电机驱动端盖多孔钻专用机床的设计

10前言这次毕业设计是关于电机驱动端盖多孔钻专用机床的设计。为了能让钻孔在一道工序上完成，不需要分为几道工序，也就是说为了提高生产效率，使机床能适应新技术、新工艺的要求。目的是改变机床的工艺范围，改善机床的操作性能和劳动强度，适合于组成生产流水线。大多的改巧机床的工作都是在废旧机床进行的，随着科学技术的发展，使原来属于新颖、先进的机床也逐渐变得陈旧、落后，满足不了产品种类日益增加和质量不断提高地需要，我就必须进行有效的技术改造。本次毕业设计主要依据是被加工工件、机床的使用要求和制造条件等。我们可根据工件的结构特点或者根据加工批量来寻求专用机床的方法。这样我们就想到了组合钻床的运用。我们可在废旧的C6136上改造，它装卸方便，维修方便。本次设计利用C6136的机床，作了如下改动一是钻头的动力传动系统，二是大拖板上面的夹具等。经过改装后就类似是台专用组合钻床，能在一道工序中把电机驱动端盖上的孔加工完毕。其中我们必须考虑夹具在机床上怎么样定位、怎么样安装等问题以及传动轴的中心位置的排布。改巧机床的效益是多方面的，从提高生产率来看，假设改造机床100万台，每台的生产效率平均提高20%，这就等于多生产了20万台的新机床，而且能进行大批量的生产，加速我国国民经济的发展。本次设计是关于电机驱动端盖多孔钻专用机床的设计。具的内容就是完成整个机床的总体设计，传动箱和夹具的设计。传动箱设计要注意与机床主轴的联接，齿轮的结构，轴的结构以及相互间的配合，夹具设计就是要使加工工件的定位准确、可靠、满足工艺精度，提高工作效率。本文介绍了“电机驱动端盖多孔钻”专用机床的设计。它是在废旧的C6136车床的基础上进行改造的，目的是能将电机端盖上所要加工的孔在一道工序上全部完成，类似于组合钻床。它主要在钻头的动力传动系统和机床的夹具进行改造，可将传动箱安装在机床的床身上，夹具可安装在大拖板上。注意传动箱与机床主轴的连接，它可采用调整垫板保证三者等高性。其中必须考虑夹具在机床上怎么样定位、怎么样安装等问题以及传动轴的中心位置的排布。通过這些改进后，可以使机床能夠适应新技术、新工艺的要求，适合于组成生产流水线。大多的改巧机床的工作都是在废旧机床进行的，随着科学技术的发展，使原来属于新颖、先进的机床也逐渐变得陈旧、落后，满足不了产品种类日益增加和质量不断提高地需要，我就必须进行有效的技术改造。本次毕业设计主要依据是被加工工件、机床的使用要求和制造条件等。我们可根据工件的结构特点或者根据加工批量来寻求专用机床的方法。这样我们就想到了组合钻床的电机驱动端盖多孔钻52运用。我们可在废旧的C6136上改造，它装卸方便，维修方便。本次设计利用C6136的机床，作了如下改动一是钻头的动力传动系统，二是大拖板上面的夹具等。经过改装后就类似是台专用组合钻床，能在一道工序中把电机驱动端盖上的孔加工完毕。其中我们必须考虑夹具在机床上怎么样定位、怎么样安装等问题以及传动轴的中心位置的排布。改巧机床的效益是多方面的。31．电机驱动端盖多孔钻专用机床的总体设计1．1总体方案论证（1）要深入现场，了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况以及生产率的要求等，确定在电机驱动端盖多孔钻专用机床上的工艺内容及加工方法。（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，既要考虑现实工艺方案，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、修理是否方便，排屑情况是否良好。（3）总体设计确定机床各部件间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向。计算切削用量及机床生产效率。根据任务书的要求和自己的分析初定两种设计方案1.1.1卧式的电机驱动端盖多孔钻专用机床特点：卧式机床重心底、振动小运作平稳、加工精度高、占地面积大1.1.2立式的电机驱动端盖多孔钻专用机床特点：立式机床重心高、振动大、加工精底、占地面积小。1.1.3方案比较根据卧式机床和立式机床的特点比较可知：为了保证电机驱动端盖孔的加工精度和结合气缸体本身的特点选择卧式机床。电机驱动端盖多孔钻542．计算部分2.1选择电动机(1)．确定切削用量根据工序的加工余量合理分配给：1pa=10mm2pa=3pa=16mm4pa=10mm以切削速度满足深孔为主。参考表12-5确定v=20mm/minf=0.2主轴转速:N4.814.32010001000DVNr/min=0.7583310r/min=758.3r/min钻头每分钟进给量:ff=0fn=0.2758.3r/min=151.6mm/min(2).确定机床动力参数主轴运动电动机功率的确定,首先计算每根主轴的切削力/zF=35.7pa75.0rf75.0HBS《金属切削手册》第2版蒋同洋主编第103页(4-8)/zF--------圆周力(N)pa---------背吃刀量(mm)HBS--------布氏硬度/zF=35.775.075.01502.016.0=35.786.4229.016.0=7099.94=71.0NzF=3/zF=71.04N2844(3).机床切削功率5P=6000vFz=600020284=0.94KW(4).电动机功率计算KWppa06.19.071.0(5).选择电动机考虑到安全性,选择电动机Y90S-4额定功率P=1.1KW额定转速dn=1400r/min2．2传动箱的设计2．2．