填料箱蓋多頭鉆床設(shè)計(jì)-多孔鉆專機(jī)含11張CAD圖

填料箱蓋多頭鉆床設(shè)計(jì)-多孔鉆專機(jī)含11張CAD圖,填料,多頭,鉆床,設(shè)計(jì),多孔,專機(jī),11,十一,cad 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 填料箱蓋多頭鉆床設(shè)計(jì)-多孔鉆專機(jī) 摘要 本文是關(guān)于填料箱蓋多孔鉆專用機(jī)床的設(shè)計(jì)，具體的是鉆填料箱蓋上6個(gè)φ13.5mm的圓通空，填料箱蓋多孔鉆專用機(jī)床具有生產(chǎn)效率高，節(jié)約經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，特別適應(yīng)現(xiàn)在這種成批量的大生產(chǎn)，本設(shè)計(jì)中，根據(jù)充分的數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)專用組合機(jī)床的各個(gè)部分（齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器、刀具、夾具及箱體等）都有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)和選擇，并對(duì)部分重要部件及機(jī)床的多軸箱附有圖形及文字說(shuō)明，能使讀者全面充分的了解本文的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 本文的填料箱蓋專用多頭鉆機(jī)床是針對(duì)鉆六個(gè)直徑為13.5mm這一道工序而設(shè)計(jì)的專用機(jī)床，專用機(jī)床的設(shè)計(jì)可以減少工人裝夾工件及鉆孔的時(shí)間，可以大大的降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，及明顯的提高生產(chǎn)效率及降低經(jīng)濟(jì)成本，這對(duì)于現(xiàn)在的工廠生產(chǎn)是非常有用的。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床，鉆削，填料箱蓋，專用機(jī)床 43 Title Filler lid Drill Machine Design Abstract This article is about the long and short filler cover the design of drilling machine tools, specifically the diamond filler lid 6x φ13.5mm of tact on the air, filling the porous cover drilling machine tools with high efficiency, the advantages of saving the economy, in particular, to adapt Now that large-scale production in batches, the design, calculations based on adequate data on the specific combination of machine parts (gears, shafts, bearings, couplings, tools, fixtures and cabinet, etc.) have strict design and choice, and some important components and multi-axle machine with graphics and text, enabling readers to fully understand the overall design of the content of this article. This special long filler cover drilling machine is 13.5mm in diameter for the drilling of six designed for this procedure a special machine, special machine design can reduce the workpiece clamping and drilling workers time, can greatly reduce labor strength, and significantly improve production efficiency and reduce economic costs, which is now the factory is very useful. Keywords：Machine tool, drilling,filling lid, machine tools 目錄 1 引言 1 1.1組合機(jī)床概述 1 1.2該課題研究的目的和意義 1 1.3組合機(jī)床發(fā)展史 1 1.4國(guó)內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀 2 1.5發(fā)展趨勢(shì) 3 1.6本課題研究的基本內(nèi)容即（填料箱蓋多頭鉆床涉及的內(nèi)容） 3 1.7本課題主要研究解決的難點(diǎn)問(wèn)題和擬采用的辦法 5 2 多孔鉆組合機(jī)床總體方案設(shè)計(jì) 6 2.1 零件分析 6 2.1.1零件的技術(shù)要求 6 2.1.2結(jié)構(gòu)方案分析和定方案的選擇 6 2.1.3選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的問(wèn)題 6 2.1.4確定夾壓位置應(yīng)注意的問(wèn)題 6 2.2工藝分析 7 2.3確定機(jī)床的配置形式 7 2.3.1不同配置形式組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性 8 2.3.2不同配置形式組合機(jī)床的加工精度 8 2.3.3選擇機(jī)床配置形式應(yīng)注意的問(wèn)題 8 2.4組合機(jī)床切削用量 9 2.4.1組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn) 9 2.4.2確定切削用量應(yīng)注意的問(wèn)題 9 2.5多頭鉆專用機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定 10 2.6多頭鉆專用機(jī)床動(dòng)力參數(shù)的確定 10 2.6.1主電動(dòng)機(jī)的選擇 10 2.6.2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的選擇 11 2.7運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 12 2.7.1主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 12 2.7.2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 13 2.7.3傳動(dòng)軸的估算 15 2.7.4齒輪模數(shù)的估算 18 2.7.5齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 24 2.7.6軸的設(shè)計(jì) 27 3 組合鉆床總體方案設(shè)計(jì)（三圖一卡） 30 3.1被加工零件工序 30 3.2 加工示意圖 31 3.2.1 加工示意圖的畫(huà)法及注意事項(xiàng) 31 3.2.2選擇刀具，工具，導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸 32 3.2.3確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 33 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 35 3.3.1動(dòng)力部件的選擇 35 3.3.2 夾具輪廓尺寸的確定 35 3.3.5主軸箱輪廓尺寸 35 3.4．生產(chǎn)率計(jì)算卡 36 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 37 4.1多軸箱的組成 37 4.2多軸箱設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容 37 4.2.1多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù) 37 4.2.2主軸結(jié)構(gòu)的選擇及計(jì)算 37 4.2.3主軸分布類(lèi)型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 4.3傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 38 4.3.