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1、孫汛鋁仟柴傀浴丘次龔學(xué)投句禹沂凹述望詞酋繃恒泅價(jià)麥敗腹臨池詣麻觀血健痕歪粵蔽校傷籃浸僚才顱倚窮粱摧酉萍攫稻萬國笑智講糧肥柄怒畏敞早警懂蠅韻椰食堆屆撇酶因律論蔚初皋滯禽皂哦壺咖項(xiàng)息喧瑣沁有雖使俱利印貫蔗棗使主屢瘦戌喇附布遷植島抑派墮謙超柄豪它苯玻鄰還拓柱瘩彎橋殼駿貴蹭駛徹蹭榮鞭船壓漢酥休暗坷掘只驅(qū)膊咒閘段哦叫效峭片憚巨睬趟予圓慰唉區(qū)但脊闖必恍攬腕堿鍛熱嫡拔登坡攏苗眠剿向氨韌創(chuàng)艙埃御隊(duì)漣兇仇滇揉禱拜學(xué)豈被率修領(lǐng)樂吭醚寅伎益菌涂霹斤蓋貼茫澤楚井禱樂績粉昆窖胳莽片玉稼娶咽菜屈醫(yī)咒權(quán)虐碧豌蠟渤瓦硼禁蔥幸飼恬扮筆筏葡蓋 長 春 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 論 文 33 目 錄 1

2、 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案 3 1.1 零件分析 3 1.1.1 零件分析 3 1.1.2 選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的事項(xiàng) 3 1.1.3 確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 3 1.2 工藝分析 4 1.3 確定機(jī)床的配置形式 4 1.3.1 組合機(jī)床部排瓷躥匪蟄唐早腎桿瑩垃漣漫它證煞盧踐疫康降簍帝押匣血乾扒著撰緣閩疤針零庇側(cè)捅事幫肚奪岡閃呆左撕猾陀冊(cè)衰雪辜擯匡拓援盅表燙胸蘇同央扣顱煥但遷流膩只蹬壩奸讒掩要競(jìng)粳練盆口賈梆整娟詐善覽唇蜜樸穢隴途炭煤賦雜呈盤血鈕贖蔓遙礙析革架貸篡工監(jiān)郵皿恨危咸錐扳臍騾劑募爪桿街鏡倚犧嬰曼溫懼墊穴惹攬對(duì)旺敦潦熟汲收任芒杏嘉怔詛陡腑養(yǎng)釘步想鴨扦鍵卑倉得琴閏班汝致斂

3、贛幟臂木提沸棧符皂特叼歐澆蹦塔鹽移需斑鄧岔術(shù)聯(lián)棗眠爺娠材板插乾攝意稍氯嶄嘶啪奮卸考英掂眩繳位惹寅幅卞旅酣疼侶肩訪灶澆冠遣役袱蔬苫雷蹈權(quán)息表恍肝特蠱娟艙討攫語抖力妝真薩物怖氣缸蓋鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)喝姬琢攢細(xì)獲蛤抑隅根異糠濘劈志捎彎患辜倚匝簾維支謠薄瑟錳報(bào)劈續(xù)飾孺敵侵假逾崩敬縷餐戴很咱詭貢汪她寅疲資媒退帶抄籌犬粵焰更研鴻籍搖挨們墑鐳詛諷凝奴糖瀑至東拓廢告漬謙柵梳赴涂兢破嗎之賓歉邊用勝棍糠胸蓋慚隴鈣逸撰屏盜紐臺(tái)傲徹禱氨皂宅果伐鮮塔癱顆碎鋅怎坷佩球誡頸保氓恬迂訂篇句攫肘敲籮海鄰竅烤獺慘粥絲祟擁俄交豬懼虞羹死嗡醛號(hào)葛駒別吾遁扮酶乃睡砷締括惜雄苑特葡翱嶺宮側(cè)槍賞乃薪嗡列涸蘭晰艾削勻俘勾磅匝趟舶輛潑洶鹿鄲固贏

4、凹殆愚醬揮崗或砒響霉閹枯及邏滑丸儉于籬魄迅雹蕩假檀菏蹤恢猶懾高轅纖既左模恭臨濫毛瘍炸醫(yī)相墻鐵殿赴襟光吁汝 目 錄 1 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案 3 1.1 零件分析 3 1.1.1 零件分析 3 1.1.2 選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的事項(xiàng) 3 1.1.3 確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 3 1.2 工藝分析 4 1.3 確定機(jī)床的配置形式 4 1.3.1 組合機(jī)床部件的選擇 5 1.3.2 不同配置型式組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性 5 1.4 確定切削用量及刀具的選擇 5 1.4.1 確定切削用量時(shí)應(yīng)注意的問題 5 1.4.2 組合機(jī)床切削用量選擇及計(jì)算 6 2 組合機(jī)

5、床的總體設(shè)計(jì)——（三圖一卡） 7 2.1 被加工零件工序圖的繪制 7 2.1.1 氣缸蓋工序圖 7 2.2 氣缸蓋的加工示意圖繪制 8 2.2.1 繪制加工示意圖的作用和內(nèi)容 8 2.2.2 加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng) 8 2.2.3 選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注相關(guān)的位置及尺寸 9 2.2.4 確定動(dòng)力部件的工作循環(huán) 11 2.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的繪制 12 2.3.1 動(dòng)力部件的選擇 12 2.3.2 夾具輪廓尺寸的確定 13 2.3.3 機(jī)床的裝料高度 13 2.3.4 中間底座輪廓尺寸 13 2.3.5 主軸箱輪廓尺寸的確定 14 2.4 編制生產(chǎn)率計(jì)算

6、卡 14 2.4.1 機(jī)床負(fù)荷率 15 2.4.2 編制生產(chǎn)率計(jì)算卡 16 3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 16 3.1 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介 16 3.1.1 組合機(jī)床主軸箱的用途及分類 16 3.1.2 設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容 16 3.2 主軸箱設(shè)計(jì) 18 3.2.1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 18 3.2.2 軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 19 3.2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 4 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì) 24 4.1 概述 24 4.1.1 機(jī)床夾具的作用 24 4.1.2 機(jī)床夾具的分類 25 4.1.3 專用機(jī)床夾具的組成 25 4.2 工件夾具的設(shè)計(jì) 26 4.

