本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-鉆床工藝裝備設(shè)計(jì)加工端蓋6-φ6.6孔說明書

PAGEPAGEPAGEII畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書鉆床工藝裝備設(shè)計(jì)——加工端蓋6—φ6.6孔PAGE25鉆床工藝裝備設(shè)計(jì)——加工端蓋6—φ6.6孔摘要鉆床主要指用鉆頭加工工件孔的機(jī)床。鉆床的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可進(jìn)行鉆孔和擴(kuò)孔等，還可以更換刀具。鉆床在現(xiàn)在的工業(yè)運(yùn)用中，可分為以下幾類：立式鉆床、臺(tái)式鉆穿、搖臂鉆床、深孔鉆床、中心孔鉆床、銑鉆床和臥式鉆床。鉆頭的旋轉(zhuǎn)為機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)，軸向運(yùn)動(dòng)為軸向運(yùn)動(dòng)。端蓋加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)包括零件加工、工序設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)。首先要對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝，并選擇零件的加工基準(zhǔn)。然后進(jìn)行零件的尺寸計(jì)算，以及算出在工序工藝中的切削用量、電機(jī)所需功率。再進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)，選擇出夾具的各個(gè)組成部件，例如：夾具體、夾緊單元、定位單元、夾具與機(jī)床的連接部件以及其他部件等，并且算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的誤差，在設(shè)計(jì)中加以改進(jìn)。關(guān)鍵詞：鉆床，零件加工，夾具。Drillingtheprocessofdesignandequipment——Theprocessingendcaps6-?6.6holeAbstractThedrillingmachinemainlyreferstotheworkpieceholewithadrillmachine.Thedrillingmachineischaracterizedbyarelativelysimplestructure,drillingandreaming,youcanalsochangethetool.Drilleddrillingmachineinindustrialuse,canbedividedintothefollowingcategories:verticaldrillingmachine,desktop,radialdrillingmachine,deepholedrillingmachine,thecenterholedrillingmachine,millingdrillingandhorizontaldrilling.Therotationofthedrillbittothemainmovementofthemachinetool,theaxialmovementoftheaxialmovement.Coverprocessanddrillingfixturedesignincludespartsprocessing,processdesign,fixturedesign.Thepart,forpartsoftheprocess,andchoosethepartsoftheprocessingbenchmark.Thenthesizeofthecalculationofthepart,aswellascalculatedthecuttingstepprocessrequiredbythemotorpower.Andfixturedesign,theselectedmemberofthevariouscomponentsofthefixture,forexample:thespecificfolder,theclampingunit,thepositioningunit,theconnectingmemberofthefixtureandthemachineaswellasothercomponents,etc.,andcalculatestheerrorisgeneratedwhentheclampsarepositionedtobeinthedesignimprovements.“KeyWords”:Drillingmachine，Partsprocessing,Fixture.目錄13鉆床工藝裝備設(shè)計(jì) 13782——加工端蓋6—Φ6.6孔 116090Thedoublesidescombineddrillingmaschineforgearboxprocessing 224657——Theoveralldesignofrightheadstrockbody 221378第一章課題概述 5279351.1課題說明及研究目的 563791.2課題的理論依據(jù)及方案 5299651.2.1課題思路 596731.2.2研究步驟 5228191.3課題的發(fā)展趨勢(shì) 69776第二章主軸箱的設(shè)計(jì) 7241282.1主軸概述及其部分 781382.1.1確定切削用量、軸向力、功率 742072.1.2確定軸徑及動(dòng)力計(jì)算 11198912.2軸承端蓋零件圖 12285692.3傳動(dòng)系統(tǒng) 12222992.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 12109082.3.