汽車變速箱上端面鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)

1、中文摘要英文摘要皿緒論1第一章、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)51- 1、組合機(jī)床工藝方案的制定51- 2、組合機(jī)床切削用量的選擇61- 3、組合機(jī)床配置型式的選擇61- 4、組合機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)7第二章、多軸箱部件設(shè)計(jì)132- 1、多軸箱設(shè)計(jì)132- 2、主軸設(shè)計(jì)132- 3、齒輪布置132- 4、多軸箱的潤(rùn)滑，手柄軸的設(shè)置17第三章、多軸箱零件校核193- 1、軸的校核193- 2、齒輪的校核223- 3、軸承的選擇與校核24總結(jié)2627參考文獻(xiàn)摘要本論文主要說(shuō)明組合機(jī)床設(shè)計(jì)的基本過(guò)程及要求。 組合機(jī)床是按高度集中 原則設(shè)計(jì)的，即在一臺(tái)機(jī)床上可以同時(shí)完成同一種工序或多種不同工序的加工。 組合機(jī)床發(fā)展于

2、工業(yè)生產(chǎn)末期，與傳統(tǒng)的機(jī)床相比：組合機(jī)床具有許多優(yōu)點(diǎn)：效 率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作臺(tái)、及電源一些基本部件及一些 特殊部件，根據(jù)不同的工件加工所需而設(shè)計(jì)的。在組合機(jī)床上可以完成很多工序， 但就目前使用的大多數(shù)組合機(jī)床來(lái)說(shuō)， 則主要用于平面加工和孔加工兩大類工序。論文主要容包括四大部分：（1）、制定工藝方案通過(guò)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、 生產(chǎn)效率及機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等， 確定在組合機(jī)床上完成的工藝容 及加工方法，并繪制被加工零件工序圖。（2）、組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)確定機(jī)床各部件之間的相互關(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、 繪制

3、機(jī)床的尺寸聯(lián)系圖及加 工示意圖。（3）、組合機(jī)床部件設(shè)計(jì)包括專用多軸箱的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)布局合理，軸與齒輪之間不發(fā)生干涉，保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性。專用主軸設(shè)計(jì)、軸承的選 用及電機(jī)的選擇等。（4）、液壓裝置的設(shè)計(jì)液壓滑臺(tái)、 定位夾緊裝置均為液壓控制。 并采用了許多液壓控制閥，保證了運(yùn)動(dòng)的平衡性，循環(huán)性和精確性。另外，本文還涉及到大量的設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括：（1）、主軸的選擇和傳動(dòng)布置，以保證加工過(guò)程中被加工零件的精度；（2）、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和校核，以保證軸的剛度；（3）、齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算，對(duì)齒輪的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核；多軸箱部分是本次設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，本次設(shè)計(jì)中它的設(shè)計(jì)既要保證工作臺(tái) 的運(yùn)動(dòng)的合理、平衡和準(zhǔn)確

4、，又要滿足工作要求。在本文中的大量設(shè)計(jì)、計(jì)算使 它在理論上滿足了設(shè)計(jì)和工作的要求。緒論一、組 合 機(jī) 床及 其 特 點(diǎn) 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效專用 機(jī)床。它能夠?qū)σ环N(或多種)零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組 合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等 工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。組合機(jī)床與通用機(jī)床、其他專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)：(1) 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 7080%， 因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟(jì)效果好。(2) 由于組合機(jī)床采用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因而比通

5、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。(3) 組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專門 廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。(4) 在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，加 工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。(5) 當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí)， 采用其他類型的專用機(jī)床時(shí)， 其大部部件要報(bào)廢。 用組合機(jī)床時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。(6) 組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。 組合機(jī)床雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也還有缺點(diǎn)：(1) 組合機(jī)床的可變性較萬(wàn)能機(jī)床低，重新改裝時(shí)有10%

