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黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁
1. 緒 論
1.1 課題背景及目的
組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的一種高效專用機床，是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。通用部件按其功能通常分為五大類。
1） 動力部件。動力部件是用于傳遞動力，實現(xiàn)工作運動的通用部件。
2） 支撐部件。支撐部件是用于安裝動力部件、輸送部件等的通用部件。
3） 輸送部件。輸送部件是具有定位和加緊裝置、用于安裝工件并運送到預(yù)定工位并運送到預(yù)定工位的通用部件。
4） 輔助部件。輔助部件包括定位、加緊、潤滑、冷卻、排屑以及自動線的清洗機等各種輔助裝置。
主軸箱是組合機床的重要組成部分。包括通用主軸箱和專用主軸箱，本設(shè)計的是通用主軸箱，包括主軸，傳動軸，動力部件以及其他輔助裝置。
圖1.1
組合機床一般用于加工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(jìn)給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、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。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運動，也可實現(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。
組合機床具有如下的特點：
(1)主要用于棱體其零件和雜件的孔面加工。
(2)生產(chǎn)率高。因為工序集中，可多面、多工位、多軸、多刀同時自動加工。
(3)加工精度穩(wěn)定。因為工序固定，可選用成孰的通用部件、精密夾具和自動工作循環(huán)來保證加工精度的一至性。
(4)研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護，成本低。因為通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，通用零部件占70％～90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)制或外購。
(5)自動化程度高，勞動強度低。
(6)配置靈活。因結(jié)構(gòu)是橫塊化、組合化?？砂垂ぜ蚬ば蛞螅么罅客ㄓ貌考蜕倭繉Ｓ貌考`活組成各種類型的組合機床及自動線；機床易于改裝：產(chǎn)品或工藝變化時，通用部件一般還可以重復(fù)利用。
1.2 國內(nèi)外研究狀況
專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機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)生了組合機床。
最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機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床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標(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償技術(shù)的發(fā)展，組合機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。
組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。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)計和制造周期。因此，組合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(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。
通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進(jìn)給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。
支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進(jìn)給機構(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、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。
控制部件是用以控制機床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。
為了使組合機床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(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床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。
組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，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。
1.3 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容
