(28)
此轴为主传动轴,由其传递的扭矩是由动力箱输出的,扭矩大,此外,该轴还是手柄轴,根据《组合机床设计简明手册》,选取轴径 d=30mm。
由于Ⅰ轴和Ⅱ轴传动过程相同,则具体尺寸也相同。因此Ⅰ、Ⅱ轴尺寸零件图如下:
图9 Ⅰ、Ⅱ轴零件图
Fig. 9 Ⅰ、Ⅱ shaft parts drawing
图10 Ⅴ轴零件图 Fig. 10 V shaft parts drawing
(4)轴的强度校核:
从上述可知,各轴所能承受的扭矩:
M1'?1100kg.mm 轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ d=20
'M2?2700kg.mm轴Ⅴ d=25 通过计算各轴所承受载荷的情况:
M?90Kg?mm 轴Ⅰ、Ⅱ 1
M?96Kg?mm 轴Ⅲ、Ⅳ 2 轴Ⅴ M?250Kg?mm
由此可以得出,各轴实际承受的扭矩远远小于轴所能承受的扭矩最大值。因此其
强度完全满足要求。
通过以上计算校核分析,我们可以得出设计所需要的各种数据。 所设计如下表所示:
表 3 各轴轴径及齿轮参数
Table 3 The shaft diameter of axle and gear parameters 轴号 Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
轴径 20 20 20 20 25 30 30
齿数 25 25 30 30 25 40 36
模数 2 2 2 2 2 2 3
扭矩 90 90 96 96 282 452 452
转速 732 732 610 610 732 458 458
5 经济性分析
任何一个较为复杂的机械零件,都有不同的加工工艺方案,特别是一个新产品,从开发设计,试制,小批量投产到产品发展和成熟时期的大批量生产,都要经历不同的生产批量过程。作为组成这一产品的机械零件必须根据生产批量来确定其工艺方案,现以矿山挖掘机箱体为例,说明在不同生产批量情况下,如何合理选择定位基准,采用适宜的生产设备和工艺手段,以保证加工质量可靠,满足市场的需求。达到生产批量的能力,同时投资小,见效快,成本低,从而获得企业的最大经济效益。
以镗?5.2孔为例:共有粗、半精、精镗?5.2孔,刮环槽?55等加工步骤。如果单独采用多步骤镗削,必须经过16次镗削,假设每次的镗削成本为5元,共计80元每加工完一个零件。如果采用组合机床,组合机床设计制造成本为8万元,每件加工成本以10元计。年产量按10000件计算,则每年减少加工成本70万元[14]。扣除组合机床的制造成本,每年节省60万元。
通过以上分析可以得出,在本次设计中,组合机床的广泛应用大大减少生产了成本;生产批量决定工艺方案,工艺方案决定经济效益;合理选择定位基准可以降低加工时间。
6 总结
由本文的论述,我们了解到,通过对矿山挖掘机箱体加工设备的研究与应用,
在机床和刀具方面进行合理设计和选择,有效提高了加工效率和产品质量,扩大了加工适应范围,提高了可靠性,具备一定的先进性,取得了良好的经济效益和社会效益,为解决此类多孔同时加工问题举了一件实例。
本成果设计制造的机床为六轴钻孔双面卧式组合机床。我们将钻削主轴设为机械传动,而进给系统为液压控制,使在满足使用要求的前提下降低了成本。作为关键部件的液压滑台采用国产通用部件。以比较简单的方式完成旋转运动和直线运动的同步进行,非常实用。
本机床所用夹具的通用性强,工件采用液压定位夹紧,快速方便。定位采用两面一销的定位方式,夹紧采用液压加紧,采用这种方式完全能够满足精度要求。而且简易方便,制造成本低,通用性好。
在刀具方面,由于所加工孔的尺寸精度和表面粗糙度要求都不算高,采用麻花钻。这种钻头采购比较方便,而且价格比深孔钻头也要便宜。在刀具的几何角度方面,麻花钻头的螺旋角即是其轴向前角。当加工工件时,切削力和切削热随钻头螺旋角的增大而减小(减少),切削轻快,刀具耐用度高。为此,我们选取钻头螺旋角为32,在保证强度的前提下,有效降低了切削力和切削温度,提高了刀具使用寿命和生产效率。
通过本成果的实施,进排气摇臂的深孔加工质量和生产效率得到较大幅度提高,经济和社会效益显著。而且加工精度也完全能够满足设计要求。则在直接经济效益方面,节省了大量加工工时。
参考文献
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致 谢
本次矿山掘进机箱体加工组合机床设计,设计的工作有:被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、及多轴箱装配图共四张图纸,附说明书及外文翻译。我从矿山掘进机箱体的具体结构出发及考虑定位方式的要求,力求选择最佳的定位基准,由此确定了夹紧方式,选择了工件的夹具。根据零件孔的分布方式设计了主轴箱的主轴位置及箱体内齿轮的排布,从而设计了多轴箱。
在此次设计中,我从充分利用手中的书籍和图书馆和各种资料,学会自己独立完成设计,掌握组合机床设计的基本方法及步骤,从中深刻体会到自己在设计中的不足之处,使自己有了前进的方向。
经过几个月来的设计,对四年来所学习的理论知识得到了巩固,真正了解了本专业的内涵,在设计过程中遇到了很多在平时学习中无法掌握了解的知识,对与一些常用的各种机械手册的使用有所掌握。这对以后参加工作是很重要的,同时在设计中老师们给的一些宝贵建议同样也很重要,设计其实是走向社会的第一步也是在参加工作前一切都会得到完美的解决。
设计已经结束,真心的感谢莫亚武老师几个月来的指导和帮助。同时也感谢机制教研组所有老师的帮助。
附录
1、零件结构图 2、联系尺寸图 3、主轴箱结构图
4、具体零件图(齿轮和轴) 5、主要符号表