Z525加工多孔零件的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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Z525加工多孔零件的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)論文.doc

中間板.dwg

主動(dòng)軸零件圖.dwg

任務(wù)書.doc

減速器裝配圖.dwg

多軸箱箱體.dwg

多軸箱裝配圖.dwg

局部圖.dwg

工作軸零件圖.dwg

惰輪軸.dwg

齒輪零件圖.dwg

Z525加工多孔零件的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

目      錄

目錄………………………………………………………………………………………………………1

中文摘要…………………………………………………………………………………………………2

ABSTRACT…………………………………………………………………………………………………3

第1章  緒綸……………………………………………………………………………………………4

1． 1多孔零件加工應(yīng)……………………………………………………………………………4

1． 2多孔零件加工的設(shè)備………………………………………………………………………4

1． 3多孔零件加工的趨勢………………………………………………………………………6

第2章   普通鉆床改為多孔零件鉆床………………………………………………………………7

2． 1生產(chǎn)任務(wù)……………………………………………………………………………………7

2．2普通立式鉆的選型……………………………………………………………………………7

第3章   多孔零件齒輪傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………9

3．1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備…………………………………………………………………………………9

3. 2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………………………10

第4章  多孔零件箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………16

    4．1箱蓋、箱體和中間板結(jié)構(gòu)………………………………………………………………16

    4．2多孔零件箱軸的設(shè)計(jì)...................... .......... .......... ........16

 第5章   導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………33

第6章   接桿刀具…………………………………………………………………………33

總結(jié)………………………………………………………………………………………34

參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………………38

中文摘要

本設(shè)計(jì)是關(guān)于普通鉆床改造為多孔零件鉆床的設(shè)計(jì)。普通鉆床為單軸機(jī)床，但安裝上多孔零件箱就會(huì)成為多孔零件的鉆床，改造成多孔零件鉆床后，能大大地縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。因此本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是多孔零件箱的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括齒輪分布與選用、軸的設(shè)計(jì)、多孔零件箱的選用、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)等。

關(guān)鍵詞： 多孔零件鉆床；生產(chǎn)效率；多孔零件箱

Abstract

The design is about reconstructing the ordinary drill to a multiple drill. The ordinary drill is a single drill. It will improve its productive efficiency, shorten its processing time if assembled a multiple spindle case on. That so calls a multiple drill. Hereby, the keystone of this design paper is how to design a multiple spindle heads. The design subjects include the selection and distribution of gear wheel, the design of spindle, and the guiding equipment and selection of the multiple spindle heads, etc.

Key words: multiple drill; productive efficiency; multiple spindle heads

第1章　 緒論

1.1多孔零件加工應(yīng)用

1.1.1 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間的15%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量　以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高85%，但購置費(fèi)用大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低。故必須更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn)，就鉆削加工而言，多孔零件加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。多軸加工應(yīng)用及優(yōu)勢據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間的17%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高87%，但各方面費(fèi)用較大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低 , 故應(yīng)更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn),就鉆削加工而言，多軸加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。雖然不可調(diào)式多軸頭在自動(dòng)線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了使用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。

1.1.2設(shè)計(jì)思想

在當(dāng)今的社會(huì)競爭環(huán)境下，許多工廠沒有能夠充分利用自己的資源。一方面他們沒有充分利用現(xiàn)有的設(shè)備和工藝流程，而在設(shè)備和人員方面的額外投資又導(dǎo)致開銷增加、利潤降低。對于許多公司而言，工廠效率依然是容易被忽略的問題。然而，在這一領(lǐng)域存在很大的成本節(jié)約空間也是不爭的事實(shí)。然而對這種節(jié)省空間的確定和量化仍然是霧里看花，代價(jià)高昂。正像許多企業(yè)一樣，缺少最新數(shù)據(jù)意味著無法客觀地制定新系統(tǒng)采購決策。

就上面的加工孔來說，按照傳統(tǒng)的方法，它的工藝是先用單軸鉆床鉆 的孔，鉆好八個(gè)加工孔后，然后再裝上 的鉆頭，打深度為2mm的 沉頭孔，這樣才算是把所需要的零件加工完成。我們可以來簡單的算一下，先前打八個(gè) 的孔共需要6分鐘，打八個(gè) 沉頭孔2分鐘，這樣下來加工一個(gè)零件要8分鐘。如果換成多軸鉆床加工的話：打八個(gè) 的孔共需要2分鐘，打八個(gè) 沉頭孔共需要1分鐘，使用多軸鉆床加工一個(gè)零件共需要3分鐘。通過對比，可以看出多軸鉆床的加工時(shí)間比普通單軸鉆床加工時(shí)間縮短了很多，這樣一來工廠效率得到了提高，效益自然而然也就提高了。

多軸加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算那么多坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床心及自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過兩個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺(tái)縱橫兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。

多軸加工的設(shè)備

（1）多軸頭

從傳動(dòng)方式來說主要有齒輪傳動(dòng)與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)兩種。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式兩種。前者軸距不能改變，多采用齒輪傳動(dòng)，僅適用于大批量生產(chǎn)。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。

（2）多軸箱

根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的組合機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點(diǎn)：①工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。②夾具剛性好，加工時(shí)不形變，分度定位正確。③使用兩組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機(jī)時(shí)間。④使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機(jī)磨。⑤尺寸超差時(shí)能立即發(fā)現(xiàn)。

第5章   導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)

5．1導(dǎo)向裝置組成

導(dǎo)向裝置主要由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、彈簧組成。導(dǎo)柱的上端與多孔零件箱中間板上的導(dǎo)套滑動(dòng)配合，下端安裝在夾具的鉆模板上。

（1） 選擇彈簧 

用四根彈簧支撐整個(gè)多孔零件箱，粗略估算多孔零件箱重量： 

每根彈簧負(fù)荷：F=124.5N

選圓柱螺旋壓縮彈簧(表12) [文獻(xiàn)7] ，彈簧中徑 ,節(jié)距 ，彈簧絲直徑 ，工作圈數(shù) ,自由高度 .

