臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計

臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計,臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計,臥式,雙面,23,組合,鉆床,后主,軸箱,設(shè)計 黃科科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第23頁 1.緒論 1.1課題背景及目的 組合機床（transfer and unit machine）（圖1.1）組合機床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計的專用部件和夾具，組成的半自動或自動專用機床。 圖1.1 組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。 組合機床具有如下的特點： 1、組合機床通用部件多；組合機床的通 用部件占70~90%，專用部件僅占10~30%，標準的通用部件，由專門工廠生產(chǎn)，制造新機床時可以制造減少周期且降低成本；標準化了的通用部件，是合肥機械加工生產(chǎn)考驗的，因而提高了機床的可靠性。 2、生產(chǎn)率高；組合機床可以同時從幾個方面，采用多把刀具對一個或幾個零件進行切削，故生產(chǎn)率高。 3、操作方便，勞動強度低；產(chǎn)品加工質(zhì)量由機床保證，操作簡單，不要求技術(shù)高的操作工人，可降低成本；自動化程度高，可減輕工人的勞動強度。 4、產(chǎn)品更換方便；當需要更換加工的零件時，組合機床可以比較方便地改裝，通用部件可以重復(fù)利用。 5、主要用于棱體零件和雜件孔面加工。 6、配置靈活。因結(jié)構(gòu)是橫塊化、組合化?？砂垂ぜ蚬ば蛞?，用大量通用部件和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機床及自動線；機床易于改裝：產(chǎn)品或工藝變化時，通用部件一般還可以重復(fù)使用。 組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床提供主運動和進給運動的部件。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、帶有進給機構(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。合機床部件分類如下： 1.2國內(nèi)外研究狀況 二十世紀70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低達2.5～0.63微米；鏜孔精度可達IT7～6級，孔距精度可達0.03～0.02微米。 最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商，確定了組合機床通用部件標準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。 在我國，組合機床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)。是當前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。 從2002年年底第21屆日本國際機床博覽會上獲悉，在來自世界10多個國家和地區(qū)的500多家機床制造商和團體展示的最先進機床設(shè)備中，超高速和超高精度加工技術(shù)裝備與復(fù)合、多功能、多軸化控制設(shè)備等深受歡迎。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速10000～20000r/min，最高進給速度可達20～60m/min；復(fù)合、多功能、多軸化控制裝備的前景亦被看好。在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量減少的同時，加工的形狀卻日益復(fù)雜。 組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，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。 為了使組合機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床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。 組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，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。 1.3論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。其中孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正在擴大到車外圓、行星銑削、拉削等工序。此外還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和檢索、清洗等非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、電機、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；在一些小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如汽缸蓋，汽缸體、變速箱體、電機座等。我國組合機床技術(shù)的發(fā)展起步比較晚，但通過不斷引進大量先進的技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過科技人員的積極消化和吸收，與時俱進，努力奮斗，是我國的組合機床技術(shù)有課迅速發(fā)展。 