X6130型铣床总体布局及主轴箱设计（全套含CAD图纸+PDF图）.zip
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I摘 要本设计介绍了铣床及 X6130 型万能卧式铣床的一些基本知识，主要对 X6130的主轴变速传动机构和外观总体布局进行了设计。 主轴变速箱是变速机构实现的场所，变速箱中的各传动轴上有不同齿数和模数的齿轮，它们通过相互啮合将前者的速度传递给后者， 并且由于齿轮参数的不同而使速度在传递过程中产生一些变化。X6130 型铣床，主轴箱能实现 12 级变速，机床主电动机功率是 4KW，额定转速1440r/min，主轴最高转速 1600r/min，最低转速 35r/min，机床的进给是通过升降台纵向或者横向运动实现的；本着优化、美观、实用和不浪费的原则，X6130型铣床总体布局合理，外观简洁，床身协调；本设计还根据自身的需求对一些设计进行了校核，主要是对主轴箱的传动轴以及轴上的零部件（如齿轮、轴承等） 进行了验算，这样就使本设计更加合理、实用。关键词：卧式铣床；X6130；主轴变速机构；总体布局IIABSTRACTThe article introduces some basic knowledge about X6130-universal horizontal milling machine and milling machine, designs gear shift drive gear and the overall layout of X6130 principal axis. The gear box is the place in which gear shift can be achieved, and in the gear box there are some gears with different modules and teethes, which will transmit speed of the former to the latter by meshing, and because of the different gear parameters speed will change in the process of transmission. The spindle box of X6130 milling machine may achieve 12-level gear shift, the main motor power of machine tools is 4KW, rated speed is 1440r/min, maximum speed is 1600r/min , minimum speed is 35r/min, feed is achieved by vertical or horizontal movement of elevating table. According to the principle of optimization, aesthetic, practical and saving overall layout of X6130 milling machine is reasonable, appearance is concise, and bed is coordinated. In the article transmission shaft of spindle box and some parts on it (such as gears, bearing) are checked so as to make the design more rational and practical.Key words: Horizontal milling machine; X6130; Gear shift drive gear of principal axis; Overall layout.III目 录摘要Abstract 第 1 章 绪论1 第 2 章 X6130 卧式铣床42.1 X6130 卧式铣床概述42.1.1 X6130 型铣床的用途、结构特点及主要数据42.1.2 铣床主要部分的名称及用途52.1.3 卧式铣床的主要结构9 2.2 铣床常用夹具9 2.2.1 夹具的概念92.2.2 夹具的作用92.2.3 铣床夹具的类型102.2.4 夹具的组成 102.2.5 典型工件在铣床上的装夹方式10第 3 章 运动设计133.1 X6130 型铣床的主轴传动系统133.2 确定结构网及结构式转速图133.3 带传动的计算及选定183.4 传动轴及轴颈直径初定20 3.4.1 轴的概述20 3.4.2 传动轴直径的确定24 3.4.3 主轴轴颈的确定24IV3.5 核算转速误差25第 4 章 零部件的机构设计264.1 活动轴上的轴承结构设计264.2 轴的结构设计274.3 滑移齿轮的轴向装置28第 5 章 零件的验算30 5.1 直齿圆柱齿轮应力的计算30 5.2 齿轮精度的确定32 5.3 传动轴的验算32 5.3.1 传动轴上的弯曲载荷32 5.3.2 主轴组件35 5.3.3 主轴设计37 5.3.4 输入轴的设计37 5.4 滚动轴承验算39结论40参考文献41致谢421第 1 章 绪 论 1、铣床在国民经济中的地位金属切削机床使用切削的方法将金属毛坯加工成及机器零件的机器。 