空間多孔加工的組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)

空間多孔加工的組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì),空間多孔加工的組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì),空間,多孔,加工,組合,機(jī)床,主軸,設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院 本科畢業(yè)論文 題 目： 空間多孔加工的組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)械與交通工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 　　　　　　　 班 級(jí)： 機(jī)制1202班 　　　　　　　　　　　　 學(xué)生姓名： 孫奇 指導(dǎo)教師： 侯志敏 論文提交日期： 2016年 06月 01 日 論文答辯日期： 2016年 06月 07日 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院2012屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題任務(wù)書(shū) 論文（設(shè)計(jì)）題目 空間多孔加工的組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 姓名 孫奇 專業(yè)班級(jí) 機(jī)制1202 學(xué) 號(hào) 3122020314 課題的目的與要求： 畢業(yè)論文是學(xué)生在校期間十分重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生全面運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和技能，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行研究或設(shè)計(jì)的綜合性訓(xùn)練。旨在檢驗(yàn)學(xué)生獨(dú)立工作能力、分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)精神，為學(xué)生畢業(yè)后走向工作崗位做好準(zhǔn)備。 掌握典型機(jī)械系統(tǒng)一般步驟和方法，學(xué)會(huì)需求分析與方案調(diào)研、可行性分析、方案設(shè)計(jì)等工程設(shè)計(jì)的步驟。具有機(jī)械設(shè)計(jì)，圖紙繪制。說(shuō)明書(shū)字跡工整，語(yǔ)句通順，表達(dá)準(zhǔn)確，格式符合規(guī)定，字?jǐn)?shù)約1多萬(wàn)，英文翻譯要求內(nèi)容準(zhǔn)確，語(yǔ)句通順。 論文的主要內(nèi)容（或設(shè)計(jì)的技術(shù)要求與數(shù)據(jù)）： 結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)了解設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)，掌握機(jī)械傳動(dòng)基本原理，設(shè)計(jì)總體方案，并對(duì)總體方案進(jìn)行分析比較和論證，最后確定總體設(shè)計(jì)方案。翻譯外文，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 查閱參考文獻(xiàn)、資料要求： 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械原理教材 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 進(jìn)度計(jì)劃： （2016.2.29～3.6）第1周：下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始運(yùn)行 （2016.3.7～4.3）第2～5周：文獻(xiàn)檢索、收集資料，完成開(kāi)題報(bào)告； （2016.4.4～4.10）第6周： 中期檢查。學(xué)院自查，對(duì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的及時(shí)整改；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的進(jìn)度與質(zhì)量過(guò)程檢查。 （2016.5.9～5.15）第11周： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）修改 （2016.5.16～5.22）第12周：后期檢查。論文修改定稿，畢業(yè)論文答辯資格審查。 （2016.6.1之前）第12～13周：論文評(píng)閱。 （2016.6.6～6.8）第13周：畢業(yè)論文答辯。 論文 (設(shè)計(jì))工作起止日期： 2016.2.29——2016.5.30 任務(wù)下達(dá)人（簽字）： 年 月 日 任務(wù)接受人（簽字）： 年 月 日 年 月 日 摘要 這種空間多空孔加工組合機(jī)床是我們常見(jiàn)的一種專用組合機(jī)床，它是由系列化以及標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和按照被加工零件的形狀以及加工工藝要求、數(shù)據(jù)大小而設(shè)計(jì)成的專用部件所組成。 設(shè)計(jì)中的主軸箱的設(shè)計(jì)是這次設(shè)計(jì)任務(wù)的重中之重，也是最關(guān)鍵的部分當(dāng)然它也是我們常見(jiàn)的組合機(jī)床中重要的部件之一。首先它是由我們所熟悉的通用部件，按照被加工零件的加工要求，根據(jù)專用要求設(shè)計(jì)的。舉個(gè)例子就是加工拖拉機(jī)側(cè)支架上的12個(gè)孔，就是一種加工空間多孔的組合機(jī)床的一種體現(xiàn) 。而這次的加工任務(wù)是機(jī)床也是以其為例。主軸箱是組合機(jī)床重要的專屬部件，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，與此同時(shí)為了提高生產(chǎn)效率以及降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 本文依據(jù)的主軸箱的設(shè)計(jì)原則完成了對(duì)結(jié)構(gòu)型式的選擇以及動(dòng)力計(jì)算，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及計(jì)算，主軸箱坐標(biāo)計(jì)算，主軸箱的總圖設(shè)計(jì)和液壓部分的設(shè)計(jì)。并以此繪制加工的工序圖，加工示意圖以及臥式雙面組合機(jī)床的各部件的尺寸圖。整篇說(shuō)明書(shū)全部依據(jù)了現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以完成。 關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床； 主軸箱； 傳動(dòng)軸  Abstract The pupil hole processing combined machine tool is our common a special combination of machine tool, it is by the series and standardization of the general components and in accordance with the requirements of the processing parts of the shape and processing technology, size of the data and design of special components. Is a new and very useful form of machine tool. And the number of exclusive tractor design in the design of spindle box design is the task of top priority, but also the most important part of the course, it is our common modular machine tool is an important component of. First of all, it is we are familiar with the general parts to be