箱體多螺孔攻絲機(jī)多軸箱設(shè)計,箱體,多螺孔攻絲機(jī)多,軸箱,設(shè)計 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：題目：箱體多螺孔攻絲機(jī)多軸箱設(shè)計箱體多螺孔攻絲機(jī)多軸箱設(shè)計I箱體多螺孔攻絲機(jī)多軸箱設(shè)計箱體多螺孔攻絲機(jī)多軸箱設(shè)計摘要摘要 本次畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容涉及了組合機(jī)床設(shè)計，專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計，機(jī)械設(shè)計，金屬切削機(jī)床等機(jī)械方面的知識。高效攻絲機(jī)設(shè)計是包括攻絲機(jī)總體設(shè)計、主要部件（多軸箱）二部分。在總體設(shè)計中要首先對公司機(jī)床和要加工的零件進(jìn)行分析，熟悉零件的加工過程，算出每次的切削用量， 并根據(jù)實際情況選擇準(zhǔn)確的定位面，最后繪制組合機(jī)床的三圖一卡；然后進(jìn)行多軸箱的的設(shè)計，先繪制出多軸箱的設(shè)計原始圖，主要是齒輪和軸的位置，在進(jìn)行傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算，最后進(jìn)行主軸和齒輪校核；最后總體分析自己所做的攻絲機(jī)，找出不足，在以后的工作中在慢慢提高。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：攻絲機(jī)；多軸箱；IBox Screw Tapping Machine Multiple Spindle Box DesignAbstractThe graduation project relates to a combination of machine tool design, special machine equipment design,mechanical design, metal-cutting machine tools and other mechanical aspectsof knowledge. Efficient tapping machine tapping machine design including overall design, the main components (multi-axle) two parts. In the overall design of the machine and the company would be the first to be machined parts analyzed, familiar with the machining process, calculate the amount of each cutting, and according to the actual situation accurately positioning surface, the last of the three combined machine diagram draw one card; Then the design of multi-axle box, first draw a multi-axle design original map, mainly the position of the gear and shaft, the transmission system during the design and calculation, the final check of the spindle and gear; final overall analysis of their own do tapping machine, identify deficiencies, in future work slowly improved.Key Words: Tapping Machine；Multi-axle；目目 錄錄1 緒論緒論.21.1 前言.21.2 研究目的及意義.21.3 國內(nèi)外同類研究概況.21.3.1 國外研究狀況.21.3.2 國內(nèi)研究狀況.21.4 組合機(jī)床概述.21.4.1 組合機(jī)床及其特點(diǎn).21.4.2 組合機(jī)床分類.21.4.3 組合機(jī)床的發(fā)轉(zhuǎn)趨向.21.5 發(fā)展適應(yīng)中小批生產(chǎn)的組合機(jī)床.21.5.1 采用新刀具.21.5.2 擴(kuò)大工藝范圍.21.6 攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案.21.6.1 采用攻絲動力頭的攻絲組合機(jī)床.21.6.2 采用攻絲靠模裝置的組合機(jī)床.22 組合機(jī)床的總體設(shè)計組合機(jī)床的總體設(shè)計.22.1 組合機(jī)床方案的確定.22.1.1 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素.22.1.2 被加工零件特點(diǎn).22.1.3 機(jī)床布局確定.22.1.4 工件定位基準(zhǔn)的確定.22.1.5 夾壓表面及夾緊方式.22.2 確定切削用量.22.2.1 選擇切削用量.22.2.2 確定 F.P.T.22.3 組合機(jī)床總體設(shè)計三圖一卡.22.3.1 被加工零件工序圖.22.3.2 加工示意圖.22.3.3 加工示意圖的畫法及注意事項.22.3.4 刀具選擇.22.3.5 定主軸類型、尺寸和外伸長度.22.3.6 選擇攻絲卡頭.22.3.7 攻絲靠模裝置.22.3.8 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程.22.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖.22.4.1 聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容.22.4.2 選擇動力箱.22.4.3 機(jī)床裝料高度.22.4.4 中間底座輪廓尺寸.22.4.5 確定多軸箱輪廓尺寸.22.4.6 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制注意事項.22.5 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡.22.5.1 理想生產(chǎn)率 Q.22.5.2 實際生產(chǎn)率 Q1.22.5.3 機(jī)床負(fù)荷率 .22.5.4 生產(chǎn)率計算卡.23 多軸箱的設(shè)計多軸箱的設(shè)計.23.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖.23.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇.23.3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算.23.3.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求.23.3.2 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計.23.4 零件的校核.23.4.1 齒輪的校核.23.4.2 軸的設(shè)計.23.4.3 滾動軸承的選擇.24 結(jié)論結(jié)論.2參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2致謝致謝.2畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明.2畢業(yè)設(shè)計（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明附錄畢業(yè)設(shè)計（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明附錄.201 緒論緒論1.1 前言前言組合機(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。 