多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 西安文理學(xué)院機(jī)械電子工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)所在單位 2012年 5 月西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題 目多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號專業(yè)班級指導(dǎo)教師職 稱副教授教 研 室機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)與要求由于z535型立式鉆床為單軸鉆床，在該機(jī)床上加工上批量的具有多孔位的工件（另附零件圖），一則孔位精度難以保證，二則生產(chǎn)效率低下。通過設(shè)計(jì)專門的多孔位加工裝置，以達(dá)到提高生產(chǎn)率和滿足設(shè)計(jì)和加工精度的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：1、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料多篇（其中外文文獻(xiàn)資料不少于1篇），了解相關(guān)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀；

2、2、寫開題報(bào)告1份； 3、翻譯2000單詞以上的外文文獻(xiàn)； 4、繪制裝配圖或用三維軟件進(jìn)行建模； 5、繪制主要零件工程圖；6、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一份（15000字左右）。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)程起止時(shí)間工作內(nèi)容2012.1.102012.1.242012.1.252012.2.72012.2.82012.3.272012.3.282012.4.212012.4.222012.5.72012.5.82012.5.11查（借）閱資料，了解所加工工件的生產(chǎn)工藝過程，撰寫開題報(bào)告。根據(jù)加工工件，對z535型立式鉆床單軸鉆床進(jìn)行專門的多孔鉆設(shè)計(jì)，確定鉆頭位置，并繪制簡圖。用autocad及相關(guān)繪圖軟件

3、繪制裝配圖，并繪制主要的零件工程圖。撰寫畢業(yè)論文。論文定稿。整理資料，準(zhǔn)備答辯。開始日期 2012.1.10 完成日期 2012.5.11 教研室主任（簽字） 系主任（簽字） 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化指導(dǎo)教師開題時(shí)間2012.02.26班 級一、 選題目的和意義 本課題是多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)，通過課題，了解需要加工工件的加工工藝，并通過所學(xué)知識對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在多孔工件的加工過程中，產(chǎn)量和質(zhì)量常常受到軸承座零件的制約，主要是軸承座側(cè)面孔系的加工還是傳統(tǒng)的方法，由工人利用各種鉆床、鉆模，通過更換不同的鉆頭逐

4、個(gè)孔加工，相對來說，工人勞動強(qiáng)度較大、效率低、質(zhì)量還不穩(wěn)定，為解決該難題，對現(xiàn)有設(shè)備z535型立鉆進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，對加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，將z535型立鉆改制成多孔鉆床，同時(shí)避免了外協(xié)搞專機(jī)的生產(chǎn)周期長、加工成本高的問題。并減輕了工人的勞動強(qiáng)度，鉆孔深度的統(tǒng)一得到有效控制，質(zhì)量得到了有效保證。 二、 本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢 多孔工件在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛。一臺普通的多軸鉆孔器配上一臺普通的鉆床就能一次把幾個(gè)乃至十幾二十個(gè)孔或螺紋一次性加工出來。如配上氣壓裝置，可自動進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止。多軸器也稱群鉆,可用來鉆孔或攻牙,一般型號可同時(shí)鉆2-16孔,提升效率,固定機(jī)種軸數(shù)不拘,鉆軸

5、形式,尺寸大小可依客戶之需進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。多軸器廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。如汽車、摩托車多孔零部件：發(fā)動機(jī)箱體、鋁鑄件殼體、制動鼓、剎車盤、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、軸頭、半軸、車橋等，泵類、閥類、液壓元件、太陽能配件等等。多孔鉆在其加工范圍內(nèi)，其主軸的數(shù)量、主軸間的距離，可以任意調(diào)整，一次進(jìn)給同時(shí)加工數(shù)孔。在其配合液壓機(jī)床工作時(shí)，可自動進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止、同單軸鉆（攻絲）比較，工件加工精度高、工效快，可有效的節(jié)約投資方的人力、物力、財(cái)力。尤其機(jī)床的自動化大大減輕操作者的勞動強(qiáng)度。除用到常規(guī)的產(chǎn)品外，還可根據(jù)客戶的特殊要求進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。從我國基本國情的角度出發(fā)，以

6、國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。在國外，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，主要研究高速、高精加工技術(shù)，軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 ，使數(shù)控逐漸智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化。三、主要研究內(nèi)容1分析加工工件的零件結(jié)構(gòu)，確定設(shè)計(jì)方案。2.計(jì)算主要結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對主要零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。3.繪制