目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。其中孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正在擴大到車外圓、行星銑削、拉削等工序。此外還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢索、清洗等非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中以獲得廣泛的應(yīng)用；在一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機座等。我國組合機床技術(shù)的發(fā)展起步比較晚，但通過不斷引進(jìn)大量先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過科技人員的積極消化和吸收，與時俱進(jìn)，努力奮斗，使我國的組合機床技術(shù)有了迅速發(fā)展。
本次畢業(yè)設(shè)計題目為立臥式雙面21軸組合鉆床上主軸箱設(shè)計，主要有以下幾部分組成：緒論、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、多軸箱設(shè)計。另外論文還包括總體結(jié)構(gòu)圖和主要零件的結(jié)構(gòu)圖。
本次設(shè)計研究的主要是立臥式雙面23軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計，本次設(shè)計重點放在多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，同時介紹齒輪位置的設(shè)計和齒輪軸以及其它部件的選用。
2. 加工工藝分析
加工對象：在左面上鉆擴孔
材料牌號：HT250
材料硬度：HB190-240
加工內(nèi)容：在左面上鉆孔4個和鉆一個通孔
生產(chǎn)批量：5000萬臺/年
工藝方案的擬定是組合機床設(shè)計的關(guān)鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結(jié)合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析后擬定出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。
本工序中以上左端面面兩個工藝定位銷孔作為基準(zhǔn)，同時加工：
本工序中滿足工藝方案基本原則：粗精加工分開原則；工序集中原則（適當(dāng)考慮相同類型工序的集中；有相對位置精度要求的工序應(yīng)集中加工）。滿足在制定加工一個工件的幾臺成套機床或流水線的工藝方案時，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。
3.多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達(dá)方法
多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計的傳遞各主軸的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。
多軸箱一般具有多根軸同時對一列孔系進(jìn)行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。
多軸箱按結(jié)構(gòu)特點分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者機構(gòu)特殊，往往需要加強主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導(dǎo)軌來保證加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具的設(shè)計方法基本相同。處于本設(shè)計的考慮，下面僅介紹大型通用多軸箱的設(shè)計。
3.1 多軸箱的組成
大型通用多軸箱由箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成，其基本結(jié)構(gòu)包括：箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等箱體類零件；主軸、傳動軸、手柄軸、傳動齒輪、動力箱或電動機齒輪13等傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標(biāo)、排油塞、油盤（立式多軸箱不用）和防油套等潤滑及防油元件。
在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排或兩排24mm寬的齒輪。
3.2 多軸箱總圖繪制方法特點
(1)主視圖 用點劃線表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標(biāo)注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注個軸軸號及主軸和驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。
(2)展開圖 每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。
3.3 多軸箱通用零件
多軸箱通用零件包括：通用箱體類零件、通用主軸、通用傳動軸、通用齒輪和套。為節(jié)約時間，把握設(shè)計重點，其詳細(xì)不在此列說。
4.多軸箱的設(shè)計
目前多軸設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機輔助設(shè)計法兩種。計算機設(shè)計多軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過人機交互方式，可迅速、準(zhǔn)確的設(shè)計傳動系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、零件圖和箱體補充加工圖，打印出軸孔坐標(biāo)及組件明細(xì)表。一般設(shè)計發(fā)的順序是：繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸及齒輪擬定傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標(biāo)（也可用計算機計算和驗算箱體軸孔的坐標(biāo)尺寸）、繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細(xì)表。具體內(nèi)容和方法簡述如下。
