立式专用钻床设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专用钻床 设计 摘 要 当今，在市场需求的不断扩展和技术不断更新的条件下，世界各国对机械产品的精度和质量要求也在不断的提高，因此数控机床、专用机床已经成为不可阻挡的趋势，并且一些发达国家在这方面已经取得了卓越的成就，而我国在这方面的发展与西方发达国家相比还有不小的差距，因此要提高我国在机械行业的竞争力，已经成为我们不可推卸的责任和义务，而作为一名大学生也必须肩负起这样的责任。 这次 设计的 任务是八缸泵的下体的大批量加工，我的具体任务就是钻 8个 8 的螺纹底孔。 油泵箱体的零件图， 精度要求比较高。 为了保证加工要求， 经过对零件的分析， 拟订出工艺规程路线。根据加工要求，本道工序采用专用立式钻床进行加工。在夹具设计中，对零件图进行分析，采用“一面两销”定位原理；主轴箱的设计中， 以提高主轴的刚度， 采用刚性主轴， 由于我所设计的是立式钻床，主要承受的是轴向力，所以主轴采用两个止推轴承外加两个深沟球轴承组合支撑，从而降低径向跳动和轴向窜动，以保证主轴的平稳性，另外考虑到实际机床的安装问题， 采用步进电机经一级减速传给主轴以达到加工目的；而机床总体设计中，各部件的设计，要以有利于操作者操作为设计方向，从而达到进一步提 高劳动生产效率 ,降低生产成本的最终目的。 关键词 ：专用立式 钻 床，主轴箱设计，刚性主轴，一面两销定位原理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to to of to an in a in in is a in to s an s a We is to 100,000 / My is to 8 of In to of we a of of to of of a of In a to is So of to by a to of to so as to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 前 言 . 1 第 1 章 零件的工艺设计 . 3 定毛坯的制造形式 . 3 件的工艺分析 . 3 艺规程的设计 . 4 面的选择 . 4 艺路线的制定 . 5 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 8 第 2 章 切削要素的选择与计算 . 11 具的选择 . 11 削用量的选取 . 11 削用量的选择 . 11 削要素的计算 . 11 第 3 章 夹具设计 . 14 紧方案确定 . 14 紧力的受力分析 . 17 第 4 章 主轴箱设计 . 18 动的选择和设计 . 18 轴组件的设计 . 19 轴组件的设计 . 19 轮的设计 . 19 轴参数 . 20 轴支承系统的设计 . 22 第 5 章 机床总体设计 . 23 床联系尺寸图的绘制 . 23 结 论 . 25 参考文献 . 26 谢 辞 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前 言 毕业设计是我们在学完了大学全部基础课、专业课之后进行的一次系统的、全方位的综合性训练，也是搭建从学校到工作岗位非常重要的“桥梁”。在这次毕业设计中，我应用到了我在大学所学的知识探索并解决设计中遇到的问题，是我从 一名普通大学生跨入到设计者行列之中不可缺少的一步，在这次设计中我初步了解了正确的设计方法，也使我具具有了初步的提出问题、分析问题、解决问题的能力，可以说这次毕业设计为我以后成为一名优秀的设计者打下了坚实的基础。 这次所设计 所选的课题是“八缸的泵下体的大批量生产加工”。我的具体任务是工序 100（钻顶面孔及攻丝中的钻孔 ） 的加工方案的设计。 此箱体结构虽然不算太复杂，但加工精度很高，这给我们的设计带来了一定的难度。设计中涉及到轴类零件和箱体类零件的设计和选择，就我的加工工序来说，虽然钻孔夹具及加紧力的选择不 是太难，但在主轴箱的设计中却给我有不小的难题，例如：主轴的布置、轴承的选择、轴承及轴承端盖的干涉问题、电机的选择及传动方案的选择，另外由于我设计的立式主轴箱，由于空间问题润滑也是个不小的难题，但最后在我们指导老师胡东方老师的精心指导下这些问都逐步的得到了妥善的解决，也是我从中受益匪浅。 