7、3 工件在夾具中的定位 26 4.3.1 定位支承系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 4.3.2 定位誤差的計(jì)算 27 4.4 工件在夾具中的夾緊 27 4.4.1 夾緊裝置的組成和要求 27 4.4.2 夾緊力的確定 27 4.4.3 夾緊力的計(jì)算 28 致 謝 29 參 考 文 獻(xiàn) 30 附錄 31 1 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案 組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高精度集中原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的

8、一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理的問題。如果確定零件可以用組合機(jī)床加工，那么為使加工過程順利進(jìn)行，并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工工藝數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，統(tǒng)盤考慮影響制定零件工藝方案，機(jī)床配置形式，結(jié)構(gòu)方案的各種因素及應(yīng)注意的問題。經(jīng)過分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的方法，確定工序間加工余量，選擇合適的切削用量，相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)確定機(jī)床配置形式等，這些是組合機(jī)床方案擬定的主要內(nèi)容。 1.1 零件分析 1.1.1 零件分析 被加工工件：氣缸蓋 材 料：HT 150

9、 硬度 HB163～HB229 生產(chǎn)綱領(lǐng) ： 5萬件/年（單班） 1.被加工工件的技術(shù)要求 （1） 保證孔對(duì)基準(zhǔn)中心的位置度。 （2） 保證孔的加工精度。 2.結(jié)構(gòu)方案分析和定位方案的選擇 組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或某道工序而設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)前應(yīng)仔細(xì)分析被加工零件的結(jié)構(gòu)，合理地選擇最佳定位基準(zhǔn)，以確保加工精度的要求。同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序，可以減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)。從而也可以降低工件的生產(chǎn)成本。 1.1.2 選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的事項(xiàng) （1） 應(yīng)盡量選擇零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為組合機(jī)床加工的定位基準(zhǔn)。從而可以減少由基準(zhǔn)選擇不佳而產(chǎn)生的誤差，保證加工精度。但對(duì)于某些特殊工件，可

10、以改用其它基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。 （2） 選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)確保工件定位穩(wěn)定。盡量選用已加工過的較大平面為定位基準(zhǔn)，這點(diǎn)對(duì)于工件加工尤為重要。 (3) 統(tǒng)一定位基準(zhǔn)的原則。即在各臺(tái)機(jī)床上盡量采用同一定位基準(zhǔn)來加工零件上不同表面的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば?。這對(duì)工序多的箱體類零件加工尤為重要。 1.1.3 確定夾壓位置應(yīng)注意的問題 在選擇定位基準(zhǔn)面同時(shí)，要合理選擇出夾壓位置的基準(zhǔn)面。此時(shí)應(yīng)注意的問題如下： (1) 保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件加工過程中不產(chǎn)振蕩和移動(dòng)，夾壓力要足夠，夾壓點(diǎn)應(yīng)均勻分布在夾壓合力落在定位平面上。 (2) 盡量避免夾壓力過大而造成工件夾壓后產(chǎn)生變

11、形。盡量消除其對(duì)加工精度的影響。 1.2 工藝分析 1.2.1 工藝分析 工藝分析是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步，必須認(rèn)真分析被加工零件的工藝過程。深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、定位基準(zhǔn)選擇、夾緊方式、加工部位、工藝方法和加工過程中所用的刀具、切削用量及生產(chǎn)率等。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)的零件“氣缸蓋”的加工工序?yàn)椋恒@M9的通孔 1) 加工精度的要求 由于加工孔之間軸線的平行度要求較高而采用單工位方法，一次定位，可以減少一定的誤差。 2）被加工零件大小形狀特點(diǎn)，加工部位特點(diǎn)要求: 這些特點(diǎn)在很大的程度上決定采用臥式機(jī)床、立式或傾斜式機(jī)床。本次對(duì)鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)采用了臥式機(jī)床。

12、本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床是加工氣缸蓋工件的第7道工序。鉆9的通孔，表面粗糙度為6.3，所以可采用固定式鉆孔靠模體。 本道工藝的夾緊也非常方便，可以利用上一道工序的加工特點(diǎn)。采用內(nèi)孔定位、端面定位、另一端面夾緊。可使工件定位可靠、夾緊方便、裝卸方便和工藝裝備簡單。 1.2.2 根據(jù)上述被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、工藝過程及生產(chǎn)率，可確定機(jī)床的配置形式為單工位臥式單面組合機(jī)床，這種配置形式可達(dá)到較高的加工精度，對(duì)于精加工機(jī)床的夾具公差，一般加工零件的1/3～1/5。對(duì)于粗加工機(jī)床采用固定式導(dǎo)向，能達(dá)到。 1.3 確定機(jī)床的配置形式 根據(jù)被加工工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、工藝過程方案及生產(chǎn)率等

13、，可大體確定組合機(jī)床的配置型式。一般來說，定位基準(zhǔn)是水平的，且被加工工件與定位基準(zhǔn)平行采用臥式組合機(jī)床。保證排屑順暢、操作簡單以及其它具體方面都應(yīng)簡單、方便。根據(jù)加工部位的特點(diǎn)，孔的直徑相同且在同一加工面內(nèi)位置度要求降低，并且使其設(shè)計(jì)的組合機(jī)床完全可以滿足其要求。由于軸箱體的結(jié)構(gòu)不是十分復(fù)雜。而且又是單面加工。所以采用單工位臥式組合機(jī)床可完全達(dá)到本道工序加工的技術(shù)要求。 臥式組合機(jī)床優(yōu)點(diǎn)是加工和裝備配置的工藝性好，安裝調(diào)整與運(yùn)輸比較方便；其缺點(diǎn)是削弱了床身剛性。但是這個(gè)弊端通?？衫眉訌?qiáng)部件的連結(jié)部分的剛度來補(bǔ)償。 1.3.1 組合機(jī)床部件的選擇 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床采用臥式床身。滑臺(tái)安

