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1、洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 專用鉆床的設(shè)計 摘 要 專用機床一般采用多軸、多刀同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此專用機床兼有成本低和高效率的優(yōu)點，在大批大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 本文以泵體零件的孔加工專用機床為研究對象，完成了機床的總體設(shè)計、主軸箱設(shè)計、夾具設(shè)計。所設(shè)計機床是一種臥式雙工位鉆床，本機床的工作過程是：把工件安裝在工作臺上的專用夾具上，通過液壓夾緊工件后滑臺開始運動，同時加工4-Φ12.5、2-Φ5的孔。 通過認真的分析要加工零件和對圖書館的大量參考文獻的檢索和研究，在分析

2、組合機床、專用鉆床的配置方案和技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上，確定了機床的配置方案，并按工藝要求，確定了機床的運動參數(shù)和動力參數(shù)，完成了機床的總體設(shè)計。 在機床總體布置確定以后，根據(jù)所需轉(zhuǎn)速和切削力選擇動力箱。隨后，根據(jù)安裝要求和加工需要選擇了標準的液壓滑臺、側(cè)底座和中間底座。設(shè)計中比較重要的部分是多軸箱和夾具，根據(jù)初步估算的數(shù)據(jù)選用標準的多軸箱，合理設(shè)計布置多軸箱內(nèi)的主動輪和從動輪。根據(jù)要加工零件的形狀和工序需要設(shè)計了專用的夾具。 關(guān)鍵詞：專用機床，鉆床，配置方案，夾具  Special design of drilling ABSTRACT Special mac

3、hine tool usually work with many axes and falchions in a time. Efficiency of produce is higher than currency machines. Now currency assembly have standardization and serial, we can use them neatly based our need, so cycle of special machine tool design and making is abridged. Special machine tool is

4、 used in many production in scores because of its low cost and high efficiency. In this paper, I take the special drilling tool for machining pump part as object of study; have accomplished the task of Total design, Spindles Box design, Clamp design. What I designed is horizontal and two work locat

5、ion special drilling machine. The drilling machine works as follow : when the work piece is fixed on the special clamping apparatus that on the worktable. Clamp it with hydraulic pressure, and then the slipway began move, drill the 4-Φ12.5,2-Φ5 holes at one time. On the basis of analyzing the made

6、part earnestly and extensive reading home and abroad relevant literature, the principles, the characteristics and the fields of applications of occupation machine tool and modular machine, I fulfill the work of configuration plan, the technical parameters and total design of the drilling machine too

7、l. After the total design of the drilling machine tool, I choose the power box based on rev and the cutting force. Then choose normal hydraulic pressure slipway, side pedestal and middle pedestal based the need of machining and fixing. What is the most important in the design are spindles box desig

8、n and clamp design. Choose normal spindles box based on pilot estimated data. The driver gear and the driven gears in the spindles box are rational designed and laid. The special clamp designing is based on the shape of made part and the need of working procedure. KEY WORDS: Special machine too

9、l, drill press, configured project, clam III 目　錄 前　言 4 第一章 被加工殼體零件 5 1.1殼體零件圖 5 1.2殼體零件的說明 5 第二章專用鉆床設(shè)計的總體方案 6 2.1任務(wù)和加工方案的確定 6 2.2 機床介紹 7 2.3組合機床總體設(shè)計（三圖一卡） 9 2.3.1 被加工零件工序圖 9 2.3.2 加工示意圖 10 2.3.3機床聯(lián)系尺寸圖 13 2.3.4 編制生產(chǎn)率計算卡 16 2.4專用夾具的設(shè)計 19 第三章 多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 3.1通用多軸箱 21 3.2 鉆直徑為12.5mm的

10、多軸箱設(shè)計 22 3.2.1 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇和齒輪模數(shù)的確定 22 3.2.2 傳動方案的確定及對齒輪、軸和鍵的強度校核 22 3.2.3制主軸箱裝配圖 25 3.3直徑為4.8mm孔的多軸箱設(shè)計 26 3.3.1主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇和齒輪模數(shù)的確定 26 3.3.2傳動方案的確定及對齒輪、軸和鍵的強度校核 26 3.3.3 繪制主軸箱裝配圖 28 結(jié)　論 29 謝 辭 30 參考文獻 31 外文資料翻譯 32 前　言 專用機床是一種專門適用于特定零件和特定工序加工的機床，而且往往是組成自動生產(chǎn)線式生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，不可缺的機床品種。組合機床是專用機床

11、的一種，它以標準化部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成。專用機床是一種量體裁衣產(chǎn)品，具有高效自動化的優(yōu)點，是大批量生產(chǎn)企業(yè)的理想裝備。 隨著制造技術(shù)的進步，專用機床在生產(chǎn)實踐中占有一定的比重。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示近年來日本年專用機床產(chǎn)值占機床產(chǎn)值的比例很高，而我國這一比值卻很低。目前，雖然我國機床位居第一，但仍然也是全球第一進口大國。我國的高檔機床主要還是以進口為主，我們雖然具有很好的產(chǎn)業(yè)鏈，但是缺少精益求精的高檔機床產(chǎn)品?，F(xiàn)在的機床都是往電氣化、自動化方向發(fā)展，數(shù)控類的機器越來越多，而且偏向于操作簡單，編輯方便?，F(xiàn)在企業(yè)都注重產(chǎn)品的質(zhì)量要求，機械行業(yè)也越來越注重加工達到的精度要求，同時提高效率搶占

