毕业设计-组合机床主轴箱及其夹具设计
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- 毕业设计-组合机床主轴箱及其夹具设计 绪 论…………………………………………………………………………………1
1.1 组合机床的特点…………………………………………………………………1
1.2 组合机床的分类和组成…………………………………………………………1
1.3 组合机床的方案选择……………………………………………………………2
2.组合机床总体描述……………………………………………………………………3
2.1 组合铣床工艺方案的制定………………………………………………………3
2.2 组合机床配置型式的选择………………………………………………………5
2.3 影响总体布置的因素……………………………………………………………5
2.4 组合铣床的总体分析……………………………………………………………6
2.4.1 被加工零件工序图…………………………………………………………6
2.4.2 加工示意图…………………………………………………………………7
2.4.3 组合机床联系尺寸图………………………………………………………9
2.4.4 生产率计算卡………………………………………………………………11
3.组合机床主轴箱设计…………………………………………………………………12
3.1 主轴箱设计的原始依据…………………………………………………………12
3.2 运动参数和动力参数的确定……………………………………………………12
3.2.1 传动系统传动比分配………………………………………………………12
3.2.2 计算传动装置的运动和设计参数…………………………………………12
3.2.3 齿轮模数的估算及其校核…………………………………………………13
3.2.4 轴各参数估算及强度校核…………………………………………………16
3.3 主轴箱的坐标计算………………………………………………………………24
4.组合机床夹具设计……………………………………………………………………26
4.1 组合机床夹具概述………………………………………………………………27
4.2 定位支承系统概述………………………………………………………………27
4.2.1 定位支承系统………………………………………………………………28
4.2.2 夹紧机构……………………………………………………………………29
5. 总 结 ……………………………………………………………………………… 30
参考文献 ……………………………………………………………………………… 31
致谢 …………………………………………………………………………………… 32
1. 绪 论
1.1 组合机床的特点
组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。
组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点：
（1） 组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70～80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。
（2） 由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。
（3） 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。
（4） 在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。
（5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。
（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。
组合机床常用的通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台。
动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。
机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。
1.2 组合机床的分类和组成
组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率为0.1-2.2千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。按设计的要求本次设计的机床为大型通用机床。
组合机床除分为大型和小型外，按配置形式又分为单工位和多工位机床两大类。工位指一次装卡工件后，工件（或装配单元）与卡具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种，多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和回转鼓轮式等配置型式。本次设计的机床为单工位双面铣床。
1.3 组合机床的方案选择
(1)制定工艺方案。要深入现场了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹压情况以及生产率的要求等。确定在组合机床上完成的工艺内容及其加工方法。这里要确定加工工步数，决定刀具的种类和型式。
(2）机床结构方案的分析和确定。根据工艺方案确定机床的型式和总体布局。在选择机床配置型式时，既要考虑实现工艺方案，保证加工精度，技术要求及生产效率；又要考虑机床操作、维护、修理是否良好；还要注意被加工零件的生产批量，以便使设计的组合机床符合多快好省的要求。
(3)组合机床总体方案。这里要确定机床各部件间的相互关系，选择通用部件的刀具的导向，计算切削用量及机床生产率。给制机床的总联系尺寸图及加工示意图等。
（4）组合机床的部份方案和施工方案。制定组合机床流水线的方案时，与一般单个的组合机床方案有所不同。 流水线上由于工序的组合不同，机床的型式和数量都会有较大的变化。因此，这时应按流水线进行全面考虑，而不应将某一台或几台机床分裂开来设计。即使暂时不能全面地进行流水线设计，制定方案时也应综合研究，才能将工序组合得更为合理，更可靠地满足工件的加工要求，也为进一步发展创造了有利条件。
2. 组合机床总体描述
2.1 组合铣床工艺方案的制定
工艺方案的制定是设计组合铣床最重要的步骤之一。其制定过程应从以下的几个方面考虑：1、加工的工序和加工精度的要求。2、被加工零件的特点。3、工件的生产方式。等诸多方面综合考虑。
图2-1为拖拉机发动机连杆零件，元件简图。
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