495曲軸零件工藝、鉆潤滑油孔夾具及專用機床設計含7張CAD圖

495曲軸零件工藝、鉆潤滑油孔夾具及專用機床設計含7張CAD圖,曲軸,零件,工藝,潤滑油,夾具,專用,機床,設計,cad 495曲軸零件工藝、鉆潤滑油孔夾具及專用機床設計摘要：本設計介紹了495曲軸零件工藝、鉆潤滑油孔夾具及專用機床的設計，其中包含了零件加工工藝的確定，設計中首先要了解工件的加工工藝路線及工序的計算，確定鉆潤滑油孔主軸的直徑，初步選用電機型號及機床各部分部件。編制三圖一卡（被加工零件工序圖，加工示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖，機床生產(chǎn)率計算卡）。在多軸箱設計中，確定傳動系統(tǒng)，計算主軸坐標，傳動部件的校核及主軸箱的總圖繪制。本設計將鉆孔工裝實現(xiàn)了通用化，從而降低了機器成本，而且節(jié)省了加工時間，提高了工作生產(chǎn)效率。關鍵詞： 曲軸；專業(yè)機床；多軸箱；工裝 The 495 part process, the crankshaft design of lubricating oil hole drilling fixture and special purpose machineAbstract：The design on the Lidao Biansuchilun Box axlebox more than the design, which includes parts fthe processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece intheprocessing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice ofmotor 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). Inmulti-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindlebox 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：Machine manufacture,;Crankshaft,;Processing craft, Fixture;tool box 目 錄 緒論1 1. 組合機床概述12. 495曲軸零件工藝分析5 2.1 被加工零件的功用5 2.2 編制工藝規(guī)程及分析5 2.2.1 被加工零件的技術要求5 2.2.2 毛坯的選用6 2.3 零件加工工藝路線的擬定7 2.3.1 定位基準的選擇8 2.3.1.1 粗基準的選擇8 2.3.1.2 精基準的選擇8 2.4 制定工藝路線102.5 零件技術條件分析10 2.6 初步擬定工藝規(guī)程10 2.7 所用設備及工藝裝備10 2.8 切削用量的確定10 3. 鉆孔組合機床的結(jié)構(gòu)設計113.1 組合機床的配置形式的選擇113.2 動力部件的選擇11 4. 繪制“三圖一卡”16 4.1 繪制被加工零件工序圖16 4.2 繪制被加工零件加工示意圖16 4.3 機床聯(lián)系尺寸圖的繪制18 4.4 專用機床生產(chǎn)率計算卡的編制18 4.4.1 生產(chǎn)率的計算18 4.4.2 編寫生產(chǎn)率計算卡20 5. 組合機床鉆潤滑油孔多軸箱設計215.1 鉆孔概述215.2.1 內(nèi)容及注意事項215.2.2 主軸外伸尺寸及切削用量225.3 主軸齒輪的確定及計算 225.3.1 主軸形式和直徑，齒輪模數(shù)的確定225.3.2 多軸箱所需動力計算235.4 多軸箱的傳動設計245.4.1 對多軸箱的傳動系統(tǒng)的一般要求255.4.2 擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的方法25 5.5 對傳動零件進行校核255.5.1 軸的挍核265.5.2 齒輪的挍核275.6 鉆潤滑油孔夾具的設計285.6.1 鉆孔靠模機構(gòu)及卡頭295.6.2 鉆孔裝置305.6.3 鉆孔行程的控制30 6. 結(jié)論31附錄32參考文獻33致謝34II 緒論1 組合機床概述 本設計是對495曲軸零件鉆孔的專用機床總體及鉆孔多軸箱設計。通過本次設計掌握組合機床的工作原理，設計方法和了解組合機床的發(fā)展史及未來的發(fā)展前景。動力箱 、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件，是組合機床通用部件中最基本的部件。其中還有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭。而只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給各主軸的切削刀具。由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件進行設計。不能制造成完全通用的部件，但其中很多零件（如主軸、中間軸齒輪和箱體等）是通用的。組合機床在目前被廣泛應用。組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床，它能夠?qū)ぜM行多刀，多軸，多面，多工位同時加工。在組合機床上可以完成鉆孔，鉆孔，鉸孔，車削，鏜削，磨削及液壓等工序。組合機床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便，有可重新改裝的優(yōu)越性。其通用零部件可以多次重復使用。它可以同時從幾個方向采用多把道具，對幾個工件進加工，大大提高了生產(chǎn)率，而且他還具有設計制造周期短，占地面積小等特點。所以組合機床越來越廣泛的被廣泛的被應用到各行各業(yè)。