組合專機(jī)-電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的設(shè)計(jì)

組合專機(jī)-電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的設(shè)計(jì),組合,專機(jī),電機(jī),機(jī)電,驅(qū)動(dòng),多孔,專用,機(jī)床,設(shè)計(jì) 摘 要 本文介紹了“電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆”專用機(jī)床的設(shè)計(jì)。它是在廢舊的C6136車床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的，目的是能將電機(jī)端蓋上所要加工的孔在一道工序上全部完成，類似于組合鉆床。它主要在鉆頭的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床的夾具進(jìn)行改造，可將傳動(dòng)箱安裝在機(jī)床的床身上，夾具可安裝在大拖板上。注意傳動(dòng)箱與機(jī)床主軸的連接，它可采用調(diào)整墊板保證三者等高性。其中必須考慮夾具在機(jī)床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問(wèn)題以及傳動(dòng)軸的中心位置的排布。通過(guò)這些改進(jìn)后，可以使機(jī)床能夠適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的要求，適合于組成生產(chǎn)流水線。 經(jīng)過(guò)查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)原材料來(lái)源，水、電、氣等能源供應(yīng)，地理狀況，地質(zhì)狀況和交通運(yùn)輸?shù)茸髁顺浞值牧私猓煌瑫r(shí)還參觀了鹽城電機(jī)廠，并在那里進(jìn)行了為期兩個(gè)星期的實(shí)習(xí)，對(duì)該廠的生產(chǎn)狀況和工藝流程布置都有了實(shí)質(zhì)性的了解。因此，本設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：傳動(dòng)箱 車床 改造 Abstract The machine tool special that the original introduced " the electrical machinery driving termination tops the multiple punching drill " design。That it is living reforms on the old and useless C6136's lathe base, The aim is top the electrical machinery extremity opening whic the combination drilling machine。Its main drill bit being living driving forceh processed being living completely to complete in one workman's sequence, It is analogous to drive system and the machine tool clamping apparatus is reformed, May fix the transmission case machine tool lathe bed on， The clamping apparatus may be fixed is living draging haul on the plank greatly。 Pay attention to the joint against the machine tool main shaft of transmission case, It may adopt and regulate spacer equal in height quality of guaranty。 In it we have to consider that the clamping apparatus is living how to locate on the machine tool, How installation and so on problem along with transmission shaft heart place line's fibaric。 Improve queen by means of these, May cause the machine tool can adapt to the fresh technique, Fresh technology demand, Be fit for giving birth to the pipleline to the component. Keywords: Clamping apparatus Transmission case Lathe 2 目錄 0 前 言 1 1．電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 3 1．1 總體方案論證 3 2．計(jì)算部分 4 2．1 機(jī)床動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 4 2．2傳動(dòng)箱的計(jì)算 5 2.3 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 6 2．4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 9 2.5軸承的選擇和計(jì)算 14 2.6定位銷高度計(jì)算 15 2.7定位誤差的計(jì)算 15 2.8夾緊力的計(jì)算 16 2.9 偏心夾緊計(jì)算 17 3設(shè)計(jì)部分 18 3.1 夾具設(shè)計(jì) 18 3.2夾具設(shè)計(jì)的步驟 19 3.3 傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì) 22 4 樣機(jī)或試件的各種試驗(yàn)及測(cè)試情況 24 4.1 機(jī)床空轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 24 5 預(yù)期效果 25 6 結(jié)論 26 7 工作小結(jié)與致謝 27 8．參考文獻(xiàn) 28 附件清單 29 1 一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容 課題名稱：電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆 課題來(lái)源：鹽城電機(jī)廠 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1．可將傳動(dòng)箱安裝在機(jī)床的床身上，夾具可安裝在大拖板上 2．