【正文】 具材料、幾何參數(shù)等選擇得合理，可有效減小切削力，降低切削熱的產(chǎn)生，提高刀具耐用度和使用壽命。一般孔加工刀具（鉆、擴、鉸等 ），其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長度要求要保證加工終了時，刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套外端面有一定距離（一般為 30— 50mm）。 第三，鏜刀和鉸刀選用原則：鉸刀生產(chǎn)綠高，一般適用于直徑 60mm 以內(nèi)的孔。 根據(jù)以上原則，考慮到孔的精度要求不高，選用深孔麻花鉆頭，并適當?shù)恼{(diào)整螺旋角等參數(shù)。 加工孔范圍：直徑 7～ 40mm，主軸轉(zhuǎn)速： 10～ 1000rpm. （ 1） 主軸切削速度 V（ m/min） 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 1000/ndV ??? ? ① 最大切削速度 1 0 0 0/m a xm a x m a nndV ??? ? = 40 1000/1000=② 最小切削速度 minminmin ndV ??? ? = 7 10/1000 =（ 2） 主軸最大和最小極限轉(zhuǎn)速分別為 39。max,nn m i nm a x39。m i n /1000 dVn ??? ? =1000 40=（ 3） 主軸變速范圍 nR minmax / nnRn ? =1000/10=100 （ 4） 主運動轉(zhuǎn)速級數(shù)和公比 根據(jù)機床設(shè)計手冊，查表 ,由 nR =100,得 Z=17， ? = （ Rn 為變速范圍， ? 為主運動公比） （ 5） 進給量和進給范圍 根 據(jù)機床設(shè)計手冊，查表 f=fR =4～ 55 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 電機的選取 電動機功率是計算機床零件和決定結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。專門機床的功率根據(jù)所服務(wù)的典型工件的加工工序來確定。切削力和切削扭矩與機床的結(jié)構(gòu)方法、被加工零件的材料性能、刀具的材料和種類、刀具的幾何角度、切削用量及冷卻液有關(guān)。 鉆削的切削用量范圍 d=740mm,進給量 f=。 鉆 削計算 切削力： NF fdVCF cfdVFc FFF 8 5 ????? ???? 切削功率： wVFP cw 1 8 5 860 ???? 電動機所需功率為?? wd aPP (wP 為刀具端所需功率 ,?a 為傳動效率 ) Pw =? = 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 η a=η 1? η 2? η 3? η 4 = ? ? ? ?230 . 9 6 0 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 8 3 3 (η 1為帶傳動的效率； η 2為軸承的傳動效率； η 3為齒輪的傳動效率；η 4為聯(lián)軸器的傳動效率。 電動 機轉(zhuǎn)矩： T=9550*P/n=9550 4/1400= KN? mm （ 2） 進給電機：（縱向） Z 向進給電機減速器： ，功率 4KW，轉(zhuǎn)速250r/min。進給速度 45～ 120mm/min。 X 方向行程： 4500mm,進給速度 2249mm/min。 Y 方向行程： 850mm。 變速箱的選擇和設(shè)計 為了增加專機的加工能力 ,要求主軸調(diào)速范圍為 10～ 1000r /min,在專機設(shè)計中采用機械變速 (三檔 )和電氣變頻來實現(xiàn)無級變速。動力由軸Ⅰ輸入 , 由軸Ⅵ輸出 ,通過主軸上的三聯(lián)齒輪實現(xiàn)三檔變速 ,變速操縱機構(gòu)采用齒輪齒條機構(gòu)。當軸Ⅰ上三聯(lián)齒輪中的齒輪 40 2撥至與軸Ⅵ上的齒輪 50 2嚙合時 ,軸Ⅵ上的齒輪 40 3與軸Ⅴ上的齒輪 20 3退出嚙合 (因兩撥叉作反向互動 ) ,可實現(xiàn)高速檔傳動 ,無變頻時傳動比 i總 = 1. 25,加上 5倍變頻總傳動比最大可達 6. 25,高速檔主軸無級變速范圍為 n主軸 = 160～ 1000 r /min。 主軸變速箱結(jié)構(gòu)原理如圖 ： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 圖 設(shè)計及使用中注意事項 (1)搖臂的上軌設(shè)計成滾動導(dǎo)軌 ,而滾動導(dǎo)軌的比壓大 ,故搖臂在選材和工藝處理時建議采用 HT350,表面淬火硬度達 HBS250～ 270。 (2)立柱的剛性 ,直接影響整個機床的剛性 ,應(yīng)設(shè)計成具有足夠剛度 ,以保證切削質(zhì)量。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 (4)加工過程中因切削抗力產(chǎn)生較大的翻轉(zhuǎn)力矩 ,易抬起整個大拖板以上部件 ,因此加工時 ,需通過壓塊機構(gòu)鎖緊大拖板 ,保證大拖板和床身導(dǎo)軌的接觸。加工時曲軸裝卡需采用專用的夾具 ,夾具和工作臺之間采用 T型螺栓聯(lián)接。 本章小結(jié)：選擇機床的刀具，確定運動參數(shù)和動力參數(shù)，選取主電動機和其它進給電機，對變速箱進行大體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 初步計算 轉(zhuǎn)矩 T1 = 106 ? =122240N﹒ mm 齒寬系數(shù)查 〈〈機械設(shè)計〉〉（本節(jié)以下都查考此書）表 ， 取 ??d 接觸疲勞極限由圖 得 min1 710? ?H MPa， min2 580? ?H MPa 初步計算許用接觸應(yīng)力 ? ?1 0 .9 7 1 0 6 3 9? ? ? ?H MPa ? ?2 0 .9 5 8 0 5 2 2? ? ? ?H MPa 由表 ，取 1 85?dA 初步計算小齒輪直徑 3 211 1][ uuTAdHdd??? ?? =85 32 2 125221122240 ???