机械毕业设计（论文）-495曲轴零件工艺、钻润滑油孔夹具及专用机床设计

1、毕业目495曲轴零骨油孔央具及机床设计学 院工业制造学院专 业机械设计制造及其自动化学生姓名学 号年级 11指导教师职称 讲师2015年3月28曰495曲轴零件工艺、钻润滑油孔夹具及专用机床设计专 业：学 号:学 生：指导教师:摘j要：本设计介绍了 495曲轴零件工艺、钻润滑油孔夹具及专用机床的设计，其中包含了零件加工 工艺的确定，没计中首先要了解工件的加工工艺路线及工序的计算，确定钻润滑油孔主轴的直径， 初步选用电机型号及机床各部分部件。编制三图一卡（被加工零件工序阁，加工示意阁，机床联系 尺寸图，机床生产率计算卡）。在多轴箱设计中，确定传动系统，计算主轴坐标，传动部件的校核 及主轴箱的总图

2、绘制。本设计将钻孔工装实现了通用化，从而降低了机器成本，而且节省了加工时间，提高了工作生 产效率。关键词：曲轴；专业机床；多轴箱；工装the 495 part process, the crankshaft design of lubricating oil hole drilling fixture and special purpose machinespecialty：student number：student：supervisor：abstract： the design on the lidao biansuchilun box axlcbox more than the desi

3、gn, which includes parts fthe processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece intheprocessing line and process of calculation to determine tapping the spindle diameter，the initial choice ofmotor model and some parts of the machine. figure 1 of the three

4、 cards (the processing parts process map,diagram processing, machine tools contact size map，machine tool productivity calculation card). inmulti-axlc box design, drive system established to calculate coordinates spindle，transmission parts of the spindlebox and check the total mapping.this design wil

5、l be drilling，tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time，improve the work efficiency of production.key words： machine manufacture,;crankshaft,processing craft，fixturc;tool box、caxa工程图文档a0-机床联 系尺寸图.a0 钻孔矢 具装配图.al-力江示 意图.dwga2-加h 序图.dwga2-曲轴零 件圍.dw

6、ga3-曲轴毛 坯图.dwgao-多轴箱装配图.dwgdwgdwg4 microsoft word 97 - 2003 *(3)工卡.doc工艺过程说明书.doc卡.doc全套设计，请加12401814目录馳1_1.组合机床概述错误!未定义书签。2. 495曲轴零件工艺分析3_2.1被加工零件的功用3_2.2编制工艺规程及分析错误!未定义书签。2.2.1被加工零件的技术要求错误!未定义书签。2. 2.2毛坯的选用42.3零件加工工艺路线的拟定42.3.1定位基准的选择42.3. 1. 1粗基准的选择42. 3. 1.2精基准的选择42.4制定工艺路线错误!未定义书签。2. 5零件技术条件分析错

7、误!未定义书签。2.6初步拟定工艺规程错误!未定义书签。2.7所用设备及工艺装备错误!未定义书签。2.8切削用量的确定错误!未定义书签。_3.钻孔组合机床的结构设计错误!未定义书签。3.1组合机床的配置形式的选择错误!未定义书签。3.2动力部件的选择错误!未定义书签。_4.绘制“三图一卡”错误!未定义书签。.4.1绘制被加工零件工序图错误!未定义书签。_4.2绘制被加工零件加工示意图错误!未定义书签。4.3机床联系尺寸图的绘制错误!未定义书签。_4.4专用机床生产率计算卡的编制错误!未定义书签。_4. 4. 1生产率的计算错误!未定义书签。_4. 4. 2编写生产率计算卡12_5.组合机床钻润

8、滑油孔多轴箱设计125.1钻孔概述125.2.1内容及注意事项135.2.2主轴外伸尺寸及切削用ii 135.3主轴齿轮的确定及计算145.3.1主轴形式和直径，齿轮模数的确定145.3.2多轴箱所需动力计算155.4多轴箱的传动设计165.4. 1对多轴箱的传动系统的一般要求165. 4.2拟订多轴箱传动系统的方法16_5.5对传动零件进行校核255. 5. 1轴的抆核265. 5.2齿轮的抆核275.6钻润滑油孔夹具的设计285. 6.1钻孔靠模机构及卡头295. 6.2钻孔装置245. 6.3钻孔行程的控制256.斟仑31附录32辦±献:33至文i射34绪论1组合机床概述木设计