在设计中，我还遇到诸多问题，如：刀具及加工余量的选取、定位方案的选择、夹紧机构的选取、主轴平稳性保证问题、进给系统机构执行等问题。带着这些问题我进行了这次毕业设计。 通过工艺方案的分析、夹具的设计及选取、主轴箱的设计，进给系 统的设计，使我逐步学会了怎样运用所学知识来解决设计时遇到的实际问题，还学会了通过查阅资料和调研的方法来处理一些疑难问题。如：通过夹具的设计，我学到了应当怎样设计出高效、经济合理而且能保证加工质量的夹具；通过主轴箱的设计，我学到了怎样用正确的方法设计出满足要求又高效的设计方案；通过总装图的设计，我学到了该怎样才能保证机床零件之间相互位置的保证。最主要是我通过这次设计我学到了设计的一些理念和设计方法。 由于水平所限，错误和不当在所难免，殷切希望各位老师、同学及阅览买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 者提出宝贵意见。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 零件的工艺设计 定毛坯的制造形式 毛坯影响零件机械加工的工序数量，材料消耗，加工劳动量，所以正确选择毛坯具有重要的经济意义。 对于所给的零件的材料是铸铝（ 90），因为是铸造毛坯。工件形状不是很复杂，不是薄壁型工件，而且是大批量生产，所以采用金属铸造。金属型铸造件适合批量生产，内部组织致密，机械性能高。 件的工艺分析 题目给定的零件是八缸油泵的下体 （如图 1 1）其加工工序有：底面两面孔及四个螺纹孔的加工；顶面、两侧面及前面四个面的加工；凸轮轴孔的加工；端面钻孔及攻丝；顶面钻孔及攻丝；八个柱塞孔的加工。由于给定的生产纲领为 10 万件 /年，为保证加工精度并提高生产效率，降低生产成本，我们尽量采用当前的先进设备。从基准先行、基准重合、先粗后精，先面后孔，粗基准只用一次等原则，制定工艺路线如下： 铣底面及两销孔（工艺孔）及螺纹孔（设备：立式加工中心，先铣后钻，对所有底面及孔进行一次装夹加工成型）； 铣两端面（设备：专用卧式双面铣床）； 铣顶面（设备 ：专用立式双面铣床，粗精铣各一次）； 铣前面（设备：立式加工中心，螺纹孔及 32 孔一次加工完成）； 镗 8 个柱塞孔（设备：专用立式镗床）； 粗镗凸轮轴孔（设备：专用卧式镗床）； 精镗凸轮轴孔（设备：专用卧式专用镗床）； 端面攻丝（设备：专用攻丝机床两台）； 顶面钻孔（设备：专用立式钻床两台）； 顶面攻丝（ 设备：专用立式攻丝机床两台）。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1下体主视图 艺规程的 设计 面的选择 图 1下体左视图 基面的选取是工艺设计中的重要工作之一。其选择准确与否，直接关系着工件的加工质量的好坏及生产率的能否提高，而最重要的基准选取不当的话，还会造成零件的大批量报废，最终关系着工件的生产成本的高低。所以，在基准的选取方面，我们也做了大量的分析工作。 一、 粗基准的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对于一般零件而言，以一个面作为粗基准来加工其他面是完全合理的。按照粗基准的选择原则：即当 零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工面要求相对位置精度高的不加工表面作为粗。对于本零件来说，在铣底面时，应以顶面作为主要基准来消除三个自由度，在以前面放置定位块限制两个自由度，然后是侧面放置支撑钉消除一个自由度，从而达到完全定位。 二、 精基准的选择 主要考虑基准重合的问题。它与工件装夹方便与否及工件的加工精度有关。它应遵循以下几条原则 :a)用设计基准作为精基准 ,以消除基准不重合误差 准重合”原则； b)加工应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位 ,即“基 准统一”原则； c）当精加工要求余量尽量小而均匀时应选择加工表面本身作为精基准，即“自为基准”原则； d)遵循“互为基准”原则。 对此零件的分析可知，该零件的设计基准为 地底 面（如图 1凸轮轴孔中心线。为了保证加工精度要求，选用 底 面为主要基准面，再根据加工的位置的不同，来选择第二基准来完全定位，即两个销孔。