注意傳動(dòng)箱與機(jī)床主軸的聯(lián)結(jié) 3．設(shè)計(jì)中可采用調(diào)整墊板保證三者等高性 4．夾具設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行定位誤差及夾緊力的計(jì)算 5．應(yīng)完成整體總體，傳動(dòng)箱部裝，夾具總圖設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)（論文）依據(jù) 1．原始數(shù)據(jù)：驅(qū)動(dòng)端蓋總圖一張 2．電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋的鉆孔，加工Φ4.5和Φ2.7的孔 2．生產(chǎn)類型：改巧廢舊機(jī)床 3．本專機(jī)生產(chǎn)批量：設(shè)計(jì)制造一臺(tái) 三、技術(shù)要求 1．可在廢舊的C6136上改造 2．機(jī)床應(yīng)盡可能運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整 3．機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能用通用件，以降低成本，故僅生產(chǎn)一臺(tái) 4．年產(chǎn)綱領(lǐng)50000只 四.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）物化成果的具體內(nèi)容及要求 (具體內(nèi)容參照機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)<論文>大綱及實(shí)施細(xì)則的有關(guān)要求填寫) 1．圖紙工作量 1．總圖一張 〈A0〉 2．傳動(dòng)箱部裝圖一張 〈A0〉 3．全套傳動(dòng)箱零件圖 2．設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)說(shuō)明書格式要符合規(guī)范，內(nèi)容要完整，計(jì)算要正確，字?jǐn)?shù)達(dá)一萬(wàn)字以上。 五. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃 起 訖 日 期 工 作 內(nèi) 容 備 注 2003．03．31~04．11 畢業(yè)實(shí)習(xí),完成實(shí)習(xí)報(bào)告、文獻(xiàn)綜述 2周 外文資料翻譯 2003．04．12~04．25 總體設(shè)計(jì)方案確定、各部件結(jié)構(gòu)改 2周 進(jìn)方案確定；部裝草圖形成 2003．04．26~05．30 圖樣設(shè)計(jì)、繪制；并將設(shè)計(jì)圖樣及 5周 時(shí)提交指導(dǎo)老師初審 2003．06．01~06．14 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、根據(jù)指導(dǎo)教 2周 師意見修改圖樣，交全部設(shè)計(jì)文件 2003．06．15~06．22 根據(jù)指導(dǎo)教師審查情況進(jìn)行修改和 1周 完善，做好答辯準(zhǔn)備 2003．06．23~06．27 畢業(yè)答辯，資料整理歸檔 1周 六. 主要參考文獻(xiàn)： 1. 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997 2. 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 3. 方昆凡.公差配合技術(shù)手冊(cè).北京：第一版.北京出版社，1983 4. 薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 5. 李云.機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè).第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 6. 陳家芳.實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè).第二版.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999 7. 李慶春.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983 8. 陳榕林 張磊.改巧機(jī)床.第一版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1982 9. 趙峰.組合夾具圖冊(cè).第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 10.陳秀寧 施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).第一版.浙江：浙江大學(xué)出版社，1993 11.朱龍根.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 12.王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).第一版.太原：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 七. 其他 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 建材機(jī)械 專業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）題目 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆 學(xué)生姓名 陳 業(yè) 鋒 班 級(jí) 材機(jī)99(5) 學(xué) 號(hào) B9912016 起訖日期 2003.3.31-2003.6.27 指導(dǎo)教師 教研室主任 　 系 主 任 發(fā)任務(wù)書日期 2003年 3月28日 鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 0 前 言 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的設(shè)計(jì)。為了能讓鉆孔在一道工序上完成，不需要分為幾道工序，也就是說(shuō)為了提高生產(chǎn)效率，使機(jī)床能適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的要求。目的是改變機(jī)床的工藝范圍，改善機(jī)床的操作性能和勞動(dòng)強(qiáng)度，適合于組成生產(chǎn)流水線。大多的改巧機(jī)床的工作都是在廢舊機(jī)床進(jìn)行的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使原來(lái)屬于新穎、先進(jìn)的機(jī)床也逐漸變得陳舊、落后，滿足不了產(chǎn)品種類日益增加和質(zhì)量不斷提高地需要，我就必須進(jìn)行有效的技術(shù)改造。