立式钻床多轴头设计_毕业设计论文

1、摘要本文是立式钻床用轴均布多轴头设计，可调式多轴头各轴在圆周方向均布且方向可方便地沿直径方向同步调整，以适应多种小批量生产条件下法兰盘类零件的螺孔加工。固定试式多轴头是根据一个典型法兰盘类零件而设计的，用于零件中大批量生产要求。 多轴头架的设计参数来源于一般的加工工艺条件，以适应更广阔的加工范围。针对工厂里多孔钻削时，孔径一般较小，多在10cm左右，而且大局部是箱体、法兰盘等，箱体、法兰盘多为铸造件，材料是铸铁，也有个别的被加工零件的材料是低碳钢。根据这些工件的切削条件，可以确定多轴头架的工艺主参数。主参数确定后便可以进行多轴头架的总体设计。多轴头架的传动原理是通过齿轮啮合增加钻削轴的轴数，以

2、满足多孔加工的要求。通过二级齿轮啮合，输入轴和输出轴的转向没变，但由于齿轮分支传动，变成多根输出轴。为了保证加工生产条件的平安，加上多轴头工作时装隔离装置比拟困难，所以必须严格校核轴头架的强度，以免发生事故或达不到加工要求。 可以看出，改装后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰等工序。工艺范围可以满足一般加工情况的孔类钻削要求。可调多轴头架可以起到提高生产效率、降低本钱、提高孔系加工精度等作用。参照该调节原理可进行其他任意孔系加工装置的设计，还可以用于攻丝、扩、锪孔等加工装置。此外该装置具有结构简单、操作方便、应用范围广等特点，值得推广。关键词：立式钻床；多轴头；设计；可调；齿轮Abst

3、ractThe design of multiple spindles heads for drilling machine whose drills spindles are adjustable or fixed are introduced. The adjustable spindles of the multiple spindles heads are located evenly in the circuit and can be adjusted synchronism on the diameters direction to meet the small scale pro

4、duction needs of the screw hole manufacture for flange plate parts and the fixed multiple spindles heads is design for the big scale production needs of the screw hole manufacture for flange plate parts. It cant be used to manufacture another fart, because its spindle distance is designed for the on

5、ly part. The design of multiple spindles heads includes three parts, the total design, the transfer system design, and the constructive design. Because of the un-development in our manufacture industry, most companys plant lack of the machine to drill multiple holes at the same time, and its a waste

6、 of funding on the manufacturing facilities which will be laid after the parts are produced. So the economic multiple spindles heads enable the normal company to drill the multiple holes in a fast way .And same company gained the economic performance by the way of reequips the machine tools. Its the

7、 fact that the reequipped drilling machine can satisfy the process precision requirement .so the design is feasible. Based on the design of the multiple spindles heads, we can also design the others to the manufacture of the other flange plant parts.Key words: drilling machine; multiple spindles hea

8、ds; design ;adjustable;gears目录 TOC o 1-2 h z HYPERLINK l _Toc223581495摘要HYPERLINK l _Toc223581496AbstractHYPERLINK l _Toc223581497目录HYPERLINK l _Toc223581498第1章 绪论1HYPERLINK l _Toc2235814991.1 课题研究的意义及现状1HYPERLINK l _Toc2235815001.2 论文主要研究内容2HYPERLINK l _Toc223581501第2章 设计要求3HYPERLINK l _Toc22358150

9、3第3章 设计前的准备工作53.1 产品图及工艺卡. 53.2 选择刀具及加工机床、夹具.7核算多轴头的总轴向力和消耗的总功率.14HYPERLINK l _Toc223581501第4章 设计传动系统图154.1齿轮模数确实定.154.2确定工作轴直径.154.3选择传动方式.164.4确定主动轴中心位置.174.5确定传动比及齿轮的齿数.194.6惰轮的布置及其坐标计算.224.7绘制传动系统图.254.8检查结构上的干预现象.25HYPERLINK l _Toc223581503第5章 齿轮的几何尺寸计算28HYPERLINK l _Toc223581501第6章 绘制多轴头总图30HY

