【正文】 主軸箱傳動設(shè)計 主軸箱傳動設(shè)計 ，是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計傳動鏈，把驅(qū)動軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 故選取 HY25 滑臺，其最大進(jìn)給力是 8000N，是符合條件的。 主軸箱所需的進(jìn)給力 F 主軸箱 （單位為 N）可按下式計算： ???ni iFF 1主軸箱 式 中 Fi—— 各主軸所需的軸向切削力，單位為 N。 傳動系統(tǒng)確定之后，主軸箱所需功率 P 主軸箱 按下列公 式計算： P 主軸箱 = P 切削 + P 空轉(zhuǎn) + P 損失 式中 P 切削 —— 切削功率，單位為 KW； P 空轉(zhuǎn) —— 空轉(zhuǎn)功率，單位為 KW； P 損失 —— 與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為 KW。 由計算并選擇 m＝ 2；動力箱過來與主軸嚙合的那對齒輪模數(shù)取 3。 主軸箱中的齒輪模數(shù)常用 、 、 4幾種。 min1） 工進(jìn)時 間 輔助時間 1 按裝工件 2 工件定位夾緊 3 Z軸快下 120 12 4 Z軸工進(jìn) 35 5 Z軸暫停 6 Z軸快退 155 12 7 工件松開 8 卸下工件 備注 主軸轉(zhuǎn)速 764r/min 一次安裝加工完一個工件 累計 單件總工時 機(jī)床生產(chǎn)率 件 /h 理 論生產(chǎn)率 件 /h 負(fù)荷率 % 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 24 第五章 多軸箱的設(shè)計 主軸箱的設(shè)計步驟和內(nèi)容 （ 1） 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 可參考組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊表主軸聯(lián)系尺寸軸的直徑為 15mm。 min1） 進(jìn)給量 /（ mm一般為在動力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài) 下，刀具旋轉(zhuǎn) 5～ 15 r 所需要時間。 如圖 49 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 21 圖 49多軸箱 綜上圖 410為機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 圖 410 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡是反映所設(shè)計機(jī)床的工作循 環(huán)過程、動作時間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等技術(shù)文件，通過生產(chǎn)率計算卡，可以分析擬定的方案是否滿足用戶對生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。如圖 48 圖 48裝料高度 多軸箱寬度 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=40+2*100=240mm h1=h2+H(+h3+h4)=11+810(+250+560)= H=h+h1+b1=50++100= 多軸箱 寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取。因此，選用電動機(jī)型號為 Y90S4的 1TD16 IB 型動力箱 。本系統(tǒng)前備量為 20mm， 1HY25IA 液壓滑臺的工作行程由查表可取 250mm，工作行程 =快進(jìn)行程 +工進(jìn)行程 +前備量 +后備量，即250=120+35+20+后備量 ，所以后備量取 75mm。 Ⅳ確定滑臺行程 滑臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。 f=764 =。液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時 ，實際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。 Ⅱ確定軸向進(jìn)給力 滑臺所需的進(jìn)給力 進(jìn)F = ∑ iF =4 = 式中： iF —— 各主軸加工時所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺工作時，除了克服各主軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。 ①滑臺的選用 通常根據(jù)滑臺的驅(qū)動方式、所需進(jìn)給力、進(jìn)給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機(jī)床的布局形式，通用部件的型號、規(guī)格、動力部件的運動尺寸和所用電動機(jī)的主要參數(shù)、工件與各部件間的 主要聯(lián)系尺寸，專用部件的輪廓尺寸等。這里取快速退回行程為 155mm，快退長度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和，因此快進(jìn)長度 155－ 35=120mm. 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 17 圖 4－ 4 工作進(jìn) 給長度 綜上圖 4－ 5為箱體上 8 孔臥式鉆床加工示意圖 圖 4－ 5加工示意圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配和運動關(guān) 系，以檢驗機(jī)床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。 ⑥工作進(jìn)給長度的確定 如圖 26 工作進(jìn)給長度 工L 應(yīng)等于工件加工部位長度 L 與刀具切入長度 1L 和切出長度 2L 之和。 mm） B—— 系數(shù) 本設(shè)計中所有主軸直徑皆取 d=32mm,主軸外伸長度為： L=115mm， D/1d 為32/20 ④選擇刀具接桿 由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的 ,連接桿如圖 4－ 3 所示， 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 16 圖 4－ 3連接桿 連接桿上的尺寸 d與主軸外伸長度的內(nèi)孔 D 配合，因此，根據(jù)接桿直徑 d 選擇刀具接桿參數(shù)如表 2－ 3所示： 表 2－ 3 可調(diào)接桿的尺寸 d(h6) D1(h6) d2 L4 l1 l2 l3 20 Tr20 莫氏 1 號 188 40 46 75 ⑤確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從保證加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺寸，加工示意圖聯(lián)系尺寸的標(biāo)注如圖 2－ 3 所示。 Ⅱ?qū)蛱椎膮?shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖 4－ 2所示： 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： 表 2－ 1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 D D D1 D2 L l1 D3 l 5 10 15 18 20 3 M6 8 固定裝置的配合如下表： 表 2－ 2 固定裝置的配合 導(dǎo)向類別 工藝方法 1D D 刀具導(dǎo)向部分外徑 固定導(dǎo)向 鉆孔 H7/h6 H7/h6 g6 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 15 圖 4－ 2固定導(dǎo)向裝置 ③初定主軸類型、尺寸、外伸長度 因為軸的材料為 40Cr，剪切彈性模量 G=,剛性主軸取ψ＝ 1／ 4,所以B取 ， 根據(jù)剛性條件計算主軸的直徑為： T= N因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計組合機(jī)床的重要內(nèi)容。