填料箱蓋多頭鉆床設(shè)計-多孔鉆專機(jī)含11張CAD圖

填料箱蓋多頭鉆床設(shè)計-多孔鉆專機(jī)含11張CAD圖,填料,多頭,鉆床,設(shè)計,多孔,專機(jī),11,十一,cad 目 次 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國內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀 2 1.5發(fā)展趨勢 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問題和擬采用的辦法 5 2 多孔鉆組合機(jī)床總體方案設(shè)計 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)注意的問題 6 2.1.4確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 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 9 2.4.2確定切削用量應(yīng)注意的問題 9 2.5多頭鉆專用機(jī)床運(yùn)動參數(shù)的確定 10 2.6多頭鉆專用機(jī)床動力參數(shù)的確定 10 2.6.1主電動機(jī)的選擇 10 2.6.2進(jìn)給電動機(jī)的選擇 11 2.7運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 12 2.7.1主運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 12 2.7.2進(jìn)給運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 13 2.7.3傳動軸的估算 15 2.7.4齒輪模數(shù)的估算 18 2.7.5齒輪模數(shù)的驗算 24 2.7.6軸的設(shè)計 27 3 組合鉆床總體方案設(shè)計（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 加工示意圖的畫法及注意事項 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)率計算卡 36 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計 37 4.1多軸箱的組成 37 4.2多軸箱設(shè)計步驟和內(nèi)容 37 4.2.1多軸箱設(shè)計原始依據(jù) 37 4.2.2主軸結(jié)構(gòu)的選擇及計算 37 4.2.3主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 38 4.3傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 38 4.3.1齒輪的設(shè)計計算 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潤滑的設(shè)計 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 設(shè)計說明書 填料箱蓋多頭鉆床設(shè)計-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，具體的是鉆填料箱蓋上6個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，特別適應(yīng)現(xiàn)在這種成批量的大生產(chǎn)，本設(shè)計中，根據(jù)充分的數(shù)據(jù)計算對專用組合機(jī)床的各個部分（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)計和選擇，并對部分重要部件及機(jī)床的多軸箱附有圖形及文字說明，能使讀者全面充分的了解本文的設(shè)計內(nèi)容。 本文的填料箱蓋專用多頭鉆機(jī)床是針對鉆六個直徑為13.5mm這一道工序而設(shè)計的專用機(jī)床，專用機(jī)床的設(shè)計可以減少工人裝夾工件及鉆孔的時間，可以大大的降低工人的勞動強(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國內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀 2 1.5發(fā)展趨勢 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問題和擬采用的辦法 5 2 多孔鉆組合機(jī)床總體方案設(shè)計 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)注意的問題 6 2.1.4確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 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 9 2.4.2確定切削用量應(yīng)注意的問題 9 2.5多頭鉆專用機(jī)床運(yùn)動參數(shù)的確定 10 2.6多頭鉆專用機(jī)床動力參數(shù)的確定 10 2.6.1主電動機(jī)的選擇 10 2.6.2進(jìn)給電動機(jī)的選擇 11 2.7運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 12 2.7.1主運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 12 2.7.2進(jìn)給運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 13 2.7.3傳動軸的估算 15 2.7.4齒輪模數(shù)的估算 18 2.7.5齒輪模數(shù)的驗算 24 2.7.6軸的設(shè)計 27 3 組合鉆床總體方案設(shè)計（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 加工示意圖的畫法及注意事項 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)率計算卡 36 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計 37 4.1多軸箱的組成 37 4.2多軸箱設(shè)計步驟和內(nèi)容 37 4.2.1多軸箱設(shè)計原始依據(jù) 37 4.2.2主軸結(jié)構(gòu)的選擇及計算 37 4.2.3主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 38 4.3傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 38 4.3.1齒輪的設(shè)計計算 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潤滑的設(shè)計 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)簡單，生產(chǎn)率及自動化程度高，易保證加工精度的特點，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)中對一種或幾種類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、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。