【正文】 一個或幾個工序。這不僅縮 短切削時間，提高精度，減少裝夾或定位時間，并且在數(shù)控機床中不必計算坐標，減少字塊數(shù)而簡化編程。 1975 年法國巴黎機床展覽會也反映了多軸加工的使用愈來愈多這一趨勢。因此，利用數(shù)控控制的二個坐標軸，使刀具正確地對準加工位置，結合多軸加工不但可以擴大加工范圍，而且在提高精度的基礎上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來不易加工的零件。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有 15000 個ψ 20孔，若以搖臂鉆床加工，單單鉆孔與锪沉頭孔就要 小時，另外還要劃線工時 小時。即使采用可調式多軸頭擴大了使用范圍，仍然遠不能滿足批量小、孔型復雜的要求。不同的加工方法有不同 的特點，就鉆削加工而言，多軸加工是一種通過少量投資來提高生產率的有效措施。 某些情 況下，即使生產率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機床低。其余時間是看圖、裝卸工件、調換刀具、操作機床、測量 以及清除鐵屑等等。 productive efficiency。因此本設計的重點是多軸箱的設計，設計內容包括齒輪分布與選用、軸的設計、多軸箱的選用、導向裝置設計等。 目 錄 目錄 ??????????????????????????????????????? 1 中文摘要 ????????????????????????????????????? 2 ABSTRACT????????????????????????????????????? 2 第 1 章 緒綸 ??????????????????????????????????? 3 1． 1多軸加工應 …………………………………………………………………………………3 1． 2多軸加工的設備 ……………………………………………………………………………4 1． 3多軸加工的趨勢 ……………………………………………………………………………5 第 2 章 普通鉆床改為多軸鉆床 ?????????????????????????? 6 2． 1生產任務 ……………………………………………………………………………………6 2． 2普通立式鉆的選型 ???????????????????? ????????? 6 第 3 章 多軸齒輪傳動箱的設計 ………………………………………………………………………7 3． 1設計前的準備 …………………………………………………………………………………7 第 4章 多軸箱的結構設計與零部件圖的繪制 ………………………………………14 4． 1箱蓋、箱體和中間板結構 ????????????????????????? 14 4． 2多軸箱軸的設計 ...................... .......... .......... ....................................14 4． 3軸坐標計算 ………………………………………………………………………30 第 5章 導向裝置的設計 …………………………………………………………………31 第 6章 接桿刀具 …………………………………………………………………………31 外文文獻 ………………………………………………………………………………………………31 總結 ………………………………………………………………………………………36 鳴謝 …………………………………………………………………………………………………… 37 參 考 文獻 ………………………………………………………………………………………………37 中文摘要 本設計是關于普通鉆床改造為多軸鉆床的設計。普通鉆床 為單軸機床，但安裝上多軸箱就會成為多軸的鉆床，改造成多軸鉆床后，能大大地縮短加工時間，提高生產效率。 關鍵詞： 多軸鉆床；生產效率；多軸箱 Abstract The design is about reconstructing the ordinary drill to a multiple drill. The ordinary drill is a single drill. It will improve its productive efficiency, shorten its processing time if assembled a multiple spindle case on. That so calls a multiple drill. Hereby, the keystone of this design paper is how to design a multiple spindle heads. The design subjects include the selection and distribution of gear wheel, the design of spindle, and the guiding equipment and selection of the multiple spindle heads, etc. Key words: multiple drill。 