【正文】 /ab N mm???? 彎曲平均應(yīng)力 0m?? 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力幅相等 36 21 6 . 5 3 8 . 2 7 /22am N m m???? ? ? ? C 確定影響系數(shù) 軸的材料圍 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 表 41查得 2600 /b N mm? ? 21 275 /N mm?? ? 21 140 /N mm?? ? 配合邊緣有效應(yīng)力集中系數(shù) k? 、 k? 查表得 ?? 、?? 尺寸系數(shù) ?? 、 ?? ，根據(jù)軸截面為圓截面查圖 418得 ?? ? 、?? ? 表面質(zhì)量系數(shù) ?? 、 ?? ，據(jù) 2600 /B N mm? ? ，表面的加工反復(fù)法為磨削，查圖 419 ?????? 材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ?? 、 ?? 取 ?? ? ，0. 5 0. 5 0. 1 0. 05????? ? ? ? 由上面結(jié)果可知 1 275 2 0 . 92 . 2 4 . 4 9 0 . 1 00 . 8 0 . 9 4mS k?? ?????????? ? ?? ? ?? ? 1 140 7 . 9 51 . 7 2 8 . 7 2 0 . 0 5 0 8 . 2 70 . 8 8 0 . 9 4mS k?? ?????????? ? ?? ? ? ?? ? 有 37 ? ?2 2 2 22 0 . 9 7 . 9 5 7 . 4 3 1 . 5 1 . 82 0 . 9 7 . 9 5ca SSSSSS?????? ? ? ? ??? 查表 44中許用 安全系數(shù) ??S 值，則可知該軸安全。對(duì)于 36207型角接觸球軸承，查得 mm? ,因此 軸的支承跨矩 L=+20+= 軸的懸臂距 L=（ ） +4+10= 中心輪與三個(gè)介輪嚙合，而且介輪均布。為了安裝軸承，左端用軸肩定位 ，取 m=3mm,則 L=3+17+20+17+4=61mm. 軸段 4 該軸段安裝齒輪，左端用軸肩定位，右端用彈性擋圈定位，取軸段直徑 d=32mm，已知齒寬 20mm,為了 更 好 地 壓 緊 齒 輪 ， 按 擋 圈 的 配 合 要 求 ，l=,L=20+1+3=24mm。軸上有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 3～ 5%，故 m in m in 1 ( 1 5 % ) 2 7 . 9 ( 1 5 % ) 2 9 . 3d d m m? ? ? ? ? ? 4） A 擬定軸上零件的裝配繁方案（見圖 6） B 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段 1 跟機(jī)床主軸的 4 號(hào)莫氏錐度配合，錐度長103mm,加上過渡部分總長 L=103+7=120mm,大端直徑為。 5） 軸的強(qiáng)度校核 A 求軸的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出計(jì)算簡(jiǎn)圖，因?yàn)楦髁怯升X 輪 上 傳 遞 過 來 的 ， 所 以 對(duì) 只 論 受 力 分 析 時(shí) ，13655ttF F N?? ， 13 F N?? 。 A 截面處的 、 、 M 及 ? ? 260 /N mm? ? 的數(shù)值如下 彎矩 HM 和 VM 水平面 26200HM N mm?? 垂直面 9536VM N mm?? 合成彎矩 M 2 2 2 2( ( 2 6 2 0 0 9 5 3 6 ) 2 7 8 8 1 . 5 .HVM M M N m m? ? ? ? ? 扭矩 T 13100 .T N mm? 當(dāng)量彎矩 22 2 2( ( ) ( 8 3 6 4 .4 ( 0 .6 1 3 1 0 0 ) 1 1 4 7 7 .9 .caM M T N m m?? ? ? ? ? ? B）校核軸的強(qiáng)度 27 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 41 查得 2650 .B N mm? ? ，則 ? ? B??? ，即 58～ 65N/mm,取 ? ? 260 /N mm? ? ，軸的計(jì)算應(yīng)力為 ? ? 232 7 8 1 1 . 5 4 7 . 8 6 0 /1 1 8caca M N m mW??? ? ? ? ?? 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。 6）確定軸上零件圓角和倒角尺寸 26 各軸 肩處的圓角半徑見圖 3，軸端倒角取 01 45? 。軸段上有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 3～ 5%，故 m in m in 2 ( 1 5 % ) 1 4 .5 ( 1 5 % ) 1 4 .1 7 5d d m m? ? ? ? ? ? 