12、市場。因此，專用機床將來的方向是朝著高精度化，高效率化發(fā)展。在國家計劃大力振興和發(fā)展國有老工業(yè)基地的背景下，專機應(yīng)該具有較為廣泛的市場空間和競爭潛力。 第一章 被加工殼體零件 1.1殼體零件圖 圖1-1殼體零件圖 1.2殼體零件的說明 該零件是殼體零件，加工時主要的技術(shù)要求是：硬度HB90-115；2-Φ39H7及D、C表面不允許有任何缺陷；去毛刺、銳邊。此零件在厚度方向的尺寸比其它兩個方向的尺寸小，D、C面要用于定位，故其表面粗糙度要求較高，端面之間有形位公差。 第二章專用鉆床設(shè)計的總體方案 2.1任務(wù)和加工方案的確定 要求設(shè)計一臺專用鉆床來

13、加工殼體零件上的四個Φ12.5的通孔和兩個Φ5的盲孔。被加工零件材料為HT100，硬度為HB90—HB115。 工藝方案的制定： 方案一 ： 1、 銑上面和兩側(cè)面； 2、銑下底面； 3、鉆4-Φ12.5的通孔和2-Φ5的盲孔； 5、鏜2-Φ39的孔； 6、鉆Φ18、Φ14的進出油孔； 7、加工8-M8的螺紋孔； 8、銑油溝。 方案二： 1、 銑上面和兩側(cè)面； 2、銑下底面； 3、鉆4-Φ12.5的通孔和2-Φ5的盲孔； 4、鉆Φ18、Φ14的進出油孔； 5、鏜2-Φ39的孔； 6、加工8-M8的螺紋孔； 7、銑油溝

14、。 方案三： 1、銑上下面和一側(cè)面； 2、銑另一側(cè)面； 3、鉆4-Φ12.5的通孔和2-Φ5的盲孔； 4、鉆Φ18、Φ14的進出油孔； 5、鏜2-Φ39的孔； 6、加工8-M8的螺紋孔； 8、銑油溝。 經(jīng)過分析可知：方案一里先鏜孔后加工進出油孔，鏜孔的精度要求較高，加工進出油孔時會影響鏜孔的精度，故方案一不太合理；方案二同時加工兩個側(cè)面，保證了兩側(cè)面的平行度要求，把鉆進出油孔放在了鏜孔之前不會影響鏜孔的精度，工序安排比較合理；方案三先加工上下面和一側(cè)面，然后加工另一個側(cè)面，不能保證兩側(cè)面之間的平行度要求，故方案不太合理。最終確定方案二為加工工序方案。 2.2 機床介紹

15、 1、 本臺機床為臥式雙面組合鉆床，工件固定不動，兩邊鉆頭同時進行加工，機床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2-1所示： 圖2-1 機床總體圖 2、 機床的工作循環(huán) 3、確定切削用量及刀具的選用 根據(jù)本道工序的要求，刀具選擇Ф12.5的麻花鉆頭和Ф4.8的鉆頭，材料為高速鋼，鋼號為。 確定切削用量如表2-1所示 工序 V（m/min) S(mm/r) N(r/min) 鉆Ф12.5 26 0.26 680 鉆Ф4.8 14 0.12 910 4、確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向切削力和切削功率[9] （2-1）

16、 （2-2） （2-3） 式中： F——軸向切削力（N）； D——鉆頭直徑（mm)； f——每轉(zhuǎn)進給量（mm/r); T——切削轉(zhuǎn)矩（N?mm); P——切削功率（KW); v——切削速度（m/min); HBW——材料硬度 鉆Φ12.5孔時： 鉆Φ4.8孔時： 5、確定主軸直徑 根據(jù)鉆Ф12.5孔時主軸需要承受的轉(zhuǎn)矩T=7.12Nm，剛性主軸選主軸軸徑為D=25mm；鉆Ф4.8孔時主軸需要承受的轉(zhuǎn)矩T=0

17、.622Nm，剛性主軸選擇主軸軸徑為D=20mm。 6、多軸箱所需動力 左多軸箱即加工四個直徑為12.5mm通孔的多軸箱，傳遞總效率取0.9，所以： （2-4） （2-5） 右多軸箱即鉆兩個直徑為4.8mm的盲孔的多軸箱，傳遞的總效率取0.9，所以： 2.3組合機床總體設(shè)計（三圖一卡） 編制“三圖一卡”的工作內(nèi)容包括：繪制被加工零件的工序圖、加工示意圖、機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。三圖一卡是組合機床總體方案的具體體現(xiàn)。 2.3.1 被加工零件工序圖 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表明零件形狀、尺寸、硬度以

18、及在所設(shè)計的組合機床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準、壓緊點的圖樣，也是制造、驗收和調(diào)整機床的重要技術(shù)條件。具體如附圖。 圖2-3加工工序圖 2.3.2 加工示意圖 加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。加工示意圖是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計選擇動力部件的主要依據(jù)，是整臺組合機床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算： （1）刀具的選擇 選擇刀具的時候應(yīng)考慮工藝要求與加工尺寸精度、工件材質(zhì)、表面粗糙

