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　　长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 ┊ ┊ 变速器壳体卧式双面专用攻丝机床设计 ┊ ┊ ┊ ┊ [摘要 ]专用机床是用按系列标准化设计的通用部件和按加工零件的形状及加工 ┊ 要求设计的专用部件组成的机床。其通用部件已经标准化和系列化，应用时可 ┊ 根据需要选取，大大缩短了设计和制造周期。专用机床具有成本低、效率高的 ┊ 特点，因此广泛的大批大量的生产中应用。并且随着技术的发展，数控化和自 ┊ 动化程度不断提高。 ┊ ┊ 本文主要介绍了适用于加工轻型车变速器壳体结合面螺纹孔的攻丝专用机 ┊ 床的设计过程。包括了专用机床的总体方案设计、通用部件的选取、主轴箱设 装 ┊ 计等详细内容。详细说明了通用部件的选取过程，以及主轴箱设计时标准件的 ┊ 选取原则和过程，详细的分析了轴的强度。绘制了机床总装图、主轴箱齿轮啮 ┊ 合原理图、主轴箱总装配图和必要零件图等，并利用有限元分析软件对机床主 ┊ ┊ 要部件进行了可靠性分析。 订 ┊ [ 关键词 ] 变速器壳体 专用机床 攻丝 主轴 ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 ┊ ┊ A Horizontal Type’s Two-sided Special UseTapping Machine ┊ Tool ┊ Design for Light Vehicle ’s Gearbox ┊ ┊ ┊ [ Abstract ] A Special Purpose Machine is designed by the series of ┊ standardized common components and parts by processing the shape and ┊ design of special processing requirements of the special machine tool ┊ components. Its generic components have been standardized and serialized, ┊ the application can be selected, greatly shortened the design and ┊ ┊ manufacturing cycle. Combination of machine tool with low cost, high 装 efficiency characteristics, Therefore a large number of extensive ┊ production of a large numberof applications. And as technology advances, ┊ degree of automation and CNC continuously improved. ┊ This paper mainly introduces the combination machine tool designed ┊ ┊ for tapping holes in link surface of gearbox casing of light vehicles. 订 It includes the total project design of the machine, the selection of ┊ ┊ general use parts, the design of spindle box etc. The process of selecting ┊ in general use parts and the principle and process of selecting the ┊ ┊ spindle box is elaborated on, and the strengthen of the shaft were 线 analyzed in detail. Drewtool machine to always pack a diagram, principal ┊ ┊ axis box the wheel gear Nie match a principle diagram, principal axis ┊ box total assemble diagram and necessary spare parts diagram etc., and ┊ ┊ made use of limited dollars analytical software to carry on dependable ┊ sex analysis to the tool machine main parts. ┊ ┊ [ Keywords] Gear-housing Special Purpose Machine Tapping Spindle ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 ┊ ┊ 目 录 ┊ ┊ ┊ 第 1 章 绪论 1 ┊ 1.1 专用机床的定义、组成以及特点 1 ┊ 1.2 专用机床的现状以及发展方向 1 ┊ ┊ 1.3 毕业设计的内容 2 ┊ 第 2 章 专用机床的总体设计 4 ┊ ┊ 2.1 专用机床工艺方案的确定 4 ┊ 2.1.1 确定专用机床工艺方案的基本原则 4 装 2.1.2 加工工艺分析 4 ┊ 2.1.3 定位基准的选择 5 ┊ 2.2 专用机床切削用量的确定 5 ┊ 2.2.1 切削用量的选择 6 ┊ ┊ 2.2.2 确定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具寿命 6 订 第 3 章 专用机床的主轴箱设计 8 ┊ ┊ 3.1 概述 8 ┊ 3.1.1 主轴箱的用途与分类 8 ┊ 3.1.2 主轴箱的组成 8 ┊ 大型通用主轴箱在生产中应用很广，常见的有： 8 线 主轴箱的设计步骤和方法 10 ┊ 3.2.1 主轴箱设计的原始依据图 10 ┊ 3.2.2 主轴结构、轴颈尺寸及齿轮模数的确定 11 ┊ 3.2.3 主轴箱传动系统的确定 12 ┊ 2.3.4 绘制坐标检查图 19 ┊ 3.3 绘制主轴箱总图以及装配明细表 20 ┊ 3.3.1 主视图 20 ┊ 3.3.2 主轴箱展开图 20 ┊ ┊ 第 