(3) 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇

導(dǎo)柱材料為 直徑16mm,長303mm

導(dǎo)套材料為20號(hào)鋼。

第6章   接桿刀具

接桿一端為梯形螺紋，與主動(dòng)軸的內(nèi)孔滑動(dòng)配合，通過鍵傳遞扭矩。在梯形螺紋段并設(shè)計(jì)有斜面，以便調(diào)整接桿的延伸量來補(bǔ)償?shù)毒叩哪p量。接桿另一端的莫氏錐孔與刀具的莫氏錐柄相配合。

總結(jié)

兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)在忙碌中就快要結(jié)束了,在這兩個(gè)多月的時(shí)間里,在畢業(yè)設(shè)計(jì)之余還要兼顧找工作,因此,在這段時(shí)間里我覺得生活非常的充實(shí).不但在畢業(yè)設(shè)計(jì)中鞏固了以前的知識(shí),而且在人生道路上學(xué)到在校園學(xué)不到的社會(huì)交際.

畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)考察,它兼顧了三年中所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí),因此不同于以前的課程設(shè)計(jì),畢業(yè)設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)一個(gè)質(zhì)的飛越.認(rèn)識(shí)到這點(diǎn),我對待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度也不敢懶散,一直抱以認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度.

在接到畢業(yè)設(shè)計(jì)課題后首先要做的就是搜集各方面的資料，以前的課程設(shè)計(jì)都是老師給出的，不用自己去煩惱。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)就不同了，它是一個(gè)綜合設(shè)計(jì)，很多資料，數(shù)據(jù)都需要自己通過各種途徑搜集得到。因此經(jīng)常跑圖書館。但是《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》找遍整個(gè)圖書館都找不到。然而我的設(shè)計(jì)是根據(jù)這本書上所講的設(shè)計(jì)方法來做的，找不到絕對是一個(gè)沉重的打擊。幸好，在指導(dǎo)老師的指引和幫助下在機(jī)械系資料室找到了。在以后的設(shè)計(jì)中，《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》起到了很大的作用，是我畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利按時(shí)完成的法寶。

   接下來的工作根以前課程設(shè)計(jì)都差不多了，寫說明書，繪圖。但是最后就多了一步以前課程設(shè)計(jì)從未出現(xiàn)過的，就是實(shí)體繪制。在使用Pro/E前，只是學(xué)過去時(shí)CAXA，因此有點(diǎn)害怕實(shí)體繪制。但是路還是要繼續(xù)走下去的，不能因?yàn)槲窇志屯Ｏ聛淼模螞r這是我畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后一關(guān)呢。因此面對這道難關(guān)，我決定勇敢地面對。于是去圖書館借來了許多Pro/E的書來看，從書店買來例題分析的書來研究。在繪制過程中遇到了不少的問題，但在自己探索，同學(xué)的幫助，老師的指引下，我的實(shí)體還是趕上了。當(dāng)時(shí)我真的很高興，按時(shí)完成自然值得高興，但我覺得更自豪的是通過自學(xué)，我學(xué)會(huì)了許多以前在學(xué)習(xí)中學(xué)不到的東西，那只有通過自學(xué)才會(huì)領(lǐng)悟得到的。畢竟就快離開校園，走向社會(huì)了，在將來的人生道路上，學(xué)習(xí)是陪伴我們終生的，正所謂“活到老，學(xué)到老”，在人生道路上很多知識(shí)都是自學(xué)而獲得的。

在這里我要向在畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助過我的老師、同學(xué)、家人致謝，因?yàn)樗麄冊谡麄€(gè)設(shè)計(jì)中給予了我很多幫助和動(dòng)力。特別是我的指導(dǎo)老師，他不惜勞苦，因此設(shè)計(jì)過程中很多問題都能及時(shí)得到解決。

 總的來講，整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)給我留下深刻的印象，不僅僅是由于設(shè)計(jì)時(shí)間長，更多的是在畢業(yè)設(shè)計(jì)中我嘗到了辛、酸、苦、甜，它會(huì)是人生道路上留下不可抹殺的一頁。 

參考文獻(xiàn)

1、王先逵主編.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊 (第二冊) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998                         

2、李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊.湛江海洋大學(xué)印,2003                                       

3、大連組合機(jī)床研究所主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)（第一冊）機(jī)械部分.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1978

4、濮良貴，紀(jì)名剛編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.北京：高等教育出版社,2002

5、劉鴻文主編.材料力學(xué)（第三版上冊）.北京：高等教育出版社,2001

6、李洪主編.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊.北京：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999

7、馮炳堯，韓泰榮，蔣文森編.模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊（第二版）.上海： 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2000

