【正文】 ...................................... 4 課題的意義 ............................................................................ 4 .................................................................................. 5 對工件進(jìn)行工藝分析 .............................................................. 5 檢查圖紙的完整性和正確性 ........................................ 5 分析工件的結(jié)構(gòu)特點 ................................................... 6 分析工件的材料及加工性能 ........................................ 6 工件的生產(chǎn)批量 .......................................................... 7 確定工件的加工方法 ............................................................. 7 對被改裝鉆床的分析 ............................................................. 7 總體布局 ............................................................................... 8 其他問題分析 ........................................................................ 9 ............................................................ 10 齒輪可調(diào)式三軸頭架的傳動原理及調(diào)整方法 ......................... 10 方案的工藝設(shè)計參數(shù) ............................................................. 11 Z535 鉆床動力所允許的工況條件 ............................. 11 三軸頭架的傳動設(shè)計 ............................................................. 18 齒輪的設(shè)計演算（參考《機械設(shè)計工程學(xué) I》） ........... 18 軸的設(shè)計與校核 ......................................................... 23 軸承的校核計算 ......................................................... 38 鍵的校核計算 ............................................................ 39 螺栓的設(shè)計校核計算（參考〈〈機械設(shè)計工程學(xué)Ⅱ〉〉） 40 夾頭夾緊力的計算校核 .............................................. 42 ..................................................................................... 45 ............................................................................................ 46 ............................................................................................... 47 ........................................................................................ 48 3 立式鉆床用軸均布多軸頭設(shè)計 摘 要 本文是立式鉆床用軸均布多軸頭設(shè)計，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)條件下法蘭盤類零件的螺孔加工。 主參數(shù)確定后便可以進(jìn)行多軸頭架的總體設(shè)計?？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。當(dāng)前制造業(yè)設(shè)備更新特別快，大部分企業(yè)遇到同一端面的多孔鉆削的零件時，為此購置專用設(shè)備又往往不經(jīng)濟(jì)的條件下，可以通過改造現(xiàn)有普通單軸鉆床使之具有多軸鉆削的能力。在法蘭盤周向均布孔的加工上應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛?？梢詫崿F(xiàn)同時 5 三孔位的加工，而且如果孔之間的距離有變化，可以隨時進(jìn) 行孔距的調(diào)節(jié)，使它能夠?qū)崿F(xiàn)多孔位的加工，那樣不僅可以節(jié)省時間、改善工人的勞動強度、提高勞動效率，而且對于機械行業(yè)也是一種革新。確定總體方案，包括下列內(nèi)容： 對工件進(jìn)行工藝分析 檢查圖紙的完整性和正確性 工件的圖紙應(yīng)能清晰的表達(dá)工件的形狀結(jié)構(gòu)，標(biāo)注全部尺寸及技術(shù)要求，說明工件的材料和所需要的工件數(shù)量等。如材料的軟硬對刀具進(jìn)給量、走刀量都有較大的影響。工件批量大時要求要考慮機床的專用性，工件批量小時要求要考慮機床的通用性。 