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，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，能縮短設計和制造周期。組合機床的通用部件有：床身（側(cè)底座）、底座（包括中間底座和立柱底座）、立柱、動力箱、動力滑臺、各種工藝切削頭等。對于一些按順序加工的多工位組合機床，還具有移動工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。圖1-1為各種組合機床配置方案示意圖1 圖1-1各種組合機床配置方案示意圖組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外鉆孔以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。美國組合機床（其包括內(nèi)容與我國比較接近）的產(chǎn)值在金切機床產(chǎn)值中占的比例較高，大多數(shù)年份都在20%以上，表明美國組合機床行業(yè)是比較發(fā)達的。從單臺（條）的平均價值金額看，美國較高，表明美國組合機床自動線的產(chǎn)量較多。意、法兩國組合機床的產(chǎn)量和產(chǎn)值雖然較少，但其在金切機床年產(chǎn)值中的比例卻高于德國和日本，表明這兩國重視組合機床的生產(chǎn)。美國組合機床的常量很少，所占比例較低，未受重視。表1-1美國金屬切削機床市場情況及預測2 495曲軸零件工藝分析 2.1 被加工零件的功用495曲軸零件是機械制造中加工工序較多，勞動量較大的，精度要求高的典型零件。曲軸是柴油發(fā)動機的重要零件。它的作用是把活塞的往復直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動，將作用在活塞上的氣體壓力變成扭矩，用來驅(qū)動工作機械和柴油發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進行工作。曲軸在工作時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸的強度高、剛度大、耐磨性好、軸頸表面加工尺寸精確。 2.2 編制工藝規(guī)程及分析 2.2.1 被加工零件的技術要求 曲軸一般是由自由端、功率輸出端和若干個曲拐組成。曲拐由主軸頸、連桿軸頸和曲柄組成。如零件圖所示，該曲軸是整體式曲軸，有四個拐。曲軸的工藝特點是：結(jié)構(gòu)復雜，加工的尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求高，剛性差，屬于易彎曲變形的異性軸類零件。曲軸的主要加工表面有：主軸頸、連桿軸頸等。 2.2.3 毛坯的選用機械零件常用的毛坯主要有鑄件、鍛件、焊接件、各種型材及板料等。選擇毛坯要綜合考慮零件材料及其力學性能、零件材料的工藝性、零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、生產(chǎn)類型、工廠生產(chǎn)條件。曲軸工作時要承受很大的轉(zhuǎn)矩及變形彎曲應力，容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、折斷及軸頸磨損，要求材料應有較高的強度、沖擊韌度、抗疲勞強度和耐磨性，球墨鑄鐵能很好地滿足上述要求。該零件為小批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。材料為QT600-2,經(jīng)熱處理消除內(nèi)應力，調(diào)整硬度值到190-270HBS。 2.3 零件加工工藝路線的擬定 2.3.1 定位基準的選擇機械加工的最初工序只能用工件毛坯上未加工的表面作為定位基準，這種定位基準成為粗基準。用已經(jīng)加工過的表面作定位基準則成為精基準。在這定零件機械加工工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準定位把工件加工到設計要求，然后考慮選擇怎樣的粗基準定位，把用作精基準的表面加工出來。 2.3.1.1粗基準的選擇粗基準選擇的要求應能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配加工面的余量。同時要為后續(xù)工序提供精基準。具體有以下原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應選擇非加工面為粗基準;為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應選擇毛坯余量最小的面為粗基準；粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次；做粗基準的表面應平整光潔，以使工件定位穩(wěn)定可靠，加緊方便。曲軸也是屬于軸類零件，以外圓做為粗基準，可分別以主軸頸和連桿軸頸作為粗基準。 2.3.1.2精基準的選擇精基準選擇時應能保證加工精度和裝夾可靠方便，有以下原則：基準重合原則；基準同一原則；自為基準原則；互為基準原則；保證工件定位準確、加緊可靠、操作方便的原則。精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。當設計基準與工序不重合時，應進行尺寸換算。 2.4 制定工藝路線工藝路線是工藝規(guī)程設計的總體布局。其主要任務是選擇零件表面的加工方法、確定加工順序、劃分加工階段。根據(jù)工藝路線，可以選擇各工序的工藝基準，確定工序尺寸、設備、工裝、切削用量和時間定額等。在擬定工藝路線時應從實際情況出發(fā)，充分考慮應用各種新工藝、新技術的可行性和經(jīng)濟性。機械加工工序的安排原則概括為十六字訣：基準先行，先主后次，先粗后精，先面后孔。在零件切削加工工藝過程中，首先要安排加工加準面的工序。作為精基準表面，一般都安排在第一道工序進行加工，以便后續(xù)工序利用該基準定位加工其它表面。其次安排加工主要表面，至于次要表面則可在主要表面加工后穿插進行加工。