【文章內容簡介】 41 0 ?? da p rmm/ ? ， 由公式（ 21）得 m i n/ 0. mv ?????? 取 20m/minv ? ，當 mmd 14? ， 由 《實用機械加工工藝手冊》 表 11267 查得 1000v dn?? 公式（ 22） 由公式（ 22）得， m i nr45514 0210001000 ?? ??? ?? d vn 取 minr/054?n （為減少刀具磨損、提高 其壽命，一般所選轉速較計算值?。?，此時 由公式（ 22）得， m 50414 ???? ?v ③ 計算 軸向力、切削轉矩、切削功率 采用高速鋼鉆頭 鉆鑄鐵孔時： HB.? 公式（ 23） . 9fD01 HBT .? 公式（ 24） DTv?9550P? 公式（ 25） 由公式（ 23）、公式（ 24）、公式（ 25）可得， ????? 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 8 m. 5 6 ?????? NT . 0955 0 2056811P ???? ? ④ 機動工時 由 《機械加工工藝手冊》表 2842 查得， fn lllt fwm 1??? 公式（ 26） 其中 mmlmmkdlwrf 388345c os73c os2 0 ?????? ，? 因此由公式（ 26）得， stm 3838 ??? ??? 工步二：擴 ?14 孔至 加工要求：擴 ?14 挺住孔至 ，加工余量 因為兩種刀具是安置在同一工作臺上的，所以切削用量和主軸轉速和鉆孔是是一樣的 ，即 ① 進給量 ?f ② 切削速度 已知主軸轉速 450r/min?n ， 由 公式（ 22）得 ， 20m / m i ????? ?? dnv c ③ 計算軸向力、切削轉矩、切削功率 采用高速鋼擴刀擴鑄鐵孔時： HB.? 公式（ 27） . 7 HBT .? 公式（ 28） DTv?9550P? 公式（ 29） 由公式（ 27）、公式（ 28）、公式（ 29）可得， 2 31 9 ????? m3 . 8 1 2 31 9 . ??????? NT ???? ? ④ 機動工時 由公式（ 26）得 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 9 os2 ??? ?fl 其中 38?wl ， l1 取 3， 則 6s604501 ??? ???mt 《機械加工工藝師手冊》 P3159 注： 式中 F—軸向切削力（ N）； D—鉆頭直徑（ mm）； f—每轉進計量（ mm/r）； T—切削轉矩（ N?m）； P—切削功率（ Kw）； v—切削速度（ m/min）； HB—材料硬度； t—被吃量深度（ mm）。 由此對本工序鉆孔、擴 孔的軸向力、切削轉矩、切削功率 如 表 21 所示 ： 表 21 本工序鉆孔、擴孔的 F、 T、 P 值 加工方式 孔數(shù) 鉆頭直徑 D/mm 軸向力 F/N 轉矩 T/N?m 功率 P/Kw 鉆孔 2 鉆 2797 2 擴孔 2 鉆 2 確定 主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸類型的選擇是根據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的連接結構進行確定，在本課題中，主軸與 接 桿連接，帶動鉆頭鉆孔，所以主軸與刀具的連接應為 接桿 連接 （亦稱剛性連接） ，由此可 確定主軸類型為長主軸。主軸軸頸及軸端尺寸是由進給抗力和主軸 刀具系統(tǒng)結構確定，由組合機床設計簡明手冊表 34 可知公式： 410d TB? （ 210） ][??pWT (211) 注： 式中， d—軸的直徑 (mm)； T—軸所傳遞的扭矩 (Nm)； pW —軸的抗扭截面模數(shù) (m3)； 實心軸的3p dW ? ； ][? —許用剪切應力 (Pa)， 31MPa][ ?? 。 主軸選為非剛性軸，由表可以查得 B=，則主軸的直徑為： 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 10 軸 2 mmTB 6 44 ????? 取 d=25mm 軸 4 mmTB 1 2 44 ????? 取 d=25mm 利用公式 （ 211） 驗證： 軸 2 ][ 3p21 ??? ?????? MP aWT 軸 4 ][ 81 3p43 ??? ?????? MP aWT 剪切應力均滿足要求，所以各軸頸均合適。 根據(jù)主軸類型和主軸直徑，由組合機床設計簡明手冊表 36，可具體選擇主軸類型為滾珠軸承長主軸。由表 36 可查得，主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。 選取所有主軸的直徑 d=25mm，通過查通用鉆削類主軸的系列參數(shù)表可得，主軸外伸部分為D/d=40/28mm， 外伸部分的直徑的孔徑為 28mm， 主軸外伸長度為 L=115mm，主軸內孔長度 l1=85mm， 接桿莫氏圓錐號選擇 莫氏 2 號 。 接桿 的選擇 在 組合機床鉆、擴、鉸及倒角等加工孔 上，主軸和刀具間的連接常采用接桿 連接 （亦稱 剛 性連接 ） 。 因 多軸箱各主軸的外伸長度和刀具長度各為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了的位置，須采用軸向可調整的接桿來協(xié)調各軸的軸向長度，以滿足 同時加工完各孔的要求。 接桿 已經標準化，通用標準接桿號可根據(jù)刀具尾部椎體莫氏錐度和主軸頭部內孔直徑 1d 選取，從 組合機床設計簡明手冊 81 查取， 確定接桿型號、 莫氏 錐度和接桿長度。刀具型號的選擇 ， 根據(jù)孔的直徑和莫氏 圓錐號，由機械制造工藝設計簡明手冊表 查得 ， 由接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長度的內孔 D 配合， 接桿莫氏圓錐號選擇 2。 接桿 示意圖如圖 24 所示 。 