一种铣削组合机床及主轴箱设计

摘要组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。具有以下优点：结构紧凑，可以减小占地面积、有利于实现工序集中，工作的质量更为可靠，同时由于可以缩短设计和制造周期，故可以减少投资，因而可以获得更高的经济效益，大大提高生产率等。此次设计的题目是一种铣削组合机床及主轴箱设计。以实现工序集中，提高生产加工效率，提高加工精度。为完成该篇设计，查阅了大量的文献，主要参考设计手册以及他人设计流程，以进行本次设计。完成该论文过程中，从所需加工的目标零件入手，确定本次设计所需达到的精度尺寸要求，并针对待加工零件对机床展开总体的设计规划。该设计的大概设计思路流程为：首先，根据需求以及各种规范，确定机床的总体布局，力求布局的合理与紧凑；然后，进一步细化各个结构的设计，对主轴箱进行设计。在主轴箱的设计过程中，需要从主轴入手，在满足刚度、精度等要求下，实现其功能结构要求，完成其它相应零件的设计。本次设计初步完成了一种铣削组合机床及主轴箱设计。完成了总体方案的选择与确定；零构件的设计与选取；画出总体方案系统图及其布置图。并对主轴组件完成了：主轴组件的结构设计、方案设计、技术设计和结构设计；相关图纸的绘制。关键词：铣削组合机床；铣削机床；主轴箱AbstractCombinationmachinetoolsbasedongeneralparts,accordingtothespecificshapeofthepartandprocessdesignofspecialcomponentsandfixture,composedofdedicatedsemi-automaticandautomaticmachinetools.Hasthefollowingadvantages:compactstructure,canreducecoveranareaofanarea,isadvantageoustotheimplementationprocess,thequalityoftheworkismorereliable,atthesametimebecausecanshortenthedesignandmanufacturingcycle,socanreducetheinvestment,andthereforecanobtainahighereconomicefficiency,improvetheproductivity,etc.Thetopicofthisdesignisacombinationofmillingmachineandspindleboxdesign.Inordertorealizetheprocess,improvetheefficiencyofproductionandprocessing,improvethemachiningaccuracy.Tocompletethedesign,alargenumberofliteratures,themaindesignprocess,refertothemanualdesignandothersforthisdesign.Tocompletethepaperintheprocess,fromthetargetpartsoftheprocessingrequired,determinethedesignneededtomeettherequirementsoftheprecisionofthesize,andanoveralldesignplanofncmachinetoolsformachiningparts.Aboutdesignthinkingprocessofthedesignasfollows:firstofall,accordingtotherequirementsaswellasavarietyofspecifications,determinethegenerallayoutofmachinetool,makeseveryefforttoreasonablelayoutandcompact;Thenfurtherrefinethestructuredesignofspindleboxdesign.Intheprocessofthedesignofspindlebox,need,fromtheperspectiveofthemainshaft,insatisfiestherequirementofstiffness,precision,etc,toachieveitsfunctionstructure,completedesignofotherrelevantparts.Thepreliminarydesigntocompleteacombinationofmillingmachineandspindleboxdesign.Completedtheoverallschemeselectionanddetermine;Zerocomponentdesignandselection;Drawtheoverallschemesystemdiagramandtheplan.Andthespindlecomponentcompleted:thestructureofthespindlecomponentdesign,programdesign,technicaldesignandstructuredesign;Drawtherelevantdrawings.Keywords：Millingcombinationmachinetools;Millingmachine;Thespindlebox

目录TOC\h\z\t"标题1,1,标题2,1,无间隔,1"12500第一章绪论 主轴组件设计机床的执行件主要是主轴组件，其主要作用是起支承作用以及带动工件或刀具实现旋转运动，以实现工件的表面成形作业，与此同时主轴组件还起到传递运动、扭矩、力的作用。主轴组件作为机床中的一个关键组件，其性能可以直接影响到机床的性能，如加工精度、生产效率等。主轴起到传递运动、传递扭矩以及传递动力的作用，在工作过程中，需要确保传动件以及支承处于正常作用状态，在机床工作过程中，主轴不但需要直接承受切削力，同时还要带动工件或刀具运动，以实现工件的表面成形运动，因此对主轴的设计具有较高的要求。3.1主轴的基本要求3.1.1旋转精度主轴的旋转精度指的是主轴处于手动档位或者是处于低速空载状态时时，主轴的各种跳动值，主要可以分为主轴直径方向的径向跳动△r以及主轴的端面的端面跳动△a以及主轴的轴向的窜动值△o。如下图4所示：图中实线所画的直线表示理想轴线，虚线所画的直线表示实际轴线。当主轴处于工作状态时，处于此时的旋转的速度之下，主轴在以该速度运动时的回转轴线在空间中造成的漂移量称之为运动精度。旋转精度在很大程度上与机床的主轴的各部件的制造精度以及装配精度等有关；而运动精度除此之外还与主轴正常工作状态下的转速、机床所选取的轴承的静态、动态性能和构件间及零件自身润滑效果以及主轴的各部件的静态、动态特性等因素有关。3.1.2刚度刚度（K)是指主轴在承受外部载荷的情况下，主轴自身能够抵抗在和所造成的变形的能力，如图5所示，其表达式为K=F/y（单位为N/m），而其倒数y/F定义为柔度。主轴的组件的刚度主要取决于主轴各部分的刚度、所选取的轴承的类型、性能的刚度以及所设计的支承座的整体刚度等，它的刚度很大程度上直接影响着组件的旋转精度。很明显可知，刚度越高，则相应的主轴受外载荷作用后所产生的变形越小，相反如果主轴部件的刚度不满足要求，则会直接影响机床的加工精度，例如：主轴的前端所产生的弹性变形就可以直接影响被加工零件的制造精度；同时，刚度不足也会影响机床的传动质量，主轴由于刚度不足造成的的弯曲变形将会影响齿轮的啮合，传动状况将会进一步恶化，额外的力的产生将会加速零件的磨损，并会因此缩短机床整体的使用寿命；而额外产生的载荷将会很大程度上影响工件加工过程的平稳性，这一状况的发生将会导致使主轴在不断发生变化的切削力以及传动力等的综合作用下，产生振动。图4主轴的旋转误差图5主轴组件静刚度3.1.3抗振性抗振性是指主轴组件能够抵抗受迫振动以及抵抗自激振动等形式的振动并能够保持继续平稳作业的能力。主轴振动的产生主要是由于，切削过程中，主轴组件不仅受到静载荷的作用，同时也会受动载荷的作用，例如：冲击载荷、交变载荷等[。抗振性差的组件，则抵抗振动的能力弱，因此运行时较为容易产生较大的振动，而振动对于被加工件的表面质量会造成非常恶劣的影响，此外，振动还会降低刀具的寿命，加速刀具磨损以及主轴轴承的使用年限。抵抗受迫振动的能力主轴上的旋转零件由于加工等原因会产生质量的不均匀，因此而产生质量偏心，最终造成离心力的产生，同时，由于传动件不能保持以均匀的速度运动，因此会造成惯性力的产生。