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臥式組合機(jī)床設(shè)計(jì)
摘 要
在組合機(jī)床的設(shè)計(jì)中，主軸箱加工工藝是關(guān)鍵。“三圖一卡”包括加工零件工序圖,加工示意圖, 機(jī)床總圖,生產(chǎn)效率計(jì)算卡。其中加工零件工序圖是表示一臺(tái)組合機(jī)床對(duì)被加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖。它包括加工部位尺寸精度,表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容。加工示意圖表明被加工零件在機(jī)床的加工過程,刀具,輔具的位置狀況,工件與夾具,刀具等機(jī)床各零部件間的位置關(guān)系，以及機(jī)床的工作行程和工作循環(huán)等。機(jī)床總圖表示機(jī)床各組成部件相互配合關(guān)系及各零件、部件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件等名稱、代號(hào)、數(shù)量及運(yùn)動(dòng)關(guān)系。以及檢驗(yàn)各部件的相對(duì)位置及尺寸之間聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件是否合適等內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：組合機(jī)床、主軸箱 、“三圖一卡”
Abstract
In transfer and unit machine design, the head stock processing craft is a key. "A three charts card" including processing components working procedure chart, processing schematic drawing，engine bed assembly drawing, production efficiency computation card. Processing components working procedure chart is expressed a aggre gate machine-tool to is processed the craft content schematic drawing which the components should complete. It including processing spot sizeprecision, content and so on surface roughness and specification. The processing schematic drawing indicated is processed the components in the engine bed processing process, the cutting tool, auxiliary position condition, work piece and jig, position relations engine bed various spare parts and so on between cutting tool, as well as engine bed power stroke and operating cycle and so on. The engine bed assembly drawing expressed the engine bed each composition part mutually coordinates the relations and various components, the part, the standard letter, General Work piece and so on the name, the code number, the quantity and the movement relations. Examines various parts between the relative position and the size relates whether satisfies the processing request, the general part is whether appropriate and so on the content.
Key words: transfer；unit machine Head stock； "a three charts card"
目 錄
1 組合機(jī)床設(shè)計(jì)內(nèi)容 1
1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn): 1
1 主要用于箱體其零件和雜件的孔面加工。 1
2 確定機(jī)床加工工藝 1
2.1工藝過程分析 1
2.2組合機(jī)床特點(diǎn) 2
3組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2
3.1 影響總體布置的因素: 2
3.2 “三圖一卡”的設(shè)計(jì) 3
3.2.1 被加工零件上序圖 3
3.2.2 加工示意圖 3
3.3選擇刀具 4
3.3.1 確定切削用量 4
3.3.2 確定鉆削力P，鉆削扭距M， 鉆削功率N 4
3.4導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 4
3.5 確定主軸類型，尺寸外伸長度 4
4機(jī)床總圖 5
4.1裝配總圖的設(shè)計(jì)步驟 5
4.2生產(chǎn)效率計(jì)算 6
4.2.1 理想生產(chǎn)率Q 6
4.2 .2 實(shí)際生產(chǎn)率Q1 6
5 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 8
5.1 擬定傳動(dòng)路線 8
5.2 驗(yàn)算 9
5.3主軸傳動(dòng)軸上齒輪強(qiáng)度效核 9
5.3.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值: 9
5.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 10
5.3.3幾何尺寸計(jì)算 10
5.4 潤滑系統(tǒng)齒輪的傳動(dòng)鏈的齒數(shù)、模數(shù)計(jì)算 10
6 主軸箱裝配總圖 11
6.1 總圖的作用和內(nèi)容 11
6.2總裝圖的技術(shù)要求 11