7、裝配圖并繪制主要零件工程圖。4撰寫畢業(yè)論文。指導(dǎo)教師意見及建議： 簽字： 年 月 日教研室審核意見： 簽字： 年 月 日注：此表前三項(xiàng)由學(xué)生填寫后，交指導(dǎo)教師簽署意見，經(jīng)教研室審批后，才能開題。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表題 目多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué) 號專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化指導(dǎo)教師檢查時(shí)間2012.4.5班 級畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 進(jìn) 展 情 況 通過對多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)的相關(guān)資料的學(xué)習(xí)， 以及對整個(gè)設(shè)計(jì)的了解，現(xiàn)基本完成以下設(shè)計(jì)工作：1. 分析加工工件的零件結(jié)構(gòu)，確定設(shè)計(jì)方案。包括兩部分內(nèi)容：對工件進(jìn)行工藝分析，確定工件加工方法，繪制所設(shè)計(jì)裝置的傳動

8、原理圖和傳動原理簡圖。2. 方案的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)確定：切削速度、軸向力、轉(zhuǎn)矩、功率、以及切削力。并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，驗(yàn)證是否滿足z535鉆床功率要求。3. 多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)，包括：齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算、軸的設(shè)計(jì)與校核、軸承的校核計(jì)算、鍵的設(shè)計(jì)校核、螺栓的設(shè)計(jì)校核。4. 下一步設(shè)計(jì)工作內(nèi)容是繪制裝配圖及主要零件工程圖。 指 導(dǎo) 教 師 意 見 簽字： 年 月 日教研室意見簽字： 年 月 日西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評分表學(xué)生姓名學(xué) 號專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間2012 年 1 月 10 日至 2012 年 5 月 11

9、 日指導(dǎo)教師評語：建議成績：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱教師評分表學(xué)生姓名學(xué) 號專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間2012 年 1 月 10 日至 2012 年 5 月 11 日評閱教師評語：建議成績：評閱教師簽名： 年 月 日西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄學(xué)生姓名學(xué) 號專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化答辯時(shí)間2012年5 月 18 日答辯地點(diǎn)b0403指導(dǎo)教師 題 目多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)答辯小組成 員姓 名職 稱姓 名職 稱提問及回答情況記錄： 記錄人簽字： 年 月 日答辯成績：答辯小組

10、組長簽名： 年 月 日畢業(yè)論文成績答辯委員會認(rèn)定成績畢業(yè)論文等級系（院）答辯委員會意見：負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日注：1、畢業(yè)論文成績=指導(dǎo)教師成績40%評閱教師成績20%答辯成績40%；2、答辯委員會認(rèn)定成績是根據(jù)該生畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的表現(xiàn)及該專業(yè)整體論文情況的綜合評定成績。3、論文等級分優(yōu)秀（90分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）、不及格（60分）。多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)摘要： 本設(shè)計(jì)是關(guān)于多孔工件的加工裝置設(shè)計(jì)。普通鉆床為單軸機(jī)床，但安裝上此裝置就可以加工四個(gè)孔的工件，這樣能大大地縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。因此本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)該裝置的裝夾定位，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括齒輪分布與

11、選用、軸的設(shè)計(jì)、多孔零件箱的選用等。此外，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，值得推廣。關(guān)鍵詞：多孔工件 裝夾定位 生產(chǎn)效率 the design of porous workpiecesabstract:the design is on zhe porous workpiece processing device design. ordinary drilling machine for single axis machine tool, install on this device can be processed four holes of the workpiece, th

12、is can greatly shorten the processing time and improve production efficiency. so the design emphasis of this device clamping positioning, design content including gear distribution and selection, the design of the shaft, and the selection of porous parts box, etc. in addition, the device is simple i

13、n structure, convenient in operation, application range characteristics, is worthy to be popularized. key words: porous workpiece clamping positioning production efficiency 目 錄第一章 緒 論11.1 可加工多孔工件的機(jī)床的國內(nèi)外現(xiàn)狀11.1 .1 國內(nèi)可加工多孔工件的機(jī)床現(xiàn)狀1第二章 分析加工工件42.1檢查圖紙的完整性和正確性42.2 分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)42.3 分析工件的材料及加工性能42.4 工件的生產(chǎn)批量42.5

