畢業(yè)論文設(shè)計(jì)重型汽車零件加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)說明

1、 . PAGE23 / NUMPAGES25 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 重型汽車零件加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械工程與自動化 班 級 機(jī)自0707 學(xué) 生 曾垂敏 學(xué) 號指導(dǎo)教師 立英 二一一 年 五 月 二十三 日1 前言1.1 專用機(jī)床概述機(jī)床一般主要由原動機(jī)部分、傳動部分、執(zhí)行部分等基本部分構(gòu)成，并輔以控制系統(tǒng)和潤滑、照明等輔助系統(tǒng)，專用機(jī)床也是如此，不過專用機(jī)床是由特定的專用部件（如專用夾具，專用刀具，專用主軸箱）和一些通用部件組成的，適用于特定零件的特定工序加工的機(jī)床。專用機(jī)床的通用部件，絕大多數(shù)已由機(jī)械工業(yè)部門頒布成國家標(biāo)準(zhǔn)，并按標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的名義尺寸、主參數(shù)、互換尺寸等

2、定型，各種通用部件之間有配套關(guān)系。由于專用機(jī)床是根據(jù)特定工藝要求而專門設(shè)計(jì)、制造和使用的，所以其加工精度高，生產(chǎn)率高，操作簡單，是企業(yè)大批量生產(chǎn)零件的理想裝備。隨著制造技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)的普與，專用機(jī)床的數(shù)控化發(fā)展也很快。專用機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)踐中占有一定的比重，據(jù)相關(guān)資料介紹，2001年日本專用機(jī)床產(chǎn)值占機(jī)床產(chǎn)值的比例達(dá)到8.8%；我國省這一數(shù)字達(dá)到了6.9%;而我國僅為0.67%。可見專用機(jī)床在我國機(jī)床總體發(fā)展的情況下屬于偏低水平。據(jù)2004年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國機(jī)床的進(jìn)出口水平存在較大的逆差。我國進(jìn)口的機(jī)床已經(jīng)由通用機(jī)床向?qū)Ｓ脵C(jī)床、自動化生產(chǎn)線和高檔機(jī)床轉(zhuǎn)變1。目前專用機(jī)床的發(fā)展程度已成為我國

3、機(jī)床行業(yè)發(fā)展的瓶頸。而且由于專用機(jī)床的缺陷也導(dǎo)致了部分難加工零件的加工精度難以進(jìn)一步提高。所以，在當(dāng)前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中，發(fā)展專用機(jī)床是行業(yè)發(fā)展中的一個值得注意的問題2。1.2 專用機(jī)床的特點(diǎn)專用機(jī)床具有以下優(yōu)點(diǎn)(1) 高效率專用機(jī)床采用了專門設(shè)計(jì)的夾具和刀具（多刀），所以縮短了工人裝夾工件時間和零件的加工時間，生產(chǎn)率有明顯提高，這也是專用機(jī)床最大優(yōu)點(diǎn)。（2）高精度專用機(jī)床采用了專門設(shè)計(jì)的夾具和主軸箱等專用部件，定位精度高，零件夾緊可靠，刀具進(jìn)給精確，加工出的零件質(zhì)量比普通機(jī)床上的精度高，質(zhì)量穩(wěn)定性好。（3）操作，維修簡便專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)比普通機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，操作維修簡單，采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置

4、等，加工質(zhì)量考工藝裝備保證，對炒作工人的技術(shù)水平要求不高，減輕了工人的勞動強(qiáng)度和對工人的技術(shù)要求3。專用機(jī)床具有以下的缺點(diǎn)（1）功能單一 專用機(jī)床是針對某一零件某一工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)和制造的，其加工功能是單一的。所以只適用于某一零件或某一工序的大批量的加工場所中。（2）柔性差 專用機(jī)床是針對某一零件某一工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)和制造的，其部件的功能是確定的，專用機(jī)床一旦出廠，其很難被改造成用于其它用途的機(jī)床4。1.3 課題分析專用機(jī)床對多孔鉆削加工具有較大的優(yōu)勢，它按孔的坐標(biāo)分布位置實(shí)行一次加工，這種加工方法保證了孔的坐標(biāo)位置尺寸精度。作為專用機(jī)床的主軸箱，有成熟固定的設(shè)計(jì)模式：標(biāo)準(zhǔn)的主軸箱體、前后側(cè)蓋、主軸、