6.3總圖中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11
6.3.1動(dòng)力滑臺(tái)控制的液壓原理圖 11
6.3通用箱體零件 13
6.4通用主軸 13
6.5 通用傳動(dòng)軸 13
6.6通用齒輪和套 14
6.7根據(jù)以上的聯(lián)系尺寸繪制主軸箱裝面說圖 14
6.7.1主軸箱中各軸的坐標(biāo)計(jì)算 14
6.7.2軸承 14
6.7.3鍵的校核 15
1 組合機(jī)床設(shè)計(jì)內(nèi)容
組合機(jī)床是按系列化，標(biāo)準(zhǔn)化通用件及按工件的形狀和加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用件所組成的高效機(jī)床,組合機(jī)床90%為通用件,10%為專用件,故來加工產(chǎn)品有很大的優(yōu)點(diǎn)。
1.1 組合機(jī)床的特點(diǎn):
1 主要用于箱體其零件和雜件的孔面加工。
2 生產(chǎn)高,因工序集中,可多共面、多軸、多刀同時(shí)加工。
3 加工精度穩(wěn)定。
4 研制周期短、便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù),成本低。
5 自動(dòng)化程度高,勞動(dòng)強(qiáng)度低。
6 配置靈活,因結(jié)構(gòu)是橫塊化,組合化,可按工件或工序,因大量通用部件和少量部件靈活組成或各種類型的組合機(jī)床及自動(dòng)化。
2 確定機(jī)床加工工藝
2.1工藝過程分析
1.木模:確定造型的分型面，拔模斜度；芯頭芯盒的幾何尺寸；內(nèi)外橫澆口；直澆口的幾何形狀尺寸；澆注后的縮水量等工步。
2. 造型:采用滲加固化劑的膚腩樹脂砂造型，在造型機(jī)上制造外型與泥芯經(jīng)氧化硬化后，進(jìn)行合模，在外模中下泥芯，然后合箱，扣箱工步制作澆口杯，冒頭杯等。
3. 澆注:先進(jìn)行點(diǎn)，將砂型中有機(jī)質(zhì)燃燒排氣設(shè)置澆冒口，將溶化溫度在1400℃左右的鑄鐵水凈化，待氣孔渣子上浮，清除干凈后，冷卻在1300℃左右時(shí)進(jìn)行澆注。
4. 清砂: 鑄件冷卻1-2小時(shí)后，開箱送入掁動(dòng)清砂，除去鑄件的澆冒口系統(tǒng)，并對(duì)壞件進(jìn)行打磨去毛刺。
5. 退火: 清除壞件凝固的內(nèi)應(yīng)力，加溫在350℃左右，保溫在4~6小時(shí)并隨爐冷卻。
6. 刷涂料: 在需要加工的四周上刷上紅色涂料。
7. 鉗: 以三個(gè)火孔為基準(zhǔn)，劃四周平面加工線。
8. 龍門銑: 打正工件一次粗銑4-5主軸箱體的外表面，并在箱體平面及側(cè)平面上留0.5mm精創(chuàng)余量。
9. 龍門銑: 精創(chuàng)工件的底平面全圖，及有孔系西側(cè)平面合圖。
10. 搖臂鉆: 以鉆模夾具，鉆加工8-dm孔，并鉆氣堂z-d2西銷孔。
11. 粗鏜: 以臥式工位雙面組合鏜床，粗鏜100三個(gè)大孔，并留單邊余量0.5mm。即中?100留?99，?60留?59。
12. 精鏜: 以臥式單工位雙面組合鏜,精鏜上述三個(gè)大孔，制位合圖，倒角1*45°。
13. 鉆孔: 以大?100為基準(zhǔn)，采用活動(dòng)鉆模板，在單工位， 臥式組合鉆床加工6- ?176個(gè)孔。
14. 鉗: 去除粗加工毛刺。
15. 檢驗(yàn): 檢驗(yàn)各加工平面與孔的尺寸是否合圖。
16. 鉗: 在CK-II數(shù)控機(jī)床主軸箱上打印標(biāo)志。
17. 入庫: 涂刷油漆。
2.2組合機(jī)床特點(diǎn)
1.主要用于箱體內(nèi)零件加工和復(fù)雜孔系加工
2.生產(chǎn)效率高
3. 加我精度穩(wěn)定
4. 研制固期短
5. 自動(dòng)化程度高
6. 配置靈活
3組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)
被加工零件的名稱:主軸箱箱體
材料: HT200
加工內(nèi)容: 鉆6-?17孔
加工精度: 孔的位置度0.1
生產(chǎn)批量: 6萬臺(tái)/年
3.1 影響總體布置的因素:
根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及考慮定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的原則，必須選擇頂面A及兩孔?100，2-?16+0.013/-0的銷孔為定位基準(zhǔn)(見加工示意圖)，確定基準(zhǔn)后，組合機(jī)床總體布置大體上可以確定，同時(shí)還需考慮下列因素的影響：
1. 加工精度的影響:工件的精度要求較高，應(yīng)采用具有固定夾的單工位組合機(jī)床，因?yàn)槲恢镁纫筝^高，所以應(yīng)從兩個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行鉆削加工的機(jī)床布置形式，而選用臥式鉆床，本課題的位置精度要求為V1。再考慮到工件裝卸方便，故應(yīng)采用與夾具及定位銷定位的活動(dòng)模扳和固定鉆，使位置精度達(dá)到圖紙要求。
2. 工件大小，形狀和加工部位特點(diǎn)的影響。
由于工件大小，所以應(yīng)采用單工位機(jī)床,被加工孔的中心線與定位基準(zhǔn)平行，又要從二個(gè)平面同時(shí)加工，所以應(yīng)采用臥式鉆床，同時(shí)臥式鉆床有利于排屑方便，因?yàn)闄C(jī)床的空間高度可以調(diào)節(jié)。
3.2 “三圖一卡”的設(shè)計(jì)
3.2.1 被加工零件上序圖
它是指根據(jù)已確定的工藝方案，表示一臺(tái)機(jī)床式自動(dòng)淺對(duì)該加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖，它包括加工部位尺寸精度，表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容，但它不能用產(chǎn)品的零件圖代替，而須在圖的基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床式自動(dòng)線的加工內(nèi)容依據(jù)，也是制造使用檢驗(yàn)和高速機(jī)床的重要技術(shù)文件，其內(nèi)容應(yīng)包括:
1. 表示被加工零件的形狀，輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。
