2076 D3115柴油機(jī)機(jī)體頂面攻絲專(zhuān)用機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)

2076 D3115柴油機(jī)機(jī)體頂面攻絲專(zhuān)用機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì),d3115,柴油機(jī),機(jī)體,頂面攻絲,專(zhuān)用,機(jī)床,主軸,設(shè)計(jì) 1D3115 柴油機(jī)機(jī)體頂面攻絲專(zhuān)用機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)摘要：組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件組成的一種高效專(zhuān)用機(jī)床，主軸箱是組合機(jī)床的重要專(zhuān)用部件。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量、位置和切削用量，選定了主軸的類(lèi)型，詳細(xì)準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)了傳動(dòng)系統(tǒng)，并且對(duì)箱體結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)零件的選用，攻絲卡頭，靠模裝置，攻絲行程機(jī)構(gòu)等做了說(shuō)明。由于被加工零件孔數(shù)量較多，且間距小，排列分散，采用通常方案排箱無(wú)法實(shí)現(xiàn) 14 個(gè)孔的工序集中，因此在經(jīng)過(guò)大量的設(shè)計(jì)計(jì)算之后，采用了立式單工位的加工方法，同時(shí)對(duì) 14 個(gè)孔進(jìn)行攻絲加工，大大提高了生產(chǎn)效率，滿(mǎn)足了生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 主軸箱 傳動(dòng)設(shè)計(jì)Abstract:Madular machine is according the workpiece process need, take many general parts as the foundation ,and go together with a little amount appropriation parts constitute a kind of efficiently appropriation machine tool. The spindle box is a important appropriation parts of the modular machine. In this design, according to the cavity’s quantity, position and chip dosage in the process sketch picture. We select the type of the spindle, detail and accurate design the fixture system. And illustrate for the box body structure, fixture parts choose, screw press, depend mold equip, screw trip mechanism. Because of the big quantity ,short distance and arrange dispersion of the cavity. Adopt usually project to line up the box can not consummate the 14 cavities’ work preface concentration. After through a great deal of design calculation, we adopt the stand type and one work step working method to screwing the 14 cavities at the same time. Raise the produce efficiency consumedly, and satisfiy the produce request.Keywords: Modular machine spindle box design of fixture2目 次引言……………………………………………………………………………………31、攻絲主軸箱的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………41.1、主軸箱的組成及表示方法………………………………………………………41.2、主軸箱通用零件…………………………………………………………………51.3、繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖……………………………………………………61.4、主軸的確定………………………………………………………………………71.5、主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………81.6、主軸箱坐標(biāo)計(jì)算，繪制坐標(biāo)檢查圖…………………………………………171.7、繪制主軸箱總圖及零件圖……………………………………………………182、攻絲主軸箱的設(shè)計(jì)特點(diǎn)…………………………………………………………192.1、攻絲專(zhuān)用機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的選擇………………………………………………192.2、攻絲卡頭及攻絲靠模裝置……………………………………………………202.3、攻絲行程控制機(jī)構(gòu)……………………………………………………………212.4、主軸箱的其他問(wèn)題……………………………………………………………223、機(jī)床操作須知……………………………………………………………………23小結(jié)…………………………………………………………………………………24致謝…………………………………………………………………………………25參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………26附一：外文翻譯……………………………………………………………………27附二：外文資料……………………………………………………………………423引 言本課題《D3115 柴油機(jī)機(jī)體頂面攻絲專(zhuān)用機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)》直接來(lái)源于生產(chǎn)第一線(xiàn)——常州機(jī)床廠，因此具有一定真實(shí)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。柴油機(jī)機(jī)體是眾多的柴油機(jī)零件中最大的零件，而它的加工內(nèi)容也很多，頂面攻絲是其中一道典型工序。對(duì)我們綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)與技能方面具有較大的作用，并要求我們必須具備扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，具有全面的機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)，熟悉組合機(jī)床設(shè)計(jì)原理。最早的組合機(jī)床是 1911 年在美國(guó)制成的，用于加工汽車(chē)零件。初期，各機(jī)床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶(hù)使用和維修，1953 年美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定了組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對(duì)部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。