汽車減速器殼加工工藝及專用機(jī)床設(shè)計(jì)【鉆8φ20H7孔及鉆14-φ12H7孔】【說明書+CAD+3D】,鉆8φ20H7孔及鉆14-φ12H7孔,說明書+CAD+3D,汽車減速器殼加工工藝及專用機(jī)床設(shè)計(jì)【鉆8φ20H7孔及鉆14-φ12H7孔】【說明書+CAD+3D】,汽車,減速器,加工,工藝,專用,機(jī)床 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 題 目: 汽車減速器殼加工工藝與專用機(jī)床設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 劉延輝 學(xué) 號： 20041023 專業(yè)班級： 機(jī)自0402 指導(dǎo)教師： 馬玉平 2008年 2 月 25日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題應(yīng)達(dá)到的目的： 汽車減速器殼是汽車上的的主要零件，屬于大批大量生產(chǎn)。生產(chǎn)中常用組合機(jī)床組成的流水線進(jìn)行組織生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)涉及到機(jī)制專業(yè)學(xué)生所學(xué)的專業(yè)課，專業(yè)基礎(chǔ)課，能充分得到機(jī)制專業(yè)方面能力的訓(xùn)練。研究組合機(jī)床的總體布局、各部件結(jié)構(gòu)、多軸箱的設(shè)計(jì)、夾具的設(shè)計(jì)等，按照課題要求合理設(shè)計(jì)出專用組合機(jī)床。該課題有利于提高學(xué)生的（1）綜合應(yīng)用能力（2）應(yīng)用參考文獻(xiàn)的能力（3）設(shè)計(jì)能力（4）計(jì)算能力（5）計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力（6）分析問題的能力（7）創(chuàng)新能力等 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 1， 根據(jù)給定的零件，利用三維實(shí)體造型軟件造型； 2， 編制零件加工工藝； 3， 減速器殼組合機(jī)床鉆孔加工三圖一卡的繪制； 4， 多軸箱裝配圖一張； 5， 夾具裝配圖一張； 6， 主要零件圖； 7， 英文翻譯一份； 8， 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份。 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 3．對本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)、圖表、實(shí)物樣品等〕： 1．外文文獻(xiàn)翻譯1份 ，不少于3000漢字 2．實(shí)習(xí)報(bào)告或方案論證報(bào)告1份 3．圖紙量不少于零號圖紙4張 4．完成設(shè)計(jì)說明書（含畢業(yè)設(shè)計(jì)心得）1份，格式規(guī)范 4．主要參考資料： [1]. 謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊 機(jī)械工業(yè)出版社，1998-10 [2]. 李慶余，張佳主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003-8 [3]. 大連組合機(jī)床研究.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊.機(jī)械工業(yè)出版社,1975 [4]. 大連組合機(jī)床研究.組合機(jī)床設(shè)計(jì)（機(jī)械部分）.機(jī)械工業(yè)出版社，1975-6 [5]. 吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.北京：高等教育出版社, 1999 [6]. 唐金松.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社 [7]. （美）HIRAM E·GRANT.夾具—非標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置.機(jī)械工業(yè)出版社,1975 [8]. 沈陽工業(yè)大學(xué),大連鐵道學(xué)院,吉林工學(xué)院.組合機(jī)床設(shè)計(jì).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1985 [9]. 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽工學(xué)院,第一汽車制造廠職工大學(xué).機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1990 [10]. 楊黎明,楊志勤.機(jī)械設(shè)計(jì)簡明手冊.北京：國防工業(yè)出版社，2008-1 [11]. 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零件的分析 8 4 方案對比 8 論證結(jié)果 9 參考資料 10 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題應(yīng)達(dá)到的目的 汽車減速器殼是汽車上的的主要零件，屬于大批大量生產(chǎn)。生產(chǎn)中常用組合機(jī)床組成的流水線進(jìn)行組織生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)涉及到機(jī)制專業(yè)學(xué)生所學(xué)的專業(yè)課，專業(yè)基礎(chǔ)課，能充分得到機(jī)制專業(yè)方面能力的訓(xùn)練。研究組合機(jī)床的總體布局、各部件結(jié)構(gòu)、多軸箱的設(shè)計(jì)、夾具的設(shè)計(jì)等，按照課題要求合理設(shè)計(jì)出專用組合機(jī)床。該課題有利于提高學(xué)生的（1）綜合應(yīng)用能力（2）應(yīng)用參考文獻(xiàn)的能力（3）設(shè)計(jì)能力（4）計(jì)算能力（5）計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力（6）分析問題的能力（7）創(chuàng)新能力等 1.2本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 1、 根據(jù)給定的零件，利用三維實(shí)體造型軟件造型； 2、 編制零件加工工藝； 3、 減速器殼組合機(jī)床鉆孔加工三圖一卡的繪制； 4、 多軸箱裝配圖一張； 5、 夾具裝配圖一張； 6、 主要零件圖； 7、 英文翻譯一份； 8、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份。 2 文獻(xiàn)綜述 2.1 組合機(jī)床的組成 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定外形和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機(jī)床。 組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。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，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。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)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。 組合機(jī)床一般用于加工箱體類或非凡外形的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動，也可實(shí)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。 專用機(jī)床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機(jī)床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機(jī)床。 通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機(jī)床提供主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。 支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進(jìn)給機(jī)構(gòu)的切削頭或夾具等的部件，有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。 輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。 控制部件是用以控制機(jī)床的自動工作循環(huán)的部件，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。 為了使組合機(jī)床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用，往往需要應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機(jī)床上加工，以提高機(jī)床的利用率。這類機(jī)床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床。 組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機(jī)和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(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。 2.2組合機(jī)床的特點(diǎn) （1）主要用于箱體類零件和其他不規(guī)則零件的的孔面加工。 （2）生產(chǎn)率高。因?yàn)楣ば蚣?，可多面，多工位，多軸，多刀同時(shí)自動加工。 （3）加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚣校蛇x用成熟的通用部件，精密夾具和自動工作循環(huán)來保證加工精度的一制性。 （4）研制周期短，便于設(shè)計(jì)，制造和使用維護(hù)，成本低。因?yàn)橥ㄓ没盗谢?，?biāo)準(zhǔn)化程度高，通用零部件占70%——90%，通用件可組織批量生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)制或外購。 （5）自動化程度高，勞動強(qiáng)度低。 （6）配置靈活，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化，組合化?？