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1、摘要本文是立式鉆床用軸均布多軸頭設(shè)計(jì)，可調(diào)式多軸頭各軸在圓周方向均布且方向可方便地沿直徑方向同步調(diào)整，以適應(yīng)多種小批量生產(chǎn)條件下法蘭盤(pán)類零件的螺孔加工。固定試式多軸頭是根據(jù)一個(gè)典型法蘭盤(pán)類零件而設(shè)計(jì)的，用于零件批量生產(chǎn)要求。 多軸頭架的設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)源于一般的加工工藝條件，以適應(yīng)更廣闊的加工圍。針對(duì)工廠里多孔鉆削時(shí)，孔徑一般較小，多在10cm左右，而且大部分是箱體、法蘭盤(pán)等，箱體、法蘭盤(pán)多為鑄造件，材料是鑄鐵，也有個(gè)別的被加工零件的材料是低碳鋼。根據(jù)這些工件的切削條件，可以確定多軸頭架的工藝主參數(shù)。主參數(shù)確定后便可以進(jìn)行多軸頭架的總體設(shè)計(jì)。多軸頭架的傳動(dòng)原理是通過(guò)齒輪嚙合增加鉆削軸的軸數(shù)，以滿足多

2、孔加工的要求。通過(guò)二級(jí)齒輪嚙合，輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向沒(méi)變，但由于齒輪分支傳動(dòng)，變成多根輸出軸。為了保證加工生產(chǎn)條件的安全，加上多軸頭工作時(shí)裝隔離裝置比較困難，所以必須嚴(yán)格校核軸頭架的強(qiáng)度，以免發(fā)生事故或達(dá)不到加工要求。 可以看出，改裝后的多軸鉆床，可以同時(shí)完成多個(gè)孔的鉆、擴(kuò)、鉸等工序。工藝圍可以滿足一般加工情況的孔類鉆削要求?？烧{(diào)多軸頭架可以起到提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高孔系加工精度等作用。參照該調(diào)節(jié)原理可進(jìn)行其他任意孔系加工裝置的設(shè)計(jì)，還可以用于攻絲、擴(kuò)、锪孔等加工裝置。此外該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、應(yīng)用圍廣等特點(diǎn)，值得推廣。關(guān)鍵詞：立式鉆床；多軸頭；設(shè)計(jì)；可調(diào)；齒輪AbstractT

3、he design of multiple spindles heads for drilling machine whose drills spindles are adjustable or fixed are introduced. The adjustable spindles of the multiple spindles heads are located evenly in the circuit and can be adjusted synchronism on the diameters direction to meet the small scale producti

4、on needs of the screw hole manufacture for flange plate parts and the fixed multiple spindles heads is design for the big scale production needs of the screw hole manufacture for flange plate parts. It cant be used to manufacture another fart, because its spindle distance is designed for the only pa

5、rt. The design of multiple spindles heads includes three parts, the total design, the transfer system design, and the constructive design. Because of the un-development in our manufacture industry, most companys plant lack of the machine to drill multiple holes at the same time, and its a waste of f

6、unding on the manufacturing facilities which will be laid after the parts are produced. So the economic multiple spindles heads enable the normal company to drill the multiple holes in a fast way .And same company gained the economic performance by the way of reequips the machine tools. Its the fact

7、 that the reequipped drilling machine can satisfy the process precision requirement .so the design is feasible. Based on the design of the multiple spindles heads, we can also design the others to the manufacture of the other flange plant parts.Key words: drilling machine; multiple spindles heads; d

8、esign ;adjustable;gears目錄摘要ABSTRACT目錄第1章 緒論11.1 課題研究的意義與現(xiàn)狀11.2 論文主要研究容2第2章 設(shè)計(jì)要求3第3章 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作53.1 產(chǎn)品圖與工藝卡. 53.2 選擇刀具與加工機(jī)床、夾具.73.3核算多軸頭的總軸向力和消耗的總功率.14第4章 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)圖154.1齒輪模數(shù)的確定.154.2確定工作軸直徑.154.3選擇傳動(dòng)方式.164.4確定主動(dòng)軸中心位置.174.5確定傳動(dòng)比與齒輪的齒數(shù).194.6惰輪的布置與其坐標(biāo)計(jì)算.224.7繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖.254.8檢查結(jié)構(gòu)上的干涉現(xiàn)象.25第5章 齒輪的幾何尺寸計(jì)算28第6章 繪制多軸

9、頭總圖30第7章 軸承壽命的計(jì)算317.1單列向心球軸承的驗(yàn)算.317.2止推軸承的驗(yàn)算.32結(jié)論34參考文獻(xiàn)35致36附件137附件24543 / 48第1章 緒論 1.1 課題研究的意義與現(xiàn)狀 當(dāng)前，我國(guó)中小零部件機(jī)械產(chǎn)業(yè)正處于穩(wěn)步發(fā)展的成熟期，國(guó)外進(jìn)口設(shè)備一統(tǒng)天下的局面已經(jīng)結(jié)束，國(guó)產(chǎn)零部件機(jī)械已經(jīng)成為主力。主要表現(xiàn)如下：一、國(guó)產(chǎn)機(jī)械的技術(shù)水平已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，大規(guī)模靠引進(jìn)技術(shù)發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束，吸收、學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的渠道和方法大為增強(qiáng)，自身開(kāi)發(fā)能力大大提升，大型機(jī)械開(kāi)發(fā)周期一般不超過(guò)一年。 二、行業(yè)格局發(fā)生很大變化。一是國(guó)外著名的機(jī)械企業(yè)紛紛在中國(guó)建廠，改變了機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)