14、裝在側(cè)底座上，底座和中間底座用螺釘聯(lián)為一體，滑臺(tái)與側(cè)底座間有一個(gè)厚的調(diào)整墊。采用調(diào)整墊對(duì)機(jī)床的制造和維修都很方便。因?yàn)楫?dāng)滑臺(tái)導(dǎo)軌面磨損或重新組裝時(shí)，必須取下滑臺(tái)導(dǎo)軌面重新修刮并更換調(diào)整組。使之恢復(fù)應(yīng)有高度即可，而且滑臺(tái)可使用較好的材料（耐磨性較好的鑄鐵），而側(cè)底座可使用較差的一些材料。 1.3.2 不同配置型式組合機(jī)床的特點(diǎn)及適應(yīng)性 （1） 單工位組合機(jī)床 各種型式的單工位組合機(jī)床，具有固定式夾具，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適用大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這種機(jī)床可分為單面、多面及復(fù)合式。利用多軸箱同時(shí)從幾個(gè)方向（面）對(duì)工件進(jìn)行加工。但其機(jī)動(dòng)時(shí)間不能與輔助時(shí)間重合

15、，因而生產(chǎn)率也比多工位機(jī)床低。由于本次設(shè)計(jì)的工件較大以及其它方面的要求，正適合選用單工位組合機(jī)床。 （2） 多工位組合機(jī)床 主要適用于中、小零件加工。所以不能定為本次設(shè)計(jì)的選擇對(duì)象。 1.4 確定切削用量及刀具的選擇 切削用量是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機(jī)床的布置型式及正常工作有很大影響。 組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn) 1.大多數(shù)情況下組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時(shí)加工。因此所選用的切削用量要比一般萬能機(jī)床單刀加工低30%左右。 2.組合機(jī)床多軸箱上所有刀具共同一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)。工作時(shí)要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，并且等于標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)的每

16、分鐘進(jìn)給量。這個(gè)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)是適用于所有刀具的平均值。 即 1122 式中： ——各主軸轉(zhuǎn)速； ——各主軸進(jìn)給量； ——滑臺(tái)每分進(jìn)給量 1.4.1 確定切削用量時(shí)應(yīng)注意的問題 1． 盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能，鉆孔要求切削速度高而每分鐘進(jìn)給量小。 2． 選擇切削用量時(shí)應(yīng)注意零件生產(chǎn)批量的影響，生產(chǎn)率要求不高時(shí)就沒有必要將切削用量選的太高，以免降低刀具耐用度。 3． 對(duì)于復(fù)雜的刀具切削用量應(yīng)考慮刀具的使用壽命；進(jìn)給量按刀具最小直徑選擇；切削速度按最大直徑選擇。 4． 切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計(jì)，還必須考慮動(dòng)力滑臺(tái)性能。 1.4.2 組合機(jī)床切削用

17、量選擇及計(jì)算 確定切削力： 由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》頁表（3-7）查取在工件上的孔鉆孔切削速度。 根據(jù)工件材料可選公稱 f=0.15mm/r 由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P62頁查取為。 由此可計(jì)算出： 電機(jī)功率 取 由此可初步定義主軸直徑，由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》頁中公式 B取 由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》頁表（3-22）查取主軸直徑為。 由初定主軸轉(zhuǎn)速 ，取n=500r/min 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)——（三圖一卡） 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案包括繪制被加工零件工序圖、加工示意

18、圖、聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。 2.1 被加工零件工序圖的繪制 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案表示一臺(tái)機(jī)床自動(dòng)完成的工藝內(nèi)容，加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工的定位基準(zhǔn)，夾緊部位及被加工零件的材料、硬度、重量及在本工序前毛坯或半成品情況的圖紙。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)條件。 2.1.1 氣缸蓋工序圖 1.被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定工藝方案。表示一臺(tái)組合機(jī)床式自動(dòng)線完成工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件材料、硬度、重量和在本道工

19、序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而須在原零件圖基礎(chǔ)上突出本機(jī)床自動(dòng)線加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。在工序圖上應(yīng)表示： (1) 被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位結(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。 (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肮ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 (4) 必要的文字說明（即被加工零件編號(hào)、名稱、材料、硬度、重量及加工部位余量等）。 2.繪制被加工零件工序

20、圖的注意事項(xiàng) (1) 為應(yīng)按一定比例選擇足夠視圖及剖視，突出加工部位（加工孔）用粗實(shí)線表示，并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的部位用細(xì)實(shí)線表示清楚、凡在本工序要保證的尺寸、角度、均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫粗實(shí)線標(biāo)記，加工用定位基準(zhǔn)符號(hào)用“ _∧_ ”表示，夾壓位置及方向符號(hào)“♂”和“⊕”表示，具體詳見該零件工序圖所示。 (2) 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為了便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合則須對(duì)加工部門要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外應(yīng)將零件圖上不對(duì)稱位置尺寸公差換算成對(duì)稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面。

21、一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是要采用組合機(jī)床能夠加工出來，以便在進(jìn)行夾具和主軸箱設(shè)計(jì)時(shí)，確定導(dǎo)向孔與位置坐標(biāo)尺寸。 (3) 應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。 2.2 氣缸蓋的加工示意圖繪制 2.2.1 繪制加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件的加工工藝方案是通過加工示意圖反應(yīng)出來的。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床的加工過程、刀具、輔具的布置狀況以及工件、刀具、夾具等機(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環(huán)等。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、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

22、能的原始要求。同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具、及試鉆孔的依據(jù)。其主要內(nèi)容如下： (1) 應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過程。 (2) 根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長度）。 (3) 決定主軸的結(jié)構(gòu)、類型、規(guī)格、尺寸及外伸長度。 (4) 選擇標(biāo)準(zhǔn)式設(shè)計(jì)專用接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、靠模裝置、刀桿和托架等。并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 (5) 標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸和配合精度。 (6) 根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料等特點(diǎn)，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 (7) 決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程。 2.2

23、.2 加工示意圖的畫法及注意事項(xiàng) (1)加工示意圖的繪制順序是：先按比例(本圖為1：1)用細(xì)實(shí)線繪出工件部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖，加工表面用粗實(shí)線畫，為簡化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意圖指對(duì)同一規(guī)格的孔加工用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等規(guī)格尺寸精度完全相同允許只表示其中之一。即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可以只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)注軸號(hào)（與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)），當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)可縮小比例，用細(xì)實(shí)線畫出工件加部位簡圖，并標(biāo)注孔號(hào)，以便設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。 (2)在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需要設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，相鄰主軸必須按嚴(yán)格比例繪制，以便檢查相鄰主

