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目 錄 1 前言 ..................................................................1 2 組合機(jī)床總體設(shè)計 .......................................................3 2.1 總體方案論證 ........................................................3 2.1.1 加工對象工藝性的分析 ...............................................3 2.1.2 機(jī)床總體布局的確定 .................................................3 2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 ....................................................4 2.1.4 滑臺型式的選擇 ....................................................4 2.2 切削用量的確定及刀具選擇 ............................................4 2.2.1 切削用量選擇 ......................................................4 2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率計算.....................................5 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計 .....................................................7 2.3.1 被加工零件工序圖 ...................................................7 2.3.2 加工示意圖.........................................................8 2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 ..................................................10 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 .................................................13 3 組合機(jī)床左主軸箱設(shè)計 .................................................15 3.1 左主軸箱原始依據(jù)圖的繪制 ...........................................15 3.2 左主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動力計算 ......................................16 3.3 左主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 .......................................16 3.3.1 根據(jù)原始依據(jù)圖對坐標(biāo)尺寸的計算 ...................................17 3.3.2 左主軸箱傳動路線的擬訂 ...........................................17 3.3.3 傳動軸位置及齒輪齒數(shù)的確定 .......................................18 3.4 左主軸箱坐標(biāo)計算、坐標(biāo)檢查圖的繪制 .................................20 3.4.1 傳動軸的坐標(biāo)的計算 ................................................20 3.4.2 坐標(biāo)檢查圖的繪制..................................................21 3.5 軸、齒輪、軸承、鍵的校核............................................22 3.5.1 軸的校核..........................................................22 3.5.2 齒輪的校核........................................................23 3.5.3 軸承的壽命校核....................................................25 3.5.4 鍵的強(qiáng)度計算......................................................26 3.6 左主軸箱前、后蓋及箱體設(shè)計. ..........................................26 3.7 附件的選擇..........................................................26 4 結(jié)論. .................................................................29 參考文 獻(xiàn)............................................................... 30 致 謝................................................................. 31 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 1 附件清單............................................................... 32 1 前言 本次畢業(yè)設(shè)計的課題是來源于鹽城市江動集團(tuán)的關(guān)于 ZH1105 柴油機(jī)箱體三面鉆 孔組合機(jī)床設(shè)計。ZH1105 柴油機(jī)是該集團(tuán)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，為保證柴油機(jī)箱 體三面孔的加工和相應(yīng)的位置精度,提高生產(chǎn)效率而設(shè)計一臺三面鉆孔的臥式組合機(jī) 床。 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組 成的一種高效專用機(jī)床 1。這種機(jī)床既具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高等 特點(diǎn)，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要，它還可以對工件進(jìn)行 多面、多主軸同時加工。