此外，由于不连续的切削运动而产生切削力且会以一定的周期循环。这些力称之为干扰力，将会造成主轴组件产生受迫振动，最终将导致刀具、工件的振动，振动将会导致加工精度的降低，在加工表面上产生的振文会使加工质量的下降，被加工零件的表面粗糙度因此而大大的增加。根据要求可知，设计需要首先确定主轴的前端所能允许最大的振幅，然后根据振幅值计算或通过实验测定主轴组件在各种动载荷作用下前端的振动的幅值大小，得出结果数值后同所允许的最大幅度值进行比较，以此来判断该设计是否满足要求。需要注意的是，由于当我们单独的对主轴组件进行相关分析时，无法求得全部的振幅信息，而只能得到切削部位附近的主轴振幅，由于所得信息有限，故只能通过该值部分地反映在刀具和被加工零件之间的相对振幅。而且，激振频率对刀具与被加工零件的相对振幅关系有一定的影响，而其间的关系主要依靠试验来确定。抵抗切削自激振动的能力对金属进行切削加工时，虽然金属并未受到外界干扰动载荷作用，但是由于机床—工件—刀具三部分构成了一个弹性系统，该系统所产的振动作用反馈到切削过程中，因此，将会引起刀具与工件之间的强烈振动，称为切削自激振动，又可以简称为颤振，此外，颤振具有一定的周期性。颤振的产生不可避免带来一系列的危害，例如导致加工表面质量下降，严重的情况下，甚至可能导致切削难以进行，为解决此种现象，只能被迫降低切削用量。正是因此，所以我们通常根据加工过程中所发生颤振的条件来确定而非机床的功率来确定其切削用量的极限值。机床切削过程时，颤振的从无到有有明显的界限，我们将这个这个界限称之为稳定性的极限，也可以称之为使机床获得稳定性的条件。对现有的各类机床进行大量的试验后可以得出，切削自振频率通常与主轴组件弯曲振动的低阶固有频率较为接近。因此可以得出结论，即颤振的产生主要是由于主轴组件的振动导致的。因此，将主轴组件单独拿出来进行分析时，主轴组件抵抗切削自振的能力的判定可以通过主轴前端在切削部位形成的激振点的动柔度的最大负实部来进行判定。对于非精加工机床，由于其切削宽度相对较大，因此产生切削自振的可能性也相对较高，但是由于对加工表面质量要求较低，所以可优先考虑未颤振时的其他条件。但是对于精密机床，其切削用量相对较小，因此产生切削自振的可能性也相对比较低，但是因为精度要求较高所以导致允许的振幅较小，因此，设计过程中可主要考虑抵抗受迫振动的能力。对于高速机床，因为转速提高会导致激振力幅频的急速增加，因此受迫振动和自激振动都较为明显。因此二者均应考虑。3.1.4温升和热变形相对运动会导致接触面上的摩擦，因此会产生一定热量，主轴组件在摩擦和搅油工作时将会产生温升，温升将会导致主轴组件材料参数发生变化进而导致主轴形状和位置畸变，这种现象称之为热变形。热变形的度量应以一定时间段之后，主轴组件的各部分所产生的位置的变化为准。温升与热变形的存在，会大大降低各部件间相对位置精度，因此会导致被加工零件的加工精度降低，且精度越高的机床所受的影响越大；热造成的变形会导致主轴弯曲，因此，轴承与齿轮等零件的受力状态将会改变，因而其工作状态将会变坏；同时，变形还使轴承与轴，轴承与支承座之间的配合、间隙改变，使轴承不能工作在正常状态，不但不利于传动的进行，降低传动精度，而且将会大大缩短轴承使用寿命，此外当间隙过小时，各接触零件的磨损将会大大加剧，甚至导致轴承抱轴现象的发生，使传动无法继续。轴承间隙及预紧力的大小、轴承的类型的选取以及轴承的布置方式、选取的润滑方式和机床的散热条件等都将会影响主轴组件的温升以及热变形的程度。3.1.5耐磨性耐磨性又称之为精度的保持性，指的是零件可以长期保持其原始精度的能力。通常情况下，硬度越高，零件的耐磨性就越好。因此，主轴组件各个存在相互运动的表面，例如主轴端部定位面、锥孔，轴承与轴的配合表面，各个传动接触啮合表面，都需要具有一定的硬度要求以满足其耐磨性，使机床的精度得以长期保持。提高耐磨性的方式有很多，例如合理的选取机床各个构件的材料及热处理方法从材料上进行改变或是改变外部的影响，例如合理选择润滑方式，合理调整轴承间隙等。3.1.6其他主轴组件除应保证上述基本要求外，还应满足下列要求：(1)主轴的定位可靠。要保证主轴在轴向以及径向受到载荷作用时具有可靠的径向和轴向定位，保持其位置及其工作状态，这样才能保证切削力和传动力过轴承可靠地传至基础零件上。