2. 表示出加工定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾緊方向，以便依此進(jìn)行夾具的定位支承，限位，夾緊及導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3. 表示出本道工序加工，部位的尺寸，尺寸精度，表面粗糙度，形狀位置精度及技術(shù)要求，另外，還應(yīng)表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?主要是指定位基準(zhǔn))。
4. 表示出必要的文字說明，如被加工零件的編號(hào)，名稱，材料，硬度，重量及加工部位的余量等。
3.2.2 加工示意圖
被加工零件工序圖的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床對(duì)被加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖。它包括加工部位尺寸精度，表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容。它不能用產(chǎn)品的零件圖代替，其內(nèi)容包括:
1表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及本機(jī)床設(shè)計(jì)相關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。
2表示出加工用定位基準(zhǔn)，夾緊部位及夾緊方向。以便進(jìn)行夾具的定位支承，限位，夾緊及導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3表示出本道工序加工部位的尺寸，尺寸精度，表面粗糙度，形狀位置精度及技術(shù)要求。另外還應(yīng)該表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆?
4表示出必要的文字說明，如被加工零件的編號(hào)，名稱，材料硬度，重量及加工部位的余量等。
繪制被加工零件工序圖注意事項(xiàng):
1繪制時(shí)按一定比例，選擇足夠的視圖和剖視圖突出加工部位，并把零件的輪廓及機(jī)床，夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位表示清楚。
2應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。
3對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析。
4當(dāng)本工序有特殊要求應(yīng)注明。
3.3選擇刀具
直徑D=17mm，高速鋼頭硬度為HBS170-200的HT的零件上鉆孔深40mm。
3.3.1 確定切削用量
查表得:f= 0.2mn/r V=25m/min
3.3.2 確定鉆削力P，鉆削扭距M， 鉆削功率N
計(jì)算硬度: HB=200-1/3(200-170)=190
P=26*Df0.8HB0.6=26*17*0.20.8*1900.6=2841.7N
M=10*D1.9*f0.8*HB0.6=10*171.9*0.20.8*1900.6=13996.07N.mm
N=MV/9740πD=0.673(cm)
T= (9600*D0.25/D*f0.55*HB1.3)8=323 (min)
d≧B(M/100)0.25 =6.2(13996.07/100)0.25 =21.3
所以選取d=25mm為主軸直徑。
3.4導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇
組合機(jī)床加工孔時(shí)，除采用剛性主軸加工方法外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的，在組合機(jī)床上使用鉆頭等校準(zhǔn)刀具時(shí)，通常采用可以調(diào)節(jié)軸向尺寸的接軒和尖頭等中間工具安裝在主軸孔中。
3.5 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)接結(jié)構(gòu)確定，由設(shè)計(jì)的課題選擇通用鉆削類主軸，材料為40cr，鋼熱處理。
因?yàn)榈毒吲c主軸為剛性連接，且用于組合雙面鉆床，由表選主軸為長主軸。且軸端的外徑與內(nèi)徑之比為38/26，外伸長為115。接桿的材料為45鋼，由接桿的莫氏錐號(hào)為2，接桿為6-20070635—41，A類。D1=30，D2=38。圖螺體寬度為12，L為230，即采用接桿連接且D*t為26*2。
刀具切出工長度確定: L2=1/3d+(3~8)=10
動(dòng)力部件工作進(jìn)經(jīng)光度: L工進(jìn)=L切入+L切出+L加工大
取L切入=5mm 那么L工進(jìn)=55 mm
L快進(jìn)=125 mm
所以 L快退= L工進(jìn)+ L快進(jìn)=180 mm
動(dòng)力部件的總行程 L總≧L工件行程+ L前備+ L后備
L前備=20 L后備=400
所以L總=600
加工示意圖與機(jī)床實(shí)際加工狀況一致
由鉆孔?17的活動(dòng)鉆套為?27與鉆頭的配合為H7/g6。固定鉆套為Ф35H7/g6與活動(dòng)鉆套為過盈配合,活動(dòng)導(dǎo)向板與工件距離為 3?；顒?dòng)鉆套外伸長度為2.總長為5。活動(dòng)鉆模板的深度為20。
4機(jī)床總圖
機(jī)床總圖表示各組成件的相互配件關(guān)系及各零件部件，標(biāo)準(zhǔn)件，通用件的名稱、代號(hào)、數(shù)量和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸之間的聯(lián)系，是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否適度，它是由主軸箱，夾具等專用部件為零件設(shè)計(jì)的依據(jù)。
選擇動(dòng)力部件:
P多軸箱=P切削/n=0.673*6/0.8=5.03kw
由表5-39選擇動(dòng)力箱為ITD40
電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132-M4
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1430r/min輸出軸轉(zhuǎn)速為720r/min
液壓動(dòng)力滑臺(tái):1HY40
臺(tái)面寬400mm，長800mm，導(dǎo)軌形式:雙矩形
行程為I型400，允許進(jìn)給力2000N，I進(jìn)速度12.5-500mm/min.
