【導(dǎo)讀】固定試式多軸頭是根據(jù)一個(gè)典型法蘭盤類零件而設(shè)計(jì)的，用于零件中大批量生產(chǎn)。多軸頭架的設(shè)計(jì)參數(shù)來源于一般的加工工藝條件，以適應(yīng)更廣闊的加工范圍。工廠里多孔鉆削時(shí)，孔徑一般較小，多在10cm左右，而且大部分是箱體、法蘭盤等，箱體、法蘭盤多為鑄造件，材料是鑄鐵，也有個(gè)別的被加工零件的材料是低碳鋼。據(jù)這些工件的切削條件，可以確定多軸頭架的工藝主參數(shù)。多軸頭架的總體設(shè)計(jì)。多軸頭架的傳動(dòng)原理是通過齒輪嚙合增加鉆削軸的軸數(shù)，以滿。通過二級(jí)齒輪嚙合，輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向沒變，但由于齒輪分。為了保證加工生產(chǎn)條件的安全，加上多軸頭工作時(shí)裝隔離。裝置比較困難，所以必須嚴(yán)格校核軸頭架的強(qiáng)度，以免發(fā)生事故或達(dá)不到加工要求。可以看出，改裝后的多軸鉆床，可以同時(shí)完成多個(gè)孔的鉆、擴(kuò)、鉸等工序?？烧{(diào)多軸頭架可以起到提高生產(chǎn)效率、降。低成本、提高孔系加工精度等作用。參照該調(diào)節(jié)原理可進(jìn)行其他任意孔系加工裝置的。此外該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方

　　

【正文】 一些固定零件。此傳動(dòng)箱采用單層布置。 第 7 章 軸承壽命的 計(jì)算 多軸頭中常用的軸承有單列向心軸承 (0000 型 )、單向推力球軸承（ 8000 型）及滾動(dòng)軸承。在特殊情況下，也采用滑動(dòng)軸承。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 32 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)軸徑的大小選擇軸承，然后進(jìn)行強(qiáng)度或壽命等方面的驗(yàn)算。下面是部分軸承的驗(yàn)算。 單列向心球軸承的驗(yàn)算 單列向心球軸承需要驗(yàn)算軸承的工作能力系數(shù)，其中計(jì)算公式如下： （ 71） 式中： C 為軸承工作能力系數(shù) Q 為軸承的計(jì)算負(fù)荷（ ）； 為轉(zhuǎn)速（ ）； 為軸承壽命 （ ），多軸頭軸承的壽命一般規(guī)定為 2020 小時(shí) 。 ［ C］為允許的工作能力系數(shù)，由軸承標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)查得。 軸承的計(jì)算負(fù)荷（ Q）按下式計(jì)算： （ 72） 從受力分析看，惰輪軸（ 6 和 7）受徑向力比工作軸大，而惰輪又距離下軸承較近，所以應(yīng)驗(yàn)算惰輪軸的下軸承。 利用圖解法求出惰輪軸（ 6 或 7）所受的徑向力 。圖 71 為惰輪軸 7 受力情況分析圖，圖中各力計(jì)算如下： （ N） （ 73） （ N） （ 74） （ N） （ 75） （ N） （ 76） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 33 圖 71 惰輪軸受力分析 作力的矢量圖，得 。 求出支承力 ： (N) （ 77） 惰輪的轉(zhuǎn)速： （ 78） 軸承壽命（ h）定為 2020 小時(shí) ,工作能力系數(shù)為： （ 79） 查軸承手冊(cè)，軸承允許的工作能力系數(shù)［ C］＝ 11300，可知：［ C］ C，大于所要求的工作能力系數(shù)，可以選用。 止推軸承的驗(yàn)算 單向推力軸承的工作能力系數(shù) C 的計(jì)算與前面的相同，其中計(jì)算負(fù)荷應(yīng)按下式計(jì)算 : （ 710） 式中 為某個(gè)工作軸上的軸向力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 34 這 個(gè)軸承中 ,其中 (N),所以可以得到 : （ 711） （ 712） 查軸承手冊(cè) ,允許的工作能力系數(shù) [C]=31000,即 [C]C,滿足所需 ,可以使用 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 35 結(jié)論 由本文的論述，我們了解到：通過對(duì)底蓋的加工工藝與多軸頭的設(shè)計(jì)，在齒輪、各種輔助零部件、工藝流程等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提高了可靠 性，具備一定的先進(jìn)性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為解決此類多孔零件的加工問題舉了一個(gè)實(shí)例。