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鉆6個M11的孔
1.3圖1卡（工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編繪生產(chǎn)率計(jì)算卡）
2. 夾具圖
3. 多軸箱設(shè)計(jì)圖
4. 說明書（1萬字左右）
要求：定位是三平面 臥式機(jī)床
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
設(shè)計(jì)(論文)題目： 殼體零件鉆孔專用機(jī)床設(shè)計(jì)-【6-11】【自動】
學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：
二級學(xué)院： 學(xué) 號：
?！ I(yè)：
班 級：
提交日期： 答辯日期：
44
目 錄
摘 要 IV
Abstract V
1 緒 論 1
1.1?畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 1
1.2?組合機(jī)床的特點(diǎn) 1
1.3?組合機(jī)床的發(fā)展前景 2
1.3.1?組合機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化 2
1.3.2?組合機(jī)床的快速轉(zhuǎn)變 2
1.3.3?組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 2
1.3.4?組合機(jī)床行業(yè)的發(fā)展思考 4
2 零件的分析 6
2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 6
2.2零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求 6
2.3 零件的生產(chǎn)批量與機(jī)床的使用條件 6
2.4 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 7
2.5 確定切削用量及選擇刀具 8
2.5.1確定工序間余量 8
2.5.2選擇切削用量 8
2.5.3確定切削力、切削扭矩、切削功率 8
2.5.4選擇刀具結(jié)構(gòu) 9
3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制 10
3.1 被加工零件工序圖 10
3.2 加工示意圖 11
3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 14
3.4生產(chǎn)率計(jì)算卡 17
4 主軸箱的設(shè)計(jì) 19
4.1 主軸箱的設(shè)計(jì) 19
4.1.1繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 19
4.1.2齒輪模數(shù)選擇 20
4.1.3主軸箱的傳動設(shè)計(jì) 20
4.1.4繪制傳動系統(tǒng)圖 22
4.2 傳動軸的直徑估算 23
4.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 23
4.2.2傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 23
4.2.3 鍵的選擇 24
4.3 傳動軸的校核 24
4.3.1 傳動軸的校核 24
4.3.2 鍵的校核 25
4.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 25
4.4.1 齒輪模數(shù)的確定 25
4.4.2 齒寬的確定 27
4.4.3 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28
4.5 齒輪校驗(yàn) 28
4.5.1 校核a變速組齒輪 28
4.5.2 校核b變速組齒輪 29
4.5.3 校核c變速組齒輪 30
4.6 軸承的選用與校核 31
4.6.1 各軸軸承的選用 31
4.6.2 各軸軸承的校核 31
4.7 軸組件設(shè)計(jì) 32
4.8 軸的基本尺寸確定 33
4.8.1 外徑尺寸D 33
4.8.2 軸孔徑d 33
4.8.3 軸懸伸量a 34
4.8.4 支撐跨距L 34
4.8.5 軸最佳跨距的確定 34
4.9 軸剛度驗(yàn)算 36
4.9.1 軸前支撐轉(zhuǎn)角的驗(yàn)算 36
4.9.2 軸前端位移的驗(yàn)算 37
5 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 39
5.1 研究原始質(zhì)料 39
5.2 定位、夾緊方案的選擇 39
5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 39
5.4 誤差分析與計(jì)算 40
5.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 41
結(jié) 論 42
致 謝 43
參考文獻(xiàn) 44
摘 要
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,本設(shè)計(jì)說明書針對殼體機(jī)床的設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。要內(nèi)容包括組合機(jī)床工藝方案的制定、組合機(jī)床配置型式的選擇、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)以及軸箱設(shè)計(jì)。
全文要包括組合鉆床的總體設(shè)計(jì)和軸箱設(shè)計(jì)兩部分。機(jī)床總體設(shè)計(jì)要是在選定工藝方案并確定機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上確定“三圖一卡”， 主軸箱設(shè)計(jì)根據(jù)“三圖一卡”，整理編繪出主軸箱原始依據(jù)圖，重點(diǎn)分析傳動系統(tǒng)，經(jīng)過各種方案的比較，最后確定最優(yōu)方案。此外，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專用夾具。
關(guān)鍵詞：主軸箱；組合機(jī)床；夾具
Abstract
According to the requirements of the mission design, design for wallboard machine and special fixture for the design specification is described. The main contents include aggregate machine-tool craft plan formulation, combined machine tool configuration choice, aggregate machine-tool system design and main shaft case design.
The full text mainly includes overall design and main shaft box combination milling machine design two parts. The overall design of machine tool is mainly in the selected process and determine the basis of machine tool configuration, structure scheme to determine the "three charts and a card", the headstock design according to "three charts and a card", reorganizes the compilation to leave the headstock primitive basis chart, the key analysis transmission system, through the comparison of various schemes, and finally to determine the optimal scheme. In addition, in order to improve labor productivity, reduce labor intensity, guaranteed the processing quality, need to design special jig.
Keywords: spindle box; modular machine tool; fixture
1 緒 論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生畢業(yè)前完成學(xué)習(xí)任務(wù)所必須的重要環(huán)節(jié)，它是我們機(jī)械制造及其自動化專業(yè)四年所學(xué)專業(yè)課的綜合應(yīng)用，更是培養(yǎng)我們獨(dú)立思考和動手能力的重要過程。?
1.1?畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的?
1.?培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識的技能，分析解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力，使們懂得生產(chǎn)技術(shù)工作的一般程序和方法。?