10、。它們?cè)跈C(jī)械方面具有雄厚的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，代表著世界領(lǐng)先水平，今后將對(duì)中國(guó)機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。其在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、制造與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等許多方面給中國(guó)企業(yè)提供了學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。二是國(guó)著名大企業(yè)成功介入機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，并向多品種方向發(fā)展，憑借大廠在經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、制造方面的實(shí)力，其機(jī)械產(chǎn)品在銷售市場(chǎng)上已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位。這些變化，極大增強(qiáng)了我國(guó)機(jī)械行業(yè)的實(shí)力，對(duì)中小企業(yè)的發(fā)展也有很大影響。三、一批民營(yíng)中小企業(yè)迅速成長(zhǎng)壯大，規(guī)模和技術(shù)實(shí)力大增。 尚存問(wèn)題有待解決 。在看到我國(guó)零部件機(jī)械行業(yè)獲得長(zhǎng)足發(fā)展的同時(shí)，一些潛在的問(wèn)題也不容忽視。首先，我國(guó)多數(shù)機(jī)械企業(yè)規(guī)模偏小，抵抗風(fēng)險(xiǎn)能力有限，回款率低，流動(dòng)

11、資金不足。其次，也如同其他產(chǎn)品一樣，我國(guó)零部件機(jī)械存在著科技投入不足、創(chuàng)新能力偏低等問(wèn)題。對(duì)基本研發(fā)的投入很少，采用挖人才、“偷”技術(shù)的方式很普遍。所以各家的產(chǎn)品都是小異，很少有標(biāo)志性的技術(shù)，原始創(chuàng)新很少。第三，零部件機(jī)械廠家正面臨著水、電、鋼材等原材料持續(xù)上漲的壓力，利潤(rùn)損失較大，不利于進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)。第四，對(duì)出口歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的產(chǎn)品，由于不熟悉其市場(chǎng)準(zhǔn)入和標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)常遭遇“專利門(mén)檻”問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品出口產(chǎn)生不利影響。 認(rèn)清趨勢(shì)促進(jìn)發(fā)展 。針對(duì)上述問(wèn)題，相關(guān)企業(yè)要重視創(chuàng)新，主動(dòng)加大科技投入；樹(shù)立尊重知識(shí)、保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的法律意識(shí)；企業(yè)對(duì)技術(shù)骨干要有留人和防挖辦法；可在市場(chǎng)接受的圍，適當(dāng)進(jìn)

12、行漲價(jià)，以促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展。 1.2 論文主要研究容多軸頭主要用于快速鉆孔。是目前國(guó)剛興起的一種提高生產(chǎn)效率、降低成本的工作母機(jī)。隨著國(guó)汽配行的發(fā)展，各零部件供應(yīng)商之間競(jìng)爭(zhēng)激烈，選擇一種高性能、高效率的機(jī)床是企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一種行之有效的途徑。一臺(tái)普通的多軸頭一臺(tái)普通的鉆床就能一次把幾個(gè)乃至十幾、二十幾個(gè)孔或螺紋一次性加工出來(lái)。如再配上專用多軸鉆孔機(jī)就能把好幾個(gè)面上的孔或螺紋一次性加工完成。解決許多工件難以裝夾、定位或定位不準(zhǔn)的問(wèn)題。多軸頭鉆床設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，加工精度高，性能穩(wěn)定，鉆孔能力強(qiáng)。適用于高精度鉆孔，鏜孔。解決了高精度鉆孔，鏜孔上加工中心加工成本高的問(wèn)題。絲錐夾頭夾持圍大節(jié)省

13、攻不同直徑的螺紋需換芯的時(shí)間。齒輪傳動(dòng)多軸頭設(shè)計(jì)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械課題，對(duì)設(shè)計(jì)者的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)要求較高。多軸頭的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是程序性強(qiáng)。我們應(yīng)按照設(shè)計(jì)程序，逐步進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。第2章 設(shè)計(jì)要求按工藝安排，在鉆床上同時(shí)加工如表2-1和表2-2所示的兩種零件。為節(jié)省更換多軸頭所需的輔助時(shí)間，要求設(shè)計(jì)一套兩種零件都能加工的通用多軸頭。表2-1 加工零件1與工序零件名稱底蓋前鋼板彈簧前支架工序名稱鉆四孔設(shè)備型號(hào)Z535工序號(hào)工序容夾具輔圖 刀具刀輔具 量具S（毫米/轉(zhuǎn)）n（轉(zhuǎn)/分）V（米/秒）T機(jī)T單T總2同時(shí)鉆四個(gè)14.5通孔，保證孔間距156和70，4-14.5軸線對(duì)、面的位移度不大于.0.213651

14、6.60.330.650.85表2-2 加工零件2與工序零件名稱底蓋前鋼板彈簧后支架工序名稱鉆四孔設(shè)備型號(hào)Z535工序號(hào)工序容夾具輔圖 刀具刀輔具 量具S（毫米/轉(zhuǎn)）n（轉(zhuǎn)/分）V（米/秒）T機(jī)T單T總2同時(shí)鉆四個(gè)14.5通孔，保證孔間距156和70，4-14.5軸線對(duì)、面的位移度不大于.0.2136516.60.330.650.85第3章 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作3.1 產(chǎn)品圖與工藝卡3.1.1 產(chǎn)品圖。產(chǎn)品圖見(jiàn)圖紙。本產(chǎn)品毛坯為鑄造件，材料為HT100。生產(chǎn)批量：中等批量。3.1.2 工藝卡。本工藝卡為產(chǎn)品的工藝過(guò)程，本產(chǎn)品的重點(diǎn)工序是4（3）個(gè)直徑為14.5mm的孔的加工，從產(chǎn)品圖我們可以知道，

