YT075A涂布機(jī)箱體加工組合機(jī)床及夾具設(shè)計

PAGEII摘要作為一種重要的機(jī)器設(shè)計，該組合機(jī)器廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品的加工，可顯著提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量，精度和加工速度。用于許多批量生產(chǎn)的零件。它的實用新型效果好，生產(chǎn)速度快。本課題采用組合機(jī)床設(shè)計，設(shè)計了重要多軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，完成了軸的設(shè)計和查驗，使組合機(jī)床在運(yùn)用過程中不會出現(xiàn)問題。達(dá)到過程集中的主旨。該課題通過對型號為YT075涂布機(jī)箱體完成它的組合機(jī)床的加工，以及完成其夾具的設(shè)計。根據(jù)大學(xué)所了解的知識。這使得YT075涂布機(jī)箱可以在組合機(jī)器上輕松進(jìn)行孔加工并計算切削參數(shù)。為了便于加工，還必須完成其夾具的設(shè)計。確定組合機(jī)床的整體設(shè)計，確定加工零件的加工精度，特性和輸出尺寸，完成切削量和刀具選擇，完成加工原理圖;完成多軸箱的設(shè)計，內(nèi)軸進(jìn)行設(shè)計驗證;根據(jù)設(shè)計的組合機(jī)床設(shè)計夾具，完成方案的確定，分析誤差，并說明其工作過程。關(guān)鍵詞：涂布機(jī)箱；組合機(jī)床；多軸箱；夾具；設(shè)計AbstractAsanimportantmachinedesign,thecombinedmachineiswidelyusedintheprocessingofvariousproducts,whichcansignificantlyimprovethequality,accuracyandprocessingspeedofproducts.Partsusedinmanybatches.Theutilitymodelhasgoodeffectandfastproductionspeed.Thistopicusesmodularmachinetooldesign,designstheinternalstructureoftheimportantmulti-axlebox,completesthedesignandinspectionoftheaxle,sothattherewillbenoproblemsintheoperationofthemodularmachinetool.Achievethepurposeofprocesscentralization.ThistopiccompletestheprocessingofitsmodularmachinetoolandthedesignofitsfixturethroughtheYT075coatingmachinecase.AccordingtowhattheUniversityknows.ThismakestheYT075coatingcaseeasytoprocessholesandcalculatecuttingparametersonthecombinedmachine.Inordertofacilitateprocessing,itisalsonecessarytocompletethedesignoffixture.Determinetheoveralldesignofmodularmachinetools,determinetheprocessingaccuracy,characteristicsandoutputdimensionsofprocessingparts,completethecuttingamountandtoolselection,completetheprocessingschematicdiagram;completethedesignofmulti-axlebox,designverificationoftheinneraxle;designfixtureaccordingtothedesignedmodularmachinetools,completethedeterminationofthescheme,analyzetheerror,andexplainitsworkingprocess.Keywords:coatingbox;modularmachinetool;multiaxlebox;fixture;design目錄目錄TOC\o"1-3"\h\u25381摘要 I6232Abstract 17633目錄 221472第一章緒論 4320481.1本課題研究的目的與意義 45001.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 420461.2.1組合機(jī)床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 4137061.2.2夾具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 5142981.3本課題主要研究內(nèi)容 629250第二章組合機(jī)床的總體設(shè)計 762592.1組合機(jī)床方案的制定 764842.2確定切削用量及選擇刀具 885142.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率 9314732.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu) 997082.