砂垂ぜ蚬ば蛞螅么罅客ㄓ貌考蜕倭繉Ｓ貌考`活組成加工各類零件用的組合機(jī)床及自動線；機(jī)床易于改裝；產(chǎn)品或工藝變化時(shí)，通用部件一般還可以重復(fù)使用。 2.3 機(jī)械自動化技術(shù) 動化技術(shù)（機(jī)床）是本世紀(jì)以來發(fā)展極迅速和影響極大的科學(xué)技術(shù)之一?，F(xiàn)代自動化技術(shù)是一種完全新型的生產(chǎn)力，是直接創(chuàng)造社會財(cái)富的主要手段之一，對人類的生產(chǎn)活動和物質(zhì)文明起著極大的推動作用。因此，自動化技術(shù)受到世界各國的廣泛重視和越來越多的應(yīng)用。 ??? 機(jī)械自動化（機(jī)床），主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)械自動化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。因此，發(fā)展我國的機(jī)械制造業(yè)自動化技術(shù)，符合我國社會主義的基本原則，符合我國現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。 ????國內(nèi)外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機(jī)器的操作采用自動控制器后，生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制（傳統(tǒng)）自動化、數(shù)字控制自動化、計(jì)算機(jī)控制自動化。只有建立了自動化工廠后，生產(chǎn)過程才能全盤自動化，才能使生產(chǎn)率全面提高，達(dá)到自動化的高級理想階段。 ??? 機(jī)械自動化技術(shù)從本世紀(jì)20年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用，60年代后為適應(yīng)市場的需求和變化，為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對市場靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程，并能夠自動地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。社會實(shí)踐證明，這種定義下的制造系統(tǒng)自動化與當(dāng)代大多數(shù)企業(yè)的實(shí)際不相容。當(dāng)代社會還沒有在科學(xué)技術(shù)、物質(zhì)和人員方面準(zhǔn)備好實(shí)現(xiàn)這一自動化的條件，硬要這么做只會事倍功半。這種情況對于離散生產(chǎn)方式的機(jī)械制造業(yè)也不例外，難度會更大些。 組合加工機(jī)床 ????80年代國際上出現(xiàn)了開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing），柔性自動化生產(chǎn)模式也有這種情況。初期犆犐犕犛以信息集成為重點(diǎn)，以較高的自動化程度為特征，但在實(shí)現(xiàn)過程中遇到了困難。鑒于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的全盤自動化所需的巨額投入（一個全盤自動化工廠耗資數(shù)百億美元，柔性制造系統(tǒng)一般價(jià)格為600～2500萬美元），所承擔(dān)的巨大風(fēng)險(xiǎn)，加之技術(shù)上的難度與可靠性等問題，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家已開始“碰壁轉(zhuǎn)產(chǎn)”，轉(zhuǎn)而注重信息集成的效果，追求低成本自動化LCA(Low Cost Automation）的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式。目前，世界各國的機(jī)械自動化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進(jìn)。 實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械自動化技術(shù)是一個長期的過程，不可能一蹴而就。當(dāng)前，我國還處在社會主義初級階段，經(jīng)濟(jì)、財(cái)力、生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國民素質(zhì)等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會增加。機(jī)械自動化最大限度地提高勞動生產(chǎn)率，勞動力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個現(xiàn)實(shí)問題。我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機(jī)械制造業(yè)目前有11.4萬個企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動占有相當(dāng)?shù)谋戎兀覈塥?dú)立開發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)的企業(yè)可以說沒有；我國機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準(zhǔn)低，不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。在我國這種國情下，要把龐大的勞動力大軍從機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)崗位上撤下來，投入巨額資金改造現(xiàn)有的大量落后設(shè)備和研制大量的現(xiàn)代自動化裝備及控制裝置，在科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)和人員素質(zhì)不太高的情況下采用先進(jìn)的技術(shù)裝備，都是不現(xiàn)實(shí)的。普遍發(fā)展應(yīng)用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的“全盤自動化”或“高度自動化”，我國并不具備必要的基礎(chǔ)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和投資能力。因此，要不要普遍發(fā)展全盤自動化或高度自動化CIMS技術(shù)，一定要慎重行事。而且全盤自動化或高度自動化的CIMS技術(shù)也并非我國機(jī)械制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，只能列為機(jī)械制造自動化技術(shù)的主要發(fā)展方向。當(dāng)前我國機(jī)械制造業(yè)決不是追求全盤自動化或高度自動化的時(shí)候，不是大搞自動化，形成自動化熱的時(shí)候。 ??? 應(yīng)該發(fā)展工藝成熟的大批量生產(chǎn)的自動化技術(shù)。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)量很大，具有連續(xù)流水作業(yè)和綜合機(jī)械化的良好條件。應(yīng)發(fā)展生產(chǎn)效率高和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果良好的生產(chǎn)自動線，并在自動線的基礎(chǔ)上按先進(jìn)的工藝方案建立綜合自動化車間和全盤自動化工廠。組合加工機(jī)床自動線和專用機(jī)床自動線成本低，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。我國現(xiàn)階段，在產(chǎn)品數(shù)量較大的同類產(chǎn)品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產(chǎn)中，自動化設(shè)備仍然是半自動機(jī)床、自動機(jī)床、組合機(jī)床及其組成的自動線、回轉(zhuǎn)體零件加工自動線等。而在大批量的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和裝配等生產(chǎn)中，采用剛性自動化（自動單機(jī)或自動線）則是合理可行的，能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；對于品種稍多的成批生產(chǎn)，應(yīng)采用由快速重新調(diào)整的設(shè)備組合加工機(jī)床或流水線、可更換主軸箱組合機(jī)床自動線、短自動線和復(fù)合制造單元，實(shí)現(xiàn)成組自動化；而單件小批量生產(chǎn)，應(yīng)從推廣成組技術(shù)入手，適當(dāng)發(fā)展采用數(shù)控機(jī)床或加工中心，有針對性地建立一些柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell），可取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。 3 零件工藝分析 3.1 工藝方案的擬訂 確定工藝方案的基本原則 1. 粗精加工分開原則 粗加工時(shí)的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大壓力引起的工件變形以及切削震動等，對精加工工序十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。 2. 工序集中原則 （1） 適當(dāng)考慮相同類型工序的集中 在條件允許時(shí)，把相同工序集中在一臺機(jī)床或同一工位上加工，能簡化循環(huán)和結(jié)構(gòu)。 （2） 有相對位置精度要求的工序應(yīng)集中加工 如箱體各面上主要的傳動軸孔，相互間有嚴(yán)格的位置精度，為避免二次安裝誤差影響和便于機(jī)床精度的調(diào)整與找正，這類孔的精密加工應(yīng)集中在一臺機(jī)床上一次安裝下完成。 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問題 1. 按一般原則擬訂工藝方案時(shí)的一些限制 （1） 孔間中心距的限制 根據(jù)切削扭距計(jì)算要求，主軸軸徑和軸承外徑有一最小許用尺寸；當(dāng)孔間距小于相應(yīng)主軸軸間距許用值時(shí)，如果孔系相應(yīng)位置精度要求不甚嚴(yán)格，則可將近距孔分散在幾個工位或幾臺機(jī)床上分別加工。 （2） 工件結(jié)構(gòu)工藝性不好的限制 有些工件結(jié)構(gòu)工藝性不好，如箱體多層壁上的同軸線的孔徑中間大兩頭小時(shí)，則進(jìn)刀困難。 2. 其他應(yīng)注意的問題 （1） 精鏜孔時(shí)應(yīng)注意孔表面是否允許留有退刀刀痕。 （2） 對相互結(jié)合的兩殼體零件，均應(yīng)分別從結(jié)合面加工連接孔。 （3） 鉆階梯孔時(shí)，應(yīng)先鉆大孔后鉆小孔。 （4） 平面一般采用銑削加工。 （5） 在制定一個加工工件的幾臺成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。 