10、PERLINK l _Toc223581503第7章 轴承寿命的计算317.1单列向心球轴承的验算.317.2止推轴承的验算.32HYPERLINK l _Toc223581507结论34HYPERLINK l _Toc223581508参考文献35HYPERLINK l _Toc223581509致谢36HYPERLINK l _Toc223581510附件137HYPERLINK l _Toc223581511附件245第1章 绪论 1.1 课题研究的意义及现状 当前，我国中小零部件HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/148_1.shtml机械产业

11、正处于稳步开展的成熟期，国外进口设备一统天下的局面已经结束，国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下：一、国产机械的技术水平已接近或到达世界先进水平，大规模靠引进技术开展的时代已经结束，吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强，自身开发能力大大提升，大型机械开发周期一般不超过一年。 二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂，改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具有雄厚的技术和经济实力，代表着世界领先水平，今后将对中国机械行业的生产格局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习时机。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产，并向多品种

12、方向开展，凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力，其机械产品在销售市场上已经占据了主导地位。这些变化，极大增强了我国机械行业的实力，对中小企业的开展也有很大影响。三、一批民营中小企业迅速成长壮大，规模和技术实力大增。 尚存问题有待解决 。在看到我国零部件机械行业获得长足开展的同时，一些潜在的问题也不容无视。首先，我国多数机械企业规模偏小，抵抗风险能力有限，回款率低，流动资金缺乏。其次，也如同其他产品一样，我国零部件机械存在着科技投入缺乏、创新能力偏低等问题。对根本研发的投入很少，采用挖人才、“偷技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异，很少有标志性的技术，原始创新很少。第三，零部件机械

13、厂家正面临着水、电、钢材等原HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/150_1.shtml材料持续上涨的压力，利润损失较大，不利于进一步扩大生产。第四，对出口欧洲、美国等兴旺国家和地区的产品，由于不熟悉其市场准入和标准，经常遭遇“专利门槛问题，对产品出口产生不利影响。 认清趋势促进开展 。针对上述问题，相关企业要重视创新，主动加大科技投入；树立尊重知识、保护知识产权的法律意识；企业对技术骨干要有留人和防挖方法；可在市场接受的范围内，适当进行涨价，以促进生产开展。 1.2 论文主要研究内容多轴头主要用于快速钻孔。是目前国内刚兴起的一种提高生产效率、降低本钱的

14、工作母机。随着国内汽配行的开展，各零部件供给商之间竞争剧烈，选择一种高性能、高效率的机床是企业降低生产本钱、提高企业竞争力的一种行之有效的途径。一台普通的多轴头一台普通的钻床就能一次把几个乃至十几、二十几个孔或螺纹一次性加工出来。如再配上专用多轴钻孔机就能把好几个面上的孔或螺纹一次性加工完成。解决许多工件难以装夹、定位或定位不准的问题。多轴头钻床设计结构，加工精度高，性能稳定，钻孔能力强。适用于高精度钻孔，镗孔。解决了高精度钻孔，镗孔上加工中心加工本钱高的问题。丝锥夹头夹持范围大节省攻不同直径的螺纹需换芯的时间。齿轮传动多轴头设计是一个传统的机械课题，对设计者的机械根底知识要求较高。多轴头的设

15、计特点是程序性强。我们应按照设计程序，逐步进行设计与计算。第2章 设计要求按工艺安排，在钻床上同时加工如表2-1和表2-2所示的两种零件。为节省更换多轴头所需的辅助时间，要求设计一套两种零件都能加工的通用多轴头。表2-1 加工零件1及工序零件名称底盖前钢板弹簧前支架工序名称钻四孔设备型号Z535工序号工序内容夹具辅图 刀具刀辅具 量具S毫米/转n转/分V米/秒T机T单T总2、365表2-2 加工零件2及工序零件名称底盖前钢板弹簧后支架工序名称钻四孔设备型号Z535工序号工序内容夹具辅图 刀具刀辅具 量具S毫米/转n转/分V米/秒T机T单T总2、365第3章 设计前的准备工作3.1 产品图及工艺