4.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖
多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容及注意事項如下：
(1)根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，繪制對軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。
(2)根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動軸；非同心圓分布的一些軸，也宜設(shè)置中間傳動軸；然后根據(jù)選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。
(3)用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來 在多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖中確定了主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析主軸位置，擬定傳動方案，選定齒輪模數(shù)，再經(jīng)過“計算、作圖和所次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。
(4)標(biāo)明動力部件型號及其性能參數(shù)等。
圖4.1 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖
表4.1 主軸外尺寸及切削用量
軸號
主軸外伸尺寸（mm）
切削用量
D/d
L
工序內(nèi)容
n(r/min)
v(m/min)
f(mm/min)
1
30/20
115
鉆￠11.3螺紋底通孔
380
13.5
50
2，3,4,5
32/20
115
鉆4-￠8.5深24
458
12.5
50
4.2 主軸、齒輪的確定及動力計算
4.2.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定
(1)主軸形式的確定 主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔時常采用滾珠軸承主軸；擴、鏜、鉸孔等工序常采用滾錐主軸；主軸間距較小時常選用滾針軸承主軸。
根據(jù)零件上的軸與軸之間的距離和軸上的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給，安排軸上的齒輪的大小，根據(jù)齒輪的大小，初步選定軸的軸徑。主軸1——5選半徑為20mm;主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計完后再檢驗?zāi)承╆P(guān)系軸頸。主軸上選用深溝球軸承外加推力球軸承，配合使用，用來承受軸向力。
(2)齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)m（單位為mm）一般用類比法確定，也可按公式估算。本次設(shè)計多采用類比法。同時為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格一般不多余兩種。現(xiàn)本設(shè)計中采用的模數(shù)為2mm。
4.2.2 多軸箱所需動力的計算
多軸箱的動力計算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項。
傳動系統(tǒng)確定后，多軸箱所需功率P按下列公式計算：
P = P + P + P= P + P + P
式中P——切削功率，單位KW；
P——空轉(zhuǎn)功率，單位KW；
P——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位KW。
每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計算或查表獲得；每個軸上的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表4－6確定；每個軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1%。
(1) 切削功率的計算 主軸15加工的工序內(nèi)容和切削用量。
主軸1的切削轉(zhuǎn)矩T=10D1.9fHB。
進(jìn)給量f＝50mm/min＝(50÷380)mm/r = 0.13mm/r
布氏硬度HB＝HB－（HB－HB）＝240－（240－190）＝223.33
切削轉(zhuǎn)矩T=10D1.9fHB
＝10×11.31.9×0.13×223.33
＝10×100.20×0.196×25.667=5040.793N.mm
主軸1的切削功率P＝＝＝0.197KW
主軸2～5加工的工序內(nèi)容和切削用量一樣，主軸2～5的切削功率一樣。主軸2～5的切削轉(zhuǎn)矩T=10DfHB。
進(jìn)給量f＝60mm/min＝60÷458mm/r = 0.131mm/r
布氏硬度HB＝HB－（HB－HB）＝240－（240－190）＝223.33
切削轉(zhuǎn)矩T＝10DfHB
＝10×8.5×0.131×223.33
＝10×58.33 ×0.197×25.67
＝ 2949.742N·mm
主軸2～5的切削功率P＝＝＝0.567KW
切削功率P＝P＝P+P+ P+ P4+ P5
＝2.465KW
(2)空轉(zhuǎn)功率的計算 主軸 1、2、3、4、5 的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表4－6得：P＝0.031KW。
主軸1 的空轉(zhuǎn)功率查［1］中的表4－6得：P空轉(zhuǎn)1 ＝0.030KW。
主軸 2,3，4，5空轉(zhuǎn)功率查［1］中的表4－6得：P＝0.030KW。
P=P＝5×0.030
＝0.150KW
(3)損失功率的計算 每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1%，故可忽略不計
多軸箱所需功率P＝P + P + P＝2.465+0.150+0＝2.615KW
