多軸鉆床多軸箱設(shè)計

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本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目: 多軸鉆床多軸箱的設(shè)計 學(xué) 院：________________________ 專 業(yè)：________________________ 姓 名：________________________ 學(xué) 號：________________________ 指導(dǎo)教師：________________________ 2016年3月9日 摘要 本設(shè)計介紹了多軸鉆床多軸箱的設(shè)計，設(shè)計中首先要了解工件的加工工藝路線及工序的計算，確定鉆孔主軸的直徑，初步選用電機(jī)型號及機(jī)床各部分部件。在多軸箱設(shè)計中，首先需要確定傳動系統(tǒng)，然后計算主軸坐標(biāo)，傳動部件的校核及最后多軸鉆床多軸箱總圖、原始依據(jù)圖等等相關(guān)圖紙的繪制。 本次設(shè)計有效地將多工位鉆孔工藝有機(jī)地結(jié)合為一體，這樣以來不但降低了機(jī)器成本，而且節(jié)省了加工時間，提高了工作生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞： 多軸鉆床多軸箱，主軸，總圖繪制，生產(chǎn)效率 Abstract The design on the Box axlebox more than the design, design is first necessary to understand the workpiece in the processing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice of motor Model and some parts of the machine. In multi-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindle box and check the total mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words: Multi axis drilling machine spindle, spindle, general layout drawing, production efficiency I 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 本課題研究的背景及意義 1 1.2 本課題國內(nèi)外研究概況 2 1.3 研究的主要內(nèi)容 4 2 組合機(jī)床總體設(shè)計 6 2.1 組合機(jī)床工藝方案擬定 8 2.2 加工工序圖 10 2.3 加工示意圖 11 2.3.1 刀具的分析 11 2.3.2 鉆孔靠模裝置選擇 12 2.3.3 選擇接桿、浮動卡頭 12 2.3.4 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 13 2.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 14 2.5 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡 15 3 多軸鉆床多軸箱的設(shè)計 16 3.1 多軸箱的組成及表示方法 17 3.2 多軸箱通用零件 18 3.3 繪制多軸箱原始依據(jù)圖 19 3.4 主軸齒輪確定、動力計算 20 3.5 多軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計 20 3.6 多軸箱坐標(biāo)檢查圖 21 結(jié)論 21 致謝 22 參考文獻(xiàn) 23 1 緒論 1.1本課題研究的背景及意義 我國生產(chǎn)的多軸鉆床多軸箱結(jié)構(gòu)簡陋，傳動效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的多軸鉆床多軸箱的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，多軸鉆床多軸箱的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的多軸鉆床多軸箱勢在必行！ 相信此種多軸鉆床多軸箱的出現(xiàn)將會大大提高機(jī)床的傳動能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實施，世界多軸鉆床多軸箱以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代，美國的HUGER公司將新開發(fā)的多軸鉆床多軸箱應(yīng)用到該公司的子公司---一個生產(chǎn)棒材的機(jī)械公司，經(jīng)過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼美國HUGER公司之后，德國的DESTO公司也看到了多軸鉆床多軸箱的利潤所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制多軸鉆床多軸箱，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進(jìn)行多軸鉆床多軸箱的研發(fā)工作。現(xiàn)在國外等著名多軸鉆床多軸箱的品牌中，都有多軸鉆床多軸箱的銷售，全世界多軸鉆床多軸箱的應(yīng)用越來越廣泛。有一點值得注意的是，多軸鉆床多軸箱的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此多軸鉆床多軸箱是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢。西方資本主義國家有巨大的多軸鉆床多軸箱銷售市場，機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國家的機(jī)械工業(yè)之一。 目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展多軸鉆床多軸箱的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題。自“九五”期間多軸鉆床多軸箱的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國的重大科技攻關(guān)計劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的多軸鉆床多軸箱。 我國從1953年開始生產(chǎn)多軸鉆床多軸箱，于1958年自行設(shè)計制造傳動半徑在50、70、90、120、500等棒材的多軸鉆床多軸箱之后，為了適應(yīng)棒材生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大直徑的多軸鉆床多軸箱。 為了滿足生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于1970年研制了大型多軸鉆床多軸箱。經(jīng)運轉(zhuǎn)實踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來技術(shù)人才，全身心地投入到了多軸鉆床多軸箱的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可夾持不同直徑棒料的傳動機(jī)，與同年12也投入市場，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤。近幾年又研制出PX1400/170多軸鉆床多軸箱，其設(shè)計能力為1750t/h，實際達(dá)到2508t/h，是設(shè)計值的1.6倍。 目前多軸鉆床多軸箱將逐漸被新型多軸鉆床多軸箱所代替。傳統(tǒng)的多軸鉆床多軸箱已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場的需要，迫切需要各種多功能的多軸鉆床多軸箱來滿足市場需求，如是福建金明公司加大人力開發(fā)出了五個規(guī)格十四種類型的多軸鉆床多軸箱，然而我國機(jī)械人業(yè)所需的多軸鉆床多軸箱全部依賴進(jìn)口，這使得國產(chǎn)機(jī)械人配備多軸鉆床多軸箱后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)多軸鉆床多軸箱，其成本提高不大，說明多軸鉆床多軸箱的市場前景令人樂觀。 1.2本課題國內(nèi)外研究概況 我們在2002來自于王健的以前的資料，他數(shù)十年的廢寢忘食建造了一個簡單的多軸鉆床多軸箱，開純機(jī)械時代。王健更設(shè)計出多功能多軸鉆床多軸箱，在這之后，臺灣教授顏洪森以傳統(tǒng)的多軸鉆床多軸箱為基礎(chǔ)，開發(fā)了一系列的多軸鉆床多軸箱，查建中和其他人一起以凸輪機(jī)構(gòu)為對象，共同鉆研考慮怎樣改良按壓力引發(fā)的角度以及零部件的分理?？傊瑐鹘y(tǒng)的對象加上科學(xué)的分析和先進(jìn)的理論，使得多軸鉆床多軸箱在國內(nèi)的研究范圍和深度得到了極大的豐富和發(fā)展。 何人最先取得此項專利已無可知曉，只了解到外國科學(xué)家在十九世紀(jì)末建造出了一部類似于多軸鉆床多軸箱的機(jī)械，整體部分是用齒輪以及連接桿件機(jī)構(gòu)組裝，但是卻沒有做出實物來加以佐證.20世紀(jì)初又有人運用齒輪以及連接桿件體系制造出類似的多軸鉆床多軸箱，然而相關(guān)資料中并沒有找到對這個作品的介紹，所以那個時候有關(guān)多軸鉆床多軸箱的研究還僅能思組成以及運動起來的規(guī)律。同期，又有兩位發(fā)明家麥吉以及弗蘭科創(chuàng)作了首部徹底用計算機(jī)操縱的多軸鉆床多軸箱。接下來幾年有關(guān)此機(jī)器的設(shè)計被充分的融入了運行操縱理論。1979年席羅思在行進(jìn)多軸鉆床多軸箱里加入了操縱水平行走的儀器，同樣在腿上加入了保持和校對偏向的裝置。20世紀(jì)末布朗、羅布特以及莎普恩斯研究了加入了液壓部件和直流電機(jī)的相應(yīng)多軸鉆床多軸箱。這都意味著人類對機(jī)械體系的認(rèn)識已從簡單的考慮邁入了整體操縱、計算機(jī)和高新科技的相互融匯貫通的康莊大道。從廣闊的視野、各種各樣的活動，還有和學(xué)術(shù)報告、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及另外別的角度的的詳細(xì)內(nèi)容，我們得到了包含定位、性質(zhì)以及應(yīng)用多軸鉆床多軸箱的大環(huán)境。多軸鉆床多軸箱已發(fā)展到注重提高生產(chǎn)效率，成品質(zhì)量穩(wěn)定性。最近，超多的市場已經(jīng)建立了多軸鉆床多軸箱的商業(yè)用途，像多軸鉆床多軸箱，它的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各種機(jī)械加工設(shè)備上面等。出色的多軸鉆床多軸箱技術(shù)不僅實現(xiàn)創(chuàng)建一個新的市場，也為提高機(jī)床的加工精度做出了非常重要的貢獻(xiàn)。在一個國家或地區(qū)有多軸鉆床多軸箱具有普遍偏向的方式。今后，會更加流行正在蓬勃發(fā)展的多軸鉆床多軸箱。OMG國標(biāo)早就認(rèn)可中介范例，ISO資質(zhì)也授與了能減少勞動力的多軸鉆床多軸箱。即使在大規(guī)模對土豆進(jìn)行去皮的活動，這是越來越多的多軸鉆床多軸箱的使用。