齒輪動(dòng)力箱TD40，動(dòng)力箱與動(dòng)力滑臺(tái)的組合面尺寸500*400，配套通用部件: 側(cè)底座ICC401.
夾具采用:液壓夾緊,活采用?72mm。活桿為?42mm。活上方用兩個(gè)M16*1.5的圓螺母擰緊,由缸底面采用:M36的螺母固定。
機(jī)床的裝料高度H=1111mm。
4.1裝配總圖的設(shè)計(jì)步驟
1 工件及液壓夾緊系統(tǒng)
2 活動(dòng)鉆模板及導(dǎo)桿
3 多軸箱
4 動(dòng)力箱
5 電氣設(shè)備
6 工作滑臺(tái)
7 側(cè)底座
8 中間底座
活動(dòng)鉆模板導(dǎo)桿的選用，在臥式鉆床上，導(dǎo)桿的懸件伸長度應(yīng)等400mm?？紤]到實(shí)際問題，導(dǎo)桿長應(yīng)選為50mm，彈簧則選為6*65*320。導(dǎo)桿與導(dǎo)向板的配合為Hg/fg。所畫的形式為工作狀態(tài)時(shí)，彈簧被壓縮形式。
多軸箱型號(hào)IDT40，其B*H=400*400
4.2生產(chǎn)效率計(jì)算
4.2.1 理想生產(chǎn)率Q
Q=A/K =6×104/4600 =13.04件/時(shí)
4.2 .2 實(shí)際生產(chǎn)率Q1
Q1=60/T單
T單 生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間.
T單=t切+t輔=(L/Vt+力停)+(L快速+L快退/V+K+力停+T裝卸)
L1、L2 分別為刀具第Ⅰ、Ⅱ工作進(jìn)行形程長度
L1=40
Ut1=24m/min
Uf1=6m/min
T移=0.1min
大裝卸0.8min
T單=(40/24+8×60/720)+(142+200)×10-3/6+0.1+0.8
=1.67+0.67+0.057+0.1+0.8
=3.297min
所以Q1=60/t單=60/3.297=18.19/件
Q1>Q
所以 切削刀量與機(jī)床設(shè)計(jì)方案合理
4.2.3 機(jī)床的生產(chǎn)效率計(jì)算卡
被加工零件
圖號(hào)
A3
毛坯種類
鑄 件
名稱
CK-Ⅰ型數(shù)控車床主軸箱箱體
毛坯重量
材料
HT200
毛坯硬度
HBS170-240
工序名稱
鉆６－?17孔
工序號(hào)
13
序
號(hào)
工步
名稱
被加工零件數(shù)量
加工直徑（
mm
)
加工長度
mm
工作行程
mm
切削速度
m/
min
轉(zhuǎn)
速
進(jìn)刀量
工時(shí)（min）
mm/r
mm/
min
機(jī)動(dòng)時(shí)間
輔
助
時(shí)
間
共
計(jì)
1
裝卸工件
1
0.9
0.9
動(dòng)力部件
滑臺(tái)快進(jìn)142
0.024
0.024
鉆6個(gè)?17孔
17
40
24
720
0.20
89.9
2.34
2.34
滑臺(tái)快退
0.033
0.033
備
注
1. 雙班制：8.37萬件每年，滿足6萬件/年的要求。
2．裝卸工件時(shí)間取決于操作者的熟練程度，對(duì)本機(jī)床，計(jì)算時(shí)取3min生產(chǎn)一件。
總計(jì)
3.297min
單件工時(shí)
3.297min
機(jī)床生產(chǎn)率
18.19件/h
機(jī)床負(fù)荷率
72%
5 傳動(dòng)系統(tǒng)圖
結(jié)合要加工的工件，對(duì)多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和方法分析如下:
5.1 擬定傳動(dòng)路線
把主軸1、2、3、4、5、6視為一組同悄圓主軸,在其圓心處設(shè)中心傳動(dòng)軸7。在中心傳動(dòng)軸150．的方向設(shè)與原軸相連接軸８。圓心處在-90方向上設(shè)驅(qū)動(dòng)軸0。具體方安如圖所示。
∵n0=720r/min
又∵n主=u.1000/π.D
=24×1000/（3.14×17）=449 r/min
∵n0×（Z1/Z2）×（Z0/ Z0,）=ni
Mi(Z1+Z1,/2)=DL/2
取:Z0=24,M=3,M,=2,ΦL=150
Z1=45.Z1,=30
∵ Z0,=720×4×Z1/（Z1,×49）=57.7≈57
5.2 驗(yàn)算
A=∣n實(shí)-n理/n理∣<5%
N主=720×（24/57）×（45/30）=454.73 r/min
N主=449r/min
A=（454.73-449）/49
=1.23%<5%
經(jīng)驗(yàn)算合理
Z0=24 M=3 D0=72
Z0,=57 M=3 D0=171
Z1=45 M=2 D1=90
Z1,=30 M,=2 D1,=60