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A 擬定軸上零件的裝配方案（見圖 4） B 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段 1 齒輪左端用彈簧擋圈定位，按軸段 1 的直徑 25 1 20d mm? ，取擋圈直徑 D=().取 1 mm? . 軸段 2 該軸段安裝滾動(dòng)軸承。 3 . 0 4 9 31 . 6 %3 . 0 4 9u u uuu? ? ?? ? ? 誤差在 5%? 內(nèi)，滿足誤差要求。如果把傳動(dòng)比分配的合理，傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、對(duì)機(jī)床的作用力就小，潤滑條件也好。 （ 1） 鉆削結(jié)構(gòu)碳鋼（ 650b Mpa? ? ）時(shí)的切削速度 V、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T、功率 P 查表得 ?? ? ? 0vX? ? ? 600FC ? ? ? ? ? ? 有 ? ? 1 2 0 101 / m i n25 600 10 1 10 1 . 30 30 10vmFNT N mTvP k w P k wd?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ? ?? 滿足功率要求。 應(yīng)用公式計(jì)算切削速度、切削力和切削功率，根據(jù)設(shè)計(jì)兒女物說明書的要求，最大孔徑為 12mm? ，此時(shí)在各種工況條件下的 V、 F、 P。 鉆削孔徑的調(diào)整通過改變兩小軸 4 的中心距來實(shí)現(xiàn)，即使兩小軸 4 的中心距等于被加工孔的孔徑?？紤]到在鉆床上安裝了三軸頭架之后，再裝上鉆頭，鉆頭前端到被加工工件之間必須留有一定的高度用于進(jìn)刀用 ，在加上工件孔的深度，鉆頭架的垂直尺寸必須滿足一定的范圍。 有關(guān) Z535 鉆床的動(dòng)力參數(shù)將在以下內(nèi)容進(jìn)行詳盡的分析計(jì)算。但由于其為單孔鉆床，對(duì)多孔鉆削的加工比較麻煩，很費(fèi)工時(shí)，給操作者增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。 確定工件的加工方法 不同的加工方法可帶來不同的經(jīng)濟(jì)效益，故工件加工工廠方法選擇的是否合適 ，對(duì)鉆床改裝來說是非常重要的，他不僅關(guān)系到改裝形式，還直接影響改裝后機(jī)床加工質(zhì)量的優(yōu)劣、生產(chǎn)效率的高低等。 7 工件的生產(chǎn)批量 被加工工件的生產(chǎn)批量的大小對(duì)改裝方案的制定也有較大的影響。要求用多軸頭架加工的孔為精度要求不甚高的 9mm? 螺栓孔，在加工時(shí)，以大端面為基準(zhǔn)裝夾，根據(jù)批量的要求需另外設(shè)計(jì)專用夾具，以適應(yīng)中批量的生產(chǎn)要求。 根據(jù)多孔的加工要求，確定機(jī)床的主要參數(shù)如下： 最大鉆孔深度（單側(cè)鉆） 50mm 主軸數(shù)目 3 主軸中心線至工作臺(tái)面高 750mm 主軸轉(zhuǎn)速 1000r/min 左右 總體方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)機(jī)床的設(shè)計(jì)影響較大。由于這些廠家的生產(chǎn)對(duì)象的特殊性，他們加工的孔徑一般較大，改造后的鉆床，除了加裝多軸頭架外，還需設(shè)計(jì)額外的夾具以減輕頭架的重量對(duì)鉆床的作用力影響及保證頭架進(jìn)給的精度。 同行業(yè)概況 在國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)中已經(jīng)有一部分企業(yè)開始原有設(shè)備的改造以適應(yīng)新的加工生產(chǎn)。此外該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、 應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，值得推廣。通過二級(jí)齒輪嚙合，輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向沒變，但由于齒輪分支傳動(dòng)，變成多根輸出軸。針對(duì)工廠里多孔鉆削時(shí)，孔徑一般較小，多在10cm 左右，而且大部分是箱體、法蘭盤等，箱體、法蘭盤多為鑄造件，材料是鑄鐵，也有個(gè)別的被加 工零件的材料是低碳鋼。 多軸頭架的設(shè)計(jì)參數(shù)來源于一般的加工工藝條件，以適應(yīng)更廣闊的加工范圍。