型汽車差速器體上oslash精加工機(jī)床設(shè)計(jì)

1、摘 要本文主要設(shè)計(jì)T815型汽車差速器體6孔精加工機(jī)床，要求機(jī)床達(dá)到要求的精度和硬度要求并達(dá)到年產(chǎn)18000件，一班制生產(chǎn)。鏜床相關(guān)概述，簡(jiǎn)單介紹了鏜床和空加工的背景和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。機(jī)床加工工藝分析，對(duì)比幾種可能的加工方案選擇了最合適的班精鏜，精鏜加工方案。由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書、相關(guān)圖紙CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請(qǐng)聯(lián)系我的叩扣:二二壹五八玖一壹五一，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計(jì)及另有的高端團(tuán)隊(duì)絕對(duì)可滿足您的需要.機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)，確定了機(jī)床的布局形式為立式布局和具體傳動(dòng)方案。主要部件設(shè)計(jì)

2、，進(jìn)行了傳動(dòng)件設(shè)計(jì)和主軸設(shè)計(jì)。傳動(dòng)件驗(yàn)算，對(duì)前面的設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，強(qiáng)度和剛度均合格。編寫機(jī)床使用說明書，介紹了機(jī)床用途、特點(diǎn)及參數(shù)。關(guān)鍵詞：鏜床 主軸 校核Abstract The article main design finishing machine to machining the 6 hole of the T815-type differential, demand it achieve the required accuracy and hardness requirements and reach an annual output of 18000,a group of prod

3、uction system.Boring relevant overview briefly introduces the background of boring and empty processing status at home and abroad. Machining process analysis, comparison of processing programs several possible choose the most appropriate class fine boring, fine boring processing program. Overall des

4、ign of the machine, determine the layout of the machine layout and the specific form of vertical transmission program. Designs of main parts, transmission parts were designed and spindle design. Transmission parts checking, testing on the design front, the strength and stiffness are qualified. The p

5、reparation of machine instructions, introduced the machine uses, characteristics and parameters.Keywords: Boring machine；Spindle；Check緒論鏜床作為一種常用的機(jī)床，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造工業(yè)。在加工箱體類零件時(shí)，需加工數(shù)個(gè)尺寸不同的孔，這些孔的尺寸較大，精度要求較高，孔的軸心線之間有嚴(yán)格的同軸度、垂直度、平行度及孔間距精度等要求，這樣的零件一般應(yīng)在鏜床上進(jìn)行加工。此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。如果使用不同的刀具和附件還可進(jìn)行鉆削和銑削等，而且它的加工

6、精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是加工大型箱體類零件的主要設(shè)備，它還可以攻螺紋及加工外圓和端面等。臥式鏜床是鏜床中應(yīng)用應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床。它主要用于孔加工，鏜孔精度可達(dá)IT7，表面粗糙度Ra值為1.6-0.8um.臥式鏜床的主參數(shù)為主軸直徑。鏜軸水平布置并做軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂直移動(dòng)，工作臺(tái)做縱向或橫向移動(dòng)，進(jìn)行鏜削加工。這種機(jī)床應(yīng)用廣泛且比較經(jīng)濟(jì)，它主要用于箱體(或支架)類零件的孔加工及其與孔有關(guān)的其他加工面加工。鏜床為較常用機(jī)床，通過本次設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)者對(duì)所學(xué)機(jī)械學(xué)、力學(xué)電工學(xué)等知識(shí)得到綜合應(yīng)用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力得到訓(xùn)練，可有力的提高分析問題、解決問題的能力。 差速器是為了調(diào)整左

7、右輪的轉(zhuǎn)速差而裝置的。在四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，為了驅(qū)動(dòng)四個(gè)車輪，必須將所有的車輪連接起來，如果講四個(gè)車輪機(jī)械的連接在一起，汽車在曲線行駛的時(shí)候就不能以相同的速度旋轉(zhuǎn)，為了能讓汽車曲線行駛旋轉(zhuǎn)速度基本一致性，這時(shí)需要加入中間差速器用以調(diào)整前后輪的轉(zhuǎn)速差。四輪驅(qū)動(dòng)汽車在行駛種會(huì)出現(xiàn)很多問題，例如急轉(zhuǎn)彎制動(dòng)現(xiàn)象，前后驅(qū)動(dòng)輪系干涉現(xiàn)象等。由于差速器可以吸收前輪的轉(zhuǎn)速差，所以增加中間差速器后，前后傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可以不同。汽車差速器主要是消除汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)左右輪轉(zhuǎn)速不一致而造成的機(jī)械干涉現(xiàn)象，如果沒有差速器，就會(huì)因左右輪轉(zhuǎn)速不一致而導(dǎo)致機(jī)械性損壞，在一般的人力三輪車在轉(zhuǎn)彎時(shí)因?yàn)闆]有安裝差速器設(shè)備，因此只能采用單邊驅(qū)動(dòng)。