組合機(jī)床應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，降低制造成本，同時需考 慮實(shí)際生產(chǎn)條件，并從機(jī)床的合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及對被加工零件的 具體要求出發(fā)，確定設(shè)計方案。本機(jī)床設(shè)計吸取了現(xiàn)有機(jī)床加工優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計布局合 理。滿足機(jī)體孔系加工質(zhì)量要求。組合機(jī)床行業(yè)雖然取得了較大的進(jìn)步與發(fā)展，但 是，在制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于自身的基礎(chǔ)比較薄弱，從整體上看，國外的 先進(jìn)水平、與國內(nèi)用戶的要求還存在著一定的差距，滿足不了用戶要求。80 年代以 來，國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔 性的方向發(fā)展。 組合機(jī)床主要用于棱體類零件和復(fù)雜的孔面加工，生產(chǎn)率高。加工精度穩(wěn)定， 研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護(hù)，成本低。因?yàn)橥ㄓ没?、系列化、?biāo)準(zhǔn)化 程度高，通用零部件占 70%-90%,通用件可組織批量生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)定或外購。自動化程 度高，勞動強(qiáng)度低。 組合機(jī)床的設(shè)計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體 情況進(jìn)行專門設(shè)計，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國機(jī)械行業(yè) 的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在 其組成部件方面有共性，可設(shè)計成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi) 組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床” 。 這種組合機(jī)床不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計和生產(chǎn)，可以設(shè)計成通用品 種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可 組成加工一定對象的高效率設(shè)備。組合機(jī)床的發(fā)展思路是以提高組合機(jī)床加工精度、 組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面， 加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部 件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場 需求。復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信 技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動化程度進(jìn)一步 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 2 提高。在這些方面組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、 高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的 發(fā)展方向。目前，我國組合機(jī)床的研究涉及機(jī)床設(shè)計研究 23、加工工藝 45 、加 工質(zhì)量改進(jìn) 6等，在機(jī)床自動化、柔性化等方面的研究與國際發(fā)展水平相比還有不 小的差距。 課題由 4 人來進(jìn)行設(shè)計，本人主要進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計及左主軸箱設(shè)計。 在對組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計之前，需對被加工零件孔的分布情況及所要達(dá)到的技術(shù) 要求進(jìn)行具體分析 7，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度 等內(nèi)容。充分了解組合機(jī)床的特點(diǎn)，通過分析主軸箱的工作原理，進(jìn)行機(jī)床的總體 方案設(shè)計。首先是總體方案論證，組合機(jī)床總體設(shè)計的具體工作是編制“三圖一卡” ， 即繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。其 次是部件設(shè)計和零件設(shè)計，在主軸箱設(shè)計時，需要繪制主軸箱原始依據(jù)圖，選擇主 軸箱的規(guī)格、型號，選擇切削用量 8，計算切削功率，確定各軸的結(jié)構(gòu)、排布、配 合關(guān)系 910，軸的強(qiáng)度、剛度校核等。還需對主軸箱前蓋、后蓋、箱體及附件的設(shè) 計 1112。在主軸箱設(shè)計中，設(shè)計的主要思路是把原有的多道工序的單孔加工改為多 孔同時加工，這樣設(shè)計主要是為了解決由多次裝夾引起的定位誤差問題，保證孔的 位置精度。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 3 2 組合機(jī)床總體設(shè)計 針對 ZH1105 柴油機(jī)氣缸體，在確定加工工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行總體方案對比論證。 設(shè)計組合機(jī)床“三圖一卡” ，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī) 床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡等。組合機(jī)床是針對被加工零件的特點(diǎn)及工藝 要求，按工序集中的原則設(shè)計的一種高效率專用機(jī)床。在設(shè)計組合機(jī)床時，首先應(yīng) 根據(jù)柴油機(jī)氣缸體三個面上孔的位置精度、表面粗糙度及其他技術(shù)要求，確定被加 工零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問題。如果確 定可以利用組合機(jī)床加工，為使加工過程順利進(jìn)行，并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，在分析 被加工零件加工工藝資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮影響制定零件工藝方案、機(jī)床配置型式、 結(jié)構(gòu)方案等因素，然后進(jìn)行分析比較，以確定被加工零件在組合機(jī)床上合理可行的 加工方法、確定工序間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī) 床配置型式等等。 