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13127862.3.3傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算 13285692.4軸承 14222992.4.1軸承的選擇 14109082.4.2軸承的壽命計(jì)算 15127862.4.3軸承的安裝與調(diào)整 17303522.4.4軸承的潤(rùn)滑 1863792.5校核 182.5.1軸的校核29965 1896732.5.2齒輪的校核 19285692.5主軸箱總設(shè)計(jì)圖 2131709第三章夾具 2245123.1定位 22203213.2夾緊方案 22227933.2.1夾緊裝置的類型和結(jié)構(gòu) 22120923.2.2夾緊裝置的要求 23148593.2.3夾緊力的確定 23108943.2.4夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 2493693.3導(dǎo)向裝置 25154773.3.1導(dǎo)柱及鉆模板 25279303.3.2鉆模 2551023.3.3鉆套 2531709第四章總裝配圖 27266934.1概述 27205054.2設(shè)計(jì) 278047致謝 28第一章課題概述1.1課題說明及研究目的本設(shè)計(jì)題目是鉆床工藝裝備設(shè)計(jì)——加工端蓋6-Φ6.6孔。具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容為利用搖臂鉆床一次鉆削端蓋6-Φ6.6孔的相應(yīng)夾具多軸頭及懸掛式鉆模板。通過設(shè)計(jì)該工裝設(shè)備可以同時(shí)完成端蓋6孔的鉆削。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，使同一批工件的加工精度趨于一致，保證工件的加工精度，同時(shí)很大程度提高生產(chǎn)率。本題目研究的內(nèi)容在國(guó)內(nèi)、外屬于成熟裝置。對(duì)于提高生產(chǎn)率保證加工精度具有明顯優(yōu)勢(shì)。由于大批量生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)制造并運(yùn)用本套工裝夾具，可以大幅提高生產(chǎn)率；同時(shí)采用本套夾具也使加工精度得到了提高，有很高的性價(jià)比。該題目來源于生產(chǎn)實(shí)際，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我能夠系統(tǒng)和全面地利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，為今后工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2課題的理論依據(jù)及方案1.2.1課題思路本課題研究依據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理，結(jié)合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等。這幾本書內(nèi)容豐富，含有大量的專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)。從切削用量的計(jì)算，夾具的設(shè)計(jì)，定位裝置的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)，夾緊裝置的設(shè)計(jì)。這些書籍在多個(gè)方面詳細(xì)的解釋了鉆床工藝裝備設(shè)計(jì)方法和理論，給我了在設(shè)計(jì)上很多理論支持在豐富了理論基礎(chǔ)依據(jù)，和研究所里實(shí)地觀察以及多次工廠實(shí)習(xí)積累下來的豐富經(jīng)驗(yàn)。再加上指導(dǎo)老師在我設(shè)計(jì)時(shí)的悉心指導(dǎo)，我已具備了相對(duì)成熟的條件來進(jìn)行本次課題的研究。1.2.2研究步驟首先研究原始資料。根據(jù)任務(wù)書中提出的設(shè)計(jì)要求，明確任務(wù)并收集有用資料。討論設(shè)計(jì)方案進(jìn)行方案論證。包括：1、工裝圖，工藝裝備流程。2、了解夾具形式和結(jié)構(gòu)。3、繪制夾具原理圖和裝配圖。1.3課題的發(fā)展趨勢(shì)20世紀(jì)70年代初，鉆床在世界上還是采用普通繼電器控制的。80年代后期由于數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)才逐漸開始在深孔鉆床上得到應(yīng)用，特別是90年以后這種先進(jìn)技術(shù)才得到推廣。本課題中所采用的搖臂鉆床，是指主軸箱能在搖臂上移動(dòng)，搖臂能回轉(zhuǎn)和升降，工件固定不動(dòng)，適用于加工大而重和多孔的工件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中。第二章主軸箱的設(shè)計(jì)2.1主軸箱概述及其部分2.1.1確定切削用量、軸向力、功率表2.1鉆孔推薦切削用量Table2.1加工材料加工直徑d(mm)切削速度v（m/min）進(jìn)給量f(mm/r)鑄鐵200～241HBS1～610～180.07～0.12﹥6～12﹥0.12～0.2﹥12～22﹥0.2～0.4﹥22～50﹥0.4～0.8（節(jié)選自《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》p130表6-11）鉆孔的切削用量還與鉆孔深度有關(guān)。當(dāng)加工鑄鐵件孔深為鉆孔直徑的6~8倍時(shí)，在組合機(jī)床上通常都是和其他淺孔一樣采取一次走刀的辦法加工出來，不過加工這種較深孔的切削用量要適當(dāng)降低一些。其切削用量與多軸箱鉆削淺孔時(shí)切削用量的關(guān)系大致按表3.2所示遞減規(guī)律，根據(jù)具體情況適當(dāng)選擇。降低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭折斷。鉆孔深度較大時(shí)，由于冷卻排屑條件都較差，使刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時(shí)鉆頭的壽命與加工其它淺孔時(shí)鉆頭的壽命比較接近。表2.2Table2.2孔深（mm）3d(3～4)d(4～5)d(5～6)d(6～8)d切削速度v（m/min）v(0.8～0.9)v(0.7～0.8)v(0.6～0.7)v(0.6～0.65)v進(jìn)給量f（mm/r）f0.9f0.9f0.8f0.8f（節(jié)選自《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》p131表6-12）組合機(jī)床的正常工作與合理地選擇切削用量，即確定合理的切削速度和工作進(jìn)給量有很大的關(guān)系，切削用量選的恰當(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，也就是多快好省的進(jìn)行生產(chǎn)。