汽車分動箱體加工專用機床設計
汽車分動箱體加工專用機床設計,汽車,箱體,加工,專用,機床,設計
這是我自己大概的方向想法設計的機床·· 你們就大概按照這個思路去就可以了· 尺寸就相對改合理些· 還有我里面的各個零件鏈接是沒有螺釘連接的·· 你們改下·· 還有那比如：聯(lián)動螺旋桿兩邊要有軸承的 放聯(lián)動螺旋桿的套頭應該有螺釘固定的· 這些我都沒有畫· 像這些你們改下··其它的要求你看我畫好的三維圖 基本類似那個樣子加工零件的 · 零件加工是鏜兩邊的大孔··兩個滑塊上面用個箱體·箱體里面電機接帶輪帶動主軸 帶動刀架刀具加工·一級連接就可以了· 箱體是用螺栓固定在滑塊上·下面的螺旋桿 一邊也是電機帶輪帶動旋轉(zhuǎn)· 這兩個滑塊是左右旋·正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動兩個刀具往中間走·反轉(zhuǎn)就反向
綠色用來定位 紅色的加工···
編號：
桂林電子科技大學信息科技學院
畢業(yè)設計(論文)任務書
題 目：汽車分動箱體加工專機床設計
院 （系）：
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名：
學 號：
指導教師單位： 桂林電子科技大學信息科技學院
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 ■工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā) ¨應用研究
2012年11月25日
（此頁打印在封面后面）
注：1、本任務書一式兩份，一份院或系留存，一份發(fā)給學生，任務完成后附在
說明書內(nèi)
2、任務書均要求打印，打印字體和字號按照《本科生畢業(yè)設計（論文）統(tǒng)一格式的規(guī)定》執(zhí)行。
3、以下標題為四號仿宋體、加粗，正文中文用小四宋體，英文用小四Times New Roman，日期采用阿拉伯數(shù)字。
4、“一、畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容、要求”位于頁面最頂端，“任務下達時間”位于新頁面最頂端。
5、請不要修改 “任務下達時間”所在頁的內(nèi)容。
一、畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容
專用機床現(xiàn)在越來越被廣泛運用到加工各種箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化,可根據(jù)需要靈活配置,能縮短設計和制造周期，因此專用機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點,在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用。
本課題研究的是汽車分動箱體的加工工藝分析，以及完成該箱體鉆孔工藝加工專用機床機械結(jié)構(gòu)設計。通過使用UG NX 6.0完成該箱體的整體結(jié)構(gòu)及其加工工藝分析，然后對鉆孔這一道工序加工專用機床的結(jié)構(gòu)設計的建模、裝配、仿真和出圖的全部工作?？己俗约簩I(yè)軟件的使用水平，和對機械設計制造的能力。通過一次全面和標準化的設計，增強自己的專業(yè)知識能力，增加對未來工作的適應能力。
本課題要完成的任務如下：
1、 根據(jù)資料完成汽車分動箱體的整體加工工藝分析；
2、 完成該箱體鏜孔工藝加工專用機床的機械結(jié)構(gòu)設計，完成不少于10張零件圖紙和1張裝配圖紙；
3、 完成零件的尺寸設計和力學驗算分析；
4、 進行簡單的機床建模和運動仿真；
5、 按照要求完成設計說明書，和符合要求的外文翻譯等相關的材料。
二、畢業(yè)設計（論文）的要求與數(shù)據(jù)
（一）汽車分動箱體的加工工藝分析要求
1、根據(jù)箱體的生產(chǎn)批量，確定精基準的選擇；
2、根據(jù)箱體的整體結(jié)構(gòu)完成工藝過程的擬訂；
（二）汽車分動箱體鉆孔加工專用機床機械結(jié)構(gòu)設計要求
1、根據(jù)箱體圖紙要求對鉆孔加工工序進行詳細分析；
2、對該箱體鉆孔加工專用機床整體機械結(jié)構(gòu)設計分析；
3、利用三維軟件，畫出鉆孔加工專用機床的各種零件，并轉(zhuǎn)換為二維CAD圖紙。
4、進行CAE進行分析，參照理論分析所得結(jié)果也軟件仿真結(jié)構(gòu)是否一致，并分析其問題的所在。
（三）其他技術要求
1、圖紙必須按照國家標準設計打?。?
2、標準件必須按照國標要求設計，參照機械設計手冊（第五版）；
3、零件精度要求參照機設設計手冊（第五版）。
三、畢業(yè)設計（論文）應完成的工作
1、完成2萬字左右的畢業(yè)設計說明書（論文）；
2、畢業(yè)設計說明書（論文）中必須包括詳細的300-500個單詞的英文摘要；
3、獨立完成與課題相關，不少于2萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；
4、工作量要滿足16周的工作量要求。
四、應收集的資料及主要參考文獻
1、 黃鶴汀.金屬切削機床. 北京:機械工業(yè)出版社，2005
2、 范云漲. 金屬切削機床簡明設計手冊. 北京:機械工業(yè)出版社，1997
3、 孫靖民. 金屬切削機床的設計與計算.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2003
4、 鄭福祿.UG NX6.0中文版設計基礎與實踐教程. 北京:機械工業(yè)出版社.2008
5、 王運炎.朱莉. 機械工程材料. 北京：機械工業(yè)出版社.2010
6、 楊惠英.王玉坤. 機械制圖.北京：清華大學出版社.2009
7、 薜源順.機床夾具設計.北京：機械工業(yè)出版社.2011
8、 關慧貞.馮辛安. 機械制造裝備設計.北京：機械工業(yè)出版社.2009
9、 胡鳳蘭.互換性與測量技術基礎.北京：高等教育出版社.2010
10、Several key problems in designing a combined machine for deep gun drill. 北京：光學精密工程.2004年 第12卷 第z2期
五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設備及條件
1、計算機，UG NX6.0等三維軟件至少一款；
2、能熟練運用三維軟件進行設計畫圖，并能進行相關力學分析和運動仿真；
3、機械設計手冊；
4、相關參考資料若干
任務下達時間：
年 月 日
畢業(yè)設計開始與完成時間：
年 月 日至 年 月 日
組織實施單位：
教研室主任意見：
簽字： 年 月 日
系領導小組意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設計（論文）進度計劃表
學號：0953100114 姓名：姚永升
序號
起止日期
計劃完成內(nèi)容
實際完成內(nèi)容
檢查日期
檢查人簽名
1
2012年11月19日至26日
第一次導師見面會與課題的選擇
導師針對我們每個同學的選題做出講解并教會我們收集材料
2
2012年11月26日至12月3日
針對課題完成項目申請書、開題報告、任務書三項
在導師的幫助指導下完成了三項報告內(nèi)容
3
2012年12月3日至10日
對課題的原始資料進行相應的消化
完成汽車分動箱體的三維模型的建立
4
2012年12月10日至17日
對論文的目錄的撰寫
完成論文目錄的撰寫
5
2012年12月17日至24日
對汽車分動箱體的加工工藝初步分析
初步完成該箱體的加工工藝路線
6
2012年12月24日至31日
最后確定該箱體的加工工藝
完成該箱體的加工工藝
7
2012年12月31日至2013年1月7日
對該箱體鉆孔加工工藝進行詳細分析
完成對箱體鉆孔加工工藝分析
8
2013年1月7日至14日
分析該箱體鉆孔加工專用機床的初步機械結(jié)構(gòu)
完成對該箱體鉆孔加工專用機床的機械結(jié)構(gòu)初步分析