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計“三圖一卡”的編制 1060382.3.1被加工零件工序圖 10232222.3.2加工示意圖 11146342.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 145567第三章多軸箱的設(shè)計 1825273.1繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 18314443.2齒輪模數(shù)選擇 19161643.3多軸箱的傳動設(shè)計 19284443.4繪制傳動系統(tǒng)圖 21248794傳動元件的校核 22232794.1驗算傳動軸的直徑 22153464.2傳動軸的校核及其配件校核 22132034.2.1軸的彎扭強(qiáng)度校核 22113674.2.2軸承的校核 27214294.2.3齒輪的校核 2821919第五章夾具設(shè)計 3184065.1問題的提出 31253415.2切削力及夾緊力的計算 31115345.4誤差分析與計算 35270045.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 3616321結(jié)論 3818420致謝 3917735參考文獻(xiàn) 40重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文1前言第一章緒論1.1本課題研究的目的與意義組合機(jī)床作為一種重要的結(jié)構(gòu)廣泛地被各種各樣的產(chǎn)品的加工使用。組合機(jī)床可以顯著提高產(chǎn)品的質(zhì)量、精度和加工速度。許多批量生產(chǎn)的零件為了達(dá)到更快的生產(chǎn)速度和更好的效果都應(yīng)同通過組合機(jī)床來完成。這個課題通過模塊化機(jī)床設(shè)計了其重要多軸箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并完成了該軸的設(shè)計和檢驗，使機(jī)床在使用過程中不會出現(xiàn)問題，達(dá)到集中加工的目的。它是通過許多通用組件進(jìn)行組裝的，然后再加上一些特殊部件，使它能夠履行某個零件專門處理的功能。因此，在某些情況下，這種工藝的生產(chǎn)規(guī)模很大，而機(jī)床的整體加工無法滿足生產(chǎn)需要。本課題通過對其YT075A涂布機(jī)箱體的組合機(jī)床進(jìn)行設(shè)計，并且對其重要的多軸箱的尺寸、結(jié)構(gòu)、校核等進(jìn)行設(shè)計，完成其主要的內(nèi)容。了解組合機(jī)床的一般設(shè)計要素，并通過所學(xué)知識，對其夾具進(jìn)行設(shè)計，使用夾具能夠更好的提升加工的速度與效率，大大提高產(chǎn)品的制造速度和精度。同時對自己大學(xué)所學(xué)的知識能夠再次綜合利用，提升了自身的能力。讓自己更好的掌握所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，更加有把握的走向社會。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.2.1組合機(jī)床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢組合機(jī)床出現(xiàn)在世界上只有50多年的歷史。我國組合機(jī)床事業(yè)是從無到有，逐漸發(fā)展起來的。從1956年開始自行設(shè)計、制造了組合機(jī)床并得到很大發(fā)展。如北京、上海、遼寧、山東、江蘇等發(fā)展很快，西北、西南地區(qū)也又新的發(fā)展。國家又重點(diǎn)安排了一批工廠，如大連機(jī)床廠、常州機(jī)床廠、大河機(jī)床廠、長沙機(jī)床廠、上海第十機(jī)床廠等20多個工廠生產(chǎn)組合機(jī)床通用部件，為全國各地機(jī)械加工部門用組合機(jī)床自己武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。許多工廠在大搞技術(shù)改造、設(shè)備更新、質(zhì)量翻新的熱潮中，制造了大量的組合機(jī)床及其自動線，成倍地提高了勞動生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了成本。目前，我國大多數(shù)省、市、自治區(qū)都能設(shè)計并制造組合機(jī)床及其自動線，產(chǎn)量、質(zhì)量和技術(shù)水平都在不斷提高。我國組合機(jī)床及其自動線已占有一定數(shù)量，特別是在汽車制造行業(yè)已有了大量的組合機(jī)床及其自動線，生產(chǎn)能力也在不斷提高。用我國自行設(shè)計與制造的組合機(jī)床及其自動線武裝起來的第二汽車制造廠，經(jīng)投產(chǎn)后證明具有規(guī)模、效率高，具有較高的自動化程度特點(diǎn)物理從工藝方案和布局，還是從加工精度和質(zhì)量方面看，這些組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線都已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

