【正文】 計(jì)算各傳動(dòng)軸的坐標(biāo) ⑴ 加工基準(zhǔn)坐標(biāo)架的選擇及確定各主軸坐標(biāo) 坐標(biāo)架的橫軸（ X軸）選在箱體的底面，縱軸（ Y 軸）且均通過定位銷釘孔。該組合機(jī)床采用 R122型葉片泵，由主軸經(jīng)過一對(duì)齒輪傳遞給葉片泵 。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ⑴已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸之間的傳動(dòng)比 ： 主軸 n1=n2=286 轉(zhuǎn) /分 驅(qū)動(dòng)軸 on =480 轉(zhuǎn) /分 各主軸總傳動(dòng)比： 1oi? =286480 = ⑵各軸傳動(dòng)比分配 由于總降速不超過 2，故可用一對(duì)齒輪傳動(dòng)， Z驅(qū) =21~26，取 m=3， Z驅(qū) =25由 i=ZZ驅(qū)主得到 Z 主 =42 由 m+2 ZA ? 驅(qū)主（ Z ）得到 A= 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速 n1=n2=286 轉(zhuǎn) /分 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在 5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求 [9]。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 所以取 ? =。 主P =?切P （ 3— 2） 式中： 切N —— 各主軸切削功率總和； ? —— 組合機(jī)床主軸箱傳遞效率。 空P 和 損P 的計(jì)算在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)確定以后才進(jìn)行 [11]。 式中 切P 根據(jù)各主軸的切削用量查 參考文獻(xiàn) [5]得到， 空P 的確定可查表 44。 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算，應(yīng)包括計(jì)算主軸箱所需功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 表 32鏜孔 切削用量參數(shù) 軸號(hào) 工序內(nèi) 容 主軸直徑 d (mm) 主軸外伸尺寸（ mm） V（ m/min） n (r/min) f (mm/r) fv (mm/min) 1， 2 鏜 M100和 M76孔 Ф 60 130 90和 68 286 43 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動(dòng)力計(jì)算 初步確定齒輪模數(shù) 初選模數(shù)：由下式估算，再通過類比確定 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 m ≥（ 30～ 32） 3 nZN? （ mm ） （ 3— 1） 式中： N —— 齒輪傳遞功率（ kw ）； Z —— 一對(duì)齒輪中小齒輪的齒數(shù)； n —— 小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)（ /minr ）。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。 主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是根據(jù)“ 三圖一卡”整理編繪出來的，其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。查通用齒輪的系列參數(shù)表。傳動(dòng)軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 T c）齒輪：通用齒輪有三種，傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪。（ 參考文獻(xiàn) [8]pg58）主軸材料為 40Cr 鋼，熱處理 C42。（立式）動(dòng)力箱型號(hào)： 1TD40IA (2) 箱體類零件 主軸箱箱體標(biāo)準(zhǔn)厚度為 180 mm ,立式的前蓋厚度為 70 mm 基型后蓋厚度為90mm ,變型后蓋厚度為 50、 100、 125mm三種，可根據(jù)主軸箱內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)安 排等合理選用。 (1) 通用零件選擇 本設(shè)計(jì)選用通用主軸箱。主軸箱按結(jié)構(gòu)大小分為大型主軸箱和小型主軸箱。表 26 為該零件 鏜 組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 26組合機(jī)床成產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號(hào) 毛坯種類 鑄件 名稱 閥腔 毛坯重量 材料 HT200 硬度 180~220HBS 工序名稱 鏜Φ 100， ,Φ 76，Φ 65孔 工序號(hào) 工時(shí) (min) 序號(hào) 工步名稱 加工零件數(shù) 加 工 直徑（ mm） 加工 長度 （ mm） 工作 行程 （ mm） 切削速度 （ m/min） 轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給量 (mm/r) 進(jìn)給速度 (mm/min) 機(jī)加工時(shí)間 輔助時(shí)間 共計(jì) 1 裝卸工件 1 2 快進(jìn)快退 3 多軸箱工進(jìn) 33 50 90 286 43 4 工位轉(zhuǎn)換及擋鐵停留 備注 裝卸工件時(shí)間取決于操作者的熟練程度，本機(jī)床計(jì)算時(shí)取 總計(jì) 單件工時(shí) 機(jī)床生產(chǎn)率 30 件 /小時(shí) 機(jī)床負(fù)荷率 % 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 第三章 主軸箱設(shè)計(jì) 主軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一，按專用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成。 