擬訂組合機(jī)床工藝方案的步驟 1. 分析、研究加工要求和現(xiàn)場工藝 2. 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方向變化。對于毛坯基準(zhǔn)選擇要考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性；對于光面定位基準(zhǔn)的選擇要考慮基面與加工部位間位置尺寸關(guān)系。定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的夾緊力最小，并且夾具易于設(shè)置導(dǎo)向和通過刀具。 3. 影響工藝方案的主要因素 （1） 加工的工序內(nèi)容和加工精度 （2） 被加工零件的特點(diǎn) a. 工件材料及硬度 b. 加工部位的結(jié)構(gòu)形狀 c. 工件的剛性 （3） 零件的生產(chǎn)批量 （4） 使用廠后方車間制造能力 4. 確定工序間余量 為可靠地保證加工質(zhì)量，必須合理確定工序間余量。組合機(jī)床孔加工常用工序間余量參見下表， 加工工序 加工孔徑 工序特點(diǎn) 直徑上工序間余量 擴(kuò)孔 φ10～φ20 鉆孔后擴(kuò)孔 1.5～2.6 粗孔后精孔 0.5～1.0 φ20～φ50 鉆孔后擴(kuò)孔 2.0～0.5 粗?jǐn)U后精擴(kuò) 1.0～1.5 鉸孔 φ10～φ20 0.10～0.20 φ20～φ30 0.15～0.52 φ30～φ50 0.20～0.30 φ50～φ80 0.25～0.35 φ80～φ100 0.30～0.40 5.刀具結(jié)構(gòu)的選擇 (1) 只要條件許可,應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具和一般簡單刀具. (2) 為提高工序集中程度或保證加工精度,可采用先后加工或同時(shí)加工兩個或兩個以上表面的復(fù)合刀具. (3) 采用鏜床和絞刀的原則: 下列情況選用絞刀有利:孔面不連續(xù),鏜削時(shí)易產(chǎn)生震動,影響孔的圓度;在機(jī)床上對刀不夠方便;加工孔徑小于φ40mm且要求較高的同心孔系;加工節(jié)拍短,要求不常調(diào)刀且尺寸精度較穩(wěn)定.除上述情況外,應(yīng)優(yōu)先選用鏜削工藝. (4) 選擇刀具結(jié)構(gòu)必須考慮工件材料特點(diǎn). 確定組合機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 1. 要注意排屑通暢 2. 注意相關(guān)連的機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)的同一性 3. 應(yīng)注意機(jī)床使用條件 組合機(jī)床方案分析比較的主要指標(biāo) 1. 機(jī)床加工精度和生產(chǎn)率 2. 機(jī)床使用方便性和自動化程度 3. 經(jīng)濟(jì)性與可靠性 3.2 零件的分析 一、零件的用途 該零件是汽車后輪的一個重要組成部分，因考慮到汽車在行駛過程中允許頻繁震動，故要求抗磨高，減震性好，所以選用球墨鐵作為材料。因年產(chǎn)量4000件，屬大批量生產(chǎn)。要保證生產(chǎn)效率，需從精度面來選擇加工方法。此外該零件采用鑄件做毛坯。 二、零件的技術(shù)要求 1. 未注明的鑄造圓角半徑R為2-3mm。 2. 鑄造的拔模斜度不大于2°。 3. 未注命的倒角為1×45°，粗糙度為Ra=50。 4. 不允許有影響質(zhì)量和使用性能的裂紋，氣孔及夾渣。 5. 允許用焊補(bǔ)的方法對鑄件的缺陷做工藝上的合理修補(bǔ)，但修補(bǔ)后零件的 機(jī)械強(qiáng)度和使用性能不得降低并符合圖樣要求，螺釘及其附近不允許有焊補(bǔ)。 6. 非加工面涂防銹漆。 三、零件的工藝分析 零件的主要加工為小端面14個孔和大端面8個孔。這些孔與內(nèi)腔孔的位置精度要求比較高，且要求與端面的垂直度保證。加工時(shí)得把內(nèi)腔孔和端面作為其精度依據(jù)。 四、確定工序間余量 根據(jù)上表,該工位的余量分別為: 小孔鉆φ10.1mm、擴(kuò)φ12.0mm 大孔鉆φ17.3mm、擴(kuò)φ19.8mm 4 方案對比 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證加工精度，首先，需要使工件在機(jī)床上占有正確的位置（定位），然后將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變。這一過程為工件的裝夾。用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的裝置稱為機(jī)床夾具。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中專用夾具的設(shè)計(jì)是其中重要的一部分。專用夾具一般由以下幾部分組成： （1）定位元件。用于確定工件正確位置的元件。 （2）夾緊裝置。用于固定工件既定位置、使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置。夾緊裝置通常由夾緊元件、增力及動力裝置等組成。 （3）導(dǎo)向和對刀元件。用于確定工件與刀具位置的元件。 （4）夾具體。連接夾具上各元件、裝置及機(jī)構(gòu)使之成為一個整體的基礎(chǔ)件，并通過它將夾具裝在機(jī)床上。 （5）其他元件及裝置。根據(jù)夾具的特殊需要而設(shè)置的元件或裝置，如分度裝置等。 (6)動力裝置。有的夾具采用氣動或液動等動力裝置。 有上述分析，并參考有關(guān)書籍現(xiàn)制定一下兩種方案： 方案1：采用兩個v形塊和一個定位銷定位，限制了五個自由度；用偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊；用分度裝置和可換鉆套等輔助元件。 方案2：采用一面兩銷定位，用兩個定位銷定位，限制六個自由度；用液壓夾緊裝置進(jìn)行夾緊；用多個可換鉆套不用分度裝置。 論 證 結(jié) 果 箱體類零件多采用一面雙銷組合定位。 液壓夾緊裝置與偏心輪夾緊裝置相比有以下幾個特點(diǎn)： （1）油壓力可達(dá)6MPa，油缸尺寸小，無需增力機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。 （2）液體不可壓縮，夾緊裝置剛度大、工作穩(wěn)定、夾緊可靠、夾緊動作迅速、操作省力。 （3）勞動條件好。 方案1采用了分度裝置雖然減少了鉆套的數(shù)量，但是每鉆完一個空都要調(diào)整分度裝置，這樣就降低了加工效率；方案2用了多個鉆套這樣就可以一個工步加工完所有的孔效率較高。 由上面的分析，選用方案2較好。 參 考 資 料 [1]沈陽工業(yè)大學(xué)，大連鐵道學(xué)院，吉林工學(xué)院.組合機(jī)床設(shè)計(jì).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985. [2]許曉腸.專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社，2003. [3]周誦明.畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.湖北：華中理工大學(xué)出版社，1992. [4]王啟義.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京:冶金工業(yè)出版社,2002. 10 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目: 汽車減速器殼加工工藝及專用機(jī)床設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 劉延輝 學(xué) 號： 2004142023 專業(yè)班級： 機(jī)自0402 指導(dǎo)教師： 馬玉平 2008年 5 月 30 日 1 目 次 1 組合機(jī)床概述 1.1 課題來源………………………………………………………………………1 1.2 組合機(jī)床簡介…………………………………………………………………1 1.3 組合機(jī)床的特點(diǎn)………………………………………………………………3 1.4 組合機(jī)床的分類和組成………………………………………………………4 1.5 組合機(jī)床的工藝范圍及發(fā)展方向……………………………………………4 2 零件的工藝分析與制定 2.1 工藝方案的擬訂………………………………………………………………5 2.2 零件的分析……………………………………………………………………7 2.3 切削用量的確定………………………………………………………………9 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——“三圖一卡” 3.1 被加工零件工序圖……………………………………………………………11 3.2 加工示意圖……………………………………………………………………12 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖………………………………………………………………16 3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡…………………………………………………………………18 4 多軸箱設(shè)計(jì) 4.1 大多軸箱的設(shè)計(jì)………………………………………………………………21 4.2 小多軸箱的設(shè)計(jì)………………………………………………………………28 5 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 5.1 設(shè)計(jì)要求………………………………………………………………………36 5.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案…………………………………………………………36 6 傳動件驗(yàn)算 6.1 驗(yàn)算齒輪接觸強(qiáng)度……………………………………………………………38 6.2 驗(yàn)算主軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度…………………………………………………………39 設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………………………41 致謝…………………………………………………………………………………42 參考資料……………………………………………………………………………43 1 組合機(jī)床概述 1.1 課題來源 隨著中國制造業(yè)的發(fā)展，組合機(jī)床在大批量生產(chǎn)中已經(jīng)顯示出其巨大優(yōu)越性，應(yīng)用也越來越廣泛。組合機(jī)床與其它機(jī)床相比其優(yōu)越性為： （1）組合機(jī)床上通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占機(jī)床全部零部件的70——90%，因此設(shè)計(jì)制造的周期短，投資少。 （2）組合機(jī)床的生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強(qiáng)度低。 （3）組合機(jī)床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。 （4）組合機(jī)床對操作人員的技術(shù)要求不高。 （5）產(chǎn)品更新時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件可以多次重復(fù)使用。 （6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動線，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。 本設(shè)計(jì)所選課題來源于工廠生產(chǎn)實(shí)際，生產(chǎn)零件是汽車減速器殼殼體。由于工序集中及產(chǎn)品精度等工藝要求，經(jīng)過綜合分析決定采用組合機(jī)床進(jìn)行加工。在組合機(jī)床設(shè)計(jì)過程中關(guān)鍵在于主軸箱的設(shè)計(jì)，選擇合適的主軸箱體，合理排布各軸的位置，合理分配各級傳動比等。 1.2 組合機(jī)床簡介 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。 組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的。廣大工人和技術(shù)人員，在總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)造這樣的高效率機(jī)床：它既有專用機(jī)床效率高結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，又有萬能機(jī)床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)新工件加工的特點(diǎn)。為此，將機(jī)床上帶動刀具對工件產(chǎn)生切削運(yùn)動的部分以及床身、立柱、工作臺等設(shè)計(jì)制造成通用的獨(dú)立部件，稱為“通用部件”。根據(jù)工件加工的需要，用這些通用部件配以部分專用部件就可以組成機(jī)床，這就是組合機(jī)床。當(dāng)工件改變了，還是用這些通用部件，只將部分專用部件改裝，又可以組成加工新工件的機(jī)床。 我國已創(chuàng)造了一整套通用部件，大致分為如下幾類：動力部分——動力頭、動力滑臺和動力箱；工件運(yùn)送部件——回轉(zhuǎn)工作臺、移動工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪；支撐部件——立柱、床身、底座和滑坐等；控制系統(tǒng)有通用的液壓傳動裝置、電器柜、傳動臺等。 組合機(jī)床對通用部件的一般要求： 1. 在小的外型尺寸的條件下能獲得大的進(jìn)給力和功率。這是實(shí)現(xiàn)集中工序的重要條件。 2. 動力部件的結(jié)構(gòu)必須有高的剛度，以便能采用合理的切削用量。 3. 動力部件的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動應(yīng)具有較大的變速范圍，以便能充分發(fā)揮切削刀具的性能。 4. 動力部件是帶動工具實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動（主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動）的部件。及進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須保證進(jìn)給的穩(wěn)定性。 5. 動力部件應(yīng)有較高的空行程速度，一般大于6——8米/分，并保證較高的從快進(jìn)到工作進(jìn)給的轉(zhuǎn)換精度，一般應(yīng)在1毫米以內(nèi)。 6. 通用部件一概有同一的聯(lián)系尺寸，應(yīng)能適用于各種不同狀態(tài)下的安裝。 1.3 組合機(jī)床的特點(diǎn) 組合機(jī)床是根據(jù)具體加工對象，用預(yù)先設(shè)計(jì)好的通用部件和通用零件，加上少量的專用部件或零件組成的，而通用部件和通用零件占整臺機(jī)床的70——90%，這就大大縮短了設(shè)計(jì)制造周期，減少了制造中的問題，提高了機(jī)床工作的可靠性，降低了機(jī)床制造成本。 組合機(jī)床和專用機(jī)床與萬能機(jī)床相比，有如下特點(diǎn)： 1. 由于組合機(jī)床是由70——90%的通用零件、部件組成，在需要的時(shí)候，它可以部分或全部進(jìn)行改裝，以組成適應(yīng)新的加工要求的新設(shè)備。這就是說，組合機(jī)床有重新組裝的優(yōu)越性。 2. 組合機(jī)床是按具體加工對象專門設(shè)計(jì)的。因而可以按最合理的工藝過程進(jìn)行加工。這在萬能機(jī)床上往往是不易實(shí)現(xiàn)的。 3. 在組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個方向采用多把刀具對幾個工件進(jìn)行加工。它是實(shí)現(xiàn)集中工序的最好途徑，是提高生產(chǎn)率的有效設(shè)備。 4. 組合機(jī)床能比較好的保證各孔之間的相互精度要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量；減少了工件工序間的般運(yùn)，改善勞動條件；也減少了機(jī)床占地面積。 5. 由于組合機(jī)床的通用部件可以是同類的通用部件，這就簡化了機(jī)床的維護(hù)和修理。在必要時(shí)可更換整個部件。 6. 組合機(jī)床通用部件可以組織專門工廠集中生產(chǎn)。這樣可以采用高效設(shè)備進(jìn)行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造生產(chǎn)成本。 1.4 組合機(jī)床的分類和組成 組合機(jī)床的通用部件分大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機(jī)功率為1.5——30千瓦的動力部件及其配套部件。這類動力部件多為箱體移動的結(jié)構(gòu)形式。小型通用部件是指電機(jī)功率在0.1——2.0千瓦的動力部件及其配套部件。這類動力部件多為套筒移動的結(jié)構(gòu)形式。用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型組合機(jī)床。用小型通用部件組成的機(jī)床成為小型組合機(jī)床。 組合機(jī)床除分為大型和小型外，按配置形式又分為單工位和多工位機(jī)床兩大類。單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種，多工位機(jī)床則有移動工作臺式、回轉(zhuǎn)工作臺式、中央工作臺式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等工作形式。 1.5 組合機(jī)床的工藝范圍及發(fā)展方向 組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器、儀表、縫紉機(jī)、自行車、閥門、礦山機(jī)械、冶金、航空、紡織機(jī)械及軍工等部門已獲得廣泛的使用，一些中小批量生產(chǎn)部門也在推廣使用。 組合機(jī)床及其自動線將獲得更加迅速的發(fā)展。其發(fā)展方向?yàn)椋? 1. 提高生產(chǎn)率 目前組合機(jī)床及其自動線的生產(chǎn)效率不斷提高，循環(huán)時(shí)間一般是1——2分鐘，有的只用10——30秒。提高生產(chǎn)效率的主要方法是改善機(jī)床布局，增加同時(shí)工作的刀具，減少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性能以及縮短輔助時(shí)間等。 2. 擴(kuò)大工藝范圍 現(xiàn)在組合機(jī)床及其自動線一般已不是完成一個工件的某幾道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。 3. 提高加工精度 現(xiàn)在組合機(jī)床及其自動線上又納入了很多精加工工序，為了使自動線能穩(wěn)定的保證加工精度，已廣泛采用自動測量和刀具自動補(bǔ)償技術(shù)，作到調(diào)刀不調(diào)車。 4. 提高自動化程度 組合機(jī)床發(fā)展十分迅速，越來越多的組合機(jī)床用于組成自動線。組合機(jī)床本身則是向全自向發(fā)展。為此，重點(diǎn)是解決工件夾壓自動化和裝卸自動化。 5. 提高組合機(jī)床及其自動線的可調(diào)性 為了提高中小批量生產(chǎn)的一些箱體件的生產(chǎn)效率，發(fā)展了可調(diào)的多工序多刀具的組合機(jī)床及其自動線，它們大多采用數(shù)字程序控制。除早期發(fā)展的多品種、組成加工的組合機(jī)床及其自動線外，還創(chuàng)造了自動換刀和自動控制切削用量的組合機(jī)床，還用于加工中小批生產(chǎn)箱體零件的可自動更換主箱的組合機(jī)床。用一臺這樣的機(jī)床就能完成一種工件的全部加工，能起到一條流水線的作用。 6. 創(chuàng)制超小型組合機(jī)床 為了適應(yīng)儀器儀表工業(yè)小箱體加工需要，創(chuàng)制超小型組合機(jī)床。這種機(jī)床多由超小型氣動或液壓動力頭配置而成，體積小，效率高，并能達(dá)到高的加工精度。 7. 發(fā)展專用組合機(jī)床及其自動線 隨著組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，過去一直被認(rèn)為需要按具體加工對象專門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床，現(xiàn)在可以為一些行業(yè)一定范圍的工件創(chuàng)制專用組合機(jī)床。這種機(jī)床不需要每次按具體加工對象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，而是可以作為通用品種進(jìn)行成批生產(chǎn)，用戶根據(jù)自己加工產(chǎn)品的需要，配上刀具及工藝裝備，即可組成加工一定對象的高效機(jī)床。 組合機(jī)床及其自動線在很多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，組合機(jī)床技術(shù)必將獲得更快的發(fā)展。 2 零件的工藝分析與制定 2.1 工藝方案的擬訂 2.1.1 確定工藝方案的基本原則 1. 粗精加工分開原則 粗加工時(shí)的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大壓力引起的工件變形以及切削震動等，對精加工工序十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。 2. 工序集中原則 （1） 適當(dāng)考慮相同類型工序的集中 在條件允許時(shí)，把相同工序集中在一臺機(jī)床或同一工位上加工，能簡化循環(huán)和結(jié)構(gòu)。 （2） 有相對位置精度要求的工序應(yīng)集中加工 如箱體各面上主要的傳動軸孔，相互間有嚴(yán)格的位置精度，為避免二次安裝誤差影響和便于機(jī)床精度的調(diào)整與找正，這類孔的精密加工應(yīng)集中在一臺機(jī)床上一次安裝下完成。 