(2)主轴结构设计应保证工件或刀具在保证一定的精度之下具有合理可靠的定位及夹紧。(3)结构工艺好。在实现其基础功能的同时，也应该同时兼顾其生产加工、维护维修、零件替换等的方便程度及成本。3.2主轴组件的布局主轴组件的设计，必需要在满足各种基本要求的情况下，综合考虑实际情况以及各构件间的传动与配合，从而对主轴组件进行合理的的布局。机床主轴的支撑方式通常有前、后两个支承以及前、中、后三个支承两种，而又以以前者较为多见]。两点支承式的选取，需要进行轴承类型及型号的选取、轴承间的组合以及布置方式的合理设计。设计以及选取主要依靠该设计要求中主轴组件所需达到的转速、精度、承载能力、抗干扰能力、刚度等要求，并同时需要兼顾经济性原则。选择具体要求如下：3.2.1适应刚度和承载能力的要求主轴轴承选型主要根据刚度要求和承载能力要求以及所受载荷类型。径向载荷较大时，可选用滚子轴承；较小时，可选用球轴承。所需要的刚度及其承载能力较大时可以选用双列轴承的布置方式。此外，多个轴承的应用加大了受力点的支撑，可以很大提高支承刚度和承载能力。一般来说，在支撑方式的选择上，由于前支承刚度对主轴组件刚度的影响要比后支承的大，因此前支承的刚度应该大于后支撑的刚度更有利于组件刚度的提高。表3所示为滚动轴承和滑动轴承的比较：表3滚动轴承和滑动轴承的比较[15]基本要求滚动轴承滑动轴承动压轴承静压轴承旋转精度精度一般或较差。可在无隙或预加载荷下工作。精度也可以很高，但制造困难单油楔轴承一般，多油楔轴承较高可以很高刚度仅与轴承型号有关，与转速、载荷无关，预紧后可提高一些随转速和载荷升高而增大与节流形式有关，与载荷转速无关承载能力一般为恒定值，高速时受材料疲劳强度限制随转速增加而增加，高速时受温升限制与油腔相对压差有关，不计动压效应时与速度无关抗振性能不好，阻尼系数D=0.029较好，阻尼系数D=0.055很好，阻尼系数D=0.4速度性能高速受疲劳强度和离心力限制，低中速性能较好中高速性能较好。低速时形不成油漠，无承载能力适应于各种转速摩擦功耗一般较小，润滑调整不当时则较大f=0.002～0.008较小f=0.001～0.008本身功耗小，但有相当大的泵功耗f=0.0005～0.001噪声较大无噪声本身无噪声，泵有噪声寿命受疲劳强度限制在不频繁启动时，寿命较长本身寿命无限，但供油系统的寿命有限3.2.2适应转速要求不同型号和规格的轴承对应着的最高转速同，轴承的规格与精度等级越低和最高转速成反比。对于承受径向载荷的轴承，圆柱滚子轴承比圆锥滚子轴承极限转速高。对于承受轴向载荷的轴承中，可承受极限转速大小顺序依次为向心推力轴承、推力球轴承的次之、圆锥滚子轴承，承载能力反之。因此，由于承载能力和极限转速之间的矛盾，所以需综和考虑要求以选择轴承型式。3.2.3适应精度的要求起止推作用的轴承的布置有三种方式：前端定位、后端定位、两端定位。其特区别为止推轴承所在位置。若集中布置在前支承，则称之为前端定位；此时的特点是：由于前端定位，所以主轴受热膨胀将会向后延伸，这样虽然并不影响轴向的定位精度，但是会造成轴承间隙的调整变困难，且前端支撑处发热量变大。若集中布置在后支承，则称之为后端定位；此时的特点与前端定位恰好相反。若集中分别布置在前、后支承，则称之为两端定位，此时的特点是：由于主轴受热膨胀，发生变形，轴承的轴向间隙变化比较大，甚至可能发生弯曲。3.2.4适应结构的要求如果主轴组件有较高的刚度、承载能力要求时，为同时满足其在结构上尺寸紧凑的要求，可在一个支承中配置多个轴承。由于轴间距很小的多主轴机床存在尺寸与功能的约束，因此受到了很大的结构限制，故可以采用滚针轴承和推力轴承的搭配来满足要求。3.2.5适应经济性要求设计在满足性能和结构等的要求外，还应考虑经济性。尽可能采用标准化、系列化，且大批量生产的滚动轴承，当没有标准的大型号滚动轴承时，可采用动压轴承或静压轴承。但在中速重载时，宜采用圆锥滚子轴承。综上，本设计如下表4：表4轴承选择项目内容支承方式两支承主轴轴承选取前支承：双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承的组合后支承：圆柱滚子轴承轴承精度前支撑D级精度后支撑E级精度轴承内孔锥孔，锥度为1：123.3主轴结构的初步拟定主轴的结构的确定是由主轴上所安装的零构件所决定。