則 單T =切t +輔t =（11fvL +22fvL +停t ） +（ 裝卸移快退快進(jìn) ttv LLkf??? ） =（11fvL +22fvL +停t ） +（ 裝卸移快退快進(jìn) ttv LLkf??? ） =50/43++(130+180)/4000++ =+++ = 經(jīng)過計(jì)算得 1Q =60/= 經(jīng)過計(jì)算比較，本機(jī)床的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率要求 1Q ＞ Q 。采用機(jī)械動(dòng)力部件取 5~6 /minm ；液壓動(dòng)力部件取 3~10 /minm ； 移t —— 直線 移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般可取 ； 裝卸t —— 工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時(shí)間，它取決于工 件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。它與全年工時(shí)數(shù) K 有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn) K 取 2350h，兩班制生產(chǎn) K 取 4600h，則本機(jī)床的生產(chǎn)率 Q =KA =124800/4600=（件 /小時(shí)） 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 ⑵ 實(shí)際生產(chǎn)率 1Q 指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 26機(jī)床尺寸聯(lián)系圖 生產(chǎn)率卡 根據(jù)選定的工作循環(huán)所要求的工作行程長度，切削用量，動(dòng)力部件的快速及工進(jìn)速度等，可以編制生產(chǎn)率計(jì)算卡，生產(chǎn)率計(jì)算卡反映機(jī)床加工過程，完成每一動(dòng)作所需時(shí)間，切削用量，機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。 ④應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號(hào)規(guī)格和其主要輪廓尺寸，并對(duì)組成機(jī)床的所有部件進(jìn)行分組編號(hào)，作為部件和零件設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。 ②應(yīng)表示清楚運(yùn)動(dòng)部件的原位、終點(diǎn)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過程情況（可用工作循環(huán)圖表示），以確定機(jī)床最大輪廓尺寸。 b）畫左（右）側(cè)視圖重點(diǎn)在于表示清楚組合機(jī)床各部件在寬度方向的輪廓尺寸及相關(guān)位置，配合知識(shí)圖完成聯(lián)系尺寸圖所要求表達(dá)的內(nèi)容。對(duì)于該組合機(jī)床， 1h 要保證潤滑不致從主軸襯套處泄漏箱外，則： 1h ﹥ 85140mm 對(duì)于本組合機(jī)床的設(shè)計(jì)為： 1h =150mm 若取 ?1b 100 毫米，則可求出主軸箱輪廓尺寸為： B=b+21b =+38+50+2? 100= H=h+1h +1b =100+150+100=350mm 根據(jù)上述計(jì)算值，按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為： B?H=500?400mm ⑺ 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的畫法和步驟 a）畫主視圖主視圖的圖形布置應(yīng)與實(shí)際機(jī)床工作位置一致，并應(yīng)選擇適 當(dāng)?shù)慕K科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 比例先用點(diǎn)劃線火細(xì)實(shí)線畫出被加工零件的長，高輪廓。為保證主軸箱由排布齒輪的足夠空間，取 1b =100mm 。主軸箱寬度 B、高度 H 的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定： B=b+2b1 H=h +1h +1b 式中： b—— 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（ mm ）； 1b —— 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（ mm ）； h —— 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（ mm ）； 1h —— 最低主軸高度（ mm ）。為便于切屑及冷卻液回收，中間底座周邊須有足夠?qū)挾鹊臏喜?。