在后续的加工过程中，全部使用底面的一面两销定位，一面限制了三个自由度（ X 轴旋转、 Z 轴移动），两销限制了三个自由度（ Z 轴转动、 Y 轴移动、 X 轴移动），从而达到完全定位。 艺路线的制定 制定工艺路线的出发点，应当使零件的集合形状、尺寸精度、位置精度等技术要求得到保证。在生产纲领是大批量的情况下，最好采用专用机床和专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外还要考虑经济效益，以便使生产成本尽量降低。 10 铣底面、钻孔及攻丝 20 铣两侧面 30 铣顶面 40 铣前面及加工螺纹孔 45 中检 50 镗 8 个柱塞孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 60 粗镗凸轮轴孔及钻 15 孔 70 精镗凸轮轴孔及钻 15 孔 80 端面攻丝 90 钻顶面孔及攻丝 100 钻顶面孔及 攻丝 110 去毛刺、清洗 120 终检 10 铣底面 20 铣顶面 30 铣前面 35 钻底面螺纹孔及销孔 40 铣两侧面 45 中检 50 钻侧面孔及攻丝 60 粗镗凸轮轴孔 70 精镗凸轮轴孔 80 镗八个柱塞孔 90 钻顶面孔及攻丝 100 钻顶面孔及攻丝 105 端面攻丝 110 去毛刺、清洗 120 终检 . 工艺方案的分析与比较 上述两个工艺方案的特点分别是：方案一，先加工底面及底面上的定位销孔 ,这样 ,精基准就被加工出来 了 ,以后的工序全部用底面及定位销孔定位，减少了工件的装夹次数 ,保证了加工精度 ,而且粗基准 (即顶面 )仅使用了一次 ,布置合理，工序较第二种方案集中合理；而方案二，先加工零件的底面，然后以此为基准加工面上的孔，虽也遵循了先面后孔的原则，但在此基础上，粗基准就使用了两次，势必影响零件的加工精度，而且工序不够集中，安装次数增多，两道工序本可以一次装夹完成加工，但由于工序安排的不合理造成不得不重复装夹加工，这不仅降低了加工精度，还使的生买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 产效率严重降低。而除此之外，方案二采用的设备多为普通机床，也不利于大批量生产，最终都 将造成生产成本的大幅度提高；而在方案一中，不仅采用了加工中心等先进设备，而且其它工序也都采用在专用机床上进行加工，这就不仅保证了加工精度，而且还大幅度的提高了生产效率，使得生产成本也大大的降低。如；凸轮轴孔及 15孔同时加工，采用卧式双面镗，柱塞孔的粗精镗同时加工；与此相仿，在面加工时，两侧面及顶面同时加工，采用卧式三面铣床等，这些方法都大大提高了加工效率。所以较之以上两种方案，我们最终选取了第一个方案作为我们的设计方案。其最终的加工方案如下 : 10 铣底面及两销孔（工艺孔）及螺纹孔（立铣，限制顶面三个自 由度，前面两个自由度，左侧面一个自由度。设备：立式加工中心，先铣 后钻，对所有底面及孔进行一次加工成型） 20 铣两端面（端铣刀，设备专用：卧式双面铣床） 30 铣顶面（端铣刀，分两次走刀，从右至左铣，设备：专用立式铣床，粗精铣各一次） 40 铣前面（指状或棒状铣刀，设备：立式加工中心，螺纹孔及 32孔可装夹一次加工完成） 50 镗 8 个柱塞孔（分两个工位加工， 1、 3、 5、 7 孔先加工， 2、 4、 6、8 孔在第二工位加工，粗、精镗刀及倒角刀安装在一把镗刀杆上，粗、精及倒角一次加工，设备：专用立式镗床） 60 粗镗凸轮轴孔（端面 15 孔的钻削与凸轮轴孔用同一台设备时加工，设备：卧式专用镗床） 70 精镗凸轮轴孔（端面 15 孔的钻削与凸轮轴孔用一台设备同一次装夹进行加工，设备：卧式专用镗床） 80 端面钻孔（设备；卧式双面钻床） 90 端面攻丝（设备；两台卧式双面攻丝机） 100 顶面钻孔（设备：两台钻床） 110 顶面攻丝（设备：两台专用立式攻丝机） 有以上可知，工艺路线有多种方案，但考虑到几何形状、尺寸精度、位置精度等技术要求的保证，并且要以提高生产率，降低成本为最终目的，我们必须进行方案的比较分 析，从而拟定出最佳的工艺方案。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械加工余量、工序尺寸及毛 坯 尺寸的确定 泵下体零件材料为铸铝， 90， b=180产类型为大批量生产，采用金属模铸造。 