所謂的組合機(jī)床是根據(jù)大批量加工零件研制的特殊機(jī)床，而且組合機(jī)床是能夠大大提高加工效率特種機(jī)床。通常，組合機(jī)床由底座、夾緊、動力箱、液壓裝置、控制部件、通用部件和各種刀具組成。在控制部分的控制下，可以獨(dú)立完成一系列的加工過程，完成一個循環(huán)后自動重新加工。所謂的通用部件是指：動力、支撐、傳動、控制和輔助部件。動力是指各種動力部件，如切削刀具的進(jìn)給、旋轉(zhuǎn)等；支撐是指為機(jī)床提供支撐的部件，可以為夾具提供支撐，通常有各種類型的支架和底座。由于其獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，組合的機(jī)床為某個零件或一部分特定的零件提供加工速度。生產(chǎn)效率高，標(biāo)準(zhǔn)高，控制靈活，使用方便。重新組裝以處理新的結(jié)構(gòu)部件非常方便。傳統(tǒng)的機(jī)床主要用于加工平面和孔，能夠完成一系列產(chǎn)品的加工工序，所以在箱體、缸體上都十分常見?？梢钥闯觯M合機(jī)床非常普遍。其易于改造的特性使得組合機(jī)床的良性開發(fā)成為可能。目前，隨著技術(shù)在不斷完善。1.2.2夾具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢近些年來，隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工的制造方法發(fā)生了重大變革，夾具的功能已經(jīng)從過去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的擴(kuò)大化，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。在國外，固定裝置生產(chǎn)的三個主要國家主要是美國，德國和俄羅斯。但是，他們生產(chǎn)的企業(yè)也是中小企業(yè)，規(guī)模不是太大?？梢钥闯?，夾具設(shè)計不僅是國內(nèi)的，也是外國的任務(wù)。精密加工不僅依賴于機(jī)器硬件，控制系統(tǒng)，還依賴于固定裝置，及其設(shè)計?，F(xiàn)在一些特殊固定裝置的主要渠道是本地生產(chǎn)或國內(nèi)訂單，但一些高度通用的固定裝置通常依賴于國際貿(mào)易市場，因此市場價格相當(dāng)昂貴，尤其是歐洲和美國加工中心使用的固定裝置。由于其高昂的價格，自中國加入WTO以及全球產(chǎn)業(yè)的全球一體化，電子商務(wù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，由于夾具的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)特征中國的綜合設(shè)施，中國利用這樣的機(jī)會進(jìn)一步開拓海外市場[2][5]。本次設(shè)計的涂布機(jī)夾具設(shè)計所提出的新的要求：1）提高生產(chǎn)效率、強(qiáng)化生產(chǎn)質(zhì)量；2）提高其普遍性；3）可應(yīng)用于新型設(shè)備，實現(xiàn)滿足多種設(shè)備的功能；1.3本課題主要研究內(nèi)容本課題通過對型號為YT075涂布機(jī)箱體完成其組合機(jī)床的加工，以及完成其夾具的設(shè)計。根據(jù)大學(xué)所掌握的專業(yè)知識，使得YT075涂布機(jī)箱易于完成組合機(jī)床上孔的加工并計算切削參數(shù)。為了便于加工，還必須完成其夾具的設(shè)計?；谶@些內(nèi)容，我們將課題分為以下部分：第一：緒論，根據(jù)大學(xué)期間獲得的知識，結(jié)合對組合機(jī)床和夾具的理解，了解組合機(jī)床和夾具，說明研究的目的和意義；第二：確定組合機(jī)床的整體設(shè)計，確定加工零件的加工精度、特性和輸出尺寸，完成切削量和刀具選擇，完成加工原理圖;第三：完成多軸箱的設(shè)計，設(shè)計和檢驗重要的內(nèi)軸;第四：根據(jù)組合機(jī)床的設(shè)計，設(shè)計夾具，確定解決方案，分析誤差，解釋工作過程。

第二章組合機(jī)床的總體設(shè)計2.1組合機(jī)床方案的制定如圖2.1所示，是本課題需要處理的YT075A涂布機(jī)箱體的零件圖，需要處理7個孔。讓它可以滿足指定的要求。首先，需要加工四個Φ13mm的孔。工件由HT200型號的材料制成。將表面淬火以獲得170-240HBS的硬度。表面的位置公差不大于0.05mm。本課題考慮使用組合機(jī)床進(jìn)行加工，并使用組合機(jī)床一次完成上述孔的加工。采用的方法是分別限制零件和右端表面的三個自由度，螺釘可起到夾緊作用。對本產(chǎn)品進(jìn)行批量處理，所采用的夾緊方式更適合液壓。(1)所加工零件的精度必須要在組合機(jī)床上執(zhí)行工件的加工過程和必須保證的加工精度是機(jī)床設(shè)計的基礎(chǔ)。YT0755A涂布機(jī)箱體的孔的鉆孔精度很高，可以使用組合鉆孔機(jī)。為了加工表面粗糙度為Ra1.6um的孔，使用提高機(jī)床的初始精度和設(shè)定工件位置的精度并減少擠壓變形。為此，機(jī)床通常使用帶齒輪傳動裝置的動力系統(tǒng)，并使用液壓系統(tǒng)進(jìn)給。所需加工零件圖如圖2.1所示圖2.1YT0755A涂布機(jī)箱體該設(shè)計需要一個年生產(chǎn)能力為50,000件的生產(chǎn)計劃。從工件的形狀和輪廓尺寸來看，為了減少加工時間，采用了多軸頭。為了減少機(jī)床的數(shù)量，這個過程盡可能在一臺機(jī)器上完成，以提高利用率。根據(jù)組合機(jī)床的要求選擇合適的組合機(jī)床，其所需要考慮的因素有車間布局，過程之間的連接，技術(shù)能力和自然條件。通過考慮上述因素，我們設(shè)計了一種能滿足其要求的臥式鉆床?？梢郧宄靥岬剿难b配效率。2.2確定切削用量及選擇刀具為了提高加工過程的速度和精度要求，確定剩余量。在本文中，綜合考慮各種因素，并且直徑的過程之間的平衡為0.2mm。首先要考慮的是使用組合機(jī)床。根據(jù)實際經(jīng)驗，組合機(jī)床比普通機(jī)床大約減少了30%左右的切削量。工作時，可以知道進(jìn)給速率是相同的。