机械设计制造及其自动化专业毕业论文(设计)——汽车桥壳十二轴钻孔组合机床主轴箱设计(编辑修改稿)

机械设计制造及其自动化专业毕业论文(设计)——汽车桥壳十二轴钻孔组合机床主轴箱设计(编辑修改稿)内容摘要：

床。 组合机床除了分为大型和小型外，按配置形式又分为单工位和多工位机床两大类。 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。 组合机床的优点 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。 [3] 组合机床的加工方式 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。 由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。 因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。 加工时，工 件一般不旋转， 三江学院本科毕业设计（论文） 8 由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。 有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具进给运动，也可以实现某些回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。 组合机床的发展史 二十世纪 70 年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。 铣削平面的平面度可达 毫米 /1000 毫米，表面粗糙度可低达 ~ 微米；镗孔精度可达 IT7~6级，孔距精度可达 ~ 微米。 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。 在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 最早的组合机床是 1911 年在美国制成的，用于加工汽车零件。 初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。 为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修， 1953 年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 组合机床部件分类 通用 部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。 动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。 主要有动力箱、切削头和动力滑台。 支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。 输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。 控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电器柜和操纵台等。 辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。 为了 使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。 组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 [12] 三江学院本科毕业设计（论文） 9 第三章 组合机床主轴箱设计 主轴箱的用途 主轴箱是工序集中的、高效的组合机床的重要的专用部件之一，是用于布置（按所要求的坐标位置） 机床工作主轴及其传动零件磨合相应的附加机构的。 它通过按一定速比排布传动齿轮，把动力从动力部件 —— 动力头、动力箱、电动机等，传递给各工作主轴，使之获得所要求的转速和转向等。 由于机床是根据不同加工对象而制定总体结构方案，故有的主轴箱是安装在动力头或动力箱上；有的则是安装在动力滑台或床身上的。 [1] 主轴箱的种类及结构 组合机床主轴箱，按其组成和用途分为：大型标准主轴箱、小型标准主轴箱和专用主轴箱三大类。 大型标准主轴箱 由通用零件和部件（通用的箱体类零件、主轴、传动轴、齿轮和通用或专用的附加机构等）组成的“标准结构”主轴箱，称为大型标准主轴箱。 大型标准主轴箱刚性不是很高的，因为这种标准主轴箱，主轴的前后支承距离平均只有 150 毫米左右，而刀具的悬伸长度往往是主轴支承距的好几倍。 在这种悬伸比之下单靠主轴本身是不能保证孔加工的位置精度的，而主要有夹具的导向装置来保证。 因此，对刚性主轴箱来说，可以把大型标准主轴箱称为非刚性主轴箱。 按加工性质，它可分为下列三种：。 一般用于完成镗孔、钻孔、扩孔、铰孔、倒角等单一的或混合工序的主轴箱； 丝主轴箱； 合主轴箱。 大型标准主轴箱的后盖有四种厚度，设计时，若主轴箱内只有动力头输出轴与另一传动轴上有 4 或 5 排齿轮，并且这一对 4 或 5 排齿轮的轮廓又不超出后盖与动力头的结合法兰的范围时，可以分别选用厚度为 50 和 100 毫米的后盖。 此时，后盖窗孔要按齿轮轮廓加以扩大。 否则，就要分别选用厚度为 90 毫米的基型后盖和厚度为 125 毫米的加厚后盖。 [12] 小型标准主轴箱 小型标准主轴箱是由主轴箱及其导向部分所组成。 主轴箱的内部结构是标准的，但箱体的外形按具体需要可有多种形式。 它和大型标准主轴箱一样，主轴也是非刚性 的，刀具工作时须由导向来引导。 按用途分，可分为钻孔类主轴箱和攻丝类主轴箱。 三江学院本科毕业设计（论文） 10 主轴箱部分主要由专用的箱体类零件盒通用的传动类零件组成。 属于箱体类零件的有：铸铝的主轴箱体、前盖和后盖，以及钢制的上盖等。 属于通用传动类零件的有：主轴、传动轴、传动齿轮等。 动力头齿轮室专用的 [12] 总图和零件的设计 大型标准主轴箱总图的设计 大型标准主轴箱的总图，包括下述部分：正视图部分、按装配型式归类的主轴和传动轴的截面图。 正规图部分主要表示：主轴箱联系尺寸、动力部件的型号、主轴位置、传动关系、件号、润滑 油管的型号，以及必要的零件尺寸。 主轴和传动轴的截面图表示：主轴和传动轴的装配型式，轴承、齿轮、隔套等零件的安装位置，主轴防油套的型号，以及必要的零件尺寸等。 大型标准主轴箱零件的设计 大型标准主轴箱的大部分零件都是通用的，根据需要进行合理选用就行了。 其箱体类零件（前盖，后盖，主轴箱体）虽然也是按比列化和通用化原则设计的，但并不是完全通用的。 这些箱体类零件的模型，甚至铸件都可以事先做好，但需要根据每个主轴箱的具体需要进行补充加工或修改模型急补充加工。 补充加工图和修改模型及补充加工图 所谓补充 加工图和修改模型及补充加工图，则是对基本零件图 —— 主要是通。