2.1 總體方案論證 2.1.1 加工對象工藝性的分析 A.被加工零件特點(diǎn) 被加工零件材料是 HT250,硬度 HB190250，共計有 31 個孔需要加工，在本工 序之前各主要表面、主要孔已加工完畢。 B.本機(jī)床的加工內(nèi)容及加工精度 本道工序：鉆左、右及后面共計 31 個孔，由本組合機(jī)床完成，具體加工內(nèi)容及 加工精度如下： a)鉆箱體左面：鉆 14 個 6.7 的孔，深 18；鉆 1 個 10.5 的孔，深 38.5。 b)鉆箱體右面：鉆 9 個 6.7 的孔，深 18；鉆 1 個 8.4 的孔，深 20。 c)鉆箱體后面：鉆 6 個 10.5 的孔，深 38.5。 C.本次設(shè)計技術(shù)要求 a)機(jī)床布局合理，能滿足加工要求，保證加工精度； b)機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整； c)機(jī)床盡可能用通用件以便降低制造成本； d)機(jī)床各動力部件用電氣控制，液壓驅(qū)動。 2.1.2 機(jī)床總體布局的確定 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 4 機(jī)床的配置型式有立式和臥式兩種。 立式機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，自由度大，操作方便，其缺點(diǎn)是機(jī)床重心高， 振動大。臥式機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，振動小，運(yùn)動平穩(wěn)，機(jī)床重心較 低，精度高，安裝方便，其缺點(diǎn)是削弱了床身的剛性，占地面積大。機(jī)床的配置型 式在很大程度上取決于被加工零件的大小、形狀及加工部位等因素。 通過以上的比較，針對 ZH1105 柴油機(jī)箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和需要被加工的部位考慮 鉆孔工序是主要工序內(nèi)容。為了保證鉆孔的加工精度和符合被加工零件的加工特點(diǎn)， 我們選擇用臥式組合機(jī)床。 2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 組合機(jī)床是針對某一個零件或一個零件的某道工序而設(shè)計的。正確選擇定位基 準(zhǔn)，是保證加工精度的重要條件，同時也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的工序集中。 A.定位基準(zhǔn)的選擇 本機(jī)床為工件一次安裝，同時對 31 進(jìn)行加工，其定位基準(zhǔn)選擇為：機(jī)體的底面 定位限制 3 個自由度，側(cè)面定位限制 2 個自由度，端面定位限制 1 個自由度，這種 定位方法的特點(diǎn)是： a)可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得可靠的定位； b)能夠同時加工工件三個端面上的孔，既能高度集中工序，又有利于提高三端 面孔的位置精度； c)本定位基準(zhǔn)有利于保證柴油機(jī)箱體的加工精度，使機(jī)床的許多部件實(shí)現(xiàn)通用 化，有利于縮短設(shè)計制造周期、降低成本。 B.確定夾緊位置 在選擇定位基準(zhǔn)的同時，要有相應(yīng)的夾緊位置。確定夾緊位置要考慮兩個因素： 一是保證零件夾壓后的穩(wěn)定；二是盡量減少和避免零件夾壓后變形。針對 ZH1105 柴 油機(jī)氣缸體我們采用了液壓夾緊，夾緊部位為剛性較好的筋板上，即箱體的上表面， 以減少箱體夾緊變形誤差。 2.1.4 滑臺型式的選擇 與機(jī)械滑臺相比較，液壓滑臺的進(jìn)給量可以無級調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力； 零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進(jìn)給時，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)； 過載保護(hù)簡單可靠；工作可靠。但采用液壓滑臺的不足之處在于進(jìn)給量由于載荷的 變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修 比較麻煩。本課題的加工對象是 ZH1105 柴油機(jī)氣缸體，為了提高加工效率，降低生 產(chǎn)成本，所以選用了液壓滑臺。 2.2 切削用量的確定及刀具選擇 2.2.1 切削用量選擇 在被加工的 31 個孔中，都是鉆孔加工，所以選擇切削用量時僅從鉆孔方面考慮， 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 5 具體的鉆孔切削用量從文獻(xiàn) 1表 6-11 中選取。由于鉆孔的切削用量與鉆孔深度有關(guān)， 隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值按文獻(xiàn) 1表 6-12 選取。鉆孔時，降低進(jìn)給量的 目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折斷，降低切削速度主要是為了提高刀具 壽命 8。所有刀具都采用硬質(zhì)合金。 A.對左面 15 孔的切削用量選擇： a)鉆孔 114 軸：6.7 孔，h=18mm 加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 190250HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=12.56m/min,f=0.11mm/r,則由文獻(xiàn) 1P43 的公式， （2-d vn10 1） 得： n=100012.56/(6.7) 597r/min b)鉆孔 15 軸: 10.5 孔，h=38.5mm 加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=21.98m/min,f=0.13mm/r,則由文獻(xiàn) 1P43 的公式， d vn10 得： n=100021.98/(10.5) 667r/min B.對右側(cè)面上 10 個孔的切削用量的選擇： a)鉆孔 1624,軸：6.7 孔，h=18mm 加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=12.56m/min,f=0.11mm/r,則由文獻(xiàn) 1P43 的公式， d vn10 得： n=100012.56/(6.7) 597r/min b)鉆孔 25 軸：8.4 孔，h=20mm 加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=15.7m/min,f=0.13mm/r,則由文獻(xiàn) 1P43 的 公式， d vn10 得： n=100015.7/(8.4) 595r/min C.對后面上 6 個孔的切削用量的選擇 a)鉆孔 2631 軸：10.5 孔，h=38.5mm 加工材料為 HT200 鑄鐵，由 d612,硬度大于 160200HBS，選擇 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 6 v=1018m/min,f0.10.18mm/r,取定 v=21.98m/min,f=0.13mm/r,則由文獻(xiàn) 1P43 的公式， d vn10 得： n=100021.98/(10.5) 667r/min 2.2.2 切削力、切削扭矩及切削功率的計算 根據(jù)文獻(xiàn)1表 6-20 中公式計算鉆孔 （2-6.08.2HBDfF 2） （ 2-6.08.91fT 3） （2-D vP9740 4） 其中中：F -切削力（N） ；T-切削轉(zhuǎn)矩（N） ；P-切削功率（kW） ；v-切削速度 （m/min） ；f-進(jìn)給量（mm/r） ；D-加工（或鉆頭）直徑（mm） ； HB-布氏硬度， 得 HB=200。 