6、20%的零件不能重復(fù)利用，而且改裝時(shí)勞動(dòng)量較大。(2) 組合機(jī)床的通用部件不是為某一種機(jī)床設(shè)計(jì)的， 它是具有較廣的適應(yīng)性。 這樣，就使組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)較專用機(jī)床稍為復(fù)雜些。二、組合機(jī)床的分類 組合機(jī)床有大型組合機(jī)床與小型組合機(jī)床兩大類， 它們不僅在體積和功率上 有大小之別， 而且在結(jié)構(gòu)和配置型式等方面也有很大的差異。 這里主要說(shuō)明大型 組合機(jī)床的配置型式。大型組合機(jī)床的配置型式可分為三大類：1、具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床 這類組合機(jī)床夾具和工作臺(tái)都固定不動(dòng)。 動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 滑臺(tái)上的 動(dòng)力箱實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)動(dòng)力箱和多軸箱的安置方式不同， 又可分為以下幾種：(1) 臥式組合機(jī)床(

7、動(dòng)力箱水平安裝) ；(2) 立式組合機(jī)床(動(dòng)力箱垂直安裝) ；(3) 傾斜式組合機(jī)床(動(dòng)力箱傾斜安裝) ；(4) 復(fù)合式組合機(jī)床(動(dòng)力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)) 。2、具有移動(dòng)式夾具的(多工位)組合機(jī)床 這類組合機(jī)床的夾具安裝在直線移動(dòng)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上， 并按照一定的 節(jié)拍時(shí)間作間歇移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，使工位得到轉(zhuǎn)換。這類機(jī)床的配置型式，常見(jiàn)的有 以下四種。(1) 具有移動(dòng)工作臺(tái)的機(jī)床，這類機(jī)床的夾具和工件可作直線往復(fù)移動(dòng)。(2) 具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床，這種機(jī)床的夾具和工件可繞垂直軸線回轉(zhuǎn)，在 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上每個(gè)工位通常都裝有工件。(3) 鼓輪式機(jī)床，這種機(jī)床的夾具和工件可繞水平軸線回轉(zhuǎn)。此種機(jī)

8、床一般 為臥式單面或臥式雙面，而較少采用三面配置。此外也有輻射式的，它除了安裝 臥式動(dòng)力部件外，還在垂直于鼓輪回轉(zhuǎn)的平面上安裝動(dòng)力部件。(4) 中央立柱式機(jī)床，這種機(jī)床具有臺(tái)面直徑較大的環(huán)形回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。在工 作臺(tái)中央安裝立柱， 立柱上安裝動(dòng)力部件， 而在工作臺(tái)的周圍還安裝有臥式動(dòng)力 部件，工件和夾具則安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，這種機(jī)床一般都是復(fù)合式的。3、轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床 轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床分為兩類： 單軸轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭式組合機(jī)床和多軸轉(zhuǎn)塔頭 式組合機(jī)床。 前者轉(zhuǎn)塔頭的每個(gè)結(jié)合面可安裝一個(gè)剛性主軸。 后者轉(zhuǎn)塔頭的每個(gè) 結(jié)合面可安裝一個(gè)多軸箱。這種機(jī)床一般配置型式有：(1) 轉(zhuǎn)塔式多軸箱只實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)

9、動(dòng)，被加工零件安裝在滑臺(tái)上，由滑臺(tái)實(shí)現(xiàn) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；(2) 轉(zhuǎn)塔式多軸箱安裝在滑臺(tái)上，轉(zhuǎn)塔式多軸箱既實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)又實(shí)現(xiàn)進(jìn) 給運(yùn)動(dòng)。其中，轉(zhuǎn)塔多軸箱式組合機(jī)床可能組成雙面式或三面式，同時(shí)對(duì)工件的兩、 三個(gè)平面進(jìn)行加工。三、組合機(jī)床的工藝圍組合機(jī)床可完成的工藝有銑平面、刮平面、車端面、鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、鉸孔、攻絲、倒锪窩、鉆深孔、切槽等。隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床可完成的工藝圍也在不斷擴(kuò)大，除了上述工藝外，還可完成車外圓、車錐面、車弧面、切削外螺紋、滾壓孔、拉削外圓柱面和平面、磨削、拋光、珩磨，甚至還 可以進(jìn)行沖壓、焊接、熱處理、裝配、自動(dòng)測(cè)量和檢查等。四、組合機(jī)床的發(fā)展方向近幾年組合機(jī)床