machined parts processing requirements, according to the special requirements of the design. Give an example is the processing side bracket 12 hole, is a kind of processing the porous space combination machine tool of a kind of expression. And the processing task is the machine is also in the case of the spindle box of modular machine tool is an important part, it is based on the processing schematic diagram to determine the workpiece hole position, cutting dosage and Spindle type design of the transfer of the spindle motor power components. At the same time in order to improve production efficiency and reduce labor intensity. This special design the with double-sided drilling and space multi drilling machine combination and corresponding special fixture. On the basis of the spindle box design principles completed the structure type selection and dynamic calculation, design and calculation of transmission system, spindle box coordinate calculation, design of spindle box of general plan design and hydraulic parts. And in order to map graph processing procedure, processing schematic diagram and horizontal double-sided combination of machine tool parts size chart. The whole description all based on the existing national standards in order to complete. Key words： Combined machine tool； spindle box； transmission shaft  目 錄 第一章 組合機(jī)床概述 1 1.1 組合機(jī)床簡(jiǎn)介 1 1.2 組合機(jī)床的特點(diǎn) 2 1.3 組合機(jī)床工藝范圍及發(fā)展方向 3 1.3.1 組合機(jī)床工藝范圍 3 1.3.2 組合機(jī)床發(fā)展方向 4 1.3.3 組合機(jī)床的方案選擇 5 第二章 被加工零件工藝方案的制定 7 2.1 零件分析 7 2.1.1 零件的用途 7 2.1.2 零件的技術(shù)要求 7 2.2 工藝方案的制定 8 2.3 組合機(jī)床切削量及切削力的確定 9 2.3.1組合機(jī)床切削量和工序余量的確定 10 2.3.2選擇組合機(jī)床切削用量的特點(diǎn) 10 2.3.3選擇組合機(jī)床鉆削切削用量 10 2.3.4確定切削用量此時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 11 2.3.5組合機(jī)床切削力的確定 11 2.4 主軸直徑的確定和主軸箱所需動(dòng)力計(jì)算 12 2.4.1主軸直徑的確定 12 2.4.2動(dòng)力箱的選用 13 第三章 主軸箱的設(shè)計(jì) 15 3.1 主軸箱的基本機(jī)構(gòu)及表達(dá)方法 15 3.1.1 主軸箱簡(jiǎn)介 15 3.1.2 通用主軸箱的組成 15 3.1.3 通用主軸箱的通用零件 16 3.2繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 17 3.3確定主軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù) 19 3.4主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 3.4.1對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 20 3.4.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21 3.5 主軸箱坐標(biāo)的計(jì)算 26 3.5.1 繪制主軸箱總圖及補(bǔ)充加工圖 33 3.5.2主軸箱補(bǔ)充加工圖設(shè)計(jì) 34 結(jié)論 35 參考文獻(xiàn) 36 致謝 37 引言 機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及所有專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)際就業(yè)工作或者以后更遠(yuǎn)的發(fā)展學(xué)習(xí)之前對(duì)所學(xué)個(gè)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。 在這次設(shè)計(jì)中，我主要設(shè)計(jì)側(cè)支架臥式主軸箱，由于要加工的工件批量大，十二個(gè)孔的位置精度高，這就要求在主軸箱設(shè)計(jì)中要合理的排出傳動(dòng)系統(tǒng)，確保主軸位置精確和傳動(dòng)穩(wěn)定。由于該零件的十二個(gè)孔對(duì)位置精度要求很高，必須非常合理的排出主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)，以達(dá)到主軸位置準(zhǔn)確。其中，盡量減小傳動(dòng)誤差，使主軸達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速；避免軸與齒輪間的干涉現(xiàn)象；合理的分布手柄軸和油泵的位置。機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，精度和性能要求日趨提高，因此對(duì)生產(chǎn)設(shè)備——機(jī)床也相應(yīng)地提出了高效率、高精度和高自動(dòng)化的要求。專用機(jī)床，就是為了解決大批量，大量生產(chǎn)的零件加工中用于加工某一種（或幾種）零件的特定工序的機(jī)床 就我而言，我希望通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將要從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)需要，得到了老師及同組同學(xué)的大力幫助，在此先表示真摯的感謝。 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章組合機(jī)床概述 第一章 組合機(jī)床概述 1.1 組合機(jī)床簡(jiǎn)介 首先組合機(jī)床的基礎(chǔ)是通用部件，而它是依據(jù)各自的功能按照國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化等原則設(shè)計(jì)和制造的獨(dú)立部件，之后依靠它可以組成各種組合機(jī)床時(shí)能互相通用的作用。當(dāng)然組合機(jī)床的專用部件當(dāng)中也有許多零件是國(guó)際的通用零件、標(biāo)準(zhǔn)件和獨(dú)立部件。所以，組合機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造、重組和調(diào)整都很方便。目前，我國(guó)當(dāng)前的組合機(jī)床中約有70%-90%的零部件是通用零部件和標(biāo)準(zhǔn)件。 組合機(jī)床可以通過(guò)對(duì)工件進(jìn)行多刀、多面、多軸、多工位的同時(shí)加工，工序相對(duì)來(lái)說(shuō)高度集中，這樣的話就縮短了加工時(shí)間以及輔助時(shí)間，并且可以使輔助時(shí)間與加工時(shí)間恰好重合，這樣的話很容易自然的組成自動(dòng)線。而且組合機(jī)床多配有液壓、氣壓以及新設(shè)備（電控）等系統(tǒng)，生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較自動(dòng)化或半自動(dòng)化。