4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)論文正文

1、1*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 章緒論1.1課題來(lái)源、概述及發(fā)展方向4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)這個(gè)課題是來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際中的。為了提高生產(chǎn)效率，并且 能保證加工精度及加工質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的機(jī)械加工設(shè)備對(duì)其閥體進(jìn)行加工。組合機(jī)床是由已經(jīng)系列化，標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專(zhuān)用部件組合而成的 一種高效專(zhuān)用機(jī)床。它常用多刀、多面、多工位同時(shí)加工，是一種工序高度集中的加工方 法,其生產(chǎn)率和自動(dòng)化率程度高，加工精度穩(wěn)定。組合機(jī)床設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是一次性設(shè)計(jì)，它根 據(jù)被加工零件的加工特點(diǎn)、精度、和技術(shù)要求、定位夾緊情況以及生產(chǎn)率的要求等制定 總體方案，再用預(yù)先設(shè)計(jì)制造好的通用部件和通用零件，加

2、上少量的專(zhuān)用部件和專(zhuān)用零 件組成的。而通用零部件占整臺(tái)機(jī)床總零件數(shù)的70%90%,這大大的縮短了設(shè)計(jì)制造 周期，減少了制造中的問(wèn)題，提高了機(jī)床工作的可靠性，降低了機(jī)床制造成本。就大多 數(shù)組合機(jī)床來(lái)說(shuō)，目前主要用來(lái)完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲、鏜孔、銑削等工序。完成 這些工序,在工廠(chǎng)常常要采用大量的立鉆、鏜床、萬(wàn)能銑床，占用很大的廠(chǎng)房面積和很多 工人。采用組合機(jī)床，由于采用多軸多面加工，就能大大縮小占地面積，成倍和幾十倍地提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率。組合機(jī)床的發(fā)展方向?yàn)椋海?）提高生產(chǎn)率。（2）擴(kuò)大工藝范圍。（3）提高加工精 度。（4）提高自動(dòng)化程度。（5）提高組合機(jī)床及自動(dòng)線(xiàn)的可調(diào)性。（6）創(chuàng)造超小型組

3、合機(jī)床。（7）發(fā)展專(zhuān)能組合機(jī)床及自動(dòng)線(xiàn)。1.2課題目的和意義此課題的目的是讓我們?cè)谝酝鶎W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上綜合機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)、電氣控制，讓機(jī)械設(shè)計(jì)和控制技術(shù)得到有機(jī)的結(jié)合，讓專(zhuān)業(yè)所學(xué)（機(jī)電一體化知識(shí)）得到理論和實(shí)際的 融合運(yùn)用，并使我們能進(jìn)一步掌握組合機(jī)床的相關(guān)知識(shí)。同時(shí)，通過(guò)CAD制圖提高CAD在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中的使用能力。另外，通過(guò)使用所學(xué)知識(shí)，深入學(xué)習(xí)組合機(jī)床的機(jī)械部分設(shè)計(jì)和傳動(dòng)技術(shù)、控制理論 從而發(fā)現(xiàn)并解決在學(xué)習(xí)中的一些問(wèn)題，使我們進(jìn)一步掌握機(jī)械設(shè)計(jì)及傳動(dòng)控制技術(shù)；在設(shè) 計(jì)過(guò)程中通過(guò)找到各種組合機(jī)床中的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，從而簡(jiǎn)化組合機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程，可 以有效改變?nèi)斯ぴO(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、錯(cuò)誤多的狀況。1.

4、3零件圖分析圖1.1所示為被加工零件圖：4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)2012 D 1450I 帖孔耐頭邛斟圖i.i被加工零件簡(jiǎn)圖1.3.1根據(jù)加工內(nèi)容對(duì)零件圖作簡(jiǎn)單介紹根據(jù)加工簡(jiǎn)圖可知耐磨型柱塞泵閥原理如下：閥體中間有一柱塞，液體從右端面進(jìn) 入，如果這時(shí)柱塞處于閉合狀態(tài)，那么液體就流不過(guò)閥體，起到關(guān)閉作用，因此柱塞處 要求密封性極高，粗糙度小（Ra=0.8），位置精度高（平行度為1.115，對(duì)稱(chēng)度為1.121）等。等到柱塞往上運(yùn)動(dòng)，閥門(mén)一開(kāi)，液體就能通過(guò)閥體自由流動(dòng)了。而左右兩端 面的各8個(gè)孔，主要用于連接時(shí)固定用，本工序要求加工有一定的同軸度，故必須要用 靠模來(lái)保證其精度，具體方法在機(jī)床總體設(shè)

5、計(jì)中會(huì)詳細(xì)說(shuō)明。1.3.2閥體零件主要參數(shù)（1） 機(jī)床為臥式單面加工組合機(jī)床；（2） 材料為HT20Q（3） 閥體頂面4個(gè)螺紋孔（螺距2.5）中心距為150mm均勻分布。（4） 端面同時(shí)攻4個(gè)M16X2.5的螺紋孔（預(yù)鉆孔直徑為 13）;（5） 螺紋孔精度需達(dá)到H6H7即螺紋中徑6級(jí)精度，頂徑7級(jí)精度；（6） 攻螺紋精度使用絲錐攻絲靠模來(lái)保證；（7） 攻螺紋時(shí)切削速度V=3.2m/min,主軸轉(zhuǎn)速n=58.1 rpm，攻絲進(jìn)給速度S=2.5mm/r。生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)件（按兩班制計(jì)算），屬于大批量生產(chǎn)，所以要設(shè)置專(zhuān) 用設(shè)備進(jìn)行加工，提高生產(chǎn)率。第 2 章設(shè)計(jì)方案概述2.1各種加工設(shè)備的

6、性能比較環(huán)通?L鉆孔方向*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3組合機(jī)床的部件，絕大多數(shù)是通用部件，這些部件都是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)、精心制造和 長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，是按標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的名義尺寸、參數(shù)、互換尺寸等定型的。這樣， 用戶(hù)可根據(jù)被加工零件的尺寸形狀和技術(shù)要求，選購(gòu)?fù)ㄓ貌考?，組成不同形式的組和機(jī) 床，以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。組合機(jī)床和萬(wàn)能機(jī)床、專(zhuān)用機(jī)床相比，具有如下特點(diǎn)：(1) 組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占全機(jī)的7080%因此設(shè)計(jì)和制造的周期 短、投資少經(jīng)濟(jì)效果好。(2) 由于組合機(jī)床采用多刀加工并且自動(dòng)化程度較高，因而和萬(wàn)能機(jī)床相比，不僅 生產(chǎn)效率高，而且勞動(dòng)強(qiáng)度低。(3) 組合機(jī)床的通用部件都是經(jīng)