9、是对495曲轴零件钻孔的专用机床总体及钻孔多轴箱设计。通过木次设计掌 握组合机床的工作原理，设计方法和了解组合机床的发展史及未来的发展前景。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动 力部件，是组合机床通用部件屮最基本的部件。其屮还有能同时完成切削主运动和进给 运动的动力头。而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台。固定在动力箱上的主轴箱是用来布置切削主轴，并把动力箱输出轴的旋转运动传递 给各主轴的切削刀具。由于各主轴的位罝与具体被加工零件有关，因此主轴箱必须根据 被加工零件进行设计。不能制造成完全通用的部件，但其中很多零件（如主轴、中间轴 齿轮和箱体等）是通用的。

10、组合机床在目前被广泛应用。组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基 础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床，它能够对工件进行多刀，多轴，多面， 多工位同时加工。在组合机床上可以完成钻孔，钻孔，铰孔，车削，镗削，磨削及液压 等工序。组合机床结构稳定，工作可靠，使用和维修方便，有可重新改装的优越性。其 通用零部件可以多次重复使用。它可以同时从几个方向采用多把道具，对几个工件进加 工，大人提高了生产率，而且他还具有设计制造周期短，占地面积小等特点。所以组合 机床越来越广泛的被广泛的被应用到各行各业。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率 比通用机床高几倍至

11、几十倍。由于通用部件己经标准化和系列化，可根据需要灵活配置, 能缩短设计和制造周期。组合机床的通用部件冇：床身（侧底座）、底座（包括中间底座和立柱底座）、立 柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切削头等。对于一些按顺序加工的多工位组合机床， 还具有移动工作台和凹转工作台。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用， 并可用以组成自动生产线。图1-1各种组合机床配置方案示意图组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工吋，工件一般不旋转，由刀 具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、 铣削平面、切削内外钻孔以及加工外圆和端面等。有的组

12、合机床采用车削头夹持工件使 之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的 外i员i和端面加工。美国组合机床（其包括内容与我国比较接近）的产值在金切机床产值中占的比例较 高，大多数年份都在20%以上，表明美国组合机床行业是比较发达的。从单台（条）的 平均价值金额看，美国较高，表明美w组合机床自动线的产量较多。意、法两国组合机 床的产量和产值虽然较少，但其在金切机床年产值中的比例却高于徳国和r本，表明这 两国重视组合机床的生产。美国组合机床的常量很少，所占比例较低，未受重视。表1-1美国金属切削机床市场情况及预测01/ _1=1 / 份1;、,'丄位式机床

13、可汄为基本上是组合讥床车削中心加t.屮心麽床统床镗床1钻床齿轮加丄机床其他机床插、拉)1985 年j4.821.718.417m10.33.82.1.8». 5年18.517.5翁w.一年11. 120. 617.81988 年0.522. 721-4番a一1989 年9.323.521.7一轟 .1990 年8.324.32l913. 59.53.72. 52. 1j2. 1j99j 年7-925- j2j. 81992 年7.725.421.7一一s93 年7.725.32).51994 年7.825.12e0一-一 年8- 129.920.418.8.82. 92.7?.5n.

14、e2 495曲轴零件工艺分析2. 1被加工零件的功用495曲轴零件是机械制造中加工工序较多，劳动量较大的，精度要求高的典型零件。曲轴是柴油发动机的重要零件。它的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动， 将作用在活塞上的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油发动机各辅助系统进行 工作。曲轴在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，因此要求曲轴 的强度高、刚度大、耐磨性好、轴颈表面加工尺寸精确。2.2编制工艺规程及分析 2.2.1被加工零件的技术要求曲轴一般是由自由端、功率输出端和若干个曲拐组成。曲拐由主轴颈、连杆轴颈和 曲柄组成。如零件图所示，该曲轴是整体式曲轴，有四个拐。曲轴的工

15、艺特点是：结构 复杂，加工的尺寸精度、形位精度和表面质量要求高，刚性差，属于易弯曲变形的异性 轴类零件。曲轴的主要加工表面有：主轴颈、连杆轴颈等。2.2.3毛坯的选用机械零件常用的毛坯主要有铸件、锻件、焊接件、各种型材及板料等。选择毛坯要 综合考虑零件材料及其力学性能、零件材料的工艺性、零件结构形状和尺寸、生产类型、 工厂生产条件。曲轴工作吋要承受很大的转矩及变形弯曲应力，容易产生扭转、折断及 轴颈磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、抗疲劳强度和耐磨性，球墨铸铁能很 好地满足上述要求。该零件为小批量生产，采用铸造毛坯。材料为qt600-2,经热处理消 除内应力，调整硬度值到190-270h

16、bs。2.3零件加工工艺路线的拟定2.3.1定位基准的选择机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未加工的表面作为定位基准，这种定位基准 成为粗基准。用己经加工过的表面作定位基准则成为精基准。在这定零件机械加工工艺 规程时，总是先考虑选择怎样的精基准定位把工件加工到设计要求，然后考虑选择怎样 的粗基准定位，把用作精基准的表面加工出来。2.3.1.1粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配加工面 的余量。同时要为后续工序提供精基准。具体有以下原则：为了保证加工面与非加工面 之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准;为了保证各加工面都有足够的加工余量，应 选择毛坯余量最