本次畢業(yè)設(shè)計題目為臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計，主要有一下幾部分組成：緒論、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、多軸箱設(shè)計。另外論文還包括總體結(jié)構(gòu)圖和主要的結(jié)構(gòu)圖。 本次設(shè)計研究的主要是臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設(shè)計，本次設(shè)計重點放在多軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計上，同時介紹齒輪位置的設(shè)計和齒輪軸以及其它部件的選用。 2. 加工工藝分析 加工對象：后端面 材料牌號：HT250 材料硬度：HB190-240 加工內(nèi)容：在后端面上鉆擴7個孔 生產(chǎn)批量：1萬臺/年 工藝方案的擬定是組合機床設(shè)計的關(guān)鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點，按一定的原則、結(jié)合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析后擬定出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。 本工序在前后端面上鉆孔、倒角： 在后端面上鉆擴7個孔（圖2.1）： 鉆2－￠8.5深15.5mm（通孔）￠11×90°， 鉆3－￠8.5深23.5沉孔￠11×90°， 锪孔2-￠15深4.5（平底孔）。 圖2.1 本工序中滿足工藝方案基本原則：粗精加工分開原則；工序集中原則（適當考慮相同類型工序的集中；有相對位置精度要求的工序應(yīng)集中加工）。滿足在制定加工一個工件的幾臺成套機床或流水線的工藝方案時，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。 3.多軸箱的基本結(jié)構(gòu)及表達方法 多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計的傳遞各主軸的動力部件。其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于進給滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。 多軸箱一般具有多根軸同時對一列孔系進行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。 多軸箱按結(jié)構(gòu)特點分為通用（即標準）多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者機構(gòu)特殊，往往需要加強主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設(shè)計，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導(dǎo)軌來保證加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標準主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具的設(shè)計方法基本相同。處于本設(shè)計的考慮，下面僅介紹大型通用多軸箱的設(shè)計。 3.1 多軸箱的組成 大型通用多軸箱由箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成，其基本結(jié)構(gòu)包括：箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等箱體類零件；主軸、傳動軸、手柄軸、傳動齒輪、動力箱或電動機齒輪13等傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標、排油塞、油盤（立式多軸箱不用）和防油套等潤滑及防油元件。 在多軸箱箱體內(nèi)腔，可安排兩排32mm寬的齒輪或三排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間可安排一排或兩排24mm寬的齒輪。 3.2 多軸箱總圖繪制方法特點 (1)主視圖 用點劃線表示齒輪節(jié)圓，標注齒輪齒數(shù)和模數(shù)，兩嚙合齒輪相切處標注羅馬字母，表示齒輪所在排數(shù)。標注個軸軸號及主軸和驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 (2)展開圖 每根軸、軸承、齒輪等組件只畫軸線上邊或下邊（左邊或右邊）一半，對于結(jié)構(gòu)尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應(yīng)的軸號；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側(cè)用數(shù)碼箭頭標明齒輪所在排數(shù)。 3.3 多軸箱通用零件 多軸箱通用零件包括：通用箱體類零件、通用主軸、通用傳動軸、通用齒輪和套。為節(jié)約時間，把握設(shè)計重點，其詳細不在此列說。 4.多軸箱的設(shè)計 目前多軸設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算及輔助設(shè)計法兩種。計算機設(shè)計多軸箱，由人工輸入原始數(shù)據(jù)，按事先編制的程序，通過人機交互方式，可迅速、準確的設(shè)計傳動系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、零件圖和箱體補充加工圖，打印出軸孔坐標及組件明細表。一般設(shè)計法的順序是：繪制多軸想設(shè)計原始數(shù)據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸頸及齒輪擬定傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標（也可以用計算機計算和演算箱體軸孔的坐標尺寸）、繪制坐標檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細表。