7、過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，因此不但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作 可靠，而且使用和維修都很方便。(4) 在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專(zhuān)用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置等，因而加工 質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)操作工人的技術(shù)要求不高。(5) 組合機(jī)床便于產(chǎn)品更新，當(dāng)改變加工對(duì)象時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件可以重復(fù)利 用，而不必另進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。(6) 用組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。根據(jù)以上特點(diǎn)考慮，要提高閥體加工的生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)一臺(tái)組合機(jī)床對(duì)閥體進(jìn)行加 工，是一種比較經(jīng)濟(jì)適用的辦法。2.2通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件的選用組成組合機(jī)床常用的通用部件有：床身(側(cè)底座)、底座(包括中間底座和立柱底 座)、立柱、動(dòng)力箱、主軸箱、動(dòng)力

8、滑臺(tái)等等，對(duì)一些順序加工的多工位組合機(jī)床，還 具有移動(dòng)的或回轉(zhuǎn)的工作臺(tái)。動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部 件。而只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件稱(chēng)為動(dòng)力滑臺(tái)。固定在動(dòng)力箱上的主軸箱用來(lái)布置工作 主軸、并把動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給各個(gè)刀具主軸，由于主軸的位置必須根據(jù)具 體加工零件確定，因此主軸箱不能做成完全通用的，但其組成零件(如主軸、中間軸和 齒輪等)很多是通用的。床身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的 剛度及其精度的保持性是由這些部件保證的。移動(dòng)的和回轉(zhuǎn)的工作臺(tái)是多工位組合機(jī)床 中的主要部件之一，它們起著轉(zhuǎn)換工位和輸送工件的

9、作用，因此它們的定位精度直接影 響機(jī)床的加工精度。除了上述主要部件之外，組合機(jī)床還具有各種控制部件，它們主要起著指揮作用， 保證機(jī)床按照既定的程序進(jìn)行工作。概括而言，通用部件按其功用，可分為以下幾類(lèi)：1）動(dòng)力部件：用于傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，包括動(dòng)力箱、各種單軸頭和動(dòng)力滑臺(tái)。2）支承部件：它是組合機(jī)床的基礎(chǔ)件，包括側(cè)底座、立柱、立柱底座和中間底座等。3）輸送部件：用于多工位組合機(jī)床上完成工件在工位間的輸送，其定位精度直接影響多工位機(jī)床的加工精 度。它包括4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)4回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)鼓輪等。4）控制部件：用于控制組合機(jī)床按預(yù)定程序進(jìn)行工作循環(huán)。它包括可編

10、程序控制器、液壓傳動(dòng)裝置、分級(jí)進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。5）輔助部件：它主要包括冷卻、潤(rùn)滑、排屑等輔助裝置，以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊的液壓或氣 動(dòng)裝置等。2.3確定要設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）主軸箱設(shè)計(jì)：攻絲動(dòng)力頭多軸箱展開(kāi)圖、多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖。（2）部件裝配圖設(shè)計(jì)：液壓滑臺(tái)設(shè)計(jì)、動(dòng)力箱尺寸聯(lián)系圖。（3）關(guān)鍵零件圖設(shè)計(jì)：齒輪、靠模桿、靠模螺母、靠模支承套筒。（4）液壓回路設(shè)計(jì)：攻絲調(diào)速回路（攻螺紋液壓系統(tǒng)原理圖）。第 3 章 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1制定工藝方案這是設(shè)計(jì)組合機(jī)床最重要的一步。工藝方案的制定的正確和否，決定機(jī)床能否達(dá)到 “體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，質(zhì)量好“的要求。3.1.1組合機(jī)床工藝范圍在組合機(jī)

11、床上可以完成的工序很多，但就目前使用的大多數(shù)組合機(jī)床來(lái)說(shuō)，則主要 用于箱體類(lèi)零件的平面加工和孔加工。前者包括銑平面、車(chē)平面和锪平面等，后者包括 鉆鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔以及孔口倒角、攻螺紋、锪沉頭孔和滾壓孔等。隨著組合機(jī)床技術(shù) 的不斷發(fā)展，其工藝范圍也在不斷擴(kuò)大，例如車(chē)外圓、磨屑、拋光、沖壓等工序也可在 組合機(jī)床上完成。此外，組合機(jī)床還可以完成焊接、熱處理、自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)裝配、清 洗和零件分類(lèi)等非切削工作。本組合機(jī)床加工范圍為對(duì)閥體零件頂面4-M16X2.5的螺紋孔進(jìn)行攻絲。采用絲錐進(jìn) 行螺紋加工。由于頂面有四個(gè)M16X2.5螺紋孔，故采用主軸箱分配動(dòng)力，使得四根絲錐 具有同樣的轉(zhuǎn)速和旋向，對(duì)零件頂

12、面螺紋孔一次性全部加工完畢。加工過(guò)程中采用攻絲 靠模裝置保證螺紋孔精度達(dá)到H6H7即螺紋中徑精度為6級(jí)，頂徑為7級(jí)精度。3.1.2工藝方案為了使工藝方案制定的合理先進(jìn)，必須從認(rèn)真分析零件圖紙開(kāi)始，深入現(xiàn)場(chǎng)全面調(diào)查了解相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)所需加工零件圖所示，該零件為鑄鐵鑄造，結(jié)構(gòu)如圖1.1所示其加工工藝為：(1)車(chē)兩個(gè)需要進(jìn)行通孔加工的面及其外圓至圖示尺寸，倒角。(2)用一臺(tái)組合機(jī)床同時(shí)加工兩個(gè)端面每面8個(gè)通孔，尺寸精度大約IT 110(3)裝夾兩個(gè)加工好的面車(chē)4個(gè)螺紋孔所在頂面和外圓至圖示尺寸，鉆中間孔。(4)對(duì)中間孔進(jìn)行粗鏜，半精鏜，刮孔底面，精鏜，倒角。(5)對(duì)頂面需要加工螺紋孔的位置先鉆 13

13、mm勺通孔。*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5(6)用組合機(jī)床對(duì)4個(gè)16的螺紋孔用絲錐同時(shí)進(jìn)行攻絲加工。3.1.3工藝分析本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床主要完成閥體頂面4個(gè)M16X2.5的螺紋孔的加工，由于此4個(gè) 孔中心距相同，但是他們的距離較小，如果從一根軸上同時(shí)傳出，可能會(huì)出現(xiàn)兩兩主軸 相互干涉的現(xiàn)象，所以在排布主軸齒輪的時(shí)候，就必須將其兩兩錯(cuò)開(kāi)90度。攻絲刀具一般使用標(biāo)準(zhǔn)絲錐加工，攻絲位置精度需要較高，一般控制在土0.05mm之內(nèi)。加工出的螺紋孔精度需達(dá)到H6H7即螺紋中徑精度為6級(jí)，頂徑為7級(jí)精度。3.2確定機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案根據(jù)選定的工藝方案，確定機(jī)床配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和

