1941_立臥式雙面44軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計

1941_立臥式雙面44軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計,臥式,雙面,44,組合,鉆床,主軸,設(shè)計 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁1. 緒 論1.1 課題背景及目的組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的一種高效專用機(jī)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(jī)床。通用部件按其功能通常分為五大類。1）動力部件。動力部件是用于傳遞動力，實現(xiàn)工作運(yùn)動的通用部件。2）支撐部件。支撐部件是用于安裝動力部件、輸送部件等的通用部件。3）輸送部件。輸送部件是具有定位和加緊裝置、用于安裝工件并運(yùn)送到預(yù)定工位并運(yùn)送到預(yù)定工位的通用部件。4）輔助部件。輔助部件包括定位、加緊、潤滑、冷卻、排屑以及自動線的清洗機(jī)等各種輔助裝置。主軸箱是組合機(jī)床的重要組成部分。包括通用主軸箱和專用主軸箱，本設(shè)計的是通用主軸箱，包括主軸，傳動軸，動力部件以及其他輔助裝置。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁圖 1.1組合機(jī)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(yùn)動和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動，來實現(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(jī)床具有如下的特點(diǎn)：(1)主要用于棱體其零件和雜件的孔面加工。(2)生產(chǎn)率高。因為工序集中，可多面、多工位、多軸、多刀同時自動加工。(3)加工精度穩(wěn)定。因為工序固定，可選用成孰的通用部件、精密夾具和自動工作 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁循環(huán)來保證加工精度的一至性。(4)研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護(hù)，成本低。因為通用化、系列化、標(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(jī)床及自動線；機(jī)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)利用。1.2 國內(nèi)外研究狀況專用機(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。最早的組合機(jī)床是 1911 年在美國制成的，用于加工汽車零件。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(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，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。二十世紀(jì) 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(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá) 0.05 毫米／1000 毫米，表面粗糙度可低達(dá) 2.5～0.63 微米；鏜孔精度可達(dá) IT7～6 級，孔距精度可達(dá) 0.03～0.02 微米。組合機(jī)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(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。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、 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁環(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。1.3 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容目前，組合機(jī)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(kuò)、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(kuò)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(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)、電機(jī)、儀器儀表、軍工等行業(yè)大批大量生產(chǎn)中以獲得廣泛的應(yīng)用；在一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程機(jī)械等制造業(yè)中也已推廣應(yīng)用。組合機(jī)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(jī)座等。我國組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展起步比較晚，但通過不斷引進(jìn)大量先進(jìn)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(jìn)，努力奮斗，使我國的組合機(jī)床技術(shù)有了迅速發(fā)展。本次畢業(yè)設(shè)計題目為立臥式雙面 21 軸組合鉆床上主軸箱設(shè)計，主要有以下幾部分組成：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)圖和主要零件的結(jié)構(gòu)圖。本次設(shè)計研究的主要是立臥式雙面 23 軸組合鉆床左主軸箱設(shè)計，本次設(shè)計重點(diǎn)放在多軸箱的結(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。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁2. 