然后需要滿足的每個孔加工的刀具加工直徑為：式中：…該字母在本課題之中代表的含義是各軸轉(zhuǎn)速（r/min）該字母在本課題之中代表的含義是各軸進(jìn)給量（mm/r）該字母在本課題之中代表的含義是動力滑臺每分鐘進(jìn)給量（mm/min）為了滿足加工精度的要求，鑒于加工速度不能太快，我們可以看一下數(shù)據(jù)，我們?nèi)≈担嚎讖紻=13毫米，進(jìn)給速度f=0.2毫米/小時，切削速度v=17米/分鐘2.2.3確定切削力、切削扭矩、切削功率根據(jù)所選擇的切削量，確定切削力，切削扭矩，切削功率等方面。通過查找表獲得公式，然后將相應(yīng)的值代入公式中以對應(yīng)得出結(jié)論。得：切削力：=26=26×13××=4372N切削扭矩：=10=10×××=30463.4N·mm切削功率：==30463.4×17/(9740×3.14×13)=0.717kw式中：HB在這篇論文中表示布氏硬度F在這篇論文中表示切削力（N）D在這篇論文中表示鉆頭直徑（mm）f在這篇論文中表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）T在這篇論文中表示切削扭矩(N·mm)V在這篇論文中表示切削速度（m/min）P在這篇論文中表示切削功率(kw)2.2.4選擇刀具結(jié)構(gòu)孔直徑D為13mm的工具通常用鉆頭加工?？紤]到經(jīng)濟(jì)因素，所使用的材料是高速鋼，這種材料便宜且具有成本效益。它可以滿足使用需要，可以通過銳化鉆頭再次使用，方便調(diào)整，因此使用范圍很大。2.3鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計整體設(shè)計方案的繪制圖表達(dá)形式該字母在本課題之中代表的含義是“三圖一卡”設(shè)計，其內(nèi)容包括：畫出所加工零件的工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、書寫制作生產(chǎn)率卡。2.3.1被加工零件工序圖1、被加工零件工序圖的意義及內(nèi)容YT0755A涂布機(jī)箱體鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如2.2所示。圖2.2YT0755A涂布機(jī)箱體工序圖加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，有時因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。2.3.2加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容圖2.3為YT0755A涂布機(jī)箱體鉆孔的加工示圖2.3加工示意圖2、制定加工示意圖之前在進(jìn)行相應(yīng)的計算1）工具導(dǎo)軌的直徑和工具線的速度v=17米/分鐘，選擇固定導(dǎo)向。2）導(dǎo)向套參數(shù)根據(jù)刀的直徑選擇固定導(dǎo)向設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)固定導(dǎo)向設(shè)備尺寸如下：表2.1固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺dd1DD1D2ll1l2l3l4L513134030341504013121746固定裝置的配合如下表：表2.2固定裝置的配合導(dǎo)向類別工藝方法DDD1刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7（或F7）H7/g6H7/n6g6固定導(dǎo)向設(shè)備的布置如圖2.4所示圖2.4固定導(dǎo)向裝置的布置（3）初定軸類型、尺寸、外伸長度由于軸的材料為40Cr，剪切模量為G=71.0GPa，剛度軸為ψ＝1／4（0）／m，因此B為2.316，根據(jù)剛性條件計算軸的直徑是：dB式中：d在這篇論文中表示軸直徑（mm）T在這篇論文中表示軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N·mm）B在這篇論文中表示系數(shù)在這個設(shè)計中軸直徑d=13毫米,軸外伸長度為：L=115毫米，D/為40/27。（4）選擇刀具接桿個可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的,連接桿如圖2.5所示，圖2.5可調(diào)連接桿連接桿上的尺寸d與軸外伸長度的內(nèi)孔D配合，因此，根據(jù)接桿直徑d選擇刀具接桿參數(shù)如表2.3所示：表2.3可調(diào)接桿的尺寸dD1(h6)d2d3Ll1l2l3螺母厚度27Tr27×2莫氏1號12.0613613551425012（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸聯(lián)系尺寸由加工過程結(jié)束時軸箱端面與工件端面之間的最小距離確定，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖2.3所示。（6）工作進(jìn)給長度的確定如圖2.6。切入長應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在5～10mm之間選擇，誤差大時取大值，因此取=7mm，切出長度=1/3d+(3～7)=x13+712mm，所以=7+12+12=32mm.