10、在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器、縫紉機(jī)、自行車、閥門、礦山機(jī)械、冶金、航空、紡織機(jī)械及軍工等部門已獲得廣泛的使用，一些 中小批量生產(chǎn)部門也開(kāi)始推廣使用。 我國(guó)在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上將獲得較快的 發(fā)展，其發(fā)展方向?yàn)椋?、提高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要標(biāo)準(zhǔn)是：品種規(guī)格齊全，動(dòng)、靜態(tài)性能參數(shù)先進(jìn)，工藝性好，精度高和精度保持性好。目前應(yīng)注意開(kāi)發(fā)適應(yīng)強(qiáng)力銑削的大功率動(dòng)力滑臺(tái)， 高精度鏜削頭和高精度滑 臺(tái)，以及適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的快調(diào)、速換動(dòng)力部件和支承部件。機(jī)械驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前，機(jī)械驅(qū)動(dòng)的動(dòng) 力部件應(yīng)用了交流變頻調(diào)速電機(jī)和直流伺服電機(jī)等， 使機(jī)械驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力部件

11、增添 了新的競(jìng)爭(zhēng)能力。動(dòng)力部件采用鑲鋼導(dǎo)軌、滾珠絲杠、靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承、齒形皮帶等新結(jié) 構(gòu)，支承部件采用焊接結(jié)構(gòu)等。由于提高了部件的精度和動(dòng) 、靜 態(tài) 性能 ，因而 使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。2、提高生產(chǎn)率目前組合機(jī)床及其自動(dòng)線的生產(chǎn)率不斷提高，循環(huán)時(shí)間一般是 12 分鐘，有的只用 1030 秒。提高生產(chǎn)率的主要方法 是改善機(jī)床布局， 增加同時(shí)加工的刀具，減少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性以及縮短 輔助時(shí)間等。為了減少自動(dòng)線的停車損失，提高自動(dòng)線的柔性，采用電子計(jì)算機(jī) 進(jìn)行自動(dòng)線的管理。3、擴(kuò)大工藝圍現(xiàn)在組合機(jī)床及其自動(dòng)線一般已不是完成一個(gè)工件的某幾道工序， 而常常

12、是用于完成工件的全部加工工序。 除過(guò)去完成平面銑削、 鉆孔、 擴(kuò)孔、锪孔、攻絲、粗鏜孔外，現(xiàn)在已擴(kuò)大到能完成車削、磨削、拉削、精鏜以 及非切削加工（如檢查、自動(dòng)裝配、清洗、試驗(yàn)以及打印分類等）工序。4、提高加工精度現(xiàn)在在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上又納入了很多精加工工序，如進(jìn)行 1 級(jí)精鏜，保證孔加工位置度在 0.02 毫米。為了使自動(dòng)線能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自動(dòng)測(cè)量和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，保證調(diào)刀不停車5、提高自動(dòng)化程度目前組合機(jī)床及其自動(dòng)線發(fā)展十分迅速，越來(lái)越多的組合機(jī)床用于組成自動(dòng)線，組合機(jī)床本身則是全自動(dòng)方向發(fā)展的。為此，重點(diǎn) 是解決工件夾壓自動(dòng)化和裝卸自動(dòng)化。6、提高組合機(jī)床及其自動(dòng)線

13、的可調(diào)性為了提高中小批生產(chǎn)的一些箱體件的生產(chǎn)率， 近幾年來(lái)發(fā)展了可調(diào)的多工序多刀具的組合機(jī)床及其自動(dòng)線， 它們 大多采用數(shù)字程序控制。 除早期發(fā)展的多品種、 成組加工的組合機(jī)床及其自動(dòng)線 外，還創(chuàng)造了自動(dòng)換刀和自動(dòng)更換多軸箱的組合機(jī)床， 還有用于加工中小批生產(chǎn) 箱體零件的可自動(dòng)更換對(duì)多軸箱的組合機(jī)床。 用一臺(tái)這樣的機(jī)床就能完成一種工 件的全部工序加工，能起到一條流水線的作用。特別是數(shù)字程序控制的發(fā)展，為 發(fā)展這種機(jī)床創(chuàng)造了更有利的條件。7、創(chuàng)制超小型組合機(jī)床為了適應(yīng)儀器儀表工業(yè)小箱體加工需要， 創(chuàng)制超小型組合機(jī)床是必需的。這種機(jī)床多由超小型氣動(dòng)液壓頭配置而成，體積小， 效率高，并能達(dá)到高的加工