14、 機(jī)床參數(shù)5第三章 多孔零件齒輪傳動箱的設(shè)計(jì)63.1方案的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)63.1.1 z535鉆床動力所允許的工況條件63.2 確定用于鉆削計(jì)算的極限值83.3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算113.4 軸承的校核計(jì)算153.5鍵的校核計(jì)算163.6螺栓的設(shè)計(jì)校核計(jì)算173.7小軸的設(shè)計(jì)與校核18第四章 潤滑與密封22結(jié)束語23致謝24參考文獻(xiàn)25附錄26 附錄1 多軸箱裝配圖26 附錄2 零件圖27 附錄3 英文及翻文31第一章 緒 論眾所周知，在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，企業(yè)對專用機(jī)床有著廣泛的需求。一般鉆床勞動強(qiáng)度大，專用性能低，生產(chǎn)率不高且不能保證精度；而裝有多孔工件的加工裝置的機(jī)床操縱方便、省力、容易掌

15、握，不易發(fā)生操作錯(cuò)誤和故障，不僅能減少工人的疲勞，保證工人和鉆床的安全，還能提高鉆床的生產(chǎn)率。1.1 可加工多孔工件的機(jī)床的國內(nèi)外現(xiàn)狀 隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步，多孔工件的加工越來越不局限于普通鉆床的加工，而是更多的追求效率。因此，好多鉆床都開始慢慢裝上多孔工件的加工裝置，使得更好地適應(yīng)農(nóng)業(yè)及社會發(fā)展。1.1 .1 國內(nèi)可加工多孔工件的機(jī)床現(xiàn)狀我國加入wto以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存、組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2005年4月份，床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)1000余臺，產(chǎn)值達(dá)3.9個(gè)億以上，較2004年同比增長了10%以上，另

16、外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。 （1） 行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化 鉆床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入wto后與世界機(jī)床進(jìn)一步接軌，鉆床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會的機(jī)床工具 行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個(gè)全國大型重點(diǎn)企業(yè)生 產(chǎn)情況看，200

17、3年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床 890 臺，產(chǎn)值 16187 萬元，生產(chǎn)加工中心 148 臺，產(chǎn)值5770萬元；2004 年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床 985 臺，產(chǎn)值 25838 萬元，生產(chǎn)加 工中心 159 臺，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。 (2) 行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變 “九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時(shí)間，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造， 一些小廠幾乎全部退出國

18、有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點(diǎn)國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可檔，“民營經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視，被藐視到不可小視和現(xiàn)在高度重視4個(gè)階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。 (3) 組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動 線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型的箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份 額

19、），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成型面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床 柔性組合機(jī)床越來越受人們是親昧，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制 器（plc）、數(shù)字控制（nc）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于鉆床及其自動線

20、是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品， 是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床及其組合機(jī)床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。 因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝、研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。1.1.2 國外可加工多孔工件的機(jī)床現(xiàn)狀 80年代以來，國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)

21、展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性 以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢是：(1）廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運(yùn)動,其節(jié)拍時(shí)間為 58秒。(2)發(fā)展柔性技術(shù) 80 年代以來,國外對中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動力頭、 換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時(shí)根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動線(ftl)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種 國外主要的

22、組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、 換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生 產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱組合機(jī)床組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。 (3)發(fā)展綜合自動化技術(shù) 汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,

23、以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司 kassel變速箱廠1987年投入使用的造價(jià) 9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn) 2000 件,節(jié)拍時(shí)間為40 秒。全線由12臺雙面組合機(jī)床、18臺三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量 機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3種零件的加工?？占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨 著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。(4) 進(jìn)一步提高工序集中程度 國外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省

24、占地面積,對組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標(biāo) 通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2多孔工件的加工應(yīng)用 1.2.1 多孔工件 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間的15%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量，以及消除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高85%，但購置費(fèi)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(jī)床低。故必須更多地縮短加工時(shí)間。不同的加

25、工方法有不同的特點(diǎn)，就鉆削加工而言，多孔零件加工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(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了適用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。1.2.2 設(shè)計(jì)思想 在當(dāng)今社會的競爭環(huán)境下，許多工廠沒能夠充分利用自己的資源。一方面他們沒有充分利用現(xiàn)有的設(shè)備和工藝流程，而在設(shè)備和人員方面的額外投資又導(dǎo)致開銷增加、利潤降低。對于許多公司而言，工廠效率依然是容易被忽略的問題。然而，在這一領(lǐng)域存在很大的成本節(jié)約空間也是不爭的事實(shí)。然而對這種節(jié)省空間的確定和量化仍然是霧里看

