攻丝主轴箱设计说明书

攻丝主轴箱设计摘要机械制造业是一个国家经济发展的重要支柱。而制造业的生产能力主要取决于制造装备——机床的先进程度。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床作为加工一种（或几种）零件的一道（或几道）工序的高效率的专用机床，无论是机械电气或液压电气控制都能实现其自动循环、半自动化及自动化控制。在通常情况下，组合机床采用多轴、多刀、多工序、多面或者是多工位同时加工的加工方式，其生产效率比通用机床高几倍甚至几十倍。作为一种高效的机床，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。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。多轴箱是组合机床的核心部件。它是选用通用零件，按专用要求进行设计的，在组合机床设计的过程中，是工作量较大的部件之一。它是根据工序图和加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置，切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件，其动力来自通用的动力箱。本设计介绍了攻丝组合机床主轴箱的设计过程，详细说明了确定攻螺纹主轴的直径，初步选用电机型号及机床各部分部件。根据要加工的零件尺寸进行组合机床通用多轴箱的设计，绘制多轴箱原始依据图，确定主轴和齿轮模数，确定出传动系统，计算出主轴和传动轴的坐标。本文对各部分的设计进行了详细的计算和论证。关键词：攻丝，组合机床，多轴箱，攻丝靠模机构THEDESIGNOFTAPPINGMULTIPLESPINDLEBOXABSTRACTThemachineryManufactureisanimportantpillarofeconomicdevelopmentinacountry.Whilethecapabilityofproductionintradeofmanufacturemostlydependsontheadvancedproducingequipment—machinetool.Theaggregatemachine-toolistakethegeneralpartasafoundation,matchesbypressestheworkpiecespecificshapeandtheprocessingtechnologicaldesignspecial-purposepartandthejig,thecompositionsemiautomaticortheautomaticspecialpurposemachine.AsaModularmachinetoolofaprocess(orseveral)Partofa(orseveralRoad)processesforthehighefficiencyofthemachine,isanautomatedorsemi-automatedmachinetools,whetherelectricalmachineryElectricalorhydrauliccontrolcanachieveautomaticcycle,thecombinationofsemi-automaticmachine.Theaggregatemachine-toolselectsthemethodwhichgenerallymultiplespindle,themulti-knives,themulti-workingprocedures,manyorthemulti-locationssimultaneouslyprocess,productionefficiencyratiogeneralenginebedhighseveraltimestoseveraldozenstimes.Asanefficientmachinetool,modularmachinetoolshaveadvantagesofhighefficiencyandlowcost.Itiswidelyusedinlargebatchproductionandcanbeconsistedautomaticproductionline.Becausethegeneralpartalreadythestandardizationandtheseriation,mightaccordingtoneedtodisposenimbly,couldreducethedesignandthemanufacturingcycle.Themulti-axle-boxesareaggregatemachine-tool'scoreparts.Itselectsthecommonparts,carriesonthedesignaccordingtothespecial-purposerequest,intheaggregatemachine-tooldesign'sprocess,isoneofworkloadbigparts.Itisactsaccordingtotheworkpieceprocessingholequantitywhichandthepositiontheworkingprocedurechartandtheprocessingschematicdrawingdetermined,thecuttingspecificationsandthemainaxletypedesigntransmissionvariousmainaxlesmovementpowerunit.Itspowerfromthegeneralpowerbox,ThispaperanalyzesthedesignoftheModularmachinetool.determinethediameterofthethreadspindlemotormodelandthepreliminaryselection,machineparts.Accordingtothetopheadholecomponentssizewhichmustprocesscarriesontheaggregatemachine-toolgeneralmulti-axle-boxesthedesign,drawsupthemulti-axle-boxprimitivebasischart,thedefinitemainaxleandthegearmodulus,determinedthetransmissionsystem,calculatesthemain

axleanddriveshaft'scoordinate.Thispaperpresentsthedesignandcalculatingofeachpartofthismachinetool.KeywordsKeywords：tapping,modularmachinetool,multiplespindlebox；contactpatterntappingmechanism.目录TOC\o"1-5"\h\z刖言 1\o"CurrentDocument"第1章组合机床概述 3§1.1组合机床及其特点§1.2攻丝组合机床的结构第2章组合机床的总体设计 4§2.1组合机床工艺方案的拟定 4§2.1.1确定组合机床工艺方案的基本原则§2.1.2拟定组合机床工艺方案\o"CurrentDocument"§2.2切削用量的确定及刀具的选择 5§2.2.1切削用量的确定§2.2.2选择刀具§2.3主轴、接杆结构的确定§2.3.1主轴的选择§2.3.2接杆类型的选择§2.4多轴箱所需功率的计算§2.5确定动力部件的工作循环及工作行程§2.5.1工作行程长度的确定§2.5.2动力部件总行程长度的确定§2.6攻螺纹装置的设计§2.6.1攻丝靠模装置§2.6.2选择攻丝卡头§2.6.3攻螺纹行程控制机构TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第3章组合机床多轴箱设计 6\o"CurrentDocument"§3.1攻螺纹概述 6\o"CurrentDocument"§3.2多轴箱的组成及表示方法 14§3.2.1多轴箱的组成 14§3.2.2多轴箱总图绘制方法特点 14§3.2.3多轴箱技术条件 15\o"CurrentDocument"§3.3多轴箱通用零件 15§3.3.1通用箱体类零件 15§3.1.2通用主轴、传动轴、齿轮和套 16§3.4绘制多轴箱设计原始依据图§3.4.1确定多轴箱轮廓尺寸§3.4.2多轴箱设计原始依据图§3.5主轴及传动轴的确定§3.5.1主轴形式及直径的确定§3.5.2传动轴形式及直径的计算§3.6多轴箱传动系统的设计§3.6.1对多轴箱传动系统的一般要求§3.6.2主轴分布类型§3.6.3传动系统的设计计算TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"结论 40\o"CurrentDocument"参考文献 41\o"CurrentDocument"致谢 42世界上第一台组合机床于1908年在美国问世，30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。随着现代化工业技术的快速发展，特别是随着它在自动化领域内的快速发展，组合机床的研究已经成为当今机器制造界的一个重要方向，在现代工业运用中，大多数机器的设计和制造都是用机床大批量完成的。现代大型工业技术的飞速发展，降低了组合机床的实现成本，软件支持机制也使得实现变得更为简单，因此，研究组合机床的设计具有十分重要的理论意义和现实意义。本次设计工作设计立式攻丝组合机床的多轴箱。因此，目的是使设计出的主轴箱结构简单、使用方便、效率高、质量好。从而选择最佳的工艺方案，合理地选择组合机床的通用部件，合理地选择切削用量，以及设计高效率的刀具及主轴箱就是本次设计主要内容。具体的工作进行机床结构方案的分析和确定，进行组合机床总体设计，组合机床的部件设计。前言部分，指出了本课题的研究概况，本课题的研究方法及意义。第 1章总体介绍了组合机床，描绘了组合机床的总体结构及用途。第 2章是介绍了组合机床的总体设计。第3章详细介绍了攻丝多轴箱的设计过程，并对轴及齿轮的强度进行了校核。毕业设计作为大学教学的最后一个实践性教学环节，对巩固所学专业课程和基础课程起着非常重要的作用。是增加学生感性认识、提高理论联系实际的一个必不可少过程。通过毕业设计能够培养学生综合运用基础理论和专业知识独立解决工程实践能力，通过调查研究，收集资料，现场学习，使学生初步具有工程结构设计、解决生产中实际问题以及在总结编写设计资料设计论文的能力。通过毕业设计，可以培养学生严肃认真的工作作风，培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册的能力，培养学生独立思考、解决实际问题的能力。总之，毕业设计对提高毕业生全面素质具有很重要的意义。第1章组合机床概述§1.1组合机床及其特点组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（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、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工质量稳定。组合机床与通用机床，其他专用机床比较，具有以下特点：1、组合机床的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件 70%一80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。2、 由于组合机床用多刀加工，并且自动化程度高，因而比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，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，采用其他类型的专门机床时，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利用，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。图1-1表示由通用部件和少量专用部件组成的卧式组合机床。J5J5图2-1组合机床及其组成部件1—中间底座；2一夹具；3一主轴箱；4一动力箱

