畢業(yè)設(shè)計-變速箱殼體8-M8螺紋底孔組合鉆床的總體設(shè)-計及主軸箱設(shè)計

PAGEPAGEI密級：科學(xué)士學(xué)位論文THESISOFBACHELOR（2008—2012年）題目：變速箱殼體8-M8螺紋底孔組合鉆床的總體設(shè)計及主軸箱設(shè)計學(xué)科部：理工學(xué)科部專業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：起訖日期：目錄摘要 IHYPERLINKdesign,"threefigures"includes:processingcomponentstoprocessdiagram,processingschemes,machinetoolcontactsizelayout.Thedesignofthespindleboxisthekeytotheschemedeterminationoftransmissionsystem,andthenbasedonthetransmissionsystemreasonablearrangetheaxisoftherowinthegearnumber,reasonablearrangementhandleaxis,pump.Aftercoordinatecalculation,drawspindleboxlayoutanduseUGassemblyspindlebox,perfectcomplementprocessingschemes,thenaccordingtothedesignofcontenttowritethedesignspecification.Thenthedesignofcombinationdrillingmachine.Keywords:gearboxshell,combinationdrillingmachine,spindlebox,threefigure前言組合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。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，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動化生產(chǎn)線。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)運動和刀具與零件的相對進給運動，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。對于可以用組合機床加工的零件，我們用組合機床加工時要分析零件，以確定在組合機床上合理進行加工的方法，確定工序間的余量，選擇合理的切削用量，相應(yīng)刀具結(jié)構(gòu)，確定機床配置形式等等，這些是組合機床設(shè)計的主要內(nèi)容。這次設(shè)計的課題是變速箱殼體8-M8螺紋底孔組合鉆床的總體設(shè)計及主軸箱設(shè)計，這臺組合鉆床是臥式單面8軸組合鉆床。對于這臺組合鉆床的設(shè)計我們包括總體設(shè)計和主軸箱的設(shè)計。組合鉆床的總體設(shè)計主要是“三圖”的設(shè)計，“三圖”。主軸箱的設(shè)計的關(guān)鍵是傳動系統(tǒng)方案的確定，接著用UG造型和裝配并進行仿真。在設(shè)計過程中我們要用到以前學(xué)過的知識，如：機床、刀具、工藝、計算機輔助設(shè)計及辦公軟件的應(yīng)用等方面的知識。設(shè)計還需進行實習(xí)，做到實踐與理論相結(jié)合。第一章緒論1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢組合機床出現(xiàn)在世界上只有50多年的歷史。我國組合機床事業(yè)是從無到有，逐漸發(fā)展起來的。從1956年開始自行設(shè)計、制造了組合機床并得到很大發(fā)展。如北京、上海、遼寧、山東、江蘇等發(fā)展很快，西北、西南地區(qū)也又新的發(fā)展。國家又重點安排了一批工廠，如大連機床廠、常州機床廠、大河機床廠、長沙機床廠、上海第十機床廠等20多個工廠生產(chǎn)組合機床通用部件，為全國各地機械加工部門用組合機床自己武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。許多工廠在大搞技術(shù)改造、設(shè)備更新、質(zhì)量翻新的熱潮中，制造了大量的組合機床及其自動線，成倍地提高了勞動生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了成本。目前，我國大多數(shù)省、市、自治區(qū)都能設(shè)計并制造組合機床及其自動線，產(chǎn)量、質(zhì)量和技術(shù)水平都在不斷提高。我國組合機床及其自動線已占有一定數(shù)量，特別是在汽車制造行業(yè)已有了大量的組合機床及其自動線，生產(chǎn)能力也在不斷提高。用我國自行設(shè)計與制造的組合機床及其自動線武裝起來的第二汽車制造廠，經(jīng)投產(chǎn)后證明具有規(guī)模、效率高，具有較高的自動化程度特點物理從工藝方案和布局，還是從加工精度和質(zhì)量方面看，這些組合機床及組合機床自動線都已達到國際先進水平。近幾年來，組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器、儀表、縫紉機、自行車、閥門、礦山機械、冶金、航空、紡織機械及軍工等部門已獲得廣泛的應(yīng)用，甚至一些中小批量生產(chǎn)部門也開始推廣使用。