犁刀變速齒輪箱體鉆孔攻絲雙工位組合機(jī)床雙側(cè)4M8設(shè)計(jì)說明書

43/48摘要本設(shè)計(jì)介紹了犁刀變速齒輪箱體多軸箱的設(shè)計(jì)，其中包含了零件加工工藝的確定，設(shè)計(jì)中首先要了解工件的加工工藝路線與工序的計(jì)算，確定攻螺紋主軸的直徑，初步選用電機(jī)型號與機(jī)床各部分部件。編制三圖一卡（被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡）。在多軸箱設(shè)計(jì)中，確定傳動系統(tǒng)，計(jì)算主軸坐標(biāo)，傳動部件的校核與主軸箱的總圖繪制。本設(shè)計(jì)將鉆孔、攻絲兩工藝結(jié)合為一體，降低了機(jī)器成本，而且節(jié)省了加工時間，提高了工作生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：齒輪箱體組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)攻絲多軸箱

AbstractThedesignontheLidaoBiansuchilunBoxaxleboxmorethanthedesign,whichincludespartsoftheprocessingtechnologyofidentification,designisfirstnecessarytounderstandtheworkpieceintheprocessinglineandprocessofcalculationtodetermineTappingthespindlediameter,theinitialchoiceofmotorModelandsomepartsofthemachine.Figure1ofthethreecards(theprocessingpartsprocessmap,diagramprocessing,machinetoolsContactsizemap,machinetoolproductivitycalculationcard).Inmulti-axleboxdesign,drivesystemestablishedtocalculatecoordinatesspindle,transmissionpartsofthespindleboxandcheckthetotalmapping.

Thisdesignwillbedrilling,tappingcombinationofthetwoasoneandreducethecostofmachinery,processingandsavetime,improvetheworkefficiencyofproduction.

Keywords:GearBoxTheCombinationofMachineToolsDesignmulti-axleBoxTapping目錄摘要IAbstractII第一章組合機(jī)床概述1第二章犁刀變速齒輪箱體工藝分析52.1被加工零件的功用52.2編制工藝規(guī)程與分析52.2.1被加工零件的技術(shù)要求52.2.2計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)52.2.3毛坯的選用62.3零件加工工藝路線的擬定72.3.1工件定位72.3.2定位基準(zhǔn)的選擇82.3.3工序的集中和分散82.3.4加工工序的設(shè)計(jì)92.3.5熱處理的安排92.3.6初步擬定工藝規(guī)程92.4攻絲切削用量的選擇10第三章鉆孔、攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.1組合機(jī)床的配置形式的選擇113.2動力部件的選擇113.3通用部件選擇123.3.1主軸箱的輪廓尺寸的確定123.3.3側(cè)底座133.3.4中間底座143.3.5動力部件工作行程與循環(huán)的確定143.3.7初步確定裝料高度15第四章繪制“三圖一卡”164.1繪制被加工零件工序圖164.2繪制被加工零件加工示意圖164.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制184.4專用機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡的編制184.4.1生產(chǎn)率的計(jì)算184.4.2編寫生產(chǎn)率計(jì)算卡20第五章組合機(jī)床攻螺紋多軸箱設(shè)計(jì)215.1攻螺紋概述215.2.1容與注意事項(xiàng)215.2.2主軸外伸尺寸與切削用量225.3主軸齒輪的確定與計(jì)算發(fā)225.3.1主軸形式和直徑，齒輪模數(shù)的確定225.3.2多軸箱所需動力計(jì)算235.4多軸箱的傳動設(shè)計(jì)245.4.1對多軸箱的傳動系統(tǒng)的一般要求255.4.2擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的方法255.5主軸、傳動軸坐標(biāo)計(jì)算285.5.1加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系xoy，計(jì)算主軸驅(qū)動軸坐標(biāo)285.5.2驗(yàn)算中心誤差305.5.3制坐標(biāo)檢查圖315.6對傳動零件進(jìn)行校核325.6.1軸的挍核325.6.2齒輪的挍核335.7攻螺紋裝置的設(shè)計(jì)355.7.1攻螺紋靠模機(jī)構(gòu)與卡頭355.7.2攻螺紋裝置355.7.3攻螺紋行程的控制365.8多軸箱總圖與零件圖的繪制375.8.1主視圖375.8.2展開圖375.9多軸箱技術(shù)條件38第六章結(jié)論40參考文獻(xiàn)41附錄42致43第一章組合機(jī)床概述本設(shè)計(jì)是對齒輪箱體鉆孔、攻絲組合機(jī)床總體與攻螺紋多軸箱設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì)掌握組合機(jī)床的工作原理，設(shè)計(jì)方法和了解組合機(jī)床的發(fā)展史與未來的發(fā)展前景。動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動或進(jìn)給運(yùn)動的動力部件，是組合機(jī)床通用部件中最基本的部件。其中還有能同時完成切削主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的動力頭。而只能完成進(jìn)給運(yùn)動的動力部件稱為動力滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給各主軸的切削刀具。由于各主軸的位置與具體被加工零件有關(guān)，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。不能制造成完全通用的部件，但其中很多零件（如主軸、中間軸齒輪和箱體等）是通用的。組合機(jī)床在目前被廣泛應(yīng)用。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床，它能夠?qū)ぜM(jìn)行多刀，多軸，多面，多工位同時加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔，攻絲，鉸孔，車削，鏜削，磨削與液壓等工序。組合機(jī)床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便，有可重新改裝的優(yōu)越性。其通用零部件可以多次重復(fù)使用。它可以同時從幾個方向采用多把道具，對幾個工件進(jìn)加工，大大提高了生產(chǎn)率，而且他還具有設(shè)計(jì)制造周期短，占地面積小等特點(diǎn)。所以組合機(jī)床越來越廣泛的被廣泛的被應(yīng)用到各行各業(yè)。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。組合機(jī)床的通用部件有：床身（側(cè)底座）、底座（包括中間底座和立柱底座）、立柱、動力箱、動力滑臺、各種工藝切削頭等。對于一些按順序加工的多工位組合機(jī)床，還具有移動工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。圖1-1為各種組合機(jī)床配置方案示意圖圖1-1各種組合機(jī)床配置方案示意圖組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具與工件的相對進(jìn)給運(yùn)動，來實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削外螺紋以與加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。近年來組合機(jī)床的主要用戶汽車制造廠為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和加強(qiáng)競爭力，對加工設(shè)備提出了一些新的要求，如高生產(chǎn)率、縮小加工尺寸的分散度、高可靠性、高利用率和柔性化；此外要求組合機(jī)床價格低，交貨期短，售后服務(wù)好。