當零件需要分階段加工時，即先進行粗加工，在進行半精加工，最后進行精加工和光整加工?？傊砻娲植诙戎底畹偷谋砻婧妥罱K加工工序必須安排在最后加工，盡量避免磕碰高光潔的表面。所有機械零件的切削加工總是先加工出平面，然后再加工內(nèi)孔。熱處理工序的安排：預備熱處理的目的是改善加工性能，為最終熱處理做好準備和消除殘余應力，如正火、退火和時效處理。最終熱處理的目的是提高力學性能，如調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火、滲氮等。調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前進行，以便在精加工磨削時糾正熱處理變形。輔助工序的安排：輔助工序主要包括檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油等。檢驗工序是主要的輔助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前，零件外送車間加工之前，零件全部加工結(jié)束之后都要檢驗。去毛刺也是不可缺少的工序，在成批生產(chǎn)中，對于車削回轉(zhuǎn)表面的毛刺均由車工去除；對于刨、銑、磨、鉆等表面毛刺均由鉗工去除。 2.5零件技術條件分析（1）主軸頸110 尺寸公差等級IT6，表面粗糙度Ra為0.63m，圓柱度誤差為0.011。（2）連桿軸頸110 尺寸公差等級為IT7，表面粗糙度Ra為0.8m，圓柱度誤差為0.011。（3）位置精度：主軸頸與連桿軸頸平行度誤差為0.02，主軸頸的同軸度誤差為0.02。 2.6 初步擬定工藝規(guī)程 工藝規(guī)程：把工藝過程的操作方法按一定的格式用文件的形式規(guī)定下來。擬訂的加工工藝:曲軸機械加工工藝過程卡片零件圖號 零件名稱495曲軸材 料 牌 號QT-60-2毛 坯 種 類鑄鐵工序號工序名稱工序內(nèi)容設 備工 藝 裝 備1鑄鑄造，清理2熱處理正火3鋸式樣4車車曲軸兩端面鉆中心孔CA6140三爪卡盤、游標卡尺、中心鉆鉆頭5車粗車主軸頸右端并倒角CA6140三爪卡盤、游標卡尺、外圓車刀6車粗車主軸頸左端并倒角CA6140兩頂尖、游標卡尺、90度車刀7車半精車主軸頸右端CA6140兩頂尖、游標卡尺、90度車刀8車半精車主軸頸左端CA6140兩頂尖、游標卡尺、90度車刀9車鉆主軸頸右端CA6140兩頂尖、游標卡尺、10車粗車、精車主軸頸右端面CA6140兩頂尖、游標卡尺、內(nèi)孔車刀11車鉆、攻M14X4.5螺紋孔底孔10.5，攻M14牙CA6140兩頂尖、游標卡尺、12車粗車連桿軸頸切第一、二側(cè)板特種多刀車床偏心分度卡盤、游標卡尺、90度車刀13車粗車連桿軸頸切第三、四側(cè)板特種多刀車床偏心分度卡盤、游標卡尺、90度車刀14車粗車連桿軸頸切第五、六側(cè)板特種多刀車床偏心分度卡盤、游標卡尺、90度車刀15車粗車連桿軸頸切第七、八側(cè)板特種多刀車床偏心分度卡盤、游標卡尺、90度車刀16銑粗銑各連桿上、下及前、后端銑床V形塊、游標卡尺、銑刀17鉆在各個側(cè)板及主軸頸上鉆油孔專用鉆床專用夾具、游標卡尺、6鉆頭18鉆鉆、攻主軸頸右端面6-M12X1.25螺紋孔底孔，攻M12X1.25牙普通立式鉆床專用鉆孔夾具19銑在主軸頸左端粗銑鍵槽銑床V形塊、游標卡尺、銑刀20校直校直壓床21熱處理淬火22去毛刺在所有側(cè)面去除機械加工所留下的毛刺輥道上23清理并吹凈在乳化液中清洗頂尖和油孔保證沒有贓物并吹凈清洗機上24檢驗檢驗以上加工尺寸檢驗臺上25修正中心孔修正中心孔26磨磨削主軸頸右端外圓磨床兩頂尖、卡規(guī)、千分尺、砂輪27磨磨削主軸頸左端外圓磨床兩頂尖、卡規(guī)、千分尺、砂輪28磨磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板外圓磨床偏心分度卡盤、卡規(guī)、千分尺、砂輪29磨磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板外圓磨床偏心分度卡盤、卡規(guī)、千分尺、砂輪30磨磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板外圓磨床偏心分度卡盤、卡規(guī)、千分尺、砂輪31磨磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板外圓磨床偏心分度卡盤、卡規(guī)、千分尺、砂輪32磨磨削各連桿上、下及前、后端外圓磨床V形塊、游標卡尺、砂輪33去毛刺吹凈在所有孔口處拋光棱邊在主軸頸、連桿軸頸上去毛刺并吹凈輥道上34檢驗檢驗檢驗臺上35動平衡曲軸動平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min動平衡機上36去除不平衡量去除不平衡量立式鉆床、立式銑床V形塊37校直校直液壓床上38終檢終檢檢驗臺上簽 字設計（日 期）校 對（日期）審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 2.7所用設備及工藝裝備設備：CA6140、立式銑床、臥式雙面中心鉆床、特種多刀車床、搖臂鉆床、攻鉆孔機床、液壓床、輥道、清洗機、檢驗臺、外圓磨床、動平衡機。夾具：頂尖、V形塊、偏心卡盤分度夾具、鉆直孔專用夾具、鉆斜孔專用夾具。刀具：90度車刀、R3圓弧車刀、銑刀、10、20鉆頭、砂輪、切斷刀。