例如，主轴上所需安装的零构件种类、数量、尺寸、密封情况、位置要求、定位方式、加工及装配要求等等。此次设计的主轴，为了满足刚度要求及止推定位要求以及刀具拉杆的方便，设计成阶梯空心轴。主轴前端的形状应保证其上所安装的夹具或刀具的可靠性与定位的准确性，同时应满足扭矩的传递要求以及装卸的方便性。主轴端部根据《金属切削机床设计》第135页，选短圆锥法兰盘式结构。其结构如下所示：图6短圆锥法兰盘式主轴端部结构3.4主轴的材料与热处理主轴材料主要根据设计要求的刚度、强度、耐磨性、载荷形式和热敏感性等因素选取。刚度与材料的弹性模量E值有关，为获得较大的刚度，且综合经济性原则，优先选用钢材（钢的E值2.1×10N/cm左右）。由于钢的弹性模量E的数值和钢的种类和热处理方式无关，考虑到经济性的问题选用价格较为便宜的中碳钢，对性能要求较高时，如承载能力、耐热耐磨程度及变形要求等，可选用合金钢。为了提高接触刚度，配合表面强度，减少内应力，改善综合性能，需对轴进行热处理45钢主轴热处理情况见下表5：表5使用滚动轴承的45钢主轴热处理等参数工作条件使用机床材料牌号热处理硬度常用代用轻中负载车、钻、铣、磨床主轴4550调质HB220～250轻中负载局部要求高硬度磨床的砂轮轴4550高频淬火HRC52～58轻中负载PV≤400（N·m/cm·s）车、钻、铣、磨床的主轴4550淬火回火高频淬火HRC42～50HRC52～58此次设计，机床主轴选用45钢。根据表5中，因工况为轻、中负荷，局部要求高硬度，故热处理采用高频淬火，HRC52～58。3.5主轴的技术要求主轴的精度是整体精度的关键因素，因为会直接影响到主轴组件的旋转精度。主轴和轴承、齿轮等零件接触表面的粗糙度会直接影响接触刚度，接触表面粗糙度愈低，加工的表面形状越是准确，变形越小，即接触刚度越高。3.5.1轴颈首先考虑轴颈。支承轴颈在主轴工作、加工及检查主轴精度时，作为基准，发挥了重要作用。普通精度级机床的主轴，取尺寸精度为IT5，几何形状允差小于直径公差的1/4～1/2。3.5.2内锥孔内锥孔是主轴中心线的基准，为了便于刀具和顶尖装拆，必须耐磨。要求一定的形状误差、表面粗糙度和硬度、同轴度等，一般以距锥孔端部100～300毫米处的径向跳动表示。3.6主轴组件的计算主轴组件的结构参数如下：主轴的平均直径D、内孔直径d；主轴悬伸量a；支承跨距L等。具体选择方式如下：3.6.1主轴直径的选择根据《金属切削机床设计》第157页表5-12，由功率选择主轴前轴颈直径D，如下表6所示：已知主电机功率P=4KW，铣床，由表，初取D=80。根据下列经验公式：D=（0.7～0.85）D(3-1)式中：D-前轴颈直径D-后轴颈直径因此，有D=（0.7～0.85）D=（0.7～0.85）×80=56～68，取D=65。表6主轴前轴颈直径D的选择机床功率（千瓦）机床1.47～2.52.6～3.63.7～5.55.6～7.37.4～1111～14.7车床60～8070～9070～10595～130110～145140～165铣床50～9060～9060～9575～10090～105100～115外圆磨床—50～9055～7070～8075～9075～1003.6.2主轴前后支承轴承的选择1.主轴前支承轴承的选择根据《金属切削机床设计简明手册》P375页，选取轴承型号为3182116。其中，d=80，D=125，B=34，D=91，D=117，D=117，r=1。参数如图7所示：图7双列向心短圆柱滚子轴承（GB285-87）结构参数及安装尺寸选取主轴前支承的推力球轴轴承型号为8215。其中，d=75，d=75.2，D=110，H=27,D=86,D=99，r=1。参数如图8所示：2.主轴后支承轴承的选择选取圆柱滚子轴承型号为2213。其中：d=65，D=120，B=23，D=77，D=110，r=1.5。参数如图9所示：图8推力球轴承（GB301-84）结构参数及安装尺寸图9圆柱滚子轴承（GB283-87）结构参数及安装尺寸3.6.1主轴直径的选择直径须同时满足刚度及功能结构要求，计算如下：由材料力学知：===1-（）=1-(3-2)根据此式知：≥0.7时，刚度急剧下降，故使<0.7，即d<0.7D。故：d<0.7D=0.7×65=45.5取=0.5，则：d<0.5D=0.5×65=32.5圆整后取为30。3.6.4主轴前端悬伸量主轴前端悬伸量a也在很大程度上影响主轴组件刚度。