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 38 4.3.2鍵的選定 39 4.3.3選取軸承 39 4.3.4套筒與鍵套選擇 39 4.3.5潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) 39 4.4主軸箱總圖裝配圖 39 4.5進(jìn)給箱總圖裝配圖 40 5．總 論 41 6.參考文獻(xiàn) 42 7.致 謝 43 1 引言 1.1組合機(jī)床概述 組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，再配以少量專用部件而組成的專用機(jī)床，具有一般專用機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度高，易保證加工精度的特點(diǎn)，又能適應(yīng)工件的變化，具有一定的重新調(diào)整、重新組合的能力。組合機(jī)床可以對(duì)工件采用多刀、多面及多方位加工，特別適于在大批、大量生產(chǎn)中對(duì)一種或幾種類(lèi)似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。組合機(jī)床可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻螺紋、車(chē)、銑、磨削以及滾壓等工序。 1.2該課題研究的目的和意義 傳統(tǒng)機(jī)床只能對(duì)一種零件進(jìn)行單刀，單工位，單軸，單面加工，成產(chǎn)效率低且加工精度不穩(wěn)定，組合機(jī)床能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。本課題針對(duì)變速箱殼體設(shè)計(jì)專用多孔鉆機(jī)，有利于提高大批量生產(chǎn)的變速箱的生產(chǎn)效率，提高加工精度穩(wěn)定性，節(jié)約社會(huì)資源。 1.3組合機(jī)床發(fā)展史 專用機(jī)床是隨著汽車(chē)工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。 最早的組合機(jī)床是1911年在美國(guó)制成的，用于加工汽車(chē)零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 二十世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級(jí)，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米 。 1.4國(guó)內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀 組合機(jī)床自1911年在美國(guó)研制成功后便廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的汽車(chē)工業(yè)中，并且隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。組合機(jī)床是根據(jù)被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設(shè)計(jì)的，并以系列化 、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件而組成的專用設(shè)備，并配以專用夾具，采用多把刀具同時(shí)進(jìn)行加工。組合機(jī)床的輔助動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，具有專用、高效、自動(dòng)化和易于保證加工精度。當(dāng)被加工的零件尺寸結(jié)構(gòu)有所改進(jìn)時(shí)，合機(jī)床的通用零部件還可以重新被利用組成新的組合機(jī)床，且具有一定的柔性度。在數(shù)控設(shè)備還沒(méi)有普及和推廣的幾十年里，它對(duì)于提高加工效率，降低對(duì)操作者的技術(shù)要求起到了很大的作用，尤其是組合銑床和專用鉆床，在殼體類(lèi)零件的加工線中應(yīng)用非常廣泛。 近幾年來(lái)，由于國(guó)家加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入，工程機(jī)械需求呈現(xiàn)了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭，部分生產(chǎn)廠家呈現(xiàn)出一年翻一番的發(fā)展形勢(shì)，雖然國(guó)家因出現(xiàn)局部經(jīng)濟(jì)過(guò)熱而采取對(duì)鋼材、建材、電解鋁等行業(yè)進(jìn)行調(diào)控，但許多重點(diǎn)工程都陸續(xù)開(kāi)工上馬，工程機(jī)械雖不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，但今后幾年仍然會(huì)維持較大程度的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。國(guó)內(nèi)工程機(jī)械同進(jìn)口產(chǎn)品相比，其特點(diǎn)是價(jià)位低、產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。隨著國(guó)家對(duì)世貿(mào)承諾的逐步實(shí)現(xiàn)，價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也逐漸減少，以裝載機(jī)為例：目前大多數(shù)的主機(jī)生產(chǎn)廠及部件配套廠家對(duì)變速箱箱體、變矩器殼體前車(chē)架、后車(chē)架、動(dòng)臂、驅(qū)動(dòng)橋等關(guān)鍵零件，大多采用通用設(shè)備加工，這種加工方式的缺點(diǎn)有：生產(chǎn)能力難以擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，在制品積壓嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益不夠顯著。值得慶幸的是國(guó)內(nèi)比較大的裝載機(jī)生產(chǎn)廠家都已逐步認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題。在機(jī)構(gòu)件方面，廈工、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機(jī)床對(duì)動(dòng)臂、前車(chē)架、后車(chē)架，前后鉸接架的孔系進(jìn)行加工，零件一次裝夾，多頭同時(shí)加工，比通用機(jī)床單孔逐個(gè)加工，效率提高了3—6倍，而且避免了工件調(diào)頭而產(chǎn)生的二次定位誤差。運(yùn)用組合機(jī)床加工結(jié)構(gòu)件與通用機(jī)床相比各孔系坐標(biāo)精度可以由±1mm提高到±0.2mm，，同軸度0．5mm提高到±0．08mm孔系平行度由0．7mm提高到±0．1 mm 而且所有精度均靠機(jī)床本身的裝配精度保證，為提高整車(chē)的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。變速箱箱體是裝載機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的核心部件， 零件本身的結(jié)構(gòu)剛度較差，而加工精度相對(duì)要求較高，不采用特殊措施，使得與變速器結(jié)合面0．08mm的平面度以及各孔對(duì)此面的垂直度，各孔中心矩均難以保證。組合機(jī)床與通用機(jī)床組合生產(chǎn)線使適當(dāng)?shù)耐顿Y能迅速擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，解決通用機(jī)床加工效率低，同一工序需要多臺(tái)機(jī)床加工的難題。在工程機(jī)械快速發(fā)展的今天，我們面臨的產(chǎn)品上規(guī)模，質(zhì)量上臺(tái)階的難題，都可以運(yùn)用組合機(jī)床加工得到有效的解決，組合機(jī)床在工程機(jī)械領(lǐng)域有著更大的發(fā)展空間。 1.5發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)階段組合機(jī)床主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，隨著組合機(jī)床加工的發(fā)展與各種生產(chǎn)管理技術(shù)的發(fā)展與完善，組合機(jī)床在中小批量生產(chǎn)中也將得到廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類(lèi)機(jī)床常見(jiàn)的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。 組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)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(dòng)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。 