14、性能的主要 部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以保證零件加工精度、技術(shù)要求及生產(chǎn)效 率；又要考慮機(jī)床操作可靠方便、易于維修、冷卻、排屑情況良好。3.2.1組合機(jī)床配置型式的分類(lèi)大型組合機(jī)床的配置型式可分為兩大類(lèi)：具有固定式夾具的(單工位)組合機(jī)床和 具有移動(dòng)式夾具的(多工位)組合機(jī)床。(1)具有固定式夾具的(單工位)組合機(jī)床這類(lèi)組合機(jī)床的特點(diǎn)是：夾具和工作臺(tái)都是固定不動(dòng)的。動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 滑臺(tái)上的動(dòng)力箱(須配多軸箱)實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)。根據(jù)動(dòng)力箱和主軸箱的安置方式不同， 這類(lèi)機(jī)床的配置型式有以下幾種：a)臥式組合機(jī)床；b)立式組合機(jī)床；c)傾斜式組合機(jī) 床；d)復(fù)合式組合機(jī)床(2)具有

15、移動(dòng)式夾具的(多工位)組合機(jī)床這類(lèi)組合機(jī)床的特點(diǎn)是：夾具和工件安裝在直線(xiàn)移動(dòng)的工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái) 上，并按照一定的節(jié)拍時(shí)間做間歇的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，使工位得到轉(zhuǎn)換。這類(lèi)機(jī)床的配置型4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)6式，常見(jiàn)的有以下幾種：a）具有移動(dòng)工作臺(tái)的組合機(jī)床；b）具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的組合機(jī) 床；c）鼓輪式組合機(jī)床；d）中央立柱式組合機(jī)床322確定機(jī)床配置型式圖3.1配置型式示意簡(jiǎn)圖根據(jù)以上選定的工藝方案和前述組合機(jī)床配置型式的特點(diǎn)，再考慮到加工因素、工件大小，形狀和加工部位、生產(chǎn)率、機(jī)床使用條件的影響，我采用具有固定式夾具（單工位）的臥式組合機(jī)床作為閥體端面攻螺紋組合機(jī)床的配置形式。如圖3.1所示

16、：3.2.3確定機(jī)床大致結(jié)構(gòu)其組合機(jī)床大致結(jié)構(gòu)由圖3.2所示（下圖只表示相關(guān)的加工零件方式及組合機(jī)床各 部件大致的位置關(guān)系，不代表正式的圖紙，僅供參考和敘述需要3.3總體設(shè)計(jì)所謂總體設(shè)計(jì) 被加工零件， 在選 方案的基礎(chǔ)上，進(jìn) 設(shè)計(jì)。這些圖紙包 件工序圖，加工示圖 3. 2 組合機(jī)床大致結(jié)構(gòu)就是針對(duì)具體定工藝和結(jié)構(gòu)行方案圖紙的括：被加工零意圖，機(jī)床聯(lián)氐氣液壓系統(tǒng) 側(cè)底Hi普通揪壓滑合 史具戡加工工件*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)7系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡，統(tǒng)稱(chēng)“三圖一卡”設(shè)計(jì)。對(duì)于有些比較復(fù)雜的機(jī)床，尚須畫(huà) 出夾具方案草圖，才能確定機(jī)床各部件間的相互關(guān)系4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)83.3.

17、1被加工零件工序圖被加工零件工序圖是表明了被加工零件的形狀、尺寸，技術(shù)要求以及需在所設(shè)計(jì)機(jī) 床上完成的工藝內(nèi)容、加工用定位基準(zhǔn)和夾緊部位的圖紙。它是設(shè)計(jì)和驗(yàn)收機(jī)床的重要 依據(jù)之一，也是制造和使用時(shí)調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。如圖3.3所示：,mCD石W一19 6一圖3.3被加工零件工序圖(1)被加工零件名稱(chēng)：字60耐磨型柱塞汞閥；材料HT200;硬度200240HBS(2)圖中尺寸有“匚二I”符號(hào)者， 由本機(jī)床保證， 其余尺寸在本機(jī)床加工前由使 用單位保證。(3)圖中符號(hào)“為夾緊，“ ”為定位基準(zhǔn)。3.3.2加工示意圖加工示意圖是根據(jù)被加工零件工序圖和生產(chǎn)率要求等繪制的機(jī)床工藝方案圖。它是 設(shè)計(jì)刀

18、具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)以及選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)；是機(jī)床總體*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)9布局的原始要求；也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技術(shù)文件。 同，故只畫(huà)其中一根的加工示意圖即可（如圖3.4所示）。圖3. 4加工示意圖636n =58.1rpmv-3.2m/minS=2.5mm/rHT20Q硬度為200240HBS該圖反映出本機(jī)床加工時(shí)刀具用導(dǎo)向靠模，各主軸上的刀具對(duì)工件進(jìn)行的攻絲工 序；主軸箱、刀具、夾具和工件之間的相對(duì)位置尺寸及其聯(lián)系配合尺寸。例如，工件端 面至多軸箱端面間的距離，刀具刀尖至多軸箱端面之間的距離等；刀具、導(dǎo)向和刀具接 桿的結(jié)構(gòu)形式及其和主軸的連接方式

19、；機(jī)床的切削用量、工作循環(huán)過(guò)程及其工作行程;機(jī)床的使用條件等。3.3.3機(jī)床尺寸聯(lián)系圖機(jī)床尺寸聯(lián)系圖表示機(jī)床各部件間相互尺寸聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。它是進(jìn)行專(zhuān)用部件設(shè) 計(jì)，確定機(jī)床占地面積的技術(shù)文件，可用來(lái)確定、檢驗(yàn)專(zhuān)用部件的尺寸輪廓尺寸和機(jī)床 的主要聯(lián)系尺寸，以及檢查所選擇的通用部件是否合適等。尺寸聯(lián)系圖見(jiàn)如圖3.5所示：4根主軸加工示意圖相i-.65星 XATT& 4H r理TLf&-4X. %LTj P183.5注：被加工零件：耐磨型柱塞汞閥體；材料為26680刀Aftff83104XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)10裝料高度一般指工件安裝基面至地面的距離。組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)中推薦裝料高度為1060m m,但

20、根據(jù)所設(shè)計(jì)的具體請(qǐng)夸獎(jiǎng)能夠也可在8501060mn范圍內(nèi)選取。本機(jī)床選取H安裝=950mm。夾具底座的高度，視夾具的結(jié)構(gòu)尺寸和裝料高度而定，為了便于布置定位元件以及 使其具有足夠的剛度等，一般取300mn左右，本機(jī)床中取夾具底座高度為364mm夾具厚 度一般取150200mm但為了補(bǔ)償鑄件的誤差以及考慮到它在中間底座上的固定等問(wèn) 題，長(zhǎng)度尺寸要適當(dāng)加常，本機(jī)床取其厚度為240mm中間底座長(zhǎng)度L=2X(223/2+568+60+180+187 -(223+568+60+180+187 =995mm取1000mm確定中間底座長(zhǎng)度L后，還需要檢查夾具底座和中間底座外緣見(jiàn)的距離a,使用冷卻 液時(shí)a值一

