Z7攻螺紋組合機(jī)床的多軸箱設(shè)計(jì),z7,螺紋,羅紋,組合,機(jī)床,軸箱,設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)介紹了攻螺紋組合機(jī)床的多軸箱的設(shè)計(jì)，其中包含了零件加工工藝的確定，設(shè)計(jì)中首先要了解工件的加工工藝路線及工序的計(jì)算，確定攻螺紋主軸的直徑，初步選用電機(jī)型號(hào)及機(jī)床各部分部件。編制三圖一卡。在多軸箱設(shè)計(jì)中，確定傳動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算主軸坐標(biāo)，傳動(dòng)部件的校核及主軸箱的總圖繪制。 本設(shè)計(jì)將鉆孔、攻絲兩工藝結(jié)合為一體，降低了機(jī)器成本，而且節(jié)省了加工時(shí)間，提高了工作生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞：箱體 組合機(jī)床 總體設(shè)計(jì) 攻絲多軸箱 ??????? Abstract The design on the Box axlebox more than the design, which includes parts of the processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece in the processing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice of motor Model and some parts of the machine. Figure 1 of the three cards the processing parts process map, diagram processing, machine tools Contact size map, machine tool productivity calculation card. In multi-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindle box and check the total mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words: Box ,The Combination of Machine，Design， multi-axle Box Tapping 目錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 4 1.1 本課題研究的背景及意義 8 1.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 8 1.3 本論文主要工作及結(jié)構(gòu) 8 第二章 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 8 2.1 組合機(jī)床工藝方案擬定 8 2.2 加工工序圖 10 2.3 加工示意圖 11 2.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 15 2.5 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 16 第三章 多軸箱的設(shè)計(jì) 20 3.1 多軸箱的組成及表示方法 20 3.2 多軸箱通用零件 21 3.3 繪制多軸箱原始依據(jù)圖 23 3.4 主軸齒輪確定、動(dòng)力計(jì)算 25 3.5 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 3.6 多軸箱坐標(biāo)檢查圖 30 第四章 夾具設(shè)計(jì) 35 4.1 組合機(jī)床夾具概述 35 4.2 定位支撐系統(tǒng) 35 4.3 夾緊機(jī)構(gòu) 36 4.4 夾緊力計(jì)算 37 結(jié)論 39 致謝 40 參考文獻(xiàn) 41 第1章 緒論 1.1 本課題的研究背景及意義 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(dòng)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(gè)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(jì)和制造都是用機(jī)床大批量完成的。現(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(jiǎn)單，因此，研究組合機(jī)床的設(shè)計(jì)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(jì)和制造業(yè)中，組合機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從這個(gè)意義上講，對(duì)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(jì)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(jì)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(jì)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(dòng)生產(chǎn)線。 總體方案的設(shè)計(jì)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、制訂影響機(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(jì)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(jiǎn)單、成本較低和使用方便。對(duì)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(shí)，必須對(duì)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(jì)的，所以是組合機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中工作量較大的零部件，就多軸箱設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，工作量主要集中在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，軸的設(shè)計(jì)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(wú)讓刀，有無(wú)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(jì)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(shí)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(lái)好象很接近，但是其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)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(duì)組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。 因此，本課題基于使設(shè)計(jì)出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、質(zhì)量好提出的要求，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(jì)高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計(jì)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(jì)，組合機(jī)床的部件設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)，使其具有工程意義，實(shí)現(xiàn)其在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。 