二轴钻孔机床及主轴箱设计开题报告
毕业设计(论文)开题报告学生姓名边卫锋专业机械设计制造及其自动化班级09机械1班拟选题目 二轴钻孔机床及主轴箱设计1. 课题的意义 机床主轴箱设计，是在学习过课程机械设计原理之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。主轴箱是组合机床的重要组成部件。他是选用通用零件，按专用要求进行设计的。在组合机床设计过程，是工作量较大的部件之一。多轴箱是用于布置（按所要求的坐标位置）机床工作主轴及其传动零件和相应的附加杋构的。它通过按一定速比，排布传动齿轮，把动力从动力部件，传给各工作主轴，使之获得要求的转速和转向等。设计的好坏，将直接影响机床的使用性能和制造工作量的大小以及成本的高低。2. 国内外现状 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。 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。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。目前，在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。他的特征是高效、高质、经济、实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、绞孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高科技专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速1000020000r/min，最高进给速度可达2060m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。3.主要研究内容：本次要完成的是二轴钻孔机床及主轴箱设计，要求该机床能够：一次装夹一个零件，一次完成二孔的钻削加工，机床具有高的加工精度，运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修，调整，易操作，满足大批量加工生产的要求。其主要研究内客；1) 设计机床的“三图一卡”，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等。2)根据所加工孔的位置及速度要求，算出切削速度和主轴转速，确定多轴箱轮廓尺寸、主轴的型式和直径。再根据驱动轴位置和转速、各主轴及其转速要求，合理布置传动轴的位置，把驱动轴和各主轴连接起来，使各主轴获得所需转速和转向，完成钻孔。3）由所给的已知条件、工作环境等对设计方案进行论证，选定最合适的设计方案。4）形成设计初稿。5）对多轴箱部件的齿轮、主轴等进行强度、刚度校核，并根据校验结果对其结构、尺寸等进行修改。6)绘制多轴箱装配图，零件图及编制部件明细表。4.所采用的方法、手段以及步骤等 1.主轴箱设计的原始依据2.主轴箱的型式与直径的确定和主轴箱所需动力的计算3.传动系统的设计与计算（传动系统设计的一般要求、主轴分布类型级传动系统设计方法）4.主轴箱坐标计算（主轴箱坐标原点的确定、坐标计算的顺序、主轴坐标的计算、传动轴坐标的计算）5.检查图的绘制6.总图和零件的设计目录第一章 前言 1.1 组合机床的特点 1 1.2 组合机床的分类和组成 1 1.3 组合机床的方案选择 2 第二章 组合机床总体设计 2.1 被加工零件工序图3 2.1.1 被加工零件的工序作用 3 2.1.2 被加工零件工序图内容 3 2.2 加工示意图4 2.2.1 加工示意图的作用 4 2.2.2 加工示意图的内容 4 2.2.3 加工示意图的画法 4 2.3 机床联系尺寸图5 2.3.1 机床联系尺寸图的作用 6 2.3.2 机床联系尺寸图的主要内容 6 2.3.3 机床联系尺寸图的画法 6 2.3.4 机床装料高度H的确定 7 2.4 机床生产率计算卡 7 2.4.1 生产率计算卡的作用 7 2.4.2 计算方法 7第三章 主轴箱设计 3.1 主轴箱的基本结构、种类和用途 10 3.1.1 主轴箱的用途和种类 10 3.1.2 大型标准主轴箱的结构 10 3.2 主轴箱的设计步骤 10 3.3 主轴箱的设计方法 11 3.3.1 确定箱体轮廓尺寸 11 3.3.2 计算切削力和切削功率 12 3.3.3 确定主轴直径 12 3.4 主轴箱传动系统设计 13 3.4.1 传动系统设计一般要求 13 3.4.2 主轴分布类型及传动系统设计方法 14 3.4.3 手柄轴的设置 15 3.5 主轴箱坐标计算 16 3.5.1 确定坐标原点 16 3.5.2 坐标计算顺序 17 3.5.3 主轴坐标计算 17 3.5.4 传动轴坐标计算 18第四章 主轴箱总图和零件图设计 4.4.1 主轴箱总图设计 20 4.4.2 主轴箱补充加工图设计 20 4.4.3 主轴箱的润滑 20第五章 设计总结 12设计体会 13致谢24参考文献 255.参考文献1大连组合机床研究所编.组合机床（第1册）.北京：机械工业出版社，19752大连组合机床研究所编. 组合机床设计参考图册.机械工业出版社，19763雷天觉.液压工程手册.北京 机械工业出版社， 19904谢家瀛.组合机床设计简明手册M.北京机械工业出版社.19945裘愉. 从几个侧面看组合机床的发展动向. 组合机床与自动化加工技术 1994年第11期.6李如松组合机床和自线的技术发展组合机床与自动化加工技术，19997佟璞玮. 中国组合机床市场.1999中国机电产品市场展望.8李庆余、张佳.机械制造装备设计.机械工业出版9陈日耀主编. 金属切削原理2版 北京出版社.2002.110李明、王合增、张应午 . 组合机床的发展趋势及企业的对策 机械产品与科技 2002年第1期.11许福玲，陈尧明.液压与气压传动，机械工业出版社，200212王先逵主编. 机械设计工艺学2版 北京机械工业出版社.2006.1.13黄奇葵、钟华珍、张福润.机械制造基础13液压气压技术速查手册.张利平.化学工业出版社，200714李庆余、孟广耀.机械制造装备设计2版M.北京机械工业版社，2008.7.研究进度安排：选 题:2012年12