4.3 多軸箱傳動設(shè)計
4.3.1 擬定傳動路線
把主軸3、4、5視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動軸7；把主軸1、2視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸6 ；中心傳動軸8 與驅(qū)動軸0連接起來；主軸5通過中心傳動軸9和油泵10相連。
4.3.2 確定驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)尺寸
根據(jù)原始依據(jù)圖4.1，算出驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如表4.2所示。
表4.2 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值
坐標(biāo)
銷0
驅(qū)動軸0
主軸1
主軸2
主軸3
主軸4
主軸5
X
0.000
265
334
377
375
280
280
Y
0.000
150
379.5
276
196
196
268
4.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)
(1)確定傳動軸7的位置及各齒輪的齒數(shù) 傳動軸7的位置為主軸3、4、5 同心圓圓心，可通過作圖初定。為保證齒輪齒根強度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的壁厚α≥2m(m為齒輪模數(shù))。若取m＝2，＝＝＝20，則從圖中量得中心距＝60mm，并按［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式(4－6)依次求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：
＝－＝－20＝40 （設(shè)在第Ⅰ排）
＝n3 ＝(458×)r/min＝916r/min
由 =60，= 60， = =458
則 Z4‘= 40
=40
軸7上的齒輪為惰輪，則只起到傳動的作用，只排在第一排
(2) 8傳動副的確定 中心距A＝60mm，模數(shù)m＝2，傳動比u＝2.335。 按公式得：
z＝＝＝42
z＝－ Z8＝18 （設(shè)在第Ⅳ排）
(3) 確定傳動軸6的位置及其與主軸1、2間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸6中心取在主軸1、2的垂直平分線上，取中心距A1—6＝A2—6＝56.857mm，從而確定傳動軸6的位置。取模數(shù)m＝2，傳動比u＝u＝0.493。按公式求得：
Z1＝Z2＝＝＝28
Z’1＝ Z’2＝－z＝－28＝28 （設(shè)在第Ⅲ排）
把Z’1, Z’2 設(shè)在第Ⅲ排
n6＝n1 ＝(380×)r/min＝380r/min
(4)確定傳動軸9的位置及各齒輪齒數(shù) 9軸中心取在主軸5和10軸的的按直線分布上。
= n5×= 916r/min （設(shè)在第Ⅰ排）
則知道 =60，取模數(shù)m=2,則由公式
=- =40
(6)確定驅(qū)動軸0的位置 驅(qū)動軸0在箱體的中心線上， 取齒輪0的模數(shù)m＝2以及轉(zhuǎn)速為=500取Z0=18 。
將傳動設(shè)計的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)定格式標(biāo)在傳動系統(tǒng)圖（圖001）中。最后計算各主軸的實際轉(zhuǎn)速 （與原始依據(jù)圖的要求基本一至，轉(zhuǎn)速相對損失在5％以內(nèi)）；潤滑泵轉(zhuǎn)速也符合要求。
4.4 繪制多軸箱總圖及零件圖
4.4.1 多軸箱零件設(shè)計
多軸箱總圖設(shè)計中，大多數(shù)零件是選用通用件、標(biāo)準(zhǔn)件和外購件；對于變位齒輪、專用軸等零件，則設(shè)計零件圖。
4.4.2 多軸箱總圖設(shè)計
通用多軸箱總圖設(shè)計包括繪制主視圖、展開圖，繪制裝配表，制定技術(shù)條件等四部分。
(1)主視圖 主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤滑系統(tǒng)等。因此，繪制主視圖就是在設(shè)計的傳動系統(tǒng)圖上標(biāo)出各軸編號，畫出潤滑系統(tǒng)，標(biāo)注主軸、油泵軸、驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)向及坐標(biāo)尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標(biāo)注部分件號。
(2)展開圖 其特點是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸、傳動軸、驅(qū)動軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則排列的。一般采用簡化的展開圖并以裝配表相互配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。繪制具體要求如下：
1)展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。
2)對結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號即可。
3)展開圖上應(yīng)完整標(biāo)注多軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)洗尺寸、主軸外伸長度等。
(3)多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上應(yīng)注明多軸箱箱部裝要求。即：
1)多軸箱制造和驗收技術(shù)條件：多軸箱按ZBJ58011-89《組合機床多軸箱制造技術(shù)條件》進(jìn)行制造，按ZBJ58011-89《組合機床多軸箱驗收技術(shù)條件》進(jìn)行驗收。
2)主軸精度：按JB3043-82《組合機床多軸箱精度》標(biāo)注進(jìn)行驗收。