1.2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 近20年來(lái)，組合機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，自動(dòng)線在加工精度、生產(chǎn)效率、利用率、柔性化和綜合自動(dòng)化等方面的巨大進(jìn)步，標(biāo)志著組合機(jī)床自動(dòng)線技術(shù)發(fā)展達(dá)到了高水平。自動(dòng)線的技術(shù)發(fā)展，刀具、控制和其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，特別是CNC控制技術(shù)發(fā)展對(duì)自動(dòng)線結(jié)構(gòu)的變革及其柔性化起著決定性的作用。隨著市場(chǎng)需求的變化，柔性將愈來(lái)愈成為抉擇設(shè)備的重要因素。因此，組合機(jī)床自動(dòng)線將面臨由高速加工中心組成的FMS的激烈競(jìng)爭(zhēng)。 組合機(jī)床是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其中，特別是汽車工業(yè)，是組合機(jī)床最大的用戶。如德國(guó)大眾汽車廠在Salzgitter的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠，在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床。因此，組合機(jī)床的技術(shù)性能和綜合自動(dòng)化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 　　現(xiàn)代組合機(jī)床和自動(dòng)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。近20年來(lái)，這些技術(shù)有長(zhǎng)足進(jìn)步，同時(shí)作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，其產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素有力地推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床的不斷發(fā)展。 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成且工序集中的高效專用機(jī)床.由萬(wàn)能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展而來(lái).由于組合機(jī)床工序的高度集中，即在一臺(tái)機(jī)床上可同時(shí)完成一種或幾種不同工序加工，因此適應(yīng)了產(chǎn)量大、精度高的生產(chǎn)要求，并且克服了萬(wàn)能機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、精度不易保證的缺點(diǎn)，以及專用機(jī)床通用性差、不適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)迅速發(fā)展、產(chǎn)品經(jīng)常更新的要求.所以，組合機(jī)床及其自動(dòng)線已廣泛應(yīng)用到汽車、柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、儀器儀表以及軍工產(chǎn)品等的生產(chǎn)上，并顯示出巨大的優(yōu)越性。 1.3 本論文的主要工作及結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)工作將設(shè)計(jì)一臺(tái)攻螺紋組合機(jī)床的多軸箱的設(shè)計(jì)。因此，目的是使設(shè)計(jì)出的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)高效率的夾具、工具、刀具及主軸箱就是本次設(shè)計(jì)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(jì)，組合機(jī)床的部件設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。 摘要部分，指出了本課題的研究概況，本課題的研究方法，第1章是緒論，主要介紹了本課題的研究背景及意義，指出本課題在國(guó)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2章是本論文的主體部分，主要給出了本次課題研究即攻螺紋組合機(jī)床的多軸箱的設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)。 第2章 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 2.1 組合機(jī)床工藝方案的擬定 工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q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)、可靠的工藝方案。 2.1.1 確定組合機(jī)床工藝方案的基本原則 2..1.1.1組合機(jī)床工藝方案的基本原則 [1]粗精加工分開(kāi)原則 粗加工的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大夾壓力引起的工件變形以及切削振動(dòng)等，對(duì)精加工工序十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在擬訂工件一個(gè)連續(xù)的多工序工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)選擇粗精加工工序分開(kāi)的原則。 [2]工序集中原則 組合機(jī)床運(yùn)用多刀集中在一臺(tái)機(jī)床上完成一個(gè)或多個(gè)工件的不同表面的復(fù)雜過(guò)程，從而有效的提高生產(chǎn)率。因此，在擬訂工藝方案時(shí)，在保證加工質(zhì)量和操作維修方便的情況下，應(yīng)適當(dāng)提高工序集中程度，以便減少機(jī)床臺(tái)數(shù)、占地面積和節(jié)省人力，取得理想的效益。本機(jī)床由于螺紋孔直徑較小，精度較高，要求主軸和機(jī)床剛度較好，所以工序應(yīng)集中，并且十個(gè)孔的相對(duì)位置精度要求較高所以工序集中加工。通過(guò)絲錐對(duì)孔進(jìn)行一次性加工，從而保證精度，質(zhì)量，生產(chǎn)率。 2.1.1.2 備注 攻絲機(jī)床都是借助電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行攻絲，加工完了電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)使絲錐退出工件。電動(dòng)機(jī)的反向和停止是由攻絲行程控制機(jī)構(gòu)來(lái)操縱的。為了確保攻絲電動(dòng)機(jī)的可靠反向和停止，在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，除了一般動(dòng)作控制信號(hào)外，還必須增設(shè)互鎖保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)。為了在絲錐退回原位電動(dòng)機(jī)能及時(shí)停止，不因慣性轉(zhuǎn)動(dòng)造成絲錐超程，破壞攻絲機(jī)構(gòu)的原位狀態(tài)，在電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，一般應(yīng)采用剎車機(jī)構(gòu)以制動(dòng)。