【正文】 另外，設(shè)計(jì)過程中對(duì)于不清楚的問題跟同學(xué)相互討論，也給了我很多的啟示，在此也向他們表示感謝。同時(shí)，機(jī)械教研室的各位老師也給了我許多幫助，在此次請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的感謝。夏老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在明確設(shè)計(jì)任務(wù)后，夏老師就指導(dǎo)我們進(jìn)行設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作，同時(shí)還提前為我們借好了手冊(cè)和資料。從而實(shí)現(xiàn)加工要求，提高機(jī)床的剛性，確保機(jī)床的工作穩(wěn)定可靠。它的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是多軸箱中各根軸的排布，各根軸轉(zhuǎn)速的確定，各根軸的設(shè)計(jì)，各根軸上傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)以及多軸箱體的選用。接下來的就是多軸箱的設(shè)計(jì)，這一步是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的最為關(guān)鍵的一步。首先繪制出零件圖，接著進(jìn)行工藝分析，確定工藝規(guī)程及機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸、切削用量及基本工時(shí)。可采用花盤直徑為320mm的1AHYc32型的液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它采用齒盤定位方式，它是將被加工工件從一個(gè)工位轉(zhuǎn)換到另一個(gè)工位的輸送部件，可提高生產(chǎn)率。導(dǎo)軌上的潤(rùn)滑可采用油杯供油、手動(dòng)潤(rùn)滑泵和自動(dòng)潤(rùn)滑（由主軸箱上的配油器來提供），三者供油方式。鉆孔時(shí)則采用7%的硫化乳化液，擴(kuò)鉸孔時(shí)采用皂膏配制的5%、10%的乳化液，有時(shí)為了提高鉸孔光潔度也采用混合油液[12]。而安裝在機(jī)床底座部分的冷卻泵站變化較小，因而可按不同的流量設(shè)計(jì)通用部件。噴頭和管子安裝在機(jī)床夾具上，它們和冷卻泵站之間用橡皮軟管或鋼管相連。對(duì)于傳動(dòng)軸57選用代號(hào)為31307的圓錐滾子軸承。因此前后支承采用滾錐滾子軸承。本次設(shè)計(jì)選用前一種方法即：前支承采用推力軸承和深溝球軸承，后支承采用深溝球軸承。，并使刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，根據(jù)以上功率的計(jì)算可選取1TD25ⅠB型動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)。其通用化程度高，選配靈活，便于生產(chǎn)管理。 主軸部件又稱為工藝切削頭，其端部安裝鉆頭，來完成此次設(shè)計(jì)的零件孔的加工，由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表527可選取1TZ12型號(hào)的鉆削頭，能夠滿足加工要求。其控制過程為：首先快進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作，滑臺(tái)快速前進(jìn)，壓下“工進(jìn)觸頭”，停掉快進(jìn)電機(jī)，接通工進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)化為工作進(jìn)給。而且用行程調(diào)速閥來控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，此過程中轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。再根據(jù)前面的計(jì)算，故選用1HY25ⅠB型的液壓滑臺(tái)。由于要實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)給就完成均布的4Φ13mm孔的加工，故選用在進(jìn)行工進(jìn)的工作過程中對(duì)工作進(jìn)給速度要求不變。它為刀具提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也是本次組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的主要通用部件[8]。且已標(biāo)注出各齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、所處的排數(shù)及齒輪的變位量，和各主軸、傳動(dòng)軸軸心位置及主軸外伸部分直徑，并標(biāo)明了軸號(hào)及主軸、驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。如圖410所示。主軸和傳動(dòng)軸裝配表見附表，如下表44。坐標(biāo)檢查圖見圖49。3）用點(diǎn)劃線繪制各齒輪的分度圓。顯然，δ5δ5δ6δ61的值均超過[δ]的值，因此軸5與軸3，軸6與軸4均需要采用變位齒輪，變位量為ΔA53=ΔA52=ΔA61=ΔA64=+。驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)是中心距允許誤差[δ]≤～，由傳動(dòng)軸與二軸定距的驗(yàn)算公式：δ= RA=R 已知軸5與軸3之間的標(biāo)準(zhǔn)中心距為：R53= =（17+23）=50mm而R52= R61 =R64=50mm。= mm由于軸5在傳動(dòng)軸3的垂直平分線上，故Y= mm。由前面可知： A53=50mm A57= A73=75mm故可利用余弦定理得出角∠c：在三角形723中可看出：cosc=得∠C=176。可設(shè)軸5的坐標(biāo)在xoy中為（x,y）,見圖48。