臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計

臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計,臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計,臥式,雙面,23,組合,鉆床,后主,軸箱,設(shè)計 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(文獻(xiàn)綜述) 第8頁 畢業(yè)設(shè)計 文獻(xiàn)綜述 院（系）名稱 工學(xué)院機(jī)械系 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2012 年03 月01 日 1、機(jī)械設(shè)計 機(jī)械設(shè)計，根據(jù)用戶的使用要求對專用機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。 機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要的因素。機(jī)械設(shè)計的努力目標(biāo)是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設(shè)計出最好的機(jī)械，即做出優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機(jī)械種類和用途的不同而異。設(shè)計者的任務(wù)是按具體情況權(quán)衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計的機(jī)械有最優(yōu)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。過去，設(shè)計的優(yōu)化主要依靠設(shè)計者的知識、經(jīng)驗和遠(yuǎn)見。隨著機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展，制造和使用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資料的積累,以及計算機(jī)的推廣應(yīng)用,優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學(xué)計算【1】。 2、機(jī)械原理 機(jī)械原理，研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動，以及機(jī)器的結(jié)構(gòu)、受力、質(zhì)量和運動的學(xué)科。人們一般把機(jī)構(gòu)和機(jī)器合稱為機(jī)械。機(jī)構(gòu)是由兩個以上的構(gòu)件通過活動聯(lián)接以實現(xiàn)規(guī)定運動的組合體。機(jī)器是由一個或一個以上的機(jī)構(gòu)組成，用來作有用的功或完成機(jī)械能與其他形式的能量之間的轉(zhuǎn)換。這一學(xué)科的主要組成部分為機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)按機(jī)械原理的傳統(tǒng)研究方式，一般不考慮構(gòu)件接觸面間的間隙、構(gòu)件的彈性或溫差變形以及制造和裝配等所引起的誤差。這對低速運轉(zhuǎn)的機(jī)械一般是可行的。但隨著機(jī)械向高速、高精度方向發(fā)展，還必須研究由上述因素引起的運動變化。因而從40年代開始，又提出了機(jī)構(gòu)精確度問題。由于航天技術(shù)以及機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人的飛速發(fā)展，機(jī)構(gòu)精確度問題已越來越引起人們的重視，并已成為機(jī)械原理的不可缺少的一個組成部分。機(jī)械制造指從事各種動力機(jī)械、起重運輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、化工機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表及其他機(jī)械設(shè)備等生產(chǎn)的工業(yè)部門。機(jī)械制造業(yè)為整個國民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備,其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一。機(jī)械產(chǎn)品是指機(jī)械廠家向用戶或市場所提供的成品或附件如汽車、發(fā)動機(jī)、機(jī)床等都稱為機(jī)械產(chǎn)品.任何機(jī)械產(chǎn)品按傳統(tǒng)的習(xí)慣都可以看作由若干部件組成部件又可分為不同層次的子部件（也稱分部件或組件）直至最基本的零件單元【2】。 3、金屬切削 金屬切削加工是用切削刀具將坯料或工件上的多余材料切除，以獲得所要求的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量的加工方法，是機(jī)械加工的基本方法。在切削加工過程中，刀具同工件之間必須有相對的切削運動，它可以通過人手或金屬切削機(jī)床的作用來實現(xiàn)。機(jī)床、夾具、刀具和工件，構(gòu)成金屬切削加工的工藝系統(tǒng)。切削加工的各種現(xiàn)象和規(guī)律都要在機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)中去考察研究，研究這些現(xiàn)象和規(guī)律是學(xué)習(xí)各種金屬切削加工方法的共同基礎(chǔ)。金屬切削的過程是刀具與工件相互運動、相互作用的過程。刀具與工件的相對運動可以分解為兩個方面，一個是主運動，另一個是進(jìn)給運動。使工件與刀具產(chǎn)生相對運動而進(jìn)行切削的最主要的運動，稱為主運動。刀刃上選定點相對于工件的主運動速度稱為切削速度。主運動特點是運動速度最高，消耗功率最大。主運動一般只有一個。保證金屬的切削能連續(xù)進(jìn)行的運動，稱為進(jìn)給運動。工件或刀具每轉(zhuǎn)或每一行程時，工件和刀具在進(jìn)給運動方向的相對位移量，稱為進(jìn)給量。進(jìn)給運動的特點是運動速度低，消耗功率小。進(jìn)給運動可以有幾個，可以是連續(xù)運動，也可以是間歇運動。金屬切削過程是通過刀具切削工件切削層而進(jìn)行的。