毕业论文--全卧式双工位枪铰机床主轴箱及其主轴箱给机构的设计.doc

1 前言 1.1选题背景及意义 工业是一个国家的支柱产业，而机械工业又是整个工业的基础，它服务于其它的各行各业，是一个国家现代化水平的重要标志之一，因此我们国家应该加快机械行业的发展，发现生产中存在的问题，并努力解决这些问题，在解决这些问题的同时，实现淘汰落后产品，衍生先进产品，达到运用先进技术努力提高加工效率、加工精度的目的。但是，我们还要认清实际情况，从我国的国情出发，不能盲目追求产品的高精度与产品的先进性，从而忽略了其经济性。我们现阶段的宗旨是要在满足加工精度的前提下，尽最大努力的降低生产成本。 镗床在机加工过程中被广泛应用。在实际生产过程中的很多零件，例如发动机缸盖或箱体类零件，其上需要加工许多孔。如果用普通单轴镗床进行加工，因其只能在主轴上装一个刀具进行单孔加工，所以在大批量生产中不仅生产率低，而且操作者劳动强度大，精度也无法得到保证。目前多轴镗床在实际生产中已得到了广泛的应用，其不但能同时加工工件上的多个孔，大幅提高生产率，减轻工人的劳动强度，而且还能保证孔距、孔径等多种精度要求。 本次设计的机床的加工对象是缸盖，缸盖是汽车发动机上的一种零件，其上分布有许多的孔，图1.1是某种型号的缸盖，此缸盖的加工要求精镗2-φ13.5的孔，孔距精度为300±0.05。原来该工序是在普通镗床上完成的，通过导套来保证孔径和孔距的精度，但是如果大批量生产就会出现生产率低，工人劳动强度大，等问题，所以在这种情况下就比较适合选用多轴镗床进行加工。 图1.1 缸盖 因此根据以上分析，将设计课题定为双工位枪镗机床主轴箱设计。 主轴箱的性能主要是由设计质量决定的，任何一台机床的设计都分为方案设计和结构设计。所以本次设计首先要确定设计方案，画出设计方案示意图，其次就是对主轴箱进行总体结构设计，包括电机的选择、轴和齿轮的设计、箱体的设计、轴承的选择及其它附件的设计等。然后根据以上设计内容绘制装配图，通过装配图表达出主轴箱的设计思路、工作原理及各零件间的相互位置、尺寸、结构形式等。 为了提高加工效率及保证孔径、孔距的精度，本次设计中采用双动力头，两个工件装夹之后，同时加工。机床的整体布局为：床身为卧式，夹具及工件放置在床身中部，工件夹紧由夹紧汽缸自动完成，两个多轴动力头及主轴箱整体可沿导轨水平移动。 1.3 机床主要结构 (1)床身部分 床身部分由支架、滑板、螺纹丝杠、同步带轮等组成。伺服电机转动经同步带传动、齿轮传动至螺纹丝杠，使滑板直线移动的同时，带动主轴箱直线移动。螺纹杠置于导轨面中间，以减少偏移力矩，改善丝杠的受力状况。床身内裆作为油池，使滚珠丝杠及部分导轨面沉浸在润滑油中，减轻床身及螺纹丝杠的磨损，提高他们的使用寿命和使用效率。 床身为整体铸造，铸造进行后时效处理，消除内应力，要求不能有砂眼气孔等缺陷存在，以防止漏油。导轨滑动面为平面，淬火后再进行精密磨削，以达到减小摩擦力的目的。 （2）主轴箱部分 主轴箱安装在滑板上面，实现主轴箱的进给和回退运动。电机通过联轴器和齿轮传动带动两个钻削轴运动。箱体本身也是油箱，轴承、齿轮等均为甩油润滑。 （3）夹具部分 夹具部分由活动钻模板、固定钻模板、导向柱、钻套等组成。汽缸杆伸出时可装入或取出工件，汽缸杆抽回可夹紧工件进行加工，每个机床有两副夹具，每夹副具夹装两个工件，当其中一副夹具处于加工位置时，另一副夹具进行已加工工件的卸载和未加工工件的夹装，以提高加工效率。 卧式双工位枪镗主轴箱的工作原理是：电动机经联轴器带动高速轴运动，通过齿轮传动达到转速要求，并将运动传到主轴，使主轴带动刀具完成加工过程。 为了将运动和动力传递路线及各部件的组成和联接关系表达清楚，用机构简图来表示传动方案，根据要求主轴箱的设计方案有一下三种： (a) (b) (c) 图2.1 主轴箱传动方案简图 合理的传动方案首先要满足机器的功能要求，比如传递功率的大小、转速和运动形式等。此外还要适应工作条件（工作环境、工作制度等），满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、工艺性和经济性合理、使用维护便利等多种要求。但是要同时满足这些要求是非常困难的，因此要通过分析比较多种设计方案，选择能保证重点要求的较好方案继续进行设计。 图2.1所示为卧式双轴镗床主轴箱的三种传动方案简图，(a)方案使用联轴器将电动机轴与高速轴联接，然后由高速轴上齿轮直接带动主轴运动，此方法虽结构简单，但是无法满足主轴转速的要求；（b）方案加入了一个分散齿轮，主轴驱动分散齿轮，分散齿轮再驱动主轴运转，这种方法虽能满足转速要求，但两主轴间的尺寸不符合要求；（c）方案解决了以上两种方案的不足之处，在上一种方案的基础上再加入一组过度齿轮，这样就能满足主轴转速和主轴距离的要求。这种方案不仅结构紧凑，而且符合主轴箱的工艺要求，所以从结构和工艺性考虑，(c)方