目前，我國(guó)許多企業(yè)擁有一定數(shù)量的組合機(jī)床，這些機(jī)床是針對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的特定工藝要求而設(shè)計(jì)的，雖然它們主要由通用部件并配以少量專(zhuān)用部件組合而成，但在購(gòu)進(jìn)時(shí)就已組合好，機(jī)床加工動(dòng)作流程已固定，基本上也成了加工特定工藝的專(zhuān)用機(jī)床組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。主軸箱是工序集中的、高效的組合機(jī)床的重要的專(zhuān)用部件之一，是用于布置(按所要求的坐標(biāo)位置)機(jī)床工作主軸及其傳動(dòng)零件和相應(yīng)的附加機(jī)構(gòu)的重要參考。主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣和箱體加工方式、方法直接影響機(jī)床的可靠性、耐用性、經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)確性。因此對(duì)主軸箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。由于在本機(jī)床上需同時(shí)加工14個(gè)孔，不僅孔多、間距小，而且孔的排列分散，采用通常方案排箱無(wú)法實(shí)現(xiàn)14孔的工序集中。因此本攻絲機(jī)床的主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)在對(duì)被加工零件進(jìn)行了深入細(xì)致地分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，將常規(guī)狀況下不能完成的排箱得以實(shí)現(xiàn)，而且所設(shè)計(jì)的主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊。主軸箱箱體一般都是主軸箱箱體部件裝配時(shí)的基準(zhǔn)零件，它在專(zhuān)用機(jī)床或箱體部件中的主要作用有：聯(lián)結(jié)有關(guān)的組件和零件構(gòu)成具有一定要求的傳動(dòng)鏈，把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率按不同需要傳遞到主軸上去；保證箱體內(nèi)部各個(gè)組件、零件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，變速和潤(rùn)滑等；確保與其他部件準(zhǔn)確的相對(duì)位置。另外，此次設(shè)計(jì)的機(jī)床所加工的零件由于頂面螺紋孔數(shù)量較多，為了滿(mǎn)足4生產(chǎn)要求，在制訂方案時(shí)特制訂采用立式單工位形式的組合機(jī)床對(duì)多孔進(jìn)行同時(shí)攻絲加工，以提高生產(chǎn)效率。1、攻絲主軸箱的設(shè)計(jì)1.1 主軸箱的組成及表示方法主軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）和專(zhuān)用主軸箱兩大類(lèi)。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(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，故專(zhuān)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——ZD27-1 主軸箱。1.1.1、主軸箱的組成主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(lèi)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(lèi)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。在主軸箱箱體內(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。本主軸箱考慮到實(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。1.1.2、主軸箱總圖繪制方法特點(diǎn)（1）主視圖 用點(diǎn)劃線(xiàn)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(huà)軸線(xiàn)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(huà)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)。51.2 主軸箱通用零件主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)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 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(lèi)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。1.2.1、通用箱體類(lèi)零件主軸箱的通用箱體類(lèi)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。主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，主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（《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 7-1）選擇；主軸箱后蓋與動(dòng)力箱法蘭尺寸見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 7-2，其結(jié)合面上聯(lián)接螺孔、定位銷(xiāo)孔及其位置與動(dòng)力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)（參見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 5-40） ；通用主軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置詳見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 7-1 及表 7-3。主軸箱的標(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)主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力部件與主軸箱的連接情況合理選用。本設(shè)計(jì)中主軸箱厚度見(jiàn)附圖中的《主軸箱箱體》所示。61.2.2 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)《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)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 7-21~7-23。主軸箱用套和防油套綜合表參閱《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 7-24、表 7-23。1.3 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖主軸箱設(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)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。在編制本圖時(shí)從“三圖一卡”中已知：（1） 主軸箱輪廓尺寸為 800×630 毫米。（2） 工件輪廓尺寸及個(gè)孔位置尺寸。（3） 工件與主軸箱的相對(duì)位置尺寸。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。見(jiàn)圖 1-1 和附表 1-1。