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编号：1257865
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上传人：机械设计Q****6154...
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- 关 键 词：
-
卧式
双面
10
组合
钻床
主轴
设计
性能
机能
仿真
- 资源描述：
-
本设计包含【三维模型，二维图，ANSYS静力学仿真结果，PPT，论文，仿真动画】
- 内容简介：
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图 书 分 类 号 ：密 级 ：毕 业 设 计卧 式 双 面 十 轴 组 合 钻 床 左 主 轴 箱 设 计 及 性 能 仿 真 F 姓 名 周 蓥班 级 12 机 设 2学 号 20120604201学 院 名 称 机 电 工 程 学 院专 业 名 称 机 械 制 造 设 计 及 其 自 动 化指 导 教 师 韩 翔2016 年 5 月 26 日徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 工 程 学 院 学 位 论 文 原 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日徐 州 工 程 学 院 学 位 论 文 版 权 协 议 书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计组 合 钻 床 是 一 种 专 用 机 床 ， 它 的 大 部 分 部 件 是 通 用 件 ， 少 部 分 部 件 是 专 用 件 。 这 种 钻床 有 很 高 的 效 率 。 而 且 因 为 高 生 产 效 率 ， 平 稳 的 加 工 精 度 ， 自 动 化 水 准 高 ， 有 效 减 少 了 人工 劳 动 强 度 。此 次 设 计 任 务 是 用 来 生 产 制 造 “ 汽 车 制 动 室 支 架 ” 的 卧 式 双 面 十 轴 组 合 钻 床 。 设 计 的组 合 钻 床 用 来 加 工 汽 车 支 架 的 两 个 零 件 ， 主 要 是 同 时 钻 孔 。 钻 床 的 左 主 轴 箱 钻 6 个 孔 ， 右主 轴 箱 钻 4个 孔 ， 我 主 要 设 计 任 务 是 组 合 钻 床 的 左 主 轴 箱 ， 并 用 对 结 构 进 行 仿 真 和干 涉 检 查 ， 对 左 主 轴 箱 的 主 要 零 件 进 行 分 析 。从 加 工 孔 的 速 度 和 位 置 需 求 出 发 ， 计 算 得 切 削 速 度 及 主 轴 转 速 ， 对 左 主 轴 箱 的 主 轴 型号 、 直 径 及 轮 廓 尺 寸 进 行 选 型 。 然 后 由 驱 动 轴 转 速 和 位 置 、 各 主 轴 形 位 和 旋 转 速 度 快 慢 的要 求 ， 正 确 放 置 传 动 轴 ， 把 驱 动 轴 及 每 个 主 轴 连 接 起 来 ， 让 每 个 主 轴 达 到 理 想 转 向 和 转 速 ，成 功 钻 孔 。运 用 机 械 模 块 对 左 主 轴 箱 的 结 构 进 行 运 动 仿 真 ， 测 量 位 置 、 速 度 和 加 速 度 等 运动 特 征 ， 对 结 构 进 行 干 涉 检 查 。 运 用 动 轴 和 箱 体 进 行 应 力 、 应 变 和 模 态 分 析 。关 键 词 组 合 钻 床 ； 左 主 轴 箱 设 计 ； 运 动 仿 真 分 析 ； 有 限 元 分 析徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计is a of a of of of is to of of to of at I E of of of is by of is to 工 程 学 院 毕 业 设 计摘 要 . 论 .研 究 背 景 及 意 义 . 展 现 状 . 题 研 究 目 标 和 主 要 内 容 . 机 床 和 多 轴 箱 的 设 计 . 组 合 机 床 组 成 .组 合 机 床 的 加 工 范 围 及 配 置 形 式 . 