1 工多孔零件的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 目 錄 目錄 ……………………………………………………………………………………………………… 1 中文摘要 ………………………………………………………………………………………………… 2 …………………………………………………………………………………………… 3 第 1 章 緒綸 …………………………………………………………………………………………… 4 1． 1多孔零件加工應(yīng) ……………………………………………………………………………4 1． 2多孔零件加工的設(shè)備 ………………………………………………………………………4 1． 3多孔零件加工的趨勢 ………………………………………………………………………6 第 2 章 普通鉆床改為多孔零件鉆床 ???????????????????????? 7 2． 1生產(chǎn)任務(wù) ……………………………………………………………………………………7 2． 2普通立式鉆的選型 ???????????????????? ????????? 7 第 3 章 多孔零件齒輪傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………9 3． 1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 …………………………………………………………………………………9 3. 2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算?????????? ???????????????? 10 第 4 章 多孔零件箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………16 4． 1箱蓋、箱體和中間板結(jié)構(gòu) ???????????????????????? 16 4． 2多孔零件箱軸的設(shè)計(jì) ...................... .......... .......... ............................. 5 章 導(dǎo)向裝置的設(shè) 計(jì) …………………………………………………………………??? 33 第 6 章 接桿刀具 …………………………………………………………………………33 總結(jié) ………………………………………………………………………………………34 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………………38 中文摘要 2 中文摘要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于普通鉆床改造為多孔零件鉆床的設(shè)計(jì)。普通鉆床為單軸機(jī)床，但安裝上多孔零件箱就會(huì)成為多孔零件的鉆床，改造成多孔零件鉆床后，能大大地縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。因此本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是多孔 零件箱的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括齒輪分布與選用、軸的設(shè)計(jì)、多孔零件箱的選用、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)等。 關(guān)鍵詞 ： 多孔零件鉆床；生產(chǎn)效率；多孔零件箱 3 he is to a is a It if a so a of is to a of of of 論 - 4 - 第 1 章 緒論 統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間的15%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量 以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高 85%，但購置費(fèi)用大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低。故必須更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn)，就鉆削加工而言，多孔零件加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。 多軸加工應(yīng)用及優(yōu)勢據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間 的 17%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高 87%，但各方面費(fèi)用較大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低 , 故應(yīng)更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn) ,就鉆削加工而言，多軸加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。雖然不可調(diào)式多軸頭在自動(dòng)線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了使用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。 計(jì)思想 在當(dāng)今的社會(huì)競爭環(huán)境下，許多工廠沒有能夠充分利用自己的資源。一方面他們沒有充分利用現(xiàn)有的設(shè)備和工藝流程，而在設(shè)備和人員方面的額外投資又導(dǎo)致開銷增加、利潤降低。對于許多公司而言，工廠效率依然是容易被忽略的問題。然而，在這一領(lǐng)域存在很大的成本節(jié)約空間也是不爭的事實(shí)。然而對這種節(jié)省空間的確定和量化仍然是霧里看花，代價(jià)高昂。正像許多企業(yè)一樣，缺少最新數(shù)據(jù)意味著無法客觀地制定新系統(tǒng)采購決策。 就上面的加工孔來說，按照傳統(tǒng)的方法，它的工藝是先用單軸鉆床鉆 8? 的孔， 鉆好八個(gè)加工孔后，然后再裝上 10? 的鉆頭，打深度為 2 10? 沉頭孔，這樣才算是把所需要的零件加工完成。我們可以來簡單的算一下，先前打八個(gè) 8? 的孔共需要 6 分鐘，打八個(gè) 10? 沉頭孔 2 分鐘，這樣下來加工一個(gè)零件要 8 分鐘。如果換成多軸鉆床加工的話：打八個(gè) 8? 的孔共需要 2 分鐘，打八個(gè) 10? 沉頭孔共需要 1 分鐘，使用多軸鉆床加工一個(gè)零件共需要 3 分鐘。通過對比，可以看出多軸鉆床的加工時(shí)間比普通單軸鉆 - 5 - 床加工時(shí)間縮短了很多，這樣一來工廠效率得到了提高，效益自然而然也就提高了。 多軸加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算那么多坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床心及自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過兩個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié) 軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺(tái)縱橫兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。 多軸加工的設(shè)備 （ 1）多軸頭 從傳動(dòng)方式來說主要有齒輪傳動(dòng)與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)兩種。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式兩種。前者軸距不能改變，多采用齒輪傳動(dòng)，僅適用于大批量生產(chǎn)。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。 （ 2）多軸箱 根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的組合機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果， 必需考慮以下數(shù)點(diǎn)： ① 工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。 ② 夾具剛性好，加工時(shí)不形變，分度定位正確。 ③ 使用兩組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機(jī)時(shí)間。 ④ 使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機(jī)磨。 ⑤ 尺寸超差時(shí)能立即發(fā)現(xiàn)。 雖然不可調(diào)式多孔零件頭在自動(dòng)線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多孔 零件頭擴(kuò)大了使用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多孔零件加工更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有 15000 個(gè)ψ 20 孔，若以搖臂鉆床加工，單單鉆孔與锪沉頭孔就要 外還要?jiǎng)澗€工時(shí) 時(shí)。但若以數(shù)控八軸落地鉆床加工，鉆锪孔只要 線也簡單，只要 時(shí)。因此，利用數(shù)控控制的二個(gè)坐標(biāo)軸，使刀具正確地對準(zhǔn)加工位置，結(jié)合多孔零件加工不但可以擴(kuò)大加工范圍，而且在提高精度的基礎(chǔ)上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來不易加工的 零件。有人分析大型高速柴油機(jī) 30緒論 - 6 - 種箱形與桿形零件的 2000 多個(gè)鉆孔操作中，有 40%可以在自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床中用二軸、三軸或四軸多孔零件頭加工，平均可減少 20%的加工時(shí)間。 1975 年法國巴黎機(jī)床展覽會(huì)也反映了多孔零件加工的使用愈來愈多這一趨勢。 孔零件加工的設(shè)備 多孔零件加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多孔零件 頭、多孔零件鉆床、多孔零件組合機(jī)床心及自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過二個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)軸距的主軸或多孔零件箱，結(jié)合數(shù)控工作臺(tái)縱橫二個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。現(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介 。 從傳動(dòng)方式來說主要有齒輪傳動(dòng)與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)二種。這是大家所熟悉的。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式二種。前者軸距 不能改變，多采用齒輪傳動(dòng)，僅適用于大批量生產(chǎn)。為了擴(kuò)大其贊許適應(yīng)性，發(fā)展了可調(diào)式多孔零件頭，在一定范圍內(nèi)可調(diào)整軸距。它主要 裝在有萬向 1）萬向軸式也有二種 :具有對準(zhǔn)裝置的主軸。主軸裝在可調(diào)支架中，而可調(diào)支架能在殼體的 能在對準(zhǔn)的位置以螺栓固定。（ 2）具有公差的圓柱形主軸套。主軸套固定在與式件孔型相同的模板中。前一種適用于批量小且孔組是規(guī)則分布的工件（如孔組分布在不同直徑的圓周上）。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。 多孔零件頭可以裝在立鉆式搖臂鉆床上，按鉆床本身所具有的各種功能進(jìn)行工作。這種多孔零件加工方法，由于鉆孔效率、加工范圍及精度的關(guān)系，使 用范圍有限。 孔零件箱 也象多孔零件頭那樣作為標(biāo)準(zhǔn)部件生產(chǎn)。美國 司標(biāo)準(zhǔn)齒輪箱、多孔零件箱等設(shè)計(jì)的不可調(diào)式多孔零件箱。有 32種規(guī)格，加工面積從 300Ｘ 300毫米到 600Ｘ 1050毫米，工作軸達(dá) 60根，動(dòng)力達(dá) 廠生產(chǎn)的可調(diào)多孔零件箱調(diào)整方便，只要先把齒輪調(diào)整到接近孔型的位置，然后把與它聯(lián)接的可調(diào)軸移動(dòng)到正確的位置。因此，這種結(jié)構(gòu)只要改變模板，就能在一定范圍內(nèi)容易地改變孔型，并且可以達(dá)到比普通 - 7 - 多孔零件箱更小的孔距。 根據(jù)成組加工原理使用多孔零件箱或多孔零件頭的組合 機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點(diǎn)：（ 1）工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。（ 2）夾具剛性好，加工時(shí)不形變，分度定位正確。（ 3）使用二組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機(jī)時(shí)間。（ 4）使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機(jī)磨。（ 5）尺寸超差時(shí)能立即發(fā)現(xiàn)。 這是一種能滿足多孔零件加工要求的鉆床。諸如導(dǎo)向、功率、進(jìn)給、轉(zhuǎn)速與加工范圍等。巴黎展覽會(huì)中展出的多孔零件鉆床多具液壓進(jìn)給。其整個(gè)工作循壞如快進(jìn)、工進(jìn)與清除鐵屑等都是 自動(dòng)進(jìn)行。值得注意的是，多數(shù)具有單獨(dú)的變速機(jī)構(gòu)，這樣可以適應(yīng)某一組孔中不同孔徑的加工需要。 動(dòng)更換主軸箱機(jī)床 為了中小批量生產(chǎn)合理化的需要，最近幾年發(fā)展了自動(dòng)更換主軸箱組合機(jī)床。 (1) 自動(dòng)更換主軸機(jī)床 自動(dòng)更換主軸機(jī)床頂部是回轉(zhuǎn)式主軸箱庫，掛有多個(gè)不可調(diào)主軸箱?？v橫配線盤予先編好工作程序，使相應(yīng)的主軸箱進(jìn)入加工工位，定位緊并與動(dòng)力聯(lián)接，然后裝有工件的工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到主軸箱下面，向上移動(dòng)進(jìn)行加工。當(dāng)變更加工對象時(shí)，只要調(diào)換懸掛的主軸箱，就能適應(yīng)不同孔型與不同工序的需要。 (2)多孔零件轉(zhuǎn)塔機(jī)床 轉(zhuǎn)塔上裝置多個(gè)不可調(diào)或萬向聯(lián)軸節(jié)主軸箱，轉(zhuǎn)塔能自動(dòng)轉(zhuǎn)位，并對夾緊在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。通過工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，可以加工工件的多個(gè)面。因?yàn)檗D(zhuǎn)塔不宜過大，故它的工位數(shù)一般不超過 4— 6個(gè)。且主軸箱也不宜過大。當(dāng)加工對象的工序較多、尺寸較大時(shí)，就不如自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床合適，但它的結(jié)構(gòu)簡單。 (3)自動(dòng)更換主軸箱組合機(jī)床 它由自動(dòng)線或組合機(jī)床中的標(biāo)準(zhǔn)部件組成。不可調(diào)多孔零件箱與動(dòng)力箱按置在水平底座上，主軸箱庫轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)整個(gè)裝置緊固在進(jìn)給系統(tǒng)的溜板上。主軸箱庫轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給動(dòng)作都按標(biāo)準(zhǔn)子程序工作。換主軸箱時(shí)間為幾秒鐘。工件夾緊于液壓 分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以便加工工件的各個(gè)面。好果回轉(zhuǎn)工作臺(tái)配以卸料裝置，就能合流水生產(chǎn)自動(dòng)化。在可變緒論 - 8 - 生產(chǎn)系統(tǒng)中采用這種裝置，并配以相應(yīng)的控制器可以獲得完整的加工系統(tǒng)。 (4) 數(shù)控八軸落地鉆床 大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達(dá) 15000 個(gè)，它與支撐板聯(lián)接在一起加工?？讖綖?20毫米，孔深 180毫米。采用具有內(nèi)冷卻管道的麻花鉆， 5－ 7巴壓力的冷卻液可直接進(jìn)入切削區(qū)，有利于排屑。鉆尖磨成 90° 供自動(dòng) 定心。它比普通麻花鉆耐用，且進(jìn)給量大。為了縮短加工時(shí)間，以 8軸數(shù)控落地加工。 1． 