专用三面钻说明书《毕业论文》

1、河南科技大学毕业设计（论文）专用三面钻床设计摘要机械制造及其自动化专业毕业设计是在我们学完了大学的全部 基础课、技术基础课以及所有专业课之后进行的。它一方面要求学 生通过设计能获得综合运用过去所学的全部课程进行工艺及结构设 计的基本能力，另外，也为以后做好实际就业工作进行一次综合训 练和准备。本说明书设四章，依次为机械加工工艺规程制定、三面钻床专 用夹具的设计、主轴箱设计、专用三面钻机床设计。针对一小型箱 体零件，设计出其加工工艺路线，然后选择了钻三面孔的工序进行 工艺装备的设计，特别是对孔的加工进行了认真的学习和认识。同 时，结合具体实例和设计经验，阐述了通用件（如电机，带轮等）的选 取及专

2、用部件（如主轴箱）的设计计算。笔者在附录中还收集了部分常用设计资料，可供读者设计及阅 读时参考。关键词： 三面钻床，工艺规程，专用夹具，主轴箱33the design of dedicated three-sectiondrilling machineabstractthe design of machinery manufacturing and automation professional is taken after we had all the basic courses, technical basic course and all the specialized courses

3、in the university. on the one hand, it requires students to get the basic capacity of the integrated use of the full course that carried out in the past for the process and tructural design ,through this design. on the other handjt also get a comprehensive employment training and preparation for the

4、 actual work.there are four chapters in the brochure, followed by the development of machinery processing, the design of three-section drilling fixture, spindle box and three-sectiong drilling machine. parts for a small box, i had designed its processing line, and then select the three faces of the

5、drilling process for the design of equipment, especially for the study and understanding of the processing of holes. at the same time, with concrete examples and design experiences, i also expounded the selection of common parts (such as motor, pulley, etc.) and the design and calculation of dedicat

6、ed parts (such as the spindle box).the author has also collected some commonly used design information as a reference for readers to read the design in the appendixkey words ： three-section drilling machine, process programe, dedicated fixture, headstock目录1第一章机械加工工艺规程制订2 1. 1零件的工艺分析2 1. 1. 1 了解零件的用途

7、2 1. 1. 2分析零件的技术耍求2 1. 2确定零件的生产类型4 1.3 确定毛坯的种类和制造方法4 1.4 1.4拟定工艺路线4 1.4. 1 选择定位基准 51.4.2表面加工方法的选择5 1. 4. 3工艺顺序的安排61.5机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定7 1. 5. 1铸件尺寸公差7 1. 5. 2机械加i：余量7 1. 5. 3铸件毛坯尺寸8 1.5.4工序余量和工序尺寸、公差的确定9 1 6确定工序v的切削用量和基本工时9 1 6. 1钻削用量选择9 2 6. 2基木工时的计算10第二章三面钻床专用夹具设计112.1定位方案设计11 2. 1. 1加工要求11 2. 1

8、. 2定位方案设计 112.2夹紧装置的设计13 2 2. 2. 1夹紧力的确定13 3 .2.2夹紧机构的设计14第三章主轴箱设计173. 1主轴箱传动设计17 3. 1. 1确定各主轴转速m173. 1.2确定主运动动力源类型 173. 1.3计算近似传动比17 3. 1. 4确定传动方案 183.2主轴箱动力计算183.2. 1计算主轴箱传递功率 183.2.2选择电动机193.2.3计算实际传动比20 3. 2. 4计算各轴转速、功率和转矩 203.2.5 计算各轴最小轴径并校核203.2.6 带传动和齿轮传动的设计213.3主轴箱结构设计223.3. 1确定中间轴和各主轴的轴承组合和

9、类型22 3. 3. 2主轴结构设计23253.3.3箱体及附件设计24章机床总体设计 4. 1被加工零件工序图254. l 1被加工零件工序图的作用与内容 254. 1.2绘制被加工零件图的规定及注意事项25 4. 2加工示意图264.2. 1加工示意图的作用和内容264.2.2动力滑台行程的确定 274.3机床联系尺寸图274.3. 1机床联系尺寸图作用和内容 28 4. 3. 2绘制机床尺寸联系总图应确定的内容28 4. 4机床生产率计算卡 29 4. 4. 1理想生产率q29 4. 4. 2实际生产率q129 4. 4. 3机床负荷率h30总结和展望31参考文献32致谢33本次设计是在