當(dāng)一個(gè)主軸箱上攻絲主軸少于8根時(shí)可以不用。對(duì)特大的攻絲主軸箱有時(shí)還應(yīng)設(shè)置兩個(gè)或更多的剎車機(jī)構(gòu)，以確保可靠的制動(dòng)。本設(shè)計(jì)的主軸箱的主軸只有6根，所以不需要?jiǎng)x車機(jī)構(gòu)。 2.1.2 組合機(jī)床工藝方案的擬訂 2.1.2.1 分析、研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝 根據(jù)分析、研究被加工零件φ123分度圓上6-M5螺紋孔，在箱體上分別加工，技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)。深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析零件（或同類零件）的加工工藝方法，定位和加緊，所采用的設(shè)備、刀具及切削用量，生產(chǎn)率情況及工作條件等方面的現(xiàn)行工藝資料，以便制定出切合實(shí)際的合理工藝方案。 2.1.2.2定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 [1]由于實(shí)行多刀加工，切削負(fù)荷大，工件受力方向變化，加工零件為箱體，所以采用一面兩銷定位，上面夾緊。 [2]組合機(jī)床的工藝方法及所能獲得的加工精度；表面粗糙度和形位精度。 表1-1所列是組合機(jī)床加工螺紋孔的典型工藝過(guò)程。 表1-1 螺紋孔加工典型工藝過(guò)程 螺紋孔類別 工藝過(guò)程 一般緊固螺紋孔 鉆底孔，倒角，攻絲 較高精度螺紋孔 鉆底孔，擴(kuò)至底孔尺寸，倒角，攻絲 在攻絲前最好在孔口倒角，以使絲錐容易進(jìn)入空中，有利于準(zhǔn)確的保證攻絲深度。攻絲一般都采用一個(gè)工步一次加工出需要的深度。但當(dāng)螺紋孔較深時(shí)，可以利用二次進(jìn)給的方法來(lái)攻絲。第一次攻到一段距離后，絲錐反轉(zhuǎn)退回，但不全部退出工件，然后絲錐又正轉(zhuǎn)攻進(jìn)，一直到需要的深度。這樣可以減少因切削阻塞使扭力矩增大，甚至使絲錐折斷。這種分兩次攻絲的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也是通過(guò)特殊的攻絲行程控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制的。其工作原理與通用的攻絲行程控制機(jī)構(gòu)類似。亦可以在通用的攻絲行程控制機(jī)構(gòu)上增加兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)和擋鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2.1.3 確定組合機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問(wèn)題 根據(jù)工件的特點(diǎn)、工藝要求、生產(chǎn)率要求及工藝方案等，可大體確定采用哪種基本配置型式的機(jī)床。配置方案不同對(duì)機(jī)床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性、加工精度、機(jī)床重新調(diào)整的可能以及經(jīng)濟(jì)性等都有不同的影響。因此，確定機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)應(yīng)考慮以下主要問(wèn)題。 在確定機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，首先要考慮如何穩(wěn)定地保證零件的加工精度。影響加工精度的主要因素有夾具誤差和加工誤差兩方面。夾具誤差：一般精加工的夾具公差為零件公差的1/3～1/5。固定式夾具單工位組合機(jī)床可達(dá)到的加工精度很高。 2.1.4 工藝規(guī)程 工序10：粗銑箱體上表面 工序20：銑箱體下表面 工序30：半精銑、精銑箱體上表面和下表面 工序40：粗銑箱體的左右表面 工序50：半精銑、精銑箱體左右表面 工序60：粗鏜左右側(cè)端面的2-φ110孔、左右側(cè)端面及中間的3-φ47孔，右側(cè)端面上的φ52孔，及正面上的φ45孔 工序70：精鏜左右側(cè)端面的2-φ110孔、左右側(cè)端面及中間的3-φ47孔，右側(cè)端面上的φ52孔，及正面上的φ45孔 工序80：鉆正面上4-φ26孔 工序90：鉆鉸正面上φ18H7孔 工序100：鉆右側(cè)面上2-φ10孔 工序110：在組合機(jī)床上分別在右側(cè)面上鉆攻5-M6-7H深20、3-M6-7H深15、3-M6-7H深20、3-M6-7H深25 工序120：在組合機(jī)床上分別在左視圖面上鉆攻6-M5-7H深14、3-M6-7H深25 工序130：鉆底面上2-M12孔和4-M4孔 工序140：清洗去毛刺 工序150：檢查 2.2 加工工序圖 被加工零件工序圖具有直觀的作用，此外，它還具有一些特定的要求。被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床上加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動(dòng)線加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖應(yīng)包括下列內(nèi)容： [1]在圖上應(yīng)表示出被加工零件的形狀，尤其是要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，應(yīng)表示出工件內(nèi)部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進(jìn)夾具是否相碰，以及刀具通過(guò)的可能性。 [2]在圖上應(yīng)表示出加工用基面和夾壓的方向及位置，以便依此進(jìn)行夾具的支承，定位及夾壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 [3]在圖上應(yīng)表示出加工表面的尺寸、精度、光潔度，位置尺寸及精度和技術(shù)條件（包括對(duì)上道工序的要求及本機(jī)床保證的部分）。 [4]圖中還應(yīng)注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及被加工部位的余量。 此外，為了使被加工零件工序圖清晰明了，能突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，繪制時(shí)對(duì)本機(jī)床加工部位用粗實(shí)線表示，其尺寸打上方框，其余部位用細(xì)實(shí)線表示。 本設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)的是攻φ123分度圓上6-M5螺紋，采用底面定位，實(shí)現(xiàn)完全定位。由于利用工件的底面作為基面，為了使夾緊可靠以及部件配置合理，采用對(duì)工件的頂面進(jìn)行夾緊。要求加工之后能滿足尺寸的公差范圍之內(nèi)。整體的定位及夾緊的位置可見(jiàn)下圖所示。 2.3 加工示意圖 加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位。它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。 加工示意圖，要反映機(jī)床的加工過(guò)程和加工方法，刀具尺寸及加工尺寸，主軸尺寸及伸出長(zhǎng)度，主軸、刀具、工件間的聯(lián)系尺寸等，根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理地選擇刀削用量，決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開(kāi)圖，其繪制順序是：首先按比例繪制工件的外形及加工部位的展開(kāi)圖，加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。加工示意圖還要考慮一些特殊要求（如工件抬起、主軸定位、危險(xiǎn)區(qū)等）。決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)及行程。