具體內(nèi)容和方法簡述如下。 4.1繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。其主要內(nèi)容及注意事項如下： （1）根據(jù)機床聯(lián)系尺寸圖，繪制對軸箱外形圖，并標注輪廓尺寸及動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。 （2）根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸和被加工零件在機床上是面對面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向尺寸與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反。其次，多軸箱上的坐標尺寸基準和零件工序圖上的基準經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準，并標出其相對位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標值。 （3）根據(jù)加工示意圖標注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時針轉(zhuǎn)向（面對主軸看）可不標，只標注順時針轉(zhuǎn)向。 （4）標明動力部件型號及其性能參數(shù)等。 圖4.1所示為立臥式雙面23軸組合鉆床上主軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖。 圖4.1 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖 注:1.被加工零件編號及名稱：YTR3105.020101汽缸體。材料及硬度：HT250,190~240HBS。 2.主軸外尺寸及切削用量（表4-1）。 3.動力部件ITD32，Y112M-6，電動機功率2.2kw，電動機轉(zhuǎn)速940r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速470r/min。 表4-1主軸外尺寸及切削用量 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/min） 2、6 32/20 115 鉆2-Φ8.5，深15.5（通孔），沉孔Φ11*90? 430 11.48 50 1、5、7 32/20 115 鉆3-Φ8.5深23.5， 沉孔Φ11*90? 430 11.48 50 3、4 40/25 115 锪2-Φ15，深4.5（平底孔） 250 11.78 50 4.2主軸、齒輪的確定及動力計算 4.2.1主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定 （1）主軸型式的確定主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸連接結(jié)構(gòu)、刀具的進給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔是常采用滾珠軸承主軸；擴、鏜、鉸孔等工序常采用滾錐主軸；主軸間距較小時常選用滾針軸承主軸。 主軸1、2、3、4、5、6、7鉆孔采用滾珠軸承主軸。 主軸直徑按加工時間意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可以參考主軸大小初步選定。待齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計完后再檢查某些關(guān)系軸頸。 （2）主軸直徑的確定主軸1、2、5、6、7按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸初步確定為20mm。主軸3、4也按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸初步確定為25mm。 （3）齒輪模數(shù)的確定齒輪模數(shù)m（單位為mm）一般用類比法確定，也可按公式估算。本次設(shè)計多采用類比法。同時為了便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格一般不多于兩種?，F(xiàn)本設(shè)計中采用的模數(shù)為3mm。 4.2.2多軸箱所需動力的計算 多軸箱的動力計算也包括多軸箱所需要的功率和進給力兩項。 傳動系統(tǒng)確定后，多軸箱所需功率P多軸箱按下列公式計算 P多軸箱=P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失=i=1n切削i +i=1n空轉(zhuǎn)i+i=1n損失i 式中P切削----切削功率，單位KW; P空轉(zhuǎn)----空轉(zhuǎn)功率，單位KW; P損失----與負荷成正比的功率損失，單位KW。 每根主軸個切削功率，由選定的切削用量按公式計算或查表獲得；每個軸上的空轉(zhuǎn)功率按【1】中的表6-20確定；每個軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1%。 (1) 切削功率的計算 主軸1、2、5、6、7直徑和切削用量一樣，主軸1、2、5、6、7的切削功率一樣。主軸1、2、5、6、7的切削轉(zhuǎn)矩T1=10D1.9f0.8HB0.6。 進給量f1=50mm/min=（50/430）mm/r=0.116mm/r 布氏硬度HB=HBmax—13（HBmax-HBmax）=240-1/3（240-190）=223.33 切削轉(zhuǎn)矩T1=10D1.9f0.8HB0.6=10×8.51.9×0.1160.8×223.330.6 =10×58.33×0.178×25.67=2665.25N?mm 主軸1、2、5、6、7的切削功率P1=Tv9740×πD=2665.25×11.489740×3.14×8.5=0.118KW 主軸3、4的切削轉(zhuǎn)矩T2=10D1.9f0.8HB0.6。 