2170 T6112臥式鏜床系統(tǒng)的設(shè)計

2170 T6112臥式鏜床系統(tǒng)的設(shè)計,t6112,臥式,鏜床,系統(tǒng),設(shè)計 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告設(shè) 計 題 目 : T6112 臥式鏜床系統(tǒng)的設(shè)計 院 系 名 稱: 機電工程學院 專 業(yè) 班 級: 機械 08-1 班 學 生 姓 名: 周宏偉 導 師 姓 名: 金 慧 芳 開 題 時 間: 2012.3.18一、課題研究目的和意義：指導委員會審查意見：簽字： 年 月 日根據(jù)所學專業(yè)的需要，為了使所學知識得以運用，選擇臥式鏜床為我的畢業(yè)設(shè)計題目。 鏜床類機床的主要工作是用鏜刀進行鏜孔，所以叫鏜床。主要用鏜刀對工件已有的預制孔進行鏜削的機床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。鏜床主要分為臥式鏜床、坐標鏜床、金剛鏜床等。因為臥式鏜床除鏜孔外，還可鉆孔，擴孔，鉸孔。尤其適合大型，復雜的箱體類零件的孔加工。一般情況下，零件可以在一次安裝中完成大部分甚至全部的加工工序，所以臥式鏜床特別適合于加工形狀、位置要求嚴格的孔系和加工尺寸較大、形狀復雜且具有孔系的箱體、機架床身等零件。因此，臥式鏜床也是我國重點開發(fā)設(shè)計的主要機床產(chǎn)品之一。T6112 臥式鏜床就是在這種背景下應運而生的。由于 T6112 臥式鏜床在性能與結(jié)構(gòu)上的諸多優(yōu)點，它的應用領(lǐng)域越來越寬廣，已形成了比較成熟的設(shè)計制造技術(shù)。臥式鏜床主要由工作臺，主軸箱，前立柱，后立柱，下滑座，上滑座和床身等部件組成。主要可以完成下列工作運動：1、 鏜桿的旋轉(zhuǎn)運動；2、 鏜桿的軸向進給運動3、 主軸箱垂直進給運動 4、 工作臺縱向進給運動 5、 工作臺橫向進給運動6、 輔助運動：主軸箱，工作臺，在進給方向上的快速調(diào)位運動； 通過運用自己所學知識及大量的實際考察和查閱資料，對臥式鏜床的傳動系統(tǒng)、主軸箱及主軸變速機構(gòu)進行設(shè)計。最終實現(xiàn)臥式鏜床的各種加工。二．文獻檢索1.鏜床的發(fā)展史最早的鏜床設(shè)計者—— 達· 芬奇鏜床被稱為“ 機械之母”。說起鏜床，還先得說說達· 芬奇。這位傳奇式的人物，可能就是最早用于金屬加工的鏜床的設(shè)計者。他設(shè)計的鏜床是以水力或腳踏板作為動力，鏜削的工具緊貼著工件旋轉(zhuǎn)，工件則固定在用起重機帶動的移動臺上。1540 年，另一位畫家畫了一幅《火工術(shù)》的畫，也有同樣的鏜床圖，那時的鏜床專門用來對中空鑄件進行精加工。 為大炮炮筒加工而誕生的第一臺鏜床（威爾金森，1775 年）到了 17 世紀，由于軍事上的需要，大炮制造業(yè)的發(fā)展十分迅速，如何制造出大炮的炮筒成了人們亟需解決的一大難題。 　　世界上第一臺真正的鏜床是 1775 年由威爾金森發(fā)明的。其實，確切地說，威爾金森的鏜床是一種能夠精密地加工大炮的鉆孔機，它是一種空心圓筒形鏜桿，兩端都安裝在軸承上。 1728 年，威爾金森出生在美國，在他 20 歲時，遷到斯塔福德郡，建造了比爾斯頓的第一座煉鐵爐。因此，人稱威爾金森為“斯塔福德郡的鐵匠大師” 。1775 年，47 歲的威爾金森在他父親的工廠里經(jīng)過不斷努力，終于制造出了這種能以罕見的精度鉆大炮炮筒的新機器。有意思的是，1808 年威爾金森去世以后，他就葬在自己設(shè)計的鑄鐵棺內(nèi)。 鏜床為瓦特的蒸汽機做出了重要貢獻如果說沒有蒸汽機的話，當時就不可能出現(xiàn)第一次工業(yè)革命的浪潮。而蒸汽機自身的發(fā)展和應用，除了必要的社會機遇之外，技術(shù)上的一些前提條件也是不可忽視的，因為制造蒸汽機的零部件，遠不像木匠削木頭那么容易，要把金屬制成一些特殊形狀，而且加工的精度要求又高，沒有相應的技術(shù)設(shè)備是做不到的。比如說，制造蒸汽機的汽缸和活塞，活塞制造過程中所要求的外徑的精度，可以從外面邊量尺寸邊進行切削，但要滿足汽缸內(nèi)徑的精度要求，采用一般加工方法就不容易做到了。 斯密頓是十八世紀最優(yōu)秀的機械技師。斯密頓設(shè)計的水車、風車設(shè)備達 43件之多。在制作蒸汽機時，斯密頓最感棘手的是加工汽缸。要想將一個大型的汽缸內(nèi)圓加工成圓形，是相當困難的。為此，斯密頓在卡倫鐵工廠制作了一臺切削汽缸內(nèi)圓用的特殊機床。