17、小的面为粗棊准；粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只 允许使用一次；做粗基准的表面应平整光洁，以使工件定位稳定可靠，加紧方便。曲轴也是属于轴类零件，以外圆做为粗基准，可分别以主轴颈和连杆轴颈作为粗基 准。2.3.1.2精基准的选择精棊准选择时应能保证加工精度和装夹可靠方便，有以下原则：基准重合原则；棊 准句一原则；自为基准原则；互为基准原则；保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便 的原则。精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序不重合时，应进行 尺寸换算。2.4制定工艺路线工艺路线是工艺规程设计的总体布局。其主要任务是选择零件表面的加工方法、确 定加工顺序、划分加工阶段。根

18、据工艺路线，可以选择各工序的工艺基准，确定工序尺 寸、设备、工装、切削用量和时间定额等。在拟定工艺路线时应从实际情况出发，充分 考虑应用各种新工艺、新技术的可行性和经济性。机械加工工序的安排原则概括为十六字诀：基准先行，先主后次，先粗后精，先面 后孔。在零件切削加工工艺过程中，首先要安排加工加准面的工序。作为精基准表面， 一般都安排在第一道工序进行加工，以便后续工序利用该基准定位加工其它表面。其次 安排加工主要表面，至于次要表面则可在主要表面加工后穿插进行加工。当零件需要分 阶段加工时，即先进行粗加工，在进行半精加工，最后进行精加工和光整加工。总之表 面粗糙度值最低的表面和最终加工工序必须安排

19、在最后加工，尽量避免磕碰高光洁的表 面。所冇机械零件的切削加工总是先加工出平面，然后再加工内孔。热处理工序的安排：预备热处理的目的是改善加工性能，为最终热处理做好准备和 消除残余应力，如正火、退火和时效处理。最终热处理的目的是提高力学性能，如调质、 淬火、渗碳淬火、渗氮等。调质、淬火、渗碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前进 行，以便在精加工磨削时纠正热处理变形。辅助工序的安排：辅助工序主要包括检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等。检验工序 是主要的辅助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前，零件外送车间 加工之前，零件全部加工结束之后都要检验。去毛刺也是不可缺少的工序，在成批生产 中，

20、对于车削回转表面的毛刺均由车工去除；对于刨、铣、磨、钻等表面毛刺均由钳工 去除。2.5零件技术条件分析(1) 主轴颈*110尺寸公差等级it6,表面粗糙度ra为0.63 n m,圆柱度误差为 0.011。(2) 连杆轴颈4)110尺寸公差等级为ft7,表面粗糙度ra为0.8 m m，圆柱度误差 为 0.011。(3) 位置精度：主轴颈与连杆轴颈平行度误差为0.02,主轴颈的同轴度误差为0.02。2.6初步拟定工艺规程工艺规程：把工艺过程的操作方法按一定的格式用文件的形式规定下来。拟订的加工工艺:曲轴机械加工工艺过程卡片零件图号零件名称495曲轴材料牌号qt-60-2毛坯种类铸铁工序号工序名称工

21、序内容设备工艺装备1铸铸造，清理2热处理正火3锯式样4车车曲轴两端面钻中心孔ca6140三爪卡盘、游标卡尺、屮心钻钻头5车粗车主轴颈右端并倒角ca6140三爪卡盘、游标卡尺、外圆车刀6车粗车主轴颈左端并倒角ca6140两顶尖、游标卡尺、90度车刀7车半精车主轴颈右端ca6140两顶尖、游标卡尺、90度车刀8车半精车主轴颈左端ca6140两顶尖、游标卡尺、90度车刀9车钻主轴颈右端釣6深19盲孔ca6140两顶尖、游标卡尺、冷36钻头10车粗车、精车主轴颈右端面04o；v7内孔ca6140两顶尖、游标卡尺、内孔车刀11车钻、攻m14x4. 5螺纹孔底孔# 10. 5,攻m14牙ca6140构顶尖

22、、游标卡尺、分10.5钻头、似14丝攻12车粗车连杆轴颈切第一、二侧板特种多刀车床偏心分度卡盘、游标卡尺、90度车刀13车粗车连杆轴颈切第三、网侧板特种多刀车床偏心分度卡盘、游标卡尺、90度车刀14车粗车连杆轴颈切第五、六侧板特种多刀车床偏心分度卡盘、游标卡尺、90度车刀15车粗车连杆轴颈切第七、八侧板特种多刀车床偏心分度卡盘、游标卡尺、90度车刀16铣粗铣各连杆上、下及前、后端铣床v形块、游标卡尺、铣刀17钻在各个侧板及主轴颈上钻油孔专用钻床专用夹具、游标卡尺、小6钻头18钻钻、攻主轴颈右端面6-m12x1.25螺纹孔底孔釣0.5，攻ml2x1. 25牙普通立式钻床专用钻孔夹具19铣在主轴颈