15、產(chǎn)品毛坯為鑄造件。但在鑄造時(shí)，產(chǎn)品是否要留余量，以與留多少；產(chǎn)品是否需要留有鑄造通孔等都是需要考慮的問(wèn)題。我根據(jù)8中表39.37查得鑄造余量為4mm，再根據(jù)9表1166查得：當(dāng)孔徑 時(shí)，不需鑄造孔。所以本產(chǎn)品不需要鑄造孔。此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯從零件圖上看，底蓋的加工工藝流程可定為：鑄造銑鉆。其中銑這一工藝是為了鉆孔進(jìn)行的輔助工序或準(zhǔn)備工序，只要能達(dá)到尺寸與粗糙度要求即可，所以這不是本零件的主要工序。本零件的重點(diǎn)工序是四個(gè)（三個(gè)）孔的加工工序，因?yàn)檫@幾個(gè)孔必須保證位置的要求

16、，而且這幾個(gè)孔并不是環(huán)型規(guī)則布置，不可能采用分度盤(pán)來(lái)加工；其次如果采用畫(huà)線來(lái)加工的話，位置誤差將會(huì)很大，不能保證零件的技術(shù)要求；即使我們采用了畫(huà)線來(lái)加工，對(duì)我們的生產(chǎn)員工的技術(shù)水平有很大的要求，會(huì)大大降低生產(chǎn)率。我們?yōu)榱四芴岣呱a(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，我們似乎可以選擇一種可以一次完成加工的設(shè)備，這個(gè)設(shè)備必須滿足零件的設(shè)計(jì)要求，不需定位直接將零件的幾個(gè)孔加工出來(lái)。為此，我選擇多軸頭來(lái)加工這幾個(gè)孔，多軸頭既能保證零件的各項(xiàng)技術(shù)要求，有能提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本的作用。所以對(duì)幾個(gè)孔的加工我采用多軸頭這一輔助設(shè)備來(lái)加工。下面是這個(gè)產(chǎn)品的工藝方案。見(jiàn)表3-1和表3-2我們可以比較，因?yàn)閳D紙對(duì)產(chǎn)品有粗糙度要求

17、，所以我認(rèn)為需要將對(duì)產(chǎn)品的加工分為粗加工和精加工，以此滿足產(chǎn)品的表面粗糙度。所以選擇方案一。表3-1：方案一工序號(hào)工序名稱工序容0鑄造砂型鑄造，清砂。5銑以零件的下底面為粗基準(zhǔn)，銑底蓋的上表面，保證個(gè)尺寸余量0.2。10銑以上以加工免為精基準(zhǔn)，加工下表面，使鉆孔臺(tái)厚度為16.2mm，表面至要求。15檢驗(yàn)檢驗(yàn)各個(gè)尺寸至要求。20銑求。以鉆孔臺(tái)下表面為基準(zhǔn)，精銑上表面至圖紙要25鉆采用多軸頭鉆孔，一次完成4（3）個(gè)孔的加工，使各要求滿足。30檢驗(yàn)檢驗(yàn)各個(gè)尺寸至要求。35入庫(kù)表3-2：方案二工序號(hào)工序名稱工序容0鑄造砂型鑄造，清砂。5銑以零件的下底面為粗基準(zhǔn)，銑底蓋的上表面，保證個(gè)尺寸余量0.2。1

18、0銑以上以加工免為精基準(zhǔn)，加工下表面，使鉆孔臺(tái)厚度為16mm，表面至要求。15檢驗(yàn)檢驗(yàn)各個(gè)尺寸至要求。20鉆采用多軸頭鉆孔，一次完成4（3）個(gè)孔的加工，使各要求滿足。25檢驗(yàn)檢驗(yàn)各個(gè)尺寸至要求。30入庫(kù)3.2 選擇刀具與加工機(jī)床、夾具3.2.1 刀具圖刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具，還包括磨具。 絕大多數(shù)的刀具是機(jī)用的，但也有手用的。由于機(jī)械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料，所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。 刀具的發(fā)展在人類進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國(guó)早在公元前28前20世紀(jì)，就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅

19、的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國(guó)后期(公元前三世紀(jì))，由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時(shí)的鉆頭和鋸，與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。 然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期，伴隨蒸汽機(jī)等機(jī)器的發(fā)展而來(lái)的。1783年，法國(guó)的勒首先制出銑刀。1792年，英國(guó)的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻(xiàn)記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。 那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國(guó)的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國(guó)的泰勒和懷特發(fā)明高速鋼。1923年，德國(guó)的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。 在采用合金工具鋼時(shí)，刀具的切削速度提高到約8米/分

20、，采用高速鋼時(shí)，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時(shí)，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。 由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴，刀具出現(xiàn)焊接和機(jī)械夾固式結(jié)構(gòu)。19491950年間,美國(guó)開(kāi)始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片，不久即應(yīng)用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國(guó)德古薩公司取得關(guān)于瓷刀具的專利。1972年，美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。 1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年，美國(guó)的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面