組合機(jī)床大多為多刀加工，而且是多種刀具同時(shí)工作。計(jì)算最佳切削用量的工作比較復(fù)雜。確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容后，就可以著手選擇切削用量。目前組合機(jī)床的切削用量的選擇，主要是參考現(xiàn)場(chǎng)采用的切削用量的情況，根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行。由于組合機(jī)床有大量的刀具同時(shí)工作，為了能使機(jī)床能正常工作，不經(jīng)常停車換刀，而達(dá)到較高的生產(chǎn)效率，所選的切削用量比一般的萬能機(jī)床單刀加工要低一些?？筛爬ǖ卣f：在多軸加工的組合機(jī)床上不宜最大的切削用量。確定切削用量應(yīng)注意的問題盡量做到合理利用所有的刀具，充分發(fā)揮其性能。由于連接于動(dòng)力部件的主軸箱上同時(shí)工作時(shí)的刀具種類和直徑大小不等，因此其切削用量的選擇也各有特點(diǎn)。如鉆孔要求切削速度高而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量小；鉸孔卻要求切削速度低而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量大等。同一主軸箱上的刀具每分鐘進(jìn)給量是相同的，要使每把刀具均能有合適的切削用量是困難的。一般情況下可先按各類刀具選擇較合理的主軸轉(zhuǎn)速n（轉(zhuǎn)/分）和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f（毫米/分），然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整使各刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，皆等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量vf。這樣各類刀具都不是按最合理的切削用量而是按一個(gè)中間的切削用量工作。假如確實(shí)需要，也可按多數(shù)刀具選用一個(gè)統(tǒng)一的每分鐘進(jìn)給量，對(duì)少數(shù)刀具采用附加機(jī)構(gòu)（增、減速）機(jī)構(gòu)，使之按各自需要的合理進(jìn)給量工作。以達(dá)到合理使用刀具的目的。選擇切削用量時(shí)，應(yīng)考慮零件批量生產(chǎn)的影響。生產(chǎn)率要求不高時(shí)，就沒有必要將切削用量選得過高，以免降低刀具得耐用度，對(duì)于要求生產(chǎn)率高得大批量生產(chǎn)用組合機(jī)床，也只是提高那些耐用度低，刃磨困難，造價(jià)高得所謂“限制性”工序刀具得切削用量。但必須注意不能影響加工的精度，也不能使刀具耐用度降低。對(duì)于“非限制性”刀具，應(yīng)采取不使刀具耐用度降低的某一極限值，這樣可減少切削功率。組合機(jī)床通常要求切削用量的選擇使刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于4小時(shí)。切削用量的選擇應(yīng)有利于主軸箱設(shè)計(jì)。若能作到相鄰主軸轉(zhuǎn)速接近相等，則可以使主軸箱傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)單；某些刀具帶導(dǎo)向加工時(shí)，若不便冷卻潤(rùn)滑，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。選擇切削用量時(shí)，還必須考慮所選的動(dòng)力滑臺(tái)的性能。尤其采用液壓動(dòng)力滑臺(tái)時(shí)，所選的每分鐘進(jìn)給量一般比動(dòng)力滑臺(tái)可實(shí)現(xiàn)的最小進(jìn)給量大50％。否則，會(huì)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)床不能工作。切削用量的選擇必須從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料，工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求地原則，合理地選擇切削用量。一般常用查表法，參照生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)同類工藝，通過工藝試驗(yàn)確定切削用量。查機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)P130：表2.3高速鋼鉆頭切削用量Table2.3加工直徑（毫米）HB160～200HB200～241HB300～400切削用量1～616～240.07～0.1210～180.05～0.105～120.03～0.086～120.12～0.200.10～0.180.08～0.1512～220.20～0.400.18～0.250.15～0.2022～500.40～0.800.25～0.400.20～0.30由上表可見，根據(jù)工件的材料與加工的孔徑，可以選擇合適的切削用量。