這對組合機(jī)床行業(yè)是一種新的挑戰(zhàn)，其中有一些要求相當(dāng)苛刻的。在不斷革新和采用新技術(shù)以與一些有關(guān)工業(yè)與配套件廠的共同努力下，有不少要求已得到滿足，在技術(shù)上取得了一些新的進(jìn)展。例如，在對組合機(jī)床高生產(chǎn)率方面，要求單線（不采用并聯(lián)線）加工大件（指缸體、缸蓋、變速箱體、變速器殼）的生產(chǎn)率達(dá)到120-182件/h（100%負(fù)荷時），也就是節(jié)拍時間為20-30s或更短。又如，車削活塞變橢圓裙部的數(shù)控專門化車床，轉(zhuǎn)速高達(dá)5000r/min，生產(chǎn)率可達(dá)500件/h。它采用了新穎的往復(fù)運(yùn)動刀架（直線伺服電動機(jī)驅(qū)動、采用計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動和定位原理，以與滾動導(dǎo)軌鋁質(zhì)套筒形密封結(jié)構(gòu)）和高抗振性聚合物人造花崗巖床身等新技術(shù)；其加工的外圓公差可達(dá)0.0013mm，僅為圖紙要求公差的1/2，可以不必再分組的辦法進(jìn)行選擇裝備，便可做到互換裝配，從而減少零件的庫存量和分組、保管、配對等手續(xù)和管理上的麻煩，更加便于實(shí)現(xiàn)“準(zhǔn)時制生產(chǎn)”。對于組合機(jī)床來說達(dá)到完全互換裝配的加工精度尚有些距離，如精鏜汽缸孔的精度目前還只能達(dá)到0.02mm，如能達(dá)到0.012-0.015mm就可以達(dá)到完全互換裝配了，在高可靠性和利用率方面，部分組合機(jī)床自動線可達(dá)到三班制常年生產(chǎn)（利用班休間隔進(jìn)行換刀）。當(dāng)前不但有一個國家各組合機(jī)床制造廠之間存在著競爭，同時還在各國著名機(jī)床廠之間也出現(xiàn)了競爭。如美國較著名的組合機(jī)床廠Cross公司與其參加的KearneyCross聯(lián)營公司由于連年虧損，于1991年被GiddingsLcwis公司收購而消失了。美國是汽車工業(yè)發(fā)達(dá)、需要組合機(jī)床與其自動線較多的國家。近年來，德國、意大利的幾個較著名的組合機(jī)床制造廠紛紛打入美國市場，1991、1992兩年輸入美國的組合機(jī)床與其自動線價錢金額達(dá)2.8億美元。由于柔性制造設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，特別是加工箱體件柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用，取代了一部分單一品種生產(chǎn)用的組合機(jī)床與其自動線，預(yù)計(jì)90年代組合機(jī)床在機(jī)床市場中所占的比例將繼續(xù)降低。一份1990年發(fā)表的美國機(jī)床市場調(diào)查與預(yù)測報告（表1-1）表明，組合機(jī)床在機(jī)床市場中所占的份額（金額計(jì)算），從80年代中期的平均占15%，將到989年的9.3%，預(yù)計(jì)90年代前半期還將繼續(xù)下降到7.7%。而加工中心所占比例將上升3個百分點(diǎn)（由18%升至21%）。另一份報告（美國ManufacturingEninineering.1991.102.No1:18）指出，1990-1997年美國柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元的產(chǎn)值將從7.69億美元增至17億美元。美國組合機(jī)床市場會進(jìn)一步縮小，也是一種必然的趨勢。各國情況不同，但適應(yīng)市場對產(chǎn)品多樣化的要求，利用柔性較大的設(shè)備進(jìn)行多品種生產(chǎn)和易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代則是一種必然的趨勢，雖然組合機(jī)床也在向柔性化發(fā)展，但其柔性畢竟不與柔性制造系統(tǒng)，其應(yīng)用總是受到一定限制，組合機(jī)床市場的縮小將會程度不同地出現(xiàn)。美國組合機(jī)床（其包括容與我國比較接近）的產(chǎn)值在金切機(jī)床產(chǎn)值中占的比例較高，大多數(shù)年份都在20%以上，表明美國組合機(jī)床行業(yè)是比較發(fā)達(dá)的。從單臺（條）的平均價值金額看，美國較高，表明美國組合機(jī)床自動線的產(chǎn)量較多。意、法兩國組合機(jī)床的產(chǎn)量和產(chǎn)值雖然較少，但其在金切機(jī)床年產(chǎn)值中的比例卻高于德國和日本，表明這兩國重視組合機(jī)床的生產(chǎn)。美國組合機(jī)床的常量很少，所占比例較低，未受重視。表1-1美國金屬切削機(jī)床市場情況與預(yù)測組合機(jī)床的更新情況，可以每隔幾年一次機(jī)床擁有量普查中有關(guān)各類機(jī)床役齡的統(tǒng)計(jì)與其所占百分比的數(shù)據(jù)中推算出來。美國是機(jī)床普查工作進(jìn)行得比較好的國家，其分類與役齡統(tǒng)計(jì)都比較完整。美國1968-1989年進(jìn)行了5次機(jī)床普查。組合機(jī)床（包括自動線）的擁有量、構(gòu)成比與役齡的百分比表明組合機(jī)床的構(gòu)成比有些變化，但變化不大；70年代后期構(gòu)成比最大，80年代又逐漸減少，可以認(rèn)為70年代后期組合機(jī)床在美國的應(yīng)用達(dá)到高潮。從役齡的百分比來分析組合機(jī)床的更新情況是，1983年和1989年的0-4年役齡的各占16%和14%，而調(diào)查是每五年進(jìn)行一次，大約每年有3%的新組合機(jī)床投入使用，總量變化不大，可以認(rèn)為其更新率約為3%。從其他幾個役齡上看，5-9年役齡的增加了10%，20年以上役齡的減少了16%，組合機(jī)床的役齡是更年輕化了。這種情況可以認(rèn)為有比較普遍的意義。第二章犁刀變速齒輪箱體工藝分析2.1被加工零件的功用箱體的功用箱體零件是機(jī)械制造中加工工序較多，勞動量較大的，精度要求高的典型零件。變速箱體是專用機(jī)床的關(guān)鍵零件，箱體的質(zhì)量直接影響到機(jī)床的使用功能，箱體裝有許多零件，所以箱體上相應(yīng)部件作為零件的裝配部件的基礎(chǔ)，它們之間的相對位置基本上是由箱體來保證的，所以箱體的加工表面的尺寸、形狀、位精度都有非常嚴(yán)格的要求。2.2編制工藝規(guī)程與分析2.2.1被加工零件的技術(shù)要求犁刀變速齒輪箱體材料為HT200。該材料有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性與減振性，適用承受教大應(yīng)力、要求耐磨的零件。該零件主要加工表面為N面、R面、Q面和2-Φ80H7孔。N面的平面度為0.05mm，直接影響旋耕機(jī)與拖拉機(jī)變速箱的接觸精度與密封。2-Φ80H孔的同軸度Φ0.04mm，與N面的平行度0.07mm，與R面與Q面的垂直度φ0.1mm以與R面相對Q面的平行度0.005mm，直接影響犁刀傳動對N面的平行度與犁刀傳動齒輪的嚙合精度、左臂殼與右臂殼體孔軸線的同軸度。因此，再加工他們時，最好能在一次裝夾下將兩孔或兩面同時加工出來。2-Φ10F9孔的兩孔距尺寸精度（140.05）mm以與（140.05）mm對R面與N面的平行度0.06mm，影響旋耕機(jī)與變速箱連接時的正確定位，從而影響犁刀與變速箱倒擋齒輪的嚙合精度。2.2.2計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)犁刀變速齒輪箱體，該產(chǎn)品年生產(chǎn)量為50000件，設(shè)其備品率為16%，機(jī)械加工廢品率為2%，現(xiàn)制定該零件的機(jī)加工工藝規(guī)程技術(shù)要求：（1）鑄件消除應(yīng)力。（2）未注明鑄造圓角為R2~R3。（3）鑄件表面不得有粘砂、多肉、裂紋等缺陷。（4）允許有非聚集的孔眼存在，其直徑不大于5mm，深度不大于3mm，相距不小于30mm,整個鑄件孔眼不多于10個。（5）未注明倒角為0.5×45°。（6）所有螺孔锪90錐孔至螺紋外徑。（7）去毛刺，銳邊倒角。（8）同一加工平面上允許有直徑不大3mm，深度不大于15mm，總數(shù)不超過5個孔眼，兩孔之間不小于3mm。（9）涂漆按NJ226-31執(zhí)行。計(jì)算犁刀變速齒輪箱體年產(chǎn)量N：N=Qn(1+a%+b%)=50000×1×1+16%+2%)（2－1）=59000件/年該零件的質(zhì)量為7kg。根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系。查表3-3生產(chǎn)類型可確定為大量生產(chǎn)。2.2.3毛坯的選用根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件，又已知零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為59000件/年，該零件約為7kg，可知，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯的制造方法選用砂型機(jī)器造型。又由于箱替零件的腔與2-Φ80mm的孔須鑄出。