由于組合機床具有的一系列優(yōu)點，因此在我國機械加工工業(yè)中廣泛推廣使用組合機床已成為多、快、好、省地發(fā)展我國機械加工工業(yè)的一條重要途徑。組合機床雖然有很多優(yōu)點，但也有缺點其缺點如下：1、組合機床的可變性比通用機床低，重新改裝還是有10%～20%的零件不能重復(fù)利用，而且改裝時勞動量比較大。2、組合機床的通用部件不是為某一種機床設(shè)計的，而是具有較廣的適應(yīng)性。這樣，就使組合機床的結(jié)構(gòu)比專用機床復(fù)雜。因此繼續(xù)發(fā)展和提高組合機床及自動線技術(shù)水平，是當(dāng)前機械加工工業(yè)的一項重要任務(wù)。綜觀世界四大機床展覽會的概況，我們可以從中看到未來機床的發(fā)展動向有以下特點：1、從開發(fā)FA、CIM等制造系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到積極深入開發(fā)單機與環(huán)節(jié)技術(shù)，提高其先進性、可靠性、實用性和性能價格比，力求價廉，切實用于生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效果。這是當(dāng)前世界機床技術(shù)發(fā)展的主流。2、進一步提高和開發(fā)高精度、高效率、高自動化及多樣性、成套性、綜合性的單機與環(huán)節(jié)。這是目前世界機床技術(shù)發(fā)展的根本趨勢。3、進一步發(fā)展不同程度的低、中、高檔機電一體化的各類單機與環(huán)節(jié)產(chǎn)品，這對于不同生產(chǎn)規(guī)模，大中小不同技術(shù)水平的工廠，從提高加工精度、效率、自動化、全面提高制造技術(shù)水平來說，都是有利的長遠發(fā)展趨勢。1.2機床設(shè)計的目的、內(nèi)容1.2.1設(shè)計的目的組合鉆床設(shè)計畢業(yè)設(shè)計，其目的在于通過對零件的分析，使我們確定設(shè)計組合鉆床的方案。在進行一些計算、機械制圖、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，讓我們樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。1.2.2設(shè)計內(nèi)容1、分析工件，通過對工件的分析確定工藝方案。2、總體設(shè)計，總體設(shè)計的內(nèi)容包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，機床聯(lián)系尺寸總圖。3、主軸箱設(shè)計，其內(nèi)容：(1)運動設(shè)計根據(jù)給定的被加工零件，確定機床的切削用量，通過分析比較擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，確定傳動副的傳動比及齒輪的齒數(shù)，并計算主軸的實際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)的相對誤差。(2)動力設(shè)計根據(jù)給定的工件，初算傳動軸的直徑、齒輪的模數(shù)；確定動力箱；計算多軸箱尺寸及設(shè)計傳動路線。完成裝配草圖后，要驗算傳動軸的直徑，齒輪模數(shù)否在允許范圍內(nèi)。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計進行主運動傳動軸系、變速機構(gòu)、主軸主件、箱體、潤滑與密封等的布置和機構(gòu)設(shè)計。通過確定的結(jié)構(gòu)繪制主軸箱總圖4、用UG軟件對主軸箱造型裝配并仿真。5、編寫設(shè)計說明書1.3機床的設(shè)計步驟1.3.1研究調(diào)查1、認真閱讀被加工零件圖樣，通過對零件的分析對加工設(shè)備、刀具、切削用量、定位基準(zhǔn)、夾緊部位和加工質(zhì)量及精度檢驗方法及裝卸方法等作全面的調(diào)查研究。2、深入到組合機床使用單位，全面調(diào)查組合機床的各種技術(shù)能力和生產(chǎn)情況。1.3.2總體方案設(shè)計總體方案設(shè)計的具體工作是編制“三圖”，即繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖。1.3.3技術(shù)設(shè)計是根據(jù)總體設(shè)計已經(jīng)確定的“三圖”來設(shè)計機床各專用部件正式總圖，如多軸箱裝配總圖。設(shè)計過程中，應(yīng)按設(shè)計程序作必要的計算和驗算等工作，并對第前面初定的數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等作相應(yīng)的調(diào)整或修改。第二章組合鉆床總體設(shè)計組合鉆床總體設(shè)計是針對具體加工零件，擬定工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的設(shè)計。2.1工藝方案的擬定2.1.1對加工零件的分析零件加工工藝將決定組合機床的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等。所以，在制定工藝方案時，必須對被加工零件進行分析，制定出合理的工藝方案。根據(jù)被加工被零件（變速箱殼體）的零件圖（圖2-1），加工八個螺紋底孔的工藝過程。1、加工孔的主要技術(shù)要求：加工8個M8螺紋底孔的孔?？