5、傳動軸、齒輪、軸承、擋圈等，以與成熟的傳動、布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可供選用。這是專用機(jī)床設(shè)計(jì)制造的長處5。但是，如何根據(jù)組配件的要求與制造工藝技術(shù)，在設(shè)計(jì)上靈活應(yīng)用并能做到有所創(chuàng)新，以更好地適應(yīng)被加工工件的需要，是專用機(jī)床設(shè)計(jì)人員面對的一個重要的課題。在大學(xué)畢業(yè)前夕，我對專用機(jī)床領(lǐng)域進(jìn)行初探，選取了重型汽車剎車器上蓋加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。其設(shè)計(jì)步驟分為：總體設(shè)計(jì)、專用夾具設(shè)計(jì)和多軸箱設(shè)計(jì)三個主要部分。2 專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì)2.1 擬定方案2.1.1 加工零件概述（1）被加工零件的加工工序和加工精度加工分布在剎車器蓋上對稱分布的大小一樣的四個孔，孔的直徑為7mm，深度為10mm,公差等級I

6、T11，對基準(zhǔn)面的垂直度0.1mm，表面粗糙度Ra6.3m，與對稱中心線的平行度為0.20mm。（2）被加工零件的特點(diǎn) 該零件采用ZL110。硬度為HB8590。材料硬度小，加工余量不是很大，不用考慮采用多工步進(jìn)行加工。同時該零件也不屬于大型薄壁類零件，因此不用考慮防止共振的問題。零件經(jīng)前工序加工后在本工序中經(jīng)一次加工即可達(dá)到加工要求。（3）加工批量要求單班六小時工作制，年生產(chǎn)綱領(lǐng)為40000件。2.1.2 擬定工藝方案機(jī)床的生產(chǎn)過程是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^程。在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對象的的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)等，使之成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。僅列出主要工序名稱與其加工順序的簡

7、略工藝過程，稱為工藝路線。工藝路線方案的制定是否合理，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有著重大的影響。剎車器上蓋的工藝路線大致為：鑄造毛坯熱處理車削上部的外圓柱面車削底部端面銑底部型槽加工四個孔。本機(jī)床的工藝過程為加工零件上對稱分布的四個光孔。并且對加工孔的精度有一定的要求。加工孔的工藝方案有以下幾種：（1）特種加工 激光加工：激光加工具有：加工材料圍廣、精度高、效率高、便于自動化控制和加工形狀復(fù)雜的零件的特點(diǎn)，但加工費(fèi)用比機(jī)加工高很多，一般情況下很少使用。電火花加工：電火花加工適用于加工形狀復(fù)雜的導(dǎo)電材料，與材料的硬度無關(guān)，便于自動化，但加工效率極低，電極消耗大。 （2）機(jī)械加工 鉆削加工，單孔加工效率

8、一般，但是在利用專用機(jī)床多孔同時加工時可以明顯提高加工效率，加工精度達(dá)到IT10IT11，并且加工成本比較低。綜合經(jīng)濟(jì)，技術(shù)，環(huán)境，毛坯以與生產(chǎn)實(shí)情，機(jī)械加工是最理想和現(xiàn)實(shí)的加工方法。制定工藝方案時，應(yīng)首先分折生產(chǎn)類型，生產(chǎn)類型是衡量生產(chǎn)規(guī)模大小的標(biāo)志，生產(chǎn)類型不同其工藝特點(diǎn)就不同，生產(chǎn)類型可分成三種不同的生產(chǎn)類型：單件生產(chǎn)，批量生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)類型的劃分依據(jù)是產(chǎn)品或零件的年產(chǎn)量，生產(chǎn)類型與年產(chǎn)量的關(guān)系見表2.1：表2.1 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)關(guān)系圖零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件年）生產(chǎn)類型重型零件中型零件小型零件單件生產(chǎn)5103005005000汽車剎車器蓋屬于小型零件，年產(chǎn)量40000件，據(jù)上表