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。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1、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.1.2 研究目的及意義研究目的及意義隨著社會的不斷進(jìn)步，機(jī)械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，古老的生產(chǎn)方式已不能完全適應(yīng)新形勢的要求。比如，我們傳統(tǒng)的通用機(jī)床，由于它為了適應(yīng)各種零件的通用加工，強(qiáng)調(diào)了加工范圍的廣泛性，使其萬能性增大，隨之帶來的便是機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且在加工某一零件的某些加工表面時，使機(jī)床不能完全發(fā)揮出全部效能。為了克服通用機(jī)床的弊端，工程技術(shù)人員便相應(yīng)地推出了專用機(jī)床2。但由于專用機(jī)床是根據(jù)某一工藝要求專門設(shè)計制造的，且它的組成部件均是專門設(shè)計制造的，因此，相對于通用機(jī)床而言，專用機(jī)床的造價昂貴，設(shè)計、制造周期長，特別是在飛速發(fā)展的變化之中，一旦產(chǎn)品更新?lián)Q代，產(chǎn)品變型，原有的專用機(jī)床將不能滿足新產(chǎn)品加工工藝的要求，更有甚者是原專用機(jī)床完全不能加工新產(chǎn)品而變成一堆廢鐵，失去了機(jī)床應(yīng)有的作用。為了使產(chǎn)品在市場中立于不敗之地，工程技術(shù)人員不得不重新花費(fèi)時間，設(shè)計、制造新的專用機(jī)床。由此可見，專用機(jī)床在一定程度上阻礙著產(chǎn)品的更新?lián)Q代。為了解決以上通用機(jī)床與專用機(jī)床之間的矛盾，同時盡可能地兼顧通用機(jī)床與專用機(jī)床的優(yōu)越性，于是，組合機(jī)床便在通用機(jī)床與專用機(jī)床的夾縫中悄然興起，并得到了越來越廣泛的應(yīng)用。1.3 國內(nèi)外同類研究概況國內(nèi)外同類研究概況11.3.1 國外研究狀況國外研究狀況世界上第一臺組合機(jī)床于 1908 年在美國問世，30 年代后組合機(jī)床在世界各國得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一?，F(xiàn)代制造工程從各個角度對組合機(jī)床提出了愈來愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。1.3.2 國內(nèi)研究狀況國內(nèi)研究狀況組合機(jī)床出現(xiàn)在世界上只有50多年的歷史。我國組合機(jī)床事業(yè)是從無到有，逐漸發(fā)展起來的。從1956年開始自行設(shè)計、制造了組合機(jī)床并得到很大發(fā)展。如北京、上海、遼寧、山東、江蘇等發(fā)展很快，西北、西南地區(qū)也又新的發(fā)展。國家又重點(diǎn)安排了一批工廠，如大連機(jī)床廠、常州機(jī)床廠、大河機(jī)床廠、長沙機(jī)床廠、上海第十機(jī)床廠等20多個工廠生產(chǎn)組合機(jī)床通用部件，為全國各地機(jī)械加工部門用組合機(jī)床自己武裝自己創(chuàng)造了非常有利的條件。許多工廠在大搞技術(shù)改造、設(shè)備更新、質(zhì)量翻新的熱潮中，制造了大量的組合機(jī)床及其自動線，成倍地提高了勞動生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了成本3。目前，我國大多數(shù)省、市、自治區(qū)都能設(shè)計并制造組合機(jī)床及其自動線，產(chǎn)量、質(zhì)量和技術(shù)水平都在不斷提高。我國組合機(jī)床及其自動線已占有一定數(shù)量，特別是在汽車制造行業(yè)已有了大量的組合機(jī)床及其自動線，生產(chǎn)能力也在不斷提高。用我國自行設(shè)計與制造的組合機(jī)床及其自動線武裝起來的第二汽車制造廠，經(jīng)投產(chǎn)后證明具有規(guī)模、效率高，具有較高的自動化程度特點(diǎn)物理從工藝方案和布局，還是從加工精度和質(zhì)量方面看，這些組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線都已達(dá)到國際先進(jìn)水平。近幾年來，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應(yīng)用，甚至一些中小批量生產(chǎn)部門也開始推廣使用。由于組合機(jī)床具有的一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在我國機(jī)械加工工業(yè)中廣泛推廣使用組合機(jī)床已成為多、快、好、省地發(fā)展我國機(jī)械加工工業(yè)的一條重要途徑，繼續(xù)發(fā)展和提高組合機(jī)床及自動線技術(shù)水平，是當(dāng)前機(jī)械加工工業(yè)的一項重要任務(wù)。我國組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。1.4 組合機(jī)床概述組合機(jī)床概述212345671.4.1 組合機(jī)床及其特點(diǎn)組合機(jī)床及其特點(diǎn) 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。組合機(jī)床與通用機(jī)床，其他專用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)：a. 設(shè)計與制造周期短。這是 因為組合機(jī)床的通用化程度高,通用部件、通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件約占 7090,其中許多是預(yù)先制造好的,在制造新機(jī)床時可以根據(jù)需要選用。需要設(shè)計、制造的只是少量專用零部件b. 組合機(jī)床的通用零部件,是經(jīng)過生產(chǎn)實踐考驗多次反復(fù)修改定型的,因而結(jié)構(gòu)的可靠性和工藝性較好,使用性能較穩(wěn)定,有利于穩(wěn)定地保證加工質(zhì)量。c. 組合機(jī)床的通用零部件都己標(biāo)準(zhǔn)化、系列化, 因而可以組織成批生產(chǎn),這樣不僅可提高制造精度,而且可以降低機(jī)床的成本,加快專用機(jī)床制造的速度d. 組合機(jī)床自動化程度高,便于維修,通用的易耗易損件可以提前準(zhǔn)備,必要時甚至可以改換整個通用部件。e. 便于產(chǎn)品更新。當(dāng)改變加工對象時,通用部件可以重新利用,改裝成新的專用機(jī)床。但由于組合機(jī)床的通用部件不是為某一種機(jī)床設(shè)計的,具有較廣的適應(yīng)性,而且規(guī)格也有限,這樣就使組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)較一般專用機(jī)床稍為復(fù)雜。組合機(jī)床改裝時,約有 10%20的零件不能利用,改裝勞動量也較大。f. 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。 圖 1.1 表示由通用部件和少量專用部件組成的臥式組合機(jī)床。圖 1.1 臥式組合機(jī)床及其組成部件1中間底座；2夾具；3主軸箱；4動力箱 5滑臺；6滑座；7床身（側(cè)底座）組合機(jī)床常用的通用部件有：動力部件、輸送部件、支承部件、控制部件和輔助部件。其中動力部件有 4 種：（1）主運(yùn)動動力部件包括:動力箱、多軸箱、單軸頭等；（2） 進(jìn)給運(yùn)動部件包括：液壓滑臺、機(jī)械滑臺；（3） 既能實現(xiàn)主運(yùn)動又能實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的部件包括：動力頭；為單軸頭變化主軸轉(zhuǎn)速的跨系列通用部件4。