卧式双面十轴组合钻床左主轴箱设计及性能仿真.docx

摘要: 组合钻床是一种专用机床，它的大部分部件是通用件，少部分部件是专用件。这种钻床有很高的效率。而且因为高生产效率，平稳的加工精度，自动化水准高，有效减少了人工劳动强度。

此次设计任务是用来生产制造“汽车制动室支架”的卧式双面十轴组合钻床。设计的组合钻床用来加工汽车支架的两个零件，主要是同时钻孔。钻床的左主轴箱钻6个孔，右主轴箱钻4个孔，我主要设计任务是组合钻床的左主轴箱，并用PRO/E对结构进行仿真和干涉检查，对左主轴箱的主要零件进行ANSYS静力分析。

从加工孔的速度和位置需求出发，计算得切削速度及主轴转速，对左主轴箱的主轴型号、直径及轮廓尺寸进行选型。然后由驱动轴转速和位置、各主轴形位和旋转速度快慢的要求，正确放置传动轴，把驱动轴及每个主轴连接起来，让每个主轴达到理想转向和转速，成功钻孔。

运用PRO/E机械模块对左主轴箱的结构进行运动仿真，测量位置、速度和加速度等运动特征，对结构进行干涉检查。运用ANSYS对传动轴和箱体进行应力、应变和模态分析。

关键词 组合钻床；左主轴箱设计；运动仿真分析；有限元分析

目录

摘要

Abstract

1诸论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2发展现状-1

1.3课题研究目标和主要内容-1

2组合机床和多轴箱的设计-2

2.1 组合机床组成-2

2.2组合机床的加工范围及配置形式-2

2.3设计组合钻床的步骤-3

2.3.1 实地调查统计研究-3

2.3.2 总体布局设计方案-3

2.3.3 设计技术-3

2.3.4 工作设计-4

2.4零件分析-4

2.5 组合钻床设计步骤及设计目标-4

2.5.1 组合钻床设计的步骤-4

2.5.2 本课题主要任务-5

2.6 工艺方案及基准的选择-5

2.6.1 确定工艺方案的原则-5

2.6.2 组合钻床工艺方案的一般步骤-5

2.6.3确定切削力、切削转矩、切削功率和刀具耐用度-5

2.7 组合钻床主轴箱的使用概况-6

2.8工序与计算-6

2.8.1工艺要求-6

2.8.2计算切削速度、主轴转速-6

2.9多轴箱的基本结构方案和表现手法-7

2.9.1 多轴箱的简介-7

2.9.2多轴箱的组成-7

2.9.3多轴箱总图绘制方法-7

2.10 多轴箱通用零件-8

2.10.1 箱体类-8

2.10.2 主轴-8

2.10.3 通用传动轴-8

2.11 多轴箱-8

2.11.1 绘制多轴箱设计原始依据图-9

2.11.2 确定多轴箱外形尺寸-9

2.11.2 确定多轴箱外形尺寸-10

2.11.3 主轴型号和直径D的确定-11

2.11.5 计算主轴箱的功率-12

2.11.6 动力部件-13

2.11.7多轴箱传动的设计-13

2.11.8 传动轴坐标的计算-17

2.11.9 手柄轴和润滑油泵的布置-18

3三维建模及装配-20

3.1 左主轴箱箱体三维模型-20

3.1.1创建主要反映零件主要形状的基础特征-20

3.1.2添加其他的一些特征-20

3.2传动轴的三维建模-21

3.2.1传动轴的主体特征的三维建模-21

3.2.2添加倒角特征-21

3.3装配设计-22

3.3.1 PRO/E装配模块简介-22

3.3.2箱体装配-23

4性能仿真-25

4.1 PRO/E运动仿真-25

4.1.1 PRO/E运动仿真的优点-25

4.1.2 PRO/E机构模块的功能-25

4.1.3 PRO/E运动仿真的一般步骤-25

4.1.4参数的设置-25

4.2 ANSYS有限元分析-28

4.2.1有限元分析的一般步骤-28

4.2.2转动轴的受力分析-28

4.2.3箱体的受力分析-30

结论-32

致谢-33

参考文献-34