3 多孔零件加工趨勢 多孔零件加工生產(chǎn)效率 高，投資少，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，產(chǎn)品改型時(shí)設(shè)備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，多孔零件加工的范圍一定會(huì)愈來愈廣，加工效率也會(huì)不斷提高。 第 2 章 普通鉆床改為多孔零件鉆床 在一批鑄鐵連接件上有同一個(gè)面上有多個(gè)孔加工。在普通立式鉆床上進(jìn)行孔加工，通常是一個(gè)孔一個(gè)孔的鉆削，生產(chǎn)效率低，用非標(biāo)設(shè)備，即組合機(jī)床加工，生產(chǎn)效率高，但設(shè)備投資大。 但把一批普通立式普通單軸鉆床改造為立式多孔零件鉆床，改造后的多孔零件鉆床，可以同時(shí)完成多個(gè)孔的鉆、擴(kuò)、鉸、等工序。設(shè)計(jì)程序介紹如下： 通立式鉆床 的選型 算所需電機(jī)功率 零件圖如圖 1所示： - 9 - 圖 1為工件零件圖，材料：鑄鐵 厚： 5度： 產(chǎn)量：1000萬件； 4-? 寸精度 (1) 確定四個(gè)孔同時(shí)加工的軸向力，公式： ?????? 0普通鉆床改為多孔零件鉆床 - 10 - 式中： d= 310? , V =s（表 15[文獻(xiàn) 1 則 ?F ??????? ? 所需電機(jī)功率： ???? 立式鉆床的確定 根據(jù)上面計(jì)算所需電機(jī)的功率，現(xiàn)選用 式鉆床，其主要技術(shù)參數(shù)如表 1 所示： 表 1 技術(shù)規(guī)格 型號(hào) 大鉆孔直徑（ 25 主軸端面至工作臺(tái)距離 (0軸端面至底面距離 (750軸中心至導(dǎo)軌距離 (250 主軸行距 (175 主軸孔莫氏解錐度 3號(hào) 主軸最大扭轉(zhuǎn)力矩 (N?m) 軸進(jìn)給力 (N) 8829 主軸轉(zhuǎn)速 (r/97軸箱行程 (200 進(jìn)給量 (mm/r) 作臺(tái)行程 (325 工作臺(tái)工作面積 (500Ｘ 375 主電動(dòng)機(jī)功率 (- 11 - 第 3 章 多孔零件齒輪傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì) 計(jì)前的準(zhǔn)備 （ 1）大致了解工件上被加工孔為 4 個(gè)Ф 10 的孔。毛坯種類為灰鑄鐵的鑄件，由于石墨的潤滑及割裂作用，使灰鑄鐵很易切削加工，屑片易斷，刀具磨損少，故可選用硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆（ [文獻(xiàn) 2] （ 2）切削用量的確定 根據(jù)表 2－ 7[文獻(xiàn)？ ]，切削速度 1 ,進(jìn)給量 . 則切削轉(zhuǎn)速 m 110001000 n s ????? ?根據(jù) 60 故實(shí)際切削速度為： m ???? ?（ 3）確定加工時(shí)的單件工時(shí) 一般切入 10 ? 31 ?????切出[文獻(xiàn) 3] ?加工 加工一個(gè)孔所需時(shí)間： mi ?????單件時(shí)工時(shí)： m ??? - 12 - 動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 (1)選定齒輪的傳動(dòng)方式：初定為外嚙合。 (2)齒輪分布方案確定： 根據(jù)分析零件圖，多孔零件箱齒輪分布初定有以下圖 3，圖 4兩種形式 根據(jù)通常采用的經(jīng)濟(jì)而又有效的傳動(dòng)是：用一根傳動(dòng)軸帶支多根主軸。因此，本設(shè)計(jì)中采用了圖 3所示的齒輪分布方案。 （ 3）明確主動(dòng)軸、工作軸和惰輪軸的旋轉(zhuǎn)方向，并計(jì)算或選定其軸徑大小。 因?yàn)樗x定的 鉆床主軸是左旋，所以工作軸也為左旋，而惰輪軸則為右旋。 根據(jù)表 2確定工作軸直徑《機(jī)械制造》 7： 43 表 2 加工孔徑與工作軸直徑對應(yīng)表（ 加工孔徑 ＜ 12 12－ 16 16－ 20 工作軸直徑 15 20 25 - 13 - 因?yàn)榧庸た讖綖椐?10以工作軸直徑選 15主動(dòng)軸和惰輪軸的直徑在以后的軸設(shè)計(jì)中確定。 （ 4） 排出齒輪傳動(dòng)的層次，設(shè)計(jì)各個(gè)齒輪。 ① 本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)為單層次的齒輪外嚙合傳動(dòng)，傳動(dòng)分布圖如圖 4所示。 ② 在設(shè)計(jì)各個(gè)齒輪前首先明確已知條件：電機(jī)輸入功率 ,齒輪Ⅰ轉(zhuǎn)速3601 , 齒輪Ⅲ轉(zhuǎn)速 603 ,假設(shè)齒輪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的傳動(dòng)比均為i=齒輪比 u=作壽命 15年（每年工作 300天），兩班制。 ③ 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) ? 選用直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)； ? 多孔零件箱為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級精度（ ; ? 材料選擇 由表 10獻(xiàn) 4]選擇齒輪Ⅰ材料為 40質(zhì)），硬度為 280輪Ⅱ材料為 45（調(diào)質(zhì)），硬度為 240輪Ⅲ材料為 45（?；?，硬度 210? 選齒輪Ⅰ齒數(shù) 241 ?Z ,齒輪Ⅱ齒數(shù) ???? 取 292 ?Z . ④ 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，3211 ][??????????? ? 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1)試選載荷系數(shù) 3.1?2)計(jì)算齒輪Ⅰ傳遞的轉(zhuǎn)矩 ??????? 451151 109 6 6 0/3)由表 10獻(xiàn) 4]選取齒寬系數(shù)d?=)由表 10獻(xiàn) 4] 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/ ? 多孔零件齒輪箱傳動(dòng)的設(shè)計(jì) - 14 - 5)由表 10獻(xiàn) 4] 按齒面硬度查得齒輪Ⅰ的接觸疲勞強(qiáng)度極限？ 001? ;齒輪Ⅱ的接觸疲勞強(qiáng)度極限？ 502? ; 6)由表 10獻(xiàn) 4] 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ? ? 911 108 7 08211 3 6 06060 ?????????? 992 108 9 08 7 ???N 7)由表 10獻(xiàn) 4] 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 : 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?S ,由式 (10[文獻(xiàn) 4] 得： M P 4 01 6 0 1l i i ??? ?? M P 2l i ??? ?? ; ? 計(jì)算 1)試算小齒輪分度圓直徑入 ][ H? 中較小的值 : 243211 ??????????????????????? 2)計(jì)算圓周速度 V: t /1 ?? ????? ? 3)計(jì)算齒 b d ????? 4)計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù)： 3 4 11 ???齒高： 0 2 ????? - 15 - 5)計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=s,7級精度，由圖 10獻(xiàn) 4] 查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪，假設(shè) 100/ ?,由表 10獻(xiàn) 4] 查得 ?? K; 由表 10獻(xiàn) 4] 查得使用系數(shù) 1? 由表 10獻(xiàn) 4] 查得 7級精度齒輪Ⅰ相對支承非對稱布置時(shí)， ? ? bK 22 ????????? 將數(shù)據(jù) 代入后得： ? ? 22 ?????????? ?? 由 ???圖 10獻(xiàn) 4]得， 故載荷系數(shù) 5 7 ?????????? 實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 10[文獻(xiàn) 4] 得， 1 ? 3 /)計(jì)算模 數(shù) m m=1=4=整為 m=25⑤按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 10[文獻(xiàn) 4] 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m≥3 211][2 ?????????? 