根據(jù)加工零件的材料及硬度加工材料鑄鐵硬度200-241HBS加工精度H11-H13加工直徑d=6.6mm切削深度ap=d/2=3.3mm3.3/6.6=0.5<3每刃進(jìn)給量=(0.10～0.18)d取0.121=0.80=0.40mm/r取vc=10m/min10000=3.14×6.6×nn=483r/minVf=n*f=483×0.80=386.4mm/min參照《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》組合機(jī)床切削用量計(jì)算圖中推薦的切削力、轉(zhuǎn)矩及功率公式表2.4鉆擴(kuò)鉸切削力、轉(zhuǎn)矩及功率公式Table2.4工序內(nèi)容刀具材料工件材料切削力F(N)切削轉(zhuǎn)矩T(N*mm)切削功率P(kw)備注鉆孔高速鋼灰鑄鐵F=26D0.8HB0.6T=10D1.9f0.8HB0.6P=Tv/9740∏Dfmax=0.45由表2.4知：鉆孔,直徑為6.6的切削力，切削轉(zhuǎn)矩和切削功率為：F=26D0.8HB0.6=26×6.60.8×227.330.6=26×4.52517×25.94144=3052.13（N）T=10D1.9f0.8HB0.6=10×6.61.9×0.80.8×227.330.6=10×36.06895×0.83651×25.94144=7827.06(N﹒mm)P=Tv/9740πD=7827.06×10/（9740×3.14×6.6）=0.388(KW)多軸箱所需動(dòng)力計(jì)算多軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。多軸箱所需功率按下列公式計(jì)算：P多軸箱=Ｐ切削＋Ｐ空轉(zhuǎn)＋Ｐ損失 ＝,-,-QUOTE+QUOTE+QUOTE(3-5-1)式中Ｐ切削—切削功率，單位為kW;Ｐ空轉(zhuǎn)—空轉(zhuǎn)功率，單位為kW;Ｐ損失—與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為kW。每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根軸上的空轉(zhuǎn)功率由表3.9確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1%。表2.5軸的空轉(zhuǎn)功率Ｐ空（kw）Table2.5軸徑轉(zhuǎn)速(r/min)15mm20mm25mm30mm1000.0040.0070.0120.0171600.0070.0120.0180.0272500.0100.0180.0280.0424000.0170.0300.0460.0676300.0260.0460.0730.105（節(jié)選自《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》p62表4—6）由于軸的空轉(zhuǎn)功率的選取要用到軸的直徑，故先由主軸類型及外伸尺寸初步確定主軸直徑。傳動(dòng)軸的直徑也可以參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再來驗(yàn)算某些關(guān)鍵的軸頸。表2.6軸的外伸尺寸及切削用量Table2.6軸號(hào)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）軸1、25/1685鉆孔483100.802.1.2確定軸徑及動(dòng)力計(jì)算根據(jù)[1]組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，P43表3-4d=B×(10T)1/4=6.2×(10×7.82706)1/4=18.44mm許用扭轉(zhuǎn)角度/米。 取d=20mm。材料選用40淬火。根據(jù)[12]機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),P18計(jì)算主軸箱所需功率P主=N切/η=0.388/0.9=0.43KWN總=4×N=4×3052=12208NT總=4×7827.06=31308.24N·mm故選擇搖臂鉆床Z3050轉(zhuǎn)速483r/min。根據(jù)[1]組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，P43計(jì)算傳動(dòng)軸軸徑d傳動(dòng)=B×(10T)1/4=6.2×(10×31.30824)1/4=26.08mm取d傳動(dòng)=30mm軸材料選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，2.2傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)的要求在保證有足夠強(qiáng)度的前提下，主軸、傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格要盡可能少，以減少各類零件的品種。最佳傳動(dòng)比為12.5，但允許采用到33.5。保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求的前提下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪為最少。應(yīng)盡量用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸；當(dāng)齒輪嚙合中心距不符和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用齒輪變位的方法來湊中心距。粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。通常應(yīng)避免通過主軸帶動(dòng)主軸，否則將增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷。2.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)步驟：總體方案設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，原動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。在這一小節(jié)中我們重點(diǎn)介紹傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通常采用經(jīng)濟(jì)及有效的傳動(dòng)是：用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。因此，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，把所有主軸分成盡可能少的若干組同心圓，然后在各組同心圓圓心上放置一根傳動(dòng)軸來帶動(dòng)各自一組的主軸。