毕业设计(论文)减速器下箱体专用数控铣削机床设计(PROE.doc
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1、南京林业大学本科毕业设计(论文)题 目:减速器下箱体专用数控铣床设计(PR0/E)学 院: 机械电子工程学院 专 业: 机械设计制造及其自动化学 号: 学生姓名: 指导老师: 职 称: 二零零六年五月二十日摘要本次设计的题目是:减速器下箱体专用数控铣床设计(Pro/E)设计的主要任务有:夹具的设计、铣削头的设计、主轴箱的设计及机床床身和机床其他零部件的设计。本次设计主要重点在铣削头和主轴箱的设计上,由于同时加工两个平面,两个铣削头同时进行加工,加工平面间距较小,所以铣削头不能采用标准部件。在尺寸的确定上要满足加工要求。由于只有两个铣削头进行加工,主轴箱内轴的分布并不复杂,但由于铣削头内主轴要穿
2、过主轴箱,所以在主轴箱前后盖的设计上满足铣削头的要求。加工的自动化,所以夹紧方式采用液压夹紧。运用Pro/E软件进行设计比传统的手工设计更加直观便捷,大大的提高了产品的生产效率,缩短了产品的生产周期,提高了市场的适应能力。本设计取得了如下成果:进一步学习了数控机床和专用机床的理论知识;巩固了机械设计制造等相关基础知识;初步具备了主轴箱以及整个机床的设计能力;提高了计算机辅助设计软件AutoCAD和Pro/E的应用能力;设计出了结构合理,满足要求的专用数控机床。关键词:铣削头、主轴箱、夹具设计、Pro/EAbstractThe title of the Paper is: the design
3、of digital milling machine used under the back ground of race-reduce machine.The main task concerns about the design of the pincers ,the head of the milling machine ,the axis-box, the parts of the machinery and the machinery itself .Milling machine cant use the norm unit for the fact that we should
4、forge the two machine at the same time with so few interval , but the size should coincidence with requisition .For we only make two milling machine at the same time ,the inside distribution of axis-box is not as complicate as imagination .While the internal axis of milling machine go across the mai
5、n axis-box, the back cover of axis-box should follow the requisition.We used the fluid pressure in clamping on account of productive automation.Compare with the traditional methodology, the use of Pro/E software is more swift in design. It has greatly improved the production efficiency, cut down the
6、 production period, enhanced the ability to adaptation the world market.The achievements of research are as follow :To begin with, I have strengthen my knowledge about the digital machinery and specialized machinery, secondly, stablized the knowledge of mechanic designing and making, and more ,the c
7、apacity in designing and making axis-box and the whole machinery, further more, the ability in use of AuToCAD and Pro/E , a computer auxiliary design software .And now ,I can layout a specialized digital machinery with a reasonable structure and coincidence with the requisition.Key word: the head of
8、 milling machinery、 the axis-box,、pincers design and Pro/E.目录前言1组合机床、数控机床的概述2组合机床及其特点2数控机床3数控机床的定义3数控机床的组成3数控铣床的概述4提高通用部件水平5发展中、小批生产的组合机床5采用新刀具5发展自动检测技术6扩大工艺范围 6的主要功能与简介6的产生与应用6的运行环境7的特性7专用数控铣床总体设计8专用铣床总体方案的确定8铣削方式8箱体类零件工艺基准面的选择9确定工件的夹压位置9被加工零件的特点9零件生产批量10其他应注意的问题10确定切削用量及选用刀具10刀具的选用10切削用量及切削速度的确定11
9、切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度的计算11动力部件的选用12切削总功率、切削力的计算12动力部件的工作循环、工作行程、滑台及动力箱的确定13机床装料高度15主轴箱轮廓尺寸15底座的确定16机床生产率计算卡16铣削头的设计18铣削头的用途18铣削头的作用18专用铣削头的设计19组合机床主轴箱的设计20总述20主轴箱的设计21主轴箱结构形式选择21传动系统的设计与计算21主轴箱前盖的设计25主轴箱后盖的设计25夹具设计26夹具的总体设计26设计步骤26夹具本体设计27夹具主要零件设计28夹具体的设计28支撑销28夹紧油缸28压板28致谢30参考文献31前 言一、毕业设计目的 毕业设计是机械制
10、造工艺及设备本科专业学生毕业前的必修内容,其目的是使学生通过了基础课、专业基础课和专业课的教学过程后进行一次大型的机械设备设计训练,促使学生运用所学的各种知识,查阅各种有关资料、进行必要的调查研究和分析,从而获得独立自主解决工程技术问题的能力,使学生在毕业后能尽快适应所担负的工程技术工作,为祖国多做贡献。二、 设计任务本次毕业设计的任务是设计专用铣削机床,具体的机床类型有卧式组合机床和立式组合机床等。组合机床有机械、液压、电气三大部分。由于设计时间有限,本次设计的基本任务是完成机械部分的设计。在学生有余力时也可以进行其他部分的设计。组合机床的机械部分有许多通用部件和专用部件组成。毕业设计的任务
