1851_4缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼組合鉆床Ⅰ主軸箱設(shè)計(jì)

1851_4缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼組合鉆床Ⅰ主軸箱設(shè)計(jì),_4,發(fā)動(dòng),機(jī)油,組合,鉆床,主軸,設(shè)計(jì) 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 1 頁(yè) 普通鉆床改造為多軸鉆床摘要：組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。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，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。多軸箱是組合機(jī)床的核心部件。它是選用通用零件，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在組合機(jī)床設(shè)計(jì)的過(guò)程中，是工作量較大的部件之一。多軸加工在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，它不僅提高了加工精度，而且還大大地提高工效，適應(yīng)市場(chǎng)尋求，提高競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)鍵詞：多軸鉆床，多軸箱，多軸頭，組合機(jī)床目前，我國(guó)中、小型企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率都需要有一個(gè)新的提高．但是加工手段卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要．許多中小型企業(yè)都結(jié)合自己的實(shí)際對(duì)設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)強(qiáng)化自身．以求自我發(fā)展.普通鉆床為單軸機(jī)床，但安裝上多軸箱就會(huì)成為多軸的鉆床，改造成多軸鉆床后，能大大地縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。多軸加工應(yīng)用：據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過(guò)全部工作時(shí)間的 15%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測(cè)量　以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高 85%，但購(gòu)置費(fèi)用大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低。故必須更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn)，就鉆削加工而言，多軸加工是一種通過(guò)少量投資來(lái)提高生產(chǎn)率的有效措施。多軸加工優(yōu)勢(shì)：雖然不可調(diào)式多軸頭在自動(dòng)線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了使用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有 15000 個(gè) ψ20 孔，若以搖臂鉆床加工，單單鉆孔與锪沉頭孔就要 842.5 小時(shí)，另外還要?jiǎng)澗€工時(shí) 151.1 小時(shí)。但若以數(shù)控八軸落地鉆床加工，鉆锪孔只要 171.6 小時(shí)，劃線也簡(jiǎn)單，只要 1.9 小時(shí)。因此，利用數(shù)控控制的二個(gè)坐標(biāo)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 2 頁(yè) 軸，使刀具正確地對(duì)準(zhǔn)加工位置，結(jié)合多軸加工不但可以擴(kuò)大加工范圍，而且在提高精度的基礎(chǔ)上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來(lái)不易加工的零件。有人分析大型高速柴油機(jī) 30 種箱形與桿形零件的 2000 多個(gè)鉆孔操作中，有 40%可以在自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工，平均可減少 20%的加工時(shí)間。1975 年法國(guó)巴黎機(jī)床展覽會(huì)也反映了多軸加工的使用愈來(lái)愈多這一趨勢(shì)。多軸加工的設(shè)備：多軸加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡(jiǎn)化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床心及自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過(guò)二個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺(tái)縱橫二個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。現(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡(jiǎn)介。多軸頭：從傳動(dòng)方式來(lái)說(shuō)主要有齒輪傳動(dòng)與萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)二種。這是大家所熟悉的。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)有不可調(diào)式與可調(diào)式二種。前者軸距　不能改變，多采用齒輪傳動(dòng)，僅適用于大批量生產(chǎn)。為了擴(kuò)大其贊許適應(yīng)性，發(fā)展了可調(diào)式多軸頭，在一定范圍內(nèi)可調(diào)整軸距。它主要裝在有萬(wàn)向.二種。（1）萬(wàn)向軸式也有二種:具有對(duì)準(zhǔn)裝置的主軸。主軸裝在可調(diào)支架中，而可調(diào)支架能在殼體的 T 形槽中移動(dòng)，并能在對(duì)準(zhǔn)的位置以螺栓固定。（2）具有公差的圓柱形主軸套。主軸套固定在與式件孔型相同的模板中。前一種適用于批量小且孔組是規(guī)則分布的工件（如孔組分布在不同直徑的圓周上）。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多軸頭可以裝在立鉆式搖臂鉆床上，按鉆床本身所具有的各種功能進(jìn)行工作。這種多軸加工方法，由于鉆孔效率、加工范圍及精度的關(guān)系，使用范圍有限。多軸箱：也象多軸頭那樣作為標(biāo)準(zhǔn)部件生產(chǎn)。美國(guó) Secto 公司標(biāo)準(zhǔn)齒輪箱、多軸箱等設(shè)計(jì)的不可調(diào)式多軸箱。有 32 種規(guī)格，加工面積從 300Ｘ300 毫米到 600Ｘ1050毫米，工作軸達(dá) 60 根，動(dòng)力達(dá) 22.5 千瓦。Romai 工廠生產(chǎn)的可調(diào)多軸箱調(diào)整方便，只要先把齒輪調(diào)整到接近孔型的位置，然后把與它聯(lián)接的可調(diào)軸移動(dòng)到正確的位置。因黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 3 頁(yè) 此，這種結(jié)構(gòu)只要改變模板，就能在一定范圍內(nèi)容易地改變孔型，并且可以達(dá)到比普通多軸箱更小的孔距。根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的組合機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點(diǎn)：（1）工件裝夾簡(jiǎn)單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。（2）夾具剛性好，加工時(shí)不形變，分度定位正確。（3）使用二組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機(jī)時(shí)間。（4）使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機(jī)磨。（5）尺寸超差時(shí)能立即發(fā)現(xiàn)。多軸鉆床：這是一種能滿足多軸加工要求的鉆床。諸如導(dǎo)向、功率、進(jìn)給、轉(zhuǎn)速與加工范圍等。巴黎展覽會(huì)中展出的多軸鉆床多具液壓進(jìn)給。其整個(gè)工作循壞如快進(jìn)、工進(jìn)與清除鐵屑等都是自動(dòng)進(jìn)行。值得注意的是，多數(shù)具有單獨(dú)的變速機(jī)構(gòu)，這樣可以適應(yīng)某一組孔中不同孔徑的加工需要。1.2.4 自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床　為了中小批量生產(chǎn)合理化的需要，最近幾年發(fā)展了自動(dòng)更換主軸箱組合機(jī)床。(1) 自動(dòng)更換主軸機(jī)床　 　自動(dòng)更換主軸機(jī)床頂部是回轉(zhuǎn)式主軸箱庫(kù)，掛有多個(gè)不可調(diào)主軸箱。縱橫配線盤予先編好工作程序，使相應(yīng)的主軸箱進(jìn)入加工工位，定位緊并與動(dòng)力聯(lián)接，然后裝有工件的工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到主軸箱下面，向上移動(dòng)進(jìn)行加工。