1960_臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設計

1960_臥式雙面23軸組合鉆床后主軸箱設計,臥式,雙面,23,組合,鉆床,后主,軸箱,設計 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 1 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，配以按工件特定形狀和加工工藝設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，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。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，由刀具的旋轉運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內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，由刀具作進給運動，也可實現某些回轉體類零件(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，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考驗的，因而提高了機床的可靠性。2、生產率高；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，故生產率高。3、操作方便，勞動強度低；產品加工質量由機床保證，操作簡單，不要求 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 2 頁技術高的操作工人，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。因結構是橫塊化、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：產品或工藝變化時，通用部件一般還可以重復使用。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、帶有進給機構的切削頭或夾具等的部件，有側底座、中間底座、支架、可調支架、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，主要有分度回轉工作臺、環(huán)形分度回轉工作臺、分度鼓輪和往復移動工作臺等?？刂撇考怯靡钥刂茩C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 國內外研究狀況二十世紀 70 年代以來，隨著可轉位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術的發(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)定各部件間的聯系尺寸，但對部件結構未作規(guī)定。在我國，組合機床發(fā)展已有 28 年的歷史，其科研和生產都具有相當的基礎，應用也已深入到很多行業(yè)。是當前機械制造業(yè)實現產品更新，進行技術改造，提高生產效率和高速發(fā)展必不可少的設備之一。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備中，超高速和超高精度加工技術裝備與復合、多功能、多軸化控制設備等深受歡迎。該屆博覽會上展出的加工中心，主軸轉速 10000～20000r/min，最高進給速度可達20～60m/min；復合、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、數量減少的同時，加工的形狀卻日益復雜。組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產節(jié)拍；采用數字控制系統和主軸箱、夾具自動更換系統，以提高工藝可調性；以及納入柔性制造系統等。為了使組合機床能在中小批量生產中得到應用，往往需要應用成組技術，把結構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塔式組合機床。組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產節(jié)拍；采用數字控制系統和主軸箱、夾具自動更換系統，以提 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 3 頁高工藝可調性；以及納入柔性制造系統等。1.3 論文構成及研究內容目前，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)大批大量生產中已經獲得廣泛的應用；在一些小批量生產的企業(yè)，如機床、機車、工程機械等制造業(yè)中也已推廣應用。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。我國組合機床技術的發(fā)展起步比較晚，但通過不斷引進大量先進的技術和設備，經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有課迅速發(fā)展。本次畢業(yè)設計題目為臥式雙面 23 軸組合鉆床后主軸箱設計，主要有一下幾部分組成：緒論、總體結構設計、多軸箱設計。另外論文還包括總體結構圖和主要的結構圖。本次設計研究的主要是臥式雙面 23 軸組合鉆床后主軸箱設計，本次設計重點放在多軸箱結構設計上，同時介紹齒輪位置的設計和齒輪軸以及其它部件的選用。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 4 頁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加工內容：在后端面上鉆擴 7 個孔生產批量：1 萬臺/年工藝方案的擬定是組合機床設計的關鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了組合機床的結構配置和使用性能。