喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 編號 本科生畢業(yè)設(shè)計 電動機(jī)機(jī)座底面組合機(jī)床多軸箱設(shè)計 The Multi-axle Box Design of Combination Machine Tool for Underside of the Electric Motor Frame 學(xué) 生 姓 名 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 分 院 機(jī)電工程分院 2013年6月 摘 要 本文通過對電動機(jī)機(jī)座底面孔位的研究，為保證其底面上4個孔的位置公差，結(jié)合對組合機(jī)床的特點(diǎn)，設(shè)計出了專門用來加工該型號電動機(jī)機(jī)座底面底孔組合機(jī)床的多軸箱。 通過對通用機(jī)床多軸箱零件的研究，設(shè)計出了組合機(jī)床專用多軸箱，具有成本低，效率高的特點(diǎn)。組合機(jī)床設(shè)計時采用了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，以上一道加工工序的基準(zhǔn)面為定位基準(zhǔn)面，保證機(jī)座底面孔位的形狀、位置精度的同時又降低了機(jī)座整體的累積誤差。組合機(jī)床總體設(shè)計時采用了“三圖一卡”的設(shè)計原則，既滿足了加工要求，又保證了機(jī)床的相對生產(chǎn)率。 關(guān)鍵詞：電動機(jī)機(jī)座 組合機(jī)床 多軸箱 ABSTRACT Based on the study of position of underside of the electric motor frame, in order to ensure position tolerances of the 4 holes, combined with the characteristics of combination machine tool, this paper designs the multi-axle box of combination machine tool for underside of the electric motor frame. Through the study of general machine tool spindle parts, the multi-axle box is designed with the advantages of low cost, high efficiency. The "Unification Datum" principle is taken into account the datum of the fixture is the one that last machining process used. In this way, the shape and position precision is ensured and reduces the accumulated error of the whole. The design principle of "three charts and a card" of the overall design of machine tool is used , not only to meet the processing requirements, but also to ensure the relative productivity of the machine tool. Keyword: Electric motor frame Combination machine tool Multi-axle box 目 錄 第一章 緒 論 1 1.1課題的背景、目的及意義 1 1.2國內(nèi)外組合機(jī)床的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3本文要解決的問題、研究思路與基本框架 4 第二章 組合機(jī)床總體設(shè)計 6 2.1 機(jī)座底面加工工藝路線的制定 6 2.2 機(jī)座底面孔加工刀具的選擇及切削用量的確定 8 2.2.1刀具的選擇 9 2.2.2切削用量的確定 9 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計——三圖一卡 10 2.3.1 被加工零件圖的繪制 10 2.3.2 加工示意圖的繪制 10 2.3.3 聯(lián)系尺寸圖的繪制 13 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡的繪制 16 第三章 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計 19 3.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 19 3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算 19 3.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式和直徑的選擇 19 3.2.2 齒輪模數(shù)的初步確定 20 3.2.3 多軸箱的動力計算 20 3.3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 21 3.3.1 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 21 3.3.2 各傳動齒輪參數(shù)的計算 22 3.3.3 傳動軸尺寸的確定 22 3.3.4 傳動系統(tǒng)的校核 23 總 結(jié) 25 參考文獻(xiàn) 25 致 謝 27 27 第一章 緒 論 1.1課題的背景、目的及意義 隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著它在自動化領(lǐng)域內(nèi)的快速發(fā)展，組合機(jī)床的研究已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)器制造界的一個重要方向，在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用中，大多數(shù)機(jī)器的設(shè)計和制造都是用機(jī)床大批量完成的?