3動力箱是為主軸箱的刀具提供切削主運(yùn)動的驅(qū)動裝置,與動力滑臺和主軸箱配套使用由動力滑臺實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。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，起著機(jī)床的基礎(chǔ)支撐作用。也起著保持機(jī)床剛度和部件之間的精度，這些部件的移動或回轉(zhuǎn)的工作臺的重復(fù)定位直接影響組合機(jī)床的加工精度和定位精度。除了上述主要部件之外，組合機(jī)床還有各種控制部件，主要是控制機(jī)床按加工順序，以保證機(jī)床按已設(shè)定的程序進(jìn)行正常工作。組合機(jī)床的通用部件，絕大多數(shù)已頒布成國家標(biāo)準(zhǔn)，并按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的名義尺寸、主參數(shù)、互換尺寸等定型，各通用部件之間有配套關(guān)系。因此，在進(jìn)行本設(shè)計時，主要根據(jù)被加工零件的尺寸、形狀和技術(shù)要求等來完成組合機(jī)床的整體設(shè)計。1.4.2 組合機(jī)床分類組合機(jī)床分類組合機(jī)床有大型組合機(jī)床與小型組合機(jī)床兩大類，他們不僅在體積和功率上有大小之別，而且在結(jié)構(gòu)和配置形式等方面也有很大的差異。大型組合機(jī)床的配置形式可分為三大類：a. 具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床單工位組合機(jī)床特別適用于加工大、中型箱體類零件。在整個加工循環(huán)中，夾具與工件固定不動，通過動力部件使刀具從單面、雙面或多面對工件進(jìn)行加工。這類機(jī)床加工精度高，但生產(chǎn)率低。按照組成部件配置形式及動力部件的進(jìn)給方向可分為以下幾種：（1）臥式組合機(jī)床（動力箱水平安裝） ；（2）立式組合機(jī)床（動力箱垂直安裝） ；（3）傾斜式組合機(jī)床（動力箱傾斜安裝） ；（4）復(fù)合式組合機(jī)床（動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)） 。在以上四種配置形式的組合機(jī)床中，如果每一種之中在安置一個或幾個動力部件時，還可以組成雙面或多面組合機(jī)床。b. 具有移動式夾具的組合機(jī)床具有移動式夾具的組合機(jī)床多工位組合機(jī)床的夾具與工件，可按預(yù)定的工作循環(huán)，作間歇的移動或轉(zhuǎn)動，以便依次在不同工位上，對工件進(jìn)行不同的工位加工。這類機(jī)床生產(chǎn)率高，但加工精度不如單工位組合機(jī)床，多用于大批量生產(chǎn)中對中小型零件的加工。常見有以下三種:具有移動工作臺的機(jī)床，這類機(jī)床的夾具和工件可作直線往復(fù)移動。具有回轉(zhuǎn)工作臺的機(jī)床，這類機(jī)床的夾具和工件可繞垂直軸線回轉(zhuǎn)，在回轉(zhuǎn)工作臺上個每個工位通常都裝有工件。鼓輪式機(jī)床，這種機(jī)床的夾具和工件可繞水平軸線回轉(zhuǎn)。此種機(jī)床一般為臥式單面或臥式雙面機(jī)床，而較少采用三面配置。此外也有輻射式的，他除了安裝臥式動力部件外，還在垂直于鼓輪回轉(zhuǎn)軸線的4平面上安裝動力部件。1.4.3 組合機(jī)床的發(fā)轉(zhuǎn)趨向組合機(jī)床的發(fā)轉(zhuǎn)趨向 衡量通用部件技術(shù)水平的主要標(biāo)準(zhǔn)時：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性能參數(shù)先進(jìn)，工藝性能好，精度高和精度保持性好。 目前應(yīng)注意開發(fā)適應(yīng)強(qiáng)力銑銷的大功率動力滑臺，高精度鏜削頭和高精度滑臺，以及適應(yīng)中，小批生產(chǎn)的快調(diào)、速換動力部件和支承部件。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。1.5 發(fā)展適應(yīng)中小批生產(chǎn)的組合機(jī)床發(fā)展適應(yīng)中小批生產(chǎn)的組合機(jī)床 我國組合機(jī)床已經(jīng)越來越 廣泛地應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)、 閥門、自行車、縫紉機(jī)、儀器儀表、機(jī)床制造 及國防工業(yè)等部門，其關(guān)鍵工序采用組合機(jī)床。其中機(jī)床廠用組合機(jī)床加工主軸變速箱孔系，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。發(fā)展具有可調(diào)、快調(diào)、裝配靈活、適應(yīng)多品種加工特點(diǎn)的組合機(jī)床十分迫切。轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機(jī)床，可換主軸箱式組合機(jī)床以及自動換刀式數(shù)控組合機(jī)床可用于中小、批生產(chǎn)。但這類機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。1.5.1 采用新刀具采用新刀具 如具有鍍層的硬質(zhì)合金刀片，立方氮化硼刀具、金剛石刀具、各種可轉(zhuǎn)位的密齒銑刀、噴吸鉆頭、鑲有可轉(zhuǎn)刀片的“短鉆頭”等。一般情況下，采用先進(jìn)道具的工時為原工時 1/2 到 1/4.由于提高了刀具的耐用度，大大縮短了多刀組合機(jī)床停機(jī)換刀的時間，提高了組合機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益。1.5.2 擴(kuò)大工藝范圍擴(kuò)大工藝范圍 組合機(jī)床除完成普通的切削加工外，還在逐步應(yīng)用于焊接、檢測、自動裝配、修復(fù)、性能試驗以及清洗和包裝等用途的組合機(jī)床。1.6 攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案通用機(jī)床加工螺紋的特點(diǎn)是主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動之間保持嚴(yán)格的傳動比關(guān)系，即內(nèi)聯(lián)系傳動。攻絲組合機(jī)床也不例外，根據(jù)實現(xiàn)內(nèi)聯(lián)系傳動系統(tǒng)所選用的機(jī)構(gòu)不同，攻絲組合機(jī)床可以分為下列兩大類：1.6.1 采用攻絲動力頭的攻絲組合機(jī)床采用攻絲動力頭的攻絲組合機(jī)床攻絲動力頭用于同一方向單純攻絲工序。利用絲杠進(jìn)給，攻絲行程較大，5123456但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動誤差大，所以加工螺紋精度較低（一般低于 7H 級） ，因此未能得到廣泛的應(yīng)用。1.6.2 采用攻絲靠模裝置的組合機(jī)床采用攻絲靠模裝置的組合機(jī)床用攻絲靠模裝置加工內(nèi)螺紋的特點(diǎn)是，攻絲主軸系統(tǒng)的進(jìn)給運(yùn)動由攻絲靠模機(jī)構(gòu)得到?？磕C(jī)構(gòu)由靠模螺桿和靠模螺母組成，其螺距應(yīng)等于被加工螺孔的螺距 P工，當(dāng)靠模螺桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，則帶動絲錐向前進(jìn)給一個螺距 P桿，要求 P桿盡量接近 P工。攻絲靠模應(yīng)用于攻絲裝置中的情況如圖 1.2 所示。從圖中可見，電機(jī)傳動主軸通過靠模螺桿帶動絲錐回轉(zhuǎn)，靠模螺桿 5 通過攻絲卡頭 6 與絲錐連接，攻絲卡頭 6 是攻絲主軸靠模系統(tǒng)進(jìn)給量與絲錐自行引進(jìn)量的補(bǔ)償環(huán)節(jié)。當(dāng)主軸及靠模螺桿 5 正轉(zhuǎn)時，由于靠模螺母 4 的作用，使靠模螺桿按螺母的螺距帶動絲錐進(jìn)給，攻絲結(jié)束后，主軸反轉(zhuǎn)，絲錐退回。由于攻絲過程中，只是靠模螺桿 5 帶動絲 錐軸向移動，因此主軸與靠模螺桿連接處軸向可以相對滑動，一般用滑鍵連接，滑動的最大距離即攻絲的最大行程，一般不超過 60mm。