計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo)，可用與二軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算。根據(jù)多軸箱的安置及加工條件，這里可以選用坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷孔上，因?yàn)檫@種方法適用于多軸箱安裝在動(dòng)力箱上。，計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo) 為便于加工多軸箱體，設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算，繪制坐標(biāo)檢查圖坐標(biāo)計(jì)算就是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)關(guān)系，精確計(jì)算各中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。而P主=。、7的直徑各傳動(dòng)軸的傳動(dòng)功率P傳=4P切=4=，轉(zhuǎn)速n6=577r/min，n7=722 r/min，則： ==考慮在軸上加工鍵槽等因素，由表419知每軸徑要增加7%，參照《機(jī)械工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》=35mm,d7=35mm。主軸及各傳動(dòng)軸的實(shí)心軸直徑的計(jì)算公式為： 式中：P該軸傳遞的功率（KW）；nj該軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；各主軸的切削功率P切=，轉(zhuǎn)速n主=770r/min，則： =考慮在軸上加工鍵槽等因素，且每直徑均小于30，由表419知每軸徑要增加7%，參照《機(jī)械工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》[11]表443后主軸軸徑修正為d=30mm。 n3= n0=785= r/min(主軸4的轉(zhuǎn)速相同) 。 圖47　　四孔鉆削多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖所以各軸上齒輪齒數(shù)及模數(shù)如下表43：表43　　各軸齒輪模數(shù)表012345678模數(shù)2齒數(shù)231717171726262524由于各級(jí)的傳動(dòng)比的變化而導(dǎo)致實(shí)際的轉(zhuǎn)速變化故需要驗(yàn)算。驅(qū)動(dòng)軸O到各主軸的傳動(dòng)路線和齒輪副排數(shù)已經(jīng)設(shè)計(jì)出，見圖47。設(shè)潤(rùn)滑泵軸齒輪Z8=24，m=2mm,主軸4和潤(rùn)滑泵軸8的傳動(dòng)比為：u48===由此可得潤(rùn)滑泵軸8的轉(zhuǎn)速 n8=n4 u48=770= r/min根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知潤(rùn)滑泵的轉(zhuǎn)速范圍n=550～800 r/min，因此轉(zhuǎn)速在合理的范圍內(nèi)。 確定潤(rùn)滑泵軸的位置和齒輪副齒數(shù)潤(rùn)滑油泵的位置要盡可能靠近油池中，使油泵離油面高度不大于400～500mm，而油泵的轉(zhuǎn)速須根據(jù)工作條件而定[10]。 確定主軸3和傳動(dòng)軸5的齒輪副齒數(shù)已知 n5=566 r/min，而n3=770 r/min，則主軸3和傳動(dòng)軸5的傳動(dòng)比為：u53===可取=23，則主軸3的齒數(shù)為Z3===17因此，主軸3與傳動(dòng)軸5之間的中心距為A53==（17+23）=50mm把主軸3與傳動(dòng)軸5的嚙合放在第Ⅲ排，因?yàn)檫@樣在鉆削過程中可以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。，即u75=，則由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》式44知； n5= n0u75==566 r/min。若取m=，Z0=23，則由式46可知： Z7===25把此齒輪副安放在第Ⅳ排。即u07=，則由《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》式44知，已知n0=785 r/min，而 n7= n0u07=785= r/min由前面的驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)可以得出A07=60mm。其它傳動(dòng)路線中的參數(shù)一樣。故得到上表中的驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)。根據(jù)多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，按選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，標(biāo)出各主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)如表42。將各主軸按傳動(dòng)關(guān)系的主次順序依次連接起來，形成多軸箱傳動(dòng)樹形圖，如圖46所示。具體的傳動(dòng)路線是在同心圓的圓心上設(shè)置一中心傳動(dòng)軸，把驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率合理的分布給各主軸。 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算由擬定多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法可知，要加工分布在同一圓周上的4Φ13mm孔，可確定把多軸箱上的主軸均勻分布在一個(gè)同心圓周上，故它們屬于同心圓分布類型（大多數(shù)的有同心圓分布、直線分布和任意分布幾種）由于Φ13mm均勻分布在Φ78的圓周上。單個(gè)主軸功率:P切== 所以總切削功率P切=4=(KW).