5一滑台；6一滑座；7一床身（侧底座）组合机床常用的通用部件有：动力部件、输送部件、支承部件、控制部件和辅助部件。其中动力部件有4种：1）主运动动力部件一动力箱、多轴箱、单轴头；2）进给运动部件一液压滑台、机械滑台；3）既能实现主运动又能实现进给运动的部件一动力头；为单轴头变化主轴转速的跨系列通用部件。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。其中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，由于各主轴的位置与具体被加工零件有关，因此主轴箱必须根据被加工零件设计，不能制造成完全通用的部件，但其中有很多零件（例如：主轴、传动轴、齿轮和箱体等）是通用的。床身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。移动的或回转的工作台的重复定位精度直接影响组合机床的加工精度。除了上述主要部件之外，组合机床还有各种控制部件，主要是控制机床按顺序动作，以保证机床按规定的程序进行工作。组合机床的通用部件，绝大多数已颁布成国家标准，并按标准规定的名义尺寸、主参数、互换尺寸等定型，各通用部件之间有配套关系。因此，在进行本设计时，主要根据被加工零件的尺寸、形状和技术要求等来完成组合机床的整体设计。§1.2攻丝组合机床的结构通用机床加工螺纹的特点是主运动和进给运动之间保持严格的传动比关系，即内联系传动。攻丝组合机床也不例外，根据实现内联系传动系统所选用的机构不同，攻丝组合机床可以分为下列两大类：1、采用攻丝动力头的攻丝组合机床攻丝动力头用于同一方向单纯攻丝工序。利用丝杠进给，攻丝行程较大，但结构复杂，传动误差大，所以加工螺纹精度较低（一般低于 7H级），因此未能得到广泛的应用。

2、采用攻丝靠模装置的组合机床用攻丝靠模装置加工内螺纹的特点是，攻丝主轴系统的进给运动由攻丝靠模机构得到。靠模机构由靠模螺杆和靠模螺母组成，其螺距应等于被加工螺孔的螺距＜，当靠模螺杆每转一转时，则带动丝锥向前进给一个螺距 P杆,要求匕尽量接近七。攻丝靠模应用于攻丝装置中的情况如图 2-2所示。从图中可见，电机传动主轴通过靠模螺杆带动丝锥回转，靠模螺杆5通过攻丝卡头6与丝锥连接，攻丝卡头6是攻丝主轴靠模系统进给量与丝锥自行引进量的补偿环节。1 2 34 5 6图2-2攻丝装置原理图1 2 34 5 6图2-2攻丝装置原理图1—电机；2—多轴箱；3一主轴；4一靠模螺母；5一靠模螺杆；6一攻丝卡头由于攻丝过程中，只是靠模螺杆5带动丝锥轴向移动，因此主轴与靠模螺杆连接处轴向可以相对滑动，一般用滑键连接，滑动的最大距离即攻丝的最大行程，一般不超过60mm。此种攻丝方法，靠模可以经磨制得到较准确的螺距，由于靠模螺杆带动丝锥进给比较轻巧，同时又有攻丝接杆补偿攻丝主轴靠模系统与丝锥自行引进的进给差，因而攻丝时可得到较高的精度。该靠模装置除了具有结构简单、制造成本较低的特点外，还由于每根靠模螺杆都各自具有自己的螺距数值，因此可用一个攻丝装置方便地加工出不同尺寸规格的螺纹，且可各自选用合理的切削用量，目前应用很广泛。第2章组合机床的总体设计§2.1组合机床工艺方案的拟定§2.1.1确定组合机床工艺方案的基本原则工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。工艺方案的基本原则如下：1、粗精加工分开原则粗加工的切削负荷较大，切削产生的热变形、较大夹压力引起的工件变形以及切削振动等，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在拟订工件一个连续的多工序工艺过程时，应选择粗精加工工序分开的原则。2、工序集中原则组合机床运用多刀集中在一台机床上完成一个或多个工件的不同表面的复杂过程，从而有效的提高生产率。因此，在拟订工艺方案时，在保证加工质量和操作维修方便的情况下， 应适当提高工序集中程度，以便减少机床台数、占地面积和节省人力，取得理想的效益。本机床由于螺纹孔直径较小，精度较高，要求主轴和机床刚度较好，所以工序应集中，并且十个孔的相对位置精度要求较高所以工序集中加工。通过丝锥对孔进行一次性加工，从而保证精度，质量，生产率。§2.1.2拟定组合机床工艺方案根据分析、研究被加工零件螺纹孔，在箱体上分别加工，技术要求及生产纲领。深入现场调查分析零件（或同类零件）的加工工艺方法，定位和加紧，所采用的设备、刀具及切削用量，生产率情况及工作条件等方面的现行工艺资料，以便制定出切合实际的合理工艺方案。§2.2切削用量的确定及刀具的选择§2.2.1切削用量的确定由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率。所选择的切削用量比一般通用机床的切削用量