用水車作動力驅(qū)動的這種鏜床，在其長軸的前端安裝上刀具，這種刀具可以在汽缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，以此就可以加工其內(nèi)圓。由于刀具安裝在長軸的前端，就會出現(xiàn)軸的撓度等問題，所以，要想加工出真正圓形的汽缸是十分困難的。為此，斯密頓不得不多次改變汽缸的位置進行加工。 對于這個難題，威爾金森于 1774 年發(fā)明的鏜床起了很大的作用。這種鏜床利用水輪使材料圓筒旋轉(zhuǎn)，并使其對準中心固定的刀具推進，由于刀具與材料之間有相對運動，材料就被鏜出精確度很高的圓柱形孔洞。當時、用鏜床做出直徑為 72 英寸的汽缸，誤差不超過六便士硬幣的厚度。用現(xiàn)代技術(shù)衡量，這是個很大的誤差，但在當時的條件下，能達到這個水平，已經(jīng)是很不簡單了。 但是，威爾金森的這項發(fā)明沒有申請專利保護，人們紛紛仿造它，安裝它。1802 年，瓦特也在書中談到了威爾金森的這項發(fā)明，并在他的索霍鐵工廠里進行仿制。以后，瓦特在制造蒸汽機的汽缸和活塞時，也應用了威爾金森這架神奇的機器。原來，對活塞來說，可以在外面一邊量著尺寸，一邊進行切削，但對汽缸就不那么簡單了，非用鏜床不可。當時，瓦特就是利用水輪使金屬圓筒旋轉(zhuǎn)，讓中心固定的刀具向前推進，用以切削圓筒內(nèi)部，結(jié)果，直徑 75 英寸的汽缸，誤差還不到一個硬幣的厚度，這在當對是很先進的了。 1.4 工作臺升降式鏜床誕生（赫頓， 1885 年）在以后的幾十年間，人們對威爾金森的鏜床作了許多改進。1885 年，英國的赫頓制造了工作臺升降式鏜床，這已成為了現(xiàn)代鏜床的雛型。2、國外鏜床行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀鏜削加工是一種比較傳統(tǒng)的加工方法。目前，在 21 世紀初期，美、德、日等各國鏜床的發(fā)展歷史，大致可分為以下三個階段：(1)二十世紀初期，即鏜床的誕生階段。(2)到二次大戰(zhàn)前，這是鏜床行業(yè)從誕生到形成較完整體系的階段。(3)從二次大戰(zhàn)到現(xiàn)在，是鏜床的質(zhì)量、性能、水平大發(fā)展的階段。目前，隨著電子技術(shù)、計算機、自動化、控制測量技術(shù)和材料工業(yè)的發(fā)展，國外鏜床的控制技術(shù)、鏜削工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計及外圍設(shè)備均有了新的發(fā)展，達到了與 70 年代明顯不同的新高度。其主要發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢歸納如下：(1)鏜床數(shù)控技術(shù)得到迅速發(fā)展。 (2)臥式鏜床設(shè)計結(jié)構(gòu)和工藝的發(fā)展。(3)向柔性化、無人化、超精密化的開拓性研究。國外數(shù)控鏜床及臥式加工中心產(chǎn)品大多以普通臥鏜為基型，發(fā)展成不同水平的產(chǎn)品。如在普通臥鏜上配上不同水平的數(shù)控系統(tǒng)后成為不同的數(shù)控臥鏜。在數(shù)控臥鏜的基礎(chǔ)上，再加上刀庫和機械手，成為自動換刀型的產(chǎn)品。最終都將會演變成不同布局和不同精度水平的臥式加工中心產(chǎn)品。在國外已普及用 CAD 對機床的基礎(chǔ)大件如床身、立柱、滑座等進行優(yōu)化設(shè)計。這樣不僅可以大量節(jié)約原材料，同時還可縮短設(shè)計周期，提高機床的動態(tài)特性。更為突出的是，在機床設(shè)計中普遍采用模塊化設(shè)計方法，可較快地開發(fā)新品種，滿足不同用戶的需求。當新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料在機床上大量應用時，使機床技術(shù)水平有明顯的高，促使加工零件高精度化，高效化和高速化。3、我國鏜床行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀經(jīng)過將近半個世紀的發(fā)展，我國鏜床行業(yè)已經(jīng)發(fā)展成一個具有相當規(guī)模、門類齊全、有一定技術(shù)水平以及生產(chǎn)能力的金屬切削機床行業(yè)。目前，國內(nèi)最大的 TK6925 數(shù)控落地銑鏜床在齊齊哈爾第二機床公司設(shè)計制造完成。這次最大的銑鏜床是為武漢船用機械廠生產(chǎn)的。是目前同類產(chǎn)品中規(guī)格最大，技術(shù)含量最高，具有自主知識產(chǎn)權(quán)且結(jié)構(gòu)新穎的重型機床，具有十二軸控制，任意四軸聯(lián)動功能。