21、涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強(qiáng)度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來(lái)，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能。 刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；孔加工刀具，包括鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀和表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動(dòng)開(kāi)合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。 按切削運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)的刀刃形狀，刀具又可分為三類。通用刀具，如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、

22、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀和鋸等；成形刀具，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面一樣或接近一樣的形狀，如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤(pán)等。 各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。 刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠孔套裝在機(jī)床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。 帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐

23、柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對(duì)焊而成。 刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準(zhǔn)部分，如鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準(zhǔn)部分的作用是修光已切削的加工表面和引導(dǎo)刀具。 刀具工作

24、部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式和機(jī)械夾固式三種。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃；焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)；瓷刀具都采用機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)。刀具切削部分的幾何參數(shù)對(duì)切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時(shí)的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時(shí)會(huì)降低切削刃的強(qiáng)度，減小刀頭的散熱體積。 在選擇刀具的角度時(shí)，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)等，必須根據(jù)具體情況合理選擇

25、。通常講的刀具角度，是指制造和測(cè)量用的標(biāo)注角度在實(shí)際工作時(shí)，由于刀具的安裝位置不同和切削運(yùn)動(dòng)方向的改變，實(shí)際工作的角度和標(biāo)注的角度有所不同，但通常相差很小。 制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，并不易變形。 通常當(dāng)材料硬度高時(shí)，耐磨性也高；抗彎強(qiáng)度高時(shí)，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，以與良好的可加工性，現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。 聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，與合金、塑料和

26、玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的障壁，使刀具在切削時(shí)的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高13倍以上。 由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應(yīng)用的難加工材料越來(lái)越多，切削加工的自動(dòng)化水平和對(duì)加工精度的要求越來(lái)越高。為了適應(yīng)這種情況，刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展和應(yīng)用新的刀具材料；進(jìn)一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高

27、韌性高強(qiáng)度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強(qiáng)度間的矛盾；進(jìn)一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實(shí)現(xiàn)最佳化。 這里我選用硬質(zhì)合金鉆頭，鉆頭直徑為 ，如圖3-1。圖3-1 刀具圖3.2.2機(jī)床有關(guān)規(guī)格尺寸1. 概 述鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度相對(duì)較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。鉆床可分為下列類型：(1)臺(tái)式鉆床：可安放在作業(yè)臺(tái)上，主軸垂直布置的小型鉆床。(2)立式鉆床：主軸箱和工作臺(tái)安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。

28、(3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動(dòng)的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。(4)銑鉆床：工作臺(tái)可縱橫向移動(dòng)，鉆軸垂直布置，能進(jìn)行銑削的鉆床。(5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。(6)平端面中心孔鉆床：切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。(7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動(dòng)的鉆床。2. 我選用立式鉆床Z535,規(guī)格尺寸如下：表3-1：鉆床規(guī)格尺寸產(chǎn)品名稱型號(hào)最大鉆孔直徑（mm）主軸端至底面距離（mm）主軸中心線至立柱表面距離（mm）主軸轉(zhuǎn)速主軸行程（mm）電機(jī)功率級(jí)數(shù)圍（r/min）主電機(jī)總?cè)萘苛⑹姐@床Z535350.75

29、300968-110022544重量外包箱直徑長(zhǎng)x寬x高（mm）外形尺寸長(zhǎng)x寬x高（mm）毛重凈重1.61480x1042x27851280x842x25853.2.3 夾具圖機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置。又稱卡具。從廣義上說(shuō)，在工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、機(jī)床夾具等。其中機(jī)床夾具最為常見(jiàn)，常簡(jiǎn)稱為夾具。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以與與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（

30、確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置、對(duì)刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對(duì)位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個(gè)工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動(dòng)分度裝置兩類）、連接元件以與夾具體（夾具底座）等組成。夾具種類按使用特點(diǎn)可分為：萬(wàn)能通用夾具。如機(jī)用虎鉗、卡盤(pán)、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，有很大的通用性，能較好地適應(yīng)加工工序和加工對(duì)象的變換，其結(jié)構(gòu)已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，其多數(shù)已成為機(jī)床的一種標(biāo)準(zhǔn)附件。專用性?shī)A具。為某種產(chǎn)品零件在某道工序上的裝夾需要而專門(mén)設(shè)計(jì)制造，服務(wù)對(duì)象專一，針對(duì)性很強(qiáng)，一般由產(chǎn)品制造廠自行設(shè)計(jì)。常用的有車床夾具、銑床夾具、鉆模(引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔或鉸孔

31、用的機(jī)床夾具)、鏜模(引導(dǎo)鏜刀桿在工件上鏜孔用的機(jī)床夾具)和隨行夾具（用于組合機(jī)床自動(dòng)線上的移動(dòng)式夾具）?？烧{(diào)夾具。可以更換或調(diào)整元件的專用夾具。組合夾具。由不同形狀、規(guī)格和用途的標(biāo)準(zhǔn)化元件組成的夾具，適用于新產(chǎn)品試制和產(chǎn)品經(jīng)常更換的單件、小批生產(chǎn)以與臨時(shí)任務(wù)。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。一、高精隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。二、高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間

32、，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用12秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。三、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的