要低一些。总体上说：在采用多轴加工的组合机床的切削用量和切削速度要低一些。根据现有组合机床使用情况，多轴加工的切削用量比通用机床单刀加工的切削用量约30%左右。查《机械加工工艺手册》选取所需刀具，选用 M10细柄机用丝锥。（2-1（2-1）T=195Di.4Pwi.5式中T-切削转矩（Nmm）D-主轴直径（mm）Pw-工件螺距（mm）由已知得螺纹直径D=10mm，取Pw=1.5mmT=9Nm考虑到莫顿系数，取T=25Nmm考虑到莫顿系数，取T=25Nmm切削功率（2-2）P=TV（2-2）9740兀DT-切削转矩（N-mmT-切削转矩（N-mm）V-切削速度（m/min）查《组合机床设计》表3-13知：加工材料为铸铁时攻螺纹切削速度为2.5〜5m/min。初定主轴转速为120r/min，由（2-3）1000Vn-（2-3）nD

可得切削速度mD120v= =可得切削速度mD120v= =1000 1000=3.768m/min(2-4)代入式（2-2）可得切削功率Tv9740TD259740X1000=0.3kW§2.2.2选择刀具根据攻丝孔的深度及直径大小，并结合加工条件及要求，根据《机械加工工艺手册》，选择的刀具为丝锥，其直径分别为姐0。丝锥的具体结构和尺寸如图2-1所示:d(mmd(mm)d](mm)l(mm)L(mm)姐08.22272表2-1图2-1丝锥外形图§2.3主轴、接杆结构的确定§2.3.1主轴的选择根据《专用机床设备设计》表7-29（攻螺纹主轴直径的确定）查得：当螺纹为10，扭矩T=9Nmm时，主轴直径d，=20mm。再查表7-30（通用攻丝主轴的系列参数），确定主轴类型为：前后支承

