汽車變速箱上端面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、汽車變速箱上端面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄 TOC o 1-5 h z 前言1中文摘要I英文摘要in緒論1 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 第一章、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 1、組合機(jī)床工藝方案的制定5 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 2、組合機(jī)床切削用量的選擇6 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 1-3、組合機(jī)床配置型式的選擇6 HYPERLINK l book

2、mark80 o Current Document 4、組合機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 第二章、多軸箱部件設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 1、多軸箱設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 2-2、主軸設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l bookmark113 o Current Document 2-3、齒輪布置13 HYPERLINK l bookmark192 o Current Documen

3、t 4、多軸箱的潤(rùn)滑，手柄軸的設(shè)置17 HYPERLINK l bookmark198 o Current Document 第三章、多軸箱零件校核19 HYPERLINK l bookmark201 o Current Document 3-1、軸的校核19 HYPERLINK l bookmark210 o Current Document 3-2、齒輪的校核22 HYPERLINK l bookmark216 o Current Document 3-3、軸承的選擇與校核24總結(jié)26 HYPERLINK l bookmark227 o Current Document 參考文獻(xiàn)27一、組

4、合機(jī)床及其特點(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專用 機(jī)床。它能夠?qū)σ环N(或多種)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、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等 工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。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)：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7080%， 因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟(jì)效果好。由于組合機(jī)床采用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因而比通用機(jī)床生產(chǎn) 效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。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，又有專門 廠成批制造，因此

5、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。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)操作工人的技術(shù)水平要求不高。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)，其大部部件要報(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。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)床雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也還有缺點(diǎn)：組合機(jī)床的可變性較萬(wàn)能機(jī)床低，重新改裝時(shí)有10%20%的零件不能重 復(fù)利用，而且改裝時(shí)勞動(dòng)量較大。組合機(jī)床的通用部件不是為某一種機(jī)床設(shè)計(jì)的，它是具有較廣的適應(yīng)性。 這樣，就使組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)較專用機(jī)床稍為復(fù)雜些。二、組合機(jī)

6、床的分類組合機(jī)床有大型組合機(jī)床與小型組合機(jī)床兩大類，它們不僅在體積和功率上 有大小之別，而且在結(jié)構(gòu)和配置型式等方面也有很大的差異。這里主要說(shuō)明大型 組合機(jī)床的配置型式。大型組合機(jī)床的配置型式可分為三大類：1、具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床這類組合機(jī)床夾具和工作臺(tái)都固定不動(dòng)。動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)上的 動(dòng)力箱實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)。根據(jù)動(dòng)力箱和多軸箱的安置方式不同，又可分為以下幾種：臥式組合機(jī)床(動(dòng)力箱水平安裝)；立式組合機(jī)床(動(dòng)力箱垂直安裝)；傾斜式組合機(jī)床(動(dòng)力箱傾斜安裝)；復(fù)合式組合機(jī)床(動(dòng)力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài))。2、具有移動(dòng)式夾具的(多工位)組合機(jī)床這類組合機(jī)床的夾具安裝在直線移動(dòng)

7、工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，并按照一定的 節(jié)拍時(shí)間作間歇移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，使工位得到轉(zhuǎn)換。這類機(jī)床的配置型式，常見(jiàn)的有 以下四種。具有移動(dòng)工作臺(tái)的機(jī)床，這類機(jī)床的夾具和工件可作直線往復(fù)移動(dòng)。具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床，這種機(jī)床的夾具和工件可繞垂直軸線回轉(zhuǎn)，在 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上每個(gè)工位通常都裝有工件。鼓輪式機(jī)床，這種機(jī)床的夾具和工件可繞水平軸線回轉(zhuǎn)。此種機(jī)床一般 為臥式單面或臥式雙面，而較少采用三面配置。此外也有輻射式的，它除了安裝 臥式動(dòng)力部件外，還在垂直于鼓輪回轉(zhuǎn)的平面上安裝動(dòng)力部件。中央立柱式機(jī)床，這種機(jī)床具有臺(tái)面直徑較大的環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。在工 作臺(tái)中央安裝立柱，立柱上安裝動(dòng)力部件，而在工作臺(tái)的周圍還安裝有臥式