14、精度。8、發(fā)展專用組合機(jī)床及其自動(dòng)線 隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展， 過(guò)去一直 被認(rèn)為需按具體加工對(duì)象專門設(shè)計(jì)， 而是可以作為通用品種進(jìn)行成批生產(chǎn)的， 用 戶根據(jù)自己加工產(chǎn)品的需要， 配上刀具及工藝裝備， 即可組成加工一定對(duì)象的高 效機(jī)床。第一章、 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)1- 1 、組 合 機(jī) 床工 藝方 案的 制 定組合機(jī)床用于鉆削變速箱上端面的 8 個(gè)孔，并且要達(dá)到其加工精度。為了滿 足其加工精度的要求， 我們首先要對(duì)加工的零件做工藝方案的分析， 制定組合機(jī) 床工藝方案是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的步驟之一。 工藝方案制定的正確與否， 將決 定機(jī)床能否達(dá)到“重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、質(zhì)量好”的要求。(1) 加

15、工工序和加工精度 被加工零件需要在組合機(jī)床上完成的工序及加工精度，是制定機(jī)床工藝方案 的主要依據(jù)。本組合機(jī)床為鉆孔： 8 個(gè)孔孔的精度：10H6 ( 0.022)(2) 被加工零件特點(diǎn)工件硬度：HB 170220材料：HT 150鑄件(3) 工件生產(chǎn)方式被加工零件的生產(chǎn)批量的大小，對(duì)機(jī)床工藝方案制定也有影響。變速箱的粗 加工、半精加工、精加工分別在不同的機(jī)床上進(jìn)行。這樣，機(jī)床雖然多一些，但 由于生產(chǎn)批量很大，從提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定保證加工精度的角度來(lái)講仍然是合理的。1、工藝基面的分析(1) 采用“一面二孔”定位方法，選擇底面C為工藝基面。(2) 夾緊面為頂面非加工側(cè)的邊緣部分。2、加工工藝的分析加

16、工精度：6級(jí)加工余量：擴(kuò)孔：2.0毫米刀具選擇：標(biāo)準(zhǔn)鉆頭3、切削用量的選擇鉆孔加工直徑為：10切削用量的選取可采用查表法，從附錄一的切削用量表(1)可知：工件材料 為HT15Q HB為170220，其切削速度為1624米/分，走刀量為0.20.4毫米/ 轉(zhuǎn)。對(duì)各主軸轉(zhuǎn)速的選取，當(dāng)取切削速度 V為16.3米/分時(shí)，8根主軸的轉(zhuǎn)速均 為：n 1000V519.1 轉(zhuǎn) /分。D對(duì)走刀量的選取，考慮到工件系灰鑄鐵件，材質(zhì)較差，可選用較低的數(shù)值， 即取f為0.20毫米/轉(zhuǎn)。對(duì)切削深度的選取，因在實(shí)體上鉆孔，故其數(shù)值均為加工孔徑的一半，即取t 為 0.5D。1- 2、組合機(jī)床切削用量的選擇組合機(jī)床的正常工

17、作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削 速度、工作進(jìn)給量和切削深度，有很大關(guān)系。切削用量選擇適當(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，也就是多快多省地進(jìn)行生產(chǎn)。組合機(jī)床鉆孔時(shí)的切削用量的選擇與加工精度及刀具的材料有很 大關(guān)系。在確定切削用量時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題如下：(1) 盡量 做到 合 理利 用所 有刀 具， 充分 發(fā)揮 其性 能；(2) 復(fù)合 刀具 切 削用 量選 擇， 應(yīng)考 慮刀 具的 使用 壽命 ；(3) 選擇 切削 用 量時(shí) ，應(yīng) 注意 零件 生產(chǎn) 批量 的影 響；(4) 切 削 用 量