19、度及生產(chǎn)率的要求。條件允許的情況下盡量選用標準刀具?？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距離，以便于排出切屑和刀具磨損后有一定的向前調(diào)整量[1,9,14]。 根據(jù)加工孔德大小確定導(dǎo)向部分的布置[2]。導(dǎo)向裝置的圖示如圖2-3，參數(shù)選擇如表2-2： 根據(jù)加工需要，選擇合適的高速鋼刀具。所選刀具參數(shù)如表2-3所示 表2-2 導(dǎo)向聯(lián)系尺寸 刀具直徑d（mm） L1(mm） L2（mm) L3（mm） 12.5 54 12 9 4.8 14 8 10 表2-3 所選刀具的參數(shù) 刀具名稱 總長(mm） 螺旋

20、槽長度（mm) 莫氏錐柄號 刀具直徑(mm) 直徑公差(mm) 上偏差 下偏差 錐柄麻花鉆 133 52 1 4.8 0 -0.018 錐柄加長麻花鉆 260 180 1 12.5 0 -0.027 圖2-3 兩種鉆孔的導(dǎo)向機構(gòu)布置圖 （2）確定主軸類型、尺寸、外伸長度 鉆直徑為12.5mm的通孔時，考慮到鉆孔軸向力F=1906.69N較大，選用單列向心球軸承主軸，主軸軸徑Ф25。得主軸外伸長度為115。鉆直徑為4.8mm的盲孔時，也選用單列向心球軸承主軸，主軸直徑20mm，查圖冊知道主軸外伸長度115mm。 （3）選擇接桿 由于多軸箱主軸的

21、外伸長度為一定值，而且刀具的長度也是一定值，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，要通過可調(diào)整的刀具接桿來調(diào)節(jié)刀具位置。根據(jù)本工序的主軸外伸長度和刀具的結(jié)構(gòu)尺寸，查得加工直徑為12.5的通孔接桿型號為，加工直徑為4.8的盲孔的接桿型號為。 （4） 確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸，加工示意圖中最重要的尺寸是工件端面到多軸箱端面之間的距離。它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度（可調(diào)）之和，再減去加工孔深（如加工通孔，還應(yīng)減去刀具的切出值）。在此，加工直徑為12.5mm的通孔時，工件端面到多軸箱端面之間的距離為335mm；加工直徑為4.8mm的盲孔時，工件端面到多軸箱的距離為2

22、75mm。 （5） 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程 工作進給長度應(yīng)l應(yīng)該按加工長度最大的孔來確定。工作進給長度l等于刀具的切入值、加工孔深及切出值之和。加工直徑為12.5mm的通孔的工作進給長度為100mm，加工直徑為4.8mm的盲孔的工作進給長度為30mm。 快進是指動力部件把多軸箱連同刀具從原始位置送進到工作進給開始位置，其長度按加工具體情況確定。通常，采用固定式夾具的鉆孔組合機床上，快速退回行程長度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。所以在加工直徑為12.5mm的通孔時快進取100mm，快退即為200mm；加工直徑為4.8mm的盲孔時快進取60mm，快退即為90mm

23、[3,9,10]。 (6) 繪制加工示意圖的注意事項 繪制加工示意圖應(yīng)按加工終了時的狀況繪制，其方向應(yīng)與機床的布局相吻合。工件的非加工部位用細實線繪制，其余部分一律按機械制圖標準繪制一根，但應(yīng)在主軸上標注與工件孔號相對應(yīng)的軸號。主軸之間的分布可以不按真實的中心距繪制，但加工孔距很近或需設(shè)置徑向尺寸較大的導(dǎo)向裝置時，則應(yīng)按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、導(dǎo)向裝置等是否產(chǎn)生干涉。對一些專用結(jié)構(gòu)如導(dǎo)向、專用接桿等則應(yīng)繪出剖視圖，并標注尺寸、精度及配合。 快進100 加工直徑為12.5mm的通孔時工作循環(huán)如圖2-4所示： 快退200 工進100 圖2-4通孔加工循環(huán)圖

24、 加工直徑為4.8mm的盲孔時工作循環(huán)如圖2-5所示： 快進60 工進30 快退90 圖2-5盲孔加工循環(huán)圖 2.3.3機床聯(lián)系尺寸圖 （1）選用動力部件，選用動力部件主要指選擇型號、規(guī)格合適的滑臺和動力箱。 a、 滑臺的選用 通過對比液壓滑臺和機械滑臺的性能，決定采用液壓滑臺?；_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。前備量的作用是使動力部件有一定的向前移動余地，以彌補機床的制造誤差及刀具磨損后能向前調(diào)整，前備量一般10～20mm。 后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，以便裝卸刀具，后備量一般40～50mm。加工直徑為12.5mm的

25、通孔時前備量取20mm，后備量取90mm；加工直徑為4.8mm的盲孔時前備量取20mm，后備量取50mm。 加工直徑為12.5mm的通孔時可選用1HY32型液壓動力滑臺，此液壓滑臺的總行程為400mm大于所確定的動力部件的總行程310mm；其臺面寬度為320mm,臺面長度為630mm，工作經(jīng)給速度為（23650mm/min),滿足工件加工的需要f=176.8mm/min；允許的最大進給力為12500N>ΣF=7626.76N;快移速度為10m/min。加工直徑為4.8mm的盲孔時可以選用HY20型液壓滑臺【4】，此液壓滑臺的總行程為250mm大于所確定的動力部件的總行程160mm；其臺面寬度