8、動(dòng)力 部件，工件和夾具則安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，這種機(jī)床一般都是復(fù)合式的。3、轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床分為兩類：?jiǎn)屋S轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭式組合機(jī)床和多軸轉(zhuǎn)塔頭 式組合機(jī)床。前者轉(zhuǎn)塔頭的每個(gè)結(jié)合面可安裝一個(gè)剛性主軸。后者轉(zhuǎn)塔頭的每個(gè) 結(jié)合面可安裝一個(gè)多軸箱。這種機(jī)床一般配置型式有：轉(zhuǎn)塔式多軸箱只實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)，被加工零件安裝在滑臺(tái)上，由滑臺(tái)實(shí)現(xiàn) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；轉(zhuǎn)塔式多軸箱安裝在滑臺(tái)上，轉(zhuǎn)塔式多軸箱既實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)又實(shí)現(xiàn)進(jìn) 給運(yùn)動(dòng)。其中，轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床可能組成雙面式或三面式，同時(shí)對(duì)工件的兩、 三個(gè)平面進(jìn)行加工。三、組合機(jī)床的工藝圍組合機(jī)床可完成的工藝有銑平面、刮平面、車端面、鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、

9、鉸孔、攻絲、倒锪窩、鉆深孔、切槽等。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床 可完成的工藝圍也在不斷擴(kuò)大，除了上述工藝外，還可完成車外圓、車錐面、車 弧面、切削外螺紋、滾壓孔、拉削外圓柱面和平面、磨削、拋光、珩磨，甚至還 可以進(jìn)行沖壓、焊接、熱處理、裝配、自動(dòng)測(cè)量和檢查等。四、組合機(jī)床的發(fā)展方向近幾年組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器、縫紉機(jī)、自行車、 閥門、礦山機(jī)械、冶金、航空、紡織機(jī)械及軍工等部門已獲得廣泛的使用，一些 中小批量生產(chǎn)部門也開(kāi)始推廣使用。我國(guó)在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上將獲得較快的 發(fā)展，其發(fā)展方向?yàn)椋?、 提高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要標(biāo)準(zhǔn)是：品種規(guī)格齊 全，動(dòng)、靜態(tài)

10、性能參數(shù)先進(jìn)，工藝性好，精度高和精度保持性好。目前應(yīng)注意開(kāi)發(fā)適應(yīng)強(qiáng)力銑削的大功率動(dòng)力滑臺(tái)，高精度鏜削頭和高精度滑 臺(tái)，以及適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的快調(diào)、速換動(dòng)力部件和支承部件。機(jī)械驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前，機(jī)械驅(qū)動(dòng)的動(dòng) 力部件應(yīng)用了交流變頻調(diào)速電機(jī)和直流伺服電機(jī)等，使機(jī)械驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力部件增添 了新的競(jìng)爭(zhēng)能力。動(dòng)力部件采用鑲鋼導(dǎo)軌、滾珠絲杠、靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承、齒形皮帶等新結(jié) 構(gòu)，支承部件采用焊接結(jié)構(gòu)等。由于提高了部件的精度和動(dòng)、靜態(tài)性能，因而 使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。2、提高生產(chǎn)率目前組合機(jī)床及其自動(dòng)線的生產(chǎn)率不斷提高，循環(huán)時(shí)間一般是12分鐘，有的只用103

11、0秒。提高生產(chǎn)率的主要方法是改善機(jī)床布局， 增加同時(shí)加工的刀具，減少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性以及縮短 輔助時(shí)間等。為了減少自動(dòng)線的停車損失，提高自動(dòng)線的柔性，采用電子計(jì)算機(jī) 進(jìn)行自動(dòng)線的管理。3、擴(kuò)大工藝圍 現(xiàn)在組合機(jī)床及其自動(dòng)線一般已不是完成一個(gè)工件的某 幾道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。除過(guò)去完成平面銑削、鉆孔、 擴(kuò)孔、锪孔、攻絲、粗鏜孔外，現(xiàn)在已擴(kuò)大到能完成車削、磨削、拉削、精鏜以 及非切削加工（如檢查、自動(dòng)裝配、清洗、試驗(yàn)以及打印分類等）工序。4、 提高加工精度現(xiàn)在在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上又納入了很多精加工工 序，如進(jìn)行1級(jí)精鏜，保證孔加工位置度在0.02毫米。