用盡可能少的傳動(dòng)軸把各組軸與動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)軸連接起來。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的，主軸相對(duì)來說數(shù)量較少或其他情況，也可采用別的布置次序。2.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算基本公式：式中：————主動(dòng)輪齒數(shù)————從動(dòng)輪齒數(shù)————主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）————從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）A————中心距（毫米）m————模數(shù)（毫米）估算齒輪模數(shù)：式中：P——齒輪所傳遞的功率，單位KW；（P=0.388KW）Z——對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)；(z=22)n——小齒輪轉(zhuǎn)速，單位r/min。(n=483r/min)取m=2A=66 Z主+Z從=2×66/m=44n主=483r/minn從=483r/min=≈33Z主=33Z從=44-33=11驗(yàn)算主軸的轉(zhuǎn)速n從n從=n主×Z主/Z從=483r/min所以模數(shù)m=3齒數(shù)Z主=33齒數(shù)Z從=11主軸箱選用的是通用齒輪，材料是45號(hào)鋼，齒寬為24mm。2.3軸承2.3.1軸承的選擇依據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)，尺寸，以及所受軸向力的特點(diǎn)可以初步確定主軸以及傳動(dòng)軸上的軸承分別選擇推力軸承和深溝球軸承。具體結(jié)構(gòu)如下：2.3.2軸承的壽命計(jì)算軸1圖深溝球軸承的壽命計(jì)算直齒圓柱齒輪的受力情況見圖1所受軸向力N，扭距TN==3052.13NNT==7827.06N·mm圓周力Ft=2T1/d1=2×7827.06/66=237N徑向力Fr=Ft.tg20o=237×tg20o=86NX1+86=X2(1)86×20.0-86×X1=0(2)解方程2得X1=20N把(3)代入(1)得：X2=20+86=106NX1’+237=X2’(1)X1’×86-237×20=0(2)解方程2得X1’=55N(3)把(3)代入（1）得：X2’=55+237=292N由上面計(jì)算可知軸承2所受的力較大所以只計(jì)算軸承2的壽命。(1)當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算由此可知軸承1和2都是深溝球軸承，但是軸承2所受的徑向力要大于軸承1所受的徑向力。所以在校核軸承壽命時(shí)應(yīng)計(jì)算軸承1。取軸承2為校核對(duì)象，所受徑向力Fr=60N根據(jù)[4]機(jī)械設(shè)計(jì)，P374當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算公式是：因?yàn)槭禽p微沖擊所以沖擊載荷系數(shù)取1.1在此深溝球軸承不承受軸向力所以當(dāng)量動(dòng)載荷P=fd(Xfr+Yfa)=1.1×60=66N(2)基本額定壽命計(jì)算根據(jù)[4]機(jī)械設(shè)計(jì)，P375式18.7壽命指數(shù)球軸承=3查表（GB/T276-94）基本額定動(dòng)載荷C=9380N考慮到本課題的實(shí)際應(yīng)用情況，在此次設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)的軸承預(yù)期壽=60000hL10A=106/60n(c/p)ε=106/60n(c/p)ε=16670/720(12800/112)3=34560410h故L10A≥LA’所以可知所選用的深溝球軸承6204可以滿足設(shè)計(jì)壽命要求。(3)軸1圖深溝球軸承的靜載荷計(jì)算當(dāng)量靜載荷p0r=40N軸承靜載荷安全系數(shù)根據(jù)[4]機(jī)械設(shè)計(jì)，P383表18.14取1.5計(jì)算額定靜載荷C0’=S0Po=1.5×40=60N查表（GB/T276-94）得基本額定靜載荷所以靜載荷計(jì)算符合要求。所選軸承能滿足壽命，靜載荷的要求，且各項(xiàng)指標(biāo)潛力都很大。軸1圖推力球軸承的壽命計(jì)算(1)當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算該推力球軸承主要承受在鉆削時(shí)工件對(duì)鉆頭的反作用力。此作用力和鉆頭所受軸向力相等方向向上。所受軸向力N等于：N===3723.76NFd=12208N根據(jù)[4]機(jī)械設(shè)計(jì)，P382當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算公式是：因?yàn)槭禽p微沖擊所以沖擊載荷系數(shù)取1.1在此推力球軸承不承受徑向力所以當(dāng)量動(dòng)載荷P=fd(XFr+Yfa)=1.1×12208=12350N(2)基本額定壽命計(jì)算根據(jù)[4]機(jī)械設(shè)計(jì)，P375式18.7壽命指數(shù)球軸承=3查標(biāo)準(zhǔn)（GB/T301-1995）基本額定動(dòng)載荷C=22200N考慮到本課題的實(shí)際應(yīng)用情況，在此次設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)的軸承預(yù)期壽=60000hL10A=10ε/60n(c/p)ε=10ε/60n(c/p)ε=16670/720(22200/1562)ε=66469h故L10A ≥LA’所以可知所選用的推力球軸承5304可以滿足設(shè)計(jì)壽命要求。2.3.3軸承的安裝和調(diào)整在軸承精度等級(jí)選擇正確，主軸零件加工良好的條件下，軸承的安裝和調(diào)整對(duì)主軸裝配后的精度有決定性影響。軸承的安裝是否正確，影響著精度、壽命、性能。因此要嚴(yán)格按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目通常如下：