(4)主軸和傳動軸裝配表（表4.3） 把多軸箱中每根軸（主軸、傳動軸、油泵軸）上齒輪套等基本零件的型號規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)件、外購件等，按軸號配套，用裝配表表示。這樣使圖表對照清晰易看，節(jié)省設(shè)計時間，方便裝配。
圖4.3
5.組合機床CAD系統(tǒng)開發(fā)與研究
5.1. 組合機床CAD技術(shù)
組合機床是用按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的通用部件和按工件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機床，屬于一次性設(shè)計、一次性制造的單件生產(chǎn)產(chǎn)品。因此，設(shè)計量大，設(shè)計工作復(fù)雜。在當(dāng)前競爭激烈的市場經(jīng)濟中，用戶對機床的技術(shù)先進(jìn)性、質(zhì)量可靠性以及供貨周期都要求很高，而保證這諸多因素的關(guān)鍵是設(shè)計。過去那種落后的手工設(shè)計方法已不能滿足產(chǎn)品設(shè)計的要求，采用CAD技術(shù)，甩掉圖板，已成為當(dāng)前技術(shù)革命的潮流，勢在必行。
5.2 、組合機床CAD應(yīng)用現(xiàn)狀
國外組合機床CAD技術(shù)的研究開始得比較早。70年代初，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家首先在多軸箱CAD方面開始研究。尤其是進(jìn)入90年代以來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，交互式繪圖和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等的發(fā)展和應(yīng)用，使組合機床CAD技術(shù)日益實用且使用范圍不斷擴大，發(fā)達(dá)國家在組合機床設(shè)計中已普遍采用了CAD技術(shù)。目前，正在向CAD/CAM集成系統(tǒng)發(fā)展。
國內(nèi)對組合機床設(shè)計采用CAD的認(rèn)識也比較早。70年代初，大連組合機床研究所就開始了這方面的研究工作。1978年國家把組合機床CAD列為機械工業(yè)重點項目，并責(zé)成上海交通大學(xué)、大連組合機床研究所、機械部自動化研究所負(fù)責(zé)，大連理工大學(xué)、清華大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、上海機電產(chǎn)品研究院等單位參加，對鉆孔組合機床CAD進(jìn)行了研究，從此揭開了我國組合機床CAD技術(shù)的序幕。經(jīng)過十多年的努力，取得了初步成果。
但是，組合機床CAD系統(tǒng)是在VAXⅡ-750和Micro VAXⅡ上開發(fā)的，硬件投資大，不易于推廣應(yīng)用。受當(dāng)時硬件條件及軟件環(huán)境的限制，軟件適用范圍窄，用戶使用不方便。
5.3 、開發(fā)組合機床CAD系統(tǒng)專用軟件
CAD技術(shù)是當(dāng)代電子信息技術(shù)的重要組成部分，CAD技術(shù)商品化應(yīng)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中重中之重。在支撐軟件和硬件的基礎(chǔ)上，針對不同行業(yè)、不同專業(yè)進(jìn)行軟件二次開發(fā)，開發(fā)出適合本行業(yè)、本專業(yè)的專用商品化軟件，不僅可以取得良好的經(jīng)濟效益，而且會取得重大的社會效益。
“九五”期間國家把汽車工業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，給汽車工業(yè)提供技術(shù)裝備的組合機床行業(yè)得以迅速發(fā)展。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，提高組合機床設(shè)計質(zhì)量、縮短設(shè)計周期便成為極其迫切的任務(wù)。采用組合機床CAD技術(shù)，能縮短設(shè)計周期，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，提高企業(yè)在行業(yè)中的競爭力，給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。
大連是我國重要的工業(yè)基地，作為組合機床行業(yè)科技開發(fā)中心的大連組合機床研究所，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮行業(yè)的主導(dǎo)作用，為實現(xiàn)設(shè)計自動化、增強企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品競爭能力，推動我國組合機床設(shè)計水平，盡快向組合機床行業(yè)廠提供功能強、操作靈活、界面友好、技術(shù)含量高的組合機床CAD軟件。
5.4、開發(fā)軟件的技術(shù)基礎(chǔ)
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微機的性能有了很大的提高?，F(xiàn)在PⅡ已經(jīng)主導(dǎo)市場，PⅢ開始上市，其CPU性能指標(biāo)已接近幾年前的工作站指標(biāo)。國外CAD軟件向微機的Window95/98、Windows NT上移植，如Pro/Engineer、Ⅰ-DEAS、CADDS5等。微機的圖形加速卡性能在提高，基本上能進(jìn)行實體的移動和旋轉(zhuǎn)。微機CAD是一個發(fā)展方向，相應(yīng)的硬件比工作站要降低很多。經(jīng)過幾年的努力，我們利用Windows的SDK軟件開發(fā)技術(shù)、Windows環(huán)境下多進(jìn)程間的動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)(DDE)、數(shù)據(jù)庫操作技術(shù)(ODBC)、圖形軟件二次開發(fā)技術(shù)及目標(biāo)鏈接與嵌入技術(shù)(OLE)，開發(fā)了集通用機械CAD和組合機床CAD于一體的CAD集成系統(tǒng)。