故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效。（1）鑄件尺寸公差分為16級，由于是大量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用砂型機(jī)器造型。由工藝人員手冊查得，鑄件尺寸公差等級為CT10級，選取鑄件箱值為1.0mm。（2）鑄件機(jī)械加工余量對成批大量的鑄件加工余量由工藝人員手冊查得，選取MA為G級，各表的總余量見表2－1。由工藝人員手冊可查得鑄件主要尺寸公差見表2－2。表2－1各加工表面總余量/mm加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值說明R面Q面N面凸臺面孔2-φ8016816816810680GHGGH45543底面，雙側(cè)加工（取下行數(shù)據(jù)）頂面降一級，雙側(cè)加工側(cè)面，單側(cè)加工（取上行數(shù)據(jù)）側(cè)面單側(cè)加工孔降一級，雙側(cè)加工表2－2主要毛坯尺寸與公差/mm主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CTN面輪廓尺寸N面輪廓尺寸N面距孔Φ80中心尺寸凸臺面距孔Φ80中心尺寸孔2-Φ8016816846100+6Φ80—4+5543+316817751110Φ70442.83.63.22.3零件加工工藝路線的擬定2.3.1工件定位工件在夾具中定位的主要任務(wù)是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。工件位置的正確與否，用加工要求來衡量。能滿足加工要求的為正確，反之不正確。一批工件逐個在夾具上定位時，各個工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求其完全一致，但各個工件的位置變動量必須控制在加工要求所允許的圍。工件定位定則（六點(diǎn)定則）：在空間直角坐標(biāo)系中，工件可以沿X、Y、Z軸有不同的位置，稱工件沿XYZ軸的位置自由度，用、、表示；也可以繞X、Y、Z軸有不動的位置，稱工件繞X、Y、Z軸的角度自由度，用、、表示。用于描述工件不確定性的，稱為工件的六個自由度。用于限制工件自由度的固定點(diǎn)，稱為定位支承點(diǎn)，簡稱支承點(diǎn)。用合理分布的六個支承點(diǎn)限制工件六個自由度的法則，稱為六點(diǎn)法則。對六個自由度的限制可分為以下幾類定位：（1）工件在夾具中定位，若六個自由度都被限制時，稱為完全定位。（2）工件在夾具中定位，若六個自由度沒有被全部限制時，稱為部分定位（不完全定位）。在工件定位時，以下情況允許不完全定位：①加工通孔或通槽時，沿貫通的位置自由度可不限制。②毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的角度自由度可不限制。③加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工表面的角度自由度（3）工件在夾具中定位時，若實(shí)際定位支撐點(diǎn)或?qū)嶋H限制的自由度個數(shù)少于工序加工要求應(yīng)予限制的自由度個數(shù)，則工件定位不足，稱為欠定位。（4）工件在夾具中定位，若幾個支撐點(diǎn)重復(fù)限制同一個或幾個自由度時，稱為重復(fù)定位。2.3.2定位基準(zhǔn)的選擇（1）精基準(zhǔn)的選擇。犁刀變速齒輪箱體的N面和2-Φ10F9孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”原則，實(shí)現(xiàn)箱體零件“一孔二面”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積較大，定位比較穩(wěn)定、加緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。（2）粗基準(zhǔn)的選擇?？紤]到以下幾點(diǎn)要求，選擇箱體零件的重要孔（2-Φ80mm孔）的與箱體壁作為粗基準(zhǔn)①保證各加工表面均有加工余量的情況下，使重要孔的加工余量盡量均勻；②裝入箱的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、軸套等）與箱體壁有足夠的間隙；③能保證定位夾緊可靠。2.3.3工序的集中和分散（1）集中工序的特點(diǎn)：①減少設(shè)備的數(shù)量，減少了操作工人和生產(chǎn)面積。②減少工序的數(shù)目，減少運(yùn)輸工作量，簡化了生產(chǎn)計(jì)劃工序縮短了生產(chǎn)周期。③減少裝夾次數(shù)不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于在一次裝夾加工許多表面，也易于保證這些表面間的位置精度。④因?yàn)椴捎玫膶Ｓ迷O(shè)備和專用工藝裝備數(shù)量多而復(fù)雜，因此機(jī)床的工藝裝備的調(diào)整維修也很費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量很大。（2）分散的特點(diǎn)：①采用比較簡單的機(jī)床和工藝裝備，調(diào)整容易。②對工人的技術(shù)要求低或只經(jīng)過較短時間的訓(xùn)練。③生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量小，易于變換產(chǎn)品。④設(shè)備數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。綜上所述攻箱體螺紋可采用集中攻螺紋，即箱體上大量螺紋工序集中在一臺機(jī)床上加工，并與鉆床工序分開。這樣便于考慮統(tǒng)一的潤滑、簡化多軸箱傳動2.3.4加工工序的設(shè)計(jì)確定工序尺寸的一般方法是，由于加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸只與工序的加工余量有關(guān)。有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時，工序尺寸用工藝尺寸鏈解算。2.3.5熱處理的安排變速箱體是形狀復(fù)雜的鑄件，必須消除應(yīng)力，防止加工和裝配以后產(chǎn)生變形，必須合理安排時效處理工序，采用自然或人工時效處理。2.3.6初步擬定工藝規(guī)程工藝規(guī)程：把工藝過程的操作方法按一定的格式用文件的形式規(guī)定下來。通過對箱體的工藝分析和箱體的技術(shù)要求來制定箱體的加工路線，由于箱體的年產(chǎn)量為59000臺/年，為大批量生產(chǎn)，盡量選用專用機(jī)床加工，提高生產(chǎn)率。擬訂的加工工藝:序號工序容簡要說明鑄造時效消除應(yīng)力涂底漆防止生銹10粗銑N面先加工基準(zhǔn)面20鉆擴(kuò)鉸2-Φ10F9至2-Φ9F7，孔口倒角1×45°。鉆孔4-Φ13留精鉸余量30粗銑R面與Q面先加工面40銑凸臺面50精鏜孔2-Φ80，孔口倒角1×45°后加工孔粗加工結(jié)束60精銑N面精加工開始70精鉸孔2-Φ10F9至2-Φ10F7（工藝要求）提高工藝精準(zhǔn)度80精銑R面與Q面先加工面90精鉸孔2-Φ80H7后加工孔100鉆Φ20。擴(kuò)鉸球形孔SΦ30H9,鉆4-M16螺紋底孔，孔口倒角1×45°，攻螺紋4-M6-6H次要加工面在后面加工110锪平面4-φ22120鉆8-M12螺紋底孔，空口倒角1×45°，鉆鉸孔2-Φ8N8，孔口倒角1×45°130攻螺紋8-M12-6H工序分散平衡節(jié)拍140檢驗(yàn)150入庫2.4攻絲切削用量的選擇查《機(jī)械加工工藝手冊》選取所需刀具，選用M12細(xì)柄機(jī)用絲錐。攻螺紋切削轉(zhuǎn)矩：T-切削轉(zhuǎn)矩（Nmm）D-主軸直徑（mm）-工件螺距（mm）由已知得螺紋直徑D=12mm，取=1.75mm則=14600Nmm切削功率P＝（2－2）T─切削轉(zhuǎn)矩（N·mm）V─切削速度（m/min）由螺紋直徑和螺距查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3-63得切削速度V=8.88m/min轉(zhuǎn)速。查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表6-19知：高速鋼絲錐攻螺紋切削速度為4~8m/min(加工材料為鑄鐵)，即轉(zhuǎn)速較大，取實(shí)際轉(zhuǎn)速n=200r/min，則實(shí)際切削速度v=nd/1000=7.54m/minP＝×1000=0.3KW第三章鉆孔、攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1組合機(jī)床的配置形式的選擇本設(shè)計(jì)是對犁刀齒輪箱體鉆孔、攻絲的組合機(jī)床設(shè)計(jì)。根據(jù)犁刀齒輪箱體結(jié)構(gòu)和大批量生產(chǎn)采用雙面加工的組合機(jī)床和液壓自動加緊結(jié)構(gòu)以便提高生產(chǎn)效率。圖3-1機(jī)床總體布置圖其總體布置如圖3－1所示。3.2動力部件的選擇動力部件的選擇主要是確定動力箱和動力滑臺。已經(jīng)確定為臥式雙面齒輪傳動組合機(jī)床，選用配套的動力箱驅(qū)動多軸箱攻螺紋主軸。