21、般取70100mm本機(jī)床中由于結(jié)構(gòu)條件限制取a=448mm滿(mǎn)足要求。為使加 工鑄鐵時(shí)冷卻液有足夠的沉淀時(shí)間，中間底座高度取為500mm底座具有35倍冷卻液 泵的流量。最低主軸至多軸箱距離h,要保證多軸箱內(nèi)潤(rùn)滑油不至于從主軸襯套中泄露出去，一 般推薦h85140mm般主軸外伸直徑較小時(shí)，取小值，反之則取大值。本機(jī)床h=123mm故滿(mǎn)足要求。動(dòng)力部件總行程等于向前備量、工作行程和向后備量之和。向后備量一般不得小于4050mm取向后備量為40mm向前備量為30mm則動(dòng)力部件總行程L=40+142+30=212m。動(dòng)力滑臺(tái)長(zhǎng)度根據(jù)需要選擇為630mm則動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)為HY40B/630-U型*大學(xué)成人高

22、等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)11第 4 章組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)4.1組合機(jī)床主軸箱概述主軸箱是組合機(jī)床的主要部件之一，按專(zhuān)用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由通用零件組成。其主 要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求，將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)由電機(jī)和動(dòng)力部件傳給各工作主 軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。4.2主軸箱的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容主軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。具體設(shè)計(jì) 時(shí)，除了要熟悉主軸箱設(shè)計(jì)本身的一些規(guī)律和要求外，還須依據(jù)“三圖一卡”，仔細(xì)分 析研究零件的加工部位，工藝要求，確定主軸箱和被加工零件、機(jī)床其他部分的相互關(guān) 系。因此進(jìn)行主軸箱設(shè)計(jì)的依據(jù)是“三圖一卡”。4.2.1繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖

23、主軸箱原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出多軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條 件。編制此圖時(shí)，從“三圖一卡”中已知：（1）各孔位置關(guān)系尺寸。（2）工件對(duì)稱(chēng)放在主軸箱對(duì)面零件頂面孔中心線(xiàn)和主軸箱中心線(xiàn)重合。（3）最低主軸孔7高度為128mm（4）箱體輪廓尺寸：寬X高為480X422和400X387。（5）主軸箱通過(guò)TD32A動(dòng)力箱和HY40B型滑臺(tái)連接。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可編繪出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。見(jiàn)圖4.1:注：（1）被加工零件名稱(chēng)：主軸箱箱體；材料：HT200;硬度:200240 HBS（2）主軸外伸尺寸及切削用量如下表:軸號(hào)主軸外伸尺寸切削用量備注D/dL工序內(nèi)容n，rpmv,m/minf,mm

24、/r4746/2665攻絲M16X2.558.13.22.5（3）動(dòng)力部件TD32A HY40B-H，動(dòng)力箱電機(jī)功率2.2KW轉(zhuǎn)速470rpm4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)12圖4.1多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖4.2.2主軸結(jié)構(gòu)形式選擇及動(dòng)力計(jì)算（1）主軸結(jié)構(gòu)形式選擇主軸直徑已經(jīng)在編制“三圖一卡”時(shí)確定，這里只選擇主軸的結(jié)構(gòu)型式（主要是支 承結(jié)構(gòu)形式）。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，主軸結(jié)構(gòu)型式應(yīng)根據(jù)工件的加工 工藝，并考慮主軸的工作條件和受力情況等確定。本課題中機(jī)床在攻絲加工時(shí)由于主軸 進(jìn)退方向都要進(jìn)行切削。此時(shí)，選用前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸，采取反裝方 式，以便承受兩個(gè)方向的軸向力。這種支

25、承可承受較大的徑向力和不大的軸向力，且結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，軸承個(gè)數(shù)少，裝配調(diào)整比較方便。本課題中機(jī)床在攻絲加工時(shí)由于主軸進(jìn)退方向都要進(jìn)行切削。此時(shí)，選用前后支承 均為圓錐滾子軸承的主軸，采取反裝方式，以便承受兩個(gè)方向的軸向力。這種支承可承 受較大的徑向力和不大的軸向力，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸承個(gè)數(shù)少，裝配調(diào)整比較方便。主軸 結(jié)構(gòu)型式的選擇，除了軸承之外應(yīng)考慮軸頭結(jié)構(gòu)。攻絲主軸因靠模桿在主軸孔內(nèi)要作軸 向移動(dòng)，為了獲得良好的導(dǎo)向性，一般采用雙鍵結(jié)構(gòu)，不用軸向定位。（2）主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定千1111_ 1 _1_|一1111i :m|4SI*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113初選主軸直徑一般在編

26、制“三圖一卡”時(shí)進(jìn)行。初選模數(shù)主要采用類(lèi)比法，目前大 型組合機(jī)床通用主軸箱中常用的齒輪模數(shù)有2、2.5、3、3.5、4等幾種，為了便于組織生產(chǎn)，在同一主軸箱中齒輪模數(shù)最好不多于兩種。（3）主軸箱的動(dòng)力計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)確定前可以初步估算主軸箱所需要的功率，即：N主=“切/n=1.88/0.9=2.09KW。式中：N切為各主軸切削功率總和N切=0.47X4=1.88KWn為組合機(jī)床主軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取n=0.8s0.9，主軸軸數(shù)多，傳動(dòng)復(fù)雜時(shí) 取小值，反之取大值，故取n=0.9。由此得出動(dòng)力箱滿(mǎn)足主軸功率需要。4.2.3傳動(dòng)系統(tǒng)的概述和要求主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 就是通過(guò)一定傳動(dòng)鏈把驅(qū)動(dòng)軸

27、傳進(jìn)來(lái)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求 分配到各主軸。傳動(dòng)系統(tǒng)的好壞，將直接影響到主軸箱的質(zhì)量，通用化程度、設(shè)計(jì)和制 造工作量的大小以及成本的高低。因此，應(yīng)十分重視這一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)各種傳動(dòng)方案要 充分討論，分析比較，從中選出最佳方案。對(duì)多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求為：設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動(dòng)件（主軸、傳動(dòng)軸、齒輪等）的規(guī)格少，數(shù)量少，體積 小；以達(dá)到整個(gè)主軸箱的體積小，重量輕，質(zhì)量好和效率高的指標(biāo)。因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng) 系統(tǒng)時(shí)，要注意下面幾點(diǎn)：（1）在保證各主軸的強(qiáng)度、剛度以及所需轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使傳動(dòng)軸和 齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。因此要盡可能用一根傳動(dòng)軸同