當(dāng)變更加工對(duì)象時(shí)，只要調(diào)換懸掛的主軸箱，就能適應(yīng)不同孔型與不同工序的需要。(2) 多軸轉(zhuǎn)塔機(jī)床　轉(zhuǎn)塔上裝置多個(gè)不可調(diào)或萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)主軸箱，轉(zhuǎn)塔能自動(dòng)轉(zhuǎn)位，并對(duì)夾緊在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。通過(guò)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，可以加工工件的多個(gè)面。因?yàn)檗D(zhuǎn)塔不宜過(guò)大，故它的工位數(shù)一般不超過(guò) 4—6 個(gè)。且主軸箱也不宜過(guò)大。當(dāng)加工對(duì)象的工序較多、尺寸較大時(shí)，就不如自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床合適，但它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。(3) 自動(dòng)更換主軸箱組合機(jī)床它由自動(dòng)線或組合機(jī)床中的標(biāo)準(zhǔn)部件組成。不可調(diào)多軸箱與動(dòng)力箱按置在水平底座上，主軸箱庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)整個(gè)裝置緊固在進(jìn)給系統(tǒng)的溜板上。主軸箱庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給動(dòng)作都按標(biāo)準(zhǔn)子程序工作。換主軸箱時(shí)間為幾秒鐘。工件夾緊于液壓分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以便加工工件的各個(gè)面。好果回轉(zhuǎn)工作臺(tái)配以卸料裝置，就能合流水生產(chǎn)自動(dòng)化。在可變生產(chǎn)系統(tǒng)中采用這種裝置，并配以相應(yīng)的控制器可以獲得完整的加工系統(tǒng)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 4 頁(yè) (4) 數(shù)控八軸落地鉆床大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達(dá) 15000 個(gè)，它與支撐板聯(lián)接在一起加工?？讖綖?20 毫米，孔深 180 毫米。采用具有內(nèi)冷卻管道的麻花鉆，5－7 巴壓力的冷卻液可直接進(jìn)入切削區(qū)，有利于排屑。鉆尖磨成 90°供自動(dòng)　定心。它比普通麻花鉆耐用，且進(jìn)給量大。為了縮短加工時(shí)間，以 8 軸數(shù)控落地加工。多軸加工趨勢(shì)：多軸加工生產(chǎn)效率高，投資少，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，產(chǎn)品改型時(shí)設(shè)備損失少。而且隨著我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，多軸加工的范圍一定會(huì)愈來(lái)愈廣，加工效率也會(huì)不斷提高。生產(chǎn)任務(wù)：在一批鑄鐵連接件上有同一個(gè)面上有多個(gè)孔加工。在普通立式鉆床上進(jìn)行孔加工，通常是一個(gè)孔一個(gè)孔的鉆削，生產(chǎn)效率低，用非標(biāo)設(shè)備，即組合機(jī)床加工，生產(chǎn)效率高，但設(shè)備投資大。但把一批普通立式普通單軸鉆床改造為立式多軸鉆床，改造后的多軸鉆床，可以同時(shí)完成多個(gè)孔的鉆、擴(kuò)、鉸、等工序。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 I 頁(yè) 4缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼組合鉆床Ⅰ主軸箱設(shè)計(jì)摘 要機(jī)械制造裝備的發(fā)展是機(jī)械工業(yè)最主要的環(huán)節(jié)，目前，機(jī)械加工對(duì)精度要求越來(lái)越高，機(jī)械工廠為了降低加工成本，提高加工質(zhì)量，導(dǎo)致組合機(jī)床在制造業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣，并已顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)。本組合機(jī)床主要是保證被加工零件的尺寸精度和位置精度要求，高速高效地完成對(duì)缸體的加工，設(shè)計(jì)了本組合機(jī)床。在設(shè)計(jì)過(guò)程中借鑒了國(guó)內(nèi)外一些現(xiàn)有的組合機(jī)床設(shè)計(jì)資料。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，在此基礎(chǔ)上，繪制了上主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖，擬訂了主軸箱的傳動(dòng)路線，應(yīng)用最優(yōu)化方法布置齒輪。確定傳動(dòng)參數(shù)，繪制了上主軸箱裝配圖、箱體補(bǔ)充加工圖，進(jìn)行了軸、齒輪等零件的強(qiáng)度校核。較好地完成了設(shè)計(jì)要求，在提高了產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高了效益。大體掌握了組合機(jī)床的制造過(guò)程。組合機(jī)床上主軸箱的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)是繪制上主軸箱樹(shù)形圖，主軸箱屬性圖實(shí)際上是借鑒了通用機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的轉(zhuǎn)速圖、結(jié)構(gòu)圖經(jīng)演化而得。由于主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)原動(dòng)件帶動(dòng)多個(gè)從動(dòng)件，沒(méi)有變速機(jī)構(gòu)，而傳動(dòng)路線條數(shù)卻很多，出現(xiàn)許多分支。從圖形上看，驅(qū)動(dòng)軸相當(dāng)于樹(shù)根，各主軸及油泵軸均為末端件，相當(dāng)于各條樹(shù)枝的末梢，故形象地命名為“樹(shù)形圖” 。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床,上主軸箱,三圖一卡,樹(shù)形圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 II 頁(yè) The Oil Pan is 4 Cylinder Combination DrillingⅠSpindle Box DesignAuthor：Pang Yu JiangTutor：Jia Bai HeAbstractMachinery manufacturing equipment is the development of the machinery industry the most main link, at present, mechanical processing to the precision requirement more and more high, machinery factory in order to lower manufacturing costs, improve the machining quality, the combination machine tools in the manufacturing industry is more and more extensive application, and has shown great advantage. Combination machine tools is mainly by the size of the processing components to ensure the precision and location accuracy, high speed and high efficient to the finish of machining. In the design of the combination machine tools, spindle box processing technology is the key. Draw spindle box design original moved to figure, draws up the spindle box transmission line, application optimization methods decorate gear, sure drive parameters and draw the spindle box, box added processing chart assembly drawings, and axle, gears and parts of intensity. Combination machine tools spindle box foundation link is drawing spindle box tree structures, spindle box tree structures is actually lessons from the general machine main transmission system used in the design of the speed diagram, the structure of the evolution. Due to the spindle box transmission system is a former move a drive more follower, no speed changing institutions, and transmission line number but many article, appear many branches. From graphics, it is equivalent to the roots of the drive shaft, the spindle and oil pump shaft are at the end of a thing, which is equivalent to the various peripheral branches, so the image of the named "tree structures". Key words: transfer and unit machine , Headstock , a three charts card Trees黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 III 頁(yè) 目錄1.