以落地銑鏜床為主體的高技術(shù)含量機電一體化重型金切機床裝備，已成為齊二機床公司參與市場競爭，實現(xiàn)企業(yè)快速發(fā)展的支柱性主導優(yōu)勢產(chǎn)品，市場占有率已達 85%以上，引領(lǐng)國內(nèi)數(shù)控落地銑鏜床快速發(fā)展。由交大昆機科技股份有限公司開發(fā)出的 TK6111 數(shù)控銑鏜床，填補了我國在臺式數(shù)控臥式銑鏜床上的空白，各項技術(shù)性能指標達到國內(nèi)鏜軸直徑 110mm 規(guī)格的臺式數(shù)控臥式銑鏜床的領(lǐng)先水平，進一步縮短了與國外同類產(chǎn)品的差距。我國機床工業(yè)已經(jīng)取得了巨大的成就，但與世界先進水平相比，還有較大的差距，因而我們必須奮發(fā)圖強、努力工作，學習和引進國外的先進科學技術(shù)，以便早日趕上世界先進水平。三、基本內(nèi)容、擬解決的主要問題：3.1 設(shè)計基本內(nèi)容：1. 根據(jù)任務(wù)書給定的基本技術(shù)參數(shù)，確定 T6112 臥式鏜床系統(tǒng)設(shè)計的總體技術(shù)方案。2. 根據(jù)總體技術(shù)方案進行主傳動系統(tǒng)的設(shè)計，軸的設(shè)計及其校核，齒輪的設(shè)計，主軸軸承的設(shè)計與校核，鍵的設(shè)計與校核，以及對驅(qū)動系統(tǒng)進行選擇設(shè)計，完成結(jié)構(gòu)圖、部件圖和零件圖的詳細設(shè)計。3.2 擬解決的主要問題包括：仔細分析了臥式鏜床的組成結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)圖，主要針對主軸箱進行了全面細致的研究設(shè)計，針對主軸進行了改進，使臥式鏜床的應用更為廣泛，功能更多，加工的零件精度更高。四、研究思路和方法（1） 參閱相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)資料，如木片工作手冊等，設(shè)計出若干種實現(xiàn)設(shè)計任務(wù)的技術(shù)方案。分析和比較各方案的優(yōu)缺點，綜合考慮性能和經(jīng)濟性，從中優(yōu)選確定本課題的總體技術(shù)方案。（2） 完成各功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和零部件選型，如機構(gòu)方案設(shè)計、驅(qū)動電機選型。（3） 進行對主軸箱各組成部件的結(jié)構(gòu)尺寸的計算、強度校核、驗算過程、驅(qū)動系統(tǒng)的選擇等。（4） 完成總裝配圖、部件圖、零件圖設(shè)計和說明書的撰寫。五、設(shè)計進度安排1、2 月 27 日~3 月 27 日 調(diào)研及收集相關(guān)資料；2、3 月 28 日~4 月 12 日 方案設(shè)計、審查和確定，撰寫開題報告；3、4 月 13 日~5 月 20 日 繪制圖紙和撰寫設(shè)計說明書；4、5 月 21 日~5 月 27 日 統(tǒng)一打印5、5 月 28 日~6 月 9 日 提交圖紙，說明書，圖審及修改；6、6 月 10 日~6 月 15 日 畢業(yè)答辯。六、查閱的主要文獻[1] 賈亞洲. 金屬切削機床概論. [M] 吉林大學: 機械工業(yè)出版社，2007.7[2] 吳宗澤. 羅圣國.機械設(shè)計(課程設(shè)計) 手冊.[M]第二版 高等教育出版社，2007[3]王晶.機械原理與設(shè)計.高等教育出版社，2007.7.[4]戴澤墩.工程力學.北京理工大學出版社，2009.1.[5]張英杰.CAD.CAM 原理與應用.高等教育出版社，2007.4.[6] 劉品.劉哲 . 機械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ). [M] 第四版 哈爾濱工業(yè)大學出版社，2006[7] 劉濤.劉偉 . 變速器殼體加工組合機床設(shè)計[J]. 組合機床與自動化加工技術(shù)，2005[8] 王三民. 機械原理與設(shè)計課程設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1[9] Koren Y, Heisel U , Jovine F , et al. Reconfigurable manufacturing systems[M]. Annals of the CIRP , 2004．