，F(xiàn)代大型工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，降低了組合機(jī)床的實(shí)現(xiàn)成本，軟件支持機(jī)制也使得實(shí)現(xiàn)變得更為簡單，因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。在工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代化浪潮中，各種機(jī)械設(shè)計和制造業(yè)中，組合機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，越來越轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這也從另一方面說明，對組合機(jī)床的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機(jī)床。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，從而縮短了設(shè)計和制造的周期，因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 本課題組合機(jī)床總體方案的設(shè)計主要包括制定工藝方案（確定零件在組合機(jī)床上完成工藝內(nèi)容及加工方法，選擇定位基準(zhǔn)和夾緊部位，決定工步和刀具種類及其結(jié)構(gòu)形式，選擇切削用量等）、確定機(jī)床配置形式、制定影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。總體方案的擬定是設(shè)計組合機(jī)床最關(guān)鍵的一步。方案制定得正確與否，將直接影響機(jī)床能否達(dá)到合同要求，保證加工精度和生產(chǎn)率，并且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低和使用方便。對于同一加工內(nèi)容，有各種不同的工藝方案和機(jī)床配置方案，在最后決定采用哪種方案時，必須對各種可行的方案作全面分析比較，根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合組合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 在組合機(jī)床諸多零件中，多軸箱和夾具與組合機(jī)床密切相關(guān)，是組合機(jī)床的重要組成部件。它是選用通用零件按專用要求設(shè)計的，所以在本課題的組合機(jī)床設(shè)計過程中工作量較大的零部件是多軸箱和夾具。就多軸箱設(shè)計來說，工作量主要集中在傳動系統(tǒng)的設(shè)計上，軸的設(shè)計必須保證各軸的轉(zhuǎn)速、旋向、強(qiáng)度和剛度，而且應(yīng)當(dāng)考慮有無讓刀，有無調(diào)位機(jī)構(gòu)等。夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)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(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時的限位等作用的。組合機(jī)床夾具和一般夾具所起的作用看起來好象很接近，但是其結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求卻有著很顯著的甚至是很根本的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。 因此，本課題的主要目的就是，設(shè)計出專門用來加工電動機(jī)機(jī)座底面孔的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好的組合機(jī)床。本次設(shè)計主要內(nèi)容在于著重選擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理地選擇組合機(jī)床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用量，以及設(shè)計高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱。具體的工作就是要制定工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定，進(jìn)行組合機(jī)床總體設(shè)計，組合機(jī)床的部件設(shè)計和施工設(shè)計，使其具有工程意義，實(shí)現(xiàn)其在實(shí)際應(yīng)用中的價值。 本課題的意義在于組合機(jī)床是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的、由大量的通用部件和少量的專用部件組合的工序集中的高效率專用機(jī)床。它能對工件進(jìn)行多刀，多軸，多面，多工位，同時加工。隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，它以工藝范圍日益擴(kuò)大。組合機(jī)床與通用機(jī)床，其它專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)：組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約點(diǎn)全部機(jī)床零部件總量的70％―80％，因此設(shè)計和制造周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。