组合机床多轴箱设计 毕业设计

1、河海大学本科毕业设计论文 多轴箱的设计第一章 概述第一节 组合机床多轴箱简介组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序原则设计的一种高效率专用机床。它由大量的通用部件和少量的专用部件组成的，能够对一种（或几种）零件进行多刀，多轴，多面，多工位加工，在组合机床上可以完成钻孔，扩孔，铰孔，钻孔，攻丝，车削，铣削及滚压等工序，生产率高，加工精度稳定。1.组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70%-80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。2.由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。3.组合机床的通用部件

2、是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。4.在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。5.当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复使用，而不必另行设计和制造。6.组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。通过分析，采用组合机床加工。多轴箱是组合机床的主要部件之一，它关系到整台组合机床质量的好坏。按专用需求进行设计，由通用零件组成，按加工工件和工艺要求进行专门设计。其主要作用是 ，根据被加

3、工零件的加工要求 ，将动力和运动由电动机或动力部件传给各工作主轴 ，使主轴得到所要求的转速和转向。多轴箱的设计主要包括多轴箱箱体的设计和传动系统的设计。第二节 本设计简介本设计来源于实际生产中的问题，当零件有多孔或者相同特征的多个部位需要加工时，如果用传统的机床逐个加工，势必会造成生产效率低下以及定位精度低的问题，这个时候，组合机床的优势就会凸现出来。如果采用专用钻床加工，一次进刀只能加工一个孔，生产效率就会跟不上整体的节奏，而且也不容易保持三个孔之间的位置精度，如果采用留空同时加工的组合机床，情况就会大大改观，正是基于此，才提出了基于UG的多轴箱设计及虚拟装配的课题。本设计课题为设计一台单工

4、位卧式组合机床，用于加工S195柴油机机体主轴承盖面六孔，六个孔的尺寸都是6.7。零件材料为铸铁HB170-241，各孔的技术要求见零件图，生产纲领为年产4万件，属大批量生产。箱体类零件是机械加工中工序多、精度要求高的零件，定位基准采用常用的“三平面”定位的方法。它可以简便地消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠的定位，采用一次装夹，基准统一，有利于提高各孔的位置精度和尺寸精度。若采用“一面两孔”或其他定位方法，可能出现夹不紧或自由度不能被完全限制，而且机床重量很大，也没有合适的工艺孔定位，这10个孔的深度不一样，定位夹紧要求很高，故采用上述“三平面” 即底面、上盖面面和前端面定位。 图1-

5、1 零件加工示意图第二章 多轴箱箱体的设计第一节 组合机床的方案的制定工艺方案的制定的正确与否，将决定机床能否达到“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好。”的要求。一、组合机床常用工艺方法能达到的工艺精度及表面粗糙度。 被加工零件为铸铁HB170-241,组合机床常用工艺方法能达到的工艺精度为IT7,表面粗糙度Ra1.6mm。.二、确定工艺方案的原则及注意的问题 （一）大批量生产中粗精分开 （二）工序集中与分散根据以上两原则，由于大批量生产，故将工艺规程中，钻，铰；粗精铣分开，在本工序中对六个孔同时加工。（三）制定工艺方案应注意的其它问题：1）钻孔组合机床应注意加工后孔的表面是否

6、允许留下螺旋或直线退刀痕迹。2）钻阶梯孔应先钻大孔，后钻小孔，这样可缩小孔的深度，并使小钻头减小折断的可能性。3）相应结合的两零件，应从结合面钻起，以更好的保证小孔的位置精度，有利于零件的装配。4）端面一般采用铣削加工5）在制定流水线，自动线工艺过程方案时，尽可能将精加工工序放于所有粗加工工序后。 （四）定位基准选择在本工序前由于已加工左侧面，因此以它作为定位基面，以右侧面作为辅助定位。（五）确定夹压位置 选择夹压位置应注意的问题：1、保证零件定位后稳定2、尽量减少和避免夹压后的变形。第二节 确定切削用量及选择刀具一、 确定工序间余量为使加工过程顺利进行，并稳定保证加工精度必须合理的确定工序间