本課題針對變速箱殼體設(shè)計專用多孔鉆機(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)約社會資源。 1.3組合機(jī)床發(fā)展史 專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。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年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機(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，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補(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，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米 。 1.4國內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀 組合機(jī)床自1911年在美國研制成功后便廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(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，采用多把刀具同時進(jìn)行加工。組合機(jī)床的輔助動作實現(xiàn)了自動化，具有專用、高效、自動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，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)備還沒有普及和推廣的幾十年里，它對于提高加工效率，降低對操作者的技術(shù)要求起到了很大的作用，尤其是組合銑床和專用鉆床，在殼體類零件的加工線中應(yīng)用非常廣泛。 近幾年來，由于國家加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入，工程機(jī)械需求呈現(xiàn)了強(qiáng)勁的增長勢頭，部分生產(chǎn)廠家呈現(xiàn)出一年翻一番的發(fā)展形勢，雖然國家因出現(xiàn)局部經(jīng)濟(jì)過熱而采取對鋼材、建材、電解鋁等行業(yè)進(jìn)行調(diào)控，但許多重點工程都陸續(xù)開工上馬，工程機(jī)械雖不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，但今后幾年仍然會維持較大程度的增長態(tài)勢。國內(nèi)工程機(jī)械同進(jìn)口產(chǎn)品相比，其特點是價位低、產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。隨著國家對世貿(mào)承諾的逐步實現(xiàn)，價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少，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變速箱箱體、變矩器殼體前車架、后車架、動臂、驅(qū)動橋等關(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。值得慶幸的是國內(nèi)比較大的裝載機(jī)生產(chǎn)廠家都已逐步認(rèn)識到這一問題。在機(jī)構(gòu)件方面，廈工、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機(jī)床對動臂、前車架、后車架，前后鉸接架的孔系進(jìn)行加工，零件一次裝夾，多頭同時加工，比通用機(jī)床單孔逐個加工，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，為提高整車的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。變速箱箱體是裝載機(jī)運(yùn)動系統(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 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組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見的有兩種，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)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(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箱體起密封作用，使箱體在工作時不至于漏油，以及箱體發(fā)生故障時，對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)計的內(nèi)容 ??? 多頭鉆床設(shè)計，其主要的目的是通過機(jī)床主軸運(yùn)動機(jī)械變速傳動系統(tǒng)的設(shè)計，使我們在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，進(jìn)行設(shè)計構(gòu)思、方案的分析、零件的結(jié)構(gòu)分析以及零件的設(shè)計計算和對機(jī)床一般類型的綜合分析，樹立正確的設(shè)計思想、設(shè)計方法，進(jìn)而通過一系列的設(shè)計過程來培養(yǎng)和鍛煉我們的對零件的結(jié)構(gòu)分析能力和設(shè)計計算能力。 1、 運(yùn)動設(shè)計 根據(jù)給定的加工零件，確定機(jī)床的切削容量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，合理分配各級傳動副的傳動比，確定各級傳動副的傳動比及齒輪的的齒數(shù)，并計算主軸的實際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差等。 2、 動力設(shè)計 根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、各級齒輪的模數(shù)，確定動力箱，主軸箱尺寸及相應(yīng)的傳動路線，完成裝配草圖，在初選之后，要驗算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)是否在允許的范圍內(nèi)，另外還要驗算主軸的剛度及強(qiáng)度。 