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 36 參考文獻(xiàn) [1]第一汽車制造廠工藝裝備設(shè)計(jì)室編 .齒輪傳動(dòng)多軸頭設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械 工業(yè) 出版社，1979 [2]大連組合機(jī) 床研究所編 .組合機(jī)床設(shè)計(jì) .機(jī)械工業(yè)出版社， 1978 [3]上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編 .金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社， 1984 [4]王秀青 .鉆軸均布可調(diào)鉆床用多軸頭 .機(jī)械工程師 .2020，（ 3） [5]丁志強(qiáng)等 . 基于知識(shí)工程的多軸頭傳動(dòng)智能 CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng) .機(jī)電工程 .2020 年（ 5） [6]萬東海 .多軸頭設(shè)計(jì)及計(jì)算 ——車橋輪轂孔系加工 .江南航天科技 .1997，（ 3） [7] Boyes W Book of Jig and Fixture :SEM,1986 [8]機(jī)械工程手冊(cè)、機(jī)電工程手冊(cè)編輯委員會(huì) .機(jī)械工程手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 [9]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫組 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .化學(xué)工業(yè)出版社 [10]胡家秀 .簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [11]劉澤九、賀士荃、劉暉主編 .滾動(dòng)軸承手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [12]上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編 .金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 .1984 [13] 李慶余、張佳 主編 .機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 [14] 王之煦、許杏根 編 著 .簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 [15]濮良貴、紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2020 [16]Man, , Rowe, ., Black, . and Alanson, . 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Engineering Manufacture, 2020, 215(B4), 473491 [18]chineToolsamp。Manufacture41(2020)833C85 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 37 致謝 本論文是在指導(dǎo)教師劉琨明老師的精心指導(dǎo)下完成的，在論文的選題、開題、結(jié)題的過程中，處處都凝聚著導(dǎo)師的心血。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，劉 老師誨人不倦，耐心給我們講解，他淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和高尚的品格對(duì)本人也產(chǎn)生了巨大的影響，提高了我的工作學(xué)習(xí)能力和知識(shí)水平，同時(shí)也讓我受益終生。在此謹(jǐn)向尊敬的劉老師致以最衷心的敬意 ！ 衷心的感謝機(jī)械工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師們給予的關(guān)心和支持，謝謝 ！