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 由圖 10獻(xiàn) 4] 查得齒輪Ⅰ的彎曲疲勞極限 1=500齒輪Ⅱ的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2=3802)由圖 10獻(xiàn) 4] 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ? K; 3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=式（ 10[文獻(xiàn) 4] 得： 多孔零件齒輪箱傳動(dòng)的設(shè)計(jì) - 16 - [ F? ]1=1?==][ F? 2? = =)計(jì)算載荷系數(shù) ???????? ?? 5) 查取齒形系數(shù) 由表 10獻(xiàn) 4] 查得 ? 取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10獻(xiàn) 4] 查得 ? 算齒輪Ⅰ、Ⅱ的][ F 加以比較 111 ][=22 ][Y?==輪Ⅱ的數(shù)值大。 ? 設(shè)計(jì)計(jì)算 m≥3 24 01 ???? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 零件圖中可知，主動(dòng)軸與惰輪軸的中心距為 51齒輪Ⅰ、Ⅱ完全嚙合的中心距，得： m(2 21 )=51 - 17 - 1 )=51 1, 7 惰輪軸與工作軸的中心距為 齒輪Ⅱ與齒輪Ⅲ完全嚙合時(shí)中心距，即 m(2 31 )=. 5(237 3Z?)=3=45 ⑥幾何尺寸計(jì)算 ? 計(jì)算分度圓直徑： 1?m=2?m=3?m= 計(jì) 算中心中距 aⅠ Ⅱ =51mm,aⅡⅢ = 計(jì)算齒輪齒寬 d ???? 取 5,30,35323 ???⑦驗(yàn)算 12 =5 故安全 截面 抗彎截面系數(shù) W=00扭截面系數(shù) 600矩 M=7 ?=35496.8 b?=00 矩 ? 為： 9700 T? = 160019700 =面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) a?及 a?按附表 3取 [文獻(xiàn) 4] ，因025=插值后可查得 :a ,a 又由附圖 3獻(xiàn)？ ]可得軸提材料的敏性系數(shù)為： q ,q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附 3[文獻(xiàn) 4] 為： k ? ? ? ? ?????????? ? ? ? ?????????? 獻(xiàn) 4] 得尺寸系數(shù) 1???由附圖 3獻(xiàn) 4] 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?軸按磨削加工，由附圖 3獻(xiàn) 4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為??=??=- 23 - 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q?，則按式（ 3（ 3[文獻(xiàn) 4] ，得綜合系數(shù)值為： K?=????-??1 2 + =?=????+??1 =算安全系數(shù)： S?=???? ???1=75 ???=?=???? ???1=?=2 ????22 ==該軸在截面右側(cè)面是安全的，又因?yàn)檩S無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略 去靜強(qiáng)度校核。 ? 軸承的校核 機(jī)床一般傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承失效形式，主要是疲勞破壞，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。 滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算公式： ????????h 6010 6 （ 10文獻(xiàn) 4] 式中： )( 定壽命?( 速? )( 定動(dòng)載荷? ，表 獻(xiàn) 6] 動(dòng)載荷?P 3?? 因?yàn)樗艿妮S向力太小，所以忽略不計(jì) , 所受徑向力 = 獻(xiàn) 6] 多孔零件箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件的繪制 - 24 - P==193.8 hL h 0 36 ????????? > '30000h(表 13文獻(xiàn) 6] 軸承安全 (2)惰軸的設(shè)計(jì) ① 軸材料的選擇 表 15獻(xiàn) 4] 軸材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 ② 軸徑的確定 根據(jù)公式 d≥ 5[文獻(xiàn) 4] =110 ?? ，取 d=20 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： ? 選擇滾動(dòng)軸承 因?yàn)檩S承同時(shí)受有徑向載荷及軸向載荷，選用單列向心球軸承，由表 1獻(xiàn) 3],選用7002 ? 軸上各段直徑，長度如圖 8所示。 ? 鍵的確定 因?yàn)辇X輪寬為 30以選用 6 6獻(xiàn) 4] ? 軸上圓角和倒角尺寸 - 25 - 參考表 15獻(xiàn) 4] ，取軸端倒角 2軸肩的圓角半徑為 R=? 扭合成校核軸的強(qiáng)度 作出軸的計(jì)算簡圖 軸上扭轉(zhuǎn)力矩為 M=9549?=23.2 周向力為 Py=? =2320N 徑向力為 y=據(jù)軸的計(jì)算簡圖，分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩 和水平平面內(nèi)的彎矩 圖 10所示。從圖中可知，截面 截面 矩 分別為 T=23.2 ; 多孔零件箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件的繪制 - 26 - M= 22M ?= 22 =32.8 按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核 [文獻(xiàn) 5]: 公式M ? ， W=323d? - ? ?d 2? (表 15文獻(xiàn) 4] W= ? ?202 2202632 ????=78504 M ? = ? ? ? ? 2323 ???=70故安全 截面 抗彎截面系數(shù) W=扭截面系數(shù) 75矩 M=3280022707.7 b?=矩 ? 為： 3200 T? = 67523200 =面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) a?及 a?按附表 3取 [文獻(xiàn) 4] ，因520=插值后可查得 :a ,a 多孔零件箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件的繪制 - 28 - 又由附圖 3獻(xiàn)？ ]可得軸提材料的敏性系數(shù)為： q ,q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附 3[文獻(xiàn) 4] 為： k ? ? ? ? ?????????? ? ? ? ?????????? 獻(xiàn) 4] 得尺寸系數(shù) 1???由附圖 3獻(xiàn) 4] 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?軸按磨削加工，由附圖 3獻(xiàn) 4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為??=??=未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q?，則按式（ 3（ 3[文獻(xiàn) 4] ，得綜合系數(shù)值為： K?=????-??1 =?=????+??1 =算安全系數(shù)： S?=???? ???1=75 ???=?=???? ???1=?=2 ????22 ==該軸在截面右側(cè)面是安全的，又因?yàn)檩S無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。 ? 軸承的校核 因?yàn)樗艿妮S向力太小，所以忽略不計(jì) , 所受徑向力 ===- 29 - 7002hL h 348 0 36 ?????????? > '30000h(表 13文獻(xiàn) 6] 軸承安全 （ 3）工作軸的設(shè)計(jì) ① 軸材料的選擇 表 15獻(xiàn) 4] 軸材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 ② 軸徑的確定 在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算中已的工作軸的直徑定為 d=15 ③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： ? 