9
2013年3月14日至21日
根據(jù)該機床機械結(jié)構(gòu)設計各個主體零件
完成該機床機械結(jié)構(gòu)的主體零件設計
10
2013年3月21日至28日
對機床的主體零件進行校核
完成機床主體零件的校核
11
2013年3月28日至4月4日
對該機床的總體機械結(jié)構(gòu)設計進行整合保存
完成該機床的總體機械結(jié)構(gòu)設計
12
2013年4月4日至11日
對完成該機床的總裝配圖
完成該機床的總裝配圖
13
2013年4月11日至18日
該機床的UG運動仿真加工
完成機床的UG運動仿真加工
14
2013年4月18日至25日
設計論文的前言、摘要、緒論、外文資料翻譯
完成論文的前言、摘要、緒論、外文資料翻譯
15
2013年4月25日至5月4日
論文的最后撰寫
完成論文的最后撰寫
16
2013年5月4日至11日
畢業(yè)設計最后的補充與修改并準備答辯內(nèi)容
在導師的幫助下完成畢業(yè)設計最后的補充與修改并準備答辯內(nèi)容
任務下達時間：
編號：
桂林電子科技大學信息科技學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目：汽車分動箱體加工專機床設計
院 （系）： 機電工程系
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名：
學 號：
指導教師單位：
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 ■工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā) ¨應用研究
2012年11月25日
（此頁不打?。?
開題報告填寫要求
?
1．開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見審查后生效。
?2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫，或按教務部統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。
?3．學生查閱資料的參考文獻應在10篇及以上（不包括辭典、手冊），開題報告的字數(shù)要在1500字左右。
?4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2008年3月10日”或“2008-03-10”。
5. 開題報告每一頁表格頂端必須保留表頭“畢業(yè)設計（論 文）開題報告”字樣，封面、末頁除外。
6. 各個表格內(nèi)（1-4欄）所填寫內(nèi)容要求：與表頂橫線空一行，首行縮進2字符，小4號宋體，行距20磅?！?．已查閱參考文獻”要求見空欄內(nèi)。
7. 末頁（意見）獨立成一頁。
畢業(yè)設計（論 文）開題報告
1．本課題的目的及研究意義
隨著機械工業(yè)的擴大和科學技術的進步和發(fā)展,專用機床越來越被廣泛運用到加工各種箱體類和特殊形狀零件上。專用機床的設計并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動化程度進行的。
本課題是研究汽車分動箱體的加工工藝分析，以及設計汽車分動箱體鉆孔加工工序的專用機床機械結(jié)構(gòu)設計。專用機床是專用于加工一種工件或一種工件的一定工序的機床，它可以同時用許多刀具進行切割。本課題的目的是實現(xiàn)對這汽車分動箱體提出創(chuàng)造出高效率的專用機床：它既有專用機床高效率結(jié)構(gòu)簡單的特點，又有萬能機床能夠重新調(diào)整，以適應新工件的加工特點。
本課題的研究意義是通過使用UG NX 6.0完成該箱體的整體結(jié)構(gòu)及其加工工藝分析，然后對鉆孔這一道工序加工專用機床的結(jié)構(gòu)設計的建模、裝配、仿真和出圖的全部工作?？己俗约簩I(yè)軟件的使用水平，和對機械設計制造的能力。通過一次全面和標準化的設計，增強自己的專業(yè)知識能力，增加自己對未來工作的適應能力。
2．本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
我國的機床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的，專用機床是在近十幾年來迅速發(fā)展起來的，成就是巨大的。由于我國的機床工業(yè)起步晚，底子薄，與世界先進水平相比，還有較大的差距。為了適應我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化的需要，有很多設計工程師在研究更多的各種零件的專用機床，使生產(chǎn)效率更高，精度更高。
本課題研究的關于箱體加工專用機床已經(jīng)在機械工業(yè)上使用，專用機床的高效率結(jié)構(gòu)簡單等的特點是受廣泛使用因素。所以我們以后要對專用機床的設計研究，要按照這個方向去，這樣能設計出效率更高，精度更高，結(jié)構(gòu)又簡單的各種箱體加工專用機床。
畢業(yè)設計（論 文）開題報告
3．本課題的研究內(nèi)容
本課題是研究汽車分動箱體鉆孔工藝加工的專用機床機械結(jié)構(gòu)設計，和該箱體的加工工藝分析。首先通過根據(jù)箱體的尺寸精度要求對該箱體加工工藝的詳細分析，然后選定其中鉆孔加工工藝加工進行專用機床機械結(jié)構(gòu)設計。
本課題主要研究方向與內(nèi)容：
1、完成該箱體的工藝分析。
2、完成專用機床三維模型的創(chuàng)建和該裝置運動仿真分析。
3、完成核心零件的加工工藝與數(shù)控加工編程。
4、完成裝置裝配工藝設計。
5、圖紙12張左右，NC編程若干。
4．本課題的實行方案、進度及預期效果
1、 方案
（1） 通過對汽車分動箱體圖紙的尺寸和精度要求，分析該箱體的加工工藝，具體寫出工藝過程；
（2） 汽車分動箱體鉆孔工藝加工專用機床機械結(jié)構(gòu)設計，按照選取的工序過程，合理選擇機床機械結(jié)構(gòu)各個零件，以滿足工作的需求；
（3） 利用三維軟件，對結(jié)構(gòu)工作時受力分析及運動仿真；理論計算與CAE分析
結(jié)果對比分析。
2、進度
2012-11-20～2012-11-22：大量調(diào)研、收集相關資料（書籍和案例）、外文翻譯等；
2012-11-23～2012-11-25：根據(jù)要求撰寫開題報告；
2013-01-10～2013-04-16：完成汽車分動箱體加工工藝分析，然后設計該箱體鉆孔工藝加工專用機床機械結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求，合理設計各零件的結(jié)構(gòu)尺寸，畫出各零件設計草圖圖和總體裝配草圖；
2013-04-16～2013-04-25：畫出各零件設計圖紙和總體裝配的二維及三維圖；
2013-04-25～2013-05-10：檢驗、校核各個零件的設計是否與原本受力等個要求符合，如不符合，再設計、修改；
2013-05-10～2013-05-15：檢查核對設計和圖紙的數(shù)據(jù)，整理資料；
2013-05-15～2013-05-27：產(chǎn)品的說明書的撰寫、裝訂、修改與提交。
3、 預期效果
（1）汽車分動箱體的整體加工工藝分析流程表；
（2）專用機床各零件設計草圖和總體裝配圖的完整，尺寸合理，完成運動仿真；
畢業(yè)設計（論 文）開題報告
5、已查閱參考文獻：（10篇以上中文，至少1篇英文）
[1] 機械設計手冊編委會. 機械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社.2004年
[2] 劉辰宇. 鈑金沖壓工藝竅門與鈑金件設計制造技術方法及圖集典范使用手冊.北 京：銀聲音像出版社.2005年
[3] 黃鶴汀.金屬切削機床. 北京:機械工業(yè)出版社，2005
[4] 孫彩華. 高強度鋼板折彎工藝探討. 哈爾濱：煤礦機械.2007(11)
[5] 任家隆. 機械制造基礎. 北京：高等教育出版社.2006.6.
