氣缸體鉆削加工組合機(jī)床總體及多軸箱設(shè)計(jì)

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1、目錄 1 概述1 1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn)1 1.2 組合機(jī)床的分類和組成1 1.3 組合機(jī)床的發(fā)展史2 1.4 組合機(jī)床的CAD發(fā)展概況2 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)4 2.1 制定組合機(jī)床工藝方案4 2.2 選擇刀具及切削用量4 2.3 切削力、切削功率的確定5 2.4 組合機(jī)床的總體分析——三圖一卡6 2.4.1 被加工零件工序圖6 2.4.2 加工示意圖6 2.4.3 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖10 2.4.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡14 3 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)16 3.1 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)16 3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇17 3.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)17 3.3.1 對(duì)

2、多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求17 3.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)擬定18 3.3.3 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪制坐標(biāo)檢查圖21 3.4 繪制多軸箱總圖23 結(jié)論24 參考文獻(xiàn)25 1概述 1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它能夠?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、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等工序，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，且加工精度十分穩(wěn)定。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。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)

3、給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)。有的組合機(jī)床采用車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)體類零件（如飛輪、汽車后橋半軸等）的外圓和端面加工。 組合機(jī)床與通用機(jī)床、其他專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)： 1）組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總量的70?80%，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，高效率，經(jīng)濟(jì)效果好。 2 ）由于組合機(jī)床采用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因此比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 3 ）組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。 4 ）在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專用

4、夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人水平要求不高。 5 ）當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí)，采用其他類型的專用機(jī)床時(shí)，其大部分件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。 6 ）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。組合機(jī)床常用的通用部件有：機(jī)身、底座、立柱、動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)，各種工藝切削頭等。對(duì)于一些按循序加工的多工位組合機(jī)床，還具有移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。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。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。機(jī)身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著

5、機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。 1.2 組合機(jī)床的分類和組成 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機(jī)功率為1.5-30千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類動(dòng)力部件多為箱體移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率為1.1-2.2千瓦的動(dòng)力部件及其配套部件。這類動(dòng)力部件多為套筒移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型組合機(jī)床。用小型通用部件組成的機(jī)床稱為小型組合機(jī)床。按設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為大型通用機(jī)床。組合機(jī)床除分為大型和小型外，按配置形式又分為單工為和多工位機(jī)床兩大類。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多

6、工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置形式。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為單工位雙面鉆床。 組合機(jī)床部件分類 通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。 動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。 支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。 輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等。 控制部件是用以控制機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操

7、縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。 1.3 組合機(jī)床的發(fā)展史 組合機(jī)床是隨著汽車工業(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)福特汽車公司和通用汽車公司與美國(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，

8、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；鏈孔精度可達(dá)IT7?6級(jí)，孔距精度可達(dá)0.03?0.02微米。 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。 1.4 組合機(jī)床的CAD發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)稱CAD，即利用電子計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算。 國(guó)外組合機(jī)床CAD技術(shù)研究開始比較早。70年代初，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家首先多軸箱CAD方面開始研究。尤其是進(jìn)入90年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)

9、展，交互式繪圖和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等發(fā)展和應(yīng)用，使組合機(jī)床CAD技術(shù)日益實(shí)用且使用范圍不斷擴(kuò)大，發(fā)達(dá)國(guó)家組合機(jī)床設(shè)計(jì)中已普遍采用了CAD技術(shù)。目前，正向CAD/CAM集成系統(tǒng)發(fā)展。 近年來(lái)，美國(guó)幾個(gè)主要機(jī)床廠家（BURGMAST、KINGSBURY、INGERSOLLLAMB、CINCINNATI、MILACRON、CROSS等公司），其CAD技術(shù)已到普遍應(yīng)用。其中最引人注目是INGERSOLL公司具有50個(gè)交互式CAD工作站組成軟、硬件環(huán)境，使其實(shí)現(xiàn)了幾乎百分之百CAD化。 國(guó)內(nèi)對(duì)組合機(jī)床設(shè)計(jì)采用CAD認(rèn)識(shí)也比較早。70年代初，大連組合機(jī)床研究所就開始了這方面研究工作。1978年國(guó)家把組合機(jī)

10、床CAD列為機(jī)械工業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目，并責(zé)成上海交通大學(xué)、大連組合機(jī)床研究所、機(jī)械部自動(dòng)化研究所負(fù)責(zé)，大連理工大學(xué)、清華大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、上海機(jī)電產(chǎn)品研究院等單位參加，對(duì)鉆孔組合機(jī)床CAD進(jìn)行了研究，從此揭開了我國(guó)組合機(jī)床CAD技術(shù)序幕。 7 2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2.1制定組合機(jī)床工藝方案 1 .被加工零件特點(diǎn) 被加工零件是一氣缸體。該零件外形復(fù)雜，尺寸較大。本工序所要加工孔的數(shù)量較多，而且是不同位置處的不同形狀的孔。同時(shí)，各孔又有一定的位置度要求。但各孔沒(méi)有尺寸精度要求，孔內(nèi)表面粗糙度要求為Ra6.3、Rz50。因此，直接鉆孔即可滿足次精度要求。 該零件材料為銅銘鋁合金鑄鐵25-4