選擇錐柄麻花鉆頭。 ③主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容： ①機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 箱體用 鉆孔組合機(jī)床 的被加工零件工序圖如 2－ 2 所示。 ④被加工零件的名稱、編號、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 ②本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機(jī)床完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，是制造、使用、檢驗和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 12 箱體的布氏硬度在 HB170～ 241，孔徑 D 為 5mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（ W18Cr4V），為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn)Φ 5 的麻花鉆。如加工硬度較高的鑄鐵或剛件時，為提高刀具耐用度，減少換刀時間，宜采用多刃鉸刀或多刃鏜刀頭加工，以解決斷屑及排屑問題。 （ 2）為提高工序集中程度或保證加工精度，采用先后加工或同時加工兩個或兩 個以上表面的復(fù)合刀具。選擇刀具結(jié)構(gòu)應(yīng)注意一些問題： （ 1）只要條件允許，為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具和簡單刀具。 mm 切削功率： P = D9740Tv ? = 24/(9740 5) = kw 式中： HB—— 布氏硬度 F—— 切削力（ N） D—— 鉆頭直徑（ mm） f—— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（ mm/r） T—— 切削扭矩 (N 根據(jù)對我國使用組合機(jī)床的調(diào)查，加工鑄鐵件的某些主要工序所能達(dá)到的精度和表面粗糙度如： 鉆孔 加工直徑在 Φ 40mm 以下，一般為實心鑄件擴(kuò)、鉸工序之前鉆削底孔或螺紋底孔，精度可達(dá)到 IT10～ IT11,表面粗糙度 ～ m. 由于箱體孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。 f2 =? = ni 以滿足不同直徑的加需要，即：n1 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 8 圖 21 零件圖 吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 9 第三章 確定切削用量及選擇刀具 選擇切削用量 多 軸主軸箱上所有刀具共用一個進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動力滑臺，工作 要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動力滑臺的每分 鐘進(jìn)給量（ mm/min）應(yīng)是適合有刀具的平均值。按設(shè)計要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為 年生產(chǎn)量為 7 萬件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時間，采用多軸頭以提高利用率。主軸排列不宜過密，否則會造成機(jī)床、刀具調(diào)整不便、加工精度、可靠性及生產(chǎn)率低的不良后果。 （ d）確定工序集中時，必須充分考慮零件是否會因剛性不足而較大的切削力、夾壓力下變形對加工精度帶來不利影響。這是因為，鉆孔與鏜孔直徑不一樣，主軸轉(zhuǎn)速也就相差很大，導(dǎo)致多軸箱的傳動鏈復(fù)雜和設(shè)計困難。例如，箱體零件各面上的孔，相互間有位置精度要求時，其孔的精加工應(yīng)集中在同一臺機(jī)床上一次安裝并完成加工。例如，通常把箱體零件上的大量螺孔攻絲工序集中在一臺攻絲機(jī)吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 7 床上，而不與大量鉆、鏜工序集中在同一個多軸或 同一臺機(jī)床上進(jìn)行，這樣會使機(jī)床更為簡單合理。 因此，提高工序集中程度時，應(yīng)注意： （ a）適當(dāng)考慮單一工序。 但也應(yīng)當(dāng)看到，工序集中程度的提高也會帶來下述一些問題： ① 工序過分集中會使機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刀具數(shù)量增加，機(jī)床大而笨重，調(diào)整使用不便，可靠性降低，反而影響生產(chǎn)率的提高。 ② 工序集中與分散的處理 工序集中是機(jī)械加工近代的主要發(fā)展方向之一。但須采取措施，盡量減少由此而帶來的不利影響。當(dāng)工件生產(chǎn)批量不大時，由于機(jī)床負(fù)荷率 低，則經(jīng)濟(jì)性不好。 d） 使機(jī)床機(jī)構(gòu)簡單，便于維修、調(diào)整。 b）可避免粗加工振動對于精度、表面粗糙度的影響。不要不分具體情況而一律粗、精加工工序合并的做法。 由于夾具的使用在本設(shè)計中沒有考慮，因此在設(shè)計時就認(rèn)為是人工夾緊。 ： 加工 8個 M5螺紋底孔的孔； 孔的位置度公差為 Φ0. 15mm； 工件材料為 HT200， HB170～ 241； 要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為（考慮廢品及備品率）年產(chǎn)量 7 萬件，單班制生產(chǎn)。采取提高機(jī)床原始制造精度和工件定位基準(zhǔn)精度并減少夾壓變形等措施就可以了。 被加工零件需要在 組合機(jī)床上完成的加工工序及應(yīng)保證的加工精度，工件各孔間的位置精度為 ,它的位置精度要求不是很高，安排加工時可以在下一個安裝工位上對所有孔進(jìn)行最終精加工。采用多孔同步加工，此零件的加工特點是中心線與定位基準(zhǔn)平面是垂直的，并且定位基準(zhǔn)面是水平的。 根據(jù)被加工被零件（箱體）的 才 （圖 21），加工四個螺紋底孔的工藝過程。所以，在制定工藝方案時，必須計算分析被加工零件圖，并深入了解零件的形狀、大小、材料、硬度、剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點加工精度，表面粗糙度，以及定位 ，夾緊方法，工藝過程，所采用的刀具及切削用量，生產(chǎn)率要求等等。 本課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 本課題研究的內(nèi)容是汽車傳動殼體螺紋攻絲組合機(jī)床設(shè)計，包括：工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的設(shè)計，機(jī)床生產(chǎn)率計算卡的制定，主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?！百|(zhì)優(yōu)價廉”才吳一非 箱體類零件鉆削組合機(jī)床設(shè)計 4 會受到用戶的歡迎，在國內(nèi)和國外市場上才有競爭力。 組合機(jī)床設(shè)計的目的、