28、時(shí)帶動(dòng)多根主軸，并將齒輪不 止在同一排上。（2） 盡量避免用主軸兼作傳動(dòng)軸，否則將增加主軸的負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。（3）多軸箱內(nèi)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比一般要大于1/2，最佳傳動(dòng)比為11：1.5。擬定主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的主要矛盾是，在既定的條件下，用較少的傳動(dòng)件，使數(shù)量較多的主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。因此，僅用計(jì)算或者作圖的方法往往難以擬訂出所要 求的傳動(dòng)系統(tǒng)，故一般都采用“計(jì)算、作圖和多次試湊”的方法來(lái)擬定。4.2.4主軸分布類(lèi)型及傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組合機(jī)床上所加工的零件多種多樣的，結(jié)構(gòu)各有不同，但被加工零件上孔的分布， 大體可以歸納成下述的幾種類(lèi)型：（a）同心圓分布（b）直線(xiàn)分布（c）任意分布。根據(jù)零 件端面

29、4螺紋孔均布情況分析，本次設(shè)計(jì)中主軸的位置分布采用同心圓分布方式。如圖4.2所示。該傳動(dòng)方式使得主軸分布類(lèi)型盡可能為圓形，用一根中間傳動(dòng)軸3就能帶動(dòng)四根主軸，充分滿(mǎn)足了主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的要求?？紤]到降速比不易過(guò)大，所以使用兩級(jí)齒輪傳動(dòng)減速，再由一根軸帶動(dòng)4根主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣一共形成了4排齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖4.3所示：4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)14*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)初定齒輪模數(shù)如下：第一排29/75，模數(shù)m=2第二排24/64，模數(shù)m=2.5第三排23/27，模數(shù)m=3第四排23/27，模數(shù)m=3圖4.2主軸位置按同心圓分布4.2.5確定主軸箱基本設(shè)計(jì)參數(shù)(1)齒輪模數(shù)

30、在主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖中，已給出了各主軸的位置和轉(zhuǎn)速，又通過(guò)上述主軸的位 置分析，當(dāng)按類(lèi)比法或憑經(jīng)驗(yàn)定出齒輪的模數(shù)后，便可按“計(jì)算、作圖和多次試湊”的 方法來(lái)確定齒輪的齒數(shù)，中間傳動(dòng)軸的位置和轉(zhuǎn)速。主軸是同心圓分布，由一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)4根主軸。為了避免主軸齒輪在傳動(dòng)中相互 干涉，中間傳動(dòng)軸上齒輪數(shù)設(shè)定為2個(gè)，每個(gè)齒輪帶動(dòng)2根主軸。為了保證齒輪的強(qiáng) 度，齒輪齒槽底部和內(nèi)孔鍵槽頂部之間應(yīng)有一定厚度，因而所選齒輪的齒數(shù)不能太少， 但為了減少齒輪的數(shù)量，相對(duì)兩主軸的齒輪15應(yīng)設(shè)置在同一排上，而他們的中心距較小，所以齒輪的齒數(shù)又不可取的太多。經(jīng)上述考慮，確定主軸4、5、6、7上的齒輪齒數(shù)為Z7Z8=Z9=

31、Zio=27（2）中間傳動(dòng)軸位置、直徑和轉(zhuǎn)速中間傳動(dòng)軸上的齒數(shù)不能夠取的過(guò)多，否則會(huì)使降速傳動(dòng)比過(guò)大，且會(huì)致使主軸箱 的結(jié)構(gòu)尺寸增大。但是，中間傳動(dòng)軸3上的齒輪數(shù)也不能取的過(guò)少，這是因?yàn)樗獛?dòng) 四根主軸工作，承受的扭矩較大，軸徑相應(yīng)要大些，亦即齒輪的直徑要大一些。經(jīng)過(guò)上 述分析，并通過(guò)“計(jì)算，作圖和多次試湊”，最后得出動(dòng)力箱傳動(dòng)的兩級(jí)減速軸上的齒 輪齒數(shù)。軸1上齒輪Zi=29,則它的轉(zhuǎn)速為動(dòng)力箱TD32A輸出轉(zhuǎn)速已知為470rpm。軸2上齒輪 乙=75，乙=24，則它的轉(zhuǎn)速為n2=niXZ/Z2=470X29/75=181.7rpm。軸3上齒輪 乙=64，Z5=Z6=23，則它的轉(zhuǎn)速為n3=

32、n2XZZ4=181.7X24/64=68.1rpm。中間傳動(dòng)軸的齒輪齒數(shù)確定了，其位置也就定了。所需要的只是待傳動(dòng)系統(tǒng)擬定 后，通過(guò)坐標(biāo)計(jì)算來(lái)精確的確定它的位置。各中間傳動(dòng)軸直徑根據(jù)其承受的扭矩進(jìn)行查表選擇。軸3后部分M=2M主軸=3738.63X2=7477.26N.mm故取D=40mm軸3前部分因?yàn)橛没ㄦI和后半部分連接，所以為了強(qiáng)度要求選擇直徑D=50mm軸2的M=MXi=7477.26X24/64=2803.97N.mm。故取D=35mm軸1為動(dòng)力頭伸出端，已選動(dòng)力頭為T(mén)D32A所以D=30mm4.2.6驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速和齒輪模數(shù)驗(yàn)算主軸4、5、6、7的轉(zhuǎn)速n4= n5=n6=n7= ns

33、X Z5/Z8=68.1X23/27=58.0rpm計(jì)算結(jié)果和要求的轉(zhuǎn)速基本一致，符合要求。齒輪模數(shù)驗(yàn)算，一般只對(duì)主軸箱中承受載荷最大、最薄弱的齒輪進(jìn)行接觸強(qiáng)度和彎 曲強(qiáng)度的驗(yàn)算，具體內(nèi)容見(jiàn)后面的關(guān)鍵零件設(shè)計(jì)部分。根據(jù)傳動(dòng)比前密后疏的原則，所以前面?zhèn)鲃?dòng)比要大一點(diǎn)。多軸箱兩級(jí)變速傳動(dòng)比為i= n3/n1=68.1/470=1:6.9。多軸箱主軸傳動(dòng)比為i= n7/n3=58.0/68.仁1:1.17。多軸箱總傳動(dòng)比為i總=門(mén)7/n1=58.0/470=1:8.104.3主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算當(dāng)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完后，在齒輪分布置圖上只知道主軸的坐標(biāo)（因它取決于加 工零件），而中間軸的坐標(biāo)位置還不知道。

