雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 1 目錄 第 1 章 緒論2 1.1 本課題的研究背景及意義.2 1.2 本課題國內(nèi)外研究概況3 1.3 本論文的主要工作及結(jié)構(gòu)4 第 2 章 組合機(jī)床的總體設(shè)計5 2.1 組合機(jī)床工藝方案的擬定.5 2.2 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則.5 2.2.1 組合機(jī)床工藝方案的基本原則.5 2.2.2 備注5 2.2.3 組合機(jī)床工藝方案的擬訂6 2.2.3.1 分析、研究加工要求和現(xiàn)場工藝6 2.2.3.2 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇6 2.3 確定組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題.6 2.4 工藝規(guī)程.7 2.5 加工工序圖.7 2.6 加工示意圖.8 2.6.1 技術(shù)分析9 2.6.2 刀具的選擇9 2.6.3 攻絲靠模裝置選擇9 2.6.4 切削用量的選取.10 2.6.5 確定主軸類型、尺寸、外伸長度10 2.6.6 選擇接桿、浮動卡頭11 2.6.7 動力部件工作循環(huán)及行程的確定11 2.7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖.12 2.4.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容.12 2.7.2 繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖之前應(yīng)確定的內(nèi)容.12 2.7.3 機(jī)床分組14 2.8 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡.15 第 3 章 多軸箱設(shè)計17 3.1 多軸箱的組成及表示方法17 3.1.1 多軸箱的組成17 3.1.2 多軸箱總圖繪制方法特點(diǎn)17 3.2 多軸箱通用零件.17 3.2.1 通用箱體類零件18 3.2.2 通用主軸、通用傳動軸、通用齒輪和套18 3.3 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖.18 3.4 主軸、齒輪的確定及動力計算.19 3.5 多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計.22 3.6 多軸箱坐標(biāo)計算檢查圖.27 第 4 章 夾具設(shè)計32 4.1 組合機(jī)床夾具概述.32 4.2 定位支承系統(tǒng).32 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 2 4.3 夾緊機(jī)構(gòu).33 4.4 夾緊力計算.34 第 5 章 結(jié)論與展望36 第 6 章 謝辭38 第 7 章 參考文獻(xiàn)39 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 3 第第 1 1 章章 緒論緒論 1.1 本課題的研究背景及意義 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著它在自動化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā) 展，組合機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個重要方向，在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn) 用中，大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計和制造都是用機(jī)床大批量完成的?，F(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù) 的飛速發(fā)展，降低了組合機(jī)床的實(shí)現(xiàn)成本，軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為 簡單，因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 在工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代化浪潮中，各種機(jī)械設(shè)計和制造業(yè)中，組合機(jī)床的 應(yīng)用越來越廣泛，越來越轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從這個意義上講，對組合機(jī)床的研究 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以通用部件為基礎(chǔ)，配 以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的 通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機(jī) 床。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，從而縮短了設(shè) 計和制造的周期，因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量 生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 總體方案的設(shè)計主要包括制定工藝方案（確定零件在組合機(jī)床上完成工藝 內(nèi)容及加工方法，選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位，決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形 式，選擇切削用量等） 、確定機(jī)床配置形式、制訂影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能 的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。總體方案的擬定是設(shè)計組合機(jī)床最關(guān)鍵的一步。方案 制定得正確與否，將直接影響機(jī)床能否達(dá)到合同要求，保證加工精度和生產(chǎn)率， 并且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低和使用方便。對于同一加工內(nèi)容，有各種不同的工藝 方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采用哪種方案時，必須對各種可行的方案作 全面分析比較，根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合組合機(jī)床常 用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、 經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 在組合機(jī)床諸多零件中，多軸箱和夾具與組合機(jī)床密切相關(guān)，是組合機(jī)床 的重要組成部件。它是選用通用零件“按專用要求設(shè)計的，所以是組合機(jī)床設(shè)計 過程中工作量較大的零部件，就多軸箱設(shè)計來說，工作量主要集中在傳動系統(tǒng) 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 4 的設(shè)計上，軸的設(shè)計必須保證各軸的轉(zhuǎn)速、旋向、強(qiáng)度和剛度，而且應(yīng)當(dāng)考慮 有無讓刀，有無調(diào)位機(jī)構(gòu)等。 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要 求而專門設(shè)計的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向， 以及裝卸工件時的限位等作用的。組合機(jī)床夾具和一般夾具所起的作用看起來 好象很接近，但是其結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求卻有著很顯著的甚至是很根本的區(qū)別。組 合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。 