【導(dǎo)讀】件組成的一種高效專用機(jī)床。它能從多面、多工位、多軸對一個或幾個工件同時。加工質(zhì)量穩(wěn)定、減輕工人勞動強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計的內(nèi)容包括：繪制多軸箱設(shè)計原。圖、加工示意圖。組合機(jī)床的設(shè)計是根據(jù)市場的需求，在現(xiàn)有的制造條件和新工。藝的發(fā)展，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的。機(jī)械制造技術(shù)和機(jī)械制造工業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

　　

【正文】 工序名稱 上蓋攻螺紋孔 工序號 Ⅶ 序號 工步名稱 被加工零件數(shù)量 加工直徑mm 加工長度mm 工作行程mm 切削速度m/min 每分鐘轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給量mm/r 進(jìn)給速度mm/min 工時 (min) 機(jī)加工時間 輔助時間 共計 1 裝卸工件 1 2 左動力部件 滑臺快進(jìn) 245 8000 軸箱攻進(jìn)鉆孔 10 44 60 3 350 50 9 滑臺快退 200 8000 備注 裝卸工件時間取決于操作者熟練程度，本機(jī)床計算取 總計 單件工時 機(jī)床生產(chǎn)率 件 /h 機(jī)床負(fù)荷率 80% 第 5 章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計 概 述 主軸箱是組合機(jī)床的重要組成部件。它是選用通用零件，按專用要求進(jìn)行設(shè)計的，在組合機(jī)床設(shè)計過程中，是工作量較大的部件之一。 通用 鉆孔主軸箱的組成 通用主軸箱主要由箱體，主軸，傳動軸，齒輪，軸套和其他一些附加機(jī)構(gòu)組成，主要有： 主軸箱體：前蓋，后蓋，上蓋，側(cè)蓋（箱體類零件） 傳動類零件：主軸，傳動軸，六方頭手柄軸，傳動齒輪，動力箱或惦記齒輪 潤滑和防油原件：葉片油泵，分油泵，注油杯，排油塞，通用油盤和防油套 主軸箱通用零件的編號是由規(guī)格、字頭、類別號、小組號、順序號和零件號等六部分或五部分組成。 (1) 通用箱體，鑄鐵的通用主軸箱體材料為 HT2040,前蓋和后蓋材料均HT1533。根據(jù)主軸與傳動軸的設(shè)計要求選用主軸箱體的厚度選 用 180mm，后蓋的厚度為 90mm。 (2) 通用主軸和傳動軸 通用主軸按其用途不同，分鉆削類主軸和攻絲主軸兩大類。 (3) 通用齒輪 主軸箱用的通用齒輪，有傳動齒輪、動力箱齒輪和電動機(jī)齒輪三種。三種齒輪的材料均為 45 號剛，齒輪進(jìn)行高周波淬火 主軸箱的設(shè)計步驟與內(nèi)容 主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。 繪制主軸箱原始依據(jù)圖： 主軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖是“三圖一卡”，即機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、被加工零件工序圖、加工示意圖、生產(chǎn)率計算卡，在編制此圖時從三圖一卡中已知： 主軸箱輪廓尺寸 500x500mm 工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸 工件與主軸箱相對位置尺寸 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖，見圖 51： 被加工零件的名稱：減速器上蓋 材料： HT200 鑄鐵 硬度： HB175255 動力部件： 其它尺寸查動力箱裝配圖，包括以下內(nèi)容： (1) 所有主軸的位置尺寸及工件與主軸箱的相關(guān)尺寸 (2) 在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向，由于標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋，因此要求主軸一般為逆時針旋轉(zhuǎn)（面對主軸看），逆時針轉(zhuǎn)向可不標(biāo)注，只標(biāo)順時針方向。 (3) 圖中應(yīng)標(biāo)注主軸箱的外形尺寸及其他相關(guān)部件的聯(lián)系尺寸 (4) 列表標(biāo)明工件材料，加工表面要求并注出各主軸的工序內(nèi)容，主軸外伸部分尺寸和切削用量等。 (5) 注明動力部件型號，功率 N（ kw），轉(zhuǎn)速 n（ r/min）和其它主要參數(shù) 圖 51 原始依據(jù)圖 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動力計算 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況，鉆孔主軸進(jìn)退都有切削，兩個方向都有切削力，選用前后支撐均為圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)，主軸型 式的選擇除了軸承之外，還應(yīng)考慮相關(guān)結(jié)構(gòu)，鉆孔主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)要作軸向移動，為了獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙鍵結(jié)構(gòu)，軸向不定位。 