量具：千分尺、游標卡尺、專用卡規(guī) 2.8切削用量的確定（1）車曲軸兩端面并從兩面鉆中心孔：背吃刀量:a=5 由參考文獻2表8-3得：f=0.5mm/r,由2表8-4得v=40m/min則n=318v/d=31840/115=110r/min（2）粗車主軸頸右端并倒角：背吃刀量：a=2.6, 由參考文獻2表8-3得:f=0.6由2表8-6查得v=120m/min則n=318v/d=318x120/112.4=339.5=340r/min（3）粗車主軸頸左端并倒角：背吃刀量：a=2.6由2表8-3得：f=0.6mm/r由2表8-6得：v=120m/min則n=318v/d=318120/112.4=339.5=340r/min（4）半精車主軸頸右端時：背吃刀量：（刀尖圓弧半徑取0.5）a=2由2表8-5得f=0.1mm/r由2表8-6得v=180m/min則n=318v/d=318180/110.4=519r/min（5）半精車主軸頸左端時：背吃刀量：a=2由2表8-5得f=0.1mm/r由2表8-6得v=180m/min則n=318v/d=318180/110.4=519r/min（6）粗車連桿軸頸，切第一、二側(cè)板并倒角背吃刀量：a=4.6由2表8-3得f=0.6mm/r由2表8-6得v=120m/min則n=318v/d=318120/110.4=346r/min（7）粗銑連桿上、下端及前、后端：背吃刀量:a=4.5由2表8-18得f=0.25mm/r由2表8-20得硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=48m/min則選擇主軸轉(zhuǎn)速為n=150r/min（8）在第一側(cè)板鉆油孔，在主軸頸左端鉆油孔：背吃刀量：a=220由2表8-10得f=0.5mm/r由2表8-12得v=21m/min則n=318v/d=318x21/20=334r/min（9）在主軸頸右端粗銑鍵槽：背吃刀量：a=9.7由2表8-20得f=0.05mm/z由2表8-21得v=25m/min 則n=318v/d=318x49/105=149r/min（10）磨削主軸頸右端：背吃刀量：a=0.4 由2表8-25得f=0.4mm/r v=60m/minn=1350r/min（11）磨削主軸頸左端：背吃刀量：a=0.4 由2表8-25得f=0.4mm/r v=60m/min則n =1350r/min（12）磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板背吃刀量：a=0.4由2表8-28得f=0.016mm/r v=30m/min 則n =995r/min （13）磨削連桿上、下端：背吃刀量：a=0.5由2表8-28得f=0.016mm/r v=30m/min 則n =995r/min（14）擴孔32背吃刀量：a=45由2表8-13得f=1mm/r v=21m/min則n =318v/d=318x21/32=209r/min（15）磨削連桿軸頸：背吃刀量：a=0.4由2表8-25得f=0.4mm/r v=40m/min則n =1200r/min3 鉆孔組合機床的結(jié)構(gòu)設計 3.1 組合機床的配置形式的選擇本設計是對曲軸零件鉆潤滑油孔的專用機床設計。根據(jù)495曲軸零件結(jié)構(gòu)和大批量生產(chǎn)采用組合機床和可調(diào)手夾緊結(jié)構(gòu)以便提高生產(chǎn)效率。 圖3-1 機床總體布置圖其總體布置如圖31所示。 3.2 動力部件的選擇動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。已經(jīng)確定為臥式雙面齒輪傳動組合機床，選用配套的動力箱驅(qū)動多軸箱鉆孔主軸。動力箱規(guī)格要與滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)多軸箱所傳遞的切削功率來選用。 P （31） P 消耗主軸的切削功率總和 多軸箱的傳動功率機床有多根主軸加工工件，故PP4 0.341.2kw傳動功率加工黑色金屬時取0.80.9，加工有色金屬時取0.70.8；主軸傳動復雜時取小值，反之取大值。故本設計取0.8。 P1.5kw據(jù)組合機床簡明手冊表539選用動力箱：1TD32IV 電動機型號Y100L-6,電動機功率1.5kw電動機轉(zhuǎn)速n=940r/min,輸出轉(zhuǎn)速n=470r/min, L =320mm。 4 繪制“三圖一卡” 4.1 繪制被加工零件工序圖（1）作用：被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設計的組合機床上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求，加工用的定位基準，夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前的加工余量，毛坯或半成品情況的圖樣。除了設計研制合同外，它是專用機床設計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗機床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件圖基礎上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。（2）內(nèi)容： 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設計有關部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 本工序所使用的定位基準，夾壓部位以及夾緊方向。 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度和形位公差等技術要求以及對上道工序的技術要求。 注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。（3）技術要求 本機床加工前應保證：除方框內(nèi)尺寸的所有尺寸； 兩定位銷為8級精度，表面粗糙度3.2mm。 本機床應保證：所加工中心位置度不大于0.5，并按最大實體原則要求；保證方框內(nèi)尺寸。 4.2 繪制被加工零件加工示意圖（1）作用：加工示意圖是在工藝方案和機床總體方案初步確定的基礎上繪制的。它是表達工藝方案具體內(nèi)容的機床工藝方案圖。