18、選 擇 應(yīng) 有 利 于 多 軸 箱 設(shè) 計(jì) ；(5) 選擇 切削 用 量時(shí) ，還 必須 考慮 所選 動(dòng)力 滑臺(tái) 的性 能。1-3 、組合 機(jī) 床 配置 型式 的選 擇 我們?cè)谶x擇機(jī)床配置方案時(shí)，反對(duì)貪大求全，應(yīng)正確處理先進(jìn)性和可靠性的 關(guān)系，選擇符合多快好省的機(jī)床方案。現(xiàn)有立式和臥式兩種方案，比較如下：主要比較指標(biāo)：(1) 加工精度：立式加工精度較臥式高；(2) 排除鐵屑的方便性：臥式較好；(3) 夾具形式的影響：考慮到加工工藝要求，應(yīng)選用立式；(4) 占地面積：立式較好。其余指標(biāo)，如：機(jī)床生產(chǎn)率，機(jī)床使用方便性和自動(dòng)化程度，機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù) 雜程度和通用化程度等，兩種方案之間相差不大。綜合考慮，

19、應(yīng)選用立式單工位組合機(jī)床。1-4 、組合 機(jī) 床 的總 體方 案設(shè) 計(jì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，就是針對(duì)具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方 案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意 圖，生產(chǎn)率計(jì)算卡片，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。1、被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線 上完成的工藝容， 加工部分的尺寸及精度， 技術(shù)要求，加工定位基準(zhǔn)， 夾壓部位， 以及被加工零件的材料， 硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。 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)包括下列容：(1) 被加

20、工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及 尺寸。(2) 加工用定位基準(zhǔn)，夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承(包 括輔助定位支承)，限位夾緊，導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。(3) 本道工序加工部位的尺寸，精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?主要指定位基準(zhǔn))。(4) 必要的文字說(shuō)明。如被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部 位的余量等。2、加工示意圖零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表示被加零件 在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部 件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循

21、環(huán)余等。因此，加工示意圖是組 合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、夾 具、多軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合 機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。(1)刀具的選擇(如下圖)標(biāo)準(zhǔn)鉆頭10mm(2) 工序間余量的確定鉆孔后留2.0mm的加工余量。(3) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇(如下圖)采用固定式導(dǎo)向，在每一個(gè)主軸上布置一個(gè)，位置應(yīng)在靠近工件上端面,距離為15mmPI I Q| Q(4) 動(dòng)力箱工作循環(huán)及其行程的確定根據(jù)加工尺寸要求，確定工作進(jìn)給長(zhǎng)度為20mm快速進(jìn)給可定為200mm 考慮到加工多層壁上的孔，工作循環(huán)應(yīng)

22、如下：快進(jìn)200*1 工進(jìn)303、組合機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、 切削用量、動(dòng)力部件的快 速及工進(jìn)速度等，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， 用以反映機(jī)床 的加工過(guò)程、完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。(1) 單件工時(shí)的計(jì)算從加工示意圖看出，工件的加工一次進(jìn)給完成。主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)時(shí)間T工為：n=519.1轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量f=0.2mm/r，進(jìn)給長(zhǎng)度L=20mm所以工T工1 進(jìn)300.3分n f 519.1 0.2輔助時(shí)間T輔為:T輔=丁空+T移+T裝+T停式中T空一一動(dòng)力頭空程快進(jìn)及快退時(shí)間，其值為:T 空=(L1+L2+L3

23、) N 空其中，Li第一次快進(jìn)長(zhǎng)度，Li=200mmL 2 第二次快進(jìn)長(zhǎng)度，L2=0mmL3 快退長(zhǎng)度，L 3=230mm;V空一一動(dòng)力頭空程速度，V空=5米/分，故200230T空0.086分5 1000T移一一零件送進(jìn)及移出時(shí)間，其值為：T移=0.1分；T 裝 零件的裝卸時(shí)間，其值為:T裝=1分T停=0.05分綜上述，零件的單件工時(shí)T單為：T 單=0.3+0.086+0.1+1+0.05=1.536 分(2) 機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算Q尋最39牛/時(shí)(3) 編寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡(機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡見(jiàn)下頁(yè))名稱汽車變速箱上端面鉆孔毛坯重量材料HT150硬度170220HRC工 序 名 稱鉆8個(gè)孔工序號(hào)