3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計 進(jìn)行主運(yùn)動傳動軸、變速機(jī)構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑系統(tǒng)和密封等的合理布置和設(shè)計，即繪制裝配圖傳動系統(tǒng)圖。 4、 編寫設(shè)計任務(wù)說明書 （3）畢業(yè)設(shè)計的基本要求 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： 加工6個直徑為13.5mm的通孔，表面粗糙度為6.3um，材料為HT200，HBS190—241。 2、在規(guī)定的時間內(nèi)按時按量完成設(shè)計任務(wù)； 3、要會查閱相關(guān)資料和手冊； 4、主義設(shè)計說明書的完整性和統(tǒng)一性； 5、會運(yùn)用相關(guān)軟件 （4）填料箱蓋多頭鉆床的類型 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)整工件在工作臺上的位置，使被加工孔中心線對準(zhǔn)刀具軸線。加工時，工件固定不動，主軸在套筒中旋轉(zhuǎn)并與套筒一起作軸向進(jìn)給。工作臺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個立柱和主軸箱排列在一個公用底座上，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)省更換刀具的時間，用于中小批量生產(chǎn)。②多軸立式鉆床：機(jī)床的多個主軸可根據(jù)加工需要調(diào)整軸心位置，由主軸箱帶動全部主軸轉(zhuǎn)動,進(jìn)行多孔同時加工，用于成批生產(chǎn)。③坐標(biāo)立式鉆床：在方柱立鉆上加可縱、橫移動的十字工作臺而成，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)塔頭自動轉(zhuǎn)位、主軸自動改變轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量,工件自動調(diào)整位置，實現(xiàn)多工序加工的自動化循環(huán)。 在填料箱蓋的鉆孔設(shè)計中，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，即在一次鉆孔過程中鉆出所有的孔，所以，綜上分析若選立式鉆床時，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，對于我們現(xiàn)在所要設(shè)計的填料箱蓋零件的多頭鉆床，由于零件比較簡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拓視野和思想，使我們對鉆床的設(shè)計有多種設(shè)計方案。 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問題和擬采用的辦法 經(jīng)過對課題的調(diào)研及查相關(guān)的資料，我對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)計進(jìn)行設(shè)計，而對于填料箱蓋多頭鉆床的設(shè)計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)計分析，現(xiàn)在對于專用機(jī)床的設(shè)計主要的問題主要有： 多頭鉆各鉆頭相對位置的精度保證問題： 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)計時一定要認(rèn)真考慮各對應(yīng)孔的主軸的相對位置。 2 多孔鉆組合機(jī)床總體方案設(shè)計 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孔對基準(zhǔn)中心的位置度 b 水平方向孔中心到設(shè)計基準(zhǔn)的位置度要求 c 垂直方向孔中心到設(shè)計基準(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 本課題是針對填料箱蓋6個直徑為13.5mm孔鉆削這一特定工序而設(shè)計的一臺專用組合機(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，同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序，從而實現(xiàn)減少機(jī)床臺數(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)注意的問題 a 應(yīng)盡量選擇零件設(shè)計基準(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)，這對于加工尤為重要。 c 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。即在各臺機(jī)床上采取共同的定位基面來加工零件不同表面的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば?。這對工序多的箱體類尤為重要。 2.1.4確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 在選擇定位基面時，要相應(yīng)決定夾壓位置。此時應(yīng)注意的問題是： a保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件在加工過程中不產(chǎn)生振動移動，夾壓力要足夠，夾壓點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，消除其對加工精度的影響。 2.2工藝分析 工藝分析是設(shè)計組合機(jī)床最重要的一步，必須認(rèn)真分析被加工零件的工藝過程。深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點，加工部位，夾緊方式，工藝方法和加工過程所用的刀具，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，加工部位特點要求。 這些特點在很大的程度上決定采用立式機(jī)床。一般來說，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?？锥ㄎ唬嗣娑ㄎ?，端夾緊，定位可靠，夾緊方便，裝卸方便，工藝裝備簡單。根據(jù)上述被加工零件的結(jié)構(gòu)特點，加工要求，工藝過程及生產(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，加工要求，生產(chǎn)率和工藝過程方案等，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，對于工藝過程方案做不大的更改或重新安排，往往會使機(jī)床簡單，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，必須注意下面一些問題： 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，形狀加工部位特點的影響 D車間布置情況的影響 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)床的特點及適應(yīng)性 單工位組合機(jī)床通常是用于加工一個或兩個工件，特別適用于大中型箱體件的加工。