椎募夹g(shù)要求是對F、G基準(zhǔn)的位置度為0.3mm遵循最大實體要求。工件材料為HT200，其抗拉強度為450MPa,硬度為HB163-229。2、工藝分析：加工該孔時，孔的位置度為0.3mm，根據(jù)組合鉆床用的工藝方法及能達到的經(jīng)濟精度，可采用一次性加工螺紋底孔，孔徑為6.8。3、定位基準(zhǔn)及夾緊點的選擇：加工此變速箱殼體的孔，根據(jù)對零件上加工孔的分析，我們以（圖2-1）為準(zhǔn)，把圖逆時針旋轉(zhuǎn)90度，以寬為176mm的面為定位基準(zhǔn)面，采用一面兩銷定位，以面消除3個自由度，圓柱銷消除2個自由度，菱形銷消除1個自由度，從而達到完全定位。再從定位面的對面夾緊。零件圖（圖2-1）2.1.2確定組合鉆床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案通過對變速箱殼體的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度和技術(shù)要求、定位、夾緊方式、工藝方法等方面的考慮，最終決定設(shè)計一臺臥式單面的組合鉆床來完成這道工序的加工。2.2切削用量的確定2.2.1組合機床切削用量選擇的特點、方法及注意問題1、組合機床切削用量選擇的特點(1)組合機床常采用多刀多刃同時切削，為盡量減少換刀時間和刀具的消耗，保證機床的生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效果，選用的切削用量應(yīng)比通用機床單刀加工時低30%左右。(2)組合機床通常用動力滑臺帶動刀具進給。因此，同一滑臺帶動的多軸箱上所有具（除絲錐外）的每分鐘進給量相同，即等于滑臺的工進速度。2、組合機床切削用量選擇方法及應(yīng)注意的問題(1)應(yīng)盡量做到合理使用所有刀具，充分發(fā)揮其實用性能。(2)復(fù)合刀具切削用量選擇應(yīng)考慮刀具的使用壽命。(3)選擇切削用量時要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。(4)確定切削用量時，還須考慮所選動力滑臺的性能。如采用液壓滑臺時，選擇每分鐘進給量fM應(yīng)比該滑臺最小工進速度大50%，否則會受溫度和其他原因?qū)е逻M給不穩(wěn)定。2.2.2確定切削力、切削扭矩、切削功率按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則可得鉆頭直徑D=6.8mm,由于被加工零件為灰鑄鐵且硬度為HB163～229則《由組合機床簡明設(shè)計手冊》表6-11查的進給量f=0.15mm/r、切削速度v=15m/min。根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查《由組合機床簡明設(shè)計手冊》表6-11、6-20得公式與計算如下，八根軸都一樣，則只計算一根軸即可：布氏硬度：切削力：切削扭矩：切削功率：式中：HB——布氏硬度F——切削力（N）D——鉆頭直徑（mm）f——每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）T——切削扭矩(N·mm)v——切削速度（m/min）P——切削功率(kW)2.3組合鉆床總共體設(shè)計——“三圖”繪制組合鉆床“三圖”，就是針對具體零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進行組合鉆床總體方案圖樣文件的設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸圖。2.3.1被加工零件工序圖1、被加工零件工序圖的作用與內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計的組合機床（或自動線）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)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。被加工零件工序圖是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括：(1)被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設(shè)計有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。(2)本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。本道工序加工采用一面兩銷定位，圖2-1中，以寬為176mm的面為定位基準(zhǔn)面在用一個圓柱銷和菱形銷進行定位，再從定位面的對面用壓盤進行壓緊。(3)本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。(4)注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。2、繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項(1)繪制工序圖時應(yīng)按一定比例繪制，繪制足夠的視圖以及剖面，使圖表達的更清晰。(2)本道工序要加工的部位用粗實線來畫如圖2-2中8×需加粗，凡是不加工的部位用細實線畫，定位和夾緊部位應(yīng)特殊表達出來，尺寸的公差要標(biāo)注成對稱公差，有特殊要求的地方要標(biāo)明。