8、差速器有三大功用：把發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳輸?shù)杰囕喩希怀洚?dāng)汽車主減速齒輪，在動(dòng)力傳到車輪之前將傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)速減下來將動(dòng)力傳到車輪上，同時(shí)，允許兩輪以不同的輪速轉(zhuǎn)動(dòng)。第一章 鏜床相關(guān)概述1.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀鏜床作為常用機(jī)床，我國(guó)投入了巨大精力進(jìn)行研發(fā)。我國(guó)鏜床雖然在結(jié)構(gòu)性能、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，都有很大提高。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品相比，還有較大差距，首先是自主創(chuàng)新能力不夠，當(dāng)前多以仿制為主，或引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)，缺乏自主知識(shí)品牌的高檔產(chǎn)品，往往關(guān)鍵的核心技術(shù)，關(guān)鍵的功能部件，還是從國(guó)外購(gòu)買。其次是產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是整機(jī)可靠性，還有較大差距，這也是用戶最關(guān)注的問題之一，影響了國(guó)產(chǎn)鏜床的市場(chǎng)占有率。由于

9、西方壟斷勢(shì)力的技術(shù)封鎖，我國(guó)研發(fā)與生產(chǎn)總體進(jìn)度緩慢，但在“十五”期間，是我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)發(fā)展最快的五年，通過引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)等形式，在新產(chǎn)品研發(fā)方面取得較大進(jìn)展。在高速、高精度、自動(dòng)化程度、使用壽命及高穩(wěn)定性等方面有較大突破。如：國(guó)產(chǎn)大型IA5B五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控臥式鏜床，主軸轉(zhuǎn)速100-12000r/min，快速移動(dòng)速度24m/min，定位精度±8um，重復(fù)定位精度±4um。一些國(guó)內(nèi)知名機(jī)床制造企業(yè)相繼突破外國(guó)技術(shù)封鎖，成功生產(chǎn)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能的大型鏜床，如江蘇多棱數(shù)控機(jī)床股份有限公司（原常州機(jī)床總廠）出品的大型五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門鏜銑床。1.2國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外臥式鏜床

10、有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其表現(xiàn)在于機(jī)床的結(jié)構(gòu)、精度和壽命，以及生產(chǎn)效率等方面都有很大的提高。在產(chǎn)品開發(fā)工作上，采用模塊化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法，在確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和技術(shù)水平的前提下，產(chǎn)品品種大量涌現(xiàn)，變型產(chǎn)品也越來越多，除可滿足市場(chǎng)的需求外，還可獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。一些科學(xué)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，已由生產(chǎn)臥式鏜床轉(zhuǎn)向生產(chǎn)更高水平的自動(dòng)化機(jī)床，并已生產(chǎn)和研制出更高一級(jí)的現(xiàn)代化水平的設(shè)備，從而為實(shí)現(xiàn)無人化工廠奠定了基礎(chǔ)。國(guó)外數(shù)控臥式鏜床的演變過程有兩種：一種是以普通臥式鏜床為基礎(chǔ)，配以數(shù)字控制系統(tǒng)，而成為數(shù)控臥式鏜床；另一種是與普通臥式鏜床無關(guān)，獨(dú)立設(shè)計(jì)而成。國(guó)外很多機(jī)床公司都是由過去生產(chǎn)普

11、通臥式鏜床轉(zhuǎn)而生產(chǎn)當(dāng)代的數(shù)控臥式鏜床的。很多機(jī)床廠家已不生產(chǎn)一般的普通臥室機(jī)床，已將其擴(kuò)散到發(fā)展中國(guó)家去生產(chǎn)，而把主要精力集中到更高級(jí)的數(shù)控臥式鏜床，并進(jìn)行大量的科學(xué)研究工作因而取得了較大技術(shù)和經(jīng)濟(jì)利益。3將汽車的變速器與減速器布置到一個(gè)軀體中，這兩種機(jī)構(gòu)一體化的裝置叫差速器。1.3鏜床趨勢(shì)及特點(diǎn)隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，機(jī)械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，古老的生產(chǎn)方式已不能完全適應(yīng)新形勢(shì)的要求。比如，我們傳統(tǒng)的通用機(jī)床，由于它為了適應(yīng)各種零件的通用加工，強(qiáng)調(diào)了加工范圍的廣泛性，使其萬能性增大，隨之帶來的便是機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且在加工某一零件的某些加工表面時(shí)，使機(jī)床不能完全發(fā)揮出全部效能。為了克服通用機(jī)床的弊端

12、，工程技術(shù)人員便相應(yīng)地推出了專用機(jī)床，以至于專用鏜床。鏜床加工概述：由于制造武器的需要，在15世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。1769年J.瓦特取得實(shí)用蒸汽機(jī)專利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽機(jī)的關(guān)鍵問題。1774年英國(guó)人J.威爾金森發(fā)明炮筒鏜床，次年用于為瓦特蒸汽機(jī)加工汽缸體。1776年他又制造了一臺(tái)較為精確的汽缸鏜床。1880年前后，在德國(guó)開始生產(chǎn)帶前后立柱和工作臺(tái)的臥式鏜床。為適應(yīng)特大、特重工件的加工，20世紀(jì)30年代發(fā)展了落地鏜床。隨著銑削工作量的增加，50年代出現(xiàn)了落地鏜銑床。20世紀(jì)初，由于鐘表儀器制造業(yè)的發(fā)展，需要加工孔距誤差較小的設(shè)備，在瑞士出現(xiàn)了坐標(biāo)鏜床。為了提高鏜床的定位

