电机驱动端盖多孔钻专用机床的设计

1、0 前 言前 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

2、 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，

3、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。1电机驱动端盖多孔钻专用机床的总体设计电机驱动端盖多孔钻专用机床的总体设计 11 总体方案论证总体方案论证 （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

4、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。2计算部分计算部分 2.1 选择电动机选择电动机 (1)(1)确定切削用量确定切削用量 根据工序的加工余 量合理分配 给： 1 p a =10mm 2 p a = 3 p a =16mm 4 p a =10mm 以切削速度满足深孔为主。参考表 12-5 确定 v=20mm/min f=0.2 主轴转速:N 4 . 8 14 . 3 20 1000 1000 = = D V N r/min=0.7583 3 10 r/min=758.3r/mi

5、n 钻头每分钟进给量:f f= 0 f n=0.2758.3r/min=151.6mm/min (2).确定机床动力参数(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 / z F =35.7 p a 75 . 0 r f 75 . 0 HBS 金属切削手册第 2 版 蒋同洋 主编 第 103 页(4-8) / z F -圆周力 (N) p a -背吃刀量 (mm) HBS-布氏硬度 / z F =35.7 75 . 0 75 . 0 150 2 . 0 16 . 0 =35.7 86 . 42 29 . 0 16 . 0 =7099.94=71.0N z F =3 / z F =71.04 N 284 4 = (3).机床切削功率(3).机床切削功率P= 6000 v Fz = 6000 20 284 =0.94KW (4).电动机功率计算(4).电动机功率计算 KW p p a 06 . 1 9 . 0 71 . 0 = = = (5).选择电动机(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 d n =

6、1400r/min 22 传动箱的设计传动箱的设计 221 每个轴的所受的力、扭矩及功率 每个轴的所受的力、扭矩及功率 轴轴 M8 的钻削的钻削 63 . 1053 8 . 0 60 . 588 8 . 0 2 . 0 1 1 = = = ） （ F Y f K F X f d C F 金属切削手册第 2 版 汪同洋 主编 第 107 页(4-13) 796 8 14 . 3 20 1000 1000 1 1 = = = D v n (r/min) M M Y M K f X M d C M 1 1 = =588.60 1 2 . 0 1 8 . 0 8 =670.84(N.M) 金属切削手册第 2 版 汪同洋 主编 第 103 页(4-3) = = 1 1 1 2 n M P 2 W 44 . 3353 796 84 . 670 = 轴轴 M6 的钻削的钻削 08 . 972 6 60 . 588 8 . 0 2 . 0 1 2 = = = ） （ F Y f K F X f d C F 2 F 1063 6 14 . 3 20 1000 1000 2 1 = = = D v n (

7、r/min) M M Y M K f X M d C M 2 2 = =576.96(N.M)= = 2 2 2 2 n M P 2 W 7 . 3840 1060 96 . 576 14 . 3 = 轴轴 M8.4 的钻削的钻削 ） （ ） （ N d C F F Y f K F X f 13 . 1068 4 . 8 60 . 588 8 . 0 2 . 0 1 3 3 = = = 760 4 . 8 14 . 3 20 1000 1000 3 3 = = = D v n M M Y M K f X M d C M 3 3 = =0.68821 = = 3 3 3 2 n M P 3284.7W 2.2.2 传动比的确定传动比的确定 (1) i 1 =796/1400=0.58 (2) i 2 =i 3 =1060/1400=0.76 (3) i 4 =760/1400=0.5 2.3 齿轮的设计计算及校核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

8、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） u u KT Z Z Z d d H E H t 1 2 1 3 1 = 机械设计第 2 版 机械工业出版社 108 页T1=9.55 m N n P = 1415 43 . 0 10 55 . 9 10 6 6 =2902.12N m d1=d1t 3 3 . 1 431 . 1 m=d1/z1 由表 7-6 取标准模数 m=2mm 齿轮 1： 图 1 da=mz+2m=2 mm 48 2 2 22 = + d=16mm d1 1.6d= mm 24 15 6 . 1 = B=20mm D1=da-10m=48-10 mm 28 2 = D0=0.5(D1+d1)=0.5（28+24）=26 d0=0.25(D1-d1) mm 1 = S,故 a-a 剖面安全。 （2）bb 截面右侧 抗弯截面系数 W=0.1 3 3 3 3 14061 52 1

9、. 0 mm mm d = = 抗扭截面系数 3 3 3 3 28122 52 2 . 0 2 . 0 mm mm d W T = = = 又前文已求得 b M =84800N.mm,故弯曲应力 MPa MPa W M b b 03 . 6 14061 84800 = = = MPa b a 03 . 6 = = 0 = m 切应力 MPa MPa W T T T 2 . 19 2812 540000 = = = MPa T m T 6 . 9 2 / = = = 由附表10-1查得过盈配合引起的有效应力集中系数 89 . 1 , 6 . 2 = = K K 。 又 81 . 0 = ， 76 . 0 = 及 , 0 . 1 = 2 . 0 = a 1 . 0 = 。则 m K S + = 1 = 32 . 15 0 . 02 03 . 6 81 . 0 0 . 1 1 300 = + m a K S + = 1 = 6 . 9 1 . 0 6 . 9 76 . 0 0 . 1 63 . 1 155 + =6.24 S= 2 2 S S S S + = 2 2 24 . 6 32 . 15 24 . 6 32 . 15 + =5.78 显然 SS,故 b-b 截面右侧安全. (3)b-b 截面左侧 3 3 3 3 25000 50 2 . 0 2 . 0 mm mm d W T = = = b-b 截面左右侧的弯矩，扭矩相同。 弯曲应力 MPa MPa W M b b 78 . 6 125001 84

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