495曲軸零件工藝、鉆潤(rùn)滑油孔夾具及專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)含7張CAD圖

495曲軸零件工藝、鉆潤(rùn)滑油孔夾具及專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)含7張CAD圖,曲軸,零件,工藝,潤(rùn)滑油,夾具,專(zhuān)用,機(jī)床,設(shè)計(jì),cad 495曲軸零件工藝、鉆潤(rùn)滑油孔夾具及專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)介紹了495曲軸零件工藝、鉆潤(rùn)滑油孔夾具及專(zhuān)用機(jī)床的設(shè)計(jì)，其中包含了零件加工工藝的確定，設(shè)計(jì)中首先要了解工件的加工工藝路線及工序的計(jì)算，確定鉆潤(rùn)滑油孔主軸的直徑，初步選用電機(jī)型號(hào)及機(jī)床各部分部件。編制三圖一卡（被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡）。在多軸箱設(shè)計(jì)中，確定傳動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算主軸坐標(biāo)，傳動(dòng)部件的校核及主軸箱的總圖繪制。 本設(shè)計(jì)將鉆孔工裝實(shí)現(xiàn)了通用化，從而降低了機(jī)器成本，而且節(jié)省了加工時(shí)間，提高了工作生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞： 曲軸；專(zhuān)業(yè)機(jī)床；多軸箱；工裝 ??????? The 495 part process, the crankshaft design of lubricating oil hole drilling fixture and special purpose machine Abstract：The design on the Lidao Biansuchilun Box axlebox more than the design, which includes parts fthe processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece intheprocessing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice ofmotor Model and some parts of the machine. Figure 1 of the three cards (the processing parts process map,diagram processing, machine tools Contact size map, machine tool productivity calculation card). Inmulti-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindlebox and check the total mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words：Machine manufacture,;Crankshaft,;Processing craft, Fixture;tool box 目 錄 緒論 1 1. 組合機(jī)床概述 1 2. 495曲軸零件工藝分析 5 2.1 被加工零件的功用 5 2.2 編制工藝規(guī)程及分析 5 2.2.1 被加工零件的技術(shù)要求 5 2.2.2 毛坯的選用 6 2.3 零件加工工藝路線的擬定 7 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 8 2.3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 8 2.3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 8 2.4 制定工藝路線 10 2.5 零件技術(shù)條件分析 10 2.6 初步擬定工藝規(guī)程 10 2.7 所用設(shè)備及工藝裝備 10 2.8 切削用量的確定 10 3. 鉆孔組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 3.1 組合機(jī)床的配置形式的選擇 11 3.2 動(dòng)力部件的選擇 11 4. 繪制“三圖一卡” 16 4.1 繪制被加工零件工序圖 16 4.2 繪制被加工零件加工示意圖 16 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 18 4.4 專(zhuān)用機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡的編制 18 4.4.1 生產(chǎn)率的計(jì)算 18 4.4.2 編寫(xiě)生產(chǎn)率計(jì)算卡 20 5. 組合機(jī)床鉆潤(rùn)滑油孔多軸箱設(shè)計(jì) 21 5.1 鉆孔概述 21 5.2.1 內(nèi)容及注意事項(xiàng) 21 5.2.2 主軸外伸尺寸及切削用量 22 5.3 主軸齒輪的確定及計(jì)算 22 5.3.1 主軸形式和直徑，齒輪模數(shù)的確定 22 5.3.2 多軸箱所需動(dòng)力計(jì)算 23 5.4 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 24 5.4.1 對(duì)多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 25 5.4.2 擬訂多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的方法 25 5.5 對(duì)傳動(dòng)零件進(jìn)行校核 25 5.5.1 軸的挍核 26 5.5.2 齒輪的挍核 27 5.6 鉆潤(rùn)滑油孔夾具的設(shè)計(jì) 28 5.6.1 鉆孔靠模機(jī)構(gòu)及卡頭 29 5.6.2 鉆孔裝置 30 5.6.3 鉆孔行程的控制 30 6. 結(jié)論 31 附錄 32 參考文獻(xiàn) 33 致謝 34 II 緒論 1 組合機(jī)床概述 本設(shè)計(jì)是對(duì)495曲軸零件鉆孔的專(zhuān)用機(jī)床總體及鉆孔多軸箱設(shè)計(jì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)掌握組合機(jī)床的工作原理，設(shè)計(jì)方法和了解組合機(jī)床的發(fā)展史及未來(lái)的發(fā)展前景。 動(dòng)力箱 、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，是組合機(jī)床通用部件中最基本的部件。其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。而只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件稱(chēng)為動(dòng)力滑臺(tái)。 固定在動(dòng)力箱上的主軸箱是用來(lái)布置切削主軸，并把動(dòng)力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給各主軸的切削刀具。由于各主軸的位置與具體被加工零件有關(guān)，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。不能制造成完全通用的部件，但其中很多零件（如主軸、中間軸齒輪和箱體等）是通用的。 組合機(jī)床在目前被廣泛應(yīng)用。