最后，選擇切削用量及附加必要的說(shuō)明。 綜合考慮以上各種注意事項(xiàng)，可以看出加工示意圖的繪制方法可以分為幾個(gè)步驟，即刀具的選擇、工序間余量的確定等。 2.3.1 技術(shù)分析 螺紋孔M5 精度等級(jí)：7H 材料： HT200 硬度： HB190 盲孔 加工深度L=14mm 2.3.2 刀具的選擇 刀具的類型的選擇決定于所切螺紋的性質(zhì)、所切螺紋在工件上的位置、工件的構(gòu)造與尺寸及生產(chǎn)的批量。 查 [10] P899 表10-49 選用細(xì)柄機(jī)用絲錐 6-M5-H3 GB3464-83。 2.3.3 攻絲靠模裝置選擇 在組合機(jī)床上攻制螺紋多采用攻絲靠模裝置。其原理仍然是“自引法”攻絲。這種攻絲裝置的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的靠模裝置有：TO281型攻絲靠模裝置和TO282型靠模裝置。 本設(shè)計(jì)中采用了通用的TO281型攻絲靠模裝置 TO281型攻絲靠模 這種靠模裝置有攻絲靠模和攻絲卡頭配合組成，并由攻絲裝置配置成攻絲組合機(jī)床。 動(dòng)力由攻絲主軸通過(guò)雙鍵傳到攻絲靠模桿，再經(jīng)平鍵傳遞給攻絲卡頭上的絲錐。靠模螺母通過(guò)結(jié)合子和彈簧裝在套筒內(nèi)，套筒由壓板壓在靠模板誰(shuí)上。攻絲時(shí)，靠模桿邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊向前移動(dòng)，其進(jìn)給量與絲錐引進(jìn)量相同。壓板的壓力要適當(dāng)，以保證絲錐遇到故障不能前進(jìn)，扭力增大，靠模桿與靠模螺母同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，停止進(jìn)給，避免破壞傳動(dòng)件或扭轉(zhuǎn)絲錐。 這種裝置易于調(diào)整，只要松開(kāi)壓板，則可方便的將攻絲靠模取出，且在變動(dòng)加工螺孔規(guī)格時(shí)，易裝卸調(diào)換。 選用攻螺紋靠模規(guī)格2。 2.3.4切削用量的選取 由于組合機(jī)床有大量刀具同時(shí)工作，為了使機(jī)床正常工作，不經(jīng)常停車換刀，而達(dá)到較高的生產(chǎn)率。所選擇的切削用量比一般通用機(jī)床的切削用量要低一些。總體上說(shuō)：在采用多軸加工的組合機(jī)床的切削用量和切削速度要低一些。根據(jù)現(xiàn)有組合機(jī)床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機(jī)床單刀加工的切削用量約30%左右。 查閱 [2] P51表2-17 攻絲切削速度 加工材料為鑄鐵 切削速度：v=4～8m/min 查 [10] P1142 表14-90 由公式計(jì)算得 (2-1) 取v=8m/min 進(jìn)給量為絲錐的導(dǎo)程　f=1.25mm/r 由公式：v=πd n得: 主軸轉(zhuǎn)速n=318/r/min 2.3.5 確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進(jìn)給抗力和主軸——刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 通用攻螺紋主軸有兩種(1)滾錐軸承攻螺紋主軸(2)滾針軸承攻螺紋主軸。 2.3.5.1主軸類型 查[9] 表4-2 選用滾錐軸承攻螺紋主軸 2.3.5.2 主軸尺寸 根據(jù)公式：d=6.2 (2-2) 可算出本設(shè)計(jì)中攻螺紋主軸的大致直徑 式中：d——主軸直徑（mm） T——轉(zhuǎn)矩（N·m） D——螺距大徑（mm） P——螺距（mm） 加工鑄鐵時(shí)T=0.195DP (2-3) 由于本設(shè)計(jì)中D=5mm，P=1.25mm，所以 查[9]中表3-5攻螺紋主軸直徑的確定，得螺紋M5的主軸直徑d=17mm 矩T=5 N·m查[9]表3-6和4-2 主軸直徑d=20mm外伸尺寸L=120mm。 2.3.6 選擇接桿、浮動(dòng)卡頭 加工螺紋時(shí)，常采用攻螺紋靠模裝置和攻螺紋卡頭及相配套的攻螺紋接桿，絲錐用相應(yīng)的彈簧夾頭裝在攻螺紋接桿上。 查[9]中圖8-1 選用用于夾持M6～M30的機(jī)用絲錐彈簧夾頭。 查[9]中圖8-6 選用攻螺紋卡頭及攻螺紋接桿。 2.3.7 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指加工時(shí)，動(dòng)力部件從原始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置，又返回到原位的動(dòng)作過(guò)程。 2.3.7.1 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 (2-4) ：工作進(jìn)給長(zhǎng)度 ：切入長(zhǎng)度 ：加工長(zhǎng)度 ：切出長(zhǎng)度 =15+8=23mm 切入長(zhǎng)度一般為5~10mm，取8mm。 切出長(zhǎng)度為0。 2.3.7.2 快速引進(jìn)長(zhǎng)度確定 快速引進(jìn)是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長(zhǎng)度由具體情況確定。本工序選取快速引進(jìn)長(zhǎng)度為80mm。 2.3.7.3動(dòng)力部件總行程的確定 動(dòng)力部件總行程為快退行程和前后備量之和。總行程為630mm前備量為63mm，后備量為487mm。 2.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 2.4.1機(jī)床聯(lián)系尺寸圖作用和內(nèi)容 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件以及確定專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來(lái)表示機(jī)床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系和操作方位的總體布局圖。 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容： [1]表示機(jī)床的配置形式和總布局。 [2]完整齊全的反映各部件之間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)極限位置及滑臺(tái)工作循環(huán)總的工作行程和前后備量尺寸。 [3]標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號(hào)和電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號(hào)及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專用零部件。 [4]標(biāo)明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。 2.4.2繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖之前應(yīng)確定的內(nèi)容 2.4.2.1 選擇動(dòng)力部件 動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱攻絲主軸。 動(dòng)力箱規(guī)格與滑臺(tái)要匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的切屑功率來(lái)選用。確定攻絲電機(jī)功率，應(yīng)考慮絲錐鈍化的影響，一般按計(jì)算功率的1.5~2.5倍選取。