根據(jù)配置動力部件的數(shù)量，這類機(jī)床可以從單面或同時從幾個方面對工件進(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一個工件特別適合于大中型零件的加工。本設(shè)計的零件較大，需要加工的孔徑較大，且與軸箱配合安裝，基于這點考慮，本設(shè)計采用單工位組合機(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。那么現(xiàn)在的問題在于確定夾具誤差和加工誤差的比例，這個問題的解決通常是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來進(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式夾具組合機(jī)床的加工精度來考慮。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。可見這種形式的組合機(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，要合理解決工序集中程度的問題。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(jī)床最基本的方法，在一臺機(jī)床主軸數(shù)量有達(dá)200根左右的。但是，也不應(yīng)無限制地增加主軸數(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。這些在以后的設(shè)計中藥得以解決。 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機(jī)床方案也有影響。 C夾具形式對機(jī)床配置形式的影響 選擇機(jī)床配置形式時要注意考慮夾具結(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流水線上個機(jī)床的型式時，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，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 a在大多數(shù)情況下，組合機(jī)床為多軸，多刀，多面同時加工。因此，所選用的切削用量，根據(jù)經(jīng)驗應(yīng)比一般萬能機(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進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺。工作時要求所有刀具每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量。這個每分鐘進(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，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。 （5） 選擇切削用量時，還應(yīng)考慮所選動力滑臺的性能尤其是當(dāng)采用液壓動力滑臺時，所選擇的每分鐘進(jìn)給量一般應(yīng)比動力滑臺可實現(xiàn)的最小進(jìn)給量大50%左右。否則，會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》可知： 切削速度v=24-34m/min 進(jìn)給速度f=0.26mm/r 所以主軸轉(zhuǎn)速n 2.6多頭鉆專用機(jī)床動力參數(shù)的確定 鉆削時軸向力、轉(zhuǎn)矩及功率的計算 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》可知計算公式如下： （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 所以鉆孔時的切削功率為單的6倍即 P=6p=6x0.89kw=5.34kw 對于主運(yùn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(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)動驅(qū)動電動機(jī)的功率為 由于該機(jī)床電動機(jī)工作時為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的， 所以電動機(jī)超載系數(shù)k=1.0 所以電動機(jī)的額定功率為 所以該電動機(jī)的選擇為： 主電動機(jī)的型號：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)給電動機(jī)的選擇 進(jìn)給速率： 鉆孔時每個鉆頭鉆孔時的軸向力： 所以鉆孔時的總的軸向力為： 由于進(jìn)給運(yùn)動時除克服主軸的軸向力外，還要克服主軸箱體移動時產(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)動驅(qū)動電動機(jī)的功率為 所以進(jìn)給電動機(jī)應(yīng)選擇 進(jìn)給電動機(jī)型號：Y90L-6 額定功率：1.1kw 滿載轉(zhuǎn)速：910r/min 質(zhì)量：25kg 2.7運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 2.7.1主運(yùn)動的運(yùn)動設(shè)計 主運(yùn)動轉(zhuǎn)速圖如圖： 選擇的齒輪齒數(shù)如下： 主軸運(yùn)動的變速范圍 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)動的運(yùn)動設(shè)計 由于進(jìn)給運(yùn)動的終端為絲杠傳動要想確定絲杠的轉(zhuǎn)速，需要先選擇絲杠。 因為進(jìn)給運(yùn)動的絲杠即傳遞運(yùn)動又傳遞傳遞動力但其中以傳遞運(yùn)動為主，所以在這里選擇絲杠為滑動螺旋、梯形螺紋。 絲杠中經(jīng)： 其中： F為軸向力 滑動速度小于3.4m/min 所以選則絲杠的型號為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 計算公進(jìn)時絲杠的轉(zhuǎn)速： 進(jìn)給運(yùn)動快進(jìn)、快退速度的選擇： 參考機(jī)床的空載快速移動其快進(jìn)速度移動范圍為0.44m/min到2m/min，又考慮到鉆床的特點及行程，在這里選為0.73m/min 所以快進(jìn)快退轉(zhuǎn)速為： 所以設(shè)計進(jìn)給運(yùn)動轉(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傳動軸的估算 1.