23、左端粗铣键槽铣床v形块、游标卡尺、铣刀20校直校直压床21热处理淬火22去毛刺在所有侧而去除机械加工所留下的毛刺辊道上23淸理并吹净在乳化液屮淸洗顶尖和油孔保证没有赃物并吹净淸洗机上24检验检验以上加工尺寸捡验台上25修正屮心孔修正中心孔26磨磨削主轴颈右端外圆磨床两顶尖、卡规、千分尺、砂轮27磨磨削主轴颈左端外圆磨床两顶尖、卡规、千分尺、砂轮28磨磨削连杆轴颈第一、二侧板外圆磨床偏心分度卡盘、卡规、千分尺、砂轮29磨磨削连杆轴颈第一、二侧板外圆磨床偏心分度卡盘、卡规、千分尺、砂轮30磨磨削连杆轴颈第一、二侧板外圆磨床偏心分度卡盘、卡规、千分尺、砂轮31磨磨削连杆轴颈第一、二侧板外圆磨床偏心分

24、度卡盥、卡规、千分尺、砂轮32磨磨削各连杆上、下及前、后端外圆磨床v形块、游标卡尺、砂轮33去毛刺吹净在所有孔u处抛光棱边在主轴颈、连杆轴颈上去毛刺并吹净辊道上34检验检验检验台上35动平衡曲轴动平衡量每端不大于120g. cm n=600r/min动平衡机上36去除不平衡量去除不平衡ffi立式钻床、立式铣床v形块37校直校直液压床上38终检终检检验台上签字设计（h期）校对（日期）审核（曰期）标准化（曰期）会签（口期）2. 7所用设备及工艺装备设备：ca6140、立式铣床、卧式双面中心钻床、特种多刀车床、摇臂钻床、攻钻 孔机床、液压床、辊道、淸洗机、检验台、外關磨床、动平衡机。夹具：顶尖、v形

25、块、偏心卡盘分度夹具、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具。 刀具:90度车刀、r3圆弧车刀、铣刀、4>10、小20钻头、砂轮、切断刀。量具：千分尺、游标卡尺、专用卡规2. 8切削用量的确定（1）车曲轴两端面并从两面钻中心孔：背吃刀量:a/;=5由参考文献2表8-3得：f=0.5mm/r,由2表 8-4 得 v=40m/min则 n=318v/d=318 x 40/115=11 or/min（2）粗车主轴颈右端并倒角：竹吃刀量：ap=2.6,由参考文献2表8-3得:f=0.6由2表 8-6 查得 v=120m/min 则 n=318v/d=318x120/112.4=339.5=340r/mi

26、n（3）粗车主轴颈左端并倒角:背吃刀量：ap=2.6由2表 8-3 得:f=0.6mm/r由2表 8-6 得:v=120m/min则 n=318v/d=318 x 120/112.4=339.5=340r/min(4) 半精车主轴颈右端时：背吃刀量：(刀尖圆弧半径取0.5) ap=2由2表 8-5 得 f=0.1mm/r 由2表 8-6 得 v=180m/min 则 n=318v/d=318x180/110.4=519r/min(5) 半精车主轴颈左端时：背吃刀量：ap=2由2表 8-5 得 f=0.1 mm/r 由2表 8-6 得 v=180m/min 则 n=318v/d=318x180/

27、110.4=519r/min(6) 粗车连杆轴颈，切第一、二侧板并倒角 背吃刀量：ap=4.6由2表 8-3 得 f=0.6mm/r 由2表 8-6 得 v=120m/min 则 n=318v/d=318x120/110.4=346r/min(7) 粗铣连杆上、下端及前、后端：竹吃刀量:ap=4.5由2表 8-18 得 f=0.25mm/r由2表8-20得硬质合金洗刀洗削灰铸铁时v=48m/min 则选择主轴转速力n=150r/min(8) 在第一侧板钻油孔，在主轴颈左端钻油孔：背吃刀量：ap =220由2表 8-10 得 f=0.5mm/r由2表 8-12 得 v=21 m/min 则 n=