（軸數(shù)少時(shí)取大值，軸數(shù)多時(shí)取小值） (2-5) 式中：——消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為kw； ——主軸箱的傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取0.8~0.9，加工有色金屬時(shí)取0.7~0.8，主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6-20 則： (2-6) =6x0.1636/0.8=1.09kw 1.09x2=2.18kw 查[9]表5-39 本機(jī)床左右多軸箱均采用1TD25-IB型動(dòng)力箱（=1420r/min;電動(dòng)機(jī)選Y100L1-4型，功率為2.2KW）。 (2-7) 根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，根據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用HY63-I 型液壓滑臺(tái)，以及相配套的側(cè)底座（1CC631型）。查[9]P91表5-1 滑鞍寬度： 630mm 滑鞍長(zhǎng)度： 1250mm 行 程： 630mm 滑座長(zhǎng)度： 1920mm 高 度： 400mm 工進(jìn)速度：6.5-250mm/min 快進(jìn)速度：5m/min。 2.4.2.2 確定機(jī)床裝料高度H 裝料高度是指工件安裝基面至地面的垂直距離。考慮上述剛度結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素選取計(jì)算： 最低孔高度 h2=208mm 滑臺(tái)高度 h3=400mm 側(cè)底座高度 h4=630mm 取H=1250mm。 2.4.2.3 確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長(zhǎng)、寬、高尺寸。 初取長(zhǎng)為1000mm,寬為600mm，高為850mm。 2.4.2.4 確定中間底座尺寸 中間底座尺寸在長(zhǎng)度和寬度上滿足夾具的安裝要求。他在加工方向上的尺寸，實(shí)際已由加工示意圖確定。 2.4.2.5 確定多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱厚度是一定的、臥式325mm。因此，確定多軸箱，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1。 B=b+2 (2-8) H=h+ (2-9) 式中 b——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔的距離 b=245mm b1——最邊緣主軸中心至箱體壁距離 b1>70~100mm 取b1=75mm h——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離 h=35mm h1——最低軸高度 B=245+2x75=395mm h1=h2+H-（0.5+h3+h4）=25+1100-（0.5+400+630）=94.5mm H=35+100+94.5=229.5mm 查[9]，P135表7-1選取多軸箱體規(guī)格尺寸400x400。聯(lián)系尺寸圖如下圖所示 2.5 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 2.5.1 理想生產(chǎn)率Q 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。與全年工時(shí)tk 總數(shù)有關(guān)，單班制取2350h A=5000x(1+2%+2%)=5200件 (2-10) Q=A/tk=5200/2350=2.21件/h (2-11) 2.5.2 實(shí)際生產(chǎn)率Q1 實(shí)際生產(chǎn)率是指設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 Q1=60/T單 (2-12) 式中 T單——生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間（min）, 可按下式計(jì)算： T單=t切+t輔=（L1/vf1+ L2/vf2+t停）+[（L快進(jìn)+L快退）/vfk+ t移+ t裝] （2-13） L1、L2——刀具第一、第二工作進(jìn)給長(zhǎng)度，單位為mm； vf1 vf2——刀具第一、第二工作進(jìn)給量，單位為mm/min; t?！ǔ５毒咴诩庸そK了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為min;取0.1min,即6s. vfk——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣取? 本次采用的是液壓動(dòng)力部件, 為5m/min。 t移——回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1 min;此道工序可忽略。 t裝——工件裝、卸的時(shí)間（包括定位或撤消定位、夾緊或松開(kāi)、清理基面或切屑及調(diào)運(yùn)工件等的時(shí)間）通常.取0.5-1.5min.取1.5min . 把數(shù)值帶入（2-13）中： 得到：T單=23/397.5+23/397.5+0.1+0.075/5+0.075/5+1.5 =1.7456min; 所以Q1=60/T單=60/1.71=34.32件/小時(shí) 則 Q1≥Q 所以滿足生產(chǎn)率要求 2.5.3 機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng)Q1>Q時(shí)，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。 即η負(fù)= Q/ Q1 (2-14) =2.21/34.32 =6.4% 第3章 多軸箱設(shè)計(jì) 3.1多軸箱的組成及表示方法 多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用同用的箱體和傳動(dòng)件；后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動(dòng)件必須專門設(shè)計(jì)，故專用主軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需要刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺(tái)導(dǎo)軌來(lái)保證加工孔的位置精度。通用主軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來(lái)保證被加工孔的位置精度。 本設(shè)計(jì)中所采用的就是通用主軸箱。 3.1.1 多軸箱的組成 多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和附加機(jī)構(gòu)等組成。其基本結(jié)構(gòu)中，箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等為箱體類零件；主軸、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱和電動(dòng)機(jī)齒輪等為傳動(dòng)類零件；分油器、注油標(biāo)、排油塞、和防油套等為潤(rùn)滑及防油元件。 在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排（后蓋用90mm厚時(shí)）或兩排（后蓋用125mm厚時(shí)）24mm寬的齒輪。 本多軸箱考慮到實(shí)際情況，在箱體體內(nèi)安排了三排24mm寬的齒輪和一排32mm寬的齒輪。 3.1.2 多軸箱總圖繪制方法特點(diǎn) [1]主視圖 用點(diǎn)劃線表示齒輪節(jié)圓，標(biāo)注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標(biāo)注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標(biāo)注各軸軸號(hào)及主軸和驅(qū)動(dòng)軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和方向。 [2]展開(kāi)圖 每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號(hào)；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標(biāo)明齒輪所在排數(shù)。 3.2 多軸箱通用零件 多軸箱的通用零件的編號(hào)方法如下： T07或1T07系指與TD或與1TD系列動(dòng)力箱配套的主軸箱同用零件，其標(biāo)記方法詳見(jiàn)[9]中表4-1、表4-2、表4-4、表4-5和第七章相應(yīng)的配套零件表。 順序號(hào)和零件順序號(hào)表示的內(nèi)容隨類別號(hào)和小組號(hào)的不同而不同。例如：800×630T0711-11，表示寬800mm，高400mm的主軸箱體；30T0731-42，表示有Ⅳ排齒輪，用圓錐滾子軸承、直徑為φ40mm的傳動(dòng)軸；3×40×40T0741-41表示模數(shù)為3、齒數(shù)為40、孔徑為φ20mm和寬度為32mm的齒輪。 3.2.1 通用箱體類零件 多軸箱的通用箱體類零件配套表詳見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表7-4；箱體材料為HT200，前、后、側(cè)蓋等材料為HT150。多軸箱體基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（GB3668.1-83）規(guī)定，9種名義尺寸用相應(yīng)滑臺(tái)的滑鞍寬度表示，多軸箱體寬度和高度是根據(jù)配套滑臺(tái)的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸（[9]中表7-1）選擇；多軸箱后蓋與動(dòng)力箱法蘭尺寸見(jiàn)[9]中表7-2，其結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷孔及其位置與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)（參見(jiàn)[9]中表5-40）；通用多軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置詳見(jiàn)[9]中表7-1及表7-3。 多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180mm，用于臥式主軸箱的前蓋厚度為55mm，用于立式的因兼作油池用，故加后到70mm，基型后蓋的厚度為90mm，變形后蓋厚度為50mm，100mm和125mm三種，應(yīng)根據(jù)多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力部件與多軸箱的連接情況合理選用。 3.2.2 通用主軸、通用傳動(dòng)軸、通用齒輪和套 本設(shè)計(jì)中，通用主軸、通用傳動(dòng)軸的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，配套零件及聯(lián)系尺寸，詳見(jiàn)[9]中第七章第二節(jié)。 多軸箱通用齒輪有：傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪三種（見(jiàn)[9]表4-5），其結(jié)構(gòu)型式、尺寸參數(shù)及制造裝配要求詳見(jiàn)[9]表7-24~7-23。 多軸箱用套和防油套綜合表參閱[9]表7-24、表7-23。 3.3 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計(jì)原始原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來(lái)的。其內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下： [1] 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。 [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、主軸與驅(qū)動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。 [3] 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。 [4] 列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸。 [5] 標(biāo)明動(dòng)力件型號(hào)及其性能參數(shù)。 多軸箱原始依據(jù)圖如下圖所示 3.4 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算 主軸的型式和直徑，主要取決于加工工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。 攻螺紋類主軸按支承型式分為兩種：[1]前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。 [2] 前后支承均為推力球軸承和無(wú)內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。 3.4.1 主軸型式的確定 本設(shè)計(jì)中根據(jù)加工工藝要求，采用了第一種前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。其裝配結(jié)構(gòu)、配套零件及聯(lián)系尺寸詳見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中第七章第二節(jié)。 主軸材料采用了40Cr鋼，熱處理C42。 數(shù)量：6根。 3.4.2 主軸直徑的確定 根據(jù)被加工零件工序圖和加工示意圖中的要求，是采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絲錐，對(duì)箱體上φ123分度圓上的6個(gè)M5×1-7H的螺紋孔進(jìn)行攻絲。 根據(jù)公式：d=6.2 (3-1) 可算出本設(shè)計(jì)中攻螺紋主軸的大致直徑 式中：d——主軸直徑（mm） T——轉(zhuǎn)矩（N·m） D——螺距大徑（mm） P——螺距（mm） 加工鑄鐵時(shí)T=0.195DP，由于本設(shè)計(jì)中D=5mm，P=0.8mm，所以 查[9]中表3-5攻螺紋主軸直徑的確定，得螺紋M5的主軸直徑d=17mm 轉(zhuǎn)矩T=5N.mm 查[9]中表4-2得 主軸直徑d=20mm。 3.4.3 主軸位置的確定 由于是6根主軸同時(shí)對(duì)6個(gè)M5的螺紋孔進(jìn)行攻絲加工，所以6根主軸的相對(duì)位置應(yīng)與6個(gè)螺紋孔的相對(duì)位置保持一致。 3.4.4齒輪模數(shù) 齒輪模數(shù)m一般用類比法確定。 多軸箱中的齒數(shù)模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4幾種。為便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要大于兩種。 本設(shè)計(jì)齒輪模數(shù)選2和3。 3.4.5 多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 多軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 3.4.5.1傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后，多軸箱所需要的功率按下列公式計(jì)算 (3-2) 式中 ——切削功率，單位為KW ——空轉(zhuǎn)功率，單位為KW ——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為KW 每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根主軸的空轉(zhuǎn)功率按[9]P62表4-6確定；每根主軸上的功率損失，一般取所傳遞功率的1%。 