則根據(jù)上述公式可得： A.左面：鉆孔 114 軸 6.7： = 6.08.2HBDfF6.08.0217.2N78.15 =20377.6Nmm..91T ..9. =1.25kW vP7407.653 鉆孔 15 軸 10.5： =6.08.2HBDfF6.08.02135.2N14.8 =11867.76Nmm..91T ..9 =0.81kW740vP5.107 B.右面： 鉆孔 1624 軸 6.7：6.08.2HBDfFN8. =20377.6Nmm..91T 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 7 =1.25kWD TvP9740 鉆孔 25 軸 8.4： =531.70N6.08.2HBfF =1025.71Nmm..91T =0.059kW740vPD C.后面： 鉆孔 2631 軸 10.5： N6.08.2HBfF14.2 Nmm..91T7 =0.81kWD vP740 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計 2.3.1 被加工零件工序圖 A.被加工零件工序圖的作用和內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機(jī)床上完成的工 藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾 壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情 況的圖樣。除了設(shè)計研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計的重要依據(jù)，也是制造、使用、 調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件的基礎(chǔ)上，突 出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括： a)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀 和尺寸。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置 及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。 b)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支承、 定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計。 c)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上 道工序的技術(shù)要求。 d)注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 8 B.繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(xiàng) a)繪制被加工零件工序圖的規(guī)定：應(yīng)按一定的比例，繪制足夠的視圖以及剖面； 本工序加工部位用粗實(shí)線表示；定位用定位基準(zhǔn)符號表示，并用下標(biāo)數(shù)表明消除自 由度符號；夾緊用夾緊符號表示，輔助支承用支承符號表示。 b)繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng) 本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。 對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。在鉆孔時，其大孔單邊余 量應(yīng)小于相鄰兩孔半徑之差，以便鉆頭能通過。 當(dāng)本工序有特殊要求時必須注明。如精鉆孔時，當(dāng)不允許有退刀痕跡或者允許 有某種形狀的刀痕時必須注明。有如薄壁或孔底部壁薄，加工螺紋時螺紋底孔深度 不夠及能否鉆通等 1。 圖 2-1 所示為被加工零件工序圖。 圖 2-1 被加工零件工序圖 2.3.2 加工示意圖 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件 在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件 間的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。 A.導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 9 組合機(jī)床鉆孔時，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。導(dǎo) 向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提 高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 B.確定主軸、尺寸、外伸尺寸 在本課題中，主軸是用于鉆孔的，鉆孔選用滾珠軸承主軸。鉆孔時采用剛性連 接，主軸采用長主軸。 根據(jù)由選定的切削用量計算得到的切削轉(zhuǎn)矩 T，由文獻(xiàn) 1P43 頁公式 （2-410Bd 5） 式中，d 表示軸的直徑（） ；T 表示軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nm） ；B 表示系數(shù)，本 課題中鉆孔主軸為非剛性主軸，取 B=6.2。 由公式可得： 左面 軸 114 d=13.42mm 取定 d=22 軸 15 d=19.77mm 取定 d=30 右面 軸 1621 d=13.74mm 取定 d=30 后面 軸 2230 d=13.39mm 取定 d=22 軸 31 d=17.43mm 取定 d=30 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，文獻(xiàn) 1表 3-6 可得到主軸外伸尺寸及接桿莫 氏圓錐號。滾珠長主軸軸徑 d=20時，主軸外伸尺寸為：D/d1=32/20,L=115；接 桿莫氏圓錐號為 2。滾珠長主軸軸徑 d=15時，主軸外伸尺寸為： D/d1=25/16,L=1815；接桿莫氏圓錐號為 1。 C.選擇接桿、浮動卡頭 在鉆、擴(kuò)、鉸、锪孔及倒角等加工小孔時，通常都采用接桿（剛性接桿） 。各主 軸的外伸長度和刀具均為定值，為保證主軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置， 須采用軸向可調(diào)整的接桿來協(xié)調(diào)各軸的軸向長度，以滿足同時加工完成孔的要求。 為提高加工精度、減少主軸位置誤差和主軸振擺對加工精度的影響，在采用長 導(dǎo)向或雙導(dǎo)向進(jìn)行鉆孔時，一般孔的位置精度靠夾具保證。為避免主軸與夾具導(dǎo)套 不同而引起的刀桿“別勁”現(xiàn)象影響加工精度，均可采用浮動卡頭連接。 