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(zhuān)用部件組成的一種高效專(zhuān)用機(jī)床，它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀，多軸，多面，多工位同時(shí)加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔，鉆孔，鉸孔，車(chē)削，鏜削，磨削及液壓等工序。組合機(jī)床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便，有可重新改裝的優(yōu)越性。其通用零部件可以多次重復(fù)使用。它可以同時(shí)從幾個(gè)方向采用多把道具，對(duì)幾個(gè)工件進(jìn)加工，大大提高了生產(chǎn)率，而且他還具有設(shè)計(jì)制造周期短，占地面積小等特點(diǎn)。所以組合機(jī)床越來(lái)越廣泛的被廣泛的被應(yīng)用到各行各業(yè)。 組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)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(jì)和制造周期。 組合機(jī)床的通用部件有：床身（側(cè)底座）、底座（包括中間底座和立柱底座）、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)、各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按順序加工的多工位組合機(jī)床，還具有移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 圖1-1為各種組合機(jī)床配置方案示意圖 1 圖1-1各種組合機(jī)床配置方案示意圖 組合機(jī)床一般用于加工箱體類(lèi)或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外鉆孔以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車(chē)削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件(如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等)的外圓和端面加工。 美國(guó)組合機(jī)床（其包括內(nèi)容與我國(guó)比較接近）的產(chǎn)值在金切機(jī)床產(chǎn)值中占的比例較高，大多數(shù)年份都在20%以上，表明美國(guó)組合機(jī)床行業(yè)是比較發(fā)達(dá)的。從單臺(tái)（條）的平均價(jià)值金額看，美國(guó)較高，表明美國(guó)組合機(jī)床自動(dòng)線的產(chǎn)量較多。意、法兩國(guó)組合機(jī)床的產(chǎn)量和產(chǎn)值雖然較少，但其在金切機(jī)床年產(chǎn)值中的比例卻高于德國(guó)和日本，表明這兩國(guó)重視組合機(jī)床的生產(chǎn)。美國(guó)組合機(jī)床的常量很少，所占比例較低，未受重視。 表1-1美國(guó)金屬切削機(jī)床市場(chǎng)情況及預(yù)測(cè) 2 495曲軸零件工藝分析 2.1 被加工零件的功用 495曲軸零件是機(jī)械制造中加工工序較多，勞動(dòng)量較大的，精度要求高的典型零件。 曲軸是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件。它的作用是把活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將作用在活塞上的氣體壓力變成扭矩，用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)各輔助系統(tǒng)進(jìn)行工作。曲軸在工作時(shí)承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸的強(qiáng)度高、剛度大、耐磨性好、軸頸表面加工尺寸精確。 2.2 編制工藝規(guī)程及分析 2.2.1 被加工零件的技術(shù)要求 曲軸一般是由自由端、功率輸出端和若干個(gè)曲拐組成。曲拐由主軸頸、連桿軸頸和曲柄組成。如零件圖所示，該曲軸是整體式曲軸，有四個(gè)拐。曲軸的工藝特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工的尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求高，剛性差，屬于易彎曲變形的異性軸類(lèi)零件。曲軸的主要加工表面有：主軸頸、連桿軸頸等。 2.2.3 毛坯的選用 機(jī)械零件常用的毛坯主要有鑄件、鍛件、焊接件、各種型材及板料等。選擇毛坯要綜合考慮零件材料及其力學(xué)性能、零件材料的工藝性、零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、生產(chǎn)類(lèi)型、工廠生產(chǎn)條件。曲軸工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及變形彎曲應(yīng)力，容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、折斷及軸頸磨損，要求材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性，球墨鑄鐵能很好地滿(mǎn)足上述要求。該零件為小批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。材料為QT600-2,經(jīng)熱處理消除內(nèi)應(yīng)力，調(diào)整硬度值到190-270HBS。 2.3 零件加工工藝路線的擬定 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 機(jī)械加工的最初工序只能用工件毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)成為粗基準(zhǔn)。用已經(jīng)加工過(guò)的表面作定位基準(zhǔn)則成為精基準(zhǔn)。在這定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)定位把工件加工到設(shè)計(jì)要求，然后考慮選擇怎樣的粗基準(zhǔn)定位，把用作精基準(zhǔn)的表面加工出來(lái)。 2.3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配加工面的余量。同時(shí)要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。具體有以下原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應(yīng)選擇非加工面為粗基準(zhǔn);為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次；做粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，以使工件定位穩(wěn)定可靠，加緊方便。 曲軸也是屬于軸類(lèi)零件，以外圓做為粗基準(zhǔn)，可分別以主軸頸和連桿軸頸作為粗基準(zhǔn)。 2.3.1.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)能保證加工精度和裝夾可靠方便，有以下原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)同一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則；保證工件定位準(zhǔn)確、加緊可靠、操作方便的原則。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算。 2.4 制定工藝路線 工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的總體布局。其主要任務(wù)是選擇零件表面的加工方法、確定加工順序、劃分加工階段。