5.3主軸傳動(dòng)軸上齒輪強(qiáng)度效核
效核小齒輪 Z0=24 M0=3
大齒輪 Z0,=57 M=3
按《機(jī)械設(shè)計(jì)》為指導(dǎo)校核齒輪的模數(shù)齒厚，按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其公式為:
m≥｛2×KT1×（YFa×Ysa/[δ]F）/ФdZ12｝1/2
=2.94 ∴m=3
5.3.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:
① 10-20d查得大小齒輪Z1.Z0，彎曲疲勞強(qiáng)度
δFE1=δFE2=680Mpa
②由圖10-19查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；KFN1=0.88
KFN2=0.9
③ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力:
取彎曲疲勞強(qiáng)度S=114，則
[δ]F1=KFN1×δFN1/S=0.88×680=427.4MPa
[δ]F2=KFN2×δFN2/S=0.9×680=437.14MPa
④ 計(jì)算載荷系數(shù)K
K=K-KA-KV·KαKFe
查表10-8.得KV=1.12
查表10-2.得KA=1
由圖10-13.得KFe=1.37
故:K=KA·KV·Kα·KFe
=1×1.12×1.1×1.37=1.69
⑤ 查取齒形系數(shù)
由表10-5得YFα1=2.65 YFα2=2.226
⑥ 查應(yīng)力校正系數(shù)
由表10-5得YSα1=1.58 YSα2=1.764
⑦ 計(jì)算兩齒輪的YFα YSα并加以比較
YFα1·YSα1/[δ]F1=2.65×1.58/427.4=0.0098
小齒齒輪的數(shù)值大
5.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算
m≥[2×1.69×3.98×1.5×0.0098/（0.9×242）]1/3=2.94
∴m=3
5.3.3幾何尺寸計(jì)算
①∵d=Zm
則d0=Z0·m0=24×3=72
d1=Z1·m1=57×3=171
②計(jì)算中心距
a=（d0+ d1）/2=（72+171）/2=71.5mm
③計(jì)算齒輪厚度
b=фd·d0=0.4×72=28.8 取整B2=28 B0=33
計(jì)算Z0齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
T0=95.5×105Pa/n0=95.5×105×4.02×Z1/（720×24）
=1.26×105N·mm
驗(yàn)算：Ft=2T0/d0=2×1.26×105/72=3500N
則 KA·Ft/b=1×3500/28=125N/mm>100N/mm
∴合理
5.4 潤滑系統(tǒng)齒輪的傳動(dòng)鏈的齒數(shù)、模數(shù)計(jì)算
由于所設(shè)計(jì)的中等尺寸的主軸箱，可來用一個(gè)潤滑泵系統(tǒng)，參考《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》P97，應(yīng)采用R12-2型葉片泵潤滑泵的齒輪布置在第Ⅰ排，葉片泵的轉(zhuǎn)速范圍一般為400-800r/min，葉片泵的中心線離油面的高度不應(yīng)大于400-500mm，采用閥號(hào)為78642的齒輪泵，該轉(zhuǎn)速為925r/min，輸油量為2.2r/min，則有：
n0×（Z0/Z1）×（Z1/Z4）×（Z5/Z5,）=925=n主
即：720×（24/57）×（57/Z4）×（Z5/17）=925
取Z5=23 Z4=25
則：左=935=n主,
故：Δ=（n主,- n主）/ n主
=（935-925）/925=1.08%
∴ Z5=23 Z4=25 Z5,=17 m均為2
6 主軸箱裝配總圖
6.1 總圖的作用和內(nèi)容
表示機(jī)床各組成部件相互配合關(guān)系及各零件、部件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件等名稱、代號(hào)、數(shù)量及運(yùn)動(dòng)關(guān)系。以檢驗(yàn)各部件的相對(duì)位置及尺寸之間聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件是否合適，其內(nèi)容有：
⑴以適當(dāng)數(shù)量視圖，按一定比例畫出機(jī)床所有部件、零件、通用件、標(biāo)準(zhǔn)件等完整表明裝配關(guān)系。