其值越小，刚度越好。因此，在满足其他要求前提下，a越小越好。初算时，由《金属切削机床设计》可得：a=（1.25～2.5）D=（1.25～2.5）×80=100～200初取a=120。3.6.5主轴支承跨距主轴支承跨距L直接影响主轴刚度。有相关资料可知，悬伸量较大时，取L≤2.5a为宜。故：L≤2.5a=2.5×120=300取L=280。3.7主轴结构图由以上可知，主轴的结构如图10所示：图10主轴结构图3.8主轴组件的验算由于载荷一定时，刚度与弹性变形成反比。因此，可以根据弹性变形量，例如：主轴端部挠度和主轴倾角的计算得到静刚度。3.8.1主轴端部挠度1.支承的简化对于两支承主轴，可化简为简支梁或固定端梁，具体如图11，12所示：图11主轴组件简化为简支梁图12主轴组件简化为固定端梁此次设计可简化为图12所示。2.主轴的挠度查《材料力学I》，分析受力如下图13所示：图13固定端梁在载荷作用下的变形根据图13，可得此时的最大挠度=-(3-3)其中，F—主轴前端受力。l—A、B之间的距离。E—主轴材料的弹性模量。I—主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。由于：F=F=1213.1Nl=a=12cmE=2.1×10N/cmD==133故主轴端部的最大挠度：=-1.87×10mm3.主轴倾角主轴的倾角是指主轴与传动齿轮处的倾角。主轴前支承处的倾角根据图13，可得此时的最大倾角=-(3-4)其中，F—主轴前端受力。l—A、B之间的距离。E—主轴材料的弹性模量。I—主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D，内孔直径为d时，I=。(3-5)故可计算出，主轴倾角为：=-2.3×10rad查《组合机床设计》第一册中机械部分的第670页，可知：当x≤0.0002Lmm≤0.001rad时，刚性主轴的刚度满足要求。经验证初步设计的主轴满足刚度要求。3.9主轴组件的润滑和密封3.9.1主轴轴承的润滑滚动轴承的润滑通常分为润滑油和润滑脂两种。所以，此次设计运动速度较低，采用润滑脂可得到较低的温升及减少泄漏。3.9.2主轴组件的密封密封影响润滑效果及工作性能，因此需要重视。因此，为了防止外界杂物进入，影响润滑，磨损轴表面，降低加工精度及主轴寿命，采用迷宫式密封，中填润滑脂，径向尺寸小于等于0.3mm，，轴向尺寸小于等于1.5mm。结构参数如下图14所示：图14迷宫式密封装置的结构参数其中，d=80，D=130，e=13.10主轴组件中相关部件3.10.1轴肩挡圈轴承之间所用的挡圈选取结构参数如下图15所示：图15轴肩挡圈的结构参数其中，D=95，d=80，H=63.10.2挡圈两推力球轴承之间用的挡圈轴向尺寸取为6mm，径向尺寸依主轴套筒尺寸而定。3.10.3圆螺母设计中采用两个圆螺母，以及止动螺钉来锁紧轴承及套筒的定位。圆螺母具体的参数结构如下图16所示：图16圆螺母（GB812-88）其中，锁紧推力球轴承的圆螺母，D×p=M80×2，d=115，d=103，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=1锁紧套筒用的圆螺母，D×p=M72×2，d=105，d=93，m=15，h=10.36，h=10，t=4.75，t=4，C=1.5，C=13.10.4套筒两推力球轴承之间用套筒进行定位，取轴向尺寸92，径向厚度2.5mm，采用一端加工外螺纹一端固定的方式，其中外螺纹长26，M80×1.5，紧定螺钉固定，套筒结构如图17所示；紧定螺钉的结构参数如图18所示；主轴上的小孔的结构参数如图19所示：紧定螺钉参数：M8×1.25，l=10，d=5.5，n=1.2,t=2图17两推力球轴承内用套筒结构参数孔的参数：d=6，c=5，h≥5图18开槽平端紧定螺钉图19轴上固定螺钉用的孔3.10.5前、后支承的轴承盖为了减少杂志进入，保证工作的可靠性及主轴零构件寿命，轴承应安装上轴承盖，设计如下图20、21所示：图20前支承用轴承盖其中，d=124，D=153图21后支承用轴承盖其中，d=64，D=153，a=5，b=553.10.6主轴用套筒及其锁紧部分主轴用套筒的结构及参数如图21所示：套筒的锁紧部分采用弹性套，弹性套的结构及其参数如下图22所示：锁紧螺栓取M24螺栓，图图21主轴用套筒的结构及参数结构如下图22所示，参数有：l=100，b=54，c=0.2，d=26.4，d=24，d=33.6，e=40，f=4，k=15，k′=10.3，r=0.8，s=36，l=31，l=46图22弹性套结构及参数3.10.7主轴尾部的内花键组合铣床采用花键连接，结构如图23所示，查《金属切削机床设计简明手册》有：d=42，N=8，D=46，B=8图23锁紧螺栓的结构及参数沈阳化工大学科亚学院学士学位论文图24主轴尾部的内花键结构及参数3.11主轴组件轴向调节机构主轴组件的轴向调节采用丝杠螺母调节。