multiple spindle heads 普通鉆床該為多軸鉆床 專業(yè) :機械設計制造及其自動化 , 學號 :2021121316, 姓名 :梁顯垣 指導教師：劉杰華，招惠玲，陳敏華 第 1 章 緒論 多軸加工應用 據(jù)統(tǒng)計，一般在車間中普通機床的平均切削時間很少超過全部工作時間的 15%。使用數(shù)控機床雖然能提高 85%，但購置費用大。故必須更多地縮短加工時間。 多軸加工優(yōu)勢 雖然不可調式多軸頭在自動線中早有應用，但只局限于大批量生產。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復雜的多軸加工更是引人注目。但若以數(shù)控八軸落地鉆床加工，鉆锪孔只要 小時，劃線也簡單，只要 。有人分析大型高速柴油機 30種箱形與桿形零件的 2021多個鉆孔操作中，有 40%可以在自動更換主軸箱機床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工，平均可減少 20%的加工時間。 多軸加工的設備 多軸加工是在一次進給中同時加工許多孔或同時在許多相同或不同工件上各加工一個孔。它可以采用以下一些設備進行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機床心及自動更換主軸箱機床。現(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介。這是大家所熟悉的。從結構來說有不可調式與可調式二種。為了擴大其贊許適應性，發(fā)展了可調式多軸頭，在一定范圍內可調整軸距。（ 1）萬向軸式也有二種 :具有對準裝置的主軸。（ 2）具有公差的圓柱形主軸套。前一種適用于批量小且孔組是規(guī)則分布的工件（如孔組分布在不同直徑的圓周上）。 多軸 頭可以裝在立鉆式搖臂鉆床上，按鉆床本身所具有的各種功能進行工作。 多軸箱 也象多軸頭那樣作為標準部件生產。有 32種規(guī)格，加工面積從 300Ｘ 300毫米到 600Ｘ 1050毫米，工作軸達 60根，動力達 千瓦。因此，這種結構只要改變模板，就能在一定范圍內容易地 改變孔型，并且可以達到比普通多軸箱更小的孔距。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點：（ 1）工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。（ 3）使用二組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調整，從而縮短換刀停機時間。（ 5）尺寸超差時能立即發(fā)現(xiàn)。諸如導向、功率、進給、轉速與加工范圍等。其整個工作循壞如快進、工進與清除鐵屑等都是自動進行。 自 動更換主軸箱機床 為了中小批量生產合理化的需要，最近幾年發(fā)展了自動更換主軸箱組合機床。縱橫配線盤予先編好工作程序，使相應的主軸箱進入加工工位，定位緊并與動力聯(lián)接，然后裝有工件的工作臺轉動到主軸箱下面，向上移動進行加工。 (2) 多軸轉塔機床 轉塔上裝置多個不可調或萬向聯(lián)軸節(jié)主軸箱，轉塔能自動轉位，并對夾緊在回轉工作臺的工件作進給運動。因為轉塔不宜過大，故它的工位數(shù)一般不超過 4— 6個。當加工對象的工序較多、尺寸較大時，就不如自動更換主軸箱機床合適，但它的結構簡單。不可調多軸箱與動力箱按置在水平底座上，主軸箱庫轉動時整個裝置緊固在進給系統(tǒng)的溜板上。換主軸箱時間為幾秒鐘。好果回轉工作臺配以卸料裝置，就能合流水生產自動化。 (4) 數(shù)控八軸落地鉆床 大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達 15000個，它與支撐板聯(lián)接在一起加工。采用具有內冷卻管道的麻花鉆， 5－ 7巴壓力的冷卻液可直接進入切削區(qū)，有利于排屑。 供自動 定心。為了縮短加工時間 ，以 8軸數(shù)控落地加工。而且隨著我國數(shù)控技術的發(fā)展，多軸加工的范圍一定會愈來愈廣，加工效率也會不斷提高。