由于組合機(jī)床目的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件自動化程度高，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。組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過周密設(shè)計和長期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專門廠家成批生產(chǎn)，它與一般專用機(jī)床比較，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。組合機(jī)床加工工件，由于采用專用夾具組合刀具和導(dǎo)向裝置等，產(chǎn)品加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術(shù)水平要求不高。當(dāng)機(jī)床被加工的產(chǎn)品更新時，專用機(jī)床的大部件要報廢。組合機(jī)床的通用部件是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，并等效于國際標(biāo)準(zhǔn)，因此，其通用部件可以重復(fù)使用。不必加行設(shè)計和制造。組合機(jī)床易于聯(lián)成結(jié)合機(jī)床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模和自動化生產(chǎn)需要。 1.2國內(nèi)外組合機(jī)床的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀 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2005年4月份，組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)僅組合機(jī)床一項(xiàng)，據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達(dá)1000余臺，產(chǎn)值達(dá)3.9個億以上，較2004年同比增長了10%以上，另外組合機(jī)床行業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交費(fèi)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)較去年年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運(yùn)營狀況良好。 ⑴行業(yè)企業(yè)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。從近兩年是企業(yè)生產(chǎn)情況來看，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)報表》是統(tǒng)計數(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，2003年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床890臺，產(chǎn)值16187萬元，生產(chǎn)加工中心148臺，產(chǎn)值5770萬元；2004年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床985臺，產(chǎn)值25838萬元，生產(chǎn)加工中心159臺，產(chǎn)值7099萬元；而2005年，截至4月份，數(shù)控機(jī)床、加工中心、產(chǎn)值已接近2003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。 ⑵行業(yè)企業(yè)的快速轉(zhuǎn)變 “九五”后期，在組合機(jī)床行業(yè)企業(yè)的50多家組合機(jī)床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實(shí)行了股份改造，一家企業(yè)退出國有轉(zhuǎn)為民營，其余的都是國有企業(yè)。而從2001至2002年，不到兩年的時間，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)制已勢不可檔，“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)在高度重視4個階段后，煥發(fā)勃勃生機(jī)?！苯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。 ⑶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)電于一體是綜合自動化度較高的制造技術(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)用與工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電行業(yè)。我國的傳統(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的箱體類和軸類零件（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，以及銑削平面和成型面等。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)臺組合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷是進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受人們是親昧，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)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)床及其組合機(jī)床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家相對落后，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，滿足用戶需要，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。 