因此，本課題基于使設(shè)計出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好 提出的要求，著重選擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理 地選擇組合機(jī)床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用 量，以及設(shè)計高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計主要內(nèi)容。具 體的工作就是要制定工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定，進(jìn)行組合機(jī) 床總體設(shè)計，組合機(jī)床的部件設(shè)計和施工設(shè)計，使其具有工程意義，實(shí)現(xiàn)其在 實(shí)際應(yīng)用中的價值。 1.2 本課題國內(nèi)外研究概況 近 20 年來，組合機(jī)床自動線技術(shù)取得長足進(jìn)步，自動線在加工精度、生 產(chǎn)效率、利用率、柔性化和綜合自動化等方面的巨大進(jìn)步，標(biāo)志著組合機(jī)床自 動線技術(shù)發(fā)展達(dá)到了高水平。自動線的技術(shù)發(fā)展，刀具、控制和其他相關(guān)技術(shù) 的進(jìn)步，特別是 CNC 控制技術(shù)發(fā)展對自動線結(jié)構(gòu)的變革及其柔性化起著決定性 的作用。隨著市場需求的變化，柔性將愈來愈成為抉擇設(shè)備的重要因素。因此， 組合機(jī)床自動線將面臨由高速加工中心組成的 FMS 的激烈競爭。 組合機(jī)床是一種專用高效自動化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖 拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合 機(jī)床最大的用戶。如德國大眾汽車廠在 Salzgitter 的發(fā)動機(jī)工廠，在大批量生 產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床。因此，組合機(jī)床的技術(shù)性能 和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品 質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。 現(xiàn)代組合機(jī)床和自動線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是控制、驅(qū)動、測量、監(jiān) 控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。近 20 年來，這些技術(shù)有長足進(jìn)步，同 時作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，其產(chǎn)品市場 壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素有力地推動和激勵了 組合機(jī)床的不斷發(fā)展。 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成且工序集中的高效專 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 5 用機(jī)床.由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展而來.由于組合機(jī)床工序的高度集中，即在 一臺機(jī)床上可同時完成一種或幾種不同工序加工，因此適應(yīng)了產(chǎn)量大、精度高 的生產(chǎn)要求，并且克服了萬能機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、精度 不易保證的缺點(diǎn)，以及專用機(jī)床通用性差、不適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)迅速發(fā)展、產(chǎn)品經(jīng) 常更新的要求.所以，組合機(jī)床及其自動線已廣泛應(yīng)用到汽車、柴油機(jī)、電動機(jī)、 儀器儀表以及軍工產(chǎn)品等的生產(chǎn)上，并顯示出巨大的優(yōu)越性。 1.3 本論文的主要工作及結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計工作將設(shè)計一臺雙面臥式攻絲組合機(jī)床（減速器箱蓋后面螺紋） 。 因此，目的是使設(shè)計出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好。從而選 擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理地選擇組合機(jī)床的通 用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用量，以及設(shè)計高效率 的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計主要內(nèi)容。具體的工作就是要制定 工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定，進(jìn)行組合機(jī)床總體設(shè)計，組合機(jī) 床的部件設(shè)計和施工設(shè)計。 摘要部分，指出了本課題的研究概況，本課題的研究方法，第 1 章是緒論， 主要介紹了本課題的研究背景及意義，指出本課題在國內(nèi)外的研究概況，并給 出了本論文的主要工作及結(jié)構(gòu)。 第 2 章是本論文的主體部分，主要給出了本次課題研究即攻減速器箱蓋后 面螺紋的雙面臥式攻絲組合機(jī)床的總體設(shè)計。 在接下去的幾個部分分別給出了通過本課題的研究之后得出的結(jié)論，并對 此方向的課題進(jìn)行展望，表達(dá)了對學(xué)院老師特別是導(dǎo)師的感謝，給出完成本論 文所需要的參考文獻(xiàn)，最后，附上相關(guān)的設(shè)計圖紙 7 張,及一張生產(chǎn)效率卡。 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 第第 2 2 章章 組合機(jī)床的總體設(shè)計組合機(jī)床的總體設(shè)計 2.1 組合機(jī)床工藝方案的擬定 工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬?決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)， 按一定的原則、結(jié)合組合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技 術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 2.2 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則 2.2.1 組合機(jī)床工藝方案的基本原則 1粗精加工分開原則 粗加工的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大 夾壓力引起的工件變形以及切削振動等，對精加工工序十分不利，影響加工尺 寸精度和表面粗糙度。因此，在擬訂工件一個連續(xù)的多工序工藝過程時，應(yīng)選 擇粗精加工工序分開的原則。 2工序集中原則 組合機(jī)床運(yùn)用多刀集中在一臺機(jī)床上完成一個或多個工 件的不同表面的復(fù)雜過程，從而有效的提高生產(chǎn)率。因此，在擬訂工藝方案時， 在保證加工質(zhì)量和操作維修方便的情況下，應(yīng)適當(dāng)提高工序集中程度，以便減 少機(jī)床臺數(shù)、占地面積和節(jié)省人力，取得理想的效益。本機(jī)床由于螺紋孔直徑 較小，精度較高，要求主軸和機(jī)床剛度較好，所以工序應(yīng)集中，并且十個孔的 相對位置精度要求較高所以工序集中加工。通過絲錐對孔進(jìn)行一次性加工，從 而保證精度，質(zhì)量，生產(chǎn)率。 2.2.2 備注 攻絲機(jī)床都是借助電動機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行攻絲，加工完了電動機(jī)反轉(zhuǎn)使絲錐退出 工件。電動機(jī)的反向和停止是由攻絲行程控制機(jī)構(gòu)來操縱的。為了確保攻絲電 動機(jī)的可靠反向和停止，在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計上，除了一般動作控制信號外， 還必須增設(shè)互鎖保險開關(guān)。