26、花，代價(jià)高昂。正像許多企業(yè)一樣，缺少最新數(shù)據(jù)意味著無法客觀地制定新系統(tǒng)采購決策。 就上面的加工孔來說，按照傳統(tǒng)的方法，它的工藝是用單軸鉆床逐個(gè)加工四個(gè)孔，比較費(fèi)時(shí)，但使用多軸鉆床的話就可以一次完成對四個(gè)孔的加工，效率很高。 多孔加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算那么多坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些裝備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭 、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床心及自動更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過兩個(gè)能自動調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺從橫兩個(gè)方向的運(yùn)動，加工各

27、種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。1.2.3 多孔工件加工優(yōu)勢 多孔工件加工效率高，投資少，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，產(chǎn)品改型時(shí)設(shè)備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，多孔零件的加工范圍一定會愈來愈廣，加工效率也會不斷提高。第二章 分析加工工件 總體方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對整個(gè)機(jī)床的設(shè)計(jì)影響較大。因此，在擬定總體方案的過程中，必須綜合的考慮，使所定方案技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效果好。確定總體方案，包括下列內(nèi)容：2.1檢查圖紙的完整性和正確性 工件的圖紙應(yīng)能清晰的表達(dá)工件的形狀結(jié)構(gòu)，標(biāo)注全部尺寸及技術(shù)要求，說明工件的材料和所需要的工件數(shù)量等。加工零件為泵蓋，如圖：圖2.1泵 蓋2.2 分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

28、工件的結(jié)構(gòu)決定了它的安裝方式和加工方法。要求用多軸頭架加工的孔為精度要求不甚高的10mm 螺栓孔，在加工時(shí)，根據(jù)批量的要求需另外設(shè)計(jì)專用夾具，以適應(yīng)中大批量的生產(chǎn)要求。 2.3 分析工件的材料及加工性能工件的材料對加工方法有很大的影響。如材料的軟硬對刀具進(jìn)給量、走刀量都有較大的影響。泵蓋毛坯為鑄件，材料是灰鑄鐵，可根據(jù)相關(guān)手冊計(jì)算加工時(shí)的加工參數(shù)，以此來確定多軸頭架的設(shè)計(jì)參數(shù)。 2.4 工件的生產(chǎn)批量 被加工工件的生產(chǎn)批量的大小對設(shè)計(jì)方案的制定也有較大的影響。工件的批量大，對機(jī)床的生產(chǎn)效率則要求高，若工件的批量小，則對機(jī)床的效率要求不高。工件批量大時(shí)要求要考慮機(jī)床的專用性，工件批量小時(shí)要求要考

29、慮機(jī)床的通用性。泵蓋的生產(chǎn)為中批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)周期短、經(jīng)濟(jì)的四軸頭架十分適合它的生產(chǎn)批量加工條件。 2.5 機(jī)床參數(shù)查表6-，得到z535的相關(guān)聯(lián)系尺寸，列于下表（單位：mm） 表2.1 z535立式鉆床主要技術(shù)參數(shù)最大鉆孔直徑35mm最大鉆孔深度175mm從主軸端面到工作臺面最大距離750mm工作臺最大升高325mm從主軸中心到導(dǎo)航距離175mm主軸箱最大垂直移動量200mm主軸外徑尺寸40d4主軸行程225mm電機(jī)功率4.5kw主軸允許最大扭矩400n.m進(jìn)給量0.11-1.60(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速范圍68-1100（r/min） 2.6其它問題分析在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，除了以上各因素外，還要注

30、意維護(hù)要方便，制造和裝配要簡單 、結(jié)構(gòu)要緊湊 、通用化程度要高 、外形要平整協(xié)調(diào)等。在裝上鉆頭后，鉆頭前端到被加工工件之間必須留有一定的高度用于鉆頭升降，再加上工件孔的深度，鉆頭架的垂直尺寸必須滿足一定的范圍。根據(jù)鉆床外的聯(lián)系尺寸 鉆頭長度和一般被加工工件的尺寸，鉆頭架的垂直尺寸應(yīng)在400mm左右。第三章 多孔零件齒輪傳動箱的設(shè)計(jì)3.1方案的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)3.1.1 z535鉆床動力所允許的工況條件 多孔加工裝置是根據(jù)加工工件的需要而設(shè)計(jì)的，與之相配套的立鉆動力是否夠用，設(shè)計(jì)前必須驗(yàn)證。常用的驗(yàn)證方法有兩種：一是類比法，即加工同類零件機(jī)床動力進(jìn)行比較，以此決定所選用的動力是否滿足要求；另一種是計(jì)