28、318v/d=318x2 l/20=334r/min（9）在主轴颈右端粗铣键槽：?吃刀量：ap=9.7由2表 8-20 得 f=0.05mm/z 由2表 8-21 得 v=25m/min 则 n=318v/d=318x49/105=149r/min（10）磨削主轴颈右端：背吃刀量：a/?=0.4由2表 8-25 得 f=0.4mm/r v=60m/min此处删减nnnnnnnn字 需全套设计请联系12401814实际生产率q:是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。即 qf60/t单t隼=t切t.单一生产一个零件所需时间（min）t 单（li / vz+t ko + （l 快进+l 快退）/

29、wr+t 移+t 装（4一5）li 刀具工作进给长度（mm）vz刀具工作进给速度（mm/min）t停一滑台在死挡铁上停留吋间，通常指刀具在加工终了吋无进 给状态下旋转5-10转所需时间（min）l快进，l快退一动力头快进和快退行程长度（mm）vrr-动力部件快进行程速度，用机械动力部件时取5-6m/min，用液压动力部件时取3-10m/min （m/min）t移一工作台进行一次工位转换时间，一般取o.lmin （min）t装一工件装卸时间，通常取0.5-1.5min （min）木设计是和组合钻床作为同一道工序，工件不拆卸用移动滑台来转换工位。故计算生产率计算卡需考虑两者的情况。钻孔用时取 li

30、=70mm, v. =117mm/min, t $=ls=0.01min，l 快进=110mm,l 快返=180mm，vr=10m/min, t =0.1 min, t =0.5mint 砧=1.247min/件机床负荷率il当q：q时，机床负荷率n为二者之比即 tl=q/ql，r|=25.1/30.472=82.25%组合机床负荷率一般为0.750.90，自动线负荷率为0.60.72。由此计算得出实 际生产率满足理想生产率的要求。4. 4.2编写生产率计算卡编写生产率计算卡（见附录）5组合机床钻孔多轴箱设计5.1钻孔概述在组合机床上钻孔，根据工件加工部位分布情况和工艺要求，常有钻孔动力头钻孔

31、、 钻孔靠模装置钻孔和活动钻孔模板钻孔三种方法。钻孔动力头用于同一方向纯钻孔工序。利用丝杠进给，钻孔行程较大，结构复杂， 传动加工直孔精度较低（一般低于7h级）目前极少应用。钻孔靠模装置用于同一方向纯钻孔工序。由钻孔主轴箱和钻孔靠模头组成。靠模 螺母和靠模螺杆是经过磨制并精细研配的，因而直孔加工精度较高。靠模装置结构简单， 制造成本低，并能在一个钻孔装置上方便地钻削不同规格的孔，ii可各自选用合理的切 削用量，目前应用很广泛。5.2绘制多轴箱设计原始依据图该图是根据“三图一卡”绘制的。5.2.1内容及注意事项(1) .绘制多轴箱外形阁，并标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴的相对位置尺寸。(2) 根据机

32、床联系尺寸图，加工示意图，标注所有主轴位置尺寸及工件与主轴，主 轴与主轴的相关位置尺寸。在绘制主轴位置吋，要特别注意：主轴和被加工零件是面对 面安放的，因此，多轴箱主视图上的水平方向与零件工序图上的水平方向尺、r正好相反; 其次，多轴箱上的坐标尺寸基准和零件工序图上的基准经常不重合，应根据多轴箱与加 工零件的相对位置找出同一基准，并标出其相对位置关系尺寸，然后根据零件分工序阁 各孔位置尺寸，算出多轴箱上各主轴坐标值。(3) 根据加工示意图标注各主轴转速(转向)(4) 列表标明各主轴的工序内容，切削用量及主轴外伸尺汴等。(5) 标明动力部件型号及其性能参数阁5-1所示为双面卧式钻孔组合机床左多轴

33、箱设计原始依据阁图5 1双面卧式钻孔组合机床多轴箱设计原 被加工零件名称：495曲轴零件5.2.2主轴外伸尺寸及切削用量主轴外伸尺寸及切削用量如表5 1所示表5 1主轴外仲尺寸及切削用量主轴外伸尺寸切削用量轴号d/d(mm)l(mm)工序内容n(r/min)v(m/min)f(mm/r)4注1440/20120钻06润滑油孔2007.541.755.3主轴齿轮的确定及计算5.3.1主轴形式和直径，齿轮模数的确定(1) 主轴的形式和直径，主要取决于工艺方案，刀具主轴连接结构，刀具的进给力 和切削转矩，通常钻孔的主轴有两种： 前后支撑均为圆珠滚子轴承主轴。 前后支撑均为推力球轴承和无内环滚针轴承的