9、可知其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，大批量工藝特點(diǎn)為：（1）毛坯：鑄件廣泛采用金屬模機(jī)器造型，鍛件廣泛采用模鍛；毛坯精度高，加工余量??；（2）機(jī)床設(shè)備：專用生產(chǎn)線、自動生產(chǎn)線、柔性制造生產(chǎn)線或?qū)Ｓ脵C(jī)床；（3）夾具：廣泛采用高生產(chǎn)率夾具，專用夾具。（4）刀具：廣泛采用高生產(chǎn)率刀具（如多刀，高速切削刀具）。（5）工人要求：對操作工人的要求低，對生產(chǎn)線維護(hù)人員要求高素質(zhì)。所以本工序的工藝方案為：采用專門設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行定位夾緊，多刀同時進(jìn)行加工的專用機(jī)床加工，即工件以車削的蓋體底端面和銑削的型槽為定位基準(zhǔn)，采用機(jī)械壓力對上端口進(jìn)行壓緊，四刀同時鉆削加工四孔。毛坯選用的是金屬模機(jī)器造型的鑄鋁件。2.1.3 確定

10、機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案由于該工序是單工位加工，加工余量不大，并且工件體積小，重量輕，并且該零件屬于大批量生產(chǎn)(單班六小時工作制，年加工40000件)，為提高生產(chǎn)率，提高孔的加工精度，同時便于裝卸工件，所以一般采用臥式專用鉆床即可滿足規(guī)定的加工要求。立式專用機(jī)床由于主軸豎直懸垂，所以多適用大型零件的加工，立式專用機(jī)床占地面積較少，但不宜于裝卸工件和加工細(xì)長工件。由于工件是大批量生產(chǎn)，工件單工位加工，所以專用機(jī)床上可安裝專用固定式夾具，這樣可以達(dá)到較高的加工精度又縮短了工件的裝夾時間， 2.2 確定切削用量與選擇刀具2.2.1 選擇切削用量切削用量是切削時各運(yùn)動參數(shù)的總稱，包括切削速度、進(jìn)給量和

11、背吃刀量（切削深度）三要素，它們是調(diào)整機(jī)床運(yùn)動的依據(jù)。切削用量的選擇對加工質(zhì)量、切削效率、刀具壽命和經(jīng)濟(jì)性都有重要的意義，例如背吃刀量（切削深度）和進(jìn)給量增大，都會使切削力增大，工件變形增大，并可引起振動，從而降低加工精度；切削速度提高。切削力減小，并可減小或避免積屑瘤的形成。在大多數(shù)情況下，專用機(jī)床為多軸、多刀、多面同時加工，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，專用機(jī)床所選切削用量應(yīng)比一般萬能機(jī)床單刀加工低30%左右,工作時，所有刀具的每分鐘進(jìn)給量一樣，且等于動力滑臺的每分鐘進(jìn)給量。刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)是適合所有刀具的平均值。因此，同一多軸箱上的刀具可以設(shè)計(jì)成不同的轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與其相適應(yīng)，以滿足不同直徑工

12、件的加工需要。即：n1.f1=n2.f2=.ni.fi=Vf式中：n1,n2,.,ni各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；f1,f2,.,fi每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）；Vf滑臺每分鐘進(jìn)給量（mm/min）；由于本要加工的四孔為一樣要求的孔，所以各主軸采用一樣的轉(zhuǎn)速和一樣的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。因此各刀具利用將更加合理，更能充分發(fā)揮各刀具的性能。鉆孔相對來說屬于粗加工，為提高加工精度往往要求切削速度高而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量小。由于剎車器蓋年產(chǎn)量為40000件，屬于大批量生產(chǎn)，所以生產(chǎn)率對機(jī)床有一定的要求。查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表37，并從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工尺寸和精度、工件材料硬度、生產(chǎn)率等要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，

