針刺機(jī)底座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)含開(kāi)題及5張CAD圖

針刺機(jī)底座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)含開(kāi)題及5張CAD圖,針刺,底座,鉆孔,組合,機(jī)床,設(shè)計(jì),開(kāi)題,cad 摘要 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件，對(duì)一種或多種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀、多軸、多工位同時(shí)加工。隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，它能完成的工藝范圍日益擴(kuò)大 。目前，我國(guó)組合機(jī)床已廣泛應(yīng)用到大批、大量生產(chǎn)的行業(yè)，例如：汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等 主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力輸出軸（亦稱多軸向驅(qū)動(dòng)軸）傳進(jìn)來(lái)的驅(qū)動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各軸最后達(dá)到主軸所要求的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響主軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計(jì)制造工作量的大小以及成本的高低。設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動(dòng)件的規(guī)格少，數(shù)量少，體積少。 本文通過(guò)對(duì)針刺底座的分析，想做到一次裝夾，多工位加工，達(dá)到產(chǎn)品圖樣的精度要求。用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)6根主軸。大大提高了生產(chǎn)效率、降低了勞動(dòng)成本。排列齒輪總是盡量使其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)副最佳傳動(dòng)比在1和1.5之間。為了使這主軸齒輪不過(guò)大，升速傳動(dòng)用在最后一級(jí)。本主軸箱完全符合上訴要求，為此本設(shè)計(jì)是合理正確的。本設(shè)計(jì)主要完成了組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)中的“三圖一卡”編制和主軸箱的設(shè)計(jì)，此外還根據(jù)需要繪出了夾具草圖。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 主軸箱 三圖一卡 Abstract Modular machine tool is based on common components, with a small number of dedicated components, to one or more of the workpiece according to the predetermined procedures for the processing of machine tool. It can work on multiple knife, multi axis, multi station simultaneous processing. With the development of machine tool technology, it can complete the process range widening. At present, the combination machine tools in our country has been widely applied to the mass production, industry, for example: automobile, tractor, diesel engine and so on. The design of transmission system of the main spindle box, is the power output shaft through the transmission chain (also known as a multi axial drive shaft) incoming driving force and speed according to the requirements of distribution to each axis and finally reached the required speed of spindle. The transmission system design is good or bad, will directly affect the quality of the spindle box, the universal degree, design and manufacture of the size of the workload and the cost of. The design of transmission system, shall ensure that the main strength, stiffness, rotational speed and direction under the premise of the number, strive to make main transmission parts of the specifications less, less, less volume. In this paper, through the analysis of the needle base, want to do one time clamping, multi station processing, product design to achieve the accuracy requirements. The 6 main shaft with a middle driving shaft. Greatly improve the production efficiency, reduce labor costs. Arranged gear always try to make its compact structure, transmission pair optimal transmission ratio in 1 and 1.5. In order to make the spindle gear but large, raising speed transmission used in the last stage. The spindle box is fully consistent with the appeals, this design is correct and reasonable. The design of the main completed the design of modular machine in the "three charts and a card" system and spindle box, also according to the need to draw fixture sketch. Key words: Combination machine Tool Headstock “Three drawings, one card” 目 錄 引言 1 1. 被加工零件工序圖 2 1-1 編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 2 1-2 被加工零件工序圖的作用和要求 2 1-3被加工零件工序圖 3 2．加工示意圖 4 2-1 加工示意圖的作用和要求 4 2-2 加工示意圖的編制方法 4 2-2-1 刀具的選擇 4 2-2-2 切削用量的確定 5 2-2-3 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 5 2-2-4 浮動(dòng)卡頭及接桿的選擇 7 2-2-5 動(dòng)力頭工作循環(huán)及其行程的確定 7 2-2-6 其它應(yīng)注意的問(wèn)題 10 2-3 本機(jī)床的加工示意圖 10 3．動(dòng)力部件的選擇 11 4．組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 13 4-1 機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 13 4-2 最終編制的具體生產(chǎn)率計(jì)算卡 14 5．