所以鉆孔一般采用剛性連接。 D.動力部件工作循環(huán)及行程的確定 a)工作進(jìn)給長度 L 工的確定 工作進(jìn)給長度 L 工，應(yīng)等于加工部位長度 L（多軸加工時按最長孔計算）與刀具 切入長度 L1 和切出長度 L2 之和。切入長度一般為 510，根據(jù)工件端面的誤差情 況確定。 鏜孔時，切出長度一般為 510mm；鉆孔時，切出長度一般為 d+(38)mm。 13 當(dāng)采用復(fù)合刀具時,應(yīng)根據(jù)具體情況決定。所以得出以下結(jié)果: 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 10 左主軸箱：工進(jìn)長度： =8+12=20mm工L 右主軸箱：工進(jìn)長度： =8+12=20mm工 后主軸箱：工進(jìn)長度： =6+14=20mm工 b)快速進(jìn)給長度的確定 快速進(jìn)給是指動力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長度按具體情況確定。初 步選定三個主軸箱上刀具的快速進(jìn)給長度分別為 210mm,210mm,210mm。 c)快速退回長度的確定 快速退回長度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長度之和。由已確定的快速進(jìn)給和工作 進(jìn)給長度可知，三面快速退回長度分別為 230mm,230mm,230mm。 d)動力部件總行程的確定 動力部件總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具 磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝 卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中拿出時，動力部件需要后退的 距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔內(nèi)或刀具插入接桿孔 的長度，即后備量） 。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。圖 2-2 為被加工零件的加工示意圖。 圖 2-2 加工示意圖 2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 11 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定 的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的 。1 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容 A.選擇動力部件 a)動力箱型號的選擇 動力箱規(guī)格要與滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來 選用。由切削用量計算得到的各主軸的切削功率的總和 ，根據(jù)文獻(xiàn)1P47 公式切 削P 式中, 消耗于各主軸的切削功率的總和（kW） ；切 削P 多軸箱的傳動效率,加工黑色金屬時取 0.80.9，加工有色金屬時 （2-切 削多 軸 箱P 6） 取 0.70.8；主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值。 本課題中，被加工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動復(fù) 雜，故取 。0.85h= 左主軸箱： =0.090+0.090+0.041=0.311kW切 削P 則 = =0.3659kW多 主 軸 .31 右主軸箱： =40.096+0.059=0.443kW切 削 則 = =0.52kW多 主 軸 85.04 后主軸箱： =0.10043+0.0696=0.3708kW切 削P 則 = =0.436kW多 主 軸 .37 b)動力滑臺型號的選擇 根據(jù)選定的切削用量計算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按文獻(xiàn) 1的 62 頁公式 (2-7) niF1多 軸 箱 計算。 式中，F(xiàn)i各主軸所需的軸向切削力，單位為 N。 則: 左主軸箱 =3876.78+376.39=3006.73N多 主 軸 箱F 右主軸箱 =4892.39+531.70=4102.26N多 主 軸 箱 后主軸箱 =3921.91+585.90=3006.73N多 主 軸 箱 實(shí)際上,為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于 F。又考慮 到所需的最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證工作 的穩(wěn)定性，由文獻(xiàn) 1表 5-1，左、右、后面都選用液壓滑臺 1HY32IA 型，臺面寬 320mm，臺面長 800mm，滑臺及滑座總高為 320mm，允許最大進(jìn)給力為 20000N；其相 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 12 應(yīng)的側(cè)底座型號為 1CC401。 根據(jù)液壓滑臺的配套要求，滑臺額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查文獻(xiàn) 1表 5-38 得出動力箱及電動機(jī)的型號,見表 2-1。 表 2-1 動力箱及電動機(jī)的型號 主軸箱 動力箱型號 電動機(jī)型號 電動機(jī)功率 (kW) 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 左主軸箱 1TD32- Y100L1-4 2.2 1430 960 右主軸箱 1TD32- Y100L1-4 2.2 1430 960 后主軸箱 1TD32- Y100L1-4 2.2 1430 960 c)配套通用部件的選擇 側(cè)底座 1CC401 型號，其高度 H=560mm，寬度 B=900mm，長度 L=1350mm。 B.確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。在確定之前，首先 要考慮工人操作的方便性，還要考慮車間運(yùn)送共建的滾到高度，工件最低孔的位置， 主軸箱最低主軸高度和通用不見的高度尺寸的限制。本課題中，工件最低孔位置 h2=103，主軸箱最低主軸高度 h1=102.5，所選滑臺與滑座總高 h3=320，側(cè)底 座高度 h4=560，夾具底座高度 h5=195，中間底座高度 h6=560，綜合上述因素， 該組合機(jī)床裝料高度取 H=755。 C.確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長、寬、高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座 輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝 置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。夾具底座的高度尺寸，一方 面要保證其有足夠的高度，同時考慮機(jī)床的裝料高度、排屑的方便性和便于設(shè)置定 位、夾緊機(jī)構(gòu)。一般不小于 240 mm。本機(jī)床夾具的長度為 630mm，寬度為 408mm，高 度為 620mm。 