均为圆锥滚子轴承的主轴。d-d-20mmDD/d=30/16mm1攻丝靠模规格代号:2；主轴外伸尺寸为120mm。具体结构如图攻丝靠模规格代号:2；主轴外伸尺寸为120mm。具体结构如图2-2所示:图2-2主轴外伸图§2.3.2选择接杆、攻丝卡头加工螺纹时，常采用攻螺纹靠模装置和攻螺纹卡头及相配套的攻螺纹接杆，丝锥用相应的弹簧夹头装在攻螺纹接杆上。查《组合机床设计简明手册》中图8-1，选用用于夹持M6〜M30的机用丝锥弹簧夹头。查《组合机床设计简明手册》中图8-6,选用攻螺纹卡头及攻螺纹接杆。§2.4多轴箱所需功率的计算传动系统确定之后，多轴箱所需要的功率按下列公式计算TOC\o"1-5"\h\zP=P+P+P=£p+1lp+8p (2-5)多箱切削空失 切削 空 失i=1 i=1 i=1式中P切削一切削功率，单位为KWP空——空转功率，单位为KWP失——与负荷成正比的功率损失，单位为KW每根主轴的切削功率前面已经计算；每根主轴的空转功率按《组合机床设计简明手册》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%。1、 主轴切削功率P=Tv/9740D=0.3KW （2-6）p切削=6P=6x0.3=1.8KW （2-7）2、 空转功率由于主轴直径为20mm，根据《组合机床设计简明手册》表4-6:主轴转速为n=120r/min据《组合机床简明手册》表4-6得空转功率为0.007KW3、 功率损失每根轴上的功率损失，一般可取所传递功率的 1%P失=（2.4+0.007）x1%=0.02407KW （2-8）从而计算出多轴箱所需功率为P=P+P+P=£p+1lp+8P=1.8+0.007+0.02407=1.82414kW多箱切削空失 切削 空 失i=1 i=1 i=1（2-9）据《组合机床简明手册》表5-39选用动力箱：1TD32电动机型号Y100气-4,电动机功率2.2kw电动机转速n=1430r/min,L=320mm，输出轴转速为715r/min。§2.5确定动力部件的工作循环及工作行程动力部件的工作循环是指：加工动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置又返回到原始位置的动作过程。一般包括快速引进、工作进给、快速退回等动作。1、工作行程长度的确定工作进给长度L工应等于工件加工部位长度L（多轴加工时应按最长孔计算）与刀具切入长度L1和切出长度L2之和。如图2-3所示。图2-3工作进给长度切入长度匕应根据工件端面的误差情况在5-10mm之间选择，误差大时取大值。由于是盲孔，所以切出长度L«式中：L锥——丝锥前端锥部的长度。由于加工深度一定，选择L工=8+3+20=31mm。2、 快进、快退长度按加工具体情况而定，保证加工所有刀具均退至夹具套内，不影响工件装卸，因此取快进长度为100mm。3、 动力部件的工作循环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加工终了位置，又返回到原位的动作过程。动力部件的工作循环如图2-4所示（主轴正转）原位快进攻进^1 攻退 『^■1 停止快退（主轴反转）图2-4动力部件的工作循环§2.6攻螺纹装置的设计§2.6.1攻丝靠模装置在组合机床上攻制螺纹多采用攻丝靠模装置。其原理仍然是“自引法”攻丝。这种攻丝装置的进给运动，直接由靠模螺杆、螺母得到。常用的靠模装置有：TO281型攻丝靠模装置和TO282型靠模装置。本设计中采用了通用的TO281型攻丝靠模装置图2-5TO281型攻丝靠模根据d=20mm，查得《专用机床设备设计》表7-42（第I、第II类攻丝靠模规格）：选用型号为16・1T0281的攻丝靠模装置其具体参数为：D°=M5~M12mm,P<1.75mmd=16mm,D=33mm,DxP=M18xP这类靠模用于组成固定式攻螺纹装置时，有较好的敞开性，装卸和调整较为方便。松开压板后，整套靠模就可以很方便地从靠模头前端抽出，利用攻螺纹卡头上的调整螺母，能方便地调整丝锥的轴向位置。缺点是轴向尺寸很大。动力由攻丝主轴通过双键传到攻丝靠模杆，再经平键传递给攻丝卡头上的丝锥。靠模螺母通过结合子和弹簧装在套筒内，套筒由压板压在靠模板谁上。攻丝时，靠模杆边转动边向前移动，其进给量与丝锥引进量相同。压板的压力要适当，以保证丝锥遇到故障不能前进，扭力增大，靠模杆与靠模螺母同时转动，停止进给，避免破坏传动件或扭转丝锥。这种装置易于调整，只要松开压板，则可方便的将攻丝靠模取出，且在变动加工螺孔规格时，易装卸调换。选用攻螺纹靠模规格2。其具体结构如图2-5所示。§2.6.2选择攻丝卡头攻丝卡头用于连接丝锥和攻丝主轴（或靠模装置），其主要作用是：1、 保证丝锥与被加工的螺纹底孔自动对中，并保证丝锥顺利引进。2、 补偿丝锥每分钟引进量与攻丝主轴（或靠模装置）每分钟进给量之差值，保证丝锥引进与攻丝装置进给同步。因此，要求攻丝卡头有很好的定心性及补偿灵活性，径向尺寸应较小，以适应中心距小的螺孔加工。攻丝卡头的主要形式有： a、丝锥“超前”进给的单向补偿攻丝卡头；b、主轴或攻丝靠模“超前”进给的单向补偿攻丝卡头。在此，可选用主轴“超前”进给的单向补偿攻丝卡头。主轴“超前”进给是指攻丝主轴每分钟进给量大于丝锥每分钟的引进量，其差值由攻丝卡头中的压力弹簧来补偿。弹簧的预压力，最好稍大于丝锥开始切入被加工螺纹底孔所需的轴向力，而小于丝锥的进给拉力。其具体结构如图2-6所示。5 3 £ 1图2-6主轴“超前”进给的单向补偿攻丝卡头1一卡头芯杆；2一销；3一套罩；4一卡头体；5一压力弹簧§2.6.3攻螺纹行程的控制攻螺纹行程控制机构是组合机床的一个通用组件，用于控制攻螺纹工作循环。常用的有回转式或直线式。结合实际情况本次设计采用回转式攻螺纹行程控制机构。回转式攻螺纹行程控制机构（详参阅《组合机床简明手册》图7-15）,一般用于多轴攻螺纹。它可以设置在多轴箱左侧或右侧。其工作原理是：攻螺纹主轴做正向切削回转时，通过齿轮zi和z2传动（主轴与蜗杆之间可能不止一对齿轮），使蜗杆传动蜗轮引带动挡铁盘43回转。当丝锥攻到全深时，盘43相应地转过一定的角度，盘43上的仅向挡铁压下反向行程开关，攻螺纹电机反转，即丝锥反转退回至原位，盘43上的原位挡铁重新压下原位开关，使电动机及主轴停转，至此一个攻螺纹循环结束。若原位或反向开关失灵，互锁挡铁随即压下互锁开关（越位保护开关），使攻螺纹电动机断电，实现越极限保护。第3章组合机床多轴箱设计§3.1攻螺纹概述在组合机床上攻螺纹，根据工件加工部位分布情况和工艺要求，常有攻螺纹动力头攻螺纹、攻螺纹靠模装置攻螺纹和活动攻螺纹模板攻螺纹三种方法。攻螺纹动力头用于同一方向纯攻螺纹工序。利用丝杠进给，攻螺纹行程

