【正文】 ，必須添加中間傳動軸 7，由于對稱關系，傳動軸軸心同樣位于對稱軸上。 圖 3－ 2 齒輪的最小壁厚 1）最小齒數(shù)的確定 為保證齒輪齒根強度，應使齒根到孔壁或鍵槽的厚度 a? 2m,驅動軸的直徑為 d=30mm,有《機械零件設計手冊》知，如圖 2－ 10 所示齒輪 t=37mm,當 m1=2 時。 3． 1繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖 依據(jù)第二章組合鉆床總體設計繪制主軸箱設計原始依據(jù)圖。通過生產(chǎn)率計算卡，可以分析所擬訂的方案能否滿足用戶對生產(chǎn)率的要求。因此，選用電動機型號為 4100 1 ?LY 的 321TD I型動力箱，轉速 1430r／ min，輸出軸轉速715r／ min， 動力箱與主軸箱結合面尺寸：長 400mm，寬 320mrn，高 320mm， 動力箱輸出軸至箱底面高度為 125mm?？傞L 1180mm，高560mm。前各量的作用 是使動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補機床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。 圖 24刀具加工示意圖 2． 4． 3機床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機床聯(lián)系尺寸圖是用來表示機床的配置型式、機床各部件之間相對位置關系和運動關系的總體布局圖。 表 2— 7與主軸刀具配 合的接桿號 刀具直徑 接桿號 6? 1245 T063501 8? 1223 T063501 (7)動力頭工作循環(huán)及其行程的確定 此臺組合鉆床根據(jù)被加工件為淺孔，循環(huán)過程包括：快速引進、工作進給和快速退回。 為使軸的強度足夠，主軸材料均采用合金鋼。其內(nèi)容包括以下幾方面： (1)刀具的選擇 根據(jù)被加工工件 4個孔的大小，選用 5種規(guī)格的刀具如下表所示。 m 2． 4組合機床總體設計 組合機床總體設計就是針對被加工零件，在選定的結構方案基礎上，進行方案 圖紙設計 ，這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖。主要是參照實際生產(chǎn)中采用切削用量的情況，并根據(jù)多年來積累起來的一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行。 (4)操作的方便性 合理確定裝料高度以使操作方便。在選擇機床配鬻型式時，既考慮到實現(xiàn)工藝方案，保證加工精度、 技術要求及生產(chǎn)率：又考慮到機床操作、維護、修理、排屑的方便性，還注意到被加工零件的生產(chǎn)批量。選用 Ф 16mm的己加工外圓表面和斜底座實現(xiàn)工件完全定位。被加工零件的表面粗糙度和位置精度要求均滿足。由于在本臺組合鉆床上需同時加工 4個孔，不僅孔多、間距小，而且要保證孔的相對位置精度，采用常規(guī)方案排箱無法實現(xiàn) 4孔的工序集中。最高進給速度可達 20～ 60m／ min；復合、多功能、多軸化控制裝備的前景辦被看好。國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。組合機床是按工序集中原則設計的，即在一臺機床上可以同時完成許多同種工序或多種不同工序的加工。采用變位齒輪和滾針軸承 等創(chuàng)新性的結構設計，把常規(guī)狀況下不能完成的鉆孔成為可能，使需在多工序完成的鉆削加工在同一工步完成。許多中小型企業(yè)都結合自己的實際，設計、改裝適合自身特點的機床．以提高工作效率，降低設備占用率和人力占用率，降低工人勞動強度。根據(jù)實際需要，研制出了 4孔單工位組合鉆床。 . J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本 科 畢 業(yè) 論 文 R801 飛錘的 4 孔組合鉆床設計 The designantion of a bination drilling machine for R801flyweght 學院名稱： 京江學院 專業(yè)班級： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 袁堃 指導教師姓名： 葛濤 指導教師職稱： 講師 20xx 年 5 月 飛錘 4孔組合鉆床設計的意義 專業(yè)班級：機械 0902 學生姓名：袁堃 指導老師：葛濤 職稱：講師 摘要 本文首先通過分析比較，確定了 4孔單工位組合鉆床的配置型式及結構的最佳方案，遵循機械設計中標準化、通用化、系列化原則， 給出機床的總體設計，繪制出代表機床總體設計的被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡。在全面分析被加工零件的結構特點、尺寸精度、被加工孔相互之間位置精度、表面粗糙度和技術要求的基礎上，指出采用現(xiàn)有設備不僅工人勞 動強度大，生產(chǎn)率低，而且零件加工精度難以保證。有遠見的企業(yè)家根據(jù)國情、廠情，都認為只有走技術改造的道路，按照實際情況對現(xiàn)有設備的技術狀態(tài)進行改造，通過強化自身，以求自我發(fā)展，才是一條捷徑。采用普通方法排箱無法完成對 4孔同時加工。當加工對象改變了，用這些通用部件，只將部分專用部件改造，又可以組成加工新工件的機床。我國組合機床及組合機床自動線總體技術水平比發(fā)達國家要相對落后。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉速 10000～ 20xx02 r／ m in。在對這 4孔進行精度、相互之間位置要求以及零件的裝配要求分析的基礎上， 重新制定出合理的機械加工工藝方案，將 4個孔安排在一道工序上完成。將 4孔集中在一個工位上可確保相互之間的位置精度，對大量生產(chǎn)及順利裝配創(chuàng)造了條件。 (3)定位基準及加壓部位的選 擇被加工件裝配結合面為設計平面，選用設計基準為主定位基準，這樣減少了累積誤差，使加工精度得到有利保證，同時，此平面最大，用它定位能使切削力均落在定位平面之內(nèi)。 2． 2 4孔組合鉆床配置型式及結構方案的確定 根據(jù)上述工藝方案確定機床的型式和總體布局。 (3)被加工件的尺寸、形狀、加工部位的特征 根據(jù)被加工零件的特點，適于采用臥式機床，再考慮到采用臥式機床可使定位 基面與設計基面重合，而且排除切屑容易。因是多軸加工不宜采用最大的切削速度和進給量。 高速鋼鉆頭在灰鑄鐵上鉆孔的計算公式為： F= HBfD ??? (2． 2) M= HBfD ?? (2． 3) P= DvM ????9740 (2． 3) T= 8 ???????? ?? ? HBfv D (2． 3) 式中： F————— 軸向切削力 (N) D————— 鉆頭直徑 (mm) f————— 每轉進給量 (mm／ r) P————— 切削功率 (kw) M————— 切削轉矩 () HB————— 零件的布氏硬度 本零件材料為 ZG40Gr，取 HB247~270 v————— 切削速度 (m／ min) T————— 刀具耐用度 (min) 表 22各主軸切削力、切削扭矩、切削功率計算值 鉆頭直徑 d(mm) 軸向切削力 F(N) 切削轉矩 M(Nm) 切削功率 P(kw) 刀具耐用度 (min) 8? , 185 6? 335 由上表，總切削力為： 總F =，總切削功率為： 總P =，總切削扭距 總M = 因此，加工示意圖是組合機床設計的主要圖紙之一，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、電氣裝置設計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機床、刀具及試車的依據(jù)。 mm) B—— 系數(shù)，當材料的剪切彈性模量 G=8． 1 410 N／ mm時， 非剛性主軸取，傳動軸為 。 圖 22加工示意圖的聯(lián)系尺寸計算圖 該尺寸為： L= 1L + 2L + 3L B( 4L + 5L ) (2— 7) 式中各符號意義： 1L —————— 主軸外伸長度 2L —————— 鉆刀懸伸長度 3L —————— 接桿伸出長度 (可調(diào) ) 4L —————— 加工孔深 5L —————— 刀具的切出值 B—————— 螺母及墊圈厚度 經(jīng)計算調(diào)整后．選擇接桿標記如表 2． 7所示。 根據(jù)以上分析計算確定的數(shù)據(jù)，繪制的加工示意圖如圖 24所示。 D．確定滑臺行程 滑臺行程除保證足夠的工作行程外，還應留有前備量和后備量。 滑臺確定后，與之配套的支承部件選為 ICC321I側底座。 所以 主p = 動力箱的電動機功率應大于計算功率，并結合主軸要求的轉速大小選擇。因此，確定多軸箱，主要是確定多軸箱的寬度 B和高度 H及最低主軸高度 1h B=b+2 1b H=h+ 11 bh? 