13、精度，已廣泛采用光學(xué)讀數(shù)頭或數(shù)字顯示裝置。有些鏜床還采用數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)定位和加工過程自動(dòng)化。鏜床主要是用鏜刀在工件上鏜孔的機(jī)床，通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鏜刀或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。加工特點(diǎn)：加工過程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，將刀具中心對(duì)正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))。(1) 臥式鏜床鏜床中應(yīng)用最廣泛的一種。它主要是孔加工，鏜孔精度可達(dá)IT7，表面粗糙度Ra值為1.6-0.8um.臥式鏜床的主參數(shù)為主軸直徑。(2) 坐標(biāo)鏜床坐標(biāo)鏜床是高精度機(jī)床的一種。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有坐標(biāo)位置的精密測(cè)量裝置。坐標(biāo)鏜床可分為單柱式坐標(biāo)鏜床、雙

14、柱式坐標(biāo)鏜床和臥式坐標(biāo)鏜床。單柱式坐標(biāo)鏜床：主軸帶動(dòng)刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，主軸套筒沿軸向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，特別適宜加工板狀零件的精密孔，但它的剛性較差，所以這種結(jié)構(gòu)只適用于中小型坐標(biāo)鏜床。雙柱式坐標(biāo)鏜床：主軸上安裝刀具作主運(yùn)動(dòng)，工件安裝在工作臺(tái)上隨工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌作縱向直線移動(dòng)。它的剛性較好，目前大型坐標(biāo)鏜床都采用這種結(jié)構(gòu)。雙柱式坐標(biāo)鏜床的主參數(shù)為工作臺(tái)面寬度。 臥式坐標(biāo)鏜床：工作臺(tái)能在水平面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由工作臺(tái)縱向移動(dòng)或主軸軸向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。它的加工精度較高。（3）金剛鏜床：特點(diǎn)是以很小的進(jìn)給量和很高的切削速度進(jìn)行加工，因而加工的工件具有較高的尺寸精度（IT6），

15、表面粗糙度可達(dá)到0.2微米。第二章機(jī)床加工工藝分析2.1機(jī)床的工藝任務(wù)該機(jī)床用于加工如圖2-1所示零件，T815型汽車差速器體上6-ø24孔的精加工工序。加工條件是: 加工前孔的尺寸精度為ø23mm；工件材料為ZG310-57c；硬度為156217HBS; 生產(chǎn)綱領(lǐng)為18000建/年，一班制生產(chǎn)。2.2分析零件圖2.2.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)該零件為階梯式套筒零件。主要分為三段，小段外徑為ø95mm尺寸精度要求較高，是零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，大端結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在筒壁的圓柱面上有三個(gè)較大的“方口”，被加工的6孔分布在筒壁的端面，軸向上被“方口”分隔為兩層，（見圖2.1）。2.2.2

16、被加工表面技術(shù)要求分析工件上被加工孔6-ø24為IT7級(jí)精度，表面粗糙度為R3.2µm；孔的位置精度，按每?jī)煽滓唤M（孔距為54.6±0.05mm），每組相位差120°均布在ø165.6±0.05mm的圓周上，而ø165.6±0.05mm軸線對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)ø95mm的軸線位置度為ø0.08mm；每組孔還應(yīng)與“方口”相對(duì)應(yīng)。同一軸線上孔的同軸度要求為ø0.025mm，各孔軸線還要保證對(duì)ø95mm軸線的平行度在ø0.08mm范圍內(nèi)。2.3工藝方案分析2.3.1確定加工方案對(duì)于

17、直徑ø23mm的孔，采用拉、粗鉸精鉸、半精鏜精鏜等工藝都能達(dá)到ø24的尺寸精度和表面粗糙度R3.2µm的要求。但拉孔、鉸孔都是自為基準(zhǔn)加工，無法進(jìn)一步提高孔德位置精度，而鏜削可以通過鏜模有效地提高孔間的位置精度。因此，采用半精鏜精鏜方案為宜。被加工孔的軸向?qū)嶓w尺寸較短(分別為21mm和25mm)，可采用工序適當(dāng)集中地原則，將半精鏜精鏜合并為一道工序，即在刀桿上安裝兩把鏜刀，以此進(jìn)給完成半精鏜精鏜的加工。這樣可以簡(jiǎn)化加工過程。2.3.2繪制工序圖根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則選擇ø95mm為定位基準(zhǔn)，用被加工的6孔圖2-1 T815型汽車差速器體ø23mm中

18、的一孔限制圓周方向的旋轉(zhuǎn)，而用工件筒壁的階梯面限制軸向的移動(dòng)，構(gòu)成一面兩孔定位。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及夾緊方向最好與切削力方向一致的原則，采用軸向夾緊，夾緊點(diǎn)作用在大端“非方口”的實(shí)體部位。工序圖如圖2-2所示圖2-2 工序圖第三章機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)3.1確定機(jī)床的布局形式對(duì)于批量較大的多孔加工專用機(jī)床一般設(shè)計(jì)多軸形式。該機(jī)床若能設(shè)計(jì)成6軸鏜床最為理想。但由于零件上同組2孔距離較小，會(huì)給齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶來困難，因此根據(jù)6孔位置分析，將機(jī)床設(shè)計(jì)為三軸為好。其余三孔可通過機(jī)床兩工位加工完成。兩工位三軸鏜床的布局有兩種形式。一種是立式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)形式，如圖3-1a所示；另一種是臥式移動(dòng)工作臺(tái)形式，如圖3-