2.1.2 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問題 1. 按一般原則擬訂工藝方案時(shí)的一些限制 （1） 孔間中心距的限制 根據(jù)切削扭距計(jì)算要求，主軸軸徑和軸承外徑有一最小許用尺寸；當(dāng)孔間距小于相應(yīng)主軸軸間距許用值時(shí)，如果孔系相應(yīng)位置精度要求不甚嚴(yán)格，則可將近距孔分散在幾個工位或幾抬機(jī)床上分別加工。 （2） 工件結(jié)構(gòu)工藝性不好的限制 有些工件結(jié)構(gòu)工藝性不好，如箱體多層壁上的同軸線的孔徑中間大兩頭小時(shí)，則進(jìn)刀困難。 2. 其他應(yīng)注意的問題 （1） 精鏜孔時(shí)應(yīng)注意孔表面是否允許留有退刀刀痕。 （2） 對相互結(jié)合的兩殼體零件，均應(yīng)分別從結(jié)合面加工連接孔。 （3） 鉆階梯孔時(shí)，應(yīng)先鉆大孔后鉆小孔。 （4） 平面一般采用銑削加工。 （5） 在制定一個加工工件的幾臺成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。 2.1.3 擬訂組合機(jī)床工藝方案的步驟 1. 分析、研究加工要求和現(xiàn)場工藝 2. 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方向變化。對于毛坯基準(zhǔn)選擇要考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性；對于光面定位基準(zhǔn)的選擇要考慮基面與加工部位間位置尺寸關(guān)系。定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的夾緊力最小，并且夾具易于設(shè)置導(dǎo)向和通過刀具。 3. 影響工藝方案的主要因素 （1） 加工的工序內(nèi)容和加工精度 （2） 被加工零件的特點(diǎn) a. 工件材料及硬度 b. 加工部位的結(jié)構(gòu)形狀 c. 工件的剛性 （3） 零件的生產(chǎn)批量 （4） 使用廠后方車間制造能力 4. 確定工序間余量 為可靠地保證加工質(zhì)量，必須合理確定工序間余量。組合機(jī)床孔加工常用工序間余量參見下表， 加工工序 加工孔徑 工序特點(diǎn) 直徑上工序間余量 擴(kuò)孔 φ10～φ20 鉆孔后擴(kuò)孔 1.5～2.0 粗?jǐn)U后精擴(kuò) 0.5～1.0 φ20～φ50 鉆孔后擴(kuò)孔 2.0～2.5 粗?jǐn)U后精擴(kuò) 1.0～1.5 鉸孔 φ10～φ20 0.10～0.20 φ20～φ30 0.15～0.25 φ30～φ50 0.20～0.30 φ50～φ80 0.25～0.35 φ80～φ100 0.30～0.40 5.刀具結(jié)構(gòu)的選擇 (1) 只要條件許可,應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具和一般簡單刀具。 (2) 為提高工序集中程度或保證加工精度,可采用先后加工或同時(shí)加工兩個或兩個以上表面的復(fù)合刀具。 (3) 采用鏜床和絞刀的原則: 下列情況選用絞刀有利:孔面不連續(xù),鏜削時(shí)易產(chǎn)生震動,影響孔的圓度；在機(jī)床上對刀不夠方便；加工孔徑小于φ40mm且要求較高的同心孔系；加工節(jié)拍短,要求不常調(diào)刀且尺寸精度較穩(wěn)定。除上述情況外,應(yīng)優(yōu)先選用鏜削工藝。 (4) 選擇刀具結(jié)構(gòu)必須考慮工件材料特點(diǎn). 2.1.4 確定組合機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 1. 要注意排屑通暢 2. 注意相關(guān)連的機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)的同一性 3. 應(yīng)注意機(jī)床使用條件 2.1.5 組合機(jī)床方案分析比較的主要指標(biāo) 1. 機(jī)床加工精度和生產(chǎn)率 2. 機(jī)床使用方便性和自動化程度 3. 經(jīng)濟(jì)性與可靠性 2.2 零件的分析 2.2.1 零件的用途 該零件是汽車后輪的一個重要組成部分，因考慮到汽車在行駛過程中允許頻繁震動，故要求抗磨高，減震性好，所以選用球墨鐵作為材料。因年產(chǎn)量4000件，屬大批量生產(chǎn)。要保證生產(chǎn)效率，需從精度面來選擇加工方法。此外該零件采用鑄件做毛坯。 2.2.2 零件的技術(shù)要求 1. 未注明的鑄造圓角半徑R為2-3mm。 2. 鑄造的拔模斜度不大于2°。 3. 未注命的倒角為1×45°，粗糙度為Ra=50。 4. 不允許有影響質(zhì)量和使用性能的裂紋，氣孔及夾渣。 5. 允許用焊補(bǔ)的方法對鑄件的缺陷做工藝上的合理修補(bǔ)，但修補(bǔ)后零件的 機(jī)械強(qiáng)度和使用性能不得降低并符合圖樣要求，螺釘及其附近不允許有焊補(bǔ)。 6. 非加工面涂防銹漆。 2.2.3 零件的工藝分析 零件的主要加工為小端面14個孔和大端面8個孔。這些孔與內(nèi)腔孔的位置精度要求比較高，且要求與端面的垂直度保證。加工時(shí)得把內(nèi)腔孔和端面作為其精度依據(jù)。 2.2.4 確定工序間余量 根據(jù)上表,該工位的余量分別為: 小孔鉆φ10.1mm、擴(kuò)φ12.0mm 大孔鉆φ17.3mm、擴(kuò)φ19.8mm 2.2.5 零件的工藝方案 1. 粗，精車φ40mm的凸臺面和待加工零件右端面，以左端面定位，在專用立式車床進(jìn)行加工，采用專用夾具； 2. 粗, 精車φ180mm和φ213mm，φ330mm外圓柱面，以右側(cè)外圓柱面定位在CA6140普通車床上加工，采用專用夾具； 3. 粗，精銑待加工零件左端面和φ330mm左端面，以心軸定位，在專用銑床上加工，采用專用夾具 ； 4. 粗，半精鏜右φ135mm和φ140mm的內(nèi)圓孔面，以φ180mm外圓柱面及左端面定位，在專用臥式鏜床上進(jìn)行加工，采用專用夾具； 5. 粗，半精鏜左φ135和φ136mm的內(nèi)圓孔面，以右φ135mm內(nèi)圓孔面及φ40mm的凸臺面定位，在專用臥式鏜床上進(jìn)行加工，采用專用夾具； 6. 鉆、擴(kuò)加工8個φ20mm連接孔和14個M12-6H螺紋孔，在專用臥式雙面組合機(jī)床上加工，采用專用夾具； 7. 鉸加工8個φ20mm連接孔，在專用組合機(jī)床上加工，采用專用夾具； 8. 攻絲14個M12-6H螺紋孔，在專用組合機(jī)床上加工，采用專用夾具； 9. 銑削寬為23mm的圓環(huán)槽，在專用銑床上加工，采用專用夾具； 10. 倒角C1、C2； 11. 熱處理； 12. 去毛刺； 13. 研磨φ135mm和φ136mm的內(nèi)圓孔面，在專用臥式雙面鏜床上進(jìn)行加工，采用專用夾具； 14. 去毛刺，清理； 15. 終檢； 現(xiàn)就針對雙面鉆孔這道工序設(shè)計(jì)一臺組合機(jī)床。這些要加工的孔都是按圓周分布的，那么采用同一工位上對各個孔同時(shí)精加工比較理想?？椎奈恢镁纫蟊容^高，所以采用固定夾具的單工位組合機(jī)床?？紤]到若用一個多軸箱，勢必要把這么多的兩組鉆頭裝到一起，這樣對多軸箱的設(shè)計(jì)、零件加工還是鉆模的設(shè)計(jì)都帶來很多麻煩，所以綜合下來選用兩個多軸箱兩個方向同時(shí)加工，加工時(shí)的受力也會平衡一點(diǎn)，這樣最理想的就是臥式雙面鉆孔組合機(jī)床了。 夾具結(jié)構(gòu)通常有液壓試、電動式、翻轉(zhuǎn)式等幾種常用形式。由于本零件尺寸、質(zhì)量都較大，采用電動式不太方便，而采用翻轉(zhuǎn)式，使用手動來夾緊不太方便且效率低。故采用液壓式夾具，既省力，又節(jié)約了時(shí)間，利于提高生產(chǎn)率。 2.3 切削用量的確定 2.3.1 切削用量的選擇方法 1. 應(yīng)盡量做到合理選用所有刀具，充分發(fā)揮其使用性能。 2. 復(fù)合刀具切削用量選擇應(yīng)考慮刀具的使用壽命。保證刀具應(yīng)有的使用壽命，進(jìn)給量按復(fù)合刀具最小直徑選擇，切削速度按復(fù)合刀具最大直徑選擇。 3. 多軸鉆孔主軸刀頭均需定向快速進(jìn)退，各鉆軸轉(zhuǎn)速應(yīng)相等或成整數(shù)倍。 4. 選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。 5. 確定切削用量時(shí)，還需考慮動力滑臺的性能。 2.3.2 切削用量的確定 (1) 大孔的切削用量： 切削力： 切削轉(zhuǎn)矩： 切削功率： (2) 小孔的切削用量： 切削力： 切削轉(zhuǎn)矩： 切削功率： 3 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——“三圖一卡” 3.1被加工零件工序圖 3.1.1 被加工零件工序圖的作用和要求 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機(jī)床上或一條自動 上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位、以及被加工零件的材料、硬度和在和在本機(jī)床加工前毛胚情況的圖紙。它是原有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動線加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。被加工零件工序圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1） 在圖上應(yīng)表示出加工零件的形狀，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，以及刀具通過的可能性。 2） 在圖上應(yīng)表示出工件加工用基面和加壓的方向和位置，以便依次進(jìn)行夾具的支撐、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、表面粗糙度、位置尺寸及精度和技術(shù)條件（包括上道工序的要求及本機(jī)床保證的部分）。 4） 圖中應(yīng)表示出加工零件的名稱、材料、編號、硬度及被加工部位的余量。 3.1.2 編制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 1．本機(jī)床加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對稱公差換算成對稱公差。 2． 對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。 3． 當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。 根據(jù)本零件的綜合分析，零件的加工工序圖為： 3.2 加工示意圖 3.2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。