16、卡3.1.1 产品图。产品图见图纸。本产品毛坯为铸造件，材料为HT100。生产批量：中等批量。3.1.2 工艺卡。本工艺卡为产品的工艺过程，本产品的重点工序是43个直径为14.5mm的孔的加工，从产品图我们可以知道，产品毛坯为铸造件。但在铸造时，产品是否要留余量，以及留多少；产品是否需要留有铸造通孔等都是需要考虑的问题。我根据8中表39.37查得铸造余量为4mm，再根据9表1166查得：当孔径 时，不需铸造孔。所以本产品不需要铸造孔。 此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过辩论从零件图上看，底

17、盖的加工工艺流程可定为：铸造铣钻。其中铣这一工艺是为了钻孔进行的辅助工序或准备工序，只要能到达尺寸及粗糙度要求即可，所以这不是本零件的主要工序。本零件的重点工序是四个三个孔的加工工序，因为这几个孔必须保证位置的要求，而且这几个孔并不是环型规那么布置，不可能采用分度盘来加工；其次如果采用画线来加工的话，位置误差将会很大，不能保证零件的技术要求；即使我们采用了画线来加工，对我们的生产员工的技术水平有很大的要求，会大大降低生产率。我们为了能提高生产率，降低生产本钱，我们似乎可以选择一种可以一次完成加工的设备，这个设备必须满足零件的设计要求，不需定位直接将零件的几个孔加工出来。为此，我选择多轴头来加工

18、这几个孔，多轴头既能保证零件的各项技术要求，有能提高生产率，降低生产本钱的作用。所以对几个孔的加工我采用多轴头这一辅助设备来加工。下面是这个产品的工艺方案。见表3-1和表3-2我们可以比拟，因为图纸对产品有粗糙度要求，所以我认为需要将对产品的加工分为粗加工和精加工，以此满足产品的外表粗糙度。所以选择方案一。表3-1：方案一工序号工序名称工序内容0铸造砂型铸造，清砂。5铣以零件的下底面为粗基准，铣底盖的上外表，保证个尺寸余量0.2。10铣以上以加工免为精基准，加工下外表，使钻孔台厚度为16.2mm，外表至要求。15HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/12

19、1_1.shtml检验检验各个尺寸至要求。20铣求。以钻孔台下外表为基准，精铣上外表至图纸要25钻采用多轴头钻孔，一次完成43个孔的加工，使各要求满足。30HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/121_1.shtml检验检验各个尺寸至要求。35入库表3-2：方案二工序号工序名称工序内容0铸造砂型铸造，清砂。5铣以零件的下底面为粗基准，铣底盖的上外表，保证个尺寸余量0.2。10铣以上以加工免为精基准，加工下外表，使钻孔台厚度为16mm，外表至要求。15检验检验各个尺寸至要求。20钻采用多轴头钻孔，一次完成43个孔的加工，使各要求满足。25检验检验各个尺寸至

20、要求。30入库3.2 选择刀具及加工机床、夹具3.2.1 刀具图刀具是HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/148_1.shtml机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。 绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具根本上都用于切削金属HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/150_1.shtml材料，所以“刀具一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具那么称为木工刀具。 刀具的开展在人类进步的HYPERLINK :/ lunwentianxia /cl

21、ass_free/171_1.shtml历史上占有重要的地位。中国早在公元前28前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。 然而，刀具的快速开展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的开展而来的。1783年，法国的勒内首先制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的创造最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。 那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的

22、泰勒和怀特创造高速钢。1923年，德国的施勒特尔创造硬质合金。 在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件外表质量和尺寸精度也大大提高。 由于高速钢和硬质合金的价格比拟昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。19491950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。 1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积

23、法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年，美国的邦沙和拉古兰开展了HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/114_1.shtml物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具外表涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。外表涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。 刀具按工件加工外表的形式可分为五类。加工各种外外表的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外外表拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内外表拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀

24、、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。 按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。 各种刀具的结构都由装夹局部和工作局部组成。整体结构刀具的装夹局部和工作局部都做在刀体上；镶齿结

25、构刀具的工作局部(刀齿或刀片)那么镶装在刀体上。 刀具的装夹局部有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。 带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄；圆锥柄靠锥度承受轴向推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具，切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成，而工作局部那么用高速钢把两局部对焊而成。 刀具的工作局部就是产生和处理切屑的局部，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的