较大，结构复杂，传动加工螺纹精度较低（一般低于7H级）目前极少应用。攻螺纹靠模装置用于同一方向纯攻螺纹工序。 由攻螺纹主轴箱和攻螺纹靠模头组成。靠模螺母和靠模螺杆是经过磨制并精细研配的，因而螺孔加工精度较高。靠模装置结构简单，制造成本低，并能在一个攻螺纹装置上方便地攻不同规格的螺纹，且可各自选用合理的切削用量，目前应用很广泛。若一个主轴箱在完成攻螺纹的同时还要完成钻孔等工序时，就要采用攻螺纹模板攻螺纹，即只需在主轴箱的前面附加一个专用的活动攻螺纹模板，便可完成攻螺纹工作。§3.2多轴箱的组成及表示方法§3.2.1多轴箱的组成多轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。其基本结构中，箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件；主轴、传动轴、传动齿轮、动力箱和电动机齿轮等为传动类零件；分油器、注油标、排油塞、和防油套等为润滑及防油元件。本多轴箱考虑到实际情况，在箱体体内安排了四排 32mm宽的齿轮。§3.2.2多轴箱总图绘制方法特点一、主视图主要表明多轴箱主轴的位置及齿轮传动系统，齿轮齿数，模数以及所在排数，润滑系统等。因此，绘制主视图就是在设计的传动系统图上标出各轴编号，画出润滑系统，标注各轴编号，画出润滑系统，标注主轴、油泵轴、驱动轴的转速、油泵的转向及坐标尺寸、最低主轴高度尺寸等。并标注部分件号。二、展开图其特点是轴的结构图形多。各主轴和传动轴及轴上的零件大多是通用化的，且是有规则排列的。一般采用简化的展开图并以装配表配合，表明主轴箱各组件的装配结构。绘制的具体要求如下：1、展开图主要表示各轴及轴上零件的装配关系。包括主轴、传动轴、驱动轴、手柄轴、油泵轴及其上相应的齿轮、隔套、防油套、轴承或油泵等机件形状和安装的相对位置。图中各零件的轴向尺寸（齿轮套除外）要按比例画出，轴向距离和展开顺序了可以不按传动关系绘制， 但必须注明齿轮排数、轴的编号及直径规格。对近距离轴往往要求按实际间距绘制相关轴的成套组合件，以便能直观的检查有否碰撞现象。2、 对接构相同的同类型主轴、传动轴可只画一根，在轴端注明相同的轴号即可。对于轴向装配结构基本相同，只是齿轮大小及排列位置不同的两根或两组轴，可以画在一起，即轴心线两边各表示一根或一组轴。3、 展开图上应完整标注主轴箱的三大箱体厚度尺寸及箱体壁和内腔有关联系尺寸、主轴外伸长度等。总图上还应有局部剖视表明动力箱与后盖及前后盖与箱体间的定位结构。§3.2.3多轴箱技术条件多轴箱制造部装要求：1、 多轴箱制造和验收技术条件：多轴箱按ZBJ5802-89《组合机床多轴箱制造技术条件》进行制造，按JB3043-82《组合机床多轴箱验收条件技术》进行验收。2、 主轴精度：按JB3043-82《组合机床多轴箱精度》标准进行验收。§3.3多轴箱通用零件多轴箱的通用零件的编号方法如下:图3-1多轴箱通用零件编号方法T07或1T07系指与TD或与1TD系列动力箱配套的主轴箱同用零件，其标记方法详见《组合机床设计简明手册》中表4-1、表4-2、表4-4、表4-5和第七章相应的配套零件表。顺序号和零件顺序号表示的内容随类别号和小组号的不同而不同。例如：800X630T0711-11，表示宽800mm，高630mm的主轴箱体；30T0731-42，表示用圆锥滚子轴承、直径为^30mm的传动轴；3X40X40T0741-91表示模数为3、齿数为40、孔径为^40mm和宽度为32mm的齿轮。§3.3.1通用箱体类零件多轴箱的通用箱体类零件配套表详见《组合机床设计简明手册》中表7-4；箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。多轴箱体基本尺寸系列标准（GB3668.1-83）规定，多轴箱体宽度和高度是根据配套滑台的规格按规定的系列尺寸（《组合机床设计简明手册》中表7-1）选择；多轴箱后盖与动力箱法兰尺寸见《组合机床设计简明手册》中表 7-2，其结合面上联接螺孔、定位销孔及其位置与动力箱联系尺寸相适应（参见《组合机床设计简明手册》中表5-40）；通用多轴箱体结构尺寸及螺孔位置详见《组合机床设计简明手册》中表7-1及表7-3。多轴箱的标准厚度为180mm，用于卧式主轴箱的前盖厚度为55mm，用于立式的因兼作油池用，故加后到70mm，基型后盖的厚度为90mm，变形后盖厚度为50mm，100mm和125mm三种，应根据多轴箱的传动系统安排和动力部件与多轴箱的连接情况合理选用。本设计中前盖为 70mm，后盖为125mm。§3.3.2通用主轴、传动轴、齿轮和套本设计中，通用主轴、通用传动轴的传动结构，配套零件及联系尺寸，详见《组合机床设计简明手册》中第七章第二节。多轴箱通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮三种（见《组合机床设计简明手册》表4-5），其结构型式、尺寸参数及制造装配要求详见《组合机床设计简明手册》表7-24~7-23。多轴箱用套和防油套综合表参阅《组合机床设计简明手册》表7-24、表7-23。§3.4绘制多轴箱设计原始依据图§3.4.1确定多轴箱轮廓尺寸通用多轴箱厚度是一定的、卧式325mm。因此，确定多轴箱，主要是确定多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度hl。B=b+bl (3-1)H=h+«bi (3-2)式中b 工件在宽度方向相距最远的两孔的距离 b=250mmbl 最边缘主轴中心全箱体壁距离 b1>70~100mm,取b1=100mmh 工件在高度方向相距最远的两孔距离 h=250mmh1——最低轴高度B=250+2x100=450mmH=250+100+175=515.5mm查《组合机床设计简明手册》，P135表7-1选取多轴箱体规格尺寸630x500。§3.4.2多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图如下：

630图3-2多轴箱设计原始依据图§3.5主轴及传动轴的确定§3.5.1主轴形式的确定主轴的型式，主要取决于加工工艺方法、刀具主轴联接结构、刀具的进给抗力和切削转矩。攻螺纹类主轴按支承型式分为两种：1、前后支承均为圆锥滚子轴承主轴。2、前后支承均为推力球轴承和无内环滚针轴承的主轴。本设计中根据加工工艺要求，采用了第一种前后支承均为圆锥滚子轴承主轴。其装配结构、配套零件及联系尺寸详见《组合机床设计简明手册》中第七章第二节。主轴材料采用了40Cr钢，热处理C42。数量：6根。§3.5.2传动轴形式及直径的计算传动轴同主轴一样，采用前后支撑均为圆锥滚子轴承支撑的形式.根据主轴传动功率查《组合机床简明手册》表3-4得D=B410M （3-3）式中B-系数（传动轴B取5.2）D-轴的直径M-轴所传递的转距初步估算传动轴直径，之后进行校核。其中 1、11轴直径为40mm,8、9轴直径为30mm。§3.6辅助装置的选择§3.6.1润滑、密封装置油泵轴的位置要尽可能靠近油池，离油面高度不大于 400~500毫米；油泵轴的转速，须根据工作条件而定，主轴数目多，油泵转速应选的高些。当用R12-1型叶片泵时，油泵转速可在400~900转/分范围内选择。当箱体宽度大于800毫米，主轴数多于30根时，最好采用两个油泵，以保证充分润滑。本主轴箱内采用了一个R12-1型叶片泵，为了便于维修，油泵齿轮布置在了第一排。油泵的安置要使其回转方向保证进油口到排油口转过 270°。转速为675r/min。密封装置为防止漏油的主轴性，以防止灰尘及其他杂质进入主轴箱，本机床为卧式，可以用防油套来作密封装置。特点：简单、价廉，但磨损较快，寿命短。§3.6.2手柄轴的安置多轴箱一般设手柄轴，用于对刀、调整、或装配检修时检查主轴精度。手柄轴转速尽量高些，其周围应有较大空间。本设计手柄轴的转速为450r/min。§3.7多轴箱传动系统的设计多轴箱传动系统设计，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，把驱动轴与各主轴连接起来，使各主轴获得预定的转速和转向。§3.7.1对多轴箱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的规格、数量为最少。因此，应尽量用用一根中间传动轴带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排上。当中心距不符合标准时，可采用变位齿轮或略微改动传动比的方法解决。2、 尽量不用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷，影响加工质量。遇到主轴分布较密，布置齿轮的空间受到限制或主轴负荷较小、加工精度要求不高时，可用一根强度较高的主轴带动1~2根主轴的传动方案。3、 用于粗加工主轴上的齿轮，应尽可能设置在第I排，以减少主轴的扭曲变形；精加工主轴上的齿轮，应设置在第III排，以减少主轴的弯曲变形。4、 多轴箱内具有粗精加工主轴时，最好从动力箱驱动轴齿轮传动开始，就分两条加工路线，以免影响加工路线。5、 驱动轴直接带动的传动轴数不能超过两根，以免给装配带来困难。§3.7.2传动系统的设计计算1、已知各主轴转速及驱动轴到主轴之间的传动比。主轴转速n=n=n=n=n=n=120r/min (3-4)2 3 4 5 6 7驱动轴转速n=720r/min主轴总的传动比