因此，應根據工件的加工要求和特點，按一定的原則、結合機床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經過技術經濟分析后擬定出先進、合理、經濟、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 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 5 頁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，應盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內應力變形影響，有利于保證加工精度。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 6 頁3.多軸箱的基本結構及表達方法多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據加工示意圖所確定的工件加工孔的數量和位置、切削用量和主軸類型設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。多軸箱按結構特點分為通用（即標準）多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結構典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者機構特殊，往往需要加強主軸系統剛性，而使主軸及某些傳動件必須專門設計，故專用多軸箱通常指“剛性主軸箱” ，即采用不需刀具導向裝置的剛性主軸和用精密滑臺導軌來保證加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標準主軸，借助導向套引導刀具的設計方法基本相同。處于本設計的考慮，下面僅介紹大型通用多軸箱的設計。3.1 多軸箱的組成大型通用多軸箱由箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構等組成，其基本結構包括：箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側蓋等箱體類零件；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，標注齒輪齒數和模數，兩嚙合齒輪相切處標注羅馬字母，表示齒輪所在排數。標注個軸軸號及主軸和驅動軸、液壓泵軸的轉速和轉向。(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，對于結構尺寸完全相同的軸組件只畫一根，但必須在軸端注明相應的軸號；齒輪可不按比例繪制，在圖形一側用數碼箭頭標明齒輪所在排數。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 7 頁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，把握設計重點，其詳細不在此列說。4.多軸箱的設計 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 8 頁目前多軸設計有一般設計法和電子計算及輔助設計法兩種。計算機設計多軸箱，由人工輸入原始數據，按事先編制的程序，通過人機交互方式，可迅速、準確的設計傳動系統，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。一般設計法的順序是：繪制多軸想設計原始數據圖；確定主軸結構、軸頸及齒輪擬定傳動系統；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。具體內容和方法簡述如下。4.1 繪制多軸箱設計原始依據圖多軸箱設計原始依據圖是根據“三圖一卡”繪制的。其主要內容及注意事項如下：（1）根據機床聯系尺寸圖，繪制對軸箱外形圖，并標注輪廓尺寸及動力箱驅動軸的相對位置尺寸。（2）根據聯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、主軸與驅動軸的相關位置尺寸。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常不重合，應根據多軸箱與加工零件的相對位置找出統一基準，并標出其相對位置關系尺寸，然后根據零件工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標值。（3）根據加工示意圖標注各主軸轉速及轉向主軸逆時針轉向（面對主軸看）可不標，只標注順時針轉向。（4）標明動力部件型號及其性能參數等。圖 4.1 所示為立臥式雙面 23 軸組合鉆床上主軸箱設計原始依據圖。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 9 頁圖 4.1 多軸箱設計原始依據圖注: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，電動機轉速 940r/min，輸出軸轉速 470r/min。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 11.48 501、5 、732/20 115 鉆 3-Φ8.5深 23.5，沉孔Φ11*90?430 11.48 503、4 40/25 115 锪 2-Φ15，深 4.5（平250 11.78 50 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 10 頁底孔）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、刀具主軸連接結構、刀具的進給抗力和切削轉矩。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。待齒輪傳動系統設計完后再檢查某些關系軸頸。（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）齒輪模數的確定齒輪模數 m（單位為 mm）一般用類比法確定，也可按公式估算。本次設計多采用類比法。