33、夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性與可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。底蓋的鉆孔夾具設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊，未能將完整設(shè)計(jì)圖紙畫(huà)出來(lái)，現(xiàn)在只將設(shè)計(jì)方案表達(dá)如下，如圖3-2，底蓋的夾緊和固定都采用定位銷，用定位銷和平臺(tái)將底蓋的各個(gè)自由度限制，這樣就能滿足底蓋鉆孔的要求。3.3 核算多軸頭的總軸向力（ ）和消耗的總功率（ ）要核算多軸頭的總軸向力和消耗的總功率，使其不超過(guò)機(jī)床允許的最大軸向力和機(jī)

34、床的額定功率。核算公式如下： (3-1) (3-2)式中：N為多軸頭各工作軸消耗的功率的總和; 為多軸頭每個(gè)工作軸消耗的功率 為機(jī)床的額定功率 P為多軸頭各工作軸軸向力的總和 為各工作軸的軸向力 為機(jī)床允許的最大軸向力首先計(jì)算每個(gè)工作軸的切削扭矩（ ）和軸向力（ ）：（ ） (3-3)(N) (3-4)因?yàn)槊總€(gè)工作軸的 和 相等，所以多軸頭的總軸向力和消耗的總功率為： （N） (kW)查Z235機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床主軸最大進(jìn)給抗力 ，主電機(jī)功率 。核對(duì)可知： ，滿足設(shè)計(jì)要求。第4章 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)圖多軸頭齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要保證工藝要求，又要保證多軸頭的結(jié)構(gòu)的緊湊性。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，其容

35、包括：齒輪模數(shù)和工作軸直徑的確定，傳動(dòng)方式的選擇，主動(dòng)軸中心位置的確定，傳動(dòng)比與齒輪齒數(shù)的確定，布置惰輪，檢查結(jié)構(gòu)上的干涉現(xiàn)象，傳動(dòng)系統(tǒng)圖的坐標(biāo)計(jì)算與繪制等。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)圖應(yīng)按照所規(guī)定的符號(hào)繪制。齒輪中心與分度圓應(yīng)盡可能畫(huà)得準(zhǔn)確（精度在0.20.3mm），這樣便于用圖解法核對(duì)所計(jì)算的坐標(biāo)尺寸。在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)圖中應(yīng)清晰的表明：齒輪的傳動(dòng)方式，各齒輪的齒數(shù)與模數(shù)，主動(dòng)軸與工作軸的旋轉(zhuǎn)方向，齒輪層數(shù)（對(duì)兩層以上）。同時(shí)還應(yīng)在圖旁注明：工作軸每分鐘轉(zhuǎn)速、工作軸每分鐘進(jìn)給量與傳動(dòng)比等。下面按設(shè)計(jì)步驟分別討論每項(xiàng)容的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方法。4.1齒輪模數(shù)的確定在一般齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，齒輪模數(shù)是按齒輪的抗彎強(qiáng)度和

36、齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算的，然后經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定。但是由于齒輪傳動(dòng)多軸頭在生產(chǎn)中早已廣泛應(yīng)用，在使用和制造方面已有一定的經(jīng)驗(yàn)，在1中，有關(guān)多軸頭齒輪的結(jié)構(gòu)和規(guī)格參數(shù)，以與齒輪的材料、熱處理、齒寬與工作條件都作了規(guī)定，所以當(dāng)利用1所介紹的齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)加工孔徑，按表4-1查得齒輪模數(shù)，此表查得的模數(shù)為主動(dòng)輪的模數(shù)，每個(gè)主動(dòng)齒輪可帶動(dòng)三個(gè)工作軸。表4-1 加工孔徑與模數(shù)加工孔徑88151520模數(shù)1.5222.52.53從中查得：主動(dòng)輪的模數(shù)m2.5。4.2確定工作軸直徑多軸頭工作軸直徑是按扭轉(zhuǎn)剛度所計(jì)算的，若工作軸不兼做中間軸使用時(shí)，其直徑可按表4-2查得。表4-2 加工孔徑與工作軸直徑加工孔徑66

37、991212161620工作軸直徑912152025查表4-2得：工作軸直徑d20mm。4.3選擇傳動(dòng)方式多軸頭的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)一般是定軸輪系，即主動(dòng)軸、工作軸、惰輪軸的中心距是固定的。但由于被加工孔之間的相互位置有許多不同的排列形式，使得傳動(dòng)系統(tǒng)圖隨之也出現(xiàn)了多種多樣的類型。下面列出各種傳動(dòng)類型，供參考。 （1）、按齒輪組合形式分按齒輪組合形式分有如下兩種形式：A、單式傳動(dòng)，即每個(gè)軸上只有一個(gè)齒輪與其他齒輪嚙合傳動(dòng)。B、復(fù)式傳動(dòng)，即每個(gè)軸櫖上有兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè)齒輪與其他齒輪嚙合，分成兩層、三層與多層傳動(dòng)，稱為二級(jí)、三級(jí)與多級(jí)傳動(dòng)。（2）、按齒輪傳動(dòng)方式分A、外嚙合傳動(dòng)。外嚙合傳動(dòng)有如下幾種傳動(dòng)