加工工藝分析加工對象：在左面上鉆擴(kuò)孔材料牌號：HT250材料硬度：HB190-240加工內(nèi)容：在左面上鉆孔 4 個和鉆一個通孔生產(chǎn)批量：5000 萬臺/年工藝方案的擬定是組合機(jī)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(jī)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(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合機(jī)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(jì)分析后擬定出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。本工序中以上左端面面兩個工藝定位銷孔作為基準(zhǔn)，同時加工：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(dāng)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(jī)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(dá)方法多軸箱是組合機(jī)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(jìn)給滑臺，可完成鉆、擴(kuò)、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(jìn)行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）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(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jī)齒輪 13 等傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標(biāo)、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(diǎn)(1)主視圖 用點(diǎn)劃線表示齒輪節(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(biāo)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(diǎn)，其詳細(xì)不在此列說。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁4.多軸箱的設(shè)計目前多軸設(shè)計有一般設(shè)計法和電子計算機(jī)輔助設(shè)計法兩種。計算機(jī)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(jī)交互方式，可迅速、準(zhǔn)確的設(shè)計傳動系統(tǒng)，繪制多軸箱總圖、零件圖和箱體補(bǔ)充加工圖，打印出軸孔坐標(biāo)及組件明細(xì)表。一般設(shè)計發(fā)的順序是：繪制多軸箱設(shè)計原始依據(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(biāo)（也可用計算機(jī)計算和驗算箱體軸孔的坐標(biāo)尺寸） 、繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制多軸箱總圖，零件圖及編制組件明細(xì)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(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制對軸箱外形圖，并標(biāo)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(biāo)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。擬定多軸箱傳動系統(tǒng)的基本方法是：先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軸，也宜設(shè)置中間傳動軸；然后根據(jù)選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸；最后通過合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。(3)用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來 在多軸箱設(shè)計原始依據(jù) 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁圖中確定了主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析主軸位置，擬定傳動方案，選定齒輪模數(shù)，再經(jīng)過“計算、作圖和所次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。(4)標(biāo)明動力部件型號及其性能參數(shù)等。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁圖 4.1 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖表 4.1 主軸外尺寸及切削用量主軸外伸尺寸（mm）切削用量軸號D/d L 工序內(nèi)容 n(r/min) v(m/min) f(mm/min)1 30/20 115鉆￠11.3 螺紋底通孔 380 13.5 502，3,4,532/20 115鉆 4-￠8.5 深24 458 12.5 504.2 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)主軸形式的確定 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(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。如鉆孔時常采用滾珠軸承主軸；擴(kuò)、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。根據(jù)零件上的軸與軸之間的距離和軸上的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給，安排軸上的齒輪的大小，根據(jù)齒輪的大小，初步選定軸的軸徑。主軸 1——5 選半徑為 20mm;主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸的直徑也可參考主軸直徑大小初步選定。待齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計完后再檢驗?zāi)承╆P(guān)系軸頸。