機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 16 5-1 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的主要問(wèn)題 16 5-1-1 機(jī)床裝料高度的確定 16 5-1-2 夾具輪廓尺寸的確定 16 5-1-3中間底座尺寸的確定 16 5-1-4主軸箱輪廓尺寸的確定 17 5-2 繪制聯(lián)系尺寸圖使得其他注意事項(xiàng)： 17 5-3 機(jī)床分組 18 5-4 本機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 18 6. 主軸箱的設(shè)計(jì) 20 6-1 組合機(jī)床主軸箱的用途及分類 20 6-2 通用主軸箱的組成 20 6-2-1 主軸箱的組成 20 6-2-2 主軸箱的通用零件 20 6-3 主軸箱設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容 22 6-3-1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 22 6-3-2 確定主軸結(jié)構(gòu)形式及齒輪模數(shù) 23 6-3-3 主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 6-4 主軸箱的潤(rùn)滑和手柄軸的設(shè)置 25 6-4-1 潤(rùn)滑 25 6-4-2 手柄軸的設(shè)置 26 6-5 轉(zhuǎn)動(dòng)軸直徑的確定和齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算 26 總結(jié) 31 參考文獻(xiàn) 32 引言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：針刺機(jī)底座鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)。已知數(shù)據(jù)如下：1.鉆箱體底面6-7孔。2. 工件硬度：HB170-220。 3. 工件材料：HT200。4.年生產(chǎn)綱領(lǐng)是7.5萬(wàn)件/年。 組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按照集中工序的原則設(shè)計(jì)的一種高效率的專用機(jī)床。組合機(jī)床的各個(gè)部件都是具有一定獨(dú)立功能的部件，并且大多已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、和通用化的通用部件。 組合機(jī)床與通用機(jī)床，專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)： 1.組合機(jī)床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求不高。 2.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70％--80％，因此設(shè)計(jì)和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。 3.由于組合機(jī)床采用多刀加工，機(jī)床自動(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。 4.當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí)，專用機(jī)床的大部件要報(bào)廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，并等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此，其通用部件可以重復(fù)使用。不必另行設(shè)計(jì)和制造。 5.當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時(shí)，專用機(jī)床的大部分部件都要報(bào)廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，并等效于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此其通用部件可以重復(fù)使用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。 6.組合機(jī)床易于聯(lián)成機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動(dòng)化生產(chǎn)需要。 1 被加工零件工序圖 1-1 被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 1．本機(jī)床加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基面標(biāo)起，尤其在本機(jī)床加工，所選用的定位基面與設(shè)計(jì)基面不一致時(shí)，還必須對(duì)各孔要求的位置尺寸進(jìn)行分析和換算，即把不對(duì)稱公差的尺寸換算為對(duì)稱公差尺寸，確定鏜?？壮叽缂爸鬏S位置尺寸，并把各孔位置尺寸改為從定位基面標(biāo)注。有時(shí)也可以將工件的某一主要孔的位置尺寸從定位基面標(biāo)注，其余各孔的位置尺寸以此孔為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注，以免由于尺寸鏈的影響而不能保證要求的精度。 2．對(duì)精鏜機(jī)床必須注明是否允許留有退刀痕跡，以及允許退刀痕的形狀（直線或螺旋退刀痕）。 3．對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析，在鏜階梯孔時(shí)，其大直徑的單邊余量應(yīng)小于兩孔半徑之差，以便鏜刀能通過(guò)。在加工毛坯孔時(shí)，不僅要弄清加工余量，還必須注意孔的鑄造偏心及鑄造毛刺的大小，以便設(shè)計(jì)相應(yīng)尺寸的鏜桿，保證加工能正常。 1-2 被加工零件工序圖的作用和內(nèi)容 被加工零件工序圖是設(shè)計(jì)和驗(yàn)收機(jī)床的主要依據(jù)之一，是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床或一條自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它是在原有工件圖的基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動(dòng)線加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制的。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)表示出下列內(nèi)容： 1．在圖上應(yīng)表示出被加工零件的形狀，尤其是要設(shè)計(jì)中間導(dǎo)向時(shí)，應(yīng)表示出工件內(nèi)部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進(jìn)夾具是否相碰，以及刀具通過(guò)的可能性。 2．在圖上應(yīng)表示出加工用定為基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向，以便依此進(jìn)行夾具的支承（包括輔助支承）、定位及夾壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3．在圖上應(yīng)表示初加工表面的尺寸、精度、位置尺寸及精度和技術(shù)條件（包括對(duì)上道工序的要求及本機(jī)床保證的部分）。 4．圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱、材料、硬度。制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 1-3被加工零件工序圖 圖1-1 被加工零件工序圖 2．加工示意圖 2-1 加工示意圖的作用和要求 加工示意圖是表示刀具、主軸箱、工件夾具及托架的聯(lián)系尺寸圖，是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位。它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和刀具的主要依據(jù)。 加工示意圖應(yīng)滿足下列要求： 1．表示被加工零件的材料和硬度。 表示出主軸箱上主軸端部和刀具的聯(lián)系尺寸以及刀具、工件、夾具和托架的聯(lián)系尺寸。 2．表示出夾具上導(dǎo)套的位置和直徑以及夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 3．表示出主軸箱上主軸端部和刀具的聯(lián)系尺寸以及刀具、工件、夾具和托架的聯(lián)系尺寸。 4．表示刀具的形狀、類型及其主要尺寸（直徑和長(zhǎng)度），切削用量、加工余量。 5．表示出動(dòng)力頭的行程及工作循環(huán)。 