【正文】 系數(shù) K =3 夾緊力計算公式 如圖十三所示：楔鐵夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力系數(shù)和傳動效率。(c)所示的支承表面也有直的溝，但溝的方向與切削力的方向相垂直。 有時夾具上增設(shè)支承點(diǎn)，消除余下的不定度為了承受切 削力、夾緊力等的需要。 繞 Z 軸方向的不確定，稱為繞 Z 軸的不定度，以 Z 表示。 工件的定位就是使同一批工件依次放置到夾具中都能占據(jù)同一位置。如回轉(zhuǎn)或移動工作臺，回轉(zhuǎn)鼓輪，主軸箱，33 刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等等。這種使工件占有正確的加 工位置并使工件夾緊的過程稱為工件的安裝。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。 ○4 選小齒輪齒數(shù) 1Z =19，大齒輪齒數(shù) 2Z =71。大齒輪材料為 45鋼，硬度為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。由常用齒輪材料及其力學(xué)特性表，選擇小齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。由常用齒輪材料及其力學(xué)特性表，選擇小齒輪材料為 45鋼 （調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，大齒輪材料為 45鋼，硬度為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 聯(lián)軸器的選用 為了隔離振動與沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。 號 制造廠 規(guī)格 級數(shù) 轉(zhuǎn)速范圍 公比 進(jìn)給量 主電機(jī) C616 濟(jì)南機(jī)床 320 12 45~1930 ~ 4 C615 山西新峰機(jī)床廠 320 8 44~1000 ~ S32 捷克 320 18 32~1600 3 Sag12 意大利 306 8 80~2020 ~ CA6140 沈陽機(jī)床 400 24 ~1400 ~ DUE400 西德 425 24 ~2240 ~9 11 D20 日本 450 16 16~2020 LEO30 日本 510 12 30~1800 ~ 表二 國內(nèi)外一些臥升降臺式銑床的參數(shù) 變速箱體布局 設(shè)計機(jī)床主傳動的部件時，首先要分析主傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)的布局。 傳動方案有多種，傳動型式理是式樣眾多，比如：傳動型式上有集中傳動的主軸變速箱，分離傳動的主軸箱；擴(kuò)大變速范圍可以用增加傳動組數(shù)，也可以用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動等型式；變速型式上既可用多速 電機(jī)，也可以用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。設(shè)計機(jī)床時，應(yīng)該充分重視主傳動系統(tǒng)的變速系統(tǒng)。若在生產(chǎn)率要求不高，可以取很小的每齒走刀 量，一次銑削 4~5 毫米的余量可以達(dá)到 的粗糙度。 主軸箱的寬度 B,高度 H 的大小主要與要加工的零件孔的分布有關(guān)，可按下式確定： B=b+2b1 H=h+h1 +b1 式中： b—— 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離； b1—— 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離 ,推薦 b1﹤ 70～ 100； h—— 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 ； h1 —— 最底主軸高度， h1 ﹤ 85～ 140。前者一般多用于帶導(dǎo)向引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的機(jī)床及其他粗加工機(jī)床，后者導(dǎo)向性好，精度高，主要用于不帶導(dǎo)向的剛性主軸加工及其他精加工機(jī)床。 （ c） 對于短時間工作的工序，可在超負(fù)荷下工作，但超負(fù)荷不得大于 25﹪。 13 電動機(jī)功率的確定 每一種規(guī)格動力頭（機(jī)械或液壓動力頭）都有一定的功率范圍，根據(jù)所選切削用量計算的切削功率及進(jìn)給功 率之需要，并適當(dāng)考慮提高切削用量的可能性（一般按 30%考慮），選用相應(yīng)規(guī)格的動力頭?；_上可以安裝各種功用的單軸工藝頭 或安裝動力箱和主軸箱。非常重要的是，一定要保證在加工終了位置時，工件端面至主軸箱端面的距離不少于加工示意圖上要求的距離。根據(jù)我國具體情況，為便于操作和省力，對于本 臥式雙面組合銑床，裝料高度為 850 毫米。 e．決定機(jī)床動力部件的工作行程及工作循環(huán)。它是機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造和使用時調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要條件。超出上述范圍的鑄造缺陷可根據(jù)鑄鐵件焊補(bǔ)工藝規(guī)程進(jìn)行焊補(bǔ)。定位凸臺和檢查窗口的余量為 3～ 4mm，濺油齒輪孔及拔叉軸孔直徑在 30mm 以下均不鑄出。 