10、学完了机械制造工艺学、进行了生产实习及相关 课程设计之后的下一个教学实践环节。这是我们在进行实际就业工 作或者以后更远的发展学习之前对所学个课程的一次深入的综合性 的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的 大学生活中占有重要的地位。通过此次设计，应在下述各方面得到 锻炼：（1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产 实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹 紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）提高结构设计能力。学生通过设计夹具和机床的训练，应 当获得被根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合 理而能保证加工

11、质量的夹具和机床的能力。（3）学会使用手册及图标资料。掌握与本设计有关的各种资料 的名称、出处，能够做到熟练使用。就我个人而言，我希望通过此次课程设计对自己未来将要从事 的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题 的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。本说明书在编排和体系结构上遵循学生认识机械类专业毕业设 计的认知规律，中间加入了部分机械制造技术的基本概念，继而介 绍了部分机械制造中所用装备（机床、刀具和夹具），然后进一步深 入介绍机械制造工艺规程的设计和机械装配工艺的相关知识。由于能力有限，设计上有许多不足之处，恳请各位老师给以指 教。第一章机械加工工艺规程

12、制订设计零件的机械加工工艺规程应按如下步骤进行：1 .根据零件图和产品装配图，对1零件进行工艺分析；2 .计算零件的生产纲领，确定生产类型；3 .确定毛坯的种类和制造方法；4 .确定毛坯的尺寸和公差；5 .拟定工艺路线；6 .确定个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；7 .选择各工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备；8 .确定各工序的切削用量和时间定额； 1 1零件的工艺分析1.1.1 了解零件的用途设计工艺规程时.，首先应分析零件图以及该零件所在部件或总成 的装配图，掌握该零件在部件或总成中的位置、功用以及部件或总成 对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工 艺规程时采取

13、相应措施予以保证。题目所给的零件为主轴箱，是小型箱体，零件图如图1.1所示。 它位于传动轴的端部。主要作用是起支承作用，支承着轴、轴承和其 他零件，使他们按照一定的要求连接起来，保证正确的相互位置，减 小主轴的弯曲变形。1.1.2 分析零件的技术要求对零件的技术要求进行分析，包括如下内容：1 .了解该零件的主要工艺特点：该零件为小型箱体，整体式箱体，外形不规则，内部呈空腔型， 形状比较复杂，加工表面较多，如箱体的同轴孔系和平行孔系，箱壁河南科技大学毕业设计（论文）上的平面和数量较多的紧固螺栓孔等。材料为铸铁，零件经热处理退 火，硬度hb190,属于典型的箱体零件的加工。2 .分析零件上的加工表

14、面及形状精度：该零件主要加工表面有三处：1.前后端面及凸台顶面：无形状 精度要求，粗糙度要求ra3.2um；2.四个中40孔：尺寸要求401, 表面粗糙度要求孔rai. 6um,端面ra3. 2um： 3.两个650oo c：3：尺寸 要求中50。+”，孔表面粗糙度要求ral.6mn,两端倒角1义45。3 .分析零件的位置精度：该零件主要位置精度有：1. a面对b面不平行度要求0. 02/300：2.悭孔中心线对b面不垂直度要求0.03/200； 3.键孔台阶面对孔 中心线不垂直度公差0.015；4.同轴悭孔不同轴度公差0.01；由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可先加工第一组平 面，并

15、以此为基准加工后面两组孔面，借助于专用夹具加工定位，并 且保证它们之间的位置精度要求。q/33图1-1小型箱体零件图河南科技大学毕业设计（论文）1.2 确定零件的生产类型零件的生产类型是指企业生产专业绘画程度的分类，它对工艺规 程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生 产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着不同的工艺特征。零件 的生产类型是按零件的年生产纲领和产品的特征来确定的。零件的年 生产纲领n可按下式计算：n=qm(l+a%) (1+b%)( 1-1 )式中n一零件的生产纲领(件/年)；q一产品的年产量(台/年); m每台产品中该零件的数量(件/台)； 加一备品率，

