【正文】 e R? ? ? ? 22 8 123 469 .5S e R? ? ? ? 2） 軸承所承受的軸向載荷 因 22 200 469 .5 669 .5K S A S S? ? ? ? ? ? ? ? 由式 510 1222 A SAS? ? ??? 4）軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 （ 1） 因 11/ R e??，查表 512 1 ? ， 1 ? 式 57 1 1 1 1 1 0 .4 4 2 8 3 .4 1 .4 7 6 9 9 .5rP X R Y A? ? ? ? ? ? （ 2） 22/ 8A R e?? 查表 512 2 1X? 2 0Y? 式 57 2 2 2 2 2 1 123 0 469 .5rP X R Y A? ? ? ? ? ? 5） 軸承的動(dòng)載荷要求 21rrPP? ，接受力要求軸承應(yīng)當(dāng)具有的當(dāng)量動(dòng)載荷，由表 5表510 得 ? ， 1tf? ，按式 56 ? ?39。 18 圖 43 三軸頭架的俯視圖 則軸頭架的工藝尺寸（見(jiàn)圖 3） （ 1） 進(jìn)行正式的三孔加工時(shí) 312m i n 1 2 0 6 0 4 02 ( ) 2 ( ) 2 02 2 2 2 2 2dddd m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 1m a x 2 4 0 1 2 02 ( ) 2 ( 6 0 ) 2 8 02 2 2 2d dd d m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 但由于支架的尺寸影響，不可能達(dá)到理論最小均布直徑，根據(jù)支架的外型尺寸，頭架能夠加工的最小均布直徑為 50mm. (20) 作雙軸頭架使用，鉆削雙孔時(shí) 0m ax m ax001 2 2 3m i nc o s 3 0 2 4 2 .51 2 0 6 0 6 0 4 02 c o s 3 0 2 c o s 3 0 3 9 .62 2 2 2 2 2 2 2L d mmd d d dL mm??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 但是，作用軸頭架使用時(shí)算的 minL 是達(dá)不到的，因?yàn)殂@削主軸支架的厚度限制，具體尺寸在裝配圖完全確定后才能確定。 1236 0 3 0 33 0 2 0ZZu ZZ? ? ? 傳動(dòng)比誤差為： 39。若分配不合理，可能會(huì)造成種種不便，因此分配傳動(dòng)比時(shí)要考慮以下原則： （ 1） 各 級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在每一級(jí)傳動(dòng)的范圍內(nèi)，各類(lèi)傳動(dòng)比允許的推薦值可參見(jiàn)《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《實(shí)用手冊(cè)》）表 13： （ 2） 各級(jí)傳動(dòng)尺寸要協(xié)調(diào)合理。 則用硬質(zhì)合金鉆頭 YG8 鉆削時(shí)， max /f mm r? 確定用于鉆削計(jì)算的極限值 由于以上所計(jì)算的進(jìn)給量是在機(jī)床功率允許的最大值，此時(shí)轉(zhuǎn)速為最小值，而在多軸頭架中從主軸到鉆削主軸 是升速運(yùn)動(dòng) ，可以充分發(fā)揮 Z535 的各級(jí)轉(zhuǎn)速對(duì)比各種工況下的鉆削速度，小軸鉆削速度為： （ 1） 高速鋼鉆頭鉆削加工碳素結(jié)構(gòu)鋼（ 650b Mpa? ? ）時(shí) v=n=v/? D=? =(2) 高速鋼鉆頭加工灰鑄鐵（ 190HBS）時(shí) v=n=v/? D=? =(3) 用硬質(zhì)合金鉆頭 YG8 加工灰鑄鐵（ 190HBS）時(shí) v=n=v/? D=? =對(duì)比可以看出在鉆床所允許的功率下，工作最低轉(zhuǎn)速為 r/min，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得 Z535 鉆床的各級(jí)轉(zhuǎn)速為： 6 100、 1 190、 27 400、 5750、 1100r/min 為了減小軸頭架的尺寸，防止頭架過(guò)重，應(yīng)盡量縮小頭架的傳動(dòng)比，取主軸最低轉(zhuǎn)速為 140r/min 進(jìn)行升速，此時(shí)鉆削軸轉(zhuǎn)速為 則總的傳動(dòng)比為： 4 2 6 .8 3 .0 4 9140ni n? ? ?鉆主 考慮鉆頭都有一定的轉(zhuǎn)向，一般為右旋，為了使鉆削主軸與機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方 17 向一致（都為右旋），采用兩級(jí)齒輪傳動(dòng)。 （ 2） 鉆削灰鑄鐵（ 190HBS）時(shí)的切削速度 V、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T、功率 P 查表得 ?? ? ? 0vX? ? ? 420FC ? ? ? ? ? ? 有 ? ? 1 2 0 101 / m i n35 420 10 1 267 10 1 . 30 30 10vmFNT N mTvP k w P k wd?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ? ?? 