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0前言 組合機(jī)床是根據(jù)加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工。平面加工包括銑平面、車端面、刮平面；孔加工包括鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋等。組合機(jī)床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如氣缸體、氣缸蓋、變速箱體等零件。目前，組合機(jī)床在汽車、拖拉機(jī)、儀器儀表、軍工及縫紉機(jī)、柴油機(jī)、紡織、航空等部門，應(yīng)用越來越普遍。組合機(jī)床主要適用于棱體類零件和雜體的孔面加工，生產(chǎn)效率高，研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維修，配置靈活，且自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。在將來，組合機(jī)床將向五個(gè)方面發(fā)展：高速化、高精度化、復(fù)合化、高科技含量化以及環(huán)?；Ｍ瑫r(shí)，在自動(dòng)化方面，將會(huì)進(jìn)一步提高。 眾所周知，多少年來機(jī)械產(chǎn)品加工中廣泛的采用萬能機(jī)床。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大，精度也越來越高，如汽車、拖拉機(jī)行業(yè)的氣缸體、氣缸蓋、變速箱等零件，采用萬能機(jī)床雖能加工出如上產(chǎn)品，但在精度方面就不能很好的滿足要求。因?yàn)樵谝慌_(tái)機(jī)床上總是加工一種工件，使萬能機(jī)床的很多部件和機(jī)構(gòu)變得作用不大，工人整天忙于裝夾工作、啟動(dòng)機(jī)床、進(jìn)刀退刀等繁瑣事務(wù)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度很大，而且生產(chǎn)效率也不高，不利于保證產(chǎn)品加工精度。正是基于以上情況，促使了組合機(jī)床的發(fā)展。我國(guó)組合機(jī)床近幾年取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率等諸多方面尚存在不少差距。在組合機(jī)床方面，總體水平不高，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，不能充分滿足國(guó)內(nèi)建設(shè)需要，關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國(guó)外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能人才的比較優(yōu)勢(shì)有弱化的危險(xiǎn)，同時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類同，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務(wù)水平差距較大。 我國(guó)組合機(jī)床近幾年取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、制造技術(shù)水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率等諸多方面尚存在不少差距。在組合機(jī)床方面，總體水平不高，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，不能充分滿足國(guó)內(nèi)建設(shè)需要，關(guān)鍵技術(shù)過分依賴國(guó)外，自主發(fā)展能力薄弱，高技能人才的比較優(yōu)勢(shì)有弱化的危險(xiǎn)，同時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類同，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，用戶服務(wù)水平差距較大。 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專能組合機(jī)床”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。 在組合機(jī)床設(shè)計(jì)過程中，為了降低組合機(jī)床的制造成本，應(yīng)盡可能地使用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件。目前，我國(guó)設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占部件總數(shù)的70～80%，其它20-30%是專用零部件。考慮到近年來，各種通用件和標(biāo)準(zhǔn)件都出臺(tái)了新的標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)注方法，為了方便以后組合機(jī)床的維修，整個(gè)組合機(jī)床的通用件和標(biāo)準(zhǔn)件配置，都采用了新標(biāo)準(zhǔn)。 在對(duì)組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)之前，需對(duì)被加工零件孔的分布情況及所要達(dá)到的要求進(jìn)行分析，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。然后還必須深入基層進(jìn)行實(shí)地觀察，摸索主軸箱的工作原理，體會(huì)組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。接下來是總體方案的設(shè)計(jì)，總體方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。最后，就是技術(shù)設(shè)計(jì)和工作設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)總體設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的“三圖一卡”，設(shè)計(jì)主軸箱等專用部件正式總圖；工作設(shè)計(jì)即繪制各個(gè)專用部件的施工圖樣，編制各零部件明細(xì)表。 本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)柴油機(jī)連桿大端兩個(gè)螺紋孔進(jìn)行攻絲而設(shè)計(jì)的，原有機(jī)床采用的是單孔加工，加工效率低，孔的尺寸不容易保證，且位置精度不高，改進(jìn)后為一次加工，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。主軸箱設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要傳動(dòng)部分，首先根據(jù)已知條件，被加工零件的具體結(jié)構(gòu)特征，確定各軸的排布方案、結(jié)構(gòu)、材料、轉(zhuǎn)向、配合關(guān)系等，選擇傳動(dòng)箱的規(guī)格、型號(hào)，保證互不干涉，軸的排布方案是多種多樣的，通過比較選擇最佳的一種。確定好軸的排布方案及各種技術(shù)參數(shù)后，隨后選擇其它各種零件，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，降低制造成本，同時(shí)，選用齒輪油泵潤(rùn)滑。 