多軸鉆床多軸箱研發(fā)情況固然都在被上述所整理，然而這些仍然是顯示出要把多軸鉆床多軸箱推向消費者。歐美等發(fā)達(dá)國家成立有相應(yīng)計劃，本國也需求更好的戰(zhàn)略，方能維持積極地有力發(fā)展。新服務(wù)多軸鉆床多軸箱對于市場具有應(yīng)用性很強(qiáng)的領(lǐng)域，比如孜孜不倦的創(chuàng)新產(chǎn)品、醫(yī)療項目、相關(guān)福利以及防不勝防的自然性或人為性災(zāi)難。在另一方面，雖然產(chǎn)自日本的工業(yè)多軸鉆床多軸箱依然是行業(yè)里最好的，但其他國家都在奮起直追。在關(guān)于實際使用中，美國提出了很多觀點。在美國有建立國家計劃項目，歐洲也是，如Horizon2020，我們的國家也需要更好的政策，才能保持健康的發(fā)展前景。 1.3研究的主要內(nèi)容 本次設(shè)計主要針對多軸鉆床多軸箱進(jìn)行設(shè)計，從多軸鉆床多軸箱的整理方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面： 1) 分析多軸鉆床多軸箱及其技術(shù)條件，收集設(shè)計資料； 2) 完成開題報告； 3) 多軸箱總體方案的確定； 4) 繪制多軸箱原始依據(jù)圖，坐標(biāo)檢查圖以及多軸箱裝配圖等； 5）完成畢業(yè)設(shè)計論文。 2 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。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機(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，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 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： 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、多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)。 2.3.1 刀具的選擇 刀具的類型的選擇決定于所鉆內(nèi)孔的性質(zhì)、所鉆內(nèi)孔在工件上的位置、工件的構(gòu)造與尺寸及生產(chǎn)的批量，一般根據(jù)相關(guān)工件的材料來進(jìn)行鉆頭的選取，通常選用細(xì)柄機(jī)用鉆刀H3（GB3464-83）。 2.3.2 鉆孔靠模裝置選擇 在組合機(jī)床上鉆內(nèi)孔多采用鉆孔靠模裝置。其原理仍然是“自引法”鉆孔。這種鉆孔裝置的進(jìn)給運動，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的靠模裝置有：TO281型鉆孔靠模裝置和TO282型靠模裝置。 本設(shè)計中采用了通用的TO281型鉆孔靠模裝置 TO281型鉆孔靠模 這種靠模裝置有鉆孔靠模和鉆孔卡頭配合組成，并由鉆孔裝置配置成鉆孔組合機(jī)床。 2.3.3 選擇接桿、浮動卡頭 加工內(nèi)孔時，常采用鉆孔靠模裝置和鉆孔卡頭及相配套的鉆孔接桿，鉆刀用相應(yīng)的彈簧夾頭裝在鉆孔接桿上。選用用于夾持M6～M30的機(jī)用鉆刀彈簧夾頭，選用鉆孔卡頭及鉆孔接桿。 2.3.4 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動到加工終了位置，又返回到原位的動作過程。 2.4 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、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 2.4.2繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖之前應(yīng)確定的內(nèi)容 2.4.2.1 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機(jī)床，液壓滑臺實現(xiàn)工作進(jìn)給運動，選用配套的動力箱驅(qū)動多軸箱鉆孔主軸。 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。確定鉆孔電機(jī)功率，應(yīng)考慮鉆刀鈍化的影響，一般按計算功率的1.5~2.5倍選取。 式中：——消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為kw； ——多軸箱的傳動效率，加工黑色金屬時取0.8~0.9，加工有色金 屬時取0.7~0.8，主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值。 則： =6x0.1636/0.8=1.09kw 1.09x2=2.18kw 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Y100L1-4型，功率為2.2KW）。 2.5 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。它是用戶驗收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 2.5.1 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=5000x(1+2%+2%)=520件 Q=A/tk=5200/2350=2.21件/h 2.5.2 實際生產(chǎn)率Q1 實際生產(chǎn)率是指設(shè)計機(jī)床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 Q1=60/T單 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] L1、L2——刀具第一、第二工作進(jìn)給長度，單位為mm； vf1 vf2——刀具第一、第二工作進(jìn)給量，單位為mm/min; t?！