【正文】 選用一個(gè)統(tǒng)一的每分鐘進(jìn)給量，對(duì)少數(shù)刀具采用附加機(jī)構(gòu)（增、減速）機(jī)構(gòu)，使之按各自需要的合理進(jìn)給量工作。但必須注意不能影響加工的精度，也不能使刀具耐用度降低。若能作到相鄰主軸轉(zhuǎn)速接近相等，則可以使主軸箱傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)單；某些刀具帶導(dǎo)向加工時(shí)，若不便冷卻潤(rùn)滑，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。確定工序間余量為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量。確定了在機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容后，就可以著手選擇切削用量。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工低30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量（mm/min）應(yīng)是適合有刀具的平均值。對(duì)于小端面（左端面）所加工孔為Φ9mm、其主軸轉(zhuǎn)速分別為707 r/min、980 r/min。mm切削功率：P3=T1v9740πD3=209470=式中：HB——布氏硬度；F——切削力（N）；D——鉆頭直徑（mm）；f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）；T——切削扭矩(N下面就以鉆床加工摩托車(chē)汽缸體總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問(wèn)題，即：總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式——“三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。AA圖12a圖12被加工零件工序圖圖上主要內(nèi)容：（1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求等。二、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)（1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。圖1－3為CG150汽缸體右端面加工示意圖。繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算（1）刀具的選擇刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。1）選擇導(dǎo)向類(lèi)型根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=10mm和刀具導(dǎo)向的線(xiàn)速度v=20m/min，選擇固定式導(dǎo)向。（4）選擇刀具與主軸中間工具由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過(guò)可調(diào)整的刀具接桿和卡頭等中間工具來(lái)解決的。（5）選擇刀具接桿由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過(guò)可調(diào)整的刀具接桿來(lái)解決的,連接桿如圖1－6所示。 9mm加工部位長(zhǎng)度L=，切入長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在5～10mm之間選擇，誤差大時(shí)取大值，因此取L1=，切出長(zhǎng)度L2=0，所以L(fǎng)工=L+L1+L2=+=37mm?？紤]到工件定位方式及取件方便這里取快速退回行程為265mm（工件在主軸軸向方向長(zhǎng)度為88，定位銷(xiāo)長(zhǎng)度取55），快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長(zhǎng)度265－48=217mm。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。1）驅(qū)動(dòng)形式的確定根據(jù)任務(wù)書(shū)要求進(jìn)給速度在0~10m/min范圍內(nèi)無(wú)極可調(diào)，故選用數(shù)控機(jī)械滑臺(tái)。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度vf1=n*f=787=，設(shè)置快進(jìn)速度為12m/min。本系統(tǒng)前備量為20mm，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地，為方便裝卸刀具，這是取40mm,所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。因此，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90L—4型動(dòng)力箱，主要技術(shù)參數(shù)如表1－7：表1－7電機(jī)技術(shù)參數(shù)主電機(jī)傳動(dòng)型號(hào)轉(zhuǎn)速范圍（額定轉(zhuǎn)速）（r/min）主電機(jī)功率（kw）（左端面）Y90L—41400（右端面）Y90L—41400確定裝料高度裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離，在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可視具體情況在H＝850～1060mm之間選取，本系統(tǒng)取裝料高度為950mm。因此確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1。一般由通用的側(cè)底座、立柱及其底座和專(zhuān)用中間底座等組成。移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等輸送設(shè)備，如果屬通用部件，則可以納入夾具組，明細(xì)表中列出通用部件型號(hào)即可，如果專(zhuān)用則單獨(dú)成組編號(hào)。（4）第40~49組——傳動(dòng)裝置。（7）第70~79組——多軸箱及其附屬部件。（1）理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率Q（件/h）指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它取決于裝卸自動(dòng)化程度、工件質(zhì)量大小、裝卸方便程度及工人的熟練程度，~。r1）進(jìn)給量/（mm多軸箱一般具有多根主軸同時(shí)對(duì)一列孔進(jìn)行加工。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(lái)保證被加工孔的位置精度。具體內(nèi)容和方法簡(jiǎn)述如下。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)植。