合 机 床 的 加 工 范 围 .设 计 组 合 钻 床 的 步 骤 . 地 调 查 统 计 研 究 . 体 布 局 设 计 方 案 . 计 技 术 . 作 设 计 .零 件 分 析 . 组 合 钻 床 设 计 步 骤 及 设 计 目 标 . 合 钻 床 设 计 的 步 骤 . 课 题 主 要 任 务 . 工 艺 方 案 及 基 准 的 选 择 . 定 工 艺 方 案 的 原 则 . 合 钻 床 工 艺 方 案 的 一 般 步 骤 . 定 切 削 力 、 切 削 转 矩 、 切 削 功 率 和 刀 具 耐 用 度 . 组 合 钻 床 主 轴 箱 的 使 用 概 况 . 成 .工 序 与 计 算 . 艺 要 求 . 算 切 削 速 度 、 主 轴 转 速 .多 轴 箱 的 基 本 结 构 方 案 和 表 现 手 法 . 轴 箱 的 简 介 . 轴 箱 的 组 成 . 轴 箱 总 图 绘 制 方 法 .0 多 轴 箱 通 用 零 件 . 工 程 学 院 毕 业 设 体 类 . 轴 . 用 传 动 轴 .1 多 轴 箱 . 制 多 轴 箱 设 计 原 始 依 据 图 . 定 多 轴 箱 外 形 尺 寸 . 轴 型 号 和 直 径 定 . 轴 箱 的 进 给 力 计 算 . 算 主 轴 箱 的 功 率 . 力 部 件 . 轴 箱 传 动 的 设 计 . 动 轴 坐 标 的 计 算 . 柄 轴 和 润 滑 油 泵 的 布 置 . 维 建 模 及 装 配 . 左 主 轴 箱 箱 体 三 维 模 型 . 建 主 要 反 映 零 件 主 要 形 状 的 基 础 特 征 . 加 其 他 的 一 些 特 征 .传 动 轴 的 三 维 建 模 . 动 轴 的 主 体 特 征 的 三 维 建 模 . 加 倒 角 特 征 .装 配 设 计 . 装 配 模 块 简 介 . 体 装 配 . 能 仿 真 . 运 动 仿 真 . 运 动 仿 真 的 优 点 . 机 构 模 块 的 功 能 . 运 动 仿 真 的 一 般 步 骤 . 数 的 设 置 . 元 分 析 . 元 分 析 的 一 般 步 骤 . 动 轴 的 受 力 分 析 . 体 的 受 力 分 析 . . . 工 程 学 院 毕 业 设 计 文 献 . 工 程 学 院 毕 业 设 计11诸 究 背 景 及 意 义组 合 钻 床 是 现 今 机 械 制 造 业 产 品 升 级 ， 技 术 改 进 和 增 长 生 产 效 率 不 能 缺 少 的 生 产 设 备之 一 。 组 合 钻 床 的 加 工 对 象 大 多 是 生 产 较 大 批 量 的 大 中 型 箱 体 类 零 件 或 者 是 轴 类 零 件 。 组合 钻 床 的 种 类 很 多 ， 比 如 按 规 模 大 小 可 分 为 大 型 和 小 型 组 合 机 床 。 由 于 对 技 术 要 求 的 提 高 ，柔 性 组 合 钻 床 应 运 而 生 。 该 钻 床 能 更 好 的 适 应 多 位 、 可 换 主 轴 箱 和 刀 具 的 全 自 动 更 换 ， 而且 能 灵 活 适 应 可 调 可 变 的 多 品 种 同 时 加 工 的 的 组 合 钻 床 。 多 轴 控 制 钻 床 的 发 展 空 间 非 常好 。 为 了 组 装 工 作 队 的 简 化 ， 零 件 工 艺 越 来 越 一 体 化 了 。 主 轴 箱 有 多 轴 的 钻 床 很 符 合 这 样生 产 模 式 。 不 得 不 提 的 是 现 在 生 产 的 节 奏 变 快 ， 高 速 ， 多 功 能 的 机 床 更 适 合 这 种 社 会 生 产节 奏 。 更 加 重 要 的 是 越 来 越 多 的 计 算 机 技 术 应 用 控 制 机 床 上 来 。 比 如 说 等 大型 软 件 就 能 操 控 机 床 。目 前 ， 先 进 国 家 的 组 合 钻 床 和 它 的 生 产 线 远 远 领 先 于 我 果 在 该 领 域 的 发 展 水 平 ， 我 国对 技 术 水 平 要 求 高 的 机 床 还 是 依 靠 进 口 。 这 样 一 来 定 会 使 投 资 上 升 ， 从 而 上 升 产 品 生 产 成本 。 所 以 ， 我 们 迫 切 需 要 放 弃 “ 刚 性 ” 钻 床 结 构 的 发 展 模 式 ， 逐 步 走 向 “ 柔 性 ” 结 构 模 式 ，从 而 符 合 客 户 使 用 要 求 。 