24、序號(hào)工 步 名 稱被加工零件 數(shù) 量加工直徑(mm)加工長(zhǎng)度(mm)工 作 行 程(mm切削速度(m/min每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)進(jìn)給量(mm/)工時(shí)(min)機(jī) 動(dòng) 時(shí) 間輔 助 時(shí) 間共計(jì)1裝卸工件1112I快 進(jìn)2000.040. 04I工 進(jìn)10203016.3519.10.20.30.3移動(dòng)10.10.1停留0. 050. 05快退2300. 0460. 046備注裝卸工件時(shí)間取于操作者的熟練程度，本機(jī)床計(jì)算時(shí)取1min.總計(jì)1.536單件工時(shí)1.536機(jī)床生產(chǎn)率39件/時(shí)機(jī)床負(fù)荷率82%4、機(jī)床總體聯(lián)系尺寸圖的繪制聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)

25、 床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求； 通用部件的選擇是否合適；并 為進(jìn)一步開(kāi)展多軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可 看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。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)期目的性能要求，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)到的。(1)機(jī)床多軸頭電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算零件 材料：HT150，HB170220刀具：標(biāo)準(zhǔn)鉆頭10mm （ 8個(gè)） 切削用量：n=519.1 轉(zhuǎn) / 分，f=0.2mm/r11

26、227.33T 10* D1'9* f0'8* HB0'6, HB HBmaxHBmax HBmin241241 20033T 10*101.9 *0.2 0.8 *227.330.60 8 0 6 0 8 0 6=5685.198*16.3 9740*3.14*100.3030KWF 26* D* f . * HB .26*10*0.2 . *227.33 .1861.067NP TV /9740 D多軸箱動(dòng)力計(jì)算P=0.303*8=2.424 KWF=1861.067*8=14888.536 N電動(dòng)機(jī)功率N主N主=N切/ n按照主軸箱機(jī)械傳動(dòng)效率n =0.80.9,

27、當(dāng)主軸數(shù)少于15時(shí)取大值，即取n =0.9N 主=N 切 / n =2.424/0.9=2.693 KW(2)機(jī)床有關(guān)部件及尺寸的確定動(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)，是機(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)型式和不同的傳動(dòng)方式。該組合機(jī) 床的主無(wú)能運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))采用機(jī)械傳動(dòng)，由動(dòng)力箱上的電動(dòng)機(jī)通 過(guò)齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)，即液壓動(dòng)力。據(jù)電機(jī)功率N主為2.693 千瓦，可選用封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)(YIP 44 )型號(hào)：Y132S-6，額定功率3 KW額定轉(zhuǎn)速：960r/min動(dòng)力箱選用1TD40川(見(jiàn)圖1)，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n o=480r/mi n.液壓動(dòng)力

28、滑臺(tái)選用1HY40 I A，其主要技術(shù)參數(shù)：臺(tái)面寬度：400mm,臺(tái)面長(zhǎng)度：800mm,行程：400mm,最大進(jìn)給力：20000N工進(jìn)速度：12.5 500mm/min快速移動(dòng)速度：8m/min輸出軸多軸箱最大輪廓尺寸，根據(jù)動(dòng)力箱和工序圖，初選500 X 500,立 式主軸箱。導(dǎo)軌由主軸箱或其它油源輸出的壓力油，經(jīng)分油器分別輸送至導(dǎo) 軌各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。滑臺(tái)的工作循環(huán)采用電氣、液壓聯(lián)合控制，以克服純電氣控制可 靠性差與快進(jìn)向工進(jìn)轉(zhuǎn)換時(shí)位置精度低的缺點(diǎn)。第二章、多軸箱部件設(shè)計(jì)2- 1、多軸箱設(shè)計(jì)多數(shù)的多軸箱都屬于標(biāo)準(zhǔn)多軸箱，多軸箱是組合機(jī)床的重要專用 部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔

29、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，其動(dòng)力來(lái)自通用 的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于液壓滑臺(tái)，可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔 等加工工序。多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。2- 2、主軸設(shè)計(jì)主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受 力情況。軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，該機(jī)床是進(jìn)行鉆削加 工的主軸，軸向切削力較大，最好用推力球軸承承受軸向力，而用向 心球軸承承受徑向力。又因鉆削時(shí)軸向力是單向的，因此推力球軸承 在主軸前端安排即可。鉆8個(gè)10的孔，根據(jù)主軸直徑和加工孔的關(guān)系，查經(jīng)驗(yàn)手冊(cè)， 取工作主軸直徑d=25mm,主軸隔套外徑=30