80年代以來，國外組合機(jī)床技術(shù)在滿足精度和效率要求的基礎(chǔ)上，正朝著綜合成套和具備柔性的方向發(fā)展。組合機(jī)床的加工精度、多品種加工的柔性以及機(jī)床配置的靈活多樣方面均有新的突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控。組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢是： ⑴廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù) 國外主要的組合機(jī)床生產(chǎn)廠家都有自己的系列化完整的數(shù)控組合機(jī)床通用部件,在組合機(jī)床上不僅一般動力部件應(yīng)用數(shù)控技術(shù),而且夾具的轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)角、換箱裝置的自動分度與定位也都應(yīng)用數(shù)控技術(shù),從而進(jìn)一步提高了組合機(jī)床的工作可靠性和加工精度。廣州標(biāo)致汽車公司由法國雷諾公司購置的缸蓋加工生產(chǎn)線,就是由三臺自動換箱組合機(jī)床組成的,其全部動作均為數(shù)控,包括自動上下料的交換工作臺、環(huán)形主軸箱庫、動力部件和夾具的運(yùn)動,其節(jié)拍時間為58秒。 ⑵發(fā)展柔性技術(shù) 80年代以來,國外對中大批量生產(chǎn),多品種加工裝備采取了一系列的可調(diào)、可變、可換措施,使加工裝備具有了一定的柔性。如先后發(fā)展了轉(zhuǎn)塔動力頭、可換主軸箱等組成的組合機(jī)床;同時根據(jù)加工中心的發(fā)展,開發(fā)了二坐標(biāo)、三坐標(biāo)模塊化的加工單元,并以此為基礎(chǔ)組成了柔性加工自動線(FTL)。這種結(jié)構(gòu)的變化,既可以實(shí)現(xiàn)多品種加工要求的調(diào)整變化快速靈敏,又可以使機(jī)床配置更加靈活多樣。 ⑶發(fā)展綜合自動化技術(shù) 汽車工業(yè)的大發(fā)展,對自動化制造技術(shù)提出了許多新的需求,大批量生產(chǎn)的高效率,要求制造系統(tǒng)不僅能完成一般的機(jī)械加工工序,而且能完成零件從毛坯進(jìn)線到成品下線的全部工序,以及下線后的自動碼垛、裝箱等。德國大眾汽車公司KASSEL變速箱廠1987年投入使用的造價9000萬馬克的齒輪箱和離合器殼生產(chǎn)線,就是這種綜合自動化制造系統(tǒng)的典范。該系統(tǒng)由兩條相似對稱布置的自動線組成,三班制工作,每條線日產(chǎn)2000件,節(jié)拍時間為40秒。全線由12臺雙面組合機(jī)床、18臺三坐標(biāo)加工單元、空架機(jī)器人、線兩端的毛坯庫和三坐標(biāo)測量機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)3種零件的加工?？占軝C(jī)器人完成工件下線的碼垛裝箱工作。隨著綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了一批專門從事裝配、試驗(yàn)、檢測、清洗等裝備的專業(yè)生產(chǎn)廠家,進(jìn)一步提高了制造系統(tǒng)的配套水平。 ⑷進(jìn)一步提高工序集中程度 國外為了減少機(jī)床數(shù)量,節(jié)省占地面積,對組合機(jī)床這種工序集中程度高的產(chǎn)品,繼續(xù)采取各種措施,進(jìn)一步提高工序集中程度。如采用十字滑臺、多坐標(biāo)通用部件、移動主軸箱、雙頭鏜孔車端面頭等組成機(jī)床或在夾具部位設(shè)置刀庫,通過換刀加工實(shí)現(xiàn)工序集中,從而可最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能,獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.3本文要解決的問題、研究思路與基本框架 本次設(shè)計工作將設(shè)計一臺臥式攻絲組合機(jī)床，來完成電動機(jī)機(jī)座底面孔的加工。因此，目的是使設(shè)計出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、效率高、質(zhì)量好。從而選擇最佳的工藝方案，合適地確定機(jī)床工序集中程度，合理地選擇組合機(jī)床的通用部件，恰當(dāng)?shù)慕M合機(jī)床的配置型式，合理地選擇切削用量，以及設(shè)計高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計主要內(nèi)容。具體的工作就是要制定工藝方案，進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定，進(jìn)行組合機(jī)床總體設(shè)計，組合機(jī)床的部件設(shè)計和施工設(shè)計。 摘要部分，指出了本課題的研究概況，本課題的研究方法，第一部分是緒論，主要介紹了本課題的研究背景及意義，指出本課題在國內(nèi)外的研究概況，并給出了本論文的主要工作及結(jié)構(gòu)。 第二部分是本論文的主體部分，主要給出了本次課題研究對象，即攻電動機(jī)機(jī)座底面孔臥式攻絲組合機(jī)床的總體設(shè)計、多軸箱設(shè)計。 在接下去的幾個部分分別給出了通過本課題的研究之后得出的結(jié)論，并對此方向的課題進(jìn)行展望，表達(dá)了對學(xué)院老師特別是導(dǎo)師的感謝，給出完成本論文所需要的參考文獻(xiàn)，最后，附上相關(guān)的設(shè)計圖及一張生產(chǎn)效率卡。 