工序圖（圖2-2）2.3.2加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。他是設(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、繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。加工示意圖應(yīng)表達和標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容有：機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程；工件、刀具及向?qū)Ъ岸噍S箱之間的相對位置及聯(lián)系尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸；接桿、導(dǎo)向裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導(dǎo)向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等。2、繪制加工示意圖的注意事項(1)繪圖按比例用細實線畫出工件外形，加工部位、加工表面畫粗實線。(2)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。(3)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。(4)主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起，刀具畫加工終了位置。(5)標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，但須加注規(guī)格代號；對一些專用結(jié)構(gòu)，須用剖視圖表示其結(jié)構(gòu)，并標(biāo)注尺寸、配合及精度。(6)當(dāng)軸數(shù)較多時，加工示意圖必須用細實線畫出工件加工部位分布情況圖，并在孔旁標(biāo)明相應(yīng)號碼。3、選擇刀具、導(dǎo)向及有關(guān)計算(1)刀具的選擇：根據(jù)選擇刀具應(yīng)考慮工件的材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求以及加工孔的直徑為6.8mm；且其長度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端離導(dǎo)向套外端面30～50mm。則我選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具，由GB1439-78選直徑為6.8mm的錐柄長麻花鉆莫氏錐號為1，螺旋槽長度為102mm，麻花鉆總長為183mm。(2)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇：由于加工孔直徑為6.8mm，且刀具的旋轉(zhuǎn)線速度為15m/min小于20m/min，由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表8-4選擇固定式導(dǎo)向的長型導(dǎo)套；由表8-5得鉆鑄鐵時導(dǎo)套至工件端面的距離約為孔的直徑，則取為7mm。導(dǎo)套圖如下：導(dǎo)套（圖2-3）(3)確定主軸的類型、尺寸、外伸長度：查《組合機床設(shè)計簡明手冊》表3-4得，由前面計算得，則：所以取則由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表3-6得，其中，為主軸外徑，為內(nèi)徑，為主軸外伸尺寸，接桿莫氏圓錐號為1。主軸如下：主軸（圖2-4）(4)選擇接桿：根據(jù)主軸內(nèi)徑，由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表8-1得，接桿的型號為GB3668.10——83，其中選B型——長接桿中的Tr16×1.5，莫氏錐度為1的接桿。接桿連接主軸和刀具如下：接桿連接（圖2-5）(5)標(biāo)注聯(lián)系尺寸：首先從同一多軸箱上所有刀具中找出影響聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，使其接桿最短，以獲得加工終了時多軸箱前端面之間所需的最小距離，并據(jù)此確定全部的刀具、接桿、導(dǎo)向套及工件之間的聯(lián)系尺寸。主軸端部須標(biāo)注外徑和孔徑、外伸長度；刀具結(jié)構(gòu)尺寸須標(biāo)注直徑和長度；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)標(biāo)注直徑、長度、配合；工件至夾具之間的尺寸須標(biāo)注工件離導(dǎo)套端面的距離；還須標(biāo)注工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。(6)標(biāo)注切削用量：個主軸的切削用量應(yīng)標(biāo)注在相應(yīng)主軸后端。其內(nèi)容包括：主軸轉(zhuǎn)速、相應(yīng)刀具的切削速度、每轉(zhuǎn)進給量和每分鐘進給量。同一多軸箱上各主軸的每分鐘進給量是相等的，等于動力滑臺的工進速度。