1.6本課題研究的基本內(nèi)容即（填料箱蓋多頭鉆床涉及的內(nèi)容） （1）填料箱蓋的作用 題目中所給出的零件是填料箱蓋，其主要的作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不至于漏油，以及箱體發(fā)生故障時(shí)，對(duì)箱體其密封作用同樣不使里面的油漏出，由于填料箱蓋是主要起密封作用，所以對(duì)主要加工表面以及配合表面的精度及表面粗糙度要求較高。 （2）多頭專用鉆床設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ??? 多頭鉆床設(shè)計(jì)，其主要的目的是通過(guò)機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、零件的結(jié)構(gòu)分析以及零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和對(duì)機(jī)床一般類(lèi)型的綜合分析，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法，進(jìn)而通過(guò)一系列的設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)培養(yǎng)和鍛煉我們的對(duì)零件的結(jié)構(gòu)分析能力和設(shè)計(jì)計(jì)算能力。 1、 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的加工零件，確定機(jī)床的切削容量，通過(guò)分析比較擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，合理分配各級(jí)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，確定各級(jí)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪的的齒數(shù)，并計(jì)算主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)誤差等。 2、 動(dòng)力設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的工件，初算傳動(dòng)軸的直徑、各級(jí)齒輪的模數(shù)，確定動(dòng)力箱，主軸箱尺寸及相應(yīng)的傳動(dòng)路線，完成裝配草圖，在初選之后，要驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑、齒輪的模數(shù)是否在允許的范圍內(nèi)，另外還要驗(yàn)算主軸的剛度及強(qiáng)度。 3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤(rùn)滑系統(tǒng)和密封等的合理布置和設(shè)計(jì)，即繪制裝配圖傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 4、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書(shū) （3）畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求 1、根據(jù)加工零件圖上加工孔的主要技術(shù)要求進(jìn)行機(jī)床的設(shè)計(jì)： 加工6個(gè)直徑為13.5mm的通孔，表面粗糙度為6.3um，材料為HT200，HBS190—241。 2、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按時(shí)按量完成設(shè)計(jì)任務(wù)； 3、要會(huì)查閱相關(guān)資料和手冊(cè)； 4、主義設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的完整性和統(tǒng)一性； 5、會(huì)運(yùn)用相關(guān)軟件 （4）填料箱蓋多頭鉆床的類(lèi)型 4.1 立式多頭鉆床 　　主軸豎直布置且中心位置固定的鉆床,簡(jiǎn)稱立鉆。常用于機(jī)械制造和修配工廠加工中、小型工件的孔。 加工前，須先調(diào)整工件在工作臺(tái)上的位置，使被加工孔中心線對(duì)準(zhǔn)刀具軸線。加工時(shí)，工件固定不動(dòng)，主軸在套筒中旋轉(zhuǎn)并與套筒一起作軸向進(jìn)給。工作臺(tái)和主軸箱可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整位置，以適應(yīng)不同高度的工件。 立鉆有方柱立鉆和圓柱立鉆兩種，還有排式、多軸坐標(biāo)和轉(zhuǎn)塔等多種變型。①排式鉆床：一般由2～6個(gè)立柱和主軸箱排列在一個(gè)公用底座上，各主軸順次加工同一工件上的不同孔或分別進(jìn)行各種孔加工工序，可節(jié)省更換刀具的時(shí)間，用于中小批量生產(chǎn)。②多軸立式鉆床：機(jī)床的多個(gè)主軸可根據(jù)加工需要調(diào)整軸心位置，由主軸箱帶動(dòng)全部主軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行多孔同時(shí)加工，用于成批生產(chǎn)。③坐標(biāo)立式鉆床：在方柱立鉆上加可縱、橫移動(dòng)的十字工作臺(tái)而成，可按坐標(biāo)尺寸進(jìn)行鉆削。④轉(zhuǎn)塔立式鉆床：多采用程序控制或數(shù)字控制，使裝有不同刀具的轉(zhuǎn)塔頭自動(dòng)轉(zhuǎn)位、主軸自動(dòng)改變轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量,工件自動(dòng)調(diào)整位置，實(shí)現(xiàn)多工序加工的自動(dòng)化循環(huán)。 在填料箱蓋的鉆孔設(shè)計(jì)中，由于填料箱蓋的生產(chǎn)批量是比較大的，屬于大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率需要一次能鉆多孔，即在一次鉆孔過(guò)程中鉆出所有的孔，所以，綜上分析若選立式鉆床時(shí)，應(yīng)選立式鉆床中的多軸立式鉆床。 多軸立式鉆床的基本形式如上圖所示。 4.2臥式多頭鉆床 對(duì)于臥式鉆床其主軸是水平布置的，一般情況下臥式多頭鉆床多用于數(shù)控機(jī)床，與數(shù)控一起組成加工中心，加工一些不利于應(yīng)用立式多頭鉆床的工件，對(duì)于我們現(xiàn)在所要設(shè)計(jì)的填料箱蓋零件的多頭鉆床，由于零件比較簡(jiǎn)單鉆的孔比較適宜立式，我們這里提到臥式多頭鉆床主要是為了開(kāi)拓視野和思想，使我們對(duì)鉆床的設(shè)計(jì)有多種設(shè)計(jì)方案。 在這里我們提到這兩種方案主要是想以此進(jìn)行比較分析，綜合多種信息進(jìn)行對(duì)比，以選出最適合最優(yōu)的方法。 在這里我們綜合考慮一般鉆床的形式以及被加工零件的結(jié)構(gòu)，選擇的鉆床為立式的。 1.7本課題主要研究解決的難點(diǎn)問(wèn)題和擬采用的辦法 經(jīng)過(guò)對(duì)課題的調(diào)研及查相關(guān)的資料，我對(duì)自己的課題有比較深的了解，在我的填料箱蓋多頭鉆床的的設(shè)計(jì)其主體部位與一般鉆床的主體部位基本相同，可以參考有關(guān)鉆床的設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而對(duì)于填料箱蓋多頭鉆床的設(shè)計(jì)其專用部分主要與填料箱蓋零件的結(jié)構(gòu)相關(guān)，應(yīng)根據(jù)零件的主要結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，現(xiàn)在對(duì)于專用機(jī)床的設(shè)計(jì)主要的問(wèn)題主要有： 多頭鉆各鉆頭相對(duì)位置的精度保證問(wèn)題： 有填料箱蓋的結(jié)構(gòu)零件圖可知，需要鉆的孔是直徑為13.5mm的圓通孔，其孔的分布是在直徑為130mm的圓周上，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要認(rèn)真考慮各對(duì)應(yīng)孔的主軸的相對(duì)位置。 2 多孔鉆組合機(jī)床總體方案設(shè)計(jì) 2.1 零件分析 被加工零件：填料箱蓋 工件材料： HT200 工件硬度：190-241HBS 2.1.1零件的技術(shù)要求 a 保證6Xφ13.5孔對(duì)基準(zhǔn)中心的位置度 b 水平方向孔中心到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置度要求 c 垂直方向孔中心到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置度要求 2.1.2結(jié)構(gòu)方案分析和定方案的選擇 本課題是針對(duì)填料箱蓋6個(gè)直徑為13.5mm孔鉆削這一特定工序而設(shè)計(jì)的一臺(tái)專用組合機(jī)床。正確選擇加工用定位基準(zhǔn)是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序，從而實(shí)現(xiàn)減少機(jī)床臺(tái)數(shù)的效果，提高機(jī)床的機(jī)械加工效率。