（7）快進(jìn)長度的確定快退長度等于進(jìn)給速度與工作進(jìn)給之和，因此快進(jìn)長度120-45=75mm.2.3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖圖2.7機(jī)床聯(lián)系尺寸圖1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容如圖2.7所示，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是由機(jī)床的布局，一般部件的型號、規(guī)格和動力部件的移動尺寸以及所用電機(jī)的所需參數(shù)，工件與工件之間的接觸尺寸，組件和特殊組件的外形尺寸等組成。2、選用動力部件（1）選用動力組件要選擇類型、大小合適的動力滑臺和動力箱。1）驅(qū)動形式的選擇HY系列液壓滑臺。2）確定軸向進(jìn)給力滑臺所需的進(jìn)給力=∑=4×4372=34976N式中：在這篇論文中表示各軸加工時所產(chǎn)生的軸向力由于滑動臺工作，不僅需要克服每個軸的軸向力，而且還要克服移動滑動臺時必須存在的摩擦力。因此，用于選擇滑動臺的最大進(jìn)給力原則上大于=34.976KN。調(diào)整適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度。該系統(tǒng)中的速度=n·f=17mm/min。因此，選擇液壓滑動臺1HY32IIA，工作進(jìn)給速率為20-650mm/min，快速速度為10m/min。4）選擇正確的滑動臺行進(jìn)路程：該系統(tǒng)具有提前20毫米的準(zhǔn)備能力和70毫米的制動能力，因此滑塊的總工作距離應(yīng)大于工作行程，提前量和備用量。即：行程L>120+20+70=220mm，取L=630mm。基于上述條件，確定液壓動力滑動型1HY32IIA和匹配滑動基座。（2）的選取和確定是根據(jù)以下公式計算＝／η＝4*0.717／0.7＝7.1KW式中：η在這篇論文中表示多軸箱傳動效率，此機(jī)器制造HT200，通常情況下η＝0.7．發(fā)動機(jī)動力箱必須大于額定功率并與所需的軸轉(zhuǎn)速相結(jié)合。因此，所選擇的發(fā)動機(jī)型號是Y132M1-6的1TD32I電源，電源箱輸出軸距機(jī)柜底部的高度為170毫米。技術(shù)參數(shù)如下：表2.4電機(jī)型號及參數(shù)電機(jī)傳動型號轉(zhuǎn)速范圍（r/min）電機(jī)功率（）配套軸部件型號電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)速D50Y160M-69704707.51HY32ⅡA,1CC321,1CD321該機(jī)器的多軸箱總厚度為630毫米。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸選擇寬度和高度。在計算時，多軸箱的寬度B和高度H可以如下確定：B=630，H=400基于上面計算的數(shù)據(jù)，最終根據(jù)軸箱尺寸系列的標(biāo)準(zhǔn)確定軸箱輪廓的尺寸。B×H=630×400mm。切削時間：T切=L/vf+t停=45/74.7＋10/415=0.613min式中：T切在在這邊論文中表示機(jī)加工時間（min）L在這邊論文中表示工進(jìn)行程長度（mm）vf在這邊論文中表示刀具進(jìn)給量（mm/min）t停在這篇論文中表示死擋鐵停留時間。通常當(dāng)動力組件進(jìn)給停止時，刀具旋轉(zhuǎn)5～10r從而需要的時間。這里取10r輔助時間T輔=+t移+t裝=（75＋120）/1000+0.13+2=2.313min式中：L3、L4在這篇論文中表示分別為動力部件快進(jìn)、快退長度（mm）vfk在這篇論文中表示快速移動速度（mm/min）t移在這篇論文中表示工作臺移動時間（min）,通常情況為0.05～0.13min,取0.13mint裝在這篇論文中表示裝卸工件時間（min）通常情況為0.5～1.5min,本例取2min機(jī)床生產(chǎn)率Q1=60/T單=60/（T切+T輔）=60/（0.613+3.295）=15.3件/h機(jī)床負(fù)荷率按下式計算η=Q/Q1×100%=A/Q1tk×100%=20000/15.3×1950×100%=67.04%式中：Q在這篇論文中表示機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件/h）A在這篇論文中表示年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）tk在這篇論文中表示年工作時間，單班制工作時間tk=1950h表2.5生產(chǎn)率計算卡第三章多軸箱的設(shè)計3.1繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計的最基本的關(guān)鍵圖是根據(jù)“三圖一卡”畫的如圖3.1所示:圖3.1鉆孔組合機(jī)床多軸箱在圖中，多軸箱的兩個定位銷孔的中心線是橫坐標(biāo)，工件加工孔是對稱的，軸的加工內(nèi)容，切削量和軸的尺寸，以及模型和性能功率元件的參數(shù)。如表3.1所示表3.1軸外尺寸及切削用量軸號軸外伸尺寸工序內(nèi)容切削用量D/dLN（r/min）V(m/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、45、67、740/27115鉆Φ13415170.1774.7注：1．被加工零件編號及名稱：箱體材料：HT200JB297-62；硬度:HB170-241，前、后、側(cè)蓋等材料為HT1502．動力部件型號：1TD32I動力箱，電動機(jī)型號Y160M-6；功率P＝7.5kw。3.2齒輪模數(shù)選擇該組合機(jī)床要進(jìn)行鉆孔工作，因此使用帶有滾珠軸承的軸。