7、余量钻孔时，应考虑工作冷硬层、铸孔偏心和铸造黑皮，直径上余量一般应不小于67毫米，否则容易损坏刀具。由于本道工序加工的是直径为6.7的小孔,而且精度要求不高,是作为主轴承盖上的螺纹底孔,14-M8螺纹的底孔6.7,孔口倒角为145,用复合钻直接钻到工序要求,所以由于本道工序要求的精度不高,无须考虑加工余量.二、 确定切削用量切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度，生产率，刀具耐用度，机床的布局型式及正常工作均有很大的影响。组合机床切削用量选择的特点：在大多数情况下，组合机床为多轴，多刀。多面同时加工。因此，所选切削用量，根据经验应比一般万能机床单刀加工低30%左右。组合机床多轴主轴箱上所有

8、刀具共用一个进给系统，通常为标准动力滑台。工作时，要求所有刀具的每分钟进给量相同，且等于动力滑台的每分钟进给量。这个每分钟进给两（毫米/分）应是适合于所有刀具的平均值。因此，同一主轴箱上的刀具主轴可设计成不同转速和选择不同的每转进给量与其相适应，以满足不同直径工件的加工需要。由于钻孔为高速小进给量切削，所以必须从实际出发，根据加工精度，工件材料，工作条件，技术要求，等进行分析，按照既经济又满足加工要求的前提下，合理选择切削用量。一般采用查表法，根据生产经验来获得，就本工序,可得：硬度 16.7 孔 深23mm 切削速度 进给量 主轴转速 进给速度 确定切削力，切削功率，切削扭矩（:主切削力N；

9、：轴向切削力;M：转矩N.mm;P:切削功率KW）2 2 2对于F=266.7=767NT=P=表2-1 切削用量直径6.776716350.24第三节 确定主轴规格一、导向选择在组合机床上加工孔，除用刚性主轴方案外，工件的尺寸，位置精度主要取决于夹具导向。由于导向线速度，故采用旋转式导向。二、初定主轴类型，尺寸，外伸长度，和选择接杆，浮动卡头主轴型式主要取决于进给抗力和主轴-刀具系统结构上的需要。主轴尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削扭矩M，和初定主轴直径d ，再综合考虑加工精度和具体的工作条件，根据决定主轴外伸部分尺寸（直径，长度L）及配套的刀具接杆莫氏锥号，攻丝靠模规格代号等。初定主

10、轴直径d 对于孔6.7 （B=6.2） 初定主轴 T轴所传递的扭()主轴外伸端直径 外伸端长度L （短主轴） 接杆莫氏锥号1 第四节 主轴结构型式的选择及动力计算 一、主轴结构型式的选择主轴结构型式由零件加工工艺决定，并考虑主轴的工作条件及受力情况。轴承是主轴部件的主要特征，进行钻削加工的主轴，轴向切削力较大，最好用推力球轴承承受轴向力。有时由于工艺要求，主轴进退都要切削，两个方向都有切削力，一般选用前后支承均为圆锥滚子轴承的主轴结构。这种支承可承受较大的径向力和轴向力，且结构简单，轴承个数少，装配比较方便。二、主轴直径和齿轮模数的初步确定（一） 主轴直径的确定见上节（二） 模数的估算 1 （

11、毫米） 齿轮的传动功率 小齿轮齿数 小齿轮转速取 （三） 主轴箱动力计算： 主轴箱动力计算包括主轴箱所需功率和。1、 主轴箱功率（） 主轴箱总功率 各轴切削功率之和 各轴空载消耗功率之和 各轴损失功率之和各轴空载功率 主轴1，2，3，4空载功率均为0.166N=0.1666=1.128KW =0.241 =0.0024KW 2、 主轴箱所需的进给力 1TD32-V型动力箱，电机功率为 大于主轴箱功率, 1HY25-I液压滑台进给力8000N大于主轴箱所需进给力,故均符合要求. 第五节 多轴箱轮廓尺寸的确定一、 与多轴箱尺寸有关的机床动力部件的选择（一） 齿轮动力箱有关参数（1TD32- V）