根据上述原始材料的机加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及毛 坯 尺寸如下： 由于本设计生产纲领为大批量生产，应该采用调整法加工。因此在求最大、最小加工余量时，应按调整法加工来确定。根据表 8公差等级 9 级，取 ，又根据表 8加工余量等级 。 图 1件底视图 1. 底面（ 2885 此表面的公差为自由尺寸公差，但表面粗糙度为m。需进行粗、精加工，但由于本道工序采用加工中心粗、精一次加工，所以加工余量定为 2 坯 的公差为： 28），故毛 坯 尺寸为 134 1 2. 端面 (1305 此表面的的公差为自由公差但表面粗糙度为进行粗、精加工，此时机械粗加工余量为 边），精加工余量为 毛 坯 尺寸为 1 3. 前面（ 28820 此表面的的公差为自由公差但表面粗糙度为进行粗、精加工，此时机械加工余量为 边） ，故毛 坯 尺寸为 132 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1件左视图 4. 顶面（ 2885 此表面的的公差为自由公差但表面粗糙度为进行 粗、精加工，此时机械粗加工余量为 边），精加工余量为 毛 坯 尺寸为 1 5. 柱塞孔面（ 26 毛 坯 有铸造孔，只需镗削加工，公差为 表面的的公差为垂直度公差要求不大于 面粗糙度为进行粗、精镗加工，此时机械粗加工余量为 边） ，精加工余量为 毛 坯 尺寸为 23 粗镗单边余量： 精精镗单边余量： 6. 凸轮轴孔面（ 58 毛 坯 有铸造孔，只需镗削加工，公差为 表面的的公差要求同轴度不大于 面粗糙度为 进行粗、精镗加工才能满足要求，此时机械粗加工余量为 边）（表 28），精加工余量为 毛 坯 尺寸为 55 1 粗镗单边余量： 精镗单边余量： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1件前视图 图 1件顶视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 切削 要素的选择与计算 切削要素选择合适与否对加工也有着有很大的影响，在选择过程中要本着提高生产效率、降低生产成本为方向进行选取。我所加工的是 (工序 100)：顶面钻孔。 加工材料： 90， b=180铝件 工件尺寸： 8 个 螺纹底孔 具的选择 加工的 螺纹底孔故选刀具：锥柄 麻花 钻头。公称直径 d= 机械加工工艺手册 2 刀具材料：高速钢。 机械加工工艺手册 2 削用量的选取 削用量的选择 由于是钻削，所以这个不必考虑。 2. 进给量的确定 f= r，取 f=0.4 mm/r 由于是多轴加工 ,取其 70以增加刀具寿命，则 f=mm/r。 3. 选择刀具磨钝标准级寿命 钻头后刀面最大磨损量 具寿命 :T=35削要素的计算 1. 确定切削速度 ： a fm/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 = 0 . 2 50 . 1 2 5 0 . 44 0 . 7 6 . 73 5 0 . 2 8 1 m/ 70 上述公式中的参数如下： m = v v k k k =1 1 0 0 =将其代入 上式 中 则钻头切削速度 ： v 53 m/虑到属群钻加工取其 70以增加刀具寿命 ,则 切削速度 ： 37v m/主轴转速： 01000 1760vn d m/于我 加工时用 的 是立钻 ,轴向力对加工工件来说也属夹紧力的一部分，其对工件夹紧是有利的，所以在此不必计算。 2. 扭矩的计算（每个钻头） 0 d M f K 2 0 . 80 . 1 1 7 6 . 7 0 . 2 8 m 1 m 上述公式中的参数如下： 0d= M k k= 1 =买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 将其代入公式 上式 中，则每个钻头的扭矩： M m 3. 切削功率的计算 主轴的切削功率 ： 49 5 5 1 0 =41 0 0 0 1 7 6 09 5 5 1 0 总 总=1 2 38N = 530 . 2 9 80 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 7=2.8 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 夹具设计 以确保工件在加工过程中不发生位置变化， 从而 保证加工出的表面达到规定的 技术 要求（尺寸、形状和位置精度），这个过程叫装夹。