主軸轉(zhuǎn)速：取n=520r/min，則主軸每分鐘進給量：(7)工作進給長度的確定（鉆盲孔）：式中——切入長度，～取——加工部位長度，所以：(8)快速引進長度的確定：使具開始加工時就在導(dǎo)套中，則定為30mm。(9)快速退回長度的確定：其長度為快進和工進之和，則為62mm。(10)確定總行程為250mm，其中前備量大約為30～52mm，選前備量為30mm，則后備量為162mm。(11)主軸箱端面離工件端面的距離：式中——主軸箱端面離工件端面的距離，單位mm——加工部位長度，——刀尖到接桿的距離，——接桿的伸出長度，——主軸的外伸長度，所以加工示意圖（圖2-6）2.3.3機床聯(lián)系尺寸總圖1、機床聯(lián)系尺寸總圖的作用與內(nèi)容機床聯(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。是用來表示機床的配置型式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供重要依據(jù)；它可以看成是機床總體外觀簡圖。由其輪廓尺寸、占地面積操作方式等可以檢驗是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場適用環(huán)境。機床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容；(1)表明機床的配置型式和總布局。以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般至少兩個視圖，主要視圖應(yīng)選擇機床實際加工狀態(tài)），用同一比例畫出各主要部件的外廓形狀和相關(guān)位置。表明機床基本型式（臥式、立式或復(fù)合式、單面或多面加工、單工位或多工位）及操作者位置等。(2)完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。(3)標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機床分組編號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機床全部通用及專用零部件，不得遺漏。(4)表明機床驗收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。2、繪制機床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的主要內(nèi)容(1)選擇動力部件總切削力：多軸箱功率：式中——消耗于各主軸的切削功率的總和，單位kW——多軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取0.8～0.9，加工有色金屬時取0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值。則在這我選擇液壓滑臺，根據(jù)總切削力由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-1、5-2得液壓滑臺與其附屬部件、支承部件配套如表2-1，各部件的尺寸由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-3可得。表2-1支承部件配套滑臺型號型式行程（mm）二級進給及壓力繼電器裝置導(dǎo)軌防護裝置分級進給裝置滑臺側(cè)底座1HY25ⅠA2501HY25-F511HY25-F811HY25-F911CC252我選擇的動力箱為1TD系列，根據(jù)多軸箱上的功率，由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-38選得的動力箱的性能如表2-2，尺寸由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-40可得。表2-2動力箱性能表型號型式電動機型號電動機功率（kW）(mm)電動機轉(zhuǎn)速（r/min）驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速（r/min）1TD25ⅠAY100L-61.5325940520(2)確定機床的裝料高度H：實際設(shè)計裝料高度常在850～1060mm之間，新頒國家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，則取裝料高度H=1060mm。(3)確定夾具輪廓尺寸：根據(jù)工件的定位、限位、夾緊機構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等考慮，確定的夾具的長、寬、高分別為400mm、353mm和710mm，夾具底座高度為340mm。(4)確定中間底座尺寸：根據(jù)夾具的安裝要求，由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表2-5得，中間底座的長為800mm，寬為560mm，有裝料高度和夾具底座的高度來確定中間底座的高度為720mm。(5)確定多軸箱輪廓尺寸：若取，則可以求出多軸箱的輪廓尺寸；多軸箱高度：多軸箱寬度：式中——工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm；——最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位為mm，≥70～100mm；——工件在高度方向相距最遠的兩孔距離，單位為mm；——最低主軸高度，單位為mm，≥85～140mm；——工件最低孔的位置，單位為mm；——滑臺側(cè)底座高度，單位為mm；——墊鐵高度，單位為mm；——滑臺總高度，單位為mm由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表7-2可選多軸箱mm，由于是臥式多軸箱，則長mm。