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要依據(jù)是被加工工件、機(jī)床的使用要求和制造條件等。我們可根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或者根據(jù)加工批量來(lái)尋求專用機(jī)床的方法。這樣我們就想到了組合鉆床的運(yùn)用。我們可在廢舊的C6136上改造，它裝卸方便，維修方便。本次設(shè)計(jì)利用C6136的機(jī)床，作了如下改動(dòng)一是鉆頭的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，二是大拖板上面的夾具等。經(jīng)過(guò)改裝后就類似是臺(tái)專用組合鉆床，能在一道工序中把電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋上的孔加工完畢。其中我們必須考慮夾具在機(jī)床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問(wèn)題以及傳動(dòng)軸的中心位置的排布。改巧機(jī)床的效益是多方面的，從提高生產(chǎn)率來(lái)看，假設(shè)改造機(jī)床100萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)的生產(chǎn)效率平均提高20%，這就等于多生產(chǎn)了20萬(wàn)臺(tái)的新機(jī)床，而且能進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，加速我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的設(shè)計(jì)。具的內(nèi)容就是完成整個(gè)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，傳動(dòng)箱和夾具的設(shè)計(jì)。傳動(dòng)箱設(shè)計(jì)要注意與機(jī)床主軸的聯(lián)接，齒輪的結(jié)構(gòu)，軸的結(jié)構(gòu)以及相互間的配合，夾具設(shè)計(jì)就是要使加工工件的定位準(zhǔn)確、可靠、滿足工藝精度，提高工作效率。 本文介紹了“電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆”專用機(jī)床的設(shè)計(jì)。它是在廢舊的C6136車床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的，目的是能將電機(jī)端蓋上所要加工的孔在一道工序上全部完成，類似于組合鉆床。它主要在鉆頭的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床的夾具進(jìn)行改造，可將傳動(dòng)箱安裝在機(jī)床的床身上，夾具可安裝在大拖板上。注意傳動(dòng)箱與機(jī)床主軸的連接，它可采用調(diào)整墊板保證三者等高性。其中必須考慮夾具在機(jī)床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問(wèn)題以及傳動(dòng)軸的中心位置的排布。通過(guò)這些改進(jìn)后，可以使機(jī)床能夠適應(yīng)新技術(shù)、新工藝的要求，適合于組成生產(chǎn)流水線。大多的改巧機(jī)床的工作都是在廢舊機(jī)床進(jìn)行的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使原來(lái)屬于新穎、先進(jìn)的機(jī)床也逐漸變得陳舊、落后，滿足不了產(chǎn)品種類日益增加和質(zhì)量不斷提高地需要，我就必須進(jìn)行有效的技術(shù)改造。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要依據(jù)是被加工工件、機(jī)床的使用要求和制造條件等。我們可根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或者根據(jù)加工批量來(lái)尋求專用機(jī)床的方法。這樣我們就想到了組合鉆床的運(yùn)用。我們可在廢舊的C6136上改造，它裝卸方便，維修方便。本次設(shè)計(jì)利用C6136的機(jī)床，作了如下改動(dòng)一是鉆頭的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，二是大拖板上面的夾具等。經(jīng)過(guò)改裝后就類似是臺(tái)專用組合鉆床，能在一道工序中把電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋上的孔加工完畢。其中我們必須考慮夾具在機(jī)床上怎么樣定位、怎么樣安裝等問(wèn)題以及傳動(dòng)軸的中心位置的排布。改巧機(jī)床的效益是多方面的。 1．電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 1．1 總體方案論證 （1）要深入現(xiàn)場(chǎng)，了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾緊情況以及生產(chǎn)率的要求等，確定在電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床上的工藝內(nèi)容及加工方法。 （2）機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要考慮現(xiàn)實(shí)工藝方案，保證加工精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)效率；又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否方便，排屑情況是否良好。 （3）總體設(shè)計(jì) 確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向。計(jì)算切削用量及機(jī)床生產(chǎn)效率。根據(jù)任務(wù)書的要求和自己的分析初定兩種設(shè)計(jì)方案 1.1.1臥式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床 特點(diǎn)：臥式機(jī)床重心底、振動(dòng)小運(yùn)作平穩(wěn)、加工精度高、占地面積大 1.1.2立式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床 特點(diǎn)：立式機(jī)床重心高、振動(dòng)大、加工精底、占地面積小。 1.1.3方案比較 根據(jù)臥式機(jī)床和立式機(jī)床的特點(diǎn)比較可知：為了保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋孔 的加工精度和結(jié)合氣缸體本身的特點(diǎn)選擇臥式機(jī)床。 