铣床是用铣刀来加工的机床。由于采用了多刃刀具连续切削，故生产效率较高，而且还能够得到较好的加工表面上的质量。 铣床的工艺范围很广， 在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件、螺旋形表面等，因此在机器制造业中，铣床应用十分普遍，特别是卧式升降台铣床。在现代机械制造业中加工机器零件的方法有多种，如锻造、铸造、焊接、切削加工和各种特种加工等等，但切削加工是将金属毛坯加工成具有一定形状、尺寸和表面上的质量的零件的加工方法，在加工精密零件时，目前主要是依靠切削加工来达到所需的加工精度和表面上的质量。所以，金属切削机床使加工机器零件的主要设备，它所负担的工作量，约占机器总制造工作量的 40%-60%，机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。铣床的母机属性决定了它在国民经济中的主体地位。 机床工业为很多类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备， 促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。 机械制造业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，即为工业、农业、交通运输业、科研和国防部门提供各种机器、仪器和工具。为适应现代化建设的需要，必须全力发展机械制造工业。可见，机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础，而机床（铣床） 工业则是机械制造工业的基础。 一个国家机床工业的技术水平在很大程度上标志着这一个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然机床（铣床）在国民经济现代化建设 zhon 个起着重大的作用。2、铣床工业的发展概况和我国机床工业目前的水平金属切削机床是人类在改造自然的长期实践中， 一直在改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最原始的机床是靠双手的往复运动，在工件上钻孔。最初的加工对象是木料，为加工回转体，出现了依靠人力使工件往复运动的原始车床，在原始加工阶段，人既是机床的原动力，又是机床的操纵者。当加工对象由木材慢慢地过渡到金属时，切削要求增大动力，于是就逐渐出现了水力、风力和畜力等驱动的机床。随着生产的发展和需要，15-16 世纪出现了2铣床、磨床。我国明朝宋应星所著“天工开物” 中就已有对天文仪器进行铣削和磨削加工的记载。18 世纪末，蒸汽机的出现，提供了新型的巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化，由于在工艺流程中逐渐产生了专业性分工，因而出现了很多类型的机床。 19 世纪末， 机床以扩大到许多种类型， 这些机床多采用天轴-皮带传动，性能很低。20 世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能发生了根本性的变化。随着电气控制、液压件传动等科学技术的出现及其在机床上的普遍应用，使机床技术有了迅速的发展，除通用机床外又出现了许多各式各样的专用机床。在机床发展的此阶段，机床的动力已由自然力代替了人力，人只需操纵机床，生产力已不受人的体力的限制。如本文介绍的万能卧式升降台铣床，还有立式铣床、万能工具铣床、龙门铣床、固定台座式铣床以及各种特种专用铣床（包括键槽铣床、曲轴铣床、凸轮铣床）等。近些年来，电子技术、计算机技术、信息技术、激光技术等的发展并在机床领域得到应用，使铣床开始了迅猛发展的新时代。多样化、精密化、高效化、自动化是这一时代铣床发展的基本特征。 新技术的发展， 数字控制机床以其加工精度高、生产率高、柔性高、适应中小批量生产而日益受到重视。由于数控铣床无需人工操作， 而是靠数控程序完成加工循环， 调整方便， 适应灵活多变的产品。 使得中、小批量自动化成为可能。从生产力发展的过程来看，铣床发展到数控化阶段，不仅铣床的动力无需人力，而且铣床的操纵也由机器本身完成了。人的工作只是编制加工程序，调整刀具等，为铣床的自动加工准备好条件。然后则由电脑控制铣床自动完成加工。我国的铣床工业已经取得了巨大的成就，但与世界领先水平相比，还有较大的差距。主要体现在：大部分高精度和超精密铣床性能还不能满足规定的要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化、技术水平和质量保证方面都明显落后。产量低下，机床数控化不足 10%，至于航天、航空、冶金、汽车、造船和重型机器制造等工业部门所需要的多种类型的特种数控铣床基本上还是一片空白。 