毕业设计（论文）给定的法兰盘进行加工的专用机床设计.doc

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1、目 录摘要2Abstract3第1章 专用机床简介41.1专用机床概述41.2该毕业设计的意义41.3专用机床发展史41.4国内外该研究技术现状51.5发展趋势6第2章 主轴箱72.1确定机床参数72.1.1确定主轴各级转速72.1.2确定电动机型号72.2拟定机床的传动方案72.2.1结构式的确定72.2.2 传动结构式、结构网的选择82.2.3 确定传动组及各传动组中传动副的数目82.2.4 传动式的拟定82.2.5 结构式的拟定82.3 绘制转速图82.3.1确定各级转速并绘制转速图82.3.2确定各变速组传动副的齿数91.变速组a:92.变速组b:93.变速组c:104.变速组d:10

2、2.4 绘制传动系统图11第3章 钻头变距箱123.1轴径计算123.2齿轮部分计算：13第4章 夹具的设计21第5章 床身设计265.5.2特点：285.5.3滚珠丝杆螵母副的消隙28第六章 机床联系尺寸图32参考文献33摘要随着生产力的不断发展，现代工厂对于专用机床的需求越来越强烈。在现有组合机床已经无法完全满足工厂的生产需要的同时，专用机床逐渐走进人们的视野。此次设计的主要目标，是完成能够对4种给定的法兰盘进行加工的专用机床。根据给出的工件数据以及现有资料，此次机床的设计被分为以下几个部分。它们分别是：主轴箱，发动机，钻头变距箱，进给系统，船身，专用夹具。关键词：专用机床，主轴箱，传动系

3、统，钻头变距箱，专用夹具。AbstractAlong with the development of the productive forces unceasing, the factory is getting more and more interested into special purpose machine while the existing aggregate machine-tool was already unable to satisfy the factorys production needs as the special purpose machine enters

4、 peoples field of vision. The target of this design is to complete a special machine which can process four kinds of plates. According to the data, the design can be divided into the following several parts: special machine tool, spindle box, transmission system, adjusting system of the drill, clamp

5、. Key words: special machine tool, spindle box, transmission system, adjusting system of the drill, clamp. 第1章 专用机床简介1.1专用机床概述 组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，再配以少量专用部件而组成的专用机床，具有一般专用机床结构简单，生产率及自动化程度高，易保证加工精度的特点，又能适应工件的变化，具有一定的重新调整、重新组合的能力。组合机床可以对工件采用多刀、多面及多方位加工，特别适于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。组合机床可完成钻、扩、

6、铰、镗孔、攻螺纹、车、铣、磨削以及滚压等工序。1.2该毕业设计的意义传统机床只能对一种零件进行单刀，单工位，单轴，单面加工，成产效率低且加工精度不稳定，专用机床能够对一种（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。本毕业设计针对法兰盘设计专用组合机床，有利于提高大批量生产的法兰盘的生产效率，提高加工精度稳定性，节约社会资源。1.3专用机床发展史 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。

7、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。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0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达0.030.02微米 。1.4国内外该研究技术现状 组合机床自1911年在美国研制成功后便广泛应用于大批量生产的

8、汽车工业中，并且随着汽车工业的发展而逐步完善。组合机床是根据被加工件的工艺要求，按照工序高度集中的原则而设计的，并以系列化 、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件而组成的专用设备，并配以专用夹具，采用多把刀具同时进行加工。组合机床的辅助动作实现了自动化，具有专用、高效、自动化和易于保证加工精度。当被加工的零件尺寸结构有所改进时，合机床的通用零部件还可以重新被利用组成新的组合机床，且具有一定的柔性度。在数控设备还没有普及和推广的几十年里，它对于提高加工效率，降低对操作者的技术要求起到了很大的作用，尤其是组合铣床和专用钻床，在壳体类零件的加工线中应用非常广泛。近几年来，由于国家加大基础设施的投