此種攻絲方法，靠模可以經(jīng)磨制得到較準(zhǔn)確的螺距，由于靠模螺桿帶動絲錐進(jìn)給比較輕巧，同時又有攻絲接桿補(bǔ)償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進(jìn)的進(jìn)給差，因而攻絲時可得到較高的精度。該靠模裝置除了具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本較低的特點(diǎn)外，還由于每根靠模螺桿都各自具有自己的螺距數(shù)值，因此可用一個攻絲裝置方便地加工出不同尺寸規(guī)格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量，目前應(yīng)用很廣泛。圖 1.2 攻絲裝置原理圖1電機(jī)；2多軸箱；3主軸 4靠模螺母；5靠模螺桿；6攻絲卡頭綜上所述可知攻絲工序的循環(huán)如下：6 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計組合機(jī)床的總體設(shè)計2.1 組合機(jī)床方案的確定組合機(jī)床方案的確定設(shè)計組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的加工精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工合理不合理的問題。如果確定零件可以利用組合機(jī)床加工，那么為使加工過程順利，并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上，綜合考慮影響制定零件工藝方案，機(jī)床的配置形式、結(jié)構(gòu)方案的各種因素及注意的問題。經(jīng)過分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方法(包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基準(zhǔn)及夾壓方案等、確定工序（或工步）間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床的配置形式等等，這些便是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi)容。2.1.1 影響組合機(jī)床方案制定的主要因素影響組合機(jī)床方案制定的主要因素a. 被加工零件的加工精度和加工工序被加工零件的加工精度和加工工序 被加工零件需要在組合機(jī)床上完成加工工序及應(yīng)保證的加工精度，是制定機(jī)床方案的主要依據(jù)。例如精度為 H7 的孔加工工序，不僅工步數(shù)多(通常 3 到4 個)，而且對于不同的尺寸的孔徑，也須采取不同的工藝方法（鏜或鉸） 。當(dāng)孔與孔之間有較高位置精度要（如0.05 毫米）時，安排工藝應(yīng)考慮在一個安裝工位上對所有孔同時進(jìn)行最終精加工。b. 被加工零件特點(diǎn)被加工零件特點(diǎn) 被加工零件特點(diǎn)主要指零件的材料、硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、零件剛性定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)等。他們對機(jī)床工藝方案制定有重要的影響。同樣精度的孔，因材料、硬度的不同，其加工方案也不同。這主要指零件的材料、硬度、加工部位的結(jié)構(gòu)形狀、工件剛性、定位基準(zhǔn)面的特點(diǎn)等。他們對機(jī)床工藝方案制定有著重要的影響。同樣精度的孔，因材料、硬度的不同，其工藝方案也不同，如鋼件一般比鑄鐵的加工工步數(shù)多。加工薄壁易振的工件，安排工序時，必須考慮防止共振。加工箱體零件多層壁同軸線等直徑孔，通常在一根鏜桿上安裝多個鏜刀頭進(jìn)行鏜削，退刀時，要求工件（夾具） “讓刀” ，鏜刀頭周向定位2.1.2 被加工零件特點(diǎn)被加工零件特點(diǎn)7被加工零件在攻絲機(jī)體左側(cè)，材料為 HT20-40，硬度為 HB170-241，攻絲孔徑為 M8 的通孔 8 個，8 個孔在 3 個圓上規(guī)律分布。如圖 1.3圖 2.3 零件圖2.1.3 機(jī)床布局確定機(jī)床布局確定工件的底面為主要的定位面。因為底面上有 3 個腳所以可以用用 3 個支承塊支撐，然后用短銷和支承釘定位。這樣裝夾方案不僅方便而且平穩(wěn)，故可采用臥式機(jī)床。2.1.4 工件定位基準(zhǔn)的確定工件定位基準(zhǔn)的確定由于工件采用底面為定位面，根據(jù)該零件的特點(diǎn)，可采用孔和 2 面定位。2.1.5 夾壓表面及夾緊方式夾壓表面及夾緊方式由于要加工的工件是箱體并且是中空的，為了確保工件的夾壓穩(wěn)定，還要保證定位基準(zhǔn)和定位面的良好接觸，所以采用開口長壓板作定位夾緊。2.2 確定切削用量確定切削用量82.2.1 選擇切削用量選擇切削用量由于攻絲孔徑只有 M8 一種，所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同。根據(jù)表 7-18 查得：高速鋼絲錐攻絲切削速度 V=4-8m/min.查得：螺紋間距 f=1.25mm ,選 n=160r/min,切削速度： V=D n, V=Dn=*8*160*10-3=4.2m/min 滿足要求V 每分鐘進(jìn)給量 Vf=S錐=nf 式中：Vf主軸系統(tǒng)的進(jìn)給量（mm/min） ； S錐錐每分鐘自行引進(jìn)量（mm/min） ； n絲錐每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min ） ； f絲錐的螺距，多頭螺紋為導(dǎo)程（mm） 。 Vf=nf=160*1.25*10-3=0.2m/min2.2.2 確定確定 F.P.Ta. 切削扭矩切削扭矩的計算的計算T 根據(jù)表查得：T=195D1.4pw1.5 (2.1)式中： pw工件螺距（） ； mmD加工直徑（） 。 mmT=195D1.4pw=195*81.4*1.251.5=5008.707N*mm b. 切削力切削力的計算的計算F F=2T/D (2.2) F=2T/D=2*5008.707/8=1252.177N 總切削力 F總=8F=8*1252.177=10017.416c. 切削功率切削功率的計算的計算P 查表 7-24 查得： P=TV/9740D=5008.707*4.2/(3.14*9740*8)=0.0103KW 所以總功率 P總=8P=0.103*8=0.824 考慮到功率損失，所以 P實=P總/0.8=0.824/0.8=1.03KW2.3 組合機(jī)床總體設(shè)計組合機(jī)床總體設(shè)計三圖一卡三圖一卡9三圖一卡的內(nèi)容主要包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計算卡。2.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖a. 被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件的工序圖是根據(jù)選定的工藝方案來制定的，表示一臺組合機(jī)床或自動線完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位和被加工零件的材料、硬度、重量和本道工序加工前毛坯或半成品狀況的圖紙。因此，它是在原有零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容，加上必要的文字說明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件14。圖上應(yīng)表示出相應(yīng)尺寸：（1） 被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承） 、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計。（2） 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)） 。（3） 必要的文字說明。如被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。