式中 b—— 工件在寬度方向相距最遠的兩孔的距離 b=100mm 1b —— 最邊緣主軸中心至箱體壁距離 1b 70~100mm 取 1b =100mm h—— 工件在高度方向相距最遠的兩孔距離 h=32mm 1h —— 最低軸高度 通常推薦： mm～h 140851 ? 取 1h =100mm B100+2 100=300mm H=h+h1+b1=32+100+100=232mm 查《組合機床設計簡明手冊》，并綜合其與動力箱的配套規(guī)格選取多軸箱體規(guī)格尺寸 400 320 故 最低主軸中心至主軸箱底面的高度 1h 可取 100mm 所以 H=1h + 2h + 3h + 4h =100+5+280+560=945mm 作聯(lián)系尺寸圖如下： 圖 25機床聯(lián)系尺 寸簡圖 2． 4． 4生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡是反映所設計機床的工作循環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負荷率等韻技術文件。為實現(xiàn)本機床“體積小，重量輕，結構簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的設計目標奠定了基礎。 多軸箱的動力計算包括所需的功率和進給力兩項 主p = 切p + 空p + 附p (32) 所以 主p = 有前面 可得 進F = 傳動系統(tǒng)的設計和計算 （圖 3－ 1），畫出驅動軸、主軸坐標位置。設此軸為軸 5，軸對稱的傳動軸為軸 6。6z =31 傳動系統(tǒng)如下圖 圖 33多軸箱傳動系統(tǒng)圖 驗算如下： 1n = 2n =715 6 2 9223031263930 ???? r /min 3n = 4n =715 814173031263930 ???? r /min 4．修正各主軸轉速 n，切削速度 v，每轉進給量 S 表 32主軸轉速 n，切削速度 v，每轉進給量 S修正表 軸號 轉速（ r /min） 切削速度（ m/min） 每轉 進給量 （ mm /r） 12 629 34 814 3． 4多軸箱的坐標計算 在擬定主軸箱傳動系統(tǒng)時，傳動軸位置已作了初步確定。 cos?a 總變位系數(shù) X? )(ta n2 39。傳動軸則采用圓錐滾子軸承。當泵體或管接頭和傳動軸相碰時，可改用埋頭傳動軸。夾具設計是整個組合機床設計的重要部分之一。 ： (1)穩(wěn)定地保證工件的工序位置精度 采用固定式鉆模，可使尺寸公差和位置公差穩(wěn)定地達到 O． 10mm。 (2)提高剛度，減少定位支承系統(tǒng)的變形。 （ 2）支撐釘，支撐釘規(guī)格為 A5 2mm JB/T — 1999。因此本組合鉆床采用固定式導套，它由 3個元件組 成：壓套螺釘、 可換導套、中間套。 2L 對導套的影響很大，隨著 2L 的增大，鉆頭對于其軸線的偏移量也增大。故鉆孔所得位置精度高。 圖 42夾具體零件圖 4． 4夾緊機構設計 4． 4． 1夾緊方案的確定 在組合機床上加工時，工件依靠夾具上的定位支承系統(tǒng)，獲得對于刀具及其導向正確的相對位置，還需依靠夾具上的夾緊機構，來消除工件因受切削力產(chǎn)生的振動，使工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置 。由于被加工零件同時加工的孔數(shù)為 4，不僅雙面鉆孔，而且孔間距小。 采取上述方法設計的傳動系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)了對 16孔的工序集中，而且保證了主軸箱的質(zhì)量，提高了主軸箱的通用化程度，使得設 計和制造工作量及成本都大大降低。導師淵博的學識、嚴謹?shù)膶W風、積極向上的精神和一絲不茍的工作作風對我今后的工作和學習產(chǎn)生了極大的影響。經(jīng)驗收，本機床達到了“熏量輕、體積小、結構簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好”的要求。 (2)避開了用主軸帶主軸的方案，這樣避免了增加主軸負荷，不會影響加工質(zhì)量。這樣就克服了螺旋夾緊動作慢、效率低的缺點。由于本零件家具特點，不太適合鉆模板與夾具體分開，因此將夾具體與鉆模板直接設計成一個整體。為了提高孔的位置精度，適當?shù)奶岣邔椎闹圃炀群瓦x用較緊的配合。可換導套與襯套采