⑵運(yùn)動(dòng)零件的極限位置及行程開關(guān)，應(yīng)在圖中表示且完整。
6.2總裝圖的技術(shù)要求
⑴本機(jī)床為批量生產(chǎn)CK-Ⅱ型數(shù)控車床主軸床。
⑵ 本機(jī)床安裝調(diào)試時(shí)，其導(dǎo)軌水平面度控制在0.5％mm以內(nèi)，如鉆一安裝在多軸箱的定位導(dǎo)柱中心線的同軸度控制在±0.05mm以內(nèi)。
⑶本機(jī)床的夾具和工作臺(tái)進(jìn)給液壓系統(tǒng)采用25-8MPa/m壓力，工作進(jìn)給速度為125-500mm/min，但不小4mm/min，以免油路系統(tǒng)產(chǎn)生爬行，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
⑷本機(jī)床用20#-40#機(jī)油潤滑，每三年定期更換一次。
⑸本機(jī)床內(nèi)表面涂上紅色硝基防銹漆，其外表面涂遍油漆膩?zhàn)雍偷灼徇M(jìn)行，次打磨，一次水磨拋光，烘干后進(jìn)行噴漆烘干，主色為翠綠色。
⑹本機(jī)床一件產(chǎn)品所需時(shí)間3.297min，年產(chǎn)6萬臺(tái)。
6.3總圖中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.3.1動(dòng)力滑臺(tái)控制的液壓原理圖
動(dòng)力滑臺(tái)控制的液壓系統(tǒng)是一種以速度變換為主、最高工作壓力不超過6.3MPa的中壓系統(tǒng)。
6.3.2 液壓夾緊元件示意圖
液壓夾緊力的計(jì)算：
油缸壓力 F油＝P(s活+s桿)
＝18×（60-30）
＝540
作用在工件上的正壓力P2
F油l1 = P（l1+l2）
p2 = F油l1/（l1+l2）
= 540×1.5/(1.5+1.8)
= 246 N
l1. l2 由上圖知
l1=1.5mm
l2=1.8mm
顛覆力矩:
2× P2× p/2>F切消力 X h
2×246×300/2>2930×200
即:73800>58460
6.3通用箱體零件
箱件通用零件參見箱體圖.箱體材料為HT200,前,右蓋的材料為HT150.多軸箱基本尺寸例標(biāo)準(zhǔn)GB3668-1-83.規(guī)定,9種定義天才用滑鞍寬度表示,多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配置滑臺(tái)的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸表7-1選擇。多軸箱右蓋與動(dòng)力箱尺寸如表7-2所示,其結(jié)合而上聯(lián)接螺孔,定們銷孔及其位置與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸。
多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180,臥式多軸箱的前蓋厚度為55mm,左右厚度為90mm。
6.4通用主軸
其支承型式為:軸承,前后軸承均為軸承。這種軸承可以承受較大的軸向力,且結(jié)構(gòu)簡單,裝配調(diào)查方便,軸徑25mm還要裝上推軸承,便于鉆鉸孔等加工。
在生產(chǎn)過程中,我們采用由外伸長115mm的長主軸。固其它軸孔較長。與刀具尾部聯(lián)接接角面加長，增強(qiáng)了刀具與尾部連接的接觸面，增強(qiáng)了刀具與主軸的連接剛度。為了不使刀具前端下垂,采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向或單導(dǎo)向，用于鉆孔，擴(kuò)孔倒角，總平面總工序。其主軸型號(hào)標(biāo)注見表4-1，為d=25.Dtoh1-41型。軸承組件裝配結(jié)構(gòu),配套零件及聯(lián)系尺寸見第七章第二節(jié)。
主軸材料采用40Cr鋼熱處理C42
6.5 通用傳動(dòng)軸
采用液珠軸承動(dòng)軸
傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu),配套零件及聯(lián)系尺寸，詳見第七章第二節(jié)傳動(dòng)軸組件，材料用45鋼，調(diào)質(zhì)T35。
6.6通用齒輪和套
通用齒輪有:傳動(dòng)齒輪，動(dòng)力箱齒輪，泵齒輪。其結(jié)構(gòu)型式，尺寸參數(shù)及制造裝配要求。詳見表T-21~T-23。
多軸箱用套和防油套綜合表參見表T-24~T-25。
6.7根據(jù)以上的聯(lián)系尺寸繪制主軸箱裝面說圖
通過主軸箱總圖設(shè)計(jì)包括總視圖，尺開圖，編制裝配表制定，技術(shù)條件等四部分.