11、7,其硬度為212?285HBs,其質(zhì)量為15kg,其生產(chǎn)類型為中型零件大量生產(chǎn)（生產(chǎn)綱領(lǐng)：70000件/年）。 2 .確定工件的定位基準(zhǔn) 加工時(shí)，工件以底面（限制三個(gè)自由度）、H面（限制二個(gè)自由度）和L面（限制一個(gè)自由度）定位；并以頂面上的四點(diǎn)火壓（見工序圖）。 3 .本工序內(nèi)容 從工序圖中可以看出：在頂面上鉆6個(gè)8.7mm孔（圖上編號(hào)為12-17）,在底面上鉆2個(gè)6.7mm孔（圖上編號(hào)為1-2）、鉆2個(gè)8.2mm通孔（圖上編號(hào)為3-4）、鉆3個(gè)5mm孔（圖上編號(hào)為5-7）和鉆4個(gè)5mm通孔（圖上編號(hào)為8-11）。各孔沒(méi)有尺寸精度要求，但相對(duì)2個(gè)基準(zhǔn)面有一定的位置度要求。 根據(jù)以上

12、工藝特點(diǎn)，若選用普通機(jī)床加工，難以保證各孔的位置度，同時(shí)效率也不高。因此，選用單工位的雙面臥式組合鉆床進(jìn)行加工。這樣不僅提高了加工效率，而且多個(gè)孔一次走刀即加工成形，能夠較好的保證其位置精度。此外，在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人水平要求也不高。 4 .2選擇刀具及切削用量 本工序加工所需刀具為鉆頭。選擇刀具首先是選擇刀具材料，對(duì)于鉆頭來(lái)說(shuō)，常見材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。高速鋼鉆頭主要用于切削硬度在250-280HBS的部分結(jié)構(gòu)鋼和鑄鐵；硬質(zhì)合金鉆頭則主要用于加工硬度較高的鋼件。被加工零件的材料為鑄鐵，硬度為212-285HB

13、S。所以，選用高速鋼鉆頭。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（GB/T6135.3-1996）選擇刀具類型為錐柄麻花鉆，同時(shí)查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6-11選擇切削用量并計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度，匯總于表2-1。 1000'100012.3, n1==r/min=450r/min 二d二8.7 1000，100010.1, n2==r/min=480r/min 二d二6.7 1000 二 d 1000 11.6 二 8.2 r / min = 450r / min 1000、 二 d 1000 9.42 二 5 r / min = 600r /min v = n1f1

14、 = n2 f2 = n3 f3 = n4 f4 =4800.100mm/min=48mm/min 表2-1 刀具類型 刀具標(biāo)準(zhǔn) 切削速度v(m/min) 進(jìn)給量 f（mm/r） 主軸轉(zhuǎn)速n(r/min) 進(jìn)給速度 vf（mm/min） 6.7mm錐柄麻花鉆 GB/T6135.3 -1996 10.1 0.100 480 48 8.2mm錐柄麻花鉆 GB/T6135.3 -1996 11.6 0.107 450 48 5mm錐柄麻花鉆 GB/T6135.3 -1996 9.42 0.080 600 48 8.7mm錐柄麻花鉆 G

15、B/T6135.3 -1996 12.3 0.107 450 48 5 .3切削力、切削功率的確定 根據(jù)選定的切削用量（組要指切削速度v及進(jìn)給量f）,確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件（齒輪、傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6-20,得： 切削力（N）: F1=26Df0.8HB06=268.70.1070.8260.60.6=1065.74 F2=26Df0.8HB06=266.70.10.8260.6°.6=777.50 F3=26Df0.8HB0.6

16、=268.20.1070.8260.6°.6=1004.49 F4=26Df°.8HB0.6=2650.080.8260.60.6=485.36 …11一 式中，HB=HBmax——（HBmax—HBmin）=285——（285—212）=260.7 330 切削扭矩（N.mm）: 1.90.80.61.90.80.6 T1=10DfHB=108.70.107260.6=2872.4 1.90.80.61.90.80.6 T2=10DfHB=106.70.1260.6=1656.51 1.90.80.61.90.80.6 T3=10DfHB=108.20.107260.6

17、=2566.88 T4=10D1.9f"HB。6=1051.90.080.8260.60.6=794.63 切削功率(kw): Pl Tv 9740二D P2 Tv 9740 D 1656.51 10.1 9740 二 6.7 = 0.082 2872.412.3=0.133 974033X8.7 P3 Tv 9740二D P4 Tv 9740二D 2566.8811.6八一八 0.119 9740二8.2 794.639.42八… =0.049 9740二5 2.4組合機(jī)床的總體分析一一三圖一卡 2.4.1 被加工零件工序圖 被加工

18、零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示設(shè)計(jì)的組合機(jī)床所完成的工藝內(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(jì)研制合同外，它是組合機(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的基礎(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。其主要內(nèi)容包括： 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。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