進給量f2=50mm/min=（50/250）mm/r=0.2mm/r 布氏硬度HB=HBmax—13（HBmax-HBmax）=240-1/3（240-190）=223.33 切削轉(zhuǎn)矩T2=10D1.9f0.8HB0.6=10×151.9×0.20.8×223.330.6 =10×171.62×0.28×25.67=12333.72 N?mm 主軸3、4的切削功率P2=Tv9740×πD=12333.72×11.789740×3.14×15=0.317KW 切削功率P切削=i=1nP切削i=5×P1+2×P2=0.59+0.634=1.224KW (2)空轉(zhuǎn)功率的計算 主軸1、2、5、6、7的空轉(zhuǎn)功率按【1】中的表4-6得：P空轉(zhuǎn)1=0.030KW。 主軸3、4的空轉(zhuǎn)功率查【1】中的表4-6得：P空轉(zhuǎn)2=0.042KW。 P空轉(zhuǎn)=i=1nP空轉(zhuǎn)i=5×P空轉(zhuǎn)1+2×P空轉(zhuǎn)2 =5×0.030+2×0.042=0.15+0.056=0.234KW (3)損失功率的計算 總的功率損失P損失=i=1n損失i= 0.012KW 多軸箱所需功率P多軸箱=P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失=1.224+0.234+0.012=1.47KW 4.3 多軸箱傳動設(shè)計 4.3.1 擬定傳動路線 先確定中心驅(qū)動軸0軸，定在中心偏下的位置，把主軸1、2視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸9，把軸1和傳動軸9視為一組直線分布軸，在兩軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸10，把軸2和傳動軸9視為一組直線分布軸，在兩軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸11，把主軸2、3視為一組直線分布主軸，在兩主軸左側(cè)設(shè)中心傳動軸12，把主軸3、4視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸、13，把主軸5、6視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸15，把主軸5、7視為一組直線分布主軸，在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸16，把驅(qū)動軸0和傳動軸9視為一組直線分布主軸，在兩軸垂直平分線上設(shè)中心傳動軸8，把驅(qū)動軸0和主軸5視為一組直線分布主軸，在兩軸垂直平分線上設(shè)中心傳動軸14，圖中主軸1～7為“樹梢”，驅(qū)動軸0為“樹根”，各分叉點為傳動軸8--16，軸8--16即為中心傳動軸也為合攏傳動軸；各軸間的傳動副為“樹枝”，箭頭表示運動傳遞方向（路線）。運用傳動樹形圖對多軸箱進行傳動方案設(shè)計較為清晰、簡便。其傳動樹形圖如下圖4.2。 4.2多軸箱傳動樹形圖 4.3.2 確定驅(qū)動軸、主軸坐標尺寸 根據(jù)原始依據(jù)圖4.1，算出驅(qū)動軸、主軸坐標尺寸，如表4.2所示。 表4.2 驅(qū)動軸、主軸坐標值 坐標 銷0 驅(qū)動軸0 主軸1 主軸2 主軸3 X 0.000 0.000 -149.000 -102.000 -98.000 Y 0.000 96.000 -26.000 136.000 220.000 坐標 主軸4 主軸5 主軸6 主軸7 X 98.000 140.000 109.000 146.000 Y 220.000 158.000 86.000 -26.000 4.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) (1)確定傳動軸9的位置 傳動軸9中心取在主軸1、2的垂直平分線上，取中心距A9-2＝A9-1＝90mm，從而確定傳動 軸9的位置。由于驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動方向和主軸的轉(zhuǎn)動方向需要一致，另外還有傳動比的限制，所以在傳動軸9和驅(qū)動軸之間設(shè)傳動軸8。另外主軸1、2、5、6、7上齒輪的齒數(shù)均取為19，模數(shù)為3mm，主軸3、4上齒輪的齒數(shù)取為32，模數(shù)為3mm。 （2）確定傳動軸8的位置及其與0軸、9號軸的齒輪副齒數(shù) 傳動軸8中心取在軸0、9的垂直平分線上，取中心距A8-0=A8-9=60mm，從而確定傳動軸8的位置。 取傳動比U8-0=0.773，模數(shù)取3 Z0=Z9==2×60×0.7733×（1+0.773）=17 0軸齒輪設(shè)在第Ⅳ排 9軸上有兩個同樣大小的齒輪分別設(shè)在第Ⅲ排和第Ⅱ排 n0=470m/min Z8=2Am（1+u）=2×603×（1+0.773）=22 8軸上有兩個同樣大小的齒輪分別設(shè)在第Ⅳ排和第Ⅲ排 n8=n0Z0Z8=470×1722=363m/min n9=n8 Z8Z9=363×2217=470m/min （3）確定傳動軸10的位置及其與主軸1、傳動軸9之間的齒輪副齒數(shù) ，有了主軸1和傳動軸9的位置，取A9-10=52mm,從而可以確定傳動軸10的位置。取傳動比為1，模數(shù)為3mm。 Z10=2Am（1+u）=2×523×（1+1）=17 10軸齒輪設(shè)在第Ⅲ排 主軸1的齒輪設(shè)在第Ⅲ排 n10=n9Z9Z10=470×1717=470m/min （4）確定傳動軸11的位置及其與主軸2、傳動軸9之間的齒輪副齒數(shù) 有了主軸2和傳動軸9的位置，取A9-11=53mm，從而確定傳動軸11的位置。取傳動比為0.94，模數(shù)取3mm。 