同時為了便于生產，同一多軸箱中的模數規(guī)格一般不多于兩種?，F本設計中采用的模數為 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+P 損失= + +∑????=1切削 ?? ∑????=1空 轉 ??∑????=1損 失 ??式中 P 切削----切削功率，單位 KW;P 空轉----空轉功率，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 的切削轉矩 T1=10。??1.9??0.8????0.6進給量 f1=50mm/min=（50/430）mm/r=0.116mm/r布氏硬度 HB=HBmax— （HBmax-HBmax）=240-1/3（240-190）=223.3313切削轉矩 T1=10 =10??1.9??0.8????0.6×8.51.9×0.1160.8×223.330.6=10 58.33 0.178 25.67=2665.25N× × × ?????主軸 1、2、5、6、7 的切削功率 P1= = =0.118KW????9740×????2665.25×11.489740×3.14×8.5主軸 3、4 的切削轉矩 T2=10 。??1.9??0.8????0.6進給量 f2=50mm/min=（50/250）mm/r=0.2mm/r布氏硬度 HB=HBmax— （HBmax-HBmax）=240-1/3（240-190）=223.3313 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 11 頁切削轉矩 T2=10 =10??1.9??0.8????0.6×151.9×0.20.8×223.330.6=10 N×171.62×0.28×25.67=12333.72?????主軸 3、4 的切削功率 P2= = =0.317KW????9740×????12333.72×11.789740×3.14×15切削功率 P 切削= =5 1+2 2=0.59+0.634=1.224KW∑????=1??切削 ?? ×?? ×??(2)空轉功率的計算 主軸 1、2、5、6、7 的空轉功率按【1】中的表 4-6得：P 空轉 1=0.030KW。主軸 3、4 的空轉功率查【1】中的表 4-6 得：P 空轉 2=0.042KW。P 空轉= =5 空轉 1+2 P 空轉 2∑????=1??空 轉 ?? ×?? ×=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= = 0.012KW∑????=1損 失 ??多軸箱所需功率 P 多軸箱=P 切削+P 空轉+P 損失=1.224+0.234+0.012=1.47KW4.3 多軸箱傳動設計4.3.1 擬定傳動路線先確定中心驅動軸 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，在兩主軸左側設中心傳動軸 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中心傳動軸 16，把驅動軸 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中心傳動軸 8，把驅動軸 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中心傳動軸 14，圖中主軸1～7 為“樹梢” ，驅動軸 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計較為清晰、簡便。其傳動樹形圖如下圖 4.2。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 12 頁4.2 多軸箱傳動樹形圖4.3.2 確定驅動軸、主軸坐標尺寸根據原始依據圖 4.1，算出驅動軸、主軸坐標尺寸，如表 4.2 所示。表 4.2 驅動軸、主軸坐標值坐標 銷 01驅動軸 0 主軸 1 主軸 2 主軸 3X 0.000 0.000 -149.000 -102.000 -98.000Y 0.000 96.000 -26.000 136.000 220.000坐標 主軸 4 主軸 5 主軸 6 主軸 7X 98.000 140.000 109.000 146.000Y 220.000 158.000 86.000 -26.0004.3.3 確定傳動軸位置及齒輪齒數(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。由于驅動軸的轉動方向和主軸的轉動方向需要一致，另外還有傳動比的限制，所以在傳動軸 9 和驅動軸之間設傳動軸 8。另外主軸 1、2、5、6、7 上齒輪的齒數均取為 19，模數為 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 13 頁3mm，主軸 3、4 上齒輪的齒數取為 32，模數為 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 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，模數取 3Z0=Z9= = =17 )1(2umA?2×60×0.7733×（ 1+0.773）0 軸齒輪設在第Ⅳ排 9 軸上有兩個同樣大小的齒輪分別設在第Ⅲ排和第Ⅱ排n0=470m/minZ8= = =22 2????（ 1+??） 2×603×（ 1+0.773）8 軸上有兩個同樣大小的齒輪分別設在第Ⅳ排和第Ⅲ排n8=n0 =470 =363m/minZ0Z8 ×1722n9=n8 =363 =470m/minZ8Z9 ×2217（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 ，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，模數為 3mm。Z10= = =172????（ 1+??） 2×523×（ 1+1）10 軸齒輪設在第Ⅲ排 主軸 1 的齒輪設在第Ⅲ排n10=n9 =470 =470m/minZ9Z10 ×1717（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 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，模數取 3mm。