2.?培養(yǎng)我們工程技術(shù)工作所必須的全局觀念，生產(chǎn)觀念和經(jīng)濟(jì)觀念，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。?
3.?培養(yǎng)我們的調(diào)查、研究、閱讀技術(shù)文獻(xiàn)、資料手冊，進(jìn)行工程計(jì)算，圖樣繪制及編寫說明書的能力。?
4.?本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目：《減速器箱蓋鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)》。?
1.2?組合機(jī)床的特點(diǎn)?
???1?組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。?
???2?組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零部件總量的70-80%，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟(jì)效益好。?
???3?由于組合機(jī)床采用多刀技工，并且自動化程度高，因而比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強(qiáng)度低。?
???4?組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計(jì)和長期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專門廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。?
???5?在組合機(jī)床上加工零件時，由于采用專用夾具，刀具和導(dǎo)向裝置等，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。?
???6當(dāng)被技工產(chǎn)品更新時，采用其他類型的專用機(jī)床時其大部分部件要報(bào)廢，用組合機(jī)床時，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。????7組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。組合機(jī)床的通用部件絕大多數(shù)由機(jī)械工業(yè)頒布成國家標(biāo)準(zhǔn)，并按標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的名義尺寸，主參數(shù)，互換尺寸等定型，各種通用部件之間有配套關(guān)系。這樣，用戶可根據(jù)被加工零件的尺寸，形狀和技術(shù)要求等，選用通用部件，組成不同形式的組合機(jī)床，以滿足生產(chǎn)的需要。?
上述組合機(jī)床的特點(diǎn)及使用范圍，加工零件所能達(dá)到的加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了減速器箱蓋鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)。?
1.3?組合機(jī)床的發(fā)展前景?
組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。?
我國加入WTO以后，制造業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略，采取了積極的應(yīng)對策略，出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭，截至2002年9月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床產(chǎn)品一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量已達(dá)800余臺，產(chǎn)值達(dá)3個億以上，較2001年同比增長了10%以上,?另外組合機(jī)床行業(yè)工業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交貨值等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有不同程度的增長，新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。??
1.3.1?組合機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化?
組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械、化工機(jī)械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備，隨著我國加入WTO后與世界機(jī)床行業(yè)進(jìn)一步接軌，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年的企業(yè)生產(chǎn)情況看，數(shù)控機(jī)床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機(jī)床則有下降趨勢，中國機(jī)床工具工業(yè)學(xué)會的《機(jī)床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點(diǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況看，2000年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床590臺，產(chǎn)值10731萬元，生產(chǎn)加工中心118臺，產(chǎn)值4601萬元；?2001年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床685臺，產(chǎn)值17969萬元，生產(chǎn)加工中心129臺，產(chǎn)值5760萬元；而2002年，截至9月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心產(chǎn)量、產(chǎn)值已接近2001年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。?
1.3.2?組合機(jī)床的快速轉(zhuǎn)變?
―九五‖后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50余家組合機(jī)床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份制改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余都是國有企業(yè)。而從2001年至今，不到兩年的時間里，就先后有十幾家企業(yè)實(shí)行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉(zhuǎn)為民營，現(xiàn)在一些國家重點(diǎn)國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉(zhuǎn)制已勢不可擋，―民營經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了從被歧視、被藐視到不可小視和現(xiàn)在的高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！M合機(jī)床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速發(fā)展。?
1.3.3?組合機(jī)床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢?
組合機(jī)床及其自動線是集機(jī)電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的組合機(jī)床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類繁多，有大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式，還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。?
由于組合機(jī)床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相對落后，國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過去的―剛性‖機(jī)床結(jié)構(gòu)，向―柔性‖化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。?
現(xiàn)僅就近幾年大連組合機(jī)床研究所研制的組合機(jī)床及其自動線對目前我國組合機(jī)床及其自動線裝備技術(shù)的基本情況進(jìn)行說明。?
（1）為某冰箱壓縮機(jī)廠提供的ZHS-1283冰箱壓縮機(jī)外支撐八工位回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床，鏜孔精度?9.097mm±0.004mm,?表面粗糙度Ra0.8μm，節(jié)拍時間26s（2件），采用交流伺服滑臺，HSK接桿，主軸帶中孔冷卻液通道，全封閉防護(hù)。?
（2）ZHS-XU86凸輪軸軸承蓋加工自動線是為某汽車公司研制的用于30萬輛轎車生產(chǎn)的高精度、高生產(chǎn)率、多品種數(shù)控自動線。該線采用多種先進(jìn)技術(shù)：可控扭矩夾緊扳手、氣浮輸送、電液比例閥、高精度空心錐柄接桿、高密度材料鏜桿、數(shù)控精密十字滑臺、分布式控故障診斷及顯示系統(tǒng)、大流量冷卻排屑和全封閉防護(hù)系統(tǒng)，節(jié)拍38s。?
（3）UD80型換刀換箱柔性加工單元。該單元是一種高效、高精度與高柔性的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床有5個坐標(biāo)，交換托板尺寸為800mm×800mm，刀庫容量60，120，180任選，箱庫容量12個，能在一次裝夾下完成銑、鉆、鉸、鏜孔、鏜車等工序的單軸加工和多軸加工，適合中大批量生產(chǎn)規(guī)模的箱體零件和成組雜件的加工，也適用于中小批量多品種零件的生產(chǎn)。?
