齿轮磨棱倒角机主轴箱设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

齿轮磨棱倒角机主轴箱设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。 因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。 在 21 世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。 12 多媒体技术的应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于 一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。 合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 除此以外，在倒角机床技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的应用价值。 14 3．我国倒角机床机床发展现状及思考 我国倒角机床技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过 “六五 ”期间引进倒角机床技术， “七五 ”期间组织消化吸收 “科技攻关 ”，我国倒角机床技术和倒角机床产业取得了相当大的成绩。 特别是最近几年，我国倒角机床产业发展迅速， 1998～ 2020 年国产倒角机床机床产量和消费量的年平均增长率分别为 %34.9%。 尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从 2020 年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国， 2020 年中国机床主机消费高达 亿美元，但进出口逆差严重，国产机床市场占有率连年下 降， 1999 年是 %， 2020 年仅占 %。 1999 年机床进口额为 亿美元（ 7624 台），2020 年达 亿美元（ 23320 台），相当于同年国内倒角机床机床产值的 倍。 国内倒角机床机床制造企业在中高档与大型倒角机床机床的研究开发方面与国外的差距更加明显， 70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。 由此可以看出国产倒角机床机床特别是中高档倒角机床机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产倒角机床机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、倒角机床系统生产应用 推广不力及倒角机床人才缺乏等。 我们应看清形势，充分认识国产倒角机床机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距。 （ 1）不断加强技术创新是提高国产倒角机床机床水平的关键 国产倒角机床机床缺乏核心技术，从高性能倒角机床系统到关键功能部件基本都依赖进口，即使近几年有些国内制造商艰难地创出了自己的品牌，但其产品的功能、性能的可靠性仍然与国外产品有一定差距。 近几年国产倒角机床机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进倒角机床技术，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，国产倒角机床机床的技术水平、性能和质量与国外还有较大差距，同样难以得到大多数用户的认可。 （ 2）制造水平与管理手段依然落后 一些国产倒角机床机床制造商不够重视整体工艺与制造水平的提高，加工手段基本以普通机床与低效刀具为主，装配调试完全靠手工，加工质量在生产进度 15 的紧逼下不能得到稳定与提高。 另外很多国产倒角机床机床制造商的生产管理依然沿用原始的手工台账管理方式，工艺水平和管理效率低下使得企业无法形成足够生 产规模。 如国外机床制造商能做到每周装调出产品，而国内的生产周期过长且很难控制。 因此我们在引进技术的同时应注意加强自身工艺技术改造和管理水平的提升。 （ 3）服务水平与能力欠缺也是影响国产倒角机床机床占有率的一个重要因素 由于倒角机床机床产业发展迅速，一部分企业不顾长远利益，对提高自身的综合服务水平不够重视，甚至对服务缺乏真正的理解，只注重推销而不注重售前与售后服务。 有些企业派出的人员对生产的倒角机床机床缺乏足够了解，不会使用或使用不好倒角机床机床，更不能指导用户使用好机床；有的对先进高效刀具缺 乏基本了解，不能提供较好的工艺解决方案，用户自然对制造商缺乏信心。 制造商的服务应从研究用户的加工产品、工艺、生产类型、质量要求入手，帮助用户进行设备选型，推荐先进工艺与工辅具，配备专业的培训人员和良好的培训环境，帮助用户发挥机床的最大效益、加工出高质量的最终产品，这样才能逐步得到用户的认同，提高国产倒角机床机床的市场占有率。 （ 4）加大倒角机床专业人才的培养力度 从我国倒角机床机床的发展形式来看需要三种层次的倒角机床技术人才：第一种是熟悉倒角机床机床的操作及加工工艺、懂得简单的机床维护、能够 进行手工或自动编程的车间技术操作人员；第二种是熟悉倒角机床机床机械结构及倒角机床系统软硬件知识的中级人才，要掌握复杂模具的设计和制造知识，能够熟练应用 UG、 PRO/E 等 CAD/CAM 软件，同时有扎实的专业理论知识、较高的英语水平并积累了大量的实践经验；第三种是精通倒角机床机床结构设计以及倒角机床系统电气设计、能够进行倒角机床机床产品开发及技术创新的倒角机床技术高级人才。 我国应根据需要有目标的加大人才培养力度，为我国的倒角机床机床产业提供强大的技术人才支撑。 目前，倒角机床机床的发展日新月异，高速化、高精度化 、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为倒角机床机床发展的趋势和方向。 中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。 