擇滾動(dòng)軸承 因?yàn)檩S承同時(shí)受有徑向載荷及軸向載荷，故前、后端均選用單列向心球軸承，又因工作軸用于鉆削，在后端加單向推力球軸承。由表 1獻(xiàn) 3]，單列向心球軸承選用 102軸承，后端單向推力球軸承選用 8102軸承。 ? 各段直徑，長度如圖 11所示。 ? 鍵的確定 因?yàn)辇X輪寬為 25以選用 5 6獻(xiàn) 4] ? 軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15獻(xiàn) 4] ，取軸端倒角 2軸肩的圓角半徑為 R=多孔零件箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件的繪制 - 30 - ? 扭合成校核軸的強(qiáng)度 作出軸的計(jì)算簡圖 軸上扭轉(zhuǎn)力矩為 M=954954999%?=27.3 周向力 為 Py=? =3640N 徑向力為 y=據(jù)軸的計(jì)算簡圖，分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩 和水平平面內(nèi)的彎矩 圖 13所示。從圖中可知，截面 截面 矩 分別為 T=27.3 ; M= 22M ?= 22 =54.6 按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核 [文獻(xiàn) 5]: 公式M ? ， W=323d? - ? ?d 2? (表 15[文獻(xiàn) 4] - 31 - W= ? ?152 2152532 ????=122 = ? ? ? ? 2323 ????=222故安全 截面 抗彎截面系數(shù) W=扭截面系數(shù) 75矩 M=54600 b?=61。 8矩 ? 為： 7300 T? = 67527300 =附表 3獻(xiàn) 4] 用插入法求得軸上鍵槽處的有效應(yīng)力集中系數(shù)： k 0??,k 由附圖 3獻(xiàn) 4] 得尺寸系數(shù) ?由附圖 3獻(xiàn) 4] 得扭轉(zhuǎn)尺寸 1??? - 33 - 軸按磨削加工，由附圖 3獻(xiàn) 4] 得表面質(zhì)量系數(shù)為??=??=未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q?，則按式（ 3（ 3[文獻(xiàn) 4] ，得綜合系數(shù)值為： K?=????-??1 + =?=????+??1 =算安全系數(shù)： S?=???? ???1=75 ???=?=???? ???1=?=2 ????22 ==該軸在截面右側(cè)面是安全的，又因?yàn)檩S無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去 靜強(qiáng)度校核。 ? 軸承的校核 機(jī)床一般傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承失效形式，主要是疲勞破壞，故應(yīng)進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算。 1) 36102向心球軸承校核 由第一章可知主動(dòng)軸的軸向力 受徑向力 =(表 [文獻(xiàn) 6] P=5+hL h 88383 0 36 ????????? > '30000h(表 13文獻(xiàn) 6] 軸承安全 2) 8102推力球軸承校核 多孔零件箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零部件的繪制 - 34 - P=表 P=???????'0000h(表 13[文獻(xiàn) 6] 軸承安全 - 35 - 第 5 章 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 5． 1 導(dǎo)向裝置組成 導(dǎo)向裝置主要由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、彈簧組成。導(dǎo)柱的上端與多孔零件箱中間板上的導(dǎo)套滑動(dòng)配合，下端安裝在夾具的鉆模板上 。 （ 1） 選擇彈簧 用四根彈簧支撐整個(gè)多孔零件箱，粗略估算多孔零件箱重量：? ? 02 4 3 ????????? ? 每根彈簧負(fù)荷： F=圓柱螺旋壓縮彈簧 (表 12) [文獻(xiàn) 7] ，彈簧中徑 ,節(jié)距 ，彈簧絲直徑 ，工作圈數(shù) 30?n ,自由高度 40?. (3)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇 導(dǎo)柱材料為 ,15徑 16 303套材料為 20號(hào)鋼。 第 6 章 接桿刀具 接桿一端為梯形螺紋，與主動(dòng)軸的內(nèi)孔滑動(dòng)配合，通過鍵傳遞扭矩。在梯形螺紋段并設(shè)計(jì)有斜面，以便調(diào)整接桿的延伸 量來補(bǔ)償?shù)毒叩哪p量。接桿另一端的莫氏錐孔與刀具的莫氏錐柄相配合。 總結(jié) - 36 - 總結(jié) 兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)在忙碌中就快要結(jié)束了 ,在這兩個(gè)多月的時(shí)間里 ,在畢業(yè)設(shè)計(jì)之余還要兼顧找工作 ,因此 ,在這段時(shí)間里我覺得生活非常的充實(shí) 而且在人生道路上學(xué)到在校園學(xué)不到的社會(huì)交際 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)考察 ,它兼顧了三年中所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí) ,因此不同于以前的課程設(shè)計(jì) ,畢業(yè)設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)一個(gè)質(zhì)的飛越 我對待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度也不敢懶散 ,一直抱以認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度 . 在接到畢業(yè)設(shè)計(jì)課 題后首先要做的就是搜集各方面的資料，以前的課程設(shè)計(jì)都是老師給出的，不用自己去煩惱。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)就不同了，它是一個(gè)綜合設(shè)計(jì)，很多資料，數(shù)據(jù)都需要自己通過各種途徑搜集得到。因此經(jīng)常跑圖書館。但是《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》找遍整個(gè)圖書館都找不到。然而我的設(shè)計(jì)是根據(jù)這本書上所講的設(shè)計(jì)方法來做的，找不到絕對是一個(gè)沉重的打擊。幸好，在指導(dǎo)老師的指引和幫助下在機(jī)械系資料室找到了。在以后的設(shè)計(jì)中，《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》起到了很大的作用，是我畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利按時(shí)完成的法寶。 接下來的工作根以前課程設(shè)計(jì)都差不多了，寫說明書，繪圖。但是最后 就多了一步以前課程設(shè)計(jì)從未出現(xiàn)過的，就是實(shí)體繪制。在使用 前，只是學(xué)過去時(shí) 此有點(diǎn)害怕實(shí)體繪制。但是路還是要繼續(xù)走下去的，不能因?yàn)槲窇志屯Ｏ聛淼模螞r這是我畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后一關(guān)呢。因此面對這道難關(guān)，我決定勇敢地面對。于是去圖書館借來了許多 的書來看，從書店買來例題分析的書來研究。在繪制過程中遇到了不少的問題，但在自己探索，同學(xué)的幫助，老師的指引下，我的實(shí)體還是趕上了。當(dāng)時(shí)我真的很高興，按時(shí)完成自然值得高興，但我覺得更自豪的是通過自學(xué)，我學(xué)會(huì)了許多以前在學(xué)習(xí)中學(xué)不到的東西，那只有通過 自學(xué)才會(huì)領(lǐng)悟得到的。畢竟就快離開校園，走向社會(huì)了，在將來的人生道路上，學(xué)習(xí)是陪伴我們終生的，正所謂“活到老，學(xué)到老”，在人生道路上很多知識(shí)都是自學(xué)而獲得的。 在這里我要向在畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助過我的老師、同學(xué)、家人致謝，因?yàn)樗麄冊谡麄€(gè)設(shè)計(jì)中給予了我很多幫助和動(dòng)力。特別是我的指導(dǎo)老師，他不惜勞苦，因此設(shè)計(jì)過程中很多問題都能及時(shí)得到解決。 