T611镗床主轴箱传动设计及尾柱设计
第1章绪论 1.1项目的研究意义 在当今时代,任何一个具备完整工业体系的国家,都会有相当数量的制 造业,如汽车、机车、电力、船舶、航空航天、冶金矿山、石油化工、机床 工具、通信、轻工、建材、家电、食品、仪器、仪表等。上述这些部门大多 与机械工业有关,有的是实质上就是机械工业,它们都是用机械设备制造各 种各样的产品。所以说机械工业是国民经济的装备部,是国民经济的先导, 是国家重要的基础工业。如果一个国家的机械工业水平不高,它生产的产品 在国际市场上是很难有竞争力的,也是很难立于世界民族之林的!美国是世 界工业强国,70年代美国曾认为制造业是“夕阳工业”,经济重心应由制造 业转向高科技产业及服务业等第三产业。科研重理论成果,不重视实际应用, 政府不支持产业技术,使美国制造业产生衰退。而同期日本重视制造技术, 重视高素质人才的培养,注重将高科技成果应用于制造业,加之严密的社会 组织,很快把原来美国占绝对优势的产业如汽车、照相机、家电、机床、复 印机、半导体等变成自己的主导产业,占领了世界市场。这很快引起了美国 政界、科技界、企业界有识之士的关注。为此,80年代后期,美国政府和 企业迅速组织调查,MIT在调查报告中指出:“一个国家要想生活的好,必 须生产的好。振兴经济的出路在于振兴制造业”,当前国际间“经济的竞争 归根到底是制造技术和制造能力的竞争”。 锋床是一种主要用锋刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较 大、精度要求较高的孔,特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较 高的孔,如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。所以对其进行合理设 计,其意义十分重大。 1.2国内外的科技现状 国外现状: 德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。特 别讲究“实际”与“实效”,坚持“以人为本”,师徒相传,不断提高人员素质。 在发展大量大批生产自动化的基础上,于1956年研制出第一台数控机床后, 一直坚持实事求是,讲求科学精神,不断稳步前进。德国特别注重科学试验, 理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧 密合作,对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特性问 题进行深入的研究,在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、 先进实用、货真价实,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。 德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、 刀具、测量、数控系统、各种功能部件,在质量、性能上居世界前列。如西 门子公司之数控系统和Heidenhain公司之精密光栅,均为世界闻名,竞相 米用。 国内现状: 在产品开发上,国内支柱企业重点放在数控机床上,年生产机床台数 和数控机床所占比例逐年上升。据不完全统计,2004年钻锋床行业共开发 新产品81种,其中数控机床新产品61种,占开发新产品的近80%。数控产 品中在国内具有领先水平的有36种,包括车铳锋等复合加工中心,高速(最 高转速在15000r/min至36000r/min)立、卧式加工中心、高速铢削中心、 大型卧式加工中心(工作台尺寸2000mmX4000mm及以上)、龙门式加工中心 (龙门五面、龙门五轴)、五轴联动加工中心、高精度数控机床等。 1.3设计产品的用途和应用领域 该产品主要用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔,特别是分布在不同 表面上、孔距和位置精度要求较高的孔,如各种箱体、汽车发动机缸体等零 件上的孔。卧式锋床的主轴水平布置并可轴向进给,主轴箱沿前立柱导轨垂 向运动,工作台可纵向或横向运动,可钻、扩、皎、和锋孔及车削内、外螺 纹、攻螺纹、车外圆柱面、端面及用端铳刀、圆柱铳刀铳平面等。 1.4设计方案 1.4.1设计目标、研究内容和拟解决的关键问题 设计目标: 完成对T611型铁床主轴箱体传动设计以及尾柱设计 研究内容: (1)T6U锋床主轴箱设计 (2)T6U锋床尾柱设计 解决的关键问题:T611型锋床主轴箱体传动设计 1.4.2设计方案 对T611型篷床主轴箱体传动设计以及尾柱设计 1.4.3题目的可行性分析 当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、 高精、高效、高自动化先进机床,以加速工业和国民经济的发展。中国加入 WTO后,正式参与世界市场激烈竞争,今彳爰如何加强机床工业实力、加速 数控机床产业发展,实是紧迫而又艰巨的任务。 1.4.4本项目的创新之处 对主轴箱传动进行优化设计,提高生产效率和降低生产成本。 第2章机床总体设计 该型号车堂床是一种主要用篷刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺 寸较大、精度要求较高的孔,特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要 求较高的孔,如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。卧式锋床的主轴 水平布置并可轴向进给,主轴箱沿前立柱导轨垂向运动,工作台可纵向或横 向运动,可钻、扩、皎、和锋孔及车削内、外螺纹、攻螺纹、车外圆柱面、 端面及用端铳刀、圆柱铳刀铳平面等。 根据机床的精度等级和工作性能要求,构思主传动系统,初步拟定采用 集中传动,采用三相异步电动机,经分级变速箱实现主轴所需的各级转速和 转速范围。 (1) 确定变速组传动副数目 实现18级主轴转速变化的传动 2.1确定电机 根据功率要求查表选取电动机型号 Y160M-4 llkw n=1460r/min 2.2机床布局 ① 确定结构方案 ② 主轴传动系统采用普通v带,齿轮传动 ③ 传动型式采用集中传动 ④ 主轴正反转方向,制动采用能耗制动器 ⑤ 变速齿轮系统采用多联滑移齿轮 ⑥ 润滑系统采用飞溅油润滑 (2) 布局 采用卧式锋床常规的布局型式,机床主要组成部件有床身、前立柱、主 轴箱、工作台和后立柱等。此次设计主传动系统包括I、II、IIL IV轴及相 关部件。 第3章主传动系统设计 3.1拟定结构 (1) 确定变速组传动副数目: 18=3X3X2 (2) 确定基本组和扩大组: 18=31x33x29 (3) 验算最后扩大组变速范围: r2 = 9顼『)=1.26*<2t)=8 40、50、63、80、 100、 125、 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、 1000、 1250、 1600。 Z1 : Z2 =1:1.26 Z3 : Z4 = 1:1.262 = 1:1.58 乙=40 Z2 = 50 Z3 =35 Z4 = 55 Z5 =30 Z6 = 60 Z5 :Z6 = 1:1.263 = 1:2 Z7 : Z8 = 1.26:1 Z7 =53 乙=42