如圖51所示為雙面臥式鉆床組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。材料及硬度，鑄鋁，HB=90。設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能不選用滾針主軸，因?yàn)闈L針軸承精度低、結(jié)構(gòu)剛度及裝配工藝性都較差，既不便于制造又不便于維修。齒輪模數(shù)m（單位為mm）一般用類(lèi)比法確定，也可按公式估算，即：m≥30~323PZn=30~1400=式中 P——齒輪所傳遞的功率，單位為KW；z——一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)（這里取20）； n——小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r／min。（2）、多軸箱所需動(dòng)力計(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)。轉(zhuǎn)速： n=1000r/min ,軸徑為20mm時(shí)：P空=；而主軸轉(zhuǎn)速為787r/min，估算得：P空1=7876301000787+=因此：P空=5P空1=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%。多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖32所示把主軸4視為一組直線(xiàn)分布主軸，在兩軸中心連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上設(shè)中心傳動(dòng)軸6；軸6與主軸4的傳動(dòng)比取1/，則軸6轉(zhuǎn)速為n6=n2i61=7871/軸6上齒輪取齒數(shù)為23，模數(shù)為2，則z1=z4=23≈28（主軸1，第Ⅰ排，主軸4第Ⅱ排）把主軸3視為一組直線(xiàn)分布主軸，在兩軸中心連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上設(shè)中心傳動(dòng)軸7。則軸8與主軸2的傳動(dòng)比i82=z8z2=5228=137，則軸8轉(zhuǎn)速為n8=787713r/min=（第Ⅰ排）軸7之間設(shè)置中心軸9。mω——輸入角速度rad/s單位換算：p==5105Pan =771r/min=q= L/min=103247。m)；in——傳動(dòng)軸至第n個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比。mmd7≥B4T==為保證軸的強(qiáng)度取d6=25mm軸9：T9=T6i96+T7i97=3222+3222=本設(shè)計(jì)選擇軸9上面的齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，齒輪的材料為40Cr，表面調(diào)質(zhì)+高頻淬火，洛氏硬度HRC=45~50。1u≤σHσF=2KT1YFSd1bm≤σFm≥32KT1ψdz12YFSσF式中 d1——小齒輪分度圓直徑；K——載荷因數(shù)；T1——齒輪所承受轉(zhuǎn)矩；u——齒數(shù)比；σH——最大接觸應(yīng)力；σH——齒面接觸疲勞極限；ψd——齒寬因數(shù)；z1——小齒輪齒數(shù)；YFS——復(fù)合齒形因數(shù)，按z或zv查圖102；σF——彎曲應(yīng)力；σF——齒根彎曲疲勞極限；說(shuō)明：以上表或圖均查閱《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第2版，胡家秀主編；公式中各參數(shù)的選擇與計(jì)算：小齒輪分度圓直徑：d1=422mm=88mm載荷因數(shù)K：根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P416表1022查得載荷因數(shù)K=齒輪所承受轉(zhuǎn)矩： T1=齒寬因數(shù)ψd：查P418表1021得齒寬因數(shù)ψd=故有：σH=671KT1bd12u177。（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。各主軸和傳動(dòng)軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則排列的。圖中各零件的軸向尺寸和徑向尺寸（齒輪除外）要按比例畫(huà)出，軸向距離和展開(kāi)順序可以不按傳動(dòng)關(guān)系繪制，但必須注明齒輪排數(shù)、軸的編號(hào)及直徑規(guī)格。 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)系尺寸、主軸外伸長(zhǎng)度等。（4）多軸箱技術(shù)條件多軸箱總圖上應(yīng)注明多軸箱部裝要求。（1）專(zhuān)用零件工作圖如變位齒輪、專(zhuān)用軸和套等零件，可按一般零件工作圖規(guī)定。較簡(jiǎn)單的多軸箱可不畫(huà)原始依據(jù)圖。動(dòng)力部件：立柱1CL25型，Y90L4，P=，n=1400r/min。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類(lèi)型及外伸尺寸可初步確定。為便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根主軸的空轉(zhuǎn)功率按《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P62表46確定；每根主軸上的功率損失，一般取所傳遞功率的1%。因?yàn)樗@孔距離較小,所以，在主軸4之間設(shè)置傳動(dòng)軸7；在主軸3和液壓泵軸10之間設(shè)置傳動(dòng)軸8，以此來(lái)滿(mǎn)足傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求，主軸6分別用4傳動(dòng)。把主軸8視為一組直線(xiàn)分布主軸，在兩軸中心連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上設(shè)中心傳動(dòng)軸9；由于電機(jī)轉(zhuǎn)速為1400 r/min，軸 r/mini97=i98=n9n8=軸8兩軸中心距a78=，考慮到使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，取模數(shù)m=2，令z9=42，則z7=z8=42≈59（第Ⅴ排）主軸6分別有軸4帶動(dòng)，但是由于軸的旋轉(zhuǎn)方向不一致，故，需要將4主軸通過(guò)中間軸再傳遞給5主軸。故：z11=25，z12=48（第Ⅳ排）知：所取動(dòng)力箱型號(hào)Y90L—4，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1400r/min，計(jì)算得主軸轉(zhuǎn)速為707r/min和980r/min。60=103m3/sω =2πn=2=代入公式p?q=T?ω得：105103=T?解得：T10=d傳——傳動(dòng)軸直徑B——系數(shù)；當(dāng)軸的材料為40Cr，剪切彈性模量G=81GPa,剛性主軸取ψ＝1／4／m， 。