【導讀】床與夾具、主軸箱和機床液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計。專用鉆床采用臥式單面配置方案。設(shè)計的主軸箱由動力箱經(jīng)齒輪與主軸箱相。連，傳動軸使兩主軸的轉(zhuǎn)向相同。主軸與麻花鉆由接桿聯(lián)接，設(shè)計專用夾具，工。件兩面一孔定位，由液壓缸夾緊夾。度要求的前提下降低經(jīng)濟成本，避免了整機的設(shè)計或新設(shè)備的購置。

　　

【正文】 齒輪 32 21 3 30 1 傳動軸上齒輪 32 35 3 35 2 主軸上齒輪 32 37 3 30 2 齒輪校核計算 對多軸箱中承受載荷最大、最薄弱的軸 3上的齒輪進行接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度的驗算。齒輪的材料為 45 鋼，表面淬 火，布氏硬度 HB=229～ 286，平均值 240HB。設(shè)使用壽命 10年。齒輪 Z3=3 Z4=3寬度 B=32mm，傳動比 i31=1。 注：在校核計算的過程中所要見的表和圖在《機械設(shè)計》一書中，邱宣懷等編著， 2020 年高等教育出版社。 校核計算： 接觸疲勞極限 б Hlim 由圖 б Hlim1 =580 Mpa б Hlim2=580 Mpa 齒輪 5的圓周速度 v5 v5= 3360 1000dn?? = 35 31260 1000??? v5=精度等級 由表 選 8 級精度 使用系數(shù) KA 由表 KA= 動載系數(shù) KV 由圖 KV= 齒間載荷分配系數(shù) KHα 由表 先求 Ft=2T3/d3=2 12928/35= KAFt/b= 100N/mm ε α =[－ (51Z +11Z )]cosβ (β =0) =－ ( 135 + 135 ) 第三章 多軸箱設(shè)計 26 ε α = Zε =34 ???= 4 3? Zε = 由此得 KHα =21?Z== KHα = 齒向載荷分布系數(shù) KHβ 由表 KHβ =A+B[1+ （3bd ） ]（3bd ） +C 103b =+ [1+ (32/35)] (32/35)+ 10332 = 載荷系數(shù) K K=KAKVKHα KHβ = = 彈性系數(shù) ZE 由表 ZE= MPa 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH 由圖 ZH= 接觸最小安全系數(shù) SHmin 由表 SHmin= 總工作時間 th th=10 365 8 th=4800h 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由表 ，估計 107NL?109， 指數(shù) m= NL1= NL2=60γ n3th = 60 3 312 4800 = 108 NL1= NL2 = 108 接觸壽命系數(shù) ZN 由圖 ZN1= ZN2= 許用接觸應(yīng)力 [σ H] [σ H1]=min11limHNHS Z? =580 ? =650MPa [σ H2]=min22limHNHS Z? =580 ? =650MPa 驗算 σ H=ZE ZH Zε 3232 1kT u ubd ?? 第三章 多軸箱設(shè)計 27 = 22 1 . 8 5 1 2 9 2 8 1 113 2 3 5? ? ??? =621 MPa [σ H2] 計算表明：接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無須調(diào)整。 齒根彎曲疲勞強度驗算 重合度系數(shù) Yε Yε= ++齒間載荷分配系數(shù) KFα 由表 KFα =1/Yε =1/= 齒向載荷分配系數(shù) KFβ b/h=32/( 2)= 由圖 KFβ = 載荷系數(shù) K K=KAKVKFα KFβ = = 齒形系數(shù) YFα 由圖 YFα 1= YFα 2= 應(yīng)力修正系數(shù) YSα 由圖 YSα 1= YSα 2= 彎曲疲勞極限σ Flim 由圖 σ Flim1=σ Flim2=450MPa 彎曲最小安全系數(shù) SFmin 由表 SFmin= 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) NL NL1= NL2=60γ n3th = 60 3 312 4800 = 108 彎曲壽命系數(shù) YN 由圖 YN1= YN2= 尺寸系數(shù) Yx 由圖 Yx= 許用彎曲應(yīng)力 [σ F] [σ F1] =min11limFXNFS YY? =450 1/ =324MPa [σ F2]=min21limFXNF S YY? =450 1 第三章 多軸箱設(shè)計 28 =324MPa 驗算 σ f2=σ f1= 332kTbdm YFα 1 YSα 1Yε = 2 1292832 35 2???? =[σ f1] 傳動無嚴重過載，故不做靜強度校核。 繪制多軸箱總圖 多 軸箱總圖包括主視圖、展開圖及局部剖視圖（表示動力箱與后蓋及前后蓋與箱體間的定位結(jié)構(gòu)）。 如圖 35所示。 圖 35 多軸箱展開圖第四章 夾具設(shè)計 29 第四章 夾具設(shè)計 夾具是組合機床的重要組成部分，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的導向以及裝卸工件時的限位等作用。 定位方法的選擇及定位元件的選用 前面已對定位精準及夾緊點的選擇做了分析 ，本夾具的定位方案為“兩面一銷”定位。 