緒 論 .............................................................................................................................................................11.1 課題背景及目的 ................................................................................................................................11.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況 ...............................................................................................................................21.3 論文構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................................................32.加工工藝分析 ...............................................................................................................................................43.多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達(dá)方法 ...................................................................................................................63.1 多軸箱的組成 ...................................................................................................................................63.2 多軸箱總圖繪制方法特點(diǎn) ...............................................................................................................63.3 多軸箱通用零件 ...............................................................................................................................74.多軸箱的設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................................84.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 ...........................................................................................................84.2 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算 .....................................................................................................104.2.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定 ..................................................................................104.2.2 多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 ......................................................................................................104.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) .............................................................................................................................114.3.1 擬定傳動(dòng)路線 ......................................................................................................................114.3.2 確定驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸 ..............................................................................................124.3.3 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù) ..............................................................................................124.4 繪制多軸箱總圖及零件圖 .............................................................................................................174.4.1 多軸箱零件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................174.4.2 多軸箱總圖設(shè)計(jì) ..................................................................................................................175. 組合機(jī)床多箱 CAD 系統(tǒng) .........................................................................................................................20結(jié)論 ................................................................................................................................................................21致 謝 ..............................................................................................................................................................22參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................23黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 1 頁(yè) 1.緒 論1.1 課題背景及目的組合機(jī)床（圖 1.1）組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動(dòng)或自動(dòng)專用機(jī)床。圖 1.1組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。