30、mm2-3、齒輪布置1、傳動(dòng)比分配：主軸箱的傳動(dòng)比最佳為 11 .5, 在主軸箱后蓋的齒輪傳動(dòng)比，根據(jù) 需 要， 其傳 動(dòng)比 可 以取 大些 ，但 一般 不超 過(guò) 33.5 ；齒 輪模 數(shù)， 一般 取2, 2.5,3 或3.5 ,齒數(shù)一般在1770,齒寬b取32mm或24mm 在 傳動(dòng)系統(tǒng)中， 最后一級(jí)采用升速傳動(dòng)， 為了使主軸上的齒輪不過(guò)大。2、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1) 驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)軸I : m=3, A=92mm Z驅(qū)取21 , u=21/40乙=40 , d驅(qū)=63mm, dI =120mmn 驅(qū)=480r/mi n , nI =252r/mi n( 2) 傳 動(dòng)軸 I 主軸 3: m=3, A

31、=115.1792mm , u=520/252取 Z3=26 , ZI =51 , di3=153mmd3 =78mm, nI =252r/min, n3=520r/min主軸 4, 5, 6 均 與主 軸 3 相 同, 由傳 動(dòng)軸I帶動(dòng)(3) 主軸 1 傳動(dòng)軸 U : m=3, A=96.75mm ,乙=21 , u=43/21ZII =43 ， d1=63mm， dII =129mmn1=520r/min， nII =254r/min主軸 2 與主軸 1 一樣傳動(dòng)軸川和主軸7與8之間的傳動(dòng)與 其 一 樣(4) 傳動(dòng)軸 U傳動(dòng)軸 I : m=3, A=125mm, u=40/43ZI =40

32、，ZII =43，dI =120mm，dII =129mmnI =252r/min， nII =234r/min(5) 驅(qū)動(dòng)軸手柄軸: m=3，A=92mm，u=21/40d 手柄=120mm, d 驅(qū)=63mmZ驅(qū)=21 , Z手柄 =40 , n驅(qū)=480r/minn 手柄=252r/min(6)傳動(dòng)軸W 油泵軸：m=2, A=70mm,u=2.06Z 油泵=24,Ziv=46 ,d油泵=48mm ,dIV =92mm ,n油泵=480r/mi n,nIV =232r/minZiv =46(7)手柄軸傳動(dòng)軸 W : m=2, A=70mm u=0.92Z手柄=42 , d手柄=84mm,

33、div =92mm n 手柄=252r/mi n , nIV =232r/min軸9是驅(qū)動(dòng)軸，軸10是傳動(dòng)軸I ,軸11是傳動(dòng)軸II ,軸12是傳動(dòng)軸III3、 傳動(dòng)軸直徑計(jì)算：經(jīng)過(guò)公式簡(jiǎn)單計(jì)算可得各傳動(dòng)軸直徑均取30mm4、多軸箱坐標(biāo)計(jì)算：該多軸箱安裝在動(dòng)力箱上，坐標(biāo)原點(diǎn)靠近主軸箱左側(cè)(對(duì)著多軸 箱正面看)的定位銷孔上，其尺寸是距多軸箱側(cè)邊E=25mm距多軸箱 低邊H=30mm下面分別計(jì)算并驗(yàn)算各主軸及傳動(dòng)軸的坐標(biāo)：x1=64.5y1=132 軸2 ：x2=64.5y2=312軸3 ：x3=171.5y3=120軸4 ：x4=171.5y4=324軸5 ：x5=278.5y5=120軸6 ：

34、x6=278.5y6=324軸7 ：x7=385.5y7=132軸8 ：x8=385.5y8=312、軸 9 ：x9 225y9 222軸10 ：x10 100 y10=222軸14 ：x14 112.5y14=49.45軸13 ：x 13=225y13 38軸11 ：x11 350y11 222軸 12 ：x 12=166y 12=335、主軸箱坐標(biāo)驗(yàn)算主軸及傳動(dòng)軸的坐標(biāo)驗(yàn)算是按齒輪布置圖的齒輪嚙合關(guān)系驗(yàn)算中 心距。按表一列出坐標(biāo)驗(yàn)算表，表中A實(shí)是按坐標(biāo)算出的中心距，A 是按傳動(dòng)齒輪節(jié)徑算出的中心距，A是兩者之差值。驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)為：中心距允許差S w 0.0010.009mm,當(dāng)I A I不滿