9、入，工程机械需求呈现了强劲的增长势头，部分生产厂家呈现出一年翻一番的发展形势，虽然国家因出现局部经济过热而采取对钢材、建材、电解铝等行业进行调控，但许多重点工程都陆续开工上马，工程机械虽不会出现过热现象，但今后几年仍然会维持较大程度的增长态势。国内工程机械同进口产品相比，其特点是价位低、产品稳定性、可靠性差、零件加工手段落后。随着国家对世贸承诺的逐步实现，价格的竞争优势也逐渐减少，以装载机为例：目前大多数的主机生产厂及部件配套厂家对变速箱箱体、变矩器壳体前车架、后车架、动臂、驱动桥等关键零件，大多采用通用设备加工，这种加工方式的缺点有：生产能力难以扩大，产品质量不稳定，在制品积压严重，经济效益

10、不够显著。值得庆幸的是国内比较大的装载机生产厂家都已逐步认识到这一问题。在机构件方面，厦工、临工、宜工、龙工纷纷采用组合机床对动臂、前车架、后车架，前后铰接架的孔系进行加工，零件一次装夹，多头同时加工，比通用机床单孔逐个加工，效率提高了36倍，而且避免了工件调头而产生的二次定位误差。运用组合机床加工结构件与通用机床相比各孔系坐标精度可以由1mm提高到0.2mm，同轴度05mm提高到008mm孔系平行度由07mm提高到01 mm 而且所有精度均靠机床本身的装配精度保证，为提高整车的质量奠定了基础。变速箱箱体是装载机运动系统中的核心部件， 零件本身的结构刚度较差，而加工精度相对要求较高，不采用特殊

11、措施，使得与变速器结合面008mm的平面度以及各孔对此面的垂直度，各孔中心矩均难以保证。组合机床与通用机床组合生产线使适当的投资能迅速扩大生产规模，解决通用机床加工效率低，同一工序需要多台机床加工的难题。在工程机械快速发展的今天，我们面临的产品上规模，质量上台阶的难题，都可以运用组合机床加工得到有效的解决，组合机床在工程机械领域有着更大的发展空间。1.5发展趋势现阶段组合机床主要应用于大批量生产中，随着组合机床加工的发展与各种生产管理技术的发展与完善，组合机床在中小批量生产中也将得到广泛的应用，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

12、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。 本次机床设计主要包括主轴箱，钻头变距箱，夹具以及床身的设计。第2章 主轴箱2.1确定机床参数2.1.1确定主轴各级转速 查标准数列表，主轴各级转速为（） 140；224；355；560；900；1400.2.1.2确定电动机型号可知电动机功率P=5.5kw。 电机转速nd: 因为nmax =1400r/min ，根据N=5.5 KW，由于要使电机转速nd与主轴最高转速相近或相宜，以免

13、采用过大的升速或过小的降速传动。采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。所以初步定电机为：Y132S-4，电机转速1440r/min。2.2拟定机床的传动方案2.2.1结构式的确定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩

14、大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。2.2.2 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。2.2.3 确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有、个传动副。即 传动副中由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因子： ，可以有两种方案： 6=32；6=

15、23；2.2.4 传动式的拟定6级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。综上所述，传动式为6=32。2.2.5 结构式的拟定初选的方案。2.3 绘制转速图2.3.1确定各级转速并绘制转速图 由 z = 6 确定各级转速：（）140；224；355；560；900；1400.绘制的转速图如下：2.3.2确定各变速组传动副的齿数1.变速组a: 变速组a由3个传动副，其传动比分别为：。后两个传动比小于1，取其倒数，按u=1，1.58，2.496查表3-9,

16、查出符合三个传动比的齿数和分别有： 60，62, 64, 66, 68, 70，72, 74, 80 60、62、70、72、75、77， 78 60、62、70、72、75、77， 78 符合的有70，可取70 ,于是可得轴齿轮齿数分别为：35、20，27.于是，可得轴II上的三联齿轮齿数分别为：35,50,432.变速组b:变速组b有2个传动副，其传动比分别为：，。第一个传动比小于1，取其倒数，按u=1.58，2.496,查表3-9, 查出符合两个传动比的齿数和分别有： 80、82、84、86、88、90、92、94.496 81、84、86、87、88、90、92符合的有88，可取8,8

17、,于是可得轴齿轮齿数分别为：34,25。于是， 可得轴III上的双联齿轮齿数分别为：54,63。3.变速组c: 变速组c有1个传动副，其传动比为： 其传动比小于1，取其倒数，按u=1.387.查表得符合传动比的齿数分别为：31.43 4.变速组d: 变速组d有1个传动副，其传动比为： 其传动比小于1，取其倒数，按u=2.3.查表得符合传动比的齿数分别为：30，69.算得各齿轮的参数如下：(mm)齿数模数分度圆直径齿根高齿顶高齿根圆直径齿顶圆直径中心距352.587.53.1252.581.2592.587.5205043.75552767.561.2572.53587.581.2592.550