26、為200mm，臺面長度為400mm。 b、配套通用部件 液壓滑臺與附屬部件、支承部件配套表可確定與1HY32型滑臺相配合的側(cè)底座型號為1CC321型，其長度為1180mm,高度為560mm,寬度為520mm，導(dǎo)軌防護裝置為1HY32-F81。與HY20型滑臺相配合的側(cè)底座型號為ICC251型，其長度為900mm，高度為630mm，寬度為450mm，導(dǎo)軌防護裝置為1HY20-F81。 c、動力箱的選擇： 加工直徑為12.5mm的通孔時，動力箱所需功率1.976KW，選擇動力箱為1TD32—II型，電動機型號為Y100L2－4，功率為N=3.0KW，電動機轉(zhuǎn)速為1430r/min,動力箱輸

27、出軸轉(zhuǎn)速為715r/min，驅(qū)動軸離滑臺125mm。加工直徑為4.8mm的盲孔時選擇動力箱為1TD12型，電動機的型號為AO7124－A3d，功率為0.75KW，電動機轉(zhuǎn)速為1400r/min，動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速為950r/min。 （2）夾具輪廓尺寸的確定 工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。確定夾具底座尺寸時，應(yīng)考慮工件的定位件、夾緊機構(gòu)、刀桿導(dǎo)向裝置的需求空間，并應(yīng)滿足排屑和安裝的需要。在本次設(shè)計中加工直徑為12.5mm的通孔時鉆模板厚度為36mm,加工直徑為4.8mm的盲孔時鉆模板厚度為22mm。夾具體底座高度應(yīng)依據(jù)裝料高度、夾具大小和中間底座高度而定，并充分考慮中間底座剛

28、度，以便于布置定位元件和設(shè)置夾緊機構(gòu)，便于排屑為原則。本設(shè)計中中間底座的高度為630mm，夾具底座高度為77mm。 （3）機床的裝料高度 裝料高度是指機床上工件的定位基準面到底面的垂直距離。選取機床裝料高度應(yīng)考慮的主要因素是：應(yīng)與車間里運送工件的滾道高度相適應(yīng)，工件的最低孔位置，多軸箱最低主軸高度和選用通用部件、中間底座、夾具等部件高度尺寸的限制等，綜合上述因素，本機床給定裝料高度為986mm。 （4）中間底座的輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面連接安裝的需要。一定要保證加工終了位置是，工件端面至多軸箱端面的距離不小于加工示意圖上要求的距離。為便于切削及冷卻液的回收，中間底

29、座周邊需有足夠?qū)挾鹊臏喜踇9,11]。本設(shè)計中，中間底座長800mm,寬為500mm,高為630mm。 （5）多軸箱輪廓尺寸 標準的通用鉆、鏜類多軸箱的厚度有兩種尺寸規(guī)格，臥式為325mm，立式為340mm,本機床為臥式選定325mm。繪制機床聯(lián)系尺寸圖時著重確定的尺寸是多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1。計算時，多軸箱的寬度B和高度H可按下式計算（圖2-6）： 圖2-6 多軸箱輪廓尺寸的確定 （2-6） （2-7） 式中：

30、b1——最邊緣主軸中心距箱體外壁的距離，一般取70～100mm； b2——工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離； H——工件在高度方向相距最遠的兩孔距離； h1——最低主軸高度。 多軸箱最低高度h1由與工件最低位置h2 、機床裝料高度H和滑臺滑座總高h3 、側(cè)底座高度h4 、滑臺與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度h7等尺寸之間的關(guān)系而確定【9】。對于臥式組合機床，h1要保證潤滑油不致從主軸襯套出泄露箱外，通常推薦： （2-8） 式中： H——裝料高度（mm）暫時取900mm； h2——工件最低加工孔至工件底部定位基面的距離（mm） h3——滑臺高度（mm）

31、h4——滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊厚度（mm），一般取h4=5mm； h5——側(cè)底座高度（mm） h6——多軸箱底與滑臺之間的距離（mm）一般取h6=0.5mm。 由所選用的通用部件和待加工件的特點可知上面各個參數(shù)取值如表2-4所示。 表2-4 多軸箱具體的輪廓尺寸（mm） 孔徑 b1 b2 h2 h3 h5 h H 12.5 90 60 12.5 280 560 61 980 4.8 90 95 43 200 630 0 980 加工直徑為12.5mm的通孔時： 可以算出多軸箱的輪廓尺寸：

32、 根據(jù)標準選擇的多軸箱。 加工直徑為4.8mm的盲孔時： 可以算出多軸箱的輪廓尺寸： 根據(jù)標準選擇的多軸箱。 2.3.4 編制生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需要的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等的技術(shù)文件。由于加工直徑為12.5mm的通孔需要時間比加工直徑為4.8mm的盲孔需要的時間長，故按加工直徑為12.5mm的通孔來編制生產(chǎn)率計算卡。機床的生產(chǎn)率Q1（件/h）按下式計算： （2-9） 式中： ——生產(chǎn)一個零件所需要的時間（min)； ——機

33、加工時間，包括動力部件工作進給和死擋鐵停留時間即 ： （2-10） 式中： L——刀具的工作進給行程長度（mm）； ——刀具的工作進給量（mm/min）； ——固定擋鐵停留時間，一般為在動力部件進給停止狀態(tài)下，刀 具旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需的時間（min）； ——輔助時間（min），包括快進時間、快退時間、工作臺移動或轉(zhuǎn)位時間、裝卸工件時間，即 （2-11） 式中： ——動力部件快進行程長度、快退行程長度（