總的來講，整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)給我留下深刻的印象，不僅僅是由于設(shè)計(jì)時(shí)間長，更多的是在畢業(yè)設(shè)計(jì)中我嘗到了辛、酸、苦、甜，它會(huì)是人生道路上留下不可抹殺的一頁。 - 37 - 參考文獻(xiàn) 1、王先逵主編 工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊 (第二冊 ) 械工業(yè)出版社 ,1998 2、李益民主編 湛江海洋大學(xué)印 ,2003 3、大連組合機(jī)床研究所主編 第一冊）機(jī)械部分 械工業(yè)出版社 ,1978 4、 濮良貴，紀(jì)名剛編 第七版） 等教育出版社 ,2002 5、劉鴻文主編 第三版上冊） 等教育出版社 ,2001 6、李洪主 編 北京： 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 ,1999 7、馮炳堯，韓泰榮，蔣文森編 第二版） 上海科學(xué)技術(shù)出版社 ,2000 參考文獻(xiàn) - 38 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 課題題目 工多孔零件的輔助機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì) 課題性質(zhì) A B C D E □ □ ■ □ □ 課題來源 A B C D □ □ ■ □ 成果形式 A B C D E ■ □ □ □ □ 同組同學(xué) 無 開題報(bào)告內(nèi)容（可另附頁） 見附頁 指導(dǎo)教師意見（課題難度是否適中、工作量是否飽滿、進(jìn)度安排是否合理、工作條件是否具備等） 指導(dǎo)教師簽名： 月 日 專家組及系里意見（選題是否適宜、各項(xiàng)內(nèi)容是否達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大綱要求、整改意見等） 專家組成員簽字： 教學(xué)主任（簽章）： 月 日 附頁： 一、 主要技術(shù)指標(biāo) 1、 設(shè)計(jì)的主要目的： 把普通立式單軸鉆床改為立式多軸鉆床，改 裝后的多軸鉆床，可以同時(shí)完成多個(gè)孔的鉆、擴(kuò)、鉸 等工序。 2、 設(shè)計(jì)的主要要求：多軸箱拆裝組合靈活、方便、快速。 3、 設(shè)計(jì)的原始參數(shù)： ⑴、圖名稱：減速器裝配圖 ⑵ 、 零 件 材料：鑄鐵 硬度 ⑶ 、 零件產(chǎn)量：大批量生產(chǎn)， 年產(chǎn)量 10 萬件； ⑷ 、 距離公差為 +為 8? 的，公差為 4- 8? 尺寸精度為 4、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： ⑴ 、多軸箱齒輪傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)； ⑵ 、多 軸箱內(nèi)齒輪設(shè)計(jì)； ⑶ 、多軸箱內(nèi)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； ⑷ 、多軸箱導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)； 二、 工作思路 1. 多軸加工應(yīng)用 及優(yōu)勢 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間的17%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高 87%，但 各方面 費(fèi)用 較 大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低 , 故 應(yīng) 更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn) ,就鉆削加工而言，多軸加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。 雖然不可調(diào)式多軸頭在自 動(dòng)線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了使用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。 2. 設(shè)計(jì)思想 在當(dāng)今的社會(huì)競爭環(huán)境下， 許多工廠沒有能夠充分利用自己的資源。一方面他們 沒有充分利用現(xiàn)有的設(shè)備和工藝流程，而在設(shè)備和人員方面的額外投資又導(dǎo)致開銷增加、利潤降低。對于許多公司而言，工廠效率依然是容易被忽略的問題。然而，在這一領(lǐng)域存在很大的成本節(jié)約空間也是不爭的事實(shí)。然而對這種節(jié)省空間的確定和量化仍然是霧里看花，代價(jià)高昂。正像許多企業(yè)一樣， 缺少最新數(shù)據(jù)意味著無法客觀地制定新系統(tǒng)采購決策。 就上面的加工孔來說，按照傳統(tǒng)的方法，它的工藝是先用單軸鉆床鉆 8? 的孔，鉆好八個(gè)加工孔后，然后再裝上 10? 的鉆頭，打深度為 2 10? 沉頭孔，這樣才算是把所需要的零件加工完成。我們可以來簡單的算一下，先前打八個(gè) 8?的孔共需要 6 分鐘，打八個(gè) 10? 沉頭孔 2 分鐘， 這樣下來加工一個(gè)零件要 8 分鐘。如果換成 多軸 鉆床加工的話：打八個(gè) 8? 的孔共需要 2 分鐘，打八個(gè) 10? 沉頭孔共需要 1 分鐘，使用 多軸 鉆床加工一個(gè)零件共需要 3 分鐘。通過對比，可以看出多軸 鉆床的加工時(shí)間比普通單軸鉆床加工時(shí)間縮短了很多，這樣一來工廠效率得到了提高，效益自然而然也就提高了。 多軸加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算 那么多 坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床心及自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過 兩 個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺(tái)縱橫 兩 個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。 多軸加工的設(shè)備 （ 1）多軸頭 從傳動(dòng)方式來說主要有齒輪傳動(dòng)與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)兩種 。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式 兩 種。前者軸距不能改變，多采用齒輪傳動(dòng)，僅適用于大批量生產(chǎn)。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中 ，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。 （ 2）多軸箱 根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的組合機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點(diǎn)： ① 工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。 ② 夾具剛性好，加工時(shí)不形變，分度定位正確。 ③ 使用 兩組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機(jī)時(shí)間。④ 使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機(jī)磨。 ⑤ 尺寸超差時(shí)能立即發(fā)現(xiàn)。 3. 進(jìn)度計(jì)劃 第 1— 2 周： 了解課題，熟悉相關(guān)資料，仔細(xì)閱讀有關(guān)書籍，到圖書館查閱相關(guān)資料； 第 3— 4 周：完成設(shè)計(jì)方案的確定、初步計(jì)算、元件的選取工作； 第 5— 10 周：完成有關(guān)計(jì)算，進(jìn)行多軸箱部裝配圖、各非標(biāo)準(zhǔn)零件力，實(shí)體等和設(shè)計(jì)，用 出各重要零件的零件圖和總裝配圖； 第 11 周：完成外文翻譯，整理資料，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書； 第 12 周：參加畢業(yè)答辯。 參考文獻(xiàn) [1] 蔡蘭主編 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2007 [2] 王 先逵主編 (第二冊 ) 械工業(yè)出版社 ,1998. 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