動力箱規(guī)格要與滑臺匹配，其驅(qū)動功率主要依據(jù)多軸箱所傳遞的切削功率來選用。P＝（3－1）P─消耗主軸的切削功率總和η─多軸箱的傳動功率機(jī)床共有四根主軸加工工件，故P＝P×4＝0.3×4＝1.2kw傳動功率η加工黑色金屬時取0.8～0.9，加工有色金屬時取0.7～0.8；主軸傳動復(fù)雜時取小值，反之取大值。故本設(shè)計(jì)取η＝0.8。P＝＝1.5kw據(jù)《組合機(jī)床簡明手冊》表5－39選用動力箱：1TD32－IV電動機(jī)型號Y100L-6,電動機(jī)功率1.5kw電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=940r/min,輸出轉(zhuǎn)速n=470r/min,L=320mm。3.3通用部件選擇選擇通用部件，主要是確定動力部件的驅(qū)動方式和規(guī)格（即大?。?，其他如床身、立柱、擋鐵等部件根據(jù)動力部件的規(guī)格，按通用部件配套表選用3.3.1主軸箱的輪廓尺寸的確定標(biāo)準(zhǔn)通用鉆、鏜類多軸箱的厚度是一定的、臥式為325mm,立式為340mm。因此，確定多軸箱尺寸的寬度B和高度H與最低主軸高度h1。如圖3－2所示：圖3－2多軸箱尺寸確定被加工零件輪廓以點(diǎn)畫線表示，多軸箱尺寸用實(shí)線表示，多軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布有關(guān)，多軸箱輪的寬度B和高度H通常按下式確定：圖3－2多軸箱尺寸確定B=b1+b+b2（3－2）H=h+h1+h2（3－3）b1=100mm,b2=100mm,b=156.3mmh1=124.5mm,h2=160mm,h=131.1mmB=100+156.3+100=256.3mmH=124.5+160+131.1=415.6mmb—工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離b1、b2—最邊緣主軸中心至箱體外壁距離h—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離h1—最低主軸高度h2—最低孔高度B和h為已知尺寸。為保證多軸箱有足夠安排齒輪的空間，推薦>70-100mm。多軸箱最低主軸高度必須考慮與工件最低孔位置、機(jī)床裝料高度H、滑臺總高度、側(cè)底座高度等尺寸之間的關(guān)系而確定。實(shí)例中==24.4mm，H=1000mm，查表5-3知滑臺高度=280mm，側(cè)底座高度=560mm。實(shí)例、B、H的計(jì)算如下：=+H-（0.5++）=［24.4+1000-（0.5+280+560+5）］mm=138.9mm取=100mm，則可求出多軸箱的輪廓尺寸：H=h++=131.1+138.9+100=370mmB=b+2=156.3+2×100=365.3mm上述計(jì)算值，按通用箱體系列尺寸標(biāo)準(zhǔn)，最后確定多軸箱輪廓尺寸為BH=500×500mm。3.3.2液壓滑臺選擇液壓滑臺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：①采用雙矩型導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)型式，以單導(dǎo)軌兩側(cè)面導(dǎo)向，導(dǎo)向的長寬比較大，導(dǎo)向性好。②滑座體為箱形框架納構(gòu)，滑座底面中間增加了結(jié)合面，結(jié)構(gòu)剛度高。③導(dǎo)軌淬火，硬度高，使用壽命長。④液壓缸活塞和后蓋上分別裝有雙間單向閥和緩沖裝置，可減輕滑臺換向和退至終點(diǎn)時的沖擊。⑤滑臺分普通級、精密級和高精度級三個精度等級，可按要求選用，提高經(jīng)濟(jì)性。已知電機(jī)型號，由《組合機(jī)床簡明手冊》查得液壓滑臺型號：1HY32IA,臺面寬320mm，臺面長度630mm，行程400mm，最大進(jìn)給力12500N，工進(jìn)速度20－650mm/min,快速移動速度10m/min。3.3.3側(cè)底座側(cè)底座用于臥式專用機(jī)床，其上面安裝滑臺，側(cè)面與中間底座相連接時可用鍵或錐銷定位。側(cè)底座的長度與滑臺相適應(yīng)，即滑臺行程有幾種規(guī)格，側(cè)底座就有幾種規(guī)格。側(cè)底座有普通級和精密級兩種精度等級，與一樣的精度等級的滑臺配套使用。由液壓滑臺選出側(cè)底座型號為：1CC321。3.3.4中間底座中間底座其頂面安裝夾具或輸送部件，側(cè)面可與側(cè)底座或立柱底座相連接，并通過端面鍵或定位銷定位，根據(jù)機(jī)床配置形式不同，中間底座有多種形式，如雙面臥式專用機(jī)床的中間底座，兩側(cè)面都安裝測底座；三面臥式專用機(jī)床的中間底座為三面安裝側(cè)底座立式回轉(zhuǎn)工作臺式專用機(jī)床，除安裝立往外，還需安裝回轉(zhuǎn)工作臺?？傊虚g底座的結(jié)構(gòu)、尺才需根據(jù)工件的大小、形狀以與專用機(jī)床的配置形式等來確定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選寬度為800mm的中間底座長度根據(jù)設(shè)計(jì)而定。3.3.5動力部件工作行程與循環(huán)的確定動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還要考慮因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離(即前備量)和刀具裝卸以與刀具從接桿中或接扦連同刀具一起從主軸孔中取出時，動力部件需后退的距離(刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接扦插入主軸孔或刀具插入接扦孔的長度，即后備量)。（1）工作進(jìn)給長度L的確定由于本工序的加工孔的攻螺紋深度為22mm，而鉆孔深度為28mm,則L2=0，取L1=8mm，則工作進(jìn)給長度L=L1+L2+L深=8+0+22=30(mm)（2）快速引進(jìn)長度的確定快速引進(jìn)是指動力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長度按具體情況確定。在加工雙層或多層壁孔徑一樣的同軸孔系時，可采用跳躍進(jìn)給循環(huán)進(jìn)行加工，即在加工完一層壁后，動力部件在次快速引進(jìn)到位，在加工第二層壁孔，以縮短加工時間。在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)加工的零件選去快進(jìn)的長度為120mm。（3）工退的確定攻絲結(jié)束后刀具需要退出工件，其長度等于工進(jìn)長度，即30mm.（4）快速退回長度的確定本工序的快退的長度為120mm。（5）動力部件總行程的確定動力部件的總行程除了滿足工作循環(huán)向前和向后所需的行程外，還需考慮刀具的磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動力部件能夠向前調(diào)節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以與刀具從接桿中或連同接桿一起從主軸孔中取出時，動力部件所需后退的距離（刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離應(yīng)大于接桿插入主軸孔或刀具插入接桿孔的長度，即后備量）。因此，動力部件的總行程為快退行程、工退與前后備量之和。在本次設(shè)計(jì)的前備量為30mm，后備量為220mm，得出，動力部件的總行程為400mm。死擋鐵停留，選用壓力繼電器。3.3.6工作臺的確定因B×H=500×500,又因?yàn)閮晒ぷ髋_間的距離為280mm，查《簡明手冊》表5-44，選用多工位移動工作臺1AYU50Ⅱ。其聯(lián)系尺寸為：臺面寬500mm，臺面長500mm，行程1000mm3.3.7初步確定裝料高度裝料高度一般指工件安裝基面至地面的垂直距離。在確定機(jī)床裝料高度時，首先要考慮工人操作的方便性，對于流水線要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度；對于自動線要考慮中間底座的足夠高度，以便允許腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機(jī)床部結(jié)構(gòu)尺寸限制和剛度要求。裝料高度圍是850—1060mm，根據(jù)實(shí)際加工條件確定裝料高度H=1000mm。第四章繪制“三圖一卡”4.1繪制被加工零件工序圖（1）作用：被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度與技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)，夾壓部位以與被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前的加工余量，毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是專用機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動線的加工容，并作必要的說明而繪制的。