4 章 主要部件的选择和设计 21 ┊ ┊ 4.1 电动机的选择 21 4.1.1 主运动电动机的选择 21 4.1.2 进给运动电动机的选择 22 4.2 丝杠和导轨的选择 23 4.2.1 丝杠的选择 23 4.2.2 导轨的选择 24 4.3 带传动机构的设计 24 4.4 攻丝机构的选择设计 27 4.4.1 刀具的选择 27 4.4.2 确定主轴类型、尺寸及外伸长度 28 共 П 页 第 П 页 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 第 5 章 对底座及攻丝轴的有限元分析 31 ┊ ┊ 5.1 有限元分析简介 31 ┊ 5.2 有限元分析软件介绍 31 ┊ 5.3 底座的初步设计 31 ┊ 5.4 对机床底座的有限元分析 31 ┊ 5.4.1 机床底座的模型建立并将模型导入 ANSYS Workbench界面 31 ┊ 5.4.2 定义材料 32 ┊ 5.4.3 添加约束并划分网格 32 ┊ ┊ 5.4.4 各阶阵型图 33 ┊ 5.4.5 求解结果 33 ┊ 5.4.6 最终结论 34 ┊ 5.5 对机床有限元分析的展望 34 装 ┊ 总结 错误！未定义书签。 ┊ ┊ 参考文献 错误！未定义书签。 ┊ ┊ 致谢 37 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 П 页 第 П 页 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 ┊ 第 1 章 绪论 ┊ ┊ ┊ ┊ 1.1 专用机床的定义、组成以及特点 ┊ 专用机床是用按系列标准化设计的通用部件和按加工零件的形状及加工要 ┊ 求设计的专用部件组成的专用机床。专用机床常用的通用部件包括：床身、底 ┊ 座、立柱、动力箱、动力滑台以及各种工艺切削头等。对于一些按顺序加工的 ┊ 多工位专用机床，还具有移动工作台或回转工作台。动力箱、各种工艺切削头 ┊ 和动力滑台是专用机床完成切削主运动或进给运动的动力部件，是专用机床通 ┊ ┊ 用部件中最基本的部件。动力头可以同时完成切削主运动和进给运动。动力滑 ┊ 台只能完成进给运动。 装 主轴箱固定在动力箱上，用来布置切削主轴，将动力箱的运动传递给各主 ┊ 轴。由于主轴的位置与具体的零件有关，所以主轴箱必须根据零件进行设计。 ┊ 不能制成完全通用部件，但其中很多零件是通用的。 ┊ 床身、立柱、中间底座是专用机床的支承部件，它能够保证机床刚度和各部件 ┊ 之间的精度。除此之外，专用机床还有各种控制部件，主要是用来保证机床按 ┊ 订 照规定的程序进行工作。 ┊ 专用机床与其他专用机床和普通机床相比有以下特点： ┊ （1）主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工。 ┊ （2 ）生产效率高。因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动 ┊ 加工。 ┊ （3 ）加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和 线 自动工作循环来保证加工精度的一致性。 ┊ ┊ （4 ）研制周期短，便与设计、制造和使用维护简单，成本低。因为通用化、 ┊ 系列化、标准化程度高，通用部件占 70%—— 90%，通用部件可成批生产或进行 ┊ 预制或外购。 ┊ （5 ）自动化程度高，劳动强度低。 ┊ （6 ）配置灵活。因为结构模块化、组合化。可按工件或工序要求，用大量 ┊ 通用部件和少量专用部件灵活组成各种类 ┊ （7 ）的专用机床及自动线；机床易于改装；产品工艺变化时，通用部件一 ┊ ┊ 般还可以重复利用。 ┊ ┊ 1.2 专用机床的现状以及发展方向 ┊ 专用机床可以完成钻孔、绞孔、攻丝、镗孔、镗孔车端面、车削和铣削的 等工序，还可以进行尺寸检验和简单的装配工序。往往一台机床就能同时完成 以上的工序。近几年来专用机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、矿山、 机械、航空、以及军工部门都以得到广泛的使用。专用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。它的特征是高 效、高质、经济实用。我国传统的专用机床及专用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比较大的大中型箱体类和轴类零 件，主要是完成完成钻孔、扩孔、铰孔，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。专用机床的分类有大型专用 机床和小型专用机床，专用机床的配置形式，主要有单工位专用机床和多工位 共 37 页 第 1 页 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 专用机床两大类。其中单工位专用机床包括了卧式专用机床、立式专用机床、 ┊ 倾斜式专用机床、复合式专用机床。多工位专用机床包括了具有移动工作台的 ┊ 专用机床、具有回转工作台的专用机床、鼓轮式专用机床、中央立柱式专用机 ┊ 床。随着技术的不断进步，一种新型的专用机床——柔性专用机床越来越受到 ┊ ┊ 人们的青睐，它是应用了多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自 ┊ 动更换，配以可编程（ 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专用机床。另外，近 ┊ 年来专用机床加工中心、数控专用机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测 ┊ 量机、试验机、输送线）等在专用机床行业中所占份额也越来越大。 ┊ 随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品 ┊ 种、短周期、数控专用机床及其自动线正在冲击着传统的专用机床行业企业， ┊ ┊ 因此专用机床装备的发展思路必须是以提高专用机床加工精度、 专用机床柔性、 装 工作可靠性和技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高 ┊ 专用机床产品数控化率；另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部。