各主要加工表面的粗糙度 主要軸承孔表面的粗糙度為 ,上平面和前、后平面粗糙度為 m? 。拖拉機(jī)變速箱體孔中心距公差為 IT9級。通過改變安裝在這些軸上的滑移齒輪和固定齒輪的傳動比，來改變拖拉機(jī)的行進(jìn)速度。 e、 綜合自動化程度日益提高 。由數(shù)控加工模塊組成的柔性組合機(jī)床和柔性自動線，可通過應(yīng)用和改變數(shù)控程序來實(shí)現(xiàn)自動換刀、自動更換多軸箱和改變加工行程、工作循環(huán)、切削參數(shù)以及加工位置等，以適應(yīng)變型品種的加工?？s短輔助時間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進(jìn)以及加工模塊由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工進(jìn)后至刀具切入工件所花的時間。 1975年，中國第一機(jī)械工業(yè)部頒布了中國的第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)。 組合機(jī)床的通用部件按功能 分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件 5類。另外在中小批量生產(chǎn)中也可應(yīng)用成組技術(shù)將結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件歸并在一起，以便集中在組合機(jī)床上進(jìn)行加工。 本設(shè)計說明書以大量圖例來說明組合銑床及夾具設(shè)計的思路。面對遭受國內(nèi)外科技重圍的境地。主要內(nèi)容包括 組合機(jī)床的 特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀及其方向， 銑東方紅 — 75 拖拉機(jī)變速箱體定位平面機(jī)床的 機(jī)械結(jié)構(gòu)、主軸箱及該組合機(jī)床總體方案設(shè)計，并對該機(jī)床 專用夾具 設(shè)計。 就個人而言，畢業(yè)設(shè)計不僅是對我們所學(xué)知識的一次總結(jié)，而且是我們走向工作崗位之前一次重要預(yù)習(xí)。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率 的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。由于在組合機(jī)床上可以同時從幾上方向采用多把刀具對一個或數(shù)個工件進(jìn)行加工，所以可減少物料的搬運(yùn)和占 地面積，實(shí)現(xiàn)工序集中，改善勞動條件，提高生產(chǎn)效率和降低成本。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。 6 組合機(jī)床的技術(shù)發(fā)展趨勢 最早的組合機(jī)床于 1911年在美國制成，用于加工汽車零件。 目前，以大批量生產(chǎn)為特征的轎車和輕型載貨車，其發(fā)動機(jī)的年產(chǎn)量通常為 60 萬臺左右，實(shí)現(xiàn)這樣大的批量生產(chǎn)，回轉(zhuǎn)式多工位組合機(jī)床和自動線在三班運(yùn)行的情況下，其節(jié)拍時間一般為 20～ 30 秒，當(dāng)零件生產(chǎn)批量更大時，機(jī)床的節(jié)拍時間還要更短些。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)，傳統(tǒng)以加工單一品種的剛性組合機(jī)床和自動線必須提高其柔性。 特別自 80年代中期以來，汽車制造業(yè)為增強(qiáng)其汽車的競爭力，不斷地加嚴(yán)其發(fā)動機(jī) 的 關(guān)鍵件的制造公差，并通過計算機(jī)輔助測量和分析方法，以及通過設(shè)備能力檢驗(yàn)來提高其產(chǎn)品的質(zhì)量。 CAD除應(yīng)用于繪圖工作外，并在構(gòu)件的剛度分析 (有限元方法 )、組合機(jī)床及自動線設(shè)計方案比較和選擇，以及方案報價等方面均已得到廣泛應(yīng)用，從而顯著地提高了設(shè)計質(zhì)量和縮短了設(shè)計周期。其孔徑公差等級為 IT7，形狀公差未作特殊規(guī)定，其數(shù)值應(yīng)在孔徑公差范圍內(nèi)。 端面對軸承孔的垂直度公差 變速箱體后端面與后橋殼體相聯(lián)接，它們之間有一對中央齒輪傳動副傳動，后端面是安裝基面，所以它與￠ 160￠ 120軸承孔有垂直度要求，否則造成中 央傳動齒輪8 嚙合不良，承負(fù)荷增加，磨損加劇，工作溫度升高等不良影響，其垂直度公差為 100： 其公差等級約為 78級。前后平面拔模斜度為 0176。鑄件非加工表面上允許有單個孔眼深至 2mm，最大尺寸至 5mm，總數(shù)不超過 10個。加工部分的尺寸及精度、技術(shù)要求。 其內(nèi)容為： a．反映機(jī)床的加工方法，加工條件及加工過程。這是通過繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖來達(dá)到的。 中間底座輪廓尺寸的確定。對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組合機(jī)床，為調(diào)整，維修和對刀方便， a 尺寸還須根據(jù)具體情況加大。 對于本機(jī)床 快速進(jìn)給工作行程80快速進(jìn)給工作行程240快速退回 圖三 工件進(jìn)給運(yùn)動 工作行程長度 =快速快退回 =快速引 進(jìn) +工作進(jìn)給 740=740=370+80+50+240 所確定的動力部件總行程應(yīng)小于所選滑臺的最大行程 動力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動（動力頭）或只用于進(jìn)給運(yùn)動（動力滑臺）是組合機(jī)床最主要的通用部件。