b. 繪制被加工零件工序圖的注意事項繪制被加工零件工序圖的注意事項（1） 為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時，應(yīng)按一定比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實線） ，并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計有關(guān)的部位（用細(xì)實線）表示清楚。凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫粗實線標(biāo)記。加工用定位基準(zhǔn)、機(jī)械夾壓位置及方向、輔助支承均須使用規(guī)定的符號表示出來。加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合,則需對加工部位要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外，應(yīng)將零件圖上的不對稱位置尺寸公差應(yīng)換算成對稱尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面，一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是采用組合機(jī)床能夠加工出來。（2） 應(yīng)注明零件加工對機(jī)床提出的某些特殊要求。如對多層壁同軸線等直徑孔加工，若要求孔表面不留退刀痕跡，則圖紙上應(yīng)注明要求“機(jī)床主軸定位，工件（夾具）讓刀” 。102.3.2 加工示意圖加工示意圖a. 加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖的作用和內(nèi)容零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計的主要圖紙之一，在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車的依據(jù)。其內(nèi)容為：應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過程；根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長度） ；決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格尺寸及外伸長度。選擇標(biāo)準(zhǔn)的或設(shè)計專用的接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸；標(biāo)明主軸、接桿（卡頭） 、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、被加工零件材料特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量；決定機(jī)床動力部件的工作行程及工作循環(huán)。2.3.3 加工示意圖的畫法及注意事項加工示意圖的畫法及注意事項a. 加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖，加工表面用粗實線畫。為簡化設(shè)計，相同加工部位的加工示意（指對同一規(guī)格的孔加工，所用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同） ，允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號（與工件孔號相對應(yīng)） 。當(dāng)軸數(shù)較多時，可縮小比例，用細(xì)實線畫出工件加工部位的外形簡圖，并在孔旁標(biāo)注孔號，以便設(shè)計和調(diào)整機(jī)床。b. 一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時，相鄰主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向是否干涉。主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起。刀具畫加工終了位置（攻絲加工則應(yīng)畫開始位置） 。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫外形輪廓，但須加注規(guī)格代號。對一些專用結(jié)構(gòu)，為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。2.3.4 刀具選擇刀具選擇根據(jù)攻絲孔的深度及直徑大小，并結(jié)合加工條件及要求，根據(jù)機(jī)械加工11ddlL1120D/d1工藝手冊 ，選擇的刀具為絲錐，其直徑分別為。8絲錐的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 2.1 所示：圖 2.1 絲錐外形圖和尺寸表2.3.5 定主軸類型、尺寸和外伸長度定主軸類型、尺寸和外伸長度根據(jù)表 7-29（攻螺紋主軸直徑的確定）查得：當(dāng)螺紋為 M8，扭矩 T=5008.707mm 時，主軸直徑 d=17mm再查表 7-30（通用攻絲主軸的系列參數(shù)） ，確定主軸類型為：前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸 確定主軸直徑：d=20mmD/d=30/16mm 攻絲靠模規(guī)格代號：2具體結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示：圖 2.2 主軸外伸圖2.3.6 選擇攻絲卡頭選擇攻絲卡頭 攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸（或靠模裝置） ，其主要作用是： 保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動對中，并保證絲錐順利引進(jìn)；補(bǔ)償絲錐每分鐘引進(jìn)量與攻絲主軸（或靠模裝置）每分鐘進(jìn)給量之差值，保證絲錐引進(jìn)d (mm)d1 (mm)L(mm)L(mm)86.30227212與攻絲裝置進(jìn)給同步。因此，要求攻絲卡頭有很好的定心性及補(bǔ)償靈活性，徑向尺寸應(yīng)較小，以適應(yīng)中心距小的螺孔加工。攻絲卡頭的主要形式有：絲錐“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭；主軸或攻絲靠?！俺啊边M(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。在此，可選用主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。主軸“超前”進(jìn)給是指攻絲主軸的每分鐘進(jìn)給量大于絲錐每分鐘的引進(jìn)量，其差值可以由攻絲卡頭中的壓力彈簧來補(bǔ)償。彈簧的預(yù)壓力，最好用稍大于絲錐開始切入被加工螺紋底孔所需的軸向力，而小于絲錐的進(jìn)給拉力。其具體結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示。圖 2.3 主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭1卡頭芯桿；2銷；3套罩；4卡頭體；5壓力彈簧2.3.7 攻絲靠模裝置攻絲靠模裝置攻絲靠模裝置的原理是“自引法”攻絲。這種攻絲裝置的進(jìn)給運(yùn)動，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的攻絲靠模裝置有 T0281 型和 T0282 型。T0281 型攻絲靠模通常由攻絲靠模機(jī)構(gòu)和攻絲卡頭配合組成攻絲裝置，并由攻絲裝置配置成攻絲組合機(jī)床。T0282 型主要用于組成活動攻絲模板和鉆攻復(fù)合模板。根據(jù) d=20mm，查得表 7-42（第、第類攻絲靠模規(guī)格）：選用型號為 16.1T0281 的攻絲靠模裝置,其具體參數(shù)為：D0=M5M12,P70100，取 b1=100mm。