（4）為某航空動力機(jī)械公司生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)線的物流輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了鏈?zhǔn)侥Σ凛啙L道、電動滾筒、托盤自動識別、計(jì)算機(jī)生產(chǎn)調(diào)度等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)被輸送零部件的定向、定位、升降、回轉(zhuǎn)，通過編碼識別及計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)調(diào)度實(shí)現(xiàn)無序混流輸送等。?
上述組合機(jī)床代表了目前我國組合機(jī)床裝備較高的技術(shù)水平，但隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機(jī)床及其自動線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)，因此組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。從2002年年底第21屆日本國際機(jī)床博覽會上獲悉，在來自世界10多個國家和地區(qū)的500多家機(jī)床制造商和團(tuán)體展示的最先進(jìn)機(jī)床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。據(jù)專家分析，機(jī)床裝備的高速和超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10000～20000r/min，最高進(jìn)給速度可達(dá)20～60m/min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時，加工的形狀卻日益復(fù)雜。多軸化控制的機(jī)床裝備適合加工形狀復(fù)雜的工件。另外，產(chǎn)品周期的縮短也要求加工機(jī)床能夠隨時調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求。?然而更關(guān)鍵的是現(xiàn)代通信技術(shù)在機(jī)床裝備中的應(yīng)用，信息通信技術(shù)的引進(jìn)使得現(xiàn)代機(jī)床的自動化程度進(jìn)一步提高，操作者可以通過網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)對機(jī)床的程序進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，對運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控并積累有關(guān)數(shù)據(jù)；通過網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行維修和檢查、提供售后服務(wù)等。在這些方面我國組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。?
1.3.4?組合機(jī)床行業(yè)的發(fā)展思考?
近兩年雖然組合機(jī)床行業(yè)產(chǎn)銷呈現(xiàn)上升趨勢，但行業(yè)內(nèi)一些企業(yè)同樣存在負(fù)債經(jīng)營的情況，主要原因是傳統(tǒng)的組合機(jī)床產(chǎn)品不能滿足用戶柔性化、高精度、短周期的市場需求，同時組合機(jī)床行業(yè)一些企業(yè)存在現(xiàn)代化管理水平低、人才流失嚴(yán)重、科研成果不能迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力等缺陷。為此提制系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)、出如下建議。?
（1）提高現(xiàn)代化管理水平。中國加入WTO后，迫切要求企業(yè)提高現(xiàn)代化管理水平，進(jìn)一步深化企業(yè)內(nèi)部改革，建立健全適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行機(jī)制，―建立企業(yè)的科學(xué)的管理體制，做到集權(quán)有道、分權(quán)有序、授權(quán)有章、用權(quán)有度的責(zé)權(quán)利內(nèi)在統(tǒng)一的有機(jī)結(jié)合，是提高企業(yè)控制力所必須的。‖要徹底改變落后的體制，必須樹立全球化經(jīng)營理念，提高國際市場競爭能力，建立市場快速反應(yīng)機(jī)制，以適應(yīng)日趨發(fā)展的市場需求。?
（2）亟待提高企業(yè)創(chuàng)新能力。企業(yè)的生存，關(guān)鍵在于產(chǎn)品的生命力。已步入電子時代的今天，傳統(tǒng)的組合機(jī)床已經(jīng)不能適應(yīng)高速發(fā)展的國內(nèi)外市場需要，這就要求企業(yè)必須適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，建立技術(shù)創(chuàng)新體系，推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，加速向柔性化、數(shù)控化、高精度、短周期方向發(fā)展，提高組合機(jī)床適用范圍和市場覆蓋面；同時實(shí)施名牌戰(zhàn)略，爭創(chuàng)世界品牌,?加速我國組合機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程，使我國組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)在世界制造領(lǐng)域里立于不敗之地。?
（3）企業(yè)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新和管理水平的提高都需要高技術(shù)人才。在全球化經(jīng)濟(jì)格局不斷明朗的今天，人才爭奪戰(zhàn)已滲透到各個領(lǐng)域，組合機(jī)床行業(yè)應(yīng)適時把握國際大環(huán)境，廣招高技術(shù)人才、高技能工人?，F(xiàn)在企業(yè)尤其缺少高技能工人，專家指出，目前我國企業(yè)產(chǎn)品平均合格率僅為7成，不良產(chǎn)品每年損失近27000億元，而其中50%以上系由工人技能不高所致。因此，建立強(qiáng)大的技術(shù)生力軍，不斷更新知識，更新觀念，依靠優(yōu)秀的高技術(shù)人才、高技能工人，加快企業(yè)信息化建設(shè)，是企業(yè)發(fā)展的必由之路。?
綜上所述，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)一要開展科技攻關(guān)，攻克當(dāng)前行業(yè)企業(yè)技術(shù)發(fā)展上的難題；二要加強(qiáng)與國外的合資合作，利用和學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)，提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平和技術(shù)水平；三要通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收進(jìn)行再創(chuàng)新，??