12、為了使自動(dòng)線能穩(wěn)定地 保證加工精度，已廣泛采用自動(dòng)測(cè)量和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，保證調(diào)刀不停車。5、 提高自動(dòng)化程度目前組合機(jī)床及其自動(dòng)線發(fā)展十分迅速，越來(lái)越多 的組合機(jī)床用于組成自動(dòng)線，組合機(jī)床本身則是全自動(dòng)方向發(fā)展的。為此，重點(diǎn) 是解決工件夾壓自動(dòng)化和裝卸自動(dòng)化。6、 提高組合機(jī)床及其自動(dòng)線的可調(diào)性 為了提高中小批生產(chǎn)的一些箱體 件的生產(chǎn)率，近幾年來(lái)發(fā)展了可調(diào)的多工序多刀具的組合機(jī)床及其自動(dòng)線，它們 大多采用數(shù)字程序控制。除早期發(fā)展的多品種、成組加工的組合機(jī)床及其自動(dòng)線 外，還創(chuàng)造了自動(dòng)換刀和自動(dòng)更換多軸箱的組合機(jī)床，還有用于加工中小批生產(chǎn) 箱體零件的可自動(dòng)更換對(duì)多軸箱的組合機(jī)床。用一臺(tái)這樣的機(jī)

13、床就能完成一種工 件的全部工序加工，能起到一條流水線的作用。特別是數(shù)字程序控制的發(fā)展，為 發(fā)展這種機(jī)床創(chuàng)造了更有利的條件。7、創(chuàng)制超小型組合機(jī)床 為了適應(yīng)儀器儀表工業(yè)小箱體加工需要，創(chuàng)制 超小型組合機(jī)床是必需的。這種機(jī)床多由超小型氣動(dòng)液壓頭配置而成，體積小， 效率高，并能達(dá)到高的加工精度。8、發(fā)展專用組合機(jī)床及其自動(dòng)線 隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，過(guò)去一直 被認(rèn)為需按具體加工對(duì)象專門設(shè)計(jì)，而是可以作為通用品種進(jìn)行成批生產(chǎn)的，用 戶根據(jù)自己加工產(chǎn)品的需要，配上刀具及工藝裝備，即可組成加工一定對(duì)象的高 效機(jī)床。第一章、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)1-1 、組合機(jī)床工藝方案的制定組合機(jī)床用于鉆削變速箱上端面的8個(gè)孔

14、，并且要達(dá)到其加工精度。為了滿 足其加工精度的要求，我們首先要對(duì)加工的零件做工藝方案的分析，制定組合機(jī) 床工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的步驟之一。工藝方案制定的正確與否，將決 定機(jī)床能否達(dá)到“重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、質(zhì)量好”的要求。加工工序和加工精度被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的工序及加工精度，是制定機(jī)床工藝方案 的主要依據(jù)。本組合機(jī)床為鉆孔：8個(gè)孔孔的精度：10H6 (+0-021)+ 0.002被加工零件特點(diǎn)工件硬度：HB 170220材料：HT 150鑄件工件生產(chǎn)方式被加工零件的生產(chǎn)批量的大小，對(duì)機(jī)床工藝方案制定也有影響。變速箱的粗 加工、半精加工、精加工分別在不同的機(jī)床上進(jìn)行。這樣

15、，機(jī)床雖然多一些，但 由于生產(chǎn)批量很大，從提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定保證加工精度的角度來(lái)講仍然是合理的。1、工藝基面的分析采用“一面二孔”定位方法，選擇底面C為工藝基面。夾緊面為頂面非加工側(cè)的邊緣部分。2、加工工藝的分析加工精度：6級(jí)加工余量：擴(kuò)孔：2. 0毫米刀具選擇：標(biāo)準(zhǔn)鉆頭3、切削用量的選擇鉆孔加工直徑為：10切削用量的選取可采用查表法，從附錄一的切削用量表(1)可知：工件材料 為HT150，HB為170220，其切削速度為1624米/分，走刀量為0.20.4毫米/ 轉(zhuǎn)。對(duì)各主軸轉(zhuǎn)速的選取，當(dāng)取切削速度V為16.3米/分時(shí)，8根主軸的轉(zhuǎn)速均1000V=1000V=519.1 轉(zhuǎn) / 分。對(duì)走刀量的