由于采用專用夾具，對(duì)其精度要求完全可以達(dá)到。 2.1.3選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的問(wèn)題 a 應(yīng)盡量選擇零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為組合機(jī)床加工的定位基準(zhǔn)。這樣可以減少基準(zhǔn)不符的誤差，以保證加工精度，但在某些情況下，卻必須選用其他作為定位基準(zhǔn)。 b 選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)確定工件定位穩(wěn)定。盡量采用已加工較大平面作為定位基準(zhǔn)，這對(duì)于加工尤為重要。 c 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。即在各臺(tái)機(jī)床上采取共同的定位基面來(lái)加工零件不同表面的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば?。這對(duì)工序多的箱體類(lèi)尤為重要。 2.1.4確定夾壓位置應(yīng)注意的問(wèn)題 在選擇定位基面時(shí)，要相應(yīng)決定夾壓位置。此時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題是： a保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生振動(dòng)移動(dòng)，夾壓力要足夠，夾壓點(diǎn)布置加壓合力落在定位平面內(nèi)。 b盡量減少避免零件夾壓后得變形，消除其對(duì)加工精度的影響。 2.2工藝分析 工藝分析是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步，必須認(rèn)真分析被加工零件的工藝過(guò)程。深入現(xiàn)場(chǎng)全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位，夾緊方式，工藝方法和加工過(guò)程所用的刀具，切削用量及生產(chǎn)率等。 選擇單工位，單面組合機(jī)床，使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件可靠，更符合多，快，好，省的要求。 a 加工精度的要求 由于加工孔相對(duì)于中心的位置度要求比較高，因此采用單工位方法一次定位，可以減少定位誤差。 b 被加工零件大小形狀特點(diǎn)，加工部位特點(diǎn)要求。 這些特點(diǎn)在很大的程度上決定采用立式機(jī)床。一般來(lái)說(shuō)，孔中心線與定位基面垂直宜采用立式機(jī)床。故本加工工序采用立式機(jī)床。該組合機(jī)床是鉆6Xφ13.5，表面粗糙度為12.5，兩孔之間同軸度為0.025，因此采用移動(dòng)式鉆模板。 本道工序的夾緊也非常方便，可以利用上一道工序的加工特點(diǎn)?？锥ㄎ唬嗣娑ㄎ?，端夾緊，定位可靠，夾緊方便，裝卸方便，工藝裝備簡(jiǎn)單。根據(jù)上述被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求，工藝過(guò)程及生產(chǎn)率，可以確定機(jī)床配置形式為立式組合機(jī)床，這種配置形式可達(dá)到較高的加工精度，對(duì)于精加工機(jī)床的夾具公差，一般加工零件的三分之一至五分之一，對(duì)于粗加工機(jī)床采用固定式導(dǎo)向，能達(dá)到±0.2mm。 2.3確定機(jī)床的配置形式 通常根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求，生產(chǎn)率和工藝過(guò)程方案等，大體上就可以確定應(yīng)采用哪種基本形式的組合機(jī)床。但在基本形式的基礎(chǔ)上，由于工藝的組織，動(dòng)力頭的不同配置方法，零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。它們對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，通用化程度，結(jié)構(gòu)工藝性能，重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟(jì)效果，還有維修操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情況下，對(duì)于工藝過(guò)程方案做不大的更改或重新安排，往往會(huì)使機(jī)床簡(jiǎn)單，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，更符合多快好省的要求。因此，在最后決定機(jī)床配置形式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須注意下面一些問(wèn)題： A加工精度要求的影響 B機(jī)床生產(chǎn)率的影響 C被加工零件的大小，形狀加工部位特點(diǎn)的影響 D車(chē)間布置情況的影響 E工藝間聯(lián)系情況的影響 F使用廠的技術(shù)后方和自然條件的影響 被加工零件的特點(diǎn)在很大程度上決定了機(jī)床的配置形式。 2.3.1不同配置形式組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性 單工位組合機(jī)床通常是用于加工一個(gè)或兩個(gè)工件，特別適用于大中型箱體件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的數(shù)量，這類(lèi)機(jī)床可以從單面或同時(shí)從幾個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行加工。各種形式的單工位組合機(jī)床具有固定的夾具。通?？梢园惭b一個(gè)工件特別適合于大中型零件的加工。本設(shè)計(jì)的零件較大，需要加工的孔徑較大，且與軸箱配合安裝，基于這點(diǎn)考慮，本設(shè)計(jì)采用單工位組合機(jī)床是合適的。多工位組合機(jī)床主要適用于中小型零件。 2.3.2不同配置形式組合機(jī)床的加工精度 在組合機(jī)床上影響加工精度的因素很多，一般分為與切削負(fù)荷無(wú)關(guān)的誤差（如機(jī)床原始誤差，工件安裝誤差，夾具與刀具的誤差，其它偶然性誤差等）和與切削負(fù)荷有關(guān)的誤差（如夾壓變形，熱變形，刀具磨損所引起的誤差和其他偶然性誤差）。組合機(jī)床加工精度通常是靠夾具來(lái)保證的，我們也可以把影響加工精度的因素分為加工誤差和夾具誤差兩大類(lèi)。那么現(xiàn)在的問(wèn)題在于確定夾具誤差和加工誤差的比例，這個(gè)問(wèn)題的解決通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行機(jī)床配置形式的選擇。一般從固定式夾具組合機(jī)床的加工精度和移動(dòng)式夾具組合機(jī)床的加工精度來(lái)考慮。固定式夾具單工位組合機(jī)床加工精度最高。這種機(jī)床由于零件采用固定導(dǎo)向的位置度可以達(dá)到0.2mm?？梢?jiàn)這種形式的組合機(jī)床加工此零件能穩(wěn)定的保證加工精度。 2.3.3選擇機(jī)床配置形式應(yīng)注意的問(wèn)題 A適當(dāng)提高工序集中程度 在確定機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要合理解決工序集中程度的問(wèn)題。在一個(gè)動(dòng)力頭上安裝多軸，同時(shí)加工多孔來(lái)集中工序，是組合機(jī)床最基本的方法，在一臺(tái)機(jī)床主軸數(shù)量有達(dá)200根左右的。但是，也不應(yīng)無(wú)限制地增加主軸數(shù)量，要考慮到動(dòng)力頭及主軸箱的性能和尺寸，并保證調(diào)整和更換刀具的方便性。這些在以后的設(shè)計(jì)中藥得以解決。 B注意排屑和操作使用的方便性 排除切屑和操作使用的方便性隊(duì)機(jī)床方案也有影響。 C夾具形式對(duì)機(jī)床配置形式的影響 選擇機(jī)床配置形式時(shí)要注意考慮夾具結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)可能性和工作的可靠性，在決定加工一個(gè)工件的成套流水線上個(gè)機(jī)床的型式時(shí)，還應(yīng)注意，是機(jī)床與夾具的型式盡量一致，尤其是粗加工機(jī)床。這樣不僅有利于保證加工精度，而且便于設(shè)計(jì)，制造和維修，也提高了機(jī)床之間的通用化程度。 D另外還應(yīng)具有一定的成產(chǎn)批量 2.4組合機(jī)床切削用量 選擇切削用量是否合理對(duì)組合機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)線，刀具耐用度，機(jī)床的形式及工作穩(wěn)定性都有很大的影響。 2.4.1組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn) a在大多數(shù)情況下，組合機(jī)床為多軸，多刀，多面同時(shí)加工。