所以才會(huì)導(dǎo)致組合機(jī)床的生產(chǎn)率以及自動(dòng)化的普及程度很高。有的組合機(jī)床的生產(chǎn)效率甚至比通用機(jī)床高幾倍到幾十倍不止，更多的時(shí)候是其他機(jī)床無(wú)法替代的，也因?yàn)檫@個(gè)原因組合機(jī)床更加適宜于大批量的生產(chǎn)。 在這個(gè)工作上來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、刮平面、各種車削、磨削及滾壓等加工工序，同時(shí)還可以完成熱處理、在線自動(dòng)檢查等非切削這些加工工序。其中應(yīng)用最多的是加工工序是平面加工以及孔加工這兩類工序。當(dāng)然組合機(jī)床最適宜的是于加工各種大中型箱體類的零件，如氣缸體、氣缸蓋、變速箱箱體、電機(jī)座及儀表殼等零件。以上說(shuō)到的那些零件都可以從平面到孔的全部加工工序全部都可以在組合機(jī)床上完成。而軸套類、盤(pán)類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部加工工序的加工，也可以在組合機(jī)床上完成，這是二者之間最大的區(qū)別。 自從二十世紀(jì)70年代以來(lái)，伴隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀以及鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)等這些先進(jìn)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。加工效率也再增加，甚至銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，而表面粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級(jí)，孔距精度可達(dá)O.03～O.02微米 。 1.2 組合機(jī)床的特點(diǎn) 現(xiàn)和與此同時(shí)進(jìn)行的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，例如工藝切削頭、主軸動(dòng)力箱、動(dòng)力滑臺(tái)等動(dòng)力部件。以用來(lái)動(dòng)力部件的通用部件的安裝，例如底座或者其他。其主要分為床身組合機(jī)床是依靠工件本身的加工需要,通過(guò)大量通用部件為基礎(chǔ),同時(shí)以較少的專用部件二者相組成的一種新式高效專用機(jī)床的一種，是機(jī)械制造業(yè)高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。在組合機(jī)床中每一1種部件都是具有其本身特有獨(dú)立功能的部件，而且其中的大多數(shù)已經(jīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的部件。然而在工廠的實(shí)際生產(chǎn)情況中非常常見(jiàn)，組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形式的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削端面、切削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工圓和端面等。 組合機(jī)床是從專業(yè)機(jī)床和萬(wàn)能機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是用按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。其他的通用部件是組合機(jī)床的基礎(chǔ)并且占據(jù)了很大的比重。目的是為了機(jī)床切削的實(shí)、動(dòng)力頭、主軸箱、夾具等幾部分。而且從單方向或者幾個(gè)方向采用單刀或者多刀對(duì)幾個(gè)工件同時(shí)或者不同時(shí)加工，充分反映了高度工序集中的原則。 與此同時(shí)為了更好的了解組合機(jī)床的優(yōu)越性，有必要將其設(shè)計(jì)制造的情況和專用機(jī)床相進(jìn)行一下比較。對(duì)于一臺(tái)專用機(jī)床而言，除了一些標(biāo)準(zhǔn)件外，全部零件都需要一個(gè)接著一個(gè)地設(shè)計(jì)與制造，其中的勞動(dòng)量大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)是一種很大的問(wèn)題。由于工件全部都是單件生產(chǎn)的性質(zhì)，過(guò)程中不僅制造工件的成本較高，而且工件的生產(chǎn)使用的問(wèn)題也比較多。而設(shè)計(jì)制造一臺(tái)這樣組合機(jī)床的情況卻大大不一樣，組合機(jī)床是根據(jù)具體加工對(duì)象，具體的加工要求，具體的加工數(shù)據(jù)，用預(yù)定并設(shè)計(jì)制造好的通用部件以及通用零件，再加上少量的專用部件或者零件來(lái)組成的，而通用部件和通用零件卻占整臺(tái)機(jī)床總體零件數(shù)的70%～90%，這不僅大大地縮短了設(shè)計(jì)制造的周期，還減少了工件制造中的遇到的種種問(wèn)題從而提高了機(jī)床工作的可靠性，并降低了機(jī)床制造的成本。組合機(jī)床具有如下一些特點(diǎn)： 1. 普遍組合機(jī)床中有 70% ～ 90% 的零部件是通用部件。 2.這些零部件都是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)與計(jì)算并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專門(mén)國(guó)內(nèi)外廠家成批生產(chǎn)，因此工作時(shí)穩(wěn)定可靠，使用、維修方便。 3.設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，首選也是最主要的工作是選用通用零、部件，因此，設(shè)計(jì)、制造周期短。 4.被改變時(shí)，原有的通用零、部件可以重新利用，組成新的組合機(jī)床。 5.由于組合機(jī)床多采用多刀、多軸、多面、多工位加工，自動(dòng)化程度很高，所以生產(chǎn)率高。 6.組合機(jī)床加工工件時(shí)采用專用夾具、經(jīng)常采用組合刀具和導(dǎo)向裝置等，工序固定、工作自動(dòng)循環(huán)，加工精度靠工藝裝備保證，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。同時(shí)對(duì)操作工人技術(shù)水平要求低，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 7.組合機(jī)床很容易組成自動(dòng)線，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合操縱和控制。 8.其通用部件要有廣泛的適應(yīng)性，其結(jié)構(gòu)稍為復(fù)雜些。 9.可變性差，改裝時(shí)有部分零件不能重復(fù)利用，而且改裝時(shí)勞動(dòng)量大。 1.3 組合機(jī)床工藝范圍及發(fā)展方向 1.3.1 組合機(jī)床工藝范圍 首先組合機(jī)床既可以完成、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔這些鉆孔類加工又可以銑削端面、切削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工圓和端面這種刀面的工序，同時(shí)還可以進(jìn)行對(duì)工件的尺寸檢查數(shù)據(jù)整改以及簡(jiǎn)單的工件裝備工序。這其中大部分的工件部件主要用于平面加工和孔加工這兩類的工序。隨著現(xiàn)代的組合機(jī)床綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，其加工工件的工藝范圍正擴(kuò)大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、衍磨及拋光、沖壓更多工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢測(cè)、清洗以及零件分類等非切削工作。 組合機(jī)床最大的加工方向是加工各種大中型箱體類的零件舉個(gè)例子如氣缸蓋、氣缸體、變數(shù)箱體、電機(jī)座及儀表殼這些常用到的零件，當(dāng)然也可以用來(lái)完成軸套類、輪盤(pán)類、叉架類和蓋板類零件當(dāng)中的部分或者全部加工工件工序的加工?