给传动设计223.5.1确定丝杠转速233.5.2传动变速箱设计233.6标准件的选择27总结30参考文献31致谢32 学 院 毕 业 设 计前 言金属切削机床(简称机床)是用刀具或磨具对金属工件进行切削加工的机器。在一般机械制造厂中,机床约占机器设备总台数的5070%。现代化工业生产的特征主要表现在
9、高生产率和先进的技术经济指标两方面,而这些则首先取决于机械制造工业提高的装备的技术水平。机床工业是机器制造业的重要部门,担负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务,在整个国民经济中占有重要地位。一个国家机床工业的技术水平、机床的拥有量和现代化程度,是衡量这个国家工业生产能力和技术水平的重要标志之一。从事机床设计的人员,应妥善处理既要赶超国际水平,又要符合我国国情;既要技术上先进,又要经济效果好;既要好造,又要好用、好修。要努力实践,大胆创新,更多地设计和制造出生产率高、静、动态性能好、结构简单、成本低、使用方便、节省能源、造型美观的具有我国风格的机床。设计机床的步骤归纳起来大体
10、上可以分为调查研究、拟定方案、结构设计、零件图设计和试制鉴定五个阶段。1调查研究 调查研究的内容包括调查使用单位、制造单位,查阅、收集国内相关文献、技术资料等。2拟定总体方案 拟定方案的内容包括:设计本机床理由或必要性;机床用途和使用范围,国内外同类机床的比较,本机床的技术性能、轮廓尺寸和估计重量;所采用的工艺方案,总体布局,主要结构,控制方案;机床的优缺点和经济分析。3结构设计与计算 主要是根据拟定的方案,绘制机床各部件装配图,同时画出机床传动系统图、液压系统图和电器系统图,并进行必要的计算。4零件图设计与编写技术文件 绘制全部专用件的工作图和通用件的补充加工图,并进行必要的计算。装配图和零
11、件图应经工艺审查和标准化审查,有时还须再按已设计完的零件重新绘制部件装配图和机床外观图,最后编写技术文件。5试制鉴定 工作图设计完成后,如果是通用机床,须先试制一台样机,进行试验鉴定;如果是专用机床,由于它的生产数量一般很少,有时仅制造一台,因此没有单独的样机试制阶段。由于本人能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。第一章 组合机床概述1.1 组合机床及其特点组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种(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、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削等工序,生产效率高,加工质
12、量稳定。组合机床与通用机床、其他专用机床比较,具有以下特点:(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,因而比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,又有专门工厂成批制造,因此性能稳定、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)当被加工产品改变时,若采用的是组合机床,其大多数通用部件可以重复利用,
13、不必另行设计和制造,节约了投资,有利于企业产品的更新换代。(6)组合机床易于组成组合机床自动线,以适应大规模的生产需要。组合机床常用的通用部件有:床身(侧底座)、底座(包括中间底座和立柱底座)、立柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切削头等。对于一些按顺序加工的多工位组合机床,还具有移动工作台或回转工作台。组合机床的通用部件,绝大多数已有国家标准,并按标准所规定的名义尺寸、主参数、互换尺寸等定型,各种通用部件之间有配套关系。这样,用户可根据被加工零件的尺寸、形状和技术要求等,选用通用部件,组成不同型式的组合机床,以满足生产的需要。1.2 组合机床的工艺范围及加工精度组合机床可完成的工艺有铣平面、刮平
14、面、车端面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、攻丝、倒角、锪窝、钻深孔、切槽等。随着综合自动化技术的发展,组合机床可完成的工艺范围也在不断扩大,除了上述工艺外,还可完成车外圆、车锥面、车弧面、切削内外螺纹、滚压孔、拉削内外圆柱面和平面、磨削、抛光、珩磨,甚至还可进行冲压、焊接、热处理、装配、自动测量和检查等。组合机床中平面加工的加工精度简述如下:在组合机床及其自动线上常用铣削、刮削、车削(端面)和拉削等方法加工平面。铣削平面时,一般采用铣削头、滑台和滑座等通用部件,根据被加工工件的工艺要求组成单面、双面以及立式、回转台式等多种型式的组合铣床。当加工大型的箱体类工件时,一般采用铣削头固定、工件安装在工作台