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，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。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)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。組合機(jī)床具有如下的特點(diǎn)：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 2 頁(yè) (1)主要用于棱體其零件和雜件的孔面加工。(2)生產(chǎn)率高。因?yàn)楣ば蚣?，可多面、多工位、多軸、多刀同時(shí)自動(dòng)加工。(3)加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚬潭?，可選用成孰的通用部件、精密夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來(lái)保證加工精度的一至性。(4)研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)，成本低。因?yàn)橥ㄓ没⑾盗谢?biāo)準(zhǔn)化程度高，通用零部件占 70％～90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)制或外購(gòu)。(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?？砂垂ぜ蚬ば蛞?，用大量通用部件和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機(jī)床及自動(dòng)線；機(jī)床易于改裝：產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件一般還可以重復(fù)利用。1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。最早的組合機(jī)床是 1911 年在美國(guó)制成的，用于加工汽車零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953 年美國(guó)福特汽車公司和通用汽車公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。二十世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和刀具自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá) 0.05 毫米／1000 毫米，表面粗糙度可低達(dá) 2.5～0.63 微米；鏜孔精度可達(dá) IT7～6 級(jí)，孔距精度可達(dá) 0.03～0.02 微米。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。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，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。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)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動(dòng)力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件。主要有動(dòng)力箱、切削頭和黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 3 頁(yè) 動(dòng)力滑臺(tái)。支承部件是用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等?？刂撇考怯靡钥刂茩C(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺(tái)組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見(jiàn)的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。1.3 論文構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容目前，組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。其中孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。隨著綜合自動(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正在擴(kuò)大到車外圓、行星銑削、拉削等工序。此外還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)裝配和檢索、清洗等非切削工作。組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中以獲得廣泛的應(yīng)用；在一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程機(jī)械等制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機(jī)床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋、汽缸體、變速箱體、電機(jī)座等。我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展起步比較晚，但通過(guò)不斷引進(jìn)大量先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過(guò)科技人員的積極消化和吸收，與時(shí)俱進(jìn)，努力奮斗，使我國(guó)的組合機(jī)床技術(shù)有了迅速發(fā)展。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為 4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼組合鉆床Ⅰ主軸箱設(shè)計(jì)，主要有以下幾部分組成：緒論、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多軸箱設(shè)計(jì)。另外論文還包括總體結(jié)構(gòu)圖和主要零件的結(jié)構(gòu)圖。本次設(shè)計(jì)研究的主要是 4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼組合鉆床Ⅰ主軸箱設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，同時(shí)介紹齒輪位置的設(shè)計(jì)和齒輪軸以及其它部件的選用。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 4 頁(yè) 2.加工工藝分析加工對(duì)象：4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼材料牌號(hào)：HT250材料硬度：HB190-240加工內(nèi)容：在 4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼鉆 11 個(gè)孔生產(chǎn)批量：50 萬(wàn)臺(tái)/年工藝方案的擬定是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q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)合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬定出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。本工序中兩個(gè)工藝定位銷孔作為基準(zhǔn)，同時(shí)加工：(1)在 4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼上鉆 11 個(gè)孔（圖 2.1） ，Ф 11mm圖 2.1黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 5 頁(yè) 本工序中滿足工藝方案基本原則：粗精加工分開(kāi)原則；工序集中原則（適當(dāng)考慮相同類型工序的集中；有相對(duì)位置精度要求的工序應(yīng)集中加工） 。滿足在制定加工一個(gè)工件的幾臺(tái)成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 6 頁(yè) 3.多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達(dá)方法多軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸的動(dòng)力部件。其動(dòng)力來(lái)自通用的動(dòng)力箱，與動(dòng)力箱一起安裝于進(jìn)給滑臺(tái)，可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔等加工工序。