13、取：v=20m/min（為800轉(zhuǎn)/分鐘），f=0.10mm/r。2.2.2 刀具的選擇刀具材料應(yīng)滿足以下基本要求：（1）高硬度；（2）高耐磨性；（3）足夠的強(qiáng)度和韌度；（4）高耐熱性；（5）良好的工藝性；由于被加工工件材料的硬度較低，加工過程中的產(chǎn)生的熱量小。綜合加工孔的材料、尺寸等要求和刀具的加工工藝性，刀具選用高速鋼材質(zhì)的麻花鉆即可滿足要求。為使工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，刀刃易磨，制造方便故先用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆刀具。鉆頭長度可按下列公式確定：L切=LI+L鉆+（3050mm） （2.1）= L入+L件+L出（L定位板）+L鉆+（3050mm）= L入+L件+d/3+（38mm）+L鉆+（305

14、0mm）LI：鉆頭工作進(jìn)給長度 LI= L入+ +L出；L入：鉆頭切入長度 視工件端面誤差而定，在510mm之間選?。籐件：工件的孔深 L件=10mm；L出：鉆頭切出長度 L出= d/3+（38mm）取L出=8mm；d：鉆頭直徑 d=8mm；L鉆：鉆模板長度 取L鉆=30mm；3050mm 加工終了時，刀具的預(yù)留量。所以：L切=8+10+8+30+40=96由金屬切削工藝人員手冊據(jù)GB1438-76選用切削部分長度102mm的7鉆頭，其錐柄莫氏錐度1號。 2.2.3 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率與刀具耐用度根據(jù)選定的切削用量（v=20m/min，f=0.10mm/r），確定切削力，作為選擇動

15、力部件與夾具體設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸與其他傳動件（齒輪、傳動軸等）的尺寸；確定切削功率用以選擇電動機(jī)（一般指動力箱電機(jī)）功率; 確定刀具耐用度，用以驗(yàn)證所選的刀具是否合理。人們根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)整理出不同材料工件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜與攻絲加工的切削力F, 切削轉(zhuǎn)矩M, 切削功率P, 刀具耐用度T的經(jīng)驗(yàn)公式.用高速鋼刀具在鑄鋁上鉆孔的經(jīng)驗(yàn)公式如下： F=26Df0.8HB0.6 （2.2） M=10D1.9f0.8HB0.6 （2.3）P=MV/(9740D) （2.4）T=9600D0.25/(Vf0.55HB1.3)8 （2.5）F切削軸向力（N）； D鉆頭直徑（mm）

16、；f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）；M切削轉(zhuǎn)矩（Nmm）；P 切削功率（kW）；T刀具耐用度（min）；V切削速度（m/min）根據(jù)鉆孔深度L 考慮修正系數(shù)Kv，V=V公稱Kv；HB工件的布氏硬度；已知V公稱=20m/min ，f=0.10mm/r由L/D=10/8=1.25查組合機(jī)床設(shè)計(jì)表314可取Kv=1,則:V=V公稱Kv=20m/min計(jì)算硬度HB=90-90/85=88.94由以上公式得：切削軸向力F=26Df0.8HB0.64=2670.100.888.940.64=1948（N）；切削轉(zhuǎn)矩M=10D1.9f0.8HB0.6=1071.90.100.888.940.64=4868（Nmm

17、）；切削功率P=MV/(9740D)=486820/(97403.147)= 0.40（KW）；刀具耐用度T=9600D0.25/(vf0.55HB1.3)8=960070.25/(200.100.55；88.941.3)8=4075863（min）（刀具足夠耐用）。2.3 繪制三圖一卡2.3.1 被加工零件的工序圖（1）工序圖的主要容被加工零件的工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺機(jī)床的工藝容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度與技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位與被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙，。必須在原零件的基礎(chǔ)上突出本機(jī)床的加工容，加上必要的文字說明而

18、繪制的。詳細(xì)容見圖紙6。該圖紙必須在原零件圖的基礎(chǔ)傻瓜，突出本機(jī)床的加工容，加上必要的說明二繪制的。（2）工序圖的作用加工工序圖是專用機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。（3）工序圖上應(yīng)表示出以下容：被加工零件的形狀和輪廓尺寸與與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸。加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位與夾緊方向。本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度與技術(shù)要求。必要的文字說明。2.3.2 工序加工示意圖（1）加工示意圖容:反映機(jī)床的加工方法、加工條件與加工過程；根據(jù)加工部位特點(diǎn)與加工要求，決定刀具的類型數(shù)量結(jié)構(gòu)尺寸(直徑和長度)；決定主軸的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)格