第二章 組合機(jī)床總體設(shè)計 2.1 機(jī)座底面加工工藝路線的制定 工藝路線的制定是組合機(jī)床設(shè)計的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚶肪€在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合組合機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝路線。 設(shè)計組合機(jī)床之前，[1]首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理。本次畢業(yè)設(shè)計是機(jī)座鉆孔（4—Φ14），符合組合機(jī)床加工的特點(diǎn)，因此適合于利用組合機(jī)床加工。那么，為了是加工過程順利進(jìn)行，并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，本文在掌握大量的零件加工工藝基礎(chǔ)上，統(tǒng)盤考慮影響制定零件工藝方案、機(jī)床配置形式、結(jié)構(gòu)方案的各種因素及應(yīng)注意的問題，分析了它們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，擬訂工藝路線如下： 工序1：鑄造，以Φ175毛坯孔定位。 工序2：銑底面，保證中心高112，如圖1-1所示。 圖1-1 鑄造，銑底面 工序3：鏜孔φ175H8，φ178H11，φ179.3H10,Φ180H8，如圖1-2所示。 圖1-2 鏜孔 工序4：以鏜孔及底面定位，鉆孔攻絲兩端6—M8，如圖1-3所示。 圖1-3 以鏜孔及底面定位 工序5：銑上平面Φ30，鉆孔M8，如圖1-4所示。 圖1-4 銑上平面 工序6：銑90×90平面，如圖1-5所示。 圖1-5 銑90×90平面 工序7：鉆孔功絲4—M8以鏜孔面為基準(zhǔn)定位，如圖1-6所示。 圖1-6 鉆孔功絲 工序8：鉆底面螺栓孔4—φ14孔，如圖1-7所示。 圖1-7鉆孔功絲 本次設(shè)計要完成的加工是第8道工序，鉆4—φ14孔。加工精度的要求，因?yàn)榧庸た字g軸線的平行度要求較高，所以采用單工位方法一次定位，可以減少一部分定位誤。[2]由于生產(chǎn)批量不大，采用單面加工。被加工零件大小、形狀特點(diǎn)、加工部位特點(diǎn)要求，這些特點(diǎn)在很大程度上決定采用臥式、立式、還是傾斜式機(jī)床。由于加工孔中心線和定位基準(zhǔn)面平行，因而采用臥式機(jī)床，采用固定式鉆摸板。由于本道工序是最后一道工序，定位夾緊都比較方便，可以用前道工序加工過的兩側(cè)面和內(nèi)壁的圓柱面定位以及上面的突臺進(jìn)行定位。上面夾緊，定位可靠，夾緊方便，裝卸亦方便，工藝裝備簡單。定位基準(zhǔn)選擇為“一面一短圓柱銷加一V型塊”的定位方法如圖1-8所示，可以簡便地消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位，并可作其他工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。 2.2 機(jī)座底面孔加工刀具的選擇及切削用量的確定 2.2.1刀具的選擇 根據(jù)工藝要求及加工精度的不同，組合機(jī)床采用的刀具有：簡單刀具（標(biāo)準(zhǔn)刀具）、復(fù)合刀具及特種刀具。本次設(shè)計選擇孔用φ14的標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆，刀具材料為高速鋼。 選擇標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆具有下述優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、刃磨容易。 2.2.2切削用量的確定 為了使加工過程順利進(jìn)行并穩(wěn)定保證加工精度，必須合理地確定工序間余量。[3]確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容之后，就可以著手選擇切削用量，切削用量的選擇是否合理對機(jī)床的基價工精度，生產(chǎn)率，刀具耐用度，機(jī)床的布局及正常工作均有很大影響。 同一多軸箱上的刀具主軸可設(shè)計成不同轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)與其相適應(yīng)，以滿足不同直徑工件的加工需要，即：n1f1=n2f2=n3f3=……=nifi=vi； 式中:n1,n2,n3……ni——各主軸的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） f1,f2,f3……fi——個主軸進(jìn)給量（min/轉(zhuǎn)） Vu——動力滑臺每分鐘進(jìn)給量（mm/分） 用高速鋼鉆頭加工鑄鐵件的切削用量參考《組合機(jī)床設(shè)計》【3】表3—7， 被加工工件材料HT100,硬度為HB=143-229，加工直徑φ14。 由表3—7選V公稱=20m/min，f=0.2mm/r 所以主軸轉(zhuǎn)速： n=1000v/πd==450r/min (2-1) 進(jìn)給速度： Vf=nf=4500.2=90mm/min 根據(jù)所選鉆頭直徑為φ14mm，加工材料為鑄鐵 HB=143—229，孔深 L=15mm，D=14。