多軸箱一般具有多根軸同時(shí)對(duì)一列孔系進(jìn)行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動(dòng)件；后者機(jī)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(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱” ，即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺(tái)導(dǎo)軌來(lái)保證加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具的設(shè)計(jì)方法基本相同。處于本設(shè)計(jì)的考慮，下面僅介紹大型通用多軸箱的設(shè)計(jì)。3.1 多軸箱的組成大型通用多軸箱由箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組成，其基本結(jié)構(gòu)包括：箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等箱體類零件；主軸、傳動(dòng)軸、手柄軸、傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱或電動(dòng)機(jī)齒輪 13 等傳動(dòng)類零件；葉片泵、分油器、注油標(biāo)、排油塞、油盤（立式多軸箱不用）和防油套等潤(rùn)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或兩排 24mm 寬的齒輪。3.2 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)注個(gè)軸軸號(hào)及主軸和驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 7 頁(yè) 轉(zhuǎn)向。(2)展開(kāi)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(duì)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(hào)；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)。3.3 多軸箱通用零件多軸箱通用零件包括：通用箱體類零件、通用主軸、通用傳動(dòng)軸、通用齒輪和套。為節(jié)約時(shí)間，把握設(shè)計(jì)重點(diǎn)，其詳細(xì)不在此列說(shuō)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 8 頁(yè) 4.多軸箱的設(shè)計(jì)目前多軸設(shè)計(jì)有一般設(shè)計(jì)法和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法兩種。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)多軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過(guò)人機(jī)交互方式，可迅速、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、零件圖和箱體補(bǔ)充加工圖，打印出軸孔坐標(biāo)及組件明細(xì)表。一般設(shè)計(jì)發(fā)的順序是：繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸及齒輪擬定傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)（也可用計(jì)算機(jī)計(jì)算和驗(yàn)算箱體軸孔的坐標(biāo)尺寸） 、繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細(xì)表。具體內(nèi)容和方法簡(jiǎn)述如下。4.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下：(1)根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制對(duì)軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)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(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時(shí)，要特別注意：主軸和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反。其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標(biāo)值。(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(shí)針轉(zhuǎn)向（面對(duì)主軸看）可不標(biāo)，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。(4)標(biāo)明動(dòng)力部件型號(hào)及其性能參數(shù)等。圖 4.1 所示為 4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼組合鉆床Ⅰ主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 9 頁(yè) 注：1. 被加工零件編號(hào)及名稱：4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼。材料及硬度：HT250，190～240HBS。2. 主軸外尺寸及切削用量（表 4.1） 。3. 動(dòng)力部件 1TD32Ⅰ，電動(dòng)機(jī)功率 2.2KW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1430r/min。 表 4.1 主軸外尺寸及切削用量主軸外伸尺寸（ mm）切削用量軸號(hào)D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/min)5、67、8 32/20115 鉆 4-Ф11mm 通孔354 11.48 5017、18、19 32/20115 鉆 3-Ф11mm 通孔406 11.48 5020、21、21、2332/20 115 鉆 4-Ф11mm 通孔388 11.4850黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 10 頁(yè) 4.2 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算4.2.1 主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定(1)主軸形式的確定 主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔時(shí)常采用滾珠軸承主軸；擴(kuò)、鏜、鉸孔等工序常采用滾錐主軸；主軸間距較小時(shí)常選用滾針軸承主軸。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動(dòng)軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后再檢驗(yàn)?zāi)承╆P(guān)系軸頸。主軸上選用深溝球軸承外加推力球軸承，配合使用，用來(lái)承受軸向力。軸 15 和16 可以使用圓錐滾子軸承，他承載的能力大，可以承受軸向力。(2)主軸直徑的確定 主軸按其加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸初步確定為20mm。(3)齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù) m（單位為 mm）一般用類比法確定，也可按公式估算。本次設(shè)計(jì)多采用類比法。同時(shí)為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格一般不多余兩種?，F(xiàn)本設(shè)計(jì)中采用的模數(shù)為 2、3mm。4.2.2 多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算多軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。傳動(dòng)系統(tǒng)確定后，多軸箱所需功率 P 按下列公式計(jì)算：多 軸 箱P = P + P + P = P + P + P多 軸 箱 切 削 空 轉(zhuǎn) 損 失n1i??i切 削 n1i?i空 轉(zhuǎn) n1i??i損 失式中 P ——切削功率，單位 KW；切 削P ——空轉(zhuǎn)功率，單位 KW；空 轉(zhuǎn)P ——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位 KW。損 失每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查表獲得；每個(gè)軸上的空黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 11 頁(yè) 轉(zhuǎn)功率按［1］中的表 4－6 確定；每個(gè)軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1%。（1）切削功率的計(jì)算 主軸加工的工序內(nèi)容和切削用量一樣，主軸的切削功率一樣。主軸的切削轉(zhuǎn)矩 T =10D1.9f HB 。18.06.進(jìn)給量 f ＝50mm/min＝(50÷430)mm/r = 0.116mm/r1布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max31maxax31切削轉(zhuǎn)矩 T =10D1.9f HB18.06.