35、足中心距允差圍時(shí)，該嚙合齒輪應(yīng)做成變位齒輪。坐標(biāo)驗(yàn)算Rd i3 *(21240) 91.5, R92R| 33 *(26251) 115.5,R225 171.52 (222 120)2113.8R iv3 *(40243)124.5,R125Ri v124.5,R 125由此可知，兩軸相嚙合的齒輪須做成變位齒輪。2- 4、主軸箱的潤(rùn)滑，手柄軸的設(shè)置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)滑部分；軸承采用油潤(rùn)滑；齒輪用油潤(rùn)滑，由分油器分 出的油管潤(rùn)滑。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，或是裝配和維修時(shí)檢查主軸精度

36、，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。選擇軸13為手柄軸。3、油泵軸的確定葉片泵用來(lái)潤(rùn)滑時(shí)，轉(zhuǎn)速n泵應(yīng)在400800轉(zhuǎn)/分圍之，而軸13 的轉(zhuǎn)速n13=252轉(zhuǎn)/分，故根據(jù)需要再加一級(jí)傳動(dòng)。第三章、主軸箱零件校核3- 1、軸的校核選主軸3來(lái)校核1、軸的材料：45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。其機(jī)械特性查得：S b=640Mpa, S s=355Mpa, S -1=275Mpa,t -1=155Mpa,書 s =0.2,書 t =0.1,C=1102、軸的功率P、轉(zhuǎn)速n、軸徑d、分度圓直徑d2、齒輪寬BP=0.303 KW由前述可得：n=520r/m ind=25mmd2=78mmB=1

37、.2d=30mma = 20o ,B = 10o(1) 求齒輪上作用力的大小、方向 齒輪上作用力的大小：轉(zhuǎn)矩T29.55*103F2/n29.55*10*0.303/ 520 d圓周力 Ft2 T2/巴 5564.7*2 /78 142.6846N2徑向力 Fr2 Ft2tanan /cos 142.6846*tan 20。/cos10 52.7341N軸向力 Fa2 Ft2tan142.6846*tan10。25.1591N(2) 求軸承的支反力水平面上支反力Fra = Frb = Ft2 /2=142.6846/2=71.3423N垂直面上支反力F 'ra=(- Fa2 業(yè) + F

38、r2 67)/134=(-25.1591*78/2+52.7341*67)/134=19.02446Nd2F'rb=( Fa2+ Fr2 67)/134=(25.1591*78/2+52.7341*67)/134=33.689 25N(3) 畫彎矩圖剖面C處的彎矩：水平面上的彎矩 Mc=67 Fra* 10 3垂直面上的彎矩M 'd=67F 'ra*10 3=1.2760 N.m合成彎矩=(1275.9882+981.2049)* 10 3 =2.2572 N.mMc1= Mc2 M '2c1 =4.9473 N.mMc2= . Mc2 M '2c2 =

39、5.2861 N.m畫轉(zhuǎn)矩圖T2=5.5647 N.m(5)畫當(dāng)量彎矩圖因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，/ ob已知 b 650MPa, ib 59MPa, °b 98MPa ,則=59/98=0.602剖面C處的當(dāng)量彎矩M 'c1= i M c12 ( T2)2 =5.9748 N.mM 'c2,Mc22 ( T2)2 =602582 N.m(6)判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度已知 Me M 'c2 =6.2582 N.m, 1b =59MPae= 叫=4.0052 MPa <1b 59MPaW 0.1da）受力簡(jiǎn)圖B67b）水平面的受力 和彎矩圖Ft2c）垂直面的受力和彎矩圖d）合成彎矩圖F'raFr2F'rb乙 5.5647 N.mf）當(dāng)量彎矩圖e）轉(zhuǎn)矩圖3- 2、齒輪的校核選傳動(dòng)軸I與主軸3齒輪進(jìn)行校核：m 3,Z326,Zi 51,n520r/min, i 130/632.061、 材料、熱處理、許用應(yīng)力兩齒輪材料均選用40Cr,火