Z11= = =182????（ 1+??） 2×533×（ 1+0.94）11 軸齒輪設在第Ⅱ排 主軸 2 的齒輪設在第Ⅱ排。n11=n9 =470 =445m/minZ9Z11 ×1718（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 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，模數為 3mm。Z12= = =252????（ 1+??） 2×673×（ 1+0.76）12 軸有兩個同樣大小的齒輪分別設在第Ⅱ排和第Ⅰ排n12=n2 =430 =320m/min 主軸 3 的齒輪設在第Ⅰ排Z2Z12 ×1925（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 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 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 14 頁傳動軸 13 的位置。取傳動比為 0.94，模數為 3mm。Z13= = =34n13=n3 =250 =235m/min2????（ 1+??） 2×1003×（ 1+0.94） Z3Z13 ×3234軸 13 的齒輪設在第Ⅰ排主軸 4 的齒輪設在第Ⅰ排（7）確定傳動軸 14 的位置及其與驅動軸 0、主軸 5 之間的齒輪副齒數 有了驅動軸 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，模數為 3mm。Z14= = =20n14=n0 =470 =445m/min2????（ 1+??） 2×523×（ 1+0.74） Z0Z14 ×171814 軸上有兩個大小相同的齒輪分別設在第Ⅳ排和第Ⅲ排主軸 5 上的齒輪設在第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 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，模數為 3mm。Z15= = =25n15=n5 =430 =320m/min2????（ 1+??） 2×663×（ 1+0.76） Z5Z15 ×1925軸 15 的齒輪設在第Ⅲ排 主軸 6 的齒輪設在第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 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，模數為 3mm。Z16= = =22n16=n5 =430 =400m/min2????（ 1+??） 2×603×（ 1+0.86） Z5Z16 ×1920軸 16 的齒輪設在第Ⅲ排 主軸 7 的齒輪設在第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 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，模數為 3mm。Z17= = =22n17=n12 =320 =363m/min2????（ 1+??） 2×70.53×（ 1+1.13） Z12Z17 ×2522軸 17 的齒輪設在第Ⅰ排將傳動設計的全部齒輪齒數、模數及所在排數，按規(guī)定格式標在傳動系統圖（圖 001）中。最后計算各主軸的實際轉速如表 4.3 所示（與原始依據圖的要求基本一至，轉速相對損失在 5％以內） ；潤滑泵轉速也符合要求。表 4.3 各主軸實際轉速主軸實際轉速 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4n（r/min） 430 430 250 250主軸實際轉速 主軸 5 主軸 6 主軸 7n（r/min） 430 430 430 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 15 頁4.4 繪制多軸箱總圖及零件圖4.4.1 多軸箱總圖設計通用多軸箱總圖設計包括繪制主視圖、展開圖，繪制裝配表，制定技術條件等四部分。(1)主視圖 主要表明多軸箱主軸位置及齒輪傳動系統，齒輪齒數、模數及所在排數，潤滑系統等。因此，繪制主視圖就是在設計的傳動系統圖上標出各軸編號，畫出潤滑系統，標注主軸、油泵軸、驅動軸的轉速、油泵軸轉向、驅動軸轉向及坐標尺寸、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 其特點是軸的結構圖形多。各主軸、傳動軸、驅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構。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系。2)對結構相同的同類型主軸、傳動軸可只畫一根，在軸端注明相同軸的軸號即可。3)展開圖上應完整標注多軸箱的三大箱體厚度尺寸及箱壁和內腔有關聯洗尺寸、主軸外伸長度等。(3)多軸箱技術條件 多軸箱總圖上應注明多軸箱箱部裝要求。即：1)多軸箱制造和驗收技術條件：多軸箱按 ZBJ58011-89《組合機床多軸箱制造技術條件》進行制造，按 ZBJ58011-89《組合機床多軸箱驗收技術條件》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、尺寸參數和數量及標準件、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)省設計時間，方便裝配。4.4.2 多軸箱零件設計多軸箱總圖設計中，大多數零件是選用通用件、標準件和外購件；對于變位齒輪、專用軸等零件，則設計零件圖。