[6] 申永勝.機械原理教程[M].2版.北京：清華大學出版社.2005.
[7] 談家禎.機械設計[M].北京：中國標準出版社，2004.
[8] 王波.北京機械工業(yè)學院學報,2000 ,15[N].
[9] 宋昭祥.機械制造基礎.北京：機械工業(yè)出版社.1998..
[10] Several key problems in designing a combined machine for deep gun drill. 北京：光學精密工程.2004年 第12卷 第z2期
指導教師意見
指導教師：
年 月 日
開題小組意見
開題小組組長（簽字）：
年 月 日
系審查意見
系領導（公章）：
年 月 日
編號：
桂林電子科技大學信息科技學院
畢業(yè)設計(論文)
題 目：汽車分動箱體加工專用機床設計
院 （系）： 機電工程系
專 業(yè)：機械設計制造及其自動化
學生姓名：
學 號：
指導教師單位： 機電工程系
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 ¨工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā) ¨應用研究
日期: 2013年 月 日
摘 要
本論文主要說明專用機床設計的基本過程及要求。專用機床是按高度集中原則設計的，即在一臺機床上可以同時完成同一種工序或多種不同工序的加工。專用機床發(fā)展于工業(yè)生產(chǎn)末期，與傳統(tǒng)的機床相比：專用機床具有許多優(yōu)點：效率高、精度高、成本低。它由底座、立柱、工作臺、及電源一些基本部件及一些特殊部件，根據(jù)不同的工件加工所需而設計的。
在專用機床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多數(shù)專用機床來說，則主要用于平面加工和孔加工兩大類工序。論文主要內(nèi)容包括四大部分：
（1）、制定工藝方案 通過了解被加工零件的加工特點、精度和技術要求、定位夾緊情況、生產(chǎn)效率及機床的結(jié)構(gòu)特點等，確定在專用機床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，并繪制被加工零件工序圖。
（2）、專用機床的總體設計 確定機床各部件之間的相互關系
（3）、專用機床部件設計 包括專用多軸箱的設計，傳動布局合理，軸與齒輪之間不發(fā)生干涉，保證傳動的平穩(wěn)性和精確性。專用主軸設計、軸承的選用及電機的選擇等。
本課題主要完成專用機床進給機構(gòu)及底座部分的設計與計算分析。
關鍵詞：專用機床；設計；過程；功能
II
Abstract
This thesis mainly elucidates the basic process and requirements that design of the combination machine. Combination machine is designed according the fundamental , which highly centralized ,or , more correctly it can process one working procedure or more different working procedures at one time . Combination machine was developed in the end of industrial production compared with traditional machine; combination machine has many advantages , such as high efficiency , high accuracy and low cost . It is composed of some general parts , such as bed ,column ,work able ,power unit ,and some special parts designed according to different work piece machining need.
The preface of a lot of works can be completed on the combination machine, but in regard to the majority current usage of combination machine, then and primarily used for the flat surface to process and the bore to process two big work preface. The main part including :(1) Formulating technological plan We,ve learned the characteristic of the part designed ,accuracy and specification ,locating and fixing ,productivity and machining structure by the practice .Then the technological operation and work order can be determined which can be finished in combination machine.(2) Combination machine frame design determines the interrelation of the different part in the machining tool ,select general parts and tool oriented .Then compute cut feed and productivity finally draw a sketch map of the machine .(3) Combination machine parts design including headstock、proper transmission layout 、shaft and gear move freely without interference which ensure the stability and accuracy during transmission ,then design dedicated select bearings and engine etc.(4) It adopts many hydraulic control valves ,which ensure the stability ,circulation and accuracy .
