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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：
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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 准 的 选 择 还 要 考 虑 夹 具 的 位 置 ， 结 合 箱 体 的 分 析 ， 要 把 夹 具 的 位 置 设 计 在 施 加 虚 拟 载 荷 而 发 生 最 小 变 形 量 的 位 置 。 这 样 一 来 ， 对才 能 顺 利 进 行 加 工 。 定 切 削 力 、 切 削 转 矩 、 切 削 功 率 和 刀 具 耐 用 度依 照 选 定 的 切 削 用 量 （ 重 点 考 虑 进 给 量 和 切 削 速 度 ） ， 设 定 进 给 力 ， 使 它 作 为 动 力 滑台 及 设 计 夹 具 的 依 据 ； 计 算 出 切 削 转 矩 ， 用 它 来 作 为 主 轴 及 其 他 传 动 件 的 尺 寸 ； 确 定 切 削功 率 ， 用 它 作 为 确 定 主 传 动 电 机 （ 这 里 主 要 指 动 力 箱 电 机 ） 功 率 的 依 据 ； 确 定 刀 具 耐 用 度 ，为 验 算 所 确 定 量 或 刀 具 是 否 正 确 提 供 依 据 。组 合 钻 床 切 削 用 量 的 选 用 方 法 及 需 要 注 意 的 事 项 ：1） 需 合 理 使 用 全 部 的 刀 具 ， 尽 量 发 挥 其 所 有 的 使 用 性 能 。2） 复 合 刀 具 切 削 用 量 的 合 理 选 择 需 要 综 合 考 虑 刀 具 的 使 用 寿 命 。 保 证 刀 具 正 常 的 使用 寿 命 ， 切 削 速 度 的 选 择 依 据 是 复 合 刀 具 最 大 直 径 ， 相 反 依 据 复 合 刀 具 最 小 直 径 选 择 进 给量 。 3） 多 轴 镗 孔 主 轴 刀 具 都 需 要 定 向 的 快 速 或 者 进 退 ， 每 个 镗 轴 转 速 应 该 一 致 或 者 互 为整 数 倍 。4） 选 择 切 削 用 量 的 时 候 要 保 证 批 量 生 产 和 刀 具 的 耐 用 度 。5） 应 该 综 合 考 虑 所 选 择 动 力 滑 台 的 性 能 来 确 定 切 削 用 量 的 时 候 。 合 钻 床 主 轴 箱 的 使 用 概 成通 用 主 轴 箱 常 见 的 类 型 有 ：（ 1） 钻 销 类 的 主 轴 箱 ；（ 2） 攻 丝 类 的 主 轴 箱 ；（ 3） 复 合 主 轴 箱 。 轴 箱轴静力学分析主要结果 模型树 边界条件：圆周支撑 1处，轴向受力 1处，添加均布载荷 100要结果 总体变形 当量拉应力 等效压应力 模态分析 模态线图 模态频数表 模态 1 2 3 4 5 6 箱体静力学分析 模型树 箱体底部固定支撑，顶部添加均布载荷， 100总变形 拉应力 压应力 模态分析 模态 1 模态 2 模态 3 模态 4 5 6 式双面十轴组合钻床左主轴箱设计及性能仿真 指导老师： 设计大纲 背景前沿 任务要求 左主轴箱设计 主要零件仿真 究背景 务要求 车制动室支架 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。 机构设计 工作原理 能仿真 能仿真 三维建模 能仿真 装配 能仿真 运动仿真 能仿真 能仿真 能仿真 能仿真 能仿真 卧式双面十轴组合钻床左主轴箱设计及性能仿真 摘要 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 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 动轴转速和位置、 主轴 位和 转速度 的 要求， 置 动轴， 动轴及 个主轴 来， 个主轴 转 和转速， 钻孔。 用机 对左主轴箱的结构进行 动仿真， 位置、速度和加速度 动 ，对结构进行干涉检查。 用轴和箱进行力、和 分析。 合钻床左主轴箱设计 动仿真分析有“分析 I is a of a of of is to of of to of at I is E of of is by of of is to is he 摘要. . 