齒輪模數(shù)m可按下式估算：m=(30～32)=32×≈2.13式中：m在這篇論文中表示估算齒輪模數(shù)P在這篇論文中表示齒輪所傳遞的功率（kw）Z在這篇論文中表示對嚙合齒中的小齒輪數(shù)N在這篇論文中表示含義是小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）為了模數(shù)計算還需要滿足中心距的關(guān)系多軸箱輸入齒輪模數(shù)取m=2.5。取m=2.5齒輪分布可以四舍五入。3.3多軸箱的傳動設(shè)計（1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖3.2），畫出驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)位置。如下表：表3.2驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)值坐標(biāo)銷O1驅(qū)動軸O軸1軸2軸3軸4X－17503737-37-37Y076.5103.5139.5139.5103.5（2）確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)圖3.2齒輪的最小壁厚2）傳動軸2為軸1，2，3，4都各自在同一同心圓上。多軸箱的齒輪模數(shù)由驅(qū)動軸齒輪估算傳動比為：一級為1.0×1.0;二級為1.4×1.0。t=33.3毫米,當(dāng)m=3時，驅(qū)動所應(yīng)用的軸上的齒數(shù)為：Zmin≥………2.17取驅(qū)動齒輪齒數(shù)Z=24。有三種類型的通用齒輪他們分別是傳動齒輪、動力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料都是45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。這個組合機(jī)床齒輪的選擇參照如下表格選擇表2.7齒輪種類及參數(shù)齒輪種類寬度（mm）齒數(shù)模數(shù)（mm）孔徑（mm）驅(qū)動軸齒輪243217～50連續(xù)17～702、2.5、32、2.5、3、415、20、30、35、4013、30、35、40、50傳動軸齒輪44（B型）21-24313、30、35、40、50輸出軸齒輪3221-24317、22、27、32、36算出每一個軸轉(zhuǎn)速使每一個軸轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速損失小于5%，因為公式：V=知：n1=n2=n1=n2=n3=n4=17x1000/3.13/13=415r/min3.4繪制傳動系統(tǒng)圖傳動系統(tǒng)圖是表示傳動關(guān)系的示意圖，即傳動軸相互連接，在多軸箱的輪廓上畫出傳動示意圖，如圖3.3所示圖3.3鉆孔多軸箱傳動系統(tǒng)圖4傳動元件的校核4.1驗算傳動軸的直徑通過以下公式計算傳動軸所要承受的全部轉(zhuǎn)矩：=T1U1+T2U2+···+TnUn在這篇論文中表示指作用在第n個主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位為N·m。在這篇論文中表示指傳動軸至第n個主軸之間的傳動比因為采用公式=T1U1+T2U2+···+TnUn計算功率一樣的軸計算他們當(dāng)中的一個。傳動軸13,14,上有且只有一排齒輪，它們承受的轉(zhuǎn)矩在一定情況下等于零。根據(jù)它承受的彎矩來算出。T13=3×5.86=17.58N.mmT14=3×7.55=22.65N.mmT13最大在鉆孔時取得，即T13=T13=24.68N.mmd=Bd在這篇論文中表示軸的直徑（mm）；T在這篇論文中表示軸所傳遞的扭矩（N·m）；B在這篇論文中表示系數(shù)。根據(jù)材料的剪切彈性模數(shù)為G=81.0Gpa時，得出剛性主軸的B為7.8，非剛性主軸B為6.2，傳動軸的B為5.2。把軸11，13，15的扭矩代入d=B得：d11=B=5.2×=24.926d13=B=5.2×=24.997四舍五入為30，就是軸13，14軸徑都為30毫米.另外一下傳動軸15,16,17,18,19,20的計算和傳動軸13,14沒有太大的區(qū)別，校核之后全部在規(guī)定的扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度之內(nèi)。4.2傳動軸的校核及其配件校核4.2.1軸的彎扭強(qiáng)度校核扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力按對稱循環(huán)變化時，=1；扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力按脈動循環(huán)變化時，=[]/[]=0.6扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為靜應(yīng)力時，=[]/[]=0.3[],[],[]分別為材料在對稱循環(huán)、脈動循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力(MPa),見表7.1.表7.1軸的許用彎曲應(yīng)力[]/MPa材料b[][][]碳鋼40050060070013017020023070759511040455565合金鋼80090010001200270300330400130140150180758090110參考《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P371表16-35）計算軸徑軸計算截面上的強(qiáng)度條件為：v=Mv/W=/W[](MPa)(7-2-1)式中：v在這篇論文中表示軸計算截面上的當(dāng)量彎曲應(yīng)力，MPa；W在這篇論文中表示軸計算截面的抗彎截面系數(shù)，mm3，對實心圓軸，W=∏×d3/32,對空心軸，W=∏×d3/32（1-4）；d在這篇論文中表示軸的計算截面直徑，mm;[]在這篇論文中表示軸的許用彎曲應(yīng)力，MPa，對傳動軸和轉(zhuǎn)動心軸，選擇[]=[]；對固定心軸考慮開始、結(jié)束之類的影響，取[]=[]。