Keywords: combination machine ;design ;process ;function
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
1 緒論 1
1.1 課題研究意義 1
1.2專用設備應用 1
1.3國外進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 2
1.4國內(nèi)進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 2
1.5 專用機床設備發(fā)展趨勢 4
2 汽車分動箱體加工工藝分析 5
2.1 零件的作用 5
2.2 零件的工藝分析 5
2.3 毛坯的制造形式 6
2.4 基準面的選擇 6
2.4.1粗基準的選擇 6
2.4.2 精基準的選擇 6
2.5 制訂工藝路線 6
2.5.1 工藝線路方案一 7
2.5.2工藝路線方案二 8
2.5.3 工藝方案的比較與分析 9
2.6對整個箱體加工工藝進行分析 11
2.6.1 孔和平面的加工順序 11
2.6.2 孔系加工方案選擇 11
2.7 箱體加工定位基準的選擇 11
2.7.1 粗基準的選擇 11
2.7.2 精基準的選擇 12
2.8 箱體加工主要工序安排 12
2.9箱體鏜孔加工工序工藝分析 12
2.9.1計算切削力、切削扭矩及切削功率 14
2.9.2選擇刀具結(jié)構(gòu) 15
3 汽車分動箱體加工專用機床總體設計 17
3.1分動箱鏜孔專用機床的基本結(jié)構(gòu) 17
3.1.1 組合機床的配置型式 17
3.1.2 選擇機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案的一些問題 17
3.1.3 滑臺型式的選擇 18
3.2 主軸箱設計 18
3.2.1 專用主軸箱設計 18
3.2.2傳動系統(tǒng)的設計 18
3.3 齒輪的設計及參數(shù)的確定 19
3.3.1齒輪的設計 20
3.3.2齒輪參數(shù)的確定 22
3.4 軸承的選擇 25
3.5 主軸箱附件的說明 26
3.5.1潤滑及潤滑元件 26
3.5.2其他附件 27
4 進給系統(tǒng)設計 28
4.1常見絲杠支承方式 28
4.2 脈沖當量選擇 29
4.3滾珠絲杠設計計算 29
4.4滾珠絲杠副的載荷計算 30
4.5傳動效率計算 32
4.6穩(wěn)定性驗算 32
4.7 剛度驗算 32
4.8 滾珠絲杠精度等級確定 32
4.9 滾動導軌副的防護 35
4.10 直線滾動導軌副的計算、選擇 35
4.11電機至絲杠之間齒輪減速傳動設計 37
4.12等效轉(zhuǎn)動慣量計算(不計傳動效率) 39
4.13 電機的計算選型 40
4.14 聯(lián)軸器選擇 41
5 底座設計 42
5.1 對底座結(jié)構(gòu)的基本要求 42
5.2 底座的結(jié)構(gòu) 43
6 專用夾具設計 45
6.1 問題的指出 45
6.2 定位機構(gòu) 45
6.2.1“一面兩銷”定位方式計算及選擇 45
6.2.2切削夾緊力的計算 45
6.3 定位元件設計 46
6.4 定位誤差分析 47
6.5 夾具設計及操作的簡要說明 48
結(jié) 論 52
致 謝 53
參考文獻 54
54
1 緒論
1.1 課題研究意義
市場的開放性和全球化使產(chǎn)品的競爭日趨激烈。而決定產(chǎn)品競爭力的指標是產(chǎn)品的開發(fā)時間(Time ) ， 產(chǎn)品(Quality)，成本(Cost)，創(chuàng)新能力(Creation)和服務(Service)。用戶在追求高質(zhì)量產(chǎn)品的同時，會更多的追求較低的價格和較短的交貨周期。美國制造業(yè)在20世紀50至40年代主要以擴大生產(chǎn)規(guī)模作為企業(yè)競爭力的第一要素，而在70年代競爭力的第一要素為降低生產(chǎn)成本，80年代為提高產(chǎn)品質(zhì)量，90年代為市場響應速度。所以現(xiàn)代企業(yè)都期望通過提高自身的科技含量，增強競爭力。
制造業(yè)是國家重要的基礎工業(yè)之一，制造業(yè)的基礎是。是眾多機械制造的母機，它的發(fā)展水平，與制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造精度有著直接關系，關系到國家機械工業(yè)以至整個制造業(yè)的發(fā)展水平.是先進制造技術的基本單元載體，機械產(chǎn)品的質(zhì)量、更新速度、對市場的應變能力、生產(chǎn)效率等在很大程度上取決于的效能。因此，制造業(yè)對于一個國家經(jīng)濟發(fā)展起著舉足輕重的作用我國是世界上產(chǎn)量最多的國家.根據(jù)德國工業(yè)協(xié)會(VD W )2000年統(tǒng)計資料，在主要的生產(chǎn)國家中，中國排名為世界第五位。但是在國際市場競爭中仍處于較低水平:即使在國內(nèi)市場也面臨著嚴峻的形勢:一方面國內(nèi)市場對各類產(chǎn)品有著大量的需求，而另一方面卻有不少國產(chǎn)滯銷積壓，國外產(chǎn)品充斥市場。
1.2專用設備應用
據(jù)統(tǒng)計，一般在車間中普通機床的平均切削時間很少超過全部工作時間的15%。其余時間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機床、測量以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機床雖然能提高85%，但購置費用大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機床低。故必須更多地縮短加工時間。不同的加工方法有不同的特點，就鉆削加工而言，機床專用設備是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。雖然不可調(diào)式多軸頭在自動線中早有應用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴大了使用范圍，仍然遠不能滿足批量小、孔型復雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復雜的機床專用設備更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有15000個ψ20孔，若以搖臂機床加工，單單機床與锪沉頭孔就要843.5小時，另外還要劃線工時151.1小時。但若以數(shù)控八軸落地機床加工，鉆锪孔只要171.6小時，劃線也簡單，只要1.9小時。因此，利用數(shù)控控制的二個坐標軸，使刀具正確地對準加工位置，結(jié)合機床專用設備不但可以擴大加工范圍，而且在提高精度的基礎上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來不易加工的零件。有人分析大型高速柴油機30種箱形與桿形零件的2000多個機床操作中，有40%可以在自動更換主軸箱機床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工，平均可減少20%的加工時間。1975年法國巴黎機床展覽會也反映了機床專用設備的使用愈來愈多這一趨勢。
1.3國外進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展