16、選取，考慮到工件系灰鑄鐵件，材質(zhì)較差，可選用較低的數(shù)值， 即取f為0.20毫米/轉(zhuǎn)。對(duì)切削深度的選取，因在實(shí)體上鉆孔，故其數(shù)值均為加工孔徑的一半，即取 t 為 0.5D。1-2、組合機(jī)床切削用量的選擇組合機(jī)床的正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削 速度、工作進(jìn)給量和切削深度，有很大關(guān)系。切削用量選擇適當(dāng)，能 使組合機(jī)床以最少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率，最長(zhǎng)的刀具壽命和 最好的加工質(zhì)量，也就是多快多省地進(jìn)行生產(chǎn)。組合機(jī)床鉆孔時(shí)的切削用量的選擇與加工精度及刀具的材料有很 大關(guān)系。在確定切削用量時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題如下：盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能；復(fù)合刀具切削用量選擇，應(yīng)考慮刀具的

17、使用壽命；選擇切削用量時(shí)，應(yīng)注意零件生產(chǎn)批量的影響；切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計(jì)；選擇切削用量時(shí)，還必須考慮所選動(dòng)力滑臺(tái)的性能。1-3、組合機(jī)床配置型式的選擇我們?cè)谶x擇機(jī)床配置方案時(shí)，反對(duì)貪大求全，應(yīng)正確處理先進(jìn)性和可靠性的 關(guān)系，選擇符合多快好省的機(jī)床方案?，F(xiàn)有立式和臥式兩種方案，比較如下：主要比較指標(biāo)：加工精度：立式加工精度較臥式高；排除鐵屑的方便性：臥式較好；夾具形式的影響：考慮到加工工藝要求，應(yīng)選用立式；占地面積：立式較好。其余指標(biāo)，如：機(jī)床生產(chǎn)率，機(jī)床使用方便性和自動(dòng)化程度，機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù) 雜程度和通用化程度等，兩種方案之間相差不大。綜合考慮，應(yīng)選用立式單工位組合機(jī)床。1-4、組合機(jī)

18、床的總體方案設(shè)計(jì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，就是針對(duì)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?jiān)O(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意 圖，生產(chǎn)率計(jì)算卡片，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。1、被加工零件工序圖被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線 上完成的工藝容，加工部分的尺寸及精度，技術(shù)要求，加工定位基準(zhǔn)，夾壓部位， 以及被加工零件的材料，硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。它是組合機(jī)床 設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造使用時(shí)，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)包括下列容：被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及 尺寸。加工用定

19、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)。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?主要指定位基準(zhǔn))。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。2、加工示意圖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零件 在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、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)余等。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

20、、夾 具、多軸箱、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)。(1)刀具的選擇(如下圖) 標(biāo)準(zhǔn)鉆頭10mm工序間余量的確定鉆孔后留2.0mm的加工余量。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇(如下圖)采用固定式導(dǎo)向，在每一個(gè)主軸上布置一個(gè)，位置應(yīng)在靠近工件上端面， 距離為15mm。動(dòng)力箱工作循環(huán)及其行程的確定根據(jù)加工尺寸要求，確定工作進(jìn)給長(zhǎng)度為20mm，快速進(jìn)給可定為200mm?？紤]到加工多層壁上的孔，工作循環(huán)應(yīng)如下：快進(jìn)200*1 工進(jìn)303、組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)力部件的快 速及工進(jìn)

21、速度等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡，用以反映機(jī)床 的加工過(guò)程、完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。(1)單件工時(shí)的計(jì)算從加工示意圖看出，工件的加工一次進(jìn)給完成。主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n=519.1轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量f=0.2mm/r，進(jìn)給長(zhǎng)度L=20mm，所以工 進(jìn)時(shí)間T工為：T = =30 = 0.3分工 n - f 519.1 x 0.2輔助時(shí)間T蜻為：輔L=T JT移+丁裝+丁停式中式中T 動(dòng)力頭空程快進(jìn)及快退時(shí)間，其值為：空T 動(dòng)力頭空程快進(jìn)及快退時(shí)間，其值為：空T空二號(hào)/空其中，L1第一次快進(jìn)長(zhǎng)度，L1=200mm ；L2第二次快進(jìn)長(zhǎng)度，L2第二次快進(jìn)長(zhǎng)度，