多軸頭架的傳動(dòng)原理是通過齒輪嚙合增加鉆削軸的軸數(shù)，以滿足多孔加工的要求。參照該調(diào)節(jié)原理可進(jìn)行其他任意孔系加工裝置的設(shè)計(jì)，還可以用于攻絲、擴(kuò)、锪孔等加工裝置。既解決了加工要求與現(xiàn)有設(shè)備的矛盾，又有效的利用了閑置機(jī)床，極大的提高了設(shè)備利用率，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。比如在鄭州的一個(gè)汽車制造車間上，運(yùn)用了改造后的鉆床進(jìn)行加工，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。 齒輪可調(diào)式三軸頭架，因?yàn)樗且环N可換的，而且是可以調(diào)節(jié)孔距的設(shè)備，所以適應(yīng)生產(chǎn)過程中的小批量的生產(chǎn)。加工零件為典型的盤類零件，砂輪機(jī)端蓋，如圖： 6 圖 1 砂輪機(jī)端蓋 分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 工件的結(jié)構(gòu)決定了它的安裝方式和加工廠方法。砂輪機(jī)端蓋的毛坯為鑄件，材料是球 墨鑄鐵，可根據(jù)相關(guān)手冊(cè)計(jì)算加工時(shí)的加工參數(shù)，以此來確定多軸頭架的設(shè)計(jì)參數(shù)。砂輪機(jī)端蓋的生產(chǎn)為中批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)周期短、經(jīng)濟(jì)的三軸頭架十分適合它的生產(chǎn)批量加工條件。 Z535 型立式鉆床是一種傳統(tǒng)的立式鉆床，在機(jī)械制造 和維修中的單件、小批量生產(chǎn)中，對(duì)中小型零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔及攻螺紋等加工工藝上得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)參數(shù)發(fā)生改變、被加工工件尺寸發(fā)生變化時(shí)，可調(diào)式頭架的鉆削主軸軸距可以調(diào) 節(jié)，適應(yīng)被加工工件上孔距在一范圍內(nèi)的變化，從而擴(kuò)大了三軸頭架的使用范圍。 查相關(guān)的機(jī)床手冊(cè)，得到 Z535 的相關(guān)聯(lián)系尺寸，列于下表（單位： mm） 9 最大鉆孔直徑 d 35 最大鉆孔深度 h 175 從主軸端面到工作臺(tái)端面 H 0~750 從主軸中心到導(dǎo)軌距離 A 175 從工作臺(tái) T 型槽中心到凸肩距離 B 160 凸肩高度 h0 3 工作臺(tái)最大升高 325 主軸箱最大垂直移動(dòng)量 200 主軸最大行程 225 主軸外徑尺寸 40d4 錐孔莫式號(hào)數(shù) 4 號(hào) 其他問題分析 在制定改裝方案時(shí)，除了以上各因素外，還要注意維護(hù)要方便、制造和裝陪要簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)要緊湊、通用化程度要高、外型要平整協(xié)調(diào)等，同時(shí)也要考慮因地制宜的改裝問題。主軸 1 由鉆床主軸來帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪副 2 與 3 和 3 與 5，使小軸 4（即鉆削主軸）得到動(dòng)力旋轉(zhuǎn)，于是帶動(dòng)鉆頭進(jìn)行鉆削。常用的驗(yàn)證方法有兩種：一是類比法，即加工同類零件機(jī)床動(dòng)力進(jìn)行比較，以此決定所選用的動(dòng)力是否能滿足要求，另一種是計(jì)算法，將計(jì)算所得的切削功率與配套機(jī)床的動(dòng)力進(jìn)行比較，以此決定配套機(jī)床的動(dòng)力是否夠用。 m 功率 P=??P = 由于 Z535 鉆床沒有 ，采用與之相近的f=，再用公式重新對(duì)所選公式進(jìn)行核算 相關(guān)公 式查《工藝師》表 282 鉆、擴(kuò)、鉸孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式 0vxym vvpzvvT a fcd K? ? （注： T為刀具的壽命） 表 284鉆孔時(shí)軸向力、轉(zhuǎn)矩、功率的計(jì)算公式 ?? 13 0TTzyTTT C d f K? 030TvP d? 式中的 v F TK K K、 、 為修正參數(shù)，在這里的計(jì)算采用的材料為其實(shí)驗(yàn)用的，故都按 1 1 1FTK v K K? ? ?、 、計(jì)算。 則用硬質(zhì)合金鉆頭 YG8 鉆削時(shí)， max /f mm r? 確定用于鉆削計(jì)算的極限值 由于以上所計(jì)