18、125118.7513043107.5101.25112.53431023.75398.5105132257571.57854162158.516563189181.51952.4 绘制传动系统图 根据轴数，齿轮副，电动机等已知条件可绘制出如下系统图： 第3章 钻头变距箱3.1轴径计算钻削力的计算根据高速钢标准钻头钻削力及功率的计算公式有切削扭矩：轴向力：切削功率：因为工件材料已知为20钢查表可知20钢的材料属性为：硬度为：156HBW查表可得数据如下根据任务书给出的数据，可以选得钻头的最大直径为25mm即又选得带入公式中，有如下结果：按扭转强度及刚度计算轴径如下根据扭转强度：因为轴上有1根键

19、，且轴端攻有螺纹。综合上述原因，轴径选为30mm3.2齿轮部分计算：经过初步判断，初选齿轮材料选用45号钢，进行调质处理。查表可得这种材料的力学性能为：强度极限：屈服极限：强度为：217255HBW因为传动比为2初步选择齿数为： 根据齿根弯曲疲劳强度设计该齿轮，试选那么计算小齿轮所传递的转矩为：因为 初选查表得齿形系数为：应力修正系数为：查表可得齿轮的弯曲疲劳强度极限为计算和有：其中计算是按照工作10年，每年250天，每天8小时进行的查表得弯曲疲劳寿命系数为： 计算弯曲疲劳许用应力如下选择安全系数计算大小齿轮的，并进行比较。显然，小齿轮的较大，应该以小齿轮的为准进行计算。计算模数，带入中的较大

20、者修正计算结果如下确定小齿轮分度圆直径为计算圆周速度为：由此可以从表中选得该齿轮为8级精度确定齿宽确定载荷系数K如下由表中查得使用系数，由表中查得动载荷系数查表确定又有，查表可确定齿向载荷分布系数为查表得比小且接近，不需要进行修正计算几何尺寸如下模数取为标准值m=3齿数 分度圆直径为 齿宽校核齿面接触疲劳强度如下查表有材料的弹性影响系数（均采用铸钢）又取时，查得节点区域系数同前，由表查得接触疲劳寿命系数 由表查得齿轮的接触疲劳强度极限计算接触疲劳需用应力如下：取失效概率为1%，安全系数，由下式可得：代入中的较小值即，强度足够。对第二套齿轮进行计算同样选用45钢，调质处理。即：强度极限：屈服极限

21、：强度为：217255HBW传动比为2选择 按照齿根弯曲疲劳强度设计，试选计算小齿轮传递的扭矩为：由前一组齿轮可得线速度所以则的转速为：试选 则有初选查表得齿形系数 应力修正系数 查表得齿轮的弯曲疲劳强度极限为计算应力循环次数为查表得弯曲疲劳寿命系数为 取安全系数为有：计算大小齿轮的，并进行比较。小齿轮及的较大，应以小齿轮的为准进行比较。计算模数m综合考虑，选取m=3修正计算结果如下:圆周速度为查表可知，应选择8级精度。又 则，选查表得查表得与相近且稍小，不需要修正。计算几何尺寸如下： 同前 查表得 查表得即满足条件第4章 夹具的设计4.1零件的分析4.1.1.零件的作用 题目所给定的零件是法

22、兰盘（见毕业设计任务书）， 法兰盘是起联接作用的重要零件。4.1.2零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,有四种不同的型号，以其中一种为例，有一组加工表面,这一组加工表面以114.3为中心，包括两个235的端面及上面的8个22mm的透孔，孔距为190mm。这组加工表面是以114.3为中心,对22的孔进行加工。4.2夹具设计4.2.1机床夹具 机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。专用夹具是专门为某一个零件的某一道工序而设计制造的。它一般由底座、支柱、定位和紧固等部分组成，这些部分通过螺钉、销钉、焊接或