圖 1-1 原始依據(jù)圖附表：（a） 被加工零件名稱(chēng)：D3115 柴油機(jī)機(jī)體材料：HT200硬度：HB200-2407（b）主軸外伸尺寸及切削用量軸號(hào) 工序內(nèi)容加工直徑φ（毫米）主軸直徑d（毫米）主軸外伸尺寸D/d（毫米）L=120（毫米） Vm/min nr/min S0mm/r SMmm/min1~14 攻絲 14 25 φ38/φ20 3.52 80 1.5 120表 1-1（C）動(dòng)力部件1TD50-V 型動(dòng)力箱電動(dòng)機(jī)功率 7.5 千瓦，轉(zhuǎn)速 1000 轉(zhuǎn)/分，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 480轉(zhuǎn)/分，其他尺寸查看動(dòng)力箱裝配圖。1.4 主軸的確定主軸的型式和直徑，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(lèi)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。1.4.1、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：14 根1.4.2、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) D3115 柴油機(jī)機(jī)體頂面的 14 個(gè) M14-6H 的螺紋孔進(jìn)行攻絲。根據(jù)公式：d=6.2 可算出本設(shè)計(jì)中攻螺紋主軸的大致直徑410T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=0.195D P ，由于本設(shè)計(jì)中 D=14mm，P=1.5mm，所以4.15T=0.195×14 ×1.5 ≈14.4N/m4.1則 d=6.2× =6.2×3.46=21.48mm0×查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表 3-5 攻螺紋主軸直徑的確定，得螺紋M14 的主軸直徑 d=25mm 轉(zhuǎn)矩 T=22.2N.mm1.4.3.主軸位置的確定由于是 14 根主軸同時(shí)對(duì) 14 個(gè) M14 螺紋孔進(jìn)行攻絲加工，所以 14 根主軸的相對(duì)位置應(yīng)與 14 個(gè)螺紋孔的相對(duì)位置保持一致。如圖 1-2 主軸布置圖所示。8圖 1-2 主軸布置圖1.5 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主軸箱傳動(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。1.5.1 對(duì)主軸箱傳動(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）主軸箱內(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(xiàn)，以免影響加工路線(xiàn)。（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。1.5.2、擬訂主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法擬訂主軸箱傳動(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9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)。擬訂了傳動(dòng)方案，選定齒輪模數(shù)（估算或類(lèi)比） ，再通過(guò)“計(jì)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(dòng)軸的位置及轉(zhuǎn)速。齒輪齒數(shù)和傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式如下：u = = （1-1）從主z主從nA = = （1-2）()從主m+2zS2（1-3）主從從主 從 znu（1-4）從主主主從 =（1-5））（）（—從主從從 umAnzmAz +=1212（1-6）zz=）（ 主從主從式中 u——嚙合齒輪副傳動(dòng)比；S ——嚙合齒輪副齒數(shù)和；zz 、z ——分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)；主 從n 、n ——分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/min；主 從A——齒輪嚙合中心距，單位為 mm；M——齒輪模數(shù)，單位為 mm。1.5.3、擬訂傳動(dòng)系統(tǒng)（1）根據(jù)以上所提到的主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的要求和擬訂傳動(dòng)系統(tǒng)的方法，按照?qǐng)D 2 中的主軸分布位置，把主軸群 1、7、8、11、12、4 在同心圓上分布，主軸群 3、9、10、13、14、6 在同心圓上分布，在同心圓處分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸15 和 16，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。主軸 2、5 按直線(xiàn)分布，在兩主軸中心連線(xiàn)的中心處設(shè)置傳動(dòng)軸 22，在其上設(shè)置一個(gè)齒輪來(lái)帶動(dòng)兩主軸。（2）確定驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)向及其在主軸箱上的位置 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖中動(dòng)力箱的型號(hào)，選定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為 480r/min，轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針，中心位置如圖 1 主軸箱原始依據(jù)圖所示。（3）根據(jù)原始依據(jù)圖 1，算出驅(qū)動(dòng)軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如下表 1-2 所示：坐標(biāo) 銷(xiāo) O1 驅(qū)動(dòng)軸 0 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 主軸 5 主軸 6X 0.000 350.000 208.000 350.000 492.000 208.000 350.000 492.00010Y 0.000 169.500 370.000 370.000 370.000 200.000 200.000 200.000坐標(biāo) 主軸 7 主軸 8 主軸 9 主軸 10 主軸 11 主軸 12 主軸 13 主軸 14X 137.000 279.000 421.000 563.000 137.000 279.000 421.000 563.000Y 328.000 328.000 328.000 328.000 242.000 242.000 242.000 242.000表 1-2 各主軸、驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)植（4）潤(rùn)滑油泵安排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 400~800 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（圖 3 中軸 26 處） ，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°。事先我用透明紙畫(huà)出了油泵外輪廓圖（包括進(jìn)出油管接頭） 。在定好了傳動(dòng)系統(tǒng)圖后，發(fā)現(xiàn)管接頭與傳動(dòng)軸 20 端部相碰，所以將傳動(dòng)軸 20 該成了埋頭型式。（5)擬訂傳動(dòng)路線(xiàn)通過(guò)“計(jì)算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，擬訂了如圖 3 所示的主軸箱傳動(dòng)樹(shù)形圖。圖中，兩個(gè)大主軸群分別由中心傳動(dòng)軸 15、16、連接，再分別通圖 1-3 主軸箱傳動(dòng)樹(shù)形圖11過(guò)傳動(dòng)軸 19、17 和傳動(dòng)軸 21、20 在合攏軸 18 處合攏，將軸 8 與驅(qū)動(dòng)軸 0 連接起來(lái)，泵軸 26 與合攏軸 18 相連。