19、、刀具是否發(fā)生干涉。 2）加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3）本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 4）必要的文字說(shuō)明。如被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，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

20、方畫粗實(shí)線標(biāo)記。加工用定位基準(zhǔn)、機(jī)械夾壓位置及方向、輔助支承均須使用規(guī)定的符號(hào)表示出來(lái)。 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則需對(duì)加工部位要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外，應(yīng)將零件圖上的不對(duì)稱位置尺寸公差應(yīng)換算成對(duì)稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面，一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是采用組合機(jī)床能夠加工出來(lái)。 2.4.2 加工示意圖 1 .加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況以及

21、工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容為： 1） 應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。 2） ）根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度）。 3） 決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 4） 選擇標(biāo)準(zhǔn)的或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸

22、。 5） 標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 6） ）根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、被加工零件材料特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 7） 決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。 本設(shè)計(jì)中，工件的底面是朝左安裝的，距離機(jī)床中心線向左100mm處是工件的底面，向右101.15mm處是工件的頂面，加工部位的分布情況參照加工時(shí)意圖中的M、N向視圖所示。工件的兩面布置刀具，左多軸箱有11根主軸，右多軸箱有6根主軸，每根主軸上均有相應(yīng)的鉆頭，用來(lái)加工與其相對(duì)應(yīng)的孔。2．加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng) 1）加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工件加工部

23、位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖，加工表面用粗實(shí)線畫。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意（指對(duì)同一規(guī)格的孔加工，所用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同），允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號(hào)（與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)）。 2 ）一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，相鄰主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向是否干涉。 3 ）主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置（攻絲加工則應(yīng)畫開始位置）。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫外形輪廓，但須加注規(guī)格代號(hào)。對(duì)一些專用結(jié)構(gòu)

24、，為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。 4 ）當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，加工示意圖可縮小比例，用細(xì)實(shí)線畫出工件加工部位分布情況簡(jiǎn)圖（向視圖），并在孔旁標(biāo)注相應(yīng)號(hào)碼，以便于設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。 3．導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床加工孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來(lái)保證的。由于要加工的孔徑較小且其線速度（切削速度）12.3m/min<20m/min，因 此，選用固定式導(dǎo)向裝置。 根據(jù)所要加工孔的直徑，參考《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8-4與表8-6 選擇長(zhǎng)型導(dǎo)向裝置，其主要尺寸及配合如表2-2。 表2-2通用導(dǎo)套的尺寸規(guī)格（mm） D(G7) D(H7)g6 D1(?)g6

25、 D2 L l+l1 5 14 20 22 20 11 6.7 14 20 22 20 11 8.2 P16 22 26 20 11 8.7 16 22 26 25 11 4. 確定主軸及其配件尺寸 初定主軸直徑D 根據(jù)已選擇的切削用量，由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3-4公式計(jì)算得： d1=B410T=7.34102.8724=16.9 d2=B410T=7.34101.65651=14.7 d3VB410T=7.34102.56688=16.4 d4=B410T=7.34100.79463=12.3 取d1=20mm

26、d2=15mm,d3=20mm,d4=15mm,并帶入公式T—<5] W： k】=31MPa)驗(yàn)算： T T 2.8724 Wd 0.2d3 0.20.023 T T 1.65651 W 0.2d3 0.20.0153 T T 2.56688 W： 一3 0.2d 一3一 0.20.02 T T 0.79463 W: 0.2d3 0.20.0153 3 =1177229Pa=1.2MPa:!」 1795250Pa=1.8MPa

27、 均滿足要求，即主軸軸頸合適 根據(jù)主軸軸頸d,查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3-6,得： L=85mmD/d1=22/14 主軸外伸尺寸11。 J_=115mmD/d1=32/20 根據(jù)主軸參數(shù)，選擇接桿為可調(diào)接桿，查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8-1, 選擇接桿型號(hào)為TU4X1.5,錐度為莫氏0號(hào)，類型為B型一長(zhǎng)接桿；Tr20X2,錐度為莫氏1號(hào)，類型為A型一短接桿。查表8-5選擇相應(yīng)的夾緊螺母型式及尺寸。 5.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始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原位的動(dòng)作過(guò)程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給和快速退回等動(dòng)

28、作。 (1)工作進(jìn)給長(zhǎng)度 工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之和，即 L工=Li+L+L2 式中，L加工長(zhǎng)度； Li——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，誤 差大時(shí)取大值； L 2 切出長(zhǎng)度，一 左主軸箱 「 15 一 。&— .61. 。6人  ■! \ Z2? _ 2— — 一般為-d +(3~8)。 彩句\姐7 - ,廠 「匯~r ? 4-4 圖2-1 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 9 根據(jù)圖2-1所示選擇計(jì)算工作進(jìn)給長(zhǎng)度并匯總于表2-3 表2-3 加工直徑 加工長(zhǎng)度 工作行程 左主軸箱