2．計(jì)算部分 2.1選擇電動(dòng)機(jī) (1)．確定切削用量 根據(jù)工序的加工余量合理分配給： =10mm ==16mm =10mm 以切削速度滿足深孔為主。參考表12-5 確定v=20mm/min f=0.2 主軸轉(zhuǎn)速:N r/min=0.7583r/min=758.3r/min 鉆頭每分鐘進(jìn)給量:f f=n=0.2758.3r/min=151.6mm/min (2).確定機(jī)床動(dòng)力參數(shù) 主軸運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定, 首先計(jì)算每根主軸的切削力 =35.7 《金屬切削手冊(cè)》第2版 蔣同洋 主編 第103頁(yè)(4-8) --------圓周力 (N) ---------背吃刀量 (mm) HBS--------布氏硬度 =35.7 =35.7 =7099.94=71.0N =3=71.04 (3).機(jī)床切削功率 P===0.94KW (4).電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 (5).選擇電動(dòng)機(jī) 考慮到安全性,選擇電動(dòng)機(jī) Y90S-4 額定功率 P=1.1KW 額定轉(zhuǎn)速 =1400r/min 2．2傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì) 2．2．1 每個(gè)軸的所受的力、扭矩及功率 軸M8的鉆削 《金屬切削手冊(cè)》第2版 汪同洋 主編 第107頁(yè)(4-13) (r/min) =588.60=670.84(N.M) 《金屬切削手冊(cè)》第2版 汪同洋 主編 第103頁(yè)(4-3) 2 軸M6的鉆削 (r/min) =576.96(N.M) 2 軸M8.4的鉆削 =0.68821 3284.7W 2.2.2 傳動(dòng)比的確定 (1) i=796/1400=0.58 (2) i=i=1060/1400=0.76 (3) i=760/1400=0.5 2.3 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 2.3.1 齒輪的材料、精度和齒數(shù)的選擇 因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料按表7-1選取，都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。等級(jí)精度用8級(jí)，輪齒表面粗糙度為Ra1.6。軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕。 2.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9） 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第2 版 機(jī)械工業(yè)出版社 108頁(yè) T1=9.55=2902.12N d1=d1t m=d1/z1 由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm 齒輪1： 圖1 da=mz+2m=2 d=16mm d11.6d= B=20mm D1=da-10m=48-10 D0=0.5(D1+d1)=0.5（28+24）=26 d0=0.25(D1-d1)<10mm(可不鉆孔) 齒輪2： 圖2 da=mz+2m=2 d=16mm d11.6d= B=26mm D1=da-10m=40-10 D0=0.5(D1+d1)=22mm d0=0.25(D1-d1)<10mm(可不鉆孔) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由圖7-18查得YFS1=4.0,YFS2=4.06 由式（7-12）校核大小齒輪的 ([]=328MPa) MPa<[] ([]=300MPa) 說(shuō)明合適。 注：其余5對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算后都合格，具體步驟略。 2．4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 2.4.1 軸的材料選擇 考慮到：①軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性要求；②熱處理方法；③材料來(lái)源；④材料的加工工藝性；⑤材料價(jià)格等，以及傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求，故選擇常用材料45鋼。 2.4.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 以主軸為例，如圖3所示 圖3 初步估計(jì)軸的直徑（參照機(jī)械工業(yè)出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)》第2版）： 根據(jù)式（10-2），得： d=117=15.8mm 刀桿軸的直徑d=16m 2.4.3 軸的強(qiáng)度校核 1)軸的受力分析 (1) 畫軸的受力簡(jiǎn)圖 (2) 計(jì)算支撐反力. 在水平面上： =N=1400N 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第2 版 機(jī)械工業(yè)出版社 182頁(yè) =1600-1400=200N 在垂直面上： ==2250N (3) 畫彎矩圖（略） 在水平面上,a-a剖面左側(cè) =N·mm=84000N·mm a-a剖面右側(cè) =200x60N·mm=120000N·mm 在垂直面上 =2250X60N·mm=120000N·mm 合成彎矩,a-a剖面左側(cè) =N·mm=159000N·mm a-a 剖面右側(cè) ==135532N·mm 畫扭矩圖 轉(zhuǎn)矩 T==4500X240/2N·mm 2)判斷危險(xiǎn)剖面（圖略） 顯然,圖所示a-a截面左側(cè)合成彎矩最大,扭矩為T,該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)剖面;b-b截面合成彎矩雖不是最大,但該截面左側(cè)軸徑小于a-a截面;故b-b截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)剖面.若從疲勞強(qiáng)度考慮, a-a,b-b截面均有應(yīng)力集中,且b-b截面處應(yīng)力更為集中嚴(yán)重,故a-a截面左側(cè)和b-b截面左,右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)剖面。 