16、一般取2%4%,此处取4%； b%废品率，一般取0. 3%0. 7%,此处取0.5%。 根据上式可计算零件的生产纲领：n=2000x 1 x ( 1+4%) (1+0. 5%)=20904(件)再通过该零件的结构特征为小型箱体，属于轻型零件，可确定其 生产类型为大批生产。1.3 确定毛坯的种类和制造方法机械加工中毛坯的种类很多，如铸件、锻件、型件、挤压件、冲 压件及焊接组合件等，同一种毛坯乂有不同的制造方法。最常用的毛 坯是铸件和锻件。该小型箱体零件形状复杂，宜用铸件，选用ht250。铸造方法采 用砂型铸造。由于该零件为大批量生产，铸造精度高，要求表面质量 和机械性能均良好，故选用金属模机器造

17、型，而且生产效率较高。1.4 拟定工艺路线1.5 1.4. 3工艺顺序的安排在安排机械加工工序时，应根据加工阶段的划分、基准的选择和 被加工表面的主次来决定，使零件的集合形状、尺寸精度和位置精度 等技术要求能得到合理的保证。一般应遵循几个原则：先基准后其他， 先粗后精，先主后次，先面后孔等。本零件在生产纲领已确定为大批 量生产的条件下，可以采用专用生产线配以专用工夹具，并尽量使工 序集中来提高生产率。1 .工艺路线方案一工序i粗精铳两侧面及凸台顶面。工序ii粗精键两50。- ”孔。工序in粗镇四个640。- ”孔。工序iv精镇四个中40。-孔。i序v钻两侧面及凸台顶面螺纹孔。工序vi攻丝。2

18、.工艺路线方案二工序i粗铳右侧面a面。工序ii粗精镇两市50。-。”孔。工序打粗精铳左侧面b面。工序iv精铳右侧面a面及凸台顶面。工序v粗镇四个640。- ”孔。工序vi精镇四个中40。- ”孔。工序vii钻两侧面及凸台顶面螺纹孔。工序viii攻丝。3 .工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在意：方案一是在一次装夹中加工出两侧面 及凸台顶面，没有基准转换；方案二是先加工一侧面，并以此为基准 加工两中50广。”孔和另一侧面，然后再加工刚开始的侧面。两相比 较可以看出，方案一中的工序减少了装夹次数，工序集中，有利于采 用高生产率机床，节省装夹工作时间，有利于保证各加工面的相互位 置精度，减少了工

19、序数目，缩短工艺路线，也简化了生产计划和组织 工作。方案二加工精基准时出现了基准转换，不利于保证位置精度， 工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积较大。另外，方案一 各个工序时间定额大致相同，有利于组织管理和充分利用劳动力。该零件属于大批量生产，采用专用生产线，使用多刀多轴的自动 机床，专用设备和专用工装按照节拍组织流水生产，因此这里采用方 案一的工艺路线。故最终加工路线确定如下：工序i 粗精铳两侧面及凸台顶面。工序n 粗精工两5oj0”孔。工序in粗镶四个640/ ”孔。工序iv精神四个640。- ”孔。工序v 钻两侧面及凸台顶面螺纹孔。工序vi攻丝。 1.5 械加工余量、工序尺寸和毛坯

20、尺寸的确定1.5.1 铸件尺寸公差1 .铸件尺寸公差等级铸件允许尺寸的变动量为铸件尺寸公差。铸件尺寸公差有16级， 代号为ct1ct16,常用的是ct4ct13。本零件为大批量生产，采用砂型铸造，金属模机器造型，查机 械加工余量手册表2-1,可知本零件公差等级可取ct8ct10,由 于铸造采用精铸，故选用ct8,由机械加工余量手册表2-3得， 铸件尺寸公差为2. 2mmo2 .公差带位置铸件公差带位置对于基本尺寸对称分部，即一半在基本尺寸之 上，一半在基本尺寸之下。1.5.2 机械加工余量机械加工余量有10级，为ak级。由机械制造技术课程设计指导书表2-5得，本零件机械加工余量等级取eg级，在