中国的倒角 16 机床产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。 力争早日实现倒角机床机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造 强国的转变。 第二章 总体方案的设计要求 17 总体方案 机床主要由多维调节砂轮支架、多维调节主轴箱、床身、全封闭上罩以 及配电、配气系统组成。 并配备有除 尘装置。 加工产品时的机床调节主要是调节主轴箱和砂轮支架，以求得到工作的最佳状态。 (图一 ) 工作原理 本机床的切削运动是由主轴带动工件的转动、砂轮的旋转、磨头的重力 P以及砂轮磨削工件的切削反力等几个力的结合。 在磨削过程中，当砂轮从齿顶走向 齿根时，在重力 P2 的作用下，砂轮始终贴紧工件，在等高和下滑状态下磨削。 在从齿根经渐开线齿形上升到齿顶这区间时，需要一个向上的推力，这个力是两 18 方面获得的。 砂轮切削时的切削反力 PQ 会有一个向上的分力 P3，当 P3 P2 时，砂轮就会被推向上方。 另一方面砂轮是从偏置于工件中心位置切入工件的，在保证下滑磨削的一侧的齿形完成倒角的前提下，可以加大砂轮对工件中心的偏置量，也就是使砂轮在磨削到渐开线齿形时向上爬 行的坡度减缓，加上工件的转动，这个变缓的坡度也会给砂轮一个向上的分 力。 由此可知：切削反力和工件推动砂轮的力使砂 轮被斥向上，重力和工件的转动仍使砂轮紧贴工件磨削到上一个点。 这一切都是在瞬间完成的，直观看到的只是砂轮从齿根沿渐开线齿形向齿顶平稳地进行磨削。 在实际操作中， P1 除了磨头后部的重力外还包含进气管带来的力， P2 则是包括磨头前部、砂轮的重力，以及弹力加力器的附加力。 调整弹力加力器作用在磨头上的附加力，即可得到 P2P1。 （图五）工作原理 工件的工作角度也 19 就是在机床上的 安装 角度。 如图六所示， 在三维空间里偏转了 两个角度，在 XOZ平 面抬起一个 r角， rθ （工件齿根角）。 在 xoy平面旋转一个ψ角 ψ≤β m（工件中点螺 旋角）。 旋转 r角和ψ角的 目的在于磨削时避免伤 及齿面。 工件是安装在 主轴箱主轴上的，调整 主轴箱很容易获得所需 （图六）工件安装角度 的工作角度。 设计的技术要求 1．加工范围： 齿轮直径 Φ 35mmΦ 500mm 齿轮模数 圆 柱齿轮 弧齿锥齿轮 314 最大螺旋角 55176。 工件最大重量 40kg 2．磨头转速 12700r/min 2．气源 分离压缩空气 压力 耗气量 179。 /min179。 2 4．选用砂轮 高强低耗平行砂轮 外径Φ 35Φ 12内径Φ Φ 1Φ 22 20 厚度 14mm 5．外形尺寸（长179。 宽179。 高） 1350179。 1100179。 1530 第三章 主轴箱的设计 21 主轴箱的箱体 主轴箱中有主轴、变速机构，操纵机构和润滑系统等。 主轴箱除应保证运动参数外，还应具有较高的传动效率，传动件具有足够的强度或刚度，噪声较低，振动要小，操作方便，具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏、外形美观等。 箱体材料以中等强度的灰铸铁 HT150 及 HT200为最广泛 ,本设计选用材料为 (长179。 宽179。 高 ),按下表选取 . 长179。 宽179。 高 ( 3mm ) 壁厚 (mm) 500 179。 500 179。 300 812 500 179。 500 179。 300800 179。 500 179。 500 1015 800 179。 800 179。 500 1220 由于箱体轴承孔的影响将使扭转刚度下降 10%20%，弯曲刚度下降更多，为弥补开口削弱的刚度，常用凸台和加强筋；并根据结构需要适当增加壁厚。 如中型车床的前支承壁一般取 25mm 左右，后支承壁取 22mm 左右，轴承孔处的凸台应满足安装调整轴承的需求。 箱体在主轴箱中起支承和定 位的作用。 主轴箱中共有 3 根轴，轴的定位要靠箱体上安装空的位置来保证，因此，箱体上安装空的位置的确定很重要。 本设计中各轴安装孔的位置的确定主要考虑了齿轮之间的啮合及相互干涉的问题，根据各对配合齿轮的中心距及变位系数，并参考有关资料，箱体上轴安装空的位置确定如下： 中心距 (a)=1/2（ d1+d2） +ym （式中 y 是中心距变动系数） 中心距Ⅰ Ⅱ =（ 56+38） /2179。 = 中心距Ⅰ Ⅶ =（ 50+34） /2179。 = 中心距Ⅱ Ⅶ =（ 30+34） /2179。 =72mm 中心距Ⅱ Ⅲ =（ 39+41） /2179。 =90mm 22 传动轴 I 的设计计算 主轴箱由减速电机驱动，电机的输出轴以 53∶ 49 的齿数传动比驱动主轴箱（切勿倒置）。 主轴的工作转速，也就是本设备的生产节拍，是由变频调速器调节输出频率实现的。 为了尽可能的方便简化操作，避免因不正确操作造成故障，本设备配置的变频器，采用外部操作模式，并且出厂设定了： 15s/r、 20s/r、 25s/r、35s/r、 45s/r、 55s/r、 65s/r、 75s/r、 90s/r、 110s/r、 140s/r、 180s/r 十二种转速（秒 /转）。 操作者只需按照面板上表格中所列的对应码号改变编码器的码号，即可得到所需的转速。 箱体是安装在 8左右支架上。 松开 7径向锁紧手柄和 2轴向锁紧手柄，箱体可沿 BB轴线回转 0176。 90176。 松开锁紧手柄 5，主轴箱可以沿 AA 轴线旋转177。 45176。 主轴箱在垫板 6上，前后左右可以随意移动，同时可 以在 0176。 、 90176。 、 180176。 、 270176。 四个不同方向在垫板 T型槽内安装主轴箱。 由此，主轴可以在一个半球面的空间调节到任一个点位。 在调节箱体沿 BB轴线回转倾斜时，为了防止因重量失衡 滑落，在左回 转支架 3上设 置有防滑滚轮、 方头调节螺钉 （见图一 21） 是调节防滑滚 轮摩擦力的， 应调节到轴向 和径向锁紧手 柄都松开时， 不致因重力而 滑落，而且保 证调整角度时 转动灵活。 摩 擦力调至上述 要求后，用装 在调节螺钉上的锁紧螺母锁紧固定。 23 主轴头部设置有：内孔 Φ 7 M95179。 3 螺纹，端面设。