丝杠主要承受轴向力，故需要径向的支撑，此处采用推力球轴承。螺母实现主轴的轴向调节，调节示意图如图24所示：3.11.1丝杠螺纹丝杠采用梯形螺纹，取螺纹直径为36，其余参数有：图25丝杠螺母支承简图P=6，d=36，d=33，d=29，l=703.11.2丝杠轴承的选择支承精度直接影响着丝杠的精度，此处精度选用常用的D级精度轴承，选用推力球轴承8209，参数为：d=45，d=45.2，D=73，H=20，D=55，D=63其结构如下图26所示。图26推力球轴承（GB301-84）结构参数及安装尺寸3.11.3丝杠螺母取丝杠的螺母内螺纹为M36×6的梯形螺纹，轴径20，到轴端距离75，过盈配合。3.11.4丝杠中段螺纹取丝杠中段为三角螺纹，直径为M42，螺距P=1.5，轴承挡圈为M42×1.5，d=40.917，d=41.35，l=10，D=55。3.11.5丝杠上的内隔套内隔套的内径为45，d=45，D=55，l=20结构如下图27所示：图27内隔套的结构及其参数3.11.6丝杠上调节用锥齿轮采用正交的直齿圆锥齿轮。取传动比为i=1以减少传动误差，保证调节可靠性。综合考虑后，取8级精度。初取齿数Z=18，分度圆直径d=60，计算可得模数为：m==≈3.33取标准值m=3.25，有：d=mz=3.25×18=58.5计算锥齿轮参数如下：分度圆直径dd=d=58.5齿数zz=z=18大端模数mm=d/z=d/z=3.25节锥角=arctgz/z=45°，=90°-=45°锥距RR=d/2sin=d/2sin=41.37齿宽bb=b≤R≤0.33×41.37≤13.65(≤0.33，齿宽系数)变位系数xx=-x=0.46[1-(z/z)]=0齿顶高hh=m(1+x)=3.25，h=m(1-x)=3.25齿根高hh=m(1.2-x)=3.9，h=m(1.2+x)=3.9齿顶间隙cc=0.2m=0.65齿根角=arctgh/R≈5.4°，=arctgh/R≈5.4°齿顶角=arctgh/R≈4.49°，=arctgh/R≈4.49°齿顶圆锥角 =+=45°+4.49°=49.49°， =+=49.49°齿根圆锥角=-=39.6°，=-=39.6°齿顶圆直径dd=d+2hcos=63.10，d=d+2hcos=63.10节锥顶点到轮冠距离AA=d/2-hsin=26.95，A=d/2- hsin=26.953.12箱体设计箱体需满足体积小、重量轻、节约材料、便于散热与使用等要求，设计如下：1.箱体的顶部需设置一箱体盖以便于维护和加工。如图28所示。图28箱体盖2.由于采用花键连接，所以留有相应的螺纹孔。第三，留有足够空间以保证扳手的使用。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章结论第四章结论组合机床具有结构紧凑，可以减小占地面积、有利于实现工序集中，工作的质量更为可靠，同时由于可以缩短设计和制造周期，故可以减少投资，因而可以获得更高的经济效益，大大提高生产率等优点。做毕业设计过程中，综合运用了专业课程基本知识，结合实际解决问题，完成此次设计。除了对机床当前发展形势具有了一定了解外，还大大提高了我的专业素养。让我能够熟练地解决查阅资料、翻阅手册、学会思考。但不可避免的，由于自身水平所限，设计仍存在许多不足。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 参考文献参考文献[1]大连组合机床研究所.组合机床设计第一册（第一版,机械部分）[M].北京:机械工业出版社,1975年6月.[2]高玉培,压力阀阀腔铣削组合机床设计[D].沈阳工业大学,2015年6月.[3]《组合机床》编写组.组合机床讲义(第1版)[M].