發(fā)展自己的產(chǎn)品。通過我們的努力，使我國真正由制造大國變成制造強(qiáng)國。
2 零件的分析
2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
零部件的主要加工表面平面和孔系。一般來說，保證平面的加工精度保證更容易洞系的加工精度。因此，零部件來說，加工中的主要問題是保證孔尺寸精度及位置精度處理好，孔和平面之間的相互關(guān)系。
為生產(chǎn)量很大。如何滿足生產(chǎn)性的要求加工中的主要考慮因素。
2.2零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求
部品加工工藝決定組合機(jī)床的加工的質(zhì)量、生產(chǎn)性、整體布局或線夾結(jié)構(gòu)等。所以，制定工程程序時，必須計(jì)算分析加工零件圖深入的了解，現(xiàn)場的零部件的形狀和大小，材料，硬度，剛度，加工部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加工精度表面粗糙度和地位，夾緊方法，工藝，采用的刀具及切削量，生產(chǎn)性要求當(dāng)?shù)夭捎玫沫h(huán)境和條件等。收集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料的開發(fā)，合理的工程程序。
根據(jù)加工部品（減速裝置機(jī)殼）的零件圖（圖2），6個孔加工工藝：
（1）孔的加工技術(shù)要求。
6個直徑都是Φ11毫米
材料HT 200，硬度HB 170 – 24
假設(shè)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)（考慮廢品及備品率）的年生產(chǎn)量為5萬件，2班制的生產(chǎn)，每班6小時，每年300天工作。
（2）過程分析
這個孔加工時，孔的位置0.05毫米度公差。
組合機(jī)床的技術(shù)的方法及達(dá)成的精度，采用次加工程序：
一攬子加工通孔，直徑11mm
（3）定位基準(zhǔn)及緊固時的選擇
這個零件加工孔，以上3個的自由度限制和右端面限制的3個的自由度，中間的孔封的螺旋從夾緊作用很好。
加工精度保證的情況下，提高生產(chǎn)效率的勞動者的勞動量減少，工作大量生產(chǎn)的，因此設(shè)計(jì)時是人工夾緊。
2.3 零件的生產(chǎn)批量與機(jī)床的使用條件
組合機(jī)床是大量的約70 %--（90%）通用零部件的基礎(chǔ)上，少量的專用元件添加，一個或多個工作預(yù)先確定的工程機(jī)械加工。
被加工零件組合機(jī)床完成的加工工序及保證加工精度生產(chǎn)機(jī)器案的根據(jù)。減速機(jī)外殼保齡球的精度要求很高，采用鉆孔組合機(jī)床。表面粗糙度，為了表現(xiàn)1.6 um孔加工Ra采取機(jī)械制造精度提高定位精度，原始的工作標(biāo)準(zhǔn)減少夾壓變形等措施。
2.4 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案
(1)被加工零件的加工精度
為此，機(jī)床通常采用尾置式齒輪動力裝置，進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，被加工零件圖如圖2.1所示
圖2.1 殼體
(2) 被加工零件的特點(diǎn)
這是材料、硬度加工部位的結(jié)構(gòu)的形狀，工作剛度定位基準(zhǔn)面特征，這些工作機(jī)械工程程序制度的重要影響。這個減速器柜的材料HT 200，硬度HB 170～育英，孔的直徑為Φ11毫米。采用多孔同步加工部件的剛度，工作能力不大，振動，及熱變形對工件不會有影
一般來說，定位孔中心線和基準(zhǔn)面平行且需要一片或者什么面加工的集裝箱的宜用臥式機(jī)床，立式車床加工適合位置基準(zhǔn)面是水平且加工孔和基準(zhǔn)面的垂直的工作，不合適的加工安裝不便和高度的大細(xì)長的工作。大型集裝箱的件采用單向位機(jī)械加工好，中小戶型零件多采用多層機(jī)床加工。
這個零件加工的特點(diǎn)是中心線和定位基準(zhǔn)平面垂直，然后定位基準(zhǔn)面是水平的，工作很小，那個洞分布密集，主要軸箱體積很大，一次孔，選擇鉆床。
（3）零部件的生產(chǎn)樂途
零部件的生產(chǎn)樂途是決定采用單工位，多級，自動線和中小樂途組合機(jī)床生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的重要要素。設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)年生產(chǎn)量為5萬件，工件形狀和大小，為了減少從輪廓加工時間，采用多軸頭，為了減少機(jī)床臺數(shù)，這個工程盡量在一臺機(jī)器完成，利用率提高。
（4）機(jī)床的使用條件
組合機(jī)床根據(jù)使用狀況，布局，工序間的聯(lián)系，技術(shù)力和自然條件等的要求，符合組合機(jī)床。
綜合以上說的：減速器外殼零件的結(jié)構(gòu)的特征，在加工部位，尺寸精度，表面粗糙度和技術(shù)要求，定位、夾緊方式、工藝方法和影響機(jī)床的整體布局和技術(shù)的性能等方面的考慮，最終決定設(shè)計(jì)4軸頭多級同期鉆床。
2.5 確定切削用量及選擇刀具
2.5.1確定工序間余量
加工過程順利穩(wěn)定加工精度保證，合理確定必須工程余量。生產(chǎn)中常用表從調(diào)查的組合機(jī)床孔加工余量轉(zhuǎn)，定位誤差的影響。Φ11毫米的孔就座時，工程之間的直徑0.2毫米余量。
2.5.2選擇切削用量
確定組合機(jī)械完成的工藝的內(nèi)容，可以著手選擇切削用量了。從設(shè)計(jì)的組合機(jī)床多軸同步加工，很多場合，切削用量被選，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)械太刀加工30%低.多軸軸箱上所有的刀具共用傳送系統(tǒng)，通常的標(biāo)準(zhǔn)動力船臺，工作時，所有的每一分用刀進(jìn)給量和相同，而且等于動力船臺的每一分送進(jìn)量（毫米/ min）應(yīng)該刀具的平均值。因此，同一軸箱刀具軸上的設(shè)計(jì)和速度和同一轉(zhuǎn)進(jìn)給量（毫米/ r）比。直徑的必要為了滿足之外又加上，也就是：
…………………………………2.1
式中： … ——各軸轉(zhuǎn)速（r/min）
——各軸進(jìn)給量（mm/r）
——動力滑臺每分鐘進(jìn)給量（mm/min）
由于殼體鉆孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等，按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：孔鉆頭直徑D=11mm，進(jìn)給量f=0.2mm/r、切削速度v=17m/min
2.5.3確定切削力、切削扭矩、切削功率
根據(jù)選定的切削用量（要指切削速度v及進(jìn)給量f）確定切削力，作為選擇動力部件（滑臺）；確定切削扭矩，用以確定軸及其它傳動件（齒輪，傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇傳動電動（一般指動力箱）功率，通過查表計(jì)算如下：
切削力： =26…………………………2.2
=26×11××
=4372N
切削扭矩： =10………………………2.3
=10×××
=30463.4N·mm
切削功率： =……………………………2.4
=63.4×17/(9740×3.14×11)
=0.717kw