34、mm）； ——動力部件的快速移動速度（mm/min）； ——工作臺移動或轉(zhuǎn)位時間（min），一般為0.05～0.13min； ——裝卸工件時間（min），一般為0.5～1.5min。 （2-12） 機床負荷率按下式計算： （2-13） 式中： Q——機床的理想生產(chǎn)率（件/h），在此取20件/h； A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），在此取10000件； ——年工作時間（h），單班制工作時=1950h。 機床負荷率：20/28.57=0.7 （2-14）表2-5

35、機床生產(chǎn)率計算卡 被加工零件 圖號 A2 毛坯種類 鑄件 名稱 殼體 毛坯質(zhì)量 材料 HT100 硬度 HB90～115 工序名稱 鉆4-Φ12.5通孔和2-Φ5的盲孔 工序號 3 序號 工步名稱 工作行程/mm 切削速度/（m/min) 進給量/(mm/r) 進給量（mm/min) 工時/min 工進時間 輔助時間 1 安裝工件 0.4 2 工件定位、夾緊 0.5 3 滑臺快進 100 10000 0.01 4 滑臺工進鉆Ф12.5通孔 100 26 0.

36、26 176.8 0.56 5 死擋鐵停留 0.01 6 滑臺快退 100 10000 0.02 7 工件松開 0.3 8 卸下工件 0.3 備注 1.動力箱驅(qū)動的主軸，轉(zhuǎn)速為680r/min 2.本機床裝卸工件時間取1.5min 累計 0.56 1.525 單件總工時 2.1 機床生產(chǎn)率 28.57（件/h) 理論生產(chǎn)率 20(件/h) 負荷率 70% 2.4專用夾具的設(shè)計 夾具是組合機床

37、的重要組成部件 ，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位，夾緊，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時的限位等等作用的。 組合機床夾具和一般的夾具所起的作用看起來好像很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。 由于組合機床常常是多刀、多面同時加工，會產(chǎn)生很大的切削力和振動。因此組合機床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾緊力，以保證整個加工過程中工件不產(chǎn)生任何位移。同時，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。 組合機床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關(guān)鍵部件，其設(shè)計、制造和調(diào)整都必須有嚴格的要求，使其能持久的保持精度。 按照組合

38、機床夾具的主要功能，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分，即定位支撐系統(tǒng)，夾緊機構(gòu)和刀具導(dǎo)向裝置。下面是加工具體的殼體零件上的孔所需要夾具的設(shè)計。 圖2-5 夾具圖 1、確定工件的定位支撐系統(tǒng) 設(shè)計機床夾具時要合理的布置定位支撐元件，力求使其組成較大的定位支撐平面。最好使夾緊力的位置對準定位支撐元件。當受工件限制不能實現(xiàn)時，也應(yīng)使定位支撐元件盡量接近夾緊力的作用線，并使夾緊力的合力中心處于定位支撐平面內(nèi)。 在鉆4-Φ12.5的通孔和2-Φ5的盲孔之前，只有上下面和兩側(cè)面已經(jīng)加工過，可以用于定位。夾具的結(jié)構(gòu)如下圖所示，底面兩個支撐板定位限制了Z軸的移動和X、Y軸的轉(zhuǎn)動，側(cè)面用一個支撐板定位限制

39、了Y軸的移動自由度，后面用一個支撐釘限位，限制了X軸的移動自由度，加工過程中對工件進行了完全定位。 2、 確定夾緊機構(gòu)在組合機床上加工時，工件依靠夾具上的定位支撐系統(tǒng)，獲得對于刀具及其導(dǎo)向的正確相對位置，還需依靠夾具上的夾緊機構(gòu)，來消除工件因受切削力的作用而產(chǎn)生的位移或振動，使工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。夾緊力大小需要準確的場合，一般可經(jīng)過實驗來確定。本設(shè)計中由于切削力本身不是很大，故推算所需夾緊力也不會大?？紤]到工件較小，并且加工過程中的切削力不是很大，故采用手動夾緊。手柄轉(zhuǎn)動推動V型塊進行預(yù)夾緊，然后擰動僅僅螺釘進行夾緊。 第三章 多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1通

40、用多軸箱 1、多軸箱的功用 多軸箱時組合機床的重要專用部件。根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔數(shù)及配置、切削用量和主軸類型設(shè)計，由通用零件組成。它將動力箱的動力傳遞給主軸，使之按要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，提供切削動力。多軸箱與動力箱一起安裝于動力滑臺上，可完成鉆、擴、鉸等加工工序。 2、通用多軸箱 通用多軸箱主要由箱體類零件、主軸、傳動軸以及潤滑和防油元件等組成。多軸箱上的通用箱體類零件包括多軸箱箱體、前蓋、后蓋、上蓋和側(cè)蓋。箱體材料為HT200，前蓋、后蓋、上蓋和側(cè)蓋材料為HT150。多軸箱后蓋與動力箱的結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷孔的大小、位置應(yīng)與動力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)。 1) 通用主軸