38、分布形式：工作軸成長(zhǎng)方形分布的；工作軸成“一”字形分布的；工作軸成框形分布的;工作軸成“八”字形分布的;工作軸成圓形分布的；工作軸成環(huán)形分布的。B、嚙合傳動(dòng)。C、嚙合與外嚙合聯(lián)合傳動(dòng)。（3）、按工作軸布置情況分按工作軸布置情況可分為規(guī)則分布和不規(guī)則分布的。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，按照工作軸分布情況，可選擇工作軸成長(zhǎng)方形分布的外嚙合傳動(dòng)形式。4.4確定主動(dòng)軸中心位置從多軸頭工作平穩(wěn)性方面考慮，主動(dòng)軸中心應(yīng)與各個(gè)工作軸所受軸向力的合力作用點(diǎn)（稱為壓力中心）重合。此時(shí)，機(jī)床主軸與多軸頭本身均不受彎曲力矩。從多軸頭結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性方面考慮，主動(dòng)軸應(yīng)處于多軸頭本體的幾何中心上。此時(shí)，多軸頭外形勻稱。對(duì)于加工孔對(duì)稱分布

39、的多軸頭，使主動(dòng)軸中心既要與壓力中心重合，又要與多軸頭本體的幾何中心重合，是比較容易做到的。對(duì)于加工孔不對(duì)稱分布的，或同時(shí)加工不同孔徑的?；蛲瑫r(shí)進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸等多工序加工的多軸頭，壓力中心往往偏向某些加工孔。此時(shí)，若只是考慮到主動(dòng)軸中心與壓力中心重合，將會(huì)造成齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)布置困難，與多軸頭本體對(duì)主動(dòng)軸中心不對(duì)稱等缺點(diǎn)。所以在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，通常采取如下處理方法：如果多軸頭與機(jī)床的連接是法蘭盤(pán)式的。則壓力中心不應(yīng)超過(guò)法蘭盤(pán)半徑。但由于結(jié)構(gòu)要求，主動(dòng)軸中心不得不遠(yuǎn)離壓力中心時(shí)，應(yīng)采用較粗的導(dǎo)柱，或使多軸頭與機(jī)床主軸箱作固定式連接。壓力中心相對(duì)于各個(gè)工作軸的坐標(biāo)計(jì)算公式如下： (4-1) (4-2

40、)式中： 為壓力中心的橫坐標(biāo)為壓力中心的縱坐標(biāo)為各工作軸的軸向力為工作軸中心的橫坐標(biāo) 為工作軸中心的縱坐標(biāo)若 ，則公式變?yōu)椋?(4-3) (4-4)其中：N為工作軸個(gè)數(shù)。當(dāng)四孔加工時(shí)，壓力中心正好在對(duì)稱中心A點(diǎn)上（見(jiàn)圖4-1），即A點(diǎn)可作為主動(dòng)軸中心。A點(diǎn)坐標(biāo)為： 78mm, =35mm。當(dāng)按三孔加工時(shí)，壓力中心在B點(diǎn)上（見(jiàn)圖4-2），其計(jì)算坐標(biāo)如下：圖4-1 壓力中心示意圖圖4-2 壓力中心示意圖B點(diǎn)與A點(diǎn)在x方向上重合，在y方向上相差3.7mm，遠(yuǎn)小于法蘭盤(pán)直徑，所以，選A點(diǎn)為主動(dòng)軸中心。4.5確定傳動(dòng)比與齒輪的齒數(shù)4.5.1確定傳動(dòng)比一、確定傳動(dòng)比的原則l、要保證工藝對(duì)工作軸所提出的轉(zhuǎn)速

41、、切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量的要求。2、本設(shè)計(jì)的齒輪，外嚙合傳動(dòng)比一般應(yīng)不大于2.5，最好等于1。3、應(yīng)盡可能不選最高一級(jí)或最低一級(jí)的機(jī)床轉(zhuǎn)速，以便給工藝上的更改留有余地。4、攻絲多軸頭的對(duì)工作軸的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量必須與絲錐的螺距相等。二、傳動(dòng)比的計(jì)算公式與其確定方法1、傳動(dòng)比的計(jì)算公式單式傳動(dòng)： （4-5）復(fù)式二級(jí)傳動(dòng)： （4-6） 復(fù)式三級(jí)傳動(dòng)： （4-7）式中： 為主動(dòng)軸對(duì)第N根對(duì)工作軸的傳動(dòng)比為第N根對(duì)工作軸的轉(zhuǎn)速（r/min）為主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速（r/min）為主動(dòng)軸上齒輪的齒數(shù)、 、 、 為惰輪的齒數(shù)第N根對(duì)工作軸上齒輪的齒數(shù)2、鉆孔多軸頭傳動(dòng)比的確定方法鉆孔多軸頭是按對(duì)工作軸轉(zhuǎn)速初步確定的，然后驗(yàn)

42、算對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，最后確定可行的傳動(dòng)比。工作軸轉(zhuǎn)速是按工藝要求確定的。主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速即為機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，我們可以從機(jī)床主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速中，選擇與對(duì)工作軸轉(zhuǎn)速相接近的作為主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，然后計(jì)算傳動(dòng)比。當(dāng)傳動(dòng)比初步確定后，可按照工藝規(guī)定的對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量計(jì)算出主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量： （4-8）式中 為主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）， 為對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）。再以機(jī)床主軸各級(jí)進(jìn)給量中選取與計(jì)算值相近的一級(jí)作為主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。然后，再按所選取的主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量計(jì)算出對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。這時(shí)，比較計(jì)算后的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與工藝規(guī)定的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量之值是否相近，此外，還要從工藝方面考慮，按計(jì)算后的對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量