工件在机床上的装夹方法主要有两种：用找正法装夹工件、用夹具装夹工件。夹具工作原理的要点有： （ 1） 工件在装夹中占有准确的加工位置。这是通过工件各定位面与夹具的相应定位元件的定位工作面（定位元件上起定位作用的表面）接触、配合或对准来实现的。 （ 2） 使刀具相对有关的定位元件的工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。 （ 3） 具对 于机床应先保证有准确的相对位置，而夹具结构又保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置，这就保证了夹具定位工作面对机床切削运动形成表面的准确几何位置，也就达到了工件加工面对定位基准的相互位置精度要求。 夹具是机械加工中不可缺少的一种工艺装备，应用十分广泛。它能起到下列作用： （ 1） 保证稳定可靠地达到各项加工精度要求； （ 2） 缩短加工工时，提高劳动生产率； （ 3） 降低生产成本； （ 4） 减轻工人劳动强度； 夹具的主要组成部分有：定位元件、夹紧装置、对刀元件、导引元件、其他装置、连接元件和连接表面、夹具体 。 要提高 劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，实现大批量生产，设计一套专用夹具是必不可少的。 紧方案确定 首先，根据加工 工件 的形状、生产批量、零件的加工工艺规程等来确定工件的夹紧方案，然后进一步设计出符合加工要求的夹具。在夹具的设计方案中要注意很多问题，特别要保证加工的工件符合加工的技术要求及夹具夹买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 紧后的安全性问题，还要使得工件装卸起来容易，另外夹紧力要适中，夹具体零件的制造工艺性等问题也是要考虑的。 在我所设计的这道工序中（顶面钻孔及攻丝中的钻孔），其夹具设计主要是要考虑两个定位销的位置关系以及销孔 于所钻孔的位置关系。根据对零件的分析，下底面和两个定位销孔是设计基准，为了使设计基准和工艺基准重合：选用下底面和两个定位销孔为定位基准，因为加工孔对上表面有垂直度要求： 第一章的分析可知，后面所有的加工都以工件的底面和两销孔定位，这样既能保证工件的加工要求，又可以所以实现基准统一，从而提高加工质量，简化夹具结构。平面为第一定位基准，一个定位孔为第二定位基准，另一个工艺孔为第三定位基准，究竟那个工艺孔为第二定位基准，应从工件的加工要求进行分析和确定。定位设计时，采用一组支承板和工件的平面基准接 触，限制三个自由度。若再采用两个短圆柱销与两个工艺定位孔接触定位时，由于工件上两个工艺孔的中心距和夹具上两定位销的中心距之间的误差，可能形成定位不相容的现象，从而出现了重复定位现象。为了避免重复定位现象，就必须采取措施，来消除这种现象，目前最常用的就是采用： 圆柱销和 削边销 相结合的发法 。 这样圆柱销限定了两个自由度， 削边销 限定一个自由度，从而消除了重复定位现象。 两定位销采用固定式定位销进行定位，这种定位销的好处可以提高定位精度，简化夹具结构。采用固定式定位销时，为了使工件定位基面能很好地与支承元件相接触，除采 用圆柱销和菱形销结合的定位方法以补偿孔间距离的误差外，还必须采用适当的定位销高度，以补偿定位孔与定位基面的不垂直误差。对菱形销采用可靠的防转措施。 此 箱体的生产纲领属于大批量生产，为了提高生产效率，减轻工人劳动强度，采用液动夹紧，即以液体的压力为动力源。此外，在夹具设计过程中还应考虑夹紧力的方向、作用点和夹紧力的大小： 夹紧力的方向应垂直主要定位基准面； 夹紧力的作用点应能保证工件定位稳定，不致引起工件产生位移或偏移； 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力； 夹紧力的作用点应使被夹紧工件的夹紧变形尽可能小； 夹紧 力作用点应尽可能靠近切削部位，以提高夹紧的可靠性，若切削部位刚性不足，可采用辅助支承； 夹紧力的大小必须适当，夹紧力过小，工件在夹具中的位置可能在加工过程中产生变动，破坏原有的定位；另一方面，若夹紧力过大，不但会使工件和夹具产生买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 过大的变形，对加工质量不利，而且还将造成人力、物力和财力的浪费。 