技术性能方面落后，国外已做到 15-19 轴联动，分辨率达到 0.1-0.01m，而我国目前只能做到 5-6 轴联动，分辨率为 1m。国内产品的质量和可靠性也不够稳定，特别是先进数控系统的开发和研制还需作进一步的努力。3、铣床的类型和编号铣床的主要类型 ： 万能卧式升降台式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、专门化铣床（包括键槽铣床、曲轴铣床、凸轮铣床） 、数控铣床等。以本设计介绍的 X6130 型机床为例，大写的“X”表示的是机床的类别号，3是铣床； “6”表示的是铣床的组号，此铣床为卧式升降台铣床； “1”是铣床系别号，表示的是万能升降台铣床； “30”是铣床的主参数，表示的是工作台面的宽为 300mm。主参数的折算系数是 1/10。X6130 型万能卧式升降台铣床，主轴轴线与工作台平行，主轴呈横卧位置，其与卧式升降台铣床的区别是在纵向工作台之间增加一回转台。 铣削时将铣刀安装在与主轴相连接的刀轴上，绕主轴作旋转运动，被切工件装夹在工作台面上对铣刀作相对进给运动，从而完成切削工作。主传动电机 4KW，通过主轴变速箱能使主轴实现 12 种转速，工作台作垂直和横向运动。它可以加工平面、沟槽、特性面、分齿零件和螺旋槽灯工件。4第 2 章 X6130 型卧式铣床2.1 X6130 型铣床概述 2.1.1X6130 型铣床的用途、结构特点、主要数据1、X6130 型铣床的用途X6130 型万能升降台铣床是铣床类机床中应用最广泛的一种类型，结构完善合理，用途广泛。通过安装很多类型的铣刀，适宜对中小型零件进行各种铣削加工，如铣平面、沟槽、特性面、分齿零件和螺旋槽等工件。2、X6130 型铣床的结构特点：（1）轴的启动，停止和工作台的快速移动均有按纽操纵，使简单易操作方便；（2）工作台进给手柄与工作台移动的方向一致，操纵时不易出差错；（3） 轴的转速和工作台的进给量均采用孔盘变速操纵机构变速，使操作简单便捷，工作可靠；（4）轴能有效地立即制动，使操作迅速，安全，方便；（5）X6130 型铣床的刚度好，更适宜高速铣削和强力铣削。3、X6130 型铣床的主要数据工作台工作面积（宽长） 3001150mm工作台最大行程（制动/机动）纵向 700/680mm横向 255/235mm垂向 420/400mm工作台 T 型槽（宽度距离条数）1870mm3主轴孔锥度 7：24主轴轴向移动距离 100mm主轴端面至工作台面最小/最大距离 60/410mm主轴或床面中心至垂直导轨面距离 350mm主轴转速（12）级 35-1600r/min工作台工作进给量（14）级纵向、横
I摘 要本设计介绍了铣床及 X6130 型万能卧式铣床的一些基本知识，主要对 X6130的主轴变速传动机构和外观总体布局进行了设计。 主轴变速箱是变速机构实现的场所，变速箱中的各传动轴上有不同齿数和模数的齿轮，它们通过相互啮合将前者的速度传递给后者， 并且由于齿轮参数的不同而使速度在传递过程中产生一些变化。X6130 型铣床，主轴箱能实现 12 级变速，机床主电动机功率是 4KW，额定转速1440r/min，主轴最高转速 1600r/min，最低转速 35r/min，机床的进给是通过升降台纵向或者横向运动实现的；本着优化、美观、实用和不浪费的原则，X6130型铣床总体布局合理，外观简洁，床身协调；本设计还根据自身的需求对一些设计进行了校核，主要是对主轴箱的传动轴以及轴上的零部件（如齿轮、轴承等） 进行了验算，这样就使本设计更加合理、实用。关键词：卧式铣床；X6130；主轴变速机构；总体布局IIABSTRACTThe article introduces some basic knowledge about X6130-universal horizontal milling machine and milling machine, designs gear shift drive gear and the overall layout of X6130 principal axis. The gear box is the place in which gear shift can be achieved, and in the gear box there are some gears with different modules and teethes, which will transmit speed of the former to the latter by meshing, and because of the different gear parameters speed will change in the process of transmission. The spindle box of X6130 milling machine may achieve 12-level gear shift, the main motor power of machine tools is 