34、坐標(biāo)計(jì)算就是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位 置以及傳動(dòng)關(guān)系，計(jì)算出中間軸軸線(xiàn)的坐標(biāo)，以便在繪制主軸箱體零件加工圖時(shí)，將各 孔的坐標(biāo)尺寸完整地標(biāo)注出來(lái)，并用以繪4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)16制坐標(biāo)檢查圖，作為對(duì)前一段設(shè)計(jì)工作的全面 檢查。*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）174.3.1主軸箱坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定為了計(jì)算主軸箱各軸的坐標(biāo)，需要在主軸箱上選擇一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)0,并建立大坐標(biāo)系X0Y當(dāng)主軸箱安裝在動(dòng)力箱上時(shí)，一般選擇主軸箱上的定位銷(xiāo)孔為坐標(biāo)原點(diǎn)（如圖4.4所示）。4.3.2各軸的坐標(biāo)計(jì)算坐標(biāo)原點(diǎn)確定后， 可根據(jù)被加工零件工序圖或多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖計(jì)算或標(biāo)注出 各主軸的坐標(biāo)。主軸坐標(biāo)的計(jì)算精確

35、到小數(shù)點(diǎn)后第三位。本次設(shè)計(jì)中，各軸坐標(biāo)通過(guò)CAD輔助設(shè)計(jì)工具得出。在A(yíng)UT0CA中1:1畫(huà)出各軸分布位置，且確定出主軸箱坐標(biāo)系 原點(diǎn)之后，可以使用AUTOCAD件直接測(cè)量所畫(huà)出的各軸坐標(biāo)位置。各軸具體坐標(biāo)如圖4.4中右邊坐標(biāo)表所示。使用該方法，省略了煩瑣的計(jì)算步驟，并且計(jì)算精度也大大提 高。4.4主軸箱展開(kāi)圖設(shè)計(jì)組合機(jī)床多軸箱展開(kāi)圖和普通機(jī)床變速箱相比，其特點(diǎn)是：一方面主軸多，齒輪嚙 合關(guān)系比較復(fù)雜；另一方面主軸箱中各主軸和傳動(dòng)軸及其上的零件大多通用化，且排列 是有規(guī)則的。多軸箱設(shè)計(jì)經(jīng)上述一系列工作后，最后根據(jù)相關(guān)要求繪制出了多軸箱總圖 及其零件圖，多軸箱類(lèi)零件均為通用鑄件，需根據(jù)被加工零件的

36、不同，在通用鑄件的基 礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充加工，其中一些專(zhuān)用零件需繪成零件圖。具體結(jié)構(gòu)尺寸參見(jiàn)相關(guān)圖紙。由于閥體孔中心距一致，從經(jīng)濟(jì)效益和合理性來(lái)看，應(yīng)該做成可換動(dòng)力頭。由于主軸箱 和動(dòng)力頭馬達(dá)相連接，故加工時(shí)，要以和馬達(dá)動(dòng)力頭配合的定位銷(xiāo)空為基準(zhǔn)進(jìn)行加工， 軸的坐標(biāo)以此孔為原點(diǎn)。為X軸丫軸122079,27123U.909 1111373220159.2714 J159.2715295159,271220234.2717 122084.221圖 4. 4 坐標(biāo)原點(diǎn)的選定4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)18了便于安裝，在上蓋外另外再開(kāi)兩個(gè)側(cè)蓋。主軸箱內(nèi)軸2和軸3由于并不承受軸向力，所以均根據(jù)軸頭直徑選擇相應(yīng)

37、的深溝球軸承。連接主軸的中 間傳動(dòng)軸由于可能受到切削時(shí)軸向力的影響，且轉(zhuǎn)速較慢，扭矩較大，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選 擇滾針軸承和止推軸承的組合裝配方式。具體見(jiàn)主軸箱展開(kāi)圖(A0)第 5 章組合機(jī)床關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)5.1機(jī)床軸類(lèi)零件設(shè)計(jì)本機(jī)床主軸為攻絲主軸，材料為40Cr鋼，熱處理：C42其余中間傳動(dòng)軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理后表面硬度220250HBS具體軸零件技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)見(jiàn)工程圖紙主軸零件 圖。軸的直徑已根據(jù)其所承受扭矩在前面查表確定，結(jié)構(gòu)根據(jù)具體經(jīng)驗(yàn)法參照手冊(cè)進(jìn)行 設(shè)計(jì)，由于使用了類(lèi)比法進(jìn)行設(shè)計(jì)所以本文不再進(jìn)行校核。主軸箱內(nèi)軸2和軸3由于并不承受軸向力，所以均根據(jù)軸頭直徑選擇相應(yīng)的深溝球軸承。連接主軸

38、的中間傳動(dòng)軸由 于可能受到切削時(shí)軸向力的影響，且轉(zhuǎn)速較慢，扭矩較大，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇滾針軸承 和止推軸承的組合裝配方式。目前，在剛性主軸設(shè)計(jì)中，大多都采用滾動(dòng)軸承，因?yàn)闈L動(dòng)軸承具有尺寸小、轉(zhuǎn)速 高、壽命長(zhǎng)、裝配簡(jiǎn)單，而且密封和潤(rùn)滑也較簡(jiǎn)單，還可以直接選用等優(yōu)點(diǎn)。軸承的選 擇和配置是支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的一環(huán)，在配置支承系統(tǒng)時(shí)應(yīng)充分注意到主軸受力情況 和各類(lèi)軸承的特點(diǎn)。確保支承系統(tǒng)有足夠的剛性。具體軸承型號(hào)見(jiàn)主軸箱展開(kāi)圖(A0)5.2機(jī)床內(nèi)齒輪零件設(shè)計(jì)主軸齒輪強(qiáng)度校核：因?yàn)閚W480，屬于低轉(zhuǎn)速，所以齒輪多為點(diǎn)蝕破壞，只需校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度。由金屬切削機(jī)床公式m=275X( KiKKsN/(Zi

39、YWmnc)1/3(5.1)驗(yàn)算第三排主軸齒輪M=3 23/27齒輪組強(qiáng)度。設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果1.選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)考慮到本主軸箱的功率不大，故齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，每排傳動(dòng)中大、小齒面硬度分別為220HBS 260HBS屬于軟齒面閉式傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，選擇齒輪精度為877GB10095-88大、小齒輪均為45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS260HBS齒輪精度為877GB10095-882.確定齒輪模數(shù)、齒數(shù)、齒寬已知m=3大齒輪 乙=27,小齒輪 乙=23齒輪寬度由組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)的齒輪寬度標(biāo)準(zhǔn)系列里選取m=3,乙=27 Z2=23*大學(xué)成

40、人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1932mmB=32mm3.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)T=9.55X106XP/nT=9.04X104Nmm矩=(1/4X9.55X106X2.2)/58.1=9.04X10“Nmm4.校核齒輪彎曲疲bF=2KTYAYBA/dZ2mc bFbFlim1=220MPa勞強(qiáng)度。查手冊(cè)取大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為：bFlim2=240MPa.（1）確定公式中bFlim1=220MPabFlim2=240MPa.KFN1=0.87各參數(shù)值彎曲疲勞壽命系數(shù)分別取心=0.87,KFN2=0.901）大小齒輪的彎KFN2=0.90SF=1.4曲疲勞強(qiáng)度極限。取彎曲疲勞安全系數(shù)SF=1