15、上移动的布局型式。这样的机床结构简单,刚性较好,加工精度较高。在加工中小型工件时,通常将铣削头组成鼓轮式组合机床或立式连续回转台式组合机床,这类机床生产效率高,加工精度较低。在组合机床上加工平面的平直度可以达到在1000毫米长度内偏差0.020.05毫米,表面粗糙度3.2微米。对定位基面的平行度可以保证在0.05毫米以内,到定位基面的距离(一般在500毫米以内)尺寸公差可以保证在0.05毫米以内。1.3 组合机床的发展趋向一、提高通用部件的水平二、发展适应中、小批生产的组合机床三、采用新刀具四、开发自动检测技术五、扩大工艺范围31 学 院 毕 业 设 计第二章 机床总体设计2.1 影响组合机床
16、方案制订的主要因素1、 被加工零件的加工精度和加工工序被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度,是制定机床方案的主要依据。例如精度为H7的孔加工工序,不仅工步数多(通常48个),而且对于不同尺寸的孔径,也须采取不同的工艺方法(镗或铰)。当孔与孔之间有较高位置精度要求(如0.05毫米)时,安排工艺应考虑在一个安装工位上对所有孔同时进行最终精加工。如果同一轴线上有几个孔同轴度要求较高时(0.05毫米),其最后精加工应从一面进行。2、 被加工零件特点这主要指零件的材料、硬度、加工部位的结构形状、工件刚性、定位基准面的特点等。它们对机床工艺方案制定有着重要的影响。同样精度的孔,因材料
17、、硬度的不同,其工艺方案也不同,如钢件一般比铸铁的加工工步数多。加工薄壁易振的工件,安排工序时,必须考虑防止共振。加工箱体零件多层壁同轴线等直径孔,通常在一根镗杆上安装多个镗刀头进行镗削。3、 零件的生产批量零件的生产批量是决定采用单工位、多工位或自动线,还是按中小批生产的特点设计组合机床的重要因素。有时从工件外形及轮廓尺寸看,本来可以采取单工位固定式夹具的机床配置型式,但由生产批量较大,就不得不采取多工位的机床配置方案,以使装卸工件时间与机动时间重合。4、 机床的使用条件(1) 车间布置情况(2) 工艺间的联系(3) 使用厂的技术能力和自然条件2.2 机床总体方案设计的依据2.2.1 工件工
18、件是机床总体方案设计的重要依据,设计者必须明确工件的特点和加工要求。本次毕业设计要求设计一台组合机床,用于加工VF-6/7型空压机减荷体(如图21)的两侧面,工件材料为HT200硬度为190210HB。加工部位的加工要求如下:(1)被加工表面的粗糙度均为R10;(2)被加工表面的相互位置精度为:图21 减荷阀体简图平面1与2之间的距离为225mm;平面12与95中心线的垂直度要求为0.03mm。2.2.2刀具硬质合金端铣刀,牌号为YG6,铣刀盘直径为75110,刀具齿数Z=4。2.3 工艺分析2.3.1 工艺方法的确定机床的工艺方法是多种多样的,按工种可分为车、铣、刨、钻、镗、磨、研磨、电加工
19、、振动加工、激光加工等;每一种还可再分,如车加工有车外圆、车端面、车槽、车球面等之分;按加工精度各表面粗糙度可分为粗加工、半精加工、光整加工等;按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、多工件、单工位、多工位等;按作业形式可分平行作业、顺序作业、平行-顺序作业等。工艺方法对机床的结构和性能的影响很大,工艺方法的改变常导致机床的运动、传动、布局、结构、性能以及经济效果等方面的一系列变化。加工平面的方法有很多,比如说车削,铣削,刨削。对于VF-6/7型空压机减荷阀体,用车床进行车削加工时,由于减荷阀体外形复杂,且为壳类零件,不宜装夹在车床 学 院 毕 业 设 计主轴上进行加工,装夹稳定性也不高;用刨
20、床进行刨削加工时,机床需要两个运动,机床和刀具结构简单,装夹在工件台上快速,稳固,但生产率低,加工精度也达不到设计要求;用端铣刀进行铣削加工时,生产率不仅提高了,也能满足设计所要求的加工精度,且装夹快速,方便。与普通机床相比,组合机床具有生产率高,加工精度稳定,研制周期短,便于设计、制造和使用维护、成本低、自动化程度高、劳动强度低,配置灵活等特点,因此,用组合机床进行加工更合理。根据减荷阀体的加工要求,采用一台组合铣床进行加工,如图22所示: 图22 加工减荷阀体的工艺方法方案1.机座 2.动力滑台 3.工件 4.端铣刀 5.电动机 6.变速箱 7.主轴箱减荷阀体安装在工作台上,铣削动力头带动
21、铣刀作旋转主运动,工作台作纵向进给运动,完成对工件的切削加工。此方案的优点是各部件均是针对减荷阀体设计的,因此,结构紧凑,刚性好,生产率高,加工质量稳定。2.3.2 机床运动的确定确定机床运动,指确定机床运动的数目,运动类型以及运动的执行件。本次毕业设计的组合机床的工艺方法是,用一把端铣刀直接进行加工。相应的表面成形运动为:单主轴的回转运动,工作台纵向进给运动;辅助运动为:主轴轴向调整运动。2.4 确定切削用量2.4.1 确定工件余量VF-6/7型空压机减荷阀体,零件材料为HT200,硬度190210HB,生产类型大批量,铸造毛坯。查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5,取加工余量为2.5m
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