主軸箱最低主軸高度 h 須考慮到與工件最低孔位置（h2=70mm） 、機(jī)床裝料高度（H=983mm） 、滑臺滑座總高（h3=280mm） 、側(cè)底座高度（h4=560mm） 、滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度（h7 =5mm）等尺寸之間的關(guān)系而確定。對于臥式組合機(jī)床，h1要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄露，通常推薦：h185140 h1=h2+H-(0.5+h3+h7+h4)=70+983-(0.5+280+5+560)=207.5mmB=b+2b1=187+2*100=387mmH=h+h1+b1=185+207.5+100=492.5 根據(jù)上述計算值，按多軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定多軸箱輪廓尺寸為 B*H=500*500mm2.4.6 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制注意事項機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制注意事項a. 畫主視圖時，主視圖的圖形布置應(yīng)與實際機(jī)床工作布置一致，并選擇合適比例。為便于機(jī)床的調(diào)整和維修，滑座與側(cè)底座之間需加 5mm 厚的調(diào)整墊；機(jī)床各主要組成部件的輪廓尺寸及相關(guān)聯(lián)系尺寸必須標(biāo)注的完整、恰當(dāng)，應(yīng)使機(jī)床在長、寬、高三個方向的尺寸鏈封閉。b. 應(yīng)注明工件、夾具、動力部件、中間底座對稱中心線間的位置關(guān)系。應(yīng)注明電動機(jī)的型號、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號規(guī)格和其主要輪廓尺寸，并對組成機(jī)床的所有部件進(jìn)行分組編號，作為部件和零件設(shè)計的原始依據(jù)。2.5 機(jī)床生產(chǎn)率計算卡機(jī)床生產(chǎn)率計算卡根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快進(jìn)及工進(jìn)速度等，就可以計算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機(jī)床的加工過程，完成每一動作所需的時間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床的負(fù)荷率等。172.5.1 理想生產(chǎn)率理想生產(chǎn)率 QQ 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。它與全年工時總數(shù) K 有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn) K 取 2000h，則 Q=A/K=60000/2000=30 件/h 2.5.2 實際生產(chǎn)率實際生產(chǎn)率 Q1Q1指所設(shè)計機(jī)床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。Q1=60/T單式中：T單生產(chǎn)一個零件所需的時間（min） ，它可以根據(jù)下式計算：T單=t切+t輔=(L1/Vf1+L2/Vf2+t停)+（(L快進(jìn)+L快退)/Vfk+t移+t裝卸）*n式中：L1、L2分別為刀具第、第工作進(jìn)給行程長度（mm） ；Vf1、Vf2、分別為刀具第、第工作進(jìn)給速度（mm/min） ；t停當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，動力滑臺在死擋鐵上的時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5 到 10 轉(zhuǎn)所需的時間（min） ；L快進(jìn)、L快退分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度（mm） ；Vfk動力部件快速行程速度。采用機(jī)械動力部件取 5 到 6m/min，液壓動力部件取 3 到 10m/min；t移直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時間，一般可取0.1min.t裝卸工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時間，它取決于工件重量大小、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機(jī)床的統(tǒng)計，一般取 0.5 到 1.5min。取 t裝卸為 1.5minT單=t切+t輔=(L1/Vf1+L2/Vf2+t停)+（(L快進(jìn)+L快退)/Vfk+t移+t裝卸）*n=(28/250+0.04)+(200/60000+0.1+1.5)=0.112+0.04+0.033+0.1+1.5=1.785minQ=60/t單=60/1.785=33.613 件/h2.5.3 機(jī)床負(fù)荷率機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng) Q1Q 時，計算二者的比值即為負(fù)荷率。 =Q/Q1=30/33.613=0.893 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為 0.75 到 0.9 之間。18所以該負(fù)荷率滿足要求。2.5.4 生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機(jī)床上的加工過程、生產(chǎn)節(jié)拍、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率和機(jī)床負(fù)荷率的簡明表格，它是用戶驗收機(jī)床的重要依據(jù)之一。193 多軸箱的設(shè)計多軸箱的設(shè)計多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。具體設(shè)計時，除了要熟悉多軸箱本身的一些設(shè)計規(guī)律和要求外，還須依據(jù)“三圖一卡” ，仔細(xì)分析研究零件的加工部位，工藝要求，確定多軸箱與被加工零件、機(jī)床其他部分的相互關(guān)系。3.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖，是依據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來的，其一般應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1） 所有主軸的位置尺寸以及工件與多軸箱的相關(guān)尺寸。在標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時，首先要注意多軸箱與被加工零件在機(jī)床上是相對面擺放的，因此多軸箱橫截面上的水平尺寸應(yīng)該與被加工零件工序圖的水平尺寸方向相反。其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的尺寸基準(zhǔn)不相重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)注出其相對位置關(guān)系尺寸。（2） 在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向。由于標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋，因此要求主軸一般為逆時針旋轉(zhuǎn)，逆時針轉(zhuǎn)向可標(biāo)注，只注順時針轉(zhuǎn)向。 （3） 圖中應(yīng)標(biāo)出多軸箱的外形尺寸，列表標(biāo)明工件材料，加工表面要求，并標(biāo)出各主軸的工序內(nèi)容，主軸外伸部分尺寸和切削用量等。 （4） 注明動力箱型號，功率，轉(zhuǎn)速和其它主要參數(shù)。