31、算法，將計(jì)算所得到的切削功率與配套機(jī)床的動力進(jìn)行比較，以此決定配套機(jī)床的動力是否夠用。 應(yīng)用公式計(jì)算切削速度、切削力和切削功率，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，最大孔徑為10mm，此時(shí)在各種工況條件下的 v、f、p。考慮到齒輪傳動有功率損失，單根鉆削軸能承受的最大功率（z535 的額定功率圍 4.5kw） p = p/3= 4.5/3 0.986=1.33kw (1) 用高速鉆頭鉆孔時(shí) (2) 查表 28-1高速鋼鉆頭鉆削結(jié)構(gòu)鋼（ b = 650mpa ），當(dāng) d=10mm 時(shí)，最大進(jìn)給速度為 f=0.25mm/r，對應(yīng)的 切削速度 v=15m/min軸向力 f=3010n轉(zhuǎn)矩 t=10.03nm功率

32、p=0.51kw p =1.33kw 查表 28-高速鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵（200hbs） ，當(dāng) d=10mm 時(shí)，最大的進(jìn)給速度為 f=0.60mm/r，對應(yīng)的 切削速度 v=12m/min 軸向力 f=3765n 轉(zhuǎn)矩 t=13.93nm 功率 p=0.52kw 0.2 t = （式3.2） p= （式3.3）式中的 kv、為修正參數(shù)，在這里的計(jì)算采用的材料為其實(shí)驗(yàn)用的，故都按 kv = 1、= 1、 = 1 計(jì)算。 （1） 鉆削結(jié)構(gòu)碳鋼（b = 650 mpa）時(shí)的切削速度 v、軸向力 f、轉(zhuǎn)矩 t、功率 p 查得f = 0.25 0.2 = 6.1 = 0.4 = 0 = 0.5 m =

33、0.2= 600 = 1.0 = 0.7 = 0.305 = 2.0 = 0.8有 v= = 16.1m / min f = 600 1= 2273.6 n t = 0.305 1 = 10.1n .m p= 0.54kw 0.3 =9.4 = 0.25 = 0 = 0.4 m = 0.125 = 420 = 1.0 = 0.8 = 0.206 = 2.0 = 0.8有v= = 13.4m / min f = 420 1 = 2678.9 n t = 0.206 1 = 13.1n .m p= =0.59kw 170hbs）,這里按 f=0.25mm/r 計(jì)算 得 =22.2 = 0.45 =

34、 0 = 0.4 m = 0.2 = 410 = 1.2 = 0.75 = 0.117 = 2.2 = 0.8有 v=47.4m/ min f=410 = 2274.5 n t = 0.117 = 6.1n .m p= = =0.96kw p = 1.33kw 滿足功率要求。 則用硬質(zhì)合金鉆頭yg8鉆削時(shí)，f max =0.25mm / r 3.2 確定用于鉆削計(jì)算的極限值 由于以上所計(jì)算的進(jìn)給量是在機(jī)床功率允許的最大值，此時(shí)轉(zhuǎn)速為最小值， 而在多軸頭架中從主軸到鉆削主軸是升速運(yùn)動，可以充分發(fā)揮z535的各級轉(zhuǎn)速對比各種工況下的鉆削速度，小軸鉆削速度為： （1）高速鋼鉆頭鉆削加工碳素結(jié)構(gòu)鋼（b

35、 = 650 mpa ）時(shí) v=16.1m/min n=v/d=16.1/0.010=512.7r/min (2) 高速鋼鉆頭加工灰鑄鐵（200hbs）時(shí) v=13.4m/min n=v/d=13.4/0.010=426.8r/min (3) 用硬質(zhì)合金鉆頭 yg8 加工灰鑄鐵（200hbs）時(shí) v=47.4m/min n=v/d=47.4/0.010=1509.6r/min 對比可以看出在鉆床所允許的功率下，工作最低轉(zhuǎn)速為 426.8 r/min，根 據(jù)有關(guān)手冊查得 z535 鉆床的各級轉(zhuǎn)速為：68、100、140、190、275、400、530、 750、1100r/min 為了減小軸頭架