對實心圓軸計算截面的直徑是：d≧(mm)(7-2-2)對整個傳動系統(tǒng)的分析表明，傳動軸14的扭矩非常大，檢查了兩個傳動軸及其軸承。第一步對傳動軸14進(jìn)行檢驗，解析它的受力情況：圖7.1軸27受力圖由圖7.1得：第I排上受力：圓周力徑向力法向力徑向力水平分力徑向力垂直分力第I排下受力：圓周力徑向力法向力徑向力水平分力徑向力垂直分力第IV排右受力：圓周力徑向力法向力徑向力水平分力徑向力垂直分力將上述計算與傳動軸的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，繪制出傳動軸的受力簡圖，并求出傳動軸在水平和垂直方向上的受力和：圖7.2根據(jù)轉(zhuǎn)矩平衡可以得出將上述數(shù)據(jù)與彎曲方程相結(jié)合，可以計算出軸27在水平和垂直方向上的彎曲力矩，彎矩圖如圖7.3（1）所示,由此可以得軸27在水平面和垂直面上的彎矩圖如圖7.3（2）所示。由系數(shù)a=0.6，所以aT=0.6×72.8=43680N·mm扭矩圖如圖7.3（3）軸的載荷解析圖如下：⑴⑵⑶圖7.3軸的載荷分析圖通過思考知道沒有C點(diǎn)的彎矩更大的因此C是危險截面。45鋼是軸的材料，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)機(jī)械設(shè)計表15-1有MP。則：因此，軸的強(qiáng)度是合格的。4.2.2軸承的校核因此用的軸承的基本額定動載荷C應(yīng)該采用下述公式來計算：C=fpp.(60nLh/106)1//ft在這篇論文中表示溫度因素在這篇論文中表示載荷因素剛開始選擇的軸承14的型號為32001，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊[2]，基本定動載荷=27.8KN，=35.5KN。軸承的徑向力應(yīng)該采用下述公式計算，為：計算軸承A、B的派生軸向力,根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊32006軸承的Y=2.3，e=0.26因此：選用的軸承安裝方式為反面對反面，因此軸承B被壓緊，兩軸承的軸向載荷分別為：計算兩軸承的當(dāng)量動載荷。根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表15-7和機(jī)械設(shè)計手冊可得：;所以當(dāng)量動載荷為：由公式：算出需要的徑向基本額定動載荷C。軸結(jié)構(gòu)要求兩端軸承尺寸相同，，因此應(yīng)以軸承A的等效動載荷作為計算依據(jù)。因工作溫度正常，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表15-5知道，因中等沖擊載荷，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表15-6得，。期望軸承的壽命為20000小時，因此：因此軸承32006型軸承可以進(jìn)行使用。4.2.3齒輪的校核所以圓周力和徑向力基本要采用下述公式計算：式中：在這篇論文中表示齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；在這篇論文中表示齒輪的節(jié)圓直徑，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑，單位為mm；在這篇論文中表示嚙合角，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，。1）最大彎曲應(yīng)力用表示，許用彎曲應(yīng)力用表示，則需要滿足的關(guān)系式為：；最大彎曲應(yīng)力用主要根據(jù)以下公式進(jìn)行計算：的算法為：式中：在這篇論文中表示小齒輪的齒數(shù)；在這篇論文中表示扭矩單位為；b在這篇論文中表示齒寬單位為mm;m在這篇論文中表示齒輪的模數(shù)；K在這篇論文中表示載荷因素；在這篇論文中表示齒形因素2）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算主要根據(jù)以下公式進(jìn)行計算：式中：其傳遞的扭矩，單位為；K在這篇論文中表示載荷系數(shù)；u在這篇論文中表示大輪與小輪的齒數(shù)比；b在這篇論文中表示齒寬，單位為mm；a在這篇論文中表示中心距,單位為mm.3)許用應(yīng)力的計算式：(7-2-8)式中：在這篇論文中表示實驗齒輪的接觸疲勞；在這篇論文中表示齒輪接觸疲勞。表安全因素和安全因素軟齒面硬齒面重要傳動、滲碳淬火齒輪或鑄造齒輪1.3～1.41.4～1.61.6～2.21.0～1.11.1～1.21.3已知：，m=3根據(jù)機(jī)械設(shè)計可得該材料的齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限和接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為710Mpa和1150Mpa。則有前邊公式有：MpaMpa校核彎曲疲勞有:根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)，多軸箱運(yùn)動的載荷是中等沖擊載荷所以選取K=1.3；同樣可查得=2.65;由前邊的計算有T=64796.77N.mm。校核齒面接觸強(qiáng)度則根據(jù)以上的公式進(jìn)行計算可以得出：根據(jù)以上計算我們可以判斷出它的計算數(shù)值可以滿足所需要求。