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·mm)
V——切削速度（m/min）
P——切削功率(kw)
2.5.4選擇刀具結(jié)構(gòu)
殼體的布氏硬度在HB170-241，孔徑D為11mm刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（W17Cr4V），為了使工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、刃磨簡單，選擇標(biāo)準(zhǔn)Φ11mm的麻花鉆?？准庸さ毒叩拈L度應(yīng)保證加工終了時刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30～50mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。
3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制
總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式——“三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：
繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。
3.1 被加工零件工序圖
1，被部品加工工程圖的作用及內(nèi)容
被部品加工工程圖選定的工程項(xiàng)目，1臺的組合機(jī)床完成的工藝的內(nèi)容，在加工部位的尺寸，精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)，夾具的部位和被加工品的材料，硬度的圖紙等狀況。那是元零件圖，根據(jù)這個機(jī)械加工的內(nèi)容，加上必要的說明畫制作的，組合機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，制造、使用、檢查和調(diào)整機(jī)床的重要的技術(shù)文件。減速機(jī)外殼鉆孔組合機(jī)床的加工被零件工程圖2 . 2所示。
圖中的內(nèi)容：
（1）加工品的形狀，外形尺寸和書的車床加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對工程技術(shù)要求等。
（2）本工序被指定的位置，方向部位和夾具夾緊基準(zhǔn)。
（3）加工品的名稱，號碼，材料，硬度和加工部位的余量等之外又加上。
2，描寫了被零件加工工程圖的注意事項(xiàng)
為了（1）的部品加工工程圖明快，重要的計(jì)劃書一定會被機(jī)械加工的內(nèi)容。描繪了的時候，有一定的比例，充分的視圖開辟一位視圖顯眼的加工部位（粗實(shí)線），零部件的輪廓和機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)関粗實(shí)線標(biāo)志。圖2.2中定位基準(zhǔn)，機(jī)械夾壓位置及方向、輔助支持規(guī)定的記號，必須部（細(xì)實(shí)線）表明顯，凡本工程擔(dān)保的尺寸，角度等，均應(yīng)尺寸的數(shù)值下方面表示。
圖2.2殼體工序圖
（2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，有時因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。
3.2 加工示意圖
1、加工示意圖的作用和內(nèi)容
加工示意圖是向?qū)D是加工零件加工工藝方案圖案的反映，被表示的部品加工機(jī)械加工、刀具的布局和工作、夾具、工具的相對位置關(guān)系、機(jī)床的工作日程及工作循環(huán)等，刀刃、夾具，主要軸箱電、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動力零部件的依據(jù)，整個臺的組合機(jī)床布局形式的原始的要求也調(diào)整、機(jī)床和刀具的重要文件必要。圖2.3為殼體鉆孔的加工示意圖
圖2.3加工示意圖
圖應(yīng)顯示內(nèi)容：
（1）機(jī)床的加工方法，切削用量，工作的循環(huán)和工作日程。
（2）工作，夾具，持刀和主要軸箱端面的距離等。
（3）軸類型的結(jié)構(gòu)、尺寸和外伸長度，刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)的尺寸，焊條、誘導(dǎo)裝置構(gòu)造的尺寸，刀和導(dǎo)向置配合，刀具，焊條，軸之間的連接方式，刀具配合加工結(jié)束位置。
2，描繪的加工向?qū)D前的計(jì)算。
（1）刀具的選擇
刀具考慮加工尺寸精度，表面粗糙度、切削排除或生產(chǎn)性的要求等的因素。刀具的選擇前已經(jīng)那樣及不是在這里，而是追溯了。
（2）導(dǎo)向套的選擇
組合機(jī)床的加工洞，使用剛性軸的方案外，工作的尺寸，位置精度根據(jù)導(dǎo)向，夾具。所以正確選擇誘導(dǎo)裝置的類型，合理確定，其尺寸精度，設(shè)計(jì)和組合機(jī)床的重要內(nèi)容，畫加工示意圖必須解決的內(nèi)容。
1）來選擇導(dǎo)向刀具直徑和刀具類型導(dǎo)向部分導(dǎo)向線速度v = 17米/ min，選擇固定式導(dǎo)向。
2）導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置
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
d1
D
D1
D2
l
l1
l2
l3
l4
L5
11
11
40
30
34
150
40
11
12
17
46
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
D
D
D1
刀具導(dǎo)向
部分外徑
固定
導(dǎo)向
鉆孔
G7（或F7）
H7/g6
H7/n6
g6
固定導(dǎo)向裝置的布置如圖2.4所示
圖2.4 固定導(dǎo)向裝置的布置
（3）初定軸類型、尺寸、外伸長度
因?yàn)檩S的材料為40Cr，剪切彈性模量G=71.0GPa,剛性軸取ψ＝1／4（0）／m,所以B取2.316，
根據(jù)剛性條件計(jì)算軸的直徑為：
dB……………………………………2.59
式中： d——軸直徑（mm）（24.65）
T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N·mm）
B——系數(shù)
本設(shè)計(jì)中軸直徑d=11mm,軸外伸長度為：L=115mm，D/為40/27。
（4）選擇刀具接桿
由以上可知，主軸箱各軸的外伸長度為一定值，而刀具的長度也是一定值，因此，為保證主軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置，就需要在軸與刀具之間設(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2.5所示，
圖2.5 可調(diào)連接桿
連接桿上的尺寸d與軸外伸長度的內(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
D1(h6)
d2
d3
L
l1
l2
l3
螺母
厚度
27
Tr27×2
莫氏1號
12.061
36
115
51
42
50
12
（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸
從保證加工終了時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。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到主軸箱端面之間的距離（圖中的尺寸321mm）,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、軸外伸長度與接桿伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深度和切出值。
（6）工作進(jìn)給長度的確定
如圖2.6工作進(jìn)給長度應(yīng)等于工件加工部位長度L與刀具切入長度和切出長度之和。切入長應(yīng)應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在5～10mm之間選擇，誤差大時取大值，因此取=7mm，切出長度=1/3d+(3～7)= x11+712mm，所以=7+12+12=32mm.
（7）快進(jìn)長度的確定
考慮實(shí)際加工情況，在未加工之前，保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間，也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為120mm，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120-45=75mm.
3.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
圖2.7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
1、聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容
一般來說，組合機(jī)床、標(biāo)準(zhǔn)通用零部件——動力箱，動力船臺，柱子，柱子的底座加上專用零件組合。聯(lián)絡(luò)尺寸圖表示機(jī)床的各組成零部件的相互的組裝和運(yùn)動的關(guān)
系，檢查機(jī)械部件的相對位置及尺寸滿足要求聯(lián)系，是否通用零部件的選擇是否恰當(dāng)進(jìn)一步發(fā)展，軸箱夾具等專用零部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)絡(luò)尺寸圖可以看出，簡化的機(jī)床的總圖紙，那是機(jī)床的配置和整體結(jié)構(gòu)型式。
圖2所示，機(jī)床聯(lián)絡(luò)尺寸圖的內(nèi)容是機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式，通用零部件的型號、規(guī)格、動力零部件的運(yùn)動的尺寸和用馬達(dá)的參數(shù)、工作和各部件間的聯(lián)系的尺寸，專用元件尺寸等的輪廓。
2，選擇動力零件
零件動力型號、規(guī)格的適當(dāng)?shù)膭恿Υ_、動力箱。
（1）船臺選擇不同，通常船臺驅(qū)動方式，必要的傳送力，進(jìn)給速度，最大沖程長度和加工精度等要素選用合適的滑臺。
1）驅(qū)動形式確定油壓船臺和機(jī)械的性能船臺特點(diǎn)比較，具體的加工要求結(jié)合起來，使用條件HY系列油壓滑臺。
2）確定軸進(jìn)給力船臺必要的傳送力
=∑=4×4372=34976N
式中： ——各軸加工時所產(chǎn)生的軸向力
由于滑臺工作時，除了克服各軸的軸的向力外，還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力。因而選擇滑臺的最大進(jìn)給力應(yīng)大于＝34.976KN。
3）確定進(jìn)給速度 液壓滑臺的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速，對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進(jìn)給速度的0.5～1倍;液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時，實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些。本系統(tǒng)中進(jìn)給速度=n·f=17mm/min。所以選擇1HY32ⅡA液壓滑臺，工作進(jìn)給速度范圍20～650mm/min，快速速度10m/min。
4）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。前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調(diào)整。本系統(tǒng)前備量為20mm，后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這里取70mm,所以滑臺總行程應(yīng)大于工作行程，前備量，后備量之和。
即：行程L＞120+20+70=220mm，取L＝630mm。綜合上述條件，確定液壓動力滑臺型號1HY32ⅡA,以及相配套的滑臺底座（1CC321型）。
（2）由下式確定動力箱的選用 動力箱要依據(jù)多軸所需的電動機(jī)功率來選用，在主軸箱沒有設(shè)計(jì)之前，可算
＝／η……………………………2.6
＝4*0.717／0.7
＝3.5KW
式中：η——主軸箱傳動效率，加工黑色金屬時η＝0.7～0.9；有色金屬時η＝0.7～0.7，本系統(tǒng)加工HT200，取η＝0.7．
動力箱的電動機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率，并結(jié)合軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇。因此，選用電動機(jī)型號為Y132M1-6的1TD32I型動力箱，動力箱輸出軸至箱底面高度為170mm。要技術(shù)參數(shù)如下表：
表2.4電機(jī)型號及參數(shù)
電機(jī)傳動型號
轉(zhuǎn)速范圍（r/min）
電機(jī)功率（）
配套軸部件型號
電機(jī)轉(zhuǎn)速
輸出轉(zhuǎn)速
D50 Y160M-6
970
470
7.5
1HY32ⅡA,1CC321,1CD321
3、配套支承部件的選用
立柱底座1CD322。
4、確定裝料高度
裝料高度工件底部機(jī)床安裝從底部垂直距離，在現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)和組合機(jī)床，時候裝料高度可見具體情況H = 570～1060毫米之間的選擇，本系統(tǒng)的高度700毫米負(fù)載。
5，中間臺座輪廓尺寸
中間為基礎(chǔ)的輪廓尺寸滿足船臺上面安裝的連接，同時考慮和柱子臺座連接。因此，中間基礎(chǔ)錄用基礎(chǔ)1 CD 321。
6，確定主要軸箱輪廓尺寸
本機(jī)的配置的主要軸箱總厚度400毫米，寬度和高度標(biāo)準(zhǔn)尺寸選。計(jì)算時，主軸箱的寬度和高度HB決定：B = 400，H = 400．
根據(jù)上述計(jì)算值，按軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定軸箱輪廓尺寸B×H=400×400mm。
3.4生產(chǎn)率計(jì)算卡
生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)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(jì)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。計(jì)算如下：