34、主轴。在木次设计中，考虑到加工方法和零件的具体结构，我们采用支承形式：前后均为 圆锥滚子轴承的主轴，主轴的外仲长度为120mm的长主轴。径向力、轴向力由一对圆 锥滚子轴承来承担。(2) 主轴直径的确定：根据有前面计算求得的数据：攻妁润滑油孔吋：t=14.6n - m又考虑到从量避免选用直径为15mm的主轴。所以选直径为25mm的主轴。齿轮模数的估算可按公式估算，也可用类比法确定。公式估算：即:m2(30 32)勿 z2v(5-1)p齿轮所传递的功率(kw)z对啮合齿轮中的小齿轮数 n 小齿轮的转速(r/min)由前而已知:p=0.3kw ; z=24 （主轴上的小齿轮）；n=200r/min

35、（主轴转速） 我们应选择转速较低，齿数最小的齿轮估算：03m > （30 32）3=1.2v 24x200但是在设计过程屮，由于主轴转速的要求和被加工零件孔的位置在结构上的限制； 但是处于对整体方按的考虑，我们选择主轴上齿轮模数为3,用提高材质和齿轮热处理 的方法来提高小齿轮的强度。5.3.2多轴箱所需动力计算多轴箱动力的计算包括多轴箱所需的功率和进给力两项传动系统确定之后，可按下 列方法计算：多轴箱所需功率的计算p多轴筘=p切削+p空转+p损失=乞户瞧+ p揃+ z户损失'（ 52）/=1 /=1 /=!p刪一切削功率（kw）p空转一空转功率（kw）p损失一与负荷成正比的功率损

36、失，单位：kw由前面的计算得：切削功率为：钻06润滑油孔：n切=0.3kwp切削=4><n切 =4x0.3= 1.2査表4-62得：p空转（用插值法求得）钻妁润滑油孔：n空转=0.022kwp 交转=0.022x4=0.088kw损失功率：选择功率损失最大的主轴计算，主轴1, 2，3，4每根轴所传递的功率和每根轴上的损失功率可按其所传递功率的1%取值21。pi = 0.3x1 %= 0.003kw则功率损失为：p 损失=0.003x4=0.012kwp多轴箱=p切削+p空转+p损=1.2+0.088+0.012= 1.3kw所以所选择的电机参数满足该机床的要求。5.4多轴箱的传动设

37、计多轴箱的传动设计就是根据动力箱驱动轴位置和转速，各主轴位置及其转速要求， 设计传动链，把驱动轴和各主轴连接起来，使主轴获得预定的转速和转向。5.4.1对多轴箱的传动系统的一般要求（1）在保证主轴的强度，刚度、转速和转向的条件下力求使传动轴和齿轮规 格，数量最少。（2）尽量不用主轴带主轴的方案，以免增加主轴负荷，影响加工质量。（3）为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1/2,后盖内齿轮传动比允 许取1/31/3.5,尽量避免升速传动。当驱动轴转速较低时允许先升速后在降速，使 传动链前面的轴、齿轮转距较小，结构紧凑，但空转损失功率随之增加，故要求升速传 动比小于等于2;为使轴上的齿轮不

38、过大，最后一级通常采用升速传动。（4）用于粗加工的主轴齿轮，尽可能设罝在第一排，以减少主轴的扭转变形，（5）多轴箱内具有粗精加工主轴时，最好从动力箱驱动齿轮开始，就分两条路线传 动，以免影响加工精度5.4.2拟订多轴箱传动系统的方法将全部主轴的中心尽可能分布在几个同心圆上，在各个同心圆的圆心上分别设置中 心传动轴，然后根据以选定的各中心传动轴再取同心圆，并用最少的传动轴带动这些中 心传动轴，最后用合拢传动轴与动力箱驱动轴连接起来。(1)确定主轴分布类型将主轴划分为各种分布类型，被加工零件上加工孔的位置是多种多样的，但大致可 规纳为：同心阙分亦、直线分布和任意分布三种类型。本设计为直线分布和同心

39、脚分布 相结合。同心圆分布：可在同心圆处分别设置中心传动轴，由其上一个或两个齿轮来带动各 主轴，直线分布：可在两主轴中心连线的垂直平分线上设罝传动轴，由其上一个或儿个 齿轮来带动。直线分布：可在同心阙处分别设置屮心传动轴，其上的一个或几个(不同排数)齿 轮来带动各主轴。(2)确定驱动转速，转向及在主轴箱上的位置驱动轴的转速按动力箱型号选定；当采用动力滑台时，驱动轴旋转方向可任意选择。查动力部件：动力箱的参数可知：td32iv的驱动轴转速为：470 r/min转向根据主轴转向定为：面向动力箱方向顺逆均可，再由动力箱和主轴上的联系尺 可知，驱动轴到主轴底部的尺寸是124.5mm，驱动轴布置在多轴箱