D.確定中間底座尺寸 中間底座的頂面安裝夾具或輸送部件，側(cè)面與側(cè)底座或立柱底座相連接，并通 過端面鍵或定位銷定位。根據(jù)機(jī)床配置形式不同，中間底座有多種形式，如：雙面 臥式組合機(jī)床的中間底座，兩側(cè)面都安裝側(cè)底座；三面臥式組合機(jī)床的中間底座為 三面安裝側(cè)底座；立式回狀工作臺式組合機(jī)床，除了安裝立柱外，還需安裝回轉(zhuǎn)工 作臺。總之，中間底座的結(jié)構(gòu)，尺寸需根據(jù)工件的大小、形狀以及組合機(jī)床的配置 形式等來確定。因此，中間底座一般按專用部件進(jìn)行設(shè)計，但為了不致使組合機(jī)床 的外廓尺寸過分繁多，中間底座的主要尺寸應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 確定中間底高度尺寸時，應(yīng)考慮鐵屑的儲存及排除電氣接線安排，中間底座高 度一般不小于 540mm。 本機(jī)床確定中間底座高度為 560mm。 E.確定主軸箱輪廓尺寸 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 13 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1。主軸箱寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按文獻(xiàn) 1P49 公式計算： B=b+2b1 （2- 8） H=h+h1+b1 （2- 9） 式中：b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ； b1最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（） ； h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ； h1最低主軸高度（） 。 其中，h 1還與工件最低孔位置（h 2=103） 、機(jī)床裝料高度（H=880） 、滑臺滑 座總高（h 3=320） 、側(cè)底座高度（h 4=560）等尺寸有關(guān)。對于臥式組合機(jī)床， h1 要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦 h185-140，本組合機(jī)床按 文獻(xiàn) 1P50 公式 h1=h2+H-(0.5+h3+h4) （2-10） 計算，得： h 1=102.5。 b=100,h=125.125,取 b1=100，則求出主軸箱輪廓尺寸： B=b+2b1=100+2100=300 H=h+h1+b1=125.125+102.5+100=327.625 根據(jù)上述計算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，左,右主軸箱輪廓尺寸都預(yù)定為 BH=408620，后主軸箱輪廓尺寸預(yù)定為 BH=6408620 。 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 A.理想生產(chǎn)率 (單位為件/h)是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A(包括備品及廢品率)所要求Q 的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù) tk有關(guān),一般情況下,單班制 tk取 2350h,兩班制 tk取 4600h,由文獻(xiàn) 1的 51 頁公式 （2-ktAQ 11） 得： =50000/2350=21.28 件/h B.實(shí)際生產(chǎn)率 (單位為件/h)是指所設(shè)計機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù) 1Q （2-單TQ601 12） 式中: 生產(chǎn)一個零件所需時間(min)，可按下式計算：單T 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 14 （2- 裝移快 退快 進(jìn)停輔切單 tVLtVLtTkfff21 13） 式中: 分別為刀具第、工作進(jìn)給長度,單位為 mm;21L、 分別為刀具第、工作進(jìn)給量,單位為 mm/min;ffV、 當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留停t 時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)所需的時間，單位 min; 分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度，單位為 mm; 快 退快 進(jìn) 、 L 動力部件快速行程速度。用機(jī)械動力部件時取 56m/min;用液壓動力部kf 件時取 310m/min; 直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取 0.1min;移t 工件裝、卸（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切屑及吊裝 卸 運(yùn)工件）時間。它取決于裝卸自動化程度、工件重量大小、裝卸是否方便及工人的 熟練程度。通常取 0.51.5min。 如果計算出的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求,即 ,則必須重新選Q1 擇切削用量或修改機(jī)床設(shè)計方案。 已知: 鉆左面孔 =20mm; 4000.104=41.2mm/min 工LfVn =210mm =230mm 快 進(jìn) 快 退L 鉆右面孔 =20mm; 4310.104=44.8mm/min工 f =210mm =230mm 快 進(jìn) 快 退 鉆后面孔 =20mm; 4440.119=52.8mm/min工LfVn =210mm =230mm 快 進(jìn) 快 退L 左面孔 20.65.min41ftt機(jī) 工 進(jìn) 停 230.15.68minkfttV快 進(jìn) 快 退 移輔 裝 卸 0.5168.intt輔單 機(jī) 右面孔 2.0.51i4fLttV機(jī) 工 進(jìn) 停 23.51.68minkftt 快 進(jìn) 快 退 移輔 裝 卸 0.51.68.9mintt輔單 機(jī) 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 15 后面孔 20.6.45min58fLttV機(jī) 工 停 1023.15.68minkftt快 進(jìn) 快 退 移輔 裝 卸 0.45.68.intt輔單 機(jī) 對多面和多工位加工機(jī)床，在計算時應(yīng)以所有工件單件加工最長的時間作為單 件工時，所以選擇 ，2.38minT單 實(shí)際生產(chǎn)率: 16026.81/.3QhT單 件 C.機(jī)床負(fù)荷率 a)當(dāng) 時候，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。1Q 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為 0.750.90,自動線負(fù)荷率為 0.60.7。典型的鉆、鏜、 攻螺紋類組合機(jī)床，按其復(fù)雜程度確定；對于精度較高、自動化程度高或加工多品 種組合機(jī)床，宜適當(dāng)降低負(fù)荷率。 