19、1b所示。兩種布局形式相比，立式布局具有占地面的小、投資少、加工時(shí)排屑容易和便于操作等優(yōu)點(diǎn)。另外立式布局能避免鏜桿因自重對(duì)加工精度的影響，有利于保證加工質(zhì)量，圖3-1兩工位三軸鏜床3.2確定機(jī)床傳動(dòng)方案3.2.1機(jī)床的主傳動(dòng)及進(jìn)給傳動(dòng)由于鏜床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不需要嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，所以采用分開傳動(dòng)的方案。主運(yùn)動(dòng)采用機(jī)械傳動(dòng)，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)方式，即由液壓傳動(dòng)使鏜頭作直線運(yùn)動(dòng)。3.2.2回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及夾具傳動(dòng)該機(jī)床采用液壓傳動(dòng)完成工作臺(tái)的抬起、轉(zhuǎn)位、定位、夾緊以及夾具的松開和夾緊等動(dòng)作。他們與鏜頭的進(jìn)給傳動(dòng)統(tǒng)一成一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)，達(dá)到聯(lián)合控制，協(xié)調(diào)動(dòng)作。機(jī)床的傳動(dòng)示意圖見圖

20、3-2。3.3確定運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)3.3.1確定切削量圖3-2 三軸鏜床傳動(dòng)示意圖根據(jù)該工序的加工余量合理分配給半精鏜背吃刀量a=0.35mm，精鏜背吃刀量a=0.1mm；切削速度以滿足精鏜為主，參考表1-5確定v=90m/min，=0.1mmr， 則主軸轉(zhuǎn)速 鏜頭每分進(jìn)給量 = n=0.1×1194r/min=119.4mm/min3.3.2確定機(jī)床動(dòng)力參數(shù)3.3.2.1主運(yùn)動(dòng)電機(jī)功率的確定 首先計(jì)算每根主軸的主切削力，計(jì)算公式如下式中 F圓周力（N）背吃刀量（mm） 進(jìn)給量（mm/r） HBS布氏硬度。將有關(guān)參數(shù)帶入，則F=35.7×0.35×0.1

21、5;197N=117N 鏜頭主切削力：=3F=3×117N=351N機(jī)床切削功率：P=kW=0.52kW電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：考慮提高切削用量的可能性，選擇功率稍大一些的電動(dòng)機(jī)。查尋得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y90S-4，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，功率3.3.2.2確定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)液壓缸牽引力根據(jù)手冊(cè)可知進(jìn)行計(jì)算。鏜頭切削阻力F的計(jì)算（按切削力計(jì)算公式）鏜頭摩擦阻力鏜頭重力在這里為鏜頭與平衡塊的重力差。立式機(jī)床一般都要為垂直運(yùn)動(dòng)部件配置平衡塊。其重量為運(yùn)動(dòng)部件重量的70%80%。本例估算機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件重量為1600，按運(yùn)動(dòng)部件的80%取平衡塊重量為1280，則=（1600-1280）×9.8N=-3136N

22、負(fù)號(hào)表示重力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。鏜頭慣性阻力的計(jì)算，按計(jì)算，式中G=16001280=320，v取鏜頭的快速運(yùn)動(dòng)速度v=5m/mint=0.35s密封阻力：取背壓阻力：暫不考慮液壓缸的牽引力為 F=111.667313611.3960.1F0.9F=3012.94N F=3347.7NF負(fù)值表示牽引力方向與進(jìn)給方向相同。根據(jù)牽引力的方向和大小可設(shè)計(jì)進(jìn)給液壓缸。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具體過程參考3.4繪制加工示意圖3.4.1選擇刀具根據(jù)工件的材料和硬度選擇YT15硬質(zhì)合金鏜刀頭。由于鏜桿的直徑較?。?#248;23mm），因此應(yīng)選擇尺寸較小的鏜刀體，取其截面尺寸為6mm×6mm。3.4.2

23、確定導(dǎo)向裝置由于鏜桿的速度較高，v=90/min，故確定為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?？紤]鏜桿尾部與機(jī)床主軸為剛性連接，故采用前置單導(dǎo)向的形式。3.4.3確定鏜桿的結(jié)構(gòu)及尺寸3.4.3.1鏜桿結(jié)構(gòu)及其直徑鏜桿前端在導(dǎo)向套中移動(dòng)，因此表面有油槽，以便潤(rùn)滑。導(dǎo)向套的配合為ø。半精鏜與精鏜的軸向距離為被加工孔的長(zhǎng)度;取25mm。為了增加鏜刀頭的伸出長(zhǎng)度，在刀具的安裝處采取削邊形式，鏜桿尾部通過接盤與端面鍵與主軸聯(lián)接。鏜桿尾部有定位孔，他與主軸前端的定位圓柱形成精密的配合（ø），以保證鏜桿與主軸的同軸度。3.4.3.2確定鏜桿的軸向尺寸導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)要求開始加工時(shí)鏜桿伸入導(dǎo)向裝置的長(zhǎng)度應(yīng)小于鏜桿直徑