繪制多工位機(jī)床的加工示意圖時(shí)，一定要分出工位，按每個(gè)工位的加工內(nèi)容順序進(jìn)行繪制，同時(shí)還要畫出工件在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪上的位置示意圖，以便能清晰地看出工件及主軸箱上主軸的排列位置。 繪制多工位機(jī)床的加工示意圖時(shí)，一定要分出工位，按每個(gè)工位的加工內(nèi)容順序進(jìn)行繪制，同時(shí)還要畫出工件在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或鼓輪上的位置示意圖，以便能清晰地看出工件及主軸箱上主軸的排列位置。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開(kāi)圖，其繪制順序是：首先按比例繪制工件的外形及加工部位的展開(kāi)圖。特別注意那些距離很近的孔嚴(yán)格按比例相鄰繪制，以便清晰地看出相鄰刀具、導(dǎo)向及工具、主軸等是否相碰。然后，根據(jù)工件加工要求及選定的加工方法繪制刀具，并確定導(dǎo)向方式、位置及尺寸，選擇主軸和接桿。從這些刀具中找出影響其聯(lián)系尺寸的關(guān)鍵刀具，按其中最長(zhǎng)的一根刀具，從主軸箱到工件間的最小距離來(lái)確定全部刀具、導(dǎo)向及工件間的尺寸關(guān)系。對(duì)于采用浮動(dòng)夾頭的鏜孔刀桿，必須考慮并解決刀桿退出導(dǎo)向時(shí)防止下垂的問(wèn)題，一般是用托架來(lái)托住退出的刀桿。因此在繪制加工示意圖時(shí)，必須將托架聯(lián)系尺寸標(biāo)出。 加工示意圖還要繪出工件加工部位的圖形。在軸數(shù)多時(shí)必須在孔旁標(biāo)上號(hào)碼，以便于設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。 加工示意圖還要考慮一些特殊要求（如工件抬起、主軸定位、危險(xiǎn)區(qū)等），決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)及行程。最后選擇切削用量及附加必要的說(shuō)明。 2-2 編制加工示意圖的方法 2-2-1 刀具的選擇 在編制加工示意圖的過(guò)程中，首先遇到的是刀具的選擇，而一臺(tái)機(jī)床刀具選擇是否合理，直接影響到機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率和工作情況。因而，正確的選擇刀具是一個(gè)相當(dāng)重要的工作。除工件的加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素外，影響刀具選擇的其它要求有：當(dāng)加工表面不允許有退刀痕時(shí)，需將工件抬起讓刀退出，這時(shí)只能采用鏜刀。再如位置限制，導(dǎo)向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，也只能用鏜刀，并在導(dǎo)套上開(kāi)引刀槽，以便鏜刀通過(guò)。本機(jī)床僅用于鉆孔，只是鉆一般的通孔，考慮到以上各種因素，選用高速鋼錐柄麻花鉆。 2-2-2 切削用量的確定 根據(jù)被加工孔直徑7及工件材料為HT200查表選得：切削速度v=12.5m/min，進(jìn)給量f=0.12mm/r。由此算得： n=1000v/3.14 7 = 570r/min 取n=570r/min (2-1) =f=0.12570=68.4mm/min (2-2) 根據(jù)已選切削用量及工件材料根據(jù)下列公式計(jì)算切削力F、切削扭矩M、切削功率P、刀具耐用度T F= (2-3) M= (2-4) P= (2-5) T= (2-6) 將D=7mm，f=0.12mm/r，HB=170，v=12.5 m/min代入以上各式求得： F=727N M=1612N P=0.094KW T=390625min 2-2-3 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床上加工孔時(shí)，除用剛性主軸的加工方案外，其尺寸和位置精度都是依靠夾具導(dǎo)向來(lái)保證的。如何正確地選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，確定導(dǎo)向的參數(shù)和精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖要解決的問(wèn)題。組合機(jī)床常用各種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)及選擇時(shí)的注意事項(xiàng)如下： 1．導(dǎo)向類型導(dǎo)向通常分為兩類：一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間既有相對(duì)移動(dòng)又有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一類導(dǎo)向，或稱固定式導(dǎo)向。另一類是刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)套之間只有相對(duì)移動(dòng)而無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二類導(dǎo)向，或稱旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。通常依據(jù)刀具導(dǎo)向部分的直徑d和刀具轉(zhuǎn)速n折算出導(dǎo)向的線速度v，在結(jié)合加工部位的尺寸精度，工藝方法和刀具的具體工作條件來(lái)選擇導(dǎo)向的類型、形式和結(jié)構(gòu)。第一類導(dǎo)向的允許線速度v<20米/分。因此，除了鉸孔外，這類導(dǎo)向很少用于大孔徑的加工。第二類導(dǎo)向的允許線速度v>20米/分。一般用于孔徑大于25mm以上的孔加工，尤其以大直徑的鏜孔應(yīng)用較多。由前所選擇的刀具和主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)所選切削用量v=12.5m/min選用固定式導(dǎo)向。 圖2-1尺寸導(dǎo)向圖 2． 確定導(dǎo)向數(shù)量、選擇導(dǎo)向參數(shù) 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，刀具剛性，加工精度及具體加工情況而定。通常鉆、擴(kuò)、鉸單層壁小孔或用懸伸量不大的鏜桿鏜、擴(kuò)、鉸深度不大的大孔時(shí)，選取單個(gè)導(dǎo)向加工。當(dāng)在工件鑄孔上擴(kuò)孔時(shí)，為了加強(qiáng)刀具的導(dǎo)向剛性，通常采用雙導(dǎo)向加工。導(dǎo)向的參數(shù)選擇包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套的長(zhǎng)度，導(dǎo)套離工件端面的距離等 3．正確選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu) 必須根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度、加工精度、刀具工作條件等具體情況，選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu)，如精鏜2級(jí)和1級(jí)孔，旋轉(zhuǎn)速度和精度要求都比較高，應(yīng)當(dāng)選用精密的的滾珠軸承的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。精鉸2級(jí)孔，由于轉(zhuǎn)速不高，則可選用導(dǎo)向精度較高的滑動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。粗鏜孔時(shí)轉(zhuǎn)速較高，但精度要求較低，可選用滾錐軸承的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。 2-2-4 浮動(dòng)卡頭及接桿的選擇 為了提高加工精度，減少主軸位置誤差和主軸振擺對(duì)加工精度的影響，在采用長(zhǎng)導(dǎo)向或多個(gè)導(dǎo)向進(jìn)行鏜孔或擴(kuò)、鉸孔時(shí)，鏜桿與主軸均用浮動(dòng)卡頭相連接。繪制加工示意圖時(shí)，須正確地選用浮動(dòng)卡頭的規(guī)格并標(biāo)注其主要尺寸。浮動(dòng)卡頭可按通用鉆削類主軸的系列參數(shù)表選取確定。這里僅用了一個(gè)導(dǎo)向而且導(dǎo)向不長(zhǎng)故不需采用浮動(dòng)卡頭。 在鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、倒角及鉸小孔，通常都采用接桿。在選用接桿時(shí)，應(yīng)盡量避免采用直徑為15mm的主軸。只在受到孔間距離限制，不得已時(shí)才采用。。主軸直徑根據(jù)傳遞扭矩計(jì)算如下： d=B==14.6mm （2-7） 查表取d=20mm系列參數(shù)為30/20，主軸外伸長(zhǎng)度為115mm。 