5.5 、組合機床CAD系統(tǒng)軟件
組合機床CAD系統(tǒng)軟件采用C++語言，在Windows環(huán)境下開發(fā)的面向組合機床設(shè)計人員的參數(shù)化圖形信息管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用C++語言獨立編寫，本軟件融數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)和參數(shù)化圖形系統(tǒng)于一體，形成功能強大的參數(shù)化圖形信息管理系統(tǒng)。組合機床CAD系統(tǒng)包括組合機床夾具CAD系統(tǒng)、組合機床自動線方案三維圖形CAD系統(tǒng)、組合機床總圖CAD系統(tǒng)、組合機床加工示意圖CAD系統(tǒng)和組合機床多軸箱CAD系統(tǒng)。
組合機床夾具CAD系統(tǒng)
利用機械CAD參數(shù)化圖形信息管理技術(shù)和交互設(shè)計方法，開發(fā)組合機床夾具CAD系統(tǒng)，其適用面廣、實用性強、推廣應(yīng)用前景廣闊。組合機床夾具CAD系統(tǒng)按照其主要功能可分為四大模塊：定位支撐系統(tǒng)CAD系統(tǒng)、夾緊機構(gòu)CAD系統(tǒng)、導(dǎo)向裝置CAD系統(tǒng)和典型夾具夾緊力的計算機輔助分析與計算。
定位支撐系統(tǒng)CAD系統(tǒng)
定位支撐系統(tǒng)主要由定位支撐、輔助支撐和限位元件組成。定位支撐是指在加工過程中維持工件有一定位置的元件；輔助支撐是僅用作加工過程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支撐元件。建立支撐板、支撐塊、輔助支撐、固定式定位銷、伸縮式定位銷參數(shù)化圖形庫及其性能數(shù)據(jù)庫，通過查詢定位支撐系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)庫、修改定位支撐參數(shù)化圖形參數(shù)，利用交互設(shè)計方法，實現(xiàn)定位支撐系統(tǒng)CAD。
夾緊機構(gòu)CAD系統(tǒng)
夾緊機構(gòu)通常由夾緊力部分、中間傳動機構(gòu)和夾緊元件三部分組成。夾緊力部分用于產(chǎn)生動力源，并將作用力傳給中間傳動機構(gòu)；中間傳動機構(gòu)即作為增力機構(gòu)，能改變作用力的方向和大小，能產(chǎn)生自鎖作用，以保證在加工過程中或動力源消失時，工件在切削力作用下仍能可靠夾緊；夾緊元件用以承受由中間傳動機構(gòu)傳遞的夾緊力，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動作。建立夾緊油缸、夾緊元件、直接夾緊機構(gòu)、自鎖夾緊機構(gòu)參數(shù)化圖形庫及其性能數(shù)據(jù)庫，通過查詢夾緊機構(gòu)性能數(shù)據(jù)庫、修改夾緊機構(gòu)參數(shù)化圖形參數(shù)，利用交互設(shè)計方法，實現(xiàn)夾緊機構(gòu)CAD。
導(dǎo)向裝置CAD系統(tǒng)
導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具與工件及刀具相互間的正確位置，提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。正確選擇、設(shè)計導(dǎo)向裝置，對保證加工精度和機床的可靠工作有著重要作用。建立固定式導(dǎo)向套、“內(nèi)滾式”導(dǎo)向裝置、“外滾式”導(dǎo)向裝置參數(shù)化圖形庫及其性能數(shù)據(jù)庫，通過查詢導(dǎo)向裝置性能數(shù)據(jù)庫、修改導(dǎo)向裝置參數(shù)化圖形參數(shù)，利用交互設(shè)計方法，實現(xiàn)導(dǎo)向裝置CAD。
組合機床CAD系統(tǒng)已經(jīng)被越來越多的人熟悉并使用，它將會有更大的發(fā)展空間和應(yīng)用范圍，同時也會被跟多的領(lǐng)域使用，發(fā)揮其更大的作用。
結(jié)論
組合機床的設(shè)計讓我想到大二設(shè)計的二級減速箱的設(shè)計，都設(shè)計到了齒輪的擺放，潤滑等相同的問題。不同的是這次設(shè)計的潤滑是由供油系統(tǒng)賴提供潤滑。齒輪的定位是由定位套筒定位和軸端的擋圈定位。軸承的選用是以往設(shè)計中沒設(shè)計到的，選用了深溝球軸承和推力球軸承的配合使用，因為鉆孔需要的軸向力很到，而深溝球軸承只能承受很小的軸向力，為保證鉆孔時候機床的正常使用，必須配合推力球軸承。
這次的設(shè)計主要參考的資料是謝家贏主編的機械設(shè)計手冊，還有機械手冊。讓我學(xué)會了如何使用手中的參考資料，如何和以往設(shè)計中相同之處和不同之處聯(lián)系起來，通過對比讓我受益匪淺。
此次設(shè)計繪圖先使用手工繪制草圖，然后使用計算機AutoCAD繪圖，通過這次設(shè)計讓我熟練的使用這個軟件。
致 謝
經(jīng)過半年的努力畢業(yè)設(shè)計終于要結(jié)尾了，此時此刻我感概頗多。首先感謝我的導(dǎo)師賈百合老師，他在機械方面的才識令人折服。在做畢業(yè)設(shè)計過程中，碰到了很多困難，以前只是在課本或參觀過實習(xí)過組合機床。但對內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻是相當(dāng)?shù)哪：Ｔ谫Z老師不厭其煩的指導(dǎo)下改了又改，最終做出了這份設(shè)計。在這過程中，我想到過放棄，現(xiàn)在做設(shè)計什么都得從新開始，原來學(xué)的東西很多都已忘記。還好有賈老師的鼓勵和督促，回頭再看這一路走來，真學(xué)到很多東西，這次設(shè)計是對我專業(yè)知識的一個大總結(jié)。謝您了，賈老師！
另外我要特別感謝本組的同學(xué)們，正是大家的陪伴，才讓我不至于感覺到那么無助，我畢業(yè)設(shè)計能按時按質(zhì)的完成離不開你們的幫助。大家在一起的這些日子我永遠(yuǎn)不會忘記。
感謝為我們畢業(yè)時機提供幫助的輔導(dǎo)員，還有感謝學(xué)院為我們提供打印機，方便我們出圖。
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