36、的尺寸，防止頭架過重，應(yīng)盡量縮小頭架的傳動比，取主軸最低轉(zhuǎn)速為 140r/min 進(jìn)行升速，此時(shí)鉆削軸轉(zhuǎn)速為 426.8r/min 則總的傳動比為： i = =3.049 考慮鉆頭都有一定的轉(zhuǎn)向，一般為右旋，為了使鉆削主軸與機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動方向一致（都為右旋） ，采用兩級齒輪傳動。如果把傳動比分配的合理，傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、對機(jī)床的作用力就小，潤滑條件也好。若分配不合理，可能會造成種種不便，因此分配傳動比時(shí)要考慮以下原則： （1） 各級傳動比應(yīng)在每一級傳動的范圍內(nèi)，查表 1-（2） 各級傳動尺寸要協(xié)調(diào)合理。（3） 取=1.4 總傳動比 i=1.4 =1.5 =2.0為保證頭架總體尺寸不至于

37、過大， 取小齒輪的齒數(shù)取 z3=20， 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式10-試算，即 (式3.4）(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選=1.6。 2）由圖10-選取區(qū)域系數(shù)=2.433。 3）由圖10-查得=0.78，=0.87，則 4）許用接觸應(yīng)力，其余參數(shù)均與例題10-相同。（2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得mm=39.928mm 2）計(jì)算圓周速度v。 3）計(jì)算齒寬b。 b= 4)計(jì)算齒寬與齒高之比。模數(shù) 齒高 h=2.25= 則取模數(shù)m=2則各個(gè)齒輪的尺寸為： 小齒輪 =20 =m = 202=40mm 介輪 =201.5=30 =302=60mm 中心輪 = 302=60

38、=602 =120mm 齒輪齒數(shù)確定后，算得傳動比誤差，總齒數(shù)比為： =3 傳動比誤差為： 誤差在 5% 內(nèi)，滿足誤差要求。3.3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1） 選定齒輪的傳動方式：初定為外嚙合（2） 齒輪分布方案確定： 根據(jù)分析零件圖，多孔零件箱齒輪分布初定有以下兩種形式。 圖3-1 傳動方案 圖3-2 傳動方案根據(jù)通常采用的經(jīng)濟(jì)而有效的傳動是：用一根傳動軸帶支多根主軸。因此，本設(shè)計(jì)中采用了圖1所示的齒輪傳動方案。選擇齒輪的材料 查表 81 小齒輪選用40cr 調(diào)質(zhì)處理 介輪選用45調(diào)質(zhì)處理 中心輪選用45正火處理 （3） 對中心輪進(jìn)行齒根彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算 ，由式8 （式3.5） 確定齒輪傳動

39、精度等級，小齒輪的轉(zhuǎn)速算得為 426.8r/min 以上，最高 達(dá) 1000r/min 左右，小齒輪的圓周速度 = nd = 426.8 0.04 = 53.6m / min = nd = 1100 0.04 = 138.2m / min 參考表 81，81選取 齒寬系數(shù) = 0.4 小齒輪轉(zhuǎn)矩，按最大值計(jì)算為 t3=13.1nm(高速鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵時(shí))，根據(jù)介輪受力分析 載荷系數(shù) k 由式（854）得 （式3.6） 查表 8-2得 使用系數(shù) = 1.25 查表 8-5 得 動載荷系數(shù) = 1.07 查表 8-6得 齒向載荷分布系數(shù) = 1.11 查表 8-5及 =0 得 齒間載荷分布系數(shù)

40、= 1.15 則動載荷系數(shù) k=1.251.071.111.15=1.71 查圖 8-6 得齒型動載荷系數(shù) 中心輪 = 2.28 介輪 = 2.52 查圖 8-6 得應(yīng)力修正系數(shù) 中心輪 =1.73 介輪 重合度系數(shù) 由式8-67 =0.25+0.75/=0.25+0.75/1.72=0.69 許用彎曲應(yīng)力 由式8-71 = 彎曲疲勞極限 查圖8- 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式8-70 得 ） = 彎曲壽命系數(shù) 查圖8- 尺寸系數(shù) 查圖8- 安全系數(shù) 查圖8- 則 =39011/1.3=300n/mm =46011/1.3=354n/mm又因?yàn)橹行妮嘄X寬 介輪齒寬較大，在計(jì)算時(shí)按 （已經(jīng)取得比實(shí)際值大，若