展 现 状组 合 钻 床 已 经 在 我 国 发 展 了 28年 之 久 ， 已 经 具 备 相 当 的 实 力 ， 应 用 领 域 涉 及 很 多 行业 。 它 有 高 品 质 、 有 较 高 经 济 实 用 性 的 优 点 。 组 合 机 床 被 广 泛 应 用 在 很 多 行 业 。 组 合 钻 床的 工作范围包 括 钻 、 孔 、 扩 孔 等 ； 并 能 攻 螺 纹 ； 车 端 面 和 凸 台 。 另 外 ， 加 工 中 心 、 数 控 式组 合 机 床 、 机 床 辅 机 等 设 备 的 使 用 也 随 着 技 术 的 发 展 而 越 来 越 多 。 可 以 镗 各 种 形 状 槽 的 孔 ，铣 、 削 平 面 和 成 形 面 。 2002 年 举 办 的 机 床 博 览 会 上 ， 全 球 近 500家 机 床 生 产 企 业 参 展 的 高层 次 的 机 器 中 ， 涌 现 出 含 许 多 新 技 术 机 床 比 如 超 高 速 和 超 高 精 度 的 机 器 ， 或 者 是 多 轴 控 制的 机 器 。 据 权 威 人 士 介 绍 ， 能 否 突 破 传 统 的 主 轴 旋 转 速 度 和 减 少 副 工 时 间 是 现 在 高 速 机 床发 展 遇 到 的 主 要 瓶 颈 。 按 照 我 们 现 有 的 速 度 来 说 的 话 ， 主 轴 在 20000r/0000 之 间 。 在此 类 关 键 技 术 上 我 国 生 产 的 组 合 机 床 还 有 待 发 展 。 我 们 能 够 由 此 得 出 结 论 ： 我 国 组 合 钻 床的 发 展 空 间 还 是 很 开 阔 的 ， 发 展 方 向 还 是 很 明 确 的 ， 主 要 追 求 高 速 度 和 多 轴 化 来 控 制 。 题 研 究 目 标 和 主 要 内 容参 考 工 件 量 和 设 计 时 间 的 要 求 ， 设 计 用 于 加 工 “ 汽 车 制 动 室 支 架 ” 的 卧 式 双 面 十 轴 组合 钻 床 的 左 主 轴 箱 。具 体 的 工 作 内 容 为 确 定 组 合 钻 床 遵 循 的 工 艺 方 案 ， 即 确 定 切 削 力 ， 切 削 转 矩 ， 切 削 功率 及 刀 具 耐 用 度 。 计 算 出 切 削 速 度 ， 主 轴 转 速 。 绘 制 多 轴 箱 总 图 ， 然 后 运 用 三 维 软 件 对 设 计 图 纸 进 行 三 维 建 模 ， 装 配 后 进 行 运 动 仿 真 。 最 后 对 主 要 零 件 使 用 受 力 分徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计2析 。 综 合 计 算 机 办 法 对 主 轴 箱 的 仿 真 ， 验 证 设 计 。徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计32组 合 机 床 和 多 轴 箱 的 设 合 机 床 组 成组 合 钻 床 的 主 要 由 主 轴 箱 、 溜 板 箱 、 刀 架 、 尾 座 、 进 给 箱 、 床 身 和 床 腿 组 成 。简 图 如 下 所 示 。图 2 双 面 十 轴 钻 床 简 合 机 床 的 加 工 范 围 及 配 置 形 合 机 床 的 加 工 范 围 表 2 合 机 床 加 工 范 围 分 表组 合 机 床 的 加 工 范 围 切 削 类 孔 加 工类 钻 、 扩 、 削 、 磨 及 抛 光 。平 面 加工 类 磨 、 刮 、 车非 切 削 类 焊 接 、 热 处 理徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计4最 早 的 组 合 机 床 由 美 国 研 制 的 ， 用 于 汽 车 零 件 的 加 工 。 