選 用的定位元件如 圖 41，圖 42,圖 43，圖 44所示 圖 41定位 支撐板 1 圖 42定位 支撐板 圖 43定位 支撐板 圖 44 削邊銷 圖 41，圖 42,圖 43支承板 ， 材料： T8；熱處理： HRC55?60；其他技術(shù)條件按 GB/T2259《機床夾具零件及其部件技術(shù)條件》 削邊銷， 材料： 20鋼；熱處理：滲碳深度 ?， HRC55?60；其他技術(shù)第四章 夾具設(shè)計 30 條件按 GB/T2259《機床夾具零件及其部件技術(shù)條件》 導向裝置的選擇 在加工示意圖（圖 24）中 已選定通用 標準中固定式可換導套作為導向裝置。 夾緊機構(gòu)的選擇 工件在切削過程中會受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位，典型的夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機構(gòu)和動力源裝置所組成。 夾緊裝置在夾緊過程中有一定的要求： 1) 夾緊裝置應(yīng)保證工件定位，而不能破壞工件的定位。 2) 夾緊力的方向應(yīng)和切削力方向相應(yīng)，使夾緊力減小。 3) 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理、制造方便。 4) 夾緊裝置的動作應(yīng)迅速、方便、安全。 5) 夾緊力的大小應(yīng)能保證工件在加工時的位置不變，同時又不能使工件產(chǎn)生變形。 根據(jù)前面分析 的夾緊力的作用點、方向以及工件結(jié)構(gòu)特點、工藝方法、加工情況、工件定位形式等，決定選用直接夾緊機構(gòu)，由于夾緊力較大，若采用手動夾緊，費時費力，很不方便。根據(jù)批量生產(chǎn)的需要，決定采用機動夾緊裝置，以縮減工件夾緊輔助時間和減輕工人的勞動強度。在綜合分析比較各種機動夾緊方式后，決定采用液壓夾緊方式。因為液壓夾緊具有操作簡單、動作平穩(wěn)、易于集中控制、程序控制和實現(xiàn)工序自動化；工作壓力高，油缸結(jié)構(gòu)尺寸小，元件便于標準化等優(yōu)點。并且本機床為液壓驅(qū)動，配有液壓站，采用液壓夾緊系統(tǒng)可不必另外配置動力源。且使夾具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊 。初步選定夾緊機構(gòu)為在夾具右邊布置一個液壓油缸自右向左 ，通過 V 形塊 直接夾緊工件。 V形塊如 圖 45。 圖 45 V形塊 第四章 夾具設(shè)計 31 夾緊力的計算及夾緊油缸的選擇 夾緊力大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。夾緊力作用點和方向的選擇，通常應(yīng)與工件定位基準的選擇同時考慮，因此這兩個參數(shù)在制定機床工藝方案時已確定，這里僅作重點敘述的是確定夾緊力的大小的問題。 夾緊力大小的計算是個很復(fù)雜的問題，一般只能作粗略的估算。為了簡化計算起見，在設(shè)計夾緊裝置時，可只找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原 理求出夾緊力的大小。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需要的夾緊力數(shù)值。取安全系數(shù) k= 由靜力平衡原理得出所需要的夾緊力為： F=3232*2*=11635N 由于采用一個液壓缸實現(xiàn)夾緊，則其應(yīng)有的推力為： F=11635N；初選夾緊系統(tǒng)油壓為 P=，則油缸缸徑為： ；查標準決定選擇 T5026I 型地腳式夾緊液壓缸，缸徑為 65mm ， 需要 的 夾 緊 系 統(tǒng)P=4F/A=4F/=4*11635/(*652)= 。 實 際 夾 緊 力 為 ：Wk=PA=**652/4=11647N(11635N)。故所選擇的液壓缸完全滿足要求。 夾具體設(shè)計 對夾具體的一般要求：足夠的剛度和強度；較輕的重量；安裝要穩(wěn)定；保證裝卸工件方便；工藝性要好；便于清除切屑和贓物；切屑和贓物是否容易清理，不僅影響生產(chǎn)效率，同時也影響夾具使用的可靠性。 夾具底座總長的確定：工件高度為 98mm，導向尺寸為 25mm。與工作臺固定用的凸臺每邊去 50mm，右邊還有液壓夾緊機構(gòu)， V形塊長度為 105mm，液壓缸長度為 147mm，夾緊行程 20mm，則總長 =445mm?？紤]到 定位等因素，取夾具總長為470mm。 夾具底座寬度的確定：根據(jù)工件長度為 185mm，取寬度為 210mm。 夾具底座高度；夾具底座高度的確定，夾具底座的高度應(yīng)視具體情況來定，要考慮工件的裝料高度等。本課題中取高度為 33mm。 夾具體如圖 46所示。 圖 46夾具體 第四章 夾具設(shè)計 32 鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 安裝固定鉆套的零件稱為鉆模板，它是保證鉆模精度的重要零件。按鉆模板在夾具體上的聯(lián)接方式可分為固定式鉆模板和活動式鉆模板兩種。 固定式鉆模板靠螺釘和銷釘固定聯(lián)接于夾具體上，保證了鉆套底孔的位置精度要求?；顒邮姐@模板不 如固定式鉆模板精度高。所以選用固定式鉆模板。 由于固定式鉆模板的尺寸較大，應(yīng)選用鑄件材料，時效處理，以保證其穩(wěn)定性 圖 47 鉆模板 專用夾具結(jié)構(gòu) 設(shè)計 專