b)由文獻(xiàn) 1的 51 頁公式得機(jī)床負(fù)荷率: （2-14）1Q 2.879.3%6 3 組合機(jī)床左主軸箱設(shè)計 本人的設(shè)計任務(wù)是 ZH1105 柴油機(jī)氣缸體三面鉆孔組合機(jī)床總體及左主軸箱部分 的設(shè)計。左軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖和主軸類型設(shè)計 的運(yùn)動的動力部件，其動力來源于通用的動力箱。它與傳動箱一起安裝在進(jìn)給滑臺 上，可完成鉆孔鏜孔等加工工序。由總體設(shè)計部分可知，我所需要設(shè)計的主軸箱輪 廓尺寸為 400400，屬于大型通用主軸箱，結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件； 采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置精度。 通用主軸箱設(shè)計的順序是：繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸徑 及齒輪 模數(shù)；擬訂傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標(biāo)，繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制主 軸箱總圖，零件圖及編制組件明細(xì)表 1。 3.1 左主軸箱原始依據(jù)圖的繪制 左主軸箱原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 16 圖 3-1 所示為 ZH1105 柴油機(jī)氣缸體三面鉆鏜孔組合機(jī)床左主軸箱設(shè)計原始依據(jù) 圖,表 3-1 所示為各主軸外伸尺寸及各孔的切削用量。 圖 3-1 原始依據(jù)圖 注：1.被加工零件編號及名稱：ZH1105 柴油機(jī) 材料及硬度：HT200 160-200HBS。 2.動力部件 1TD32- I，Y100L1-4，P 主 =2.2Kw,n=960r/min。 表 3-1 左主軸外伸尺寸及孔的切削用量 軸 號 D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/r) 114 22/15 115 鉆 6.7 597 12.56 0.11 15 30/20 115 鉆 10.5 595 21.98 0.13 3.2 左主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇和動力計算 A.主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)的選擇包括軸承型式的選擇和軸頭結(jié)構(gòu)的選擇。軸承型式是左主軸部件結(jié) 構(gòu)的主要特征。主軸進(jìn)行鉆削加工，軸向切削力較大，用推力球軸承承受軸向力， 用深溝球軸承承受徑向力。又因鉆削時軸向力是單向的，因此推力球軸承應(yīng)安排在 主軸前端，主軸采用滾珠主軸,前支承為推力球軸承、深溝球軸承，后支承滾錐軸承， 主軸進(jìn)行鉆削時，前后支承均為滾錐軸承。 鉆孔采用滾珠軸承長主軸是因?yàn)殚L主軸其軸頭內(nèi)孔較長，可增大與刀具尾部連 接的接觸面，從而增強(qiáng)刀具與主軸的連接剛度，減少刀具前端下垂。 B.主軸直徑和齒輪模數(shù)的確定 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 17 主軸直徑已在總體設(shè)計部分初步確定，見 2.3.2。 按同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不多于兩種的原則，用類比法確定齒輪模數(shù)， 也可按公式估算。據(jù)文獻(xiàn) 1P62 頁公式估算： （3- 3)20(znPm 1） 式中，P齒輪所傳遞的功率，單位為 kW； z一對嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)； n小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。 主軸箱中的齒輪模數(shù)常用 2、2.5、3、3.5、4 幾種。為了便于生產(chǎn)，同一主軸箱中 的模數(shù)規(guī)格不要多于兩種 1。確定本次設(shè)計的模數(shù)均為 2.5。 3.3 左主軸箱傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 左主軸箱傳動設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要 求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸和各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求： a)在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī) 格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一 排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可采用齒輪變位或略微改動傳動比的方法解決。 b)盡量不用主軸帶動主軸的方案，否則會增加主軸負(fù)荷，影響加工精度。 c)為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于 (最佳傳動比 )，211.5 后蓋內(nèi)傳動比允許取至 ；避免用升速傳動。13.5 d)用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形； 精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)在第排，以減少主軸端的彎曲變形。 e)多軸箱內(nèi)具有粗加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動軸齒輪傳動開始，就分兩條 傳動路線，以免影響加工精度。 f)剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑應(yīng)盡可能大于被加工孔的孔徑，以減 少振動，提高運(yùn)動平穩(wěn)性。 g)驅(qū)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。 3.3.1 根據(jù)原始依據(jù)圖對坐標(biāo)尺寸的計算 根據(jù)原始依據(jù)圖 3-1，計算驅(qū)動軸、主軸的坐標(biāo)尺寸，如下表 3-2 所示： 表 3-2 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值 坐標(biāo) 銷 O1 驅(qū)動軸 O 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 X 0.000 175.000 110.000 147.232 206.000 175.000 Y 0.000 80.000 200.420 132.620 140.420 252.391 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 18 3.3.2 左主軸箱傳動路線的擬訂 左主軸箱有 15 根主軸，這 15 根主軸為： 軸 115，傳動軸為 1634，油泵軸 35 由傳動軸 16 帶動。 