沒有出現(xiàn)過載現(xiàn)象的發(fā)生。第五章夾具設(shè)計5.1問題的提出考慮到該工藝加工的四個孔，必須滿足定位精度的要求。在使用組合機(jī)床進(jìn)行加工的過程中，為了提高加工速度，需要設(shè)計一種能明顯提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率的夾具。因此，有必要確定其定位基準(zhǔn)。5.2切削力及夾緊力的計算刀具：鉆頭φ13。則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4F=Cdfk式中：C=420，Z=1.0,y=0.8,f=0.35k=(F=420轉(zhuǎn)矩T=Cdfk式中:C=0.206,Z=2.0,y=0.8T=0.206功率P=在切削力的計算時,一定要想到安全系數(shù)K=KKKK式中K在這篇論文中表示基本安全系數(shù)，1.5；K在這篇論文中表示加工性質(zhì)系數(shù)，1.1；K在這篇論文中表示刀具鈍化系數(shù),1.1;K在這篇論文中表示斷續(xù)切削系數(shù),1.1則F=KF=1.5鉆削時T=17.34N切向方向所受力:F=取F=4416F>F所以本夾具可安全工作。本文采用液壓夾緊裝置。該方法驅(qū)動力大，穩(wěn)定可靠。使用時噪音更低。使用壽命長，根據(jù)切削力和夾緊力的影響因素，在不利夾緊狀態(tài)下，夾緊力的計算應(yīng)以機(jī)械平衡原理為基礎(chǔ)。最后，為了保證夾緊可靠，將數(shù)值乘以安全系數(shù)所需的實際夾緊力，初步確定液壓缸參數(shù)。表5-1按負(fù)載選擇工作壓力[1]負(fù)載/KN<55~1010~2020~3030~50>50工作壓力/MPa<0.13~11.5~22.5~33~44~5≥5表5-2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力[1]機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.13~23~52~1313~1010~11320~32由于鉆削力為4239N，主液壓缸設(shè)計壓力p1=3Mpa，桿腔和桿腔的當(dāng)量面積a1和a2應(yīng)滿足a1=2a2（即液壓缸內(nèi)徑d和活塞桿直徑d應(yīng)滿足：d=0.707d）。背壓為0.5MPa，取液壓缸機(jī)械效率。然后根據(jù)下面的公式確定平衡方程：因此，液壓缸無桿腔的有效面積可通過以下計算公式計算：液壓缸直徑的計算公式如下液壓缸內(nèi)徑的計算公式如下：按GB/T23413-19130，取標(biāo)準(zhǔn)值D=130mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑）則液壓缸有效面積為：2.缸體壁厚的校核壁厚為10mm。那么根據(jù)時；（4-2）可算出缸體壁厚為：<10mm則液壓缸的外徑式中在這篇論文中表示許用應(yīng)力；，P-缸筒試驗壓力。3.缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計缸筒作為作用的壓力容器，它的尺寸一般選取整數(shù)尺寸，考慮到在使用過程中需要承受一定尺寸的拉壓和沖擊，選用的材料為Q235。1.活塞桿直徑可按下列公式計算：由=2我們算的：圓整后得：d=56mm基于此計算維度，計算最小穩(wěn)定流，且公進(jìn)速度值是v=0.4m/min按照公式：（4-3）由于=713.5>1.25。我們看到他能滿足要求。2.活塞桿強(qiáng)度計算：<56mm（4-4）在這篇論文中表示許用應(yīng)力；3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計活塞桿的外端部與負(fù)載的拖動動力機(jī)構(gòu)連接。為了避免在活塞桿作業(yè)生產(chǎn)過程中的偏心負(fù)荷，請根據(jù)負(fù)荷的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)油壓汽缸的安裝要求，提高其作用效率?；钊麠U的密封與防塵本方案選用O型圈。其主要原理是在防塵過程中，采用O形圈完全密封活塞桿。成本效益比高。在使用液壓夾具的過程中，存在著一些定位誤差。產(chǎn)生誤差的主要原因是夾緊過程和定位過程。本文需要對這些誤差進(jìn)行分析。5.4誤差分析與計算夾具由一個平面和2個直徑為10的銷定位。為了保證誤差在合理范圍內(nèi)，在加工過程中必須保證工序間誤差小于規(guī)定的公差。定位誤差：與任何一方接觸時：可以通過分析得到：因此：與任何一側(cè)接觸時夾緊誤差：其中接觸變形位移值：⑶磨損分析誤差：通常不超過⑷相對刀片位置誤差：取誤差總和：從上述分析可以看出，設(shè)計的設(shè)備符合零件加工精度的要求。5.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明如果夾具在使用過程中出現(xiàn)磨損和制造誤差，需要及時完成調(diào)整，以滿足定位要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量。結(jié)論本課題通過YT075涂布機(jī)箱體完成它的組合機(jī)床的加工及夾具的設(shè)計。根據(jù)大學(xué)所學(xué)。讓YT075涂布機(jī)箱在組合機(jī)床上易于加工，并計算了切削參數(shù)。為了便于加工，需要完成夾具的設(shè)計。根據(jù)這些內(nèi)容，我們將主題分為以下幾部分：第一：緒論，結(jié)合在學(xué)校所學(xué)的專業(yè)知識，綜合對組合機(jī)床的理解和組合機(jī)床夾具的理解程