根據(jù)工藝路線，可以選擇各工序的工藝基準(zhǔn)，確定工序尺寸、設(shè)備、工裝、切削用量和時(shí)間定額等。在擬定工藝路線時(shí)應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，充分考慮應(yīng)用各種新工藝、新技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械加工工序的安排原則概括為十六字訣：基準(zhǔn)先行，先主后次，先粗后精，先面后孔。在零件切削加工工藝過(guò)程中，首先要安排加工加準(zhǔn)面的工序。作為精基準(zhǔn)表面，一般都安排在第一道工序進(jìn)行加工，以便后續(xù)工序利用該基準(zhǔn)定位加工其它表面。其次安排加工主要表面，至于次要表面則可在主要表面加工后穿插進(jìn)行加工。當(dāng)零件需要分階段加工時(shí)，即先進(jìn)行粗加工，在進(jìn)行半精加工，最后進(jìn)行精加工和光整加工?？傊砻娲植诙戎底畹偷谋砻婧妥罱K加工工序必須安排在最后加工，盡量避免磕碰高光潔的表面。所有機(jī)械零件的切削加工總是先加工出平面，然后再加工內(nèi)孔。 熱處理工序的安排：預(yù)備熱處理的目的是改善加工性能，為最終熱處理做好準(zhǔn)備和消除殘余應(yīng)力，如正火、退火和時(shí)效處理。最終熱處理的目的是提高力學(xué)性能，如調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火、滲氮等。調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前進(jìn)行，以便在精加工磨削時(shí)糾正熱處理變形。 輔助工序的安排：輔助工序主要包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、涂防銹油等。檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前，零件外送車(chē)間加工之前，零件全部加工結(jié)束之后都要檢驗(yàn)。去毛刺也是不可缺少的工序，在成批生產(chǎn)中，對(duì)于車(chē)削回轉(zhuǎn)表面的毛刺均由車(chē)工去除；對(duì)于刨、銑、磨、鉆等表面毛刺均由鉗工去除。 2.5零件技術(shù)條件分析 （1）主軸頸φ110 尺寸公差等級(jí)IT6，表面粗糙度Ra為0.63μm，圓柱度誤差為0.011。 （2）連桿軸頸φ110 尺寸公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度Ra為0.8μm，圓柱度誤差為0.011。 （3）位置精度：主軸頸與連桿軸頸平行度誤差為0.02，主軸頸的同軸度誤差為0.02。 2.6 初步擬定工藝規(guī)程 工藝規(guī)程：把工藝過(guò)程的操作方法按一定的格式用文件的形式規(guī)定下來(lái)。 擬訂的加工工藝: 曲軸 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 零件圖號(hào) 零件名稱(chēng) 495曲軸 材 料 牌 號(hào) QT-60-2 毛 坯 種 類(lèi) 鑄鐵 工 序 號(hào) 工序 名稱(chēng) 工序內(nèi)容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 1 鑄 鑄造，清理 2 熱處理 正火 3 鋸式樣 4 車(chē) 車(chē)曲軸兩端面鉆中心孔 CA6140 三爪卡盤(pán)、游標(biāo)卡尺、中心鉆鉆頭 5 車(chē) 粗車(chē)主軸頸右端并倒角 CA6140 三爪卡盤(pán)、游標(biāo)卡尺、外圓車(chē)刀 6 車(chē) 粗車(chē)主軸頸左端并倒角 CA6140 兩頂尖、游標(biāo)卡尺、90度車(chē)刀 7 車(chē) 半精車(chē)主軸頸右端 CA6140 兩頂尖、游標(biāo)卡尺、90度車(chē)刀 8 車(chē) 半精車(chē)主軸頸左端 CA6140 兩頂尖、游標(biāo)卡尺、90度車(chē)刀 9 車(chē) 鉆主軸頸右端 CA6140 兩頂尖、游標(biāo)卡尺、 10 車(chē) 粗車(chē)、精車(chē)主軸頸右端面 CA6140 兩頂尖、游標(biāo)卡尺、內(nèi)孔車(chē)刀 11 車(chē) 鉆、攻M14X4.5螺紋孔底孔∮10.5，攻M14牙 CA6140 兩頂尖、游標(biāo)卡尺、 12 車(chē) 粗車(chē)連桿軸頸切第一、二側(cè)板 特種多刀車(chē)床 偏心分度卡盤(pán)、游標(biāo)卡尺、90度車(chē)刀 13 車(chē) 粗車(chē)連桿軸頸切第三、四側(cè)板 特種多刀車(chē)床 偏心分度卡盤(pán)、游標(biāo)卡尺、90度車(chē)刀 14 車(chē) 粗車(chē)連桿軸頸切第五、六側(cè)板 特種多刀車(chē)床 偏心分度卡盤(pán)、游標(biāo)卡尺、90度車(chē)刀 15 車(chē) 粗車(chē)連桿軸頸切第七、八側(cè)板 特種多刀車(chē)床 偏心分度卡盤(pán)、游標(biāo)卡尺、90度車(chē)刀 16 銑 粗銑各連桿上、下及前、后端 銑床 V形塊、游標(biāo)卡尺、銑刀 17 鉆 在各個(gè)側(cè)板及主軸頸上鉆油孔 專(zhuān)用鉆床 專(zhuān)用夾具、游標(biāo)卡尺、φ6鉆頭 18 鉆 鉆、攻主軸頸右端面6-M12X1.25螺紋孔底孔，攻M12X1.25牙 普通立式鉆床 專(zhuān)用鉆孔夾具 19 銑 在主軸頸左端粗銑鍵槽 銑床 V形塊、游標(biāo)卡尺、銑刀 20 校直 校直 壓床 21 熱處理 淬火 22 去毛刺 在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺 輥道上 23 清理并吹凈 在乳化液中清洗頂尖和油孔保證沒(méi)有贓物并吹凈 清洗機(jī)上 24 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)以上加工尺寸 檢驗(yàn)臺(tái)上 25 修正中心孔 修正中心孔 26 磨 磨削主軸頸右端 外圓磨床 兩頂尖、卡規(guī)、千分尺、砂輪 27 磨 磨削主軸頸左端 外圓磨床 兩頂尖、卡規(guī)、千分尺、砂輪 28 磨 磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板 外圓磨床 偏心分度卡盤(pán)、卡規(guī)、千分尺、砂輪 29 磨 磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板 外圓磨床 偏心分度卡盤(pán)、卡規(guī)、千分尺、砂輪 30 磨 磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板 外圓磨床 偏心分度卡盤(pán)、卡規(guī)、千分尺、砂輪 31 磨 磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板 外圓磨床 偏心分度卡盤(pán)、卡規(guī)、千分尺、砂輪 32 磨 磨削各連桿上、下及前、后端 外圓磨床 V形塊、游標(biāo)卡尺、砂輪 33 去毛刺吹凈 在所有孔口處拋光棱邊在主軸頸、連桿軸頸上去毛刺并吹凈 輥道上 34 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)臺(tái)上 35 動(dòng)平衡 曲軸動(dòng)平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min 動(dòng)平衡機(jī)上 36 去除不平衡量 去除不平衡量 立式鉆床、立式銑床 V形塊 37 校直 校直 液壓床上 38 終檢 終檢 檢驗(yàn)臺(tái)上 簽 字 設(shè)計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 2.7所用設(shè)備及工藝裝備 設(shè)備：CA6140、立式銑床、臥式雙面中心鉆床、特種多刀車(chē)床、搖臂鉆床、攻鉆孔機(jī)床、液壓床、輥道、清洗機(jī)、檢驗(yàn)臺(tái)、外圓磨床、動(dòng)平衡機(jī)。 