41、校核安全，則肯定安全）故 （1） 對小齒輪進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 由式8-63得 （式3.7）齒寬系數(shù)查表8-，取齒寬 介輪齒寬暫取，實(shí)際不止這尺寸，若按照此尺寸校核安全，則介輪肯定安全。小齒齒寬 小齒輪轉(zhuǎn)矩 （注：為極大值） 載荷系數(shù)k 由式（854）得 使用系數(shù) 查表8-動載荷系數(shù) 查表8-齒向載荷分布系數(shù) 查表8-齒間載荷分布系數(shù) 查表8-及=0得 查表8-并查值則載荷系數(shù)彈性系數(shù) 查表8-節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) 查表8-重合度系數(shù) 查表8-（）許用接觸應(yīng)力 式8-69得 接觸疲勞極限應(yīng)力、查圖8- 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式8-70 得 （已算得） 則查圖8- 得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)、（不允許有點(diǎn)蝕）

42、 硬化系數(shù) 查圖8-及說明 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) 查表8-，按一般可靠度查得 取 =57011/1.1=518n/mm =148011/1.1=1345n/mm 齒數(shù)比 故 3.4 軸承的校核計(jì)算 （1）中心軸上36207型角接觸球軸承的校核 1） 計(jì)算軸承支反力 合成支反力 1） 軸承的派生軸向力 由式5-8，估計(jì)a（軸向力即頭架重力）為200n，取e=0.38 得 2） 軸承所承受的軸向載荷 因 由式5-10 4）軸承當(dāng)量動載荷（1） 因 ，查表5- ， 式5-7 （2） 查表5- 式5-7 5） 軸承的動載荷要求，接受力要求軸承應(yīng)當(dāng)具有的當(dāng)量動載荷，由表5-、表5-得，按式5-6 =8912

43、.5cr=23500 36207型角接觸球軸承校核安全（2） 小軸上8205型單向推力軸承的校核 由于單向推力軸承只承受軸向力，在鉆削時(shí)，（硬質(zhì)合金yg8鉆削灰鑄鐵時(shí)）則 （查表5-，旋轉(zhuǎn)軸承的安全系數(shù)取1.2），合格。3.5鍵的校核計(jì)算（1）小軸上的平鍵校核 選用的是6616，a型平鍵。由式2-49，得 查表2-（軸聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力）按有輕微沖擊載荷取，校核合格。（3） 中心軸上的平鍵校核選用的是10818a型平鍵，有 稍微有些危險(xiǎn)，改為采用雙鍵，成對稱布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算，安全。 3.6螺栓的設(shè)計(jì)校核計(jì)算 在鉆頭中，只有介輪軸上的螺紋比較重要，需要進(jìn)行

44、校核。（1） 螺栓材料及其性能等級螺栓材料 45鋼性能等級 查表2選6.8級，（2） 螺栓受力分析計(jì)算螺栓在頭架中只承受介輪軸往下的零件（介輪軸、介輪、支架、小齒輪、小軸及鉆頭）的重力，經(jīng)過估算，承受的重量約為5.5kg。受力為p=5.59.8=53.9n 螺栓工作拉力 由式2-15 f=p/z=53.9/1=53.9n殘余預(yù)緊力 查表2-選 螺栓總拉力 由式 2-26相對剛度系數(shù) 查表2-螺栓預(yù)緊力 由式2-27/=86.24-53.90.3=70.07n （3）初定螺栓直徑 選安全系數(shù) 查表2- 許用拉應(yīng)力 由式2-33 所需螺栓小徑 由式2-29 cm 螺栓大徑 查有關(guān)手冊并根據(jù)軸的直徑 取 d=20mm,其d1=17.294mm（4）螺栓疲勞強(qiáng)度校核螺栓尺寸系數(shù) 查表2- 螺栓材料的疲勞極限 應(yīng)力幅安全系數(shù) 查表2- 應(yīng)力集中系數(shù) 查表2- 螺栓許用應(yīng)力幅 由式2-3