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中国矿业大学2007届本科生毕业设计第71页目 录1 组合机床总体设计11.1 组合机床方案11.1.1 组合机床的制定方案制定的主要因素11.1.2 分析被加工工件31.1.3 制定本设计的机床方案31.2 确定切削用量及选择刀具3 1.2.1 根据工件的材料及加工孔直径确定切削用量31.2.2 确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具耐用度31.2.3 刀具的选择71.3 初步确定主轴及传动轴直径71.4 三图一卡81.4.1 被加工零件工序图81.4.2 加工示意图81.4.3 机床联系尺寸图141.4.4 组合机床生产率计算卡152 多轴箱的设计 202.1 多轴箱材料的选择202.2 多轴箱轮廓尺寸的确定202.3 轴类零件的选用202.3.1 钻削类主轴202.3.2 传动轴212.3.3 轴的材料212.4 齿轮型式的选择212.5 设计计算212.5.1 绘制多轴箱设计原始依据图212.5.2 主轴结构型式的选择222.5.3 传动系统的设计计算222.5.4 多轴箱结构设计322.5.5 主轴的设计34如需要图纸等资料，联系QQ1961660126研究成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处，正文之后一般应列出参考文献表引文应以原始文献和第一手资料为原则。所有引用别人的观点或文字，无论曾否发表，无论是纸质或电子版，都必须注明出处或加以注释。凡转引文献资料，应如实说明。对已有学术成果的介绍、评论、引用和注释，应力求客观、公允、准确。伪注、伪造、篡改文献和数据等，均属学术不端行为致谢一项科研成果或技术创新,往往不是独自一人可以完成的,还需要各方面的人力,财力,物力的支持和帮助.因此,在许多论文的末尾都列有致谢1) 著录参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据，也反映出该论文的起点和深度。2) 著录参考文献能方便地把论文作者的成果与前人的成果区别开来。3) 著录参考文献能起索引作用。4) 著录参考文献有利于节省论文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和答辩合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在答辩时被评为不合格，那么就不会授予他学位。有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既如需要图纸等资料，联系QQ1961660126是学位论文又是毕业论文中华人民共和国国家标准VDC 001.81、CB 7713-87号文件给学术论文的定义为：学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。”（斯蒂芬梅森）因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合历史唯物主义和唯物辩证法，符合“实事求是”、“有的放矢”、“既分析又综合” 的科学研究方法。一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。3.期刊的级别问题。国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。如需要图纸等资料，联系QQ19616601262.5.6 手柄轴的设计402.5.7传动轴的设计 422.5.8 叶片泵轴的设计 442.5.9 动力箱输出轴的设计 452.6 轴的校核 462.6.1 求各轴的功率及转矩 462.6.2 主轴的校核 472.6.3 手柄轴的校核 482.7 轴承的校核 522.7.1 主轴上推力球轴承的校核 522.7.2 主轴上深沟球轴承的校核 523 夹具的设计533.1 机床夹具介绍 533.1.1 夹具的分类 533.1.2 专用夹具的组成 5332 夹具的设计543.2.1 定位装置的设计 543.2.2 夹紧装置的设计 553.2.3 夹紧方案的制定 553.3.4 夹具图 56结 论 57参考文献 58致 谢 59附录 1 60附录 2 61摘要（一）电机机座钻孔组合机床是大型组合机床，它的配置型式具有固定式液压夹紧的单工位组合机床，这类组合机床夹具和工作台都是固定不动的，动力滑台实现进给运动。滑台上的动力箱实现切削运动，根据工件结构特点，以及精确要求，采用结合面为定值基准面。 在基准面对应的另一圆柱面上，用压块压紧，由于结合面的加工精度较高，以它为基面，完全可以达到要求的加工精度。（二）几何机床总体设计-三图一卡“被加工零件工序图”它是组合机床的设计的主要依据，它是制造使用，检修和调整机床的重要技术条件绘制加工示意图，它是刀具夹具，多轴箱，液压电器装置设计及通用部件选择主要原始资料，它是调整机床，刀具及试车依据。绘制联系和运动关系及检验机床各部件相对于位置及联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱，夹具等专用部件，零件的设计提供依据。相对生产率计算卡，它用来反映机床的加工过程，完成这一动作所需要的时间，切削用量，机床生产率及机床负荷率。(三)组合机床主轴箱设计，按专用要求进行设计，由通用零件组成，其主要作用是根据被加工零件的要求，安排各主轴位置并将动力和运动由电机或动力部件传给各主轴，使之得到要求的转速，机床主轴箱选用400*400,用中间传动轴带动主轴传动。（四）夹具设计 在前述定位基准面选择的前提下，用摆动式压板杠杆夹紧结构，夹紧力经验算可以保证。