主軸上選用深溝球軸承外加推力球軸承，配合使用，用來承受軸向力。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁(2)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)格一般不多余兩種?，F(xiàn)本設(shè)計中采用的模數(shù)為 2mm。4.2.2 多軸箱所需動力的計算多軸箱的動力計算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項。傳動系統(tǒng)確定后，多軸箱所需功率 P 按下列公式計算：多 軸 箱P = P + P + P = P + P + P多 軸 箱 切 削 空 轉(zhuǎn) 損 失n1i??i切 削 n1i?i空 轉(zhuǎn) n1i??i損 失式中 P ——切削功率，單位 KW；切 削P ——空轉(zhuǎn)功率，單位 KW；空 轉(zhuǎn)P ——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位 KW。損 失每根主軸的切削功率，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 4－6 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 15 加工的工序內(nèi)容和切削用量。主軸 1 的切削轉(zhuǎn)矩 T =10D1.9f HB 。18.06.進(jìn)給量 f ＝50mm/min＝(50÷380)mm/r = 0.13mm/r布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max3maxax31切削轉(zhuǎn)矩 T =10D1.9f HB18.06.＝10×11.3 1.9×0.13 ×223.338.06.0＝10×100.20×0.196×25.667=5040.793N.mm主軸 1 的切削功率 P ＝ ＝ ＝0.197KW1DTvπ97401.34.5579?主軸 2～5 加工的工序內(nèi)容和切削用量一樣，主軸 2～5 的切削功率一樣。主軸2～5 的切削轉(zhuǎn)矩 T =10D f HB 。29.1806.進(jìn)給量 f ＝60mm/min＝60÷458mm/r = 0.131mm/r 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁布氏硬度 HB＝HB － （HB －HB ）＝240－ （240－190）＝223.33max31maxax31切削轉(zhuǎn)矩 T ＝10D f HB29.806.＝10×8.5 ×0.131 ×223.33.18.06.0＝10×58.33 ×0.197×25.67＝ 2949.742N·mm主軸 2～5 的切削功率 P ＝ ＝ ＝0.567KW2DTvπ97408.5143029.7?切削功率 P ＝ P ＝P +P + P + P4+ P5切 削n1i??i切 削 13＝2.465KW(2)空轉(zhuǎn)功率的計算 主軸 1、2、3、4、5 的空轉(zhuǎn)功率按［1］中的表 4－6 得：P＝0.031KW。1空 轉(zhuǎn)主軸 1 的空轉(zhuǎn)功率查［1］中的表 4－6 得：P 空轉(zhuǎn) 1＝0.030KW。主軸 2,3，4，5 空轉(zhuǎn)功率查［1］中的表 4－6 得：P ＝0.030KW。 3空 轉(zhuǎn)P = P ＝5×0.030空 轉(zhuǎn)n1i??i空 轉(zhuǎn)＝0.150KW(3)損失功率的計算 每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的 1%，故可忽略不計多軸箱所需功率 P ＝P + P + P ＝2.465+0.150+0＝2.615KW多 軸 箱 切 削 空 轉(zhuǎn) 損 失4.3 多軸箱傳動設(shè)計4.3.1 擬定傳動路線把主軸 3、4、5 視為一組同心圓主軸，在其圓心（即三主軸軸必組成的三角形外接圓圓心）處設(shè)中心傳動軸 7；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 6 ；中心傳動軸 8 與驅(qū)動軸 0 連接起來；主軸 5 通過中心傳動軸 9 和油泵 10 相連。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁4.3.2 確定驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)尺寸根據(jù)原始依據(jù)圖 4.1，算出驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)尺寸，如表 4.2 所示。表 4.2 驅(qū)動軸、主軸坐標(biāo)值坐標(biāo) 銷 01驅(qū)動軸 0 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 主軸 5X 0.000 265 334 377 375 280 280Y 0.000 150 379.5 276 196 196 2684.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù)(1)確定傳動軸 7 的位置及各齒輪的齒數(shù) 傳動軸 7 的位置為主軸 3、4、5 同心圓圓心，可通過作圖初定。為保證齒輪齒根強(qiáng)度，應(yīng)使齒根到孔壁或鍵槽的壁厚α≥2m(m 為齒輪模數(shù))。若取 m＝2， ＝ ＝ ＝20，則從圖中量得中心距z354Z＝60mm，并按［1］中公式(4-3)、式(4－5)、式(4－6)依次求得 73?A齒數(shù)以及轉(zhuǎn)速。即：＝ － ＝ －20＝40 （設(shè)在第Ⅰ排）'3zmA23260?＝n 3 ＝(458× )r/min＝ 916r/min 7'' 04由 =60， = 60， = =458 74?75?n12則 Z 4‘= 40 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁=40'5z軸 7 上的齒輪為惰輪，則只起到傳動的作用，只排在第一排 (2) 8 傳動副的確定 中心距 A ＝60mm，模數(shù) m＝2，傳動比 u ＝2.335。 80? 80?按公式得：z ＝ ＝ ＝428)1(2um?）（ 35.26?z ＝ － Z 8＝18 （設(shè)在第Ⅳ排）0A(3) 確定傳動軸 6 的位置及其與主軸 1、2 間的齒輪副齒數(shù) 傳動軸 6 中心取在主軸 1、2 的垂直平分線上，取中心距 A1—6＝A 2—6＝56.857mm，從而確定傳動軸 6 的位置。取模數(shù) m＝2，傳動比 u ＝u ＝0.493。按公式求得：61?7Z1＝Z 2＝ ＝ ＝28)(m?）