41、 鉆削類主軸采用兩端軸向定位方式，按支承形式可以分為圓錐滾子軸承主軸、深溝球軸承主軸、滾針軸承主軸三種。圓錐滾子軸承主軸，前后支承均為圓錐滾子軸承，可承受較大的徑向力和軸向力，軸承數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單，裝配調(diào)整方便，廣泛用于擴、鏜、鉸孔和攻螺紋工序。球軸承主軸，前支承為深溝球軸承和推力球軸承，后支承為深溝球軸承或圓錐滾子軸承。前支承的推力球軸承設(shè)置在深溝球軸承的前面，承受的軸向力大，適用于鉆孔工序。滾針軸承主軸，前后支承均為無內(nèi)圈滾針軸承和推力軸承，徑向尺寸小，適用于主軸間距較小的多軸箱【1，2，9】。 2) 通用傳動軸 通用傳動軸按用途和支承形式可分為圓錐滾子軸承傳動軸、滾針軸承和埋頭式傳

42、動軸、潤滑油泵軸、手柄軸五種。通用傳動軸材料一般用45鋼，熱處理T215；滾針軸承的傳動軸材料為20鋼，熱處理S0.5～1，C59。 3) 通用齒輪 通用齒輪包括動力箱齒輪，齒寬32mm；電動機齒輪，齒寬有24mm、32mm兩種。標準齒輪為不變位齒輪。材料為45鋼，齒部高頻淬火G54。 4) 潤滑油泵 規(guī)格較大的通用多軸箱常采用葉片潤滑油泵進行潤滑。中等規(guī)格的多軸箱用一個潤滑油泵；規(guī)格較大且主軸數(shù)量多的多軸箱用兩個油泵潤滑。潤滑油泵泵除的油經(jīng)分油器至各潤滑點。潤滑油泵安裝在前蓋內(nèi)。潤滑油泵軸在箱體內(nèi)的懸伸長度為24mm。 5) 其它通用零件 除上述零件外，多軸箱還有隔套、鍵套、防油

43、套、油杯、定位銷以及鎖緊螺母、防松墊圈等，都已經(jīng)標準化或通用化。 3.2 鉆直徑為12.5mm的多軸箱設(shè)計 3.2.1 主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇和齒輪模數(shù)的確定 主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝來決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。由于鉆削加工的主軸需要承受徑向力和軸向力，因此選圓錐滾子軸承。多軸箱里的齒輪模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4等。為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱內(nèi)的齒輪模數(shù)不要多于兩種，經(jīng)過分析傳動比和便于安裝，所選用的齒輪模數(shù)為2和3兩種。 3.2.2 傳動方案的確定及對齒輪、軸和鍵的強度校核 多軸箱內(nèi)各個軸的布置方式如圖3-1所示： 由于多軸箱

44、內(nèi)的齒輪傳動副的最大傳動比最好不要超過2，以使多軸箱結(jié)構(gòu)緊湊。有動力箱到主軸選用三級傳動。 已知鉆孔時主軸要承受的扭矩，根據(jù)選擇主軸1、2、3、4軸徑為25mm，手柄軸5、6的軸徑為30mm，中間傳遞軸7、8的軸徑為25mm。各個軸上的齒輪、鍵和軸承的選用如下： 主軸1、2、3、4上的齒輪選擇m=3 z=21布置在第二排上，鍵選用平鍵，軸承選用7205角接觸球軸承、深溝球軸承205和推力球軸承8205； 手柄軸5、6上的齒輪有兩排，第二排上是m=3 z=20，第三排上是m=3 z=23，鍵選用平鍵，軸承選用圓錐滾子軸承7506； 中間傳遞軸7、8上的齒輪有兩排，第一排上是m=3

45、 z=20，第二排上也是m=3 z=20，鍵選用平鍵，軸承選用圓錐滾子軸承7205。 圖3-1多軸箱內(nèi)軸的布置形式 經(jīng)過分析中間傳遞軸7、8軸承受的扭矩較大，軸徑較小屬于危險軸徑。決定校核7軸及其上的鍵和齒輪的強度。 1）齒輪的校核：m=3，z=21 按齒輪彎曲強度校核： 有資料得齒輪彎曲強度計算公式: （3-1） 式中： K——載荷系數(shù) ——齒形系數(shù) ——應(yīng)力校正系數(shù) ——齒寬系數(shù)，在此等于0.5 查知

46、 （3-2） 式中： ——使用系數(shù)； ——動載系數(shù)； ——齒間載荷分配系數(shù)； ——齒向載荷分配系數(shù)。 代入數(shù)據(jù)得： 查得 ，所以滿足要求。 由齒面接觸強度校核 （3-3） （3-4） 式中： ——綜合曲率半徑，， 可以算出5mm ——彈性影響系數(shù)，查表得 查知，所以齒輪的接觸強度也滿足要求。 2）校核直徑為25mm的軸 按軸的扭轉(zhuǎn)強度計算： （3-5） 式中： ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T——軸所

47、受扭矩， ——軸的抗彎截面系數(shù)，； n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min； P——軸傳遞的功率，kW； d——計算截面處軸的直徑，mm； ——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。 代入原始數(shù)據(jù)得： 所以軸的強度足夠。 3）鍵的校核 假設(shè)載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為： （3-6） 式中： T——傳遞的扭矩，； K——鍵與輪轂槽的接觸高度，k=0.5h，此處h為鍵高度， mm； l——鍵的工作長度，mm；b為鍵的寬度，mm； D——軸的直徑，mm； ——鍵、軸、轂三者中最弱材料的許用壓應(yīng)力，MPa。