為了在絲錐退回原位電動機(jī)能及時停止，不因慣性 轉(zhuǎn)動造成絲錐超程，破壞攻絲機(jī)構(gòu)的原位狀態(tài)，在電動機(jī)停轉(zhuǎn)時，一般應(yīng)采用 剎車機(jī)構(gòu)以制動。當(dāng)一個主軸箱上攻絲主軸少于 8 根時可以不用。對特大的攻 絲主軸箱有時還應(yīng)設(shè)置兩個或更多的剎車機(jī)構(gòu)，以確?？煽康闹苿?。本設(shè)計的 主軸箱的主軸只有 6 根，所以不需要 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 7 2.2.3 組合機(jī)床工藝方案的擬訂 2.2.3.1 分析、研究加工要求和現(xiàn)場工藝 根據(jù)分析、研究被加工零件減速器箱蓋兩端面螺紋孔，在箱體上分別加工， 技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。深入現(xiàn)場調(diào)查分析零件（或同類零件）的加工工藝方法， 定位和加緊，所采用的設(shè)備、刀具及切削用量，生產(chǎn)率情況及工作條件等方面 的現(xiàn)行工藝資料，以便制定出切合實(shí)際的合理工藝方案。 2.2.3.2 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 1由于實(shí)行多刀加工，切削負(fù)荷大，工件受力方向變化，加工零件為箱體， 所以采用一面兩銷定位，上面夾緊。 2組合機(jī)床的工藝方法及所能獲得的加工精度；表面粗糙度和形位精度。 表 1-1 所列是組合機(jī)床加工螺紋孔的典型工藝過程。 表 1-1 螺紋孔加工典型工藝過程 螺紋孔類別工藝過程 一般緊固螺紋孔鉆底孔，倒角，攻絲 較高精度螺紋孔鉆底孔，擴(kuò)至底孔尺寸，倒角，攻絲 在攻絲前最好在孔口倒角，以使絲錐容易進(jìn)入空中，有利于準(zhǔn)確的保證攻 絲深度。攻絲一般都采用一個工步一次加工出需要的深度。但當(dāng)螺紋孔較深時， 可以利用二次進(jìn)給的方法來攻絲。第一次攻到一段距離后，絲錐反轉(zhuǎn)退回，但 不全部退出工件，然后絲錐又正轉(zhuǎn)攻進(jìn)，一直到需要的深度。這樣可以減少因 切削阻塞使扭力矩增大，甚至使絲錐折斷。這種分兩次攻絲的進(jìn)給運(yùn)動，也是 通過特殊的攻絲行程控制機(jī)構(gòu)自動控制的。其工作原理與通用的攻絲行程控制 機(jī)構(gòu)類似。亦可以在通用的攻絲行程控制機(jī)構(gòu)上增加兩個行程開關(guān)和擋鐵來實(shí) 現(xiàn)。 2.3 確定組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 根據(jù)工件的特點(diǎn)、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用 哪種基本配置型式的機(jī)床。配置方案不同對機(jī)床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié) 構(gòu)工藝性、加工精度、機(jī)床重新調(diào)整的可能以及經(jīng)濟(jì)性等都有不同的影響。因 此，確定機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時應(yīng)考慮以下主要問題。 在確定機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時，首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精 度。影響加工精度的主要因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。夾具誤差：一般 精加工的夾具公差為零件公差的 1/31/5。固定式夾具單工位組合機(jī)床可達(dá)到 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 的加工精度很高。 2.4 工藝規(guī)程 工序 10：粗銑機(jī)蓋下底面 工序 20：銑機(jī)蓋上窺視孔表面 工序 30：半精銑、精銑機(jī)蓋下底面 工序 40：粗銑機(jī)蓋主軸孔附近凸臺 工序 50：在機(jī)蓋上底面左側(cè)鉆孔 2-11 惚孔 2-24 工序 60：在機(jī)蓋底面右側(cè)鉆 2 個 7.8 孔，在左側(cè)鉆一個 7.8 孔 工序 70：攻機(jī)蓋底面右側(cè)的 M10-H7 的螺紋孔 工序 80：鉆 100+0.0350與 80+0.0300（不到尺寸） 工序 90：鏜主軸孔 100+0.0350與 80+0.0300（不到尺寸） 工序 100：精鏜主軸孔 100+0.0350與 80+0.0300 工序 110：鉆 6-13 惚平 30 的螺栓孔 工序 120：精銑機(jī)蓋主軸孔附近凸臺 工序 130：在組合機(jī)床上分別在機(jī)蓋前后端面上鉆 12-6.8 的孔 工序 140：在組合機(jī)床上分別在機(jī)蓋前后端面上攻 12-M8-7H 的螺紋孔 工序 150：鉆機(jī)蓋上窺視孔 4-3.9 孔 工序 160：鉆削為 2-8 的錐銷孔 工序 170：在窺視孔上攻 4-M6-H7 的螺紋孔 工序 180：清洗去毛刺 工序 190：檢查 2.5 加工工序圖 被加工零件工序圖具有直觀的作用，此外，它還具有一些特定的要求。被 加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機(jī)床上或一條自動線上完 成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部 以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床上加工前毛坯情況的圖紙。它是在原 有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動線加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的。 它是組合機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)。也是制造使用時調(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)包括下列內(nèi)容： 1在圖上應(yīng)表示出被加工零件的形狀，尤其是要設(shè)置中間導(dǎo)向時，應(yīng)表示 出工件內(nèi)部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進(jìn)夾具是否相碰，以及刀具通過 的可能性。 2在圖上應(yīng)表示出加工用基面和夾壓的方向及位置，以便依此進(jìn)行夾具的 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 9 支承，定位及夾壓系統(tǒng)的設(shè)計。 3在圖上應(yīng)表示出加工表面的尺寸、精度、光潔度，位置尺寸及精度和技 術(shù)條件（包括對上道工序的要求及本機(jī)床保證的部分） 。 4圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及被加工部位的 余量。 此外，為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，繪 制時對本機(jī)床加工部位用粗實(shí)線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細(xì)實(shí)線表 示。 本設(shè)計中，我設(shè)計的是攻減速器箱蓋后面螺紋，采用一面兩銷定位，實(shí)現(xiàn) 完全定位。由于利用工件的底面作為基面，為了使夾緊可靠以及部件配置合理， 采用對工件的頂面進(jìn)行夾緊。要求加工之后能滿足尺寸的公差范圍之內(nèi)。整體 的定位及夾緊的位置可見下圖所示。 2.6 加工示意圖 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計中占有重要 地位。它是設(shè)計刀具、夾具、主軸箱以及選擇動力部件的主要資料，同時也是 調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。 加工示意圖，要反映機(jī)床的加工過程和加工方法，刀具尺寸及加工尺寸， 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 10 主軸尺寸及伸出長度，主軸、刀具、工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機(jī)床要求的生 產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理地選擇刀削用量，決定動力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖，其繪制順序是：首先按比例繪制工件的外形 及加工部位的展開圖，加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。