（2）容：①被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以與與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。②本工序所使用的定位基準(zhǔn)，夾壓部位以與夾緊方向。③本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度和形位公差等技術(shù)要求以與對上道工序的技術(shù)要求。④注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以與加工部位的余量。（3）技術(shù)要求①本機(jī)床加工前應(yīng)保證：除方框尺寸的所有尺寸；兩定位銷為8級精度，表面粗糙度3.2mm。②本機(jī)床應(yīng)保證：所加工中心位置度不大于0.5，并按最大實(shí)體原則要求；保證方框尺寸。4.2繪制被加工零件加工示意圖（1）作用：加工示意圖是在工藝方案和機(jī)床總體方案初步確定的基礎(chǔ)上繪制的。它是表達(dá)工藝方案具體容的機(jī)床工藝方案圖。它是設(shè)計(jì)刀具、輔具、夾具、多軸箱和液壓、電氣系統(tǒng)以與選擇動力部件，繪制機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的主要依據(jù)；它是對機(jī)床總體布局和性能的原始要求；它也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要技屬文件。（2）容①機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。②工件、刀具與導(dǎo)向、托架與多軸箱之間的相對位置與其聯(lián)系尺寸。③主軸結(jié)構(gòu)類型、尺寸與外伸長度。④刀具類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸。⑤接桿（包括鏜桿）、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置攻螺紋靠模裝置等結(jié)構(gòu)尺寸。⑥刀具、導(dǎo)向套間的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式與配合尺寸等（3）加工示意圖的繪制①刀具的選擇原則首選標(biāo)準(zhǔn)刀具，為提高工序集中程度或滿足精度要求，可以采用復(fù)合刀具；選擇刀具應(yīng)考慮工件材質(zhì)加工精度，表面粗糙度，排屑與生產(chǎn)率等工藝要求。本道工序選擇：標(biāo)準(zhǔn)細(xì)柄機(jī)用柄絲錐M12作為刀具；M12：L=89mml=29mm。②導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選擇：導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確位置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。選擇導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為攻螺紋靠模機(jī)構(gòu)。攻螺紋靠模裝置用于同一方向純攻螺紋工序。由攻螺紋多軸箱和攻螺紋靠模頭組成?？磕Ｂ菽负涂磕Ｂ輻U是經(jīng)過磨制并精細(xì)研配的，因而螺孔加工精度較高?？磕＝Y(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，并能在一個攻螺紋裝置上方便的攻制不同規(guī)格的螺紋，而且可各自選用合理的切削用量。（4）主軸、接桿結(jié)構(gòu)確定主軸類型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸與軸端尺寸主要取決于進(jìn)給抗力和主軸——刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。①主軸直徑查表3-5，4-2由螺紋直徑M12可得D/d1=40/20,主軸直徑25mm，攻絲靠模機(jī)構(gòu)規(guī)格代號3，主軸外伸尺寸L=120mm。②接桿的選擇除剛性主軸外，專用機(jī)床主軸與刀具間常用接桿連接，因多軸箱各主軸的外伸長度和刀具長度都為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時到達(dá)加工終了位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來調(diào)整各軸的軸向長度，以滿足同時加工完成各孔的要求。（5）切削用量的選擇組合機(jī)床上攻螺紋，是主軸系統(tǒng)帶動絲錐實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動，即螺紋每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的同時，絲錐向前進(jìn)給一個螺距P絲，當(dāng)絲錐攻入螺孔1～2個扣之后，絲錐便自行引進(jìn)，主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動之間嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系由自身保證。所以主軸進(jìn)給速度V(mm/min)為：V＝nf（4－2）n－轉(zhuǎn)速m/minf－每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/minV＝200×1.75＝350mm/min4.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制（1）機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用①機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是以被加工零件工序圖和加工示意圖為依據(jù)，并按初步選定的主要通用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的。它是用來表示機(jī)床的配置形式，主要構(gòu)成與各部件安裝位置，相互聯(lián)系，運(yùn)動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。它用以檢驗(yàn)各部件相對位置與尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適。④它為多主軸箱。夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。⑤它可以看成是機(jī)床總體外觀簡圖，由其輪廓尺寸，占地面積，操作方式等可以檢驗(yàn)是否適應(yīng)用戶現(xiàn)場使用環(huán)境。（2）機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的作用①機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示了機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式。②機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示了所選動力部件，配套部件型號與規(guī)格。③機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映部件間的動態(tài)和靜態(tài)的聯(lián)系尺寸。④機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映專用部件的外形尺寸。⑤機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映主要動力的型號，功率，轉(zhuǎn)速。⑥機(jī)床聯(lián)系尺寸圖反映總行程。⑦機(jī)床聯(lián)系尺寸圖表示部件的分組與編號。4.4專用機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡的編制4.4.1生產(chǎn)率的計(jì)算根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)與切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動作時間、生產(chǎn)綱領(lǐng)與負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。（1）理想生產(chǎn)率Q理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。Q=A/T（4－4）Q─理想生產(chǎn)率A─年生產(chǎn)綱領(lǐng)T─全年工時總數(shù)一般情況下，單班制T取2350h,兩班制取4600h，A=59000。本設(shè)計(jì)取為單班制T＝2350h。