，F(xiàn)在來(lái)說(shuō)組合機(jī)床也在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工及縫紉機(jī)、自行車等輕工業(yè)大批大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用同時(shí)也扮演這重要的角色。 1.3.2 組合機(jī)床發(fā)展方向 由于組合機(jī)床是針對(duì)某一中單個(gè)零件或者某一個(gè)零件中的一個(gè)單部件來(lái)設(shè)計(jì)的，因此它的柔性不足甚至很差。而現(xiàn)代無(wú)論制造業(yè)還是工業(yè)對(duì)機(jī)床的要求不僅限于考慮提高單品種大批量生產(chǎn)方式的生產(chǎn)率，考慮的更多的是不論被加工工件的幾何形狀和結(jié)構(gòu)如何變化，也不管其批量大小，數(shù)據(jù)多少，機(jī)床的加工設(shè)備都能及時(shí)適應(yīng)工件的加工要求的重要性并隨之而改變。既有很高的社會(huì)生產(chǎn)率，又有足夠的滿足需求的靈活性，這是很難得的。 即使是針對(duì)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，雖然組合機(jī)床本身有著生產(chǎn)率高、成本低的特點(diǎn)，其產(chǎn)品在目前市場(chǎng)上也擁有著價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但是在新技術(shù)、新概念日新月異時(shí)刻進(jìn)步的今天，對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、新技術(shù)的應(yīng)用、新生產(chǎn)線的投產(chǎn)以及投入市場(chǎng)當(dāng)中應(yīng)該是層出不窮的持續(xù)不斷的，這樣企業(yè)才有活力才會(huì)長(zhǎng)久，與此同時(shí)產(chǎn)品對(duì)使用人群來(lái)說(shuō)才有吸引力更加具有性價(jià)比。而如果一個(gè)企業(yè)大量使用的組合機(jī)床單一性過(guò)強(qiáng)，他無(wú)論是對(duì)舊產(chǎn)品的技術(shù)改造還是進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)都受到工廠僅有設(shè)備的制約以及技術(shù)的不支持，這就使得新產(chǎn)品在許許多多的方面不能達(dá)到最優(yōu)。如果再加上有些地方不得不設(shè)計(jì)制造新的組合機(jī)床而花費(fèi)大量的時(shí)間，精力，金錢，導(dǎo)致使得新產(chǎn)品失去搶占市場(chǎng)的第一時(shí)間，這種損失是巨大的。所以說(shuō)，企業(yè)不能過(guò)分的依賴于組合機(jī)床，為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，組合機(jī)床要大力提高其通用性，即其柔性。 隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制理論的發(fā)展而出現(xiàn)在大家視野里的數(shù)控機(jī)床為組合機(jī)床的柔性化帶來(lái)了好消息。而事實(shí)上組合機(jī)床對(duì)制造業(yè)的貢獻(xiàn)根本在于提出了可以在多軸、多刀、多工序的條件下對(duì)工件進(jìn)行多面、多件、多工位的同時(shí)加工的概念，這是實(shí)現(xiàn)加工工序集中的最好途徑之一，這為以后機(jī)床提高生產(chǎn)率指明了方向。而通過(guò)這十多年的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已和多軸多面加工的原理緊緊的聯(lián)系在一起了，現(xiàn)在組合機(jī)床和數(shù)控機(jī)床已經(jīng)沒(méi)有了嚴(yán)格的區(qū)分，這使機(jī)床的生產(chǎn)率和靈活性大大的提高了。 值得一提的是，由于目前技術(shù)的發(fā)展以及市場(chǎng)的需求，現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)對(duì)于零件的精度要求越來(lái)越高，尤其是高次曲線及高次曲面要素在零件中的大量應(yīng)用，這是傳統(tǒng)的機(jī)床無(wú)法做到的，而在在數(shù)控機(jī)床中用很簡(jiǎn)單的差補(bǔ)法就可以相對(duì)容易的加工出高次曲線以及高次曲面，如果還想對(duì)加工進(jìn)行封閉環(huán)的控制，提高工件的加工精度，僅僅需要在機(jī)床中引入三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x就可以了。 除了要朝柔性化的方向發(fā)展外，組合機(jī)床的發(fā)展還要考慮如下幾個(gè)問(wèn)題： 1.提高生產(chǎn)率。其主要方法是改善了機(jī)床布局，與此同時(shí)增加同時(shí)工作的刀具并且減少了工件的加工余量，從而提高切削用量，提高工作可靠性及縮短輔助時(shí)間等，目的是為了減少自動(dòng)生產(chǎn)線停車的損失。 2. 擴(kuò)大加工的工藝范圍。 3.廣泛采用更加先進(jìn)的自動(dòng)測(cè)量和刀具補(bǔ)償技術(shù)用來(lái)提高加工精度。 4.提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，重點(diǎn)在于解決工件的夾壓和夾緊自動(dòng)化和裝卸自動(dòng)化。 5.為適應(yīng)中小工件的批量生產(chǎn)的需要，提高組合機(jī)床及其自動(dòng)化的可調(diào)性。 6.為適應(yīng)小型精密零件的加工需要，創(chuàng)制小型組合機(jī)床。 1.3.3 組合機(jī)床的方案選擇 首先制定組合機(jī)床的工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的第一步也是最重要的步驟之一。制定的工藝方案正確與否，將直接決定機(jī)床是否達(dá)到“重量輕、體積小、使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量好、效率高”的基本要求。而影響機(jī)床的設(shè)計(jì)工藝方案的主要因素有以下這些： 1. 被加工零件的加工工序要求和加工精度：在組合機(jī)床上加工零件需要一套完整的加工工序以及需要該保證的加工精度，這是制定機(jī)床方案的最根本也是最主要依據(jù)。首先分析工件的精度、尺寸和技術(shù)要求，加工Φ 的孔；精度達(dá)到孔H6-H7的加工工序，工步數(shù)多，因此必須采用不同的工藝方法。如按照加工8－M10的軸承蓋螺釘孔的精度要求一般只需要保證圓周分布就可以了。 2.被加工零件的特點(diǎn)：機(jī)床采取的配置型式很大的程度取決于被加工零件的特點(diǎn)。一般的說(shuō)來(lái)，孔的中心線與相對(duì)應(yīng)的定位基面平行而且需要由一面或幾面同時(shí)加工的箱體零件都采用臥式機(jī)床；對(duì)于箱體零件而言，采用單工位機(jī)床加工就是比較合適的了。注重工件在組合機(jī)床中加工前已完成的工序問(wèn)題和毛坯孔的質(zhì)量。當(dāng)毛坯孔的余量很大或者鑄造質(zhì)量較差和大毛刺時(shí)，這時(shí)候則需要安排粗加工工序，同時(shí)對(duì)幾個(gè)同心孔粗?jǐn)U的常見(jiàn)加工方法。工件有無(wú)適應(yīng)的工藝基面也間接影響工藝方案制定的重要因素。 3. 零件的生產(chǎn)批量：零件的生產(chǎn)批量為：30000件/年。屬于大批量生產(chǎn)，如果要求減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)，此時(shí)將工序盡可能的集中在一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床上來(lái)加工，以提高機(jī)床利用率，從而增加工作進(jìn)度。 4.機(jī)床的使用條件:在工件到組合機(jī)床中加工之前，它的毛坯或半成品都必須達(dá)到零件圖尺寸要求，否則，則會(huì)造成工件在機(jī)床夾具上的定位以及夾緊的不可靠不安全，甚至造成刀具損壞，從而影響工件的生產(chǎn)效率同時(shí)也不能保證要求的加工精度。如果在組合機(jī)床上完成加工后，還要轉(zhuǎn)到其他機(jī)床上進(jìn)行加工，而工件沒(méi)有預(yù)先加工出相對(duì)應(yīng)的保證精度的，而有關(guān)定位基面，那么組合機(jī)床也會(huì)考慮為下一道工序加工出定位基面做鋪墊。通常鉆削組合機(jī)床的車間、刃磨、制造相對(duì)要容易些，條件求也不是很高。 