查表選取莫氏錐度為1的2號(hào)接桿，接桿號(hào)為2-215 T0635-4。 2-2-5 動(dòng)力頭工作循環(huán)及其行程的確定 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回原始位置的動(dòng)作過(guò)程。一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等動(dòng)作，有時(shí)還有中間的許多其他要求動(dòng)作。本次加工8個(gè)孔，并無(wú)其它特殊的精度要求，采用一般的鉆削加工就可。故其工作循環(huán)只需要快進(jìn)，工進(jìn)，快退三個(gè)步驟即可。 1．工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 組合機(jī)床上有第一工作進(jìn)給和第二工作進(jìn)給之分。第一工作進(jìn)給是用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及鏜孔等工序。當(dāng)接著鉆桿或鏜桿之后，需要進(jìn)行或锪平面、倒大角等工序時(shí)則采用第二工作進(jìn)給。工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于被加工部位長(zhǎng)度與刀具切入和切出長(zhǎng)度之和（如圖2-2）所示。 動(dòng)力頭工作進(jìn)給的長(zhǎng)度是按加工長(zhǎng)度最大的孔來(lái)選取。切入長(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)工作端面的誤差情況來(lái)確定，一般為5~10毫米。第二工作進(jìn)給長(zhǎng)度常常比第一工作進(jìn)給長(zhǎng)度要小的多，在有條件時(shí)，應(yīng)力求做到轉(zhuǎn)入第二工作進(jìn)給時(shí)，除锪平面或倒大角的刀具外，其余刀具都離開(kāi)加工表面，不再切削。否則，將降低刀具壽命，且破壞已加工表面。 這里工作進(jìn)給長(zhǎng)度=18+7+5=30mm  圖 1-2 工作進(jìn)給示意圖 2．快速退回長(zhǎng)度的確定 快速退回長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。一般在固定式夾具鉆床或擴(kuò)孔的機(jī)床上，動(dòng)力頭快速退回的行程，只要把所有道具都退至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行了。但對(duì)于夾具需要回轉(zhuǎn)或移動(dòng)的機(jī)床，動(dòng)力頭快速退回行程必須把刀具、托架、鉆模板以及定位銷都退回到夾具移動(dòng)可能碰到的范圍以外。本機(jī)床取為130mm。 3.快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 快速引進(jìn)是動(dòng)力頭把刀具送到工作進(jìn)給的位置，其長(zhǎng)度按具體工作情況確定。在加工兩層或多層壁孔徑相同的同心孔系時(shí)，可采用跳躍進(jìn)給的循環(huán)進(jìn)行加工，即在加工完一層壁后，動(dòng)力頭再次快速引進(jìn)，加工第二層壁，這樣可以縮短工作循環(huán)時(shí)間。本機(jī)床取為100mm。 圖 2-2 工作循環(huán)圖 4．動(dòng)力頭總行程的確定 動(dòng)力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長(zhǎng)度外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方便性，即考慮前備量和后備量）。前備量是指刀具磨損和補(bǔ)償安裝制造誤差，后備量是指刀具連同接桿一起從主軸取出時(shí)，保證刀具退離導(dǎo)套外的距離大于秸稈插入主軸孔內(nèi)的長(zhǎng)度。裝卸刀具的理想情況是：刀具離導(dǎo)套外端面的距離，要大于刀具插入主軸孔內(nèi)的長(zhǎng)度。按所選動(dòng)力箱型號(hào)可知總行程為250mm。這里前備量取為20mm，后備量為100mm。 5．動(dòng)力頭工作循環(huán)中的一些特殊要求。 a．中間停止。在主軸需要定位，工件抬起“讓刀”的加工循環(huán)中，動(dòng)力頭快速行程終了要中間停止。必須在動(dòng)力頭工作循環(huán)中加以注明。。 b．死擋鐵停留。在加工端面或止口時(shí)，為了控制尺寸及保證加工精度，須采用死擋鐵停留，其方法有二：一種是用壓力繼電器控制，多用于加工精度要求不高的端面和倒角等工序。一種是壓力繼電器和時(shí)間繼電器聯(lián)合控制，勇于加工精度要求高的端面。 c．危險(xiǎn)區(qū)。當(dāng)兩面加工同一通孔或同時(shí)加工十字交叉孔時(shí)，則有刀具相碰的問(wèn)題，在組合機(jī)床上稱之為危險(xiǎn)區(qū)。當(dāng)遇到這種情況時(shí)，兩個(gè)動(dòng)力頭開(kāi)始同時(shí)加工，快進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，一個(gè)動(dòng)力頭停止進(jìn)給，另一個(gè)動(dòng)力頭先加工完退回原位后，這個(gè)動(dòng)力頭再繼續(xù)加工，直至打通后退回原位。 d．退離線。這是加工深孔中退回的位置線。加工深孔時(shí)，為了排屑，動(dòng)力頭需要多次退回。為了減少動(dòng)力頭快速引進(jìn)和退回的時(shí)間損失，中間退回時(shí)不退回到原始位置，而選取一個(gè)接近于第一次轉(zhuǎn)入工作進(jìn)給的位置作為退離線，使動(dòng)力頭每次退回到隔離線后，即轉(zhuǎn)為快速引進(jìn)。 e．帶有鉆孔和攻絲主軸箱的動(dòng)力頭行程的確定。當(dāng)攻絲和鉆孔等其它工序在一個(gè)主軸箱上進(jìn)行時(shí)，要注意攻絲循環(huán)和鉆孔循環(huán)必須保證一定的關(guān)系。即在計(jì)算其行程時(shí)，應(yīng)使攻絲循環(huán)提前完成后，動(dòng)力頭才開(kāi)始退回。 2-2-6編織加工示意圖注意事項(xiàng) 1．應(yīng)有足夠的說(shuō)明。如被加工零件的圖號(hào)、材料、硬度、加工余量，工件是否有讓刀運(yùn)動(dòng)，以及是否采用冷卻等。 2．加工示意圖上應(yīng)有足夠的聯(lián)系尺寸，并標(biāo)注恰當(dāng)。如主軸箱端部尺寸，刀具結(jié)構(gòu)尺寸，導(dǎo)向尺寸，工件至夾具間的尺寸，托架與夾具之間的尺寸，工件本身以及加工部位的尺寸等3．加工部位示意圖。如三面機(jī)床的示意圖，需將各面工件的形狀和加工孔的位置用縮小比例畫出，并標(biāo)注孔號(hào)（孔號(hào)應(yīng)與主軸編號(hào)一致）。 4．加工示意圖按加工終了狀態(tài)繪制。 5．主軸應(yīng)叢主軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置（攻絲加工則應(yīng)畫開(kāi)始位置）。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)如接桿、浮動(dòng)卡頭、攻絲靠模及絲錐卡頭、通用主軸箱的標(biāo)準(zhǔn)鉆鏜主軸外伸部分等只畫外輪廓，并須加注規(guī)格代號(hào)。對(duì)一些專用結(jié)構(gòu)如導(dǎo)向、刀桿托架、專用接桿或浮動(dòng)卡頭等，為了顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。 6． 相鄰兩孔中心距小的主軸，必須在展開(kāi)圖上按比例畫在一起，以便檢查主軸、接桿、導(dǎo)向及浮動(dòng)夾頭等是否相碰。 2-3 本機(jī)床的加工示意圖 圖 2-3 加工示意圖 3．動(dòng)力部件的選擇 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)（動(dòng)力頭）或只用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力滑臺(tái)），是組合機(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)形式和不同的傳動(dòng)形式。就其傳動(dòng)方式來(lái)講，主運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）一般采用機(jī)械傳動(dòng)，即有電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪、皮帶、蝸輪蝸桿等機(jī)械元件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則采用機(jī)械傳動(dòng)（用凸輪杠桿、絲桿螺母、齒輪齒條等機(jī)械元件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力）、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)或氣壓液壓傳動(dòng)等。 