與中心傳動(dòng)軸 16 相連的傳動(dòng)軸23、25、24，中，攻絲行程機(jī)構(gòu)軸 27 通過(guò)軸 25 傳動(dòng)，中心傳動(dòng)軸 22 由軸 24傳動(dòng)后，再傳動(dòng)到主軸 2 和主軸 3 上。樹(shù)形圖中，主軸 1~14 為“樹(shù)梢” ，驅(qū)動(dòng)軸 0 為“樹(shù)根” ，軸 18 為合攏傳動(dòng)軸；各軸間的傳動(dòng)副為“樹(shù)枝” ，箭頭表示運(yùn)動(dòng)傳遞方向（路線(xiàn)） 。（6）已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸之間的傳動(dòng)比n ~ n =80 轉(zhuǎn)/分14n =480 轉(zhuǎn)/分0則總傳動(dòng)比 u=80/480=1/6（顯然不符合主軸箱內(nèi)傳動(dòng)比的要求，須采用增加多根傳動(dòng)軸，將總傳動(dòng)比轉(zhuǎn)換成符合主軸箱內(nèi)要求的傳動(dòng)比）（7）各軸傳動(dòng)比分配根據(jù)總傳動(dòng)比 u=1/6，經(jīng)計(jì)算，多次試湊，得出以下各軸的傳動(dòng)比驅(qū)動(dòng)軸 O~18 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.901818 軸~17 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.79717 軸~19 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.79919 軸~15 軸采用升速傳動(dòng) u =1.221515 軸~各主軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.2主 軸同理：18 軸~20 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.79182020 軸~21 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.7921 軸~16 軸采用升速傳動(dòng) u =1.22616 軸~各主軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.21主 軸另外：16 軸~23 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.3262323 軸~25 軸采用升速傳動(dòng) u =1.5525 軸~24 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.5424 軸~22 軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.26222 軸~2、5 主軸采用降速傳動(dòng) u =1/1.075,25 軸~27 軸采用降速 u =1/2.187（8）確定中間傳動(dòng)軸的位置并配各對(duì)齒輪①、確定中心傳動(dòng)軸 15 的位置，如圖 4 各軸粗略位置所示，量出主軸與傳動(dòng)軸 15 的間距 A=83mm，根據(jù) A=83 配各對(duì)齒輪A=83 取 m=3代入公式 （1-2） A = =()從主 zm+2zS2得 83= ）主 軸15312因?yàn)? u =1/1.2 即 15主 軸 2.15=主 軸z解得 215=z30主 軸其中 （數(shù)量 2 個(gè)，分別設(shè)在第Ⅰ、Ⅱ排）15（設(shè)在第Ⅰ排）30874z（設(shè)在第Ⅱ排）121=※同理可確定軸 16 的位置，及其與各主軸之間的配對(duì)齒輪，如下：（數(shù)量 2 個(gè)，分別設(shè)在第Ⅰ、Ⅱ排）516z（設(shè)在第Ⅰ排）3019=（設(shè)在第Ⅱ排）43z②、確定軸 19 的位置，配其與 15 軸聯(lián)接的 一對(duì)齒輪，如圖 4 所示，'159/z量出其與軸 15 之間的距離 A=137mm，取 m=3，代入公式 A = ()從主 zm+2得 137= ）'159(23z+由 u =1.22 即 195.'159解得 （設(shè)在第Ⅳ排）019=z（設(shè)在第Ⅳ排）4'5※同理 （設(shè)在第Ⅳ排）'16z13圖 1-4 各軸粗略位置圖③、確定軸 17 的位置，如圖 4 所示，配 17 軸與 19 軸聯(lián)接的 / 齒輪17z9因?yàn)? u =1/1.79 1795019=z所以 =28 （設(shè)在第Ⅳ排）z④、確定合攏軸 18 的位置，如圖 4 所示，配 18 軸與 17 軸、驅(qū)動(dòng)軸 O 聯(lián)接的 / 及 / 兩對(duì)齒輪18'7o'18取 =21 m=3z因 u =1/1.9 則018=40'18z定出 18 軸位置后，量出 18 軸與 17 軸之間的距離 A=117mm，取 m=3，代入公式 A = ()從主zm+2得 117= ）'178(23z+由 u =1/1.79 即 187 79.1'8=解得 =28 （設(shè)在第Ⅲ排）18z14=50 （設(shè)在第Ⅲ排）'17z※由于軸 20、軸 21 與軸 17、軸 19 關(guān)于驅(qū)動(dòng)軸 O 和軸 18 的軸心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，所以軸 20 和軸 21 上的齒輪與軸 17 和軸 19 上的一樣，即=50 （設(shè)在第Ⅲ排）'20z=28 （設(shè)在第Ⅳ排）（設(shè)在第Ⅳ排）521=z⑤、確定軸 22 的位置，配軸 22 與主軸 2、5 間聯(lián)接的 / 和 / 兩對(duì)2z25z齒輪。軸 22 分布在主軸 2 和主軸 5 的軸心線(xiàn)的中點(diǎn)上，且中心距 A=85mm，取m=3，代入公式 A = ()從主 zm+得 85= ）、主 軸 5223由 u =1/1.07 即 =25, 5.2z071解得 （設(shè)在第Ⅲ排）432=z（設(shè)在第Ⅲ排）05⑥、確定軸 23 的位置，如圖 4 所示因?yàn)?且 u =1/1.32，所以經(jīng)41'6=z623計(jì)算得 （設(shè)在第Ⅳ排）523=z⑦、確定軸 25 和軸 24 的位置，并配與之聯(lián)接的各隊(duì)齒輪，如圖 4 所示。根據(jù)傳動(dòng)比 u =1.5 u =1/1.5 u =1/1.2623525424計(jì)算得 （設(shè)在第Ⅳ排）36z（設(shè)在第Ⅳ排）24=（設(shè)在第Ⅳ排）'z全部傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖 5 所示15圖 1-5 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖（9）驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速480× × ×==== 14312109876431 nnnn 0258× × ≈80.3 轉(zhuǎn)/分52435480× × × × × × × × ×520114365436≈79.6 轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速相對(duì)損失在 5%以?xún)?nèi)，符合設(shè)計(jì)要求（10）采用 R12-1 型葉片泵，由軸 18 經(jīng)一對(duì)齒輪 傳動(dòng)2486'1=z× × =504 轉(zhuǎn)/分480=泵n2148在 400~800 轉(zhuǎn)/分的范圍之內(nèi)，滿(mǎn)足要求泵（11）蝸桿軸 27 與傳動(dòng)軸 25 之間配 一對(duì)齒輪4827'5=z=480× × × × × × × ≈50 轉(zhuǎn)/分27n4015281036符合絲錐攻到全深時(shí)，蝸桿傳動(dòng)蝸輪引帶擋鐵盤(pán)回轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度1.5.4、傳動(dòng)零件的校核16（1）驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑 按下式計(jì)算傳動(dòng)軸所承受的總轉(zhuǎn)矩 ：總T…+ （1-+=321UT總 n7）式中 ——作用在第 n 個(gè)主軸上的轉(zhuǎn)矩，單位 N/mnT——傳動(dòng)軸至第 n 個(gè)主軸之間的傳動(dòng)比U注意上式中不包括對(duì)于只有一排傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩計(jì)算，因?yàn)閭鲃?dòng)軸上只有一排齒輪時(shí)，其承載的轉(zhuǎn)矩理論上等于零。