21、此取f 级，相应的加工余量可查得为2. 5mm.1.5.3 铸件毛坯尺寸铸件某一部位在铸态下的最大尺寸不超过成品尺寸与要求的加 工余量及铸件总公差之和。对于零件中单边余量的表面按公式（2-2）计算：r=f+rma+ct/2（1-2）对于零件中双边余量的表面按公式（2-3）或（2-4）计算：r=f+2rma+ct/2 （外 圆）或 r=f-2rma-ct/2 （内孔） （1-3） 式中，r一毛坯铸件基本尺寸，f一加工后成品尺寸，ct一铸件尺寸公差，rma机械加工余量。由此可计算各表面的基本尺寸，故毛坯尺寸标注如下图所示：图1-2毛坯尺寸图1.5.4 工序余量和工序尺寸、公差的确定各工序尺寸确定如

22、下：工序i 粗精铳两侧面及凸台顶面，查机械制造技术课程设 计指导书表2-352-38得，粗铳：z=l. 5mm, 精铳：z=1mm,公 差 +0.05mm。工序n 粗精键两中50。-。孔，查机械制造技术课程设计指 导书表2-29得，铸件：中46. 4mm, 粗链：48. 8mm, 2z=2. 4mm, 精链： 50mm, 2z=1. 2mm,公差+0. 025mm。工序hl 粗镇四个中40。- ”5孔，可查得，铸件：029. 4mm, 粗 镇：0 31. 8mm, 2z=2. 4mmo工序iv 精神四个中40二”孔，可查得，精膛： 33mm, 2z=1. 2mm,公差+0. 025mm。工序v

23、 钻两侧面及凸台顶面螺纹孔，可查得，两侧面钻孔： o 10. 5mm；凸台顶面：4 nim。工序vi 攻丝。各工序尺寸偏差按“人体原则”标注。 1.6 定工序v的切削用量和基本工时工序v为钻两侧面及凸台面螺纹孔，采用计算法确定切削用量。1.6.1 钻削用量选择1 .选择钻头和机床采用专用攻螺纹前钻孔用阶梯麻花钻，直径d。=10.5mm。机床采 用专用组合机床。2 .选择切削用量切削深度：ap = d0/2=10. 5/2 = 5. 25mm。进给量：根据机械制造技术课程设计指导书表5-22查得 f=0. 100. 18 mm/r,由于l/d=20/10. 5比2 ,不是深孔，故不需要修 正。3

24、3河南科技大学毕业设计(论文)切削速度查简明机械加工工艺手册表11t2得，v=0. 25( m/s)o取 f=0. 15 mm/r,则主轴转速为 n=454. 8r/min。3 .计算钻削力，扭矩及功率按简明机械加工工艺手册表11-14计算：轴向力： f=cfdf1kf(n)( 1-4)切削扭矩：m= g d产 fym km - 10-3 (n m)( 1-5 )切削功率：pn=2 m n 10-3(kw)( 1-6)查得相应系数和指数值为： cf=588.60,c 产 255.63, xf=1, xm=1.9yf=o. 8, ym=o. 8,kf = o. 9, km=o. 87代入计算得：

25、f = 588. 6 x 10. 5 x0. 15 3 x 0. 9 = 1219. 34(n)m = 225. 63 x 10. 51 9x 0. 15* x 0. 87 x 10-3=3. 75 (n) pa=2x3. 75x7. 58x10-3=0. 179(kw)以上值还要与机床允许值相比较方可。 1. 6. 2基本工时的计算由机械制造技术课程设计指导书表5-41得：钻削基本时间为：tj=l/(jn) = (l1+ 1： +l)/(fn)( 1-7)式中 1 一加工深度，l=20mmli=9mm, 1：=0,f=0. 15mm/r,n=7. 58r/s则 七二(20+9+0) /(o.