非常重要的是，一定要保證加工終了位置時(shí)，工件端面至主軸箱前端面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。 ⑸ 中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。為提高通用部件及支撐部件的剛度并考慮自動(dòng)線設(shè)計(jì)時(shí)中間底座內(nèi)襖安裝夾具輸送、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度 H=8501060mm ，與國際標(biāo)準(zhǔn)（ ISO）一致。 得 P 主 = 估算 P 主 =P?切= = 查 參考文獻(xiàn) [8]，選擇 1TD40Ⅰ型動(dòng)力箱。前備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地，以彌補(bǔ) 機(jī)床的制造誤差及刀具磨損后江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 能向前調(diào)整，前備量一般取值范圍為不小于 15～ 20mm 本設(shè)計(jì)取前備量為 30mm ，后備量的作用是使動(dòng)力部件有一定的向后移動(dòng)的余地以方便裝卸刀具，后備量一般不小于 40～ 50mm 本設(shè)計(jì)取為 45mm 所以總行程為： 工作行程 +前備量 +后備量 =15+180+45=240mm ⑵ 動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)主軸箱所需的電動(dòng)機(jī)功率來選用。液壓在確定刀具的切削用量是所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小進(jìn)給速度， 1HY 型滑臺(tái)為無級(jí)變速，工作進(jìn)給速度為 4～8 /minm 范圍內(nèi)快速移動(dòng)速度為定值。其具體配置時(shí)聯(lián)系尺寸以及相關(guān)部件的位置關(guān)系根據(jù)參考文獻(xiàn) [8]中 表 5— 3 來確定，相關(guān)的圖紙亦見參考書。初選 1HY25IA 型液壓滑臺(tái)： a)選擇動(dòng)力滑臺(tái)及附屬部件 根據(jù)動(dòng)力滑臺(tái)中，液壓滑臺(tái)與機(jī)械滑臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)的比較：快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換位置精度較低且考慮到過載保護(hù)方面的原因，選擇液壓滑臺(tái)；根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，并據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用 HY25IA 型系列液壓滑臺(tái)。聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇 是否合適；并為進(jìn)一步的主軸箱、夾具設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 3）加工示意圖上應(yīng)有表示加工過程的工作循環(huán)圖及各行程長度。 2）尺寸應(yīng)完整，尤其是從多軸箱到刀尖的軸向尺寸應(yīng)齊全，以備檢查 行程和調(diào)整機(jī)床使用。 ⑸確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 23工作行程示意圖 工作進(jìn)給長度 21 LLLL ???工 （ 24） 其中： L為工件加工部位長度 L（多軸加工時(shí)應(yīng)安最長孔計(jì)算），所以取 33mm； 1L 為切入長度，一般在 5mm～ 10mm 之間選擇，誤差大時(shí)取大值所以取 8mm； 2L 為切出長度，經(jīng)查表后選取 9mm； 所以 工L =33+8+9=50mm； 圖 24工作循環(huán)圖 鏜刀快進(jìn)距離取 130mm； 則快退距離為 180mm； 動(dòng)力部件總行程的確定： 因?yàn)榍皞淞咳?15mm，后備量取 45mm，所以總行程為 240mm。 所以 NF Z 0 ????? 2)切削轉(zhuǎn)矩 HBfDaT p? （ 22） 所以 mNT ??????? 0 3)切削功 率 61200vFP Z? （ 23） 所以 KWP ??? （ 2）孔Φ 76 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 1)將數(shù)據(jù)代入公式（ 21）得 圓周力 NF Z 0 ????? 2)將數(shù)據(jù)代入公式（ 22）得 切削轉(zhuǎn)矩 mNT ??????? 3)將數(shù)據(jù)代入公式（ 23）得 切削功率 KWP 61200 ??? KWP ???? ⑷初定主軸類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿 對(duì)于鏜孔的主軸尺寸確定程序是 :工件加工部位尺寸→膛桿直徑→接桿規(guī)格尺寸→主軸尺寸 查 參考文獻(xiàn) [8]得： 表 22鏜孔，膛桿直徑和鏜刀截面 鏜孔直徑 D 膛桿直徑 d 鏜刀方截面 B B 鏜刀圓 截面 直徑 d1 70~90 50~65 16 16 18~20 90~100 65~90 20 20 18~20 1）孔Φ 100 由加工部位尺寸為 M100，取膛桿直徑 75mm，查 參考文獻(xiàn) [1]表 323 取接桿為 18L T063541，莫氏圓錐號(hào) 5，查 〈〈 常用金屬切削刀具的選用 〉〉 取主軸直徑為 60。 ⑶初 定切削用量 鏜孔切削速度見表 21： 表 21鏜孔的 切削速度 加工材料 鑄鐵 鋼及其合金 鋁及其合金 切削速度 v （ m/min ） 70～