【正文】 ith 4 drills on the bination drilling machine， the auxiliary time would be shortened and the working cycle time would be limited within 2． 7min． On the other hand， if the workpiece is cut on the generalpurpose drilling machine， its working cycle time would take 15min on an average， the productivity would increase by 4． 6 times． Key Words： Combination drilling machine Design of transmission system Spindle box Design of fixture 目錄 第一章 緒論 ??????????????????????????? 1 1． 1 論文背景及研究意義 ???????????????????? 1 1． 2 組合 機床發(fā)展概況 ????????????????????? 1 1． 2． 1組合機床的由來 ????????????????????? 1 1． 2． 2組合機床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 ????????????? 1 1． 3 本文研究的主要內(nèi)容 ???????????????????? 2 第二章 4孔鉆床總體設(shè)計 ????????????????????? 3 2． 1 4孔單工位組合鉆床工藝方案的制定 ????????????? 3 2． 2 4孔組合鉆床配置型式及結(jié)構(gòu)方案的確定 ??????????? 3 2． 3 主要參數(shù)的計算 ???? ?????????????????? 4 2． 3． 1確定切削用量，計算各主軸轉(zhuǎn)速 ?????????????? 4 2． 3． 2 確定切削力 F、切削轉(zhuǎn)矩 M、切削功率 P??????????? 5 2． 4 組合機床總體設(shè)計 ????????????????????? 5 2． 4． 1被加工零件工序圖 ???????????????????? 6 2． 4． 2加工示意圖的設(shè)計 ???????????????????? 6 2． 4． 3機床聯(lián)系尺寸圖的繪制 ?????????????????? 11 2． 4． 4生產(chǎn)率計算卡 ???????????? ?????????? 14 第三章 主軸箱設(shè)計 ??????????????????????? 16 3． 1繪制主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 ????????????????? 16 3． 2主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動力計算 ??????????????? 20 3. 3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計和計算 ??????????????????? 20 3． 4多軸箱的坐標(biāo)計算 ????????????????????? 24 3． 5主軸箱通用軸類零件選擇 ?????????????????? 26 3． 6主軸及通用傳動軸結(jié)構(gòu)形式的選擇方案 ???????????? 27 3． 7通用齒輪及其他通用件及傳動軸軸承型號的選用 ???????? 29 第四章 夾具設(shè)計 ???????????????????????? 31 4． 1機床夾具的概述 ?????????????????????? 31 4． 2定位支承系統(tǒng)設(shè)計 ????????????????????? 31 4． 2． 1定位支承系統(tǒng)的設(shè)計原則 ???????????????? 31 4． 2． 2定位支承元件及其布置 ?????????????????? 32 4． 3導(dǎo)向裝置設(shè)計 ??????????????????????? 33 4． 3． 1導(dǎo)向 裝置的作用 ???????????????????? 33 4． 3． 2固定式導(dǎo)套的設(shè)計 ??????????????????? 33 4． 3． 3固定鉆模板結(jié)構(gòu)設(shè)計 ??????????????????? 35 4． 4夾緊機構(gòu)設(shè)計 ??????????????????????? 35 4． 4． 1夾緊方案的確定 ????????????????????? 35 第四章 結(jié)束語 ?????????????????????????? 37 致謝 ??????????????????????????????? 38 參考文獻 ?????? ?????????????????????? 39 第一章 緒論 1． 1論文背景及研究意義 目前， 我國中、小型企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率都需要有一個新的提高。減少了裝卸零件所用時間，提高了生產(chǎn)效率。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。通過實際運行結(jié)果證明：該 4孔單工位組合鉆床確實達到了“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。滿足企業(yè)的實際需要，既包含著通過改造以提高機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)上的先進性與企業(yè)投入的可能性相一致。 1． 2組合機床及發(fā)展概況 1． 2． 1組合機床的由來 組合機床是按系列化標(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床。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。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。多軸化控制的機床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。 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；機械化程度高；減輕工人的勞動強度是本文研究的主要內(nèi)容。 (2)加工零件的特點 被加工件材料為 ZG40Cr。