22、L2=0mm ；L3快退長(zhǎng)度，L3=230mm;，V廣5米/分，故 空V如一一動(dòng)力頭空程速度空丁 200+230T、= 0.086分空 5x1000零件送進(jìn)及移出時(shí)間，其值為：T =0. 1 分；移零件的裝卸時(shí)間，其值為：T裝=1 分T停=0.05分綜上述，零件的單件工時(shí)T為：平T 單=0.3+0.086+0.1+1+0.05=1.536 分(2)機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算Q = | =禹=39件/時(shí)T單 1536編寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡(機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡見(jiàn)下頁(yè))被 加 工 零 件圖號(hào)毛坯種類鑄件名稱汽車變速箱上端面鉆孔毛坯重量材料HT150硬度170-220HRC工序名稱鉆8個(gè)孔工序號(hào)序 號(hào)工步名稱被 加

23、 工 零 件 數(shù) 量加工 直 徑 (mm )加工長(zhǎng)度(mm)工作 行 程 (mm)切削速度(m/min每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)進(jìn)給量(mm/)工時(shí)(min)機(jī) 動(dòng) 時(shí) 間輔 助 時(shí) 間共計(jì)1裝卸 工件1112I快 進(jìn)0.040 - 04I工 進(jìn)10203016.3519.10.20.30.3移動(dòng)10.10.1停留0 - 050 - 05快退2300 -0 -備注裝卸工件時(shí)間取于操作者的熟練程度，本機(jī)床計(jì)算時(shí)取 1min.總計(jì)1.536單件工時(shí)1.536機(jī)床生產(chǎn)率39件/時(shí)機(jī)床負(fù)荷率82%4、機(jī)床總體聯(lián)系尺寸圖的繪制聯(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)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī) 床各部件相對(duì)

24、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(kāi)展多軸箱、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。組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床既 能滿足預(yù)期目的性能要求，又能做到配置上勻稱合理、符合多快好省的精神，必 須對(duì)所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研究。這是通過(guò)繪制機(jī) 床聯(lián)系尺寸圖來(lái)達(dá)到的。（1）機(jī)床多軸頭電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算零件材料：HT150，HB170220刀具：標(biāo)準(zhǔn)鉆頭中10mm（8個(gè)）切削用量：n=519.1 轉(zhuǎn)/分，f=0.2mm/r11T = 10* D1.9

25、 * f 0.8 *HB0.6,HB = HB -（HB -HB ）= 241 -（241 -200） = 227.33 max 3 max min3T = 10*101.9 *0.20.8 *227.330.6 = 5685.198N.mmF = 26* D * f 0.8 * HB0.6 = 26*10*0.2 0.8 *227.330.6 = 1861.067NP = %740兀 D =5685.198*16- 9740*3.14*10 = 0.3030KW多軸箱動(dòng)力計(jì)算P=0.303*8=2.424 KWF=1861.067*8=14888.536 N電動(dòng)機(jī)功率N主n =n /n 主

26、切 按照主軸箱機(jī)械傳動(dòng)效率 n=0.80.9,當(dāng)主軸數(shù)少于15時(shí)取大值，即取n =0.9N 主=N/n=2.424/0.9=2.693 KW（2）機(jī)床有關(guān)部件及尺寸的確定動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是機(jī)床最主要的 通用部件。組合機(jī)床動(dòng)力部件有多種結(jié)構(gòu)型式和不同的傳動(dòng)方式。該組合機(jī) 床的主無(wú)能運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）采用機(jī)械傳動(dòng)，由動(dòng)力箱上的電動(dòng)機(jī)通 過(guò)齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)，即液壓動(dòng)力。據(jù)電機(jī)功率N主為2.693 千瓦，可選用封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)（YIP44）型號(hào)：Y132S-6 ，額定功率3 KW額定轉(zhuǎn)速：960r/min動(dòng)力箱選用1TD40皿（見(jiàn)圖1），驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n