（1）、清洗軸承及軸承關(guān)連部件

（2）、檢查關(guān)連部件的尺寸及精加工情況

（3）、安裝

（4）、安裝好軸承后的檢查

（5）、供給潤(rùn)滑劑

2.3.4軸承的潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑主要是為了降低摩擦阻力和減輕磨損，也有吸震，冷卻，防銹和密封等作用。合理的潤(rùn)滑和提高軸承性能，延長(zhǎng)軸承的使用壽命有重要意義。滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑目的是減少軸承內(nèi)部摩擦及摩損，防止燒粘、其潤(rùn)滑效用如下。

（1）、減少摩擦及摩損。

在構(gòu)成軸承的套圈、滾動(dòng)體及保持器的相互接觸部分，防止金屬接觸，減少摩擦、磨損。

（2）、延長(zhǎng)疲勞壽命。

軸承的滾動(dòng)疲勞壽命，在旋轉(zhuǎn)中，滾動(dòng)接觸面潤(rùn)滑良好，則延長(zhǎng)。相反地，油粘度低，潤(rùn)滑油膜厚度不好，則縮短。

（3）、排出摩擦熱、冷卻。

循環(huán)給油法等可以用油排出由摩擦發(fā)生的熱，或由外部傳來的熱，冷卻。防止軸承過熱，防止?jié)櫥妥陨砝匣?/p>

（4）、其他

也有防止異物侵入軸承內(nèi)部，或防止生銹、腐蝕之效果。軸承的潤(rùn)滑方法，分為脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑。為了使軸承很好地發(fā)揮機(jī)能，首先，要選擇適合使用條件、使用目的的潤(rùn)滑方法。若只考慮潤(rùn)滑，油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑性占優(yōu)勢(shì)。但是，脂潤(rùn)滑有可以簡(jiǎn)化軸承周圍結(jié)構(gòu)的特長(zhǎng)，將脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的利弊比較。2.4校核2.4.1軸的校核計(jì)算齒輪受力所受軸向力N，扭距TN===3723.76NT===7827.06N·mm圓周力Ft=2T1/d1=2×7827.06/66=237N徑向力Fr=Ft.tg20o=237×tg20o=86N許用應(yīng)力用插入法得：應(yīng)力校正系數(shù)2.4.2齒輪的校核在本設(shè)計(jì)中，選用的齒輪材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。硬度229HB——286HB，平均取240HB。齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核計(jì)算圓周速度vv=πd1n1/60×1000=π×66×483/60×1000=1.67m/s精度等級(jí)選8級(jí)精度齒數(shù)和模數(shù)m=3z1=33z2=11使用系數(shù)KAKA=1.25動(dòng)載系數(shù)KVKV=1.2齒間載荷分布系數(shù)KHα先求Ft=2T1/d1=2×7827.06/66=237NKA·Ft/b=1.25×237/24=12.343N/mm<100N/mmεa=[1.88-3.2(1/Z1+1/Z2)]=[1.88-3.2(1/33+1/11)]=1.5=1.2KHα=1/Zε2=1/1.22=0.7齒向載荷分布系數(shù)KHβKHβ=A+B[1+6.7(b/d1)2](b/d1)2+C·10-3b=1.17+0.16×[1+6.7×(24/80)2]×(24/80)2+0.61·10-3=1.19載荷系數(shù)KK=KAKVKHαKHβ=1.25×1.2×1.35×1.19=2.39彈性系數(shù)ZEZE=189.8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZHZH=2.5接觸最小安全系數(shù)SHminSHmin=1.25接觸壽命系數(shù)ZNZN=1.25許用接觸應(yīng)力[σH][σH]=σHlimZN/Shmin=522×1.25/1.25=522MPa驗(yàn)算=93.12MPa<[σH]計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。否則，尺寸調(diào)整后還應(yīng)再進(jìn)行驗(yàn)算。