ǔ５毒咴诩庸そK了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10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 Q1≥Q 所以滿足生產(chǎn)率要求 3 多軸鉆孔多軸箱的設(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，故專用多軸箱通常指“剛性多軸箱”，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。通用多軸箱則采用標(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多軸箱。 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 [1]主視圖 用點劃線表示齒輪節(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系列動力箱配套的多軸箱同用零件，其標(biāo)記方法詳見相應(yīng)的配套零件表。 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)。 3.4 主軸、齒輪的確定及動力計算 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。 鉆孔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。 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)高速鋼鉆刀，對箱體上2-孔進(jìn)行鉆孔。 根據(jù)公式：d=6.2 (3-1) 可算出本設(shè)計中鉆孔主軸的大致直徑 式中：d——主軸直徑（mm） T——轉(zhuǎn)矩（Nm） 加工1#灰鑄鐵時T=0.195DP，由于本設(shè)計中D=5mm，P=0.8mm，所以 查[9]中表3-5鉆孔主軸直徑的確定，得螺紋M5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2根主軸同時對2個內(nèi)孔進(jìn)行鉆孔加工，所以2根主軸的相對位置應(yīng)與2個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。 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。 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) 式中 ——切削功率，單位為KW ——空轉(zhuǎn)功率，單位為KW ——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為KW 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[9]P62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 ==0.1636KW =3P=3x0.1636=0.49KW 3.4.5.3 空轉(zhuǎn)功率 由于主軸直徑為20mm，根據(jù)[9]P62表4-6： 主軸轉(zhuǎn)速為n=318r/min，根據(jù)插值法： (3-3) =3x0.028=0.084KW 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%=0.0115KW (3-4) 3.4.5.5 多軸箱所需進(jìn)給力計算 (3-5) 式中 ——各主軸所需的軸向切削力，單位為N F===5973.23N (3-6) =3F=3x5973.23=17919.352N 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 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。 3.5.2 擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法 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。 通過計算各軸所承受載荷的情況： <1100 由此可以得出，各軸實際承受的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸所能承受的扭矩最大值。因此其強(qiáng)度完全滿足要求。 多軸箱總裝配圖如下圖所示 3.6多軸箱坐標(biāo)計算檢查圖 坐標(biāo)計算是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置以及傳動關(guān)系，精確計算各中間傳動軸的坐標(biāo)。其目的是為多軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否合理。 六軸鉆孔多軸箱各主軸、驅(qū)動軸坐標(biāo)值見下表： 坐標(biāo) 銷O 驅(qū)動軸0 主軸1 主軸2 主軸3 主軸4 主軸5 主軸6 X 0.000 94.500 51.000 103.000 155.000 210.000 253.000 296.000 Y 0.000 175.000 179.000 209.000 179.500 174.500 199.500 174.500 3.6.2 計算傳動軸的坐標(biāo) 3.6.2.1 與一軸定距的傳動軸坐標(biāo)計算 軸9坐標(biāo)計算 已知軸5的坐標(biāo)（253.000，150.150），軸9的坐標(biāo)（253.000，51.330）。