27、0=480r/min.液壓動(dòng)力滑臺(tái)選用1HY40 I A，其主要技術(shù)參數(shù)：臺(tái)面寬度:400mm，臺(tái)面長(zhǎng)度：800mm ，行程：400mm，最大進(jìn)給力：20000N工進(jìn)速度：12.5500mm/min快速移動(dòng)速度：8m/min輸出軸圖 1 、 1TD40 皿多軸箱最大輪廓尺寸，根據(jù)動(dòng)力箱和工序圖，初選500 X 500，立 式主軸箱。導(dǎo)軌由主軸箱或其它油源輸出的壓力油，經(jīng)分油器分別輸送至導(dǎo) 軌各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑?；_(tái)的工作循環(huán)采用電氣、液壓聯(lián)合控制，以克服純電氣控制可 靠性差與快進(jìn)向工進(jìn)轉(zhuǎn)換時(shí)位置精度低的缺點(diǎn)。第二章、多軸箱部件設(shè)計(jì)1、多軸箱設(shè)計(jì)多數(shù)的多軸箱都屬于標(biāo)準(zhǔn)多軸箱，多軸箱是組合機(jī)床的重

28、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(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，其動(dòng)力來(lái)自通用 的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于液壓滑臺(tái)，可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔 等加工工序。多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)組成。2-2、主軸設(shè)計(jì)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，該機(jī)床是進(jìn)行鉆削加 工的主軸，軸向切削力較大，最好用推力球軸承承受軸向力，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。鉆8個(gè)10的孔，根據(jù)主軸直徑和加工孔的關(guān)系，查經(jīng)驗(yàn)手冊(cè)，

29、 取工作主軸直徑d=25mm，主軸隔套外徑=30mm2-3、齒輪布置1、傳動(dòng)比分配：主軸箱的傳動(dòng)比最佳為11 .5，在主軸箱后蓋的齒輪傳動(dòng)比，根據(jù) 需要，其傳動(dòng)比可以取大些，但一般不超過(guò)33.5 ；齒輪模數(shù)，一般 取2，2.5,3或3.5，齒數(shù)一般在1770，齒寬b取32mm或24mm ；在 傳動(dòng)系統(tǒng)中，最后一級(jí)采用升速傳動(dòng)，為了使主軸上的齒輪不過(guò)大。2、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1 )驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)軸I : m=3，A=92mm，z驅(qū)取21，u=21/40Z =40 ， d驅(qū)=63mm ， d =120mm驅(qū)=480r/min ， n廣252r/min(2)傳動(dòng)軸 I 主軸 3 : m=3，A=115.17

30、92mm，u=520/252取 Z3 =26，Z,二51，d3=153mmd =78mm ， n =252r/min ， n =520r/min 3I3主軸4,5,6均與主軸3相同，由傳動(dòng)軸I帶動(dòng)主軸 1 傳動(dòng)軸 H : m=3，A=96.75mm ，Z1 =21，u=43/21Z廣43 ， d1=63mm ， d廣129mm n1 =520r/min ， n=254r/min主軸2與主軸1一樣 傳動(dòng)軸皿和主軸7與8之間的傳動(dòng)與其一樣傳動(dòng)軸 H傳動(dòng)軸 I : m=3，A=125mm ，u=40/43Z =40，Z =43，d =120mm ，d =129mmIIIIIIn=252r/min ，

31、 n=234r/min驅(qū)動(dòng)軸手柄軸：m=3，A=92mm ，u=21/40手柄=120mm ，d驅(qū)=63mm =21 =21 ， Z手柄=40=480r/minnn 手柄=252r/min(6)傳動(dòng)軸W油泵軸：m=2，A=70mm ，u=2.06(6)傳動(dòng)軸W油泵軸：m=2，A=70mm ，u=2.06Z油泵=24 ， ZIV=46 ，d油泵=48mmdIV=92mmn油泵=480r/minnn =232r/min(7)手柄軸傳動(dòng)軸W : m=2，(7)手柄軸傳動(dòng)軸W : m=2，A=70mmu=0.92Z =46Z手柄=42，d手柄=84mm ， dIv =92mmnn手柄=252r/min