6 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章被加工零件工藝方案的制定 第二章 被加工零件工藝方案的制定 2.1 零件分析 2.1.1 零件的用途 首先這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是空間六孔的加工組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)，可以舉出下面這個(gè)例子，就是東方紅-75拖拉機(jī)全橋式車架的側(cè)面支架的。車架是介于行走以及拖拉機(jī)體之間的骨架并連接著二者。 它支承著整個(gè)機(jī)體，與行走系相聯(lián)系，使他們成為一個(gè)整體，也就是完整的車架。主車架上的縱深和車軸是用旁邊的側(cè)支架是連接，這樣的話可以讓車架成為一個(gè)完整的工件中的關(guān)鍵零件。 它的Φ45的孔是用來(lái)連接托輪軸，為了使得托輪更加固定（當(dāng)然托輪的作用：用來(lái)托住履帶的上方部分，與此同時(shí)還防止履帶因?yàn)橄麓惯^(guò)大而出現(xiàn)的振跳現(xiàn)象，并防止履帶側(cè)向滑落）。所以說(shuō)側(cè)支架是一個(gè)相當(dāng)重要的零件。 2.1.2 零件的技術(shù)要求 圖1 側(cè)支架零件圖 如圖1所示，側(cè)支架的技術(shù)要求 1.孔45表示的工件的相對(duì)擺差≦0.05. 2.E面對(duì)F面的垂直度≦0.4/250. 3. Φ45中心線對(duì)B面垂直度≦0.6/100. 4.EF加工表面允許有少些孔眼，尺寸≦10.0，深度≦5，距離零件和孔邊緣分別>5，每面不多于5個(gè)，孔眼尺寸相比允許尺寸略大些。因?yàn)榭梢院笃谶M(jìn)行焊補(bǔ)和修正。 5. Φ20孔在距離底面范圍內(nèi)直徑允許減少至19.9. 6. Φ20孔各孔中心線相互位置公差不得超過(guò)0.25. 7.E，F(xiàn)面表面粗糙度不大于Ra12.5. 8. R銑表面粗糙度不大于Ra6.3. 2.2 工藝方案的制定 側(cè)支架的加工主要是Φ10-Φ20孔加工，由于其要求精度不是很高，采用一般的鉆削加工就可以能滿足其加工的要求。因此不需要行擴(kuò)、鉸的精加工。如圖1所示， E,F面的加工也是相對(duì)來(lái)說(shuō)較重要的加工面也是很繁瑣的加工工序。它是Φ20孔加工的精基準(zhǔn)，但是由于對(duì)表面粗糙度的要求不高，所以一般的銑削加工都能達(dá)到要求。Φ45孔的加工要求也不高。但因?yàn)榭椎纳疃容^大。為了提高機(jī)床的生產(chǎn)率，同時(shí)也減少機(jī)床的數(shù)量，與此同時(shí)達(dá)到所要求的生產(chǎn)大綱領(lǐng)。因此Φ45孔的加工采用拉削，這樣它不僅僅容易達(dá)到精度要求，而且還大大提高了生產(chǎn)率。工序： 1. 銑E,F面。 2.拉Φ45孔。 3.鉆Φ20孔。 4.車削Φ81以及Φ60的圓柱面。 5. R銑。 按照原有的基準(zhǔn)面先加工基面，之后加工其他面的原則，所以確定先銑E,F面以及拉Φ45孔，為了提高機(jī)床本身的生產(chǎn)率，銑E,F后，可以在雙主軸圓工作臺(tái)上進(jìn)行加工，這樣既能同時(shí)銑削E,F面，又可以在在加工的同時(shí)，可以裝卸工件，拆卸夾具，減少輔助時(shí)間。在安排鉆削和車削加工的時(shí)候，遵循的原則是先主后次，鉆削加工工件時(shí)為滿足工件的生產(chǎn)率的要求，兩個(gè)工件可以同時(shí)加工，立臥雙面鉆，一次就可以完成所有孔的加工。 本次設(shè)計(jì)是空間多孔加工，所以只需在加工支架底座的同時(shí)鉆上的12個(gè)Φ20孔，所以這個(gè)工作步驟是可以采用多把刀一次加工完成的方式，這樣大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 工序：鉆12個(gè)Φ20孔。本工序應(yīng)用兩個(gè)平面和一個(gè)外圓面的組合定位，使工件可以完全定位，外圓可以用V形塊來(lái)夾緊，中央部分液壓缸壓板壓緊，如圖2所示。就是組合鉆床上加工的完美體現(xiàn)。 圖2 工序圖 2.3 組合機(jī)床切削量及切削力的確定 需要準(zhǔn)確的并且合理地選用切削用量才可以使組合機(jī)床的正常工作，就需要聯(lián)合確定合理的切削速度以及工件被加工時(shí)的工作停車損失，從而達(dá)到最高的生產(chǎn)效率以及保證最長(zhǎng)的刀具壽命還有最出色的工件加工質(zhì)量，這些都是為了達(dá)到了多快省為目的地進(jìn)行設(shè)計(jì)以及隨后的生產(chǎn)。這次設(shè)計(jì)當(dāng)中需要的組合機(jī)床大多數(shù)都是采用多刀加工的，而且基本都是多根鉆頭同時(shí)的工作。最佳切削用量的計(jì)算工作自然就會(huì)復(fù)雜而且繁瑣，但是要想從理論上來(lái)確定最正確的、是否適用于多刀加工的切削用量，當(dāng)然這是的很少有簡(jiǎn)便可靠的方法。 2.3.1組合機(jī)床切削量和工序余量的確定 為了使整個(gè)加工過(guò)程順利的進(jìn)行并且有效的穩(wěn)定保證加工工件的加工精度，必須合理恰當(dāng)?shù)卮_定每個(gè)部分工件彼此之間的工序余量。對(duì)于這次的設(shè)計(jì)組合機(jī)床主箱體零件上的空間12孔的加工余量，沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的要求而去做嚴(yán)格的要求，恰是用于軸承蓋的安裝，一般都可以滿足其要求。對(duì)于本箱體零件上空間12孔的加工余量具體的考慮計(jì)算會(huì)在，會(huì)在之后的“組合機(jī)床設(shè)計(jì)”中做出更加詳細(xì)的設(shè)計(jì)和介紹。 在確定需要在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容后，然后就可以根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)著手選取切削用量了。 最終選取為：切削速度v=12.57m／min,進(jìn)給量f=0.12mm／r. 2.3.2選擇組合機(jī)床切削用量的特點(diǎn): 目前組合機(jī)床的切削用量的最佳有效選擇，還是根據(jù)以往前輩專家們多年來(lái)積累的一些經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)來(lái)判斷和進(jìn)行的。本身組合機(jī)床就上就有幾把同時(shí)工作的刀具，為了保證機(jī)床能夠正常的工作，進(jìn)而達(dá)到較高的生產(chǎn)率，所以我們選取的切削用量比一般通用組合機(jī)床的單刀刀具加工量要小一些。這就是所謂的：“在多軸或者多孔加工的組合機(jī)床上不應(yīng)該采用較大的切削速度以及進(jìn)給量”，但并不是意味著，在組合機(jī)床上就都可以選取一些較低的切削用量。無(wú)論何時(shí)何地為了降低切削用量的方法從而來(lái)改善工件的加工情況是不明智的。例如在鑄鐵零件上鉆孔時(shí)，如果進(jìn)給量選取的太小，那么鑄鐵的刀具和鉆頭的壽命不僅不長(zhǎng)，反而會(huì)因?yàn)楹芸炷p且磨損情況更加嚴(yán)重，所消耗費(fèi)功率更大，并且伴隨刺耳的尖叫聲。所以根據(jù)現(xiàn)階段的各種組合機(jī)床的所有使用情況來(lái)看，一般來(lái)說(shuō)多軸加工組合機(jī)床的比通用機(jī)床的切削用量大概要低30％左右甚至更多。 2.3.3選擇組合機(jī)床鉆削切削用量 經(jīng)過(guò)被加工工件的條件、工作材料以及技術(shù)要求下進(jìn)行分析，在目前經(jīng)濟(jì)的情況滿足加工要求的原則的情況下，合理、恰當(dāng)、有效地選擇切削用量。 通過(guò)查閱《高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量》表 表1 高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量 加工直徑d(mm) HB=160～200 HB=200～241 HB=300～400 v(m/min) f(mm/r) v(m/min) f(mm/r) v(m/m) f(mm/r) 1－6 16～24 0.07～0.12 10～18 0.05～0.1 5～12 0.03～0.08 6－12 0.12～0.2 0.1～0.18 0.08～0.15 12－22 0.2～0.4 0.18～0.25 0.15～0.20 22－50 0.4～0.8 0.25～0.4 0.2～0.30 可查得： HT250(HT25-47)的硬度為： HB=170～241 取 HB＝217 HBS 因此，取切削用量為： 動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)給量： v=10～18 m/min 主軸進(jìn)給量: f=0.1～0.18 mm/r 在組合機(jī)床多軸箱或者主軸箱上的所有刀具，都共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，所以通常選用為標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力滑臺(tái)。