在普通立式鉆床上進行孔加工，通常是一個孔一個孔的鉆削，生產效率低，用非標設備，即組合機床加工，生產效率高，但設備投資大。設計程序介紹如下： 普通立式鉆床的選型 計算所需電機功率 零件圖如圖 1所示： 圖 1為工件零件圖，材料：鑄鐵 HT200；料厚： 5mm；硬度： HBS170240HBS；年產量： 1000萬件；4? IT13. (1) 確定四個孔同時加工的軸向力，公式： ?F FFFFF knVYZdC ?????? 0 式中： FC =, 0d = 310? , FZ =,FY =, Fn =, Fk =, V =（表 1537） [文獻 1] 則 ?F 6 1 6 6 5 3 ??????? ? 所需電機功率： KWVFP ????? 立式鉆床的確定 根據(jù)上面計算所需電機的功率，現(xiàn)選用 Z525立式鉆床，其主要技術參數(shù)如表 1所示： 表 1 Z525立式鉆床主要技術參數(shù) 技術規(guī)格 型號 Z525 最大鉆孔直徑 （ mm） 25 主軸端面至工作臺距離 (mm) 0700 主軸端面至底面距離 (mm) 750110 主軸中心至導軌距離 (mm) 250 主軸行距 (mm) 175 主軸孔莫氏解錐度 3號 主軸最大扭轉力矩 (N?m) 主軸進給力 (N) 8829 主軸轉速 (r/mm) 971360 主軸箱行程 (mm) 200 進給量 (mm/r) 工作臺行程 (mm) 325 工作臺工作面積 (mm2) 500Ｘ 375 主電動機功率 (kw) 第 3 章 多軸齒輪傳動箱的設計 設計前的準備 （ 1）大致了解工件上被加工孔為 4 個Ф 10 的孔。 (2) 齒輪分布方案確定： 根據(jù)分析零件圖，多軸箱齒輪分布初定有以下圖 3，圖 4兩種形式 根據(jù)通常采用的經濟而又有效的傳動是：用一根傳動軸帶支多根主軸。 （ 3）明確主動軸、工作軸和惰輪軸的旋轉方向，并計算或選定其軸徑大小。 根據(jù)表 2確定工作軸直徑 《機械制造》 .8/97： 43 表 2 加工孔徑與工作軸直徑對應表（ mm） 加工孔徑 ＜ 12 12－ 16 16－ 20 工作軸直徑 15 20 25 因為加工孔徑為Ф 10mm,所以工作軸直徑選 15mm. 主動軸和惰輪軸的直徑在以后的軸設計中確定。 ① 本設計的齒輪傳動為單層次的齒輪外嚙合傳動， 傳動分布圖如圖 4所示。 ③ 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) ? 選用直齒輪圓柱齒輪傳動； ? 多軸箱為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ GB1009588） 。 ? 選齒輪Ⅰ齒數(shù) 241?Z ,齒輪Ⅱ齒數(shù) ????? uZZ ,取 292 ?Z . ④ 按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行試算， 3 211 ][ ????????????HEdtt ZuuTKd ?? ? 確定公式內的各計算數(shù)值 1)試選載荷系數(shù) ?tK 。齒輪Ⅱ的接觸疲勞強度極限 ？ MPaH 5502lim ?? 。 8)計算接觸 疲勞許用應力 : 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?S ,由式 (1012) [文獻 4] 得： MP aSK HHH 5401 ][ 1lim1lim1 ???? ?? MP aSK HHNH ][ 2l im22 ???? ?? 。 由表 102[文獻 4] 查得使用系數(shù) 1?AK 。 由 ,?? ?HKhb ,查圖 1013[文獻 4]得， ??FK 。 齒輪Ⅱ的彎曲疲勞強度極限 2FE? =380Mpa。 3)計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=,由式（ 1012） [文獻 4] 得： [ F? ]1= SK FEFN 11? = ? = 2][ F? SK FEFN 22? = ? = 4)計算載荷系數(shù) ????????? ?? FFVA KKKKK 5) 查取齒形系數(shù) 由表 105[文獻 4] 查得 , 21 ?? FaFa YY 6)查取應力校正系數(shù) 由表 105[文獻 4] 查得 , 21 ?? sasa YY 7）計算齒輪Ⅰ、Ⅱ的][ FSaFaYY?并加以比較 111 ][FSaFaYY? = ? = 222 ][FSaFaYY? = ? = 齒輪Ⅱ的數(shù)值大。在零件圖中可知，主動軸與惰輪軸的中心距為 51mm，即齒輪Ⅰ、Ⅱ完全嚙合的中心距