12、电动机为Y100L-4，电动机功率为2.2KW, 动力箱输出轴转速n=动力箱与动力滑台结合尺寸长，宽，动力箱与多轴箱结合尺寸宽，高；动力箱输出轴距箱底面高度。（二） 液压滑台有关参数： 台面宽，台面长，行程长250，滑台滑座长,允许最大进给力,快速行程速度，工进速度.（三） 配套通用部件： 侧底座 1CC251I:高度 宽度,长度 （四） 确定多轴箱体尺寸标准的通用钻床多轴箱的厚度是一定的，有两种尺寸规格，卧式为325立式为340本设计中采用卧式，所以厚度尺寸选择325mm。多轴箱的宽度B、高度H的大小主要与被教工零件孔的分布位置有关，根据公式：b和h为已知尺寸。为保证多轴箱体内有足够的空间安

13、排齿轮，一般70100mm。多轴箱最低主轴高度必须考虑与工件最低孔位置，机床装料总高度H、滑台总高,侧底座高度等尺寸之间的关系而确定。取100，可以确定主轴相当宽度： 取100多轴箱高： 工件在宽度方向上最远两孔距离(mm) 最边缘主轴中心距箱外壁的距离(mm) 图2-1 多轴箱尺寸图尺寸确定 最低主轴高度 工件在高度方向上相距最远两孔距离(mm)得 多轴箱箱体厚度（五） 生产效率计算卡（机床联系尺寸图）根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度，切削用量，动力部件的快速及工进速度等就可以计算机床的生产率，并编制生产率卡用以反映机床的加工过程，完成一动作所需时间，切削用量，机床生产率及机床负荷

14、等。1、 理想生产率年生产纲领 全年工作总数理想生产率 = = 2、 实际生产率 实际生产率指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。实际生产率1（件/小时） 生产一个零件所需时间（分）零件生产时间=+ =（+t）+() 1=, 分别为刀具第一，第二工作进给行程长度 ,刀具第一，第二工作进给量 t动力滑台在死挡铁上停留时间 t动力部件快进，快退行程长度 -动力部件快速行程速度10m/min-工件装卸时间1.8min实际生产率 机床实际生产率满足理想生产率要求3） 机床负荷率 当时 计算两者的比值即为负荷率 =第六节 多轴箱的组成一、多轴箱作用及组成多轴箱是组合机床的主要部件之一，按专用要求进行

15、设计，由通用零件组成。1、 多轴箱作用：根据被加工零件的加工要求，安排各主轴位置，并将动力和运动由电机或动力部件传给各工作主轴，使之得到要求的转速和转向。 2、 通用多轴箱的组成：箱体、主轴、传动轴、齿轮、轴套等零件和通用的附加机构组成。在多轴箱的内腔，可安排两排32mm宽的齿轮或三排24mm宽的齿轮；箱体后壁与后盖之间可安排一排（后盖用90mm时）或两排（后盖用125mm时）24mm宽的齿轮。二、多轴箱的通用零件（一） 箱体类零件大型通用多轴箱箱体材料HT200,前，后，侧盖材料为HT150，箱体具体形状和尺寸按标准GB36888.1-83选择，通用多轴箱箱体的厚度为180毫米，卧式的多轴箱

16、前盖厚度为90毫米。 （二） 轴类零件主轴结构型式由零件加工工艺决定，并应考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承型式是主轴部件结构的主要特征，由于钻削加工过程中，轴向切削力较大，同时还承受径向力，因此此处选用前后支承均为圆锥滚子轴承的主轴结构。这种结构可承受较大的轴向力和径向力，且结构简单，轴承个数少，装配调整比较方便。主轴结构型式的选择，除了轴承之外，还应考虑轴头结构。由于本设计中主轴均为短主轴，在采用长导向套或多个导向套进行钻孔时，为避免主轴与夹具导向套的同轴度以及主轴的振摆对加工精度的影响，刀具与主轴采用浮动卡头连接。主轴的有关参数：直径 外伸端直径 外伸端长。主轴材料一般为40钢，热处理C