夾具：頂尖、V形塊、偏心卡盤(pán)分度夾具、鉆直孔專(zhuān)用夾具、鉆斜孔專(zhuān)用夾具。 刀具：90度車(chē)刀、R3圓弧車(chē)刀、銑刀、φ10、φ20鉆頭、砂輪、切斷刀。 量具：千分尺、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用卡規(guī) 2.8切削用量的確定 （1）車(chē)曲軸兩端面并從兩面鉆中心孔： 背吃刀量:a=5 由參考文獻(xiàn)[2]表8-3得：f=0.5mm/r, 由[2]表8-4得v=40m/min 則n=318v/d=318×40/115=110r/min （2）粗車(chē)主軸頸右端并倒角： 背吃刀量：a=2.6, 由參考文獻(xiàn)[2]表8-3得:f=0.6 由[2]表8-6查得v=120m/min 則n=318v/d=318x120/112.4=339.5=340r/min （3）粗車(chē)主軸頸左端并倒角： 背吃刀量：a=2.6 由[2]表8-3得：f=0.6mm/r 由[2]表8-6得：v=120m/min 則n=318v/d=318×120/112.4=339.5=340r/min （4）半精車(chē)主軸頸右端時(shí)： 背吃刀量：（刀尖圓弧半徑取0.5）a=2 由[2]表8-5得f=0.1mm/r 由[2]表8-6得v=180m/min 則n=318v/d=318×180/110.4=519r/min （5）半精車(chē)主軸頸左端時(shí)： 背吃刀量：a=2 由[2]表8-5得f=0.1mm/r 由[2]表8-6得v=180m/min 則n=318v/d=318×180/110.4=519r/min （6）粗車(chē)連桿軸頸，切第一、二側(cè)板并倒角 背吃刀量：a=4.6 由[2]表8-3得f=0.6mm/r 由[2]表8-6得v=120m/min 則n=318v/d=318×120/110.4=346r/min （7）粗銑連桿上、下端及前、后端： 背吃刀量:a=4.5 由[2]表8-18得f=0.25mm/r 由[2]表8-20得硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí)v=48m/min 則選擇主軸轉(zhuǎn)速為n=150r/min （8）在第一側(cè)板鉆油孔，在主軸頸左端鉆油孔： 背吃刀量：a=220 由[2]表8-10得f=0.5mm/r 由[2]表8-12得v=21m/min 則n=318v/d=318x21/20=334r/min （9）在主軸頸右端粗銑鍵槽： 背吃刀量：a=9.7 由[2]表8-20得f=0.05mm/z 由[2]表8-21得v=25m/min 則n=318v/d=318x49/105=149r/min （10）磨削主軸頸右端： 背吃刀量：a=0.4 由[2]表8-25得f=0.4mm/r v=60m/min n=1350r/min （11）磨削主軸頸左端： 背吃刀量：a=0.4 由[2]表8-25得f=0.4mm/r v=60m/min 則n =1350r/min （12）磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板 背吃刀量：a=0.4 由[2]表8-28得f=0.016mm/r v=30m/min 則n =995r/min （13）磨削連桿上、下端： 背吃刀量：a=0.5 由[2]表8-28得f=0.016mm/r v=30m/min 則n =995r/min （14）擴(kuò)孔φ32 背吃刀量：a=45 由[2]表8-13得f=1mm/r v=21m/min 則n =318v/d=318x21/32=209r/min （15）磨削連桿軸頸： 背吃刀量：a=0.4 由[2]表8-25得f=0.4mm/r v=40m/min 則n =1200r/min 3 鉆孔組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 組合機(jī)床的配置形式的選擇 本設(shè)計(jì)是對(duì)曲軸零件鉆潤(rùn)滑油孔的專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)。根據(jù)495曲軸零件結(jié)構(gòu)和大批量生產(chǎn)采用組合機(jī)床和可調(diào)手夾緊結(jié)構(gòu)以便提高生產(chǎn)效率。 圖3-1 機(jī)床總體布置圖 其總體布置如圖3－1所示。 3.2 動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。已經(jīng)確定為臥式雙面齒輪傳動(dòng)組合機(jī)床，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱鉆孔主軸。 動(dòng)力箱規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)多軸箱所傳遞的切削功率來(lái)選用。 P＝ （3－1） P─ 消耗主軸的切削功率總和 η ─ 多軸箱的傳動(dòng)功率 機(jī)床有多根主軸加工工件，故P＝P×4 ＝0.3×4＝1.2kw 傳動(dòng)功率η加工黑色金屬時(shí)取0.8～0.9，加工有色金屬時(shí)取0.7～0.8；主軸傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。故本設(shè)計(jì)取η＝0.8。 P＝＝1.5kw 據(jù)《組合機(jī)床簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5－39選用動(dòng)力箱： 1TD32－IV 電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y100L-6,電動(dòng)機(jī)功率1.5kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=940r/min,輸出轉(zhuǎn)速n=470r/min, L =320mm。 4 繪制“三圖一卡” 4.1 繪制被加工零件工序圖 （1）作用： 被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，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)，夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前的加工余量，毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(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圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的。 （2）內(nèi)容： ① 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(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 ② 本工序所使用的定位基準(zhǔn)，夾壓部位以及夾緊方向。 ③ 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度和形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。 ④ 注明被加工零件的名稱(chēng)、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。 （3）技術(shù)要求 ① 本機(jī)床加工前應(yīng)保證： 除方框內(nèi)尺寸的所有尺寸； 兩定位銷(xiāo)為8級(jí)精度，表面粗糙度3.2mm。 ② 本機(jī)床應(yīng)保證： 所加工中心位置度不大于0.5，并按最大實(shí)體原則要求；保證方框內(nèi)尺寸。 4.2 繪制被加工零件加工示意圖 （1）作用： 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。