关键字：组合机床；动力滑台；动力箱；主轴箱；夹具；Abstract(一)Combmtvin drilling machine is a large combination machine it adept a dispose form. The form has a fixed fittures single working location combination.This kind of combination machine fitture and working bench are all fixed. Powen-sliding plat makes advam cry mourent. The power box on the power sliding plat from made scatting movement.This comgination and agle in instuit and is comvenient in desxging making and operating .Acording to precision demerd it adopt a datum place fixed in side .It is lined light with aprs lump on the other lylinder side against the datum palne .Itcan read working prelistion indemard a wording to the datum plane. Bacause of it is high working precision in side besides it has a round hole in high precision in side. It has a threaceling hole on the ohassion.It can make full use of the strulture charactlst of the work piece. To design two short round cancel in the round hole in the side. To limit three degrees .To design acutside cancel on the bassface the battom. To limit one free degree. To limit three free degree one the deofimtine datum plane.It definet up a ccnrately and its fixture power is depene.(二)To desing the combination machine body-therr draning and one carcl that is the working orther draning of the working spares . its the major basis of the combination maching body. Its a important paper in making using excmining and rensing maching .To draw working schematw. Drawing its for design a cutting tool. Assist tool afixture a multiple axle box hydravlive,pressure and a deetric capacity derise and important first hand date of the natirrad. Pants chovced and its a rewse machine kinf tool and the mgor basis for the test run. To draw the relation dimension drawing the relation dimension drawing is to impress the matual .assembly nelation and the motin redation of the each form spanes of the machine.in order to enamine the relative .Pustion of all the machine spares and if the dimersion nelational .Spares is fix ,in the disigerents of dere loping the main axle box fixtrers special purpose pats.Todesign the machin productirilg planning card .Itswod to report the working process of the machine to finish the need tine the cutting capacity the machine producticity and machines rate for the cach activity.(三)To design the comuination machine main axle box .To design it a cocording to the special cemoncl.Its made up of the mational pants.As magin use is to arrange the position of all the mational axle box and transrnit the power and the motion to all the main axle by the electrical machinery or the power pants .According to the working demands of the worked pants and make it taget the demand transpont speed.The machine main axle is mode in side 400*400. Itsdraved by the mediwm drive.(四)To desing the fixture First to choice the forer word fixed position datum plane.Its fixed by swing depressor fixtume structure the despower can be assured by checking computations.Kdyword:The combination machine ；Powen-sliding plat；The power box；The main axle box；The fixture绪论组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。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，随着组合机床技术的发慌，它能完成的工序的范围日益扩大。在组合机床自动线上可以完成一些非切削工序，例如：打印、清洗、热处理、简单的装配、试验和在线自动检查等工序。组合机床及其自动线所使用的通用部件是具有特定功能，按标准化、系列化、通用化原则设计、制造的组合机床基础部件。每种通用部件有合理的规格尺寸系列，有适用的技术参数和完善的配套关系。