17、42。通用主轴的最小间距，本设计中主轴最小间距为50.5mm，通用传动轴一般用45钢，调质T235；滚轴承传动轴用20钢，热处理S0.5C59。在本设计过程中，采用圆锥滚子轴承。直径，材料20，热处理S0.5C59. （三） 齿轮多轴箱 用通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电动机齿轮三种，本设计中用到的有传动齿轮和动力箱齿轮。材料45钢，热处理为齿部高频淬火G54。动力箱齿轮有A型（宽度为84mm）和B型（宽度为44mm）两种。由于本设计中采用90mm后的基型后盖，所以选A型。三、绘制多轴箱设计的原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容包括多轴箱设计的原始条件和已

18、知要求。1、多轴箱轮廓尺寸：2、工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸3、工件与多轴箱相对位置尺寸。 图2-2 主轴箱设计原始依据图 表2-2主轴外伸尺寸及切削用量表轴号工序内容加工直径（mm）主轴直径(mm)主轴外伸尺寸D/d1(mm)L=115V米/分nrpmfmm/rVfmm/min1钻孔6.72030/143014260.12171根据这些数据可编制出主轴箱设计原始依据图。见下图：动力部件：1TD40V型动力箱，电机功率为，转速，驱动轴转速为。 第三章 多轴箱的传动系统设计第一节 传动系统设计多轴箱的传动系统的设计，就是通过一定的传动链把动力箱输出轴（也称多轴箱驱动轴）传进来的动力和转速按要求分配

19、到各主轴。传动系统设计的好坏，将直接影响多轴箱的质量、通用化程度、设计和制造工作量的大小以及成本的高低。设计中主要是确定传动轴的位置和大小以及传动齿轮设计计算 ，作为通用部件的多轴箱箱体的设计。所涉及的主要内容则是根据主轴和传动轴的位置确定安装这些轴的轴承座孔位置和大小 。一、对传动系统的一般要求设计传动系统,应在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下,力求使主要传动件(主轴、传动轴、齿轮等)的规格少,数量少,体积小;因此在设计传动系统时,要注意下面几点:(一) 尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。当齿轮啮合中心距不符合标准时,可用变位齿轮或略变传动比的方法解决。(二) 为使结构紧凑,多轴箱内的

20、齿轮传动副的最佳传动比为11.5，后盖内齿轮传动比允许取1/31/3.5；尽量避免用升速传动；为使主轴上齿轮不过大，最后一级经常采用升速传动。(三) 粗加工切削力大,主轴上的齿轮应尽量安排靠近其前支承，以减少主轴的扭转变形。(四) 齿轮排数可按下面方法安排：不同轴上齿轮不相碰，可放在箱体内同一排上。不同轴上齿轮与轴不相碰，可放在箱体内不同排上。齿轮与轴相碰，可放在后盖内。（五）驱动轴直接带动的转动轴数不能超过两根，以免给装配带来困难以上各点是设计时的通用原则。 二、主轴分布类型（一） 主轴分布类型 组合机床加工的零件是多种多样的,结构也各不相同,但零件上孔的分布大体可归纳为三种类型；相应地,多

21、轴箱中的主轴分布也可分为三种类型:同心圆分布,直线分布,任意分布。考虑到设计中的六个加工孔呈对称分布，而且每边的三个孔呈同心圆分布，所以采用同心圆式的分布形式。（二） 传动系统设计方法（1) 将主轴划分为各种分布类型,尽可能使之形成同心圆分布,用一根中间传动轴带动多根主轴。（2) 确定驱动轴的转速,转向及其在主轴上的位置。驱动轴的转向,采用液压滑台时,可任意选择。驱动轴转速按动力箱型号定,其水平方向位置在多轴箱中心,垂直方向由动力箱定。（3) 用最少数量的齿轮和中间传动轴把驱动轴和各主轴连接起来。（4）多轴箱操纵 大型通用多轴箱一般都有一个调整手柄轴,用于对刀,调整或装配维修时检查主轴精度等。