29、 5mm 16.5mm 28mm 6.7mm 22mm 8.2mm 9mm 右主軸箱 8.7mm 31.6mm 38mm （2）快進(jìn)、快退長(zhǎng)度 按加工具體情況而定，保證加工所有刀具均退至夾具套內(nèi)，不影響工件裝卸，因此取左主軸箱快進(jìn)長(zhǎng)度為152mm，快退長(zhǎng)度為180mm；右主軸箱快進(jìn)長(zhǎng)度為142mm，快退長(zhǎng)度為180mm。 （3）動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度 動(dòng)力部件的總行程除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前、后備量。前備量是指因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。后備量是指考慮刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主

30、軸孔中取出所需要的動(dòng)力部件尚能向后退的距離。理想情況是保證刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離大于接桿插入主軸孔內(nèi)（或刀具插入接桿孔內(nèi)）的長(zhǎng)度。 因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程長(zhǎng)度與前后備量之和。 L左=L右=180+30+40=250mm 以此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)及設(shè)計(jì)專用動(dòng)力部件的依據(jù) 2.4.3組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 1 .機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用與內(nèi)容 一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件一一動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱、各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專用部件——主軸箱、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)

31、動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： 1）以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相對(duì)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 2）圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。

32、 3）為便于部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)、電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 2 .動(dòng)力部件的選擇 動(dòng)力滑臺(tái)選擇液壓滑臺(tái)，原因如下：液壓滑臺(tái)在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件磨損小，使用壽命長(zhǎng)；過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠；由行程調(diào)速閥來(lái)控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。 進(jìn)給力： F左—F=2F22F37F4=2777.521004.497485.36N=6961.5N F右='F=6F=61065.74N=6394.44N 進(jìn)給速度： vf=48mm/min 根據(jù)進(jìn)給力及進(jìn)給速度，查《組合機(jī)

33、床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-1,并考慮進(jìn)給過(guò)程中的摩擦力及進(jìn)給速度的平穩(wěn)性，選擇左右液壓滑臺(tái)均為1HY32IA型 液壓滑臺(tái)，其最大進(jìn)給力為12500N，最小進(jìn)給速度為20mm/min。因?yàn)関f>2vmin,所以能夠保證平穩(wěn)進(jìn)給。 根據(jù)液壓滑臺(tái)的參數(shù)，查表5-3,配置1CC321I型滑臺(tái)側(cè)底座。 計(jì)算電機(jī)功率： c'P切削20.08220.11970.049, 隹多軸箱==kw=0.745kw P切削 P%多軸箱二 n0.8 60.133 kw=0.798kw 0.8 式中，ri——多軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取0.8?0.9,主軸數(shù)多，轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。（式中取

34、『0.8） 動(dòng)力箱規(guī)格要與動(dòng)力滑臺(tái)相匹配，根據(jù)電機(jī)功率，滑臺(tái)滑鞍尺寸630X320,初選仃D32I型動(dòng)力箱，電機(jī)型號(hào)為Y100Li-4,電機(jī)功率為2.2KW,電機(jī)轉(zhuǎn)速為1430r/min,輸出軸轉(zhuǎn)速為715r/min。 3 .裝料高度的確定 機(jī)床裝料高度是指機(jī)床上工件的安裝基面到地面的垂直距離。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動(dòng)線設(shè)計(jì)時(shí)中間底座內(nèi)要安裝夾具輸送裝置、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度H=1060mm,與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致。在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可根據(jù)具體情況在H=850-1060mm之間選取。 由于受工件最低孔位置h2=60mm、多軸箱最低主

35、軸高度兒和所選通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制的限制，再考慮到工人操作的方便性和機(jī)床的共度要求，本設(shè)計(jì)的機(jī)床裝料高度取H=910.5mm。 4 .初定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。根據(jù)選定的動(dòng)力箱滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸，算出的長(zhǎng)度應(yīng)圓整，并按R20優(yōu)選數(shù)系選用。應(yīng)使空余邊緣尺寸不小于70?100mmo 由《金屬切削機(jī)床》組合機(jī)床部分的內(nèi)容可知：中間底座的高度優(yōu)先選取630mm,還可以選取710mm和560mm。據(jù)此選定中間底座高度為630mm。 中間底座長(zhǎng)度方向尺寸可按下式

36、確定： L'=(2Li2L2L3)-2(liI2I3) 式中：Li——加工終了位置，多軸箱端面至工件端面間的距離，本設(shè)計(jì)中 L1=255mm; L2——主軸箱厚度，本設(shè)計(jì)中L2=325mm; L3——工件沿機(jī)床長(zhǎng)度方向的尺寸，本設(shè)計(jì)中L3=201mm; li——機(jī)床長(zhǎng)度方向上，主軸箱與動(dòng)力滑臺(tái)的重合長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)取 l1=135mm； I2——加工終了位置，滑臺(tái)前端面至滑座前端面的距離，對(duì)于通用 的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，12尺寸的最大范圍為7885mm。本設(shè)計(jì)取 12 =80mm; 13 滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離，本設(shè)計(jì)取I3=110mm。 ?.L'=(L12L2L3)-2