26、工作局部就是切削局部，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作局部那么包含切削局部和校准局部，如钻头、扩孔钻、铰刀、内外表拉刀和丝锥等。切削局部的作用是用刀刃切除切屑，校准局部的作用是修光已切削的加工外表和引导刀具。 刀具工作局部的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/148_1.shtml机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。刀具切削局

27、部的几何参数对切削效率的上下和加工质量的好坏有很大影响。增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。 在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/150_1.shtml材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很小。 制造刀具的材料

28、必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。 通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。 聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。 硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在开展的HYPER

29、LINK :/ lunwentianxia /class_free/114_1.shtml物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨损速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高13倍以上。 由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，刀具的开展方向将是开展和应用新的刀具材料；进一步开展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛

30、盾；进一步开展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差异，并使刀具的使用实现最正确化。 这里我选用硬质合金钻头，钻头直径为 ，如图3-1。图3-1 刀具图1. 概 述钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为以下类型：(1)台式钻床：可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床。(2)立式钻床：主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。(3)摇臂钻床：摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同

31、方位孔的加工。(4)铣钻床：工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。(5)深孔钻床：使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。(6)平端面中心孔钻床：切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。(7)卧式钻床：主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。2. 我选用立式钻床Z535,规格尺寸如下： 表3-1：钻床规格尺寸产品名称型号最大钻孔直径mm主轴端至底面距离mm主轴中心线至立柱外表距离mm主轴转速主轴行程mm电机功率级数范围r/min主电机总容量立式钻床Z53535300968-110022544重量外包箱直径长x宽x高mm外形尺寸长x宽x高mm毛重净重1480 x1042x2785

32、1280 x842x25853.2.3 夹具图机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、平安地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/121_1.shtml检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的外表能到达图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他外表的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好定位、夹牢夹紧。夹具通常由定位元件确定工件在夹具中的正确位置、夹紧装置、对

33、刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类、连接元件以及夹具体夹具底座等组成。夹具种类按使用特点可分为：万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，效劳对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用

34、的机床夹具)和随行夹具用于组合机床自动线上的移动式夹具。可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。 夹具是HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/148_1.shtml机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向开展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/3_1.shtml经济方向开展。一、高精随着机床加工精度的提高，为了降

35、低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。二、高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。三、模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的根底。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，表达在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的HYPERLINK :/ lunwen

36、tianxia /class_free/19_1.shtml计算机辅助设计与组装打下根底，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/83_1.shtml档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/79_1.shtml市场需求，不断地改良和完善夹具系统。四、通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性H

37、YPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/68_1.shtml投资比拟大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能表达出经济性好。底盖的钻孔夹具设计由于时间紧张，未能将完整设计图纸画出来，现在只将设计方案表达如下，如图3-2，底盖的夹紧和固定都采用定位销，用定位销和平台将底盖的各个自由度限制，这样就能满足底盖钻孔的要求。3.3 核算多轴头的总轴向力 和消耗的总功率 要核算多轴头的总轴向力和消耗的总功率，使其不超过机床允许的最大轴向力和机床的额定功率。核算公式如下： (3-1) (3-2)式中：N为多

38、轴头各工作轴消耗的功率的总和; 为多轴头每个工作轴消耗的功率 为机床的额定功率 P为多轴头各工作轴轴向力的总和 为各工作轴的轴向力 为机床允许的最大轴向力首先计算每个工作轴的切削扭矩 和轴向力 ： (3-3)(N) (3-4)因为每个工作轴的 和 相等，所以多轴头的总轴向力和消耗的总功率为： N (kW)查Z235机床说明书，机床主轴最大进给抗力 ，主电机功率 。核对可知： ，满足设计要求。第4章 设计传动系统图多轴头齿轮传动系统的设计既要保证工艺要求，又要保证多轴头的结构的紧凑性。齿轮传动系统的设计与计算，其内容包括：齿轮模数和工作轴直径确实定，传动方式的选择，主动轴中心位置确实定，传动比及