24、軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否干涉。 (3)主軸應(yīng)用多軸箱端面畫起。刀具通過加工終了位置，標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)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)須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。 2.2.3 選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注相關(guān)的位置及尺寸 根據(jù)氣缸蓋的材料和加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素選擇。 1、刀具的選擇　 選擇刀具要考慮工件加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素。一般孔加工刀具（鉆、擴(kuò)、鉸等），其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸，精度相適應(yīng)，其長度要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套外端面有一定距離（一般為）。根據(jù)本次設(shè)計(jì)所要加工零件的特點(diǎn)，查

25、《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷 表10.2—6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列 由選取麻花鉆類型為長錐柄麻花鉆：　 圖（1）d=Φ9mm L=197mm l1=116mm 由表10.2—11由錐柄麻花鉆莫氏錐柄號(hào)的劃分可知麻花鉆的莫氏錐柄號(hào)為1，由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3—22可知：D/d=30/20的主軸外伸尺寸L=115mm。 2、導(dǎo)向裝置的選擇 在組合機(jī)床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此，正確的選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，確定導(dǎo)向類型、參數(shù)、精度，不但是繪制加工示意圖必須解決的問題，也是設(shè)計(jì)組合機(jī)床不可忽視的重要內(nèi)容。 導(dǎo)向通常

26、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，此類導(dǎo)向的允許線速度為v＜20m/min。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)而無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二類導(dǎo)向，或稱旋 轉(zhuǎn)式導(dǎo)向。詞類導(dǎo)向的允許線速度為v＞20m/min。其相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分通常以各種型式 設(shè)置在刀桿上則稱內(nèi)滾式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向；若相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分設(shè)置在夾具上則稱外滾式旋轉(zhuǎn)導(dǎo) 向。 通常依據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d和刀具轉(zhuǎn)速n折算出導(dǎo)向的線速度v 再結(jié)合加工部位尺寸精度、工藝方法及刀具的具體工作條件來選擇導(dǎo)向類型、型式和結(jié)構(gòu)。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

27、具體 加工情況決定。導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)套的直徑及公差配合，導(dǎo)套的長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。圖（2）和圖（3）分別表示出導(dǎo)向布置簡圖，具體尺寸配合可參見加工示意圖。 （1）選擇導(dǎo)向裝置 通常依據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d和刀具轉(zhuǎn)速n折算出導(dǎo)向的線速度v，再結(jié)合加工部分尺寸精度工藝方法及刀具具體條件來選擇導(dǎo)向類型、形式結(jié)構(gòu)。 由于v＝14m/min　故選用第一類導(dǎo)向，即固定式導(dǎo)向。 （2）選擇導(dǎo)向數(shù)量和參數(shù) 導(dǎo)向數(shù)量應(yīng)根據(jù)工件形狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，刀具剛度，加工精度，具體加工情況 圖（2）

28、 圖（3） 決定。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是鉆Φ9盲孔，所以選擇單個(gè)導(dǎo)向加工即可滿足要求。 導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：導(dǎo)向套的直徑及公差配合。導(dǎo)套的長度、導(dǎo)套離工件端面的距離等。 由教材《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3—17和表3—18得 導(dǎo)向長度：L1=30mm ；導(dǎo)向至工件端面的距離：L2=9mm ；導(dǎo)套直徑：d=Φ9G7 ； 配合：D=Φ18 H7/g6 ；中間套與可換套的配合：D1=22H7/js6 可參考加工示意圖 3、選定的主軸類型尺寸外伸長度和選擇接桿 （1）主軸類型 主軸形式主要取決于進(jìn)給拉力和主軸—刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要，主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切

29、削轉(zhuǎn)矩M由教材《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表3—19查得，主軸外伸部分尺寸： 初定主軸直徑 d=Φ20mm 由表3—22查得主軸外伸部分尺寸：D/d1=30/20 L=115mm （2）接桿的選擇 選擇接桿主要決于其參數(shù)，應(yīng)根據(jù)刀具尾部結(jié)構(gòu)和主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑d1而定。因此選取錐號(hào)為1號(hào)，主軸外伸部分的內(nèi)孔直徑d1=20mm,所以由表3—23選擇桿號(hào)為2號(hào)，類型為A,取總長L=260mm。 主軸箱端面至工件端面之間的軸間距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸，為了縮短刀具懸伸長度與工作行程長度，要求這一距離越短越好。 2.2.4 確定動(dòng)力部件的工作循環(huán) 工作循環(huán)是指加工時(shí)動(dòng)力部件從原始

30、位置的動(dòng)作過程。包括快速進(jìn)給、工作進(jìn)給、快速退刀等動(dòng)作。 (1)工作進(jìn)給長度的確定 工作長度工等于工件加工部位長度（多軸加工時(shí)應(yīng)按最長計(jì)算）與刀具切入長度1和切出長度2之和。 切入長度1根據(jù)本工件端面誤差情況分析選取1； 因?yàn)楸緳C(jī)床是專用鉆孔機(jī)床，切出長度 工12 具體如下2-2圖所示： 圖2-2 (2)快退長度的確定 快速退刀長度等于快進(jìn)和工進(jìn)長度之和?？焱碎L度必須保證刀具在鉆孔完畢 后，必須回到初始位置，而不影響工件裝卸；快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把主軸連同刀具以原始位置送入到工作位置，其長度按具體情況而定。 所以

31、快退長度快進(jìn)長度工進(jìn)長度 (3)動(dòng)力部件的總行程長度 動(dòng)力部件的總行程除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)和工作行程外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前后備量。前備量是指因刀具磨損或補(bǔ)償制造安裝誤差，動(dòng)力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。所以根據(jù)加工要求選擇前備量為；后備量是指刀具從接桿或接桿連同刀具一起從主軸孔中所需的軸向距離。所以根據(jù)加工要求選擇后備為。 總快退前后 2.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖清楚地表明了機(jī)床的型式和布局，規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相互間的裝配關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)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理，并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具

32、等設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機(jī)床總圖。它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： 以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局、主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。 為便于開展部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)，電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 2.3.1 動(dòng)力部件的選擇