機床專用設備是在一次進給中同時加工許多孔或同時在許多相同或不同工件上各加工一個孔。這不僅縮短切削時間，提高精度，減少裝夾或定位時間，并且在數(shù)控機床中不必計算坐標，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設備進行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸機床、多軸專用機床心及自動更換主軸箱機床。甚至可以通過二個能自動調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺縱橫二個方向的運動，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個或幾個工序。現(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介。
1.4國內(nèi)進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展
從傳動方式來說主要有帶傳動、齒輪傳動與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動三種。這是大家所熟悉的。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式二種。前者軸距不能改變，多采用齒輪傳動，僅適用于大批量生產(chǎn)。為了擴大其贊許適應性，發(fā)展了可調(diào)式多軸頭，在一定范圍內(nèi)可調(diào)整軸距。它主要裝在有萬向.二種。（1）萬向軸式也有二種:具有對準裝置的主軸。主軸裝在可調(diào)支架中，而可調(diào)支架能在殼體的T形槽中移動，并能在對準的位置以螺栓固定。（2）具有公差的圓柱形主軸套。主軸套固定在與式件孔型相同的模板中。前一種適用于批量小且孔組是規(guī)則分布的工件（如孔組分布在不同直徑的圓周上）。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多軸頭可以裝在立鉆式搖臂機床上，按機床本身所具有的各種功能進行工作。這種機床專用設備方法，由于機床效率、加工范圍及精度的關系，使用范圍有限。
也象多軸頭那樣作為標準部件生產(chǎn)。美國Secto公司標準齒輪箱、多軸箱等設計的不可調(diào)式多軸箱。有32種規(guī)格，加工面積從300Ｘ300毫米到600Ｘ1050毫米，工作軸達60根，動力達23.5千瓦。Romai工廠生產(chǎn)的可調(diào)多軸箱調(diào)整方便，只要先把齒輪調(diào)整到接近孔型的位置，然后把與它聯(lián)接的可調(diào)軸移動到正確的位置。因此，這種結(jié)構(gòu)只要改變模板，就能在一定范圍內(nèi)容易地改變孔型，并且可以達到比普通多軸箱更小的孔距。
根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的專用機床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點：（1）工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。（2）夾具剛性好，加工時不形變，分度定位正確。（3）使用二組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機時間。（4）使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機磨。（5）尺寸超差時能立即發(fā)現(xiàn)。
這是一種能滿足機床專用設備要求的機床。諸如導向、功率、進給、轉(zhuǎn)速與加工范圍等。巴黎展覽會中展出的多軸機床多具液壓進給。其整個工作循壞如快進、工進與清除鐵屑等都是自動進行。值得注意的是，多數(shù)具有單獨的變速機構(gòu)，這樣可以適應某一組孔中不同孔徑的加工需要。
為了中小批量生產(chǎn)合理化的需要，最近幾年發(fā)展了自動更換主軸箱專用機床。
(1) 自動更換主軸機床
自動更換主軸機床頂部是回轉(zhuǎn)式主軸箱庫，掛有多個不可調(diào)主軸箱?？v橫配線盤予先編好工作程序，使相應的主軸箱進入加工工位，定位緊并與動力聯(lián)接，然后裝有工件的工作臺轉(zhuǎn)動到主軸箱下面，向上移動進行加工。當變更加工對象時，只要調(diào)換懸掛的主軸箱，就能適應不同孔型與不同工序的需要。
(2)多軸轉(zhuǎn)塔機床
轉(zhuǎn)塔上裝置多個不可調(diào)或萬向聯(lián)軸節(jié)主軸箱，轉(zhuǎn)塔能自動轉(zhuǎn)位，并對夾緊在回轉(zhuǎn)工作臺的工件作進給運動。通過工作臺回轉(zhuǎn)，可以加工工件的多個面。因為轉(zhuǎn)塔不宜過大，故它的工位數(shù)一般不超過4—6個。且主軸箱也不宜過大。當加工對象的工序較多、尺寸較大時，就不如自動更換主軸箱機床合適，但它的結(jié)構(gòu)簡單。
(3)自動更換主軸箱專用機床
它由自動線或?qū)Ｓ脵C床中的標準部件組成。不可調(diào)多軸箱與動力箱按置在水平底座上，主軸箱庫轉(zhuǎn)動時整個裝置緊固在進給系統(tǒng)的溜板上。主軸箱庫轉(zhuǎn)動與進給動作都按標準子程序工作。換主軸箱時間為幾秒鐘。工件夾緊于液壓分度回轉(zhuǎn)工作臺，以便加工工件的各個面。好果回轉(zhuǎn)工作臺配以卸料裝置，就能合流水生產(chǎn)自動化。在可變生產(chǎn)系統(tǒng)中采用這種裝置，并配以相應的控制器可以獲得完整的加工系統(tǒng)。
(4) 數(shù)控八軸落地機床
大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達15000個，它與支撐板聯(lián)接在一起加工?？讖綖?0毫米，孔深180毫米。采用具有內(nèi)冷卻管道的麻花鉆，5－7巴壓力的冷卻液可直接進入切削區(qū)，有利于排屑。鉆尖磨成90°供自動定心。它比普通麻花鉆耐用，且進給量大。為了縮短加工時間，以8軸數(shù)控落地加工。
1.5 專用機床設備發(fā)展趨勢
專用設備生產(chǎn)效率高，投資少，生產(chǎn)準備周期短，產(chǎn)品改型時設備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術的發(fā)展，機床專用設備的范圍一定會愈來愈廣，加工效率也會不斷提高。
2 汽車分動箱體加工工藝分析
2.1 零件的作用
題目所給定的零件是汽車分動箱體（附圖1），其主要作用是保證對軸起固定作用，保持軸的正常運行。
2.2 零件的工藝分析
汽車分動箱體的加工工序路線復雜，具體分為銑、鏜、鉆、鉸、擴、攻絲等，加工的原則一般按照先粗后精、先面后孔、基準先行等原則。零件的表面上分布有大小不一的孔，這些孔對位置尺寸精度要求都較高，因此，加工時以平面定位準確可靠，可減少定位誤差，提高加工精度。所以把平面加工好非常重要。根據(jù)零件的特點，在組合機床上用銑削方法加工平面，只有使機床結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、加工精度高，這樣才能保證零件的精度。為此，可以采用銑削頭安裝在工作臺上移動銑削的布局形式。組合機床上，加工平面可達到1000mm 長度以內(nèi)偏差為0.02~0.05mm,到定位基面的距離一般在5000mm 內(nèi)，尺寸公差可以保證在0.05mm以內(nèi)。
汽車分動箱體的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求：（查表1.4-28《機械制造工藝設計簡明手冊》）
1、底面
2、頂面
3、左端面
4、右端面
5、上下凸臺面
6、各面孔系
2.3 毛坯的制造形式
零件材料為鑄鋼，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應該的。