它是設計刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以及選擇動力部件，繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；它是對機床總體布局和性能的原始要求；它也是調(diào)整機床和刀具所必需的重要技屬文件。 （2）內(nèi)容 機床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。 工件、刀具及導向、托架及多軸箱之間的相對位置及其聯(lián)系尺寸。 主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度。刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸。 接桿（包括鏜桿）、浮動卡頭、導向裝置鉆孔靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸。 刀具、導向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式及配合尺寸等（3）加工示意圖的繪制 刀具的選擇原則首選標準刀具，為提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復合刀具；選擇刀具應考慮工件材質(zhì)加工精度，表面粗糙度，排屑及生產(chǎn)率等工藝要求。本道工序選擇：標準細柄機用柄鉆頭M12作為刀具； M12： L=89mm l=29mm。 導向機構(gòu)的選擇：導向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。選擇導向機構(gòu)為鉆孔靠模機構(gòu)。鉆孔靠模裝置用于同一方向純鉆孔工序。由鉆孔多軸箱和鉆孔靠模頭組成?？磕Ｂ菽负涂磕Ｂ輻U是經(jīng)過磨制并精細研配的，因而螺孔加工精度較高?？磕＝Y(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，并能在一個鉆孔裝置上方便的攻制不同規(guī)格的鉆孔，而且可各自選用合理的切削用量。（4）主軸、接桿結(jié)構(gòu)確定主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)進行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進給抗力和主軸刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 主軸直徑查表3-5，4-2由鉆孔直徑M12可得D/d1=40/20, 主軸直徑25mm，鉆孔靠模機構(gòu)規(guī)格代號3，主軸外伸尺寸L=120mm。 接桿的選擇除剛性主軸外，專用機床主軸與刀具間常用接桿連接，因多軸箱各主軸的外伸長度和刀具長度都為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來調(diào)整各軸的軸向長度，以滿足同時加工完成各孔的要求。（5） 切削用量的選擇組合機床上鉆孔，是主軸系統(tǒng)帶動鉆頭實現(xiàn)主運動和進給運動，即主軸進給速度 V(mm/min)為： Vnf （42）n 轉(zhuǎn)速m/minf 每轉(zhuǎn)進給量mm/minV2001.75350mm/min 4.3 機床聯(lián)系尺寸圖的繪制（1） 機床聯(lián)系尺寸圖的作用 機床聯(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的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。它是用來表示機床的配置形式，主要構(gòu)成及各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運動關系和操作方位的總體布局圖。它用以檢驗各部件相對位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適。 它為多主軸箱。夾具等專用部件設計提供重要依據(jù)。 它可以看成是機床總體外觀簡圖，由其輪廓尺寸，占地面積，操作方式等可以檢驗是否適應用戶現(xiàn)場使用環(huán)境。（2）機床聯(lián)系尺寸圖的作用 機床聯(lián)系尺寸圖表示了機床的結(jié)構(gòu)形式。 機床聯(lián)系尺寸圖表示了所選動力部件，配套部件型號及規(guī)格。 機床聯(lián)系尺寸圖反映部件間的動態(tài)和靜態(tài)的聯(lián)系尺寸。 機床聯(lián)系尺寸圖反映專用部件的外形尺寸。 機床聯(lián)系尺寸圖反映主要動力的型號，功率，轉(zhuǎn)速。 機床聯(lián)系尺寸圖反映總行程。 機床聯(lián)系尺寸圖表示部件的分組及編號。 4.4 專用機床生產(chǎn)率計算卡的編制 4.4.1 生產(chǎn)率的計算根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計算機床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡。生產(chǎn)率計算卡是反映機床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動作時間、生產(chǎn)綱領及負荷率等關系的技術文件。它是用戶驗收機床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。（1）理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領A（包括廢品率）所要求的機床生產(chǎn)率。 Q=A/T （44）Q 理想生產(chǎn)率 A 年生產(chǎn)綱領 T 全年工時總數(shù)一般情況下，單班制T取2350h,兩班制取4600h，A=59000。本設計取為單班制T2350h。