（ 493.012587??Z’1＝ Z’2＝ －z ＝ －28＝28 （設(shè)在第ⅢA6排）把 Z’1, Z’2 設(shè)在第Ⅲ排n6＝n 1 ＝(380× )r/min＝380r/min'Z28(4)確定傳動軸 9 的位置及各齒輪齒數(shù) 9 軸中心取在主軸 5 和 10 軸的的按直線分布上。= n5× = 916r/min （設(shè)在第Ⅰ排）9Z5‘ 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁則知道 =60，取模數(shù) m=2,則由公式 A59?= - =40 Z599(6)確定驅(qū)動軸 0 的位置 驅(qū)動軸 0 在箱體的中心線上， 取齒輪 0 的模數(shù)m＝2 以及轉(zhuǎn)速為 =500 取 Z0=18 。n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(biāo)在傳動系統(tǒng)圖（圖001）中。最后計算各主軸的實際轉(zhuǎn)速 （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。4.4 繪制多軸箱總圖及零件圖4.4.1 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(biāo)準(zhǔn)件和外購件；對于變位齒輪、專用軸等零件，則設(shè)計零件圖。4.4.2 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(biāo)出各軸編號，畫出潤滑系統(tǒng)，標(biāo)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(biāo)尺寸、最低主軸高度尺寸及箱體輪廓尺寸等。并標(biāo)注部分件號。(2)展開圖 其特點(diǎn)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。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁3)展開圖上應(yīng)完整標(biāo)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(jī)床多軸箱制造技術(shù)條件》進(jìn)行制造，按 ZBJ58011-89《組合機(jī)床多軸箱驗收技術(shù)條件》進(jìn)行驗收。2)主軸精度：按 JB3043-82《組合機(jī)床多軸箱精度》標(biāo)注進(jìn)行驗收。(4)主軸和傳動軸裝配表（表 4.3） 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(biāo)準(zhǔn)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。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁圖 4.3 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁5.組合機(jī)床 CAD 系統(tǒng)開發(fā)與研究5.1. 組合機(jī)床 CAD 技術(shù)組合機(jī)床是用按系列化、標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(dāng)前競爭激烈的市場經(jīng)濟(jì)中，用戶對機(jī)床的技術(shù)先進(jìn)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(dāng)前技術(shù)革命的潮流，勢在必行。 5.2 、組合機(jī)床 CAD 應(yīng)用現(xiàn)狀國外組合機(jī)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(dá)國家首先在多軸箱 CAD 方面開始研究。尤其是進(jìn)入 90 年代以來，隨著計算機(jī)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(jī)床 CAD 技術(shù)日益實用且使用范圍不斷擴(kuò)大，發(fā)達(dá)國家在組合機(jī)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(jī)床設(shè)計采用 CAD 的認(rèn)識也比較早。70 年代初，大連組合機(jī)床研究所就開始了這方面的研究工作。1978 年國家把組合機(jī)床 CAD 列為機(jī)械工業(yè)重點(diǎn)項目，并責(zé)成上海交通大學(xué)、大連組合機(jī)床研究所、機(jī)械部自動化研究所負(fù)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(jī)電產(chǎn)品研究院等單位參加，對鉆孔組合機(jī)床 CAD 進(jìn)行了研究，從此揭開了我國組合機(jī)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(jī)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(dāng)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。 5.3 、開發(fā)組合機(jī)床 CAD 系統(tǒng)專用軟件CAD 技術(shù)是當(dāng)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(jìn)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(jì)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(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，給汽車工業(yè)提供技術(shù)裝備的組合機(jī)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(jī)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(jī)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(jì)效益。 大連是我國重要的工業(yè)基地，作為組合機(jī)床行業(yè)科技開發(fā)中心的大連組合機(jī)床研究所，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮行業(yè)的主導(dǎo)作用，為實現(xiàn)設(shè)計自動化、增強(qiáng)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(jī)床設(shè)計水平，盡快向組合機(jī)床行業(yè)廠提供功能強(qiáng)、操作靈活、界面友好、技術(shù)含量高的組合機(jī)床 CAD 軟件。 