2.4 基準面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工
藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
2.4.1粗基準的選擇
對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應選擇加工余量最小的表面為粗基準。）
2.4.2 精基準的選擇
按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：
當中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。
2.5 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
2.5.1 工藝線路方案一
10
鑄造
以鑄造方式獲得工件毛坯
20
時效處理
30
檢驗
檢驗鑄件各部分尺寸
40
油漆底漆
50
劃線，分箱
60
粗銑
粗銑汽車分動箱底面（不含凸臺的一面），圖紙尺寸為120的兩面之一
70
粗銑
粗銑汽車分動箱頂面（有凸臺），圖紙尺寸為120的兩面之一
80
人工時效
90
精銑
精銑汽車分動箱底面（不含凸臺的一面）
100
半精銑
半精銑汽車分動箱頂面（有凸臺），圖紙尺寸為120的兩面之一
110
鉆
鉆底面4×Φ11定位孔，4XM6螺紋孔底孔
120
攻絲
對M6孔攻絲至圖紙要求
130
鉆
鉆頂面4×Φ11定位孔
140
銑
銑頂面Φ28凸臺面
150
鉆
鉆M16底孔
160
攻絲
對M16孔攻絲至圖紙要求
170
粗銑
粗銑Φ110軸孔端面
180
精銑
精銑Φ110軸孔端面
190
粗鏜
粗鏜軸孔Φ82
200
精鏜
精鏜軸孔Φ82
210
粗銑
粗銑Φ90軸孔端面
220
精銑
精銑Φ90軸孔端面
230
粗鏜
粗鏜軸孔Φ62
240
精鏜
精鏜軸孔Φ62
250
粗銑
粗銑Φ75軸孔端面
260
精銑
精銑Φ75軸孔端面
270
粗鏜
粗鏜軸孔Φ47
280
精鏜
精鏜軸孔Φ47
290
鉆
鉆各軸承孔端面4×M8孔
300
攻絲
對各軸承孔端面4×M8攻絲至圖紙要求
310
去毛刺，清晰，打標記
320
檢驗
2.5.2工藝路線方案二
10
鑄造
以鑄造方式獲得工件毛坯
20
時效處理
30
檢驗
檢驗鑄件各部分尺寸
40
油漆底漆
50
劃線，分箱
60
粗銑
粗銑汽車分動箱底面（不含凸臺的一面），圖紙尺寸為120的兩面之一
70
粗銑
粗銑汽車分動箱頂面（有凸臺），圖紙尺寸為120的兩面之一
80
人工時效
90
精銑
精銑汽車分動箱底面（不含凸臺的一面）
100
半精銑
半精銑汽車分動箱頂面（有凸臺），圖紙尺寸為120的兩面之一
110
鉆
鉆底面4×Φ11定位孔，4XM6螺紋孔底孔
120
攻絲
對M6孔攻絲至圖紙要求
130
鉆
鉆頂面4×Φ11定位孔
140
銑
銑頂面Φ28凸臺面
150
鉆
鉆M16底孔
160
攻絲
對M16孔攻絲至圖紙要求
170
粗車
粗車Φ110軸孔端面
180
精車
精車Φ110軸孔端面
190
粗鏜
粗鏜軸孔Φ82
200
精鏜
精鏜軸孔Φ82
210
粗車
粗車Φ90軸孔端面
220
精車
精車Φ90軸孔端面
230
粗鏜
粗鏜軸孔Φ62
240
精鏜
精鏜軸孔Φ62
250
粗車
粗車Φ75軸孔端面
260
精車
精車Φ75軸孔端面
270
粗鏜
粗鏜軸孔Φ47
280
精鏜
精鏜軸孔Φ47
290
鉆
鉆各軸承孔端面4×M8孔
300
攻絲
對各軸承孔端面4×M8攻絲至圖紙要求
310
去毛刺，清晰，打標記
320
檢驗
2.5.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工孔后精加工外圓面和ф82H8孔。；方案二是使用車床加工端面及鏜孔，方便快捷，減少裝夾時間。兩相比較起來可以看出，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。
這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：
10
鑄造
以鑄造方式獲得工件毛坯
20
時效處理
30
檢驗
檢驗鑄件各部分尺寸
40
油漆底漆
50
劃線，分箱
60
粗銑
粗銑汽車分動箱底面（不含凸臺的一面），圖紙尺寸為120的兩面之一
70
粗銑
粗銑汽車分動箱頂面（有凸臺），圖紙尺寸為120的兩面之一
80
人工時效
90
精銑
精銑汽車分動箱底面（不含凸臺的一面）
100
半精銑
半精銑汽車分動箱頂面（有凸臺），圖紙尺寸為120的兩面之一
110
鉆
鉆底面4×Φ11定位孔，4XM6螺紋孔底孔
120
攻絲
對M6孔攻絲至圖紙要求
130
鉆
鉆頂面4×Φ11定位孔
140
銑
銑頂面Φ28凸臺面
150
鉆
鉆M16底孔
160
攻絲
對M16孔攻絲至圖紙要求
170
粗車
粗車Φ110軸孔端面
180
精車
精車Φ110軸孔端面
190
粗鏜
粗鏜軸孔Φ82
200
精鏜
精鏜軸孔Φ82
210
粗車
粗車Φ90軸孔端面
220
精車
精車Φ90軸孔端面
230
粗鏜
粗鏜軸孔Φ62
240
精鏜
精鏜軸孔Φ62
250
粗車
粗車Φ75軸孔端面
260
精車
精車Φ75軸孔端面
270
粗鏜
粗鏜軸孔Φ47
280
精鏜
精鏜軸孔Φ47
290
鉆
鉆各軸承孔端面4×M8孔
300
攻絲
對各軸承孔端面4×M8攻絲至圖紙要求
310
去毛刺，清晰，打標記
320
檢驗
2.6對整個箱體加工工藝進行分析
由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于箱體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
2.6.1 孔和平面的加工順序
箱體類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。箱體的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。
箱體零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
2.6.2 孔系加工方案選擇
箱體孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最底的機床。
根據(jù)箱體零件圖所示的箱體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用鏜模法鏜孔
在大批量生產(chǎn)中，箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。
采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。
（2）用坐標法鏜孔
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。
用坐標法鏜孔，需要將箱體孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。
2.7 箱體加工定位基準的選擇
2.7.1 粗基準的選擇
粗基準選擇應當滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
2.7.2 精基準的選擇
從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是箱體的裝配基準，但因為它與箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設計方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.8 箱體加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。箱體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到箱體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于箱體，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