計(jì)算得出Q=25.1件/小時（2）實(shí)際生產(chǎn)率實(shí)際生產(chǎn)率Q1是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即Q1=60/T單T單=t切T單—生產(chǎn)一個零件所需時間（min）T單=t切+t輔=（L1／V+t停）+（L快進(jìn)+L快退）/VFr+t移+t裝（4－5）L1—刀具工作進(jìn)給長度（mm）V—刀具工作進(jìn)給速度(mm/min)t?！_在死擋鐵上停留時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5-10轉(zhuǎn)所需時間(min)L快進(jìn)，L快退—動力頭快進(jìn)和快退行程長度(mm)VFr—動力部件快進(jìn)行程速度，用機(jī)械動力部件時取5-6m/min，用液壓動力部件時取3-10m/min(m/min)t移—工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取0.1min(min)t裝—工件裝卸時間，通常取0.5-1.5min(min)本設(shè)計(jì)是和組合鉆床作為同一道工序，工件不拆卸用移動滑臺來轉(zhuǎn)換工位。故計(jì)算生產(chǎn)率計(jì)算卡需考慮兩者的情況。①鉆孔用時取L1=70mm,V=117mm/min,t停=1s=0.01min,L快進(jìn)=110mm,L快退=180mm,VFr=10m/min,t移=0.1min,t裝=0.5minT=1.247min/件②攻絲用時取L1＝30mm，V＝350mm/min，t停＝0.01min,L快進(jìn)=120mm,L快退=120mmVFr=10mm/min。t卸=0.5minT=0.719min/件T=T+T=1.966min/件實(shí)際生產(chǎn)率Q1＝30.518件/小時（3）機(jī)床負(fù)荷率η當(dāng)Q1＞Q時，機(jī)床負(fù)荷率η為二者之比即η=Q/Q1，η=25.1/30.472=82.25％組合機(jī)床負(fù)荷率一般為0.75～0.90，自動線負(fù)荷率為0.6～0.7。由此計(jì)算得出實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率的要求。4.4.2編寫生產(chǎn)率計(jì)算卡編寫生產(chǎn)率計(jì)算卡（見附錄）第五章組合機(jī)床攻螺紋多軸箱設(shè)計(jì)5.1攻螺紋概述在組合機(jī)床上攻螺紋，根據(jù)工件加工部位分布情況和工藝要求，常有攻螺紋動力頭攻螺紋、攻螺紋靠模裝置攻螺紋和活動攻螺紋模板攻螺紋三種方法。攻螺紋動力頭用于同一方向純攻螺紋工序。利用絲杠進(jìn)給，攻螺紋行程較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動加工螺紋精度較低（一般低于7H級）目前極少應(yīng)用。攻螺紋靠模裝置用于同一方向純攻螺紋工序。由攻螺紋主軸箱和攻螺紋靠模頭組成?？磕Ｂ菽负涂磕Ｂ輻U是經(jīng)過磨制并精細(xì)研配的，因而螺孔加工精度較高?？磕Ｑb置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，并能在一個攻螺紋裝置上方便地攻不同規(guī)格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量，目前應(yīng)用很廣泛。若一個主軸箱在完成攻螺紋的同時還要完成鉆孔等工序時，就要采用攻螺紋模板攻螺紋，即只需在主軸箱的前面附加一個專用的活動攻螺紋模板，便可完成攻螺紋工作5.2繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖該圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的。5.2.1容與注意事項(xiàng)（1）.繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸與動力箱驅(qū)動軸的相對位置尺寸。（2）根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸與工件與主軸，主軸與主軸的相關(guān)位置尺寸。在繪制主軸位置時，要特別注意：主軸和被加工零件是面對面安放的，因此，多軸箱主視圖上的水平方向與零件工序圖上的水平方向尺寸正好相反；其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和零件工序圖上的基準(zhǔn)經(jīng)常不重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱與加工零件的相對位置找出同一基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對位置關(guān)系尺寸，然后根據(jù)零件分工序圖各孔位置尺寸，算出多軸箱上各主軸坐標(biāo)值。（3）根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)向）（4）列表標(biāo)明各主軸的工序容，切削用量與主軸外伸尺寸等。（5）標(biāo)明動力部件型號與其性能參數(shù)圖5－1所示為雙面臥式攻絲組合機(jī)床左多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖圖5－1雙面臥式攻絲組合機(jī)床圖5－1雙面臥式攻絲組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖被加工零件名稱：犁刀變速齒輪箱材料與硬度：鑄鐵HT200HBS180—220HBS5.2.2主軸外伸尺寸與切削用量主軸外伸尺寸與切削用量如表5－1所示表5－1主軸外伸尺寸與切削用量軸號主軸外伸尺寸切削用量備注D/d（mm）L(mm)工序容n(r/min)v(m/min)f(mm/r)1─440/20120攻M12螺紋2007.541.755.3主軸齒輪的確定與計(jì)算發(fā)5.3.1主軸形式和直徑，齒輪模數(shù)的確定（1）主軸的形式和直徑，主要取決于工藝方案，刀具主軸連接結(jié)構(gòu)，刀具的進(jìn)給力和切削轉(zhuǎn)矩，通常攻絲的主軸有兩種：①前后支撐均為圓珠滾子軸承主軸。②前后支撐均為推力球軸承和無環(huán)滾針軸承的主軸。在本次設(shè)計(jì)中，考慮到加工方法和零件的具體結(jié)構(gòu)，我們采用支承形式：前后均為圓錐滾子軸承的主軸，主軸的外伸長度為120mm（2）主軸直徑的確定：根據(jù)有前面計(jì)算求得的數(shù)據(jù)：攻M12螺紋時：T=14.6N·m又考慮到盡量避免選用直徑為15mm的主軸。所以選直徑為25mm齒輪模數(shù)的估算可按公式估算，也可用類比法確定。公式估算：即：m（5－1）P—齒輪所傳遞的功率（kw）Z—對嚙合齒輪中的小齒輪數(shù)N—小齒輪的轉(zhuǎn)速（r/min）由前面已知：P=0.3kw;Z=24（主軸上的小齒輪）;n=200r/min（主軸轉(zhuǎn)速）我們應(yīng)選擇轉(zhuǎn)速較低，齒數(shù)最小的齒輪估算：m=1.2但是在設(shè)計(jì)過程中，由于主軸轉(zhuǎn)速的要求和被加工零件孔的位置在結(jié)構(gòu)上的限制；但是處于對整體方按的考慮，我們選擇主軸上齒輪模數(shù)為3，用提高材質(zhì)和齒輪熱處理的方法來提高小齒輪的強(qiáng)度。5.3.2多軸箱所需動力計(jì)算多軸箱動力的計(jì)算包括多軸箱所需的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)傳動系統(tǒng)確定之后，可按下列方法計(jì)算：多軸箱所需功率的計(jì)算P多軸箱=P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失=（5－2）P切削—切削功率（kw）P空轉(zhuǎn)—空轉(zhuǎn)功率（kw）P損失—與負(fù)荷成正比的功率損失，單位：kw由前面的計(jì)算得：切削功率為：攻M12螺紋孔：N切=0.3kwP切削＝4×N切=4×0.3＝1.2查表4-6得：P空轉(zhuǎn)（用插值法求得）攻M12螺紋孔：N空轉(zhuǎn)=0.022kwP空轉(zhuǎn)=0.022×4=0.088kw損失功率：選擇功率損失最大的主軸計(jì)算，主軸1，2，3，4每根軸所傳遞的功率相每根軸上的損失功率可按其所傳遞功率的1％取值。Pi=0.3×1％＝0.003kw則功率損失為：P損失=0.003×4=0.012kwP多軸箱=P切削+P空轉(zhuǎn)+P損=1.2+0.088+0.012=1.3kw所以所選擇的電機(jī)參數(shù)滿足該機(jī)床的要求。5.4多軸箱的傳動設(shè)計(jì)多軸箱的傳動設(shè)計(jì)就是根據(jù)動力箱驅(qū)動軸位置和轉(zhuǎn)速，各主軸位置與其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動鏈，把驅(qū)動軸和各主軸連接起來，使主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。5.4.1對多軸箱的傳動系統(tǒng)的一般要求（1）在保證主軸的強(qiáng)度，剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下力求使傳動軸和齒輪規(guī)格，數(shù)量最少。