滿足功率要求。 m 功率 P=??P = 由于 Z535 鉆床沒(méi)有 ，采用與之相近的 f=，再用公式重新對(duì)所選公式進(jìn)行核算 相關(guān)公式查《工藝師》表 282鉆、擴(kuò)、鉸孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式 0vxym vvpzvvT a fcd K? ? （注： T 為刀具的壽命） 表 284鉆孔時(shí)軸向力、轉(zhuǎn) 矩、功率的計(jì)算公式 ?? 0TTzyTTT C d f K? 030TvP d? 式中的 v F TK K K、 、 為修正參數(shù)，在這里的計(jì)算采用的材料為其實(shí)驗(yàn)用的，故都按 1 1 1FTKv K K? ? ?、 、計(jì)算?？紤]到齒輪傳動(dòng)有功率損失，單根鉆削軸能承受的最大功率（ Z535 的額定功率圍 ） ? ? 664 .5 / 3 0 .9 83PP ?? ? ? ?= (1) 用高速鉆頭鉆孔時(shí) 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝師》）表 2814 高速鋼鉆頭鉆削結(jié)構(gòu)鋼（ 650b Mpa? ? ），當(dāng) d=10mm 時(shí)，最大進(jìn)給速度為 f=，對(duì)應(yīng)的 切削速度 V=15m/min 軸向力 F=3010N 轉(zhuǎn)矩 T=常用的驗(yàn)證方法有兩種 ：一是類(lèi)比法，即加工同類(lèi)零件機(jī)床動(dòng)力進(jìn)行比較，以此決定所選用的動(dòng)力是否能滿足要求，另一種是計(jì)算法，將計(jì)算所得的切削功率與配套機(jī)床的動(dòng)力進(jìn)行比較，以此決定配套機(jī)床的動(dòng)力 是否夠用。主軸 1 由鉆床主軸來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪副 2與 3和 3與 5，使小軸 4（即鉆削主軸）得到動(dòng)力旋轉(zhuǎn)，于是帶動(dòng)鉆頭進(jìn)行鉆削。根據(jù)鉆床外的聯(lián)系尺寸、鉆頭長(zhǎng)度和一般被加工工件的尺寸，鉆頭架的垂直尺寸應(yīng)在 400mm 左右。 查相關(guān)的機(jī)床手冊(cè)，得到 Z535 的相關(guān)聯(lián)系尺寸，列于下表（單位： mm） 11 表 21 Z535的相關(guān)聯(lián)系尺寸 最大鉆孔直徑 d 35 最大鉆孔深度 h 175 從主軸端面到工作臺(tái)端 面 H 0~750 從主軸中心到導(dǎo)軌距離 A 175 從工作臺(tái) T型槽中心到凸肩距離 B 160 凸肩高度 h0 3 工作臺(tái)最大升高 325 主軸箱最大垂直移動(dòng)量 200 主軸最大行程 225 主軸外徑尺寸 40d4 錐孔莫式號(hào)數(shù) 4號(hào) 在制定改裝方案時(shí)，除了以上各因素外，還要注意維護(hù)要方便、制造和裝陪要簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)要緊湊、通用化程度要高、外型要平整協(xié)調(diào)等，同時(shí)也要考慮因地制宜的改裝問(wèn)題。 10 總體布局 圖 32多軸頭架總體布局 一般包括：分配運(yùn)動(dòng)、選擇傳動(dòng)形式和支承形式的位置、擬定從布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì) 指標(biāo)的措施等。在完成一批生產(chǎn)任務(wù)后，三軸頭架可以從鉆床上拆下來(lái)，立式鉆床恢復(fù)原貌，不會(huì)影響鉆床原來(lái)的參 數(shù)。但由于其為單孔鉆床，對(duì)多孔鉆削的加工比較麻煩，很費(fèi)工時(shí)，給操作者增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。 對(duì)被改裝鉆床的分析 分析被改裝鉆床時(shí)包括的主要內(nèi)容有：（ 1）分析機(jī)床能否適應(yīng)改裝要求；（ 2）調(diào)查和了解機(jī)床的使用情況；（ 3）考慮機(jī)床的動(dòng)力情況；（ 4）分析改裝 后機(jī)床的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題。 確定工 件的加工方法 不同的加工方法可帶來(lái)不同的經(jīng)濟(jì)效益，故工件加工 方法選擇的是否合適，對(duì)鉆床改裝來(lái)說(shuō)是非常重要的，他不僅關(guān)系到改裝形式，還直接影響改裝后機(jī)床 加工質(zhì)量的優(yōu)劣、生產(chǎn)效率的高低等。工件批量大時(shí)要求要考慮機(jī)床的專(zhuān)用性，工件批量小時(shí)要求要考慮機(jī)床的通用性。 工件的生產(chǎn)批量 被加工工件的生產(chǎn)批量的大小對(duì)改裝方案的制定也有較大的影響。如材料的軟硬對(duì)刀具進(jìn)給量、走刀量都有較大的影響。要求用多軸頭架加工的孔為精度要求不甚高的 φ 20mm 螺栓孔 ，在加工時(shí)，以大端面為基準(zhǔn)裝夾，根據(jù)批量的要求需另外設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，以適應(yīng)中 大 批量的生產(chǎn)要求。