24、，這里取37mm。根據(jù)這一要求可以計(jì)算出半精鏜刀至導(dǎo)桿前端尺寸：37mm（鏜桿伸入長(zhǎng)度）+5mm（切入長(zhǎng)度）+129mm（孔的軸向尺寸）+40mm（工件與導(dǎo)向裝置距離）=211mm半精鏜刀至鏜桿尾部尺寸：25mm（兩鏜刀的距離）+5mm（切入長(zhǎng)度）+129mm（孔的軸向距離）+50mm（結(jié)構(gòu)需要尺寸）=209mm故鏜桿的軸向尺寸：L=（211+209）mm=420mm3.4.3.3確定加工循環(huán)根據(jù)工件結(jié)構(gòu)確定鏜頭的工作循環(huán)為：原位快進(jìn)（）工進(jìn)（）快進(jìn)（）工進(jìn)（）快退（）。計(jì)算各階段行程如下：（式中303為裝卸工作時(shí)鏜桿軸端至夾具的距離）+=（396+56+58+60）mm=60mm根據(jù)以上設(shè)計(jì)

25、畫出的加工示意圖見圖3-33.5繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖3.5.1確定機(jī)床高度尺寸裝料高度 因機(jī)床為單機(jī)生產(chǎn)，不受車間滾道高度等限制，主要考慮工人操作方便，確定為960mm。夾具高度 按夾具設(shè)計(jì)高度（見圖4-11）為310mm?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)高度 按回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)高度（圖4-9）為250mm底座高度 （960310250mm=400mm鏜頭總行程 （20+560+50）mm=630mm垂直導(dǎo)軌長(zhǎng)度 800mm（鏜頭長(zhǎng)度）+630mm+40mm（導(dǎo)軌備量）=1470mm鏜頭與夾具定位面距離 （158+75）mm=233mm結(jié)構(gòu)需要尺寸 397mm機(jī)床總高度為 960mm233mm1470mm40mm397

26、mm=3020mm3.5.2確定機(jī)床正面寬度尺寸夾具正面寬度 420mm圖3-3 加工示意圖回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 根據(jù)夾具尺寸確定為710mm底座正面寬度 根據(jù)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)尺寸，并考慮容屑槽寬度，確定為1000mm立柱正面寬度 根據(jù)垂直導(dǎo)軌寬度尺寸，確定為520mm3.5.3機(jī)床側(cè)面尺寸鏜頭中心至立柱安裝面距離等于鏜頭中心高與導(dǎo)軌高度、調(diào)整墊高之和，即300mm180mm40mm=520mm立柱側(cè)寬：考慮立柱應(yīng)有足夠剛度，確定為815mm底座側(cè)寬：根據(jù)立柱側(cè)寬的尺寸及底座的結(jié)構(gòu)需要，確定為1750mm機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖見圖3-4圖3-4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1-底座 2-立柱 3-垂直導(dǎo)軌 4-鏜頭 5-操縱臺(tái)

27、6-工件 7-夾具 8-回轉(zhuǎn)工作臺(tái)3.6編制生產(chǎn)率計(jì)算卡原始數(shù)據(jù)的確定：裝卸工件時(shí)間 將其分解為人工裝干工件、人工插銷定位、機(jī)床夾緊、人工撥銷及人工卸工件時(shí)間。通過對(duì)動(dòng)作的實(shí)測(cè)，分別確定為：0.8min、0.3 min、0.2 min、0.1 min、及0.8 min全年總工時(shí) 按每周五天工作日，每天8h，全年為2032h。工作臺(tái)一次回轉(zhuǎn)時(shí)間 取0.3 min加工及快進(jìn)、快退時(shí)間 按所選取的切削用量及加工示意圖計(jì)算。表3-1為編制的該機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡。工 序圖號(hào)T815-2212031毛坯種類鑄件名稱中差速器體毛坯質(zhì)量10.45材料ZG310-570硬度156 217HBS工序名稱精鏜工序號(hào)1

28、2序號(hào)工 步 名 稱工件數(shù)量加工直徑mm）加工長(zhǎng)度mm）工作行程mm）切削速度（m/min）轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給量（mm/r）進(jìn)給速度（m/ min）工 時(shí)機(jī)加工時(shí)間（min）輔助時(shí)間（min）總體（min）1人工裝工件10.880.882人工插銷角向定位0.30.33夾具夾緊0.20.24人工撥銷0.10.15鏜頭快進(jìn)39650.080.086鏜頭工進(jìn)Ø23.8Ø2421569011940.10.11940.470.477鏜頭快退4850.010.018鏜頭工進(jìn)Ø23.8Ø2425609011940.10.11940.500.509鏜頭快退56050

29、.110.1110回轉(zhuǎn)臺(tái)抬起、落下、轉(zhuǎn)位、夾緊0.30.311鏜頭快進(jìn)39650.080.0812鏜頭工進(jìn)Ø23.8Ø2421569011940.10.11940.500.5013鏜頭快進(jìn)4650.010.0114鏜頭工進(jìn)Ø23.8Ø2425609011940.10.11940.500.5015鏜頭快退56050.110.1116回轉(zhuǎn)臺(tái)抬起、落下、轉(zhuǎn)位、夾緊0.30.317夾具松開0.20.218人工卸工件0.80.8備 注總計(jì)5.42min單件工時(shí)5.42min機(jī)床生產(chǎn)率11.07件/h機(jī)床負(fù)荷76%表3-1 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算第四章 主要部件設(shè)計(jì)4.1傳