加工示意 圖還要考慮一些特殊要求（如工件抬起、主軸定位、危險區(qū)等） 。決定動力頭的 工作循環(huán)及行程。最后，選擇切削用量及附加必要的說明。 綜合考慮以上各種注意事項(xiàng)，可以看出加工示意圖的繪制方法可以分為幾 個步驟，即刀具的選擇、工序間余量的確定等。 2.6.1 技術(shù)分析 螺紋孔M8 精度等級：7H 材料： HT200 硬度： HB190 盲孔 加工深度 L=15mm 2.6.2 刀具的選擇 刀具的類型的選擇決定于所切螺紋的性質(zhì)、所切螺紋在工件上的位置、工 件的構(gòu)造與尺寸及生產(chǎn)的批量。 查 10 P899 表 10-49 選用細(xì)柄機(jī)用絲錐 6-M8-H3 GB3464-83。 2.6.3 攻絲靠模裝置選擇 在組合機(jī)床上攻制螺紋多采用攻絲靠模裝置。其原理仍然是“自引法”攻 絲。這種攻絲裝置的進(jìn)給運(yùn)動，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的靠模裝置 有：TO281 型攻絲靠模裝置和 TO282 型靠模裝置。 本設(shè)計中采用了通用的 TO281 型攻絲靠模裝置 TO281 型攻絲靠模 這種靠模裝置有攻絲靠模和攻絲卡頭配合組成，并由攻絲裝置配置成攻絲 組合機(jī)床。 動力由攻絲主軸通過雙鍵傳到攻絲靠模桿，再經(jīng)平鍵傳遞給攻絲卡頭上的 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 11 min/99. 7 25 . 1 30 82 . 6 9 . 06 . 0 2 . 1 0 m pt dc v ym x v 絲錐?？磕Ｂ菽竿ㄟ^結(jié)合子和彈簧裝在套筒內(nèi)，套筒由壓板壓在靠模板誰上。 攻絲時，靠模桿邊轉(zhuǎn)動邊向前移動，其進(jìn)給量與絲錐引進(jìn)量相同。壓板的壓力 要適當(dāng)，以保證絲錐遇到故障不能前進(jìn)，扭力增大，靠模桿與靠模螺母同時轉(zhuǎn) 動，停止進(jìn)給，避免破壞傳動件或扭轉(zhuǎn)絲錐。 這種裝置易于調(diào)整，只要松開壓板，則可方便的將攻絲靠模取出，且在變 動加工螺孔規(guī)格時，易裝卸調(diào)換。 選用攻螺紋靠模規(guī)格 2。 2.6.4 切削用量的選取 由于組合機(jī)床有大量刀具同時工作，為了使機(jī)床正常工作，不經(jīng)常停車換 刀，而達(dá)到較高的生產(chǎn)率。所選擇的切削用量比一般通用機(jī)床的切削用量要低 一些?？傮w上說：在采用多軸加工的組合機(jī)床的切削用量和切削速度要低一些。 根據(jù)現(xiàn)有組合機(jī)床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機(jī)床單刀加工的切削 用量約30%左右。 查閱 2 P51 表 2-17 攻絲切削速度 加工材料為鑄鐵 切削速度：v=48m/min 查 10 P1142 表 14-90 由公式計算得 (2-1) 取 v=8m/min 進(jìn)給量為絲錐的導(dǎo)程 f=1.25mm/r 由公式：v=d n 得: 主軸轉(zhuǎn)速 n=318/r/min 2.6.5 確定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸 及軸端尺寸主要取決于進(jìn)給抗力和主軸刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 通用攻螺紋主軸有兩種(1)滾錐軸承攻螺紋主軸(2)滾針軸承攻螺紋主軸。 2.6.5.1 主軸類型 查9 表 4-2 選用滾錐軸承攻螺紋主軸 2.6.5.2 主軸尺寸 根據(jù)公式：d=6.2 (2-2) 4 10T 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 12 可算出本設(shè)計中攻螺紋主軸的大致直徑 式中：d主軸直徑（mm） T轉(zhuǎn)矩（Nm） D螺距大徑（mm） P螺距（mm） 加工鑄鐵時 T=0.195DP (2-3) 4 . 15 . 1 由于本設(shè)計中 D=8mm，P=1.25mm，所以 查9中表 3-5 攻螺紋主軸直徑的確定，得螺紋 M8 的主軸直徑 d=17mm 轉(zhuǎn)矩 T=5 Nm 查9表 3-6 和 4-2 主軸直徑 d=20mm 外伸尺寸 L=120mm。 2.6.6 選擇接桿、浮動卡頭 加工螺紋時，常采用攻螺紋靠模裝置和攻螺紋卡頭及相配套的攻螺紋接桿， 絲錐用相應(yīng)的彈簧夾頭裝在攻螺紋接桿上。 查9中圖 8-1 選用用于夾持 M6M30 的機(jī)用絲錐彈簧夾頭。 查9中圖 8-6 選用攻螺紋卡頭及攻螺紋接桿。 2.6.7 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 動力部件的工作循環(huán)是指加工時，動力部件從原始位置開始運(yùn)動到加工 終了位置，又返回到原位的動作過程。 2.6.7.1 工作進(jìn)給長度的確定L工 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 13 (2-4)=+LLLL 切12 ：工作進(jìn)給長度 ：切入長度 ：加工長度 ：切出長度L切L1LL2 =15+8=23mm L工 切入長度一般為 510mm，取 8mm。 切出長度為 0。 2.6.7.2 快速引進(jìn)長度確定 快速引進(jìn)是指動力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長度由具體情況確定。 本工序選取快速引進(jìn)長度為 75mm。 2.6.7.3 動力部件總行程的確定 動力部件總行程為快退行程和前后備量之和?？傂谐虨?630mm 前備量為 40mm，后備量為 515mm。 2.7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 2.4.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選 定的主要通用部件以及確定專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機(jī)床的 配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互關(guān)系、運(yùn)動關(guān)系和操作方位的總 體布局圖。 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容： 1表示機(jī)床的配置形式和總布局。 2完整齊全的反映各部件之間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要 輪廓尺寸、運(yùn)動部件的運(yùn)動極限位置及滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后備量 尺寸。 3標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機(jī)型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分 組編號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專用零部件。 4標(biāo)明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。 2.7.2 繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖之前應(yīng)確定的內(nèi)容 2.7.2.1 選擇動力部件 動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。根據(jù)已定的工藝方案和機(jī) 床配置形式并結(jié)合使用及修理因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動組合 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 機(jī)床，液壓滑臺實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動，選用配套的動力箱驅(qū)動多軸箱攻絲主軸。 動力箱規(guī)格與滑臺要匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的 切屑功率來選用。確定攻絲電機(jī)功率，應(yīng)考慮絲錐鈍化的影響，一般按計算功 率的 1.52.5 倍選取。 （軸數(shù)少時取大值，軸數(shù)多時取小值） (2-5) 切削 主軸箱 P P 式中：消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為 kw； 切削 P 主軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取 0.80.9，加工有色金 屬時取 0.70.8，主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，反之取大 值。 查組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊表 6-20 則： (2-6)kw D vPD D Tv p w 1636 . 0 89740 825 . 1 8195 9740 195 9740 5 . 14 . 15 . 14 . 1 =6x0.1636/0.8=1.09kw 切削 P 1.09x2=2.18kw 查9表 5-39 本機(jī)床左右多軸箱均采用 1TD25-IB 型動力箱（=1420r/min;電動機(jī)選 q n Y100L1-4 型，功率為 2.2KW） 。 (2-7)NHBDfF231446.597320025 . 1 82626 6 . 08 . 06 . 08 . 0 NFF38867.35839231446.597366 總 根據(jù)選定的切削用量，計算總的進(jìn)給力，根據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作 行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用 HY63-I 型液壓滑臺，以 及相配套的側(cè)底座（1CC631 型） 。查9P91 表 5-1 滑鞍寬度： 630mm 滑鞍長度： 1250mm 行 程： 630mm 滑座長度： 1920mm 高 度： 400mm 工進(jìn)速度：6.5-250mm/min 快進(jìn)速度：5m/min。 2.7.2.2 確定機(jī)床裝料高度 H 裝料高度是指工件安裝基面至地面的垂直距離?？紤]上述剛度結(jié)構(gòu)功能和 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 15 使用要求等因素選取計算： 最低孔高度 h2=204.5mm 滑臺高度 h3=400mm 側(cè)底座高度 h4=630mm 取 H=1250mm。 2.7.2.3 確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長、寬、高尺寸。 初取長為 1000mm,寬為 600mm，高為 850mm。 2.7.2.4 確定中間底座尺寸 中間底座尺寸在長度和寬度上滿足夾具的安裝要求。他在加工方向上的尺 寸，實(shí)際已由加工示意圖確定。 2.7.2.5 確定多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱厚度是一定的、臥式 325mm。因此，確定多軸箱，主要是 確定多軸箱的寬度 B 和高度 H 及最低主軸高度 h1。 B=b+2 (2-8) 1 b H=h+ (2-9) 11 bh 式中 b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔的距離 b=245mm b1最邊緣主軸中心至箱體壁距離 b170100mm 取 b1=75mm h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 h=35mm h1最低軸高度 B=245+2x75=395mm h1=h2+H-（0.5+h3+h4）=25+1100-（0.5+400+630）=94.5mm H=35+100+94.5=229.5mm 查9，P135 表 7-1 選取多軸箱體規(guī)格尺寸 400 x400。聯(lián)系尺寸圖如下圖所示 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 16 2.7.3 機(jī)床分組 為了便于設(shè)計和組織生產(chǎn)，組合機(jī)床各部件和裝置按不同功能劃分編組。 本機(jī)床編組如下： 第 10 組 左側(cè)床身 第 20 組 夾具 第 11 組 右側(cè)床身 第 12 組 中間底座 第 30 組 電氣裝置 第 40 組 傳動裝置 第 50 組 潤滑裝置 第 60 組 刀具 第 61 組 工具 第 71 組 左多主軸箱 第 72 組 右多主軸箱 2.8 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計算機(jī)床生產(chǎn)率并 編制生產(chǎn)率計算卡。生產(chǎn)率計算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用 量、動作時間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn) 效率的重要依據(jù)。 2.8.1 理想生產(chǎn)率 Q 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng) A 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。與全年工時 tk 總數(shù)有關(guān)，單班制取 2350h A=5000 x(1+2%+2%)=5200 件 (2-10) Q=A/tk=5200/2350=2.21 件/h (2-11) 2.8.2 實(shí)際生產(chǎn)率 Q1 實(shí)際生產(chǎn)率是指設(shè)計機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 Q1=60/T單 (2-12) 式中 T單生產(chǎn)一個零件所需的時間（min）, 可按下式計算： T單=t切+t輔=（L1/vf1+ L2/vf2+t停）+（L快進(jìn)+L快退）/vfk+ t移+ t裝 （2-13） L1、L2刀具第一、第二工作進(jìn)給長度，單位為 mm； 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 17 vf1 vf2刀具第一、第二工作進(jìn)給量，單位為 mm/min; t停通常刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn) 510 轉(zhuǎn)所需的時間，單 位為 min;取 0.1min,即 6s. vfk動力部件快速行程速度。 本次采用的是液壓動力部件, 為 5m/min。 t移回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取 0.1 min;此道工序可 忽略。 t裝工件裝、卸的時間（包括定位或撤消定位、夾緊或松開、清理基面 或切屑及調(diào)運(yùn)工件等的時間）通常.取 0.5-1.5min.取 1.5min . 把數(shù)值帶入（2-13）中： 得到：T單=23/397.5+23/397.5+0.1+0.075/5+0.075/5+1.5 =1.7456min; 所以 Q1=60/T單=60/1.71=34.32 件/小時 則 Q1Q 所以滿足生產(chǎn)率要求 2.8.3 機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng) Q1Q 時，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。 即 負(fù)= Q/ Q1 (2-14) =2.21/34.32 =6.4% 2.8.4 編制生產(chǎn)率計算卡 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 18 第第 3 3 章章 多軸箱設(shè)計多軸箱設(shè)計 3.1 多軸箱的組成及表示方法 多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典 型，能利用同用的箱體和傳動件；后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性， 而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用主軸箱通常指“剛性主軸箱” ，即 采用不需要刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導(dǎo)軌來保證加工孔的位置精 度。通用主軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置 精度。 本設(shè)計中所采用的就是通用主軸箱。 3.1.1 多軸箱的組成 多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組成。其基 本結(jié)構(gòu)中，箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等為箱體類零件；主軸、傳動軸、 傳動齒輪、動力箱和電動機(jī)齒輪等為傳動類零件；分油器、注油標(biāo)、排油塞、 和防油套等為潤滑及防油元件。 