Z11=2Am（1+u）=2×533×（1+0.94）=18 11軸齒輪設(shè)在第Ⅱ排 主軸2的齒輪設(shè)在第Ⅱ排。 n11=n9 Z9Z11=470×1718=445m/min （5）確定傳動軸12的位置及其與主軸2、3之間的齒輪副齒數(shù) 有了主軸2和主軸3的位置，取A2-12=67mm，從而確定傳動軸12的位置。取傳動比為0.76，模數(shù)為3mm。 Z12=2Am（1+u）=2×673×（1+0.76）=25 12軸有兩個同樣大小的齒輪分別設(shè)在第Ⅱ排和第Ⅰ排 n12=n2 Z2Z12=430×1925=320m/min主軸3的齒輪設(shè)在第Ⅰ排 （6）確定傳動軸13的位置及其與主軸3、4之間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸13中心取在主軸3、4的垂直平分線上，取取中心距A13-3=A13-4=100mm，從而確定傳動軸13的位置。取傳動比為0.94，模數(shù)為3mm。 Z13=2Am（1+u）=2×1003×（1+0.94）=34n13=n3 Z3Z13=250×3234=235m/min 軸13的齒輪設(shè)在第Ⅰ排主軸4的齒輪設(shè)在第Ⅰ排 （7）確定傳動軸14的位置及其與驅(qū)動軸0、主軸5之間的齒輪副齒數(shù) 有了驅(qū)動軸0和主軸5的位置，取A0-14=52mm，從而確定傳動軸14的位置。取傳動比為0.74，模數(shù)為3mm。 Z14=2Am（1+u）=2×523×（1+0.74）=20n14=n0 Z0Z14=470×1718=445m/min 14軸上有兩個大小相同的齒輪分別設(shè)在第Ⅳ排和第Ⅲ排 主軸5上的齒輪設(shè)在第Ⅲ排 （8）確定傳動軸15的位置及其與主軸5、6之間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸15中心取在主軸5、6的垂直平分線上，取取中心距A15-5=A15-6=66mm，從而確定傳動軸15的位置。取傳動比為0.76，模數(shù)為3mm。 Z15=2Am（1+u）=2×663×（1+0.76）=25n15=n5 Z5Z15=430×1925=320m/min 軸15的齒輪設(shè)在第Ⅲ排 主軸6的齒輪設(shè)在第Ⅲ排 （9）確定傳動軸16的位置及其與主軸5、7之間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸16中心取在主軸5、7的垂直平分線上，取中心距A16-5=A16-7=60mm，從而確定傳動軸16的位置。取傳動比為0.86，模數(shù)為3mm。 Z16=2Am（1+u）=2×603×（1+0.86）=22n16=n5 Z5Z16=430×1920=400m/min 軸16的齒輪設(shè)在第Ⅲ排 主軸7的齒輪設(shè)在第Ⅲ排 (10)確定油泵軸17的位置及與傳動軸12之間的齒輪副齒數(shù) 油泵軸17的齒輪與傳動軸12的齒輪相嚙合，取軸12與軸17的中心距A17-12=70.5mm，從而確定油泵軸17的位置。取傳動比為1.13，模數(shù)為3mm。 Z17=2Am（1+u）=2×70.53×（1+1.13）=22n17=n12Z12Z17=320×2522=363m/min 軸17的齒輪設(shè)在第Ⅰ排 將傳動設(shè)計的全部齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，按規(guī)定格式標在傳動系統(tǒng)圖（圖001）中。最后計算各主軸的實際轉(zhuǎn)速如表4.3所示（與原始依據(jù)圖的要求基本一至，轉(zhuǎn)速相對損失在5％以內(nèi)）；潤滑泵轉(zhuǎn)速也符合要求。 表4.3各主軸實際轉(zhuǎn)速 主軸實際轉(zhuǎn)速 主軸1 主軸2 主軸3 主軸4 n（r/min） 430 430 250 250 主軸實際轉(zhuǎn)速 主軸5 主軸6 主軸7 n（r/min） 430 430 430 4.4 繪制多軸箱總圖及零件圖 4.4.1 多軸箱總圖設(shè)計 通用多軸箱總圖設(shè)計包括繪制主視圖、展開圖，繪制裝配表，制定技術(shù)條件等四部分。 (1)主視圖 主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動系統(tǒng)，齒輪齒數(shù)、模數(shù)及所在排數(shù)，潤滑系統(tǒng)等。因此，繪制主視圖就是在設(shè)計的傳動系統(tǒng)圖上標出各軸編號，畫出潤滑系統(tǒng)，標注主軸、油泵軸、驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、油泵軸轉(zhuǎn)向、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)向及坐標尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標注部分件號。 (2)展開圖 其特點是軸的結(jié)構(gòu)圖形多。各主軸、傳動軸、驅(qū)動軸及軸上的零件大多是通用化的，且是有規(guī)則排列的。一般采用簡化的展開圖并以裝配表相互配合，表明多軸箱各軸組件的裝配結(jié)構(gòu)。繪制具體要求如下： 1)展開圖主要表示各軸及軸上零件的裝配關(guān)系。 2)對結(jié)構(gòu)相同的同類型主軸、傳動軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號即可。 3)展開圖上應(yīng)完整標注多軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內(nèi)腔有關(guān)聯(lián)洗尺寸、主軸外伸長度等。 (3)多軸箱技術(shù)條件 多軸箱總圖上應(yīng)注明多軸箱箱部裝要求。即： 1)多軸箱制造和驗收技術(shù)條件：多軸箱按ZBJ58011-89《組合機床多軸箱制造技術(shù)條件》進行制造，按ZBJ58011-89《組合機床多軸箱驗收技術(shù)條件》進行驗收。 2)主軸精度：按JB3043-82《組合機床多軸箱精度》標注進行驗收。 (4)主軸和傳動軸裝配表（表4.4） 把多軸箱中每根軸（主軸、傳動軸、油泵軸）上齒輪套等基本零件的型號規(guī)格、尺寸參數(shù)和數(shù)量及標準件、外購件等，按軸號配套，用裝配表表示。這樣使圖表對照清晰易看，節(jié)省設(shè)計時間，方便裝配。 4.4.2 多軸箱零件設(shè)計 多軸箱總圖設(shè)計中，大多數(shù)零件是選用通用件、標準件和外購件；對于變位齒輪、專用軸等零件，則設(shè)計零件圖。 5.組合機床CAD系統(tǒng)開發(fā)與研究 1. 組合機床CAD技術(shù) 組合機床是用按系列化、標準化設(shè)計的通用部件和按工件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機床，屬于一次性設(shè)計、一次性制造的單件生產(chǎn)產(chǎn)品。因此，設(shè)計量大，設(shè)計工作復(fù)雜。在當前競爭激烈的市場經(jīng)濟中，用戶對機床的技術(shù)先進性、質(zhì)量可靠性以及供貨周期都要求很高，而保證這諸多因素的關(guān)鍵是設(shè)計。過去那種落后的手工設(shè)計方法已不能滿足產(chǎn)品設(shè)計的要求，采用CAD技術(shù)，甩掉圖板，已成為當前技術(shù)革命的潮流，勢在必行。 2 、組合機床CAD應(yīng)用現(xiàn)狀 國外組合機床CAD技術(shù)的研究開始得比較早。70年代初，一些工業(yè)發(fā)達國家首先在多軸箱CAD方面開始研究。尤其是進入90年代以來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，交互式繪圖和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等的發(fā)展和應(yīng)用，使組合機床CAD技術(shù)日益實用且使用范圍不斷擴大，發(fā)達國家在組合機床設(shè)計中已普遍采用了CAD技術(shù)。目前，正在向CAD/CAM集成系統(tǒng)發(fā)展。 國內(nèi)對組合機床設(shè)計采用CAD的認識也比較早。70年代初，大連組合機床研究所就開始了這方面的研究工作。1978年國家把組合機床CAD列為機械工業(yè)重點項目，并責(zé)成上海交通大學(xué)、大連組合機床研究所、機械部自動化研究所負責(zé)，大連理工大學(xué)、清華大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、上海機電產(chǎn)品研究院等單位參加，對鉆孔組合機床CAD進行了研究，從此揭開了我國組合機床CAD技術(shù)的序幕。經(jīng)過十多年的努力，取得了初步成果。 但是，組合機床CAD系統(tǒng)是在VAXⅡ-750和Micro VAXⅡ上開發(fā)的，硬件投資大，不易于推廣應(yīng)用。受當時硬件條件及軟件環(huán)境的限制，軟件適用范圍窄，用戶使用不方便。 3 、開發(fā)組合機床CAD系統(tǒng)專用軟件 CAD技術(shù)是當代電子信息技術(shù)的重要組成部分，CAD技術(shù)商品化應(yīng)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中重中之重。在支撐軟件和硬件的基礎(chǔ)上，針對不同行業(yè)、不同專業(yè)進行軟件二次開發(fā)，開發(fā)出適合本行業(yè)、本專業(yè)的專用商品化軟件，不僅可以取得良好的經(jīng)濟效益，而且會取得重大的社會效益。 “九五”期間國家把汽車工業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，給汽車工業(yè)提供技術(shù)裝備的組合機床行業(yè)得以迅速發(fā)展。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，提高組合機床設(shè)計質(zhì)量、縮短設(shè)計周期便成為極其迫切的任務(wù)。采用組合機床CAD技術(shù)，能縮短設(shè)計周期，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，提高企業(yè)在行業(yè)中的競爭力，給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。 大連是我國重要的工業(yè)基地，作為組合機床行業(yè)科技開發(fā)中心的大連組合機床研究所，應(yīng)當發(fā)揮行業(yè)的主導(dǎo)作用，為實現(xiàn)設(shè)計自動化、增強企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品競爭能力，推動我國組合機床設(shè)計水平，盡快向組合機床行業(yè)廠提供功能強、操作靈活、界面友好、技術(shù)含量高的組合機床CAD軟件。 4 、開發(fā)軟件的技術(shù)基礎(chǔ) 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微機的性能有了很大的提高?，F(xiàn)在PⅡ已經(jīng)主導(dǎo)市場，PⅢ開始上市，其CPU性能指標已接近幾年前的工作站指標。國外CAD軟件向微機的Window95/98、Windows NT上移植，如Pro/Engineer、Ⅰ-DEAS、CADDS5等。微機的圖形加速卡性能在提高，基本上能進行實體的移動和旋轉(zhuǎn)。微機CAD是一個發(fā)展方向，相應(yīng)的硬件比工作站要降低很多。經(jīng)過幾年的努力，我們利用Windows的SDK軟件開發(fā)技術(shù)、Windows環(huán)境下多進程間的動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)(DDE)、數(shù)據(jù)庫操作技術(shù)(ODBC)、圖形軟件二次開發(fā)技術(shù)及目標鏈接與嵌入技術(shù)(OLE)，開發(fā)了集通用機械CAD和組合機床CAD于一體的CAD集成系統(tǒng)。 