3)軸的彎扭合成強(qiáng)度校核 由表10-1查得 []=[=60MPa, [=100MPa =[/[=0.6 （1）a-a截面左側(cè) =29.8MPa〈[ （2）b-b截面左側(cè) W=0.1=12500m b-b 截面處合成彎矩： = =26.79Ma〈[ 4)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 由表10-1查得: （1）a-a截面左側(cè) =[0.2mm =26168mm 由附表10-1查得，；由附表10-4查得絕對(duì)系數(shù)軸經(jīng)磨削加工，由附表10-5查得表面系則 彎曲應(yīng)力 =13.13MPa 應(yīng)力幅 =13.13MPa 切應(yīng)力 =20.64MPa 安全系數(shù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第2 版 機(jī)械工業(yè)出版社 192頁(yè) = （10-6） ==6.69 （10-7） S===6.29 （10-5） 查表10-6得 許用安全系數(shù)[S]=1.3~1.5，顯然S>[S],故a-a剖面安全。 （2）b——b截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W=0.1 抗扭截面系數(shù) 又前文已求得 =84800N.mm,故彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 由附表10-1查得過(guò)盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。又， 及 。則 = ==6.24 S===5.78 顯然S>[S],故b-b截面右側(cè)安全. (3)b-b截面左側(cè) b-b截面左右側(cè)的彎矩，扭矩相同。 彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 （D-d）/r=2，r/d=0.02。由附表10-2查得圓角引起的有效集中系數(shù)由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù) = ==7.78 S===7.42 顯然S>[S],故b-b截面左側(cè)安全。 以上計(jì)算表明: 1.軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均是足夠的； 2.計(jì)算出的安全系數(shù)都偏大,且彎扭合成強(qiáng)度付與較多; 3.三個(gè)安全系數(shù)中以b-b截面右側(cè)安全系數(shù)最小. 2.5軸承的選擇和計(jì)算 圖3 角接觸球軸承 鍵聯(lián)接的選擇和校核 2.5.1鍵的選擇 參照浙江大學(xué)出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，考慮到平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好，查表8-61，選擇GB1096-79A型普通平鍵，材料為45鋼。 2.5.2鍵聯(lián)接的校核 平鍵聯(lián)接的主要失效形式是壓潰，所以通常只進(jìn)行鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度計(jì)算。 根據(jù)式（10-12），強(qiáng)度條件為： 式中 T—傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為N·m； d—軸的直徑，單位為mm； l—鍵的接觸長(zhǎng)度，單位為mm； K—鍵的輪轂接觸高度，Kh/2，單位為mm； —許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa。 圖4 鍵 以傳動(dòng)軸的鍵為例（如圖4）： l=20mm,h=5mm,b=5mm d=15mm,K=2.5mm T=9550=28.3N·m =100MPa 則 MPa< 證明該鍵合適。 2.6定位銷高度計(jì)算 定位銷的最大工作高度為： Hmax= Φ10mm. 定位銷Φ10 Xmin=0.006mm Hmax==11.6mm 取Hmax=12mm 為了使裝夾工件方便，可使削邊銷低于圓柱銷3～5mm。 確定兩定位銷中心距及尺寸公差 取===0.06 故兩銷間的間距為132mm。 2.7定位誤差的計(jì)算 由于兩孔定位有轉(zhuǎn)角誤差，使加工尺寸產(chǎn)生。應(yīng)考慮較大值對(duì)加工尺寸的影響。 Y= =0.18+0.011+0.006 =0.197mm Y——基準(zhǔn)位移誤差 tg= = 又x== =(0.18+0.011) =0.076mm tg==0.0003 l1=40+=40+=50mm l2=170-l1=170-50=120mm 11—中心線與中心線交點(diǎn)至左端面的距離 l2—交點(diǎn)至右端面的距離 由于轉(zhuǎn)角誤差很小。不計(jì)工件左右端面旋轉(zhuǎn)對(duì)定位誤差的影響。故： 2l1tg=2=0.03mm =2l2tg=21200.0003=0.072mm 較大的定位誤差小于工件誤差的三分之一（） 此方案可取 2.8夾緊力的計(jì)算 根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，來(lái)確定夾緊力。 式中 —安全系數(shù)； —切削力； Q—夾緊力 — 壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)； — 工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)。 因?yàn)閴喊?、工件、定位支承板均為鑄鐵，查得摩擦系數(shù)f1、f2均為0.18 安全系數(shù)按下式計(jì)算 式中，~為各種因素的安全系數(shù)，查表3-1和表3-2 ：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù) ：加工性質(zhì) ：刀具鈍化程度 ：切削特點(diǎn) ：夾緊力的穩(wěn)定性 ：夾緊時(shí)的位置 ：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接 還需要再夾緊工件，將工件緊固，因此它們之間是不同的 =1.5 則K=K0K1K2K3K4K5K6=1.21.21.01.01.01.01.5=2.16 因?yàn)榘踩禂?shù)K的計(jì)算結(jié)果小于2.5,則K取2.5 根據(jù)前面的計(jì)算可知分別加工孔4.5和2.7的扭矩分別為M1=0.476Kg，M2=0.378Kg Pmax= =11.9N 代入上式，可得：=82639N 確定估算所需的夾緊力的大小為82639N左右。 2.9 偏心夾緊計(jì)算 夾緊行程 s=(-=e 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（3—13）公式 其中 e—圓偏心的偏心距（mm）; —圓偏心輪工作段的回轉(zhuǎn)角，一般取=45—60，=120—135 s—圓偏心輪的夾緊行程（mm）。 e=68.5mm s=8.5(0.7-0)=5.95 mm 3設(shè)計(jì)部分 3.1 夾具設(shè)計(jì) 3.1.1夾具設(shè)計(jì)的基本要求和方法 1）保證工件的加工精度 保證工件的加工精度是夾具設(shè)計(jì)的最基本要求。