確定總體方案，包括下列內(nèi)容： 對(duì)工件進(jìn)行工藝分析 檢查圖紙的完整性和正確性 工件的圖紙應(yīng)能清晰的表達(dá)工件的形狀結(jié) 構(gòu)，標(biāo)注全部尺寸及技術(shù)要求，說(shuō)明工件的材料和所需要的工件數(shù)量等。 根據(jù)多孔的加工要求，確定機(jī)床的主要參數(shù)如下： 最大鉆孔深度（單側(cè)鉆） 50mm 主軸數(shù)目 3 主軸中心線至工作臺(tái)面高 750mm 主軸轉(zhuǎn)速 1000r/min 左右 8 第 3 章 總體方案設(shè)計(jì) 總體方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)機(jī)床的設(shè)計(jì)影響較大。 可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)三孔位的加工， 那樣 可以節(jié)省時(shí)間、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率。由于這些廠家的生產(chǎn)對(duì)象的特殊性，他們加工的孔徑一般較 大，改造后的鉆床，除了加裝多軸頭架外，還需設(shè)計(jì)額外的夾具以減輕頭架的重量對(duì)鉆床的作用力影響及保證頭架進(jìn)給的精度。在法蘭盤(pán)周向均布孔的加工 上應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛。 同行業(yè)概況 在國(guó)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)中 已經(jīng)有一部分企業(yè)開(kāi)始原有設(shè)備 的改造以適應(yīng)新的加工生產(chǎn)。當(dāng)前制造業(yè)設(shè)備更新特別快 ，大部分企業(yè)遇到同一端面的多孔鉆削的零件時(shí)，為此購(gòu)置專(zhuān)用設(shè)備又往往 不經(jīng)濟(jì)的條件下，可以通過(guò)改造現(xiàn)有普通單軸鉆床使之具有多軸鉆削的能力。④轉(zhuǎn)塔立式鉆床：多采用程序控制或數(shù)字控制，使裝有不同刀具的轉(zhuǎn)塔頭自動(dòng)轉(zhuǎn)位、主軸自動(dòng)改變轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，工件自動(dòng)調(diào)整位置，實(shí)現(xiàn)多工序加工的自動(dòng)化循環(huán) 。 6 ② 多軸立式 鉆床 ：機(jī)床的多個(gè)主軸可根據(jù)加工需要調(diào)整軸心位置，由主軸箱帶 動(dòng)全部主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行多孔同時(shí)加工，用于成批生產(chǎn)。 立鉆有方柱立鉆和圓柱立鉆兩種，還有排式、多軸坐標(biāo)和轉(zhuǎn)塔等多種變型。加工時(shí)，工件固定不動(dòng)，主軸在套筒中旋轉(zhuǎn)并與套筒一起作軸向進(jìn)給。固定式多 軸鉆床采用單件（加工件）專(zhuān)機(jī)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)其加工件加工頻率高、量大之原因，專(zhuān)門(mén)量身定制一件一機(jī)的設(shè)備，在其工作中勿須擔(dān)心尺寸跑偏而傷腦筋。在其配合液壓機(jī)床工作時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止 .同單軸鉆（攻絲）比較，工件加工精度高、工效快，可有效的節(jié)約投資方的人力、物力、財(cái)力。如汽車(chē)、摩托車(chē)多孔零部件：發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、鋁鑄件殼體、制動(dòng)鼓、剎車(chē)盤(pán)、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、軸頭、半軸、車(chē)橋等，泵類(lèi)、閥類(lèi)、液壓元件、太陽(yáng)能配件等等。生產(chǎn)類(lèi)型是衡量生產(chǎn)規(guī)模的標(biāo)志。設(shè)計(jì)時(shí)，工藝方案的制定是否合理，對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著極大的影響。只有定出先進(jìn)合理的工藝，才能設(shè)計(jì)出合理的專(zhuān)用機(jī)床。因此，多軸鉆床機(jī)床又屬于工藝裝備。 本次設(shè)計(jì)的題目為多軸鉆床，多軸鉆床是為加工汽車(chē)輪輻，為汽車(chē)輪輻外側(cè)的擴(kuò)孔而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用機(jī)床，由底座、液壓立式滑臺(tái)、立體床身、動(dòng)力頭以及多軸箱、專(zhuān)用夾具等有關(guān)部件組成。機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，就是針 對(duì)具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案和圖紙的設(shè)計(jì)。此外該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，值得推廣。工藝范圍可以滿足一般加工情況的孔類(lèi)鉆削要