計算得出 Q=25.1件/小時（2）實際生產(chǎn)率實際生產(chǎn)率Q1是指所設計機床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 即 Q1=60/T單 T單=t切 T單生產(chǎn)一個零件所需時間（min） T單=t切+t輔=（L1V+t停）+（L快進+L快退）/VF r +t移+t裝 （45）L1 刀具工作進給長度（mm）V 刀具工作進給速度 (mm/min)t停 滑臺在死擋鐵上停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋 轉(zhuǎn)5-10轉(zhuǎn)所需時間 (min)L快進，L快退 動力頭快進和快退行程長度 (mm)VFr 動力部件快進行程速度，用機械動力部件時取5-6m/min，用液壓動力部件時取3-10m/min (m/min)t移工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取0.1min (min)t裝 工件裝卸時間，通常取0.5-1.5min (min) 本設計是和組合鉆床作為同一道工序，工件不拆卸用移動滑臺來轉(zhuǎn)換工位。故計算生產(chǎn)率計算卡需考慮兩者的情況。 鉆孔用時取L1=70mm, V =117mm/min, t停=1s=0.01min, L快進=110mm, L快退=180mm,VFr =10m/min, t移=0.1min, t裝=0.5minT=1.247min/件機床負荷率當Q1Q時，機床負荷率為二者之比即= Q/ Q1，=25.1/30.472=82.25組合機床負荷率一般為0.750.90，自動線負荷率為0.60.7。由此計算得出實際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率的要求。 4.4.2 編寫生產(chǎn)率計算卡編寫生產(chǎn)率計算卡（見附錄）5 組合機床鉆孔多軸箱設計 5.1 鉆孔概述在組合機床上鉆孔，根據(jù)工件加工部位分布情況和工藝要求，常有鉆孔動力頭鉆孔、鉆孔靠模裝置鉆孔和活動鉆孔模板鉆孔三種方法。鉆孔動力頭用于同一方向純鉆孔工序。利用絲杠進給，鉆孔行程較大，結(jié)構(gòu)復雜，傳動加工直孔精度較低（一般低于7H級）目前極少應用。鉆孔靠模裝置用于同一方向純鉆孔工序。 由鉆孔主軸箱和鉆孔靠模頭組成。靠模螺母和靠模螺桿是經(jīng)過磨制并精細研配的，因而直孔加工精度較高?？磕Ｑb置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，并能在一個鉆孔裝置上方便地鉆削不同規(guī)格的孔，且可各自選用合理的切削用量，目前應用很廣泛。 5.2 繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖該圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。 5.2.1 內(nèi)容及注意事項（1） .繪制多軸箱外形圖，并標注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。（2） 根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，加工示意圖，標注所有主軸位置尺寸及工件與主軸，主軸與主軸的相關位置尺寸。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸和被加工零件是面對面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反；其次，多軸箱上的坐標尺寸基準和零件工序圖上的基準經(jīng)常不重合，應根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出同一基準，并標出其相對位置關系尺寸，然后根據(jù)零件分工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標值。（3） 根據(jù)加工示意圖標注各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)向）（4）列表標明各主軸的工序內(nèi)容，切削用量及主軸外伸尺寸等。（5）標明動力部件型號及其性能參數(shù)圖51所示為雙面臥式鉆孔組合機床左多軸箱設計原始依據(jù)圖 圖51雙面臥式鉆孔組合機床多軸箱設計原始依據(jù)圖被加工零件名稱：495曲軸零件 5.2.2 主軸外伸尺寸及切削用量主軸外伸尺寸及切削用量如表51所示表51 主軸外伸尺寸及切削用量軸號主軸外伸尺寸切削用量備注D/d（mm）L (mm)工序內(nèi)容n(r/min)v (m/min)f(mm/r)1440/20120鉆潤滑油孔2007.541.75 5.3 主軸齒輪的確定及計算 5.3.1 主軸形式和直徑，齒輪模數(shù)的確定（1） 主軸的形式和直徑，主要取決于工藝方案，刀具主軸連接結(jié)構(gòu)，刀具的進給力和切削轉(zhuǎn)矩，通常鉆孔的主軸有兩種： 前后支撐均為圓珠滾子軸承主軸。 前后支撐均為推力球軸承和無內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。在本次設計中，考慮到加工方法和零件的具體結(jié)構(gòu)，我們采用支承形式：前后均為圓錐滾子軸承的主軸 ，主軸的外伸長度為120mm的長主軸。徑向力、軸向力由一對圓錐滾子軸承來承擔。 （2） 主軸直徑的確定：根據(jù)有前面計算求得的數(shù)據(jù)：攻潤滑油孔時：T=14.6Nm又考慮到盡量避免選用直徑為15mm的主軸。所以選直徑為25mm的主軸。齒輪模數(shù)的估算可按公式估算，也可用類比法確定。