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)YεYε=0.25+0.75/εα=0.25+0.75/1.79=0.67齒間載荷分配系數(shù)KFαKFα=1/Yε=1/0.67=1.49齒間載荷分布系數(shù)KFβb/h=24/(2.25×2)=5.3KFβ=1.15載荷系數(shù)KK=KAKVKFαKFβ=1.25×1.2×1.49×1.15=2.57齒形系數(shù)YFaYFa=2.28應(yīng)力修正系數(shù)YSaYSa=1.76彎曲疲勞極限σFlimσFlim=450MPa彎曲最小安全系數(shù)SFminSFmin=1.60彎曲壽命系數(shù)YNYN=0.97尺寸系數(shù)YXYX=1.0許用彎曲應(yīng)力[σF][σF]=σFlimYNYX/SFmin=450×0.97×1.0/1.60=272.8MPa驗(yàn)算σF=YFaYSaYε·2KT/bd1m=2.28×1.76×0.67×2×2.57×4418.36/24×130×2<[σF]傳動(dòng)無嚴(yán)重過載，故不作靜強(qiáng)度校核。校核合格。2.5主軸箱設(shè)計(jì)總圖第三章繪制軸承端蓋零件圖第四章夾具4.1定位精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件精度出發(fā)，考慮裝夾方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)按如下原則：1．重合原則為了容易地獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為重合原則。2．統(tǒng)一原則當(dāng)工件以一組精基準(zhǔn)定位可以方便地加工其它表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此精基準(zhǔn)定位，這就是統(tǒng)一原則。采用統(tǒng)一原則可減少設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)率，并可避免轉(zhuǎn)換所造成的誤差。3．自為原則當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，這就是自為原則。例如磨削床身導(dǎo)軌面時(shí)，就以床身導(dǎo)軌面作為定位基準(zhǔn)。4．互為原則為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的原則。例如加工精密齒輪時(shí)，先以內(nèi)孔定位加工齒形面，齒面淬硬后需進(jìn)行磨齒。4.2夾緊方案4.2.1夾緊裝置的類型和結(jié)構(gòu)夾緊裝置目前分為斜偰夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，偏心夾緊機(jī)構(gòu)，端面凸輪夾緊機(jī)構(gòu)，腳鏈夾緊機(jī)構(gòu)，聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。1、按作用力的來源分夾緊裝置可分為機(jī)動(dòng)夾緊與手動(dòng)夾緊兩大類。機(jī)動(dòng)加緊中又有氣液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)、電磁夾緊及真空夾緊等。手動(dòng)夾緊是夾緊裝置中最簡(jiǎn)單的形式，在小批和成批生產(chǎn)中仍然用的很廣泛。它有以下優(yōu)點(diǎn)：a、動(dòng)力來源可以不受設(shè)備條件的限制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。b、操作者可以在一定范圍內(nèi)改變夾緊力的大小，從而得到最合適的夾緊力。但手動(dòng)夾緊裝置存在下列缺點(diǎn)：a、夾緊緩慢，增加時(shí)間。b、勞動(dòng)條件不如機(jī)動(dòng)夾緊裝置好，工人操作容易疲勞。c、夾緊力大小不能恒定在嚴(yán)格的范圍內(nèi)，并且也難以產(chǎn)生大的夾緊力。2、按轉(zhuǎn)變?cè)剂閵A緊力的機(jī)構(gòu)按照機(jī)構(gòu)的繁簡(jiǎn)程度，夾緊裝置可分為簡(jiǎn)單夾緊機(jī)構(gòu)和組合夾緊機(jī)構(gòu)。簡(jiǎn)單夾緊機(jī)構(gòu)中將原始力轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊力的機(jī)構(gòu)只有一個(gè)，如螺旋式、偏心式、杠桿式夾緊機(jī)構(gòu)等。3、按夾緊方向及位置按機(jī)構(gòu)對(duì)工件所作用的夾緊力方向的不同，夾緊裝置又分為垂直夾緊、評(píng)選夾緊、對(duì)向夾緊、沿圓周徑向夾緊或內(nèi)部夾緊、外部夾緊等。4.2.2夾緊裝置的要求1、夾緊過程中不得破壞工件在夾具中占有的重要位置。