19、尺寸與外伸長度；選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置，攻絲靠模裝置、刀桿托架，并決定他們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)與尺寸；表明主軸、接桿、夾具與工件之間的尺寸聯(lián)系、配合與精度；根據(jù)機(jī)床的生產(chǎn)率與刀具材料特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量；決定機(jī)床動力部件的工作行程和工作循環(huán)。（2）加工示意圖的作用零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反應(yīng)出來。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置情況以與工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件的相對位置關(guān)系，機(jī)床的的工作行程與工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是專用機(jī)床的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要位置7。它是刀具、輔具夾具、多軸向、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)與通

20、用不見選擇的主要原始資料，也是整臺專用機(jī)床布局和性能的原始要求，同時還是調(diào)整機(jī)床、刀具與試車的依據(jù)。（3）本零件加工示意圖的容:反映機(jī)床的加工方法為四軸同時鉆削、加工條件與加工過程見圖紙。刀具的類型為高速鋼麻花鉆，數(shù)量為四把，結(jié)構(gòu)尺寸(直徑為7mm和長度102mm)；鉆套的選擇;由于刀具的導(dǎo)向部分和與夾具導(dǎo)套之間既有相對移動又有相對轉(zhuǎn)動，并且導(dǎo)向的線速度為V=(dn)/1000=0.628m/min2922N。 (3.1)3.4 夾具在機(jī)床上的安裝為了保證工件的尺寸精度和位置精度，工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間必須具有正確的幾何位置關(guān)系。一批工件通過其定位基準(zhǔn)面和夾具定位表面的接觸或配合，具有一致的、確定

21、的位置，這是滿足上述加工要求的一個方面。夾具的定位表面相對于機(jī)床工作臺和導(dǎo)軌或主軸軸線具有正確的位置關(guān)系，是滿足上述要求另一個極其重要的條件。只有同時滿足這兩方面的要求，才能使夾具定位表面以與工件加工表面相對刀具切削成形運(yùn)動處于理想位置軌跡。夾具在平面工作臺上的連接定位是用安裝面與定向鍵來定位的。為丁保證夾具安裝面與工作臺面有良好的接觸，夾具安裝面的結(jié)構(gòu)形式與加工精度都應(yīng)有一定的要求。除夾具安裝面之外還通過兩個定向鍵與工作臺上的T型槽配合。以限制夾具在定位時所應(yīng)限制的自由度，并承受部分切削力矩，增強(qiáng)夾具在工作過程中的穩(wěn)定性。為了提高定向精度，定向鍵與T型槽應(yīng)有良好的配合(一般采用H7k6，H7

22、n6)。4 多軸箱設(shè)計(jì)4.1 多軸箱概述4.1.1 簡述多軸箱(又叫主軸箱)是專用機(jī)床的重要專用部件。它足根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置、切削用量和主軸類型設(shè)計(jì)的傳遞各主軸運(yùn)動的動力部件。專用機(jī)床的動力電機(jī)與多軸箱一起安裝于進(jìn)給滑臺，可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔等加工工序。多軸箱一般具有多根主軸同時對多工位同時進(jìn)行加工。但也有單軸的，用于鏜孔居多。多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用(即標(biāo)準(zhǔn))多軸箱和專用多軸箱兩大類。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用通用的箱體和傳動件；后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，因而主軸與某些傳動件必須專門設(shè)計(jì)，故專用多軸箱通常指“剛性多軸箱”，即采用不需刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和

23、用精密沿臺導(dǎo)軌來保證加工孔的位置精度。通用多軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來保證被加工孔的位置精度。通用多軸箱又分為大型多軸箱和小型多軸箱11。多軸箱的主要作用是，根據(jù)被加工零件的加工要求，安排各主軸位置，并將動力和運(yùn)動由電機(jī)或動力部件傳給各工作主軸，使之得到要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。4.1.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù)原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以繪制成原始依據(jù)圖，原始依據(jù)圖是根據(jù)之前的“三圖一卡”整理編繪出來的，其容包括多軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件，原始依據(jù)圖如圖4.1所示。圖4.1 主軸箱原始依據(jù)圖根據(jù)“三圖一卡”得以下原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：被加工零件的名稱：汽缸蓋；材料：ZL110；硬度：HB85-90；主軸外伸尺寸