（2）盡量不用主軸帶主軸的方案，以免增加主軸負(fù)荷，影響加工質(zhì)量。（3）為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱齒輪副的傳動比一般要大于1/2，后蓋齒輪傳動比允許取1/3——1/3.5，盡量避免升速傳動。當(dāng)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時允許先升速后在降速，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)距較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)損失功率隨之增加，故要求升速傳動比小于等于2；為使軸上的齒輪不過大，最后一級通常采用升速傳動。（4）用于粗加工的主軸齒輪，盡可能設(shè)置在第一排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形，（5）多軸箱具有粗精加工主軸時，最好從動力箱驅(qū)動齒輪開始，就分兩條路線傳動，以免影響加工精度（6）剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的直徑，以減少振動，提高運(yùn)動的平穩(wěn)性。（7）驅(qū)動軸直接帶動不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。5.4.2擬訂多軸箱傳動系統(tǒng)的方法將全部主軸的中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動軸，然后根據(jù)以選定的各中心傳動軸再取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心傳動軸，最后用合攏傳動軸與動力箱驅(qū)動軸連接起來。（1）確定主軸分布類型將主軸劃分為各種分布類型，被加工零件上加工孔的位置是多種多樣的，但大致可規(guī)納為：同心圓分布、直線分布和任意分布三種類型。本設(shè)計(jì)為直線分布和同心圓分布相結(jié)合。同心圓分布：可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動軸，由其上一個或兩個齒輪來帶動各主軸，直線分布：可在兩主軸中心連線的垂直平分線上設(shè)置傳動軸，由其上一個或幾個齒輪來帶動。直線分布：可在同心圓處分別設(shè)置中心傳動軸，其上的一個或幾個（不同排數(shù)）齒輪來帶動各主軸。（2）確定驅(qū)動轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向與在主軸箱上的位置驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速按動力箱型號選定；當(dāng)采用動力滑臺時，驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇。查動力部件：動力箱的參數(shù)可知：TD32Ⅳ的驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為：470r/min轉(zhuǎn)向根據(jù)主軸轉(zhuǎn)向定為：面向動力箱方向順逆均可，再由動力箱和主軸上的聯(lián)系尺寸可知，驅(qū)動軸到主軸底部的尺寸是124.5mm齒輪傳動：用最少的傳動軸與齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來。在多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖中確定各主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析軸的位置，擬定傳動方案，選定齒輪模數(shù)（估算或類比），在通過“計(jì)算、作圖和多次試湊”相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置與轉(zhuǎn)速。①齒輪齒數(shù)傳動軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式：μ=（5－3）A=（5－4）μ（5－5）（5－6）（5－7）Z＝式中u─嚙合齒輪傳動比；Z、Z─分別為主動輪和從動輪齒數(shù)；n、n─分別為主動輪和從動輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min；A─齒輪嚙合中心距，單位為mm；m─齒輪模數(shù)，單位為mm。②擬定傳動路線把主軸2、3和1、4視為兩組組同心圓主軸在圓心處設(shè)中心傳動軸5、6；在傳動軸5、6中心連線的垂直平分線上設(shè)中心傳動軸7，軸7同時也對應(yīng)在工件圓心上。圖中主軸1～4為“樹梢”，驅(qū)動軸O為“樹根”，各分叉點(diǎn)為傳動軸5、6、7、其中軸5、6為中心傳動軸，軸7為合攏軸。各軸間的傳動副為“樹枝”，箭頭表示運(yùn)動傳遞方向（路線）。其傳動路線如圖5－2圖5－2四孔攻螺紋多軸箱傳動樹形圖圖5－2四孔攻螺紋多軸箱傳動樹形圖①驅(qū)動軸O—7軸—5軸—主軸2~3②驅(qū)動軸O—7軸—6軸—主軸1~4表5－2各傳動齒輪的齒數(shù)與各項(xiàng)指標(biāo)傳動路線主動齒輪從動齒輪中心距齒（速）比所在排齒輪模數(shù)驅(qū)動軸0—7軸24311161/1.29Ⅳ47軸—5軸172461.51/1.41Ⅱ37軸—6軸172461.51/1.41Ⅱ35軸—2，3軸202567.51/1.25Ⅰ36軸—1，4軸202567.51/1.25Ⅰ3手柄軸8-7軸23301061/1.30Ⅲ4注：n=200r/min（3）對傳動系統(tǒng)的要求與確定手柄軸和油泵①粗估傳動軸的軸徑為30mm，其中7軸上的扭矩較大，軸徑選為3支承形式為采用圓錐滾子軸承。②傳動軸的齒輪盡量放在第Ⅰ排，但是考慮到全放在第一排齒輪太密，且有干涉情況，因此按《組合機(jī)床簡明手冊》圖7－7選用傳動軸齒輪布置。③潤滑泵采用R12—1A葉片泵，油泵供油至分油器，經(jīng)油管分送到各潤滑點(diǎn)，油泵放在箱體前臂上，考慮到泵軸應(yīng)盡量靠近油池，而又不要太低，免得攪油損失過大，所以應(yīng)考慮用驅(qū)動軸O帶動油泵軸，傳動齒輪放在第Ⅳ排，以便維修。取油泵軸齒輪齒數(shù)為21,則兩軸中心距為（21+24）×4/2=90。④手柄軸安放位置應(yīng)盡量避開主軸，而且靠近工人操作面，其高度應(yīng)以便于工人操作為準(zhǔn)，手柄軸應(yīng)有較寬敞的空間以便于操縱，同時，手柄軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)較高，扳動手柄時才能省力，故此，考率用傳動軸7帶動手柄軸,手柄軸齒輪齒數(shù)取23模數(shù)為4，軸7齒數(shù)為30，齒輪嚙合在Ⅲ。⑤設(shè)計(jì)中由于受到具體結(jié)構(gòu)的限制，實(shí)際中心距不等于根據(jù)齒輪數(shù)和所求得計(jì)算的中心距，采用了變位齒輪傳動。5.5主軸、傳動軸坐標(biāo)計(jì)算作標(biāo)計(jì)算是根據(jù)已知的驅(qū)動軸和主軸的位置關(guān)系與傳動關(guān)系，精確計(jì)算各中間傳動軸的坐標(biāo)，其目的是為多軸箱體零件補(bǔ)充零件加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來檢查齒輪排列是否合理正確5.5.1加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系xoy，計(jì)算主軸驅(qū)動軸坐標(biāo)坐標(biāo)原點(diǎn)選在定位銷孔上，適用于多軸箱安裝在動力箱上，即我們選定的方案，定位銷孔的位置在距箱體左壁25mm，底平面30mm.計(jì)算各軸坐標(biāo)：各軸位置關(guān)系如圖5-3所示圖5-3各軸位置關(guān)系軸OXo=250-25=225mmYo=124.5-30=94.5mm.軸7X=Xo=225mmY=Yo+110=204.5mm軸6X=Xo+62.087=287.087mmY=Y=204.5mm軸5X=Xo-62.087=162.913mmY=Y=204.5mm軸4X=Xo+78.137=303.137mmY=Y-65.564=138.936mm軸3X=Xo-78.137=146.863mmY=Y=138.9365mm軸2X=X=146.863mmY=Y+65.564=270.064mm軸1X=X=303.137mmY=Y=270.064mm手柄軸8X=Xo=225mmY=Y+106=310.5mm油泵軸軸9由上可得軸0-9間的中心距為90，設(shè)9與0在垂直方向的距離為4.5，如圖5-4圖5-4軸9與0尺寸關(guān)系由圖測量得9-0之間在水平方向的距離為89.89。則X9=X0-89.89=135.11mmY9=Y0-4.5=90mm5.5.2驗(yàn)算中心誤差多軸箱體上的孔系是按計(jì)算的坐標(biāo)加工的，而裝配要求兩軸間齒輪能正常嚙合。