組合機(jī)床具有以下特點(diǎn)：1、由于組合機(jī)床是由70～80%的通用零部件組成，在需要的時(shí)候，它可以部分或全部地進(jìn)行改裝，以組成適應(yīng)新的加工要求的新設(shè)備。這就是說，組合機(jī)床有重新改裝的優(yōu)越性，其通用零部件可以多次重復(fù)使用。2、組合機(jī)床是按具體加工對(duì)象專門設(shè)計(jì)的。故可以按最合理的工藝過程進(jìn)行加工，這在萬能機(jī)床上往往是不能實(shí)現(xiàn)的。3、組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個(gè)方向采用多把刀具對(duì)幾個(gè)工件進(jìn)行加工。它是實(shí)現(xiàn)集中工序的最好途徑，也是提高生產(chǎn)效率的有效設(shè)備。4、組合機(jī)床由于常常是用多軸對(duì)箱體零件一個(gè)面上的許多孔同時(shí)進(jìn)行加工。這樣就能比較好的保證各孔相互之間的精度要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)減少了工件工序間的搬運(yùn)，改善了工人的勞動(dòng)條件，也減少了機(jī)床的占地面積。5、由于組合機(jī)床大多數(shù)零部件是同類的通用部件，這就簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和修理。必要時(shí)可以更換整個(gè)部件，降低制造成本。6、組合機(jī)床的通用部件可以組織專門工廠集中生產(chǎn)。這樣可以采用高效設(shè)備進(jìn)行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本。組合機(jī)床雖然有以上許多優(yōu)點(diǎn)，但萬物皆有兩面性，組合機(jī)床也不例外，它還有下面一些缺點(diǎn)：1、組合機(jī)床的可變性比萬能機(jī)床低，重新改裝后有部分零件不能重復(fù)利用，而且改裝的勞動(dòng)量比較大。2、組合機(jī)床的通用部件不是為某一種機(jī)床設(shè)計(jì)的，具有較廣的適應(yīng)性。所以，組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些。 在對(duì)組合機(jī)床的主軸箱設(shè)計(jì)之前，需對(duì)被加工零件孔的分布情況及所要達(dá)到的要求進(jìn)行分析，如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。然后還必須深入基層進(jìn)行實(shí)地觀察，摸索主軸箱的工作原理，體會(huì)組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)。接下來是總體方案的設(shè)計(jì)，總體方案設(shè)計(jì)的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。最后，就是技術(shù)設(shè)計(jì)和工作設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)總體設(shè)計(jì)已經(jīng)確定的“三圖一卡”，設(shè)計(jì)主軸箱等專用部件正式總圖；工作設(shè)計(jì)即繪制各個(gè)專用部件的施工圖樣，編制各零部件明細(xì)表。 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟 （1） 制定工藝方案 要深入現(xiàn)場(chǎng)，了解被加工零件的加工特點(diǎn)，精度和技術(shù)要求、定位夾壓情況以及生產(chǎn)率的要求等。確定在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及其加工方法。這里要確定加工工步數(shù)，決定刀具的種類和形式。 （2） 機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的分析和確定 根據(jù)工藝方案確定機(jī)床的型式和總體布局。在選擇機(jī)床配置型式時(shí)，既要考慮實(shí)現(xiàn)工藝方案，保證加工精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)率；又要考慮機(jī)床操作、維護(hù)、修理是否方便，排屑情況是否良好；還要注意被加工零件的生產(chǎn)批量，以便設(shè)計(jì)的組合機(jī)床符合多快省的要求。 （3） 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 這里要確定組合機(jī)床各部件間的相互關(guān)系，選擇通用部件和刀具的導(dǎo)向，計(jì)算切削用量和機(jī)床生產(chǎn)率。繪制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖及加工示意圖等。 （4） 組合機(jī)床的部件設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì) 制定組合機(jī)床流水線的方案時(shí)，與一般單個(gè)的組合機(jī)床方案有所不同。在流水線上由于工序的組合不同，機(jī)床的型式和數(shù)量都會(huì)有較大的變化。因此，這時(shí)應(yīng)按流水線進(jìn)行全面考慮，而不應(yīng)將某一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)床分裂開來設(shè)計(jì)。即使暫時(shí)不能全面的進(jìn)行流水線設(shè)計(jì)，制定方案時(shí)也應(yīng)綜合研究，才能將工序組合得更為合理，更可靠的滿足工件的加工要求，用較少的機(jī)床完成較多的工作，也為進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。 設(shè)計(jì)的整個(gè)過程是辛苦的，在設(shè)計(jì)過程中必須要考慮到方方面面的問題。由于所學(xué)的知識(shí)只是一些最基本的機(jī)械常識(shí)，因此，在設(shè)計(jì)過程中，還要查閱大量的相關(guān)資料，以補(bǔ)充自己的不足之處。首先，要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。整個(gè)設(shè)計(jì)，僅靠一些參考資料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這樣設(shè)計(jì)出來的組合機(jī)床只是依葫蘆畫瓢，結(jié)構(gòu)完美，外形美觀，但實(shí)用性差。其次，運(yùn)用四年來所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，針對(duì)現(xiàn)實(shí)中遇到的實(shí)際情況，做到舉一反三，觸類旁通。整個(gè)設(shè)計(jì)過程不僅涉及到以前所學(xué)的知識(shí)，而且還涉及到一些新的理念，這就要求我們一邊溫習(xí)以前的知識(shí)，一邊還要學(xué)習(xí)新的知識(shí)，可以說，整個(gè)設(shè)計(jì)過程就是我們復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)的過程，這不僅鞏固了以前所學(xué)的東西，也拓寬了視野。