4KW, rated speed is 1440r/min, maximum speed is 1600r/min , minimum speed is 35r/min, feed is achieved by vertical or horizontal movement of elevating table. According to the principle of optimization, aesthetic, practical and saving overall layout of X6130 milling machine is reasonable, appearance is concise, and bed is coordinated. In the article transmission shaft of spindle box and some parts on it (such as gears, bearing) are checked so as to make the design more rational and practical.Key words: Horizontal milling machine; X6130; Gear shift drive gear of principal axis; Overall layout.III目 录摘要Abstract 第 1 章 绪论1 第 2 章 X6130 卧式铣床42.1 X6130 卧式铣床概述42.1.1 X6130 型铣床的用途、结构特点及主要数据42.1.2 铣床主要部分的名称及用途52.1.3 卧式铣床的主要结构9 2.2 铣床常用夹具9 2.2.1 夹具的概念92.2.2 夹具的作用92.2.3 铣床夹具的类型102.2.4 夹具的组成 102.2.5 典型工件在铣床上的装夹方式10第 3 章 运动设计133.1 X6130 型铣床的主轴传动系统133.2 确定结构网及结构式转速图133.3 带传动的计算及选定183.4 传动轴及轴颈直径初定20 3.4.1 轴的概述20 3.4.2 传动轴直径的确定24 3.4.3 主轴轴颈的确定24IV3.5 核算转速误差25第 4 章 零部件的机构设计264.1 活动轴上的轴承结构设计264.2 轴的结构设计274.3 滑移齿轮的轴向装置28第 5 章 零件的验算30 5.1 直齿圆柱齿轮应力的计算30 5.2 齿轮精度的确定32 5.3 传动轴的验算32 5.3.1 传动轴上的弯曲载荷32 5.3.2 主轴组件35 5.3.3 主轴设计37 5.3.4 输入轴的设计37 5.4 滚动轴承验算39结论40参考文献41致谢421第 1 章 绪 论 1、铣床在国民经济中的地位金属切削机床使用切削的方法将金属毛坯加工成及机器零件的机器。 铣床是用铣刀来加工的机床。由于采用了多刃刀具连续切削，故生产效率较高，而且还能够得到较好的加工表面上的质量。 铣床的工艺范围很广， 在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件、螺旋形表面等，因此在机器制造业中，铣床应用十分普遍，特别是卧式升降台铣床。在现代机械制造业中加工机器零件的方法有多种，如锻造、铸造、焊接、切削加工和各种特种加工等等，但切削加工是将金属毛坯加工成具有一定形状、尺寸和表面上的质量的零件的加工方法，在加工精密零件时，目前主要是依靠切削加工来达到所需的加工精度和表面上的质量。所以，金属切削机床使加工机器零件的主要设备，它所负担的工作量，约占机器总制造工作量的 40%-60%，机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。铣床的母机属性决定了它在国民经济中的主体地位。 机床工业为很多类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备， 促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。 机械制造业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，即为工业、农业、交通运输业、科研和国防部门提供各种机器、仪器和工具。为适应现代化建设的需要，必须全力发展机械制造工业。可见，机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础，而机床（铣床） 工业则是机械制造工业的基础。 一个国家机床工业的技术水平在很大程度上标志着这一个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然机床（铣床）在国民经济现代化建设 zhon 个起着重大的作用。2、铣床工业的发展概况和我国机床工业目前的水平金属切削机床是人类在改造自然的长期实践中， 一直在改进生产工具的基础上产生和发展起来的。最原始的机床是靠双手的往复运动，在工件上钻孔。