2.9箱體鏜孔加工工序工藝分析
工序Ⅵ：精、粗鏜孔
粗鏜孔為倒角
刀具選用JT113-6059硬質(zhì)合金鏜刀
精鏜至 孔鏜刀
精鏜至
單件時間：
粗鏜孔至Φ60mm
2Z=4.5mm則
Z=2.25mm
查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
， ， 則：
=
精鏜孔至Φ61.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
計算切削工時
， ， 則：
=
（1） 鏜孔至mm
由于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。
f=0.1mm/r
=425r/min
V=80m/min
2.9.1計算切削力、切削扭矩及切削功率
根據(jù)文獻[9]的134頁表6-20中公式計算鉆孔
（2-2）
（2-3）
（2-4）
根據(jù)文獻[9]的134頁表6-20中公式計算鏜孔
（2-5）
（2-6）
（2-7）
（2-8）
式中， F、Fz-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-進給量（mm/r）；ap-切削深度（mm）； D-加工（或鉆頭）直徑（mm）； HB-布氏硬度， 得HB=223。
由以上公式可得：
2.9.2選擇刀具結(jié)構(gòu)
根據(jù)加工精度、工件材料、工件條件、技術要求等進行分析，按照經(jīng)濟地滿足加工要求的原則，合理地選擇刀具。只要所選工藝方案可以采用剛性較好的鏜桿，還是采用鏜削方法，這是因為鏜刀制造簡單，刃磨方便。
當被加工孔直徑在Φ40mm以上時，組合機床上多采用鏜削加工，其加工精度可高達1-2級。
直徑小于Φ40mm時，選用鉆削方法，鉆頭選用高速鋼修磨棱帶及橫刃鉆頭。鏜孔選用合金鏜刀頭。
直徑大于Φ40mm時，選用鏜削方法，刀具材料為硬質(zhì)合金。當加工階梯孔時，選用階梯桿，由于多刀加工，扭矩較大，所以要選用強度較好的刀桿材料：41Gr。
3 汽車分動箱體加工專用機床總體設計
3.1分動箱鏜孔專用機床的基本結(jié)構(gòu)
3.1.1 組合機床的配置型式
組合機床有大型和小型兩種，大、小型組合機床雖有其共性，但又都有其特殊性。無論是適用范圍，配置型式，通用部件和驅(qū)動方式都各有特點。
a．工位組合機床 單工位組合機床通常是用于加工一個或兩個工件，特別適合用于大中型箱體的加工。根據(jù)配置動力部件的數(shù)量，這類機床可以從單面或同時從幾個方面對工件進行加工。
b．工序組合機床 很多組合機床是按工件能夠變位來配置的，工件的變位有手動和機動的方式。這類機床工序集中程度高，如回轉(zhuǎn)多工位機床的輔助時間和機動時間相重合，生產(chǎn)效率高，適用于大批量生產(chǎn)、需要多部位加工的中小零件。
3.1.2 選擇機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案的一些問題
A. 被加工零件的特點對配置型式和結(jié)構(gòu)方案的影響
a．加工精度要求的影響；
b．機床生產(chǎn)率的影響；
c．被加工零件的大小、形狀、加工部位特點的影響。
B. 機床配置型式和結(jié)構(gòu)方案應注意的其它問題
a． 適當提高工序集中程度 在確定機床的配置型式和結(jié)構(gòu)方案時，要合理 解決工序集中的問題。在一個動力頭上安裝多軸，同時加工多孔來集中工序，是組合機床最基本的方法，在一臺機床上主軸數(shù)量有達150根左右的。但是，也不應當無限制的增加主軸數(shù)量，要考慮到動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。
b． 注意排除切削和操作使用的方便性 在多工位機床上應特別注意前一道工序遺留在孔中的切屑對后一道工序的影響。在選擇多面機床時，應慎重考慮操作的方便性，要合適的確定裝料高度，對于加工一般箱體件帶固定式夾具的機床，一般采取850毫米，對于較小的工件可稍高一些。
c．夾具形式對機床方案的影響 選擇機床配置型式時要考慮夾具結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)可能性和工作的可靠性。在決定加工一個工件的成套機床或流水線上個機床的型式時，還應當注意，使機床與夾具的形式盡量一致，尤其是粗精加工機床。這樣不僅有利于保證加工精度，而且便于設計、制造和維修，也提高了機床之間的通用化程度。
3.1.3 滑臺型式的選擇
本組合機床采用的是液壓滑臺。與機械滑臺相比較，液壓滑臺具有如下結(jié)構(gòu)特點：a．采用雙矩型導軌結(jié)構(gòu)型式，以單導軌兩側(cè)面導向，導向的長寬比較大，導向性好。b．滑座體為箱形框架結(jié)構(gòu)，滑座底面中間增加了結(jié)合面，結(jié)構(gòu)剛度高。c．導軌淬火，硬度高，使用壽命長。d．液壓缸活塞和后蓋上分別裝有雙向單向閥和緩沖裝置，可減輕滑臺換向和退至終點時的沖擊。e．滑臺分普通級、精密級和高精度級三個精度等級，可按要求選用，提高經(jīng)濟性。
3.2 主軸箱設計
3.2.1 專用主軸箱設計
合機床及自動線上，當采用標準結(jié)構(gòu)的主軸箱不能滿足加工工藝的要求（如大直徑深孔加工、平面加工等），或者難以保證精度時，就應設計專用主軸箱和專用頭。
要想按計算來設計專用主軸箱箱體，這幾乎是不可能的。應充分參考調(diào)查的實例進行設計。對受力大的地方要適當加大剛性；對受力小的地方應酌情減薄壁厚。
設計時應考慮使主軸上受的力盡快的通過軸承傳到箱體上。這就要求組成前支承的受徑向和軸向載荷的軸承，盡量設置在靠近主軸的前端。
為了縮短前軸承至鏜刀（加工部位）的距離，剛性主軸箱可以不用前蓋。
3.2.2傳動系統(tǒng)的設計
1電動機的選擇
電動機類型和結(jié)構(gòu)形式可以根據(jù)電源（直流或交流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點（性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況）來選擇。
一般情況下應選用交流電動機。Y系列電動機為80年代的更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有高效、節(jié)能、振動小、噪聲小和運行安全可靠的特點，安裝尺寸和功率等級符合 IEC國際標準，適合于無特殊要求的各種機械設備。
電動機容量的選擇須根據(jù)工作機容量的需要來確定。如所選電動機的容量過大，必然會增加成本，造成浪費；相反容量過小，則不能保證工作機的正常工作，或使電動機長期過載，發(fā)熱量大而過早損壞。
2電動機功率的選擇
N動>（千瓦） （3-1）
N進為0.8~2千瓦，η=0.9
N動4.0千瓦
動力箱的選擇：
表3-1 動力箱型號
型號
型式
電動機型號
電動機的功率
電動機的轉(zhuǎn)速r·min-1
輸出軸轉(zhuǎn)速r·min-1
1TD40-I
Ⅱ
Y100-L8
2
1440
720
3傳動系統(tǒng)總傳動比的確定及各級分傳動比的分配
電動機選定之后，根據(jù)電動機滿載轉(zhuǎn)速及工作機轉(zhuǎn)速，就可計算出傳動系統(tǒng)的總傳動比為
(3-2)
由傳動方案可知，傳動系統(tǒng)的總傳動比等于各級分傳動比之積。即
(3-3)