軸5與軸9之間的齒輪傳動參數(shù)（=40,=25,m=3）。 在圖中量得X=0.000,Y=97.500 根據(jù)嚙合中心距-9=m(+)/2=97.5(與實測結(jié)果相符),計算可得 x= ==0 y= ==97.500 =-x=253.000-0=253.000 =-y=150.150-97.500=51.330 軸10坐標(biāo)計算 已知軸3的坐標(biāo)（103.000，209.500），軸10的坐標(biāo)（73.360，277.440）。軸3與軸10之間的齒輪傳動參數(shù)（=50, =24,m=2）。 在圖中量得X=29.640,Y=67.800 根據(jù)嚙合中心距-10=m(+)/2=74(與實測結(jié)果相符),計算可得 x= ==29.65063237 y= ==67.80464881 =-x=103.000-29.65063237=73.34936763 =+y=209.500+67.80464881=277.30464880 3.6.2.2 與三軸定距的傳動軸坐標(biāo)計算 傳動軸4坐標(biāo)計算 =x3-x1=103.000-51.000=52.000 =y3-y1=209.500-179.500=30.000 =x2-x1=155.00-51.000=104.000 =y2-y1=179.500-179.500=0 =3604 =10816 =52 = -30.06666667 =51.000+52=103.000 =179.500-30.06666667=149.4333333 [2] 傳動軸5坐標(biāo)計算 =x8-x6=253.00-210.00=43.000 =y8-y6=199.500-174.500=25.000 =x7-x6=296.000-210.000=86.000 =y7-y6=174.500-174.500=0 =2474 =7396 =43 = -24.48 =210.000+43=253.000 =174.500-24.48=150.020 3.6.3 驗算中心距誤差 多軸箱體上的孔系是按照計算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能正常嚙合。因此，必須驗算根據(jù)坐標(biāo)計算確定的實際中心距A，是否符合兩軸間齒輪嚙合要求的標(biāo)準(zhǔn)中心距R，R與A的差值δ為δ=R-A。 驗算標(biāo)準(zhǔn)：中心距允差[δ]≤（0.001～0.009）mm 3.6.3.1 傳動軸與一軸定距驗算 軸10與軸3的中心距誤差 δ=R-A===0mm [2] 軸9與軸5的中心距誤差 δ=R-A===-0.006539816mm＜0.009mm，滿足齒輪嚙合要求。 3.6.3.2 傳動軸與三軸定距驗算 傳動軸與三軸定距驗公式δ= [1] 傳動軸4與軸1、2、3的中心距誤差 δ=R-A = 傳動軸4與軸1、2、3之間的標(biāo)準(zhǔn)中心距分別為、、 ===60mm 傳動軸4與軸1、2、3之間的實際中心距分別為、、 == =60.06666668mm == =60.06666668mm == =60.06666667mm 中心距誤差分別為 δ4-1==60-60.06666668≈-0.067mm δ4-2==60-60.06666668≈-0.067mm δ4-3==60-60.066666667≈-0.067mm δ4-1、δ4-2、δ4-3都大于0.009，因此軸4與軸1、軸4與軸2、軸4與軸3之間的齒輪需要采用變位齒輪，變位量為Δ=0.067mm，Δ=0.067mm，Δ=0.067mm。 其中多軸鉆床多軸箱檢查尺寸坐標(biāo)圖如下圖所示： 多軸鉆床多軸箱檢查尺寸坐標(biāo)圖 結(jié) 論 至此，我的畢業(yè)論文總算接近尾聲了，在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計里，讓我收獲很多，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，使我學(xué)會了各種軟件的使用和如何用最快的方法查找相關(guān)設(shè)計資料，每每遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度。 我的畢業(yè)設(shè)計是多軸鉆床多軸箱的設(shè)計，通過前期的初稿，到處搜集資料，準(zhǔn)備做畢設(shè)的工作到完成畢設(shè)的這個過程，讓我深深了解到知識的重要性，讓我更加明白了知識要不斷學(xué)習(xí)，不斷研究，積極上進(jìn)才能做的更好。我的同學(xué)們都很幫助我，在我不懂的時候都是虛心教我的，讓我明白了知識的力量。有了知識才能結(jié)交朋友，更好的發(fā)揮自已的特長，跟同學(xué)們一起學(xué)習(xí)，能夠做到取長補(bǔ)短。我能順利完成的畢業(yè)設(shè)計，需要感謝我的同學(xué)和我的老師，是他們幫助我，給我思路，開導(dǎo)我，才讓我順利通過。 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類多軸鉆床多軸箱設(shè)計的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。 參考文獻(xiàn) [1] 陳錫棟 周小玉.實用鉆床設(shè)計手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.7 [2] 彭建聲 秦曉剛.多軸箱技術(shù)問答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4 [3] 王文廣 田寶善 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