3.4.5.2 主軸切削功率 ==0.1636KW =6P=6x0.1636=0.9821KW 3.4.5.3 空轉(zhuǎn)功率 由于主軸直徑為20mm，根據(jù)[9]P62表4-6： 主軸轉(zhuǎn)速為n=318r/min，根據(jù)插值法： (3-3) =6x0.028=0.168KW 3.4.5.4 功率損失 每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1% =(0.9821+0.168)x1%=0.0115KW (3-4) 3.4.5.5 多軸箱所需進(jìn)給力計(jì)算 (3-5) 式中 ——各主軸所需的軸向切削力，單位為N F===5973.23N (3-6) =6F=6x5973.23=35839.39N 3.5 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸連接起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 3.5.1 對(duì)多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 [1]在保證主軸的強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。因此，應(yīng)盡量用用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用變位齒輪或略微改動(dòng)傳動(dòng)比的方法解決。 [2]盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。遇到主軸分布較密，布置齒輪的空間受到限制或主軸負(fù)荷較小、加工精度要求不高時(shí)，可用一根強(qiáng)度較高的主軸帶動(dòng)1~2根主軸的傳動(dòng)方案。 [3]為使結(jié)構(gòu)緊湊，主軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于1/2（最佳傳動(dòng)比為1~1/1.5），后蓋內(nèi)齒輪傳動(dòng)比允許取至1/3~1/3.5；盡量避免用升速傳動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)，允許先升速后再降一些，使傳動(dòng)鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)速較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)功率損失隨之增加，故要求升速傳動(dòng)比小于等于2；為使主軸上的齒輪不過(guò)大，最后一級(jí)經(jīng)常采用升速傳動(dòng)。 [4]用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第Ⅰ排，以減少主軸的扭曲變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第Ⅲ排，以減少主軸的彎曲變形。 [5]多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)開(kāi)始，就分兩條加工路線，以免影響加工路線。 [6]驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的傳動(dòng)軸數(shù)不能超過(guò)兩根，以免給裝配帶來(lái)困難。 3.5.2 擬訂多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法 擬訂多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法是：先把全部主軸中心盡可能的分布在幾個(gè)同心圓上，在各個(gè)同心圓的圓心上分貝設(shè)置中心傳動(dòng)軸；非同心圓分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動(dòng)軸（如一根傳動(dòng)軸帶兩根或三根主軸）；然后根據(jù)已選定的各中心傳動(dòng)軸再取同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸；最后通過(guò)合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來(lái)。 3.5.2.1主軸分布類型 多組同心圓分布。對(duì)這類主軸，可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸，由其上的一個(gè)或幾個(gè)（不同排數(shù)）齒輪來(lái)帶動(dòng)各主軸。 采用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)3根主軸的方案。 此方案?jìng)鲃?dòng)軸、齒輪數(shù)最少，用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。主軸齒輪規(guī)格相同。 3.5.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 [1] 各齒輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算：齒輪齒數(shù)和傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式如下： u = = (3-7) A = = (3-8) (3-9) (3-10) (3-11) (3-12) 式中 u——嚙合齒輪副傳動(dòng)比； S——嚙合齒輪副齒數(shù)和； z、z——分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)； n、n——分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min； A——齒輪嚙合中心距，單位為mm； M——齒輪模數(shù)，單位為mm。 已知：主軸轉(zhuǎn)速 n=785r/min，主軸直徑 d=20mm，主軸齒輪模數(shù) m=2。 取驅(qū)動(dòng)軸齒輪的模數(shù)m=3，齒數(shù)=23（數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅳ排）。 [2] 傳動(dòng)軸1即軸4的齒輪參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) = m=3 （數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅳ排） 轉(zhuǎn)速 [3] 傳動(dòng)軸2即軸5的齒輪參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) = m=3 （數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅳ排） 轉(zhuǎn)速 [4] 主軸1、2、3即軸1、3、2的齒輪參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) 取傳動(dòng)軸齒輪的模數(shù)m=2，齒數(shù)=24（數(shù)量2個(gè)，分別設(shè)在第Ⅱ、Ⅲ排）。 m=2 轉(zhuǎn)速 主軸1、3即軸1、2（數(shù)量各1個(gè)，設(shè)在第Ⅲ排）。 主軸2即軸3（數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅱ排）。 [5] 主軸4、5、6即軸6、8、7的齒輪參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) 取傳動(dòng)軸齒輪的模數(shù)m=2，齒數(shù)=21（數(shù)量2個(gè)，分別設(shè)在第Ⅱ、Ⅲ排）。 M=2 轉(zhuǎn)速 主軸4、6即軸1、2（數(shù)量各1個(gè)，設(shè)在第Ⅱ排）。 主軸5即軸8（數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅲ排）。 3.5.2.3 潤(rùn)滑油泵的安置 油泵軸的位置要盡可能靠近油池，離油面高度不大于400~500毫米；油泵軸的轉(zhuǎn)速，須根據(jù)工作條件而定，主軸數(shù)目多，油泵轉(zhuǎn)速應(yīng)選的高些。