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無錫技師學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 機(jī)電一體化
年 級(jí)： 98級(jí)
學(xué) 生： 倪偉平
2004年4月 日
目 錄
一、 工藝分析
二、 加工示意圖部份
三、 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖
四、 多軸箱設(shè)計(jì)部份
五、 液壓傳動(dòng)及電氣部份
六、 體會(huì)
一、 工藝分析
零件：噴油泵下體，按圖中加工位置加工右側(cè)面放出螺紋底孔，材料為HT200。底孔要求：孔深為14，孔徑為5。具體尺寸見工序圖。
具體分析如下：
零件為噴油泵下體，要求孔具有足夠的垂直度和圓度要求，本加工屬小件加工，所以盡量采用同基準(zhǔn)，即先加工底面，然后以下底面為精基準(zhǔn)加工上底面，同以上底面為基準(zhǔn)加工下底面，孔加工都采用下底面為精基準(zhǔn)。
本設(shè)計(jì)過程為加工側(cè)面孔，采用“一面兩孔”組合定位。平面為第一定位基準(zhǔn)，孔46中心線為第二定位基準(zhǔn)?？?3的中心線為第三定位基準(zhǔn)。這樣可以消除一個(gè)X不定度。這樣共消除了六個(gè)不定度。加工右側(cè)面的四個(gè)孔，經(jīng)過零件的分析過程，具體流程見工藝過程卡。
本道工序參照工序卡。
本工序采用右置式臥式機(jī)床四孔同時(shí)加工。
加工余量：一次加工到位，孔深為14，孔徑為5。
加工切削速度：
V=24m/min
F=0.07mm/r
N=766r/min
Vf=53.6m/min
二、加工示意圖部份
1、切削用量的選擇：
本圖要求右側(cè)面的四小孔同時(shí)加工，所以切削，用高速切削小進(jìn)給，但考慮到孔徑太小，刀具的強(qiáng)度限制不宜過高，查《筒明手冊》表6—11取相應(yīng)的參數(shù)：
f=0.07mm/r v=24m/min
由式n= n=766n/min
u f=53.6m/min
T=10D1.9 f 0.8 HB0.6=10×51.9×0.070.8×［200-（200-160）］0.6
=583.72（N·mm）
F’=26Df0.8HB0.6=26×5×0.070.8×［200-（200-160）］0.6
=356.96N
F總=4F’=1426.384(kv)
P切削===0.0196(kw)
主軸直徑為確定：P43表3-4
d=B=7.34=9.2mmmm
標(biāo)準(zhǔn)系列表取d=15mm
再查表3-6通用主軸系列參數(shù)。
查主軸外伸長度及外伸軸直徑，因主軸采用滾珠軸承：
由d3=15 欄中查到長主軸
D/d1=25/16mm. L=85mm
接桿為莫氏圓錐1號(hào)
按要求加長錐柄麻花鉆頭。
總長為132，刀刃長為90，莫氏錐度可選1號(hào)。
查表8-1得可調(diào)接桿為：
Tr161.5 接桿長為182mm
調(diào)整中的選擇見表8-2，由名義尺寸16查得：
d1= Tr161.5 d2=24.6 h=12mm
為保證加工精度，一般需要設(shè)導(dǎo)向套，而由于V=24m/min，取固定導(dǎo)向裝置。
查表8 - 4得導(dǎo)向套的有關(guān)規(guī)定。
由d刀>4-6系列到D=10mm 配合取
D1=15mm 取合取
D2=18mm
L選短為12mm， L=8mm， L1=3mm
采用單面后導(dǎo)向方式：由于所鉆孔都為盲孔，所以無切出長度，選切入長度為10mm，且加工部份為L=14mm，取切出長度為10mm。
則：Lz=L1+L+L2=10+14+10=34mm
本機(jī)床快退時(shí)，刀具回到夾具，取前備量為30mm，后備量為40mm。
L行=34+30+40=104mm
快進(jìn)為178mm，快退為212mm
本設(shè)計(jì)中對工件采用單面加工，且四孔一樣，所以四根主軸的參數(shù)差全一樣。
繪制加工示意圖如圖07。
加工示意圖按機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)繪制，并且是機(jī)床加工繪制狀態(tài)。
所有尺寸鏈及參數(shù)如圖所示。
動(dòng)力部件的長度為250mm。
插表5-1取動(dòng)力滑臺(tái)為1HY25
選取配套為側(cè)底座為1CC251。
三、機(jī)床尺寸聯(lián)系圖
本設(shè)計(jì)采用多軸箱，動(dòng)力滑臺(tái)結(jié)構(gòu)。
影響動(dòng)力部件選擇的主要因素有：
① 切削功率，作為動(dòng)力箱選用依據(jù)
② 進(jìn)給力
③ 快進(jìn)速度
④ 行程
⑤ 多軸箱的輪廓尺寸
⑥ 動(dòng)力滑臺(tái)精度和導(dǎo)軌。
材料：
1）動(dòng)力箱的選擇：共驅(qū)動(dòng)功率由多軸箱的所用動(dòng)力的功率
選用：多軸箱所用電機(jī)功率為：
P主=P切+P零+P損
P主=
PX’===0.098（kw）
多軸箱傳動(dòng)功率有加工黑色金屬時(shí)為=0.8
P114，表5 -38
根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算的總的進(jìn)給力，考慮工作的穩(wěn)定性，取TD25IA的動(dòng)力箱。
電機(jī)的型號(hào)為Y100L-6，電機(jī)的功率為1.5kw
電機(jī)轉(zhuǎn)速為940m/min，驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為520r/min
2）裝料高度的確定