在生產(chǎn)率允許的條件下，適當(dāng)降低切削用量，或?qū)⒉糠职才艦轫樞蛳群蠹庸?，即將同一動力頭上的刀具前后錯開，在同一循環(huán)中先加工一些通孔后，再加工另一部分孔，以降低所需進(jìn)給力和功率。 最大行程的確定 14 選用動力頭時必須考慮其最大允許行程，除滿足機(jī)床工作循環(huán)的要求外還必須保證調(diào)試和裝卸刀具的方便性。 配套通用部件 側(cè)底座 CC50A, 其高度 H=560mm, 寬度 L=400mm, 長度 B=710mm, 中間底座輪廓尺寸：其高度 H=560mm, 寬度 B=710mm, 長度 L=1630mm, 主軸箱輪廓尺寸的確定 標(biāo)準(zhǔn)的通用銑類主軸箱的厚由主軸箱體，前蓋，和后蓋三層尺寸構(gòu)成。本機(jī)床裝冷卻泵， N泵 =, 將工作液供應(yīng)到工作部件進(jìn)行冷卻以提高表面光潔度，減少功率損耗，其型號定為 T40A, 采用冷卻泵集中連續(xù)潤滑的方式。 m i n)/( i n)/(1000 rrd vn ????? ? 因此，我們選取機(jī)床的主軸的轉(zhuǎn)速為 95r/min。傳動型式則指傳動和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及其組成、安排不同特點(diǎn)的傳動型式、變速類型。 該組合銑床為專用機(jī)床，只需提供一種轉(zhuǎn)速就是以滿足銑定位平面的要求，因此，仿照 X6132萬能升降臺式銑床轉(zhuǎn)速圖作該組合機(jī)床的轉(zhuǎn)速?？紤]到該機(jī)床只是用來粗加工，所以還是采用集中方式布局。 齒輪彎曲疲勞的估算： mmznNmjw332? 齒面點(diǎn)蝕的估算： mmnNAj3370? 其中 jn 為大齒輪的計算轉(zhuǎn)速， A為 齒輪中心距。中等沖擊的主運(yùn)動： ~ ?K 2K 動載荷系數(shù) 3K 齒向載荷分布系數(shù) Y 齒形系數(shù) ? ?? ?jw ?? , 許用彎曲、接確應(yīng)力 Mpa 已知， N= min/1430 rn j ? ?m? 301?z ? ? 9 3 3 3 3 3 ?????? ii ??K ?K ?K ?K ?Y 24 精度等級 齒面硬度 直齒輪 斜齒及人字齒輪 線速度 v m/s 1 1~3 3~8 8~12 12~18 18~25 2 2~3 3~8 8~12 12~18 18~25 6 HB350 1 1 1 1 HB350 1 1 1 1 1 1 7 HB350 1 1 1 1 HB350 1 1 1 1 1 8 HB350 1 1 HB350 1 1 9 HB350 1 HB350 1 表三 鋼制圓柱齒輪運(yùn)載荷系數(shù) 2K mZd ?? 11? 齒輪對稱布置于兩軸之間 齒輪非對稱布置于兩軸之間 齒輪懸臂安裝 軸的剛度高 軸的剛度較低 1 1 1 ~ ~ ~ ~ 表四 齒向載荷分布系數(shù) 3K Z Y Z Y Z Y 14 22 39 15 24 42 16 26 45 17 28 50 18 30 65 19 33 80 21 36 〉 100 表五 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒形系數(shù) Y 25 mmmj 3 75013 690 300 ???? ?????? ? mmmw ???? ????? ? 綜合以上計算，取 m=3。 第三對齒輪的計算 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ○1 選用直齒圓柱齒輪傳動 ○2 變速箱為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級精度（ GB1009588）。 ○3 材料選擇。對于僅僅承受扭矩的軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算；對于具體承受彎矩的軸，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計算，需要時還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核。 對第一軸取軸徑為 30mm, 對第二軸取軸徑為 35mm，對第三軸取軸徑為 35mm，對第四軸取軸徑為35mm，對第主軸取軸徑為 80mm。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。 部件，其設(shè)計，制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。 沿 Y 軸方向的不確定，稱為沿 Y 軸的不定度，以 Y? 表示。六個支承可以抽象為六個點(diǎn)，故稱為六點(diǎn)定位。 磨擦系數(shù)主要取決于工作和支承或壓板之間的接觸表面的形式。楔鐵機(jī)構(gòu)中，推桿上的夾緊力為： iPQ? 式中 Q 推桿上的夾緊力（公斤） i 楔鐵機(jī)構(gòu)的傳力系數(shù) P 推動楔鐵的力 對于圖中所示的無滾子楔鐵夾緊機(jī)構(gòu)，其傳力系數(shù)為 2131)( )(1 ???。 (b)所示的支承表面具有直溝，并且溝的方向與切削力的方向一致。 在設(shè)計的該夾具中，楔鐵提供四個點(diǎn)，再在工件上找一個面與夾具體靠緊，在繞 X 轉(zhuǎn)動方向上用一個定位釘定位，從而實(shí)現(xiàn)了工件的定位。 沿 Z 軸方向的不確定，稱為沿 Z 軸的不定度，以 Z? 表示。 定位 工件在夾具中的安裝包括定位和夾緊兩個過程。 。 32 圖九 彎矩扭矩圖