5 、組合機床CAD系統(tǒng)軟件 組合機床CAD系統(tǒng)軟件采用C++語言，在Windows環(huán)境下開發(fā)的面向組合機床設(shè)計人員的參數(shù)化圖形信息管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用C++語言獨立編寫，本軟件融數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)和參數(shù)化圖形系統(tǒng)于一體，形成功能強大的參數(shù)化圖形信息管理系統(tǒng)。組合機床CAD系統(tǒng)包括組合機床夾具CAD系統(tǒng)、組合機床自動線方案三維圖形CAD系統(tǒng)、組合機床總圖CAD系統(tǒng)、組合機床加工示意圖CAD系統(tǒng)和組合機床多軸箱CAD系統(tǒng)。 組合機床夾具CAD系統(tǒng) 利用機械CAD參數(shù)化圖形信息管理技術(shù)和交互設(shè)計方法，開發(fā)組合機床夾具CAD系統(tǒng)，其適用面廣、實用性強、推廣應(yīng)用前景廣闊。組合機床夾具CAD系統(tǒng)按照其主要功能可分為四大模塊：定位支撐系統(tǒng)CAD系統(tǒng)、夾緊機構(gòu)CAD系統(tǒng)、導(dǎo)向裝置CAD系統(tǒng)和典型夾具夾緊力的計算機輔助分析與計算。 定位支撐系統(tǒng)CAD系統(tǒng) 定位支撐系統(tǒng)主要由定位支撐、輔助支撐和限位元件組成。定位支撐是指在加工過程中維持工件有一定位置的元件；輔助支撐是僅用作加工過程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支撐元件。建立支撐板、支撐塊、輔助支撐、固定式定位銷、伸縮式定位銷參數(shù)化圖形庫及其性能數(shù)據(jù)庫，通過查詢定位支撐系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)庫、修改定位支撐參數(shù)化圖形參數(shù)，利用交互設(shè)計方法，實現(xiàn)定位支撐系統(tǒng)CAD。 夾緊機構(gòu)CAD系統(tǒng) 夾緊機構(gòu)通常由夾緊力部分、中間傳動機構(gòu)和夾緊元件三部分組成。夾緊力部分用于產(chǎn)生動力源，并將作用力傳給中間傳動機構(gòu)；中間傳動機構(gòu)即作為增力機構(gòu)，能改變作用力的方向和大小，能產(chǎn)生自鎖作用，以保證在加工過程中或動力源消失時，工件在切削力作用下仍能可靠夾緊；夾緊元件用以承受由中間傳動機構(gòu)傳遞的夾緊力，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動作。建立夾緊油缸、夾緊元件、直接夾緊機構(gòu)、自鎖夾緊機構(gòu)參數(shù)化圖形庫及其性能數(shù)據(jù)庫，通過查詢夾緊機構(gòu)性能數(shù)據(jù)庫、修改夾緊機構(gòu)參數(shù)化圖形參數(shù)，利用交互設(shè)計方法，實現(xiàn)夾緊機構(gòu)CAD。 導(dǎo)向裝置CAD系統(tǒng) 導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具與工件及刀具相互間的正確位置，提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。正確選擇、設(shè)計導(dǎo)向裝置，對保證加工精度和機床的可靠工作有著重要作用。建立固定式導(dǎo)向套、“內(nèi)滾式”導(dǎo)向裝置、“外滾式”導(dǎo)向裝置參數(shù)化圖形庫及其性能數(shù)據(jù)庫，通過查詢導(dǎo)向裝置性能數(shù)據(jù)庫、修改導(dǎo)向裝置參數(shù)化圖形參數(shù)，利用交互設(shè)計方法，實現(xiàn)導(dǎo)向裝置CAD。 組合機床CAD系統(tǒng)已經(jīng)被越來越多的人熟悉并使用，它將會有更大的發(fā)展空間和應(yīng)用范圍，同時也會被跟多的領(lǐng)域使用，發(fā)揮其更大的作用。 設(shè)計結(jié)論 科學(xué)技術(shù)日新月異，工業(yè)生產(chǎn)不斷進步，市場對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出了越來越高的要求。產(chǎn)品加工公寓過程的自動化是實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率最重要措施之一。 組合機床作為一種專用高效自動化技術(shù)設(shè)備，已經(jīng)成為大批量機械產(chǎn)品實現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。組合機床的技術(shù)性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)，也在很大程度上決定了且產(chǎn)品的競爭力。 畢業(yè)設(shè)計是我們作為學(xué)生在學(xué)習(xí)階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過程，這一過程對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和獨立思考及工作能力也是一個培養(yǎng)，同時畢業(yè)設(shè)計的水平也反映了大學(xué)教育的綜合水平，因此學(xué)校十分重視畢業(yè)設(shè)計這一環(huán)節(jié)，加強了對畢業(yè)設(shè)計工作的指導(dǎo)和動員教育。在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，畢業(yè)設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示，也是對我們自學(xué)能力和解決問題能力的一次考驗，是學(xué)校生活與社會生活間的過渡。在完成畢業(yè)設(shè)計的時候，我盡量的把畢業(yè)設(shè)計和實際工作有機的結(jié)合起來，實踐與理論相結(jié)合。