37、(l1I2I3) =(22552325201)-2(13580110) -711mm 根據(jù)L'=711mm,查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-5(中間底座主要尺寸): 選定中間底座長(zhǎng)為L(zhǎng)=710mm 又根據(jù)被加工零件的寬度為235mm,以及其他聯(lián)系尺寸，選定中間底座寬度為500mmo 中間底座的長(zhǎng)寬為710M500mm。 5 .多軸箱輪廓尺寸的確定 12 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱的厚度是一定的，臥式為325mm,立式為340mm。因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱寬度B和高度H及最低主軸高度九。多軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定： B=b2

38、bi H=hh1b1 式中：b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）o bi——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（mm）。 h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）。 hi——最低主軸高度（mm）。 為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦bi>70?100mm0 主軸箱最低主軸高度hi須考慮到與工件最低孔位置（h2=60mm）、機(jī)床裝料高度（H=9i0.5mm）、滑臺(tái)滑座總高（卜3=280mm）、側(cè)底座高度（h4=560mm）等尺寸之間的關(guān)系而確定。對(duì)于臥式組合機(jī)床，hi要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄露，通常推薦： hi85-140mm ;hi=h2H-（0.5h3h4）

39、二609i0.5-（0.5280560） =90mm B=b2bi=258270=398mm H=h%bi=i709060=320mm 根據(jù)上述計(jì)算值，按多軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定多軸箱輪廓尺寸為BH=400320mm 6 .機(jī)床分組 為了便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。組號(hào)劃分規(guī)定為： i）第i0?i9組一一支撐部件。一般由通用的側(cè)底座、立柱及其底座和專用中間底座組成。 2）第20?29組一一夾具及輸送設(shè)備。夾具是組合機(jī)床主要的專用部件，常編為20組，包含工件定位加緊及固定導(dǎo)向部分。對(duì)一些活動(dòng)性較強(qiáng)的活動(dòng)鉆 i3 模板、攻螺紋末模板

40、、自動(dòng)夾壓機(jī)構(gòu)、自動(dòng)上下料裝置等常單獨(dú)編組。移動(dòng)工作臺(tái)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)等輸送設(shè)備，如果屬于通用部件，則可納入夾具組，明細(xì)表中列出通用部件即可，如果專用則單獨(dú)成組編號(hào)。 3）第30?39組一一電氣設(shè)備。電氣設(shè)計(jì)常編為30組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設(shè)計(jì)，專用操縱臺(tái)、控制柜等則另遍組號(hào)。 4）第40?49組一一傳動(dòng)裝置。包括機(jī)床中所有動(dòng)力部件如動(dòng)力滑臺(tái)、動(dòng)力箱等通用部件，編號(hào)40組，其余須修改部分內(nèi)容或?qū)Ｓ玫膫鲃?dòng)設(shè)備則單獨(dú)編組。 5）第50?59組一一液壓和氣動(dòng)裝置。 6）第60?69組一一刀具、工具、量具和輔助工具等。 7）第70?79組一一多軸箱及其附屬部件。 8）第80?89組一一冷

41、卻、排屑機(jī)潤(rùn)滑裝置。 9）第90?99組一一電氣、液壓、氣動(dòng)等各種控制擋鐵。 2.4.4生產(chǎn)率計(jì)算卡 1 .理想生產(chǎn)率 理想生產(chǎn)率Q指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)K有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)K取2000h,則 cA70000 Q=—==35件/h K2000 2 、實(shí)際生產(chǎn)率 實(shí)際生產(chǎn)率Qi指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量 Q1=_6°件/h T單 式中：T單——生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間（min）,它可以根據(jù)下式計(jì)算： 1L1L2L快進(jìn)+L快退 T單=1切+t輔=**t停*+t移+t裝卸min [Vflvf2

42、y\Vfk 式中：Li、L2——分別為刀具第I、第R工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度（mm）; Vfi、Vf2——分別為刀具第I、第H工作進(jìn)給速度（mm/min）； t停當(dāng)加工沉孔、止口、鋼窩、倒角、光整表面時(shí)，動(dòng)力滑 臺(tái)在死擋鐵上的停留時(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)所需的時(shí)間（min）； L快進(jìn)、L快退分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度（mm）; Vfk——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣取２捎脵C(jī)械動(dòng)力部件取 5?6m/min,液壓動(dòng)力部件取纖10m/min； t移——直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般 可取0.1min； t裝卸——工件裝、卸（包括定位、夾壓

43、及清除鐵屑等）時(shí)間，它 取決于工件重量大小、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計(jì)，一般取0.A1.5min0 ._1L1L2L快進(jìn)+L快退 ??T單=5+t輔=|二十一+t停十十t移+t裝卸min [vf1Vf2j[vfkj =陛+0.0151+」142+180+0.5〕min 148.166000J =0.790.0150.0550.5=1.36min .6060 /.Q1=——==44.12件/h T單1.36 3、 機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng)Q1>Q時(shí)，計(jì)算二者的比值即為負(fù)荷率。 n=_Q_=3_=0.793 、Qi44.12 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適