43、進(jìn)行加工是否可行，若不行，還要重新確定傳動(dòng)比。上述所確定的傳動(dòng)比是理論值，當(dāng)主動(dòng)軸與對(duì)工作軸齒輪的齒數(shù)確定之后，按此數(shù)計(jì)算出來(lái)的傳動(dòng)比是實(shí)際值。傳動(dòng)比的理論值與實(shí)際理論值相差很小，鉆孔多軸頭可忽略不計(jì)，但對(duì)于攻絲多軸頭，則需要進(jìn)行驗(yàn)算。3、攻絲多軸頭傳動(dòng)比的確定方法攻絲多軸頭傳動(dòng)比的確定可按如下步驟進(jìn)行：1）選定機(jī)床主軸進(jìn)給量 。為了使多軸頭的傳動(dòng)比盡量接近于1，故再選機(jī)床主軸寄給量時(shí)，一般選用小于絲錐螺距中的最大的一個(gè)。2）按選定的 ，求出多軸頭的理論傳動(dòng)比 。為了便于檢查核對(duì)實(shí)際進(jìn)給量與理論值之間的差值， 一般取小數(shù)點(diǎn)后四位。3）按求出的 值，選擇齒輪，并求出實(shí)際傳動(dòng)比 與實(shí)際每轉(zhuǎn)進(jìn)給量

44、。 4）驗(yàn)算進(jìn)給量的差值，用實(shí)際傳動(dòng)比 求出的 與絲錐螺距的名義值的差值應(yīng)在 圍，差值過(guò)大應(yīng)重新選擇齒輪齒數(shù)。5）選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速n。按合理的攻絲切削速度，應(yīng)盡量選較低的機(jī)床轉(zhuǎn)速。6）驗(yàn)算攻絲切削速度：攻絲切削速度應(yīng)在表4-3。表4-3：攻絲切削速度加工材料鑄鐵鋼與其合金鋁與其合金切削速度v（m/min）2.551.55515三、確定各軸上齒輪的齒數(shù)在多軸頭傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各軸上齒輪的齒數(shù)一般不是按照中心距、模數(shù)等已知條件計(jì)算出來(lái)的，因?yàn)槎噍S頭的對(duì)工作軸相互位置往往距離較近，有的分布還不規(guī)則，為保持對(duì)工作軸與主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)方向一樣，要通過(guò)惰輪，而惰輪的位置一般不是已經(jīng)確定的，通常是通過(guò)反復(fù)作圖與計(jì)算相

45、結(jié)合的方法來(lái)確定。各軸上齒輪的齒數(shù)確定方法介紹如下：主動(dòng)軸和工作軸上齒輪的齒數(shù)可按傳動(dòng)比進(jìn)行分配。首先給定較小齒輪的齒數(shù)，即：當(dāng) 時(shí)，現(xiàn)給定工作軸上齒輪的齒數(shù)；當(dāng) 時(shí)，現(xiàn)給定主動(dòng)軸上齒輪的齒數(shù)。然后按傳動(dòng)比求出另一個(gè)齒輪的齒數(shù)。初步確定齒數(shù)時(shí)，還必須檢查主動(dòng)軸上齒輪的尺寸是否足夠大，因?yàn)橹鲃?dòng)輪的直徑比較大，如果主動(dòng)輪上齒輪的齒數(shù)過(guò)少，就保證不了厚度。此外還應(yīng)盡可能選擇奇數(shù)齒數(shù)。工藝給定工作軸的轉(zhuǎn)速 ，Z235機(jī)床主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速中與其相接近的轉(zhuǎn)速為400r/min，但降速傳動(dòng)會(huì)使工作軸上的齒輪加大，在此情況下，不易布置惰輪，故選低一級(jí)的轉(zhuǎn)速，即225r/min。從機(jī)床主軸各級(jí)進(jìn)給量中選取相接近的

46、一級(jí)，即為0.32mm/r。與工藝給定的工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.21mm/r相近似，所以，傳動(dòng)比確定為1.62。選工作軸齒輪齒數(shù) （4-9）4.6惰輪的布置與其坐標(biāo)計(jì)算（1） 工作軸的旋轉(zhuǎn)方向與惰輪布置的關(guān)系惰輪的主要作用是保證工作軸有一定的旋轉(zhuǎn)方向。從主動(dòng)軸開(kāi)始到工作軸為止，齒輪的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，工作軸和主動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向一樣；從主動(dòng)軸開(kāi)始到工作軸為止，齒輪的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，工作軸和主動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向相反。（2） 各軸受力情況與惰輪布置的關(guān)系在多軸頭傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，惰輪的布置是受一些條件限制的，尤其是受主動(dòng)軸和工作軸位置的限制，一般不可能使各軸受力情況都是良好的。但是，各軸受力情況的好壞，將影響到多軸頭

47、的工作情況與各軸和軸承的使用壽命。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能使各軸的受力情況良好。（3） 惰輪分度圓半徑與中心位置的確定在傳動(dòng)系統(tǒng)中，有的惰輪與兩個(gè)齒輪相嚙合，有的與三個(gè)齒輪相嚙合。當(dāng)惰輪與兩個(gè)齒輪嚙合時(shí)，惰輪的中心位置與分度圓大小都是不確定的，需要由我們根據(jù)暗送秋波情況確定，一般通過(guò)作圖法確定。當(dāng)惰輪與三個(gè)齒輪相嚙合時(shí)，惰輪的中心位置與分度圓大小都是確定的，可利用一圓與三圓相切，求切圓和外切圓半徑與其中心位置的計(jì)算來(lái)求出。惰輪布置形式見(jiàn)圖4-3，其坐標(biāo)位置計(jì)算如下：a b c 圖4-3惰輪布置圖按照一圓與三個(gè)不等圓相切，求外切圓的半徑與其中心位置的計(jì)算公式，在圖3-a中選定坐標(biāo)，確定原始尺寸： 。