2、夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中的定位的穩(wěn)定性，又要防止夾緊力過大損傷工件表面或使工件產(chǎn)生過大的夾緊變形。

3、操作安全、省力

4、工藝性好，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，便于制造4.2.3夾緊力的確定夾緊力的三要素是方向、大小和作用點(diǎn)。

確定夾緊力的方向時(shí)，一般應(yīng)遵循下述原則：

（1）夾緊力作用方向應(yīng)有助于工件定位的準(zhǔn)確性。

（2）夾緊力方向應(yīng)盡可能使所需夾緊力減小。

（3）夾緊力方向應(yīng)盡可能使工件變形減小對(duì)工件只施加一個(gè)夾緊力，或施加幾個(gè)方向相同的夾緊力時(shí)，夾緊力的方向應(yīng)盡可能的朝向主要限位面。夾緊力應(yīng)朝向主要限位面。工件有了正確、穩(wěn)定、可靠的定位后，在加工過程中還必須進(jìn)行夾緊。在加工過程中受到切削力的作用，若不夾緊就會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)，影響加工質(zhì)量。工件夾緊夾緊工件時(shí)不應(yīng)破壞工件在定位時(shí)所得到的正確位置。夾緊應(yīng)可靠、適當(dāng)。夾緊力的大小既要使工件在加工過程中不產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生過大的變形和損傷。工件在夾緊后的變形和受壓后工件表面可能引起的損傷，不應(yīng)超過技術(shù)文件上的規(guī)定要求。必須保證不出現(xiàn)因毛坯形狀不規(guī)則而產(chǎn)生夾不緊的現(xiàn)象。夾緊力的確定在夾緊工件之前，首先應(yīng)合理確定夾緊力的三個(gè)要素，即夾緊力的方向、大小和作用點(diǎn)。夾緊力方向的確定在鏜削加工過程中，切削力起著破壞工件的定位和夾緊的作用。但只要的方向合理，即使切削力很大，用較小的夾緊力也可以使工件順利進(jìn)行鏜削。如果夾緊力的方向不當(dāng)，即使切削力很小，也有可能影響和破壞定位，而無法進(jìn)行順利切削。洗沙設(shè)備正確的夾緊力的方向應(yīng)正對(duì)著支承墊塊。支承墊塊位置，夾緊力的方向正對(duì)著支承墊塊，夾緊穩(wěn)定可靠。支承墊塊如在位置，方向偏離了支承墊塊，工件夾不緊，會(huì)使工件產(chǎn)生一個(gè)顛復(fù)力矩，可能會(huì)使工件產(chǎn)生局部變形，嚴(yán)重時(shí)甚至壓壞工件。盡管鏜削加工時(shí)工件的裝夾方式各不相同，但選擇力方向都應(yīng)遵循以下原則。夾緊力應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。和工件剛性較好的方向和部位。理論上，夾緊力應(yīng)與上述力的作用相平衡；但實(shí)際上，大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率有關(guān)。而且，切削力在夾緊過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行估算。估算時(shí)應(yīng)找出對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力。并只考慮主要因素在力系中影響，略去次要因素在力系中的影響。夾緊力的點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。工件剛性好的方向和部位。我設(shè)計(jì)的這套夾具在選定夾緊力作用點(diǎn)時(shí)充分考慮了以上各要點(diǎn)。4.2.4夾緊機(jī)構(gòu)的選擇夾具的夾緊機(jī)構(gòu)通常由3部分組成：夾緊動(dòng)力部分、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊元件。常用夾緊機(jī)構(gòu)有：斜楔夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)工作可靠，有比較大的增力特性，應(yīng)用在氣動(dòng)和液動(dòng)夾緊夾具中。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活多變，增力大，自鎖性好，在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。偏心夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)作快，但它的夾緊行程小，自鎖性較差，增力較小，所以常用在切削平穩(wěn)，切削力不大的場(chǎng)合。鉸鏈杠桿夾緊機(jī)構(gòu)鉸鏈杠桿夾緊機(jī)構(gòu)增力大，容易改變力的作用方向，摩擦損失較小，多在氣動(dòng)、液動(dòng)夾具中作增力機(jī)構(gòu)；其缺點(diǎn)是自鎖性比較差。定心夾緊機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)能在一處施力，而幾處一起夾緊。4.3導(dǎo)向裝置4.3.1導(dǎo)柱及鉆模板導(dǎo)柱是用于模具中與組件組合使用確保模具以精準(zhǔn)的定位進(jìn)行活動(dòng)引導(dǎo)模具行程的導(dǎo)向元件。在具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床上，當(dāng)在工件的內(nèi)避上鉆孔時(shí)，為了使導(dǎo)套盡可能的靠近加工部位但又不影響工件裝卸的方便性，也要采用活動(dòng)鉆模板。導(dǎo)柱一般是帶肩圓柱形，一般會(huì)有油槽，油槽的數(shù)量隨著導(dǎo)柱的程度加長(zhǎng)而增加，極限最多的油槽一般是8個(gè)。在本夾具中采用的是把鉆模板和機(jī)床主軸箱通過導(dǎo)柱和彈簧相連接。在加工工件時(shí)鉆模板隨主軸部分一起向下運(yùn)動(dòng)。加工完畢后鉆模板隨主軸箱的升起而升起，不影響工件的裝夾。機(jī)床工作時(shí)，鉆模板伸進(jìn)工件的內(nèi)腔使導(dǎo)套靠近內(nèi)壁加工部位，以利于保證加工精度，加工完后鉆模板可由工件內(nèi)腔撤出，使其不妨礙裝卸工件。導(dǎo)柱的圓度是有很高的要求的，打中心孔主要是為了能使用外圓磨床研磨外徑，因?yàn)槭褂猛鈭A磨床研磨外徑的時(shí)候要用頂尖頂住中心孔使導(dǎo)柱旋轉(zhuǎn)才可以研磨。4.3.2鉆模鉆模的定義：鉆模是輔助鉆孔的一種工裝夾具。鉆模的作用：保證鉆模的位置,提高鉆孔效率，降低工人對(duì)技術(shù)的要求。鉆模的使用范圍：1、法蘭，2、電機(jī)板，3、機(jī)座，4、液壓閥塊，5、蓋板，6