在切削過程中，刀具的刀刃在一次走刀中從工件待加工表面切下的金屬層，被稱為切削層。切削層的截面尺寸被稱為切削層參數(shù)【3】。 4、鉆削 鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運動，鉆頭軸向移動為進(jìn)給運動。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。 鉆床可分為下列類型： (1)臺式鉆床：可安放在作業(yè)臺上，主軸垂直布置的小型鉆床。 (2)立式鉆床：主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。 (3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。 (4)銑鉆床：工作臺可縱橫向移動，鉆軸垂直布置，能進(jìn)行銑削的鉆床。 (5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。 (6)平端面中心孔鉆床：切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。 (7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動的鉆床【4】。 5、車削 車削是指以工件旋轉(zhuǎn)為主運動，車刀移動為進(jìn)給運動加工回轉(zhuǎn)表面的機(jī)床。它可用于加工各種回轉(zhuǎn)成型面，例如：內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋以及端面、溝槽、滾花等。它是金屬切削機(jī)床中使用最廣，生產(chǎn)歷史最久，品種最多的一種機(jī)床。車床的種類型號很多，按其用途，結(jié)構(gòu)可分為：儀表車床、臥式車床、單軸自動車床、多軸自動和半自動車床、轉(zhuǎn)塔車床、立式車床、多刀半自動車床、專門化車床等。普通機(jī)床是用于車削工件的最常見的機(jī)床。車削是從工件上切除金屬的加工。在工件旋轉(zhuǎn)的同時，刀具切入工件或沿著工件車削。鏜孔是把金屬工件上已鉆出或鑄出的孔加以擴(kuò)大或作進(jìn)一步加工的加工方法。在車床上鏜孔是通過單刃刀具一面旋轉(zhuǎn)一面向工件進(jìn)刀完成的【5】。 6、銑削 銑床系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運動為主運動，工件(和)銑刀的移動為進(jìn)給運動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床的種類很多，按其結(jié)構(gòu)分主要有： (1)臺式銑床：用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。 (2)懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通常可沿床身一側(cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動。 (3)滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動。 (4)龍門式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動，工作臺可沿床身導(dǎo)軌縱向移動。用于大件加工。 (5)平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺沿床身導(dǎo)軌縱向移動，主 軸可軸向移動。它結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。 (6)仿形銑床：對工件進(jìn)行仿形加工的銑床。用于加工復(fù)雜形狀工件。 (7)升降臺銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。 (8)搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。 (9)床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。 (10)專用銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，形狀復(fù)雜【6】。 7、磨削 磨床系指用磨具或磨料加工工件各種表面的機(jī)床。一般用于對零件淬硬表面做磨削加工。通常，磨具旋轉(zhuǎn)為主運動，工件或磨具的移動為進(jìn)給運動，其應(yīng)用廣泛、加工精度高、表面粗糙度Ra值小，磨床可分為十余種： (1)外圓磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形外表面的磨床。 (2)內(nèi)圓磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圓柱形和圓錐形內(nèi)表面的磨床。 (3)座標(biāo)磨床：具有精密座標(biāo)定位裝置的內(nèi)圓磨床。 (4)無心磨床：工件采用無心夾持，一般支承在導(dǎo)輪和托架之間，由導(dǎo)輪驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)，主要用于磨削圓柱形表面的磨床。 (5)平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。 (6)砂帶磨床：用快速運動的砂帶進(jìn)行磨削的磨床。 (7)珩磨機(jī)：用于珩磨工件各種表面的磨床。 (8)研磨機(jī)：用于研磨工件平面或圓柱形內(nèi)，外表面的磨床。 (9)導(dǎo)軌磨床：主要用于磨削機(jī)床導(dǎo)軌面的磨床。 (10)工具磨床：用于磨削工具的磨床。 (11)多用磨床：用于磨削圓柱、圓錐形內(nèi)、外表面或平面，并能用隨動裝置及附件磨削多種工件的磨床。 (12)專用磨床：從事對某類零件進(jìn)行磨削的專用機(jī)床。按其加工對象又可分為：花鍵軸磨床、曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、曲線磨床等【7】。 8、刨削 刨床系指用刨刀加工工件表面的機(jī)床。刀具與工件做相對直線運動進(jìn)行加工，主要用于各種平面與溝槽加工，也可用于直線成形面的加工。按其結(jié)構(gòu)可分為以下類型： (1)懸臂刨床：具有單立柱和懸臂的刨床，工作臺沿床身導(dǎo)軌作縱向往復(fù)運動，垂直刀架可沿懸臂導(dǎo)軌橫向移動、側(cè)刀架沿立柱導(dǎo)軌垂向移動。 (2)龍門刨床：具有雙立柱和橫梁，工作臺沿床身導(dǎo)軌作縱向往復(fù)運動，立柱和橫梁分別裝有可移動側(cè)刀架和垂直刀架的刨床。 (3)牛頭刨床：刨刀安裝在滑枕的刀架上作縱向往復(fù)運動的刨床。通常工作臺作橫向或垂向間歇進(jìn)給運動。 (4)插床(立刨床)：該類機(jī)床刀具在垂直面內(nèi)作往復(fù)運動，工作臺做進(jìn)給運動 【8】。 9、鏜削 鏜床系指主要用鏜刀在工件上加工已有預(yù)制孔的機(jī)床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運動，鏜刀或工件的移動為進(jìn)給運動。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工： (1)臥式鏜床：鏜軸水平布置并做軸向進(jìn)給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂直移動，工作臺做縱向或橫向移動，進(jìn)行鏜削加工。這種機(jī)床應(yīng)用廣泛且比較經(jīng)濟(jì)，它主要用于箱體(或支架)類零件的孔加工及其與孔有關(guān)的其他加工面加工。 (2)坐標(biāo)鏜床：具有精密坐標(biāo)定位裝置的鏜床，它主要用于鏜削尺寸、形狀、特別是位置精度要求較高的孔系，也可用于精密坐標(biāo)測量、樣板劃線、刻度等工作。 (3)精鏜床：用金剛石或硬質(zhì)合金等刀具，進(jìn)行精密鏜孔的鏜床。 (4)深孔鏜床：用于鏜削深孔的鏜床。 (5)落地鏜床：工件安置在落地工作臺上，立柱沿床身縱向或橫向運動。用于加工大型工件【9】。 10、模具 模具工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。 簡而言之，模具是用來成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。按所成型的材料的不同，模具可分為金屬模具和非金屬模具。金屬模具又分為：鑄造模具（有色金屬壓鑄，鋼鐵鑄造）、和鍛造模具等；非金屬模具也分為：塑料模具和無機(jī)非金屬模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分為：砂型模具，金屬模具，真空模具，石蠟?zāi)＞叩鹊?。其中，隨著高分子塑料的快速發(fā)展，塑料模具與人們的生活密切相關(guān)。塑料模具一般可分為：注射成型模具，擠塑成型模具，氣輔成型模具等等【10】。 11、機(jī)器人 機(jī)器人是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。它是高級整合控制論、機(jī)械電子、計算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。在工業(yè)本田公司ASIMO機(jī)器人、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途?，F(xiàn)在，國際上對機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來說，人們都可以接受這種說法，即機(jī)器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機(jī)器人協(xié)會給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。”它能為人類帶來許多方便之處。機(jī)器人能力的評價標(biāo)準(zhǔn)包括：智能，指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習(xí)和邏輯推理等；機(jī)能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、可靠性、聯(lián)用性和壽命等。因此，可以說機(jī)器人就是具有生物功能的實際空間運行工具，可以代替人類完成一些危險或難以進(jìn)行的勞作、任務(wù)等。機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成【11】。 12、數(shù)控技術(shù) 數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機(jī)，包括計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運動軌跡和外設(shè)的操作時序邏輯控制功能。由于采用計算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實現(xiàn)，均可通過計算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動裝置驅(qū)動電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動設(shè)備運行。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，如數(shù)控機(jī)床等【12】。 13、組合機(jī)床 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進(jìn)給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等【13】。 參考文獻(xiàn) [1]濮良貴 ，紀(jì)名剛.《機(jī)械設(shè)計》8版.北京：高等教育出版社，2006 [2]孫恒， 陳作模 ，葛文杰.《機(jī)械原理》7版. 北京：高等教育出版社，2006 [3]陳日曜.《金屬切削原理》2版. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [4]王先逵.《機(jī)械加工工藝手冊》1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [5]王先逵.《機(jī)械加工工藝手冊》1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [6]王先逵.《機(jī)械加工工藝手冊》1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 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