【正文】 栓連接的安裝方案。直接鑄造在夾具體中。 1. 夾緊力的方向確定原則： （ 1） 夾緊力作用方向有利于工件定位，不能破壞定位； （ 2） 夾緊力方向盡量與工件剛度方向保持一致； （ 3） 夾緊力方向盡量與切削力工件重力方向一致； （ 4） 夾緊力作用點應(yīng)正對支撐元件或支撐元件形成的平面內(nèi)； （ 5） 夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。 結(jié)合夾緊力方向和作用點確定原則，確定在零件上方用螺母與下方的螺栓擰緊來夾緊工件。在設(shè)計主軸箱傳動系統(tǒng)時采取以下措施： (1)保證轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求用最少的傳動軸和齒輪 (數(shù)量和規(guī)格 )，以減少各類零件的品種。 (3)為使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪傳動副的傳動比都在 1～ 1． 5之間。 因孔間距小，為了解決主軸箱體軸承座孔之間的相互干涉，采用了滾針軸承支承方案，最終將常規(guī)方法下不能完成的排箱得以實現(xiàn)。 致謝 值此論文完成之際。在課題的進(jìn)行過程中，得到了北京福田汽車改裝廠的高級工程師于洪水同志、工程師姜會鈴?fù)竞臀以和诵萁淌诟稇c林老師的熱心幫助和支援，在此對他們衷心地說聲“謝謝”。在課題進(jìn)行中，導(dǎo)師不辭辛苦、耐心細(xì)致的指導(dǎo)，精神上給予我的鼓勵，將永存在我的記憶中。同時，在研制 16孔單工位組合鉆床時，遵循機(jī)械設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化原則，其他零部件都是通過設(shè)計計算選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，大大縮短了設(shè)計周期。 (5)鉆削加工切削力大，為了減少主軸的扭曲變形，主軸上的齒輪盡量安排靠近前支承。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符和標(biāo)準(zhǔn)時，采用了變位齒輪。具體設(shè)計如圖 43所示 結(jié)論 在深入了解企業(yè)需求及現(xiàn)狀，了解被加工零件的加工特點、精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求的基礎(chǔ)上，從企業(yè)實際情況出發(fā)，研制了這臺組合鉆床。即設(shè)計兩個帶有開槽墊圈的螺母夾緊，螺母外徑小 于工件在此處的孔徑，稍松螺母，取下開口墊圈，工件即可穿過螺母取出。鉆模板的設(shè)計如圖 42所示。確保鉆套軸線相對于定位支承的定位 精度及對夾具的第一安裝面的相互位置精度是鉆模板的主要技術(shù)要求之一。 固定鉆模板直接安裝在夾具體底座上而無相對移動，鉆模板上的鉆套相對于定位元件的安裝位置也是確定的。這里的配合間隙包括鉆頭與導(dǎo)套之間的間隙，還包括中問套和鉆模體之間的配合間隙。從導(dǎo)向設(shè)計的角度出發(fā)，提高這一精度的措施主要在于縮短導(dǎo)套至工件端面的距離2L 和減小導(dǎo)套的配合間隙。可換導(dǎo)套壓入鉆模板的襯套孔中，并用螺釘?shù)募绮垦剌S向夾壓，以防止導(dǎo)套在鉆孔過程中轉(zhuǎn)動和軸向位移。固定導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，能達(dá)到較高的位置精度要求。其作用在于：保證刀具對于工件的正確位置；保證各刀具相互問的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛度。 （ 1）夾具體，如夾具體裝配圖中所示，其一個水平面控制了兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度。 4． 2． 2定位支承元件及其布置 由于飛錘 R801外部形狀比較不規(guī)則，所以對飛錘的定位設(shè)計可以尋找加工好的面或者不需要加工的面。在設(shè)計定位支承系統(tǒng)時，遵循以 下原則： (1)合理布置定位支承元件，力求使其組 成較大的定位支承平面?？紤]夾具的工作效率時與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相協(xié)調(diào)，沒有盲目地追求先進(jìn)。 機(jī)床夾具的種類很多，形狀千差萬別，為了設(shè)計和制造方便，一般按某一屬性進(jìn)行分類，如按所使用的機(jī)床分：車床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具和鉆床夾具。工件在夾具定位之后引進(jìn)加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時在切削力的作用下不離開已獲得的定位，有時同一個元件既能定位，也具有夾緊的雙重功效。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向、以及裝卸工件時起限位作用的。手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，其周圍應(yīng)有較大孔間。通常油泵齒輪放在第Ⅰ排，以便于維修。 2．本組臺鉆床主軸所采用的支承結(jié)構(gòu) （ 1）前支承為推力球軸承和向心球軸承組合，后支承為向心球軸承。因是鉆削加工 主軸，需承受較大的單向軸向力，所以優(yōu)選向心球軸承和推力球軸承組合的支承結(jié)構(gòu)，且推力球軸承配置在主軸前端。 