. 720匚i =6（3-5）0-2、3、4、5、6、7 120各轴传动比分配因为要求主轴上齿轮不过大，所以最后一对齿轮取升速。,， 1（3-6）i —z/z—1一2、3、4、5、6、7 主轴1 1.6驱动轴0-11轴以及11-1轴均用降速，取i—土—2（3-7）0-11 z0则11-1轴的传动比为. z 1i——1^— （3-8）1-11 z 4.81中间轴1与传动轴8齿轮采用升速.z1i—8—（3-9）1-8 z1 4传动轴8与手柄轴9采用升速.z1i——9— （3-10）8-9 zL58手柄轴9与油泵轴10采用升速2、

.• Z1i.• Z1i=10=9-10 z 1.59(3-11)主轴与蜗杆轴12的传动比为(3-12)3、各轴齿轮参数及转速的计算已知：主轴转速n=120r/min，主轴直径d=20mm，主轴齿轮模数m=3。取驱动轴齿轮的模数m=3，齿数z0=24（数量1个，设在第W排）。（1）传动轴11的齿轮参数及转速计算由（3-7）知z=二=4811i0-11转速n=720^―=360r/min11 48m=3（数量1个，设在第W排）一，取 z11=20m=3（数量1个，设在第III排）（2）中间轴即轴1的齿轮参数及转速计算由（3-8）知z ,Z]=8=20X4.8=961-11

m=3（数量1个，设在第III排）转速1%=360x——=75r/min_，取 z1=52m=3（数量2个，分别设在第I、II排）（3）主轴2、3、4、5、6、7的齿轮参数及转速计算由式（3-6）知，- 1Z主轴 11一2、3、4、5、6、Z主轴 11一2、3、4、5、6、71 1.6取主轴转速n =75x1.6=120r/min主轴m=3（数量6个，分别设在第I、II排）主轴5上有一个与蜗杆轴齿轮啮合的齿轮取 z广30m=2.5（数量1个，设在第I排）（4）传动轴8的齿轮参数及转速计算由式（3-9）知z-zxi=96x—=248 1 1-8 4传动轴8转速n=75x4=300r/min8m=3（数量1个，设在第III排）一，取 z8=36m=2.5（数量1个，设在第I排）（5） 手柄轴9的齿轮参数及转速计算由式（3-10）矢口. ' 1z=ixz=36xi5=24转速n9=300x1.5=450,/minm=2.5（数量1个，设在第I排）一，取 z9=36m=2.5（数量1个，设在第W排）（6） 油泵轴10的齿轮参数及转速计算由式（3-11）矢口1z=ixz=36x苻=24转速ni0=450x1.5=675r/minm=2.5（数量1个，设在第I排）（7） 蜗杆轴12的齿轮参数及转速计算

由式(3-12)知常=i12xz=1.2x30=36m=2.5(数量1个，设在第W排)§3.8验算和校核§3.8.1验算各主轴转速n主轴234567=720x24x20x52=121.875,/min<120x(1+5%)=126r/minn主轴234567489632转速相对损失在5%以内，符合设计要求§3.8.2齿轮模数校核分析：传动过程中，齿轮啮合会产生很大的弯曲疲劳齿轮强度，在所有啮合过程中，以动力箱齿轮和齿轮啮合产生的应力最大。因此选取动力箱齿轮进行模数计算:查《机械设计》P209，公式10-5，得:(3-13)公式中：K=七.K.K；、为载荷系数七:使用系数，查P201，表七:使用系数，查P201，表10-2，取KA=1.25%:动载系数，查P202，图10-8，取Kv=1.25匕：齿间载荷分布系数，查P203匕：齿间载荷分布系数，查P203，表10-3，取K=1.0K^:齿间载荷分布系数，查P204，表10-4，取K广1.117T：传递扭矩；T1=95.5x105x-=955舞孔8=24042N-m (3-14)因为传递的功率较小，选取与=0.5，Z0=24，七、'查《机械设计》P209，表10-5七=2.76;］=1.56［日尸查《机械设计》P216，图表10-20c，［日尸二427<：2x1.25x1.25x24.04x1052.76x2.56m>3 x =2.063 0.5x242 427(3-15)由于齿轮模数大小取决于弯曲强度所决定的承载能力。 m=3>1.82，完全满足疲劳强度要求。因此所取齿轮模数满足使用及性能要求。§3.8.3齿轮的投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11小齿轮传递功率较大，Z=20,转速为357.5r/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F / 、质"八 (顷)式中F—圆周力（kg）b—齿宽（mm）K=KaXKVXKaXK （3-17）式中 K—（载荷系数）kA—1.00（使用系数）Kv—1.05（动载荷系数）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=2x30.093x1000/51=1180.12N式中 T一主动轮上的扭矩（kg/mm）d一小齿轮节圆直径（mm）查《机械设计》表10-5得Y“=1.52一弯曲强度重合度系数Y尸广2.97—齿形系数[o」=240MPa查《组合机床设计简明手册》图7-6可得：b=32mm。贝Uof=1.464x1180.12x1.52x2.91/32x3=80.42MPa・.・ofV[。」 小齿轮的弯曲强度合格。2、疲劳强度校核