北京:国防工业出版,1972年4月.[4]谢家瀛.组合机床设计简明手册(第1版)[M].北京:机械工业出版社,1994年2月[5]大连组合机床研究所.组合机床设计参考图册(第1版)[M].机械工业出版社,北京:1975年11月.[6]《金属切削机床设计》编写组.金属切削机床设计（修订本,第1版）[M].上海:上海科学技术出版社,1985年5月.[7]《金属切削机床设计》编写组,吉林工业大学,吉林工学院,东北工学院.金属切削机床设计上、下册(第1版).上海:上海科学技术出版社,1979年11月.[8]范云涨,陈兆年.金属切削机床设计简明手册(第1版)[M].北京:机械工业出版社,1994年7月.[9]张展.机械设计通用手册(第1版)[M].北京:中国劳动出版社,1984年5月.[10]大连工学院戴曙.金属切削机床设计[M].北京:机械工业出版社,1981年7月.[11]中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册上、下册(第1版)[M].北京:中国农业机械出版社,1985年7月.[12]李洪.机械制造工艺金属切削机床设计指导(第1版)[M].沈阳:东北工学院出版社,1989年3月.[13]唐金松.简明机械设计手册(第1版)[M].上海:上海科学技术出版社,1992年6月.[14]刘鸿文.材料力学I(第4版)[M].高等教育出版社,2004年1月.[15]邱宣怀等.机械设计(第4版)[M].北京:高等教育出版社,1997年7月.[16]清华大学吴宗泽,北京科技大学罗圣国.机械设计课程设计手册(第2版)[M].北京:高等教育出版社,1999年6月.[17]黄鹤汀.机械制造装备(第1版)[M].北京:机械工业出版社,2004年7月.[18]哈尔滨工业大学李益民.机械制造工艺设计简明手册(第1版)[M].北京:机械工业出版社,1994年7月.[19]MachineToolsN.chernor1984.[20]HandbookofMachineToolsManfredweck1984.沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 致谢致谢毕业设计即将结束，侯老师的严谨的治学态度和踏实的工作作风使我受益匪浅。在侯老师的指导和帮助之下，我对组合机床的设计有了更多新的认知，学到了许多课本上学不到的东西。通过这次毕业设计，我对自己大学四年以来所学的知识有更多的认识。在此，我要感谢老师在设计中给予我帮助，让我在大学生活最后阶段得到了很多。从最开始时的搜集资料，整理资料，到方案比选，确定方案，再到着手开始进行设计，让我真正意识到了设计者的不易与责任。这次毕业设计中，得到了老师以及班里同学的大力帮助，在指导老师认真、细致的指导下，同学的交流与帮助下，完成了此次设计。在此，向他们致以忠心的感谢！目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、总论 1（一）项目概况 1（二）项目编制依据 6（三）问题与建议 8二、项目建设的背景和必要性 10（一）政策背景分析 10（二）项目区社会经济状况 14（三）本行业及关联产业发展现状 14（四）项目建设的必要性 15三、承办单位概况 18（一）概况 18（二）研发能力 19（三）财务状况 19（四）法人代表基本情况 19四、市场分析与销售方案 20（一）市场分析 20（二）市场竞争优势分析 29（三）营销方案、模式及策略 33五、项目选址与建设条件 38（一）场址所在位置现状 38（二）场址建设条件 39六、建设方案 41（一）建设规模与布局 41（二）建设目标与功能定位 42（三）产品质量标准 46（四）构建绿色有机农产品流通体系 47（五）土建工程 64（六）主要设备 65七、总图、运输与公共辅助工程 70（一）总图布置 70（二）公共辅助工程 70八、节能减排措施 72（一）能耗及污染分析 72（二）单项与建筑节能工程 72（三）节能措施综述 72九、环境影响评价 74（一）环境影响 74（二）环境保护与治理措施 74（三）评价与审批 75十、组织机构与人力资源配置 77（一）组织机构与职能划分 77（二）劳动定员 77（三）经营管理模式 78（四）经营管理措施 79（五）技术培训 80（六）劳动保护与安全卫生