它是表達(dá)工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。它是設(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)；它是對(duì)機(jī)床總體布局和性能的原始要求；它也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技屬文件。 （2）內(nèi)容 ① 機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 ② 工件、刀具及導(dǎo)向、托架及多軸箱之間的相對(duì)位置及其聯(lián)系尺寸。 ③ 主軸結(jié)構(gòu)類(lèi)型、尺寸及外伸長(zhǎng)度。 ④刀具類(lèi)型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸。 ⑤ 接桿（包括鏜桿）、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置鉆孔靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸。 ⑥ 刀具、導(dǎo)向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等 （3）加工示意圖的繪制 ① 刀具的選擇原則 首選標(biāo)準(zhǔn)刀具，為提高工序集中程度或滿(mǎn)足精度要求，可以采用復(fù)合刀具；選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)加工精度，表面粗糙度，排屑及生產(chǎn)率等工藝要求。 本道工序選擇：標(biāo)準(zhǔn)細(xì)柄機(jī)用柄鉆頭M12作為刀具； M12： L=89mm l=29mm。 ② 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選擇： 導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對(duì)工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 選擇導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為鉆孔靠模機(jī)構(gòu)。鉆孔靠模裝置用于同一方向純鉆孔工序。由鉆孔多軸箱和鉆孔靠模頭組成?？磕Ｂ菽负涂磕Ｂ輻U是經(jīng)過(guò)磨制并精細(xì)研配的，因而螺孔加工精度較高?？磕＝Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，并能在一個(gè)鉆孔裝置上方便的攻制不同規(guī)格的鉆孔，而且可各自選用合理的切削用量。 （4）主軸、接桿結(jié)構(gòu)確定 主軸類(lèi)型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進(jìn)給抗力和主軸——刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 ① 主軸直徑 查表3-5，4-2由鉆孔直徑M12可得 D/d1=40/20, 主軸直徑25mm，鉆孔靠模機(jī)構(gòu)規(guī)格代號(hào)3，主軸外伸尺寸L=120mm。 ② 接桿的選擇 除剛性主軸外，專(zhuān)用機(jī)床主軸與刀具間常用接桿連接，因多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度和刀具長(zhǎng)度都為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來(lái)調(diào)整各軸的軸向長(zhǎng)度，以滿(mǎn)足同時(shí)加工完成各孔的要求。 （5） 切削用量的選擇 組合機(jī)床上鉆孔，是主軸系統(tǒng)帶動(dòng)鉆頭實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即主軸進(jìn)給速度 V(mm/min)為： V＝nf （4－2） n－ 轉(zhuǎn)速m/min f－ 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/min V＝200×1.75＝350mm/min 4.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 （1） 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用 ① 機(jī)床聯(lián)系尺寸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的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。 它是用來(lái)表示機(jī)床的配置形式，主要構(gòu)成及各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 它用以檢驗(yàn)各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系能否滿(mǎn)足加工要求和通用部件選擇是否合適。 ④ 它為多主軸箱。夾具等專(zhuān)用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。 ⑤ 它可以看成是機(jī)床總體外觀簡(jiǎn)圖，由其輪廓尺寸，占地面積，操作方式等可以檢驗(yàn)是否適應(yīng)用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境。 （2）機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用 ① 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示了機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式。 ② 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示了所選動(dòng)力部件，配套部件型號(hào)及規(guī)格。 ③ 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映部件間的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的聯(lián)系尺寸。 ④ 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映專(zhuān)用部件的外形尺寸。 ⑤ 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映主要?jiǎng)恿Φ男吞?hào)，功率，轉(zhuǎn)速。 ⑥ 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映總行程。 ⑦ 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示部件的分組及編號(hào)。 4.4 專(zhuān)用機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡的編制 4.4.1 生產(chǎn)率的計(jì)算 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶(hù)驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 （1）理想生產(chǎn)率Q 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。 Q=A/T （4－4） Q─ 理想生產(chǎn)率 A─ 年生產(chǎn)綱領(lǐng) T─ 全年工時(shí)總數(shù) 一般情況下，單班制T取2350h,兩班制取4600h，A=59000。