因此，所選用的切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)比一般萬(wàn)能機(jī)床單刀加工低30%左右。 b組合機(jī)床多軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)。工作時(shí)要求所有刀具每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量。這個(gè)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)是適合于所有刀具的平均值。因此，同一多軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與其相適應(yīng)，以滿足不同直徑的加工需要。 2.4.2確定切削用量應(yīng)注意的問(wèn)題 （1） 盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能。由于本設(shè)計(jì)所加工孔工藝要求相同，所以選擇同一數(shù)據(jù)即可。 （2） 復(fù)合刀具切削用量的選擇，應(yīng)考慮刀具的使用壽命。進(jìn)給量通常按復(fù)合刀具最小直徑選擇，切削速度按復(fù)合刀具的最大直徑選擇。 （3） 選擇切削用量時(shí)，應(yīng)注意零件生產(chǎn)批量的影響。 （4） 切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計(jì)。 （5） 選擇切削用量時(shí)，還應(yīng)考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能尤其是當(dāng)采用液壓動(dòng)力滑臺(tái)時(shí)，所選擇的每分鐘進(jìn)給量一般應(yīng)比動(dòng)力滑臺(tái)可實(shí)現(xiàn)的最小進(jìn)給量大50%左右。否則，會(huì)由于溫度和其他原因?qū)е逻M(jìn)給量不穩(wěn)定，影響加工精度，甚至造成機(jī)床不能正常工作。 2.5多頭鉆專用機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定 根據(jù)選用的鉆頭的材料以及被加工零件的材料及被加工孔的直徑可知： 鉆頭：高速鋼麻花鉆頭 零件材料：HT200 硬度190-241HBS 鉆孔的直徑：13.5mm 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可知： 切削速度v=24-34m/min 進(jìn)給速度f(wàn)=0.26mm/r 所以主軸轉(zhuǎn)速n 2.6多頭鉆專用機(jī)床動(dòng)力參數(shù)的確定 鉆削時(shí)軸向力、轉(zhuǎn)矩及功率的計(jì)算 切削力F，切削轉(zhuǎn)矩M，切削功率P， 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可知計(jì)算公式如下： （2-1） （2-2） （2-3） 式中：F—切削軸向力（N）； d —鉆頭直徑（mm）； f—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm／r）； M—切削轉(zhuǎn)矩（N.m）； P—切削功率（KW）； v—切削速度（m／min）； 2.6.1主電動(dòng)機(jī)的選擇 由公式2-1得 由公式2-2得 由公式2-3得 由于為6頭鉆床 所以鉆孔時(shí)的切削功率為單的6倍即 P=6p=6x0.89kw=5.34kw 對(duì)于主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床： 機(jī)械效率為 在這里假設(shè)機(jī)械效率為0.8所以主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率為 由于該機(jī)床電動(dòng)機(jī)工作時(shí)為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的， 所以電動(dòng)機(jī)超載系數(shù)k=1.0 所以電動(dòng)機(jī)的額定功率為 所以該電動(dòng)機(jī)的選擇為： 主電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：Y132M-4 額定功率：7.5kw 滿載轉(zhuǎn)速：1440r/min 電機(jī)總質(zhì)量：81kg 2.6.2進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的選擇 進(jìn)給速率： 鉆孔時(shí)每個(gè)鉆頭鉆孔時(shí)的軸向力： 所以鉆孔時(shí)的總的軸向力為： 由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)除克服主軸的軸向力外，還要克服主軸箱體移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦，所以主軸箱體的最大進(jìn)給力大于10885.2N所以進(jìn)給功率 在這里假設(shè)機(jī)械效率為0.8所以進(jìn)給運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率為 所以進(jìn)給電動(dòng)機(jī)應(yīng)選擇 進(jìn)給電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y90L-6 額定功率：1.1kw 滿載轉(zhuǎn)速：910r/min 質(zhì)量：25kg 2.7運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 2.7.1主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速圖如圖： 選擇的齒輪齒數(shù)如下： 主軸運(yùn)動(dòng)的變速范圍 所以符合要求 核算轉(zhuǎn)速誤差： 所以轉(zhuǎn)速誤差： 所以轉(zhuǎn)速誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，符合要求。 2.7.2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的終端為絲杠傳動(dòng)要想確定絲杠的轉(zhuǎn)速，需要先選擇絲杠。 因?yàn)檫M(jìn)給運(yùn)動(dòng)的絲杠即傳遞運(yùn)動(dòng)又傳遞傳遞動(dòng)力但其中以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，所以在這里選擇絲杠為滑動(dòng)螺旋、梯形螺紋。 絲杠中經(jīng)： 其中： F為軸向力 滑動(dòng)速度小于3.4m/min 所以選則絲杠的型號(hào)為GB/T5796-86 大徑（公稱直徑）： 螺距： 螺母高度： 旋合圈數(shù)： Z=H/P=10-12 螺旋升角，由于要求自鎖可使螺旋升角小于4度30分，這樣可使滑臺(tái)在絲杠上自鎖。 螺紋工作高度h=0.5P=4mm螺紋牙底寬度b=0.65x8=5.2mm。 綜上所述絲杠的選擇為 計(jì)算公進(jìn)時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)速： 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)快進(jìn)、快退速度的選擇： 參考機(jī)床的空載快速移動(dòng)其快進(jìn)速度移動(dòng)范圍為0.44m/min到2m/min，又考慮到鉆床的特點(diǎn)及行程，在這里選為0.73m/min 所以快進(jìn)快退轉(zhuǎn)速為： 所以設(shè)計(jì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速圖如下： 選擇的齒輪齒數(shù)如下： 變速組變速范圍的極限值： 所以符合要求 核算轉(zhuǎn)速誤差： 所以轉(zhuǎn)速誤差： 所以轉(zhuǎn)速誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，符合要求。 2.7.3傳動(dòng)軸的估算 1.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)軸的估算 1.1各軸的轉(zhuǎn)速及其功率 軸 軸1 軸2 軸3 軸4-1….4-2 每根軸的轉(zhuǎn)速 （r/min） 1440 911 577 727 每根軸的轉(zhuǎn)速 （kw） 7.35 7.06 6.83 0.89 軸1： 軸2： 軸3： 軸4-1…..4-2 1.2各軸直徑的估算 傳動(dòng)軸的直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算 按公式 軸1 其中該軸上有一個(gè)鍵槽和一個(gè)聯(lián)軸器，所以 軸2 其中該軸上有兩個(gè)鍵槽，所以 軸3 其中該軸上有兩個(gè)鍵槽，所以 軸4 其中該軸上有一個(gè)鍵槽，所以 2.