公式估算：即： m （51）P 齒輪所傳遞的功率（kw）Z 對嚙合齒輪中的小齒輪數(shù)N 小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）由前面已知：P=0.3kw ; Z=24（主軸上的小齒輪）; n=200r/min（主軸轉(zhuǎn)速）我們應選擇轉(zhuǎn)速較低，齒數(shù)最小的齒輪估算：m=1.2但是在設計過程中，由于主軸轉(zhuǎn)速的要求和被加工零件孔的位置在結(jié)構(gòu)上的限制；但是處于對整體方按的考慮，我們選擇主軸上齒輪模數(shù)為3，用提高材質(zhì)和齒輪熱處理的方法來提高小齒輪的強度。 5.3.2 多軸箱所需動力計算多軸箱動力的計算包括多軸箱所需的功率和進給力兩項傳動系統(tǒng)確定之后，可按下列方法計算：多軸箱所需功率的計算 P多軸箱 = P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失= （52）P切削 切削功率（kw）P空轉(zhuǎn) 空轉(zhuǎn)功率（kw）P損失 與負荷成正比的功率損失，單位：kw由前面的計算得：切削功率為：鉆潤滑油孔：N切=0.3kw P切削4N切=40.31.2查表4-6得：P空轉(zhuǎn)（用插值法求得）鉆潤滑油孔：N空轉(zhuǎn)=0.022kw P空轉(zhuǎn) =0.0224 =0.088kw損失功率：選擇功率損失最大的主軸計算，主軸1，2，3，4每根軸所傳遞的功率相每根軸上的損失功率可按其所傳遞功率的1取值。Pi = 0.310.003kw則功率損失為：P損失 =0.0034 =0.012kwP多軸箱 = P切削+P空轉(zhuǎn)+P損 = 1.2+0.088+0.012 =1.3kw 所以所選擇的電機參數(shù)滿足該機床的要求。 5.4 多軸箱的傳動設計多軸箱的傳動設計就是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速，各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設計傳動鏈，把驅(qū)動軸和各主軸連接起來，使主軸獲得預定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 5.4.1 對多軸箱的傳動系統(tǒng)的一般要求（1）在保證主軸的強度，剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下力求使傳動軸和齒輪規(guī)格，數(shù)量最少。（2）盡量不用主軸帶主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質(zhì)量。（3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于1/2，后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取1/31/3.5，盡量避免升速傳動。當驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時允許先升速后在降速，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)距較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)損失功率隨之增加，故要求升速傳動比小于等于2；為使軸上的齒輪不過大，最后一級通常采用升速傳動。（4） 用于粗加工的主軸齒輪，盡可能設置在第一排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形，（5） 多軸箱內(nèi)具有粗精加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動齒輪開始，就分兩條路線傳動，以免影響加工精度 5.4.2 擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的方法將全部主軸的中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同心圓的圓心上分別設置中心傳動軸，然后根據(jù)以選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸，最后用合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。（1） 確定主軸分布類型將主軸劃分為各種分布類型，被加工零件上加工孔的位置是多種多樣的，但大致可規(guī)納為：同心圓分布、直線分布和任意分布三種類型。本設計為直線分布和同心圓分布相結(jié)合。同心圓分布：可在同心圓處分別設置中心傳動軸，由其上一個或兩個齒輪來帶動各主軸，直線分布：可在兩主軸中心連線的垂直平分線上設置傳動軸，由其上一個或幾個齒輪來帶動。直線分布：可在同心圓處分別設置中心傳動軸，其上的一個或幾個（不同排數(shù)）齒輪來帶動各主軸。（2）確定驅(qū)動轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向及在主軸箱上的位置 驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速按動力箱型號選定；當采用動力滑臺時，驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇。查動力部件：動力箱的參數(shù)可知：TD32的驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為：470 r/min轉(zhuǎn)向根據(jù)主軸轉(zhuǎn)向定為：面向動力箱方向順逆均可，再由動力箱和主軸上的聯(lián)系尺寸可知，驅(qū)動軸到主軸底部的尺寸是124.5mm，驅(qū)動軸布置在多軸箱寬度方向的中心位置。用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各軸連接起來。齒輪傳動：用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來。