是表示工藝方案具體內(nèi)容的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)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(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；是對機(jī)床總體布局和性能的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必須的重要技術(shù)文件。 加工示意圖應(yīng)表達(dá)和標(biāo)注的內(nèi)容有：機(jī)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(dǎo)向、拖架及多軸箱之間的相對尺寸；主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸及外伸長度；刀具類型、數(shù)量及結(jié)構(gòu)尺寸；接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸；刀具、導(dǎo)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。 3.2.2 繪制加工示意圖的注意事項(xiàng) 加工示意圖應(yīng)繪制成展開圖。按比例用細(xì)實(shí)線繪制出工件外形。加工部位、加工表粗實(shí)線。必須使工件和加工方法與機(jī)床布局相吻合。為簡化設(shè)計(jì)，同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的主軸只畫一根，但必須在主軸上標(biāo)明上標(biāo)注與工件孔號相對應(yīng)的軸號。一般主軸的分布不受真實(shí)距離的限制。當(dāng)主軸彼此間很近或需要設(shè)置結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，必須以實(shí)際中心距嚴(yán)格按比例畫，以便檢查相臨主軸、刀具輔具導(dǎo)向等是否相互干涉。主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起；刀具畫加工終了位置。采用標(biāo)準(zhǔn)通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，但必須加注規(guī)格代號；對一些專用結(jié)構(gòu)，如專用的刀具、導(dǎo)向、刀桿拖架專用接桿或浮動卡頭等，須用剖視圖表示其結(jié)構(gòu)，并標(biāo)注尺寸、配合及精度。 當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，加工示意圖必須用細(xì)實(shí)線畫出工件加工部位分布情況簡圖，并在孔旁標(biāo)明相應(yīng)的代碼，以便于設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。多面多工位的加工示意圖一定要分工位，按每個工位的加工內(nèi)容順序進(jìn)行繪制。并應(yīng)畫出工件在回轉(zhuǎn)工作臺或鼓輪上的位置示意圖，以便清楚地看出工件及在不同工位與相應(yīng)多軸箱主軸的相對位置。 3.2.3 選擇刀具、導(dǎo)向及有關(guān)計(jì)算 1．刀具的選擇 選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工精度、表面粗糙度、排屑及生產(chǎn)率等要求。只要條件允許，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具。為提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具?？准庸さ毒叩闹睆綉?yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，其長度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽離導(dǎo)向套外端面30～50mm，以利排屑和刀具磨損后有一定的向前調(diào)整量。刀具椎柄插入接桿孔內(nèi)長度，在繪制加工示意圖時(shí)應(yīng)注意從刀具總長中減去。 本零件加工時(shí)刀具選用如下： 小孔鉆：錐柄鉆-擴(kuò)復(fù)合刀具 刀具直徑鉆部分10.1mm，擴(kuò)部分12.00mm ，刀具總長度208mm，工作長度鉆部分31.6mm，擴(kuò)部分20mm。 大孔鉆：錐柄鉆-擴(kuò)復(fù)合刀具 刀具直徑擴(kuò)部分19.8mm，鉆部分17.3mm，刀具總長度336mm，工作長度擴(kuò)部分54mm，鉆部分40mm。 2．導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床加工孔時(shí)，除采用剛性主軸加工方案外，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。因此，正確選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和確定導(dǎo)向類型、參數(shù)、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的問題。 大孔加工示意： 小孔加工示意： 3．確定主軸類型、尺寸、外伸長度 主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)系結(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)。如刀桿有浮動連接或剛性連接，主軸則有短懸伸鉆孔主軸和長懸伸鉆孔主軸。主軸軸頸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù)選定的切削用量計(jì)算出切削轉(zhuǎn)矩T，根據(jù)公式初定直徑d，并考慮便于生產(chǎn)管理，適當(dāng)簡化規(guī)格。綜合考慮加工精度和具體工作條件，選定外伸長度L、外徑D和內(nèi)徑d1及配套的刀具接桿模氏錐度號等。對于精鏜類主軸，因其切削轉(zhuǎn)矩T較小，如按T值確定主軸直徑，則剛性不足。因此，應(yīng)按加工孔徑——鏜桿直徑——浮動卡頭規(guī)格——主軸直徑的順序，逐步推定主軸直徑。 大多軸箱主軸： 取30mm 大主軸選用：滾珠軸承主軸 參數(shù)：D=50mm d=36mm L=115mm 孔深 接桿莫式錐號為2 小多軸箱主軸： 由于主軸間距比較小，所以主軸取20mm 參數(shù)：D=30mm d=20mm L=115mm 孔深 接桿莫式錐號為1 4．選擇接桿 大主軸接桿： 莫氏2 小主軸接桿： 莫氏1 5．聯(lián)系尺寸 首先從同一多軸箱上所有刀具中找出影響連系尺寸的關(guān)鍵刀具，是其接桿最短，以獲得加工終了時(shí)多軸箱前端面到工件端面之間所需的最小距離，并據(jù)此確定全部刀具、接桿、導(dǎo)向拖架及工件之間的聯(lián)系尺寸。主軸端部須標(biāo)注直徑、長度、（D/d）、外伸長度L；刀具結(jié)構(gòu)尺寸需標(biāo)注直徑和長度；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)標(biāo)注直徑、長度、配合；工件至夾具之間的尺寸需標(biāo)注工件離導(dǎo)套端面的距離；還需標(biāo)注托架與刀具之間的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。 多軸箱端面到工件端面之間的距離是加工示意圖上最重要的聯(lián)系尺寸。為使所設(shè)計(jì)的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量縮小這一距離。這一距離取決于兩個方面：一是多軸箱上刀具、接桿、主軸等結(jié)構(gòu)和相互聯(lián)系所需的最小聯(lián)系尺寸；二是機(jī)床布局所需要的最小聯(lián)系尺寸。 6．切削用量 各主軸的切削用量應(yīng)標(biāo)注在相應(yīng)主軸后端。其內(nèi)容包括：主軸轉(zhuǎn)速ni、相應(yīng)刀具的切削速度vi、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fi和每分鐘進(jìn)給量fM。同一多軸箱各主軸的每分鐘進(jìn)給量是相等的，等于動力滑臺的工進(jìn)速度Vf,及fM=Vf。 7．動力部件工作循環(huán)及行程的確定 1）工作進(jìn)給長度的確定 大孔：mm 小孔：mm 2） 快速引進(jìn)長度的確定 快速引進(jìn)是指動力部件把刀具送到工件進(jìn)給位置，其長度按具體長度確定。本工序中大小孔都確定為200mm 3） 快速退回長度的確定 快速退回的長度等于快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長度之和。大孔為303mm，小孔為246mm。 4） 動力部件總行程的確定 動力部件總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離和刀具裝夾時(shí)及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸中取出時(shí)，動力部件需后退的距離。因此，動力部件總行程為快退行程與前后備量之和。 本工序中大孔前備量為50mm，后備量為300mm，總行程為653mm。 小孔前備量為50mm，后備量為300mm，總行程為596mm。 加工示意圖： 3.3 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖 3.3.1 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是以被加工零件的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的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。是用來表示機(jī)床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件的安裝位置、相互關(guān)系、運(yùn)動關(guān)系和操作防衛(wèi)的總體布局圖。用以檢驗(yàn)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。它可以看成是機(jī)床總體外觀總圖。 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖表示的內(nèi)容： 1） 表明機(jī)床的配置形式和總布局。以適當(dāng)數(shù)量的視圖，用統(tǒng)一比例畫出各主要部件的外廓形狀和相互位置。表明機(jī)床基本形式及操作者位置等。 2） 完整齊全地反映各部件的主要的裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動部件的運(yùn)動極限位置及各滑臺工作循環(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)格代號和電動機(jī)的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號及組件名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用及專用零部件，不得遺漏。 