＝10×11 1.9×0.116 ×223.338.06.0＝26×11×0.229×25.667=4476.87N.mm主軸的切削功率 P ＝ ＝ ＝ 0.1528KW1DTvπ974014.387?切削功率 P ＝ P ＝11×P切 削n1i??i切 削 1＝1.6808KW(2)空轉(zhuǎn)功率的計(jì)算 主軸 3、4、5、6、11、12、14、9、8、10、13、17 的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表 4－6 得：P ＝0.03KW。1空 轉(zhuǎn)P = P ＝11×P空 轉(zhuǎn)n1i??i空 轉(zhuǎn) 空 轉(zhuǎn)＝11×0.03＝0.33KW(3)損失功率的計(jì)算 總的功率損失 P ＝ P ＝0.0168KW損 失n1i??i損 失多軸箱所需功率 P ＝P + P + P ＝1.6808+0.33+0.0168＝2.0276KW多 軸 箱 切 削 空 轉(zhuǎn) 損 失4.3 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.3.1 擬定傳動(dòng)路線把主軸 5、6 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 3；把主軸 7、8 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 12 頁(yè) 心傳動(dòng)軸 4；在軸 3、4 中心線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 2；通過(guò) 1 軸和 0 軸鏈接；把主軸18、19 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 15；把主軸 21、22 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 13；在 17 主軸外設(shè)置一傳動(dòng)軸 16，軸心和軸心 15 的同一水平線；在 23 主軸外設(shè)置一傳動(dòng)軸 12，軸心和軸心 13 的同一水平線；在 20 主軸外設(shè)置一傳動(dòng)軸 14，軸心在同一水平線；把傳動(dòng)軸 12、13、14 視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動(dòng)軸 10；把傳動(dòng)軸 15、16 視為一組直線分布主軸，在兩傳動(dòng)軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 11；把傳動(dòng)軸 10、11 視為一組直線分布傳動(dòng)軸，在兩傳動(dòng)軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 9；通過(guò) 9 軸和 0 軸鏈接，以此達(dá)到傳動(dòng)的目的。4.3.2 確定驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸根據(jù)原始依據(jù)圖 4.1，算出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如表 4.2 所示。表 4.2 驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)值坐標(biāo) 銷 01驅(qū)動(dòng)軸 0 主軸 8 主軸 7 主軸 17 主軸 18 主軸 19X 0.000 332.500 552.000 425.000 298.000 171.000 60.000Y 0.000 199.300 65.000 65.000 65.000 65.000 105.000坐標(biāo) 主軸 20 主軸 21 主軸 22 主軸 23 主軸 5 主軸 6 主軸 12X 60.000 60.000 171.000 298.000 425.000 552.000Y 225.000 345.000 385.000 385.0000 385.000 385.0004.3.3 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù)(1)確定傳動(dòng)軸 3 的位置及各齒輪的齒數(shù) 把主軸 5、6 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 3，可通過(guò)作圖初定。為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的壁厚 α≥2m(m 為齒輪模數(shù))。若取m＝3， ＝ ＝30，則從圖中量得中心距 ＝90mm，并按［1］中公式(4-3)、式z56 A35?黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 13 頁(yè) (4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'5z＝ － ＝ －30＝30 （設(shè)在第Ⅱ排）'5mA25390?＝n ＝(354× )r/min＝ 354r/min 35'z6＝30 （設(shè)在第Ⅱ排）根據(jù) 、 和 n5 、 n6 得 =354r/min z563(2) 確定傳動(dòng)軸 4 的位置及各齒輪的齒數(shù) 把主軸 7、8 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 3，可通過(guò)作圖初定。若取m＝3， ＝ ＝30，則從圖中量得中心距 ＝90mm，并按［1］中公式(4-3)、式z78 A74?(4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即： '7z＝ － ＝ －30＝30 （設(shè)在第Ⅱ排）'7m27390?＝ ＝(354× )r/min＝ 354r/min n47'z＝30 （設(shè)在第Ⅱ排）8(3) 確定傳動(dòng)軸 15 的位置及各齒輪的齒數(shù) 把主軸 18、19 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 15，可通過(guò)作圖初定。若取m＝3， ＝ ＝30，則從圖中量得中心距 ＝75mm，并按［1］中公式(4-3)、式z189 A518?(4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'18z＝ － ＝ －30＝20 （設(shè)在第Ⅰ排）'18mA21837?＝ ＝(406× )r/min＝610r/min n158'1z20黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 14 頁(yè) ＝30 （設(shè)在第Ⅰ排）z19（4) 確定傳動(dòng)軸 13 的位置及各齒輪的齒數(shù) 把主軸 21、22 視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 13，可通過(guò)作圖初定。若取m＝3， ＝ ＝30，則從圖中量得中心距 ＝75mm，并按［1］中公式(4-3)、式z21 A32?(4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'21z＝ － ＝ －30＝20 （設(shè)在第Ⅱ排）'21mA21375?＝ ＝(388× )r/min＝583r/min n132'1z0＝30 （設(shè)在第Ⅱ排）2（5）確定傳動(dòng)軸 14 的位置及各齒輪的齒數(shù) 主軸 20 在中心線上，把傳動(dòng)軸 14設(shè)置在和主軸 20 統(tǒng)一中心線上，可通過(guò)作圖初定。若取 m＝3， ＝30，則從圖中量z20得中心距 ＝75mm，并按［1］中公式(4-3)、式 (4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以A420? '20及轉(zhuǎn)速。即：＝ － ＝ －30＝20 （設(shè)在第Ⅱ排）'20zmA20375?＝ ＝(388× )r/min＝583r/min n1420'z（6）確定傳動(dòng)軸 12 的位置及各齒輪的齒數(shù) 12 傳動(dòng)軸設(shè)置在和 13 統(tǒng)一水平線上，可通過(guò)作圖初定。若取 m＝3， ＝30，則從圖中量得中心距 ＝75mm，并按z23 A123?［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'23＝ － ＝ －30＝20 （設(shè)在第Ⅱ排）'23A2075?＝ ＝(388× )r/min＝583r/min n123'2z3黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 15 頁(yè) （7）確定傳動(dòng)軸 16 的位置及各齒輪的齒數(shù) 16 傳動(dòng)軸設(shè)置在和 15 統(tǒng)一水平線上，可通過(guò)作圖初定。若取 m＝3， ＝30，則從圖中量得中心距 ＝75mm，并按z17 A167?［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'17＝ － ＝ －30＝20 （設(shè)在第Ⅰ排）'17A21735?＝ ＝(406× )r/min＝610r/min n167'1z20（8）確定傳動(dòng)軸 11 的位置及各齒輪的齒數(shù) 把軸 15、16 視為一組直線分布傳動(dòng)軸，在兩傳動(dòng)軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動(dòng)軸 11，可通過(guò)作圖初定。