在多軸箱設計原始依據(jù)圖中確定各主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎上，首先分析軸的位置，擬定傳動方案，選定齒輪模數(shù)（估算或類比），在通過“計算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。 齒輪齒數(shù) 傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式： = （53） A= （54） （55） （56） （57） Z 式中 u嚙合齒輪傳動比； Z、Z分別為主動輪和從動輪齒數(shù)； n、n分別為主動輪和從動輪轉(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。 擬定傳動路線把主軸2、3和1、4視為兩組組同心圓主軸在圓心處設中心傳動軸5、6；在傳動軸5、6中心連線的垂直平分線上設中心傳動軸7，軸7同時也對應在工件圓心上。圖中主軸14為“樹梢”，驅(qū)動軸O為“樹根”，各分叉點為傳動軸5、6、7、其中軸5、6為中心傳動軸，軸7為合攏軸。各軸間的傳動副為“樹枝”，箭頭表示運動傳遞方向（路線）。其傳動路線如圖 52圖52 四孔鉆孔多軸箱傳動樹形圖 驅(qū)動軸 O 7軸5軸主軸23 驅(qū)動軸 O 7軸6軸主軸14 表52 各傳動齒輪的齒數(shù)及各項指標傳動路線主動齒輪從動齒輪中心距齒（速）比所在排齒輪模數(shù)驅(qū)動軸07軸24311161/1.2947軸5軸172461.51/1.4137軸6軸172461.51/1.4135軸2，3軸202567.51/1.2536軸1，4軸202567.51/1.253手柄軸8-7軸23301061/1.304注：n=200r/min （3） 對傳動系統(tǒng)的要求及確定手柄軸和油泵粗估傳動軸的軸徑為30mm，其中7軸上 的扭矩較大，軸徑選為30mm，支承形式為采用圓錐滾子軸承。傳動軸的齒輪盡量放在第排，但是考慮到全放在第一排齒輪太密，且有干涉情況，因此按組合機床簡明手冊圖77選用傳動軸齒輪布置。潤滑泵采用R121A葉片泵，油泵供油至分油器，經(jīng)油管分送到各潤滑點，油泵放在箱體前臂上，考慮到泵軸應盡量靠近油池，而又不要太低，免得攪油損失過大，所以應考慮用驅(qū)動軸O帶動油泵軸，傳動齒輪放在第排，以便維修。取油泵軸齒輪齒數(shù)為21,則兩軸中心距為（21+24）4/2=90。手柄軸安放位置應盡量避開主軸，而且靠近工人操作面，其高度應以便于工人操作為準，手柄軸應有較寬敞的空間以便于操縱，同時，手柄軸的轉(zhuǎn)速應較高，扳動手柄時才能省力，故此，考率用傳動軸7帶動手柄軸,手柄軸齒輪齒數(shù)取23模數(shù)為4，軸7齒數(shù)為30，齒輪嚙合在。設計中由于受到具體結(jié)構(gòu)的限制 ，實際中心距不等于根據(jù)齒輪數(shù)和所求得計算的中心距，采用了變位齒輪傳動。 5.5 對傳動零件進行校核校核傳動件以保證多軸箱能夠正常工作，保證生產(chǎn)順利進行。 5.5.1 軸的挍核 驗算傳動軸的直徑選擇兩根軸進行強度校核5軸：軸徑30mm，經(jīng)排齒輪傳動后，帶動2根主軸，該軸帶的主軸較多，傳動軸中傳動比較大，所受的轉(zhuǎn)距較大 M=M1 i1+M2 i2+Mn i (58) M 傳動軸所承受的總轉(zhuǎn)矩Mn 作用在幾個主軸上的轉(zhuǎn)矩in 傳動軸至第n個主軸之間的傳動比。4根主軸，M2= M3 i2= i3M總=214.620/25=23.36Nm查組合機床簡明手冊表34 得 DB （59） B 系數(shù) （傳動軸B取5.2，剛性主軸B取7.3） D 軸的直徑 M 軸所傳遞的轉(zhuǎn)距 D=5.220.33mmD=30mm =1/2(度/米) M=56Nm滿足直徑為30mm的傳動軸所能承受的轉(zhuǎn)矩，即直徑為30mm傳動軸滿足強度條件。7軸：軸徑為30mm，經(jīng)第排齒輪傳動后，帶動2跟帶動主軸的轉(zhuǎn)動軸，而且傳動軸轉(zhuǎn)矩較大，故其相應的轉(zhuǎn)矩也大，所以應對其進行強度校核。M=223.3617/2430.093Nm據(jù)公式（415）得： D=21.66mmD=30mm =1/2(度/米) M=56Nm滿足直徑為30mm的傳動軸所能承受的轉(zhuǎn)矩，即直徑為30mm的傳動軸滿足強度條件。 5.5.2 齒輪的挍核驗算主軸箱中齒輪強度應選擇相同模數(shù)受力載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進行彎曲應力和接觸應力驗算。一般對高速傳動的齒輪驗算齒面接觸應力，對低速傳動的齒輪驗算齒根彎曲應力。傳動軸7小齒輪傳遞功率較大，模數(shù)較小，Z=17,轉(zhuǎn)速為364r/min,故對其進行強度校核因其工作強度較大故選用45號表面淬火鋼。（1）彎曲強度校核 F= (5-10) 圓周力(kg)b 齒寬（mm） K=KAKVKK (5-11)K (載荷系數(shù))KA 1.00 (使用系數(shù))KV 1.05 (動載荷系數(shù))K 1.2 (齒間載荷分配系數(shù))K 1.162 (齒向載荷分布系數(shù)) K=1.464F2T/d=230.0931000/51=1180.12N T 主動輪上的扭矩（kg/mm）d 小齒輪節(jié)圓直徑(mm)查機械設計表10-5得 Y=1.52 彎曲強度重合度系數(shù) Y=2.97 齒形系數(shù) =240MPa 查簡明手冊圖7-6可得：b=24mm。則1.4641180.121.522.91/243=107.23 MPa 小齒輪的彎曲強度合格。（2）疲勞強度校核 2.5Z (5-12)K 使用系數(shù)Z189.8彈性系數(shù)F1180.12Nbd=2451=1224 mmu+1/u=2.412 K= KA KVKK （5-13） KA 1.00 (使用系數(shù))KV 1.05 (動載荷