3、繪制機床聯(lián)系尺寸總圖的注意事項機床聯(lián)系尺寸總圖應(yīng)按機床加工終了狀態(tài)繪制。圖中應(yīng)畫出機床各部件在長、寬、高方向的相對位置聯(lián)系尺寸及動力部件退至起始位置尺寸（動力部件起始位置畫虛線）；畫出動力部件的總行程和工作循環(huán)圖；應(yīng)注明通用部件的型號、規(guī)格和電動機型號、功率及轉(zhuǎn)速；對機床各組成部分標(biāo)注分組編號。對機床單獨安裝的液壓站和電氣控制柜及控制臺等設(shè)備也應(yīng)確定安裝位置。繪制機床聯(lián)系尺寸總圖時，各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制，并長、寬、高三個坐標(biāo)方向的尺寸鏈均要封閉。例如工件安裝后其最低孔軸心線與地面的距離必須與多軸箱相應(yīng)的最低主軸軸心線與底面的距離相等，即滿足下列等式：同樣，機床加工方向從工件中心到夾具、多軸箱、滑臺、再由滑臺返回到滑座前端、側(cè)底座、中間底座、工件中心的尺寸鏈也應(yīng)封閉。4、機床分組為便于設(shè)計和組織生產(chǎn)，組合機床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。組號劃分規(guī)定如(1)第10-19組——支承部件。一般由通用的側(cè)底座、立柱及其底座和專用中間底座等組成。(2)第20-29組——夾具及輸送設(shè)備。夾具是組合機床的專用部件，常編為20組，包含工件定位夾緊及固定導(dǎo)向部分。對一些獨立性較強的活動鉆模板、攻螺紋模板、自動夾壓機構(gòu)、自動上下料裝置等常單獨編組。移動工作臺、回轉(zhuǎn)臺等輸出設(shè)備，如果屬通用部件，則可納入夾具組，明細表中列出通用部件型號即可，如果專用則單獨成組編號。(3)第30-39組——電氣設(shè)備。電氣設(shè)計常編為30組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設(shè)計，專用操縱臺、控制柜等則編組號。(4)第40-49組——傳動裝置。包括機床中所有動力部件如動力滑臺、動力箱等通用部件，編號40組，其余須修改部分內(nèi)容或?qū)Ｓ玫膫鲃釉O(shè)備則單獨編組。(5)第50-59組——液壓和氣動裝置。(6)第60-69組——刀具、工具、量具和輔助工具等。(7)第70-79組——多軸箱及其附屬部件。(8)第80-89組——冷卻、排屑及潤滑裝置。(9)第90-99組——電氣、液壓、氣動等各種控制擋鐵。機床聯(lián)系尺寸圖（圖2-7）第三章組合鉆床多軸箱設(shè)計3.1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)是根據(jù)“三圖”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，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及與動力箱驅(qū)動的相對位置寸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。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸和被加工零件在機床上是面對面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反；其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標(biāo)值。3、根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時針轉(zhuǎn)向（面對主軸看）可不標(biāo)，只注順時針轉(zhuǎn)向。4、列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸等。5、標(biāo)明動力部件型號及其性能參數(shù)等。多軸箱原始依據(jù)圖（圖3-1）(1)被加工零件：名稱：變速箱殼體工件材料:HT200硬度:HB163-229(2)主軸外伸尺寸及切削用量：表3-1主軸外伸尺寸及切削用量軸號主軸外伸尺寸（mm）切削用量D/dL工序內(nèi)容n(r/min)v（m/min）f（mm/r）1、2、34、5、6、7、8鉆(3)動力部件1TD25IA動力箱，1HY25IA滑臺，電機功率為P=1.5kW、轉(zhuǎn)速n=940r/min、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為520r/min。3.2多軸箱傳動設(shè)計多軸箱傳動設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計出動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。3.3.1對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求(1)在保證主軸的強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可采用變?yōu)辇X輪或略微改動傳動比的方法解決。