具體傳動路線見圖 3-2。 圖 3-2 主軸箱傳動樹形圖 3.3.3 傳動軸位置及齒輪齒數(shù)的確定 傳動方案擬訂之后，通過“計算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪 齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。 A.由各主軸和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速求驅(qū)動軸到各主軸之間的傳動比。各主軸轉(zhuǎn)速見表 3-3 所示。 表 3-3 主軸箱主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 主 軸 0 114 15 轉(zhuǎn) 速 920 400 640 主軸箱總傳動比 ： 014.392i 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 19 340.92oi46.7oi B.各軸傳動比分配 主軸箱中軸的分布有同心圓分布及任意分布，同時為滿足主軸上齒輪不過大的 要求，最后一級齒輪取升速。 a)左主軸箱各軸傳動比分配： 軸 1 0531.6i5-120.78i 軸 2 -2 軸 3 05.i5-3.7i 軸 4 16-4812 b)確定中間傳動軸的位置并配對各對齒輪 傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式：文獻(xiàn) 1P6165 （3-主從從主 nzu 2） （3-zSmA2)(2從主 3） （3-主從從從主 znu 4） （3-從主主主從 z 5） )1(2)(2umAnmA從主從主 （3-6） （3-uAnzAz12)(2主從主從 7） 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 20 式中， 嚙合齒輪副傳動比；u 嚙合齒輪副齒數(shù)和；zS 分別為主動和從動齒輪齒數(shù)；從主 、 分別為主動和從動齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/min；從主 、 n 齒輪嚙合中心距，單位為 mm；A 齒輪模數(shù)，單位為 mm。m C.確定主軸箱內(nèi)中間傳動軸的位置： 確定中間傳動軸 5 的位置，與傳動軸 5 相配對的有主軸 1、2、3、4，與之相配 對的齒輪有 Z5/Z1,Z5/Z2,Z5/Z3,Z5/Z4，四對齒輪。 通過公式（2-2）及傳動比 i5-1=0.78、 i5-2=0.78 、i5-4=0.78、i5-4=0.1.22,取 m=2.5，可得到齒輪齒數(shù) Z5 =Z5 =21 ,Z1=Z2=Z3=27,Z5 =28,Z4=23。 左主軸箱： 1392096/min7nr1533/i62r48900nn 轉(zhuǎn)速相對損失在 5%以內(nèi)，符合設(shè)計要求。 由于該主軸箱上有較多的刀具，為了便于更換和調(diào)整刀具，以及裝配和維修時 檢查主軸精度，所以在主軸箱上設(shè)置一個以便于手動回轉(zhuǎn)主軸，為了扳動起來輕便， 手動軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能高些，且其所處位置要靠近機(jī)床操作者的一側(cè)，并留有扳手 作用位置活動空間，所以本主軸箱的手柄設(shè)置在緊靠驅(qū)動軸 O 的位置，即 5 軸為手 柄軸。 D.采用 B-ZIR12-2 型葉片液壓泵，由軸 2 經(jīng)一對齒輪傳動 312790563/min569nr泵 葉片液壓泵轉(zhuǎn)速在 400800r/min 范圍內(nèi)，滿足要求。 3.4 左主軸箱坐標(biāo)計算、坐標(biāo)檢查圖的繪制 坐標(biāo)計算就是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置及傳動關(guān)系，精確計算各中間傳 動軸的坐標(biāo)。其目的是為左主軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于 繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否正確合理。 3.4.1 傳動軸的坐標(biāo)的計算 計算傳動軸坐標(biāo)時，先算出與主軸有直接傳動關(guān)系的傳動軸坐標(biāo)，然后計算其 它傳動軸坐標(biāo)。根據(jù)傳動軸的傳動形式，傳動軸的坐標(biāo)計算可分為三種類型：與一 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 21 軸定距的坐標(biāo)計算；與兩軸定距的坐標(biāo)計算；與三軸等距的坐標(biāo)計算。 在本主軸箱 1 根傳動軸與 1 根油泵軸，傳動軸、油泵軸之間可按與一軸定距的 坐標(biāo)計算方法計算，在計算傳動軸 5 時采用與三軸等距方法求得。計算公式見文獻(xiàn) 1 P72 （3-8）2211abL22abL （3-BAX2CAX 9） （3-10）1YY （3-11） 221()()2 )BACAACBALXXX （3-12） 221()( ))AABCABAYLYY 傳動軸 5 的坐標(biāo)計算： 圖 3-3 與三軸等距傳動軸坐標(biāo)計算圖 137.2BAaX258.76CAaX 68bYbY 221159.04L22314.L21()()69. )BACAACBAXXYYX 221()()8.502 )AAABCBLY 理論中心距 056mz 柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計 22 實(shí)際中心距 22()()60.4ABABXY 0.4理實(shí) 中心距在允差 (0.0010.009)mm 范圍內(nèi)，所以此處要使用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 表 3-4 主軸箱傳動軸坐標(biāo)計算結(jié)果 坐標(biāo) 傳動軸 5 傳動軸 6 X 196.61 93.73 Y 18895 101.80 3.4.2 坐標(biāo)檢查圖的繪制 在坐標(biāo)計算完成后，繪制坐標(biāo)及傳動關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動系統(tǒng)的正 確性。坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容有：通過齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確；檢查主 軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向；進(jìn)一步檢查各零件間有無干涉現(xiàn)象；檢查液壓泵、分油器等附加機(jī) 構(gòu)的位置是否合適。 繪制出的坐標(biāo)檢查圖，如圖 3-4 所示。 圖 3-4 左主軸箱坐標(biāo)檢查圖 3.5 軸、齒輪、軸承、鍵的校核 以軸 16 和其上的軸承進(jìn)行校核，主動軸 0 上面的齒輪和鍵進(jìn)行校核。 3.5.1 軸的校核 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 23 圖 3-5 軸受力圖 A.求軸向載荷 a)計算齒輪受力 齒輪分度圓直徑為 2.531=77.5mm （3-mzd 1