39、齿轮齿数确实定，布置惰轮，检查结构上的干预现象，传动系统图的坐标计算与绘制等。齿轮传动系统图应按照所规定的符号绘制。齿轮中心及分度圆应尽可能画得准确精度在0.20.3mm，这样便于用图解法核对所计算的坐标尺寸。在齿轮传动系统图中应清晰的说明：齿轮的传动方式，各齿轮的齿数及模数，主动轴及工作轴的旋转方向，齿轮层数对两层以上。同时还应在图旁注明：工作轴每分钟转速、工作轴每分钟进给量及传动比等。下面按设计步骤分别讨论每项内容的设计要求和设计方法。在一般齿轮传动设计中，齿轮模数是按齿轮的抗弯强度和齿面疲劳强度计算的，然后经过试验确定。但是由于齿轮传动多轴头在生产中早已广泛应用，在使用和制造方面已有一定

40、的经验，在1中，有关多轴头齿轮的结构和规格参数，以及齿轮的HYPERLINK :/ lunwentianxia /class_free/150_1.shtml材料、热处理、齿宽及工作条件都作了规定，所以当利用1所介绍的齿轮进行设计时，可根据加工孔径，按表4-1查得齿轮模数，此表查得的模数为主动轮的模数，每个主动齿轮可带动三个工作轴。表4-1 加工孔径与模数加工孔径88151520模数1.522.53从中查得：主动轮的模数m2.5。多轴头工作轴直径是按扭转刚度所计算的，假设工作轴不兼做中间轴使用时，其直径可按表4-2查得。表4-2 加工孔径与工作轴直径加工孔径C，大于所要求的工作能力系数，可以选

41、用。单向推力轴承的工作能力系数C的计算与前面的相同，其中计算负荷应按下式计算: 7-10式中 为某个工作轴上的轴向力。这个轴承中,其中 (N),所以可以得到: 7-11 7-12查轴承手册,允许的工作能力系数C=31000,即CC,满足所需,可以使用.结论由本文的论述，我们了解到：通过对底盖的加工工艺与多轴头的设计，在齿轮、各种辅助零部件、工艺流程等方面进行合理设计和选择，有效提高了加工效率和产品质量，提高了可靠性，具备一定的先进性，取得了良好的经济效益和社会效益，为解决此类多孔零件的加工问题举了一个实例。 参考文献1第一汽车制造厂工艺装备设计室编.齿轮传动多轴头设计.北京：机械HYPERLI

42、NK :/ lunwentianxia /class_free/152_1.shtml工业出版社，1979 2大连组合机床研究所编.组合机床设计.机械工业出版社，19783上海柴油机厂工艺设备研究所编.金属切削机床夹具设计手册.机械工业出版社，19844王秀青.钻轴均布可调钻床用多轴头.机械工程师.2000，35丁志强等. 基于知识工程的多轴头传动智能CAD设计系统.机电工程.2004年56万东海.多轴头设计及计算车桥轮毂孔系加工.江南航天科技.1997，3 7 Boyes W E.Hand Book of Jig and Fixture design.2ed ed.Michigan:SEM,

43、1986 15濮良贵、纪名刚.机械设计 高等教育出版社 200516Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-66917Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-49118Sculpturedsurface

44、machiningofspiralbevelgearswithCNCmilling.InternationalJournalofMachineTools&Manufacture41(2001)833-C85致谢本论文是在指导教师刘琨明老师的精心指导下完成的，在论文的选题、开题、结题的过程中，处处都凝聚着导师的心血。在毕业设计期间，刘老师诲人不倦，耐心给我们讲解，他渊博的知识、严谨的学风和高尚的品格对本人也产生了巨大的影响，提高了我的工作学习能力和知识水平，同时也让我受益终生。在此谨向尊敬的刘老师致以最衷心的敬意！衷心的感谢机械工程学院的领导和老师们给予的关心和支持，谢谢！附件1外文资料翻译 数

45、控铣床用于螺旋斜面齿轮的外表雕刻加工摘要： 齿轮作为动力传动系统是现代精密机器中关键的组成局部，由于它的复杂和唯一特点，齿轮经常被一些特定的工具设计制造，例如滚齿和插齿机器，这个论文中，我们打算用一个三轴数控铣床和一个旋转平台来制造螺旋斜面齿轮齿轮生产中最复杂的一种，这其中包括A落选斜面齿轮的几何模型，B数控铣床的加工方案，C为四轴和四分之三轴控制的刀具走刀途径和执行计算程序，在这种方法下，实验性的切割已经做的很有效，这种方法是在四分之三轴的代码下控制的数控铣床下工作的。1介绍： 作为动力传动方式，在现在工业机械中齿轮是非常有效和准确的系统，在各种类型的齿轮中图片一，螺旋斜面齿轮是最复杂的一种