3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，如進(jìn)行鉆削加工的主軸，軸向切削力較大，最好用推力球軸承承受軸向力，而用向心球軸承承受徑向力。又因鉆削時軸向力是單向的，因此推力球軸承在主軸前端安排即可。進(jìn)行鏜削加工的主軸，軸向切削力較小，但不能忽略。有時由于工藝要求，主軸進(jìn)退都要切削，兩個方向都有切削力，一般選用前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計中我選用推力球軸承。主軸的直徑在前面已經(jīng)算過了這邊就不說了。203.3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算多軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計，就是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸傳進(jìn)來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。傳動系統(tǒng)設(shè)計的好壞，將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計和制造工作量的大小以及成本的高低。傳動圖如圖 3.1圖 3.1 多軸箱傳動圖3.3.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求對傳動系統(tǒng)的一般要求 設(shè)計傳動系統(tǒng)，應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動件的規(guī)格少，數(shù)量少，體積?。灰虼?，在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，要注意下面幾點(diǎn)：a. 盡量用一根中間轉(zhuǎn)動軸帶動多根主軸。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，21可用變位齒輪或略變傳動比的方法解決；一般情況下，盡量不采用主軸帶動主軸的方案，因為這會增加主動主軸的負(fù)荷。 b. 為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)的齒輪傳動副的最佳傳動比為 1-1.5,在多軸箱后蓋內(nèi)的第 4 排齒輪，根據(jù)需要，其傳動比可以取大些，但一般不超過 3-3.5。c. 根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比的道理，一般情況下如驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較高時，可采用逐步降速傳動；如驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時可先使速度升高一點(diǎn)再降速；這樣可使傳動鏈前面幾根軸、齒輪等在比較高轉(zhuǎn)速下工作，結(jié)構(gòu)可小些。組合機(jī)床多軸箱的傳動和結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床差異較大，其一是由于傳動鏈較短，難分前后，另外，經(jīng)常是一中間傳動軸帶多根主軸。所以，合理安排結(jié)構(gòu)往往成為設(shè)計的主要矛盾。如為了使主軸上的齒輪不過大，最后一級經(jīng)常采用升速傳動。e. 粗加工切削力大，主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。齒輪排數(shù)可按下面方法安排（1） 不同軸上齒輪不相碰，可放在箱體內(nèi)同一排上。（2） 不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可放在箱體內(nèi)不同排上。（3） 齒輪與軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。3.3.2 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計 a. 已知各主軸的轉(zhuǎn)速 n1=n2=n3=n4=n5=n6=n7=n8=160r/min,n0=400r/min; n0-1,2,3,4,5,6,7,8=160/400=1/2.5，i9-1,2,3=1.5,i10-4,5,6=1.5,i11-7,8=1.5（1） 確定中間傳動軸 9 的位置，并配置 9 軸與 1,2,3 軸聯(lián)接的Z1/Z1，Z2/Z2，Z3/Z3，三對齒輪的齒數(shù)，在 1,2,3 軸中用作圖法找出圓心，既軸 9 的位置，首先量出 R1，根據(jù)半徑 R1 配對各齒輪齒數(shù)，取 R1=45，m=2，帶入公式 A=m(Z+Z)/2,45=2*(Z1+Z9)/2,i9-1,2,3=Z1/Z9=1.5 既Z1+Z1=Z2+Z2=Z3+Z3=45,Z1/Z1=Z2/Z2=Z3/Z3=1.5 得 Z1=Z2=Z3=27，Z9=18r1=mz/2=27,r9=18（2） 確定中間傳動軸 10 的位置，并配置 10 軸與 4,5,6 軸聯(lián)接的Z4/Z4，Z5/Z5，Z6/Z6，三對齒輪的齒數(shù),在 4,5,6軸中用幾何作圖法找出圓心，即軸 10 的中心，首先量出 R4，根據(jù) R4 配對齒輪，R4=52，取 m=2,帶入公式 A=m(Z4+Z10)/2,得 2（Z4+Z10）/2=52，Z4+Z10=Z5+Z1o=Z6+Z1o=52i10-4,5,6=Z4/Z10=1.5Z10=21,Z4=Z5=Z6=31 (取整) r4=31，r10 小21（3） 確定傳動軸 11 的中心，在軸 7 和軸 8 連線的中心線上，根據(jù) R7 配對22各齒輪齒數(shù) Z7/Z7,Z8/Z8，取半徑 R=42，m=2,帶入 A=m(Z+Z)/2 得，42= 2(Z+Z)/2，由 i11-7,8=1.5=Z7/Z11=1.5 得，Z11=17，Z7,8=25，r7=25，r11小=17b. 確定軸 11 上大齒輪齒數(shù)和驅(qū)動軸上的齒數(shù)，取驅(qū)動軸和軸 11 的中心距為 60，m=2.5，代入 A=m(Z+Z)/2 中得 60=m(Z+Z)/2，i0-11=Z11/Z0=1.67；得Z0=18，Z11=30（取整）R0=mz/2=2.5*18/2=22.5，r11=mz/2=2.5*30/2=37.5設(shè) 11 到 12 的傳動比為 1/1.2,12 到 9 的傳動比為 1.2，則 Z9=30i0-10=1.69，則 i0-13=1.3，i13-10=1.3Z13=Z0*i=18*1.3=23 Z10=Z13*i=23*1.3=30（取整）r9大=37.5，r11大=37.5，r12大=30，r13=28.75.驗算各軸轉(zhuǎn)速n 1=n0*Z0/Z11 大* Z11 大/Z12* Z12/Z9大* Z9小/Z1=400*18/30*30/25*25/30*18/27=160r/minn4=n0*Z0/Z13*Z13/Z10 大*Z10 小/Z4n7=n0*Z11/Z0*Z11/Z7=400*18/30*17/25=163.2r/min同理可 n8=163.2r/min 轉(zhuǎn)速相對損失在 5%以內(nèi)，符合設(shè)計要求 3.4 零件的校核零件的校核3.4.1 齒輪的校核齒輪的校核a. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1） 按照給定的設(shè)計方案可知齒輪類型為直齒圓柱齒輪；（2） 多軸箱為一般工作機(jī)，速度不高，選擇 8 級精度；（3） 材料選擇 選?。盒↓X輪（軸 9）的材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪（軸 1）的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS，二者硬度差為 40HBS；（4） 選小齒輪的齒數(shù)為,大齒輪的齒數(shù)為取181z275 . 11812iz272zb. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計：按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計： （3.1） 3211)(132. 