40、宽度方向的中心位罝。用最少的传动轴及齿轮副把驱动轴和各轴连接起来。齿轮传动：用最少的传动轴及齿轮副把驱动轴和各主轴连接起来。在多轴箱设计原始依据图屮确定各主轴的位置、转速和转向的基础上，首先分析轴的位置，拟定传动方 案，选定齿轮模数(估算或类比)，在通过“计算、作图和多次试凑”相结合的方法， 确定齿轮齿数和中间传动轴的位置及转速。齿轮齿数传动轴转速的计算公式：(1=(5 3)z从以从八=m(zz从)(5-4)2z,z 、打主=j-n从="从k<5-5)2a2am(l + n主 /"从)(5 6)(5-7)z =-z - 2a从 m 卞 m(l + w)式中u啮合齿轮传

41、动比；一分别为主动轮和从动轮齿数；n$、nu分别为主动轮和从动轮转速，单位为r/min;a齿轮嗤合中心距，革位力mm； m一齿轮模数，单位为mm。 拟定传动路线把主轴2、3和1、4视为两组组同心圆主轴在圆心处设中心传动轴5、6;在传动轴 5、6中心连线的垂直平分线上设中心传动轴7,轴7同时也对应在工件圆心上。阁中主轴14为“树梢”，驱动轴o为“树根”，各分叉点为传动轴5、6、7、 其中轴5、6为中心传动轴，轴7为合拢轴。各轴间的传动副为“树枝”，箭头表示运 动传递方向(路线)。其传动路线如图5-21640图5 2四孔钻孔多轴箱传动 驱动轴0 7轴一5轴一主轴23 驱动轴0 7轴一6轴一主轴14

42、表5 2各传动齿轮的齿数及各项指标传动路线主从中齿所动齿动齿心距（速）在排轮模轮轮比数驱动轴072311/iv4轴41161.297轴一5轴1261/ii3741.51.417轴一6轴1261/ii3741.51.415轴一2，3轴2261/i3057.51.256轴一 1, 4轴2261/i3057.51.25手柄轴8-7轴2311/iii430061.30注：n 卜4=200r/min（3）对传动系统的要求及确定手柄轴和油泵 粗估传动轴的轴径为30mm,其屮7轴上的扭矩较大，轴径选为30mm,支承形式为采用圆锥滚子轴承。 传动轴的齿轮尽量放在第i排，但是考虑到全放在第一排齿轮太密，h有干涉

43、情 况，因此按组合机床简明手册2阁7 7选用传动轴齿轮布置。 润滑泵采用r12 1a叶片泵，油泵供油至分油器，经油管分送到各润滑点，油 泵放在箱体前臂上，考虑到泵轴应尽量靠近油池，而乂不要太低，免得搅油损失过大， 所以应考虑用驱动轴o带动油泵轴，传动齿轮放在第iv排，以便维修。取油泵轴齿轮齿 数为21，则两轴屮心距为（21+24） x4/2=90c 手柄轴安放位罝应尽量避开主轴，而且靠近工人操作面，其高度应以便于工人操 作为准，手柄轴应有较宽敞的空间以便于操纵，同时，手柄轴的转速应较高，扳动手柄 时才能省力，故此，考率用传动轴7带动手柄轴，手柄轴齿轮齿数取23模数为4，轴7 齿数为30,齿轮啮

44、合在iii。 设计中由于受到具体结构的限制，实际中心距不等于根据齿轮数和所求得计算 的中心距，采用了变位齿轮传动。5.5对传动零件进行校核校核传动件以保证多轴箱能够正常工作，保证生产顺利进行。5.5.1轴的校核验算传动轴的直径 选择两根轴进行强度校核5轴：轴径30mm,经ii排齿轮传动后，带动2根主轴，该轴带的主轴较多，传动轴中传动比较大，所受的转距较大(5-8)m=mi ii+m? i2+.“mn i nm 一传动轴所承受的总转矩mn 一作用在几个主轴上的转矩 in -传动轴至第n个主轴之间的传动比。4 根主轴，m2= m3 i2= 13m 总=2x 14.6x20/25=23.36n m査

45、组合机床简明手册2表3 4得d = bv10m（5-9）b 系数（传动轴b取5.2,刚性主轴b取7.3）d 轴的直径 m 轴所传递的转距 d=5.2x 10x23.36 = 20.33mmd=30mm ）/=1/2（度/米）m=56n m 满足直径为30mm的传动轴所能承受的转矩，即直径为30mm传动轴满足强度条件。7轴：轴径为30mm，经第iv排齿轮传动后，带动2跟带动主轴的转动轴，而 且传动轴转矩较大，故其相应的转矩也大，所以应对其进行强度校核。m=2x 23.36 x 17/24 = 30.093n m 据公式（4一 15）得：d=21.66mmd=30mm 巾=1/2（度/米）m=56