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 16 頁17滾動軸承標準件外購件套軸號軸徑軸徑型號齒輪（Mxzxd-1T0704-42）主軸和傳動軸裝配表123456789101112131415ⅡⅢⅣⅤ5GB1096-79鍵GB812-83螺母GB858-88墊圈B6X22M18X1.5GB81218GB858B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)25X47X162525-1T0721-4125-1T0721-6525-1T0721-61B8X22M24X1.5GB81224GB858E7205(2)25X52X162525-1T0721-412X96X25B8X22M24X1.5GB81224GB858E7205(2)25X52X16B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)25X47X16B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)25X47X162020-1T0721-412020-1T0721-41202020-1T0721-4120-1T0721-41B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B10X22M24X1.5GB81220GB8582020-1T0722-422X66X2020-1T0721-682X51X2015-1T0723-412X75X202020-1T0721-4130-1T0723-4230-1T0723-68162020-1T0721-412X66X2030-1T0721-612X51X202X57X202X54X202X75X208102(2)滾針20-3X15.8G2202020202020302020-1T0722-4220-1T0722-4220-1T0722-4220-1T0722-4220-1T0722-4220-1T0722-42Ⅰ2X57X202X57X202X96X252X57X202X57X202X57X202X66X202X51X202X75X202X102X302X54X202X66X20123420-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6225-1T0721-6225-1T0721-6525-1T0721-6125-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6230-1T0721-6530-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-6520-1T0721-6120-1T0721-6220-1T0721-68E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)25X47X16B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15B6X22M18X1.5GB81218GB858E7205(2)20X47X15表4.4主軸和傳動軸裝配表 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 17 頁5.組合機床 CAD 系統開發(fā)與研究1. 組合機床 CAD 技術組合機床是用按系列化、標準化設計的通用部件和按工件的形狀及加工工藝要求設計的專用部件組成的專用機床，屬于一次性設計、一次性制造的單件生產產品。因此，設計量大，設計工作復雜。在當前競爭激烈的市場經濟中，用戶對機床的技術先進性、質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鍵是設計。過去那種落后的手工設計方法已不能滿足產品設計的要求，采用 CAD 技術，甩掉圖板，已成為當前技術革命的潮流，勢在必行。 2 、組合機床 CAD 應用現狀國外組合機床 CAD 技術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，隨著計算機技術的發(fā)展，交互式繪圖和數據庫管理系統等的發(fā)展和應用，使組合機床 CAD 技術日益實用且使用范圍不斷擴大，發(fā)達國家在組合機床設計中已普遍采用了 CAD 技術。目前，正在向 CAD/CAM 集成系統發(fā)展。 國內對組合機床設計采用 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，并責成上海交通大學、大連組合機床研究所、機械部自動化研究所負責，大連理工大學、清華大學、北京工業(yè)大學、上海機電產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 技術的序幕。經過十多年的努力，取得了初步成果。 但是，組合機床 CAD 系統是在 VAXⅡ-750 和 Micro VAXⅡ上開發(fā)的，硬件投資大，不易于推廣應用。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 系統專用軟件CAD 技術是當代電子信息技術的重要組成部分，CAD 技術商品化應作為高新技術產業(yè)中重中之重。在支撐軟件和硬件的基礎上，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)作為國民經濟的支柱產業(yè)，給汽車工業(yè)提供技術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，提高組合機床設計質量、縮短設計周期便成為極其迫切的任務。采用組合機床 CAD 技術，能縮短設計周期，提高產品設計質量，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，應當發(fā)揮行業(yè)的主導作用，為實現設計自動化、增強企業(yè)技術創(chuàng)新能力和產品競爭能力，推動我國組合機床設計水平，盡快向組合機床行業(yè)廠提供功能強、操作靈活、界面友好、技術含量高的組合機床 CAD 軟件。 4 、開發(fā)軟件的技術基礎隨著微電子技術的發(fā)展，微機的性能有了很大的提高?，F在 PⅡ已經主導市場，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。微機 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 18 頁CAD 是一個發(fā)展方向，相應的硬件比工作站要降低很多。