由支承塊高度為H，夾具底座高度為H2，中間底座高度為H3，也可由其至聯(lián)系尺寸來確定。
其中：H=h1+h2+h3+h4+hmin
其中：h1=158mm，等軸箱最低軸底部的高度
hmin=52mm
h2 多等軸箱底面滑動(dòng)面的距離為
h2=0.5mm
h3 滑臺(tái)的高度，取h3=250mm
h4 側(cè)底面高度，取h4=560mm
H=h1+h2+h3+h4+h5-hmin
=560+250+0.5+158-52
=916.5mm
4）具體輪廓尺寸的確定
本設(shè)計(jì)為主軸箱的外廓尺寸的設(shè)計(jì)
據(jù)表4-4，表3-6
B=b+2b1=40+2mm
H=h+h1+b1=52+124.5+100=274.5mm
據(jù)P135，據(jù)7-1
取多軸箱的尺寸為400320
5）中間底座尺寸的確定
中間底座輪廓尺寸，在長度方向應(yīng)滿足夾具的安裝要求，根據(jù)有關(guān)相關(guān)要求取其尺寸，
取L=600mm
該尺寸的確定經(jīng)過多次反復(fù)才能以確定
H=630mm
6）機(jī)床聯(lián)系尺寸圖見總圖，如圖01
7）生產(chǎn)率計(jì)算：
Q=
L1=178， L2=34， L3=212
Vf1=53.6m/min, Vf2=5m/min, Vf3=3m/min
t1=0.01min, t2 t3=1.5min,
T機(jī)=+ t1=+0.1=0.29min
T輔=+ +t1+ t3=++0.12+1.5
=166min
Q1==30.76件/h
機(jī)床負(fù)荷率：
當(dāng)二班時(shí)，機(jī)床的理想生產(chǎn)率：
Q2==24.6件/h
則： =79.9%
四、多軸箱設(shè)計(jì)部份
多軸箱定組合機(jī)床的主要部件之一，按專門要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成，其主要作用是根據(jù)被加工零件加工要求，安排后主軸位置，并將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)或動(dòng)力部份傳給工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。
通用多軸箱由箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪、軸套、軸承等零件和通用（專門）附加機(jī)構(gòu)組成。
在多軸箱體前后壁之間各安厚度為24mm或32mm的齒輪分別為3排和2排，在后蓋和前蓋安一排齒輪。
本設(shè)計(jì)為鉆削類多軸箱，經(jīng)結(jié)合各種因素，采用滾動(dòng)軸承后支承為向心球軸承，因推力軸承設(shè)置在前端，能承受反向的軸向反力，適用于鉆孔主軸。
本設(shè)計(jì)用剛性連接，即選用多軸箱前外伸長度為85mm，采用接
桿直接相連。
主軸材料為45#鋼經(jīng)熱處理，即可達(dá)到相應(yīng)要求。
剪===2.9186 MPa < 31 MPa
通用傳動(dòng)軸也可以用45#鋼。多軸箱的通用齒輪有：
傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力齒輪、電機(jī)齒輪三種各種型號(hào)的選用見表7-21~
表7-23
多軸箱用套詳見表7-24，因本設(shè)計(jì)d<32，不需要用防油套。
本設(shè)計(jì)采用《ZD27-2》多箱型式。
1-4根據(jù)主軸式號(hào)為：15-170722-41
5．6．8的型式代號(hào)為： 20-170731-41
20-170731-42
以下為多軸箱具體設(shè)計(jì)過程：
1）繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖
主要根據(jù)“三圖一卡”繪制的
①首先根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制多箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸得動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對位置。
②根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸，主軸承驅(qū)動(dòng)軸相對位置尺寸。
③當(dāng)主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向可不標(biāo)，只標(biāo)清順時(shí)針方向。
④對后軸的情況有所標(biāo)注。
2）主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算
①主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定
主軸直徑及外伸長度尺寸先按加工示意圖所示，主軸類型及外
伸尺寸初步確定，經(jīng)校核后確定，傳動(dòng)軸直徑暫定選20mm。
齒輪模數(shù)一般用類此法確定有公式
m(30~32)
確定m0.321
因?yàn)槎噍S箱中齒輪模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4等幾種，但一般情況下一傳動(dòng)軸及主軸齒輪模數(shù)不超過2種，經(jīng)過幾次計(jì)算驗(yàn)正得知確定本機(jī)床使用模數(shù)為3和2的兩種模數(shù)齒輪，驅(qū)動(dòng)齒輪取Z=21， m=3。
②多軸箱的動(dòng)力的計(jì)算