式中，，，… ，為各級傳動副的傳動比。
(3-4)
由式（3-4）得
由式（3-3）得
合理地分配各級傳動比，在傳動系統(tǒng)總體設計中是很重要的，它將直接影響到傳動裝置的外廓尺寸、質(zhì)量、潤滑條件、成本的高低、傳動零件的圓周速度大小及精度等級的高低。要同時滿足各方面的要求是不現(xiàn)實的，也是非常困難的，應根據(jù)具體設計要求，進行分析比較，首先滿足主要要求，盡量兼顧其他要求。在合理分配傳動比時應注意以下幾點。
（a） 各級傳動比都應在常用的合理范圍內(nèi)，以符合各種傳動形式的工作特點，能在最佳狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，并使結(jié)構(gòu)緊湊、工藝合理。
（b） 應使傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，質(zhì)量較輕。
（c） 應使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免相互干擾碰撞。
3.3 齒輪的設計及參數(shù)的確定
齒輪傳動是機械傳動中最重要、應用最廣泛的一種傳動。其主要優(yōu)點是：傳動效率高，工作可靠，壽命長，傳動比準確，結(jié)構(gòu)緊湊。其主要缺點是：制造精度要求高，制造費用大，精度低時振動和噪聲大，不宜用于軸間距離較大的傳動。
3.3.1齒輪的設計
我們就以軸1和軸2嚙合的一對齒輪為例。
A．齒輪的材料，精度和齒數(shù)的選擇
因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。
齒輪精度用8級，輪齒表面粗糙度為Ra1.6。
軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z=33則與其嚙合的齒數(shù)z嚙合=
B．設計計算
a．設計準則
按齒面接觸疲勞強度設計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。
b．按齒面接觸疲勞強度設計
(3-5)
(3-6)
由圖7-6選取材料的接觸疲勞極限應力為：
由圖7-7選取材料的彎曲疲勞極限應力為：
應力循環(huán)次數(shù) N
N1=60n1at=607201 (163008)=1.66109
則 N2=N1/u=1.66x109/2.06=1.24109
由圖7-8查得 接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1,ZN2=1
由圖7-9查得 彎曲疲勞壽命系數(shù)YN1=1,YN2=1
由表7-2查得 接觸疲勞安全系數(shù)SHmin=1，彎曲疲勞安全系數(shù)SFmin=1.4,又Yst=2.0
試選Kt=1.3
求許用接觸應力和許用彎曲應力：
(3-7)
(3-8)
(3-9)
(3-10)
將有關值代入式（3-5）得：
=
=48.07mm
則 (3-11)
查圖7-10得kv=1.09;由表7-3查得kA=1.25;由表7-4查得kβ=1.05；取kα=1，則
(3-12)
修正
m=d1/z1=48.07/33=1.467mm (3-13)
由表7-6取標準模數(shù)m=3mm。
c．計算幾何尺寸
d1=mz1=320mm=60mm
d2=mz2=367mm=201mm
a=m(z1+z2)/2mm=130.5mm
b==160=60mm (3-14)
取b2=60mm
C.校核齒根彎曲疲勞強度
由圖7-18查得YFS1=4.35 YFS2=4.1, 取=0.7
校核大小齒輪的彎曲疲勞強度
(3-15)
=
(3-16)
合適。
3.3.2齒輪參數(shù)的確定
（以傳動軸1上67/3.0，與20/3.0嚙合的齒輪為例）
A. 確定齒輪的精度等級
該齒輪是鏜床主軸箱中速度較高的齒輪，主要要求是傳動平穩(wěn)性精度，故首先考慮第Ⅱ公差組精度等級。
據(jù)圓周速度 (3-17)
由表12-6、表12-7可見，在<3m/s速度分段中，速度不算高，且普通機床對噪聲限制不很嚴格，因此可選定第Ⅱ公差組為７級。由于該齒輪對傳遞運動準確性要求不高，可比第Ⅱ公差組精度降低一級，故第Ⅰ公差組選定為８級。動力齒輪對齒面載荷分布均勻性有一定要求，第Ⅲ公差組精度一般不低于第Ⅱ公差組，故亦定為7級。所以最后選定小齒輪精度為：8-7-7。
B.齒輪誤差檢驗組的選擇及其公差值的確定
該齒輪屬中等精度，且為批量生產(chǎn)，故可采用便于批量測量的檢驗組，查表12-3選定，，，，組成檢驗方案。根據(jù)d1=mz1=367mm=201mm及b1=32mm,查表12-13,表12-14,表12-15,可得公差值：
第Ⅰ公差組 ＝63um, =40um
第Ⅱ公差組 =20um
第Ⅲ公差組 =11um
C. 計算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號
a．計算齒輪副的最小極限側(cè)隙jnmin
由表12-10按噴油潤滑和v=1.91m/s查得：
jn1=0.01mn=0.013mm=0.030mm
由式（12-9）得
根據(jù)齒輪和箱體的材料，從材料手冊上查得，鋼和鑄鐵的線膨脹系數(shù)分別為
a1=11.510-6/oC a2=10.510-6/oC
傳動中心距為 (3-18)
所以jn2=2130.5[11.5(80-20)-10.5 (50-20)]10-6sin20omm
=0.017mm
jmin=jn1+jn2=(0.030+0.019)mm=0.047mm (3-19)
b．確定齒厚極限偏差代號
齒厚上偏差：
(3-20)
式中前面已查得＝11um，fpb由表12-14按７級查得
fpb1=13um
fpb2=13um
fpt=14um
由表12-17按a=76.5mm,7級精度查得fa=23um。所以
=-45
由表12-14查得fpt=11um,則
由圖12-29或表12-9查得齒厚上偏差代號為F，因此
(3-21)
齒厚下偏差
由可知。查表12-13，８級精度Fr=45um,查表12-11,br=1.26IT9=1.2674um=93um 所以
得
(3-22)
(3-23)
由圖12-29或表12-9查得齒厚下偏差代號為J，因此
(3-24)
(3-25)
至此，小齒輪的精度為：8-7-7FJ GB10095-88。
D.確定齒坯公差、表面粗糙度
齒輪內(nèi)孔是加工、檢驗及安裝的定位基準，對7級精度的齒輪，由表12-18查得：內(nèi)孔尺寸公差為IT7，內(nèi)孔直徑為40mm，偏差按基準孔Ｈ選取，即孔。內(nèi)孔的形狀公差按7級決定或遵守包容原則。
定位端面的端面圓跳動公差由表12-19查得為0.018mm。齒頂圓只作為切齒加工的找正基準，不作為檢驗基準，故其公差選為IT11(見表12-19的注)，頂圓直徑da1=d1+2ha*m=(340+213)mm=126mm,偏差按基準軸h選取，即。
齒輪表面粗糙度按７級查表12-20,各表面粗糙度Ra分別為：
齒面Ra＝1.6um,內(nèi)孔Ra＝1.6um,基準端面Ra＝3.2um,齒頂圓Ra＝6.3um。
E.公法線的公稱長度W及其跨齒數(shù)k，可從本書P.264查得：
跨齒數(shù)k=3 公稱長度W=7.6884mm
該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標宜采用公法線平均長度極限偏差、，可得：
跨齒數(shù)k=3 公稱長度W=7.6884mm
該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標宜采用公法線平均長度極限偏差、，可得：
=
(3-26)
=
(3-27)
=
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