主運(yùn)動傳動軸的估算 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 其中該軸上有一個鍵槽和一個聯(lián)軸器，所以 軸2 其中該軸上有兩個鍵槽，所以 軸3 其中該軸上有兩個鍵槽，所以 軸4 其中該軸上有一個鍵槽，所以 2.進(jìn)給箱各傳動軸的估算 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 其中該軸上有一個鍵槽和一個聯(lián)軸器，所以 軸2 其中該軸上有兩個鍵槽，所以 軸3 其中該軸上有兩個鍵槽，所以 軸4 其中該軸上有一個鍵槽，所以 對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，鍵的個數(shù)為8個。 軸5 其中該軸上有一個鍵槽，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)的驗算 齒輪的校核 對多軸箱（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傳動比i=1.58. 由《機(jī)械設(shè)計》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 選7級精度 使用系數(shù)KA KA=1.1 動載系數(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 計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 取接觸疲勞壽命系數(shù). 計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， 驗算 計算表明齒輪接觸疲勞強(qiáng)度是合適的齒輪尺寸無需調(diào)整。 齒根彎曲強(qiáng)度的驗算 彎曲強(qiáng)度的計算公式為： 確定公式內(nèi)各計算數(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) 計算大小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值較大 由公式：驗算大小齒輪強(qiáng)度： 所以滿足要求。 由于運(yùn)動傳動平穩(wěn)無嚴(yán)重過載，故不需做靜強(qiáng)度校核。 2.7.6軸的設(shè)計 1·軸的設(shè)計 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，對稱循環(huán)應(yīng)力時的許用應(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 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示，該軸的各段直徑和長度的確定如下： 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·繪出軸的計算簡圖。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（三圖一卡） 組合機(jī)床總體設(shè)計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙設(shè)計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)率計算卡，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)計的具體依據(jù)，也是制造使用時調(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，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。 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，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： 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，應(yīng)按一定比例，選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（用粗實線），并把零件輪廓及與機(jī)床，夾具設(shè)計有關(guān)的部位（用細(xì)實線）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)值下方畫粗實線標(biāo)記，另外還要用專門符號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 加工示意圖的畫法及注意事項 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)計刀具，輔具，夾具，多軸箱和液壓，電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件，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應(yīng)注意以下幾點： 加工示意圖繪制成展開圖。按比例用細(xì)實線畫出工件外形。加工部位、加工表面畫粗實線。必須使工件和加工方位與機(jī)床布局相吻合。為簡化設(shè)計,同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸只畫一根,但必須在主軸上標(biāo)注與工件孔號相對應(yīng)的軸號。一般主軸的分布不受真實距離的限制。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,必須以實際中心距嚴(yán)格按比例畫,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)從多軸箱端面畫起；刀具畫加工終了位置。對采用浮動卡頭的鏜刀刀桿,為避免刀桿退出導(dǎo)向時下垂,常選用托架支撐推出的刀桿。這時必須畫出拖架并標(biāo)出聯(lián)系尺寸。采用標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)時只畫外輪廓,但須加注規(guī)格代號。 加工示意圖的繪制為夾具力的計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)，其長度要保證加工終了時，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)計簡明手冊》莫氏錐柄麻花鉆的直徑系列 由D=13.5mm選取麻花鉆類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= 錐度號為1 圖3-2刀具示意圖 （2） 接桿選擇 由《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》表7-11主軸外伸尺寸L=76mm 查《組合機(jī)床設(shè)計》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L2=15mm 3.2.3確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 動力部件的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運(yùn)動到加工終了位置又返回原始位置的動作過程。