主視圖，尺開圖，裝配，表技術(shù)條件都在圖中表示出來，主軸箱補(bǔ)充加工圖。
6.7.1主軸箱中各軸的坐標(biāo)計(jì)算
軸1: X=175+75sin30°=212.50
Y=241-30-75cos30°=146.048
軸2: X=175+75=250.00
Y=241-30=211.00
軸3: X=X1=212.50
Y=211+75 cos30°=275.952
軸4 X=175-75 sin30°=137.5
Y=Y3=275.952
軸5 X=175-75=100.00
Y=Y2=211.00
軸6 X=X4=137.50
Y=Y1=146.048
軸7 X=175.00
Y=211.00
軸8 X=65.881
Y=209.48
軸9 X=26.910
Y=296.50
銷孔10 X=350.00
Y=0.00
6.7.2軸承
在選擇軸承時(shí)，由于考慮到珠軸承間主要是面接觸宜用于承受較大的軸向載荷。(查表T-7)
止推軸承 E8205. 25*47*15
滾珠軸承 E205. 25*52*15
E206. 30*62*16
E207. 35*72*17
6.7.3鍵的校核
鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)鍵，用來實(shí)現(xiàn)軸與輪谷之間的固定用來傳遞尺矩，我選用普通平鍵聯(lián)接(A型)
鍵B 8*22 .GB1096-79
即 h=8 b=12 L=22
Gp=2T*1000/kρd
T----扭矩
K---鍵與輪谷鍵槽的接觸的高度k=0.5h=4
P---鍵工作長度.P=L-b=22-12=10mm
d---軸的直徑
主軸: Gp=(2*13.996*1000)/(4*10*25)=27.992
查?鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力.許用壓力?表
〔δ〕ρ=40
δρ<〔δ〕ρ
所以主軸的鍵是合符要求的
而傳動(dòng)軸上,同樣選用普通平鍵A型
b=14 h=9 L=25
k=4.5 ρ=L-b=11
δρ=(2*125.964*1000)/(4.5*11*130)=169.648>〔δ〕ρ
所以傳動(dòng)軸采用雙鍵,兩個(gè)平鍵在沿周向相隔1800，采用E205滾珠軸承以承受徑向力，所有軸承都手用潤滑脂潤滑。參考?機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)?