本設(shè)計(jì)取為單班制T＝2350h。 計(jì)算得出 Q=25.1件/小時(shí) （2）實(shí)際生產(chǎn)率 實(shí)際生產(chǎn)率Q1是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 即 Q1=60/T單 T單=t切 T單—生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min） T單=t切+t輔=（L1／V+t停）+（L快進(jìn)+L快退）/VF r +t移+t裝 （4－5） L1 — 刀具工作進(jìn)給長(zhǎng)度（mm） V— 刀具工作進(jìn)給速度 (mm/min) t停 — 滑臺(tái)在死擋鐵上停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋 轉(zhuǎn)5-10轉(zhuǎn)所需時(shí)間 (min) L快進(jìn)，L快退— 動(dòng)力頭快進(jìn)和快退行程長(zhǎng)度 (mm) VFr— 動(dòng)力部件快進(jìn)行程速度，用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取5-6m/min，用液壓動(dòng)力部件時(shí)取3-10m/min (m/min) t移—工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1min (min) t裝— 工件裝卸時(shí)間，通常取0.5-1.5min (min) 本設(shè)計(jì)是和組合鉆床作為同一道工序，工件不拆卸用移動(dòng)滑臺(tái)來(lái)轉(zhuǎn)換工位。故計(jì)算生產(chǎn)率計(jì)算卡需考慮兩者的情況。 ① 鉆孔用時(shí) 取L1=70mm, V =117mm/min, t停=1s=0.01min, L快進(jìn)=110mm, L快退=180mm,VFr =10m/min, t移=0.1min, t裝=0.5min T=1.247min/件 機(jī)床負(fù)荷率η 當(dāng)Q1＞Q時(shí)，機(jī)床負(fù)荷率η為二者之比 即η= Q/ Q1，η=25.1/30.472=82.25％ 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為0.75～0.90，自動(dòng)線負(fù)荷率為0.6～0.7。由此計(jì)算得出實(shí)際生產(chǎn)率滿(mǎn)足理想生產(chǎn)率的要求。 4.4.2 編寫(xiě)生產(chǎn)率計(jì)算卡 編寫(xiě)生產(chǎn)率計(jì)算卡（見(jiàn)附錄） 5 組合機(jī)床鉆孔多軸箱設(shè)計(jì) 5.1 鉆孔概述 在組合機(jī)床上鉆孔，根據(jù)工件加工部位分布情況和工藝要求，常有鉆孔動(dòng)力頭鉆孔、鉆孔靠模裝置鉆孔和活動(dòng)鉆孔模板鉆孔三種方法。 鉆孔動(dòng)力頭用于同一方向純鉆孔工序。利用絲杠進(jìn)給，鉆孔行程較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)加工直孔精度較低（一般低于7H級(jí)）目前極少應(yīng)用。 鉆孔靠模裝置用于同一方向純鉆孔工序。 由鉆孔主軸箱和鉆孔靠模頭組成?？磕Ｂ菽负涂磕Ｂ輻U是經(jīng)過(guò)磨制并精細(xì)研配的，因而直孔加工精度較高。靠模裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，并能在一個(gè)鉆孔裝置上方便地鉆削不同規(guī)格的孔，且可各自選用合理的切削用量，目前應(yīng)用很廣泛。 5.2 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 該圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。 5.2.1 內(nèi)容及注意事項(xiàng) （1） .繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。 （2） 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸，主軸與主軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時(shí)，要特別注意：主軸和被加工零件是面對(duì)面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反；其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對(duì)位置找出同一基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件分工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標(biāo)值。 （3） 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)向） （4）列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸外伸尺寸等。 （5）標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及其性能參數(shù) 圖5－1所示為雙面臥式鉆孔組合機(jī)床左多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 圖5－1雙面臥式鉆孔組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 被加工零件名稱(chēng)：495曲軸零件 5.2.2 主軸外伸尺寸及切削用量 主軸外伸尺寸及切削用量如表5－1所示 表5－1 主軸外伸尺寸及切削用量 軸號(hào) 主軸外伸尺寸 切削用量 備注 D/d （mm） L (mm) 工序內(nèi)容 n (r/min) v (m/min) f (mm/r) 1─4 40/20 120 鉆潤(rùn)滑油孔 200 7.54 1.75 5.3 主軸齒輪的確定及計(jì)算 5.3.1 主軸形式和直徑，齒輪模數(shù)的確定 （1） 主軸的形式和直徑，主要取決于工藝方案，刀具主軸連接結(jié)構(gòu)，刀具的進(jìn)給力和切削轉(zhuǎn)矩，通常鉆孔的主軸有兩種： ① 前后支撐均為圓珠滾子軸承主軸。 ② 前后支撐均為推力球軸承和無(wú)內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。 在本次設(shè)計(jì)中，考慮到加工方法和零件的具體結(jié)構(gòu)，我們采用支承形式：前后均為圓錐滾子軸承的主軸 ，主軸的外伸長(zhǎng)度為120mm的長(zhǎng)主軸。徑向力、軸向力由一對(duì)圓錐滾子軸承來(lái)承擔(dān)。 （2） 主軸直徑的確定： 根據(jù)有前面計(jì)算求得的數(shù)據(jù)： 攻潤(rùn)滑油孔時(shí)：T=14.6N·m 又考慮到盡量避免選用直徑為15mm的主軸。所以選直徑為25mm的主軸。 齒輪模數(shù)的估算可按公式估算，也可用類(lèi)比法確定。 公式估算：即： m （5－1） P— 齒輪所傳遞的功率（kw） Z— 對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪數(shù) N— 小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min） 由前面已知： P=0.3kw ; Z=24（主軸上的小齒輪）; n=200r/min（主軸轉(zhuǎn)速） 我們應(yīng)選擇轉(zhuǎn)速較低，齒數(shù)最小的齒輪估算： m=1.2 但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于主軸轉(zhuǎn)速的要求和被加工零件孔的位置在結(jié)構(gòu)上的限制；但是處于對(duì)整體方按的考慮，我們選擇主軸上齒輪模數(shù)為3，用提高材質(zhì)和齒輪熱處理的方法來(lái)提高小齒輪的強(qiáng)度。 