切削時間： T切= L/vf+t停……………………………2.7
= 45/74.7＋10/415
=0.611 min
式中： T切——機(jī)加工時間（min）
L——工進(jìn)行程長度（mm）
vf—— 刀具進(jìn)給量（mm/min）
t?！罁蹊F停留時間。一般為在動力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下，刀具旋轉(zhuǎn)5～10 r所需要時間。這里取10r
輔助時間 T輔 = +t移+t裝……………………2.7
= （75＋120）/1000+0.13+2
= 2.311min
式中： L3、L4 ——分別為動力部件快進(jìn)、快退長度（mm）
vfk ——快速移動速度（mm/min）
t移 ——工作臺移動時間（min）,一般為0.05～0.13min,取0.13 min
t裝 ——裝卸工件時間（min）一般為0.5～1.5min,本例取2min
機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 = 60/T單…………………………………2.9
= 60/（T切+T輔）
=60/（0.611+3.295）
=15.3 件/h
機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 η = Q / Q1×100%…………………………2.10
= A / Q1tk×100%
=20000/15.3×1950×100%
=67.04%
式中：Q——機(jī)床的理想生產(chǎn)率（件/h）
A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）
tk——年工作時間，單班制工作時間tk =1950h
表2.5 生產(chǎn)率計(jì)算卡
4 主軸箱的設(shè)計(jì)
4.1 主軸箱的設(shè)計(jì)
4.1.1繪制主軸箱設(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”繪制的如圖3.1所示:
圖中主軸箱的兩定位銷孔中心連線為橫坐標(biāo)，工件加工孔對稱，選擇箱體中垂線為縱坐標(biāo)，在建立的坐標(biāo)系中標(biāo)注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。軸部為逆時針旋轉(zhuǎn)（面對軸看）。
軸的工序內(nèi)容，切削用量及軸尺寸及動力部件的型號和性能參數(shù)如表3.1所示：
圖3.1 鉆孔組合機(jī)床主軸箱
表3.1 軸外尺寸及切削用量
軸號
軸外伸尺寸
工序
內(nèi)容
切削用量
D/d
L
N
（r/min）
V
(m/min)
f
(mm/r)
Vf
(mm/min)
1、2、
3、4
5、6
7、7
40/27
115
鉆Φ11
415
17
0.17
74.7
注：1．被加工零件編號及名稱：箱體材料：HT200 JB297-62；硬度: HB170-241，
前、后、側(cè)蓋等材料為HT150
2．動力部件型號：1TD32I動力箱，電動機(jī)型號Y160M-6；功率P＝7.5kw。
4.1.2齒輪模數(shù)選擇
本組合機(jī)床要用于鉆孔，因此采用滾珠軸承軸。
齒輪模數(shù)m可按下式估算：
m=(30～32)=32×≈2.3……………2.11
式中：m——估算齒輪模數(shù)
P——齒輪所傳遞的功率（kw）
Z——對嚙合齒中的小齒輪數(shù)
N——小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）
為了模數(shù)計(jì)算還需要滿足中心距的關(guān)系
主軸箱輸入齒輪模數(shù)取m=2.5。取m=2.5齒輪分配可以圓整
4.1.3主軸箱的傳動設(shè)計(jì)
（1）根據(jù)原始依據(jù)圖（圖3.2），畫出驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)位置。如下表：
表3.2 驅(qū)動軸、軸坐標(biāo)值
坐標(biāo)
銷O1
驅(qū)動軸O
軸1
軸2
軸3
軸4
X
－175
0
37
37
-37
-37
Y
0
76.5
103.5
119.5
119.5
103.5
（2）確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)
圖3.2 齒輪的最小壁厚
2）傳動軸2為軸1，2，3，4都各自在同一同心圓上。
主軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動軸齒輪估算
………………………2.11
主軸箱輸入齒輪模數(shù)取m=2.5。軸1，2，3，4要求的轉(zhuǎn)速一致且較高，所以采用降速傳動。軸齒數(shù)選取Z=20，傳動齒輪采用z=22齒的齒輪，變位系數(shù)。傳動軸的轉(zhuǎn)速為:
…………………………2.15
由于前面選取了軸直徑為40，顯然傳動軸直徑都選取40，這樣為了減少傳動軸種類和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動軸轉(zhuǎn)速是，則驅(qū)動軸至傳動軸的傳動比為:
……………………………2.16
所以選擇兩級傳動，且傳動比分配為：一級為1.0×1.0;二級為1.4×1.0。
驅(qū)動軸的直徑為40mm，由《組合機(jī)床簡明設(shè)計(jì)手冊》查得知：t=33.3mm,當(dāng)m=3時，驅(qū)動軸上的齒數(shù)為：
Zmin≥………2.17
去驅(qū)動齒輪齒數(shù)Z=24。
通用的齒輪有三種，即傳動齒輪、動力箱齒輪和電機(jī)齒輪。材料均為45鋼，熱處理為齒部高頻淬火G54。本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用
表2.7齒輪種類及參數(shù)
齒輪種類
寬度（mm）
齒 數(shù)
模數(shù)（mm）
孔徑（mm）
驅(qū)動軸齒輪
24
32
17～50連續(xù)
17～70
2、2.5、3
2、2.5、3、4
15、20、30、35、40
11、30、35、40、50
傳動軸齒輪
44（B型）
21-24
3
11、30、35、40、50
輸出軸齒輪
32
21-24
3
17、22、27、32、36
計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速
使各軸轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速損失在5%以內(nèi)，由公式：V= 知：
n1=n2=n3=n4=17x1000/3.11/11=415r/min…………………2.17
4.1.4繪制傳動系統(tǒng)圖
傳動系統(tǒng)圖是表示傳動關(guān)系是示意圖，即用以確定的傳動軸將驅(qū)動軸和各軸連接起來，繪制在主軸箱輪廓內(nèi)的傳動示意圖，如圖3.3所示
圖3.3 鉆孔主軸箱傳動系統(tǒng)圖
圖中傳動軸齒輪和驅(qū)動軸齒輪為第Ⅰ排。在圖中標(biāo)出齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù)，以校核驅(qū)動軸是否正確。另外，應(yīng)檢查同排的非嚙合齒輪是否齒頂干涉；還畫出軸直徑和軸套直徑，以避免齒輪和相鄰的軸軸套相碰。
4.2 傳動軸的直徑估算
傳動軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。機(jī)床傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。因此疲勞強(qiáng)度一般不失是要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。