經過幾年的努力，我們利用 Windows 的 SDK 軟件開發(fā)技術、Windows 環(huán)境下多進程間的動態(tài)數據交換技術(DDE)、數據庫操作技術(ODBC)、圖形軟件二次開發(fā)技術及目標鏈接與嵌入技術(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。5 、組合機床 CAD 系統軟件組合機床 CAD 系統軟件采用 C++語言，在 Windows 環(huán)境下開發(fā)的面向組合機床設計人員的參數化圖形信息管理系統。數據庫系統用 C++語言獨立編寫，本軟件融數據庫操作系統和參數化圖形系統于一體，形成功能強大的參數化圖形信息管理系統。組合機床 CAD 系統包括組合機床夾具 CAD 系統、組合機床自動線方案三維圖形 CAD 系統、組合機床總圖 CAD 系統、組合機床加工示意圖 CAD 系統和組合機床多軸箱 CAD 系統。 組合機床夾具 CAD 系統 利用機械 CAD 參數化圖形信息管理技術和交互設計方法，開發(fā)組合機床夾具 CAD 系統，其適用面廣、實用性強、推廣應用前景廣闊。組合機床夾具 CAD系統按照其主要功能可分為四大模塊：定位支撐系統 CAD 系統、夾緊機構 CAD系統、導向裝置 CAD 系統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 CAD 系統 定位支撐系統主要由定位支撐、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、伸縮式定位銷參數化圖形庫及其性能數據庫，通過查詢定位支撐系統性能數據庫、修改定位支撐參數化圖形參數，利用交互設計方法，實現定位支撐系統 CAD。 夾緊機構 CAD 系統 夾緊機構通常由夾緊力部分、中間傳動機構和夾緊元件三部分組成。夾緊力部分用于產生動力源，并將作用力傳給中間傳動機構；中間傳動機構即作為增力機構，能改變作用力的方向和大小，能產生自鎖作用，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、自鎖夾緊機構參數化圖形庫及其性能數據庫，通過查詢夾緊機構性能數據庫、修改夾緊機構參數化圖形參數，利用交互設計方法，實現夾緊機構 CAD。 導向裝置 CAD 系統 導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，提高刀具系統的支承剛性。正確選擇、設計導向裝置，對保證加工精度和機床的可靠工作有著重要作用。建立固定式導向套、 “內滾式”導向裝置、 “外滾式”導向裝置參數化圖形庫及其性能數據庫，通過查詢導向裝置性能數據庫、修改導向裝置參數化圖形參數，利用交互設計方法，實現導向裝置 CAD。 組合機床 CAD 系統已經被越來越多的人熟悉并使用，它將會有更大的發(fā)展空間和應用范圍，同時也會被跟多的領域使用，發(fā)揮其更大的作用。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 19 頁設計結論科學技術日新月異，工業(yè)生產不斷進步，市場對產品的質量和生產效率提出了越來越高的要求。產品加工公寓過程的自動化是實現高質量、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設備，已經成為大批量機械產品實現高效、高質量和經濟性生產的關鍵裝備，是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套工藝裝備。組合機床的技術性能和綜合自動化水平，在很大程度上決定了這些工業(yè)部門產品的生產效率、產品質量和企業(yè)生產組織的結構，也在很大程度上決定了且產品的競爭力。畢業(yè)設計是我們作為學生在學習階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學基礎知識和專業(yè)知識的一種綜合應用，是一種綜合的再學習、再提高的過程，這一過程對學生的學習能力和獨立思考及工作能力也是一個培養(yǎng)，同時畢業(yè)設計的水平也反映了大學教育的綜合水平，因此學校十分重視畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)，加強了對畢業(yè)設計工作的指導和動員教育。在大學的學習過程中，畢業(yè)設計是一個重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示，也是對我們自學能力和解決問題能力的一次考驗，是學校生活與社會生活間的過渡。在完成畢業(yè)設計的時候，我盡量的把畢業(yè)設計和實際工作有機的結合起來，實踐與理論相結合。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，要學會學習，學會創(chuàng)新，學會適應社會的發(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)設計使我了解到組合機床的應用面廣，功能強大，使用方便，已經廣泛地應用在各種機械設備和生產過程的各個方面。仍然處于不斷的發(fā)展之中其功能不斷增強，更為開放。組合機床應用更是工業(yè)設計領域不可缺少的一部分。在畢業(yè)設計過程中不僅鞏固了我們的基礎理論知識，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系實際，與具體項目、課題相結合，開發(fā)、設計產品的能力的進一步在課程設計中使我學會了很多，也對自己的能力有了進一步的提高，為以后的學習和工作加強。在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現一個問題的時候，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驗，增強了信心。既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，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知識,發(fā)現、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)設計不僅是對大學期間所學知識的一種檢驗，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。