當(dāng)其工作時(shí)，僅僅要求每分鐘所有的刀具的進(jìn)給量完全相同，而且等于每分鐘動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給量。 2.3.4確定切削用量此時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 1. 做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮每個(gè)刀具的功能，防止過(guò)分磨損刀具 。 2. 選擇復(fù)合刀具的切削用量的時(shí)候，應(yīng)該考慮刀具本身的使用壽命。 3. 選擇工件切削用量時(shí)，應(yīng)注意該零件的生產(chǎn)批量以及工作效率的影響。 4. 選擇切削用量的主是條件都是要有利于后面的主軸箱設(shè)計(jì)。 5. 選擇切削用量時(shí)，也要將所選動(dòng)力滑臺(tái)的綜合性能考慮進(jìn)去。 2.3.5組合機(jī)床切削力的確定 根據(jù)之前所選定的切削用量，以及確定的切削力，作為選擇動(dòng)力滑臺(tái)及夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；切削扭矩的確定，是方便用來(lái)確定主軸以及其他部分的傳動(dòng)件包括齒輪、傳動(dòng)軸等的尺寸大小；得到后的準(zhǔn)確切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)或者動(dòng)力箱電機(jī)功率；同時(shí)確定刀具耐用度，以方便驗(yàn)證所選刀具是否合理。 根據(jù)v=12.57m／min，f=0.12mm／r， 選擇主軸轉(zhuǎn)速為 （2-1）軸向力： 式中，D——鉆頭直徑（mm）； f——系數(shù)； ——抗拉強(qiáng)度（kg/mm2 ）。 扭矩： 式中 D——鉆頭直徑（mm）； f——系數(shù) ——抗拉強(qiáng)度（kg/mm2 ）；; M——扭矩（N?mm）。 切削功率： 式中，M——扭矩（N?mm）； v——切削速度（m/s）。 2.4 主軸直徑的確定和主軸箱所需動(dòng)力計(jì)算 2.4.1主軸直徑的確定 剛度條件計(jì)算時(shí)主軸的直徑為： （2-2） 式中，d——軸直徑（mm）； T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N.m ）； B——系數(shù)， B=2.316（主軸）；，B=1.948（傳動(dòng)軸），B=1.638。 所以，主軸軸徑 初取主軸軸徑為25mm，主軸外伸長(zhǎng)度為100mm。 2.4.2動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要根據(jù)主軸箱工作時(shí)所需要的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用。主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率為 由此計(jì)算知?jiǎng)恿ο淝邢鞴β蕿?0.42kw，可以根據(jù)軸的直徑以及轉(zhuǎn)速查表得出，一般取所傳遞功率的1%。主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前， 無(wú)法確定時(shí)，則 可由下式估算 （2-3） 式中，η——主軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)η=0.8-0.9，有色金屬時(shí) η=0.7-0.8；主軸數(shù)多，傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反而反之。本設(shè)計(jì)中 取0.8。 所以，所選電動(dòng)機(jī)功率為 動(dòng)力箱型號(hào)為T(mén)D50,由《W組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6，電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速970r／min，輸出軸轉(zhuǎn)速485r/min；動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為200mm。其中Y表示系列代號(hào)，160表示機(jī)座中心高，M表示中極極座，6為電動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)。 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過(guò)程、工作時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率和負(fù)荷率等的技術(shù)文件。通過(guò)生產(chǎn)率計(jì)算卡，我們可以分析擬定的方案是否滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求以及不足，并憑此加以改進(jìn)。 (a) 理想生產(chǎn)率：Q=A/t （2-4） 式中，A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）； t——年工作時(shí)間（h）；雙班制工作時(shí) =3900h； A=N(1+α)(1+β) =80000×（1+2%）×（1+1%）=82416件 式中，α——年生產(chǎn)零件備品率，取2%； β——年生產(chǎn)零件廢品率，取1%； 所以， Q=82416÷3900=21.13件／h (b) 實(shí)際生產(chǎn)率： (c) 機(jī)床負(fù)荷率： 機(jī)床負(fù)荷率一般以65%~75%為宜，機(jī)床復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 42 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章主軸箱的設(shè)計(jì) 第三章 主軸箱的設(shè)計(jì) 目前應(yīng)用的組合機(jī)床的作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排其中各主軸的水平位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)以及動(dòng)力箱傳給每個(gè)工作主軸，使之每個(gè)主軸都可以能得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 主軸箱是組合機(jī)床的重要組成部件之一，主軸箱的設(shè)計(jì)也是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。主軸箱設(shè)計(jì)的步驟大致為：根據(jù)“三圖一卡”，繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖；確定主軸的結(jié)構(gòu)形式及齒輪模數(shù)；擬定主軸箱的傳動(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。 3.1 主軸箱的基本機(jī)構(gòu)及表達(dá)方法 3.1.1 主軸箱簡(jiǎn)介 主軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成。其主要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸位置， 根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)和配置、切削用量和主軸類型而設(shè)計(jì)，由通用零件組成。能將動(dòng)力箱的動(dòng)力，傳遞給主軸，使之按要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，提供切削動(dòng)力。主軸箱與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)上，可完成鉆、擴(kuò)、絞、鏜孔等加工工序。 主軸箱按其結(jié)構(gòu)大小分為大型主軸箱和小型主軸箱這兩大類。大型又分為通用(標(biāo)準(zhǔn))主軸箱和專用主軸箱的兩種。