11、就是针对具体的设计任务选择合适的通用部件和设计专用部件。在设计中要完成以下工作:主要设计内容:要求设计一台专用数控铣床。完成对减速器上2平面的铣削。年生产纲领5万台以上。加工对象:减速器下箱体2平面的具体要求见图纸。具体要求:机床总体三维设计图。主轴箱三维装配图。夹具三维装配图。完成零件、部件、总体设计。用PRO/E、UG等软件设计说明书 1.5万字。内含生产率设计计算过程,设计方案选择过程等内容。约30页左右,A4纸,5号宋体打印。要求计算正确,书写工整,字句通顺,简图清晰。毕业设计说明书在调查研究及设计过程中,学生应将有关资料及时纪录,最后整理、编写成说明书。其内容包括毕业设计任务、各种方
12、案示意图及比较分析,必要的计算和最终结论,设计工作完成的心得体会和建议等。涉及说明书应该随图纸设计过程同时进行编写,最后整理完成。三、毕业设计工作进度安排本次毕业设计全过程从第一周到第16周,共16周。首先了解任务书的内容和要求;其次找到设计过程中的所需的参考书,并掌握相关的知识;第三,参观工厂了解组合机床的具体结构以及其夹具的基本结构;第四,能熟练运用PRO/E软件及PHOTOSHOP等软件,第五,完成毕业设计、图册和说明书,准备答辩。具体安排如下:第13周:熟悉任务,收集资料,设计准备,写开题报告。第45周:完成数控铣床的夹具的设计。第611周:完成数控铣床的主轴箱的设计。第1213周:各
13、部件的设计,修改和检验。第1415周:打印图纸和写说明书。第16周:整理所有的设计资料,做好毕业答辩的准备工作。第章组合机床、数控机床的概述组合机床及其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、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序,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部件约占全部机床零、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
14、动化程度高,因而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,又有专门厂成批制造,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,对操作工人的技术水平要求不高。5) 当被加工产品更新时,采用其他类型的专用机床时,其大部分部件要报废。用组合机床时,其通用部件和标准零件可以重复使用,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。数控机床数控机床定义数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的
15、最新成就而发展起来的一种典型的机电一体化产品。数控机床是电子计算机或专用电子计算装置对数字化的信息进行处理而实现自动控制的机床。国际信息处理联盟(IFIP)第五技术委员会对数控机床定义如下:数控机床是一个装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码,或其他符号编码指令规定的程序。定义中所说的程序控制系统,即为数控系统。进一步说,当把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入数控装置,经过译码、运算,从而实现控制刀具与工件的相对运动,加工出所需要的零件的一种机床,即为数控机床。数控机床的组成数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体。数控机床是在自动化控制下工作的。数控机床工作时,所
16、需的给种控制信息要靠某种中间载体携带和传输,这种载体称作“工作介质”。控制介质有多种,如穿孔带、穿孔卡、磁带及磁盘等,采用哪一种则取决于数控装置的类型。数控机床是在以数控装置为核心的数控系统的控制下,按给定的程序自动地对零件进行加工。自50年代数空机床问世以来,数控装置已由NC发展大CNC(计算机控制)。特别是微处理机和微型计算机在数控装置上成功应用后,使计算机数控装置的性能和可靠性不断提高,成本不断下降,其高性能价格比,促进了数控机床的迅速发展。CNC装置的基本工作过程分为九步:输入、译码、刀具补偿、进给速度处理、插补、位置控制、I/O处理、显示和诊断。机床伺服系统是以机床移动部件(工作台)
17、的位置和速度作为控制量的自动控制系统。伺服系统接受计算机插补生成的进给位移量,将其转化为机床工作台的位移。由于伺服系统是直接控制工作台的移动位置的,所以它应满足的要求是:进给速度范围要大,位移精度要高,工作速度响应要快以及工作稳定性要好等。伺服系统由驱动装置和执行机构组成。执行机构的作用是根据控制信息,即来自比较环节的跟随误差信号转化为机械位移。驱动装置是用来驱动执行机构的。由于比较环节输出的信号较弱,不足以驱动执行机构,故需进行整形、滤波、电压放大以及功率放大,然后驱动执行机构带动工作台移动。驱动装置随执行机构的不同而异。数控机床的伺服系统按其控制方式可分为开环伺服系统、半闭环伺服系统和闭环
18、伺服系统三大类。数控铣床概述随着社会生产和科学技术的迅速发展,机械产品日益精密复杂,且需求频繁改型,普通机床或专有化程度高的自动化机床已不能适应这些要求。为了解决上述问题,一种新型机床数控机床应运而生。数控机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等有点。它总合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型结构等多方面的技术成果,是今后数控机床的发展方向。当今,数控机床技术呈现如下发展趋势:1) 高精度化2) 运动高速化3) 高柔性化4) 高自动化5) 高可靠性6) 智能化7) 复合化8) 网络化9) 开放式体系结构提高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要标准是:品种规格齐全
19、,动、静态性能参数先进,工艺性好,精度高和精度保持性好。目前应注意开发适应强力铣削的大功率动力滑台,高精度镗铣头和高精度滑台,以及适应中小批量生产的快调、速换动力部件和支承部件。机械驱动的动力部件具有性能稳定,工作可靠的优点。目前,机械驱动 的动力部件应用了交流变频调速电机和直流私服电机等,使机械驱动的动力部件增添了新的竞争力。动力部件采用镶钢(硬度可达HRC5860)、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、齿型皮带等新结构。支承部件采用焊接结构等。由于提高了部件的精度和动、静态性能,因而使被加工的工件精度明显提高,表面粗糙度减小。发展适应中、小批生产的组合机床在机械制造业中,中小批生产约占80%。在
20、某些中批生产的企业中,如机床、阀门行业等,其关键工序采用组合机床。其中机床厂用组合机床加工主轴变速箱孔系,产品质量稳定,生产效率高,技术经济效果显著。发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床,可换主轴箱式组合机床以及自动换刀式数控组合机床可用于中小批生产。但这机床结构复杂,成本较高。带转塔式主轴箱的组合机床,由于不能制造的太大,安装的主轴箱数量有限,因此只适应工序不多,形状不太复杂的零件加工。采用新刀具近年来出现了多种新刀具,如具有度层的硬质合金刀片、立方炭化硼刀具、各种可转换的密齿铣刀、喷吸钻头、镶有可换转为刀片的“短钻头”等。一般情况下采用先
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