5.3.2 多軸箱所需動(dòng)力計(jì)算 多軸箱動(dòng)力的計(jì)算包括多軸箱所需的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后，可按下列方法計(jì)算： 多軸箱所需功率的計(jì)算 P多軸箱 = P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失 = （5－2） P切削— 切削功率（kw） P空轉(zhuǎn)— 空轉(zhuǎn)功率（kw） P損失— 與負(fù)荷成正比的功率損失，單位：kw 由前面的計(jì)算得： 切削功率為：鉆潤(rùn)滑油孔：N切=0.3kw P切削＝4×N切 =4×0.3 ＝1.2 查表4-6得：P空轉(zhuǎn)（用插值法求得） 鉆潤(rùn)滑油孔：N空轉(zhuǎn)=0.022kw P空轉(zhuǎn) =0.022×4 =0.088kw 損失功率： 選擇功率損失最大的主軸計(jì)算，主軸1，2，3，4每根軸所傳遞的功率相每根軸上的損失功率可按其所傳遞功率的1％取值。 Pi = 0.3×1％ ＝0.003kw 則功率損失為： P損失 =0.003×4 =0.012kw P多軸箱 = P切削+P空轉(zhuǎn)+P損 = 1.2+0.088+0.012 =1.3kw 所以所選擇的電機(jī)參數(shù)滿(mǎn)足該機(jī)床的要求。 5.4 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)就是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速，各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來(lái)，使主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 5.4.1 對(duì)多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 （1）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(dòng)軸和齒輪規(guī) 格，數(shù)量最少。 （2）盡量不用主軸帶主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。 （3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于1/2，后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取1/3——1/3.5，盡量避免升速傳動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)允許先升速后在降速，使傳動(dòng)鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)距較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)損失功率隨之增加，故要求升速傳動(dòng)比小于等于2；為使軸上的齒輪不過(guò)大，最后一級(jí)通常采用升速傳動(dòng)。 （4） 用于粗加工的主軸齒輪，盡可能設(shè)置在第一排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形， （5） 多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)齒輪開(kāi)始，就分兩條路線傳動(dòng)，以免影響加工精度 5.4.2 擬訂多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的方法 將全部主軸的中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸，然后根據(jù)以選定的各中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸，最后用合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。 （1） 確定主軸分布類(lèi)型 將主軸劃分為各種分布類(lèi)型，被加工零件上加工孔的位置是多種多樣的，但大致可規(guī)納為：同心圓分布、直線分布和任意分布三種類(lèi)型。本設(shè)計(jì)為直線分布和同心圓分布相結(jié)合。 同心圓分布：可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸，由其上一個(gè)或兩個(gè)齒輪來(lái)帶動(dòng)各主軸，直線分布：可在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)置傳動(dòng)軸，由其上一個(gè)或幾個(gè)齒輪來(lái)帶動(dòng)。 直線分布：可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸，其上的一個(gè)或幾個(gè)（不同排數(shù)）齒輪來(lái)帶動(dòng)各主軸。 （2）確定驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及在主軸箱上的位置 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速按動(dòng)力箱型號(hào)選定；當(dāng)采用動(dòng)力滑臺(tái)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇。 查動(dòng)力部件：動(dòng)力箱的參數(shù)可知：TD32Ⅳ的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為：470 r/min 轉(zhuǎn)向根據(jù)主軸轉(zhuǎn)向定為：面向動(dòng)力箱方向順逆均可，再由動(dòng)力箱和主軸上的聯(lián)系尺寸可知，驅(qū)動(dòng)軸到主軸底部的尺寸是124.5mm，驅(qū)動(dòng)軸布置在多軸箱寬度方向的中心位置。用最少的傳動(dòng)軸及齒輪副把驅(qū)動(dòng)軸和各軸連接起來(lái)。 齒輪傳動(dòng)：用最少的傳動(dòng)軸及齒輪副把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來(lái)。在多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖中確定各主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析軸的位置，擬定傳動(dòng)方案，選定齒輪模數(shù)（估算或類(lèi)比），在通過(guò)“計(jì)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(dòng)軸的位置及轉(zhuǎn)速。 ① 齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式： μ= （5－3） A= （5－4） μ （5－5） （5－6） （5－7） Z＝ 式中 u─嚙合齒輪傳動(dòng)比； Z、Z─分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪齒數(shù)； n、n─分別為主動(dòng)輪和從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min； A─齒輪嚙合中心距，單位為mm； m─齒輪模數(shù)，單位為mm。 ② 擬定傳動(dòng)路線 把主軸2、3和1、4視為兩組組同心圓主軸在圓心處設(shè)中心傳動(dòng)軸5、6；在傳動(dòng)軸5、6中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸7，軸7同時(shí)也對(duì)應(yīng)在工件圓心上。 