算出 后，按《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)總T明手冊(cè)》表 3-4 中公式 [τ]驗(yàn)算所選用的傳動(dòng)軸直徑是否滿(mǎn)足要求。≤ρWT其中 ——軸的抗扭截面模數(shù)（ ） ≈0.33mρW3d[τ]——許用剪切應(yīng)力（Pa）45 鋼的[τ]=31× Pa610※以 15 軸為例： =22.2× ×6=111N/m =30mm15T2. 15則： = ≈20×10 Pa＜[τ] 符合要求ρW305.×6經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，設(shè)計(jì)中所選傳動(dòng)軸的軸徑 = =30mm， =35mm， =40mm，1d617d18= =25mm， =35mm， =30mm， =30mm， =30mm， =30mm 都符合19d220d2232425要求。其中：軸 27 為攻螺紋用蝸桿軸，其直徑按標(biāo)準(zhǔn)已確定，即 d=25mm（見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4-4） 。（2）齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算一般只對(duì)主軸箱中承受載荷最大、最薄弱的齒輪進(jìn)行接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算，驗(yàn)算公式如下：接觸疲勞強(qiáng)度 = ≤[ ] （1-8）HσZEεubdKT12+?Hσ彎曲疲勞強(qiáng)度 = ≤[ ] （1-9）FSaFYm1εF式中 ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)、彈性系數(shù)、重合度系數(shù)；HZEεK——載荷系數(shù)；——小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩（N/mm） ；1Tb——齒輪寬度（mm） ；17——小齒輪分度圓直徑；1d——齒輪比， = ， 、 為小、大齒輪齒數(shù)比；uu12z2zm——模數(shù)；、 ——齒形系數(shù)與齒根應(yīng)力修正系數(shù)；FaYS——重合度系數(shù)；ε[ ]、[ ]——齒輪材料的許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力。HσF※現(xiàn)選取軸 18 上的第Ⅲ排齒輪，其 m=3，z=28則 =2.5×189.8×0.87×H 28501841.03226+?×　=418MP<[ ]=550MPHσ= ×2.65×1.6×0.65Fσ384105.26×=50.7MP<[ ]=480MPFσ所以該齒輪傳動(dòng)齒面接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度足夠。1.6 主軸箱坐標(biāo)計(jì)算、繪制坐標(biāo)檢查圖坐標(biāo)計(jì)算就是就是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置及傳動(dòng)關(guān)系，精確計(jì)算各中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。目的是為主軸箱箱體零件補(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。主軸箱坐標(biāo)計(jì)算步驟及要求如下：1.6.1、選擇加工基準(zhǔn)坐標(biāo) XOY，計(jì)算主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)（1）加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選擇 為便于加工主軸箱體，設(shè)計(jì)時(shí)必須采用基準(zhǔn)坐標(biāo)系。通常采用直角坐標(biāo)系 XOY。根據(jù)主軸箱的安置及加工條件，常有兩種方法：a、坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷(xiāo)孔上：適用于主軸箱安裝在動(dòng)力箱上。b、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(xiāo)孔：適用于主軸箱以底面為基準(zhǔn)直接安裝在滑臺(tái)上。※本設(shè)計(jì)中我們選擇 a、坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷(xiāo)孔上的坐標(biāo) XOY18（2）計(jì)算主軸和驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo) 根據(jù)主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，按選定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系 XOY，計(jì)算各主軸及驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)（計(jì)算精度要求精確到小數(shù)點(diǎn)后三位） 。如果零件上孔距尺寸帶有單向或雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)把公差考慮進(jìn)去，使孔距的坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。※本設(shè)計(jì)中，主軸箱各主軸、驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)植見(jiàn)表 1。1.6.2、計(jì)算傳動(dòng)軸的坐標(biāo)計(jì)算傳動(dòng)軸坐標(biāo)時(shí)，先算出與主軸有直接傳動(dòng)關(guān)系的傳動(dòng)軸坐標(biāo)，然后計(jì)算其他傳動(dòng)軸坐標(biāo)。傳動(dòng)軸的傳動(dòng)形式很多，一般分為三類(lèi)：與一軸定距；與二軸定距；與三軸等距。※ 經(jīng)過(guò)計(jì)算，各傳動(dòng)軸、定位銷(xiāo)孔 的坐標(biāo)結(jié)果如下表 1-3 所示：21o、軸號(hào) 1O215 16 17 18 19X 0.000 700.000 207.408 491.408 234.777 350.000 139.687Y 0.000 0.000 285.000 285.000 98.316 78.000 166.484軸號(hào) 20 21 22 23 24 25 26 27X 465.222 559.966 350.000 562.658 297.857 431.367 400.911 404.161Y 98.317 166.966 284.000 408.409 419.836 439.837 128.912 523.000表 1-3 各傳動(dòng)軸、定位銷(xiāo)孔 的坐標(biāo)21o、1.6.3、驗(yàn)算中心誤差主軸箱上的孔系是按計(jì)算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能正常嚙合。因此，必須驗(yàn)算根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算確定的實(shí)際中心距 A，是否符合兩軸間齒輪嚙合要求的標(biāo)準(zhǔn)中心距 R，R 與 A 的差值 δ 為：δ=R-A驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)：中心距允差[δ]≤（0.001~0.009）mm。三種傳動(dòng)軸的驗(yàn)算公式見(jiàn)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 74 頁(yè)。經(jīng)計(jì)算，在軸 15 與主軸 1 之間，軸16 與主軸 3 之間需采用變位系數(shù)為 0.834 的變位齒輪；軸 15 與主軸 8 之間，軸 15 與主軸 12 之間，軸 16 與主軸 10 之間，軸 16 與主軸 14 之間需采用變位系數(shù)為 0.338 的變位齒輪；軸 22 與主軸 2 之間需采用變位系數(shù)為 0.667 的變位齒輪。