22、为了省力轻便，手柄轴转速尽量高些，手柄轴位置应靠近工人操作位置，其周围应有较大空间，保证回转时手柄不至于碰到主轴。（5）润滑油泵安排 油泵轴的位置要尽可能靠近油池,离油面高度不大于400500毫米;油泵轴的转速,须根据工作条件而定,主轴数目多,油泵转速应选得高些。油泵的安置要使其回转方向保证进油口到排油口转过270三、传动系统设计本课题主轴呈同心圆分布，可以从驱动轴开始，通过一根中间传动轴带动主轴。驱动轴的转速按照动力箱的型号选定；当采用动力滑台时，驱动轴旋转方向可任意选择；动力箱与多轴箱连接时，驱动轴的中心设置在多轴箱宽度的中心线上，根据选定的动力箱的型号，其中心高度为125mm，这在设计原

23、始图中已经体现。在多轴箱设计原始依据图中已经确定了各主轴的位置、转向和转速。在此基础上，分析主轴位置，拟定传动方案，选定齿轮齿数、模数，再通过“计算、作图和的多次试凑”相结合的方法，确定齿轮齿数和中间传动轴的位置和转速主轴转速：,转向顺逆均可以.第二节 传动系统的计算一、 拟定传动路线 主轴呈同心圆分布，可以从驱动轴开始，通过一根中间传动轴带动主轴。在其圆心处设中间传动轴1，图中箭头表示传动方向，需要确定的就是中间传动轴的位置。二、 各主轴转速及驱动轴到主轴之间的传动比轴1到轴6的转速是相同的,从驱动轴到主轴的传动比是相同的. 三、传动比分配因为要求主轴上齿轮不过大，故最后一级齿轮采用升速。传

24、动比i=0.5四、确定中间传动轴位置，并配对各对齿轮取 由 解下列方程： 解得 五、验证齿轮和轴是否会干涉验证主轴齿数为36的齿轮是否打到驱动轴1齿顶圆半径为主轴到驱动轴1距离为109 符合 不会打到。验算各主轴转速 六、验算主轴转速 转速误差 符合设计要求。七、选择油泵多轴箱常采用叶片油泵润滑，油泵供油至分油器经油管分送至各润滑点。本设计采用型叶片泵，由驱动轴5传动。 在范围内满足要求。需要说明的是，在设计中，试凑、计算等是反复进行的，最后结果的确定要经过好多次尝试，综合各种要求和说明，才能最终确定各轴转速和位置。第三节 多轴箱的坐标计算 坐标计算是组合机床主轴箱设计中的特殊问题。坐标计算就

25、是根据已知驱动轴和主轴的位置及传动关系计算出中间传动轴的坐标，以便在绘制主轴箱体零件加工图时，将各孔的坐标尺寸完整的标注出来，并用以绘制坐标检查图，作为对传动系统设计的全面检查。一、 加工基准坐标架的选择及确定各主轴坐标。（一） 采用直角坐标系， 用XOY表示。坐标原点选在定位销孔上。（二） 标原点确定后，便可根据主轴箱设计原始依据图，在基准坐标架XOY注出各主轴及驱动轴坐标。 （三） 钻孔加工主轴箱各主轴坐标见下表 表3-1 多轴箱主轴坐标表0销10销1轴2轴3轴4轴5轴6轴XYXYXYXYXYXYXYXY000350283.6155.5237.5254.3128.9263.866.4174

26、.5112.575.7221.166.2二、选择计算用的小坐标架XOY计算中间传动轴4坐标。 传动轴的传动形式有：与一轴定距、与二轴定距和与三轴等距。本课题设计主轴箱传动轴传动形式为与三轴等距。驱动轴坐标（4轴传动形式为三轴等距），驱动轴与1，2，3等距均为109。如图所示 选择XOY小坐标 图3-2 多轴箱坐标检查计算图 因为 2 2 (2 解得: 所以传动轴的坐标是三、 验算中心距误差四、 绘制坐标检查图图3-3 多轴箱坐标检查图坐标检查图用以检查传动系统设计的正确性。其内容包括：通过齿轮啮合，检查坐标位置是否正确，检查各零件有无碰撞现象，检查附加机构的位置是否合适等。第四节 多轴箱使用说