现 在 的 主 要 发 展 方 向 为 ：1） 生 产 效 率 的 增 加2） 加 工 精 度 的 增 加3） 加 工 工 艺 范 围 的 增 加4） 自 动 加 工 的 程 度 的 增 加5) 组 合 机 床 和 它 的 自 动 生 产 线 可 调 性 的 增 加6)超 小 型 的 组 合 机 床 的 研 发7) 专 能 组 合 机 床 及 自 动 线 的 研 计 组 合 钻 床 的 步 地 调 查 统 计 研 究实 地 调 查 统 计 研 究 的 步 骤 ：1） 仔 细 查 看 的 客 户 来 图 图 纸 的 要 求 ， 对 加 工 零 件 的 原 材 料 ， 零 件 加 工 到 多 大 ， 该 零件 大 概 的 样 子 ， 通 过 一 系 列 的 热 处 理 要 达 到 的 布 氏 硬 度 ， 产 品 最 后 加 工 出 来 的 预 期 质 量 和表 面 光 洁 度 的 要 求 进 行 研 究 。 通 过 思 考 产 品 是 用 来 做 什 么 的 出 发 ， 把 产 品 的 装 配 关 系 弄 清楚 后 科 学 地 指 定 工 艺 方 案 。 从 对 产 品 装 配 样 图 和 相 关 的 工 艺 资 料 分 析 ， 充 分 了 解 被 加 工 零件 在 产 品 中 的 地 位 和 作 用 。2） 在 设 计 的 时 候 ， 对 生 产 方 的 综 合 实 力 也 要 有 很 好 的 了 解 。 主 要 是 考 察 制 作 单 位 的综 合 水 平 ， 车 间 的 占 地 面 积 ， 员 工 们 对 工 艺 和 技 能 的 熟 悉 度 ， 维 修 能 力 。3） 按 照 任 务 的 意 图 ， 多 交 流 ， 多 合 作 。 遇 到 问 题 时 需 要 多 查 阅 资 料 ， 按 时 完 成 设 计内 容 。 体 布 局 设 计 方 案在 这 个 阶 段 ， 我 们 需 要 设 计 组 合 钻 床 加 工 零 件 的 具 体 几 个 步 骤 及 其 内 容 。 设 计 夹 具 及其 定 位 基 准 。 绘 制 工 序 流 程 卡 ， 选 定 刀 具 的 种 类 及 其 切 削 深 度 、 切 削 速 度 和 进 给 量 。 对 钻床 的 总 装 方 法 需 要 规 定 好 ， 尤 其 是 钻 床 中 担 当 主 要 功 能 的 零 件 和 技 术 要 求 很 高 的 零 件 的 坐标 需 要 具 体 说 明 。 总 体 方 案 的 指 定 对 于 是 否 完 成 任 务 很 是 重 要 ， 是 完 成 任 务 的 计 划 性 文 件 。总 体 布 局 方 案 需 要 考 虑 许 多 因 素 ， 主 要 有 交 货 时 间 ， 精 度 是 否 达 到 任 务 要 求 ， 质 量 的检 验 ， 生 产 方 式 及 其 生 产 效 率 ， 设 计 出 产 品 是 否 符 合 加 工 零 件 的 技 术 要 求 。零 件 的 每 个 部 分 我 们 都 能 使 用 不 同 的 工 艺 办 法 来 加 工 它 ， 所 以 ， 我 们 必 须 好 好 比 较 分析 这 些 不 同 的 办 法 ， 争 取 从 里 面 找 出 最 好 的 一 个 方 案 。 要 结 合 设 计 的 意 图 ， 设 计 的 可 行 性 ，要 结 合 实 际 加 工 的 场 所 ， 生 产 规 模 ， 员 工 的 技 术 和 生 产 地 的 设 备 和 规 模 来 最 好 确 定 这 一 方案 。 通 过 通 用 件 和 专 用 件 相 结 合 的 办 法 ， 可 以 采 用 边 设 计 边 拼 凑 的 办 法 ， 一 个 一 个 确 定 尺寸 。 在 设 计 尺 寸 时 ， 能 结 合 仿 真 软 件 对 专 用 零 件 ， 重 要 零 件 的 虚 拟 仿 真 来 验 证 和 调 整 这 些徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计5零 件 的 尺 寸 。 被 加 工 零 件 也 是 设 计 尺 寸 的 重 要 依 据 。 计 技 术该 部 分 的 工 作 为 按 照 已 经 确 定 好 的 图 纸 ， 绘 制 出 详 细 的 生 产 依 据 图 纸 。 如 该 装 配 图 ，主 要 零 件 图 ， 夹 具 的 图 纸 ， 并 标 明 各 轴 的 转 动 速 度 。 还 要 附 上 电 气 部 分 的 图 纸 。 三维 建 模 的 图 纸 ， 装 配 文 件 和 运 动 仿 真 的 视 频 动 画 。 在 理 论 设 计 的 最 后 阶 段 ， 要 对 之 前 的 设计 进 行 验 算 ， 并 结 合 三 维 软 件 对 设 计 的 合 理 性 进 行 分 析 。 