44、宜的機(jī)床負(fù)荷率為。負(fù)=0.75?0.90所以該負(fù)荷率滿足要求。 3組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì) 多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。 具體設(shè)計(jì)時(shí)，除了要熟悉多軸箱本身的一些設(shè)計(jì)規(guī)律和要求外，還須依據(jù)“三圖一卡”，仔細(xì)分析研究零件的加工部位，工藝要求，確定多軸箱與被加工零件、機(jī)床其他部分的相互關(guān)系。 本機(jī)床有左、右兩個(gè)主軸箱，它們的結(jié)構(gòu)基本相同，只是主軸的數(shù)量和位置不同。現(xiàn)以右主軸箱為例，說(shuō)明其設(shè)計(jì)方法。 3.1 主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù) 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是依據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來(lái)的，具一般應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1）所有主軸的位置尺寸及工件與多軸箱的相關(guān)尺寸。在

45、標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時(shí)，首先要注意多軸箱和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面擺放的，因此多軸箱橫截面上的水平方向尺寸應(yīng)與被加工零件工序圖的水平尺寸方向相反。其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的尺寸基準(zhǔn)常不相重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)注出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸。 2）在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向。由于標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋，因此要求主軸一般為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向可不標(biāo)，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。 3）圖中應(yīng)標(biāo)出多軸箱的外形尺寸。 4）列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容，主軸外伸部分尺寸和切削用量等。 5）注明動(dòng)力箱型號(hào)，功率，轉(zhuǎn)速和其它主要參數(shù)。 注：1.該零件為汽缸體，材料

46、為銅銘鋁合金鑄鐵25-47,其硬度為212?285HBs。 2.主軸外伸尺寸及切屑用量： 軸號(hào) 主軸外伸尺寸（mm） 切屑 用量 備注 L D/d1 工序內(nèi)容 n(m/min) v(mm/min) f(mm/r) 1-6 85mm 22/14 鉆8.7 450 12.3 0.107 3.動(dòng)力部件1TD32I,1HY32IA,P=2.2kw,n=1430r/min 3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，如進(jìn)行鉆削加工的主軸，軸向切削力較大，最好用推力球

47、軸承承受軸向力，而用向心球軸承承受徑向力。又因鉆削時(shí)軸向力是單向的，因此推力球軸承在主軸前端安排即可。進(jìn)行鏈削加工的主軸，軸向切削力較小，但不能忽略。有時(shí)由于工藝要求，主軸進(jìn)退都要切削，兩個(gè)方向都有切削力，一般選用前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)中的工序內(nèi)容為鉆8.7,故選用滾珠軸承主軸：前支承為推力球軸承和向心球軸承、后支承為向心球軸承。 3.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) 多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力箱輸出軸傳進(jìn)來(lái)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計(jì)和制造工作量的大小以及成本的高低。 3.3.1 對(duì)多軸箱傳

48、動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 1）在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動(dòng)件的規(guī)格少，數(shù)量少，體積小。因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，盡量用一根中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可用變位齒輪或略微改變傳動(dòng)比的方法解決。 2）一般情況下，盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案，因?yàn)檫@會(huì)增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷。 3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為1-1.5,在多軸箱后蓋內(nèi)的第4排齒輪，根據(jù)需要，其傳動(dòng)比可以取大些，但一般不超過(guò)3-3.5。 4）粗加工切削力大，主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，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

49、時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)開始，就分兩條傳動(dòng)路線，以免影響加工精度。 6）剛性鏈孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的直徑，以減少振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 7）驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的軸數(shù)不能超過(guò)兩根，以免給裝配帶來(lái)困難。 齒輪排數(shù)可按下面方法安排 1）不同軸上齒輪不相碰，可放在箱體內(nèi)同一排上。 2）不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可放在箱體內(nèi)不同排上。 3）齒輪與軸或軸套相碰，可放在后蓋內(nèi)。 3.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)擬定 1 .擬定傳動(dòng)路線 如圖所示把主軸3、4、5、6視為一組同心圓主軸，在其圓心處設(shè)中心傳動(dòng)軸7;把主軸1、2視為一組直線分布主軸，在兩軸中心連線的垂直平分線

50、上設(shè)中心傳動(dòng)軸8;在中心傳動(dòng)軸7、8中心連線的垂直平分線上設(shè)合攏軸9,再將軸9與驅(qū)動(dòng)軸。連接起來(lái)；泵軸11由傳動(dòng)軸10傳動(dòng)，中心軸10則由合攏軸9與驅(qū)動(dòng)軸。之間的公用齒輪Z9帶動(dòng)。 10 II Zii/Zn/ 9 Zc/Z/i 箱到心發(fā) 圖3-2多軸箱傳動(dòng)樹形圖 2 .根據(jù)原始依據(jù)圖3-2算出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如表3-1所示 表3-1驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)值 坐標(biāo) 銷 驅(qū)動(dòng)軸O 主軸1 主軸2 主軸3 主軸4 主軸5 主軸6 X 0.000 175.000 130.000 220.000 130.000 220.000 130.000 220