26、 15 x 7. 58)=25. 5s=0. 425min,即单件基本工时为0. 425mino33河南科技大学毕业设计（论文）第二章三面钻床专用夹具设计经与指导老师协商，决定设计专用三面钻床夹具。本夹具用于专 用三面钻床，加工时主要考虑的是如何提高劳动生产率，降低劳动强 度，而精度不是主要问题。2.1定位方案设计 2. 1. 1加工要求本夹具主要用来钻中20和64共16个螺纹孔，分布在不同的三 个面上。这16个孔都有一定的精度要求。经分析，这16个孔用于螺 纹连接，形位精度要求不高。孔之间中心距精确到0.2mm。图2-1 三面钻的定位方案1 .自由度分析要保证各个孔的位置以及孔深，应限制工件

27、的六个自由度，即工 件需要完全定位，必须严格限制六个自由度。2 .定位方法的选择由零件图可知，所要加工的孔对平面没有位置精度要求。为了使 定位误差减小，遵循基准重合的原则，先选择b面这一较大的精基准面作为主要定位基准面，与夹具上的支承面接触，一限制工件的反、 y. 2这三个自由度。同时，选择工件上的两个中50/ ”孔作为定位 孔，用一短圆柱销与一个削边销和其配合，来限制工件的其他三个自 由度。因此本工位采用一面两销定位。定位方案如图所示：3 .定位误差分析由上述分析可知，定位误差是由精基准面b及精基准内孔引起 的，与粗基准工件外型结构无关。工件和定位销之间有相对的运动，而且工件乂是大批大量生产

28、, 及工件与定位销的结构与尺寸，查相关手册选用h 7/h 6基孔制配合:定位销的极限尺寸：心小姬0,5孔的极限尺寸： 。产=姬0产0(2-1)(2-2) 2/)由公式（2-7）可得:芋 x2 = 8.5973l/min-40 v240油缸壁厚的验算:由公式(2-8)得:dxd x可+ 04/人t3p、.(2-7)d d x小4pv-l3p,a=0.4x)j2 +1.3xd2d,2 - d2x py(2-8)r ,58.4 + 0.4x1.3 -=7.4x j= 7.6885。v58.4-1.3x1.3初步取:d = 130mm油缸压力为p时缸体最大应力:由公式(2-9)得：().4 x。 +

29、1.3 x i： = 15.8267mr/ w 58.4m&i d：_d-厂所以，所设计的油缸合理，满足强度和刚度的要求。式中：d、di一油缸外、内径；py实验油压，取 1.3 p = 4.29 mpa；以一缸体材料的许用应力，58.4 mpa；。一缸体最大许用应力。考虑到更为安全的夹紧状态，选用双向作用法兰式小型液压缸: 工作行程：1=40 mm ；推力：f= 1448n ；活塞直径：d=60mm o3 .液压缸行程的确定按照图纸及加工要求，液压缸总行程需为97mm。夹紧和松开时液压缸速度：v1 = oamm/s ； v2 = 0.1mm/ si 97x1 o-3夹紧时间：1=_l = 2l

30、_ = o.97s,(2-9)1 v, 0.1i q7 v 1 f)-3松开时间：t,= =0.97s( 2-10)-匕 01河南科技大学毕业设计（论文）第三章主轴箱设计我们此次设计的是刚性主轴，刚性主轴有以下特点：刚性主轴的 刀具不需要借助于导向进行加工，主轴和刀杆（或刀盘）是采用刚性 连接，这就要求主轴有较高的刚度，加工质量在很大程度上取决于主 轴系统的刚性。如果主轴的刚性不足，在加工过程中往往产生震动（崩 刀），即被加工零件难以达到要求的精度和光洁度，甚至损坏刀具。因此，在设计刚性主轴时.，尽管要考虑的因素很多，但主要的是 主轴系统的设计。所以在这类部件的设计中，一般都是把主要精力放 在