27、明一、 主轴和传动轴装配表表3-2 多轴箱装配表轴号轴径轴的型号T0741-9齿轮 （MZd） 套GB1096-79 键 外购件12345滚锥轴承GB/T297-94GB858-66 垫圈GB812-66螺母 120 1T0721-4127222201520158257204AC20M201.52201T0721-4123622201520158257204AC20M201.53201T0721-4123622201520158257204AC20M201.54201T0721-4123622201520158257204AC20M201.5注：1为传动轴，2，3，4，5，6，7为主轴，由于5

28、，6，7和2，3，4为同一类型的轴，故只列出2，3，4轴。二、多轴箱技术条件（一） 多轴箱和验收技术条件：多轴箱按ZBJ58011-89组合机床多轴箱制造技术条件进行制造，按ZB58012-89组合机床多轴箱验收技术条件进行验收。（二） 主轴精度：按JB3043-82组合机床多轴箱精度标准进行验收。（三） 加入多轴箱的润滑油种类，数量：5升 AN46全耗系统用油。三、润滑 本机床的多轴箱采用循环润滑。由型叶片泵打出的润滑油经油管输送到配油器，再从分油器引出油管，将润滑油分配到各需要的润滑部位，对齿轮，轴承进行润滑，润滑油最终回到油池，循环利用。本机床多轴箱内零件采用淋浴式润滑。多轴箱底部应配有

29、放油螺母以便快速更换润滑油，吸油管应保持在油面以下。主油路油管直径应大于3mm。第五节 部分齿轮，主轴，轴承的校核一、齿轮的校核齿轮的校核包括接触疲劳强度校核和弯曲疲劳强度校核。由于主轴1齿轮传递功率较大，故对齿轮1进行校核。齿轮材料：45钢 热处理：齿部高频淬火 G54 1） 齿面接触疲劳强度校核 节点区域系数 材料弹性系数 重合度系数 重合度 ， 可查得 分度圆上圆周力 = N 齿宽系数 小齿轮分度圆直径 236=72 齿数比 使用系数 动载系数 齿向载荷分布系数 齿间载荷分布系数 齿面接触应力计算 = 许用应力 接触疲劳极限应力 寿命系数 润滑影响系数 工作硬化系数 尺寸系数 接触强度最

30、小安全系数 实际安全系数 10 = =14.38 接触疲劳强度合格。 2）弯曲疲劳强度校核复合齿行系数 重合度系数 材料弯曲疲劳强度 寿命系数 齿根圆角敏感系数 表面状况系数 尺寸系数 弯曲疲劳强度最小安全系数 实际安全系数 10计算弯曲应力 所以弯曲疲劳强度合格。二、主轴1校核 主轴校核主要包括强度校核，刚度校核。对组合钻床只需要校核扭转角刚度。主轴前后支承均为圆锥滚子轴承(滚锥主轴)，外伸长度L=75mm,即为短主轴，与刀具刚性连接（连杆连接）。主轴材料选择40Cr钢，热处理C42.传动轴为圆锥滚子轴承传动轴，材料为45钢，调质处理T215.（一）主轴受力分析：受力简图如下： 图3-3 主

31、轴受力分析 齿轮力=48.3N 5 径向力 =17.6N 在方向上分析轴承受力： 计算支撑反力 在水平面上 解得： N在垂直面上 解得： 画弯矩图 图3-4 主轴弯矩图 在水平面上：a-a剖面的左侧 在a-a剖面的右侧 在垂直面上： 合成弯矩在a-a剖面的左侧 画扭矩图3-5 主轴扭矩图当量弯矩 5 2) 强度校核： 轴的直径应满足 2 否则强度不合格。 强度合格。3）刚度校核： 刚度校核只需要校核扭转角刚度，扭转角刚度必须满足： 2 合格。3 主轴轴承校核 对主轴1，右端轴承承受较大力，故校核之。主轴1采用滚锥轴承。滚锥轴承承受径向力与轴向力。 预期寿命 （1） 角接触轴承校核： 1） 计算