為使軸的強(qiáng)度足夠，每個鍵槽處直徑增加 5％，計算結(jié)果按通用傳動軸的系列參數(shù)圓整。39。 （ 2）基于原則之上，選取定位銷為坐標(biāo)軸原點，定位銷豎直向上的方向為 y軸，定位銷水平方向為 x軸。5z = 39。7r =26 39。 與之嚙合的齒輪選取 z=30，利用幾何作圖法可確定齒輪對應(yīng)傳動軸的位置，選取傳動軸公稱直徑為 20? 。 為減小傳動軸的種類，所有傳動軸的直徑初選 20mm. 3.（ 1）已知各主軸及驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速 1n = 2n =597r /min 3n = 4n =796r /min 驅(qū)動軸 0n =715 r /min （ 2）各主軸總傳動比 ,2,10?i = = ,4,30?i = = （ 3）設(shè)計傳動軸 由于主軸分布呈直線狀，雖然主軸相對集中，但是與驅(qū)動軸距離太 近，無法直接傳動，只能靠傳動軸間接傳遞，而且所需要的轉(zhuǎn)速大小不一樣，因此選擇使用一根中間軸帶動兩根主軸實現(xiàn)，由于主軸數(shù)比較少，且軸對稱。 1. 齒輪模數(shù) m 可按下式估算： m=(30～ 32) 3 )/(ZNP (31) 式中： m—— 估算齒輪模數(shù) P—— 齒輪所傳遞率（ kw） Z—— 對嚙合齒中的小齒輪齒數(shù) N—— 小齒輪的轉(zhuǎn)速（ r/min） 除了驅(qū)動軸齒輪以及與驅(qū)動軸嚙合的齒輪模數(shù) m=3，其余齒輪模數(shù)均取m=2。 (1)主軸箱輪廓尺寸 400 320mm (2)工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸。不但將常規(guī)狀況下不能完成的排箱得以實現(xiàn)，而且所設(shè)計的主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)了需在多工序完成的鉆削加工，現(xiàn)用同一工步完成的設(shè)計構(gòu)思。 第三章 主軸箱設(shè)計 主軸箱是組合機(jī)床的重要組成部件，它是選用通用零件，按專用要求進(jìn)行設(shè)計的。 ①確定主軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱厚度是一定的，臥式 325mm。一般在 850～ 1060mm之間選取 。 η為多軸箱傳動效率，加工黑色金屬時η＝ ～ ；有色金屬時η＝～ ，本系統(tǒng)加工鑄剛，取η＝ ?；_與側(cè)底座之間用調(diào)整墊，這樣可以保證最低主軸中心與最低被加工孔在垂直方向上等高。允許最大進(jìn)給力 12500N，工作進(jìn)給速度范圍 20～ 650mm／ min，快速移動速度 10m／ min，機(jī)械滑臺支承總長 940mm。后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，以方便裝卸刀具，取為 260mm．工作行程為 60mm，故滑臺的總行程長度為400mm。 C．滑臺進(jìn)給速度的確定 椐被加工件的實際要求，考慮刀具的耐用度，選滑臺的進(jìn)給速度為 60mm／ min。 (1)選用動力部件 主要指選擇型號、規(guī)格合適的滑臺和動力箱。即： 9L = 7L + 8L (2． 9) 因為是固定 式夾具鉆孔的機(jī)床，動力頭快退的行程，只要把所有刀具都退到導(dǎo) 套內(nèi)，不影響工件的裝卸即可。如圖24所示。如圖 22所示。因此，為保證主軸籍上各刀具能同時到達(dá)加工極限位置 ，就需要在主軸與刀具之聞設(shè)置一中間可調(diào)環(huán)節(jié) —— 刀具接桿。 (4)確定主軸直徑及各主軸外伸長度 主軸直徑： d= B4100M (2． 6) 式中： d—— 軸的直徑 (mm) M——— 主軸承受的轉(zhuǎn)矩 (N ②導(dǎo)向數(shù)量的確定 報據(jù)工件形狀、刀具剛度及工 作情況采用單導(dǎo)向。加工示意圖表示被加工零件在機(jī) 床上的加工過程，刀具、輞具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對位置關(guān)系、機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。 2． 4． 1被加工零件工序圖 根據(jù)被加工零件的機(jī)械加工工藝過程卡如表 23所示，制定出被加工零件工序 圖。 表 21各主軸轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 各主軸轉(zhuǎn)速 n(r／ min) 各主軸刀具進(jìn)給量 f(mm∕ r) 備注 Ф 8mm孔 初選切削速度 15 m／ min 初選進(jìn)給速度 60 mm／ min Ф 6mm孔 2． 3． 2確定切削力 F、切削轉(zhuǎn)矩 M、切削功率 P 根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設(shè)計的依據(jù)：確 定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動件 (齒輪、傳動軸等 )的尺寸：確定切削功 率，用以選擇動力箱電機(jī)功率。這個進(jìn)給量是適合所有刀具的平均值。 目前，組合機(jī)床切削用量的選則。 (5)夾具形式對機(jī)床方案的影響 從工件形狀看，似乎可采用立式機(jī)床加工，但是考慮到對面孔之間的位置精度，立式鉆床無法保證，因而采用臥式加工方案。 (2)機(jī)床生產(chǎn)率 根據(jù)工件的生產(chǎn)類型，完全可以采用單工位固定夾具的機(jī)床型 式。通 常根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)床配置型式的選擇。將加工 4孔工序集中于一臺鉆床，可提高組 合機(jī)床的利用率。因為多軸鉆孔時產(chǎn)生很大的切削力，為使工件在加工過程中不產(chǎn)生位移和振動，必須將工件牢固夾住，并且有足夠的加壓剛度，這樣可使加壓合力落在定位平面之內(nèi)，且接近定位平面的中心，使工件加壓后定位穩(wěn)定。因為鉆孔過程中，中心線可能偏斜，在鉆頭進(jìn)口處的位置精度比出口處的好，有利于兩個零件的裝配。 (2)加工零件的特點 被加工件材料為 ZG40Cr。主要考慮以下因素： (1)工藝過程和加工精度的要求 被加工零件有 4孔待加工，且相互之間位置精度要求為 Ф 。 底座、滑臺、動力頭等通用部件的合理選用：齒輪箱排箱結(jié)構(gòu)緊湊：夾具部分 定位合理可靠；工件裝夾 方便靈活；刀具更換簡便；機(jī)械化程度高；減輕工人的勞動強(qiáng)度是本文研究的主要內(nèi)容。 1． 3本文研究的主要內(nèi)容 零件飛錘見附圖 l所示，有 4個孔待加工，原來采用的加工方案是在普通鉆床上逐孔加工，工人頻繁忙于裝夾工件、啟動機(jī)床、進(jìn)刀、退刀、停車及卸工件等，不僅工人勞動強(qiáng)度大，而且生產(chǎn)率也低， 不利于保證產(chǎn)品加工精度。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。據(jù)專家分析， 機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的圭軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。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各。 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、測最、控制、診斷監(jiān)控、清沈、裝配和試漏等技術(shù)。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實用，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)。根據(jù)工件加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可組成機(jī)床，這就是組合機(jī)床。 1． 2組合機(jī)床及發(fā)展概況 1． 2． 1組合機(jī)床的由來 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工藝要 求設(shè)計的專用部件組成的專用機(jī)床。 飛錘側(cè)面上，需加工的孔數(shù)量有多個，且為了生產(chǎn)效率一次要轉(zhuǎn)四個孔，還要保證同軸度，間距小，排列又分散。滿足企業(yè)的實際需要，既包含著通過改造以提高機(jī)床的使用性能和精度，以滿足生產(chǎn)的需要，也包含著技術(shù)上的先進(jìn)性與企業(yè)投入的可能性相一致。但是 Nr手段卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。通過實際運行結(jié)果證明：該 4孔單工位組合鉆床確實達(dá)到了“體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便， 效率高，質(zhì)量好”的要求。 本文從企業(yè)實際需求出發(fā)。由于在本臺組合鉆床上髓同時加工 4個孔，孔多、間距小，采用常規(guī)方法排箱無法實現(xiàn) 4孔的工序集中的加工方案。對本機(jī)床的關(guān)鍵部分：主軸箱和夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計。減少了裝卸零件所用時間，提高了生產(chǎn)效率。 按上述設(shè)計方案制造出的 4孔單工位組合鉆床與原方案加工工件的實驗結(jié)相比較，有以下幾個突出的優(yōu)點： 1． 提高了加工精度 在普通鉆床上加工，由于是采用多工步，各孔的位置精度不易保證，廢品率一般在 2％：采用 4孔組合鉆床，因為在設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)，都嚴(yán)格控制設(shè)計零件的精度，且是多刀同時加工，所加工出的零件位置精度均在要求范圍內(nèi)，廢品率為 0。 關(guān)鍵詞 ： 組合鉆床 主軸箱 夾具設(shè)計 傳動設(shè)計 The meaning of the designation of a bination drilling machine for R801flyweght ABSTRACT In view of the actual conditions of enterprises and on the basis of overall analyzing workpiece structure features， accuracy of size， surface roughness， accuracy of distance between drilled holes and other technical requirements， this article points out