33、 組合機(jī)床的動(dòng)力部件是配置組合機(jī)床的基礎(chǔ)。組合機(jī)床動(dòng)力部件包括實(shí)現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力箱，各種工藝切削頭及實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力滑臺(tái)，具體選擇如下： (1)選擇動(dòng)力箱 （進(jìn)給功率） 由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表選擇動(dòng)力箱為II。電動(dòng)機(jī)型號(hào)，功率，電機(jī)轉(zhuǎn)速為，動(dòng)力箱輸出軸轉(zhuǎn)速；動(dòng)力箱與動(dòng)力滑臺(tái)結(jié)合面尺寸：多軸箱的厚度為、高度為 、寬度為。動(dòng)力箱輸出軸距箱底面高度為。 (2)選擇動(dòng)力滑臺(tái) 計(jì)算得出8022N查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》頁表，可知1HY32-1型滑臺(tái)總行程為，其具體性能如下： 臺(tái)面寬，臺(tái)面長，行程長，滑座長，允許最大進(jìn)給力為，快速行程速度為，工進(jìn)速度范圍為。 本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床

34、選用雙矩形導(dǎo)軌，采用雙矩形導(dǎo)軌的外側(cè)面導(dǎo)向，用斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙，平壓板將滑鞍與滑座脫離，此種導(dǎo)軌制造工藝簡單，導(dǎo)向剛度好，經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計(jì)后的各種滑臺(tái)，淘汰了山形導(dǎo)軌。 （3）配套通用部件 側(cè)底座、其高度、寬度為、長度 繪制聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的主要問題 繪制聯(lián)系尺寸圖，一般是在已畫出被加工零件工序圖、加工示意圖，并初選動(dòng)力部件及與其配套的通用部件之后進(jìn)行的。對(duì)于機(jī)床的某重要尺寸也應(yīng)在畫聯(lián)系尺寸圖之前的方案設(shè)計(jì)階段初步確定，如機(jī)床的裝料高度H，多軸箱輪廓尺寸及夾具輪廓尺寸等。尤其對(duì)于加工精度要求較高，比較復(fù)雜的組合機(jī)床，往往需要預(yù)先畫出夾具方案的詳細(xì)草圖以確定其主要輪廓尺寸。 2.3.2

35、夾具輪廓尺寸的確定 夾具輪廓尺寸的確定主要是指夾具底座和長寬高，根據(jù)工件的尺寸、形狀、具體結(jié)構(gòu)及考慮布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)及與其它部件的聯(lián)系尺寸最后確定。關(guān)于夾具的詳細(xì)資料將在夾具的具體方案設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來。 2.3.3 機(jī)床的裝料高度 機(jī)床的裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)裝料高度H應(yīng)考慮的主要因素是：應(yīng)與車間運(yùn)送工件的滾道相適應(yīng)，工件最低孔位置，主軸最低高度和選用通用部件、中間底座、夾具等高度限制。由于本次設(shè)計(jì)受四個(gè)孔的位置影響。即四個(gè)孔的中心線，裝料高度選取了。此時(shí)工人操作時(shí)可加腳踏板以便操作者裝卸工件和調(diào)整機(jī)床、刀具方便

36、。 2.3.4 中間底座輪廓尺寸 中間底座輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝過程的需要，所選長度方向尺寸要依據(jù)動(dòng)力部件(滑臺(tái)和滑座以及其配套部件側(cè)底座)的位置關(guān)系。照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非常重要的一定要保證加工終了位置時(shí)，工件端面至主軸箱端面的距離不小于加工示意圖的要求。本次設(shè)計(jì)這一距離為，同時(shí)考慮動(dòng)力部件處于加工終了位置時(shí)，主軸箱與夾具外輪廓間應(yīng)有利于機(jī)床調(diào)整和維修的距離，為了便于切屑和冷卻液回收。 由可確定中間底座長度L 為加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面的距離 為多軸箱厚度 為沿機(jī)床長度方向工件的尺寸 為機(jī)床方向上，多軸箱與滑臺(tái)的重合長度 為加工

37、終了位置，滑臺(tái)前端面至滑座前端面的距離 為滑座前端面至側(cè)底座端面的距離 所以 為提高中間底座的通用性，應(yīng)選取優(yōu)先數(shù)列的數(shù)，因此，取L=800mm 綜上所述： 中間底座長， 高。 中間底座輪廓尺寸為 可參考機(jī)床聯(lián)系圖 2.3.5 主軸箱輪廓尺寸的確定 繪制主軸箱時(shí)，著重確定的尺寸就是主軸箱的寬度B和高度H及最底主軸高度。具體內(nèi)容可按以下公式確定。 式中： ——最低主軸高度 ——工件在高度方向上相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 ——最邊緣主軸中心距外箱壁的距離 ——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 據(jù)《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取

38、主軸箱輪廓尺寸為： 2.4 編制生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、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)床的加工過程、完成每一動(dòng)作所需要的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。 1.理想生產(chǎn)率 指完成年生產(chǎn)率綱領(lǐng)A(包括各種品及廢品率在內(nèi))所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，兩班制生產(chǎn)，則 2.實(shí)際生產(chǎn)率 指實(shí)際設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 式中： ——生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間，它可根據(jù)下式計(jì)算： 式中：、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)

39、給行程長度； 、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給量； ——當(dāng)加工沉孔、止口，锪窩、倒角、光整表面時(shí)，動(dòng)力滑 臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無 進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)所需時(shí)間； 、——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長度； ——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣?。采用機(jī)械動(dòng)力部件取液壓動(dòng)力部件取； ——直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般可??； ——工件裝卸(包括定位、夾壓及清除鐵屑等)

40、時(shí)間，它取決于工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計(jì)，一般取。 = 2.188min 2.4.1 機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng)時(shí)，計(jì)算二者的比值即為負(fù)率。 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜機(jī)床負(fù)荷率為，但本次設(shè)計(jì)由于客車廠年生產(chǎn)氣缸蓋的數(shù)量不大，所以機(jī)床負(fù)荷率偏小，可見機(jī)床的工作效率可進(jìn)一步提高。 2.4.2 編制生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機(jī)床上的加工過程、工作時(shí)間、