4.2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速
⑴、確定軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：計(jì)算轉(zhuǎn)速是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動關(guān)系確定。
根據(jù)【1】表3-10，軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為
⑵、各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：
①軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從軸71r/min按72/17的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為
100r/min；
②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為400r/min；
③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為700r/min。
⑶、各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速
各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。
變速組c中，22/76只需計(jì)算z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為270r/min；
變速組b計(jì)算z = 17的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為400r/min；
變速組a應(yīng)計(jì)算z = 27的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為700r/min。
⑷、核算軸轉(zhuǎn)速誤差
∵
∴
所以合適。
4.2.2傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑
根據(jù)【5】公式（7-1），，并查【5】表7-13得到取1.
①Ⅰ軸的直徑：取
②Ⅱ軸的直徑：取
③Ⅲ軸的直徑：取
其中：P-電動機(jī)額定功率（kW）；
-從電機(jī)到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積；
-該傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（）；
-傳動軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。
當(dāng)軸上有鍵槽時，d值應(yīng)相應(yīng)增大4～5%;當(dāng)軸為花鍵軸時，可將估算的d值減小7%為花鍵軸的小徑;空心軸時，d需乘以計(jì)算系數(shù)b，b值見【5】表7-12。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值：，和在后文給定，軸采用光軸，軸和軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。按規(guī)定，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查【15】表5-3-30的矩形花鍵的基本尺寸系列，軸花鍵軸的規(guī)格；軸花鍵軸的規(guī)格。
4.2.3 鍵的選擇
查【4】表6-1選擇軸上的鍵，根據(jù)軸的直徑，鍵的尺寸選擇，鍵的長度L取22。軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為，鍵的長度L取100。
4.3 傳動軸的校核
需要驗(yàn)算傳動軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通常可驗(yàn)算傳動軸中點(diǎn)處撓度（誤差<%3）。
當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時，可看做等直徑，采用平均直徑進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時可采用平均直徑或當(dāng)量直徑。一般將軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見【5】表7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。
4.3.1 傳動軸的校核
①Ⅰ軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對嚙合齒輪副中，中間的兩對齒輪對Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核
最大撓度：
查【1】表3-12許用撓度；
。
②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。
4.3.2 鍵的校核
鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表6-2查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式（6-1）可得
可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為：
4.4 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核
4.4.1 齒輪模數(shù)的確定
齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按【5】表7-17進(jìn)行估算模數(shù)和，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡化工藝變速傳動系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過2～3種模數(shù)。
先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動，查【4】表10-7齒輪精度選用7級精度，再由【4】表10-1選擇小齒輪材料為40C(調(diào)質(zhì))，硬度為270HBS：
根據(jù)【5】表7-17；有公式：
①齒面接觸疲勞強(qiáng)度：
②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：
⑴、a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)27的齒輪。
①齒面接觸疲勞強(qiáng)度：
其中: -公比 ； = 2；
P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.967.5=7.2KW；
-齒寬系數(shù)=；
-齒輪許允接觸應(yīng)力，由【5】圖7-6按MQ線查取;
-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;
K-載荷系數(shù)取1.2。
=650MPa，
∴