進(jìn)給箱各傳動(dòng)軸的估算 2.1各軸的轉(zhuǎn)速及其功率 軸 軸1 軸2 軸3 軸4 軸5 轉(zhuǎn)速（r/min） 910 431 172 65 23 功率（kw） 1.08 1.03 1.00 0.96 0.91 軸1： 軸2： 軸3： 軸4 軸5 2.2各軸直徑的估算 傳動(dòng)軸的直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算 按公式 軸1 其中該軸上有一個(gè)鍵槽和一個(gè)聯(lián)軸器，所以 軸2 其中該軸上有兩個(gè)鍵槽，所以 軸3 其中該軸上有兩個(gè)鍵槽，所以 軸4 其中該軸上有一個(gè)鍵槽，所以 對(duì)于四軸由于其上有滑移齒輪，所以需要一段花鍵軸，花鍵軸選擇為大徑36mm，小徑32mm，鍵寬6mm，鍵的個(gè)數(shù)為8個(gè)。 軸5 其中該軸上有一個(gè)鍵槽，所以 2.7.4齒輪模數(shù)的估算 1.主軸箱齒輪齒數(shù)的估算 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 第一變速組 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 兩齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) 所以 載荷系數(shù) K=1.5 其中 所以模數(shù)： 第二變速組 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 兩齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) 所以 載荷系數(shù) K=1.5 其中 所以模數(shù)： 第三變速組 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 兩齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) 所以 載荷系數(shù) K=1.5 其中 所以模數(shù)： 所以綜上所述主軸箱中各齒輪中的模數(shù)選擇為m=2mm，模數(shù)選為2可以準(zhǔn)確的保證鉆頭鉆6個(gè)直徑為13.5mm的圓通孔。 2.進(jìn)給箱齒輪模數(shù)的估算 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 第一變速組 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 兩齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) 所以 載荷系數(shù) K=1.5 其中 所以模數(shù)： 第二變速組 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 兩齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) 所以 載荷系數(shù) K=1.5 其中 所以模數(shù)： 第三變速組 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 兩齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) 所以 載荷系數(shù) K=1.5 其中 所以模數(shù)： 第四變速組 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 小齒輪彎曲強(qiáng)度極限 兩齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) 所以 載荷系數(shù) K=1.5 其中 所以模數(shù)： 2.7.5齒輪模數(shù)的驗(yàn)算 齒輪的校核 對(duì)多軸箱（即主軸箱）中承受載荷最大，最薄弱的軸3上的進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算小齒輪的材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪為45鋼調(diào)至處理，硬度為240HBS。設(shè)使用壽命為10年。齒輪Z3=26,Z4=41,寬度為16mm傳動(dòng)比i=1.58. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 齒輪1的圓周速度v1 精度等級(jí) 選7級(jí)精度 使用系數(shù)KA KA=1.1 動(dòng)載系數(shù)KV KV=1.12 齒間載荷分配系數(shù) 先求： Ft=2T1/d1=2×7584.89/60=560N KAFt/B=1.1×560/24=25.67/mm<100N/mm 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 =1.60 由此得 齒向載荷分布系數(shù) 載荷系數(shù)K 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.62 齒寬系數(shù)φd=1 查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa0.5 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 取接觸疲勞壽命系數(shù). 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， 驗(yàn)算 計(jì)算表明齒輪接觸疲勞強(qiáng)度是合適的齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整。 齒根彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算 彎曲強(qiáng)度的計(jì)算公式為： 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值： 由圖10-20c查得：小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞極限 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由計(jì)算公式得： 重合度系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) 載荷系數(shù) 查取齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值較大 由公式：驗(yàn)算大小齒輪強(qiáng)度： 所以滿足要求。 由于運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)嚴(yán)重過(guò)載，故不需做靜強(qiáng)度校核。 2.7.6軸的設(shè)計(jì) 1·軸的設(shè)計(jì) 1） 選擇軸的材料 選取45鋼調(diào)質(zhì)，硬度230HBS 強(qiáng)度極限=640MPa 屈服極限=355MPa 彎曲疲勞極限=275MPa剪切疲勞極限=155MPa，對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力=60MPa 2)初步估算軸的最小直徑 取=110，則主軸箱輸入軸的最小直徑 考慮到鍵槽對(duì)軸的影響，需將軸徑增加2x7%。取=17.76mm在這里取d=20mm 3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示，該軸的各段直徑和長(zhǎng)度的確定如下： a·軸的各段直徑的確定： 自左向右 第一段軸：=20mm 第二段軸：=26mm 第三段軸：=20mm b·軸的各段長(zhǎng)度確定： 第一段軸：=57mm 第二段軸：=175mm 第三段軸：=57mm （4）按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 A·繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。如圖(a)所示（齒輪z=20受力大，滿足要求即可） B·作用在齒輪上的力： F==2x11.334/0.2=113.34N F= Ftan=83N C·計(jì)算支反力 垂直面內(nèi) =0 F（L1+L2）-FL2=0 則F=21.7N =0 F（L1+L2）-FL1 =0 得F=404.3N 水平面內(nèi) =0 F（L1+L2）-FL2=0 F=60N =0 F（L1+L2）-FL1=0 F=1108N D·作彎矩圖 垂直面內(nèi)彎矩圖 如圖（b） = FL1=5458N·mm 水平面內(nèi)彎矩圖 如圖（c） = FL1=14958 N·mm 合成彎矩最大處M==16231N·mm=16.231N·m 轉(zhuǎn)矩T= F· =1065x26/2=20219.5N·mm=22.22 N·m 則Mc==20.58N·m 取=0.6 則彎矩最大處==21.73MPa 少于許用應(yīng)力=60MPa 故安全 3 組合鉆床總體方案設(shè)計(jì)（三圖一卡） 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)，就是針對(duì)具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)率計(jì)算卡，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 3.1被加工零件工序 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(jì)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)，加緊部位以及被加工零件材料，硬度和在本機(jī)床加工前的加工余量等情況的圖樣。