32、派生轴向力对7204AC型轴承，有 得：Y=0.029 =2466.21N =2706.55N2） 计算轴承所受的的轴向载荷故轴承1有“放松”趋势，轴承2有被“压紧”趋势，于是3） 计算当量动负荷e,e.4） 查表 ，得 X=1 Y=0 得,取中间值。轴承的当量动负荷为 5） 计算轴承寿命查表得=0.95，基本额定动负载 又。得 合格 。 第六节 机床安装及使用调整机床安装必须保持滑台水平，必须用水平仪检验机床是否处于水平状态。机床长期不用应保持至少一星期一次对各部件进行润滑，并防止雨水腐蚀。 加工时，先将工件放入夹具内，定位加紧后，则可由液压滑台驱动进行加工。定位夹紧后进行加工过程可以自动，

33、也可以手动，试具体设计而定。机床滑台后备量为110，足以装卸浮动卡头或刀具之需。 当加工精度达不到要求时，可能存在下列问题：1、 刀具磨钝，需要更换刀具。2、 导向装配误差过大，提高装配精度。3、 被加工零件余量过大。另外，导向孔的磨损，导向装置的磨损都可能影响加工精度，应注意这些问题，需要及时更新，以免影响加工质量。第四章 多轴箱的三维造型设计第一节 Unigraphics的简介（UG）Unigraphics软件（以下简称UG）起源于美国麦道公司，是目前世界上最先进的面向制造行业的CADCAECAMCAPPDE的高端软件之一。UG被认为是业界最好的工业设计软件包，它包括灵活的复合建模模块以及

34、功能强大逼真的照相渲染、动画和快速的原形工具等。在复合建模中，用户可在下列建模方法中选择：Solid（实体建模）、Surface（曲面建摸）、Wireframe（线框建摸）及其他基于特征的参数化建摸。UG创新的系统级工程方法-WAVE已经获得定义，它是控制和评估新产品概念的最佳效益和效率的方法。UG在高速加工中的应用已经证明：每个冲模加工过程的NC准备时间可平均减少50%，每个冲模的差错率可平均减少80%。UGSHOPS为初级用户和机械师提供了复杂冲模注塑模和机加工零件粗、精加工的“最佳实践”模版。 图4-1 加工零件图第二节 零件设计一 、轴类零件的设计本次轴类零件的设计是利用旋转特征，草绘

35、出轴沿轴线的剖面图，然后围绕轴线旋转360度 ，就可以完成，这种方法适用于轴的结构比较复杂。下面以传动轴的制作过程来说明。1、 草绘形成初体。2、 创建尾端螺纹。3、 创建键槽。 草绘形成初体 创建尾端螺纹创建键槽图4-2 传动轴的制作过程二、套的设计轴套在主轴上的齿轮定位上充当着轴肩的角色，轴套的标准尺寸，都是通过查阅得到。标准套的设计采用【旋转】特征完成，然后分别在内外圈倒角即可，最后的效果如图所示。套的另外一种制作方法是利用两次【拉伸】特征，第一次创建一个圆柱，第二次再在中间拉伸切除材料。或者直接【草绘】出套的截面，然后【拉伸】也可以。图4-3 轴套的示意图三 轴承的设计。（1） 首先利

36、用旋转工具制作轴承的内圈（2） 制作轴承外圈（3） 阵列保持架上的滚柱，生成滚子（4） 完成轴承轴承内圈轴承外圈 生成滚子 完成轴承图4-4 轴承制作过程四 螺栓的制作。制作M1070的螺栓的过程一、做一个直径为10，高度为70的圆柱体二、圆柱体的一端做145的倒角三、螺纹。螺纹类型选择，旋向选择是：右旋。按螺纹对话框中的参数默认值，保持不变。即外径为10，内径为8.5,长度为70，螺距为1.5，牙形角为60。四、坐标系移到螺纹的上端中心，画一个直径为10的圆，然后拉伸高度为10，做一个圆柱体，和做好的螺纹成一体。五、六角头。移动坐标系到步骤4作好的圆柱体的上端中心。做一个正六边行，内切圆半径