1.6.4、繪制坐標(biāo)檢查圖（圖 6）19圖 1-6 坐標(biāo)檢查圖繪制坐標(biāo)及傳動(dòng)關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的正確性。通過(guò)齒輪嚙合，檢查坐標(biāo)位置是否正確；檢查主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向；進(jìn)一步檢查個(gè)零件間有無(wú)干涉現(xiàn)象；檢查液壓泵、封油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否符合。1.7 繪制主軸箱總圖及零件圖主軸箱總圖及零件圖見(jiàn)附加圖紙中所示。2、攻絲主軸箱的設(shè)計(jì)特點(diǎn)202.1 攻絲專(zhuān)用機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的選擇2.1.1、組合機(jī)床上常用的攻絲方法在組合機(jī)床上常用絲錐攻制螺紋，其特點(diǎn)是當(dāng)絲錐攻入螺孔 1~2 扣之后，則絲錐自行引進(jìn)，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間的嚴(yán)格關(guān)系由絲錐自身保證，這是所謂“自引法“攻絲，若絲錐每分鐘回轉(zhuǎn) n 轉(zhuǎn)，則有： tS?=錐式中： ——絲錐每分鐘自行引進(jìn)量（毫米/分） ；錐Sn——絲錐每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分） ；t——絲錐的螺距，多頭螺紋為導(dǎo)程（毫米） 。為了保證絲錐穩(wěn)定可靠的攻入工件和不干擾絲錐的自行引進(jìn)，要求攻絲主軸系統(tǒng)向前進(jìn)給與絲錐的自行引進(jìn)完全同步。即： =fV錐S——主軸系統(tǒng)的前進(jìn)量（毫米/分） 。fV實(shí)際上，無(wú)論哪種攻絲主軸系統(tǒng)都難于達(dá)到這一點(diǎn)。因此，在組合機(jī)床上，絲錐和攻絲主軸系統(tǒng)絕大多數(shù)都不是剛性連接，而是在二者之間設(shè)有進(jìn)給差的補(bǔ)償環(huán)節(jié)，補(bǔ)償越靈活則加工出的螺紋精度越高。2.1.2、常用攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案通用機(jī)床加工螺紋的特點(diǎn)是主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系，即內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)。攻絲組合機(jī)床也不例外。根據(jù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)系統(tǒng)所選用的機(jī)構(gòu)不同，攻絲組合機(jī)床可以分為下列兩大類(lèi)：（1）采用攻絲動(dòng)力頭的攻絲組合機(jī)床（2）采用攻絲靠模裝置的攻絲組合機(jī)床※本設(shè)計(jì)中采用的即是第（2）類(lèi)：采用攻絲靠模裝置的攻絲組合機(jī)床。用攻絲靠模裝置加工內(nèi)螺紋的特點(diǎn)是，攻絲主軸系統(tǒng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由攻絲靠模機(jī)構(gòu)得到?？磕C(jī)構(gòu)由靠模螺桿和靠模螺母組成，其螺距應(yīng)等于被加工螺孔的螺距，當(dāng)靠模螺桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，則帶動(dòng)絲錐向前進(jìn)給一個(gè)螺距 ，要求 盡桿t桿t量接近 。工t攻絲靠模應(yīng)用于攻絲裝置中的情況是：電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)主軸通過(guò)靠模螺桿帶動(dòng)絲錐回轉(zhuǎn)，靠模螺桿通過(guò)攻絲接桿與絲錐連接，攻絲接桿是攻絲主軸靠模系統(tǒng)進(jìn)給量與絲錐自行引進(jìn)量的補(bǔ)償環(huán)節(jié)。當(dāng)主軸及靠模螺桿正轉(zhuǎn)時(shí)，由于靠模螺母的作用，使靠模螺桿按螺母的螺距帶動(dòng)絲錐進(jìn)給，攻絲結(jié)束后，主軸反轉(zhuǎn)，絲錐退回。由于攻絲過(guò)程中，只是靠模螺桿帶動(dòng)絲錐軸向移動(dòng)，因此主軸于靠模螺桿連接處，軸向可以相對(duì)滑動(dòng)，一般用滑鍵連接，滑動(dòng)的最大距離即攻絲的最大行程。按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，一般不超過(guò) 60 毫米。至于整個(gè)攻絲裝置，只要保留快速、調(diào)整等輔助運(yùn)動(dòng)即可。此種攻絲方法，靠模可以經(jīng)磨制得到較準(zhǔn)確的螺距，由于靠模桿帶動(dòng)絲錐進(jìn)給比較輕巧，再加上又有攻絲接桿補(bǔ)償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進(jìn)的21進(jìn)給差，則攻絲時(shí)可得到較高的精度。與攻絲動(dòng)力頭相比，攻絲裝置除了具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低的特點(diǎn)外，還由于每根靠模桿都有各自的螺距數(shù)值，因此可用一個(gè)攻絲裝置方便的加工處不同尺寸規(guī)格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量。攻絲的工作循環(huán)如下：2.2 攻絲卡頭及攻絲靠模裝置2.2.1、攻絲卡頭攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸，其主要作用是：1）保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動(dòng)對(duì)中，并保證絲錐順利的引進(jìn)。2）補(bǔ)償絲錐每分鐘引進(jìn)量與攻絲主軸每分鐘進(jìn)給量之差值，保證絲錐引進(jìn)與主軸進(jìn)給同步。因此，所選用的攻絲卡頭具有很好的定心性和補(bǔ)償靈活性，徑向尺寸較小。2.2.2、攻絲靠模裝置在組合機(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?！驹O(shè)計(jì)中采用了通用的 TO281 型攻絲靠模裝置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。222.3 攻絲行程控制機(jī)構(gòu)攻絲行程控制機(jī)構(gòu)用來(lái)控制攻絲工作循環(huán)，常見(jiàn)的形式有兩種：1、回轉(zhuǎn)式攻絲行程控制機(jī)構(gòu)，2、直線(xiàn)式攻絲行程控制機(jī)構(gòu)※本設(shè)計(jì)中采用了回轉(zhuǎn)式攻絲行程控制機(jī)構(gòu)中的 T7942 型控制機(jī)構(gòu)，它配置了組合行程開(kāi)關(guān)。攻絲主軸正向切削回轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪蝸桿、蝸輪，帶動(dòng)擋鐵盤(pán)回轉(zhuǎn)，當(dāng)攻絲到全深，盤(pán)相應(yīng)的轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，盤(pán)上的反向擋鐵壓下組合開(kāi)關(guān)中的反向觸點(diǎn)，攻絲電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲錐反轉(zhuǎn)退回，盤(pán)亦隨之反轉(zhuǎn)，待絲錐退到原位，盤(pán)上原位擋鐵重新壓下原位觸點(diǎn)，切斷電機(jī)電源，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，至此一個(gè)攻絲循環(huán)結(jié)束。若原位或反向觸點(diǎn)失靈，互鎖擋鐵隨即壓下互鎖觸點(diǎn)，使攻絲電機(jī)斷電起保護(hù)作用。根據(jù) T7942 攻絲行程控制機(jī)構(gòu)組合開(kāi)關(guān)和擋鐵的布置關(guān)系，在完成一個(gè)攻絲行程時(shí)，擋鐵的回轉(zhuǎn)角度須在 120°~300°范圍內(nèi)，約為 0.33~0.83 圈?！