31、主轴系统的设计上，确保主轴系统的精度和足够的刚性。3.1主轴箱传动设计 3. 1. 1确定各主轴转速由前面工艺分析可知，刀具的切削速度为vi=0.25m/s，则设定各主轴的转速为 nj= =7.58r/s=454.8r/min。式中 v=0.25 m/s , 叫do= 10.5mm。3. 1.2确定主运动动力源类型根据结构设计要求，可以尽量采用电机直接带动的传动方式，这 样设计的结构简单紧凑，并且容易保证传动比，只是可能会引起机床 传动的不平稳性。综合考虑电动机及传动装置的尺寸、重量、价格， 分析比较，根据传动所需要的额定功率和转矩确定选用同步转速为 1500 r/min 的电机。3. 1.3

32、计算近似传动比电机同步转速确定后，可根据主轴转速m和电机同步转速n推 算出传动系统的近似总传动比： i = ni/n=454.8/l 500=1 ： 3.3。3. 1.4确定传动方案由于a面所要加工的孔有4个在同一个圆上，另外两个与圆心 成对称分布，所以设计一中间传动轴在圆心位置，使主轴尽可能分布 在同一个同心圆上，还可以保证主轴的强度和刚度。传动系统总的传动比为3.3,采用两级减速的方式，在主轴箱内 采用齿轮传动，箱体外采用同步带传动，可有效减少电机轴与中间传 动轴连接时出现的不同轴的问题，而且可以避免摩擦带传动的打滑现 象。为使结构紧凑，主轴箱内的齿轮布置在同一排上，而且齿轮的传 动比一般

33、不宜太大。故确定带传动的传动比为1.6,则齿轮的传动比 为2.08,总传动比误差为：7?|2（）sx1-63-3|x1oo%=o.8%,误差很小，3.3符合要求。主轴箱传动系统图如下：图3-1 传动系统简图3.2主轴箱动力计算3.2.1 计算主轴箱传递功率传动系统确定之后，多轴箱所需要的功率按下列公式计算:33河南科技大学毕业设计（论文）p多箱=p切削+/+4 =z切刖+z与+z费(3-1)/-ir-1式中。切削一切削功率，单位为kw； 与一空转功率，单位为kw； 之一与负荷成正比的功率损失，单位为kw。每根主轴的切削功率，由选定的切削用量按公式计算或查图表获 得；每根主轴的空转功率按组合机床

34、设计简明手册p62表4-6确 定；每根主轴上的功率损失，一般取所传递功率的1%。根据机床夹具设计手册功率计算公式得主轴切削功率：丝一(3-2)3060。式中 m一扭矩，单位n-m；v一切削速度,m/s；d钻头直径,mm o则有p=0. 179 kw主轴空转功率：根据组合机床设计简明手册p62表4-6：转速：n=630r/min ,轴径为 20mm 时：a.=o.o46k1v ;轴径为 25mm 时：p . =0.073ativ ；n=400r/min,轴径为 20mm 时,： p; =0.03kw ；轴径为 25mm 时：2 =0.046kw o而主轴转速为n=454.8r/min,根据插值法

35、可求得：因 此：p ,z =0.034 x 4+0.052 x 2=0.24kw主轴功率损失： p1 = (0.24+0.179)x 1 %=0.004kw o 所以，4箱=曲+与+ & = 尸切刖+ 6，+ 与：=0-24+()79+0004=().42310 1-11-1/-i 3. 2. 2选择电动机依据工作要求，选用一般用途的y100l1-4三相异步电动机，它为卧式封闭结构，额定功率2.2kw,满载转速1420r/min。3.2.3计算实际传动比1.传动系统总传动比：1=%=但_=3.12。勺 454.82,分配各级传动比：ii = 1.5, i2=2.08o 3. 2. 4计算各轴转

36、速、功率和转矩1 .各轴转速设定电机轴为。轴，中间轴为i轴，各主轴统一标记为h轴，则 各轴转速为/?(1 = 川=1420r/min/?, = 1420/1.5=946.67 r/min二946.67/2.08=455 r/min2 .各轴功率按电动机额定功率计算各轴功率，即po=2.2 kwpi= po?y=2.2x0. 96=2. 112 kw( 3-3)pn= pi?7 = 2. 12 xo. 96 = 2. 028 kw3 .各轴转矩p2 2to = 9550x- = 9550x=14.8 n m( 3-4)%1420p2 112ti= 9550x= 9550x 1 =21. 3 n