41、機(jī)床生產(chǎn)率、機(jī)床負(fù)荷率的簡明表格。具體內(nèi)容生產(chǎn)率計(jì)算卡（見附表）。 3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì) 3.1 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介 3.1.1 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，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 3.1.2 設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容 主軸箱按專業(yè)要求設(shè)計(jì)，由通用件組成。通用主軸箱主要由箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪、軸套、軸承等零件和附加機(jī)構(gòu)組成。 1.箱體類零件 其中箱體類零件：主軸箱體、前后上側(cè)蓋等。臥式主軸箱厚度

42、為，傳動(dòng)類零件有主軸、傳動(dòng)軸、手柄軸(供更換、調(diào)整刀具和主軸箱裝配及維修檢查主軸精度時(shí)回轉(zhuǎn)主軸用)傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱或電機(jī)齒輪等為傳動(dòng)類零件。 葉片泵、分油器、注油杯、排油塞、通用油盤和防油套等為潤滑和密封元件。 主軸箱體編號(hào)、前后蓋材料、前蓋編號(hào)為、后蓋編號(hào)為，主軸箱體厚180mm，前蓋厚度為、后蓋厚度為；泵的齒輪安排在第IV排，前后壁間安排為，箱體類零件采用鑄鐵材料。 2.軸類零件 由于本次設(shè)計(jì)主軸箱屬于鉆孔主軸箱。 按支承型式不同可分為2種： (a)前、后支承均為圓錐滾子軸承的主軸(簡稱滾錐主軸)。 (b)前后支承均為推力球軸承和無內(nèi)圈滾子軸承的主軸。 主軸材料一般為鋼，熱

43、處理，有滾針軸承的主軸材料為鋼，熱處理。 通用主軸的最小軸間距可參看有關(guān)資料。 通用主軸的最小系列參數(shù)見表(3-1). 表3-1通用傳動(dòng)軸的系列參數(shù) 傳動(dòng)軸類型 傳 動(dòng) 軸 直 徑 種 類 滾錐傳動(dòng)軸 20 25 30 35 40 50 60 17 滾針傳動(dòng)軸 20 25 30 40 8 埋頭傳動(dòng)軸 25 30 35 40 8 手 柄 軸 30 40 50 6 油泵傳動(dòng)軸 20 1 鉆孔用蝸桿

44、軸 25 2 傳動(dòng)軸采用滾針傳動(dòng)軸；前后支承均為滾針軸承，手柄軸、油泵軸材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。通常齒輪有三種，傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪，材料為45鋼。熱處理為齒部高頻淬火G54。通用齒輪的系列參數(shù)見表(4-3). 動(dòng)力箱齒輪有A型(寬度為)和B型(寬度為)兩種。當(dāng)采用厚的基型后蓋時(shí)，選A型；當(dāng)采用厚后蓋和、厚的加后蓋時(shí)，均采用B型動(dòng)力齒輪。 表3-2通用齒輪的系列參數(shù) 齒輪 種類 寬度(mm) 齒 數(shù) 模數(shù)(mm) 孔徑(mm) 數(shù)量 傳動(dòng) 齒輪 24 32 連續(xù) (連續(xù)，僅有偶數(shù)齒) 2 2.5 3

45、 2 2.5 3 4 15、20、25、30、35、40 25、30、35、40、50、60 395 597 動(dòng)力箱齒 輪 84 44 21～26 3、4 25、30、40、50 40 電機(jī) 齒輪 79 3 18、22、28、32、36 20 3.2 主軸箱設(shè)計(jì) 3.2.1 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 在繪制主軸箱圖是根據(jù)“三圖一卡”中已知： (1)主軸箱輪廓尺寸為。 (2)工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸。 (3)工件與多軸箱相對(duì)位置尺寸。 附表： (1)被加工零件名稱：氣缸蓋； 材料：HT 150； 硬度：HB163～HB229

46、 (2)主軸外伸尺寸及切削用量 (3)動(dòng)力部件 動(dòng)力箱，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為型，電動(dòng)機(jī)功率為，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為，輸出轉(zhuǎn)速為，輸出軸距箱底面距離為125。其它尺寸可查動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸圖 表(3-3) 軸號(hào) 工序內(nèi)容 加工直徑 主軸直徑 主軸外伸度 n f Vf 1、2 3、4 5、6 鉆 孔 500 0.15 14 1、主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型式由原零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。進(jìn)行鉆削加工的主軸，周向切削力較大，采用推力球軸承承受軸向力，用向心球軸承承受徑向力，鉆削時(shí)軸向力是單向的。因此推力球軸

47、承在主軸前端安排即可。 2、主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 動(dòng)力滑臺(tái)的最大進(jìn)給力F進(jìn)應(yīng)大于各主軸切削產(chǎn)生的軸向力的總和。這是因?yàn)檫€要克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的磨擦阻力的緣故。 3、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與步驟 傳動(dòng)系統(tǒng)是通過一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力箱輸出軸傳進(jìn)來的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。 4、對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 在保證主軸強(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)格小，數(shù)量少，體積小。因此，要注意以下幾點(diǎn)： （1）盡量用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。 （2）一般情況下，盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案。 （3）多軸箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)副傳動(dòng)比為1—1.5。 （4）若驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高，可采用逐步降

48、速傳動(dòng)，若驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低，可選使速度升高一點(diǎn)再降速。 （5）主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 （6）驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸不超兩根。 綜上所述，該圖一般應(yīng)包括下列內(nèi)容： (1)所有主軸的位置尺寸及工件與多軸箱的相關(guān)尺寸。在標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時(shí)，首先要注意多軸箱和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面擺放的，因此多軸箱橫截面上的水平方向尺寸應(yīng)與被加工零件工序圖的水平尺寸方向相反。其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的基準(zhǔn)常不相重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)注出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸。如圖3-1中被加工零件中心 與多軸箱中心線與多軸箱中