驹O(shè)計(jì)中， ，其中 = =50 轉(zhuǎn)/分蝸桿盤(pán) zn×=27蝸桿z24127n則 ≈2 轉(zhuǎn)/分盤(pán)因完成一個(gè)攻絲行程的時(shí)間 T= /80=0.366 分5.1所以完成一個(gè)攻絲行程，擋鐵會(huì)轉(zhuǎn)過(guò) 0.366×2=0.73 圈設(shè)計(jì)符合要求。232.4 主軸箱的其他問(wèn)題2.4.1、攻絲電機(jī)功率及轉(zhuǎn)速的選擇確定攻絲電機(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。 η切 削主 軸 箱 P=式中： ——消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為 kw；切 削——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。則： = = ≈1.68kw切 削PDTVπ974014.3529×= =2.1kw主 軸 箱 8.61=2.5 =6.25kw電 機(jī) 主 軸 箱所以通過(guò)查表選擇電動(dòng)機(jī)功率為 7.5kw。由于攻絲主軸的的轉(zhuǎn)速一般都比較低，為了便于設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，通常采用 n=1000 轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速。2.4.2、攻絲主軸的制動(dòng)攻絲主軸制動(dòng)的目的是消除攻絲主軸——靠模系統(tǒng)在其電機(jī)反轉(zhuǎn)停止時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使絲錐迅速而準(zhǔn)確的停止在原位上。除一些主軸數(shù)少且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的攻絲主軸箱外，一般攻絲主軸都要制動(dòng)。常用的制動(dòng)方式有制動(dòng)電機(jī)和電磁抱閘兩種?！驹O(shè)計(jì)中采用制動(dòng)電機(jī)，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)效果好。243、機(jī)床操作須知3.1、機(jī)床使用須知： 3.1.1、全面了解本機(jī)床的作用；3.1.2、機(jī)床工作前必須檢查：（1） 、冷卻液是否足夠。（2） 、各擋鐵和刀具位置是否正確，緊固是否可靠。（3） 、使機(jī)床空運(yùn)行幾個(gè)循環(huán)，檢查動(dòng)作是否正常，節(jié)拍時(shí)間，工作速度是否合乎要求，潤(rùn)滑是否充分，冷卻是否正常。3.1.3、發(fā)生故障時(shí)的處理：（1） 、立即按下按鈕，使機(jī)床停止工作。（2） 、檢查，分析故障原因，并采取相應(yīng)措施排除故障。（3） 、將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于‘調(diào)整’位置，使各動(dòng)力部件點(diǎn)動(dòng)復(fù)位。（4） 、檢查機(jī)床受損情況并視情況酌情處理，必要時(shí)請(qǐng)機(jī)修人員進(jìn)行修理。（5） 、機(jī)床修復(fù)后，須空運(yùn)行幾個(gè)工作循環(huán)，情況正常才能繼續(xù)工作。3.1.4、機(jī)床工作結(jié)束時(shí)的處理：（1） 、要使機(jī)床停止在原位狀態(tài)。（2） 、切斷電源開(kāi)關(guān)。（3） 、掃除切屑，將機(jī)床清理干凈，定位面等部位須擦干凈并涂上干凈潤(rùn)滑油。3.1.5、加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)工作，按要求定期更換潤(rùn)滑油3.2、機(jī)床操作順序人工上料→手動(dòng)按夾緊按鈕(工件夾緊)→主電機(jī)正轉(zhuǎn)（攻進(jìn)）→到位發(fā)訊→主電機(jī)反轉(zhuǎn)（攻退）→至原位發(fā)訊、主電機(jī)停止→人工下料。完成一工作循環(huán)。3.3、機(jī)床調(diào)整環(huán)節(jié)3.3.1 重要的互鎖條件：夾具未處于夾緊狀態(tài)時(shí)，攻絲機(jī)構(gòu)不允許動(dòng)作。3.4、一般故障排除的方法:3.4.1、動(dòng)力部件至終點(diǎn)不退回，檢查終點(diǎn)開(kāi)關(guān)或壓力繼電器信號(hào)是否發(fā)出；3.4.2、動(dòng)力部件不運(yùn)動(dòng)，檢查電源是否接通，各運(yùn)動(dòng)部件原位信號(hào)是否齊全。3.4.3、各運(yùn)動(dòng)部件速度不正常，檢查主軸箱的齒輪選擇是否正確；3.4.4、刀具切削刃磨損過(guò)快，檢查刀具材料是否正確。3.5、潤(rùn)滑說(shuō)明25主軸箱由內(nèi)部潤(rùn)滑泵供油潤(rùn)滑，主軸軸承采用高速鋰基脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油應(yīng) 10 周更換，油的牌號(hào)為 30#，容積 18L。小 結(jié)經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期緊張而有序的工作，我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于畫(huà)上了句號(hào)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，從查閱資料，翻譯外文，方案設(shè)計(jì)到最后形成裝配圖，大到總體結(jié)構(gòu)，小到每個(gè)螺釘，無(wú)不親身恭為。在指導(dǎo)教師張宇副教授的悉心指導(dǎo)下，D3115 柴油機(jī)機(jī)體頂面攻絲專(zhuān)用機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)得以順利完成。這里值得注意的是，主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)軸的位置布置應(yīng)該有多種方式，只要能夠滿(mǎn)足主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)要求就可以了。除了專(zhuān)業(yè)知識(shí)能“溫故而知新” ，還學(xué)到了更多課堂上沒(méi)接觸過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)也領(lǐng)略了機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)的博大精深。而且，學(xué)以致用，把理論知識(shí)用于實(shí)踐，加強(qiáng)了獨(dú)立思考能力和動(dòng)手能力。并一絲不茍地反復(fù)計(jì)算各種參數(shù)，校核和繪圖。其次，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我鞏固并強(qiáng)化了對(duì) AUTOCAD 等計(jì)算機(jī)繪圖軟件和OFFICE 辦公軟件的操作，增強(qiáng)了對(duì)計(jì)算機(jī)和英語(yǔ)知識(shí)的理解和運(yùn)用，獲益非淺。26致 謝為期近 3 個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在此，我非常感謝我的指導(dǎo)老師——張宇副教授，以及給我指點(diǎn)和幫助的徐紅麗老師，還有江蘇多棱數(shù)控機(jī)床有限公司的高級(jí)工程師——夏老師！在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，張宇副教授一直認(rèn)真負(fù)責(zé)地指導(dǎo)我，她嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的做學(xué)問(wèn)的態(tài)度值得我去學(xué)習(xí)，我遇到無(wú)法解決的難題時(shí)，她經(jīng)常能幫助我分析出問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，特別是在主軸箱的設(shè)計(jì)中，我的設(shè)計(jì)相當(dāng)?shù)臒┈?，是她教?dǎo)我如何做下去。