37、m946.67po aoqw9550x2 = 9550x二=42. 6 n m名4553.2.5计算各轴最小轴径并校核电机轴是通用部件，故在此不需设计计算中间轴：d2.112= 112x3/= 14. 6 mm946.67(3-5 )按照扭转刚度校核: 中间轴：(px =5.73xlo4-=5.73xlo4x21.38.1x104x ,=0.0034 = 0.5 ( 3-6)146阴3233各主轴:(pn = 5.73x104= 5.73xl04 x-r = 0.0027 :；x= 1.92v 0.5 xl72427由于齿轮模数大小取决于弯曲强度所决定的承教能力。 m=21.92,完全满足疲劳

38、强度要求。因此所取齿轮模数满足使用及 性能要求。根据中心距和传动比调整齿数，确定各齿轮参数如下表所示表3-1 传动齿轮几何参数齿数z40834696分度圆d=mz8016692192齿顶圆da=d+2m8417096196齿根圆d*=d-2. 5m7516187187齿宽(610) m30253025中心距a= ( di + d：)/2123142变系数x0. 32-0. 12003.3 主轴箱结构设计3. 3. 1确定中间轴和各主轴的轴承组合和类型主轴在工作时要承受较大的轴向力，为防止刀具和主轴的轴向窜 动过大，采用止推轴承承受轴向载荷，同时采用深沟球轴承承受径向载荷。中间轴起到传递扭矩的作

39、用，受到较大扭矩作用，采用一端双 向固定一端游动的配置方式。轴承配置如下图所示：aan w o_ q 图3-2主轴轴承配置简图 图3-3中间轴轴承配置简图轴承型号选取如下表所示表3-2 各轴轴承型号主轴推力球轴承51206深沟球轴承6206中间轴深沟球轴承6204圆锥滚子轴承 302053. 3. 2主轴结构设计主轴的结构设计的任务是合理确定阶梯轴的形状和全部结构尺 寸。而设计刚性主轴的主要内容之一是选择主轴参数。主轴参数确定 的正确与否，对主轴的刚性将有很大的影响。主轴的主要参数（如图3-4所示）图3-4主轴示意图d一主轴最小轴径l一主轴支撑距离； a一主轴的悬伸长； d一空心主轴的内孔；

40、l/a一主轴的悬伸比； d/d一主轴直径比。主轴的具体结构参见主轴箱图纸。3. 3. 3箱体及附件设计1 .箱体设计箱体起着支承轴系、保证传动件和轴系正常运转的重要作用。在 已确定箱体结构型式和箱体毛坯制造方法以及箱体内零部件设计的 基础上，可全面的进行箱体的的结构设计。本主轴箱采用油润滑，箱座高度除了应满足齿顶圆到油池底面即 先箱体内表面的距离不小于3050mm外，还应使箱体能容纳一定量 的润滑油，以保证润滑和散热。箱体的壁厚要合理，轴承座、箱体底 座等处承教较大，其壁厚应厚些。箱体顶盖不仅起到检查箱体内传动 部件的作用，还能有效的箍住箱体，提高箱体的强度，箱盖表面应设 置类似加强筋板的凸起

41、。2 .附件设计箱体上的附件主要有油表尺、螺塞、视孔盖三个。油标尺应设置 在便于观察且油面较稳定的部位，且安装位置不能太低，以避免油溢 出油标尺座孔。本设计将油标尺放在油面偏上。螺塞用来堵住放油孔， 箱座上装螺塞出设置凸台，并加封油垫片，螺塞位置不能高于油池底 面，以避免油排不干净。第四章机床总体设计机床的总体设计就是绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体 零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图 样设计。其内容包括：绘制加工零件工序图、加工示意图、机床联系 尺寸图和绘制生产率计算卡等。4. 1被加工零件工序图4 . 1. 1被加工零件工序图的作用与内容本设计中的小型箱体零