及 . . 和主要. 2组合机床和 轴箱的设计. 合机床组. 及置 式. 合机床的加工. . 查计 . 设计. 计. 设计. . 合钻床设计及设计. 合钻床设计的. ”主要任务. 及 准的选. 工 的 . 合钻床工 的一 . 切削力、切削转 、切削 率和 用度. 合钻床主轴箱的用 . . 计算. 求. 轴转速. 箱的 结构 和 . 轴箱的 . 箱的组. 箱 制. 轴箱通用零件. . 轴. 用 动轴. 轴箱. 制 轴箱设计 . 轴箱 尺寸. 轴型号和直径. 4主轴箱的进 力计算. 算主轴箱的 率. 力部件. 箱 动的设计. 动轴 的计算. 轴和 的 置. 及 . 主轴箱箱 型. 要零件主要 的 . 的一 . 轴的 . 轴的主 的 . 倒角 . 设计. . .性能仿真. 动仿真. 动仿真的优点. 机构 的 能. 动仿真的一 . . 分析. 分析的一 . . 受力分析. 结.谢. . 及 【如果说明书不清楚，可以加费索取】 组合钻床是今机 制造业产品升级，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 是生产较大批 的大中型箱零件或者是轴零件。组 合钻床的种很 ，比如按规 大小可分为大型和小型组合机床。 于对要求的提高， 柔性组合钻床 而生。该钻床能更好的适 位、可换主轴箱和 的全自动更换，而 且能灵活适可可的 品种同时加工的的组合钻床。 轴控制钻床的发空间非常 好。为了组 工队的 化，零件工 越来越一化了。主轴箱有轴的钻床很符合这样 生产 式。不得不提的是在生产的节奏 ，高速， 能的机床更适合这种社会生产 节奏。更加重要的是越来越 的计算机用 控制机床上来。比如说 大 型软件就能操控机床。 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水平，我国 对水平要求高的机床还是靠进口。这样一来 会 投资上升，从而上升产品生产 。所以，我们迫切需要 弃 “刚性”钻床结构的发 式，逐走 “柔性”结构 式， 从而符合客户 用要求。 组合钻床已经在我国发了28年之久，已经 备相当的力，用领域涉及很 行 业。它有高品质、有较高经济用性的优点。组合机床被广泛用在很 行业。组合钻床 的工 包括钻、孔、扩孔 并能攻螺纹车端面和凸台。另 ，加工中心、数控式 组合机床、机床辅机 设备的 用也随着的发而越来越。可以 种 的孔， 、削平面和 面。2002年 的机床 会上，全 500家机床生产业参的高 次的机 中， 出 机床比如 高速和 高精度的机 ，或者是 轴控制 的机。 人 ，能 的主轴 转速度和减少 工时间是在高速机床 发 的主要 。按 我们有的速度来说的 ，主轴在1000020000r/间。在 此上我国生产的组合机床还有 发。我们能 此得出结国组合钻床 的发空间还是很的，发 还是很明 的，主要求高速度和 轴化来控制。 和主要 参考工件 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。 的工为 组合钻床的工 ， 切削力，切削转 ，切削 率及 用度。计算出切削速度，主轴转速。 制 轴箱 ，然 用 软件 对设计 进行 ， 进行 动仿真。主要零件 用 1 析。合计算机 对主轴箱的仿真，“设计。 2 0箱的设计 合机床组 组合钻床的主要 主轴箱、箱、 架、 箱、床 和床组 。 如所。 2 及置 式 合机床的加工 2分 切削 孔 加 工 钻、扩、削、及 。 组合机床的加工 平 面 加 、车 工 非切削 、” 3 1组合机床 国 制的，用于汽车零件的加工。在的主要发 为 1生产效率的增加 2加工精度的增加 3加工工 的增加 4自动加工的 度的增加 5) 组合机床和它的自动生产线可性的增加 6) 小型的组合机床的 发 7) 专能组合机床及自动线的 发 查计 查计 的 1 查的客户来 的要求，对加工零件的 ，零件加工 大，该零 件大 的样，通一的”要 的 度，产品工出来的质 和 面 度的要求进行 。通考产品是用来的出发， 产品的 清 楚 工 。从对产品 样 和相的工 资分析，分了 被加工零 件在产品中的位和用。 2在设计的时 ，对生产的合力也要有很好的了 。主要是考 制 位的 合水平，车间的 面 ， 工们对工 和能的 度， 能力。 