若取m＝2，在Ⅱ排 ＝ ＝42，則從圖中量得中心距 ＝77mm，并按［1］中公式(4-z156 A15?3)、式(4－5)、式(4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即： '15z＝ － ＝ －42＝35 （設(shè)在第Ⅱ排）'15mA21527?＝ ＝(610× )r/min＝732r/min n15'1z34＝42 （設(shè)在第Ⅱ排）16（9）確定傳動(dòng)軸 10 的位置及齒輪的齒數(shù) 把軸 12、13、14 到軸 10 的距離相同，可通過(guò)作圖初定。若取 m＝3，在Ⅱ排 ＝ ＝ =28，則從圖中量得中心距z12314＝78mm 并按［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式 (4－6)求得 齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：A120? '12z＝ － ＝ －28＝24 （設(shè)在第Ⅰ排）'12zmA12378?＝ ＝(583× )r/min＝680r/min n102'1z4＝ ＝ ＝28 （設(shè)在第Ⅰ排）12314黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 16 頁(yè) (10)確定傳動(dòng)軸 9 的位置及各齒輪的齒數(shù) 把傳動(dòng)軸 10、11 視為一組直線分布傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸 9 在中心線上，可通過(guò)作圖初定。若取 m＝3， ＝24，則從圖中量得z10中心距 ＝ 78mm， ＝79mm 并按［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式(4－6)求得A10?19?齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'10z＝ － ＝ －28＝24 （設(shè)在第Ⅰ排）'10zmA210378?＝ ＝(680× )r/min＝583r/minn910'24若取 m=2, ＝79mm 得19?＝ － ＝ －35＝44 （設(shè)在第Ⅱ排）'1zmA21279?(11)確定傳動(dòng)軸 2 的位置及各齒輪的齒數(shù) 把傳動(dòng)軸 3、4 視為一組直線分布傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸 2 在中心線上，可通過(guò)作圖初定。若取 m＝3，在第Ⅰ排 ＝ ＝40，則z34從圖中量得中心距 ＝ 97.5mm，并按［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式(4－6)求得32?齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：'3z＝ － ＝ －40＝25 （設(shè)在第Ⅰ排）'3zmA35.972?＝ ＝(354× )r/min＝ 566r/min n23'40＝40 （設(shè)在第Ⅰ排）z4（12）確定傳動(dòng)軸 1 的位置及齒輪齒數(shù) 軸 1 和軸 2 在同一水平線上，求得 的'2z齒數(shù)及轉(zhuǎn)速。即：＝ － ＝ －25＝27 （設(shè)在第Ⅰ排）'2zmA2378?黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 17 頁(yè) ＝ ＝(566× )r/min＝524r/min n12'z275(13)確定驅(qū)動(dòng)軸 0 的位置及其與軸 1 和軸 9 間的齒輪副齒數(shù) 在 1 軸第三排驅(qū)動(dòng)軸 0 在箱體的中心線上，9 軸和 1 軸的軸心在中心線上，取齒輪 0 的模數(shù) m＝3z3以及轉(zhuǎn)速為 =715 r/min，按公式得：n= 22Z0將傳動(dòng)設(shè)計(jì)的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)定格式標(biāo)在傳動(dòng)系統(tǒng)圖（圖001）中。最后計(jì)算各主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速如表 4.3 所示（與原始依據(jù)圖的要求基本一至，轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在 5％以內(nèi)） ；潤(rùn)滑泵轉(zhuǎn)速也符合要求。主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速主軸 5 主軸 6 主軸 7 主軸 8 主軸 17 主軸 18r/min 354 354 354 354 406 406主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速主軸 19 主軸 20 主軸 21 主軸 22 主軸 23r/min 406 388 388 388 3884.4 繪制多軸箱總圖及零件圖4.4.1 多軸箱零件設(shè)計(jì)多軸箱總圖設(shè)計(jì)中，大多數(shù)零件是選用通用件、標(biāo)準(zhǔn)件和外購(gòu)件；對(duì)于變位齒輪、專用軸等零件，則設(shè)計(jì)零件圖。4.4.2 多軸箱總圖設(shè)計(jì)通用多軸箱總圖設(shè)計(jì)包括繪制主視圖、展開(kāi)圖，繪制裝配表，制定技術(shù)條件等四黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 18 頁(yè) 部分。(1)主視圖 主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤(rùn)滑系統(tǒng)等。因此，繪制主視圖就是在設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖上標(biāo)出各軸編號(hào)，畫出潤(rùn)滑系統(tǒng)，標(biāo)注主軸、油泵軸、驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)向及坐標(biāo)尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標(biāo)注部分件號(hào)。(2)展開(kāi)圖 其特點(diǎn)是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則排列的。一般采用簡(jiǎn)化的展開(kāi)圖并以裝配表相互配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。繪制具體要求如下：1)展開(kāi)圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。2)對(duì)結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動(dòng)軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號(hào)即可。3)展開(kāi)圖上應(yīng)完整標(biāo)注多軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)洗尺寸、主軸外伸長(zhǎng)度等。(3)多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上應(yīng)注明多軸箱箱部裝要求。即：1)多軸箱制造和驗(yàn)收技術(shù)條件：多軸箱按 ZBJ58011-89《組合機(jī)床多軸箱制造技術(shù)條件》進(jìn)行制造，按 ZBJ58011-89《組合機(jī)床多軸箱驗(yàn)收技術(shù)條件》進(jìn)行驗(yàn)收。2)主軸精度：按 JB3043-82《組合機(jī)床多軸箱精度》標(biāo)注進(jìn)行驗(yàn)收。(4)主軸和傳動(dòng)軸裝配表（表 4.3） 把多軸箱中每根軸（主軸、傳動(dòng)軸、油泵軸）上齒輪套等基本零件的型號(hào)規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件等，按軸號(hào)配套，用裝配表表示。這樣使圖表對(duì)照清晰易看，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，方便裝配。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 19 頁(yè) 圖 4.3黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 20 頁(yè) 5. 組合機(jī)床多箱 CAD 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：組合機(jī)床多軸箱 CAD 系統(tǒng)是在 windows95/98/2000/NT 4、0 環(huán)境下開(kāi)發(fā)的刀具 CAD 軟件。該軟件以世界上最流行的微機(jī) CAD 系統(tǒng) AutoCAD R14/2000 為基礎(chǔ)，以多軸箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料 1T07 和 T07 為技術(shù)基礎(chǔ)，結(jié)合我國(guó)組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)特點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的，為工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)多軸箱提供極為方便、高效的軟件工具。