51、.000 Y 0.000 94.500 230.000 230.000 145.000 145.000 60.000 60.000 3 .確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù) （1）確定傳動(dòng)軸的7位置及其與主軸3-6間的齒輪副齒數(shù) 從圖中量得中心距A7-3=61.8971mm，并取m=2,Z3=Z4=%=Z6=29,安《組 合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》公式（4-3）、公式（4-6）求得： 2A Z3 - - Z3 = m 2 61.8971 -29 =32.8971 ,取 Z3 = 33 f Z3 n8 =n3 — Z3 八33 ,. 一，. 45o — r/

52、 min =512.1r/min 29 Z4 = Z5 = Z6 = Z3 = 33 （設(shè)在第in排） （2）確定傳動(dòng)軸的 8位置及主軸1、2齒輪齒數(shù) 軸8與主軸1、 2之間傳動(dòng)比取U8」=U8/ 23 25 1.o87 ' 即取 Z1 = z2 = 23 ,Z1 = z2 = 25 （設(shè)在第m排） 也=489.1r/min,取m=2,則A8-1=A8-2=48mm （3）確定合攏傳動(dòng)軸9的位置 驅(qū)動(dòng)軸O與中心傳動(dòng)軸7、8之間總傳動(dòng)比分別為: n7 512.1 no 715 1.396 n8 489.1 no 715 1.462 根據(jù)總

53、傳動(dòng)比，考慮軸 。與軸7、8間的距離及排列齒輪等因素，經(jīng)計(jì)算 1.19 驅(qū)動(dòng)軸上齒輪齒數(shù)取zo = 21, Z9 = Zo 21 25 U0 -9 （設(shè)在第IV排） Zo Z9 1.19 21 715 - 25 in = 600.6r/min 25 Ao_9=mzoz9=32125mm=69mm22 U9, n7 512.1 U9 -8 n9 n8 n9 600.6 489.1 1.173 6oo.6 1.228 根據(jù)原始依據(jù)圖及傳動(dòng)樹形圖量得A9-8=49.8mm,A9-7=61mm 安《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)

54、》公式（4-5）、公式（4-1）求得： Z7 2Au m(1 u) 2 61 1.173 1 2(1 ——) 1.173 28 z7 =z7 n9-=28600:6 ^32.8 ,取 z7=33 n7 512.1 1 2 49.8 - Z = u— = 1228 % 22.35,取 Z8 = 22 m(1 u) 2(1 ') 1.228 z8 =z8n■ =22 臾06 忠 27 ,取 z7=27 n8 489.1 (3)確定傳動(dòng)軸10及泵軸11的位置 取 z10 =21 ,則 A9-10 =69mm （設(shè)在第I排） （設(shè)在第n排） （設(shè)在第IV

55、排） 取十24,模數(shù)取22,則…47mm （設(shè)在第I排） （4）計(jì)算主軸及泵軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速 —212223.一一.. n1=n2=715——————r/min=450.23r/min 252725 212829 n3=n4=n5=n6=715————r/min=447.83r/min 253333 212524 n11=715r/min=746.09r/min 252123 主軸轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。潤(rùn)滑泵轉(zhuǎn)速nn=746r/min也符合設(shè)計(jì)要求。 最后將主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速匯總于表3-2,并將傳動(dòng)設(shè)計(jì)的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，標(biāo)注在圖3-3傳動(dòng)系

56、統(tǒng)圖中（與原始依據(jù)圖的要求基本一致）。 表3-2各主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 主軸1 主軸2 主軸3 主軸4 主軸5 主軸6 n(r/min) 450 450 448 448 448 448  圖3-3傳動(dòng)系統(tǒng)圖 3.3.3多軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪制坐標(biāo)檢查圖 1 .選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系 為便于加工多軸箱體，設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系XOY。 本設(shè)計(jì)中以定位銷孔為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系。 2 .驗(yàn)算中心距誤差 多軸箱體上的孔是按計(jì)算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能正常嚙合。因此，必須驗(yàn)算根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算確定的實(shí)際中心距A,是否

57、符合兩軸間齒輪嚙合要求的標(biāo)準(zhǔn)中心距R,R與A的差值6為：法R-A。 驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)：中心距允差bk(0.001-0.009mm。 繪圖并測(cè)量得： A0_9=69mm=&_9A81=A8_2=48mm=R84=R8_2A9.=61mm=R9_7 以上無(wú)中心距誤差 A73=A7A=A75=A7$=61.89709202mm Aq 8 =49.79670691mm 9—8 R7工=R7工=R7J=R7￡=62mm 中心距誤差為： c.13=、7]=：”=c7f=R74-A73=62mm-61.89709202mm=0.10290798mm 二9§=r9f—A9/=49mm-49.7