在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排 32mm 寬的齒輪或三排 24mm 寬的齒輪；箱 體后壁與后蓋之間可安排一排（后蓋用 90mm 厚時）或兩排（后蓋用 125mm 厚時） 24mm 寬的齒輪。 本多軸箱考慮到實(shí)際情況，在箱體體內(nèi)安排了三排 24mm 寬的齒輪和一排 32mm 寬的齒輪。 3.1.2 多軸箱總圖繪制方法特點(diǎn) 1主視圖 用點(diǎn)劃線表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相 切處標(biāo)注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號及主軸和驅(qū)動軸、液壓 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 19 泵軸的轉(zhuǎn)速和方向。 2展開圖 每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊） 一半，對于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸 號；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。 3.2 多軸箱通用零件 多軸箱的通用零件的編號方法如下： T07 或 1T07 系指與 TD 或與 1TD 系列動力箱配套的主軸箱同用零件，其標(biāo) 記方法詳見9中表 4-1、表 4-2、表 4-4、表 4-5 和第七章相應(yīng)的配套零件表。 順序號和零件順序號表示的內(nèi)容隨類別號和小組號的不同而不同。例如： 800630T0711-11，表示寬 800mm，高 400mm 的主軸箱體；30T0731-42，表示 有排齒輪，用圓錐滾子軸承、直徑為 40mm 的傳動軸；34040T0741-41 表示模數(shù)為 3、齒數(shù)為 40、孔徑為 20mm 和寬度為 32mm 的齒輪。 3.2.1 通用箱體類零件 多軸箱的通用箱體類零件配套表詳見組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊中表 7- 4；箱體材料為 HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為 HT150。多軸箱體基本尺寸系列 標(biāo)準(zhǔn)（GB3668.1-83）規(guī)定，9 種名義尺寸用相應(yīng)滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱 體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸（9中表 7-1）選擇； 多軸箱后蓋與動力箱法蘭尺寸見9中表 7-2，其結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷孔 及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)（參見9中表 5-40） ；通用多軸箱體結(jié)構(gòu)尺 寸及螺孔位置詳見9中表 7-1 及表 7-3。 多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為 180mm，用于臥式主軸箱的前蓋厚度為 55mm，用于立 式的因兼作油池用，故加后到 70mm，基型后蓋的厚度為 90mm，變形后蓋厚度為 50mm，100mm 和 125mm 三種，應(yīng)根據(jù)多軸箱的傳動系統(tǒng)安排和動力部件與多軸 箱的連接情況合理選用。 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 3.2.2 通用主軸、通用傳動軸、通用齒輪和套 本設(shè)計中，通用主軸、通用傳動軸的傳動結(jié)構(gòu)，配套零件及聯(lián)系尺寸，詳 見9中第七章第二節(jié)。 多軸箱通用齒輪有：傳動齒輪、動力箱齒輪和電機(jī)齒輪三種（見9表 4- 5） ，其結(jié)構(gòu)型式、尺寸參數(shù)及制造裝配要求詳見9表 7-247-23。 多軸箱用套和防油套綜合表參閱9表 7-24、表 7-23。 3.3 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計原始原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來的。其內(nèi) 容及注意事項(xiàng)如下： 1 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動 軸的相對位置尺寸。 2 根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主 軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。 3 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時針轉(zhuǎn)向。 4 列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸。 5 標(biāo)明動力件型號及其性能參數(shù)。 多軸箱原始依據(jù)圖如下圖所示 3.4 主軸、齒輪的確定及動力計算 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 21 主軸的型式和直徑，主要取決于加工工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具 的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。 攻螺紋類主軸按支承型式分為兩種：1前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。 2 前后支承均為推力球軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。 3.4.1 主軸型式的確定 本設(shè)計中根據(jù)加工工藝要求，采用了第一種前后支承均為圓錐滾子軸承主 軸。其裝配結(jié)構(gòu)、配套零件及聯(lián)系尺寸詳見組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊中第七 章第二節(jié)。 主軸材料采用了 40Cr 鋼，熱處理 C42。 數(shù)量：6 根。 3.4.2 主軸直徑的確定 根據(jù)被加工零件工序圖和加工示意圖中的要求，是采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絲錐， 對減速器箱蓋后面的 6 個 M81-7H 的螺紋孔進(jìn)行攻絲。 根據(jù)公式：d=6.2 (3-1) 4 10T 可算出本設(shè)計中攻螺紋主軸的大致直徑 式中：d主軸直徑（mm） T轉(zhuǎn)矩（Nm） D螺距大徑（mm） P螺距（mm） 加工鑄鐵時 T=0.195DP，由于本設(shè)計中 D=8mm，P=1.25mm，所以 4 . 15 . 1 查9中表 3-5 攻螺紋主軸直徑的確定，得螺紋 M8 的主軸直徑 d=17mm 轉(zhuǎn)矩 T=5N.mm 查9中表 4-2 得 主軸直徑 d=20mm。 3.4.3 主軸位置的確定 由于是 6 根主軸同時對 6 個 M8 的螺紋孔進(jìn)行攻絲加工，所以 6 根主軸的相 對位置應(yīng)與 6 個螺紋孔的相對位置保持一致。 3.4.4 齒輪模數(shù) 齒輪模數(shù) m 一般用類比法確定。 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 22 318-250 =(0.0300.018)0.0180.028 400318 PKW 空 多軸箱中的齒數(shù)模數(shù)常用 2、2.5、3、3.5、4 幾種。為便于生產(chǎn)，同一多 軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要大于兩種。 本設(shè)計齒輪模數(shù)選 2 和 3。 3.4.5 多軸箱所需動力的計算 多軸箱的動力計算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 3.4.5.1 傳動系統(tǒng)確定之后，多軸箱所需要的功率按下列公式計算 (3-2) 111 nnn iii PPPPPPP 切切切切切切切切切切 式中 切削功率，單位為 KWP 切切 空轉(zhuǎn)功率，單位為 KWP 切 與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為 KWP 切 每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計算或查圖表獲得；每根 主軸的空轉(zhuǎn)功率按9P62 表 4-6 確定；每根主軸上的功率損失，一般取所傳遞 功率的 1%。 