作 设 计当 技 术 设 计 可 以 通 过 审 查 （ 必 要 时 还 须 让 用 户 审 查 ） 后 就 可 以 开 展 工 作 设 计 ， 也 就是 绘 制 各 个 专 用 部 件 的 作 业 图 样 、 编 排 零 件 明 细 表 等 。 件 分 析本 次 主 要 设 计 的 零 件 是 汽 车 制 动 室 支 架 ， 左 左 各 一 ， 起 制 动 室 支 承 作 用 。 需 要 较 强 的机 械 强 度 和 使 用 性 能 。 毛 坯 为 铸 件 ， 材 料 选 择 使 用 球 墨 铸 铁 ， 外 形 的 尺 寸 小 ， 形 状 呈 现 不规 则 ， 这 给 定 位 夹 紧 造 成 了 非 常 大 的 困 难 。 产 品 批 量 应 为 大 批 量 生 产 。图 2 件 简 图徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 合 钻 床 设 计 步 骤 及 设 计 目 合 钻 床 设 计 的 步 骤一 台 组 合 机 床 设 计 由 多 个 步 骤 组 成 ， 一 般 分 为 以 下 几 个 步 骤 ：（ 1） 组 合 钻 床 总 体 造 型 的 设 计 。（ 2） 组 合 钻 床 主 轴 箱 设 计 。（ 3） 组 合 钻 床 夹 具 设 计 。 课 题 主 要 任 务本 次 设 计 主 要 的 任 务 是 完 整 完 成 这 台 组 合 钻 床 左 主 轴 箱 的 设 计 和 性 能 分 析 ， 对 工 件 进行 钻 孔 加 工 。 具 体 的 设 计 内 容 如 下 ：（ 1） 主 轴 箱 齿 轮 确 定 方 案 及 动 力 设 计 。（ 2） 传 动 系 统 的 设 计 。（ 3） 主 轴 箱 坐 标 计 算 。（ 4） 对 左 主 轴 箱 进 行 运 动 学 性 能 仿 艺 方 案 及 基 准 的 选 定 工 艺 方 案 的 原 则1） 粗 精 加 工 分 开 原 则2） 工 序 集 中 原 则工 序 集 中 程 度 的 确 定 ， 需 要 分 析 加 工 节 拍 的 要 求 。 在 工 作 循 环 时 间 满 足 不 了 生 产 率 要求 的 情 况 下 ， 要 对 关 键 工 序 或 限 制 刀 具 予 以 合 理 的 处 理 。 如 更 换 高 级 耐 磨 刀 具 材 料 提 高 切削 用 量 ， 或 分 散 工 序 （ 如 深 孔 或 多 工 序 孔 分 工 步 分 散 加 工 ） 缩 短 叠 加 的 切 削 时 间 ， 不 过 会增 加 机 床 台 数 。 合 钻 床 工 艺 方 案 的 一 般 步 析 研 究 加 工 要 求 和 现 场 工 艺加 工 办 法 的 设 定 的 关 键 依 据 是 被 加 工 零 件 被 加 工 部 位 的 尺 寸 ， 技 术 要 求 和 精 度 。 设 计钻 床 前 ， 需 要 对 被 加 工 零 件 的 结 构 外 形 有 清 晰 的 理 解 ， 清 楚 知 道 它 的 用 途 。 其 次 ， 是 考 虑好 使 用 的 加 工 入 现 场 调 查 分 析 同 类 零 件 的 加 工 工 艺 方 法 ， 定 位 和 夹 紧 方 式 。 所 采 用 的 设备 、 刀 具 及 切 削 用 量 ， 生 产 率 情 况 及 各 种 条 件 等 方 面 的 现 行 工 艺 资 料 ， 以 便 制 定 出 切 合 实际 的 合 理 工 艺 方 案 。 择 定 位 基 准合 理 的 选 择 定 位 基 准 对 使 用 多 轴 钻 床 加 工 零 件 非 常 重 要 。 多 轴 钻 床 往 往 采 用 几 个 主 轴徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计7带 动 几 个 传 动 轴 的 方 案 。 它 的 切 削 力 很 大 ， 会 促 使 零 件 发 生 变 形 。 所 以 选 择 合 理 的 方 案 ， 正 确 设 计 基 准 尺 寸 很 关 键 。 对 于 定 位 基 准 的 选 择 我 们 要 考 虑 加 工 的 零 件 是 用 来 做 什么 的 ， 是 用 什 么 材 料 进 行 加 工 的 。 基
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