48、 代入原始數(shù)據(jù) 所以鍵的強度也足夠用。 3.2.3制主軸箱裝配圖 通用主軸箱總圖包括主視圖、展開剖視圖以及編制裝配表和制定技術(shù)條件。主視圖主要以表明主軸箱、傳動齒輪的排列位置、潤滑位置、潤滑泵、手柄軸位置、多軸編號和主軸箱聯(lián)系尺寸。展開的剖視圖并配合裝配表來表達主軸箱的裝配結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)如所畫A0圖。 3.3直徑為4.8mm孔的多軸箱設(shè)計 3.3.1主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇和齒輪模數(shù)的確定 主軸結(jié)構(gòu)形式由零件加工工藝來決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。由于鉆削加工的主軸需要承受徑向力和軸向力，因此選圓錐滾子軸承。多軸箱里的齒輪模數(shù)常用2、

49、2.5、3、3.5、4等。為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱內(nèi)的齒輪模數(shù)不要多于兩種，經(jīng)過分析傳動比和便于安裝，所選用的齒輪模數(shù)為2和3兩種。 3.3.2傳動方案的確定及對齒輪、軸和鍵的強度校核 多軸箱內(nèi)各個軸的布置方式如圖3-2。由于多軸箱內(nèi)的齒輪傳動副的最大傳動比最好不要超過2，以使多軸箱結(jié)構(gòu)緊湊。 根據(jù)鉆孔時主軸要承受的扭矩，選擇主軸5、6軸徑為20mm，手柄軸的軸徑為30mm，中間傳遞軸1的軸徑為20mm。各個軸上的齒輪、鍵和軸承的選用如下： 主軸5、6上的齒輪選擇m=2 z=24布置在第一排上，鍵選用平鍵，軸承選用深溝球軸承104和推力球軸承8204； 手柄軸2上的齒輪m=2 z

50、=30，鍵選用平鍵，軸承選用圓錐滾子軸承7506； 中間傳遞軸1上的齒輪有兩排，第一排上是m=2 z=23，第二排上也是m=3 z=20，鍵選用平鍵、，軸承選用圓錐滾子軸承7204。 圖3-2 多軸箱內(nèi)的軸分布情況 經(jīng)過分析中間傳遞軸1軸承受的扭矩較大，軸徑較小屬于危險軸徑。決定校核7軸及其上的鍵和齒輪的強度。 1）齒輪的校核：m=2 z=23 按齒輪彎曲強度校核： 由資料得齒輪彎曲強度計算公式: 查表知道 代入數(shù)據(jù)得： 查得 ，所以滿足要求。 由齒面接觸強度校核 式中： ——綜合曲率半徑

51、 可以算出3.86mm。 ——彈性影響系數(shù)，查表得 查圖知道，所以齒輪的接觸強度也滿足要求。 2）校核直徑為25mm的軸 按軸的扭轉(zhuǎn)強度計算： 代入原始數(shù)據(jù)得： 所以軸的強度足夠。 3）鍵的校核 假設(shè)載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為： 代入原始數(shù)據(jù)： 所以鍵的強度也足夠用。 3.3.3 繪制主軸箱裝配圖 通用主軸箱總圖包括主視圖、展開剖視圖以及編制裝配表和制定技術(shù)條件。主視圖主要以表明主軸箱、傳動齒輪的排列位置、潤滑位置、潤滑泵、手柄軸位置、多軸編號和主軸箱聯(lián)系尺寸。展開的剖視圖并配合裝配表來表達主軸箱的裝配結(jié)構(gòu)。

52、具體結(jié)構(gòu)如所畫A0圖。 結(jié)　論 畢業(yè)設(shè)計是對我們在校學(xué)習(xí)的一次系統(tǒng)的總結(jié)，在整個設(shè)計過程中，遇到了不少的問題，而這些問題的解決幾乎用到了所有學(xué)過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)了我們運用專業(yè)知識解決實際問題的能力。這應(yīng)該算是我們走上工作崗位之前的一次實戰(zhàn)演習(xí)。 組合機床的設(shè)計常常是用多軸對箱體零件一個面上的許多孔同時進行加工，它是實現(xiàn)集中工序的最好途徑，是提高生產(chǎn)效率的有效設(shè)備。專用機床是按具體加工對象專門設(shè)計的，因而可以按最合理的工藝過程進行加工。另外，組合機床大多數(shù)零部件都是同類的通用部件，這就簡化了機床的維護和修理。必要時可以更換整個部件，以提高機床的維修速度。 本

53、文根據(jù)雙工位組合鉆床的特點，在對待加工殼體零件進行分析之后提出了專用鉆床的整體方案設(shè)計。根據(jù)機床的整體布局、加工工序的安排和殼體零件的特點設(shè)計了專用的夾具。最后，根據(jù)加工需要選用動力箱并設(shè)計了多軸箱的傳動系統(tǒng)。此次設(shè)計的專用鉆床能夠滿足加工殼體零件上孔的基本要求。實現(xiàn)快進、工進和快退的循環(huán)工作過程。 在設(shè)計過程中遇到的最大問題是加工的殼體零件外形尺寸較小，以至于在設(shè)計多軸箱時遇到了麻煩。在設(shè)計多軸箱內(nèi)的齒輪分布時費了很多心血，剛開始設(shè)計的幾種分布方案都因為出現(xiàn)不同軸上的齒輪相互干涉情況而放棄。最后通過中間增加傳動軸來解決齒輪干涉問題。在解決問題的過程中就不知不覺的提高了我們分析解決問題的能力