式中K-使用系数b=3Z :'性口〈3式中K-使用系数b=3Z :'性口〈3] (3-18)He\bxdxu HZe=189.8——弹性系数F=1180.12Nbxdi=32x66=2112mm2u+1/u=(2°+1)+322032=2.6K=KaKvK(3-19)Ha式中 Ka—1.00 （使用系数）Kv—1.05 （动载荷系数）K—1.0（齿间载荷分布系数）HaK—1.112（齿向载荷分布系数）H则 K=1.0x1.05x1.0x1.112=1.221180.12x1.22x2.412=652.24MPa=3x189.8=652.24MPah \ 2112[bh]=800MPa

bhv[bh]故小齿轮疲劳强度合格。§3.2轴的强度校核验算传动轴的直径传动轴1：轴径40mm，经III排齿轮传动后，带动6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M=Miii+M2i2+„Mni^ （3-2°）式中M一传动轴所承受的总转矩Mn—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。主轴箱中共有6根主轴，M总=6X55X32/52=20.2N・m查《组合机床简明手册》表3—4得D=B410M （3—17）式中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=5.2X41020.2=19.6mm当传动轴D=40mm时，查《组合机床简明手册》表3—4得［退=1（度/米）M=360N•m满足直径为40mm的传动轴所能承受的转矩，即直径为40mm传动轴满足强度条件。从而可以得出，各轴实际承受的扭矩远远小于轴所能承受的扭矩最大值。因此其强度完全满足要求。结论本课题基于使设计出的机床结构简单、使用方便、效率高、质量好提出的要求，着重选择最佳的工艺方案，合适地确定机床工序集中程度，合理地选择组合机床的通用部件，恰当的组合机床的配置型式，合理地选择切削用量，以及设计高效率的工具、刀具及主轴箱就是本次设计主要内容。具体的工作就是要制定工艺方案，进行机床结构方案的分析和确定，进行组合机床总体设计，组合机床的部件设计和施工设计，使其具有工程意义，实现其在实际应用中的价值。虽然组合机床的应用越来越广泛，随之，各种各样组合机床的设计也经常见于报道，经过本次毕业设计，对资料的查阅和研读，可以得出结论，对各种组合机床的设计的研究方向随着自动化技术的飞速发展而趋于这样一种研究方向，即组合机床及其自动线方向。近几十年来组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、机械、航空及军工等部门已获得了广泛的使用，一些中小批量生产的部门也开始推广使用。除了组合机床及其自动线方向外，还有以下几个发展方向为：1、 提高生产率2、 提高加工精度3、 提高自动化程度4、 发展专能组合机床及自动线以上这些问题在理论上和实际实现上都将有一定的难度，它们都是机械设计及其自动化方面值得进一步探讨、需要解决的问题，也是今后努力的一个方向，欣喜的是越来越多的人开始关注这个问题并为之作出不懈的努力，相信不久的将来它们一定能得到较好的解决！参考文献王昆，何小柏，江信远主编.机械设计课程设计.北京：高等教育出版社，1995.12:P47-175濮良贵，纪名刚主编.机械设计第八版.北京：高等教育出版社，2006.5:P186-383孙桓，陈作模，葛文杰主编.机械原理.北京：高等教育出版社，2006.5:P174-232金振华主编.组合机床及其调整与使用.北京：机械工业出板社，:P270-300王树勋，高广升编著.冲压模具结构大全.广州：华南理工大学出版社，:P1-256模具实用技术丛书编委会编著.冲模设计应用实例.北京：机械工业出版社，1999.6:P1-35中国纺织大学工程图学教研室等编.画法几何及工程制图.上海：上海科学技术出版社，1998.7:P1-200吴诗谆主编.冲压工艺学.西安：西北工业大学出版社，1995.12:P1-300万战胜等编.冲压工艺及模具设计.北京：中国铁道出版社，1995:P1-356刘湘云，邵全统主编.冷冲压工艺与模具设计.北京：航空工业出版社，1994.8:P1-352余最康等编著.冷冲压模具设计与制造.南京：江苏科技出版社，1983:P1-420夏巨退,李志刚主编.中国模具设计大典.安徽：江西科学技术出版社，1990:P889-1231王洪欣等主编.机械设计工程学.徐州：中国矿业大学出版社，2001.1:P135-356中国标准出版编辑部编.中国国家标准汇编-19.北京：中国标准出版，1986:P986-1023许广邺主编.实用模具设计与制造手册.机械工业出版社，2005.9:P125-351高军主编.金属塑性成形工艺与模具设计.北京：国防工业出版社.韩森和主编.冷冲压工艺及模具设计与制造.高等教育出版社..谢家瀛主编.组合机床简明设计手册.机械工业出版社.1992.大连组合机床研究所编.组合机床设计手册.机械工业出版社.1991[3].纪名刚主编.机械设计.西工大出版社.2000[4].金振华主编.组合机床及其调整与使用.机械工业出版社.1986[5].张亚雄主编.齿轮设计丛书.机械工业出版社.1986[6].黄云清主编.公差配合与测量技术.机械工业出版社.2000[7].刘鸿文主编.材料力学.高等教育出版社.1991[8].胡家秀主编.机械零件设计实用手册.机械工业出版社.1999[9].黄鹤汀主编.金属切削机床设计.上海科技文献出版社.1986.顾唯帮主编.金属切削机床.机械工业出版社.1984.李天无主编.简明机械工程设计手册.云南科技出版社.1988.李铁尧主编.金属切削机床.机械工业出版社.1990.金针华主编.组合机床调整及使用.机械工业出版社.1990.李元奇主编.计算机辅助设计多孔钻主轴箱.机械工业自动化.1983致谢首先感谢我的指导老师房建峰讲师，此次毕业设计是在他的悉心指导和亲切关怀下完成的。在我完成毕业设计的两个月期间，导师给予了亲切的关怀和谆谆的教导，使我能正确对待学习中遇到的困难和挫折，导师给了大力的支持和鼓励。导师严谨认真的治学态度、求实的工作作风、丰富的科研经验、科学的思维方式和正直的人格都令我非常敬佩，并将多我产生深远的影响。在此论文完成之际，谨向我的导师表示诚挚的谢意和深深的敬意 ！其次，感谢河南科技大学机电工程学院全体老师的辛勤培养和谆谆教诲！最后，感谢所有一直关心和帮助我的人们。附录ProcessPlanningTheproductdesignistheplanfortheproductanditscomponentsandsubassemblies.Toconverttheproductdesignintoaphysicalentity,amanufacturingplanisneeded.Theactivityofdevelopingsuchaplaniscalledprocessplanning.It isthe linkbetweenproduct design andmanufacturing.Processplanninginvolvesdeterminingthesequenceofprocessingandassemblystepsthatmustbeaccomplishedtomaketheproduct.Inthepresentchapter,weexamineprocessingplanningandseveralrelatedtopics.Attheoutset,weshoulddistinguishbetweenprocessplanningandproductionplanning,whichiscoveredinthefollowingchapter.Processplanningisconcernedwiththeengineeringandtechnologicalissuesofhowtomaketheproductsanditsparts.Whattypesofequipmentandtoolingarerequiredtofabricatethepartsandassembletheproduct?Productionplanningisconcernedwiththelogisticsofmakingtheproduct.Afterprocessplanningisconcernedwithorderingthematerialsandobtainingtheresourcesrequiredtomaketheproductinsufficientquantitiestosatisfydemandforit.ProcessPlanningProcessplanninginvolvesdeterminingthemostappropriatemanufacturingandassemblyprocessesandthesequenceinwhichtheyshouldbeaccomplishedtoproduceagivenpartorproductaccordingtospecificationssetforthintheproductdesigndocumentation.Thescopeandvarietyofprocessesthatcanbeplannedaregenerallylimitedbytheavailableprocessingequipmentandtechnologicalcapabilitiesofthecompanyofplant.Partsthatcannotbemadeinternallymustbepurchasedfromoutsidevendors.Itshouldbementionedthatthechoiceofprocessesisalsolimitedbythedetailsoftheproductdesign.Thisisapointwewillreturntolater.Processplanningisusuallyaccomplishedbymanufacturingengineers.