32、 ， n =232r/min軸9是驅(qū)動(dòng)軸，軸10是傳動(dòng)軸I，軸11是傳動(dòng)軸II，軸12是傳動(dòng)軸III1-2-3、傳動(dòng)軸直徑計(jì)算：經(jīng)過(guò)公式簡(jiǎn)單計(jì)算可得各傳動(dòng)軸直徑均取30mm4、多軸箱坐標(biāo)計(jì)算：該多軸箱安裝在動(dòng)力箱上，坐標(biāo)原點(diǎn)靠近主軸箱左側(cè)（對(duì)著多軸 箱正面看）的定位銷孔上，其尺寸是距多軸箱側(cè)邊E=25mm，距多軸箱 低邊H=30mm。下面分別計(jì)算并驗(yàn)算各主軸及傳動(dòng)軸的坐標(biāo)：軸1：x1=64.5y1=132軸2：x2=64.58y2=312軸3：x3=171.5y3=120軸4：x4=171.5y4=324軸5：x5=278.5y5=120軸6：x6=278.5y&=324軸7：x7=385.5

33、y7=132軸8：x8=385.5y8=312軸9：君=225七二222軸10：七 = 100y*22軸14：尤 14=112.5y14=49.45軸13：x*25上=38軸11:x = 350% = 222軸12：x12=166yu335、主軸箱坐標(biāo)驗(yàn)算主軸及傳動(dòng)軸的坐標(biāo)驗(yàn)算是按齒輪布置圖的齒輪嚙合關(guān)系驗(yàn)算中 心距。按表一列出坐標(biāo)驗(yàn)算表，表中A實(shí)是按坐標(biāo)算出的中心距，A 是按傳動(dòng)齒輪節(jié)徑算出的中心距， A是兩者之差值。驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)為：中心距允許差3 W 0.0010.009mm,當(dāng)IAl不滿 足中心距允差圍時(shí)，該嚙合齒輪應(yīng)做成變位齒輪。坐標(biāo)驗(yàn)算3Ro / = 2*(21 + 40) = 91.5

34、,R = 923.7R 3 = 2*(26 + 51) = 115.5,R = J(225 -171.5)2 + (222 -120)2 = 113.83R = 2*(40 + 43)124.5,R = 125R, v = 124.5, R = 125由此可知，兩軸相嚙合的齒輪須做成變位齒輪。2-4、主軸箱的潤(rùn)滑，手柄軸的設(shè)置1、潤(rùn)滑大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱采用葉片潤(rùn)滑油泵進(jìn)行潤(rùn)滑，油泵打出的油經(jīng)分 油器分向各潤(rùn)滑部分；軸承采用油潤(rùn)滑；齒輪用油潤(rùn)滑，由分油器分 出的油管潤(rùn)滑。2、手柄軸的設(shè)置組合機(jī)床主軸箱上一般都有較多的刀具，為了便于更換和調(diào)整 刀具，或是裝配和維修時(shí)檢查主軸精度，一般每個(gè)主軸箱上都要設(shè)

35、置 一個(gè)手柄軸，以便于手動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸。選擇軸13為手柄軸。3、油泵軸的確定葉片泵用來(lái)潤(rùn)滑時(shí)，轉(zhuǎn)速n布應(yīng)在400800轉(zhuǎn)/分圍之，而軸13 泵的轉(zhuǎn)速n13=252轉(zhuǎn)/分，故根據(jù)需要再加一級(jí)傳動(dòng)。第三章、主軸箱零件校核3-1、軸的校核選主軸3來(lái)校核1、軸的材料：45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。其機(jī)械特性查得：d b=640Mpa, d s=355Mpa, d-1=275Mpa,r-1=155Mpa, 05=Q.2, ，=0.1,C=1102、軸的功率P、轉(zhuǎn)速n、軸徑d、分度圓直徑d2、齒輪寬BP=0.303 KW由前述可得：n=520r/mind=25mmd2=78mmB=1.2d=30mma= 20，定 10

36、 oo求齒輪上作用力的大小、方向齒輪上作用力的大?。恨D(zhuǎn)矩T = 9.55*103P /n2 = 9.55*103 *0.303/ 520 = 5.5647N.m圓周力尸2 = T /d = 5564.7*2 /78 = 142.6846N徑向力尸=F tan a /cos P = 142.6846*tan 20。/cos10。= 52.7341N軸向力F = F2 tan p = 142.6846*tan10。= 25.1591N求軸承的支反力水平面上支反力FA = frb= F2 2 /2=142.6846/2=71.3423N垂直面上支反力F,=(-F2 % + F2 67)/134=(-