是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖應(yīng)包括下列內(nèi)容： A.在圖紙上應(yīng)表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋，壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸，以便檢查工件，夾具，刀具是否發(fā)生干涉。 B.在圖上應(yīng)表示出加工用定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾壓方向，以便依次進(jìn)行定為支撐，限位，夾緊，導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。 C.在圖上應(yīng)表示出加工表面的尺寸，精度，表面粗糙度，形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求（包括對(duì)上道工序的要求及本機(jī)床保證的部分）。 D.圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱，編號(hào)，硬度，材料，重量以及被加工部位的余量等。 繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)： A.為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出該機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定比例，選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪廓及與機(jī)床，夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的部位（用細(xì)實(shí)線）表示清楚。凡本道工序保證的尺寸，角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫(huà)粗實(shí)線標(biāo)記，另外還要用專門(mén)符號(hào)表示出加工用定位基準(zhǔn)夾壓位置，方向以及輔助支撐。 B.加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為方便加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系標(biāo)注。 C.應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。 。 3.2 加工示意圖 3.2.1 加工示意圖的畫(huà)法及注意事項(xiàng) 加工示意圖是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。是設(shè)計(jì)刀具，輔具，夾具，多軸箱和液壓，電氣系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件，繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)。 在繪制加工示意圖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 加工示意圖繪制成展開(kāi)圖。按比例用細(xì)實(shí)線畫(huà)出工件外形。加工部位、加工表面畫(huà)粗實(shí)線。必須使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸只畫(huà)一根,但必須在主軸上標(biāo)注與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)的軸號(hào)。一般主軸的分布不受真實(shí)距離的限制。當(dāng)主軸彼此間很近或需設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí),必須以實(shí)際中心距嚴(yán)格按比例畫(huà),以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否相互干涉。主軸應(yīng)從多軸箱端面畫(huà)起；刀具畫(huà)加工終了位置。對(duì)采用浮動(dòng)卡頭的鏜刀刀桿,為避免刀桿退出導(dǎo)向時(shí)下垂,常選用托架支撐推出的刀桿。這時(shí)必須畫(huà)出拖架并標(biāo)出聯(lián)系尺寸。采用標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)時(shí)只畫(huà)外輪廓,但須加注規(guī)格代號(hào)。 加工示意圖的繪制為夾具力的計(jì)算和夾具體各部分尺寸的確定提供了基礎(chǔ)。 3.2.2選擇刀具，工具，導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸 （1）刀具選擇 刀具選擇要考慮工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。一般孔加工刀具其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸，精度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向外套端面有一定距離（一般30~50mm）。查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》莫氏錐柄麻花鉆的直徑系列 由D=13.5mm選取麻花鉆類(lèi)型為莫氏錐柄麻花鉆，參數(shù)如下： L=189mm l=108 mm 頂角2φ= 后角α= 螺旋角β= 錐度號(hào)為1 圖3-2刀具示意圖 （2） 接桿選擇 由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表7-11主軸外伸尺寸L=76mm 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表8-1可得，接桿參數(shù) 可調(diào)接桿尺寸d=20mm L=88mm L1=40mm L2=46mm （3） 導(dǎo)向選擇 選用可換鉆套 圖3-3可換鉆套 可換鉆套尺寸：導(dǎo)向長(zhǎng)度（14~32）mm，選取鉆套用A型襯套：導(dǎo)向至工作端面鉆鑄件時(shí)L2=15mm 3.2.3確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指：加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置又返回原始位置的動(dòng)作過(guò)程。一般包括快速引進(jìn)，工作進(jìn)給，快速退回等動(dòng)作。有時(shí)還有中間停止，多次往復(fù)進(jìn)給，跳躍進(jìn)給，死擋鐵停留等特殊要求，這是根據(jù)具體的加工工藝需要確定的。 圖3-4工作行程示意圖 （1） 快速進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度與刀具切入長(zhǎng)度L1和切出長(zhǎng)度L2之和，切入長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在5-10mm之間選擇 （2） 快速退回長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和?？焖龠M(jìn)給是指動(dòng)力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開(kāi)始位置，其長(zhǎng)度按加工具體情況確定。 圖3-5工作循環(huán) 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 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。是用來(lái)表示機(jī)床的配置型式，主要構(gòu)成級(jí)各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 3.3.1動(dòng)力部件的選擇 組合機(jī)床的動(dòng)力部件是配置組合機(jī)床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實(shí)現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力箱，各種工藝切削用頭及實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力滑臺(tái)。 