=,取 d1 =80mm 初步齒寬 1db?? =1 80=80mm 校核計算 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 圓周速度 100060 11?? ndv ? =100060 25080? ???=精度等級由表 取 8級精度 初取齒數(shù) 1z =29； 5829212 ???? izz 則 ??? zdm ， 由表 ，取 m=3， 273/80/11 ??? mdz 5427212 ???? izz 使用系數(shù)由表 得 AK = 動載系數(shù)由圖可知 KV = 齒間載荷分配系數(shù)由表 ， 先求 30568012224022 11 ???? dTF TN 1 0 0 5 ????bFk TA N ?? c os)]11([ 21 ZZa ??? =－ （ 1/27+1/54） = ????? aZ ?? 由此得 KHa = 11 22 ???Z 齒向載荷分布系數(shù)由表 得 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 )( 3321 ??????????? ?? bCdbBAK H ? 載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK 彈性系數(shù) 由表 MPaZ E ? 節(jié)點區(qū)域系數(shù)由 圖 HZ = 接觸最小安全系數(shù)由表 SminH= 總工作時間 T=8 300 8 =5760h 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由表 ，估算 97 1010 ?? LN ，則指數(shù) m= )..(5760250160 ????????????LN 7712 ????? iNN LL 接觸壽命系數(shù)由圖 得 ?NZ ， ?NZ 許用接觸應(yīng)力 M P aS ZH NHH ][ m i n 11lim1 ???? ?? M P aS ZH NHH ][ m i n 22lim2 ???? ?? 驗算3 138080 221 1 ???????????? uubdKTZZZ HEH ?? = ][581 2H?? 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 計算結(jié)果表明，接觸疲勞強度較為適合，齒輪尺寸無需調(diào)整。 確定傳動主要尺寸實際分度圓直徑 ,因模數(shù)取標準值時，齒數(shù)已重新確定，但并未圓整，故分度圓直徑不會改變，即 mmmzd 8127311 ???? mmmzd 16254322 ???? 中心距 mmzzma )5427(32 )( 21 ?????? 齒寬 mmdb d 818111 ???? ? 齒根彎曲疲勞強度驗算 重合度系數(shù) ????? aY ?? 齒間載荷分配系數(shù)由表 ， ??? ?YK Fa 齒間載荷分布系數(shù)由圖 ??FK 載荷系數(shù) ?????? ?? FFVA KKKKK 齒形系數(shù)由圖 ?FaY ， ?FaY 應(yīng)力修正系數(shù)由圖 , 21 ?? SaSa YY 彎曲疲勞極限由圖 ， M P aM P a FF 4 5 0,6 0 0 2lim1lim ?? ?? 彎曲最小安全系數(shù)由表 ?FS 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由表 ，估算 106 10103 ??? LN ，則指數(shù) m=50 75050501 )(5760250160 ????????????LN 7612 ????? iNN LL 彎曲壽命系數(shù)由圖 得 , 21 ?? NN YY 尺寸系數(shù)又圖 ?xY 許用彎曲應(yīng)力 許用接觸應(yīng)力 M P aS ZF NFF ][ m i n 11lim1 ????? ?? M P aS ZF NFF ][ m i n 22lim2 ???? ?? 驗算 ][ 1 2 2 2 4 1211 11 FFaSaF YYYmbd KT ?? ? ??????? ???? ][ 211 2212 FSaFa SaFaFF YY YY ??? ??????? 變速箱高速 軸 VI 的計算和校核 軸是組成機械的一個重要零件。所有軸上零件都圍繞軸心線作回轉(zhuǎn)運動，形成了一個以軸為基準的組合體 — 軸系部件。 軸的強度計算 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 選擇軸的材料為 45 號鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計手冊 3的表 查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為： M P aM P aM P aM P a sb 155,270,360,650 11 ???? ?? ???? 估算軸的直徑 ][ 3 6 ?? ???? nd PWT Mpa 寫成設(shè)計公式，軸的最小直徑 33 6][ nPCn Pd ???? ? mm W— 軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm P— 軸的傳遞扭矩， kW n— 軸的轉(zhuǎn)速， r/min [