組合機(jī)床動(dòng)力部件的性能參數(shù)、聯(lián)系尺寸以及結(jié)構(gòu)等在“組合機(jī)床通用部件圖冊(cè)”中有詳細(xì)介紹。設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)床或一條自動(dòng)線時(shí)，選用何種動(dòng)力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工工藝、機(jī)床型式、使用條件、生產(chǎn)條件等確定。對(duì)于一般多軸鉆孔和鏜孔機(jī)床，可用機(jī)械或液壓動(dòng)力頭。必須選用合適的動(dòng)力部件，使機(jī)床具有先進(jìn)的工藝水平和技術(shù)水平，以及良好的經(jīng)濟(jì)效果。 選用動(dòng)力部件時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題： 1．電動(dòng)機(jī)功率的確定 每一種規(guī)格的動(dòng)力頭（機(jī)械或液壓動(dòng)力頭）都有一定的功率范圍，根據(jù)所選切削用量計(jì)算的切削功率和進(jìn)給功率之需要，并適當(dāng)考慮提高切削用量的可能性（一般按30%考慮），選用相應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭?？砂聪铝泄焦浪悖? P=6p/ = 0.627kw （3-1） 式中：P——電動(dòng)機(jī)功率 P——每根主軸所需的切削功率 ——傳動(dòng)效率，取0.85~0.95之間。 將P=0.094KW并選取=0.9代入上式計(jì)算得：P=0.627KW。 考慮機(jī)床報(bào)廢后通用部件的再利用問(wèn)題，選擇功率稍大的動(dòng)力箱，其具體型號(hào)和參數(shù)如下： 型號(hào)：Y90S-4B5 I型 轉(zhuǎn)速：1420r/min 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速：710r/min 2.進(jìn)給力的確定 每一型號(hào)動(dòng)力頭都有其最大允許的進(jìn)給力。選用時(shí)計(jì)算切削進(jìn)給抗力必須稍小于動(dòng)力頭允許的最大進(jìn)給力，并注意各主軸切削力的合力中心應(yīng)處在動(dòng)力頭接合面范圍內(nèi)，力求使其處于動(dòng)力頭接合面的下方，為此，應(yīng)將重負(fù)荷的粗加工工序安排在主軸箱的下部。 當(dāng)遇到動(dòng)力頭的功率和進(jìn)給力不能滿足要求，而又相差不大時(shí)，不應(yīng)輕易選用大一號(hào)的動(dòng)力頭，這時(shí)可采取下列措施： a．對(duì)于液壓動(dòng)力頭可采用油泵單獨(dú)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即增加一個(gè)電動(dòng)機(jī)，專用于進(jìn)給油泵的驅(qū)動(dòng)，是動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)的全部功率用于切削加工。 b．降低所需進(jìn)給力和功率。在生產(chǎn)率允許的情況下，適當(dāng)降低切削用量，或?qū)⒉糠挚装才艦轫樞蛳群蠹庸?，即將同一個(gè)動(dòng)力頭上的刀具前后錯(cuò)開(kāi)，在同一循環(huán)中先加工一些通孔后，再加工另外一部分孔，以降低所需進(jìn)給力和功率。有時(shí)還可以改變加工方法，如將負(fù)荷重的端面刮削改為徑向車端面等。c．對(duì)于短時(shí)間工作的工序，亦可在超負(fù)荷下工作，但超負(fù)荷不宜大于25%。 3．最大行程的確定 選用動(dòng)力頭是必須考慮其最大允許行程，除了滿足機(jī)床工作循環(huán)的要求外，還必須保證調(diào)整和裝卸刀具的方便性，對(duì)于多工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式機(jī)床，要保證回轉(zhuǎn)時(shí)工作臺(tái)上夾具不碰刀具等。 4．進(jìn)給速度的選擇 每一種型號(hào)動(dòng)力頭有快速形成速度即最小進(jìn)給量的規(guī)定。對(duì)于機(jī)械動(dòng)力頭來(lái)說(shuō)，其進(jìn)給量是有級(jí)的，選用時(shí)必須按主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給交換齒輪來(lái)驗(yàn)算每分鐘進(jìn)給量及各主軸的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。液壓動(dòng)力頭的進(jìn)給是可以無(wú)級(jí)調(diào)整的，為了避免由于氣溫、制造誤差等影響，造成動(dòng)力頭進(jìn)給速度的不穩(wěn)定，不宜選用動(dòng)力頭技術(shù)性能中規(guī)定的最小進(jìn)給量，尤其對(duì)精加工機(jī)床，實(shí)際使用的進(jìn)給量應(yīng)大于其0.5~1倍。還必須注意的，在采用壓力繼電器裝置時(shí)，動(dòng)力頭所能實(shí)現(xiàn)的最小進(jìn)給量數(shù)值還應(yīng)加大。 5．主軸箱最大輪廓尺寸的影響 為了是動(dòng)力頭在加工過(guò)程中有良好的穩(wěn)定性，需根據(jù)主軸箱的輪廓尺寸選擇相適應(yīng)規(guī)格的動(dòng)力頭。同時(shí)要考慮主軸箱上刀具的分布情況，力求使刀具進(jìn)給抗力的合力中心不超出主軸箱與動(dòng)力頭的接合面，并使其在垂直方向上盡量接近油缸（或絲杠）的中心。這樣有利于改善動(dòng)力頭的受力情況，減輕動(dòng)力頭導(dǎo)軌的磨損。 6．加工精度的影響 動(dòng)力部件的導(dǎo)軌有矩形的和矩形和三角形相結(jié)合的兩種型式。一般帶導(dǎo)向引導(dǎo)刀具加工的機(jī)床，多采用帶矩形導(dǎo)軌的動(dòng)力頭。對(duì)于剛性主軸加工的精加工機(jī)床，為了減少導(dǎo)軌磨損對(duì)加工精度的影響，則選用帶矩形和三角形相結(jié)合的導(dǎo)軌的動(dòng)力部件，其滑臺(tái)長(zhǎng)度及導(dǎo)軌寬度都應(yīng)適當(dāng)選得大一些，有利于提高加工中的穩(wěn)定性，達(dá)到較高的加工精度。 考慮到以上各因素，根據(jù)進(jìn)給力F=6727=4326N，考慮到相應(yīng)的工作行程和與動(dòng)力箱相配套的原因，選擇1HY 25-IA型動(dòng)力滑臺(tái)，其主要參數(shù)如下： 臺(tái)面寬250mm，臺(tái)面長(zhǎng)500mm，行程長(zhǎng)250mm，導(dǎo)軌為鑄鐵材料，滑臺(tái)及滑座總高250mm，滑座長(zhǎng)790mm,允許最大進(jìn)給力8000N，快速行程速度12m/min，工作速度32—800mm/min。 在選定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)后我們確定了配套通用部件： 1CC251型側(cè)底座，高度560mm，寬度450mm，長(zhǎng)度900mm。 4．組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 4-1 機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算 根據(jù)加工示意圖所選用的工作循環(huán)、工作行程及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率，并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡片。生產(chǎn)率計(jì)算卡片應(yīng)反映出機(jī)床的加工過(guò)程和動(dòng)作時(shí)間、切削用量以及機(jī)床生產(chǎn)率與負(fù)荷率的關(guān)系等。 機(jī)床理想生產(chǎn)率是指機(jī)床在百分之百負(fù)荷的情況下每小時(shí)的生產(chǎn)能力。這里僅考慮加工一個(gè)工件所需機(jī)動(dòng)時(shí)間（t）和輔助時(shí)間（t）。輔助時(shí)間是指機(jī)床空行程（動(dòng)力頭快進(jìn)和快退、工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)和移動(dòng)、電氣或液壓元件的轉(zhuǎn)換動(dòng)作等）和工件的裝卸、定位、夾壓及清除定位面上的切屑所用時(shí)間。機(jī)床理想生產(chǎn)率Q可按下式計(jì)算： Q=（件/小時(shí)） （4-1） T= t+t （4-2） 式中T——單件工時(shí) t和t可按下列公式確定： t= （4-3） t= t + t=+ t （4-4） 式中 L——刀具工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度（mm） S——?jiǎng)恿︻^工作進(jìn)給的每分鐘進(jìn)給量（mm/min） L、L——?jiǎng)恿︻^快進(jìn)和快退行程長(zhǎng)度（mm） V——?jiǎng)恿︻^快速行程速度，按所選動(dòng)力頭參數(shù)來(lái)定 t——工件裝卸、定位、夾緊以及清除定位基面切屑的時(shí)間。