4） 標(biāo)明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。 3.3.2 繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖之前應(yīng)確定的內(nèi)容 1．選擇動力部件 動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。根據(jù)一定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合修理等因素，確定機(jī)床為臥式雙面液壓傳動組合機(jī)床，液壓滑臺實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動，選用配套的動力箱驅(qū)動多軸箱。 動力箱規(guī)格要與滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)多軸箱所需傳遞的切削功率來選用。在不需要精確計(jì)算多軸箱功率或多軸箱尚未設(shè)計(jì)出來之前，按下列簡化公式進(jìn)行估算： P多軸箱=P切削/η P切削――消耗于個主軸的切削功率的總和，單位為KW η――多軸箱的傳動效率，加工黑色金屬取0.8～0.9,加工有色金屬使取0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 這里取η=0.8 (1) 大孔： 選擇動力箱： 功率7.5KW 輸出轉(zhuǎn)速為720 (2) 小孔： 選擇動力箱： 功率5.5KW 輸出轉(zhuǎn)速為480 2．確定機(jī)床裝料高度H 裝料高度一般是自工件安裝基面至地面的垂直距離。在確定機(jī)床裝料高度時(shí)，首先要考慮工人操作的方便性；對于流水線要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度；對于自動線要考慮中間底座的足夠高度，以便允許內(nèi)腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850～1060之間選取。本次機(jī)床裝料高度取1192mm，并采用踏板形式。 3．確定夾具輪廓尺寸 工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面和面積需要。本夾具輪廓尺寸為長600mm，寬600mm，高950mm。 4．確定中間底座尺寸 中間底座的輪廓尺寸，在長寬向應(yīng)滿足夾具的安裝需求。它在加工方向的尺寸，由加工示意圖確定，本工序的中間底座尺寸為長650mm,寬650mm,高630mm。 5．確定多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用鉆、鏜類多軸箱的厚度是一定的，臥式為325mm，立式為340mm。因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h。根據(jù)實(shí)際情況，由于動力箱的選擇，我們可以初定大小多軸箱的輪廓尺寸了，大孔用多軸箱規(guī)格為630x630，小孔用多軸箱規(guī)格為630x500。 3.4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工件循環(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、動作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)既負(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)率的重要依據(jù)。 1．理想生產(chǎn)率Q 指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制工作時(shí)=1950h；兩班制=3900h； Q= （件/h） 2．實(shí)際生產(chǎn)率 指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 （件/h） 式中：——生產(chǎn)一個零件所需的時(shí)間（min）； ——機(jī)加工時(shí)間（min），包括動力部件工作進(jìn)給和死擋鐵停留時(shí)間。即 式中： ， ——分別為刀具第一，第二工作進(jìn)給行程長度(mm)； ， ——分別為刀具第一，第二工作進(jìn)給量(mm/min)； ——當(dāng)加工沉孔，止孔，倒角等時(shí)，動力滑臺在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5—10轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間 (min) ； —— 輔助時(shí)間（min），包括快進(jìn)時(shí)間，快退時(shí)間，工作臺移動或轉(zhuǎn)位時(shí)間裝卸工件時(shí)間；即 ，——分別為動力部件快行程長度，快退行程長度（mm）； ——動力部件的快速移動速度（mm/min）； ——工作臺移動或轉(zhuǎn)位時(shí)間（min），一般為0.05——0.13； ——裝卸時(shí)間（min），一般為0.5——1.5 。 3．機(jī)床負(fù)荷率 機(jī)床負(fù)荷率按下式 式中 Q——機(jī)床理想生產(chǎn)率（件/h）； A——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）； ——年工作時(shí)間（h）；單班制工作時(shí)=1950h；兩班制=3900h； 機(jī)床負(fù)荷率一般以75%——90%為宜。機(jī)床復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 本題生產(chǎn)率的計(jì)算列表 生產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號 毛坯種類 鑄鐵 名稱 汽車減速器殼 毛坯重量 材料 QT400-17 硬度 175-255HBS 工序名稱 鉆，擴(kuò) 工序號 序號 工步 名稱 工作行程 mm 轉(zhuǎn)速 r/min 進(jìn)給量 mm/r 進(jìn)給量 mm/min 工時(shí)/min 工進(jìn)時(shí)間 輔助時(shí)間 1 安裝工件 0.3 2 工件定位，夾緊 0.05 3 左滑臺快進(jìn) 200 5000 0.04 4 右滑臺快進(jìn) 200 5000 0.04 5 左滑臺工進(jìn) 100 240 0.25 60 1.67 6 右滑臺工進(jìn) 40 480 0.18 86.4 0.46 7 左死擋鐵停留 0.01 8 右死擋鐵停留 0.01 9 左滑臺快退 300 5000 0.06 10 右滑臺快退 240 5000 0.048 11 工件松開 0.05 12 卸下工件 0.3 備注 累計(jì) 1.67 0.81 單位總工時(shí) 2.48 機(jī)床生產(chǎn)率 24.19(件/小時(shí)) 理論生產(chǎn)率 30(件/小時(shí)) 機(jī)床負(fù)荷率 81% 4 多軸箱設(shè)計(jì) 4.1 大多軸箱的設(shè)計(jì) 4.1.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。 圖示1-2為本組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。 采用的是通用多軸箱，根據(jù)孔的位置也就確定了多軸箱主軸的分布形式。 大端面多軸箱選的規(guī)格為630×630mm，小端面多軸箱的規(guī)格為630×500mm。 大多軸箱原始依據(jù)圖： 軸號 主軸外伸尺寸（mm） 切削用量 D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/r) 1-8 50/36 115 鉆φ17.3、擴(kuò)φ19.8 240 15 0.25 各主軸外伸尺寸量及切削用量如下表： 4.1.2 主軸，齒輪的確定及動力計(jì)算 1． 主軸型式和直徑，齒輪模數(shù)的確定 主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法，刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)，刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)距。鉆孔常采用滾珠軸承主軸。長主軸采用接桿與刀具連接，靠鉆套導(dǎo)向。 齒輪模數(shù)m（單位mm）一般用類比法確定，也可按公式估算， 以驅(qū)動軸齒輪估算： 式中 P —— 齒輪所傳遞的功率，單位為kW； z —— 一對嚙合齒輪中小齒輪齒數(shù)； n —— 小齒輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 多軸箱中齒輪模數(shù)常用2，2.5，3，3.5，4幾種。為便于組織生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。 本設(shè)計(jì)的多軸箱中輸入齒輪模數(shù)采用4mm，其余齒輪模數(shù)采用3mm。 2．多軸箱所需動力的計(jì)算 由上面切削用量計(jì)算時(shí)得出的數(shù)據(jù) 切削力： 切削轉(zhuǎn)矩： 切削功率： 3．選擇主軸支承的配置形式 滾珠軸承主軸，前支撐為向心球軸承和推力軸承，后軸承為向心球軸承或圓錐滾子軸承，前支撐的推力球軸承設(shè)置在深溝球軸承的前邊，承受的軸向力大，適合于鉆孔工序。 4.1.3 傳動件設(shè)計(jì) 對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求： 1．在保證主軸的強(qiáng)度，剛度，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格，數(shù)量最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸，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)，可采用變位齒輪或微略改變傳動比的方法解決。 2．盡量不用主軸帶動主軸的方案。 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（最佳傳動比為1— 1/1.5），后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取至1/3——1/3.5；盡量避免用升速運(yùn)動。 4．驅(qū)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來麻煩。 擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是： 把全部主軸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(shè)置中心傳動軸；非同心圓分布的一些主軸，也宜設(shè)置中間傳動軸；然后根據(jù)已經(jīng)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傳動軸；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。 