載荷的核定，在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，必須把實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定其核定的載荷的載荷條件相一致。當(dāng)量為動(dòng)載荷P=XR+YA，主軸的承受軸向XA=2930N。 徑向XR=M/(q/2)=13996.07/(17/2)=1646.6N
則 A/R=2930/1646.6=1.779
而查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5 e=0.37
A/R>e 則查 X=0.56 Y=1.2
而查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6 載荷系數(shù) fp=1.1
所以 p= fp(XR+YA)=1.1(0.56*1646.6+1.2*2930)=4881.9N
Lh=(106 /60n)(c/p)=〔106/(60*468) 〕(1990*9.8/4881.9) 3
=2269 h
球軸承:ε=3 c=1990Kg n=468r/min
1 減壓閥 2 溢流閥 3 雙聯(lián)葉體泵 4 卸荷閥 5 單向閥 6 調(diào)速閥
7 電磁換向閥控制切架慢速轉(zhuǎn)換
8 電磁換向閥(控制刀架轉(zhuǎn)向)
9 電磁換向閥(通電控制)
10 電磁換向閥(手動(dòng)控制)
刀架分由縱向進(jìn)給液壓缸以及橫向進(jìn)給液壓缸驅(qū)動(dòng).并由電磁閥控制，可在縱橫向快進(jìn)，工進(jìn)，快退等四種清下動(dòng)作。系統(tǒng)中的二位四通換向閥用于控制刀架運(yùn)動(dòng)方向的變換，二位五通電磁換向閥用于控制刀架工付行程和快速空行程的轉(zhuǎn)換，刀架的動(dòng)作與各電磁閥電磁鐵通電狀態(tài)。背壓閥在刀架工付行程時(shí)對(duì)進(jìn)給液壓缸的回油形成背壓力，以保證力架運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。單向閥保證系統(tǒng)不供油時(shí)，刀架進(jìn)給液壓缸進(jìn)油管P的油不回流(使位置的力架不下滑)。截止閥用于調(diào)查刀架的行程擋鐵的切斷油路，使刀架保留在所需的位置上。
液壓夾緊計(jì)算:
a)油缸的受力 F油=Px(S油-S油桿)=18*(60-30)=540 N
P------單位液壓力
b)作用到工件上正壓力
F切削軸向力:為某一邊切削時(shí)產(chǎn)生的推工件的力
h:為合力的作用在線工件底面高度
p:多軸箱中刀具中心線為合力的作用線
p=260 h=180
即 2*F正*(p/α)>Fτp*h
所以 F正壓力>5803 N
軸的強(qiáng)度核算:
①主軸上受力分析,水平反力RH=2930N
垂直分力RY: RY=Mc=13996.07N
水平分力:Rx=3 Mc=4939.79N
②作出彎矩圖
MH=2930*(17/2)=24904.8 (N．mm)
MY=3Mc=3*13996.07=41988.21 (N．mm)
則M=〔 (MH2)+( MY2) 〕1/2=48835 (N．mm)
③作出扭矩圖
④作出計(jì)算彎矩圖,算出Mcα
Mcα=(M2+12T2) 1/2
式中α是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應(yīng)力循環(huán)特性差異的系數(shù),在計(jì)算時(shí) α=0.3
而T=95.5*10 5 P0/n0
而P0=5.03Kw n0=20
所以 T=6.67*104 N．mm
所以 Mcα=〔(48835) 2 +(2*6.67*104) 〕1/2
=51.7 N．mm
σcα= Mcα/w≦〔σ-1〕Mpa
w :抗彎拉扭截面系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-4
w=πd3 /32=0.1 d3=1562.5mm3
所以 σcα= Mcα/w
=51.7*103/1562.5=33.088 Mpa
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1得
40Gr許用彎曲應(yīng)力〔σ-1〕=70>33.088 Mpa
所以合理。
多軸箱潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在摩擦加入潤滑劑可降低摩擦、減輕磨損、保護(hù)零件不遭銹蝕,而在采用循環(huán)時(shí)還能起到降溫作用。由于液體的不可壓縮性,潤滑油膜還具有緩沖,吸振的能力。
多軸箱潤滑系統(tǒng)采用齒輪泵供油，分三條油路分別給前蓋、中間體、合蓋供油，油種類為40#的機(jī)械油。
臥工主軸箱箱體內(nèi)三排齒輪是用油盤潤滑的右蓋內(nèi)的齒輪，則單獨(dú)引油管潤滑，所有設(shè)計(jì)這過程有引油管潤滑動(dòng)力箱齒輪。另外，主軸箱下邊有一個(gè)幼油螺釘和窺視孔，以便于檢查。觀察油泵潤滑情況，及時(shí)供油，排除其內(nèi)廢雜和沉淀。
油泵軸位置反可能靠近油池,離油面高度大于400~500mm，油泵轉(zhuǎn)速根據(jù)工作條件決定，油泵轉(zhuǎn)速925/min。
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?機(jī)械制造工程 ? 馮冠大主編 機(jī)械工業(yè)出版社
?金屬切削工具?上海機(jī)械考科學(xué)
致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先我要感謝我的母?！瞎W(xué)院，是她為我們提供了學(xué)習(xí)知識(shí)的土壤，使我們?cè)谶@里茁壯成長；其次我要感謝機(jī)械系的老師們，他們不僅教會(huì)我們專業(yè)方面的知識(shí)，而且教會(huì)我們做人做事的道理；尤其要感謝在本次設(shè)計(jì)中給與我大力支持和幫助的黃開有老師，每有問題，老師總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去；還要感謝我的同學(xué)們，他們熱心的幫助，使我感到了來自兄弟姐妹的情誼；最后還要感謝相關(guān)資料的編著者和給予我們支持的社會(huì)各界人士，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€(gè)良好的環(huán)境，使本次設(shè)計(jì)圓滿完成。
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