則主軸箱所需功率為: 　　　　P主=對(duì)照《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表538，選取1TD25ⅠB型動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)（n驅(qū)=785r/min；電動(dòng)機(jī)選Y100L14型，）。 P主= P切/η式中：P切消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為KW。動(dòng)力箱規(guī)格要與滑臺(tái)匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來選用。圖45　主軸結(jié)構(gòu)圖初選模數(shù)主要是用類比法，目前大型組合機(jī)床通用主軸中常用的齒輪模數(shù)有：4mm等幾種[8]。M，因此能夠滿足設(shè)計(jì)要求。主軸軸頸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削轉(zhuǎn)矩T查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表34初定主軸直徑d，由表620可知：T= 其中HB=180,則: T= = ==則由表3—4可知： d =其中B為系數(shù)，由表可取B=。根據(jù)軸頭外伸長(zhǎng)度的軸孔長(zhǎng)度可知，該主軸應(yīng)為長(zhǎng)主軸，其軸頭內(nèi)的軸孔長(zhǎng)，可增大與刀具尾部連接的接觸面，因而可增強(qiáng)刀具與主軸的連接剛度，減少前端下垂。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸長(zhǎng)度可初步確定，傳動(dòng)軸直徑也可參照主軸直徑的大小初步確定，待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后再驗(yàn)算一些關(guān)鍵的軸頸。圖44　　原始依據(jù)圖 表41　　主軸外伸尺寸及切削用量表軸號(hào)主軸外伸尺寸切削用量備注14D/dL工序內(nèi)容n(r/min)V(m/min)F(mm/r)30/20115鉆Φ13mm孔40514根據(jù)零件圖及工藝路線可知，要對(duì)4Φ13mm孔進(jìn)行加工，鉆孔時(shí)可采用滾珠軸承主軸。如圖43多軸箱箱體尺寸圖。 h1 最低主軸高度，單位為mm。 b1 最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位為mm。 圖43　　多軸箱箱體尺寸圖主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖即使根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求。多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖要先確定多軸箱的輪廓尺寸，而通常標(biāo)準(zhǔn)通用的鉆削類多軸箱的厚度是一定的，且臥式取325 mm。主軸箱是根據(jù)被加工零件的工序要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，安排各主軸的位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或動(dòng)力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。根據(jù)支座的零件結(jié)構(gòu)特征可采用一般設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)多軸箱。多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）多軸箱和專用多軸箱兩大類。故在整個(gè)加工過程中可初步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工方式，實(shí)現(xiàn)智能化操作[9]。 控制部件配置擬定滑臺(tái)的左右移動(dòng)是由液壓缸內(nèi)推桿驅(qū)動(dòng)的，而推桿的左右移動(dòng)是由液壓回路中的換向閥及行程開關(guān)來控制的。采用動(dòng)力箱裝置可查取相關(guān)技術(shù)手冊(cè)直接選用，而不需專門設(shè)計(jì)，節(jié)省設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)縮短設(shè)計(jì)周期。 刀具進(jìn)給裝置采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，因其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、設(shè)計(jì)方便、噪聲小、易實(shí)現(xiàn)控制換向、并能傳遞較大的進(jìn)給力，而不足在于它要求機(jī)械元件制造精度高、不可避免的泄露等[9]。如圖31所示：圖31 加工示意圖 組合機(jī)床各部件配置擬定 進(jìn)刀配置的擬定該方案采用臥式液壓滑臺(tái)，動(dòng)力箱及多軸箱在滑臺(tái)上作左右移動(dòng)，并在液壓傳動(dòng)的作用下完成左移——加工——右移退刀工序?！”?1 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片　　　3. 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 組合機(jī)床方案擬定本次設(shè)計(jì)的題目是“支座加工工藝及組合機(jī)床設(shè)計(jì)”根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)與工作性質(zhì)，試確定該機(jī)床為臥式四軸鉆削組合機(jī)床，用于完成均布在底面圓周上Φ78圓周上的4Φ13通孔的加工。工序13 終檢。② 確定切削速度：查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)