當(dāng)用R12-1型葉片泵時(shí)，油泵轉(zhuǎn)速可在400~900轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)選擇。當(dāng)箱體寬度大于800毫米，主軸數(shù)多于30根時(shí)，最好采用兩個(gè)油泵，以保證充分潤(rùn)滑。 本主軸箱內(nèi)采用了一個(gè)R12-1型葉片泵，為了便于維修，油泵齒輪布置在了第一排。油泵的安置要使其回轉(zhuǎn)方向保證進(jìn)油口到排油口轉(zhuǎn)過(guò)270°。轉(zhuǎn)速為902r/min。 3.5.2.4 手柄軸的安置 多軸箱一般設(shè)手柄軸，用于對(duì)刀、調(diào)整、或裝配檢修時(shí)檢查主軸精度。手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，其周圍應(yīng)有較大空間。 本設(shè)計(jì)手柄軸的轉(zhuǎn)速為722r/min。 3.5.2.5 驗(yàn)算和校核 [1] 驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速 <318x(1+5%)=334r/min <318x(1+5%)=334r/min 轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求 [2] 齒輪模數(shù)校核 分析：傳動(dòng)過(guò)程中，齒輪嚙合會(huì)產(chǎn)生很大的彎曲疲勞強(qiáng)度，在所有齒輪嚙合過(guò)程中，以動(dòng)力頭齒輪和齒輪嚙合產(chǎn)生的應(yīng)力最大。因此選取動(dòng)力頭齒輪進(jìn)行模數(shù)計(jì)算： 查[3]P209，公式10-5 有： (2-13) 公式中： 為載荷系數(shù) ：使用系數(shù)，查P201 ，表10-2，取=1.25 ：動(dòng)載系數(shù)，查P202 ，圖10-8，取=1.25 ：齒間載荷分布系數(shù)，查P203 ，表10-3，取=1.0 ：齒間載荷分布系數(shù), 查P204 ，表10-4，取=1.117 T：傳遞扭矩； (2-14) 因?yàn)閭鬟f的功率較小，選取，， 、查P209，表10-5 查P216，圖表10-20c，=427 (2-15) 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。 [3] 軸的強(qiáng)度校核 從上述可知，各軸所能承受的扭矩： 軸d=20mm 通過(guò)計(jì)算各軸所承受載荷的情況： <1100 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。 多軸箱總裝配圖如下圖所示 3.6 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算檢查圖 坐標(biāo)計(jì)算是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置以及傳動(dòng)關(guān)系，精確計(jì)算各中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。其目的是為多軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來(lái)檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否合理。多軸箱坐標(biāo)計(jì)算步驟、要求如下： 3.6.1 選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo) 3.6.1.1加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇 為便于加工多軸箱體，設(shè)計(jì)時(shí)必須選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系XOY。根據(jù)多軸箱的安置及加工條件，常有下述兩種方法： [1] 坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷孔上：這種方法多用于多軸箱安裝在動(dòng)力箱上。 [2] 坐標(biāo)系的橫軸（X軸）選在箱體底面，縱軸（Y軸）通過(guò)定位銷孔 這種方法適用于多軸箱以底面為基準(zhǔn)直接安裝在滑臺(tái)上。 在本設(shè)計(jì)中，由于多軸箱是直接安裝在動(dòng)力箱上，因此，加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇按照第一種方法，坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷孔上。 3.6.1.2 計(jì)算主軸以及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) 根據(jù)多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，按照選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY，計(jì)算或者標(biāo)出各個(gè)主軸以及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)（計(jì)算精度要求精確到小數(shù)點(diǎn)后面三位數(shù)）。如果零件上孔距尺寸帶有單向或者雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)該把公差考慮進(jìn)去，使孔距的名義坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。六軸攻絲多軸箱各主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)值見(jiàn)下表： 坐標(biāo) 銷O 驅(qū)動(dòng)軸0 主軸1 主軸2 主軸3 主軸4 主軸5 主軸6 X 0.000 94.500 51.000 103.000 155.000 210.000 253.000 296.000 Y 0.000 175.000 179.000 209.000 179.500 174.500 199.500 174.500 3.6.2 計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo) 3.6.2.1 與一軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 [1] 軸9坐標(biāo)計(jì)算 已知軸5的坐標(biāo)（253.000，150.150），軸9的坐標(biāo)（253.000，51.330）。軸5與軸9之間的齒輪傳動(dòng)參數(shù)（=40,=25,m=3）。 在圖中量得X=0.000,Y=97.500 根據(jù)嚙合中心距-9=m(+)/2=97.5(與實(shí)測(cè)結(jié)果相符),計(jì)算可得 x= ==0 y= ==97.500 =-x=253.000-0=253.000 =-y=150.150-97.500=51.330 [2] 軸10坐標(biāo)計(jì)算 已知軸3的坐標(biāo)（103.000，209.500），軸10的坐標(biāo)（73.360，277.440）。軸3與軸10之間的齒輪傳動(dòng)參數(shù)（=50, =24,m=2）。 在圖中量得X=29.640,Y=67.800 根據(jù)嚙合中心距-10=m(+)/2=74(與實(shí)測(cè)結(jié)果相符),計(jì)算可得 x= ==29.65063237 y= ==67.80464881 =-x=103.000-29.65063237=73.34936763 =+y=209.500+67.80464881=277.30464880 3.6.2.2 與三軸定距的傳動(dòng)軸坐標(biāo)計(jì)算 [1] 傳動(dòng)軸4坐標(biāo)計(jì)算 =x3-x1=103.000-51.000=52.000 =y3-y1=209.500-179.500=30.000 =x2-x1=155.00-51.000=104.000 =y