54、。 畢業(yè)設(shè)計接近尾聲，由于時間倉促加之工作量大，設(shè)計中難免存在不足之處，也可能會有一些錯誤，敬請批評指正。 29 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 謝 辭 首先應(yīng)該感謝洛陽理工學(xué)院給我提供了大學(xué)三年的教育機會，感謝輔導(dǎo)員和專業(yè)課老師在這三年中對我生活和學(xué)習(xí)的關(guān)心照顧，他不僅教會我一些知識，而且教會了我們怎樣做人。 本次畢業(yè)設(shè)計是在代課老師的親自指導(dǎo)下完成的。在設(shè)計過程中老師給予我很大的幫助，并提出了很多寶貴的建議，以至于我能夠順利完成這次設(shè)計，并受益匪淺。在此，特向老師表示感謝。 設(shè)計過程中我也深刻的體會到團結(jié)協(xié)

55、作的力量，在組成員間的密切配合下，我們共同研討，共同思考，互相鼓勵，共克難關(guān)，最后終于取得了本次設(shè)計的圓滿完成，這是我在這三年的生活中體會最為深刻的一次，這將是我人生的一筆財富。 同時，我也認識到自己在專業(yè)方面還存在很多不足之處，所以在以后的工作和學(xué)習(xí)過程中會虛心求教，認真總結(jié)，深入思考，使自己在專業(yè)上更為自信，有所突破。 在此，向指導(dǎo)我的老師和幫助我的同學(xué)表示衷心的謝意！ 47 參考文獻 [1] 大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計.北京 ：機械工業(yè)出版社，1975． [2] 大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計參考圖冊.北京：機械工業(yè)出版社，1975． [3] 李益民.機械制

56、造工藝設(shè)計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992． [4] 謝家瀛.組合機床設(shè)計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1994． [5] 吳宗澤.機械設(shè)計實用手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000． [6] 王昆,何小柏.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].高等教育出版社,1995． [7] 濮良貴,紀名剛.機械設(shè)計[M].第七版.高等教育出版社,2001． [8] 李華.機械制造技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997． [9] 李慶余，孟廣耀.機械制造裝備設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2008． [10] 徐鴻本.機床夾具設(shè)計手冊.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004． [11]

57、楊叔子.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002． [12] 海防織工學(xué)院，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，天津大學(xué).機床設(shè)計圖冊：上海科學(xué)技術(shù)出版社,1979. [13] 戴曙.機床設(shè)計分析.機械工業(yè)部北京機械研究所，1987. [14] 徐圣群.簡明機械工藝加工手冊.上海.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1991. [15] 馮辛安. 機械加工工藝基礎(chǔ).北京.機械工業(yè)出版社，1990 [16] 李慶壽.機床夾具設(shè)計.北京.機械工業(yè)出版社，1984 外文資料翻譯 ON THE LARGE-SCALE ENERGY SAVING BALL MILL

58、 Introduction: At present, the energy saving ball mill is the world's cement enterprises in all the focus of attention, this paper can be taken to reduce energy consumption to make a brief discussion of the measures and to conduct a feasibility analysis. 1. A ball position adjustment method of

59、grading On how to adjust the position of a ball mill graded, I believe that: l) in the same mill, the ball diameter, the stronger the greater the impact, but will reduce the impact of the number; Since the specifications than standard steel ball the size of the ball to the natural accumulatio

60、n of small, so in the same fill rate, the smaller the load specifications for the ball more, the impact of the number will more; 3) materials in the mill in a warehouse to a large extent depend on the flow speed the average ball diameter. Drive the ball the greater the flow rate is also faster, the

61、smaller the diameter the slower the flow rate. Therefore, the proposed position of the ball mill of a grading program to meet the following conditions should be to minimize the average ball diameter: 1) The warehouse shall not be expected to occur more frequently in Java, if more should be exp

62、ected to increase the maximum Java specification Ball number; 2) separated from a position near the position of the material plate size should be controlled at around 35%, if greater than this value should increase the number of the smallest ball size (minimum specifications by the largest steel bal

63、l steel ball steel ball-level specifications and number of decisions, Ball series is generally 4 to 5), on the contrary a decrease of the number of the smallest ball specifications; 3) a position more than the sieve sieve curve may not be less than the residual value drop 10%; if less than this valu

64、e, indicate a level position with the ball not the rationale. The light of the specific adjustment method can be more than sieve curve in the meeting. 2 .Ball position level with the adjustment method, ??? Second-level position on the ball with the choice of programs, through the analysis o

65、f finished products to determine the composition of the particles is more reasonable and effective. As the product of particle composition and the separator in addition to one, two, three times the proportion of wind on the outside, and second-level position with the ball also has a direct relations

66、hip between the (ex-mill materials of the composition and particle size distribution of the ball more directly related to, but because of the grinding material particles too large, the average laser particle size analyzer can accurate analysis). Second-level positions with the program whether or not there are three reasonable criteria: 3 ~ 32μm particle content of 65%; 3μm particles below shall not exceed 10%, or should be regarded as too serious grinding. And the existence of the phenomenon of