(2)盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質(zhì)量。遇到主軸分布較密，布置齒輪的空間受到限制或主軸負荷較小、加工精度要求不高時，也可用一根較強較高的主軸帶動1～2根主軸的傳動方案。(3)為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于1/2（最佳傳動比為1～1/1.5），后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取至1/3～1/3.5；盡量避免用升速傳動。當(dāng)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時，允許先升速后再降速一些，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)功率損失隨之增加，故要求升速傳動比小于等于2；為使主軸上的齒輪不過大，最后一級經(jīng)常采用升速傳動。(4)用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第I排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第III排，以減少主軸端的彎曲變形。(5)多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動軸齒輪傳動開始，就分兩條傳動路線，以免影響加工精度。(6)驅(qū)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。多軸箱傳動設(shè)計過程中，當(dāng)齒輪排數(shù)I～IV排不夠用時，可以增加排數(shù)，如在原來I排齒輪的位置上排兩排薄齒輪（其強度應(yīng)滿足要求）或在箱體與前蓋之間增設(shè)0排齒輪。3.2.2擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法1、主軸的分布類型(1)同心圓分布(2)直線分布(3)任意分布本題中的主軸1、8可以看作同心圓分布，用一個齒輪帶動這兩根主軸；主軸2、3、6、7可以看作同心圓分布，可用一個齒輪帶動四根主軸，但主軸2和主軸3、主軸6和主軸7相距比較近，主軸上的齒輪可能干涉，則我們可用兩個在同一傳動軸上不同排的齒輪分別帶動主軸2、7和主軸3、6，再把上面的傳動齒輪安裝在同一根傳動軸上，定為傳動軸9；由于驅(qū)動軸離傳動軸9比較遠，則在他們中間加一根傳動軸，定為傳動軸10；由傳動軸10帶動主軸4、5，但是所有主軸的轉(zhuǎn)向相同，則在傳動軸和主軸4、5中間分別加上一根惰性傳動軸，分別為傳動軸11、12；根據(jù)手柄軸一般轉(zhuǎn)速較高，周圍空間較大的要求，則選擇傳動軸11作為手柄軸。確定的傳動路線如圖：傳動路線（與3-2）2、齒輪齒數(shù)的確定由前面計算的主軸的理論轉(zhuǎn)速為520r/min，而驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速為520r/min，則總傳動比。齒輪模數(shù)一般可選2、2.5、3、3.5、4幾種，初步確定的模數(shù)為2mm和3mm。(1)驅(qū)動軸0和傳動軸10上的齒輪（第Ⅳ排）驅(qū)動軸上的齒輪由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表4-5得，m=3mm，傳動軸10上齒輪（第Ⅳ排）齒數(shù)(2)傳動軸10、傳動軸11和主軸5傳動軸10上第Ⅲ排上齒輪齒數(shù)若取為傳動軸11上的齒輪第（Ⅲ排）齒數(shù)則主軸5上的齒輪齒數(shù)所以傳動軸上的模數(shù)為2mm的齒輪齒數(shù)為(3)傳動軸12和主軸4的傳動情況與傳動軸11、主軸5相同，則齒輪的齒數(shù)也相同，、m=2mm，、m=3mm，、m=2mm，由于傳動軸與泵相連，而泵由《組合機床設(shè)計簡明手冊》圖7-11得、m=3mm放在第Ⅰ排，則可以在傳動軸12加個齒輪放在第Ⅰ排、m=3mm。(4)傳動軸9上的齒輪齒數(shù)與主軸2、7（Ⅰ排），式中則主軸3、6與傳動軸9的傳動與主軸2、7相同，但在第Ⅲ排，(5)主軸2、3、6、7上的齒輪(6)主軸1、8上的齒輪由上面計算出來的齒輪組成傳動圖如：傳動圖（圖3-3）3、主軸、傳動軸的參數(shù)確定(1)主軸1、8轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率(2)主軸2、3、6、7轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率(3)主軸4、5轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率(4)傳動軸9轉(zhuǎn)速(5)傳動軸11、12轉(zhuǎn)速(6)傳動軸10轉(zhuǎn)速(7)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)矩(8)由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表7-13、7-19得各傳動軸軸徑傳動軸11為手柄軸，由表7-22得驅(qū)動軸軸徑為30mm，泵齒輪的軸徑為20mm。