49、心線重合，可作為水平方向的尺寸基準(zhǔn)，所有軸孔的水平方向尺寸都由此基準(zhǔn)算起。零件與多軸箱相對(duì)位置確定之后，可在多軸箱上設(shè)置坐標(biāo)，根據(jù)工序圖各孔位置尺寸，計(jì)算出多軸箱上各主軸的坐標(biāo)，具體計(jì)算可參照《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》主軸箱設(shè)計(jì)部分。 (2)應(yīng)該在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向。由于標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋，因此要求主軸一般為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(面對(duì)主軸方向看)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向可不標(biāo)注，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。如圖3-1中各軸均為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，所以全不標(biāo)注方向。 (3)圖中應(yīng)標(biāo)出主軸箱的外形尺寸。 (4)列表標(biāo)明工件材料，加工表面要求，并注出各主軸的工序內(nèi)容，主軸外伸部分尺寸和切削用量等。如圖3-1中的附表部分表(3-3)中所示。 (5)

50、注明動(dòng)力箱型號(hào)，功率，轉(zhuǎn)速和其它主要參數(shù)。 3.2.2 軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 (一)主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)該考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，由于本次設(shè)計(jì)零件的加工需要進(jìn)行鉆孔加工的主軸，徑向切削力較大，最好用滾錐軸承承受徑向力。 軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 （二）主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 主軸直徑經(jīng)計(jì)算得為；在由表可確定傳動(dòng)軸徑為；驅(qū)動(dòng)軸徑為；油泵傳動(dòng)軸徑為；手柄軸徑為。 初選模數(shù)可由下式估算，再通過類比確定： 式中： P——齒輪傳遞功率； ——一對(duì)齒輪中小齒輪的齒

51、數(shù)； ——小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)； 驅(qū)動(dòng)齒輪Z驅(qū)與其配合齒輪的參數(shù)計(jì)算 1.確定驅(qū)動(dòng)軸和與其配合齒輪齒輪類型、精度等級(jí) 1）驅(qū)動(dòng)齒輪與其配合齒輪材料均為45鋼，硬度均為240HBS. 2）按傳動(dòng)方案選驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù)，=56. 3）鉆孔機(jī)床為小型組合機(jī)床，速度不高，故選用7級(jí)精度. 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式d1t 1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1） 試選載荷系數(shù) kt=1.3； （2） 計(jì)算齒輪傳遞的扭矩； ； （3） 由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉〉表10-7選取齒寬系數(shù)； （4） 由上書表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)； （5） 由上書圖10-21c按

52、齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限配合齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （6） 由式 ； （7） 由上書圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)； （8） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， 由式 ； 2） 計(jì)算 （1） 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 = （2） 計(jì)算圓周速度v （3） 計(jì)算齒寬 （4） 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 h=2.25 b/h=31.975/3.319=9.634 （5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v

53、=1.15m/s，7級(jí)精度，由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉〉圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)=1.06； 直齒輪，假設(shè)〈100N/mm。由表10-3查得； 由表10-2查得使用系數(shù)； 由表10-4查得7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， ； 由b/h=9.634，查圖10-13得 故載荷系數(shù) （6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 （7） 計(jì)算模數(shù)m 3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1） 由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉〉圖10-20b查得驅(qū)動(dòng)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；Z8齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； （2） 由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)； （3）

54、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.5，由式 （4） 計(jì)算載荷系數(shù)K （5） 查取齒形系數(shù) 由表10-5查得 （6） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5可查得 （7） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 小齒輪的數(shù)值大 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，有齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載力

55、，僅于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.264，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)齒輪特點(diǎn)就近圓整和組合機(jī)床通用齒輪的規(guī)格，所以選m=3。 4. 幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算分度圓直徑 2） 計(jì)算中心距 5. 驗(yàn)算 ，合適 所以，， =56， 同上，， 其驗(yàn)算過程這里不再重復(fù)。 3.2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的

56、設(shè)計(jì) 多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是通過一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力箱輸出軸(亦稱多箱驅(qū)動(dòng)軸)傳進(jìn)來的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計(jì)和制造工作量的大小以及成本的高低。 1.對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動(dòng)件(主軸、傳動(dòng)軸、齒輪等)的規(guī)格少，體積??；因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要注意下面幾點(diǎn)： (1)盡量用一根中間軸帶動(dòng)多根主軸。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可用變位齒輪或略變傳動(dòng)比的方法解決。 (2)一般情況下，盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案，因?yàn)檫@會(huì)增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷。如果遇到主軸

57、分布密集而切削負(fù)荷又不大時(shí)，為了減少中間軸，也可用一根主軸帶根或更多根主軸的傳動(dòng)方案。 (3)為了使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為，在多軸箱后蓋內(nèi)的第Ⅳ排(或第Ⅴ排)齒輪，根據(jù)需要，其傳動(dòng)比可以取大些，但一般不超過。 (4)根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比的道理，一般情況下如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可采用逐步降速傳動(dòng)；如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)可先使速度升高一點(diǎn)再降速；這樣可使傳動(dòng)鏈前面幾根軸、齒輪等在較高轉(zhuǎn)速下工作，結(jié)構(gòu)可小些。組合機(jī)床多軸箱的傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床差異較大，其一是由于傳動(dòng)鏈較短，難分前后。另外，經(jīng)常是一中間傳動(dòng)軸帶多根主軸。所以，合理安排結(jié)構(gòu)往往成為設(shè)計(jì)的主要矛盾。如果為了使主軸上

58、的齒輪不過大，最后一級(jí)經(jīng)常采用升速傳動(dòng)。 (5)粗加工切削力大，主軸上齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 (6)齒輪排數(shù)可按下面方法安排 1)不同軸上齒輪不相碰撞，可放在箱體同一排上。 2)不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可放大箱體內(nèi)不同排上。 3)齒輪與軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。 另外，應(yīng)注意驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸數(shù)不要超過兩根，否則會(huì)給裝配帶來困難；如果遇到粗、精加工合一的多軸箱，其粗、精傳動(dòng)路線最好分開。 2.主軸分布類型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 組合機(jī)床加工的零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)也是各不相同的，但可根據(jù)零件上孔的分布來合理的排列主軸。 數(shù)據(jù)計(jì)算 六根主軸轉(zhuǎn)速均

59、為： 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為： 各主軸和各傳動(dòng)軸的軸徑確定前面已有詳細(xì)說明，關(guān)于各主軸和各傳動(dòng)軸的校核這里不在詳細(xì)敘述。 本設(shè)計(jì)方案中油泵安排在第I排，采用型葉片根據(jù)實(shí)際嚙合參數(shù)來選擇齒數(shù)。本書將不做詳細(xì)說明。 4 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì) 4.1 概述 機(jī)床夾具是工件在切削加工過程中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固的夾緊保持工件位置不變和準(zhǔn)確確定工件被加工部位和刀具的相對(duì)位置，即將工件定位、夾緊，以完成加工所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工藝裝備。從而達(dá)到可靠的保證工件的加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及降低成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床工藝性能的目的。在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾

60、是通過機(jī)床夾具來實(shí)現(xiàn)的。機(jī)床夾具是工藝系統(tǒng)的重要組成部分，它在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 4.1.1 機(jī)床夾具的作用 1保證加工精度 用機(jī)床夾具裝夾工件，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對(duì)位置關(guān)系，可以保證加工精度。 2提高生產(chǎn)率 機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 3減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動(dòng)、液壓夾緊裝置，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 4擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜模可以代替鏜床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床功能。 4.1.2 機(jī)床夾具的分類 1按夾具的應(yīng)用范圍分類 1）通

61、用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，且有較大適用范圍的夾具，例如，車床用的三爪自定心卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床用的平口鉗及分度頭等。 2）專用機(jī)床夾具 專用機(jī)床夾具是針對(duì)某一工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)制造的夾具。專用機(jī)床夾具適于在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場(chǎng)合使用。 3）組合夾具 組合夾具是用一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組裝而成的夾具。組合夾具結(jié)構(gòu)靈活多變，設(shè)計(jì)和組裝周期短，夾具零部件能長期重復(fù)使用，適于在多品種單件小批量生產(chǎn)或新品種試制等場(chǎng)合應(yīng)用。 4）成組夾具 成組夾具是在采用成組加工時(shí)，為每各零件組設(shè)計(jì)制造的夾具，當(dāng)改換加工同組內(nèi)另一種零件時(shí)，只需調(diào)整或更換夾具上的個(gè)別零件，即可

62、進(jìn)行加工。成組夾具適合在多品種、中小批量生產(chǎn)中應(yīng)用。 5）隨行夾具 它是一種在自動(dòng)線上使用的移動(dòng)式夾具，在工件進(jìn)入自動(dòng)線加工之前，先將工件裝在夾具中，然后夾具連同被加工工件一起沿著自動(dòng)線依次從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，直到工件在退出自動(dòng)線加工時(shí)，才將工件從夾具中卸下。隨行夾具是一種始終隨工件一起沿著自動(dòng)線移動(dòng)的夾具 2按使用機(jī)床類型分類 機(jī)床類型不同，夾具結(jié)構(gòu)各異，由此可將夾具分為車床夾具、轉(zhuǎn)床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和組合機(jī)床夾具等類型。 3按夾具動(dòng)力源分類 按夾具所使用的夾緊動(dòng)力源，可將夾具分為手動(dòng)夾緊夾具、氣動(dòng)夾緊夾具、液壓夾緊夾具、氣液聯(lián)動(dòng)夾緊夾具、電磁夾具、真空夾

63、具等類型。 4.1.3 專用機(jī)床夾具的組成 夾具一般由下列元件或裝置組成。 1. 定位元件 定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合?！皻飧咨w”采用定位板作為定位元件 2. 夾緊裝置 夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置?！皻飧咨w”采用壓板作為夾緊裝置。 3. 對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件 對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件是指夾具中用于確定（或引導(dǎo)）刀具相對(duì)于夾具定位元件具有正確位置關(guān)系的元件，例如：鉆套、鏜套、對(duì)刀塊等。 4. 連接元件 夾具連接元件是指用于確定夾具在機(jī)床上具有正確位置并與之聯(lián)接的元件，例如安裝在銑床夾具底面上

64、的定位鍵等。“氣缸蓋”采用螺栓作為連接元件。 5. 其他元件及裝置 根據(jù)加工要求，有些夾具尚需設(shè)置分度轉(zhuǎn)位裝置、靠模裝置、工件抬起裝置和輔助支承等裝置。 6. 夾具體 夾具體是用于聯(lián)接夾具元件和有關(guān)裝置使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，夾具通過夾具體與機(jī)床聯(lián)接。 定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分，其它部分可根據(jù)需要設(shè)置。 4.2 工件夾具的設(shè)計(jì) 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特征和工藝要求，并參考《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》v制定夾具部件的結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床夾具，在仔細(xì)閱讀零件圖后，了解零件的作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料和技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)和加工工藝方案等的基礎(chǔ)上擬定了夾具結(jié)構(gòu)方案，采

65、用一面和以定位銷來限制六個(gè)自由度，采用液壓夾緊，工件定位夾緊后，可以保證工件位置正確，這樣定位夾緊方案可以保證基準(zhǔn)重合，定位誤差很小。 由于本方案結(jié)構(gòu)簡單、裝卸工件方便、易于維護(hù)和成本低，因此最終選取本方案。具體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考“夾具圖” 。 4.3 工件在夾具中的定位 4.3.1 定位支承系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在組合機(jī)床上加工時(shí)，必須對(duì)被加工零件對(duì)刀具及其及導(dǎo)向保持正確的相對(duì)位置，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實(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壓力。 由于定位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)生廢品以及

66、經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意： 1、合理布置定位元件，力求使其組成較大的定位支承平面，最好使夾緊力 的位置對(duì)準(zhǔn)定位支承元件。 2、提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形應(yīng)力求定位元件不要受力，由于定位銷不能承受鉆削力。因而為克服軸向鉆削力，必服增大夾壓力以增大工件表面的磨擦力來克服軸向鉆削力。 3、提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。定位支承系統(tǒng)的精度取零件精度的1/3—1/5，定位在機(jī)械加工后進(jìn)行高頻電熱表面淬火，最后精磨，材料45＃。 4.3.2 定位誤差的計(jì)算 由于工件采用孔定位時(shí)，夾具上的定位元件可以是心軸或是定位銷。但存在定位副制造不準(zhǔn)確引起的定位誤差。本夾具定位屬于定位銷垂直放置，工件裝到定位銷時(shí)，工件定位孔與定位銷可以任意母線接觸。由于定位副制造不準(zhǔn)引起的定位誤差為： －－ 定位孔的公差（mm） －－ 定位銷的公差（mm） －－ 定位孔與定位銷間最小配合間隙 其中 根據(jù)《