58、9670691mm--0.79670691mm 當(dāng)心0.009時(shí)，實(shí)際中心距不符合嚙合要求，此時(shí)需采用變位齒輪湊中心距來(lái)滿足測(cè)量正常嚙合要求。因此，軸9與軸8、軸7與軸2-6間的齒輪均需采用變位齒輪，變位量AA7J3=AA7/MAA?」=AA7上=-0.103mm、△為&=+0.797mm（其數(shù)值用I標(biāo)記在圖3-4中）。 3 .繪制坐標(biāo)檢查圖（圖3-4） 在坐標(biāo)計(jì)算完成后，要繪制坐標(biāo)及傳動(dòng)關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的正確性。 （1）坐標(biāo)檢查圖的主要內(nèi)容 1）通過(guò)齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確；檢查縱軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。 2）進(jìn)一步檢查各零件間有無(wú)干涉現(xiàn)象。 3）檢查液壓泵、分油器

59、等附加機(jī)構(gòu)的位置是否適合。 （2）坐標(biāo)檢查圖繪制的順序及要求 坐標(biāo)檢查圖好按1:1比例繪制，其繪制順序及要求是： 1）繪出多軸箱輪廓尺寸和坐標(biāo)系XOY。 2）繪制個(gè)主軸、傳動(dòng)軸軸心位置及外伸部分尺直徑，并注明軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向等。 3）用點(diǎn)劃線繪制出各齒輪的分度圓，注明各齒輪齒數(shù)、模數(shù)、所在排數(shù)及變位齒輪的變位量。 4）為了醒目和易于檢查，可用不同顏色細(xì)線條畫出軸承、隔套、主軸防油套的外徑、附加機(jī)構(gòu)的外廓及其相鄰軸的螺母外徑。 檢查圖繪好后，根據(jù)各零件在空間的相對(duì)位置逐排（軸）檢查有無(wú)碰撞干涉現(xiàn)象，并再次復(fù)查主軸與被加工孔的位置是否一致。若相鄰非嚙合齒輪間、

60、齒輪及軸套問(wèn)間隙很小似碰非碰時(shí)，須畫出齒頂圓作細(xì)致檢查，甚至作必要的計(jì)算，以檢驗(yàn)是否發(fā)生干涉現(xiàn)象。當(dāng)某一軸上的齒輪或位置修改后，須對(duì)有關(guān)聯(lián)的軸作相應(yīng)的修改，并再次檢查主軸位置、工件尺寸與鉆模板孔的位置是否一致。 圖3-4坐標(biāo)檢查圖 3.4繪制多軸箱總圖 多軸箱總圖包括主視圖、展開圖及局部剖視圖(表示動(dòng)力箱與后蓋及前后蓋與箱體間的定位結(jié)構(gòu))。 (1) 主視圖 主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤(rùn)滑系統(tǒng)等。因此，繪制主視圖就是在設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖上標(biāo)出個(gè)軸號(hào)，畫出潤(rùn)滑系統(tǒng)，標(biāo)注主軸、油泵軸、驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)向機(jī)坐標(biāo)尺寸、最低主軸高度

61、尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標(biāo)注部分件號(hào)。 (2) 展開圖 其特點(diǎn)是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸和傳動(dòng)軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則排列的。一般采用簡(jiǎn)化的展開圖并以裝配表相配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)所作的主要工作是組合鉆床的總體設(shè)計(jì)及其多軸箱設(shè)計(jì)。在這二個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要進(jìn)行了資料收集、零件工藝分析確定加工方案、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)即“三圖一卡”部分、多軸箱設(shè)計(jì)、論文撰寫等工作。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了不少困難。但在老師和各位同學(xué)的積極幫助下，許多問(wèn)題都得以順利解決。 以下是本設(shè)計(jì)的一些優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： 本組合機(jī)床類型為單工位雙面臥式鉆孔組合機(jī)床，加工效率

62、較高，且多個(gè)孔一次走刀即加工成形，能夠較好的保證其位置精度。主軸箱、滑臺(tái)側(cè)底座、中間底座等均為標(biāo)準(zhǔn)件，可反復(fù)多次利用。 缺點(diǎn)： 因沒(méi)有進(jìn)行過(guò)實(shí)地的工廠參觀，各類通用部件也因沒(méi)見過(guò)實(shí)物而沒(méi)有一個(gè)整體的印象，所以在進(jìn)行中間底座、側(cè)底座等方面的選擇時(shí)，有選擇型號(hào)過(guò)大而造成浪費(fèi)的現(xiàn)象出現(xiàn)。希望在以后的工作中，能多加改進(jìn)，以設(shè)計(jì)出更合理、更實(shí)用、更簡(jiǎn)便的產(chǎn)品。 參考文獻(xiàn) 1 謝家瀛《進(jìn)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998年10月 2 勞動(dòng)社會(huì)保障部和中國(guó)就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心《組合機(jī)床操作工（基礎(chǔ)知識(shí)初級(jí)技能）》北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001年7月 3 吳國(guó)華《金屬切削機(jī)床》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999年9月 4 于駿一《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年1月 5 王伯平《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年4月 6 王美蘭《機(jī)械制圖》北京：高等教育出版社，2005年4月