一般包括快速引進(jìn)，工作進(jìn)給，快速退回等動作。有時還有中間停止，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)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度與刀具切入長度L1和切出長度L2之和，切入長度應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在5-10mm之間選擇 （2） 快速退回長度等于快速引進(jìn)與工作進(jìn)給長度之和?？焖龠M(jìn)給是指動力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進(jìn)到工作進(jìn)給開始位置，其長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。是用來表示機(jī)床的配置型式，主要構(gòu)成級各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運(yùn)動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 3.3.1動力部件的選擇 組合機(jī)床的動力部件是配置組合機(jī)床的基礎(chǔ)。它主要包括用以實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動的動力箱，各種工藝切削用頭及實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的動力滑臺。 影響動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） 動力滑臺的精度和導(dǎo)軌材料 具體動力部件的選擇： （1） 選擇主軸箱電動機(jī) 由 查《組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊》電動機(jī)型號為Y132M-4,功率為7.5KW，電動機(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)率計算卡 根據(jù)選定的工作循環(huán)所要求的工作行程長度，切削用量，動力部件的快速及工進(jìn)速度等，可以編制生產(chǎn)率計算卡，生產(chǎn)率計算卡反映機(jī)床加工過程，完成每一動作所需時間，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)率計算卡 被加工零件 圖號 毛坯種類 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 工時(min) 序號 工步名稱 加工零件數(shù) 加 工 直徑（mm） 加工 長度 （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)加工時間 輔助時間 共計 1 滑臺快進(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 滑臺快退 3 330 91 0.73 0.45 0.45 備注 裝卸工件時間取決于操作者的熟練程度，本機(jī)床計算時取1min 總計 2.17 單件工時 2.17 機(jī)床生產(chǎn)率 27件/小時 機(jī)床負(fù)荷率 80% 4 組合機(jī)床多軸箱設(shè)計 4.1多軸箱的組成 通用多軸箱主要由箱體，主軸，傳動軸，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)計步驟和內(nèi)容 4.2.1多軸箱設(shè)計原始依據(jù) 1） 多軸箱輪廓尺寸460x350x367mm。工件輪廓尺寸及所加工孔位置。 2） 多軸箱也工件相對位置尺寸。 3） 被加工零件。 4） 動力部件 ，電動機(jī)型號為Y132M-4,功率為7.5KW，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r／min。 4.2.2主軸結(jié)構(gòu)的選擇及計算 （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)計計算初步選定主軸軸徑為20mm，初選齒輪模數(shù)為m=2 4.2.3主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 （1） 主軸分布類型 組合機(jī)床加工的零件時多種多樣的，結(jié)構(gòu)也是各不相同，零件上孔的分布可分為4類： 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)計中采用同心圓分布。 （2） 傳動系統(tǒng)設(shè)計 1） 將主軸同心分布，用一根傳動軸帶動多根主軸。 2） 確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及位置。 3） 用最少的齒輪和中間傳動軸把主軸和驅(qū)動軸連接起來。 4） 滴油潤滑 4.3傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 根據(jù)各軸的中心距確定個齒輪齒數(shù)，按照多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖安排齒輪位置。 4.3.1齒輪的設(shè)計計算 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)計手冊》287頁鍵槽標(biāo)準(zhǔn)選取各個連接鍵。 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》選取適合各軸的套筒與鍵套。 4.3.5潤滑的設(shè)計 主軸箱的潤滑采用滴油潤滑，潤滑油為潤滑油為前損耗系統(tǒng)用油型號是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滑葉片液壓泵型號為R12-1A。 4.4主軸箱總圖裝配圖 主軸箱總體裝配圖： 圖4-1主軸箱展開圖 詳細(xì)方案參見多軸箱裝配圖。 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主軸箱展開圖 詳細(xì)方案參見多軸箱裝配圖。 5．總 論 我這次的畢業(yè)設(shè)計做的是填料箱蓋的鉆孔專用機(jī)床的設(shè)計，從開始到現(xiàn)在一共將近三個月，在這三個月中我認(rèn)真分析了自己的課題，查閱了一些資料，對我的課題從剛開始的一無所知道到現(xiàn)在對自己課題的詳細(xì)了解，看著自己完成的任務(wù)，現(xiàn)在心里有一種說不出的喜悅，我知道現(xiàn)在雖然答辯時間還沒到，不過我感覺東西都是自己做出來的，答辯一定是沒什么問題的。 在畢業(yè)設(shè)計的過程中我遇到了很多的問題，不過在輔導(dǎo)老師的幫助下，我的問題一一的解決，現(xiàn)在雖然我還對一些問題有一點疑惑，不過這些疑惑對我的設(shè)計的課題影響幾乎是可以不記的，我知道我的設(shè)計還有一些不