其關(guān)鍵在于，正確地確定定位方案、夾緊方案和刀具導(dǎo)向方式，合理地制定夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計(jì)算。 2）提高生產(chǎn)效率、減低制造成本 夾具設(shè)計(jì)的總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用各種快速、高效的結(jié)構(gòu)、機(jī)動(dòng)裝置和先進(jìn)的控制方法，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；在中心批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，以降低夾具的制造成本。 3）操作方便、省力和安全 夾具的操作要大量做到方便、省力，如有條件，盡可能采用氣動(dòng)、液壓及其他機(jī)械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。并可較好地控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以確保使用安全。 4）便于排屑 夾具的排屑是一個(gè)容易忽視的問(wèn)題，如果排屑功能不好，切屑積集在夾具中，會(huì)破壞工件正確的定位；切屑帶來(lái)的大量熱量會(huì)引起夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的的清掃又會(huì)增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)損傷刀具以致造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，排屑問(wèn)題在夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須給予充分的注意，在設(shè)計(jì)高效機(jī)床夾具時(shí)由為重要。 5）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修，應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 夾具設(shè)計(jì)主要是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，通常是在參閱有關(guān)資料的情況下，按加工要求構(gòu)思出設(shè)計(jì)方案，繪制出圖樣，經(jīng)修改后確定夾具的結(jié)構(gòu)。 3.2夾具設(shè)計(jì)的步驟 3.2.1 設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備 分析產(chǎn)品零件圖及裝配圖，分析零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和技術(shù)要求；分析零件的加工工藝規(guī)程，工藝設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)任務(wù)書所提出的要求進(jìn)行可行性研究；了解所用機(jī)床的規(guī)格、性能、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸；了解所用刀具、量具的規(guī)格；了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)組織等有關(guān)問(wèn)題；收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料。 3.2.2 方案設(shè)計(jì) 在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，確定夾具的類型、定位設(shè)計(jì)、夾緊方式、導(dǎo)向方案 、連接方式、總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。繪制方案設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行工序精度分析，對(duì)動(dòng)力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力的計(jì)算。 [1] 夾緊力確定的基本原則 夾緊力的方向 1） 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 2） 夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。 3） 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向。 夾緊力的作用點(diǎn) 1） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 2） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛度較高的部位。 3） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 [2] 夾緊方案 根據(jù)以上要求及原則，工件屬于箱體類零件，夾緊力的方向應(yīng)垂直于最重要的定位基面—底面，并將工件壓向該面，而不宜與其他方面進(jìn)行夾緊。由于工件為薄壁件，易受力變形，故采用多點(diǎn)同時(shí)壓向工件，均勻分布?jí)壕o力，起到減少受力變形的效果。夾緊力為液壓缸驅(qū)動(dòng)。用推桿將壓力傳遞致壓板，然后由壓板將壓力分散到工件壓緊表面，從而將工件壓緊。 1）定位基準(zhǔn)的選擇是定位設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。工件的定位基準(zhǔn)一旦被確定，其定位方案也基本上被確定。設(shè)計(jì)夾具時(shí)，從減少加工誤差考慮，應(yīng)盡可能選用工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，即遵循所謂基準(zhǔn)重合原則。當(dāng)用多個(gè)表面定位時(shí)，應(yīng)選擇其中一個(gè)較大的表面為主要定位基準(zhǔn)。 2）在電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆的專用機(jī)床加工時(shí),必須使被加工零件對(duì)刀具及其導(dǎo)向保證正確的相對(duì)位置，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外，還要承受被加工零件的重量和夾緊力，有時(shí)還要承受切削力。 3.2.3 審核 檢查夾具的各項(xiàng)功能是否符合設(shè)計(jì)要求。 3.2.4 總體設(shè)計(jì) 根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，應(yīng)將夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件的裝配關(guān)系表達(dá)清楚。