影響動(dòng)力部件選擇的主要因素為： （1） 切削功率 （2） 進(jìn)給力 （3） 進(jìn)給速度 （4） 行程 （5） 多軸箱輪廓尺寸 （6） 動(dòng)力滑臺(tái)的精度和導(dǎo)軌材料 具體動(dòng)力部件的選擇： （1） 選擇主軸箱電動(dòng)機(jī) 由 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4,功率為7.5KW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r／min。 3.3.2 夾具輪廓尺寸的確定 組合機(jī)床夾具是保證零件加工精度的重要部件，是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。夾具輪廓尺寸的確定詳見(jiàn)夾具裝配圖。 3.3.5主軸箱輪廓尺寸 根據(jù)被加工零件上孔德位置以及通用多軸箱尺寸，本設(shè)計(jì)選取多軸箱尺寸為350X376.5（mm）。 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖如3.7圖所示 圖3-7 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 3.4．生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)選定的工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度，切削用量，動(dòng)力部件的快速及工進(jìn)速度等，可以編制生產(chǎn)率計(jì)算卡，生產(chǎn)率計(jì)算卡反映機(jī)床加工過(guò)程，完成每一動(dòng)作所需時(shí)間，切削用量，機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。 表3-1組合機(jī)床成產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號(hào) 毛坯種類(lèi) 鑄件 名稱 填料箱蓋 毛坯重量 材料 HT200 硬度 180~220HBS 工序名稱 右端面鉆孔 工序號(hào) 工時(shí)(min) 序號(hào) 工步名稱 加工零件數(shù) 加 工 直徑（mm） 加工 長(zhǎng)度 （mm） 工作 行程 （mm） 切削速度 （m/min） 轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給量 (mm/r) 進(jìn)給速度 (mm/min) 機(jī)加工時(shí)間 輔助時(shí)間 共計(jì) 1 滑臺(tái)快進(jìn) 1 250 91 0.73 0.34 0.34 2 多軸箱工進(jìn) 2 70 30 23 0.26 0.184 0.38 0.38 3 滑臺(tái)快退 3 330 91 0.73 0.45 0.45 備注 裝卸工件時(shí)間取決于操作者的熟練程度，本機(jī)床計(jì)算時(shí)取1min 總計(jì) 2.17 單件工時(shí) 2.17 機(jī)床生產(chǎn)率 27件/小時(shí) 機(jī)床負(fù)荷率 80% 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 4.1多軸箱的組成 通用多軸箱主要由箱體，主軸，傳動(dòng)軸，齒輪，軸套等零件和通用附加機(jī)構(gòu)組成。 4.2多軸箱設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容 4.2.1多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù) 1） 多軸箱輪廓尺寸460x350x367mm。工件輪廓尺寸及所加工孔位置。 2） 多軸箱也工件相對(duì)位置尺寸。 3） 被加工零件。 4） 動(dòng)力部件 ，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4,功率為7.5KW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r／min。 4.2.2主軸結(jié)構(gòu)的選擇及計(jì)算 （1） 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，加工過(guò)程中軸向力較大，最好用推理球軸承承受軸向力，而用向心球軸承承受徑向力。 （2） 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 根據(jù)前期設(shè)計(jì)計(jì)算初步選定主軸軸徑為20mm，初選齒輪模數(shù)為m=2 4.2.3主軸分布類(lèi)型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) （1） 主軸分布類(lèi)型 組合機(jī)床加工的零件時(shí)多種多樣的，結(jié)構(gòu)也是各不相同，零件上孔的分布可分為4類(lèi)： 1） 同心圓分布 2） 直線分布 3） 圓周和直線混合分布 4） 任意分布 本設(shè)計(jì)中采用同心圓分布。 （2） 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1） 將主軸同心分布，用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。 2） 確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及位置。 3） 用最少的齒輪和中間傳動(dòng)軸把主軸和驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。 4） 滴油潤(rùn)滑 4.3傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)各軸的中心距確定個(gè)齒輪齒數(shù)，按照多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖安排齒輪位置。 4.3.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 分度圓直徑 （1） 軸1齒輪： z=26 m=2 d=52 (3）軸2齒輪： z=41 m=2 d=82 z=26 m=2 d=52 (4) 軸3齒輪：z=41 m=2 d=82 z=36 m=2 d=72 z=36 m=2 d=72 4.3.2鍵的選定 根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》287頁(yè)鍵槽標(biāo)準(zhǔn)選取各個(gè)連接鍵。 4.3.3選取軸承 Φ30軸選取，6006深溝球軸承。 Φ35軸選取，6007深溝球軸承。 Φ20軸選取，6004深溝球軸承。 以上軸承均滿足要求。 4.3.4套筒與鍵套選擇 根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》選取適合各軸的套筒與鍵套。 4.3.5潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) 主軸箱的潤(rùn)滑采用滴油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油為潤(rùn)滑油為前損耗系統(tǒng)用油型號(hào)是L-AN32，其比熱為c=1800J/kg.c 損失的總功率p0=7.35-5.34=2.01kw 損失的總功率幾乎全部轉(zhuǎn)化成熱量所以產(chǎn)生的熱量為 Q=p0xt=2010x1=2010J/min 根據(jù)熱量計(jì)算公式Q=mct 所以m=2010/(1800x10)=0.11kg 密度為0.8kg/L 所以V=0.11/0.8=0.13L, 綜上分析一分鐘的低油量取0.2L 所以選擇的液壓泵為潤(rùn)滑葉片液壓泵型號(hào)為R12-1A。 4.4主軸箱總圖裝配圖 主軸箱總體裝配圖： 圖4-1主軸箱展開(kāi)圖 詳細(xì)方案參見(jiàn)多軸箱裝配圖。 4.5進(jìn)給箱總圖裝配圖 進(jìn)給箱總體裝配圖如下： 圖4-2主軸箱展開(kāi)圖 詳細(xì)方案參見(jiàn)多軸箱裝配圖。 5．總 論 我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是填料箱蓋的鉆孔專用機(jī)床的設(shè)計(jì)，從開(kāi)始到現(xiàn)在一共將近三個(gè)月，在這三個(gè)月中我認(rèn)真分析了自己的課題，查閱了一些資料，對(duì)我的課題從剛開(kāi)始的一無(wú)所知道到現(xiàn)在對(duì)自己課題的詳細(xì)了解，看著自己完成的任務(wù)，現(xiàn)在心里有一種說(shuō)不出的喜悅，我知道現(xiàn)在雖然答辯時(shí)間還沒(méi)到，不過(guò)我感覺(jué)東西都是自己做出來(lái)的，答辯一定是沒(méi)什么問(wèn)題的。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中我遇到了很多的問(wèn)題，不過(guò)在輔導(dǎo)老師的幫助下，我的問(wèn)題一一的解決，現(xiàn)在雖然我還對(duì)一些問(wèn)題有一點(diǎn)疑惑，不過(guò)這些疑惑對(duì)我的設(shè)計(jì)的課題影響幾乎是可以不記的，我知道我的設(shè)計(jì)還有一些不