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。通 常根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行機床配置型式的選擇。 (5)夾具形式對機床方案的影響 從工件形狀看，似乎可采用立式機床加工，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。這個進給量是適合所有刀具的平均值。 2． 4． 1被加工零件工序圖 根據(jù)被加工零件的機械加工工藝過程卡如表 23所示，制定出被加工零件工序 圖。 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。因此，為保證主軸籍上各刀具能同時到達加工極限位置 ，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。如圖24所示。 (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。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?；_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。一般在 850～ 1060mm之間選取 。 第三章 主軸箱設(shè)計 主軸箱是組合機床的重要組成部件，它是選用通用零件，按專用要求進行設(shè)計的。 (1)主軸箱輪廓尺寸 400 320mm (2)工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸。 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。7r =26 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。 為使軸的強度足夠，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。 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。手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，其周圍應(yīng)有較大孔間。工件在夾具定位之后引進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?？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。 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。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?？蓳Q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。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。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。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。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符和標(biāo)準(zhǔn)時，采用了變位齒輪。同時，在研制 16孔單工位組合鉆床時，遵循機械設(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。在課題的進行過程中，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”。 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)。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。 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。固定鉆模板在夾具體上的連接采用一面雙銷定位和螺栓連接的安裝方案。因此，導(dǎo)套至工件端面的距離 2L 選取盡可能小的值。中間套外徑 d以67nH配合直接壓入鉆模板。如圖 4— 1所示 圖 4— 1支撐釘結(jié)構(gòu)示意圖 4． 3導(dǎo)向裝置設(shè)計 4． 3． 1導(dǎo)向裝置的作用 在組合鉆床上完成孔加工工序中，除采用剛性主軸 jjnr方法外，切削刀具都在導(dǎo)向裝置中工作 ，因此，具有精密的導(dǎo)向是組合機床刀具工作的保障。 (3)提高定位支承系統(tǒng)精度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。 (2)確保了最佳經(jīng)濟效益 夾具是確保產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量的重要工裝之一，因此應(yīng)處理好工件質(zhì)量、生產(chǎn)率及經(jīng)濟效益三者的關(guān)系。 1．機床夾具的組成 (1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置，如 V 形塊，定位銷，凡是夾具都有定位元件，它是 實現(xiàn)夾具基本功能的元件。本設(shè)計中選用油泵傳動軸，直徑為20? 。 3． 7通用齒輪及其他通用件及傳動軸軸承型號的選用 。 ??? in vin vR ? 齒頂高變位系數(shù) ? X? Y 分度圓直徑 d mz 62 齒頂高 ah （ ?ah +x? ） m 齒根高 fh （ ?ah +?c ? ） m 全齒高 h ah + fh 齒頂圓直徑 ad zm+ ah 齒根圓直徑 fd zm2 fh 標(biāo)準(zhǔn)齒輪跨齒數(shù) ok + 標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長 oW mcos ?? ?? ?zk ?? ? 公法線增量 W? 變位齒輪公法線長 W 3． 5主軸箱通用軸 類零件選擇 1．確定傳動軸的直徑及選材 計算傳動軸直徑按式 d= B4100M (34) 式中： d—— 軸的直徑 (mm) M——— 主軸承受的轉(zhuǎn)矩 (N為了保證齒輪副的正常嚙合和加工主軸箱上傳動軸支承孔的孔距精度，需要精確計算各傳動軸的坐標(biāo)足寸。 那么驅(qū)動軸 0軸與傳動軸 5軸， 6軸的傳動比如下： ,6,50?i =450715 = = 由式 33可得驅(qū)動軸最小齒數(shù)為 29， m=2，因此驅(qū)動軸上齒輪半徑 0r ? 29 0軸與 5軸， 6軸均相距太近無法直接傳動