30、動(dòng)件設(shè)計(jì)4.1.1確定主傳動(dòng)傳動(dòng)方式及傳動(dòng)性根據(jù)鏜床主軸的分布位置選擇如圖3-1所示的外嚙合式齒輪傳動(dòng)方式。工藝要求主軸轉(zhuǎn)速,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因此傳動(dòng)比為4.1.2確定齒輪模數(shù)m及齒數(shù)z參考同類鏜床經(jīng)過類比分析，取齒輪模數(shù)m=2.5mm。按如下關(guān)系式可求出齒輪齒數(shù)。式中 、電動(dòng)機(jī)齒輪齒數(shù)和主軸齒輪齒數(shù) A 嚙合齒輪中心距（mm）將代入上式得 代入式上式得將代入式上式得圓整后取、。4.1.3主軸箱主軸孔坐標(biāo)尺寸的確定（圖3.2）圖4-1 三軸鏜床主軸箱齒輪傳動(dòng)方式圖4-2 主軸孔的坐標(biāo)尺寸4.1.3.1求坐標(biāo)的基本尺寸4.1.3.2計(jì)算主軸坐標(biāo)尺寸公差因?yàn)閷?duì)上式取微分，并以微小增量代替微分得增量關(guān)系

31、式令 ，并查中心距A的偏差則即為的上下偏差，主軸的坐標(biāo)尺寸為同樣可求出其它各軸的坐標(biāo)尺寸分別為以上是主軸孔的理論坐標(biāo)尺寸，考慮到主軸安裝誤差及在加工中的變形，并考慮到坐標(biāo)鏜床的經(jīng)濟(jì)加工精度，將三主軸孔位置公差壓縮為，故主軸孔的位置坐標(biāo)尺寸為4.1.4確定齒輪幾何尺寸由于理論中心距與實(shí)際中心距不等，所以應(yīng)采用角變位計(jì)算。其計(jì)算過程及結(jié)構(gòu)見表4-1.表4-1 齒輪幾何尺寸計(jì)算已知條件：模數(shù)m=2.5mm 壓力角=20齒頂高系數(shù)f=1徑向間隙系數(shù) 實(shí)際中心距 A=82.8mm 電動(dòng)齒輪齒數(shù) 鏜床主軸齒輪齒數(shù)=36序號(hào)名稱代號(hào)計(jì)算公式幾 何 參 數(shù)小齒輪大齒輪a1理論中心距A2嚙合角3變位系數(shù)和4變位

32、系數(shù)根據(jù)選定的變位制加以分配5中心距變化系數(shù)6齒頂高降低系數(shù)7齒頂高8全齒高h(yuǎn)h=2.5(21+0.25-0.007)mm=5.6mm9齒根高10分度圓直徑11齒頂圓直徑12齒根圓直徑4.1.5齒輪的結(jié)構(gòu)主軸齒輪見圖4-3圖4-3 主軸齒輪4.2主軸組件設(shè)計(jì)4.2.1確定主軸直徑根據(jù)鏜桿尾部接盤結(jié)構(gòu)，主軸前端也為接盤形式。其直徑取。據(jù)此確定主軸前支承軸頸。后支承軸頸根據(jù)的關(guān)系，取，中間過渡直徑（平均直徑）取D=60mm。4.2.2確定主軸前端結(jié)構(gòu)主軸接盤前面有短柱與鏜桿尾部配合；接盤端面有兩精密鍵槽，以傳遞轉(zhuǎn)矩；主軸前端與主軸箱的密封采用油溝與毛氈圈聯(lián)用的形式；前軸承距接盤前端面為50mm。4

33、.2.3選擇主軸支承的配置形式根據(jù)精鏜主軸的特點(diǎn)，承受的軸向力、徑向力都較小，主軸轉(zhuǎn)速較高（1194r/min），按表得，選擇表中R的基本配置形式，支承軸承為角接觸球軸承。由于機(jī)床的三根主軸距離較近，為了縮小支承的徑向尺寸，前、后都選用特輕系列軸承。根據(jù)前后支承軸頸，從軸承手冊(cè)中查出前支承軸承為7013AC，后支承為7011AC。為了增加支承剛度特別考慮前支承對(duì)主軸剛度影響較大，因此，在前支承的兩個(gè)軸承中間再加裝一個(gè)相同型號(hào)的軸承，則主軸支承成為如圖4-5所示的形式。圖4-5 主軸支撐的配置形式查詢得 ，前支撐選擇/P4級(jí)精度，后軸選擇/P5級(jí)精度。4.2.4確定主軸的支撐跨距按主軸支撐的配置