46、n m满足直径为30mm的传动轴所能承受的转矩，即直径为30mm的传动轴满足强度条件。5.5.2齿轮的校核验算主轴箱中齿轮强度应选择相同模数受力载荷最大，齿数最小的齿轮进行弯曲 应力和接触应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮 验算齿根弯曲应力。传动轴7小齿轮传递功率较大，模数较小，z=17,转速为364r/min，故对其进行 强度校核因其工作强度较大故选用45号表面淬火钢。（1）弯曲强度校核c, = kyraysa（5-10）bmf圆周力（kg） b一齿宽（mm）idxkvxkaxkp（5-11）k一（载荷系数） ka 1.00 （使用系数）kv- 1.05 （动载

47、荷系数）ka 1.2 （齿间载荷分配系数）kp 1.162 （齿向载荷分布系数）. k= 1.464f, = 2t/d z =2x30.093x1000/51 = 1180.12nt主动轮上的扭矩（kg/mm）d, 小齿轮节圆直径（mm）査机械设计表10-5得yw=1.52 -弯曲强度重合度系数 yftt=2.97齿形系数=240mpa査简明手册图7-6可得：b=24mm。贝ij= 1.464x1180.12x1.52x2.91/24x3=107.23 mpaof小齿轮的弯曲强度合格。（2）疲劳强度校核(5-13)ci w=2.5z£kxft x(w±l)bxdxu(5-1

48、2)k一使用系数ze = 189.8弹性系数f, = 1180.12nbxd,=24x51 = 1224 mm2u+l/u=(- + l)-=2.412 2424ka 1.00 （使用系数）kv 1.05 （动载荷系数）k.ha一 1.0（&间载荷分布系数）一 1.112 (齿向载荷分布系数)k=1.0xl.05xl.0xl.112=1.22= 2.5x189.8= 799.24mpapl80.12xl.22x2.412v1224cth =800mpa故小齿轮疲劳强度合格。5.6钻孔装置的设计在组合机床上钻孔，根据工件部位分布情况和工艺要求，通常有钻孔动力头钻孔， 钻孔靠模装置钻孔和活

49、动钻孔模板钻孔三种方法。本设计根据加工情况己定为用靠模装 置钻孔。5.6.1钻孔靠模机构及卡头普通牢床上车削罗纹时，主动运动与进给运动之间保持着严格的运动关系。组合机床上钻孔，是有主轴系统带动钻头实现主运动和进给运动，即钻孔锥每转一转的同 时，钻头向前进给一个螺距p丝，当钻头攻入螺孔12个扣之后，钻头便自行引进， 主运动和进给运动之间严格的和对运动关系由钻头自身保证（即p*=pd。钻头每 转进给量（螺距）与靠模螺母或与整个多轴箱进给量的差异由钻孔靠模机构补偿。钻 孔主轴系统的主运动由多轴箱主轴传动。进给运动是通过钻孔机构来实现，用来组成 钻孔靠模装置的钻孔机构称为第ii类钻孔靠模。第i类钻孔靠

50、模装置必须与钻孔卡头 配套使用。木设计已选用第i类钻孔靠模装置及选用与之相配套的卡头。5.6.2钻孔装置钻孔装罝的结构图如图5-5所示。它由钻孔多轴箱7和钻孔靠模头5组成。钻 孔靠模5实际上是一个加厚的多轴箱前盖，其上装有第i类钻孔靠模。工作时，由 电机经齿轮带动主轴6及靠模杆4 （其前端装有钻孔卡头3、心杆2和钻头1）旋转 并按自身的螺距p#引进。电动机反转，靠模杆退回。其最大行程为60mm。钻孔装置在组合机床上有固定式、装在手动滑板上和装在滑台上三种安装方式。如果钻孔 靠模的行程能满足加工的要求，工件的装卸和钻尖的更换又很方便时，贝u可将钻孔 装置安装在固定的侧底座上组成“固定式”的钻孔机床。如果靠模行程能满足工件 的装卸的要求，但更换钻头的行程不够，则可将钻孔装置安装在手动滑板上，更换 钻头时将滑板退后一段距离。如果靠模行程不能满足装卸工件的需要时，则应将钻 孔装置安装在动力滑台上，机床工作时，滑台带着钻孔装置快速送进顶到死挡铁后, 钻孔装置由电动机带动进行钻孔，待钻孔循环结束（钻头推出工件后），滑台快速 退冋原位。对于“固定式”的立式钻孔机床，可不必采用立柱，只要采用四根支杆将钻孔装 置支撑在机床夹具的上方，以便简化机床的结构。图5 6钻孔装詈机构1 一钻头2心杆3钻孔卡头4 一靠模杆5 靠模头6 钻孔主 轴7钻孔