3.4.5.2 主軸切削功率 =0.1636KWPDTv9740/ =6P=6x0.1636=0.9821KWP 切切 3.4.5.3 空轉(zhuǎn)功率 由于主軸直徑為 20mm，根據(jù)9P62 表 4-6： 主軸轉(zhuǎn)速為 n=318r/min，根據(jù)插值法： (3-3) =6x0.028=0.168KWP 切 3.4.5.4 功率損失 每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1% =(0.9821+0.168)x1%=0.0115KWP 切 111 0.9821 0.1680.01151.1616 nnn iii PPPPPPPKW 多箱切削空失切削空失 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 23 (3-4) 3.4.5.5 多軸箱所需進(jìn)給力計算F切切 (3-5) i i=1 =F n F 切切 式中 各主軸所需的軸向切削力，單位為 N i F F=5973.23N (3-6) 6 . 08 . 0 26HBDf 6 . 08 . 0 20025 . 1 826xxx =6F=6x5973.23=35839.39N i F 3.5 多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計 多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其 轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)向。 3.5.1 對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求 1在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動軸和齒輪 的規(guī)格、數(shù)量為最少。因此，應(yīng)盡量用用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將 齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可采用變位齒輪或略微改動傳 動比的方法解決。 2盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。遇 到主軸分布較密，布置齒輪的空間受到限制或主軸負(fù)荷較小、加工精度要求不 高時，可用一根強(qiáng)度較高的主軸帶動 12 根主軸的傳動方案。 3為使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于 1/2（最佳傳動比 為 11/1.5） ，后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取至 1/31/3.5；盡量避免用升速傳動。 當(dāng)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時，允許先升速后再降一些，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)速 較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)功率損失隨之增加，故要求升速傳動比小于等于 2； 為使主軸上的齒輪不過大，最后一級經(jīng)常采用升速傳動。 4用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第排，以減少主軸的扭曲 變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第排，以減少主軸的彎曲變形。 5多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動軸齒輪傳動開始，就 分兩條加工路線，以免影響加工路線。 6驅(qū)動軸直接帶動的傳動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。 3.5.2 擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能的分布在幾 個同心圓上，在各個同心圓的圓心上分貝設(shè)置中心傳動軸；非同心圓分布的一 些主軸，也宜設(shè)置中間傳動軸（如一根傳動軸帶兩根或三根主軸） ；然后根據(jù)已 選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸；最 后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。 3.5.2.1 主軸分布類型 多組同心圓分布。對這類主軸，可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動軸，由其 上的一個或幾個（不同排數(shù)）齒輪來帶動各主軸。 采用一根傳動軸帶動 3 根主軸的方案。 此方案傳動軸、齒輪數(shù)最少，用一根傳動軸帶動多根主軸。主軸齒輪規(guī)格 相同。 3.5.2.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 1 各齒輪參數(shù)的設(shè)計計算：齒輪齒數(shù)和傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式如下： u = = (3-7) 從 主 z z 主 從 n n A = = (3-8) 從主 zz m 2 z S m 2 (3-9) 主 從 從主 從 z z nn u n = (3-10) 從 主 主主從 z z nunn= (3-11) ）（ ）（ 從 主 從從 um Au n n m A z m A z + = + = 1 2 1 22 (3-12) u Am n n m A z m A z + = + = 1 2 1 22 ）（ 主 從 主從 式中 u嚙合齒輪副傳動比； S 嚙合齒輪副齒數(shù)和； z z、z分別為主動和從動齒輪齒數(shù)； 主從 n、n分別為主動和從動齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； 主從 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 25 A齒輪嚙合中心距，單位為 mm； M齒輪模數(shù)，單位為 mm。 已知：主軸轉(zhuǎn)速 n=785r/min，主軸直徑 d=20mm，主軸齒輪模數(shù) m=2。 取驅(qū)動軸齒輪的模數(shù) m=3，齒數(shù)=23（數(shù)量 1 個，設(shè)在第排） 。Z驅(qū) 2 傳動軸 1 即軸 4 的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 = 1 z從3739.3623 3 59.902 1 231 371.61 u m=3 （數(shù)量 1 個，設(shè)在第排） 轉(zhuǎn)速 23 785488 /min 37 nr 傳動軸1 3 傳動軸 2 即軸 5 的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 =z從24023 3 46.952 2 231 401.739 u m=3 （數(shù)量 1 個，設(shè)在第排） 轉(zhuǎn)速 23 785451 /min 40 nr 傳動軸2 4 主軸 1、2、3 即軸 1、3、2 的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 取傳動軸齒輪的模數(shù) m=2，齒數(shù)=24（數(shù)量 2 個，分別設(shè)在第、排） 。Z 2 60 2436 2 z 主軸1、2、3 241 361.5 u m=2 轉(zhuǎn)速 123 2324 785325 /min 3736 nr 主軸 主軸 1、3 即軸 1、2（數(shù)量各 1 個，設(shè)在第排） 。 主軸 2 即軸 3（數(shù)量 1 個，設(shè)在第排） 。 5 主軸 4、5、6 即軸 6、8、7 的齒輪參數(shù)計算設(shè)計 取傳動軸齒輪的模數(shù) m=2，齒數(shù)=21（數(shù)量 2 個，分別設(shè)在第、排） 。z 2 50 2129 2 z 主軸4、5、6 211 291.38 u M=2 轉(zhuǎn)速 456 2321 785326 /min 4029 nr 主軸 主軸 4、6 即軸 1、2（數(shù)量各 1 個，設(shè)在第排） 。 