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定 主軸直徑按加工示意圖所示，主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步確定。待齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計完成后再驗(yàn)算某些關(guān)鍵軸頸。 齒輪模數(shù) m（ mm）一般用類比法確定，也可按公式估算，即： 3(30 ~ 32) pmzn? (51) 式中 P齒輪所傳遞的功率，單位 KW； Z一對嚙合齒輪中的小齒輪數(shù)； n小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位 r/min 主軸箱中的齒輪模數(shù)常用 、 、 4 幾種。為便于生產(chǎn)，同一主軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多余兩種。 因此，在此選模數(shù) m1=2， m2=3. 主軸箱的動力計算 主軸箱所需的動力有兩項：一項是主運(yùn)動所需的動力，也就是主軸箱所需要的功率，它等于切削功率、空轉(zhuǎn)功率和與負(fù)荷成正比的功 率損失之和；另一項是進(jìn)給力。 主軸箱所需功率按以下公式計算： P 主 =P 切 +P 空 +P 損 (52) 而 P 切 =1ini P???切 i=P 切 1+P 切 2+…… +P 切 n P 空 =1ini P???空 i=P 空 1+P 空 2+…… +P 空 n P 損 =1ini P???損 i= P 損 1+ P 損 2+…… + P 損 n 式中 P 切 —— 切削功率，單位 kw； P 空 —— 空轉(zhuǎn)功率，單位 kw； P 損 —— 與負(fù)荷成正比的功率損失，單位 kw。 傳動系統(tǒng)確定前可按下式初步估算主軸箱所需功率 N 主： N 主 =N 切 /? N 切 各主軸切削功率總和； ? 組合機(jī)床主軸箱傳動效率 加工鑄 鐵時一般取 ? =~，在此取 ? = 主軸箱所需的進(jìn)給力 F 主可按下式計算： F 主 =1ini F???i=F1+F2…… +Fn (53) 式中 Fi—— 各主軸箱所需的軸向切削力，單位 N 實(shí)際上，為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于 F 主軸箱。 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 對傳動系統(tǒng)的一般要求 設(shè)計傳動系統(tǒng)，應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度，剛度，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動件（主軸，傳動軸，齒輪等 ） 的規(guī)格少，數(shù)量少，體積??；因此，在設(shè)計傳動系統(tǒng)時要注意以下幾點(diǎn)： （ 1）盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸。 （ 2）一般情況下，盡量不采用主軸帶動主軸的方案，因?yàn)闀黾又鲃又鬏S的負(fù)荷。 （ 3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱體內(nèi)的齒輪傳動副的最佳傳動比為 。 （ 4） 根據(jù)轉(zhuǎn)速與扭矩成反比的道理，一般情況下，如驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較高時，可采用逐步降速傳動。 （ 5）粗加工切 削力大，主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支撐，以減少主軸的扭矩變形。 齒輪排數(shù)的安排方法： （ 1）不同軸上齒輪不相碰，可放在箱體內(nèi)同一排上。 （ 2）不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可放在箱體內(nèi)不同排上。 （ 3）齒輪與軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。 主軸箱傳動設(shè)計過程中，當(dāng)齒輪排數(shù)Ⅰ～Ⅳ排不夠用時，可以增加排數(shù)，如在原來Ⅰ排齒輪的位置上排兩排薄齒輪（其強(qiáng)度應(yīng)滿足要求）或在箱體與前蓋之間增設(shè) 0 排齒輪。 擬定主軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法 擬定主軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同 心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動軸，非同心圓分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動軸，然后根據(jù)已選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。 （ 1）確定主軸分布類型 1）同心圓分布 2）直線分布 3）任意分布 本次設(shè)計主軸采用直線分布 （ 2）確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在主軸上的位置 （ 3）用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來 （ 4）潤滑泵軸和手柄軸的安置 傳動系統(tǒng)設(shè)計的一般要求 (1) 在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求的前 提下，力求使傳動軸和 齒輪為最少； (2) 在保證有足夠強(qiáng)度的前提下，主軸、傳動軸和齒輪的規(guī)格要盡可能少，以減少各類零件的品種； (3) 通常應(yīng)避免通過主軸帶動主軸，否則見增加主動主軸的傳動負(fù)荷； (4) 最佳傳動比為 ，但允許才有到 ； (5)粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形； (6)盡可能避免升速傳動，必要的升速最好放在傳動鏈的最末一、二級，以減少功率損失。 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 齒輪齒數(shù)、傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式： ?。? Z 主 /Z從 =n 從 /n主 ⅱ） Z 主 +Z 從 =2A/m ⅲ） Z 主 =2A/mZ 從 =2A/m（ 1+n 主 /n從） ⅳ） Z 從 =2A/mZ 主 =2A/m（ 1+n 從 /n主） 式中 Z 主 —— 主動輪齒數(shù) Z 從 —— 從動輪齒數(shù)； n 主 —— 主動輪轉(zhuǎn)速（ r/min）； n 從 —— 從動輪轉(zhuǎn)速（ r/min）； A—— 中心距（ mm）； m—— 模數(shù)（ mm）。 依據(jù)以上公式對多軸箱的傳動進(jìn)行計算與設(shè)計，排列齒輪時，要注意先滿足轉(zhuǎn)速最低及主軸間距最小的那組主軸的要求還要使 中間軸轉(zhuǎn)速盡量高些，從而 m較小，且使驅(qū)動軸和其它傳動軸連接的傳動比不至太大。 多軸箱傳動路線擬定 主軸箱傳動設(shè)計的步驟： （ 1）擬定傳動線路。多軸箱傳動路線路圖見圖 52 （ 2）根據(jù)原始圖，算出驅(qū)動軸，主軸坐標(biāo)尺寸。見表 51 表 51 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值 坐標(biāo) 削01 驅(qū)動軸0 主軸 1 主軸 2 主軸3 主軸4 主軸5 主軸 6 X 220.0 Y 155.0 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) （ 1）確定傳動軸 9 的位置及各齒輪的齒數(shù)。傳動軸 9 的位置為主軸 4， 5， 6同心圓圓心。先確定轉(zhuǎn)速較低的主軸 4 與軸 9 之間齒輪齒數(shù)，為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的厚壁 a≧ 2m。若取 m=2， Z4=16，則從多軸向傳動線路圖量得中心距 A94=61，按公式ⅲ，ⅳ以此求得齒數(shù) Z4 1和轉(zhuǎn)速 n9，齒輪副齒數(shù) Z6，即： Z41=2A/mZ4=2? 61/216=35 （設(shè)在 第 III 排） n9=n4Z4/ Z41=317? 35/16=414r/min Z51=Z61=2A/m（ 1+u96） =32 （設(shè)在第 II 排） 根據(jù) Z51， Z61和 n5， n6 求得 n9 等于 410r/min。 （ 2）確定傳動軸 7 的位置及其在主軸 1， 3 之間的齒輪副齒數(shù)，傳動軸 7 中心去在箱體中心線上，垂直方向位置待齒數(shù)確定后便可確定。 軸 7 與主軸 3 之間傳動比取 u73=，則軸 7 轉(zhuǎn)速為： u7=n3/u73=354/=341r/min 軸 7 與主軸 1 之間的傳動比為： u71=n1/n7=366/341= 取最小齒輪（主軸 1 上）齒數(shù) u1=25，則： Z1=≈ 27 （設(shè)在第 II 排） 所以軸 7 與主軸 1 間中心距 A71=56mm， 據(jù)此作圖即可確定軸 7 在垂直方向的位置，并量得軸 7 與軸 3 間中心距A73=53mm， Z3=26 （設(shè)在第 I 排） 同樣可確定傳動軸 10 的位置及其在主軸 2，油泵軸 11 間齒輪副齒輪。 （ 3）確定合攏軸傳動 8 的位置。驅(qū)動軸 0 與中心傳動軸 7， 9， 10 之間的總傳動比為： u07=n7/n0=341/600=1/ u09=n9/n0=414/600=1/ u010=n10/n0=532/600=1/ 根據(jù)總傳動比，考慮驅(qū)動軸 0 與 7， 9， 10 軸間的距離及排列齒輪等因數(shù)，宜設(shè)置合攏軸 8將驅(qū)動軸 0與軸 7， 9， 10連接起來，經(jīng)計算和作圖，取 u08=1/，則： u87=n07/n08=1/ u89=n09/n08=1/ u810=n010/n08= 驅(qū)動軸上齒輪數(shù)取 Z0