圖 24 接桿 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 11 確定行程長度，繪制動力部件的工作循環(huán) (a)工作進給長度 Lx 工作進給長度 Lx 應等于加工部位長度 L 與刀具切入長度 L1 和切出長度 L2 之和。切入長度一般為 5～ 10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定 ，取 L1=8mm。 鉆孔時，切出長度一般為 mm)8~3(d31 ? ，取 L2=9mm。 在同一多軸箱所有主軸中，以最長的加工長度作 為動力部件的工作進給長度。主軸箱的工作進給長度為 : mmLLLLx 55938821 ??????? (b)快速進給長度的確定 快速進給是指動力部件把刀具送到工作進給位置，其長度按具體情況確定。 取 主軸箱上刀具的快速進給長度為 400mm。 (c)快速退回長度的確定 快速退回長度等于快速進給和工作進給長度之和。由已確定的快速進給和工作進給長度可知，快速退回長度分別為 455mm。 (d)動力部件總行程的確定 動力部件總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前 調節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中拿出時，動力部件需要后退的距離（刀具退離夾具導套外端面的距離應大于接桿插入主軸孔內或刀具插入接桿孔的長度，即后備量）。因此，動力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。取前備量為 30mm，后備量為 145mm，所以總行程為 630mm。 工作循環(huán)圖 如圖 25 所示 。 圖 25 工作循環(huán)圖 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 12 繪制加工示意圖 從以上對刀具、主軸、導向裝置、連接裝置的設計中， 繪制加工示意圖如圖 26。 圖 26 加工示意圖 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 13 3 組合機床主軸箱設計 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖 多軸箱設計原始依據(jù)圖是根據(jù) “三圖一卡 ”繪制的，其主要內容應包括： (1)由機床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標注輪廓尺寸和動力箱驅動軸 O1 的相對位置尺寸。 (2)各主軸的位置尺寸和工件與主軸箱的相關尺寸。 (3)標注主軸轉向。 (4)標注主軸箱的外形尺寸和相關尺寸。 (5)標明工件材料、各主軸的工序內容、切削用量及主軸外伸部分尺寸等。 (6)注明動力部件的型號及其它主要的參數(shù)。 主軸箱設計原始依據(jù)圖如圖 31 所示 。 圖 31 主軸箱設計 原始依據(jù)圖 編號 工序 加工直徑(mm) 主軸外伸尺寸(mm) v n f vf 內容 D/d L m/min r/min mm/r mm/min 2 鉆孔 14 40/28 115 450 60 4 擴孔 40/28 115 22 450 60 注： ：柴油機氣缸體；材料： HT250；硬度： 190~240HBS； ； ： 1TD50 型動力箱； P=，轉速 480r/min； 1HY50MⅡ B 液壓滑臺。 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 14 主軸 、 齒輪的確定 主軸結構型式的選擇 主軸的結構型式是由零件的加工工藝決定的，并要考慮主軸的工作條件與受力情況。主軸結構選擇包括軸承型式的選擇和軸頭結構的選擇，其中軸承型式是主軸部件結構的主要特征。主軸在進行鉆削加工時，要承受較大的軸向切削力，可用推力球軸承承受軸向力，用深溝球軸承承受徑向力。又因在鉆削時軸向力是單向的，因此應將推力球軸承安排在主軸前端。由主軸采用滾珠主軸 ,前支承用推力球軸承、深溝球軸承，后支承用圓錐滾子軸承。 在軸頭結構選擇時，選用 滾珠軸承長主軸。因為長主軸的軸頭內孔較長，可以增大與刀具尾部連接的接觸面，進而增強刀具與主軸的連接剛度，減少刀具前端下垂。 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初確定 主軸直徑可按加工示意圖的主軸類型和外伸尺寸初步確定，傳動軸直徑也可根據(jù)主軸直徑尺寸初步確定。關鍵軸頸需待齒輪傳動系統(tǒng)設計完成后再驗算。 組合機床主軸箱常用齒輪模數(shù)有 、 、 4 等。為了方便生產，同一主軸箱中齒輪模數(shù)不應多于兩種。 傳動系統(tǒng)設計與計算 主軸分布類型 多軸箱主軸的分布類型有：同心圓分布、直線分布和任意 分布。根據(jù)各種分布的區(qū)別，可以選取本設計中主軸分布類型為同心圓分布，可用一根中間軸帶動。 傳動系統(tǒng)的設計 把 主軸箱的主軸 1 與 2， 3 與 4 分別 看作一組同心主軸，在其圓心處設中心傳動軸 6，將中間軸 6 再分別與傳動軸 8 連接，傳動 軸 6 帶動葉輪泵泵軸 9， 將傳動軸 8 看作 一組同心圓，分別與驅動軸 0 連接， 形成多軸箱傳動樹形圖，如圖 32 所示。 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 15 32 主軸箱傳動樹形圖 、轉向及其位置 驅動軸的轉速根據(jù)動力箱的型號確定， 驅動軸的轉速為 480r/min0 ?n 。 從面對主軸的位置看，所有主軸（除非特殊要求外）應逆時針方向旋轉。從傳動樹可得出 驅動軸 為 逆時針旋轉 (面對主軸看 )。驅動軸的位置，水平方向取在主軸箱的中間，位于主軸箱對稱線上；垂直方向，位于主軸箱的下部，具體數(shù)據(jù)待定。 (1)確定中間傳動軸的位置 用幾何作圖法，過軸 1 與 3 與 4 作圓，確定軸 1 與 3 與 4 的圓心，即為中間軸 6 的位置，量出半徑 58mm1 ?A 。 (2)齒輪齒數(shù)的確定 已知， 各主軸的轉速為 m in/45021 rnn ?? ， m