主軸及傳動軸參數(shù)如表3-2、3-3：表3-2主軸各參數(shù)參數(shù)軸號直徑（mm）轉(zhuǎn)矩（N﹒mm）理論轉(zhuǎn)速（r/min）實際轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)差率（%）齒輪位置主軸1152052.35205200Ⅳ主軸2152052.35205121.5Ⅰ主軸3152052.35205121.5Ⅲ主軸4152052.35205200Ⅱ主軸5152052.35205200Ⅱ主軸6152052.35205121.5Ⅲ主軸7152052.35205121.5Ⅰ主軸8152052.35205200Ⅳ主軸的轉(zhuǎn)差率都小于5%，所以主軸的實際轉(zhuǎn)速都符合要求。表3-3傳動軸參數(shù)參數(shù)軸號直徑（mm）轉(zhuǎn)矩（N﹒mm）轉(zhuǎn)速（r/min）齒輪的位置傳動軸9205319266Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ排傳動軸102015211546Ⅲ、Ⅳ排傳動軸11302052.3520Ⅱ、Ⅲ排傳動軸12252052.3520Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排傳動軸03014487520Ⅳ排4、模數(shù)的驗算模數(shù)的估算公式為：式中p——齒輪所傳遞的功率，單位為kW；Z——一對嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)；n——小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；(1)主軸1、8和傳動軸9所以主軸1和傳動軸9的齒輪模數(shù)符合要求，由于主軸8和傳動軸9與其一樣，則也符合要求。(2)主軸2、3，6、7與傳動軸9所以主軸2、3、6、7和傳動軸9的齒輪模數(shù)符合要求。由于主軸4與傳動軸12，主軸5與傳動軸的情況與其相同，所以齒輪模數(shù)也符合。(3)傳動軸9與傳動軸10所以傳動軸9和傳動軸10的齒輪模數(shù)符合要求。(4)傳動軸9與傳動軸11所以傳動軸9與傳動軸11的齒輪模數(shù)符合要求，由于它的情況與轉(zhuǎn)動軸9和傳動軸12情況相同，則轉(zhuǎn)動軸9和傳動軸12的齒輪模數(shù)也符合要求。(5)傳動軸10與驅(qū)動軸所以傳動軸10與驅(qū)動軸的齒輪模數(shù)符合要求。5、傳動軸與主軸的強度驗算驗算公式為：式中T——軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N﹒m）——軸的抗扭截面模數(shù)（）。實心軸的——許用剪應(yīng)力（），本題中主軸是以45鋼為材料，=31(1)主軸1、2、3、4、5、6、7、8的強度驗算所以主軸的強度有足夠大，剛性足。(2)直徑為20mm的傳動軸驗算直徑為20mm的傳動軸中，傳動軸10所受的轉(zhuǎn)矩最大，則只需傳動軸10滿足剛度，其他傳動軸也滿足剛度。所以直徑為20mm的傳動軸滿足剛度要求。(3)直徑為30的傳動軸驗算直徑為30mm的傳動軸是手柄軸和驅(qū)動軸，其中驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)矩大，只需驗算驅(qū)動軸的剛度強度。所以驅(qū)動軸滿足剛度，則手柄軸也滿足剛度。6、計算軸承壽命軸承壽命公式：式中，的單位為；為轉(zhuǎn)速；為預(yù)期壽命由《機械設(shè)計》表13-3得，預(yù)期壽命為20000～30000h，取25000h。軸承的壽命的計算，只需計算轉(zhuǎn)速最大的軸上的軸承壽命(10軸)：綜合上述計算所得的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在的排數(shù)，按規(guī)定格式標(biāo)在傳動系統(tǒng)圖中。計算所得的轉(zhuǎn)速（與理論轉(zhuǎn)速基本一致，相差的轉(zhuǎn)差率也不超過5%）；潤滑泵轉(zhuǎn)速為683r/min也符合要求。根據(jù)各主軸的實際轉(zhuǎn)速，對加工示意圖中的切削用量進行修正。下圖為八孔鉆削多軸箱傳動系統(tǒng)圖：傳動系統(tǒng)圖（圖3-4）3.3多軸箱坐標(biāo)計算、繪制坐標(biāo)檢查圖1、選擇定位銷為基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY原點，則主軸和驅(qū)動軸的坐標(biāo)如下：表3-4主軸和驅(qū)動軸坐標(biāo)軸號012345678X225275293293289175157157175Y94.5328.5276.5221.5173.5169.5221.5276.5328.52、計算傳動軸的坐標(biāo)計算傳動軸坐標(biāo)時，先算出與主軸有關(guān)的傳動軸坐標(biāo)，然后計算其他傳動軸坐標(biāo)。傳動軸的傳動形式很多，一般分為三類：與一軸定距；與二軸定距；與三軸等距。(1)傳動軸9的坐標(biāo)計算：傳動軸9與主軸1、8定距，則由《組合機床設(shè)計簡明手冊》上的與二軸定距計算坐標(biāo)公式的：(2)傳動軸10的坐標(biāo)計算：傳動軸10與傳動軸9定距，則由《組合機床設(shè)計簡明手冊》上的與一軸定距計算坐標(biāo)公式的：(3)傳動軸11坐標(biāo)計算：傳動軸11與主軸5和傳動軸10定距，則由《組合機床設(shè)計簡明手冊》上的與一軸定距計算坐標(biāo)公式的：(4)計算傳動軸12的坐標(biāo)：傳動軸12與主軸4、傳動軸10定