這樣更有利于自己能力的提高。社會是在不斷的變化、發(fā)展的，眼下社會變革迅速，對人才的要求也越來越高，要用發(fā)展的眼光看問題，要學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會創(chuàng)新，學(xué)會適應(yīng)社會的發(fā)展要求。在走出校園，邁向社會之即，把握今天，才能創(chuàng)造未來，老師的熏陶和教誨，使我懂得了更多處世為人的道理，有了一定的創(chuàng)新精神和鉆研精神。 通過畢業(yè)設(shè)計使我了解到組合機床的應(yīng)用面廣，功能強大，使用方便，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機械設(shè)備和生產(chǎn)過程的各個方面。仍然處于不斷的發(fā)展之中其功能不斷增強，更為開放。組合機床應(yīng)用更是工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域不可缺少的一部分。在畢業(yè)設(shè)計過程中不僅鞏固了我們的基礎(chǔ)理論知識，而且使我們各個方面的能力都有很大的提高。從一開始的無從下手，資料的整理，在到老師的幫助下，無疑是對我們查閱資料的能力、設(shè)計報告的能力、電腦繪圖等能力的進一步提高。很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合，開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力的進一步在課程設(shè)計中使我學(xué)會了很多，也對自己的能力有了進一步的提高，為以后的學(xué)習(xí)和工作加強。在設(shè)計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。為以后的工作積累了經(jīng)驗，增強了信心。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決，它更是自己綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計不僅是對大學(xué)期間所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 其實我們可以把畢業(yè)設(shè)計看作是一個工作內(nèi)容，在完成畢業(yè)設(shè)計的時候，所用到的知識，以及所具備的專注力和責(zé)任心，同樣在工作中是必不可少的。由于社會生活的變革和科技進步對社會及個人的影響，認為學(xué)校能滿足人生所有教育需要的理性主義幻想已經(jīng)破滅。社會的發(fā)展要求勞動者不斷更新知識，每個人的職業(yè)不可能終身不變。這一切都要求現(xiàn)在的學(xué)生除獲取一定的理論知識和技能外，還必須培養(yǎng)自己進一步學(xué)習(xí)的能力。而教育的改革和發(fā)展，既要反映當代社會的實際需求，更要充分考慮社會的發(fā)展趨勢。學(xué)校教育要為學(xué)生的終身發(fā)展提供相應(yīng)的知識、能力和素質(zhì)基礎(chǔ)，學(xué)生的發(fā)展高于一切。因此，我們要更新職業(yè)教育觀念，調(diào)整職業(yè)教育的深度，不僅要著眼于今天和明天，還要著眼未來。畢業(yè)設(shè)計能夠加強各門課程的聯(lián)系，拓展一些相近或相關(guān)專業(yè)知識的技能，給我們留下適應(yīng)多項工作所需要的知識的“接口”，為我們的終身教育奠定知識基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)。 總而言之，畢業(yè)設(shè)計讓我收獲頗豐，我會繼續(xù)努力，好好利用自己所學(xué)的知識，懷著踏實穩(wěn)重的心去踏入社會，積極地投入到工作中去。 致謝 本畢業(yè)設(shè)計是在賈百合老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的立項、選題到課題的開發(fā)與研究，再到本論文的撰寫到定稿的每一步工作都傾注著賈老師的心血和汗水，每次遇到自己想不通或者解決不了的問題時，我都會去找到賈老師幫助我，賈老師也都很有耐心地給予了講解和幫助，會細心地溝通，讓我掌握了很多自己之前不是很熟悉的知識，以及知識的應(yīng)用方法。在此特向賈老師說聲感謝。 另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課題，并在這個過程當中，給予我們各種方便，使我們在即將離開學(xué)校的最后一段時間里，能夠跟多學(xué)習(xí)一些實踐應(yīng)用知識，增強了我們實踐操作和動手應(yīng)用能力，提高了獨立思考的能力。再一次對我的母校表示感謝。 感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)們，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭儯诖髮W(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們再一次演繹了團結(jié)合作的童話，不斷交流，相互討論，把一個龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識，也讓我從你們那里學(xué)到了一些更好的值得我學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方法以及經(jīng)驗，同時更讓我感覺到了知識以外團結(jié)的力量。 最后，再次感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計中給予過我?guī)椭娜耍x謝！ 參考文獻 [1] 謝家瀛.組合機床涉及簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. 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