5.4、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(jī)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(biāo)已接近幾年前的工作站指標(biāo)。國外 CAD 軟件向微機(jī)的Window95/98、Windows NT 上移植，如 Pro/Engineer、Ⅰ-DEAS、CADDS5 等。微機(jī)的圖形加速卡性能在提高，基本上能進(jìn)行實體的移動和旋轉(zhuǎn)。微機(jī) 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(jìn)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)、 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18 頁圖形軟件二次開發(fā)技術(shù)及目標(biāo)鏈接與嵌入技術(shù)(OLE)，開發(fā)了集通用機(jī)械 CAD 和組合機(jī)床 CAD 于一體的 CAD 集成系統(tǒng)。 5.5 、組合機(jī)床 CAD 系統(tǒng)軟件組合機(jī)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(jī)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(dú)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(qiáng)大的參數(shù)化圖形信息管理系統(tǒng)。組合機(jī)床 CAD 系統(tǒng)包括組合機(jī)床夾具 CAD 系統(tǒng)、組合機(jī)床自動線方案三維圖形 CAD 系統(tǒng)、組合機(jī)床總圖 CAD 系統(tǒng)、組合機(jī)床加工示意圖 CAD 系統(tǒng)和組合機(jī)床多軸箱 CAD 系統(tǒng)。 組合機(jī)床夾具 CAD 系統(tǒng) 利用機(jī)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(jī)床夾具 CAD系統(tǒng)，其適用面廣、實用性強(qiáng)、推廣應(yīng)用前景廣闊。組合機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu) CAD 系統(tǒng) 夾緊機(jī)構(gòu)通常由夾緊力部分、中間傳動機(jī)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(jī)構(gòu)；中間傳動機(jī)構(gòu)即作為增力機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)、自鎖夾緊機(jī)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(jī)構(gòu)性能數(shù)據(jù)庫、修改夾緊機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁結(jié)論組合機(jī)床的設(shè)計讓我想到大二設(shè)計的二級減速箱的設(shè)計，都設(shè)計到了齒輪的擺放，潤滑等相同的問題。不同的是這次設(shè)計的潤滑是由供油系統(tǒng)賴提供潤滑。齒輪的定位是由定位套筒定位和軸端的擋圈定位。軸承的選用是以往設(shè)計中沒設(shè)計到的，選用了深溝球軸承和推力球軸承的配合使用，因為鉆孔需要的軸向力很到，而深溝球軸承只能承受很小的軸向力，為保證鉆孔時候機(jī)床的正常使用，必須配合推力球軸承。這次的設(shè)計主要參考的資料是謝家贏主編的機(jī)械設(shè)計手冊，還有機(jī)械手冊。讓我學(xué)會了如何使用手中的參考資料，如何和以往設(shè)計中相同之處和不同之處聯(lián)系起來，通過對比讓我受益匪淺。此次設(shè)計繪圖先使用手工繪制草圖，然后使用計算機(jī) AutoCAD 繪圖，通過這次設(shè)計讓我熟練的使用這個軟件。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20 頁致 謝經(jīng)過半年的努力畢業(yè)設(shè)計終于要結(jié)尾了，此時此刻我感概頗多。首先感謝我的導(dǎo)師賈百合老師，他在機(jī)械方面的才識令人折服。在做畢業(yè)設(shè)計過程中，碰到了很多困難，以前只是在課本或參觀過實習(xí)過組合機(jī)床。但對內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻是相當(dāng)?shù)哪：Ｔ谫Z老師不厭其煩的指導(dǎo)下改了又改，最終做出了這份設(shè)計。在這過程中，我想到過放棄，現(xiàn)在做設(shè)計什么都得從新開始，原來學(xué)的東西很多都已忘記。還好有賈老師的鼓勵和督促，回頭再看這一路走來，真學(xué)到很多東西，這次設(shè)計是對我專業(yè)知識的一個大總結(jié)。謝您了，賈老師！另外我要特別感謝本組的同學(xué)們，正是大家的陪伴，才讓我不至于感覺到那么無助，我畢業(yè)設(shè)計能按時按質(zhì)的完成離不開你們的幫助。大家在一起的這些日子我永遠(yuǎn)不會忘記。感謝為我們畢業(yè)時機(jī)提供幫助的輔導(dǎo)員，還有感謝學(xué)院為我們提供打印機(jī)，方便我們出圖。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁參考文獻(xiàn)［1］ 謝家瀛．組合機(jī)床設(shè)計簡明手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.8［2］ 陳立德．機(jī)械制造裝備設(shè)計．北京：高等教育出版社，2006.4［3］ 鄭修本．機(jī)械制造工藝學(xué)（第 2 版） ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.5［4］ 李奇涵．沖壓成形工藝與模具設(shè)計．北京：科學(xué)出版社，2007［5］ 梁景凱，蓋玉先．機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.11［6］ 趙萬生．特種加工技術(shù)．北京：高等教育出版社，2001.7［7］ 張海根．機(jī)電傳動控制．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.12［8］ 賈民平，張洪亭，周劍英．測試技術(shù)．北京：高等教育出版社，2001.12［9］ 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