圖中主軸1～4為“樹(shù)梢”，驅(qū)動(dòng)軸O為“樹(shù)根”，各分叉點(diǎn)為傳動(dòng)軸5、6、7、其中軸5、6為中心傳動(dòng)軸，軸7為合攏軸。各軸間的傳動(dòng)副為“樹(shù)枝”，箭頭表示運(yùn)動(dòng)傳遞方向（路線）。 其傳動(dòng)路線如圖 5－2 圖5－2 四孔鉆孔多軸箱傳動(dòng)樹(shù)形圖 ① 驅(qū)動(dòng)軸 O —7軸—5軸—主軸2~3 ② 驅(qū)動(dòng)軸 O —7軸—6軸—主軸1~4 表5－2 各傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)及各項(xiàng)指標(biāo) 傳動(dòng)路線 主動(dòng)齒輪 從動(dòng)齒輪 中心距 齒（速）比 所在排 齒輪模數(shù) 驅(qū)動(dòng)軸0—7軸 24 31 116 1/1.29 Ⅳ 4 7軸—5軸 17 24 61.5 1/1.41 Ⅱ 3 7軸—6軸 17 24 61.5 1/1.41 Ⅱ 3 5軸—2，3軸 20 25 67.5 1/1.25 Ⅰ 3 6軸—1，4軸 20 25 67.5 1/1.25 Ⅰ 3 手柄軸8-7軸 23 30 106 1/1.30 Ⅲ 4 注：n=200r/min （3） 對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求及確定手柄軸和油泵 ①粗估傳動(dòng)軸的軸徑為30mm，其中7軸上 的扭矩較大，軸徑選為30mm， 支承形式為采用圓錐滾子軸承。 ②傳動(dòng)軸的齒輪盡量放在第Ⅰ排，但是考慮到全放在第一排齒輪太密，且有干涉情況，因此按《組合機(jī)床簡(jiǎn)明手冊(cè)》圖7－7選用傳動(dòng)軸齒輪布置。 ③潤(rùn)滑泵采用R12—1A葉片泵，油泵供油至分油器，經(jīng)油管分送到各潤(rùn)滑點(diǎn)，油泵放在箱體前臂上，考慮到泵軸應(yīng)盡量靠近油池，而又不要太低，免得攪油損失過(guò)大，所以應(yīng)考慮用驅(qū)動(dòng)軸O帶動(dòng)油泵軸，傳動(dòng)齒輪放在第Ⅳ排，以便維修。取油泵軸齒輪齒數(shù)為21,則兩軸中心距為（21+24）×4/2=90。 ④手柄軸安放位置應(yīng)盡量避開(kāi)主軸，而且靠近工人操作面，其高度應(yīng)以便于工人操作為準(zhǔn)，手柄軸應(yīng)有較寬敞的空間以便于操縱，同時(shí)，手柄軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)較高，扳動(dòng)手柄時(shí)才能省力，故此，考率用傳動(dòng)軸7帶動(dòng)手柄軸,手柄軸齒輪齒數(shù)取23模數(shù)為4，軸7齒數(shù)為30，齒輪嚙合在Ⅲ。 ⑤設(shè)計(jì)中由于受到具體結(jié)構(gòu)的限制 ，實(shí)際中心距不等于根據(jù)齒輪數(shù)和所求得計(jì)算的中心距，采用了變位齒輪傳動(dòng)。 5.5 對(duì)傳動(dòng)零件進(jìn)行校核 校核傳動(dòng)件以保證多軸箱能夠正常工作，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。 5.5.1 軸的挍核 驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑 選擇兩根軸進(jìn)行強(qiáng)度校核 5軸：軸徑30mm，經(jīng)Ⅱ排齒輪傳動(dòng)后，帶動(dòng)2根主軸，該軸帶的主軸較多，傳動(dòng)軸中傳動(dòng)比較大，所受的轉(zhuǎn)距較大 M=M1 i1+M2 i2+…Mn i (5－8) M —傳動(dòng)軸所承受的總轉(zhuǎn)矩 Mn —作用在幾個(gè)主軸上的轉(zhuǎn)矩 in — 傳動(dòng)軸至第n個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比。 4根主軸，M2= M3 i2= i3 M總=2×14.6×20/25=23.36N·m 查《組合機(jī)床簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3－4 得 D＝B （5－9） B－ 系數(shù) （傳動(dòng)軸B取5.2，剛性主軸B取7.3） D－ 軸的直徑 M－ 軸所傳遞的轉(zhuǎn)距 D=5.2×＝20.33mm D=30mm [ψ]=1/2(度/米) M=56N·m 滿(mǎn)足直徑為30mm的傳動(dòng)軸所能承受的轉(zhuǎn)矩，即直徑為30mm傳動(dòng)軸滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 7軸：軸徑為30mm，經(jīng)第Ⅳ排齒輪傳動(dòng)后，帶動(dòng)2跟帶動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，而且傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩較大，故其相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩也大，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。 M=2×23.36×17/24＝30.093N·m 據(jù)公式（4－15）得： D=21.66mm D=30mm [ψ]=1/2(度/米) M=56N·m 滿(mǎn)足直徑為30mm的傳動(dòng)軸所能承受的轉(zhuǎn)矩，即直徑為30mm的傳動(dòng)軸滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 5.5.2 齒輪的挍核 驗(yàn)算主軸箱中齒輪強(qiáng)度應(yīng)選擇相同模數(shù)受力載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)行彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力驗(yàn)算。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 傳動(dòng)軸7小齒輪傳遞功率較大，模數(shù)較小，Z=17,轉(zhuǎn)速為364r/min,故對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核因其工作強(qiáng)度較大故選用45號(hào)表面淬火鋼。 （1）彎曲強(qiáng)度校核 σF= (5-10) — 圓周力(kg) b— 齒寬（mm） K=KA×KV×Kα×K (5-11) K— (載荷系數(shù)) KA— 1.00 (使用系數(shù)) KV— 1.05 (動(dòng)載荷系數(shù)) Kα— 1.2 (齒間載荷分配系數(shù)) Kβ— 1.162 (齒向載荷分布系數(shù)) ∴ K=1.464 F＝2T/d=2×30.093×1000/51=1180.12N T─ 主動(dòng)輪上的扭矩（kg/mm） d─ 小齒輪節(jié)圓直徑(mm) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5得 Y=1.52 ─ 彎曲強(qiáng)度重合度系數(shù) Y=2.97─ 齒形系數(shù) ［σ］=240MPa 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》圖7-6可得：b=24mm。則 σ＝1.464×1180.12×1.52×2.91/24×3=107.23 MPa ∴ σ＜［σ］ 小齒輪的彎曲強(qiáng)度合格。 （2）疲勞強(qiáng)度校核 ＝2.5Z［］ (5-12) K ─ 使用系數(shù) Z＝189.8──彈性系數(shù) F＝1180.12N b×d=24×51=1224 mm u+1/u==2.412 K= KA KVKK （5-13） KA— 1.00 (使用系數(shù)) KV— 1.05 (動(dòng)載荷