最后，通過自身的努力，理論與實(shí)際聯(lián)系，從合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及對(duì)被加工零件的具體要求對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行研究和分析，找出可以進(jìn)行改進(jìn)的地方，通過相互對(duì)比，確定一個(gè)新的、周全的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)，在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下，最終完成了這一課題的設(shè)計(jì)。 1、總體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)柴油機(jī)連桿大端兩個(gè)需要攻絲的螺紋孔。為確保設(shè)計(jì)的組合機(jī)床經(jīng)濟(jì)適用，需要深入企業(yè)進(jìn)行實(shí)際考察并與企業(yè)工程技術(shù)人員共同討論、擬訂柴油機(jī)連桿攻絲專用機(jī)床總體方案。編制“三圖一卡”，既繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、加工示意圖、被加工零件工序圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡。我們通過各種資料學(xué)習(xí)，與有關(guān)工程技術(shù)人員、指導(dǎo)教師探討，在充分分析比較的基礎(chǔ)上，擬訂選用臥式組合機(jī)床結(jié)構(gòu)布置型式。因?yàn)椴裼蜋C(jī)連桿屬長(zhǎng)方形，故機(jī)床重心低、裝夾方便。連桿攻絲專機(jī)的設(shè)計(jì)要滿足加工需求，保證加工精度，專機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝卸方便，便于維修、調(diào)整，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能選用通用部件，以降低成本，各動(dòng)力部件用電氣控制。 1．1工藝路線的擬訂 由于考慮到連桿大端的端面與桿身不是垂直的，成一定角度，且鑄造時(shí)連桿小端的孔為拔模孔，孔的表面平整，鑄造質(zhì)量較好，所以以該孔為基準(zhǔn)。根據(jù)先粗后精、先基準(zhǔn)后表面、先主要表面后次要表面的機(jī)械加工工序安排設(shè)計(jì)原則，對(duì)連桿加工的工藝路線作如下設(shè)計(jì)： 工序１　 粗銑三個(gè)平面、大小端 工序2 磨平面 工序3 鉆小孔 工序4 鏜小孔 工序5 車外圓 工序6 精銑小端定位 工序7 精銑大孔 工序8 精銑大端、三個(gè)平面 工序9 將連桿分割 工序10 銑端蓋、端面 工序11 銑分蓋面 工序12 對(duì)大端的兩個(gè)螺紋孔攻絲 工序13 最終檢驗(yàn) 其中工序12，對(duì)大端的兩個(gè)螺紋孔攻絲，由本次設(shè)計(jì)的“連桿攻絲專用機(jī)床”完成，因此，本機(jī)床的主要功能是對(duì)螺紋孔攻絲，且連桿材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB255—293，螺紋孔大小為2M121.25－5H↓18，大批量生產(chǎn)。 1．2機(jī)床總體設(shè)計(jì) 1.2.1機(jī)床配置形式 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)一般分為臥式和立式兩種，這兩種機(jī)床各有優(yōu)缺點(diǎn)。 臥式組合機(jī)床其優(yōu)點(diǎn)是加工和裝配工藝性好，安裝、調(diào)試與運(yùn)輸比較方便，機(jī)床重心低，有利于減少振動(dòng)，缺點(diǎn)是占地面積大。 立式組合機(jī)床占地面積小，自由度大，操作方便，但機(jī)床重心高，振動(dòng)大。 柴油機(jī)連桿的結(jié)構(gòu)與一般連桿結(jié)構(gòu)無多大區(qū)別。從裝夾的角度來看，臥式平放比立式方便，加工和裝配工藝性好，當(dāng)采用固定式夾具時(shí)，加工精度比立式高。通過以上的比較，在考慮到臥式振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、裝夾方便等因素，故機(jī)床選用臥式配置形式。 1.2.2選用傳動(dòng)形式 本次設(shè)計(jì)的機(jī)床為專用機(jī)床，且工作進(jìn)給量不大，所以不需要采用滑臺(tái)傳動(dòng)。參照[1]，選用回轉(zhuǎn)式行程控制機(jī)構(gòu)，再參照[1]，選用型號(hào)為1T07941-11。 1.2.3選用多軸箱型號(hào) 多軸箱是組合機(jī)床的重要專用部件，多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為通用多軸箱和專用多軸箱。大多數(shù)采用通用主軸箱，它的結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動(dòng)件。 多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180 mm，用于臥式多軸箱的前蓋厚度為55 mm ，基型后蓋的厚度為90mm，變形后蓋的厚度為50 mm、100 mm和125 mm三種，根據(jù)多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)安排和動(dòng)力部件的連接情況，本設(shè)計(jì)選用基型后蓋。因此，確定多軸箱的尺寸，主要就是確定多軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h。 根據(jù)[1]，多軸箱寬度B，高度H的大小主要與連桿要加工的螺紋孔分布有關(guān)，可按下式計(jì)算： B=b+2b1 (1-7) H=h+h1+b1 (1-8) 式中：b——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，單位mm b1——最邊緣主軸中心至箱體外壁距離，單位mm h——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離，單位mm h1——最低主軸高度，單位mm 由[1]和連桿零件圖樣可知： b=90mm b1=70～100mm h=0mm h1=85～115mm 由上述公式可得： B=b+2b1=230～290 mm H=h+h1+b1=155～240 mm 查[1]表7-1，取BH=400400 mm2 因此多軸箱型號(hào)為1T0711-11，規(guī)格BH=400400mm，參照[1]，其配套的動(dòng)力箱規(guī)格型號(hào)為1TD25。 1．3切削用量及刀具的選定 1.3.1選擇刀具 考慮到工件加工尺寸精度,表面粗糙度,切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素,一般孔的加工刀具,其直徑選擇應(yīng)與加工部位尺寸、粗糙度相適應(yīng)，其長(zhǎng)度要保證加工終了時(shí)，刀具螺旋槽與導(dǎo)向套外端面有一定距離，根據(jù)這些要求及被加工零件的特點(diǎn)，本機(jī)床選用高速鋼材質(zhì)的通用絲錐，直徑為12mm。 1.3.2切削轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 螺紋孔大小為2M121.25-5H↓18,，根據(jù)表6-20[1]中的公式，可得： 切削轉(zhuǎn)矩 T= 式中：D——加工螺紋大徑 Pw——工件的螺距 T==12.24 N﹒m （1-1） 取主軸轉(zhuǎn)矩 T1=T2=12.24 N﹒m 1.3.3主軸直徑的計(jì)算 由公式[1]可知： （1-2） 式中：d——主軸直徑，單位mm T——轉(zhuǎn)矩，單位N﹒m ==20.62mm 取主軸直徑 d1=d2=25mm 根據(jù)[1]，選用攻螺紋通用傳動(dòng)軸，材料一般采用45鋼，調(diào)質(zhì)T235。 