用雙點(diǎn)劃線繪制工件外形輪廓、定位基準(zhǔn)面、夾緊表面和加工表面。合理選擇材料，標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求。 3.2.5 夾具重要零件設(shè)計(jì) 1) 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的形狀及尺寸取決于夾具體上各種裝置與機(jī)床的連接。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，應(yīng)有適應(yīng)的尺寸和形狀精度，他們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁龋瑸榱耸箠A具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造，夾具體要進(jìn)行退火處理。此外，夾具體還要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具經(jīng)常設(shè)置加強(qiáng)筋，鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越低，則支承面應(yīng)越大，夾具底面四邊應(yīng)凸出，使其接觸良好。當(dāng)夾具在機(jī)床主軸上安裝時(shí)，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有較高的配合精度。本設(shè)計(jì)的夾具毛坯類型是鑄造類夾具體，常用材料是HT200. 2) 壓板 如圖所示： 起著固定被加工零件的作用，本件需要正火處理。 3) 鉆套 由于本設(shè)計(jì)是專用機(jī)床的設(shè)計(jì)，所以選擇固定鉆套。根據(jù)《夾具手冊(cè)》表2.5-7.鉆套至工件表面的距離按（1—1.5）d=5—7.5mm選取。機(jī)床加工時(shí)鉆頭比較細(xì)，防止切屑將鉆頭憋斷，應(yīng)有足夠的排屑空間。鉆套至工件表面的距離取20mm 4) 定位銷 確定定位削高度時(shí)，要注意防止卡住的現(xiàn)象。將工件一邊支在夾具的支承平面上，逐漸套入兩銷，這時(shí)，如果定位銷高度選擇不當(dāng)，將使工件卡在定位銷邊緣上而裝不進(jìn)入，避免產(chǎn)生卡住的最大工作高度。（計(jì)算部分） 5) 支架 如圖所示： 定位支承系統(tǒng)主要應(yīng)由定位支承、輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過(guò)程中維持被加工零件有一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工零件過(guò)程中的剛度和穩(wěn)定性的一種活動(dòng)式支承元件，由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生變品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下的問(wèn)題： （1） 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。 （2） 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。 （3） 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持夾具的定位精度。 （4） 可靠地排除定位支承部分的切屑。 3.2.6 夾具的裝配、調(diào)試和驗(yàn)證 對(duì)起導(dǎo)向作用并有相對(duì)滑動(dòng)的連接副選用H7/h6 有相對(duì)活動(dòng)而無(wú)導(dǎo)向作用的連接副。選用H7/g6,H7/f7。 鉆套與鉆模板間的配合公差選擇H7/n6。 底面定位支承板的平面度公差按9級(jí)精度選取H7/h6。 支承板與夾具角座的平行度公差按9級(jí)精度選取 3.3 傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)原始依據(jù)是 “電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆”來(lái)繪制的，其主要內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下： 1）根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制傳動(dòng)箱的部裝圖，并標(biāo)注輪廓尺寸與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸的尺寸位置。 2）根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有的主軸和刀桿軸的尺寸，主軸和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面放的。傳動(dòng)軸和主觀圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平尺寸正好相反。其次，傳動(dòng)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)傳動(dòng)箱與加工零件的相對(duì)位置找到統(tǒng)一的基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸。 4 樣機(jī)或試件的各種試驗(yàn)及測(cè)試情況 4.1 機(jī)床空轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 1．機(jī)床總裝后，連續(xù)空轉(zhuǎn)4小時(shí)。 2．機(jī)床上所有的動(dòng)力頭和各種輔助機(jī)構(gòu)要靈活而正確地完成全部規(guī)定運(yùn)作，運(yùn)動(dòng)部件之間的互鎖應(yīng)嚴(yán)密可靠。 3．勞動(dòng)保護(hù)裝置和機(jī)床保險(xiǎn)裝置必須可靠。 5 預(yù)期效果 按照設(shè)計(jì)的結(jié)果基本能滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。該專用機(jī)床同時(shí)完成了電機(jī)端蓋多孔鉆的鉆孔工序，大大地提高了加工精度和生產(chǎn)效率。 6 結(jié)論 通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的設(shè)計(jì)。我們能因地制宜巧改機(jī)床，不僅造價(jià)低，上馬快，是彌補(bǔ)設(shè)備不足或不配套的好辦法，也是解決設(shè)備“技術(shù)老化”的重要途徑 7 工作小結(jié)與致謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)已經(jīng)結(jié)束了。