48、 （4-10） （4-11） （4-12） （4-13） （4-14） （4-15） （4-16） （4-17） （4-18） （4-19）（4-20） （4-21） （4-22） （4-23）惰輪齒數(shù)（z）為17，計(jì)算實(shí)際中心距（A）與理論中心距（ ）A與 相差0.85，齒輪需要變位。齒輪3與5之間的惰輪齒數(shù)定為17，其計(jì)算三角形如圖4-3c所示，中心坐標(biāo)計(jì)算按照解三角形通用公式計(jì)算進(jìn)行。原始尺寸： 。 （4-24） （4-25） （4-26） （4-27） （4-28） （4-29） （4-30）在1中表24中，根據(jù)組別，按照 點(diǎn)所在象限對(duì)照?qǐng)D形，本計(jì)算三角形與表24圖1相似。 （4-31

49、） （4-32）4.7繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖按照坐標(biāo)尺寸繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖4-4所示.圖4-4傳動(dòng)系統(tǒng)圖4.8檢查結(jié)構(gòu)上的干涉現(xiàn)象4.8.1檢查齒頂外圓干涉在圖4-4中，主動(dòng)輪與工作軸齒輪5的齒頂圓由可能發(fā)生干涉。圖4-5 檢查干涉計(jì)算齒頂圓： （4-33） （4-34）在圖4-5中，畫(huà)出了齒頂圓 和 ，從圖中可以看出：沒(méi)有發(fā)生干涉現(xiàn)象。4.8.2 檢查軸承干涉如工作軸直徑 ，軸承的外徑為47mm，惰輪軸的軸徑為17mm，其軸承的外徑為40mm，在圖4-4中畫(huà)出了軸承外圓，發(fā)生干涉，但干涉量很小。其處理的方法便是減小工作軸直徑。在本設(shè)計(jì)中，加工孔徑為 ，按表2 查得的工作軸直徑是偏大的，可按公式： （

50、4-35）式中， 為小分度圓直徑 為允許接觸應(yīng)力，由表4-4查得。 為小齒輪的扭矩 為齒輪寬度 為傳動(dòng)比。表4-4 允許接觸應(yīng)力材料熱處理硬度HRC允許接觸應(yīng)力 45調(diào)質(zhì)30351500調(diào)質(zhì)30351620調(diào)質(zhì)30352180根據(jù)表4-4，公式變?yōu)椋?（4-36）式中： d為工作軸或中間軸直徑（cm） 為軸上所受的扭矩（N*cm）。從中我們可以計(jì)算出工作軸的直徑： （4-37）取工作軸直徑d=17mm，其軸承同惰輪軸軸承大小一樣，不會(huì)發(fā)生干涉。第5章 齒輪的幾何尺寸計(jì)算在多軸頭傳動(dòng)系統(tǒng)中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，但在這個(gè)設(shè)計(jì)中我們采用變位齒輪。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中存在實(shí)際中心距與理論中心距不相等，所以應(yīng)采用

51、變位齒輪。根據(jù)已知條件，變位齒輪幾何尺寸計(jì)算如表5-1。表5-1 變位齒輪的幾何尺寸序號(hào)名 稱符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果備 注主動(dòng)輪與惰輪工作輪與惰輪1小齒輪數(shù)1716已知2大齒輪數(shù)2617已知3模數(shù)m2.52.5已知4實(shí)際中心距A54.6041.97已知5理論中心距53.7541.256兩輪齒數(shù)和= + 43337中心距變動(dòng)系數(shù)0.340.298中心距變動(dòng)系數(shù)的模數(shù)0.100.019反變位系數(shù)的模數(shù)根據(jù) 查表0.0290.00110反變位系數(shù)0.13400.000511總變位系數(shù) 0.4740.29112小輪變位系數(shù)0.2860.011大輪變位系數(shù)0.1870.28613小輪分度圓直徑 42.54

52、0大輪分度圓直徑 6542.514小輪齒頂圓直徑 48.3045.06大輪齒頂圓直徑 70.8048.3015小輪公法線長(zhǎng)度 19.5419.03大輪公法線長(zhǎng)度 27.0619.5316公法線長(zhǎng)度的最小偏差0.0850.0850.1050.08517公法線長(zhǎng)度公差0.0380.0380.0500.03818公法線長(zhǎng)度的最大偏差= + -0.047-0.047= + -0.067-0.047第6章 繪制多軸頭總圖裝配圖與有關(guān)零件圖見(jiàn)圖紙。多軸頭的結(jié)構(gòu)總圖見(jiàn)裝配圖其中的結(jié)構(gòu)有：（1） 連接部件和傳動(dòng)部件。連接部件由連接法蘭、連接環(huán)組成；傳動(dòng)部件是傳動(dòng)桿。（2）導(dǎo)向部件。導(dǎo)向部件由導(dǎo)柱、導(dǎo)柱襯套和鉆模板組成，還有其他一些零部件。（3）齒輪傳動(dòng)箱。齒輪傳動(dòng)箱有工