1.3.4切削速度的確定 由于連桿的材料為45鋼，采用高速鋼絲錐攻螺紋，根據(jù)表6-19[1]，選擇切削速度V=5m/min。 1.3.5切削功率的計(jì)算 參照表6-20[1]得 （1-3） 式中：T——切削轉(zhuǎn)矩 ——切削速度 D——被加工螺紋直徑 ==0.167（Kw） 主軸切削功率 P1=P2=0.167 Kw 加工時(shí)是兩個(gè)孔一起攻絲，所以需要的總功率為 1.3.6確定機(jī)床的動(dòng)力參數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率的確定,參照[1]得 (1-4) 0.8～0.9 式中:P切削——消耗于各主軸的切削功率的總和,單位為Kw ——多軸箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取0.8～0.9 Kw=0.37～0.42 Kw 以單根軸計(jì)算，損失功率計(jì)算一般取主軸功率的1%，查[1]表4-4得： Kw Kw Kw 電動(dòng)機(jī)的選擇, 考慮到軸承、齒輪、軸等之間摩擦的損耗和絲錐工作時(shí)鈍化的影響，一般按計(jì)算功率的1.5～2.5倍選取,參照表8-169[2],選電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y100L-6 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速：940 r/min 輸出轉(zhuǎn)軸速： 470 r/min 1.3.7攻螺紋主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 參考[3]得 (1-5) =63.66r/min 取主軸轉(zhuǎn)速 n1=n2=63r/min 1.3.8確定切削用量 參照[3]得 (1-6) 螺紋孔M121.25-5H↓18的切削用量 f0=1.4mm/r n=63r/min 切削用量 mm/min 1．4附件的選擇 1.4.1導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對(duì)于工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支撐剛性。刀具導(dǎo)向裝置常設(shè)置在機(jī)床夾具上，并成為組合機(jī)床夾具的一個(gè)組成部分。 導(dǎo)向裝置分為旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向和固定式導(dǎo)向兩大類。旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向裝置具有可旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向部分，刀具導(dǎo)向部分與夾具導(dǎo)向套間只有相對(duì)移動(dòng)而無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，適宜于加工直徑25以上的孔。固定式導(dǎo)向裝置的導(dǎo)套裝在夾具上固定不動(dòng)，刀具或刀桿導(dǎo)向部分在導(dǎo)套內(nèi)可以轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，適宜于小孔加工，導(dǎo)向表面旋轉(zhuǎn)線速度V<20 m/min，結(jié)合柴油機(jī)連桿的具體結(jié)構(gòu)，故選用固定式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。 1.4.2主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度的確定 已初步確定d1=d2=25，考慮到便于生產(chǎn)管理，適當(dāng)簡(jiǎn)化規(guī)格，又根據(jù)已知連桿攻絲加工精度5H，根據(jù)表4-2[1]選定主軸采用滾錐長(zhǎng)主軸，d1=25 mm,主軸外伸尺寸L=120 mm。D/d=38/20 1.4.3選擇攻螺紋靠模型號(hào) 在組合機(jī)床上攻螺紋時(shí)，根據(jù)工件加工部位分布情況和工藝要求，常有攻螺紋動(dòng)力頭攻螺紋，攻螺紋靠模裝置攻螺紋和活動(dòng)攻螺紋模板攻螺紋三種方法。 攻螺紋動(dòng)力頭用于同一方向純攻螺紋工序。利用絲杠進(jìn)給，攻螺紋行程較大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)誤差大，加工螺紋精度低（一般低于7H）。目前極少應(yīng)用。 用活動(dòng)攻螺紋模板攻螺紋可同時(shí)完成鉆孔等工序。 攻螺紋靠模裝置用于同一方向純攻螺紋工序。由攻螺紋多軸箱和攻螺紋靠模頭組成。靠模螺母和靠模螺桿是經(jīng)過磨制并精細(xì)研配的，因而加工精度高。靠模裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，并能在一個(gè)攻螺紋裝置上方便地攻制不同規(guī)格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量。 經(jīng)過以上的比較，再結(jié)合連桿攻絲的具體要求，選用攻螺紋靠模裝置。 靠模裝置有兩類，第Ⅰ類常用于純攻螺紋工序，所以選用第Ⅰ類攻螺紋靠模裝置。攻螺紋卡頭和接桿按圖8-6[1]中所示與攻螺紋靠模裝置配套使用。 1.4.4機(jī)床裝料高度、夾具輪廓尺寸、中間底座尺寸的確定 在確定裝料高度時(shí)要考慮到工人操作的方便性。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，但實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850-1060之間選取。連桿攻絲屬于連桿加工流水線最后一步，一般取為1m。由于本專機(jī)設(shè)計(jì)為四位同學(xué)一組，共同設(shè)計(jì)這臺(tái)機(jī)床，所以夾具、中間底座尺寸和攻絲靠模的確定由其他三位同學(xué)確定，其最終結(jié)果反映在尺寸聯(lián)系圖上。 1．5繪制“三圖一卡” 1.5.1加工工序圖的繪制 根據(jù)設(shè)計(jì)課題要求和擬訂的工藝方案，繪制柴油機(jī)連桿的加工工序圖。 見附圖GS-00-03 1.5.2加工示意圖的繪制 本設(shè)計(jì)中只加工兩個(gè)螺紋孔，加工示意圖繪圖量很少。加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。見附圖GS-00-02。 1.5.3聯(lián)系尺寸圖的繪制 根據(jù)已選定各附件型號(hào)和技術(shù)要求，多軸箱、動(dòng)力箱型號(hào)規(guī)格，滑臺(tái)、夾具輪廓尺寸，機(jī)床裝料高度等繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖。見附圖GS-00-01。 1.5.4生產(chǎn)率計(jì)算 已知：工作行程為43㎜ 進(jìn)刀量為88.2㎜/min 機(jī)動(dòng)時(shí)間夾緊0.1min 機(jī)動(dòng)時(shí)間攻入攻退0.3min 機(jī)動(dòng)時(shí)間0.5min 裝料時(shí)間0.1min 單件工時(shí)1.0min/件 兩班制工作，tk=4600h （1）理想生產(chǎn)率計(jì)算 由公式[1]： Q= = =18 （2）實(shí)際生產(chǎn)率計(jì)算 由公式[1]： Q1= = =60(min/件) （3）機(jī)床負(fù)荷率計(jì)算 由公式[1]： = =30% 2、多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì) 多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速，各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求來設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸連接起來，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 2．