對被改裝鉆床的分析 分析被改裝鉆床時包括的主要內(nèi)容有：（ 1）分析機床能否適應(yīng)改裝要求；（ 2）調(diào)查和了解機床的使用情況；（ 3）考慮機床的 8 動力情況；（ 4）分析改裝后機床的強度和剛度問題。在完成一批生產(chǎn)任務(wù)后，三軸頭架可以從鉆床上拆下來，立式鉆床恢復(fù)原貌，不會影響鉆床原來的參數(shù)。最后，繪制多軸頭架與機床的總聯(lián)系尺寸圖，以表達(dá)所才用的總體布局，規(guī)定聯(lián)系尺寸，并確定主要的技術(shù)參數(shù)。 10 齒輪可調(diào)式三軸頭架的傳動原理及調(diào)整方法 可調(diào)式三軸頭架的傳動原理如圖 1 所示。 圖 1 三軸頭架傳動原理圖 11 圖 2 傳動原理簡圖 方案的工藝設(shè)計參數(shù) Z535 鉆床動力所允許的工況條件 多軸頭架是根據(jù)加工工件的需要進(jìn)行設(shè)計的，與之相配套的立鉆動力是否夠 用，設(shè)計前必須驗證。 m 功率 P=??P = 查 《工藝師》表 2815高速鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵（ 190HBS），當(dāng) d=10mm時，最大的進(jìn)給速度為 f=，對應(yīng)的 切削速度 V=12m/min 軸向力 F=3765N 轉(zhuǎn)矩 T= 綜上所述，高速鋼鉆頭加工碳素鋼（ 650b Mpa? ? ）時，m ax /f mm r? 高速鋼鉆頭加工灰鑄鐵（ 190HBS ）時，m ax 0 .5 6 /f mm r? （ 3） 用硬質(zhì)合金鉆頭（ YG8）鉆孔時 一般，用硬質(zhì)合金鉆頭用于加工灰鑄鐵，這里按HBS=190HBS 計算 據(jù)表 2811 硬質(zhì)合金鉆頭加工灰鑄鐵的進(jìn)給量（ HBS170HBS） 1 0 0 .2 5 0 .4 /d m m f m m r?? ,這里按 f=計算 查表得 ? ? 0vX? ? ? 410FC ? ? ? ? ? ? 有 15 ? ? 022 .2 101 47 .4 / m i n35 0. 2541 0 10 0. 25 1 22 74 .50. 11 7 10 0. 25 1 6. 1 .6. 1 47 .40. 96 1. 3330 30 10vmFNT N mTvP k w P k wd?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ? ?? 滿足功率要求。 取 ? 總傳動比 221 2 i i i i? ? ? 1 ?? 2 ?? 為保證頭架總體尺寸不至于過大，取小齒輪的齒數(shù)取 Z3=20，根據(jù)有關(guān)資料的設(shè)計經(jīng)驗，取模數(shù) m=2 則個齒輪的尺寸為： 小齒輪 Z3=20 33 20 2 40d Z m? ? ? ? ?mm 17 介輪 2220 3030 2 60Zd? ? ?? ? ?mm 中心輪 123 0 2 6 06 0 2 1 2 0Zd m m? ? ?? ? ? 齒輪齒數(shù)確定后，算得傳動比誤差，總齒數(shù)比為： 239。（約為50mm） 三軸頭架的傳動設(shè)計 齒輪的設(shè)計演算（參考《機械設(shè)計工程學(xué) I》） （ 1）選擇齒輪的材料 查表 8— 17 小齒輪選用 40Cr 調(diào)制處理 介輪選用 45 調(diào)質(zhì)處理 中心輪選用 45 正火處理 （ 2） 對中心輪進(jìn)行齒根彎 曲強度校核計算 由式（ 8— 66） 19 ? ?112aaF F S FKT Y Y Ybd m ????? 確定齒輪傳動精度等級，小齒輪的轉(zhuǎn)速算得為 ，最高達(dá) 1000r/min 左右，小齒輪的圓周速度 1 4 2 6 . 8 0 . 0 4 5 3 . 6 / m inv n d m??? ? ? ? ? 2 11 00 0. 04 13 8. 2 / m i nv nd m??? ? ? ? ? 參考表 8— 14， 8— 15 選取 齒寬系數(shù) ?? 查表 8— 23 按齒輪相對軸承為 懸臂布置 小齒輪轉(zhuǎn)矩，按最大值計算為 T3=(高速鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵時 )，根據(jù)介輪受力分析 3223 1 3 . 1 6 0 1 9 . 6 540TT d N md? ? ? ? 載荷系數(shù) K 由式（ 8— 54）得 AVK K K K K??? 使用系數(shù) ? 查表 820 動載荷系數(shù) ? 查表 857 齒向載荷分布系數(shù) ? ? 查表 860 齒 間載荷分布系數(shù) ? ? 查表 855 及 ? =0 得 查表 821 并查值 則動載荷系數(shù) K= = 齒型動載荷系數(shù)aFY 查圖 867 得 20 中心輪 1 ? 介輪 2 ? 應(yīng)力修正系數(shù)1aSY 查圖 868 中心輪 1 ? 介輪 2 ? 重合度系數(shù) Y? 由式 867 Y? =+?? =+ 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? 由式 871 ? ?F? =limF?=2 2 2lim 2 /F F N x FY Y S??????? / FS 彎曲 疲勞極限limF? 查圖 872 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式 870 得 81 6 0 6 0 1 4 0 1 ( 8 2 0 0 8 ) 3 . 2 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ?） 2N = 860 14 0 2 ( 8 20 0 8 ) 2. 2 10? ? ? ? ? ? ? 彎曲壽命系數(shù) 1NY? 查圖 873 尺寸系數(shù) 1xY? 查圖 874 安全系數(shù) ? 查圖 827 則 1 1 1l im 1 /F F N x FY Y