46、，在有角度错开的轴中传递扭矩先前的研究主要关注于齿轮的设计于分析，在【1-9】中螺旋斜面齿轮的几何特点和设计参数已经做了详细的研究，TSAI 和CHIN在根本齿轮动力学和切面渐开线几何学的根底上提出了斜齿面数学外表模型。之后，在球面渐开线的根底上，这个模型与其它的模型相比拟，最近SHUNMUGAM在【8，9】提出了一个完全不同的模型，在正常的偏离情况下已经证明了他的精确性与在特定工具下加工制造的螺旋斜面齿轮相比拟 在能涉及到的制造业中，在先前的工作中，齿轮都是在特定的机器刀具类型下被加工的，比方滚齿和插齿加工，这有可能是为什么在开放研究的领域齿轮加工稀少的原因。事实上，没有螺旋斜面齿轮的外表加

47、工的走刀路径的研究结果，虽然有一些权威人士提出用数控铣床进行螺旋齿面加工的可能性。最近，基于数控机床的齿轮加工刀具在工业实践中已经有了开展和提高图片2。然而，他们的结构框架还是与工业数控机床有着不同，因为先前的是位一些特定的刀具设计的。在这篇论文中，我们尝试用一台三轴铣床和一个旋转平台通过外表雕刻加工的方法来制造加工螺旋斜面齿轮。从加工效率上说，很显然外表雕刻加工要明显的低于用特定工具加工，除了加工效率问题，外表雕刻加工方法在以下方面具有优势，(1)传统的加工方法需要在专用于各种不同类型大小，几何形状的各种齿轮特定刀具和机器有一局部的投资，2通过外表加工方法，用工业数控铣床可以加工制造很宽范围

48、的齿轮，3有些特定的齿轮，例如直径超过1000毫米的大齿轮，还有重齿轮，都可以用外表雕刻方法来加工，而不是用专用齿轮加工工具，除了一些特定限制的情况。从以上观点可以看出，我们主要关注于外表雕刻加工方法的能力方面，包括几何加工精度，外表质量，还有加工时间。除了加工效率方面，如果外表雕刻加工方法表现的不错的话，它可以在工业生产中通过数控机床加工大型的螺旋斜面加工。同时加工效率不被重视。在这篇论文中，提供了一个全面的加工技术包括几何模型，加工工序，刀具途径计算程序和实验证据。2 螺旋斜面齿轮的几何模型 一般的，螺旋斜面齿轮的几何模型会给定一系列的特定参数，这些特定参数有一个工程制图提供，像图片3中展

49、示，一些参数主要参数需要用几何定义，一些参数辅助参数通过计算方程式获得，表一总结了一些关键的参数以及一些参数的之间的关系。利用一些参数，外表模型可以通过以下获得，根据图片4的说明，在两齿轮中的外表可以通过一大局部曲线沿着螺旋线来做模型，这局部曲线有五局部组成，S是局部I的参数，沿着螺旋曲线命名W为参数，外表模型可以在图片4中通过S来表现。S和S是渐开线曲面，S和S是切平面曲面，S是地平面曲面，SS和S提供间隙在运动过程中。渐开线曲面在大齿轮齿轮有这样的分类，大的一个叫做GEAR，小的一个叫做PINION和小齿轮的接触旋转运动中是关键曲面。.在下面中，我们提供一种方法来获得小齿轮的外表模型S。落

50、选斜面齿轮的渐开线在球体中被定义，叫做球面渐开曲线，考虑螺旋斜面小齿轮的大局部，W是在图表一中的圆锥半径，这时，一个参照圆的半径W和一个基圆的半径R，D和分别代表了小齿轮的内径和压力角，这个可以从参考面通过角度距离在基圆上限制这些点，这些点可以唯一的定义为参数U，还有通过参数U的利用，源自参考圆中心的？圆的半径W也将被唯一确实定，这是，螺旋切点是在？圆上，他的长度与沿着基圆的长度相同，通过改变参数U从0到U，和改变参数W从R到R-b，在直斜面齿轮上球面螺旋曲线可以确定，是基圆圆锥角度，涉及参考配合框架A提出P，涉及B找到P的位置的过程如下，在螺旋斜面小齿轮，球面渐开线是沿着螺旋曲线而旋转，在对