由L/D=15/14=1.07查《金屬切削手冊》【2】表3-14得kv=0.9 則 V= V公稱kv=200.9 =18mm/min (2-2) 計算硬度 HB=229-=227 （1）切削力F由《金屬切削手冊》【2】公式（3-1）得： F=26Df0.8×HB0.6=26×14×0.20.8×2270.6=2642N ∑F=26424=10568 N （2）切削轉(zhuǎn)矩M由《金屬切削手冊》【2】公式（3-2）得: M=10×D1.9×f0.8×HB0.6 =10×141.9×0.20.8×2270.6=10925.6N.M (3）切削功率P由《金屬切削手冊》【2】公式（3-3）得： P==0.46k P總=0.46×4=1.84kw (4) 刀具耐用度T由《金屬切削手冊》【2】公式（3-4）得： T=（）8=（）8=612min 2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計——三圖一卡 2.3.1 被加工零件圖的繪制 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺組合機(jī)床或自動線完成的工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量、和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而須在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)、和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上應(yīng)表示出： (1) 被加工零件的形狀和輪廓尺寸及本機(jī)床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。 (2) 加工用定位基準(zhǔn)，夾壓部位及夾壓方向。 (3) 本道工序加工部位的尺寸精度，表面粗糙度，形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆? (4) 必要的文學(xué)說明。 繪制被加工零件圖時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 應(yīng)按一定比例，選擇足夠視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出該機(jī)床的加工內(nèi)容，繪制時，機(jī)床，夾具設(shè)計有關(guān)的部位（用細(xì)實(shí)線）表示清楚。 (2) 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為了便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)，而不采用極坐標(biāo)系，但有時因所選定位基準(zhǔn)及設(shè)計基準(zhǔn)不重合，則須對加工部位要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析計算。此外，應(yīng)將零件圖上的不對稱位置尺寸公差換算成對稱尺寸公差，其公差數(shù)值的確定要考慮兩方面。一是能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是采用組合機(jī)床能夠加工出來。 (3) 應(yīng)注明零件加工對機(jī)床提出的某些特殊要求。 2.3.2 加工示意圖的繪制 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具，輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。它是刀具、夾具、多軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用不見選擇的主要原始資料，也是整臺組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。 （1) 刀具選擇：選擇φ14高速鋼標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆。 圖2-1 刀具選擇 （2）導(dǎo)向選擇：工件的尺寸位置精度主要取決于夾具的導(dǎo)向。 1） 導(dǎo)向的類型：形式和結(jié)構(gòu)選擇第一類導(dǎo)向，即固定式導(dǎo)向。第一類導(dǎo)向的允許線速度V<20m/min，如圖2-2所示。 2） 確定導(dǎo)向速量：選擇導(dǎo)向數(shù)據(jù)，本道工序鉆底面4-Φ14孔，選取單個導(dǎo)向。導(dǎo)向長度l1=32，導(dǎo)向至工件端面的距離l2=9，如圖2-3所示。 導(dǎo)向的類型： 圖2-2 導(dǎo)向的類型 定位襯套： 圖2-3 定位襯套 （3）初定主軸類型、尺寸、外伸長度和選擇接桿 主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選頂?shù)那邢饔昧坑嬎愠銮邢鬓D(zhuǎn)矩，查<<組合機(jī)床設(shè)計>>【3】表3—19和表3—20初定主軸直徑，通常主軸允許最大扭轉(zhuǎn)角為1/2 ，則B=6.2 所以 mm (2-3) 所以 d取20mm 由<<組合機(jī)床設(shè)計>>【3】表3—21和表3—22決定主軸外伸部分尺寸：直徑D/d=30/20，長度L=115mm與其配套的刀具接桿為3—115T0635—41，長L=115mm，1號莫式錐度A型。 圖2-4 主軸 多軸箱端面至工作端面之間的軸向距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸，主軸箱端面到工件端面的軸向距離為325mm。 由于主軸箱刀具接桿與主軸直徑都相同，進(jìn)給量和切削速度均相同，四把刀具可以選擇相同的，四根主軸設(shè)計也是相同的，因而加工示意圖上可以畫一把刀具，代表主軸箱上的四把刀具。 （4） 確定動力部件的工作循環(huán)與工作行程。 動力不見的工作循環(huán)是指：加工時動力部件從原始位置開始運(yùn)動到加工終了的位置有返回到原始位置的動作過程，一般包括快速引進(jìn)，工作進(jìn)給，快速退回，死擋鐵停留等動作。 工作行程長度的確定，如圖2-5所示。 （1） 工作進(jìn)給長度L等于工件加工部位長度L與刀具切入長度L1=9mm切出長度L2=12mm，加工部位長度l=15mm，則工件進(jìn)給長：mm 圖2-5 工作行程長度的確定 （2） 快速退回長度等于快速引進(jìn)與工作進(jìn)給長度之和，快退長度L=142mm，工作進(jìn)給長度mm,則快進(jìn)長度l=106mm。 