自己要學習的東西還太多，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)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。其實我們可以把畢業(yè)設計看作是一個工作內容，在完成畢業(yè)設計的時候， 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 20 頁所用到的知識，以及所具備的專注力和責任心，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，認為學校能滿足人生所有教育需要的理性主義幻想已經破滅。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。這一切都要求現在的學生除獲取一定的理論知識和技能外，還必須培養(yǎng)自己進一步學習的能力。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。學校教育要為學生的終身發(fā)展提供相應的知識、能力和素質基礎，學生的發(fā)展高于一切。因此，我們要更新職業(yè)教育觀念，調整職業(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)設計能夠加強各門課程的聯系，拓展一些相近或相關專業(yè)知識的技能，給我們留下適應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和能力基礎。總而言之，畢業(yè)設計讓我收獲頗豐，我會繼續(xù)努力，好好利用自己所學的知識，懷著踏實穩(wěn)重的心去踏入社會，積極地投入到工作中去。 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 21 頁致謝本畢業(yè)設計是在賈百合老師的悉心指導下完成的。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校的最后一段時間里，能夠跟多學習一些實踐應用知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，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)設計期間和我密切合作的同學們，和曾經在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在大學生活即將結束的最后的日子里，我們再一次演繹了團結合作的童話，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，才讓我不僅學到了本次課題所涉及的新知識，也讓我從你們那里學到了一些更好的值得我學習的學習方法以及經驗，同時更讓我感覺到了知識以外團結的力量。最后，再次感謝所有在這次畢業(yè)設計中給予過我?guī)椭娜?，謝謝！ 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 22 頁參考文獻[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.[2]大連組合機床研究所編.組合機床涉及第一冊.[M]北京：機械工業(yè)出版社，1975[3] 朱冬梅，胥北瀾 .畫法幾何及機械制圖[M].北京:高等教育出版社，2000.[4] 周開勤.機械零件手冊[M].北京:高等教育出版社，2001.[5]傅曉琳.機電一體化系統設計課程設計指導書.[M]重慶: 重慶交通大學,2009.[6]范超毅，趙天嬋，吳斌方，等.數控技術課程設計.[M]武漢: 華中科技大學出版社,2007.[7] 機械設計手冊編委會 .機械設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.[8]金振華主編.組合機床及其調整與使用.[M]北京：機械工業(yè)出版社，1990.[9] 吳宗澤,羅圣國 .機械設計課程設計手冊[M].北京:高等教育出版社，1999.[10]尹志強.機電一體化系統設計課程設計指導書.[M]北京: 機械工業(yè)出版社,2007.[11]孟少農主編 .機械加工工藝手冊第 3 卷.[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992.[12]范國清等編 .組合機床通用部件專輯.[M].大連：大連組合機床研究所.[13] 沈陽工學院等編 .組合機床設計.[M]上海：上?？萍汲霭嫔?，1992.[14] 李天無主編 .簡明機械工程師手冊（上冊）.[M]昆明：云南科技出版社，1988.[15] 黃少昌等編 .計算機輔助機械設計技術基礎.[M]北京：清華大學出版社，1988.[16] 王隆太主編.基于 PC 微機對多軸箱輔助設計系統 BOXCAD 的開發(fā)研究.機床.1990[17]哈爾濱工業(yè)大學、哈爾濱市教育局.專用機床設計與制造.哈爾濱：黑龍江人民出版社，1979.[17] Ashley S., High – speed machining goes mainstream, Mechanical Engineering, May 1995, 黃科科技學院畢業(yè)設計說明書 第 23 頁[18] Die&Mould Making Application Guide, SandvikCoromant, 1999. [19] Grzesik W., Podstawyskrawaniamaterialówmetalowych, WNT, Warszawa, 1998. [20] Mason F., Die and mold finishing. How fast?, Manuf. Eng. 1995.[21] Materialy z IV-go Sympozjum z cyklu “Formywtryskowe i odlewnicze”, Miarki, maj 1997.