專用主軸箱根據(jù)加工零件的特點(diǎn)，以及其加工工藝的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由大量標(biāo)準(zhǔn)的專用零件組成，本設(shè)計(jì)采用的是通用主軸箱，它主要由標(biāo)準(zhǔn)的通用零件組成。 3.1.2 通用主軸箱的組成 通用主軸箱在生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣，通常有鉆削類主軸箱等，大型通用主軸箱主要由箱體類零件，主軸，傳動(dòng)軸，傳動(dòng)齒輪和動(dòng)力箱或電機(jī)齒輪以及葉片泵，分油器，注油標(biāo)，排油塞，防油套等防油元件組成。 在主軸箱的箱體的內(nèi)部，可安裝厚度為24mm的齒輪三排，或厚度32mm的齒輪兩排；在后蓋內(nèi)，可安裝一排（后蓋厚度為90mm、100mm時(shí)）或兩排（后蓋厚度為125mm時(shí)）齒輪。 3.1.3 通用主軸箱的通用零件 1.通用箱體類零件大概有主軸箱箱體、前蓋、后蓋、上蓋和側(cè)蓋這幾種。箱體材料為HT200，前、后蓋材料為HT150，上蓋為HT150。主軸箱后蓋與動(dòng)力箱的接觸面上聯(lián)接螺孔以及定位銷孔的大小、位置應(yīng)與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)。 主軸箱箱體的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180，而用于臥式組合機(jī)床的多軸箱前蓋厚度為55，用于立式的則兼做油池用，因此加厚到70；基型后蓋厚度是90，變型后蓋厚度為50、100、125這三種，可根據(jù)主軸箱內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力箱與主軸箱的連接情況合理選用。 2.通用軸類零件 ①通用主軸 通用主軸一般分為鉆削類和攻螺紋類兩種主軸，本次設(shè)計(jì)中我們使用的是鉆削類主軸。 ② 通用傳動(dòng)軸 常用的通用傳動(dòng)軸按照用途和支承形式的不同可以分為圓錐滾子軸承傳動(dòng)軸、滾針軸承和推力球軸承傳動(dòng)軸、潤(rùn)滑泵軸、手柄軸四種。通用傳動(dòng)軸材料一般用45鋼，熱處理T215；滾針軸承的材料為20Cr鋼，熱處理S0.5-1，C59. ③ 通用齒輪 通用齒輪包括動(dòng)力箱齒輪，齒寬32mm，軸向總寬度84mm；電動(dòng)機(jī)齒輪，齒寬32mm；傳動(dòng)齒輪，齒寬有24mm、32mm兩種。標(biāo)準(zhǔn)齒輪是一種不變位齒輪的。材料也是45鋼，齒部高頻淬火G54. ④潤(rùn)滑泵 規(guī)格較大的通用主軸箱普遍常采用R12-1A類型的葉片泵進(jìn)行潤(rùn)滑。潤(rùn)滑泵泵出的油經(jīng)分油器流至各潤(rùn)滑點(diǎn)。R12-1A葉片潤(rùn)滑泵的每轉(zhuǎn)排油量為6ml，推薦轉(zhuǎn)速是550-800r／min，如果轉(zhuǎn)速過(guò)低，則會(huì)導(dǎo)致吸油困難。 ⑤其他通用零件 除上述零件外，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，這些零件都已經(jīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化或通用化，所以說(shuō)也是比較普遍的了。 3.2繪制主軸箱設(shè)計(jì)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，其主要內(nèi)容如下： 1.根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制主軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸和驅(qū)動(dòng)軸定位銷孔的位置。 2.根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，畫(huà)出工件與主軸箱的對(duì)應(yīng)位置尺寸，標(biāo)注所有主軸的坐標(biāo)值和工件輪廓尺寸。在原始依據(jù)圖中應(yīng)注意：主軸箱與工件的擺放位置，一般情況下來(lái)說(shuō)，工件在主軸箱前面。確定主軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標(biāo)，因?yàn)楣ぜ图庸た讓?duì)稱，選擇箱體中垂線為縱坐標(biāo)。 3.標(biāo)注各主軸的轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向。絕大部分主軸為逆時(shí)針（面對(duì)主軸看），故逆時(shí)針轉(zhuǎn)向不與標(biāo)注，只標(biāo)注順時(shí)針轉(zhuǎn)向主軸的。 4.列表說(shuō)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量以及主軸的外伸尺寸。 5.表明動(dòng)力部件的型號(hào)及其性能參數(shù)。 本設(shè)計(jì)中，從“三圖一卡”中可知： ①主軸箱輪廓尺寸800×500mm； ②工件輪廓尺寸和各孔位置尺寸； ③工件和主軸的相對(duì)位置尺寸。 根據(jù)這些尺寸數(shù)據(jù)可繪制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖和附表。附表： （a）被加工零件 名稱：75拖拉機(jī)側(cè)支架 材料：2G 硬度：HB180~227 （b）主軸外伸尺寸及切削用量 主軸外伸長(zhǎng)度為100mm 切削用量：f=0.12mm／r， =24mm／min （c）動(dòng)力部件 TD50型動(dòng)力箱電機(jī)功率7.5kw，轉(zhuǎn)速970r／min，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速485r／min，驅(qū)動(dòng)軸到滑臺(tái)表面距離為200mm. 因此，可初步繪制出原始依據(jù)圖，如下： 圖3 組合機(jī)床立式主軸原始依據(jù)圖 圖4 主軸箱輪廓尺寸的確定 3.3確定主軸結(jié)構(gòu)型式及齒輪模數(shù) 一般情況下，根據(jù)被加工工件的加工工藝、刀具、主軸的連接結(jié)構(gòu)和刀具的進(jìn)給抗力以及切削轉(zhuǎn)矩來(lái)確定主軸的結(jié)構(gòu)形式。加工主軸再被鉆削的過(guò)程中，需承受很大的單向軸向力，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，這樣的話不僅整個(gè)結(jié)構(gòu)更加科學(xué)被壓迫力也增加；如主軸前進(jìn)和后退兩個(gè)方向都要需要進(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)，以方便承受兩個(gè)方向的軸向力同時(shí)保證安全；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都比較差，除非必要時(shí)一般不選用。這次設(shè)計(jì)的是空間鉆孔，可采用第一種主軸結(jié)構(gòu)型式，即向心球軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)。 齒輪模數(shù)一般用類比法確定，本設(shè)計(jì)采用下式估算, 式中，m——所估算的齒輪模數(shù)（mm）； P——齒輪所傳遞的功率（kw）； z——一對(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2、2.5、3、3.5、4幾種。本設(shè)計(jì)中考慮到加工孔之間的距離，初定模數(shù)m=3mm. 3.4主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 組合機(jī)床主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)是保證這個(gè)加工過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行的首要條件，就是用一定數(shù)量的傳動(dòng)元件，把動(dòng)力箱的輸出軸與各主軸連接起來(lái)，組成一定的傳動(dòng)鏈，并滿足各軸的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)向要求。主軸箱的特點(diǎn)就是：針對(duì)某零件加工工序中的特定工序恒速加工，傳動(dòng)鏈短；多主軸同時(shí)進(jìn)行加工，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)速和旋向?yàn)樵瓌t，不存在通用機(jī)床前緩沖后急的最小傳動(dòng)比限制，甚至可用升速傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)主軸。 