41、.4，應(yīng)力修正系數(shù)YST=2.0YST=2.02）彎曲疲勞壽命bF1 = KFN1YSTbFlim1/SFbF1 =273.43MPa系數(shù)KFN1、KFN2=220X0.87X2/1.4MPa=273.43MPa。bF2 =308.57MPa3）許用彎曲應(yīng)力bF2】= KFN2丫STbFlim2/SFYFa1=2.62,YFa2= 2.22,bF1、bF2】=240X0.90X2/1.4MPa=308.57MPaYsa1=1.59,Ysa2=1.77。查表得齒形系數(shù)YFa1=2.62,YFa2=2.22,小齒輪數(shù)值大，按小齒4）齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1=1.59,Ysa2=1.77。輪校核

42、齒根彎曲疲勞強(qiáng)YFa1、YFa2和應(yīng)力修論怡譏bFl=2.62X1.59/273.43=0.0152,度。正系數(shù)怡2怡2/bF2=2.22X1.77/308.57=0.0127。N=0.54KW丫a1、Ysa2比較取大值帶入公式v0.21m/s6m/s小齒輪數(shù)值大，按小齒輪效核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。n=58.1rpm5）計(jì)算大小齒輪因?yàn)镹=1/4X2.2Xn軸Xn齒=2.2X0.995X0.99=0.54KW。m=2.533的YFaW/IbFl式中n軸為軸承傳動(dòng)效率，n齒為齒輪傳動(dòng)效率。模數(shù)符合要求YFa2Ysa2/bF2v=(58.1XnX3X23)/60/1000=0.21m/s6m/s。n=

43、58.1rpm。bF2bF2查表可得K=1.1,K2=1.75,&=1.16,Y=2.17,b=200MPa。所以齒輪強(qiáng)度足夠（2）校核計(jì)算K；=KXKXK=1.1X1.75X1.16=2.233。m=275X(1.1X1.75X1.16X2.233X0.54/(23X0.54X58.1X24X200)1/3=2.533bF2=2KTYYSJdZ2m=2X2.233X9.04X10X2.62X2.22/(1.0X252X33)=75.15bF2對(duì)于其他組齒輪強(qiáng)度校核同樣運(yùn)用以上公式計(jì)算可得滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，無(wú)需再檢驗(yàn)。各排齒輪參數(shù)見(jiàn)表5-1。表5-1排數(shù)第一排第二排第三排項(xiàng)目Z=29Z=75Z=2

44、4Z=64Z=23Z=27模數(shù)m=2m=2.5m=3分度圓直徑581506016069814XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)20齒頂圓直徑62.5154.565.625160.62575.7587.75齒根圓直徑5314553.75153.7562.573.5齒全高4.56.257.5中心距10411075精度等級(jí)877GB10095-88熱處理調(diào)質(zhì)處理5.3主軸箱箱體零件設(shè)計(jì)主軸箱箱體為鑄件，材料為HT2O0需進(jìn)行時(shí)效處理，其他結(jié)構(gòu)尺寸技術(shù)要求參照組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)。鑄造時(shí)不得有疏松孔和砂眼。鑄造時(shí)可以不鑄造出箱體端蓋 孔，等鑄造好后在由其他方式加工出來(lái)，以提高箱體整體強(qiáng)度。本機(jī)床主軸箱由兩部分 組成

45、，前部分為動(dòng)力頭減速部分，為兩級(jí)減速裝置，調(diào)整動(dòng)力頭過(guò)高的轉(zhuǎn)速，后部分 為，主軸傳動(dòng)部分，由中間軸分配動(dòng)力到各主軸上。兩部分可以分開(kāi)，方便維修和調(diào) 整，并且有了定的通用性。每個(gè)部分都配有箱體上蓋，上有視窗，可以觀(guān)察各零件運(yùn)轉(zhuǎn) 情況和潤(rùn)滑情況，添加潤(rùn)滑油也從此處進(jìn)行。箱體配有前蓋以防止灰塵對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影 響。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)展開(kāi)圖。第 6 章組合機(jī)床液壓部分設(shè)計(jì)6.1傳動(dòng)方式的選擇液壓傳動(dòng)區(qū)別于其他傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是以液體（主要是礦物油）作為傳遞動(dòng)力的介 質(zhì)。根據(jù)液體在工作過(guò)程中的特點(diǎn)，傳動(dòng)的形式可分為兩大類(lèi)：液力傳動(dòng)（動(dòng)液傳動(dòng)） 和容積式液壓傳動(dòng)（或稱(chēng)靜液傳動(dòng)）。液力傳動(dòng)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的動(dòng)能，并

46、依靠流體的動(dòng)能來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的傳遞；容 積式液壓傳動(dòng)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，并依靠壓力能來(lái)是能量的傳遞。當(dāng)容積 式液壓傳動(dòng)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的容量確定后，其運(yùn)動(dòng)速度取決于液體容積變化的快慢（即 流量的大小），執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力取決于液體的壓力。目前使用流體傳動(dòng)的機(jī)床幾乎全部采用容積式液壓傳動(dòng)。所以機(jī)床液壓傳動(dòng)就是指 容積式液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)和其他傳動(dòng)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕， 反應(yīng)快，承載能力大；易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速比大；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是 采用電一液聯(lián)合傳動(dòng)時(shí)能實(shí)現(xiàn)交復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)；具有自潤(rùn)滑能力，磨損小，壽命 長(zhǎng)；液壓元件易通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，便于大量生產(chǎn)。其缺點(diǎn)為

47、：液壓設(shè)備中的內(nèi)、外泄 露，使液壓系統(tǒng)的效率下降；由于泄露和液體壓縮性的影響，不宜直接用于定比傳動(dòng)； 油溫變化會(huì)影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作；液壓系統(tǒng)容易產(chǎn)生振動(dòng)；故障原因不易查找（但排除故 障容易）；元件制造精度要求高。由于液壓傳動(dòng)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，它在組合機(jī)床及其自動(dòng)線(xiàn)中已經(jīng)被廣泛的使用。 根據(jù)以上優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)將液壓傳動(dòng)定為閥體端面攻螺紋組合機(jī)床的傳動(dòng)方式。*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）216.2動(dòng)力滑臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.2.1動(dòng)力滑臺(tái)的選擇動(dòng)力滑臺(tái)簡(jiǎn)稱(chēng)滑臺(tái)。按驅(qū)動(dòng)方式不同，它分為液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)兩個(gè)系列。機(jī)械滑臺(tái)和液壓滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的不同之處是用絲杠螺母機(jī)構(gòu)代替液壓缸，其它結(jié)構(gòu)基本 相同。液壓