1對(duì)多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 （1）在保證主軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，盡量用一根中間傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸， 并將齒輪布置在同一排上。 （2）盡量不用主軸帶動(dòng)主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。 （3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于（最佳傳動(dòng)為 ～），為使主軸上的齒輪不過大，最后一級(jí)經(jīng)常采用升速傳動(dòng)。 （4）驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。 2．2擬定多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng) 擬定多軸箱傳動(dòng)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(gè)同心圓上，在各個(gè)同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動(dòng)軸，非同心圓分布的一些主軸也宜設(shè)置中間傳動(dòng)軸（如一根傳動(dòng)軸帶兩根或三根主軸），然后根據(jù)已選定的各中心傳動(dòng)軸再確定同心圓，并用最少的傳動(dòng)軸帶動(dòng)這些中心傳動(dòng)軸，最后通過合攏傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸連接起來。 主軸的分布通?？梢苑譃椋和膱A分布、直線分布和任意分布三種。 2.2.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)為組合機(jī)床的設(shè)計(jì),所以除了驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu),其余各根軸的結(jié)構(gòu)均為標(biāo)準(zhǔn)軸，可以在[1]中查到。在確定各軸段尺寸時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：軸與其它零、部件配合的直徑，應(yīng)取成標(biāo)準(zhǔn)值或整數(shù)；非配合直徑可采取非標(biāo)準(zhǔn)值，但最好取為整數(shù)；與軸上零件相配合部分的軸段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度略短（約短3～5mm），以保證零件軸向定位可靠。 （1） 選擇軸的材料及熱處理 由于多軸箱傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無特殊要求，故選擇材料45鋼，調(diào)質(zhì)T235。 （2） 初估軸徑 按扭距初估軸的直徑，查表10-2[4]，得C=106～117，考慮到安裝連軸器的軸段僅受扭距作用，取C=106，則 dmin= 取 d0=30mm (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按照表10-4[4]確定軸的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 2.2.2驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)置 驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。因采用動(dòng)力滑臺(tái)，所以驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇；動(dòng)力箱與多軸箱連接時(shí)，應(yīng)注意驅(qū)動(dòng)軸中心一般設(shè)置于多軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高度則決定于所選多軸箱的型號(hào)規(guī)格。 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖，我們已經(jīng)確定了驅(qū)動(dòng)軸的位置，考慮到驅(qū)動(dòng)軸輸出的轉(zhuǎn)速過快，與主軸輸出轉(zhuǎn)速相差較大，因此，驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)軸、主軸之間必須通過齒輪嚙合來降低轉(zhuǎn)速。 2.2.3確定軸的位置、傳動(dòng)關(guān)系及齒輪副 多軸箱中的齒輪模數(shù)常用2，2.5， 3，3.5，4幾種，為了便于生產(chǎn)， 同一多軸箱中的模數(shù)規(guī)格最好不要多于兩種。初步確定選取常用的兩種齒輪模數(shù)m=2和m=2.5。 （1） 確定傳動(dòng)軸3 已知主軸1、2轉(zhuǎn)速均為63r/min，驅(qū)動(dòng)軸0轉(zhuǎn)速為470r/min，主軸1、2的高度根據(jù)裝料高度已知，驅(qū)動(dòng)軸0的高度也已確定。為了便于加工，根據(jù)多軸箱的安置及加工條件，坐標(biāo)系的橫軸（x軸）及縱軸（y軸）都通過定位銷孔，以銷孔的圓心為原點(diǎn)。在確定坐標(biāo)時(shí)，如果零件上孔距尺寸帶有單向或雙向不等公差，則在標(biāo)注坐標(biāo)時(shí)，應(yīng)把公差考慮進(jìn)去，使孔距的名義坐標(biāo)尺寸恰好位于公差帶的中央。所以，主軸1、2的坐標(biāo)及驅(qū)動(dòng)軸0的坐標(biāo)見表2-1。 坐標(biāo) X Y 銷0 0．000 0．000 驅(qū)動(dòng)軸 215 212．344 主軸1 260 83 主軸2 170 83 （表2-1） 由坐標(biāo)可算出驅(qū)動(dòng)軸0到主軸1或2的中心距A1-0、A2-0和總傳動(dòng)比U總，即： A1-0=A2-0==129.44mm U總=== 單純從U總的值看，理論上用一對(duì)齒輪能滿足，但因中心距較大，不符合實(shí)際，所以中間加一根傳動(dòng)軸。 傳動(dòng)軸3的位置在主軸1、2的垂直平分線上。因?yàn)檩S3要帶動(dòng)兩根主軸，且軸3又由驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)軸速度與主軸速度相差太大，所以軸3上至少要設(shè)有3排齒輪。 （2）潤(rùn)滑泵軸及行程控制傳動(dòng)軸的設(shè)置 潤(rùn)滑泵設(shè)置時(shí)要考慮到油的位置，要方便潤(rùn)滑，同時(shí)考慮分油器的位置，應(yīng)便于與分油器連接，所以設(shè)置在傳動(dòng)軸上方，由傳動(dòng)軸帶動(dòng)潤(rùn)滑泵軸。根據(jù)[1]，選用型號(hào)為ZIR12-2的液壓泵傳動(dòng)軸組件。 