37、为8，方向角为0。拉伸正六边行，高度为6.5六、制作六角头倒角 圆柱体 螺纹 最终的螺栓图4-5 螺栓的制作过程五、 圆螺母的制作规格为M10的，设计过程和螺栓设计类似，下面做简单介绍：做一个正六边行，内切圆半径为8，方向角为0，拉伸正六边形，高度为8.2。然后做六角头倒角，再做一直径为8.5的圆，拉伸高度为8.2，做减料特征。形成一个通孔，选择通孔的内表面做螺纹，尺寸同螺栓。最后再切出圆螺母的边角。圆螺母的最后成形图： 图4-6 圆螺母制作过程 六 齿轮的设计在本设计中用到的齿轮数量多，制作过程也最复杂，在设计过程中参考的是机械工业出版社崔凤奎的UG机械设计一文用来构建齿轮，最后生成的齿轮只

38、要利用再生命令就可以通过重新输入齿数、模数、及压力角，自动产生所需要的齿轮。 七 箱体的设计箱体的结构复杂，由众多的特征组成，制作过程比较繁琐，但用到的都是最基本的特征，所以详细的过程不再列出，只是说明制作步骤，箱体主要涉及拉伸、抽壳、旋转、孔、复制、阵列、倒角和拔模等特征。箱体的尺寸是：长400、宽400、高325，本零件的生成步骤：（1）生成箱体外形，（2）抽出前、后、侧壁，（3）生成底面凸台，（4）补足上盖，完成上盖窥视孔，（5）完成侧盖窥视孔，（6）生成前后壁凹陷特征，（7）完成前后壁相关主轴和传动轴等孔的设计，（8）在上盖和侧盖处打螺纹孔，（10）完成相关部位的倒角特征。 图4-8

39、箱体的完成图八 盖的设计多轴箱的盖包括上盖、侧盖和前盖和后盖，分别利用拉伸、孔、复制等特征操作完成。前盖部分： 对盖的上表面边缘倒圆角，并为主轴外伸端创建孔特征，完成上盖制作。 图4-9 前盖完成图第三节 多轴箱总装配多轴箱的总装配包括了两个部分的内容，第一部分是对箱体类组件、轴类组件、盖类组件三大组件的总装，形成最终的总装图。第二部分是对总装图进行分解，以形成最后的爆炸（分解）视图。在此过程中，对多轴箱的构造将会有进一步的认识，对UG建模的优越性将会有更深刻的认识。一、总装过程。我们主要采用自底向上的装配方法。首先把各个零件设计好，并且存放到同一个目录中。多轴箱的零件主要包括：前盖，后盖，传

40、动轴，主轴，齿轮，轴承等。在进行装配之前，为每个装配零件建立新的引用集。为了减少装配体中的数据，定义引用集只包括包含实体图形和基准面即可。箱体装配图建立新文件xiangtizhuangpei，进入装配环图4-10 箱体内部齿轮图利用【对齐】传动轴和孔轴线加入第一个约束，然后【对齐】让轴承外端面与箱体外端面对齐来限制轴向。如图4-24来完成装配。 图4-11 箱体装配图运用同样的方法，装配剩下的传动轴和主轴。装配的最后结果如图所示。装配盖类组件，运用【匹配】命令让接合面匹配、运用【对齐】令两个螺纹孔的轴线的对齐即可。装配结构如图所示。图4-12 箱体装配图 二 爆炸（分解）图生成过程。 爆炸视图是装配件的所有或部分的视图，在该视图中，各个部件或子装配已经从它们的装配位置移走。 爆炸视图是一个已命名的视图，一个模型中可以有多个爆炸视图 在爆炸视图的用途之一是将其添加到装配工程图中，使装配结构更加清晰，方便阅读