4.1.4 擬訂傳動路線 大多軸箱：（如果采用中間設(shè)定一傳動軸，直接帶動4根主軸，分成兩排交錯，共帶動8根主軸的話，那么我想要的傳動比1/3就沒法實(shí)現(xiàn)了，所以只有采用在中間環(huán)節(jié)再設(shè)定傳動軸的方案） 由于1-8軸在同心圓上面均布，可以在中心處設(shè)置一傳動軸同時(shí)帶動8根主軸，但是考慮到要求傳動比控制在1—1/1.5，所以在中心軸與主軸之間在設(shè)置一圈4根傳動軸，以達(dá)到比較理想的傳動比。根據(jù)所選擇的動力箱的規(guī)格，其輸出轉(zhuǎn)速為720r/min，和主軸所需要的轉(zhuǎn)速240r/min，得出總的傳動比為1：3。 共有8根主軸，為了減少傳動軸使整個多軸箱內(nèi)結(jié)構(gòu)比較緊湊，用一根傳動軸帶動兩根主軸，中間傳動環(huán)節(jié)共設(shè)置4根傳動軸，傳動軸1帶動主軸1、2；傳動軸2帶動主軸3、4；傳動軸3帶動主軸5、6；傳動軸4帶動主軸7、8。再把傳動軸1、2、3、4連到傳動軸9上，成同心均布，傳動軸0由驅(qū)動軸帶動。 （2）根據(jù)原始依據(jù)圖，算出驅(qū)動軸，主軸坐標(biāo)，如表： 主軸坐標(biāo)和驅(qū)動軸坐標(biāo)尺寸 坐標(biāo) 銷O1 驅(qū)軸O 主軸1 主軸2 主軸3 主軸4 主軸5 主軸6 主軸7 主軸8 X 0.000 256.000 256.000 362.230 402.500 362.230 265.000 167.770 127.500 167.770 Y 0.000 129.500 415.000 374.630 277.500 180.270 140.000 180.270 277.500 374.630 4.1.5 確定傳動軸位置及齒輪數(shù) 1．確定傳動軸9上的齒輪 驅(qū)動軸0的位置已固定了，總的傳動比為1/3，考慮到本多軸箱的特殊性，主軸和傳動軸的分布比較的集中，到最后設(shè)置油泵位置的時(shí)候不可能考慮由中間的傳動軸帶動，也不能用主軸來帶動，所以只能在外圍另外設(shè)置傳動軸來帶動。 但是還要考慮到不能和其他軸產(chǎn)生在箱體上的干涉，所以要求第一級傳動的齒輪不能太小，以免影響到油泵軸在箱體上的布置。油泵軸的理想轉(zhuǎn)速為550-800r/min，驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速為720r/min，通過適當(dāng)?shù)膫鲃颖瓤梢赃_(dá)到理想的效果。 因?yàn)橹鬏S的位置成圓周均布，所以在其中心設(shè)置傳動軸是最理想的方式，為使箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)緊湊，盡量避免使用升速傳動，所以預(yù)定的設(shè)計(jì)是在其中心設(shè)一根傳動軸，再用這根傳動軸來帶動4根傳動軸，這4根傳動軸每一根都帶動兩根主軸。 為使主軸齒輪不至于過大，往往最后一級采用升速傳動，固在這個多軸箱內(nèi)采用的傳動是先降速再升速。總的傳動比為1/3，為了使箱內(nèi)的傳動比簡單一些，在第一級傳動上面可以采用傳動比大一些，后蓋內(nèi)允許采用傳動比1/3—1/3.5。初定一級上大齒輪的齒數(shù)為52，已知驅(qū)動軸齒輪齒輪為22，模數(shù)為4，分度圓直徑為88mm。傳動比，則余下的傳動比為。其他的齒輪采用的模數(shù)為3，初定傳動軸9上的小齒輪齒數(shù)為23，則分度圓直徑為69mm，先試一下能不能再這一級傳動中把取下的傳動比都消化掉，按這樣計(jì)算的話，,選齒數(shù)為29，則Z1`的分度圓直徑為87mm，確切的傳動比為，可以滿足傳動比的要求了，那么最后一級傳動比可以設(shè)定為1：1。從圖中測得傳動軸1`與主軸一的中心距為71.92mm，近為72mm，則正好符合齒輪模數(shù)為3的要求，也就得出傳動軸1`上的齒輪和主軸的齒輪齒數(shù)均為24，但是又考慮到后面油泵軸位置的時(shí)候，為了不使其產(chǎn)生干涉，把最后一級齒輪做了下調(diào)整，采用75：69的方式，在所要的速度方面也可以接受。 2．確定油泵軸的位置和齒數(shù) 縱觀多軸箱的齒輪分布圖，可以在傳動軸9的大齒輪上帶動一根傳動軸10，把油泵軸與軸10連接，這樣就解決了空間布置部件干涉的問題了。首先要合理安排傳動軸10的位置，為使其在箱體上占用的位置不與主軸發(fā)生干涉，有作圖初定其分度圓直徑為168mm，齒數(shù)為42。其轉(zhuǎn)速為，再設(shè)一個升速的傳動與油泵軸齒輪相連，查閱油泵軸的資料，這里選用油泵的齒數(shù)為16，模數(shù)3，把傳動比設(shè)為2之后，油泵軸的轉(zhuǎn)速為754r/min.油泵軸的理想轉(zhuǎn)速為550-800r/min,符合要求。 3．確定手柄軸的位置 從上面可知，把傳動軸10正好做為手柄軸了，齒數(shù)為42，模數(shù)4。 綜所上述： d(mm) m z 位置 驅(qū)動軸齒輪 88 4 22 固定 傳動軸9大齒輪 208 4 52 與驅(qū)動軸齒輪配合在其中心線上 傳動軸9小齒輪 69 3 23 傳動軸1`-4`齒輪1 87 3 29 均布在以傳動軸9為中心的直徑156mm的圓上 傳動軸1`-4`齒輪2 75 3 25 主軸1-8齒輪 69 3 23 均布在以傳動軸9為中心的直徑275mm的圓上 油泵軸齒輪 48 3 16 以軸9為原點(diǎn)，其坐標(biāo)為x71.94 、y173.69 輸出的主軸轉(zhuǎn)速為，符合要求。 4.1.6 主軸和傳動軸裝配表： 主軸和傳動軸裝配表 軸號 軸徑 軸的型號 齒輪（Mzd-1T0741-42） 外購件 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 滾動軸承 GB/T297-94 1 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 2 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 3 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 4 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 5 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 6 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 7 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 8 30 30-T0722-41 32324 8206K、206（2） 9 30 30-T0731-43 32524 32924 7506(2) 10 30 30-T0731-43 32524 32924 7506(2) 11 30 30-T0731-43 32524 32924 7506(2) 12 30 30-T0731-43 32524 32924 7506(2) 13 35 35-T0731-44 32324 32324 7506(2) 14 30 30-T0736-44 32324 21624 44232 7506(2) 15 油泵軸（B-Z1R12-2）及齒輪（31612） 軸號 套（標(biāo)記①——⑤見注1） 標(biāo)準(zhǔn)件 1 2 3 4 5 GB1096-79 鍵 GB821-83螺母 GB858-88 墊圈 1 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 2 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 3 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 4 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 5 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 6 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 7 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 8 3029① 3018① 3026① B820 M281.5 28 9 3024.5① 3024.5① 3026① 302③ B820(2) 2-M281.5 2-28 10 3024.5① 3024.5① 3026① 302③ B820(2) 2-M281.5 2-28 11 3024.5① 3024.5① 3026① 302③ B820(2) 2-M281.5 2-28 12 3024.5① 3024.5① 3026① 302③ B820(2) 2-M281.5 2-28 13 3521.5② 3521.5② 3526② 3516② 352④ B1020(2) B1028 2-M331.5 2-33 14 3024.5① 3024.5① 3026① 3016① 302③ B1020 B1028 2-M281.5 2-28 15 B620 注：1.套的標(biāo)記分別為：①—30-1T0721-51；②—35-1T0721-51；③—30-1T0721-67； ④—35-1T0721-67 2.鍵，軸承欄中（ ）內(nèi)表示數(shù)量。 4.2 小多軸箱的設(shè)計(jì) 4.2.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。 圖示1-2為本組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。 采用的是通用多軸箱，根據(jù)孔的位置也就確定了多軸箱主軸的分布形式。小端面多軸箱的規(guī)格為630×500mm。 小多軸箱原始依據(jù)圖： 軸號 主軸外伸尺寸（mm） 切削用量 D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/r) 1-14 22/18 85 鉆φ10.1、擴(kuò)12.0 480 15 0.18 各主軸外伸尺寸量及切削用量如下表： 主軸外伸尺寸量及切削用量 4.2.2 主軸，齒輪的確定及動力計(jì)算 1．主軸型式和直徑，齒輪模數(shù)的確定 以驅(qū)動軸齒輪估算： 式中 P —— 齒輪所傳遞的功率，單位為kW； z —— 一對嚙合齒輪中小齒輪齒數(shù)； n —— 小齒輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 本設(shè)計(jì)的多軸箱中輸入齒輪模數(shù)采用4，其余齒輪模數(shù)采用2。 2．多軸箱所需動力計(jì)算 由上面切削用量計(jì)算時(shí)得出的數(shù)據(jù) 切削力： 切削轉(zhuǎn)矩： 切削功率： 3．選擇主軸支承的配置形式 滾針軸承主軸，前后支撐都為滾針軸承和推力軸承，適用于軸間距離比較小的情況。 4.2.3 傳動件設(shè)計(jì) 對多軸箱傳動系統(tǒng)的一般要求： 1）在保證主軸的強(qiáng)度，剛度，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格，數(shù)量最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上