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 38 附件 1 外文資料翻譯 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 39 數(shù)控銑床用于螺旋斜面齒輪的表面雕刻加工 摘要： 齒輪作為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是現(xiàn)代精密機(jī)器中關(guān)鍵的組成部分，由于它的復(fù)雜和唯一特點(diǎn)，齒輪經(jīng)常被一 些特定的工具設(shè)計(jì)制造，例如滾齒和插齒機(jī)器，這個(gè)論文中，我們打算用一個(gè)三軸數(shù)控銑床和一個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)來制造螺旋斜面齒輪（齒輪生產(chǎn)中最復(fù)雜的一種），這其中包括 A 落選斜面齒輪的幾何模型， B 數(shù)控銑床的加工計(jì)劃， C 為四軸和四分之三軸控制的刀具走刀途徑和執(zhí)行計(jì)算程序，在這種方法下，實(shí)驗(yàn)性的切割已經(jīng)做的很有效，這種方法是在四分之三軸的代碼下控制的數(shù)控銑床下工作的。 1 介紹 ： 作為動(dòng)力傳動(dòng)方式，在現(xiàn)在工業(yè)機(jī)械中齒輪是非常有效和準(zhǔn)確的系統(tǒng)，在各種類型的齒輪中（圖片一），螺旋斜面齒輪是最復(fù)雜的一種，在有角度錯(cuò)開的軸中傳遞扭矩先前的研究主要關(guān)注于齒輪的設(shè)計(jì)于分析，在【 19】中螺旋斜面齒輪的幾何特點(diǎn)和設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)做了詳細(xì)的研究， TSAI 和 CHIN 在基本齒輪動(dòng)力學(xué)和切面漸開線幾何學(xué)的基礎(chǔ)上提出了斜齒面數(shù)學(xué)表面模型。之后，在球面漸開線的基礎(chǔ)上，這個(gè)模型與其它的模型相比較，最近 SHUNMUGAM 在【 8， 9】提出了一個(gè)完全不同的模型，在正常的偏離情況下已經(jīng)證明了他的精確性（與在特定工具下加工制造的螺旋斜面齒輪相比較） 在能涉及到的制造業(yè)中，在先前的工作中，齒輪都是在特定的機(jī)器刀具類型下被加工的，比如滾齒和插齒加工，這有可能是為什么 在開放研究的領(lǐng)域齒輪加工稀少的原因。事實(shí)上，沒有螺旋斜面齒輪的表面加工的走刀路徑的研究結(jié)果，雖然有一些權(quán)威人士提出用數(shù)控銑床進(jìn)行螺旋齒面加工的可能性。最近，基于數(shù)控機(jī)床的齒輪加工刀具在工業(yè)實(shí)踐中已經(jīng)有了發(fā)展和提高（圖片 2）。然而，他們的結(jié)構(gòu)框架還是與工業(yè)數(shù)控機(jī)床有著不同，因?yàn)橄惹暗氖俏灰恍┨囟ǖ牡毒咴O(shè)計(jì)的。 在這篇論文中，我們嘗試用一臺(tái)三軸銑床和一個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)通過表面雕刻加工的方法來制造加工螺旋斜面齒輪。從加工效率上說，很顯然表面雕刻加工要明顯的低于用特定工具加工，除了加工效率問題，表面雕刻加工方法在以下方面 具有優(yōu)勢， (1)傳統(tǒng)的加工方法需要在專用于各種不同類型大小，幾何形狀的各種齒輪特定刀具和機(jī)器有一部分的投資，（ 2）通過表面加工方法，用工業(yè)數(shù)控銑床可以加工制造很寬范圍的齒輪，（ 3）有些特定的齒輪，例如直徑超過 1000 毫米的大齒輪，還有重齒輪，都可以用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 40 表面雕刻方法來加工，而不是用專用齒輪加工工具，除了一些特定限制的情況。 從以上觀點(diǎn)可以看出，我們主要關(guān)注于表面雕刻加工方法的能力方面，包括幾何加工精度，表面質(zhì)量，還有加工時(shí)間。除了加工效率方面，如果表面雕刻加工方法表現(xiàn)的不錯(cuò)的話，它可以在工業(yè)生產(chǎn)中通過數(shù)控機(jī)床加 工大型的螺旋斜面加工。同時(shí)加工效率不被重視。