軟件基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：本軟件綜合利用 Windows 環(huán)境的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)（DDE） 、目標(biāo)連接與嵌入技術(shù)（OLD） 、數(shù)據(jù)庫(kù)操作技術(shù)（ODBC、DAO、ADO） 、圖形軟件二次開(kāi)發(fā)技術(shù)（ARX） ，用 Visual C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與參數(shù)化設(shè)計(jì)相結(jié)合的組合機(jī)床多軸箱CAD 系統(tǒng)軟件內(nèi)容：該系統(tǒng)可用于鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、攻絲以及鉆攻復(fù)合的組合機(jī)床多軸箱的設(shè)計(jì)。交互選擇傳動(dòng)模型進(jìn)行齒輪排布，傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算，各種幾何干涉校核；傳動(dòng)部件的強(qiáng)度校核；自動(dòng)生成多軸箱裝備總圖，箱體補(bǔ)充加工圖，前、后、側(cè)蓋補(bǔ)充加工圖，專用零件圖；整理打印多軸箱零部件明細(xì)表。軟件應(yīng)用情況：本軟件已在山東華源萊動(dòng)內(nèi)燃機(jī)有限公司、上海市柴油機(jī)股份公司、江蘇恒力組合機(jī)床股份有限公司、無(wú)錫柴油機(jī)廠、無(wú)錫威孚集團(tuán)、常州柴油機(jī)股份公司、揚(yáng)州動(dòng)力機(jī)械廠、湖北光華組合機(jī)床股份有限公司、保定第二機(jī)床、大連專用機(jī)床廠等企業(yè)應(yīng)用，取得了顯著地社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 21 頁(yè) 結(jié)論科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。放眼古今中外，人類社會(huì)的每一項(xiàng)進(jìn)步，都伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。尤其是現(xiàn)代科技的突飛猛進(jìn)，為社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展和人類的文明開(kāi)辟了更為廣闊的空間，有力地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率要求越來(lái)越高，而加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化是重要措施之一。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)讓讓我想到大二設(shè)計(jì)的二級(jí)減速箱的設(shè)計(jì)，都設(shè)計(jì)到了齒輪的擺放，潤(rùn)滑等相同的問(wèn)題。不同的是這次設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑是由供油系統(tǒng)賴提供潤(rùn)滑。齒輪的定位是由定位套筒定位和軸端的擋圈定位。軸承的選用是以往設(shè)計(jì)中沒(méi)設(shè)計(jì)到的，選用了深溝球軸承和推力球軸承的配合使用，因?yàn)殂@孔需要的軸向力很到，而深溝球軸承只能承受很小的軸向力，為保證鉆孔時(shí)候機(jī)床的正常使用，必須配合推力球軸承。這次的設(shè)計(jì)主要參考的資料是謝家贏主編的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，還有機(jī)械手冊(cè)。讓我學(xué)會(huì)了如何使用手中的參考資料，如何和以往設(shè)計(jì)中相同之處和不同之處聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)對(duì)比讓我受益匪淺。此次設(shè)計(jì)繪圖先使用手工繪制草圖，然后使用計(jì)算機(jī) AutoCAD 繪圖，通過(guò)這次設(shè)計(jì)讓我熟練的使用這個(gè)軟件。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 22 頁(yè) 致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，請(qǐng)?jiān)试S我向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)聲謝謝，尤其感謝我的導(dǎo)師賈百合老師，他的博學(xué)多才令人折服，他的關(guān)心和支持尤為重要。我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了不少困難，當(dāng)我需要幫助的時(shí)候，賈老師每次不管忙或閑，總會(huì)抽出時(shí)間來(lái)找我面談，然后商量解決的方法。在導(dǎo)師一遍一遍不厭其煩的指導(dǎo)下，最終做出了令自己比較滿意的設(shè)計(jì)。另外，感謝學(xué)校能夠提供這次機(jī)會(huì)，讓我們單獨(dú)完成一個(gè)課題，通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我明白了很多關(guān)于設(shè)計(jì)方面的思路，也讓我對(duì)曾經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)，做了一次溫故和檢驗(yàn)。同時(shí)也提高了我們的實(shí)踐操作和動(dòng)手能力，讓我們養(yǎng)成了獨(dú)立思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，再次對(duì)我的母校表示由衷的感謝。當(dāng)然在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，很多老師也功不可沒(méi)。因?yàn)槊總€(gè)老師都有自己的強(qiáng)項(xiàng)，他們?cè)诤妥约旱膶W(xué)生講些要點(diǎn)的時(shí)候，我們都可以去聽(tīng)，去提問(wèn)題。提醒我從多面去檢查設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題。感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我一起走過(guò)的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予我?guī)椭呐笥褌?，感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的老師、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！ 同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。還有一些根本不認(rèn)識(shí)但給我們做設(shè)計(jì)提供了許多方便的人，如機(jī)房管理員，為了不耽誤我們做設(shè)計(jì)，周末也照上班等，細(xì)數(shù)、細(xì)想真讓人感動(dòng)。最后，讓我對(duì)上述老師、朋友再次說(shuō)聲謝謝!黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 23 頁(yè) 參考文獻(xiàn)［1］ 謝家瀛．組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.8［2］ 陳立德．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)．北京：高等教育出版社，2006.4［3］ 鄭修本．機(jī)械制造工藝學(xué)（第 2 版） ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.5［4］ 李奇涵．沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)．北京：科學(xué)出版社，2007［5］ 梁景凱，蓋玉先．機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.11［6］ 趙萬(wàn)生．特種加工技術(shù)．北京：高等教育出版社，2001.7［7］ 張海根．機(jī)電傳動(dòng)控制．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.12［8］ 賈民平，張洪亭，周劍英．測(cè)試技術(shù)．北京：高等教育出版社，2001.12［9］ 董紅玉，徐莉萍．機(jī)械控制工程基礎(chǔ)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.6［10］ 呂廣庶，張遠(yuǎn)明．工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，2001.9[11] 佟璞瑋. 中國(guó)組合機(jī)床市場(chǎng).《1999 中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)展望》[12] 謝家瀛. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.[13] 裘愉弢主編 《組合機(jī)床》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995[14] 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