本次設(shè)計(jì)是關(guān)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋多孔鉆專用機(jī)床的設(shè)計(jì)。具的內(nèi)容就是完成整個(gè)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，傳動(dòng)箱和夾具的設(shè)計(jì)。傳動(dòng)箱設(shè)計(jì)要注意與機(jī)床主軸的聯(lián)接，齒輪的結(jié)構(gòu)，軸的結(jié)構(gòu)以及相互間的配合，夾具設(shè)計(jì)就是要使加工工件的定位準(zhǔn)確、可靠、滿足工藝精度，提高工作效率。 設(shè)計(jì)初，我們?cè)谥笇?dǎo)老師的帶領(lǐng)下，進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集相關(guān)的設(shè)計(jì)資料。完成實(shí)習(xí)后，對(duì)所收集的相關(guān)資料進(jìn)行加工整理，初步討論理定設(shè)計(jì)方案。將理定的方案轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果，即繪制好該方案的圖紙，并參考各方面的資料，不斷的修正完善該設(shè)計(jì)方案。最后，完成該方案的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 為期兩個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已結(jié)束，回顧整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得收益匪淺。畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢查學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力的一次考驗(yàn)，使理論與實(shí)踐更加接近，找出了我在設(shè)計(jì)中的不足處和能力欠缺之處，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了畢業(yè)設(shè)計(jì)中的感性認(rèn)識(shí)，提高了獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。深入了解機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程及新技術(shù)、新設(shè)備在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，了解生產(chǎn)的組織管理、企業(yè)改革的情況。深入實(shí)際，體會(huì)到理論聯(lián)系實(shí)際的必要性，認(rèn)識(shí)到學(xué)校學(xué)過(guò)的許多知識(shí)與解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題還有很大的差距，而縮短差距的方法只有到實(shí)踐中去。利用一切方法和手段了解本課題所涉及的研究、生產(chǎn)、銷售、使用等方面的實(shí)際情況以及有關(guān)的數(shù)據(jù)、圖表、文獻(xiàn)資料。向生產(chǎn)實(shí)踐學(xué)習(xí)，了解與課題有關(guān)的生產(chǎn)線、設(shè)備、工藝等實(shí)際知識(shí)。 總的說(shuō)來(lái)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的鍛煉。提高了我創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，鍛煉了我認(rèn)真工作的作風(fēng)，為將來(lái)走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,我們得到了指導(dǎo)老師咸教授及工人師傅的教導(dǎo)與幫助，在此表示深深的謝意！ 8．參考文獻(xiàn) 1 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B9912016—傳動(dòng)箱裝配圖 ZZX99120—31 A0 1張 2. B9912016—電機(jī)驅(qū)動(dòng)蓋多孔鉆 ZZX99120—32 A0 1張 3. B9912016—刀桿軸—1 ZZX99120—1 A3 1張 4. B9912016—刀桿軸—2 ZZX99120—2 A3 1張 5. B9912016—軸 ZZX99120—3 A3 1張 6. B9912016—主動(dòng)軸 ZZX99120—4 A3 1張 7. B9912016—后蓋板 ZZX99120—5 A1 1張 8. B9912016—前蓋板 ZZX99120—6 A1 1張 9. B9912016—驅(qū)動(dòng)端蓋 ZZX99120—7 A3 1張 10. B9912016—上蓋板 ZZX99120—8 A3 1張 11．B9912016—箱體 ZZX99120—9 A0 1張 12. B9912016—齒輪 —1 ZZX99120—10 A3 1張 13. B9912016—齒輪 —2 ZZX99120—11 A3 1張 14. B9912016—齒輪 —3 ZZX99120—12 A3 1張 15. B9912016—齒輪 —4 ZZX99120—13 A3 1張 16. B9912016—齒輪 —5 ZZX99120—14 A3 1張 17. B9912016—齒輪 —6 ZZX99120—15 A3 1張 18. B9912016—齒輪 —7 ZZX99120—16 A3 1張 19. B9912016—齒輪 —8 ZZX99120—17 A3 1張 20. B9912016—齒輪—9 ZZX99120—18 A3 1張 21. B9912016—套筒 —1 ZZX99120—21 A4 1張 22. B9912016—套筒 —2 ZZX99120—22 A4 1張 25. B9912016—套筒 —4 ZZX99120—25 A4 1張 26. B9912016—套筒 —5 ZZX99120—26 A4 1張 27 B9912016—套筒 —6 ZZX99120—27 A4 1張 28. B9912016—套筒 —7 ZZX99120—28 A4 1張 29. B9912016—套筒 —8 ZZX99120—29 A4 1張 30. B9912016—套筒 —9 ZZX99120—30 A4 1張 31. B9912016—套筒 —10 ZZX99120—31 A4 1張 32. B9912016—套筒 —11 ZZX99120—32 A4 1張 33. B9912016—說(shuō)明書 ZZX99120—33 30頁(yè) 34. B9912016—文獻(xiàn)綜述 ZZX99120—34 4頁(yè) 35 B9912016—外文翻譯 ZZX99120—35 4頁(yè) 36 B9912016—任務(wù)書 ZZX99120—36 4頁(yè) 31