它取決于工件大小、裝卸方便性及操作人員的熟練程度等。根據(jù)對(duì)各類機(jī)床的統(tǒng)計(jì)，一般為0.5~1.5min。 由于組合機(jī)床工作過(guò)程中偶然事故（不可靠性）以及操作人員的自然需要所需時(shí)間，機(jī)床實(shí)際可能生產(chǎn)率Q要低于機(jī)床理想生產(chǎn)率Q。也就是： (4-5) 式中——機(jī)床負(fù)荷率 Q——組合機(jī)床實(shí)際可能生產(chǎn)率，亦可視為要求的機(jī)床生產(chǎn)率。 Q=(件/小時(shí)) （4-6） 結(jié)合以上原理和本機(jī)床已知數(shù)據(jù)計(jì)算如下： T= t+t=++ t==1.749min Q==34.305(件/小時(shí) Q=31.13(件/小時(shí)) 本機(jī)床負(fù)荷率滿足要求，故本設(shè)計(jì)方案合理。 4-2 最終編制的具體生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)以上計(jì)算并參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我編制了如下所示的生產(chǎn)率計(jì)算卡  備注 4 3 2 1 序 號(hào) 工序名稱 被加工零 件 本機(jī)床裝卸工件時(shí)間取為1.5min 滑塊快退 滑塊工進(jìn) 滑塊快進(jìn) 裝卸工件 工步名稱 材 料 名 稱 圖 號(hào) 1 被加工零件數(shù) （個(gè)） 鉆孔 HT200 針刺底座 Φ7 加 工 直徑（mm） 18 加工 長(zhǎng)度 （mm） 30 工作 行程 （mm） 12.5 切削 速度 m/min 負(fù)荷率 機(jī)床理想生產(chǎn)率Q1 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率Q 單件總工時(shí) 570 每分鐘轉(zhuǎn)速 r/min 工序號(hào) 硬度 毛坯重量 毛坯種類 0.12 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 mm/r 10 0.125 10 每分鐘進(jìn)給量 m/min 90.7% 31.13（件/小時(shí)） 34.305（件/小時(shí)） 0. 2 0.2 機(jī)動(dòng) 時(shí)間 工時(shí)（min） HB 170-220 灰鑄件 1.549 0.026 0.0235 1.5 輔助 時(shí)間 5．機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開(kāi)展各專用部件和確定機(jī)床最大占地面積的知道圖紙。 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)床各個(gè)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)到目的。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件（動(dòng)力部件及其配套的滑座、床身或立柱等），以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 5-1 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的主要問(wèn)題 5-1-1 機(jī)床裝料高度的確定 裝料高度一般指工件安裝基面到地面的垂直距離。在確定裝料高度時(shí)，首先考慮到工人操作的方便性根據(jù)我國(guó)具體情況，為便于操作和省力，對(duì)于一般臥式組合機(jī)床、流水線和自動(dòng)線，裝料高度定位850到1060毫米。；自動(dòng)線要考慮車中間底座的高度以便允許內(nèi)腔通過(guò)隨行夾具還會(huì)系統(tǒng)或冷卻排屑。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求?？紤]上述剛度、結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素，我設(shè)計(jì)裝料高度H=1060mm，滑臺(tái)高度為280mm，側(cè)底座高度560mm。 5-1-2 夾具輪廓尺寸的確定 夾具是用于定位夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)草圖，初步確定夾具的輪廓尺寸。其底座高度應(yīng)考慮要保證有足夠的的剛性，又要考慮工件的裝料高度，為了便于布置定位元件，一般夾具的底座的高度不小于240mm。夾具底座的長(zhǎng)度尺寸，應(yīng)能布置下定位夾緊元件和能與中間底座的連接。 對(duì)于非框形夾具，在繪制聯(lián)系尺寸圖時(shí)，應(yīng)事先繪制夾具草圖，確定夾具的主要技術(shù)特性、基本結(jié)構(gòu)原則及其外形控制尺寸。 5-1-3中間底座尺寸的確定 中間底座其頂面安裝夾具，側(cè)面可與側(cè)底座相連接，并通過(guò)端面鍵或定位銷定位。在編制加工示意圖時(shí)，已確定工件端面至主軸箱端面在加工終了時(shí)的距離。并結(jié)合已選通用部件的高度以及夾具的尺寸確定底座的尺寸。根據(jù)以上的要求和具體的加工尺寸要求確定中間底座尺寸長(zhǎng)×寬×高=900×450×560mm 5-1-4 主軸箱輪廓尺寸的確定 1．厚度的確定 標(biāo)準(zhǔn)主軸箱的厚度由主軸箱體、前蓋和后蓋三層尺寸構(gòu)成。主軸箱體厚為180mm。前蓋有兩種尺寸，臥式厚為55mm，立式厚為70 mm，后蓋厚有90mm和50mm兩種，通常采用 90mm。因此臥式主軸箱的總厚為325mm，立式主軸箱通常為340mm。這里是臥式的，總厚取325mm。 2．主軸最低高度h的確定 要考慮它與工件最低孔的位置、機(jī)床配置形式、裝料高度和動(dòng)力部件、滑座、床身的關(guān)系，一般應(yīng)大于80~120mm。綜合考慮以上要素，確定h1=108mm。 3．主軸箱寬度B和高度H的確定 多軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定： B＝b+2b1 H=h+h1+b1 式中：b——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離，單位mm； b1——最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位mm； h——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)兩孔距離，單位mm； h1——最低主軸高度，單位mm。 b＝93mm，b1取153mm 則B＝93＋2×153＝399mm h＝161mm,h1= 108mm 則H＝128+108+130＝366mm。 根據(jù)實(shí)際加工的情況，由通用箱體系列尺寸標(biāo)準(zhǔn)選取400400（BH）的主軸箱。 5-2 繪制聯(lián)系尺寸圖使得其他注意事項(xiàng)： 1．機(jī)床聯(lián)系尺寸圖主要應(yīng)針對(duì)各部件之間的聯(lián)系尺寸進(jìn)行標(biāo)注，各部件畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。各部件應(yīng)嚴(yán)格按統(tǒng)一比例繪制。 2．在聯(lián)系尺寸圖上還必須明確比表明運(yùn)動(dòng)部件的終點(diǎn)和原位狀態(tài)，以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的情況。 3．聯(lián)系尺寸圖繪制后，在進(jìn)行機(jī)床的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能發(fā)現(xiàn)某些尺寸定的不合理，甚至不能實(shí)現(xiàn)，則可按照需要返回來(lái)修改聯(lián)系尺寸圖，加以調(diào)整。 4．在聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)明工件、夾具、動(dòng)力頭的中心線之間的關(guān)系。特別當(dāng)工件上加工部位對(duì)于工件中心線不對(duì)稱時(shí)，應(yīng)注明動(dòng)力頭中心線相對(duì)夾具中心線的偏移距離。 5-3機(jī)床分組 當(dāng)繪制完那些機(jī)床部件后，為便于設(shè)計(jì)和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同的功能劃分編組。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床的分類如下: (1) 第10組床身，側(cè)底座1CC251 (2) 第11組中間底座。 (3) 第21組鉆模板。 (4) 第30組電氣裝置。 (5) 第40組傳動(dòng)裝置 1TD25-1A。 (6) 第60組刀具。 (7) 第61組工具。 (8) 第71組多軸箱。 5-4本機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 圖5-1機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 6. 主軸箱的設(shè)計(jì) 6-1 組合機(jī)床主軸箱的用途及分類 主軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件，它是用于布置機(jī)床工作主軸及其傳動(dòng)零件和相應(yīng)的附加機(jī)構(gòu)。他通過(guò)按照一定的速比排布傳動(dòng)齒輪，把動(dòng)力從動(dòng)力部件——?jiǎng)恿︻^、動(dòng)力箱、電動(dòng)機(jī)等，傳遞給各工作主軸，使之獲得需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。主軸箱按其組成和用途可分為大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱、小型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱和專用主軸箱三類。 6-2 通用主軸箱的組成 6-2-1 主軸箱的組成 通用主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。 通用主軸箱在生產(chǎn)中常見(jiàn)的有： 1． 鉆削類主軸箱。 2． 攻絲主軸箱。 3． 鉆、攻復(fù)合軸箱。 這里采用鉆削類主軸箱。 6-2-2 主軸箱的通用零件 1．主軸箱通用零件的編號(hào)方法如下： 圖 6-1 主軸箱通用部件編號(hào)方法 編號(hào)中的T07表示主軸箱的通用零件；小組號(hào)分別用1、2、3和4表示箱體類、主軸類、傳動(dòng)軸類和齒輪類零件；順序號(hào)和零件順序號(hào)所表示的內(nèi)容遂類別號(hào)和小組號(hào)的不同而不同。這里選用的主軸箱體編號(hào)為450x900T0711-11。 2．通用主軸和傳動(dòng)軸 鉆削類主軸按支承形式不同可分為3種： a.前支承為推力球軸承和向心球軸承、后支承為向心球軸承或圓錐滾子 b.前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸（簡(jiǎn)稱滾錐主軸） c.前后支承均為推力球軸承和無(wú)內(nèi)圈滾子軸承的主軸（稱滾針主軸）。 主軸頭外伸長(zhǎng)度為75mm（立式為60mm）的滾錐主軸稱為短主軸，采用浮動(dòng)卡頭與刀具連接，配以長(zhǎng)導(dǎo)向或雙導(dǎo)向用于鏜、擴(kuò)、絞孔工序。 常用的通用傳動(dòng)軸按用途和支承形式分為： a.滾針軸承傳動(dòng)軸，b.圓錐滾子軸承傳動(dòng)軸,c.攻絲用蝸桿軸，d.手柄軸,e.油泵傳動(dòng)軸，f.埋頭傳動(dòng)軸六種。 通用傳動(dòng)軸材料一般用45鋼，熱處理T215；滾針軸承的傳動(dòng)軸材料為20Cr鋼，熱處理SO．1-1，C59。 3．通用箱體類零件： 通用箱體類零件包括主軸箱箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋。箱體類零件材料為HT200，前、后蓋材料為HT150，上蓋為HT150。箱體的大小，根據(jù)寬和高尺寸不同，有多種規(guī)格，其具體形狀尺寸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)GB3668.1—83選擇。其部分尺寸在前面章節(jié)已有描述。 4．潤(rùn)滑泵 規(guī)格較大的通用主軸箱常采用R12—1A葉片泵進(jìn)行潤(rùn)滑。中等規(guī)格的主軸箱用一個(gè)潤(rùn)滑泵；規(guī)格較大且主軸數(shù)量多的主軸箱用兩個(gè)潤(rùn)滑泵。潤(rùn)滑泵泵出的油經(jīng)分油器至各潤(rùn)滑點(diǎn)。 5．其他通用零件 除了上述零件外，主軸箱上還有隔套、鍵套、防油套、油杯、定位銷以及鎖緊螺母、防松墊圈等，都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或通用化。 6．通用齒輪 通用齒輪包括動(dòng)力箱齒輪，尺寬32mm，軸向總寬度84mm；電動(dòng)機(jī)齒輪，齒寬32mm，傳動(dòng)齒輪，齒寬24mm、32mm兩種。標(biāo)準(zhǔn)齒輪為不變位齒輪。材料為45鋼，齒部高頻淬火G54。具體結(jié)構(gòu)形式如圖： 圖 6-2 各種齒輪結(jié)構(gòu)圖 6-3 主軸箱設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容 主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)機(jī)床質(zhì)量的好壞。主軸箱設(shè)計(jì)的步驟大致分為：根據(jù)“三圖一卡”，繪制主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)形式及齒輪模數(shù)；擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸及傳動(dòng)軸坐標(biāo)；繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制主軸箱總圖及零件圖。 6-3-1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。 1)、根據(jù)尺寸聯(lián)系圖標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與傳動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。因?yàn)橹鬏S和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與工序圖上的水平方向尺寸相反；由于多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)不重合，應(yīng)作尺寸轉(zhuǎn)換，找出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。，標(biāo)出相應(yīng)的位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上主軸的坐標(biāo)值。 2）、根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制主軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。 3）、標(biāo)注主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)向。 4）、標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及其性能參數(shù)等 5）、列出個(gè)主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸的外伸尺寸等。 6-3-2 確定主軸結(jié)構(gòu)形式及齒輪模數(shù)的要求 一般情況下，根據(jù)工件的加工工藝、刀具和主軸的連接結(jié)構(gòu)和刀具的進(jìn)給抗力及切削轉(zhuǎn)矩來(lái)確定主軸的結(jié)構(gòu)形式。鉆削加工的主軸，需承受較大的單向軸向力，故最好選用向心球軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，且推力球軸承配置在主軸前端；如果主軸前進(jìn)和后退都要進(jìn)行切削時(shí)，可選用前后支承都是圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)，以便于承受兩個(gè)方向的軸向力；如果主軸孔間距較小，可選用滾針軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)的主軸精度和裝配工藝性均較差，除非必要時(shí)最好不選用。 傳動(dòng)軸直徑可參考主軸直徑大小初步確定，待傳動(dòng)系統(tǒng)擬定后在進(jìn)行驗(yàn)證。 齒輪模數(shù)一般用類比法確定，也可用下式估算： M≥（30—32）3 （6-1） 式中 m——所估算的齒輪模數(shù)（mm）； P——齒輪所傳遞的功率（KW）； z——對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)； n——小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）； 主軸箱中的齒輪模數(shù)常用的2、2.5、3、3.5、4幾種。