2HEdttZuuTKd（1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值：231） 初選3 . 1tK2） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT87.2316004. 1105 .95513） 查取材料彈性影響系數(shù)：218 .189 MPaZE4） 根據(jù)參考文獻(xiàn)2 表 10-7 取1d5） 由參考文獻(xiàn)2 圖 10-21 （d） 按齒面硬度查得，小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：lim1600HMpa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： lim2550HMpa6） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 81106 . 4103008211606060hnjLN 881121007. 35 . 1106 . 4iNN 7）由參考文獻(xiàn)2 圖 10-19 由循環(huán)次數(shù)查得，接觸疲勞壽命系數(shù)： ，90. 01HNK96. 02HNK 8） 接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S1，得： aHMPSKHN5406009 . 0lim111 aHMPSKHN52855096. 0lim2229） 許用接觸應(yīng)力的計算 aaHHHMPMP534)528540(21)(2121 （2） 計算1） 試算小齒輪分度圓直徑 mmmmZZuuTkdHEHdtt43.31)5288 .189(76. 4176. 41238703 . 1)(132. 23232112） 計算圓周速度24 smsmndvt/26. 0/10006016043.31100060113） 計算齒寬及模數(shù)btm mmmmdbtd43.3143.3111 mmmmzdmtnt572. 12043.3111 88. 8539. 343.31539. 35715. 125. 225. 2hbmmmmmht4） 計算載荷系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表 10-2 得使用系數(shù)，由圖 10-8 得動載系數(shù) 25. 1Ak,由表 10-4 ，圖 10-13, 直齒輪15. 1vk449. 1Hk38. 1Fk1FHkk 故載荷系數(shù)為083. 2449. 1115. 125. 1HHvAkkkkk 5） 按實際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑 mmmmkkddtt771.363 . 1083. 243.3133116） 計算模數(shù) 83. 12077.3611zdmc. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 (3.2)32211FSaFadYYzkTm（1） 確定計算參數(shù)1） 由圖 10-20c 查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限aFEMP5001 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限aFEMP38022） 由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 90. 0,85. 021FNFNkk3） 計算彎曲疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 25 aaFEFNFaaFEFNFMPMPSkMPMPSk29.2444 . 138090. 057.3034 . 150085. 02221114） 計算載荷系數(shù) 84. 128. 1115. 125. 1FFvAkkkkk5） 查取齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)2表 10-5168. 2,65. 221FaFaYY6） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由文獻(xiàn)2表 10-5802. 1,58. 121SaSaYY 7） 計算大、小齒輪的并比較FSaFaYY 015992. 029.244802. 1168. 201379. 057.30358. 165. 2222111FSaFaFSaFaYYYY 大齒輪數(shù)值大 （2） 計算 mmmmYYzkTmFSaFadn28. 1201599. 02412050084. 122323211 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)。因此，取已可滿足彎曲強(qiáng)度的要求，需按齒面mmm2接觸疲勞強(qiáng)度所得的分度圓直徑來計算齒數(shù)。mmd77.361 182773.3611mdz 取27185 . 1,181121zizzd. 相關(guān)幾何尺寸的計算 （1） 中心距26 mmmmmzza4522)2718(2)(21 （2） 計算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmmmzd3621811 54mm227mzd22 （3） 計算齒輪寬度 mmmmdbd363611取mmBmmB36,5412其余齒輪經(jīng)上述方法校核，均符合要求3.4.2 軸的設(shè)計軸的設(shè)計a. 軸的運(yùn)動參數(shù)軸的運(yùn)動參數(shù) 功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩kwP04. 11min/1601rn mmNT707.50081b. 作用在齒輪上的力作用在齒輪上的力 軸 1 上齒輪的分度圓直徑為mmd542 NNFFNNdTFtrt51.6720tan48.185tan48.1855450082221c. 初步確定軸的最小直徑初步確定軸的最小直徑 mmmmnPAd9 .1816004. 111233110mind. 求軸上載荷求軸上載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖(如下圖)。在確定軸承的支點(diǎn)位置時，應(yīng)從手冊中查取 a 值，對于深溝球軸承 6004 軸承，由手冊中查取 a=20 。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。確定力點(diǎn)與支反力與求軸上作用力作用在齒輪上的力 高速級大齒輪的分度圓直徑為, 低速級小齒輪的分度圓直徑為 mmd752mmd362 NNFFNNdTFtrt7 .23120tan67.636tan67.63675238752211221 NNFFNNdTFtrt48220tan1326tan13263623875222232227從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖可以看出危險截面如圖 3.2圖 3.2 危險截面現(xiàn)將計算出危險截面處的力矩值列于下表 3.3表 3.1 險截面處的力矩值載荷水平面 H垂直面 V支反力 FNFNFNHNH51.162225.123121NFNFNVNV3 .8352 .48121彎矩 MmmNMH32.85612mmNMV6 .38521總彎矩mmNMMMVH62.9387922扭矩 TmmNT 2991602e. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)表中的數(shù)值，并取,軸的計算應(yīng)力6 . 028 32341892)(32mmdtbbtdW MPaWTMca36.48)(222選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)2表 15-1 查得。MPa601因此,故安全1ca3.4.3 滾動軸承的選擇滾動軸承的選擇a. 軸承的選擇軸承的選擇 軸承承