42、件工序图如下图4-1所示.h4 极肝做02/300/0,63/200）n的6邻法板制;阴碎也抬!右0.015;4用徽好桐阚感aoh5；叙纳到滞叙第踹阳犷二。5&豹陵刘獭俊犯竭7探秘星魏hb193图4-1 被加工零件工序图5 . 1.2绘制被加工零件图的规定及注意事项1 .绘制被加工零件工序图的规定：为使被加工零件工序图表达清 晰明了，突出本工序内容，绘制时规定；应按一定比例，绘制足够的 视图以剖面；本工序加工部位用粗实线表示，其余部位用细实线表示。2 .绘制被加工零件工序图注意事项：1）本工序加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。2）对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量应认真分析。3）当本

43、工序有特殊要求时必须注明。 4. 2加工示意图 4. 2. 1加工示意图的作用和内容图4-2三面钻加工示意图加工示意图是在工艺方案和机床整体方案初步确定的基础上绘 制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是绘制机床联 系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调 整机床和刀具所必需的重要技术文件。考虑机床配置型式结构方案的选择及确定1 .不同的配置型式和结构方案对加工精度有一定的影响，这就要 求在制定机床结构方案时必须以稳定保证零件的加工精度为前提，主 要考虑加工误差和夹具误差两方面因素。一般情况下采用固定式夹 具，本机床属多工位加工，若夹具随工作台旋转，会产生转位、定

44、位 误差，所以工件在加工过程中最好一次装夹，以消除工件多次装夹所 带来的累计定位误差，因此采用固定夹具的方法。2 .组合机床的配置形式受夹具体的限制，但在允许的情况下考虑 到加工精度，主要考虑如下配置方式：用三面组合钻床三工位分别加 工不同的平面。此配置方式有一定的优势也有缺陷，工序不是过于集 中也不是过于分散，而且在多轴箱的设计上比较简单，在综合考虑了 各方面因素后决定采用此方式。3 钻三面孔的这道工序的加工示意图如上图4-2所示：4.2.2动力滑台行程的确定动力部件的工作循环是指加工时.，动力部件从原始位置开始运动 到终了位置，又返回到原位的动作过程。（1 ） 工作进给长度l的确定：l=2

45、5mm（2） 快速进给长度的确定：快速引进是指动力部件把刀具送到工 作进给位置，其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为 5 5 m m。（3） 快速退回长度的确定：快速退回长度是快速进给长度和工作 进给长度之和。本工序为80mm o（4） 动力部件总行程的确定：动力部件总行程为快退行程和前后 备量之和。确定总行程为1 80mm，前备量为30mm,后备量为50mm。 4 3机床联系尺寸图 5 3. 1机床联系尺寸图作用和内容机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并 按初步选定的主要通用部件以及确定专用部件的总体结构而绘制的。 它是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件安

46、装位置、相互关 系、运动关系和操作方位的总体布局图。机床联系尺寸总图表示的内容：1 .表示机床的配置形式和总布局。2 .完整齐全的反映各部件之间的主要装配关系和联系尺寸、专用 部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及滑台工作循环总的 工作行程和前后备量尺寸。3 .标注主要通用部件的规格代号和电动机型号、功率及转速，并 标出机床分组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用 零部件。4 .标明机床验收标准及安装规程。4. 3. 2绘制机床尺寸联系总图应确定的内容1 .选择动力部件动力部件的选择主要是确定主轴箱和动力滑 台。根据已定的工艺方案和机床配置形式并结合使用及修理因素，确 定机床

47、为三面电机传动组合钻床，选用配套的主轴箱驱动主轴钻孔。根据选定的切削用量，计算总的进给力，根据所需的最小进给速 度、工作行程、结合多轴箱轮廓尺寸，考虑工作稳定性，设计动力滑 台主要参数如下：滑鞍宽度：w = 648mm滑鞍长度：li =478mm行 程：s = 1 8 0 in m滑座长度：l2=480mm高 度：h = 1 15m in工进速度:800mm/min快进速度：1 2m/min2 .确定机床装料高度h装料高度是指工件安装基面至地面的垂直距离。考虑上述刚度结构功能和使用要求等因素选取计算： 侧底座高度：539mm滑台高度：262mm主轴箱的最低主轴高度为：255mm工件最低孔中心距底面距离：28 mmh=539+