夹紧点的选取在设计的过程中也是十分的重要，如下图 (3示： 其中可以作为夹紧的面有 A 面， 1 面，2 面跟 4 面组合，这三种都能用于作为夹紧面，但究竟谁做夹紧面最合适呢，我们可以分析一下： 首先就 A 面来说，虽然可以 用来夹紧，但由于钻孔加工工序比较靠后，顶面 (A 面 )已经加工过了，若用来作为夹紧面，就势必要破坏顶面，所以来说这一方案不可取； 再看一面，虽然不存在上面所说的问体，但由于是大批量生产，若采用这一方案，工件的装夹不方便，所以也不能采用； 最后看 2面跟 4面组合的方案，只需要调脚夹紧就可以了，这中方案既不存在加工表面怕被讯坏的问题，并且装夹也很方便。如图（ 3。 图 3紧点选择 图 3 紧点选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 紧力的受力分析 计算夹紧力必须首先对夹具进行受力分析。计算夹紧力时，通常把夹具和工件看成一个刚性系统来简化计算，然后根据工件受切削力、夹紧 力（大工件还应考虑重力，高速运动的工件还应考虑惯性力等）后处于静力平衡状态，计算出理论夹紧力 W，然后再乘于安全系数 K，作为实际夹紧力 。 由生产经验知，一般 K=3，粗加工 K=3，精加工 K=2。夹紧工件所需 夹紧力 的大小，不仅与切削力的大小有关外，而且还与切削力对定位支承的作用力方向有关。 由生产 经验 知，一般 K=3，粗加工 K=3，精加工 K=2。夹紧工件所需夹紧力的大小，不仅与切削力的大小有关外，而且还与切削力对定位支承的作用力方向有关。 钻床可取 K= 钻床的夹 紧力主要克服扭矩，扭矩又是靠摩擦力来抵消的，所以夹具的夹紧力是通过扭矩来计算的，即 : 0 . 1 7 0 . 2 4 9 1 6M F L f F L F 总 磨 销 距 夹 销 距 夹 16 3780 . 0 4 2 3 3F 夹N 有以上受力分析知 : 1 . 5 8 0 2 5 1 8 1 4 . 4F F F 拉 拉夹 N 为了 保证安全性可适当的增加液压缸的拉力，取： 2000F 拉 2()4 9 . 8FD d p 拉 22 49 p 拉 （ 21 0 . 4 /gp k f c m 油 压 ， d 代 表 拉 杆 的 直 径 液 压 缸 的 内 径） 则 液压缸的内径： 5D 活塞杆直径取： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4章 主轴箱设计 在组合机床及自动线上，当采用标准结构的主轴箱不能满足加工的要求（如大直径深孔加工、平面加工等），或者难以保证精度时，就应设计专用主轴箱。我们此次设计的是刚性主轴，刚性主轴 有以下特点： 刚性主轴的刀具不需要借助于导向进行加工，主轴和刀杆（或刀盘 ） 是采用刚性连接，这就要求主轴有较高的刚度，加工质量在很大程度上取决于主轴系统的刚性。如果主轴的刚性不足，在加工过程中往往产生震动（崩刀），即被加工零件难以达到要求的精度和光洁度，甚至损坏刀具。 因此，在设计刚性主轴时，尽管要考虑的因素很多，但主要的是主轴系统的设计。所以在这类部件的设计中，一般都是把主要精力放在主轴系统的设计上，确保主轴系统的精度和足够的刚性。 动的选择和设计 根据结构设计要求，可以尽量采用电机直接带动的传动 方式，这样设计的结构简单紧促，并且容易保证传动比，只是可能会引起机床传动的不平稳性。 在第二章已经求得电机功率： p 总2.8 轴的转速 : 1 7 6 0 / m 查表，选用电机如下： 电机型号 额定功率 满载转速 同步转速 100 2 3 2 8 7 0 / m 3 0 0 0 / m 传动比 i ： i =1760： 2870=1： 于传动比不大，可以采用电机直接传动的方式进行传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴组件的设计 轴组件的设计 主轴组件是机床重要的一部分。通常有主轴，轴承和安装在主轴上的传动件等组成。其工作性能对加工质量和机床生产效率有重要影响。一般对主轴组件有五个方面的要求： （ 1）旋转精度、指主轴前端安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动值 （ 2）静刚度、或简称刚度，反映了机床或部、组、零件抵抗静态外载荷的能力。 （ 3）抗震性 （ 4）热变形、由于受热的膨胀是材料固有的性质，因此高精度机床要进一步提高加工精度，往往受到热变形的限制。 （ 5）耐磨性 轮的设计 已求得主轴的 转速 1 7 6 0 / m i ，齿轮的破坏形式主要是齿面 点蚀，所以只需要按齿轮的接触疲劳强度 进行计算就能满足设计要求。 设计齿轮 （最小齿轮） 的最小模数 （按接触疲劳强度设计） ，用以下公式进行设计： 322( 1 )16338m mz i n (4N：小 齿轮的传递功率 (N=； n：小齿轮的转速（ 1 7 6 0 / m ） ； i ：传动比（主轴与传动轴按 1:1i 传动）； z：小齿轮的齿数（按最小齿数 17 计算）； m：齿宽系数，齿宽 /模数，取 6在此取m=10)； j：许用接触应力，单位 采用的是 40j=650 代入 (4： 322( 1 1 ) 0 . 2 91 6 3 8 8 1 . 0 5 91 0 1 7 6 5 0 1 7 6 0jm m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 为了使齿轮能够更好的克服点蚀的破坏，所以 在实际设计中可 取 m=m=2 轴参数 设计刚性主轴的主要内容之一是选择主轴参数。主轴参数确定的正确与否，对主轴的刚性将有很大的影响。在设计刚性主轴时，往往因为主轴参数选择不合理，使主轴刚性不足，造成切削时主轴的振动，使加工零件达不到要求的精度和光洁度。所以设计刚性主轴箱时，首先要根据实际工作条件来确定主轴的各 参数。 1 主轴的主要参数 （如图 4示） 图 4轴示意图 D 主轴最小轴径 L 主轴支撑距离； a 主轴的悬伸长； d 空心主轴的内孔； L/a 主轴的悬伸比； d/D 主轴直径比。 2. 主轴参数的确定 确定 主轴的各主要参数，通常是按照主轴的实际工作条件，参考有关经验数据，从多方面进行分析比较来确定。也可借助于公式进行计算。但是，由于公式和图表大多受条件限制，对主轴的实际工作条件不一定适宜，所以单凭计算的来的数据，有时不能满足刚性主轴的工作要求。 （ 1） 主轴悬伸长 a 从提高主轴 刚性的观点出发，希望主轴的前支承尽量靠近刀具（即使得主轴的悬伸尽量小）。 （ 2） 支承距和主轴的悬伸比 L/a 在确定支承距时，通常引出一个悬伸比的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 概念，即支承距和悬伸之比。这个数值直接影响主轴的刚度。悬伸比选择过小，主轴受力后产生的挠度和支承处的倾角就会增大，影响主轴的工作性能。所以选择合理的悬伸比是十分重要的，一般的，在专用机床刚性主轴的设计中，通常推荐的悬伸比 L/a= （ 3） 主轴最小轴径 D 最小轴径 D 决定主轴刚度的重要因素。在刚性主轴的设计中，确定主轴直径，目前尚无一成熟的方法，如有的 采用比较法，即根据使用中类似的刚性主轴与所设计的主轴从其工作条件上加一对比，然后进行选取轴径，选好后再作些简单的验算。但也有的是根据主轴传递的扭矩，按下式作初步估算： 41 （ (4式中 ： M 主轴传递的扭矩 M： N 挠度（度 /m） 主轴轴径 间轴径 第二章已经求得钻 削时主轴所传递的扭矩： M m 将其代入 (4 最小轴径： 41 416001 0 （ 4） 主轴内孔直径 d 在有些刚性主轴的设计中，主轴常采用空心的，主轴内孔直径 d 应选择适当，否则会影响主轴的刚度，通常推荐主轴的直径比即d/D 际表明， d/D 值增大将使主轴的刚度减弱， d/D ，对主轴的刚度影响不大，但是，当 d/D ，空心主轴刚度比实心主轴刚度要降低 25，而当 d/D ，主轴的刚度将会显著降低。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 主轴支承系统的设计 影响 刚性主轴工作性能的因素很多，除与主轴本身的刚度有关外，与主轴支承系统的刚性也有很大关系，由于支承刚性不足，往往严重地影响着主轴的工作性能，有对刚性主轴的刚度实验表明，由于主轴本身的刚性不足引起的变形，占总变 形的 50 70%；由于支承刚性的不足，引起的变形占总变形的 30 50%。这说明支承系统的刚性，在刚性主轴设计中是不可忽视的一环。 目前 在刚性主轴设计中对滑动轴承和滚动轴承都有采用，但多数情况下是采用