3按 任务的 ， ， 合。 ”时需要 查资，按时 设计 。 设计在这个 ，我们需要设计组合钻床加工零件的 个及 。设计 及 位 准。 制工 ，选 的种及 切削度、切削速度和进 。对钻 床的 需要规 好， 是钻床中 当主要 能的零件和要求很高的零件的 需要 说明。 的 对于是 任务很是重要，是 任务的计 性文件。 需要考 因 ，主要有 时间，精度是 任务要求，质 的 检“，生产式及 生产效率，设计出产品是 符合加工零件的要求。 零件的 个部分我们能 用不同的工 来加工它，所以，我们 好好比较分 析这 不同的 ， 取从面出。要结合设计的 ，设计的可行性， 要结合 加工的所，生产规 ， 工的和生产的设备和规 来这一 。 通通用件和专用件相结合的 ，可以用设计的 ，一个一个 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 仿真来“和 这 4 2加工零件也是设计尺寸的重要。 计 该部分的工为按 已经 好的 ， 制出详 的生产 。如该 ， 主要零件 ， 的 ，并明 轴的转动速度。还要附上电气部分的 。 的 ， 文件和 动仿真的视频动画。在 ，要对之前的设 计进行“算，并结合 软件对设计的合 性进行分析。 设计 当设计可以通审查 （ 要时还 用户审查 就可以工设计，也就 是 制 个专用部件的业 样、编排零件明 。 次主要设计的零件是汽车制动室支架，左左一， 制动室支承用。需要较强的 机 强度和 用性能。毛坯为铸件，选 用 墨铸铁， 的尺寸小， 呈不 规 ，这 位紧造 了非常大的困难。产品批 为大批 生产。 2 5 合钻床设计及设计 合钻床设计的 一台组合机床设计 个组 ，一 分为以 个 （1组合钻床造型的设计。 （2组合钻床主轴箱设计。 （3组合钻床 设计。 ”主要任务 次设计主要的任务是 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。 的设计如 （1主轴箱齿轮 及动力设计。 （2 动的设计。 3 （主轴箱 计算。 （4对左主轴箱进行动 性能仿真 及 准的选 工 的 1粗精加工分 2工 集中 工 集中 度的 ，需要分析加工节拍的要求。在工环时间满足不了生产率要 求的情 ，要对工 或“制 予以合 的” 。如更换高级 提高切 削用 ，或分散工 （如孔或 工 孔分工分散加工缩短叠加的切削时间，不会 增加机床台数。 合钻床工 的一 析 加工要求和工 加工 的设 的是被加工零件被加工部位的尺寸，要求和精度。设计 钻床前，需要对被加工零件的结构 有清晰的 ，清楚知道它的用途。 次，是考 好 用的加工 入查分析同零件的加工工 ， 位和紧式。所用的设备、 及切削用 ，生产率情 及 种条件 面的行工 资，以便制 出切合 的合 工 。 位 准 合 的选 位 准对 用 轴钻床加工零件非常重要。 轴钻床往往用 个主轴 6 4 动轴的 。它的切削力很大，会促 零件发生 。所以选 合 的 ， 设计 准尺寸很。对于 位 准的选 我们要考 加工的零件是用来 的，是用进行加工的。 准的选 还要考 的位置，结合箱的力分析，要 的位置设计在施加 载荷而发生 的位置。这样一来，对 才能顺利进行加工。 切削力、切削转 、切削 率和 用度 选 的切削用 （重点考 进 和切削速度，设 进 力， 它为动力 台及设计 的计算出切削转 ，用它来为主轴及 动件的尺寸 切削 率，用它为 主 动电机 （这主要 动力箱电机 率的 用度， 为“算所 或 是 提供。 组合钻床切削用 的选用及需要注的事项 1需合 用全部的 ，尽 发挥 所有的 用性能。 2复合 切削用 的合 选 需要合考 的 用寿命。保 常的用寿命，切削速度的选 是复合 复合 。 3 轴 孔主轴 需要 的 速或者进退， 个 轴转速该一致或者互为 数倍。 4选 切削用 的时 要保批 生产和 的 用度。 5该合考 所选 动力台的性能来 切削用 的时 。合钻床主轴箱的 用 通用主轴箱常见的型有 （1钻销的主轴箱 （2攻丝的主轴箱 （3复合主轴箱。 零件 灰铸铁常常用来大型的通用的主轴箱零件的。箱的规格高宽，尺 寸不同就有不同种的规格。通用主轴箱厚度为180盖厚度为55式主轴箱 盖
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