行程控制傳動(dòng)軸設(shè)置時(shí)，考慮到箱體內(nèi)軸的分布情況，工作操作的方便性，將行程控制軸與分油器設(shè)計(jì)在同一面。根據(jù)锨體內(nèi)已分布情況，可將行程控制設(shè)計(jì)在主軸2旁邊，由主軸2帶動(dòng)。 （3）軸3的位置及各齒輪副的確定 軸3在軸1、2的垂直平分線上，若取主軸上齒輪的模數(shù)m=2.5,z=40，通過計(jì)算、作圓和多次試湊相結(jié)合的方法，得到傳動(dòng)軸3和主軸2的中心距A=72.5，軸3和軸1的中心距亦為72.5。由公式[1] Z從=－Z主 （2-1） Z3=－40=18 因?yàn)閭鲃?dòng)軸3帶動(dòng)主軸1、2，所以在傳動(dòng)軸3至少設(shè)有兩排齒輪，齒數(shù)均為Z=18，模數(shù)與主軸選用相同的m=2.5。軸3 要帶動(dòng)軸1、2和潤(rùn)滑泵軸，同時(shí)軸3又由驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)。所以軸3上設(shè)有四排齒輪。考慮到攻絲加工的精度較高，所以將帶動(dòng)主軸的兩排齒輪分別設(shè)在第Ⅱ、Ⅲ兩排，以減少主軸的彎曲變形。軸3帶動(dòng)潤(rùn)滑泵軸時(shí)無需考慮精度問題，且油泵齒輪通常按放在箱體的前壁上，以便于維修，所以設(shè)在第Ⅰ排。根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸具體位置，與驅(qū)動(dòng)軸嚙合的齒輪副必然在第Ⅳ排。 根據(jù)已算出條件及公式[1]，可得 U傳-主== （2-2） U3-主== n3=140r/min U驅(qū)-3=== 根據(jù)軸3與軸2的中心距及軸1、2的坐標(biāo)可推算出軸3的坐標(biāo) 軸3 X3=170+45=215 Y3=83+=139.844 仍取m=2.5,參照[1]可得 Z驅(qū)===13.3 （2-3） 齒數(shù)太少時(shí)會(huì)發(fā)生根切，所以取ZO=18，m0=2.5 Z3Ⅳ==40 因齒輪泵型號(hào)已確定，故齒輪的齒數(shù)Z5=24，m5=2，所以軸3第一排齒輪的模數(shù)m3Ⅰ=2，根據(jù)多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般大于1/2[1～（1/1.5）]，選U4-3=1/1.8即U3-4=1.8。 則 n5=Un主= 根據(jù)[1]知，A= （2-4） A= （2-5） A= Z3Ⅰ= Z3Ⅰ= 取 Z3Ⅰ=44，m3Ⅰ=2 軸3上共有四排齒輪，各排齒輪的情況見表2-2 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ m 2 2.5 2.5 2.5 Z 44 18 18 40 （表2-2） 2.2.4行程控制軸位置及齒輪副的確定 行程控制型號(hào)已確定，所以齒輪副也確定。根據(jù)圖7-15[1]可知軸4的坐標(biāo)也可確定，其坐標(biāo)為X4=105、Y4=99.248，軸4與軸2的中心距 A42==67mm 根據(jù)已算出的切削用量fm=88.2m/min，f0=1.4mm/r及螺距P=1.25，再經(jīng)過多次試湊，借鑒原有的一些數(shù)據(jù)資料，選定軸2第Ⅰ排齒輪Z2Ⅰ=24，m2Ⅰ=2 Z4= 軸4 Z4=43，m4=2.5 2.2.5列出各對(duì)齒輪副的嚙合表及各軸坐標(biāo)表 為了降低成本，方便維修，根據(jù)表4-4[1],故軸1、2、3、4直徑均定為25mm，軸5根據(jù)選用型號(hào)可知d5=20mm。 軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1 2.5402.5 2 22425 2．54025 3 24425 2．51825 2.51825 2.54025 4 24325 5 22420 0 2.51830 齒輪副嚙合表（表2-3） 軸/坐標(biāo) X Y 銷0 0．000 0．000 驅(qū)動(dòng)軸 215 212．344 軸1 260 83 軸2 170 83 軸3 215 139．844 軸4 105 99．248 軸5 215 207．844 各軸坐標(biāo)表（表2-4） 2.2.6坐標(biāo)檢查圖的繪制 在坐標(biāo)計(jì)算完成后，要繪制坐標(biāo)及傳動(dòng)關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動(dòng)系統(tǒng)的正確性。 2．3軸、齒輪的校核 2.3.1齒輪的校核 選定齒輪采用45鋼，鍛造毛坯，齒輪滲碳淬火HRC56～62，齒輪精度用8級(jí)，輪齒表面粗糙度為Ra3.2，Z1=44，m1=2；Z2=Z3=18，m2=m3=2.5；Z4=40,m4=2.5。 （1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 由公式（12-9）[4]得 （2-7） 式中:“+”號(hào)用于外嚙合，“-”號(hào)用于內(nèi)嚙合。 ——彈性系數(shù) ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)（） ——重合度系數(shù) K——載荷系數(shù) ——許用接觸應(yīng)力 ——齒寬系數(shù) 查表取 = (2-8) 由圖（12-7c）[4]選擇材料的接觸疲勞極根應(yīng)力為： 由圖（12-23c）[4]選擇材料的接觸疲勞極根應(yīng)力為： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由公式（7-3）[4]計(jì)算可得 （2-9） 則 由圖7-8[4]，查得接觸疲勞壽命系數(shù), 由2圖7-9[4]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 由表7-2[4]查得接觸疲勞安全系數(shù)，彎曲疲勞安全系數(shù),又，試選。 由中式（7-1）[4]、（7-2）[4]求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力： 式中：——失效概率為1%時(shí)，試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，可由圖12.17查出；——接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，參考表12.14選?。弧佑|疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，可以查表12.18選??；——失效概率為1%時(shí)，試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限，查圖12.23；——彎曲疲勞的最小安全系數(shù)，參考表12.14選取；——彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)查表12.24，圖中橫坐標(biāo)為工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù),可由式子2-9計(jì)算，指數(shù)m查表12.15；——尺寸系數(shù)，查圖12.25。 將有關(guān)值代入公式（7-9）[4]得： =46.91mm 則 (2-10) 查圖7-10[4]得動(dòng)載系數(shù)；由[11]P103表7-3查得；由表7-4[4]查得；取，則 修正 （2-11） 由表7-6[4]取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，與前面選定的模數(shù)相同，所以m=2.5mm符合要求。 （3）計(jì)算幾何尺寸 取 mm mm （4） 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由1圖7-18[4]查得， 取 由式（7-12）[4]校核兩齒輪的彎曲強(qiáng)度 (2-12) =55.33 所以齒輪完全達(dá)到要求。軸3上其余齒輪均用此方法進(jìn)行校核，其結(jié)果均符合要求。 2.3.2蝸桿蝸輪的校核 ZA型蝸桿減速，輸入功率P=1.9995KW，轉(zhuǎn)速n=755.94r/min，i=21.5，=12000h，蝸桿采用45鋼，表面硬度45HRC,蝸輪采用，砂型鑄造，蝸桿布置在上方，運(yùn)轉(zhuǎn)精度良好。 初選【】值 當(dāng)量摩擦系數(shù) 設(shè)，查表13.6取大值， ， 選【】值 在圖13.11的i=21.5線上選取A點(diǎn)，查得【】=0.355，（Z=2）， 中心距的計(jì)算 蝸輪轉(zhuǎn)矩： 使用系數(shù)，按表12.9選?。üぷ鳈C(jī)載荷平衡，動(dòng)力機(jī)輕微振動(dòng)） 轉(zhuǎn)速系數(shù) （式13.17） 彈性系數(shù),根據(jù)蝸輪副材料查表13.2，選取 壽命系數(shù) 式子（13.19） 接觸系數(shù),由圖13.12I線查出 接觸疲勞極限，查表13.2得： 按接觸疲勞最小安全系數(shù)，自定，選取 中心距由式子13.15 知： 取 傳動(dòng)基本尺寸 蝸桿頭數(shù)，由圖13.11查得也可用 =1.69 取 蝸輪齒數(shù), 模數(shù)，，取=5 蝸桿分度圓直徑，， 取 蝸輪分度圓直徑， 蝸桿導(dǎo)程角， 蝸輪寬度， 取 蝸桿圓周速度， 相對(duì)滑動(dòng)速度， 當(dāng)量摩擦系數(shù)，由表13.6查知（與假設(shè)有出入，毋須即作調(diào)整，以計(jì)算為準(zhǔn)） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 許用接觸應(yīng)力 , 式13.14 最大接觸應(yīng)力 合格 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒輪彎曲疲勞極限，由表13.2查出， 彎曲疲勞最小安全系數(shù)，自取， 許用彎曲疲勞應(yīng)力, 式13.24 齒輪最大彎曲應(yīng)力， 合格 蝸桿軸撓度驗(yàn)算 軸慣性矩I， 允許蝸桿撓度， 蝸桿軸撓度, 合格 溫度計(jì)算 傳動(dòng)嚙合效率， 式13.12 攪油效率，自定， 軸承效率，自定， 總效率， 散熱面積估算A, 式13.26 箱體工作溫度， 式13.26 一般情況下可取此處取 合格 潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方法 潤(rùn)滑油粘度，根據(jù)由表13.7選取 潤(rùn)滑方法，由表13.7，可采用噴油潤(rùn)滑。 綜合以上設(shè)計(jì)驗(yàn)證說明，所選的蝸桿蝸輪滿足設(shè)計(jì)要求。 2.3.3軸的校核 (1) 計(jì)算支承反力 在水平面上 (2-13) 在垂直面上 (2)計(jì)算彎矩 在水平面上，a-a剖面左側(cè) (2-14) a-a剖面右側(cè) 在垂直面上 合成彎矩 (3)計(jì)算轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩 (4)判斷危險(xiǎn)剖面 顯然，所示a-a 截面右側(cè)合成彎矩最大，扭矩為T，該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)剖面。 (5)軸的彎矩合成強(qiáng)度校核 由表10-1[4] 查得 a-a 截面左側(cè) (6)軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 由表10-1[4] 查得 a-a 截面右側(cè) (2-15) 由附表10-1[4]查得；由附表10-4[4] 查得絕對(duì)尺寸系數(shù)；軸經(jīng)磨削加工，由附表10-5[4]查得表面質(zhì)量系數(shù)。則 彎曲應(yīng)力 (2-16) 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 切應(yīng)力 安全系數(shù) (2-17) (2-18) 查表10-6[4]得許用安全系數(shù)=1.3～1.5，顯然S>，故a-a剖面安全。2.4軸承的選擇和校核 2.4.1軸承的選擇 根據(jù)加工要求、所用軸的大小及承載，輸出軸、傳動(dòng)軸及軸4采用30205圓錐滾子球軸承，驅(qū)動(dòng)軸采用6210深溝球軸承。 2.4.2軸承的校核 以輸出軸1為例，根據(jù)已算出的軸的校核結(jié)果，軸1兩個(gè)軸承受到的力基本相等，校核時(shí)以兩軸承受到的力相等計(jì)算。 (1)齒輪上的作用力 (2)軸承支反力 2.4.3計(jì)算作用在軸承上的載荷 FR1= (2-19) FR2=FR1=130.3N 2.4.4計(jì)算軸承軸向載荷 由文獻(xiàn)[4]查得軸承30205額定動(dòng)載荷Cr=19.52KN，額定靜載荷Cor=17.56,e=0.36 (1) 查表11-9，有 FS1=eFR1=0.36130.3=46.9N (2-20) FS2=eFR2=0.36130.3=46.9N （2）計(jì)算軸承所受軸向力 FA1=FS1=46.9N FA2=FS2=46.9 2.4.5計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 故由表11-7[4]取載荷系數(shù)X1=1，Y1=0 故由表11-7[4]取載荷系數(shù)X2=1，Y2=0 由表11-8[4]，可知載荷系數(shù)fP=1.2～1.8，取fP=1.5，則 軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P1=fp（X1FR1+Y1FA2）=1.5（1130.3+0）=195.45N (2-21) P2=fp（X2FR2+Y2FA2）=1.5（1130.3+0）=195.45N 2.4.6計(jì)算軸承壽命 取軸承工作溫度100，則ft=1.0， Lh2=Lh1= (2-22) =70063657h 故該對(duì)軸承符合要求。 同理可得其余軸承均符合要求。 3、零部件的設(shè)計(jì)繪制 3．1繪制主軸箱的裝配圖及零件圖 根據(jù)前面的計(jì)算，參考圖7-6[1]攻螺紋主軸組件裝配結(jié)構(gòu)，表7-9[1]攻螺紋主軸組件配套零件表，表7-10[1]攻螺紋主軸聯(lián)系尺寸，表7-11[1]多軸箱主軸端部尺寸，圖7-7[1]滾錐軸承傳動(dòng)軸組件裝配結(jié)構(gòu)，表7-13[1]滾錐軸承傳動(dòng)軸組件配套零件表以及表7-14[1]滾錐軸承傳動(dòng)軸組件聯(lián)系尺寸繪制主軸箱裝配圖及零件圖。 3．2繪制主軸箱前、后蓋及箱體 根據(jù)已確定的尺寸，參照表7-2[1]多軸箱規(guī)格尺寸及動(dòng)力箱法蘭尺寸，以及繪制出的主軸箱裝配圖中各軸的位置繪制前、后蓋及箱體零件圖。在繪制零件圖時(shí)，參照了[5]和[6]。 4、樣機(jī)試驗(yàn)測(cè)試 4．1組合機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 4.1.1樣機(jī)試驗(yàn)要求 （1）機(jī)床總裝后，連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)四小時(shí)。 （2）機(jī)床上所有的動(dòng)力頭和各種輔助機(jī)構(gòu)要靈活而正確地完成全部規(guī)定動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)部件之間的互鎖應(yīng)嚴(yán)密可靠。 