48、滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)由于采用的傳動(dòng)裝置不同，因而它們的某些工作性能有所差 異。其差異如下：（1）進(jìn)給穩(wěn)定性。機(jī)械滑臺(tái)可以比較容易得到較小的進(jìn)給量，且一般也不會(huì)因承受 的載荷發(fā)生變化而引起進(jìn)給量的變化，在電源電壓比較穩(wěn)定的情況下，可以認(rèn)為機(jī)械滑 臺(tái)的進(jìn)給量是恒定不變的。液壓滑臺(tái)的進(jìn)給量則往往不夠穩(wěn)定，特別是當(dāng)承受的載荷或 溫度發(fā)生變化時(shí)，其進(jìn)給穩(wěn)定性更差。（2）進(jìn)給量的可調(diào)性。液壓滑臺(tái)的進(jìn)給量可在允許的范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整，且調(diào)整 方便；機(jī)械滑臺(tái)的進(jìn)給量則只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)整，且一般采用配換齒輪來(lái)調(diào)整，比較麻煩 費(fèi)時(shí)。（3）轉(zhuǎn)換精度。液壓滑臺(tái)的轉(zhuǎn)換位置誤差一般為0.10.5 mm；機(jī)械滑臺(tái)的轉(zhuǎn)換位 置誤差一

49、般為0.52mm另外，機(jī)械滑臺(tái)當(dāng)電氣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)失靈時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度不 能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，往往因此而損壞刀具或機(jī)床；而液壓滑臺(tái)只要死擋鐵不失靈，一般不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)給速度不能轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。由上述分析可知，機(jī)械滑臺(tái)和液壓滑臺(tái)各有特點(diǎn)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)課題的具體情況分 析，選用液壓滑臺(tái)作為動(dòng)力滑臺(tái)，以得到較高的轉(zhuǎn)換位置精度，保證機(jī)床加工出的螺紋 齒型的完整。本課題中動(dòng)力滑臺(tái)選擇為HY40B/630型號(hào)。6.2.2滑臺(tái)的配套關(guān)系及其工作循環(huán)滑臺(tái)需和其附屬部件配套才能使用。液壓滑臺(tái)和其附屬部件液壓傳動(dòng)裝置進(jìn)行配 套。液壓傳動(dòng)裝置的壓力油，在電氣系統(tǒng)的控制下，進(jìn)入液壓缸的前進(jìn)腔或后退腔，使 滑臺(tái)體向前或向后運(yùn)動(dòng)。采

50、用不同的液壓傳動(dòng)裝置，滑臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)不同的工作循環(huán)。閥體零件端面攻螺紋加工過(guò)程為：快進(jìn)一工進(jìn)一工退一快退。工進(jìn)和工退速度必須 相同，以保證所加工螺紋齒型的完整。因此設(shè)計(jì)中使用節(jié)流閥調(diào)速回路，該回路中只使 用一個(gè)節(jié)流閥，工進(jìn)和工退過(guò)程都通過(guò)該閥進(jìn)行調(diào)速。這種方法使得速度相同的可靠性4XM16攻螺紋主軸箱設(shè)計(jì)22大大提高，保證了螺紋齒形的完整，從而提高了加工螺紋工藝的質(zhì)量和可靠性。根據(jù)加 工工序需要所設(shè)計(jì)攻螺紋液壓系統(tǒng)原理圖如圖6.2所示。電氣控制設(shè)計(jì)依照完成預(yù)定動(dòng) 作順序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其工作原理如下：按下啟動(dòng)按鈕后電磁鐵2單獨(dú)通電，工作臺(tái)快進(jìn)；當(dāng)快進(jìn)到油缸 活塞桿碰到繼電器1YJ觸頭后，繼電器1

51、YJ發(fā)出信號(hào)，電磁鐵2和3同時(shí)通電，工作臺(tái) 工進(jìn)；當(dāng)工進(jìn)到活塞桿將繼電器2YJ觸頭壓下后，繼電器2YJ發(fā)出信號(hào)，電磁鐵1和3同時(shí)通電，工作臺(tái)工退.由于工進(jìn)和工退過(guò)程經(jīng)過(guò)的是同一個(gè)調(diào)速閥，所以能保證工進(jìn)和 工退速度相同；當(dāng)工退到1YJ位置時(shí)，繼電器1YJ發(fā)出信號(hào)，電磁鐵1單獨(dú)通電，工作臺(tái) 快退至原位。該系統(tǒng)原理圖經(jīng)過(guò)分析能充分滿(mǎn)足加工控制要求，故可以實(shí)行。6.2.3液壓缸 參數(shù)動(dòng)力滑臺(tái) 是通用件，此次設(shè)計(jì)采 用的動(dòng)力滑 臺(tái)是液壓滑 臺(tái)，型號(hào)為HY40B/630(1)液壓 缸的內(nèi)徑：D=50mm， 符合缸徑尺寸系列(2)活塞桿直徑：d=36mm(3)缸體外徑：Dd=64mm(4)鋼筒壁厚：S=64

52、 -50 - 2=7mm 6.3液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計(jì)目前，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的配置形式，主要有控制板式（或稱(chēng)操縱箱式）和液壓站 式兩種。所謂控制板式，就是將液壓元件安裝和一個(gè)（或幾個(gè)）箱體上，并在箱體上鉆 孔實(shí)現(xiàn)油路的連接。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，適用于較成熟的系統(tǒng)；但這種型 式工藝性和靈活性較差。所謂液壓站式，就是將液壓元件固定安裝和油箱上的立板上， 并用油管實(shí)現(xiàn)油路的連接。近年來(lái)，為降低管路的壓力損失、簡(jiǎn)化裝配，采用了無(wú)管連接的方式。集成化元件（如泵和閥、閥和閥、閥和油缸的組合等）就是其中的一種。其優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省了大量的 油管和管接頭；圖6.2攻螺紋 液壓系統(tǒng)原理圖1DT2DT3DT/+1YJ+2YJ+1YJT.XU-15川0電斛刪稱(chēng)*大學(xué)成人高等學(xué)歷教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23油路短，壓力損失小（可提高效率，減少發(fā)熱）；結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方 便；可根據(jù)工作需要配置于最合適的位置。所以本次設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)采用集成塊式連 接。集成塊的形狀為正方形或長(zhǎng)方形的六面體，其上下兩面為塊和塊之間的連接面，四 周除一面安裝管接頭通向執(zhí)行元件外，其余三面都供連接、固定標(biāo)準(zhǔn)元件之用。在集成 塊內(nèi)鉆有和液壓系統(tǒng)圖相對(duì)應(yīng)的孔道，將固定在集成塊上的相應(yīng)元件連通起來(lái)。本設(shè)計(jì) 中的集成塊的具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)攻絲調(diào)速回路工程圖紙（A1）。6.4液壓傳動(dòng)裝置的裝配工作介質(zhì)：推薦采用國(guó)產(chǎn)30#