34、形式和加工示意圖畫出如圖4-6所示的主軸支撐簡(jiǎn)圖。圖4-6 主軸支承跨距計(jì)算圖查詢得計(jì)算e值，查軸承手冊(cè)得7000AC系列軸承接觸角=26°則 取 e=20mm由加工示意圖計(jì)算a值 a=255129505018÷220mm=248mm查詢得前軸承（7013AC）的剛度為，后軸承（7011AC）的剛度為，求出值：計(jì)算綜合變量值：因?yàn)橹鬏S為實(shí)心軸，故慣性矩為計(jì)算綜合變量值按查詢得所以 考慮到在最佳跨距附近主軸的柔度變化不大，同時(shí)選取有關(guān)參數(shù)，特別是和值時(shí)不可避免的有誤差，此處還應(yīng)考慮到由于軸承的徑向跳動(dòng)引起的主軸端部的徑向跳動(dòng)將隨跨距的減小而加大。因此選取的跨距寧肯比算出的大一

35、些。實(shí)際支承跨距選333mm見主軸箱部件圖（圖4-7）。4.2.5主軸傳動(dòng)齒輪的布置及軸承預(yù)緊根據(jù)傳動(dòng)示意圖（圖3-2），齒輪布置在主軸尾端，可減小電動(dòng)機(jī)軸的懸伸長(zhǎng)度，同時(shí)也要使齒輪距離支承點(diǎn)盡可能近，以減小主軸尾部的懸伸長(zhǎng)度。 主軸軸承的預(yù)緊采用圖12-8b的方式，根據(jù)機(jī)床主軸的要求，采用輕預(yù)緊。從表中查得預(yù)緊力分別為430N和420N。再按圖12-9b的裝置確定出隔套的厚度差。4.2.6繪制主軸箱部件圖及主要零件圖綜合上述過程設(shè)計(jì)的鏜床主軸箱部件如圖4-7所示。主軸零件如圖4-8所示。4.3回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)4.3.1尺寸參數(shù)的選擇根據(jù)夾具（草圖）外廓尺寸，按表得確定回轉(zhuǎn)工作臺(tái)直徑D=630m

36、m，高度H=250mm。4.3.2回轉(zhuǎn)工作臺(tái)定位方式的選擇考慮圓柱銷和菱形銷制造較容易，定圖4-7 主軸箱部件裝配圖位精度可通過配作兩定位元件上的銷孔進(jìn)一步提高，因此采用圓柱銷和菱形銷定位。4.3.3傳動(dòng)方式的確定根據(jù)傳動(dòng)示意圖確定的方案見圖3-2，工作臺(tái)的抬起、回轉(zhuǎn)、定位、落下均由液壓傳動(dòng)完成。液壓缸的設(shè)計(jì)可按相關(guān)資料進(jìn)行。圖 4-8主軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的部件圖如圖4-9所示。圖4-9 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)1 固定齒輪 2 空套齒輪 3 活塞齒條 4 液壓缸上腔油道 5 控制桿 6 菱形銷 7 工作臺(tái) 8 工作臺(tái)升降活塞 9 液壓缸下腔油道 10 圓柱銷 11 上定位盤 12 下定位盤4.3.4定位盤的設(shè)計(jì)

37、定位盤是回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位元件。它的加工及其與工作臺(tái)的裝配質(zhì)量直接影響回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度精度，因此在設(shè)計(jì)定位盤時(shí)應(yīng)合理確定其精度?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)中的上定位盤的各項(xiàng)精度如圖4-10所示。4.4夾具部件圖見圖4-11。夾具設(shè)計(jì)過程見相關(guān)資料。圖4-10 上定位盤圖4-11 夾具1 家具底座 2 夾具體 3 定位套 4 油缸拉桿 5 夾具拉桿 6 工件7 壓板 8 手動(dòng)定位銷 9 導(dǎo)向套第五章 傳動(dòng)件驗(yàn)算5.1驗(yàn)算齒輪接觸強(qiáng)度 因?yàn)殓M頭主傳動(dòng)為高速輕載傳動(dòng)，因此只驗(yàn)算接觸強(qiáng)度。選擇電動(dòng)機(jī)齒輪驗(yàn)算。如圖1-9所示，齒輪全部材料為40Cr，齒面淬火52HRc,齒寬B=32mm。根據(jù)式計(jì)算式中有關(guān)數(shù)據(jù)及系數(shù)如下工

38、作情況參數(shù)；取動(dòng)載系數(shù) 查表得 取=1.2齒面載荷分布系數(shù)；因 查表得 取=1.08壽命系數(shù); 其中速度變化系數(shù) 取=1功率利用系數(shù) 查表得=0.51材料強(qiáng)化系數(shù) 查表得=0.83計(jì)算 計(jì)算查表得因<，故接觸軸強(qiáng)度足夠5.2驗(yàn)算主軸的扭轉(zhuǎn)剛度因鏜床主軸以扭轉(zhuǎn)為主，因此只對(duì)主軸扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)因在25D長(zhǎng)度內(nèi)轉(zhuǎn)角不超過允許值，故扭轉(zhuǎn)剛度足夠。第六章編寫機(jī)床使用說明書6.1機(jī)床用途及特點(diǎn)本機(jī)床為T815型汽車差速器體6-ø24mm孔專用加工機(jī)床。6孔擴(kuò)孔后機(jī)床通過半精鏜精鏜一次進(jìn)給達(dá)到加工精度要求。機(jī)床采用三軸式立式布局，并配置有往復(fù)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，通過兩工位完成工件6孔加工。工