mmd9≥B4T==故d9=30mm各軸參數(shù)如下表所示表32 各軸軸徑及齒輪參數(shù)參數(shù)軸號(hào)軸徑（mm）模數(shù)（mm）齒數(shù)扭矩（N本設(shè)計(jì)選擇軸9上面的齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，齒輪的材料為40Cr，表面調(diào)質(zhì)+高頻淬火，洛氏硬度HRC=45~50。1u≤σHσF=2KT1YFSd1bm≤σFm≥32KT1ψdz12YFSσF式中 d1——小齒輪分度圓直徑；K——載荷因數(shù)；T1——齒輪所承受轉(zhuǎn)矩；u——齒數(shù)比；σH——最大接觸應(yīng)力；σH——齒面接觸疲勞極限；ψd——齒寬因數(shù)；z1——小齒輪齒數(shù)；YFS——復(fù)合齒形因數(shù)，按z或zv查圖102；σF——彎曲應(yīng)力；σF——齒根彎曲疲勞極限；說(shuō)明：以上表或圖均查閱《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第2版胡家秀主編；公式中各參數(shù)的選擇與計(jì)算：小齒輪分度圓直徑：d1=242mm=84mm載荷因數(shù)K：根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P416表1022查得載荷因數(shù)K=齒輪所承受轉(zhuǎn)矩： T1=齒寬因數(shù)ψd：查P418表1021得齒寬因數(shù)ψd=故有：σH=671KT1bd12u177。對(duì)于進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)要求的無(wú)級(jí)變速，普通機(jī)床多采用液壓無(wú)極調(diào)速，數(shù)控機(jī)床一般采用伺服電機(jī)無(wú)極調(diào)速。相對(duì)于每一個(gè)進(jìn)給脈沖信號(hào)的機(jī)床部件的移動(dòng)量成為數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量或最小設(shè)定單位，其大小是機(jī)床的精度而定，~。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)精度低，～。閉環(huán)系統(tǒng)的伺服電動(dòng)機(jī)一般采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)，為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，還必須對(duì)電動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)行速度反饋控制。但由于排除了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的干擾，系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所改善，調(diào)試方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較閉環(huán)系統(tǒng)低，所以應(yīng)用比較廣泛。本系統(tǒng)選擇交流伺服電動(dòng)機(jī)（永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)），在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，大多采用永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁材料制成，通過(guò)改變交流電動(dòng)機(jī)頻率實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速。采用預(yù)緊消除間隙提高傳動(dòng)剛度，不僅無(wú)需增大尺寸和慣量，而且也使傳動(dòng)剛度接近常數(shù)，這是伺服進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的突出特點(diǎn)。這種連軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但要求兩軸同軸度高，安裝要求嚴(yán)，否則容易別勁。故選用滾珠絲桿副（1）工作原理與特點(diǎn)滾珠絲桿副室一種滾動(dòng)傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)的新型元件，其絲桿和螺母上分別加工有半圓弧形溝槽，合在一起形成滾珠的圓形滾道，并在螺母上加工有使?jié)L珠形成循環(huán)和回珠的通道，當(dāng)絲桿和螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾珠可在滾道內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)，因而迫使絲桿和螺母產(chǎn)生軸向相對(duì)移動(dòng)。低速時(shí)不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。（2）循環(huán)方式常用的循環(huán)方式有兩種，即外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。再在螺母的外表面上銑出回珠槽并溝通兩孔。2）內(nèi)循環(huán)。綜上所訴，為了保證進(jìn)給的精度與平穩(wěn)，循環(huán)方式選用內(nèi)循環(huán)。滾珠絲桿副的這種軸向間隙會(huì)引起軸向定位誤差，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)控制的失步。通過(guò)改變墊片的厚度，是螺母產(chǎn)生軸向位移。用兩個(gè)鎖緊螺母能使?jié)L珠螺母相對(duì)絲桿做軸向移動(dòng)。兩個(gè)齒輪分別與兩端相應(yīng)的內(nèi)齒圈嚙合。綜上所述，結(jié)合進(jìn)給系統(tǒng)的精度、結(jié)構(gòu)和裝配，選用雙螺母螺母預(yù)緊法來(lái)消除絲桿和螺母之間的間隙和施加預(yù)緊力。導(dǎo)軌精度是指機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線(xiàn)和它與有關(guān)基面之間的相互位置的準(zhǔn)確性。3）足夠的剛度導(dǎo)軌受力變形會(huì)影響部件之間的導(dǎo)向精度和相對(duì)位置，因此要求軌道應(yīng)有足夠的剛度。2）導(dǎo)軌的熱處理數(shù)控機(jī)床的開(kāi)動(dòng)率普遍都很高，這就要求導(dǎo)軌具有較高的耐磨性，以提高其精度保持性。1）滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌是一種做滑動(dòng)摩擦的普通導(dǎo)軌。缺點(diǎn)是：導(dǎo)軌面和滾動(dòng)體是點(diǎn)接觸或線(xiàn)接觸，抗振性差，接觸應(yīng)力大，故對(duì)導(dǎo)軌的表面硬度要求高；對(duì)導(dǎo)軌的形狀精度和滾動(dòng)體的尺寸精