圖2-6 工作循環(huán) （3） 動力部位總行程長度為快速行程長度與前后備量之和。前備量指的是由于刀具磨損或者補(bǔ)償制造，安裝的誤差，動力不見尚可向前調(diào)節(jié)的距離。后備量指的是考慮刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的軸向距離，去前備量為20mm，后備量為238mm，則總L=20+142+238=400mm。 2.3.3 聯(lián)系尺寸圖的繪制 聯(lián)系尺寸圖用來表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工需要；通用部件的選擇是否合適；并為進(jìn)一步開展多軸箱、家具等通用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 首先，應(yīng)以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置。表明機(jī)床的培植形式及總體布局，主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 （1） 動力箱：1TD32—1，電動機(jī)為Y100L1—4，額定功率2.2W，動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速n型=715r/min，動力箱輸出軸距箱底高度125mm。 （2） 動力滑臺：1HY32—IA型液壓滑臺，臺面寬320mm，臺面長630mm，行程長400mm，導(dǎo)軌鑄鐵，滑臺滑座總高250mm,滑座長1070mm，允許最大進(jìn)給力12500N，快速行程速度12m/min,工進(jìn)速度32～800m/min。 （3）進(jìn)給速度： Vf=n*f=450*0.2=90mm/min （4）配用通用部件：側(cè)底座(1CC321)，其高度H=560mm，寬度B1=450mm，長度L=900mm。 （5）動力箱總行程為400mm，等于動力滑臺最大行程400mm。 （6）多軸箱輪廓尺寸：400*400mm2. 其次圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。應(yīng)考慮的主要問題有： （1） 夾具輪廓尺寸的確定。 （2） 機(jī)床裝料高度H：裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離，可視具體情況在H=850～1060mm之間選取，工件最底孔位置h2=12mm，多軸箱最底主軸高度h1=150mm，滑臺與滑座總高h(yuǎn)3=280mm，側(cè)底座高h(yuǎn)4=560mm，夾具底座高h(yuǎn)5=37.5mm，中間底座高h(yuǎn)0=560mm，墊片厚h7=5mm，綜合上述因素，機(jī)床裝料高度為970mm。 （3） 中間底座輪廓尺寸：要滿足夾具在機(jī)床上面連接安裝的需要，其長度方向尺寸要根據(jù)所選動力部件及其配套部件中側(cè)底座的位置關(guān)系，照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定，非常重要的是：[4]一定要保證加工終了位置時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L1=325mm，長度方向的尺寸為L=（L1+L2+L3）-(l1+l2+l3) L1 — 多軸箱端面至工件端面間的距離，L1=325mm。 L2 — 多軸箱厚度，L2=325mm。 L3 — 其中心線到被加工工件端面的距離，L3=105mm。 l1—機(jī)床長度方向上，多軸箱與動力滑臺的重合長度，l1=180mm。 l2 — 加工終了位置，滑臺前端到滑座前端面的距離l2=40mm。 l3 — 滑座前端面至側(cè)底座錢端面的距離，l3=100mm。 L’ — 夾具中心線與床身前端距離。 L’ — (L1+L2+L3)-(l1+l2+l3)=(325+325+105)-(180+40+100)=395mm. 因夾具底座的邊距438mm，（1/2）*438=219mm L=325+325+2X325+105-2(180+40+100) =765 中間底座左側(cè)到夾具體的距離a a=（765-395）-297 =73mm, 滿足了采用切削液與不采用切削液時在中間底座上的相對安裝位置來檢查尺寸a的大小20～100mm. （4） 多軸箱輪廓尺寸： 1）多軸箱厚度325mm， 2）確定多軸箱寬度B，高度H和最低主軸箱高度h，如圖3-1所示。 式中:b — 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，b=124mm。 b1 — 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離，b1=100mm。 h — 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，h=72mm。 多軸箱最低主軸高度h1須考慮到與工件最低孔位置h2，機(jī)床裝料高度H，滑臺滑座總高h(yuǎn)3，側(cè)底座高度h4，滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度h7等尺寸之間的關(guān)系而確定。