37、25.1591*78/2+52.7341*67)/134=19.0446NFrb=( F2 % + F2 67)/134=(25.1591*78/2+52.7341*67)/134=33.6895N(3)畫彎矩圖剖面C處的彎矩：水平面上的彎矩 Mc=67F *10-3 =4.7799N.mRA垂直面上的彎矩 M L=67 FRA*10-3 =1.2760 N.mM ,2 =(67FRA + F2 * )* 10-3二(1275.9882+981.2049)* 10-3 =2.2572 N.m合成彎矩M 1 =伽2 + M J =4.9473 N.mM 2 = Jm 2 + M，2 2 =5.2

38、861 N.m畫轉(zhuǎn)矩圖孔=5.5647 N.m畫當(dāng)量彎矩圖因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，a=” /” 已知b = 650MPa,o = 59MPa,o = 98MPa ,則-1 b 0 bB-1 b0 ba =59/98=0.602剖面C處的當(dāng)量彎矩M, 1 = Jm+ (a / =5.9748 N.mM 2 = J M ; + (a 孔)2 =602582 N.m(6)判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度已知 M = M 2 =6.2582 N.m, 。廣59 MPa。- -e = e =4.0052MPa b = 59MPa-1 be W0.1-1 ba）受力簡(jiǎn)圖b）水平面的受力和彎矩圖word版本.d

39、）合成彎矩圖e）轉(zhuǎn)矩圖f）當(dāng)量彎矩圖2、齒輪的校核選傳動(dòng)軸I與主軸3齒輪進(jìn)行校核：m = 3, Z 3 = 26,Z, = 51, n = 520r /min, i = 130/63 = 2.06材料、熱處理、許用應(yīng)力兩齒輪材料均選用40Cr,火焰表面淬火，48 55HRC。查得：b =b= 1170MPa F y i =b Fy 2 = 350MPa預(yù)期齒輪壽命5年，每天工作12小時(shí)，工作載荷為輕微沖擊，則N = 60ant = 60*1*520*(5*300*12) = 5.616*108N2 = NJ i = 2.7216*108查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖，得：Z = 0.96, Z= 1.03Y

40、n 1 = 0.92, 2 = 0.982、驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度載荷系數(shù)，取K=1.5查得：z = 2.5, Z色=0.88, Ze = 189.8、MPa接觸應(yīng)力為：2 KT u +1 TOC o 1-5 h z bd 2u2x 1.5 x5.5647 x103 3.06=172.079MPa24 x 782=189.8 x =172.079MPa24 x 7822.06b =b h 臨 1 Zn 1 = 1170 x 爵6 = 898.56MPa h 1S1.25H minb =b h 響 Zn 2 = 1170 x L。3 = 964.08MPah 2S1.25H min3、驗(yàn)算齒根彎曲

41、疲勞強(qiáng)度取 K=1.5杳表：七1= a68七2 = 2.46Y 1 = 1.56 Y 2 = 1.68許用彎曲應(yīng)力：& = Flim4 F SF min彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取。f min =1.25則：.=350 X 0.92 = 257.6MPa f 11.25 350 x 0.98ip J = 125 =274.4MPa_ 2000KT Y Y _ 2000 x 1.5x5.5647 x 2.68x1.56f 1 =bm2Z=24 x 32 x 26i=12.428MPap = YFa2七2 9 = 246 X 1.68 x 12.428 = 12.285MPaF 2 H F1 2

42、.68 X 1.56由上述計(jì)算可知，均滿足要求。3、軸承的選擇與校核1、選軸承、確定額定動(dòng)負(fù)荷軸3，直徑中25mm，軸承選用圓錐滾子軸承：d = 25, D = 62, T = 18.25, B = 17, 左端軸承：335型，C = 15, C = 44.8KN, C = 30KNd = 25, D = 52, T = 16.25, B = 15, 右端軸承：30205型，而軸于土 C = 13, C = 32.2 KN, C = 23KN2、求軸承受的徑向力（見(jiàn)圖4）R左冬圖（4）3、求軸承受的軸向力Fa查表知圓錐滾子軸承產(chǎn)生的軸向力S =烏 查手冊(cè)：30305型,e = 0.3, Y = 230205型,e = 0.37, Y = 1.7R右=19N, R左=34N, f廣2