24、115mm與切削用量0.1mm/r；動力部件：電動機(jī)Y90S-4，功率P=1.1kw 轉(zhuǎn)速1400r/min,最大轉(zhuǎn)矩2.2，質(zhì)量34kg；多軸箱的輪廓尺寸為320320mm，主軸轉(zhuǎn)速800r/min,總傳動比為：1400/800=1.754.2 多軸箱的設(shè)計(jì)容4.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇與動力計(jì)算（1）主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定,并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，鉆削類主軸，軸向切削力較大，選用推力球軸承承受軸向力，而齒輪傳動有徑向力，而用向心球軸承承受徑向力12。鉆削時軸向力是單向的，因此推力球軸承只在主軸前端安排；長主軸其軸頭孔較

25、長，可增大與刀具尾座的接觸面，因?yàn)樵龃蟮毒吲c主軸的剛性連接，減少刀具下垂；故主軸的前端用推力球軸承和向心球軸承支撐，主軸后端用向心球支撐。主軸軸頭與刀具用接桿連接，由于軸的速度比較高，選用彈性聯(lián)軸器。（2）主軸直徑和齒輪模數(shù)的初步確定主軸直徑在編制“三圖一卡”時初定主軸直徑為20mm。齒輪模數(shù)得初定：M（30-32）（mm） （4.1）=(30-32) =1.15可取齒輪模數(shù)為2。為了便于組織生產(chǎn)，多軸箱所有齒輪模數(shù)都取可（3）多軸箱的動力計(jì)算多軸箱的動力計(jì)算包括計(jì)算多軸箱的所需功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)多軸箱所需的功率 P主=P切+P空+P附 （4.2）P主多軸箱總功率；P切各主軸切削功率總和；P空各

26、軸空載消耗功率的總和；P附各軸附加功率的總和；P附取所傳遞功率的1%；P主=0.40+0.0744+0.074+0.105=0.875(KW)； 表4.1 軸的空轉(zhuǎn)功率P空轉(zhuǎn)速（r/min）軸徑（mm）1520253040506075250.0010.0020.0030.0040.0070.0120.0170.026400.0020.0030.0050.0070.0120.0180.0270.042630.0030.0050.0070.0100.0190.0290.0410.0661000.0040.0070.0120.0170.0300.0460.0670.1041600.0070.0120

27、.0180.0270.0470.0740.1070.1662500.0100.0180.0280.0670.0740.1160.1660.2604000.0170.0300.0460.0670.1180.1850.2660.4166300.0260.0460.0730.1050.1860.2910.4200.65610000.0420.0740.1160.1660.2960.4620.6661.04016000.0660.1130.1850.2260.4730.7491.0661.665多軸箱的所需進(jìn)給力，既是動力滑臺所需的進(jìn)給力，也就是各主軸切削時的總切削力，F(xiàn)=6720N。4.2.2 傳動

28、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算多軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是通過一定的傳動鏈把電機(jī)輸出軸傳進(jìn)來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各軸。傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計(jì)和制造工作量的大小與成本的高低13。設(shè)計(jì)傳動系的一般要：保證主軸強(qiáng)度、剛度轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動件的規(guī)格少，數(shù)量少，體積小。本系統(tǒng)為用一根中間軸帶動四根主軸（即帶動四把刀具同時工作），此時齒輪中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)，故采用了變位修正。即傳動方案是經(jīng)過一級齒輪減速后，再通過一根中間傳動軸帶動四根主軸實(shí)行提速，使一根傳動軸帶動四根主軸的同時也使四根主軸以所需要的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 該多軸箱四個軸3，4，5，6可以看做同心圓分布，他們通過