51、数函数，螺旋曲线，圆形曲线，螺旋线的广泛应用下，圆切割螺旋曲线在本论文中应用。 用数控铣床来加工落选斜面齿轮，得到成功结果的关键在于走刀途径，在走刀过程中，各种各样的因素都要考虑进去，1机械加工的外表精度和加工质量，2加工时间，3加工的机械刀具的机构外表。刀具结构外表关于刀具结构加工外表，很显然在加工过程中数控铣床要进行旋转运动，基于机械运动分析，数控铣床加工螺旋斜面齿轮至少通过四轴控制机构来满足要求，这样一个旋转平台也要三轴的铣床，机械加工工具的能力根本要求是：A四轴必须同时控制一轴为旋转平台，另三轴运动为切削工具B只有四分之三可以同时控制，后者叫做辅助轴控制系统，在工业实践中我们经常发现第

52、四轴控制旋转平台运动，其他三轴控制刀具切割运动，在这篇论文中，我们提供一种刀具计算程序关于其结构外表。加工步骤 工件以圆锥线通过回转制作加工出来，工序加工通过几个步骤完成，1用几把端铣刀进行粗加工，2几把球铣刀进行半精加工，3一把球铣刀进行精加工，为缩短加工时间，粗加工和半精加工我们选用一把大的刀具，精加工的要求已经确定，半精加工去除不平滑外表，在精加工过程中，整个外表用一把直径为D的铣刀加工，这是为了防止在换刀过程中在外表上留下切削痕迹，在本片论文中为简便省略了粗加工和半精加工的计算程序。外表模型S是一把半径是R的球形铣刀加工的，根据以上提到的渐开线外表S和S是最重要的外表，其精度要严格的控

53、制，我们的方法是基于CC特定参数框架，CC点是特定参数外表模型的样本，为了提高加工效率，刀具沿着W方向的运动是可以选择的。在以下中，自由干预CL数据S已经给出，相同的他可以求出S和C，在切线上定义O而C由铣刀中心确定，基于【6】可以由W通过以下所得，其中 在相配框架的切线平面中图片5的已经给出，我们可以通过以下方式把他转化成，如下所示，其中这说明的是螺旋线的特定要素不仅由球面渐开线的大小决定，还有螺旋线的旋转数量决定，截止以前的讨论螺旋点的半外表模型可以有以下公式得到。，其中在独立特定参数CC点，这个刀具中心是是在上的正常结矢量。考虑这些东西，a刀具大小比小边横截面要小，b是凸面的不会跟大局部

54、的cc点发生干预，除非它们与相接近，。准确的说，在边界区域CC点是唯一刀具球面干预发生的地方，如果有刀具干预发生，在随后的加工过程中CC点将要移动一小段刀具尺寸。可供选择的，我们可以允许刀具半圆凿出现在这一区域因为，a过度切割的在S区域，(b)这个区域提供了大齿轮与小齿轮的间隙，c轻微的过度切割是可以允许的，基于上述有效的计算干预检测和处理，计算程序得到了开展。相对与刀具干预，还有另一种干预叫做刀具轴线干预在混合轴的机器中，这里刀具目标发生了变化，刀具轴线干预可以通过改变刀具目的而防止，这样刀具本体就不会与外表区域发生干预，刀具轴线干预可以用两种方法处理a发现刀具发生干预，接着对刀具轴线进行调整，b找出一个可以接受的刀具轴线干预范围，我们选择第二中方法，在下面我们提供一种非常有效的方法来找出可行的范围如图8所描述的两条边界线A和A中的CC点。设想刀具中心和他的正常联合矢量分别有C和来表示，在四轴结构的道具运动被定义为CL线，C作为CL线上的补偿点，说明，认为找到T是一个问题，定义干预轴为为V和