23、粘结等方法牢固地连结在一起，一般不能拆卸。专用夹具在大批量生产中还是一种很必要的工艺设备。 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 本夹具将用于可调试钻孔专用机床，对工件进行钻，扩，绞三道工序的加工。4.2.2夹具设计1、问题提出：利用本夹具主要是钻四组不同型号法兰盘不同孔径的孔。此孔.没有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工时，

24、主要应考虑如何提高劳动的生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。2.、夹具设计1）根据定位基准的选择原则，采用以法兰盘的中心孔以及端面来定位。 2） 工件的夹紧 由于设计的是手动夹紧，一方面要考虑工件的安装与拆卸，另一方面还要实 现夹紧力基本相同，所以考虑使用双压板夹紧。 3）钻削力及夹紧力计算切削扭矩：轴向力：查书机械制造工艺设计手册表3-31，材料为20钢，可得=333.54、=1.9、=0.8；=833.5、=1、=0.7.修正系数： 由前计算得 切削扭矩：轴向力：由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式 P=KF其中：其余系数K=K1K2K3K4 K1基本安全系数 1.3 K2加工性

25、质系数1.1 K3刀具钝化系数1.15 K4断续刀削系数1.2所以 K=1.31.11.151.2.=1.98考虑到实际夹紧力，以及所加工零件的结构特征，决定选用压板夹紧结构 而且不需要进行强度校核。4）定位误差分析 夹具的作用首先是要保证工序加工精度，在设计夹具选择和确定工件的定位方案时，除根据工件定位原理选用相应的定位原件外，还必须对选定的工件的定位方案能否满足工序的加工精度要求作出判断。为此，就需要对可能产生的定位误差进行分析和计算。定位误差是指由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。对某一定位方案，经分析计算其可能产生的定位误

26、差，只要小于工件有关尺寸或位置公差的1/3-1/5,一般即认为此定位方案能满足该工序的加工精度要求。工件在夹具中的位置是由定位元件确定的，当工件上的定位表面一旦与夹具上的定位元件相接触或相配合，作为一个整体的工件的位置也就确定了。但对于一批工件来说，由于在各个工件的有关表面之间，彼此在尺寸及位置上均有着在公差范围内的差异，夹具定位元件本身和各定位件之间也具有一定的尺寸和位置公差。这样一来，工件虽定位，但每个被定为共建的某些具体表面都会有自己的位置变动量，从而造成工序尺寸和位置要求方面的加工误差。一批工件在夹具中的定位，由于定位不准产生的定位误差主要是由基准位置误差和基准不重合误差两个部分组成，

27、固提高定位精度的主要措施也就在于消除或减少这两方面的误差。5）夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。他们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。本道工序加工中主要保证工艺孔的尺寸以及它们之间的距离要求，表面粗糙度为Ra为0.8m 。钻套采用孔径为22-30mm，钻套用衬套的孔径为44mm 。 两工艺孔的尺寸由选用的钻头尺寸满足；工艺孔的表面粗糙度0.8m，由本工序所选用的加工工步钻、扩、绞满足。5） 夹具的组成 本次设计的专用夹具主要包括夹具体、钻模板、回转工作

28、台、压板等。夹具体 材料为HT200，夹具体一般是夹具上最大最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考录便于装卸工件及在机床上的固定。因此，夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决于工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等，所以在夹具设计中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。弹簧定位销定位销的作用就是限制物品的自由运动度。自由度：凡是物体在空间内，必定有六个自由度，X Y Z 三个轴向的直线运动，以及绕着X Y Z的旋转运动。 定位销就是参与限制这些自由度的零件。在由两部分或更多部分构成的模具中，使模具相邻两部分准确定位而设计的销

29、。分类：1.固定式定位销 2.可换式 定位销定位销 3.锥面定位销 4.削边定位销 5.标准菱形定位销定位销在模具中应用最为广泛。借助定位销来达到定位的目的，或是防止安装位置、方向的错误等等。可调试钻孔钻模板钻模板通常是装配在家具体或支架上，或与夹具体上的其他援建相连接。在设计钻模板的结构时，主要要根据工件的外形大小、加工部位、结构特点和生产规模以及机床类型等条件而定。要求所设计的钻模板结构简单、使用方便、制造容易。保证钻模板有足够的刚度的前提下，要尽量减轻其重量。保证钻模板与工件的距离为（0.7-1.5）d。钻模板上安装钻套的底孔与定位原件的位置精度直接影响工件孔的位置精度。回转工作台回转工