為了便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的齒輪模數(shù)不多于2種。 6-3-3 主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 組合機(jī)床的主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，就是用一定數(shù)量的傳動(dòng)元件，把動(dòng)力箱的輸出軸與個(gè)主軸連接器起來(lái)，組成一定的傳動(dòng)鏈，并滿足各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求。主軸箱的特點(diǎn)是：針對(duì)某零件的特定工序恒速加工，傳動(dòng)鏈短；多主軸同時(shí)加工，傳動(dòng)鏈分支多。因此，主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，以獲得需要的主軸轉(zhuǎn)速旋向?yàn)樵瓌t，不存在通用機(jī)床前緩后急的最小傳動(dòng)比限制，甚至可以用升速傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)主軸。 1． 對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求： a. 從面對(duì)主軸的位置看去，所有主軸應(yīng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 b. 盡量避免主軸兼作傳動(dòng)軸，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。 c．保證主軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，應(yīng)力求用最少的傳動(dòng)軸和齒輪，因此，應(yīng)盡可能用一根傳動(dòng)軸同時(shí)帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排位置上。 d． 主軸箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副的最大傳動(dòng)比imax=2，最小傳動(dòng)比imin=0.5；最佳傳動(dòng)比為1.5-1≤i≤1.5，以使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊；后蓋內(nèi)的傳動(dòng)比imax≤2，imin≥3.5-1。 e. 用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在前端第一排，以較少 主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第三排，以較少主軸的彎曲變形。 同一主軸箱內(nèi)，如有粗、精加工主軸，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸后就分兩條路線傳動(dòng)，以免影響精加工主軸的加工精度。 f. 驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸不要超過(guò)2根，以免給裝配帶來(lái)困難。 g. 剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 2．?dāng)M定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)得基本方法： 擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法是：先把所有主軸中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，然后再在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸；再把各組同心圓上的中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；把最后的合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱的驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。這就是“從主軸的布置開(kāi)始，最終引到驅(qū)動(dòng)軸上”。 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定主要包括以下幾方面內(nèi)容： a．確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)。 b．確定液壓泵軸的位置。 c．繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。 3．傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 已知：該主軸箱有四根主軸：1、2、3、4、5、6、7、8各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸之間的傳動(dòng)比如下： 主軸轉(zhuǎn)速：n1=n2=n3= n4= n 5= n 6= 570r/min 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速：n0=510r/min 各主軸總傳動(dòng)比：i0-1、2、3、4、5、6、7、8=781/710=1.1 動(dòng)力箱齒數(shù)查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P95表4-3取21—26，模數(shù)取3、4。傳動(dòng)齒輪寬24mm，齒數(shù)17—50連續(xù)，模數(shù)2，2.5，3；50—70僅偶數(shù)齒，模數(shù)2，2.5，3，4。 動(dòng)力箱齒輪安在第Ⅳ排，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳給中間軸上的第Ⅳ排齒輪，然后經(jīng)中間軸第Ⅰ排齒輪將傳動(dòng)傳給主軸第Ⅰ排齒輪從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速傳遞。傳動(dòng)軸中心到中間軸之間距離為88.5mm，中間軸到主軸的中心距為114mm。根據(jù)傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸齒數(shù)模數(shù)要求依次進(jìn)行計(jì)算最后得出最優(yōu)值為動(dòng)力箱齒數(shù)為22，中間軸齒數(shù)為37，模數(shù)都為3，從而實(shí)現(xiàn)總傳動(dòng)比降速要求。同理計(jì)算出中間軸的第Ⅰ排齒輪齒數(shù)為74，主軸齒數(shù)40，模數(shù)為2。 根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速計(jì)算為： ｎ =n22/3774/40=71022/3774/40=781r/min 經(jīng)過(guò)驗(yàn)算轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。 6-4 主軸箱的潤(rùn)滑和手柄軸的設(shè)置 6-4-1 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)滑部位。對(duì)于臥式標(biāo)準(zhǔn)主軸箱，主軸箱體后壁間的齒輪和壁上的軸承采用油盤潤(rùn)滑，箱體和后蓋以及和前蓋間的齒輪采用油管潤(rùn)滑。 一般情況下，對(duì)于中等以下尺寸的主軸箱，用一個(gè)葉片泵即可。轉(zhuǎn)速一般為400~800r/min,為防止葉片泵齒輪與中間軸相碰，再取一中間軸在第Ⅳ排連接，根據(jù)設(shè)計(jì)動(dòng)力箱齒數(shù)為22，中間軸9齒數(shù)為37，中間軸10齒數(shù)為45，葉片泵齒輪35，這里轉(zhuǎn)速為n=71022/3737/4545/35=446r/min，符合要求。泵的安放位置應(yīng)盡可能靠近油池，使之易于打油。 6-4-2 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，或是按裝配和維修時(shí)檢查主軸精度，一般每個(gè)主軸箱上都要設(shè)置一個(gè)手柄軸，以便于手動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸。 為了扳動(dòng)起來(lái)方便，手柄軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能高些，其所處位置應(yīng)在靠近操作者一側(cè)，并且是便于下扳手的地方。一般在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)先不考慮手柄軸的設(shè)置問(wèn)題。而