3.4.1對(duì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 1. 從面對(duì)主軸的位置看去，所有主軸（除非特殊要求外）應(yīng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 2.在保證主軸轉(zhuǎn)速和旋向的前提下，應(yīng)力要求用最少的傳動(dòng)軸和齒輪（數(shù)量和規(guī)格）。因此，應(yīng)盡可能用一根傳動(dòng)軸或者同時(shí)帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排位置上。 3.盡量避免主軸兼做傳動(dòng)軸用，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。 4.主軸箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副的最大傳動(dòng)比 ，最小傳動(dòng)比 ；最佳傳動(dòng)比為 ，以使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊；后蓋內(nèi)的齒輪傳動(dòng)比 ；除傳動(dòng)鏈的最后可采用升速傳動(dòng)外，應(yīng)盡可能避免升速傳動(dòng)，以避免空轉(zhuǎn)功率損失。 5.用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在前端第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。 6.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。 7.驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸數(shù)不要超過(guò)2根，以免給裝配帶來(lái)困難。 3.4.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 擬定主軸箱傳動(dòng)路線的基本方法是：先把所有主軸中心盡可能分布在幾個(gè)同心圓上，然后在每個(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)軸再去同心圓，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，最后引到驅(qū)動(dòng)軸上”。注意：驅(qū)動(dòng)軸的中心必須處于主軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高則從選定的動(dòng)力箱的聯(lián)系尺寸圖中查出。 1. 主軸分布設(shè)置 系統(tǒng)主軸分布一般有“同心圓分布”、“直線分布”、“任意分布”三種類型。如圖5所示，六根主軸不可能按一個(gè)“同心圓分布”布置，因?yàn)樗椒较蚓嚯x很大，所以采用兩個(gè)“同心圓分布”排列，左邊三根主軸是一組，右邊是一組，兩根傳動(dòng)軸又呈直線分布，用一根軸帶動(dòng)這兩根軸就可以了. 圖5 主軸分布圖 2.傳動(dòng)計(jì)算 ① 齒輪模數(shù)的確定\4 m =1.69 所以：取m=2,驅(qū)動(dòng)軸上取m=3. 傳動(dòng)的基本公式： （3-1） 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）： ——中心距（毫米）： m——模數(shù)（毫米）： 表2 電機(jī)參數(shù) 型號(hào) 形式 電機(jī)型號(hào) 電機(jī)功率(KW) （mm） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 輸出軸轉(zhuǎn)速 1TD50 Ⅴ Y160M－6 7.5 490 970 485 ②下面用上面的公式來(lái)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng) 0軸上取 1) 取 所以由表3-1知0軸轉(zhuǎn)速為485 取　　　 2) 由14軸的轉(zhuǎn)速可得： 3） 取　　　m＝3 4） 4）　　m＝3 5）取　　m＝2.5 6）取m＝2.5 計(jì)算后可排出傳動(dòng)系統(tǒng)圖，上面標(biāo)有軸號(hào)以及每對(duì)齒輪的齒數(shù)和模數(shù) 圖6 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ③齒輪傳動(dòng)比驗(yàn)算： 三個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速相差很小，傳動(dòng)比誤差在允許范圍之內(nèi) 所以傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可行。 ④估算軸徑 剛度條件計(jì)算時(shí)主軸的直徑為 式中，d——軸直徑（mm）； T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N.mm）； B——系數(shù)， B=1.948（主軸），B=1.638（傳動(dòng)軸）。 式中，T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N.mm）; P——功率（kw）; n——轉(zhuǎn)速（r/min）. 已知封齒輪機(jī)械傳功效率為0.97，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率為0.99 主軸1～12： 所以取主軸直徑d=25mm 傳動(dòng)軸22～25： 所以取主軸直徑d=25mm 傳動(dòng)軸20～21： 所以取主軸直徑d=30mm 傳動(dòng)軸18～19： 所以取主軸直徑d=30mm 傳動(dòng)軸16～17： 所以取主軸直徑d=25mm 傳動(dòng)軸14～15： 所以取主軸直徑d=30mm 傳動(dòng)軸13： 所以取主軸直徑d=25mm 3.5 主軸箱坐標(biāo)的計(jì)算 主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算是機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，也是關(guān)系到圖紙的準(zhǔn)確精度的問(wèn)題。坐標(biāo)計(jì)算就是依據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)比之間的關(guān)系，計(jì)算中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)，以便在繪制主軸零件加工圖時(shí)，將各孔的坐標(biāo)的尺寸完整地表現(xiàn)在圖紙上。并用已完成的的坐標(biāo)檢查圖來(lái)全面檢查整個(gè)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的。主軸箱坐標(biāo)計(jì)算必須確保正確，否則，將給生產(chǎn)造成損失，輕則返工，重則使主軸箱報(bào)廢，所以說(shuō)主軸箱坐標(biāo)計(jì)算是重中之重。 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)架的選擇及確定各主軸的坐標(biāo)。為了便于主軸箱的加工，設(shè)計(jì)時(shí)必須基準(zhǔn)坐標(biāo)架。通常采用直角坐標(biāo)。用xoy表示。它的選擇是根據(jù)主軸箱的安置情況和加工所用設(shè)備條件而定。針對(duì)本設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，采用以下的方法確定主軸及驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)。 主軸箱計(jì)算的順序和方法： 1. 主軸箱坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定 為了計(jì)算主軸箱各點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)于每個(gè)主軸箱都必須選擇一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)，一般都選取主軸箱底平面與通過(guò)其定位銷孔的垂直線交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。 2. 坐標(biāo)計(jì)算的順序