傳動(dòng)軸系統(tǒng)確定后，P多軸箱按下列公式計(jì)算：
P多=P切+P+P損=0.3+0.001+0.003=0.3=0.0196（kw）
按所選的動(dòng)力部件符合要求
3）多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)
按傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一般要求：力求使傳動(dòng)軸，齒格規(guī)格數(shù)量為最少。
本設(shè)計(jì)的系列的方法如下：
驅(qū)動(dòng)軸“0”軸由助力箱帶動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸“0”軸通過m=3（n=520），Z=21齒輪帶齒輪m=3,Z=18,8號(hào)軸轉(zhuǎn)動(dòng)n=606,由8號(hào)軸上的m=3,Z=18齒輪嚙合m=3,Z=19帶動(dòng)5號(hào)軸和6號(hào)軸，同時(shí)5號(hào)和6號(hào)軸的m=2,Z=24齒輪分別帶動(dòng)1.2.3.4軸上的齒輪m=2,Z=18,使主軸運(yùn)動(dòng)。由6號(hào)軸上的m=2,Z=26帶動(dòng)齒輪泵，m=2,Z=24以n=623r/m的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
因?yàn)橹鬏S速度為n=766轉(zhuǎn)，把動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為n=520r/min?？傓D(zhuǎn)動(dòng)為：
u==0.68
軸號(hào)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
轉(zhuǎn)速r/min
520
766
766
766
766
574
574
625
606
每根的轉(zhuǎn)速為上表。
1）傳動(dòng)零件校核
1．驗(yàn)算傳動(dòng)軸直徑
T總=T1u1+T2u2 + Tnun
作用在每根軸的轉(zhuǎn)矩：
T1=T2=T3=T4=583.72（Nm）
每根傳動(dòng)軸至主軸間傳動(dòng)比為：
u=0.75
T總=0.75=1749（Nm）
代入下式3-4
d=B=5.2=11.2(mm)
傳動(dòng)軸取d=20mm 符合要求
2．模數(shù)在進(jìn)行速度計(jì)算已驗(yàn)算過
根據(jù)以上方案查表8-19油標(biāo)，8-19圓螺母，8-16分油器，8-10止動(dòng)墊圈，圖7-5主軸滾珠承組件，傳動(dòng)軸組件查圖7-7，動(dòng)力齒輪表7-22，套由表7-24查，液壓泵圖表7-11，傳動(dòng)齒輪見7-21
2）多軸箱的坐標(biāo)計(jì)算
①4根主軸與一根驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)：
（-20，208）
（20，208）
（-20，158）
（20，158）
Y
（0．183）
（0．1245）
0
X
②各軸的坐標(biāo)分布如下圖
（-20，208）
（20，208）
（-105。5，183）
（-55。5，183）
（-20，158）
（55．5，183）
（0．183）
（20，158）
（0，124．5）
0
X
Y
繪制多軸箱及展開圖為圖02
五、液壓傳動(dòng)及電氣傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過程略
六、體會(huì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)理論知識(shí)，獨(dú)立解決機(jī)床設(shè)計(jì)問題的能力的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過這次設(shè)計(jì)，使我們對原來所學(xué)的知識(shí)有了新的理解，而且將我們原來所學(xué)的知識(shí)學(xué)的聯(lián)系不大的知識(shí)相互聯(lián)系起來。對整個(gè)的機(jī)床設(shè)計(jì)過程有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。
通過設(shè)計(jì)，我懂得了幾下幾方面的知識(shí)：
1．初步掌握了正確的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)的基本方法，步驟鞏固，深化和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的工作方法和獨(dú)立工作能力。
2．獲得機(jī)床總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件計(jì)算，編寫說明的方法，通過繪制部件總圖（展開圖、裝配圖）和零件工作圖的等方面的基本技能。
3．更加熟悉基準(zhǔn)、規(guī)格及手冊、資料的運(yùn)用。
4．對現(xiàn)有機(jī)械結(jié)構(gòu)具有一定的分析能力和設(shè)計(jì)能力。
無錫技師學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
機(jī)電一體化 專業(yè) 98 級(jí)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：
給噴油泵下體零件設(shè)計(jì)組合機(jī)床
完成期限：
自2003年12月 日至2004年5月 日
指導(dǎo)教師：
20