在這篇論文中，提供了一個(gè)全面的加工技術(shù)包括幾何模型，加工工序，刀具途徑計(jì)算程序和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 2 螺旋斜面齒輪的幾何模型 一般的，螺旋斜面齒輪的幾何模型會(huì)給定一系列的特定參數(shù)，這些特定參數(shù)有一個(gè)工程制圖提供，像圖片 3 中展示，一些參數(shù)（主要參數(shù)）需要用幾何定義，一些參數(shù)（輔助參數(shù)）通過計(jì)算方程式獲得，表一總結(jié)了一些關(guān)鍵的參數(shù)以及一些參數(shù)的之間的關(guān)系。 利用一些參數(shù)，表面模型可以通過以下獲得，根據(jù)圖片 4 的說明，在兩齒輪中的表面可以通過一大部分曲線沿著螺旋線來做模型，這 部分曲線有五部分組成， S 是部分 I 的參數(shù)，沿著螺旋曲線命名 W 為參數(shù)，表面模型可以在圖片 4 中通過 S 來表現(xiàn)。 S 和 S 是漸開線曲面， S 和 S 是切平面曲面， S 是地平面曲面， SS 和 S 提供間隙在運(yùn)動(dòng)過程中。漸開線曲面在大齒輪（齒輪有這樣的分類，大的一個(gè)叫做 GEAR，小的一個(gè)叫做 PINION）和小齒輪的接觸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中是關(guān)鍵曲面。 .在下面中，我們提供一種方法來獲得小齒輪的表面模型 S。 落選斜面齒輪的漸開線在球體中被定義，叫做球面漸開曲線，考慮螺旋斜面小齒輪的大部分， W 是在圖表一中的圓錐半徑，這時(shí)，一個(gè)參照?qǐng)A的半徑 W 和一個(gè)基圓的半徑 R， D 和 @分別代表了小齒輪的內(nèi)徑和壓力角，這個(gè)可以從參考面通過角度距離在基圓上限制這些點(diǎn)，這些點(diǎn)可以唯一的定義為參數(shù) U，還有通過參數(shù) U 的利用，源自參考圓中心的？圓的半徑 W 也將被唯一的確定，這是，螺旋切點(diǎn)是在？圓上，他的長度與沿著基圓的長度相同，通過改變參數(shù) U 從 0 到 U，和改變參數(shù) W 從 R 到 Rb，在 直 斜 面 齒 輪 上 球 面 螺 旋 曲 線 可 以 確 定 ，1tan ( ) 2yzAA ?? ???11 11m a x 11ta n ( / 2 )c o s ( )c o s ( )s in ( )kbbdX?????? 是基圓圓錐角度，涉及參考配合框架 A 提出 P，涉及 B 找到 P 的位置的過程如 下，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 41 ABBP RP? 在螺旋斜面小齒輪，球面漸開線是沿著螺旋曲線而旋轉(zhuǎn)，在對(duì)數(shù)函數(shù)，螺旋曲線，圓形曲線，螺旋線的廣泛應(yīng)用下，圓切割螺旋曲線在本論文中應(yīng)用。 用數(shù)控銑床來加工落選斜面齒輪，得到成功結(jié)果的關(guān)鍵在于走刀途徑，在走刀過程中，各種各樣的因素都要考慮進(jìn)去，（ 1）機(jī)械加工的表面精度和加工質(zhì)量，（ 2）加工時(shí)間，（ 3）加工的機(jī)械刀具的機(jī)構(gòu)表面。 刀具結(jié)構(gòu)表面 關(guān)于刀具結(jié)構(gòu)加工表面，很顯然在加工過程中數(shù)控銑床要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，基于機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析，數(shù) 控銑床加工螺旋斜面齒輪至少通過四軸控制機(jī)構(gòu)來滿足要求，這樣一個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)也要三軸的銑床，機(jī)械加工工具的能力基本要求是：（ A）四軸必須同時(shí)控制（一軸為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，另三軸運(yùn)動(dòng)為切削工具）（ B）只有四分之三可以同時(shí)控制，后者叫做輔助軸控制系統(tǒng)，在工業(yè)實(shí)踐中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)第四軸控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，其他三軸控制刀具切割運(yùn)動(dòng)，在這篇論文中，我們提供一種刀具計(jì)算程序關(guān)于其結(jié)構(gòu)表面。 加工步驟 工件以圓錐線通過回轉(zhuǎn)制作加工出來，工序加工通過幾個(gè)步驟完成，（ 1）用幾把端銑刀進(jìn)行粗加工，（ 2）幾把球銑刀進(jìn)行半精加工，（ 3）一把球銑刀 進(jìn)行精加工，為