同時(shí)，我也非常感謝大學(xué)四年，所有關(guān)心和教育過(guò)我的所有老師，你們教導(dǎo)我的話(huà)語(yǔ)，我一直銘記心中，并將激勵(lì)我在將來(lái)的生活中不斷的努力。在我即將畢業(yè)之際，我想對(duì)你們說(shuō)：“老師您辛苦了！”此外感謝我的母?！Ｖ莨W(xué)院，感謝她給了我成長(zhǎng)與鍛煉的機(jī)會(huì)！27參考文獻(xiàn)[1] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [S].機(jī)械工業(yè)出版社.1991[2] 大連組合機(jī)床研究所 .組合機(jī)床設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 1999[3] 任嘉卉.公差與配合手冊(cè)[S]. 機(jī)械工業(yè)出版社.1990[4] 清華大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)組聯(lián)合出版.機(jī)床原理[M].中央廣播電視大學(xué)出版社.1990[5] 謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.1994[6] 哈爾濱工業(yè)大學(xué) ,哈爾濱市教育局,《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》編寫(xiě)組. 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HSDM由有一個(gè)帶有輸入二個(gè)線(xiàn)性電動(dòng)機(jī)的平面并聯(lián)機(jī)械裝置組成。論文把重心集中在這一個(gè)綜合運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的并聯(lián)機(jī)器(PKM)上。綜合運(yùn)動(dòng)學(xué)是介紹了一種為了理想鉆孔操作和正確的點(diǎn)到點(diǎn)定位的輸入運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的新方法。綜合動(dòng)力學(xué)的目的是減少PKM使用彈簧機(jī)械要素時(shí)的輸入動(dòng)力。#2004 Elsevier 公司版權(quán)所有。關(guān)鍵詞: 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床; 高速鉆床; 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的綜合1.介紹在最近的幾年里，各式各樣的PKM被研究所和工業(yè)協(xié)會(huì)所介紹出來(lái)。 大部分, 但不是所有, 這些機(jī)器以眾所周知的斯圖爾特月臺(tái)[1]為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 這些并聯(lián)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是高公稱(chēng)的負(fù)載重量比，好的位置精度和堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)[2]。斯圖爾特式 PKM的主要缺點(diǎn)是相對(duì)機(jī)床尺寸的小工作空間和相對(duì)慢的操作速度 [3,4]。機(jī)床刀具的工作空間是指刀具尖端能夠移動(dòng)和切削材料所需要的容積。平面的斯圖爾特月臺(tái)的設(shè)計(jì)在[5]中被提到，像是對(duì)無(wú)CNC機(jī)器作翻新改進(jìn)的方法需要塑料的鑄模機(jī)制一樣。PKM[5]的設(shè)計(jì)允許可以調(diào)整幾何學(xué)已經(jīng)被規(guī)定了的最佳的再配置的任何路徑。 一般的，改變一根或較多連桿的長(zhǎng)度是以PKM受約束的順序來(lái)做幾何學(xué)的調(diào)整。在機(jī)床設(shè)計(jì)中，“定長(zhǎng)度連桿”的PKM應(yīng)用比“不定長(zhǎng)度連桿”的共同點(diǎn)要少的多。一個(gè)優(yōu)秀“定長(zhǎng)度連桿”型的機(jī)器例子被顯示在 [6]。Renault-Automation Comau已經(jīng)建造叫做“Urane SX”的機(jī)器。在此HSDM被描述成是一個(gè)利用帶有“定長(zhǎng)度連桿”組成的并聯(lián)機(jī)械裝置。鉆床操作在文學(xué)[7]中被很好的介紹了。汽車(chē)中工業(yè)，一項(xiàng)廣泛的實(shí)驗(yàn)研究關(guān)于高速鉆孔的操作在[8]中被報(bào)告。數(shù)據(jù)從數(shù)百個(gè)鉆床控制實(shí)驗(yàn)被收集起來(lái)，是為了具體指定鉆床質(zhì)量所必須的參數(shù)。理想的鉆床運(yùn)動(dòng)和制造高質(zhì)量鉆床的指導(dǎo)方針通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)的研究被呈現(xiàn)在[9]中。在被建議的PKM綜合中，我們遵循[9]中的結(jié)論。新推出的PKM的詳細(xì)機(jī)械結(jié)構(gòu)在[10,11]被介紹，機(jī)器的大致結(jié)構(gòu)顯示在圖1中；它有大的工作空間，高速點(diǎn)到點(diǎn)的高速運(yùn)動(dòng)和非常高的鉆速。并聯(lián)的機(jī)械29裝置提供給了Y和Z軸的動(dòng)作，X軸動(dòng)作是由工作臺(tái)提供的。為了達(dá)成高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，用了二個(gè)線(xiàn)性馬達(dá)來(lái)驅(qū)駛機(jī)械裝置和用一個(gè)高速的主軸來(lái)鉆孔。這篇論文的目的就是描述新的運(yùn)動(dòng)學(xué)的和動(dòng)力學(xué)綜合的方法的發(fā)展，為改良機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)為鉆床輸入動(dòng)作計(jì)劃和點(diǎn)到點(diǎn)定位，機(jī)器的誤差將會(huì)被減少，而且完成孔的質(zhì)量能被極大的提高。通過(guò)增加一個(gè)彈簧機(jī)械要素到PKM，輸入動(dòng)力就能被最小化以便機(jī)器的尺寸和能量損耗就被降低。數(shù)字模擬的正確查證和熱交換率的方法呈現(xiàn)在這篇論文中。2.PKM模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)方程式PKM模型的概要線(xiàn)圖在圖2中被顯示。由于機(jī)床刀具庫(kù)的一致，Z軸是沿著工具運(yùn)動(dòng)的方向的。PKM模型有部分1和部分6二個(gè)輸入指示(二個(gè)線(xiàn)性電機(jī))，和一個(gè)刀具的輸出動(dòng)作。在PKM模型應(yīng)用中，定位和鉆孔運(yùn)動(dòng)分別通過(guò) ( y 軸動(dòng)作相對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)的定位)和 (z軸動(dòng)作相對(duì)鉆孔)表示。剛體和柔性體的PKM模型運(yùn)動(dòng)方程式都被發(fā)展了。剛體方程式被用來(lái)綜合輸入鉆床的動(dòng)作計(jì)劃和輸入力量還原。柔性體方程式被用來(lái)在刀具點(diǎn)到點(diǎn)定位之后的剩余振動(dòng)控制。302.1.剛性連桿的PKM模型的運(yùn)動(dòng)方程式機(jī)械裝置[12]表現(xiàn)使用了數(shù)字集成,刀具設(shè)備(含工作臺(tái)，主軸和刀具3 部份)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式的發(fā)展依下列各項(xiàng)。刀具的變位是且其中b是點(diǎn)B和點(diǎn)C之間的距離,r是連桿AB的長(zhǎng)度(連桿AB、CD和CE的長(zhǎng)度是相等的)。刀具的速度是其中刀具的加速度是其中PKM模型的動(dòng)力學(xué)方程式的發(fā)展如方程（7）所示，使用了拉格朗日的第二個(gè)類(lèi)型的方程式[13]。其中t是系統(tǒng)的總動(dòng)能； 和 是總坐標(biāo)值和速度值; 是總力對(duì)應(yīng)到 的的值。k是坐標(biāo)系中總的獨(dú)立數(shù)目。在這里,