1每个轴的所受的力、扭矩及功率轴M8的钻削63.10538.060.5888.02.011）（FYfKFXfdCF《金属切削手册》第2版汪同洋主编第107页(4-13)796814.3201000100011Dvn(r/min)MMYMKfXMdCM11=588.6012.018.08=670.84(N.M)《金属切削手册》第2版汪同洋主编第103页(4-3)1112nMP2W44.335379684.670轴M6的钻削08.972660.5888.02.012）（FYfKFXfdCF2F1063614.3201000100021Dvn(r/min)MMYMKfXMdCM22=576.96(N.M)电机驱动端盖多孔钻562222nMP2W7.3840106096.57614.3轴M8.4的钻削）（）（NdCFFYfKFXf13.10684.860.5888.02.01337604.814.3201000100033DvnMMYMKfXMdCM33=0.688213332nMP3284.7W2.2.2传动比的确定(1)i1=796/1400=0.58(2)i2=i3=1060/1400=0.76(3)i4=760/1400=0.52.3齿轮的设计计算及校核2.3.1齿轮的材料、精度和齿数的选择因传递功率不大、转速不高、材料按表7-1选取，都采用45钢，锻造毛坯，大齿轮正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。等级精度用8级，轮齿表面粗糙度为Ra1.6。软齿面闭式传动，失效形式为点蚀。2.3.2设计计算(1)设计准则按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）uuKTZZZddHEHt12][131《机械设计》第2版机械工业出版社108页7T1=9.55mNnP141543.01055.91066=2902.12Nmd1=d1t33.1431.1m=d1/z1由表7-6取标准模数m=2mm齿轮1：图1da=mz+2m=2mm482222d=16mmd11.6d=mm24156.1B=20mmD1=da-10m=48-10mm282D0=0.5(D1+d1)=0.5（28+24）=26d0=0.25(D1-d1)mm110mm(可不钻孔)齿轮2：电机驱动端盖多孔钻58图2da=mz+2m=2mm402218d=16mmd11.6d=mm24156.1B=26mmD1=da-10m=40-10mm202D0=0.5(D1+d1)=22mmd0=0.25(D1-d1)10mm(可不钻孔)校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得YFS1=4.0,YFS2=4.06由式（7-12）校核大小齿轮的][σ60MPYYmZφ2KTσF1aεFS1321d1F1([F1σ]=328MPa)581212FSFSFFYYMPa[2F]([2F]=300MPa)9说明合适。注：其余5对齿轮的设计计算后都合格，具体步骤略。2．4轴的设计计算及校核2.4.1轴的材料选择考虑到：①轴的强度、刚度及耐磨性要求；②热处理方法；③材料来源；④材料的加工工艺性；⑤材料价格等，以及传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求，故选择常用材料45钢。2.4.2轴的设计计算以主轴为例，如图3所示图3初步估计轴的直径（参照机械工业出版社《机械设计》第2版）：根据式（10-2），得：d336][2.01055.9nPCnPT=117314152.4=15.8mm刀杆轴的直径d=16m2.4.3轴的强度校核电机驱动端盖多孔钻5101)轴的受力分析(1)画轴的受力简图(2)计算支撑反力.在水平面上：32312lldFLFFaRHR=60602/240600601600N=1400N《机械设计》第2版机械工业出版社182页HRVRHRFFF122=1600-1400=200N在垂直面上：VRrVRFFF21=2/tF=2250N(3)画弯矩图（略）在水平面上,a-a剖面左侧21lFMHRaH=601400N·mm=84000N·mma-a剖面右侧31/lFMHRaH=200x60N·mm=120000N·mm在垂直面上21/.lFMMVRaVAV=2250X60N·mm=120000N·mm合成弯矩,a-a剖面左侧aVaHaMMM22=2213500084000N·mm=159000N·mma-a剖面右侧aVaHaMMM2/2//=2213500012000=135532N·mm画扭矩图转矩T=2/.dFt=4500X240/2N·mm2)判断危险剖面（图略）显然,图所示a-a截面左侧合成弯矩最大,扭矩为T,该截面左侧可能是危险剖面;b-b截面合成弯矩虽不是最大,但该截面左侧轴径小于a-a截面;故b-b截面左侧也可能是危险剖面.若从疲劳强度考虑,a-a,b-b截面均有应力集中,且b-b截面处应力更为集中严重,故a-a截面左侧和b-b截面左,右侧又均有可能是疲劳破坏危险剖11面。3)轴的弯扭合成强度校核由表10-1查得[]=[b]1=60MPa,[b]0=100MPa=[b]1/[b]0=0.6（1）a-a截面左侧33232312107]522)652(616521.0[2)(1.0mmmmdtdbldWMPaWTMe121075400006.01590002222）（）（=29.8MPa〈[]（2）b-b截面左侧W=0.13d=12500m3mb-b截面处合成弯矩bM：bM=aMmmNmmNlmml848006028601590002822）（MPaWTMe125005400006.0848002222）（）（=26.79Ma〈[]4)轴的疲劳强度安全系数校核由表10-1查得:1.02.015530065011，；，，MPaMPaMPab（1）a-a截面左侧dtdbtdWT22.03）（=[0.2]5226526165223）（mm=26168mm由附表10-1查得63.1Kt，1K；由附表10-4查得绝对系数；，76.081.0r轴经磨削加工，由附表10-5查得表面系。0.1则电机驱动端盖