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 26 主軸 5 即軸 8（數(shù)量 1 個，設(shè)在第排） 。 3.5.2.3 潤滑油泵的安置 油泵軸的位置要盡可能靠近油池，離油面高度不大于 400500 毫米；油泵 軸的轉(zhuǎn)速，須根據(jù)工作條件而定，主軸數(shù)目多，油泵轉(zhuǎn)速應(yīng)選的高些。當(dāng)用 R12-1 型葉片泵時，油泵轉(zhuǎn)速可在 400900 轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)選擇。當(dāng)箱體寬度大于 800 毫米，主軸數(shù)多于 30 根時，最好采用兩個油泵，以保證充分潤滑。 本主軸箱內(nèi)采用了一個 R12-1 型葉片泵，為了便于維修，油泵齒輪布置在 了第一排。油泵的安置要使其回轉(zhuǎn)方向保證進(jìn)油口到排油口轉(zhuǎn)過 270。轉(zhuǎn)速 為 902r/min。 3.5.2.4 手柄軸的安置 多軸箱一般設(shè)手柄軸，用于對刀、調(diào)整、或裝配檢修時檢查主軸精度。手 柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，其周圍應(yīng)有較大空間。 本設(shè)計手柄軸的轉(zhuǎn)速為 722r/min。 3.5.2.5 驗(yàn)算和校核 1 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速 2.52，完全滿 足疲勞強(qiáng)度要求。因此所取齒輪模數(shù)滿足使用及性能要求。 3 軸的強(qiáng)度校核 從上述可知，各軸所能承受的扭矩： 軸 d=20mm 1 1100.Mkg mm 通過計算各軸所承受載荷的情況： ,所以夾緊力足夠，且夾緊力是由兩個液壓缸同時提供，因此更 K W 可保證夾緊的可靠性。 因此，本次設(shè)計所設(shè)計的夾具能夠提供足夠的夾緊力，為保證加工精度提 供了有利的保證。同時液壓裝置的運(yùn)用也降低了工人的勞動強(qiáng)度，體現(xiàn)了人性 化的設(shè)計。 本設(shè)計采用前法蘭式油缸 T5016帶滾子楔鐵夾緊機(jī)構(gòu)。 夾具裝配圖如下圖所示 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 37 第第 5 5 章章 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著它在自動化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā) 展，組合機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個重要方向，在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn) 用中，大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計和制造都是用機(jī)床大批量完成的，即已經(jīng)規(guī)格化了的， 通常由機(jī)械軟件 CAD 設(shè)計畫圖而成并且用機(jī)床來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù)的飛 速發(fā)展，降低了組合機(jī)床的實(shí)現(xiàn)成本，軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為簡單， 因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本課題基于使設(shè)計出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好提出的 要求，著重選擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理地選擇 組合機(jī)床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用量，以 及設(shè)計高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計主要內(nèi)容。具體的工 作就是要制定工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定，進(jìn)行組合機(jī)床總體 設(shè)計，組合機(jī)床的部件設(shè)計和施工設(shè)計，使其具有工程意義，實(shí)現(xiàn)其在實(shí)際應(yīng) 用中的價值。 雖然組合機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，隨之，各種各樣組合機(jī)床的設(shè)計也經(jīng)常 見于報道，經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計，對資料的查閱和研讀，可以得出結(jié)論，對各種 福州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 38 組合機(jī)床的設(shè)計的研究方向隨著自動化技術(shù)的飛速發(fā)展而趨于這樣一種研究方 向，即組合機(jī)床及其自動線方向。 它是集機(jī)電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它 的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、 軍工、輕工、家電等行業(yè)。由于組合機(jī)床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的 高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的，它涉及到加工工藝、刀具、 測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝 B E 配和試漏等技術(shù)。 我國組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相對落后，國 內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn) 口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不 斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性” 化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。 近幾十年來組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、機(jī)械、航空及軍工 等部門已獲得了廣泛的使用，一些中小批量生產(chǎn)的部門也開始推廣使用。除了 組合機(jī)床及其自動線方向外，還有以下幾個發(fā)展方向?yàn)椋?1、提高生產(chǎn)率 2、擴(kuò)大工藝范圍 3、提高加工精度 4、提高自動化程度 5、創(chuàng)制超小型組合機(jī)床 6、發(fā)展專能組合機(jī)床及自動線 以上這些問題在理論上和實(shí)際實(shí)現(xiàn)上都將有一定的難度，它們都是機(jī)械設(shè) 計及其自動化方面值得進(jìn)一步探討、需要解決的問題，也是今后努力的一個方 向，欣喜的是越來越多的人開始關(guān)注這個問題并為之作出不懈的努力，相信不 久的將來它們一定能得到較好的解決! 雙面臥式攻絲組合機(jī)床設(shè)計（減速器箱蓋后面螺紋） 39 第第 6 6 章章 謝辭謝辭 首先感謝我的導(dǎo)師孫曉林副教授，這篇論文是在他的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷 下完成的。在我完成畢業(yè)設(shè)計的三個月期間，導(dǎo)師給予了親切的關(guān)懷和諄諄的 教導(dǎo)，使我能正確對待學(xué)習(xí)中遇到的困難和挫折，導(dǎo)師給了大力的支持和鼓勵。 導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)、豐富的科研經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)的思維方 式和正直的人格都令我非常敬佩，并將多我產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在此論文完成之 際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示誠摯的謝意和深深的敬意! 其次，感謝福州大學(xué)機(jī)械工程與自動化學(xué)院全體老師的