因此，必須驗(yàn)算根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算確定的實(shí)際中心距A，是否符合兩軸間齒輪嚙合要求的標(biāo)準(zhǔn)中心距R，R與A的差值δ為：δ=R-A驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)：中心距允差[δ]=（0.001-0.009）mm。由以上計(jì)算和表5－2對照可得出各軸中心距誤差，其具體數(shù)值如表5-3表5-3各軸中心距誤差傳動標(biāo)準(zhǔn)中心距RR=(Z1+Z2)m/2實(shí)際中心距A=中心誤差δδ=R-A0-711011007-57-661.562.087-0.5875-2，36-1，467.567.50由表可得：軸0與軸7，軸5與軸2、3，軸6與軸1、4能滿足齒輪副嚙合要求，而δ7-5和δ7-6都超過了[δ]，因此，軸7與軸5，軸7與軸6均需要采用變位齒輪，變位量△A7-5=+0.587，△A7-6=+0.5875.5.3制坐標(biāo)檢查圖前面已計(jì)算出各軸坐標(biāo)，須繪出坐標(biāo)與傳動關(guān)系檢查圖，用以全面檢查傳動系統(tǒng)的正確性。（1）坐標(biāo)檢查圖的主要容①通過齒輪嚙合，查處坐標(biāo)位置是否正確；檢查主軸轉(zhuǎn)向。②進(jìn)一步檢查個零件間有無干涉現(xiàn)象。③檢查液壓泵、分油器等附加機(jī)構(gòu)的位置是否合適。（2）坐標(biāo)檢查圖繪制的順序與要求坐標(biāo)檢查圖最好按1：1比例繪制，其繪制順序與要：繪制多軸箱輪廓尺寸與坐標(biāo)系XOY。計(jì)算出的坐標(biāo)值繪制各主軸、傳動軸軸心位置與主軸外伸部分主要直徑，并注明軸號與主軸、驅(qū)動軸、液壓泵軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。用點(diǎn)劃線繪制各齒輪的分度圓，注明各齒輪齒數(shù)、模數(shù)、所處排數(shù)與變位齒輪的變位量。為了醒目易于檢查，可用不同顏色細(xì)線條畫出軸承、隔套、主軸防油套的外徑、附加機(jī)構(gòu)的外廓與其相鄰軸的螺母直徑。根據(jù)個零件在空間的相對位置逐排（軸）檢查沒有干涉現(xiàn)象，并再次復(fù)查軸與被加工孔的位置一致。（坐標(biāo)檢查圖見下頁圖5－5）圖5－5四孔攻螺紋多軸箱坐標(biāo)檢查圖5.6對傳動零件進(jìn)行校核校核傳動件以保證多軸箱能夠正常工作，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。5.6.1軸的挍核驗(yàn)算傳動軸的直徑選擇兩根軸進(jìn)行強(qiáng)度校核5軸：軸徑30mm，經(jīng)ⅡM=M1i1+M2i2+…Mni(5－8)M—傳動軸所承受的總轉(zhuǎn)矩Mn—作用在幾個主軸上的轉(zhuǎn)矩in—傳動軸至第n個主軸之間的傳動比。4根主軸，M2=M3i2=i3M總=2×14.6×20/25=23.36N·m查《組合機(jī)床簡明手冊》表3－4得D＝B（5－9）B－系數(shù)（傳動軸B取5.2，剛性主軸B取7.3）D－軸的直徑M－軸所傳遞的轉(zhuǎn)距D=5.2×＝20.33mmD=30mm[ψ]=1/2(度/米)M=56N·滿足直徑為30mm的傳動軸所能承受的轉(zhuǎn)矩，即直徑為307軸：軸徑為30mm，經(jīng)第ⅣM=2×23.36×17/24＝30.093N·m據(jù)公式（4－15）得：D=21.66mmD=30mm[ψ]=1/2(度/米)M=56N·滿足直徑為30mm的傳動軸所能承受的轉(zhuǎn)矩，即直徑為305.6.2齒輪的挍核驗(yàn)算主軸箱中齒輪強(qiáng)度應(yīng)選擇一樣模數(shù)受力載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)行彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力驗(yàn)算。一般對高速傳動的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對低速傳動的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。傳動軸7小齒輪傳遞功率較大，模數(shù)較小，Z=17,轉(zhuǎn)速為364r/min,故對其進(jìn)行強(qiáng)度校核因其工作強(qiáng)度較大故選用45號表面淬火鋼。（1）彎曲強(qiáng)度校核σF=(5-10)—圓周力(kg)b—齒寬（mm）K=KA×KV×Kα×K(5-11)K—(載荷系數(shù))KA—1.00(使用系數(shù))KV—1.05(動載荷系數(shù))Kα—1.2(齒間載荷分配系數(shù))Kβ—1.162(齒向載荷分布系數(shù))∴K=1.464F＝2T/d=2×30.093×1000/51=1180.12NT─主動輪上的扭矩（kg/mm）d─小齒輪節(jié)圓直徑(mm)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5得Y=1.52─彎曲強(qiáng)度重合度系數(shù)Y=2.97─齒形系數(shù)［σ］=240MPa查《簡明手冊》圖7-6可得：b=24mm。則σ＝1.464×1180.12×1.52×2.91/24×3=107.23MPa∴σ＜［σ］小齒輪的彎曲強(qiáng)度合格。（2）疲勞強(qiáng)度校核＝2.5Z［］(5-12)K─使用系數(shù)Z＝189.8──彈性系數(shù)F＝1180.12Nb×d=24×51=1224mmu+1/u==2.412K=KAKVKK（5-13）KA—1.00(使用系數(shù))KV—1.05(動載荷系數(shù))K─1.0(齒間載荷分布系數(shù))K─1.112（齒向載荷分布系數(shù)）K=1.0×1.05×1.0×1.112=1.22＝2.5＝799.24MPa［］=800MPa＜［］故小齒輪疲勞強(qiáng)度合格。5.7攻螺紋裝置的設(shè)計(jì)在組合機(jī)床上攻螺紋，根據(jù)工件部位分布情況和工藝要求，通常有攻螺紋動力頭攻螺紋，攻螺紋靠模裝置攻螺紋和活動攻螺紋模板攻螺紋三種方法。本設(shè)計(jì)根據(jù)加工情況已定為用靠模裝置攻螺紋。5.7.1攻螺紋靠模機(jī)構(gòu)與卡頭普通車床上車削羅紋時，主動運(yùn)動與進(jìn)給運(yùn)動之間保持著嚴(yán)格的運(yùn)動關(guān)系。組合機(jī)床上攻螺紋，是有主軸系統(tǒng)帶動絲錐實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動，即螺紋錐每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的同時，絲錐向前進(jìn)給一個螺距P絲,當(dāng)絲錐攻入螺孔1～2個扣之后，絲錐便自行引進(jìn)，主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動之間嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系由絲錐自身保證（即P絲＝Pl）。絲錐每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（螺距）與靠模螺母或與整個多軸箱進(jìn)給量的差異由攻螺紋靠模機(jī)構(gòu)補(bǔ)償。攻螺紋主軸系統(tǒng)的主運(yùn)動由多軸箱主軸傳動。進(jìn)給運(yùn)動是通過攻螺紋機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，用來組成攻螺紋靠模裝置的攻螺紋機(jī)構(gòu)稱為第Ⅱ類攻螺紋靠模。第Ⅰ類攻螺紋靠模裝置必須與攻螺紋卡頭配套使用。本設(shè)計(jì)已選用第Ⅰ類攻螺紋靠模裝置與選用與之相配套的卡頭。5.7.2攻螺紋裝置螺紋裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖5－5所示。它由攻螺紋多軸箱7和攻螺紋靠模頭5組成。攻螺紋靠模5實(shí)際上是一個加厚的多軸箱前蓋，其上裝有第Ⅰ類攻螺紋靠模。工作時，由電機(jī)經(jīng)齒輪帶動主軸6與靠模桿4（其前端裝有螺紋卡頭3、心桿2和絲錐1）旋轉(zhuǎn)并按自身的螺距P引進(jìn)。電動機(jī)反轉(zhuǎn)，靠模桿退回。其最大行程為60mm。攻螺紋裝置在組合機(jī)床上有固定式、裝在手動滑板上和裝在滑臺上三種安裝方式。如果攻螺紋靠模的行程能滿足加工的要求，工件的裝卸和絲錐的更換又很方便時，則可將攻螺紋裝置安裝在固定的側(cè)底座上組成“固定式”的攻螺紋機(jī)床。如果靠模行程能滿足工件的裝卸的要求，但更換絲錐的行程不夠，則可將攻螺紋裝置安裝在手動滑板上，更換絲錐時將滑板退后一段距離。如果靠模行程不能滿足裝卸工件的需要時，則應(yīng)將攻螺紋裝置安裝在動力滑臺上，機(jī)床工作時，滑臺帶著攻螺紋裝置快速送進(jìn)頂?shù)剿罁蹊F后，攻螺紋裝置由電動機(jī)帶動進(jìn)行攻螺紋，待攻螺紋循環(huán)結(jié)束（絲錐推出工件后），滑臺快速退回原位。對于“固定式”的立式攻螺紋機(jī)床，可不必采用立柱，只要采用四根支桿將攻螺紋裝置支撐在機(jī)床夾具的上方，以便簡化機(jī)床的結(jié)構(gòu)。圖圖5－6攻螺紋裝置機(jī)構(gòu)示意圖1－絲錐2－心桿3－攻螺紋卡頭4－靠模桿5－靠模頭6－攻螺紋