30、作台是可进行回转或分度定位的工作台。通用转台是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件，用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工时转动工作台，则可加工圆弧面和圆弧槽等。通用转台按结构不同又分为水平转台、立卧转台和万能转台。 水平转台:在圆台面上有工件定位用的中心孔和夹紧用的T型槽 。台面外圆周上刻有360的等分刻线。台面与底座之间设有蜗杆-蜗轮副（见蜗杆传动）,速比为90:1或120:1，用以传动和分度,蜗杆从底座伸出的一端装有细分刻度盘和手轮。转动手轮即可驱动台面，并由台面外圆周上的刻度（以度为单位）与细分刻度盘读出旋转角度。分度精度一般为60。水平转台的蜗杆伸出端也可用联轴器与机床传动装置联接，以实

31、现动力驱动。 立卧转台：底座有两个相互垂直的安装基面，使台面既可水平也可垂直放置。 万能转台:台面可以在090范围内倾斜任意角度, 使工件在空间的任何角度都能准确调整。 本次设计主要利用通用转台的原理设计专用转台，实现对不同参数的四种法兰盘进行加工。（主要实现30度，45度，60度的转位）压板 压板的材料通常采用45号钢，热处理后硬度为HRC40-45.当用于夹压有色金属工件或已加工表面时，应在压板的工作部分镶装塑料、夹布胶木或铜块等，以防止损伤工件表面。第5章 床身设计床身设计主要是合理利用空间，优化各个部件的位置，实现机床的功能性。床身设计主要包括支撑件，导轨，电动机、主轴箱、钻头变距箱的

32、定位夹紧。5.1支撑件 支撑件是机床的基础构件。在切削中，刀具与工件间相互作用的沿着大部分支撑件逐个传递并使之变形。支撑件的变形和振动将直接影响加工精度和光洁度。因此，支撑件是机床十分重要的构件。对支撑件的基本要求1.应具有足够的刚度。即支撑件在规定的最大载荷（额定载荷）作用下，变形不得超过一定的数值，以便保证刀具和工件间的相对位移不超过加工精度允差。2.应具有足够的抗振性。3.一般应具有较小的热变形和热应力。4.应该排屑畅通，吊运安全，并有良好的工艺性以便制造和装配。支撑件的重量往往占机床总重的80%-85%。因此，减轻支撑件的重量对节约金属特别有效。支撑件根据其形状，可分为三类：1. 一个

33、方向的尺寸比两个方向打得多的零件。（床身）2. 两个方向的尺寸比第三个方向大得多的零件。（工作台）3. 3.三个方向的尺寸都差不多的零件。（箱体及升降台）5.2导轨导轨:金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载， 同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。导轨分类按运动性质分为主运动导轨、进给导轨和移置导轨。按摩擦性质分为滑动导轨和滚动导轨。按受力状况可分为开式导轨和闭式导轨。导轨

34、应满足的要求1. 导向精度 2.精度保持性 3.低速运动平稳性 4.结构简单、工艺性好导轨的截面形状与组合直线运动滑动导轨截面形状主要有三角形、矩形、燕尾形和圆形，并可相互组合，本次设计主要采用三角形和矩形导轨的组合，这种组合兼有导向性好、制造方便和刚度高的优点而应用广泛。导轨的材料导轨的材料有铸铁、钢、有色金属和塑料等，对导轨材料的主要要求是：耐磨性高、工艺性好和成本低。本次设计的导轨设计主要采用铸铁，铸铁是一种成本低，有良好的减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。采用淬火的办法提高铸铁导轨表面的硬度，可以增强康磨料磨损、粘着磨损的能力，防止划伤与撕伤，提高导轨耐磨性。目前，采用铸铁

35、作支承导轨的，多数都要淬硬。只有必须采用刮研精进行精加工的精密支承导轨，以及某些移置导轨，才不淬硬。5.3电动机的定位本次设计电动机与主轴箱之间主要采用带传动。带传动不仅安装时必须把传动带张紧在带轮上，而且由于实际的传动带并不是完全的弹性体，当传动带工作一段时间之后，会因塑性变形和磨损而松弛，使初拉力降低，从而使带传动的工作能力下降。因此，为保证传动带中必要的初拉力，保证带传动正常工作，必须对带传动进行定期检查并及时重新张紧。5.4主轴箱、钻头变距箱的定位 本次设计的主轴箱与钻头变距箱采用相同的定位方式，如下图。5.5滚珠丝杠螺母连接 滚珠丝杆螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动