對于組合機(jī)床，h1要保證潤滑不致從主軸襯套處泄漏外，通常推薦h1>85～140mm. h1= h2+H-(0.5+ h3+ h7+ h4) H=970mm，h2=12mm 圖2-7多軸向輪廓尺寸 選取床身底座型號為 h3=250mm，h7=5mm，h4=560mm h’=4.5mm h1 =H-(0.5+ h3+ h7+ h4+ h’) =970-(0.5+250+5+560+45) =150mm H =h+h1+b1 H — 主軸箱高度 =72+150+100=322mm B =b+2b1 =124+2*100=324mm 以上數(shù)據(jù)選取主軸箱標(biāo)準(zhǔn)值400*400mm2 除以上幾點(diǎn)外，為方便于開展部位設(shè)計，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號，電動機(jī)型號，功率及轉(zhuǎn)速并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡的繪制 根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所需要的工作行程長度，切削用量，動力部件的快進(jìn)及工進(jìn)速度等，就可以計算機(jī)床生產(chǎn)率并編寫生產(chǎn)率計算卡，以反映機(jī)床的加工過程，完成每一動作所需要的時間，切削用量，機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床負(fù)荷率等。 （1）實(shí)際生產(chǎn)率Q1 年生產(chǎn)綱領(lǐng) A=5.6萬件/年 全年工時總數(shù) K=2350h，單班制生產(chǎn)。 則 Q1=A/K =56000/2350 =23.8件/h （2）理想生產(chǎn)率Q Q=60/T單（件/h） T單=t切+t輔=（min） (2-4) 式中：L1、L2分別為刀具1、2工作進(jìn)給行程長度 L1=36mm L2=0 Vf1、Vf2 — 刀具1、2工作進(jìn)給量 Vf1=90mm/min t停 — 死擋鐵停留時間 t停=0 L快進(jìn)、L快退 — 快進(jìn)與快退行程長度 L快進(jìn)=106mm L快退=142mm Vfk — 動力部件快速行程速度 Vfk=4m/min t移 — 直線移動的時間 t移=0.1min t裝卸 — 工件裝卸時間一般為1.5min 則 t單 =36/90+[（106+142）/4×1000+0.1+1.5] =2.06min 所以 Q=60/T單 =60/2.06 =29.1（件/h） （3）機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng)Q1175 kg.mm 查《組合機(jī)床設(shè)計》【3】P607表5-10：選取直徑d=15mm，為了提高軸的剛度，并減小傳動件的規(guī)格，選取軸徑d=20mm。 軸7: M7 =6*M1-6 (46/25) = 2344.56 kg.mm > 2300 kg.mm 直徑?。?5mm 軸8： M8 =2344.56* 30/24 =2930.7 kg.mm > 2700 kg.mm 直徑?。?0mm 軸9： M9 =2930.7* 22/30 =2149.18 kg.mm > 710 kg.mm 直徑?。?0mm 表 4-2 各軸軸徑及齒輪參數(shù) Table4-2 Parameters of the axle shaft and gear 軸徑 齒數(shù) 扭矩 轉(zhuǎn)速 1 20 25 212.37 820 2 20 25 212.37 820 3 20 25 212.37 820 4 20 25 212.37 820 5 20 25 212.37 820 6 20 25 212.37 820 7 25 24 / 46 2344.56 455 8 30 30 2930.7 364 9 20 22 2149.18 497 3.3.4 傳動系統(tǒng)的校核 (1)齒輪模數(shù)校核： 分析：傳動過程中，齒輪嚙合會產(chǎn)生很大的彎曲疲勞強(qiáng)度，在所有齒輪嚙合過程中，以動力頭齒輪和齒輪7嚙合產(chǎn)生的應(yīng)力最大。因此選取動力頭齒輪進(jìn)行模數(shù)計算： 查《機(jī)械設(shè)計》P209，公式10-5 有： (3-2) 公式中： 為載荷系數(shù) ：使用系數(shù)，查《組合機(jī)床設(shè)計》【3】P201 ，表10-2，取=1.25 ：動載系數(shù)，查《組合機(jī)床設(shè)計》【3】P202 ，圖10-8，取=1.25 ：齒間載荷分布系數(shù)，查《組合機(jī)床設(shè)計》【3】P203 ，表10-3，取=1.0 ：齒間載荷分布系數(shù), 查《組合機(jī)床設(shè)計》【3】P204 ，表10-4，取=1.117 T：傳遞扭矩； 因?yàn)閭鬟f的功率較小，選取，， 、查《組合機(jī)床設(shè)計》【3】P209，表10-5 查《組合機(jī)床設(shè)計》【3】P216，圖表10-20c，=427 由于齒輪模數(shù)大小取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力。m=3>2.52，完全滿足疲勞強(qiáng)度要求。因此所取齒輪模數(shù)滿足使用及性能要求。 （2）軸的強(qiáng)度校核： 從上述可知，各軸所能承受的扭矩： 軸1、2、3、4 d=20 軸5 d=25 通過計算各軸所承受載荷的情況： 軸1、2 軸3、4 軸5 由此可以得出，各軸實(shí)際承受的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸所能承受的扭矩最大值。因此其強(qiáng)度完全滿足要求。 總 結(jié) 本設(shè)計題目為“電動機(jī)機(jī)床底座組合機(jī)床設(shè)計”,本設(shè)計主要內(nèi)容大致分為三個部分：第一部分為前言及擬定工藝方案；第二部分為組合機(jī)床的總體設(shè)計即三圖一卡的設(shè)計；第三部分為組合機(jī)床主軸箱的繪制。 第一部分主要是本設(shè)計的前期裝備內(nèi)容，其中包括對組合機(jī)床的簡單介紹及國內(nèi)外組合機(jī)床的發(fā)展形勢，另外選擇制定了本設(shè)計的工藝方案。確定了切削用量，切削力，切削扭矩，切削功率及刀具的耐用度等。第二部分內(nèi)容為組合機(jī)床的總體設(shè)計，其中包括三圖一卡的設(shè)計，即被加工零件圖，加工示意圖，聯(lián)系尺寸圖，機(jī)床生產(chǎn)率計算卡的設(shè)計及繪制。第三部分是機(jī)床主軸箱的設(shè)計及繪制，其中包括繪制多軸箱原始依據(jù)圖，主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算，傳