29、一根傳動軸2傳動，再由一根傳動軸1與電機(jī)驅(qū)動軸相連。已知各主軸的轉(zhuǎn)速為：n3= n4= n5= n6=800r/minn1=1400 r/min傳動比分配：傳動裝置的總傳動比為：n=1400/800=1.75，由于要求主軸上齒輪不過大，所以取二級傳動取升速，取i2=0.75，一級傳動軸上取降速，傳動比為i1=2.3。確定軸2和軸1的位置并配對各對齒輪由于3，4，5，6軸在同心圓分布，用作圖法找出軸2的位置，量出半徑R，根據(jù)半徑R配對各齒輪，即d3+d2=44d=zm;m=2d3/d2=0.75由以上各式得d2=25，d3=19同理d4=d5=d6=19取z2=50，z3=z4=z5=z6=38

30、齒寬取為b=d*d2=25mm已知電機(jī)的高度為90mm由畫圖法知d2+d1=126 d2/d1=2.3d2=88d1=38齒寬取為 b=d*d1=25.6mm (4.3)齒寬取為25.6mm演算各軸速度 軸1為n1=1400r/min軸2為n2=604.5 r/min軸3，4，5.，6為n3= n4= n5= n6=795.5r/min轉(zhuǎn)速損失率為(800-795.5)/800*100%=0.625%轉(zhuǎn)速相對損失在5%之，符合設(shè)計(jì)要求。4.2.3 多軸箱的坐標(biāo)運(yùn)算為便于繪制多軸箱體零件加工圖，將各孔的坐標(biāo)尺寸完整的標(biāo)注出來，并用以繪制坐標(biāo)檢查圖，作為對傳動系統(tǒng)的全面檢查，就需要根據(jù)已知的驅(qū)動軸

31、和主軸的位置與傳動關(guān)系計(jì)算它們的坐標(biāo)。采用平面直角坐標(biāo)系，選定原點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算.4.3 多軸箱的總圖設(shè)計(jì)通用多軸箱總圖的設(shè)計(jì)包括繪制主視圖、展開圖、側(cè)視圖和編列裝配表以與制定技術(shù)條件。主視圖主要用以表明多軸箱的傳動系統(tǒng)，齒輪排列的位置，附加機(jī)構(gòu)與潤滑點(diǎn)的位置，手柄軸的位置和各軸的編號。因此，只要在原來設(shè)計(jì)的傳動系統(tǒng)圖基礎(chǔ)上，加上潤滑系統(tǒng)，軸的編號即可。畫出主軸箱輪廓，住上主軸箱聯(lián)系尺寸等，便構(gòu)成主視圖。展開圖主軸表示各軸裝配關(guān)系，主軸、傳動軸、齒輪、隔套軸承等形狀和軸向位置。圖中的各零件尺寸均按比例畫出；各軸徑向可不按傳動關(guān)系和展開順序來畫。圖中必須注明齒輪排數(shù)，軸的編號直徑和規(guī)格。對結(jié)構(gòu)一樣的主

32、軸和傳動軸只須畫出一根，在軸頭上注明一樣軸的軸號即可。對于軸向裝配結(jié)構(gòu)基本一樣，只是齒輪大小與排列位置不同的肉根軸，可以合畫在一起，即軸心線兩邊各表示一根軸。這種簡便畫法可以提高組合機(jī)床設(shè)計(jì)速度。展開圖上應(yīng)完整標(biāo)注多軸箱的厚度尺寸和與厚度尺寸有關(guān)的尺寸，主軸外伸部分長度和、外徑13。多軸箱的技術(shù)條件，包括多軸箱制造技術(shù)要求；主軸精度等級；加入多軸箱的潤滑油種類，數(shù)量。多軸箱中的零件大多是通用件、標(biāo)準(zhǔn)件和外購件。需要設(shè)計(jì)的零件圖只有變位齒輪、專用軸套以與箱體補(bǔ)充加工圖。此外還要編制多軸箱零件明細(xì)表。5 結(jié) 論本次重型汽車零件加工專用機(jī)床的設(shè)計(jì)主要是針對專用夾具、多軸箱、機(jī)床的的總體配置進(jìn)行的設(shè)計(jì)，并對一些通用部件進(jìn)行合理的改裝后加以利用。本機(jī)床適用于大批量、高效率的生產(chǎn)場合，能滿足零件的加工要求與年產(chǎn)量。該機(jī)床的特點(diǎn)具有：（1）采用多工位同時加工，減少了工