39、件的安裝和工作臺(tái)回轉(zhuǎn)均采用一面兩銷定位，使定位快捷、可靠。設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)注意控制定位元件的精度，以有力地保證了6孔的位置精度。6.2機(jī)床的主要參數(shù)（見表6-1）6.3機(jī)床生產(chǎn)率見表3-1（生產(chǎn)率計(jì)算卡）6.4機(jī)床的控制系統(tǒng)機(jī)床的液壓傳動(dòng)原理如圖6-1所示。表6-1 專用立式鏜床的主要技術(shù)參數(shù)尺寸參數(shù)與工件主要參數(shù)有關(guān)的參數(shù)主軸端面至工作臺(tái)面最大距離 1148mm鏜頭的總行程 630mm與工、夾、量具標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的參數(shù)鏜桿直徑 ø22mm，鏜刀直徑ø23.8mm和24mm，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)直徑ø630mm與機(jī)床結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)立柱導(dǎo)軌寬度320mm，工作臺(tái)至地面高度650mm

40、，機(jī)床輪廓尺寸 長(zhǎng)×寬×高=2156mm×1200mm×3020mm運(yùn)動(dòng)參數(shù)主運(yùn)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速 1194r/min進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工作進(jìn)給速度 0.1194m/min輔助運(yùn)動(dòng)快速進(jìn)退速度 5m/min動(dòng)力參數(shù)主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 1.1kw液壓泵電動(dòng)機(jī)功率 2.2kw最大切削力 351N最大進(jìn)給抗力 114N主軸最大扭矩 2932N·mm最大工件質(zhì)量 10kg所示電磁鐵動(dòng)作見表 6-2機(jī)床采用液壓機(jī)械電氣聯(lián)合控制，并通過操縱按鈕將機(jī)床分為調(diào)整和自動(dòng)兩種工作狀態(tài)。操作按鈕安裝在操縱臺(tái)的面板上，見圖6-2。當(dāng)預(yù)選開關(guān)置于調(diào)整位置時(shí)，可操縱各按鈕進(jìn)行單個(gè)動(dòng)作調(diào)整位置

41、時(shí)，經(jīng)過人工工裝工件、人工插銷夾緊人工拔銷后，在按下“向下”按鈕，機(jī)床即可按如圖6-3所示進(jìn)行自動(dòng)工作循環(huán)。6.5機(jī)床的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見表6-3圖6-1 三軸鏜床液壓傳動(dòng)示意圖A 夾具液壓缸 B 工作臺(tái)抬起、落下液壓缸 C 工作臺(tái)轉(zhuǎn)位液壓缸 D 鏜頭進(jìn)給液壓缸圖6-2 操縱按鈕圖6-3 自動(dòng)工作循環(huán)示意圖表6-2 電磁鐵動(dòng)作表件部位元回轉(zhuǎn)臺(tái)落下夾緊 （+） + +/（+） -/+ +推 料 夾 緊 缸 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 鏜 頭 卸荷YV5 YV6 SP1 SP2 YV3 YV4 SP3 YV8 YV9 YV1 YV2 YV 7+/(+)/- -/+ -/+ +/- +/-推料缸向下夾緊 +/（+）

42、 -/+ （+） -/+ +回轉(zhuǎn)臺(tái)抬起松開 （+） + +（+） +回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位 （+） + （+） + +回轉(zhuǎn)臺(tái)復(fù)位 （+） + （+） + +鏜頭快進(jìn) （+） + （+） + + +鏜頭工進(jìn) （+） + （+） + + +鏜頭快退 （+） + （+） + + +停止 推料缸向上松開及動(dòng)動(dòng) 作作狀態(tài)表6-3專用立式精鏜床精度序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目允差（mm）1機(jī)床安裝水平縱向及橫向0.04/10002導(dǎo)軌直線度0.02/1000扭曲0.03/10003主軸定位面軸線對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心線的徑向圓跳動(dòng)0.014夾具導(dǎo)向孔軸線對(duì)機(jī)床身導(dǎo)軌的平行度0.025/1505主軸回轉(zhuǎn)軸線對(duì)機(jī)床身導(dǎo)軌的平行度0.03/300

43、6主軸回轉(zhuǎn)軸線與夾具導(dǎo)向孔軸線的同軸度0.027回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的重復(fù)定位精度0.00758式鏜工件，使其尺寸、形狀、位置精度及表面粗糙度全都達(dá)到工序圖樣要求結(jié) 論通過本次設(shè)計(jì)使我對(duì)鏜床有了比較全面的了解，在設(shè)計(jì)工程中我遇到了很多的困難，例如是對(duì)主要部件的設(shè)計(jì)，許多理論知識(shí)在實(shí)際中應(yīng)該怎樣應(yīng)用等待，這些都使我在設(shè)計(jì)中一度陷入困境，但通過對(duì)這些困難的解決財(cái)幫助我認(rèn)識(shí)到自己的不足并給我很多的感觸： 1、 僅僅了解書本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有結(jié)合自己的實(shí)際情況運(yùn)用于實(shí)踐，這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識(shí)。2、我們要在工作中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用自己的知識(shí)解決實(shí)際問題。3、我們要不斷地向別人學(xué)習(xí)，尤其要多想老師請(qǐng)