最初的加工对象是木料，为加工回转体，出现了依靠人力使工件往复运动的原始车床，在原始加工阶段，人既是机床的原动力，又是机床的操纵者。当加工对象由木材慢慢地过渡到金属时，切削要求增大动力，于是就逐渐出现了水力、风力和畜力等驱动的机床。随着生产的发展和需要，15-16 世纪出现了2铣床、磨床。我国明朝宋应星所著“天工开物” 中就已有对天文仪器进行铣削和磨削加工的记载。18 世纪末，蒸汽机的出现，提供了新型的巨大的能源，使生产技术发生了革命性的变化，由于在工艺流程中逐渐产生了专业性分工，因而出现了很多类型的机床。 19 世纪末， 机床以扩大到许多种类型， 这些机床多采用天轴-皮带传动，性能很低。20 世纪以来，齿轮变速箱的出现，使机床的结构和性能发生了根本性的变化。随着电气控制、液压件传动等科学技术的出现及其在机床上的普遍应用，使机床技术有了迅速的发展，除通用机床外又出现了许多各式各样的专用机床。在机床发展的此阶段，机床的动力已由自然力代替了人力，人只需操纵机床，生产力已不受人的体力的限制。如本文介绍的万能卧式升降台铣床，还有立式铣床、万能工具铣床、龙门铣床、固定台座式铣床以及各种特种专用铣床（包括键槽铣床、曲轴铣床、凸轮铣床）等。近些年来，电子技术、计算机技术、信息技术、激光技术等的发展并在机床领域得到应用，使铣床开始了迅猛发展的新时代。多样化、精密化、高效化、自动化是这一时代铣床发展的基本特征。 新技术的发展， 数字控制机床以其加工精度高、生产率高、柔性高、适应中小批量生产而日益受到重视。由于数控铣床无需人工操作， 而是靠数控程序完成加工循环， 调整方便， 适应灵活多变的产品。 使得中、小批量自动化成为可能。从生产力发展的过程来看，铣床发展到数控化阶段，不仅铣床的动力无需人力，而且铣床的操纵也由机器本身完成了。人的工作只是编制加工程序，调整刀具等，为铣床的自动加工准备好条件。然后则由电脑控制铣床自动完成加工。我国的铣床工业已经取得了巨大的成就，但与世界领先水平相比，还有较大的差距。主要体现在：大部分高精度和超精密铣床性能还不能满足规定的要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化、技术水平和质量保证方面都明显落后。产量低下，机床数控化不足 10%，至于航天、航空、冶金、汽车、造船和重型机器制造等工业部门所需要的多种类型的特种数控铣床基本上还是一片空白。 技术性能方面落后，国外已做到 15-19 轴联动，分辨率达到 0.1-0.01m，而我国目前只能做到 5-6 轴联动，分辨率为 1m。国内产品的质量和可靠性也不够稳定，特别是先进数控系统的开发和研制还需作进一步的努力。3、铣床的类型和编号铣床的主要类型 ： 万能卧式升降台式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、专门化铣床（包括键槽铣床、曲轴铣床、凸轮铣床） 、数控铣床等。以本设计介绍的 X6130 型机床为例，大写的“X”表示的是机床的类别号，3是铣床； “6”表示的是铣床的组号，此铣床为卧式升降台铣床； “1”是铣床系别号，表示的是万能升降台铣床； “30”是铣床的主参数，表示的是工作台面的宽为 300mm。主参数的折算系数是 1/10。X6130 型万能卧式升降台铣床，主轴轴线与工作台平行，主轴呈横卧位置，其与卧式升降台铣床的区别是在纵向工作台之间增加一回转台。 铣削时将铣刀安装在与主轴相连接的刀轴上，绕主轴作旋转运动，被切工件装夹在工作台面上对铣刀作相对进给运动，从而完成切削工作。主传动电机 4KW，通过主轴变速箱能使主轴实现 12 种转速，工作台作垂直和横向运动。它可以加工平面、沟槽、特性面、分齿零件和螺旋槽灯工件。4第 2 章 X6130 型卧式铣床2.1 X6130 型铣床概述 2.1.1X6130 型铣床的用途、结构特点、主要数据1、X6130 型铣床的用途X6130 型万能升降台铣床是铣床类机床中应用最广泛的一种类型，结构完善合理，用途广泛。通过安装很多类型的铣刀，适宜对中小型零件进行各种铣削加工，如铣平面、沟槽、特性面、分齿零件和螺旋槽等工件。2、X6130 型铣床的结构特点：（1）轴的启动，停止和工作台的快速移动均有按纽操纵，使简单易操作方便；（2）工作台进给手柄与工作台移动的方向一致，操纵时不易出差错；（3） 轴的转速和工作台的进给量均采用孔盘变速操纵机构变速，使操作简单便捷，工作可靠；（4）轴能有效地立即制动，使操作迅速，安全，方便；（5）X6130 型铣床的刚度好，更适宜高速铣削和强力铣削。3、X6130 型铣床的主要数据工作台工作面积（宽长） 3001150mm工作台最大行程（制动/机动）纵向 700/680mm横向 255/235mm垂向 420/400mm工作台 T 型槽（宽度距离条数）1870mm3主轴孔锥度 7：24主轴轴向移动距离 100mm主轴端面至工作台面最小/最大距离 60/410mm主轴或床面中心至垂直导轨面距离 350mm主轴转速（12）级 35-1600r/min工作台工作进给量（14）级纵向、横
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