36、装置。它以滚 珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。5.5.1组成及工作原理：组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。 工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺 旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环 运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。5.5.2特点：传动效率高：机械效率可高达92%98%。 摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。 轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。经预紧后可消除 间隙。使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面

37、经热处理后获得高的 硬度。5.5.3滚珠丝杆螵母副的消隙双螺母垫片调隙：滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）通过改 变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。当工 作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。双螺母螺纹调隙：图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。两个工作螺母以平键与外套相联，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。当两个锁紧螺母转动时，正是由于平键限制了 工作螺母的转动，才使得带外螺纹的工作螺母能相对于锁紧螺母轴向移动。间隙调整 好后，对拧两锁紧螺母即可。结构紧凑，工作可靠，应用较广。 双螺母齿差

38、调隙： 在两个工作螺母的凸缘上分别切出齿数为Z1、Z2的齿轮，且Z1、Z2相差一个齿，即Z2-Z1=1两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合，内齿圈紧固在螺母座上。设其中的一个螺母Z1转过一个齿时，丝杆的轴向移动量为为S1，则有： Z1:1=T:S1 如果两个齿轮同方向各转过一个齿，则丝杠的轴向位移为: 例：当Z1=99，Z2=100时，。可以达到很高的调整精度。5.5.4滚珠丝杆螺母副的安装滚珠丝杆螺母副所承受的主要是轴向载荷。它的径向载荷主要是卧式丝杆的自 重。安装时，要保证螺母座的孔与工作螺母之间的良好配合，并保证孔与端面的垂直 度等。这时主要是根据载荷的大小和方向选择轴承。另外安装和配置

39、的形式还与丝杆 的长短有关，当丝杆较长时，采用两支撑结构；当丝杆较短时，采用单支撑结构。T图a：一端固定，一端自由：适用于短丝杆及垂直丝杆。图b：一端固定，一端浮动：一端同时承受轴向力和径向力，另一端径向力，当丝 杆受热伸长时，可以通过一端做微量的轴向浮动。图c：两端固定的支撑形式：通常在它的一端装有碟形弹簧和调整螺母，这样既 能对滚珠丝杆施加预紧力，又能在丝杆热变形后保持不变的预紧力. 第六章 机床联系尺寸图机床联系尺寸图是用来表示机床的配置形式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。它是进行主轴箱、夹具等专用部件设计的重要依据。机床联系尺寸图的内容包括机床的布局形式，通用部件的

40、型号、规格，动力部件的运动尺寸和所有电动机的主要参数，工件与各部件间的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸等。确定机床高度尺寸装料高度：装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离。因本机床为单机生产，不受车间滚道高度等影响，主要考虑工人操作方便，确定安装高度。参考文献1.张耀宸 主编 机械加工工艺手册 航空工业出版社。19872.李洪主编 机械加工工艺手册 北京出版社.1990。3.机械制造工艺设备设计手册编写组编 机械制造工艺及设备手册 机械工业出版社 19924.机械制造工艺设计手册 王绍俊 主编 哈尔滨工业大学出版社 19845.沈阳工业高等专科学校 刘克明主编 公差与检测 机械工艺出版社

41、19956.东北重型机械学院 洛阳工学院 第一汽车制造厂职工大学编 机床夹具设计手册 上海科学技术出版社 19907.实用机械加工工艺手册 陈宏钧 主编 2004年 机械工业出版社8.机械设计课程设计指导书 罗圣国等 高等教育出版社，19829.机械加工工艺手册 张耀宸主编 航空工业出版社，198710.实用机械加工工艺手册 陈宏钧主编 2004年 机械工业出版社11.组合机床设计 沈阳工业大学编 上海科学出版社198512.组合机床设计 大连组合机床研究所编 机械工程出版社 197513.机械加工工艺师手册 杨叔子编 机械工程出版 200014 机械原理第六版 孙恒 陈作模编 高等教育出版社，2000.15 机床设计手册2 机械设计手册编写组编 机械工业出版社 198616 机床设计手册3 机械设计手册编写组编 机械工业出版社 1986