(Othertitlesincludeinindustrialengineer.)Theprocessplannermustbefamiliarwiththeparticularmanufacturingprocessesavailableinthefactoryandbeabletointerpretengineeringdrawings.Basedontheplanner’sknowledge,skill,andexperience,theprocessingstepsaredevelopedinthemostlogicalsequencetomakeeachpart.Followingisalistofthemanydecisionsanddetailsusuallyincludewithinthescopeofprocessplanning:.Interpretationofdesigndrawings.Thepartofproductdesignmustbeanalyzed(materials,dimensions,tolerances,surfacefinished,etc.)atthestartoftheprocessplanningprocedure..Processandsequence.Theprocessplannermustselectwhichprocessesarerequiredandtheirsequence.Abriefdescriptionofprocessingstepsmustbeprepared..Equipmentselection.Ingeneral,processplannersmustdevelopplansthatutilizeexistingequipmentintheplant.Otherwise,thecomponentmustbepurchased,oraninvestmentmustbemadeinnewequipment..Tools,dies^moldsfixtures,andgages.Theprocessmustdecidewhattoolingisrequiredforeachprocessingstep.Theactualdesignandfabricationofthesetoolsisusuallydelegatedtoatooldesigndepartmentandtoolroom,oranoutsidevendorspecializinginthattypeoftooliscontacted.Methodsanalysis.Workplacelayout,smalltools,hoistsforliftingheavyparts,eveninsomecaseshandandbodymotionsmustbespecifiedformanualoperations.Theindustrialengineeringdepartmentisusuallyresponsibleforthisarea..Workstandards.Workmeasurementtechniquesareusedtosettimestandardsforeachoperation..Cuttingtoolsandcuttingconditions.Thesemustbespecifiedformachiningoperations,oftenwithreferencetostandardhandbookrecommendations.ProcessPlanningforpartsForindividualparts,theprocessingsequenceisdocumentedonaformcalledaroutesheet.(Notallcompaniesusethenameroutesheet;anothernameis“operationsheet.”)Justasengineeringdrawingsareusedtospecifytheproductdesign,routesheetsareusedtospecifytheprocessplan.Theyarecounterparts,oneforproductdesign,theotherformanufacturing.Atypicalroutesheet,illustratedinFig.21.1,includesthefollowinginformation:(1)alloperationstobeperformedontheworkpart,listedintheorderinwhichtheyshouldbeperformed;(2)abriefdescriptionofeachoperationindicatingtheprocessingtobeaccomplished,withreferencestodimensionsandtolerancesonthepartdrawing;(3)thespecificmachinesonwhichtheworktobedone;and(4)specialtoolingsuchasdiesmolds,cuttingtools,jigsorfixtures,andgages.Somecompaniesalsoincludesetuptimes,cycletimestandards,andotherdata.Itiscalledaroutesheetbecausetheprocessingsequencedefinestheroutethatthepartmustfollowinthefactory.SomeoftheguidelinesinpreparingaroutesheetarelistedinTable21-1.Decisionsonprocesstobeusedtofabricateagivenpartarebasedlargelyonthestartingmaterialforthepart.Thisstartingmaterialisselectedbytheproductdesigner.Oncethematerialhasbeenspecified,therangeofthepossibleprocessingoperationisreducedconsiderably.Theproductdesigner’sdecisionsonstartingmaterialarebasedprimarilyonfunctionalrequirements,althougheconomicsandmanufacturabilityaroleintheselection.Atypicalprocessingsequencetofabricateanindividualpartconsistsof:(1)abasicprocess,(2)secondaryprocesses,(3)operationstoenhancephysicalproperties,and(4)finishingoperations.ThesequenceisshowninFig.21.2.Abasicprocess determinesthestarting geometry oftheworkpart.Metalcasting,plasticmolding,androlingofsheetmetalareexamplesofbasicprocesses.The startinggeometrymustoftenberefined bysecondaryprocesses,operationsthattransformthestartinggeometry(orclosetofinalgeometry).Thesecondarygeometryprocessesthatmightbeusedarecloselycorrelatedtothebasicprocessthatprovidesthestartinggeometry.Whensandcastingisthebasicprocesses,machiningoperationsaregenerallythesecondprocesses.Whenarollingmillproducessheetmetal,stampingoperationssuchaspunchingandbendingarethesecondaryprocesses.Whenplasticinjectionmoldingisthebasicprocess,secondaryoperationsareoftenunnecessary,becausemostofthegeometricfeaturesthat