4.1.2樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果 （1）機(jī)床所有機(jī)構(gòu)的工作應(yīng)平穩(wěn)，部件的運(yùn)動(dòng)不應(yīng)有沖擊、振動(dòng)和爬行現(xiàn)象。 （2）所有電氣、液壓設(shè)備，氣動(dòng)、潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)的工作必須正常 （3）勞動(dòng)保護(hù)裝置和機(jī)床保險(xiǎn)裝置必須可靠。 4．2組合機(jī)床攻絲試驗(yàn) 4.2.1組合機(jī)床試驗(yàn)過程 （1）先進(jìn)行單個(gè)零件的切削加工，并檢查加工精度，合格后再按規(guī)定的加工零件數(shù)量進(jìn)行連續(xù)切削試驗(yàn)，多工位機(jī)床切削零件數(shù)量為工位數(shù)的5倍。 （2）切削試驗(yàn)時(shí)，機(jī)床所有機(jī)構(gòu)必須正常工作，不應(yīng)有明顯的振動(dòng)、沖擊和過高的噪聲。 （3）在切削試驗(yàn)過程中，刀具不應(yīng)有任何損失，機(jī)床所有零件不應(yīng)產(chǎn)生明顯的變形。 4.2.2組合機(jī)床試驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)各項(xiàng)試驗(yàn)后，該組合機(jī)床滿足以上各項(xiàng)試驗(yàn)要求。 4．3進(jìn)行精度測(cè)試 將多軸箱放在平板上，進(jìn)行各項(xiàng)精度檢驗(yàn)：多軸箱按ZBJ58012-89《組合機(jī)床多軸箱驗(yàn)收技術(shù)條件》進(jìn)行檢驗(yàn)；所有主軸內(nèi)定心直徑的徑向圓跳動(dòng)的檢驗(yàn)項(xiàng)目及精度標(biāo)準(zhǔn)按JB3043—82進(jìn)行檢驗(yàn)；所有主軸回轉(zhuǎn)軸線相互間的平行度的檢驗(yàn)項(xiàng)目及精度標(biāo)準(zhǔn)按JB3043—82進(jìn)行檢驗(yàn)。裝機(jī)試車經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 5、結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的柴油機(jī)連桿攻絲專用機(jī)床機(jī)床，采用旋轉(zhuǎn)式行程控制機(jī)構(gòu)、精密導(dǎo)套等零件，精度高，調(diào)整、保養(yǎng)以及維修方便；同時(shí)本機(jī)采用雙工位的工作方式，在加工生產(chǎn)線上兩個(gè)螺紋孔一次加工，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。本人主要解決主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本機(jī)床設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，滿足加工要求，且較大部分采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本合理，設(shè)備維修方便。本設(shè)計(jì)中不足之處如：機(jī)床占地面積大，在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到手柄軸等。 參考文獻(xiàn) 1、謝家瀛主編. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992、10 2、陳秀寧、施高義主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).杭州：浙江大學(xué)出版社，1995、8 3、艾興等主編.金屬切削用量手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996、10 4、邱宣懷等編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）.北京：高等教育出版社，2007、7 5、胡家秀主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999、10 6、范云漲等主編.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993、8 設(shè)計(jì)工作小結(jié)和致謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的幾個(gè)月中，我經(jīng)過自己的努力，在指導(dǎo)老師的幫助和其他同學(xué)的配合下，完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)?；仡櫿麄€(gè)設(shè)計(jì)過程，我受益匪淺。該設(shè)計(jì)運(yùn)用了我們四年來所學(xué)的知識(shí)，使我們能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是柴油機(jī)連桿攻絲專用機(jī)床的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)運(yùn)用了零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、組合機(jī)床整體設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)，我基本上掌握了專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)的方法和步驟，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題等，另外我也更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)，選擇使用工藝裝備等。本次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問題的能力，為我以后工作奠定了一定的基礎(chǔ)。 回顧整個(gè)設(shè)計(jì)過程，在付老師的熱心指導(dǎo)及同組同學(xué)王康康、陽李、文杰的大力配合下，完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示忠心的感謝和敬意！ 但由于本人水平有限、缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免有不妥或錯(cuò)誤之處，在此懇請(qǐng)各老師及同學(xué)們批評(píng)指正。 附件清單 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅 1、 尺寸聯(lián)系圖 GS-00-01 A0 2、 加工示意圖 GS-00-02 A3 3、 加工工序圖 GS-00-03 A2 4、 生產(chǎn)率計(jì)算卡 GS-00-04 A4 5、 電氣原理圖 GS-00-05 A2 6、 主軸箱裝配圖 GS-01-01 A0 7、 側(cè)端蓋 GS-01-02 A3 8、 前蓋 GS-01-03 A1 9、 箱體補(bǔ)充加工圖 GS-01-04 A1 10、 后蓋 GS-01-05 A1 11、 連接板 GS-01-06 A4 12、 軸套 GS-01-07 A4 13、 皮帶輪 GS-01-08 A2 14、 軸套 GS-01-09 A4 15、 軸套 GS-01-10 A4 16、 齒輪軸 GS-01-11 A3 17、 擋鐵 GS-01-12 A4 18、 墊圈 GS-01-13 A4