组合机床设计应根据机床性能要求配套液压、气压和电控等系统。许多大型、形状复杂的工件，需要的加工工序很多，不可能在一台组合机床上全部加工完成，这就需要用多台组合机床加工，按工件加工顺序依次排列，组成组合机床流水线，在组合机床流水线的基础上，发展成组合机床自动线。组合机床与通用机床、其它专用机床比较，具有以下特点：(1) 组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件问题的70%80%，因此设计和制造周期短，经济效益好。(2) 由于组合机床采用多刀加工，机床自动化程度高，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，又有专门厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。(4) 组合机床加工工件，由于采用专用夹具、组合夹具和导向装置等，产品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) 当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分部件要报废。组合机床的通用部件是根据国家标准设计的，并等效于国际标准，因此其通用部件可以重复使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，以适应大规模和自动化生产需求。目前，我国组合机床已广泛应用到大批、大量生产的行业，例如：汽车、拖拉机、柴油机、电动机和缝纫机等。组合机床总体设计1.1 组合机床方案1.1.1 组合机床的制定方案制定的主要因素一、 被加工零件的加工精度和加工工序被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制定机床方案的主要依据。例如精度为H7的孔加工工序，不仅工步数较多（通常为34个），而且对于不同尺寸的孔径，也须采取不同的工艺方法（镗或铰）。当孔与孔之间有较高的位置精度要求时，安排工艺应考虑在一个安装工位上对所有孔同时进行最终精加工。如果同一轴线上几个孔的同轴度要求较高时，其最后精加工应从一面进行。又如，为了加工精度为H6、表面粗糙度R0.4m的孔，除采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等一般措施外，机床须采取主轴高速、低进给量的加工方法，以使切削力尽量小，还须尽量消除主轴振动的影响，并确保稳定的小进给量（一般f0.01mm/r）。为此，机床通常采用皮带传动的精镗头，主轴设卸载装置，进给采用液压增稳系统。又如加工精度为H6-H7、直径为80-150mm的气缸孔，机床一般采用立式刚性主轴结构，而不采用浮动主轴带导向加工。因为采用前、后导向加工，不仅机床结构复杂、庞大，还常因气缸孔间距较小而不便安置导向套，同时立式加工时，切屑也易落入下导向，造成导向精度早期走失，不利于保证加工精度。采用刚性主轴结构方案时，必须根据被加工零件的材料、加工部队特点及加工精度要求来选择主轴结构型式及具体参数，以使主轴有足够的刚性及抗振性。还必须合理布置镗刀位置，力求减少切削径向力在加工过程中产生的振动。当气缸体缸孔孔间距及平等度要用由单个精镗头组成的多轴机床结构方案，目的是各精镗头可单独调整位置。为提高机床工作过程中的稳定性，镗头应配置高精度动力力滑台，并把机床设计成10或45倾斜型式。二、 被加工零件特点被加工零件特点主要指零件的材料、硬度、加工部位的结构形状、零件刚性、定位基准面的特点等。它们对机床工艺方案制定有着重要的影响。同样精度的孔，因材料、硬度的不同，其工艺方案也不同，如钢件一般比铸件的加工工步多。加工薄壁易振的工件，安排工序时，必须考虑防止共振。加工箱体零件多层壁同轴线等直径孔，通常在一根镗杆上安装多个镗刀头进行镗削，退刀时，要求工件（夹具）“让刀”，镗刀头周向定位。若工件刚性不足，安排工序就不能过于集中，以免因同时加工表面多造成工件受力大，振动及发热变形而影响加工精度。还必须十分重视被加工零件在组合机床加工前所完成的工序及毛坯或半成品质量，对加工余量很大或铸造质量较差的零件应安排预加工工序。被加工零件的特点在很大程度上决定了机床采取的配置形式。一般来说，孔中心线与定位基面平行且需由一面或几面加工的箱体件宜采用卧式机床；立工机床适宜加工定位基面是水平的且被加工孔与基面相垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对在型箱体件，采用单工位机床加工较适宜；而中小型零件则多采用多工位机床加工。三、 被加工零件的生产批量零件的生产批量是决定采用单工位、多工位或自动线，还是按中小批生产特点设计组合机床的重要因素。有时从工件外形及轮廓尺寸看，本来可以采取单工位固定式夹具的机床配置形式，但由于生产批量较大，就不得不采取多工位的机床方案以使装卸工件时间与机动时间重合。被加工零件的生产批量越大，工序安排一般趋于分散。而且，其粗、半精、精加工庆分别在不同机床上完成。对于中小批量生产情况,则要力求减少机床台数，此时应将工序尽量集中在一台（多工位）或多数几台机床上加工，以提高机床利用率。四、 机床使用条件(1) 车间布置情况车间内零件输送滚道的高度将直接影响机床装料高度。当工件输送滚道穿过机床时，机床应设计成通过式，且配置不能超过三面；同时，装卸工件只能推进拉出，机床通常不能安置中间导向（采取特殊机构时除外）。如果车间面积有限，则要限制机床轮廓尺寸。有的机床安装在楼上，则对机床单位面积重量有严格要求。此外，生产线的工艺流程方向，机床在车间的安装位置等也对机床配置方案有一定影响。(2) 工艺间的联系工件到组合机床加工前，其毛坯或半成品必须达到一定要求，否则，会造成工件在机床夹具上定位和夹紧不可靠，甚至造成刀具损坏，或者不能保证要求的加工精度。如果在组合机床上加工以后，还要转到其他机床上加工，而工件没有预先加工出保证精度的有关定位基面，那么组合机床应考虑为下道工序加工出定位基面。(3) 使用厂的技术能力和自然条件如果使用厂没有相当能力的工具车间，制造、刃磨复杂刀具有困难，则制定方案时，就避免采用此类刀具，必要时，可增加机床工位，以便采用一般刀具分散加工。若使用厂处于火热地区，车间温度偏高，使用液压传动机床往往造成工作性能不稳定，则可选用配置机械动力部件的机床。1.1.2 分析被加工工件被加工工件的各部分尺寸如下图所示(图1-1)：从图中可知，该电动机为地脚式安装。安装孔直径d=12mm，其精度没有具体要求，按一般加工情况即可。1.1.3 制定本设计的机床方案根据以上各考虑因素，可制定出本设计的组合机床的配置型式，大致方案如下图所示（图1-2）:从（图1-2）可知，本设计中，采用单工位配置型式的组合机床，具有固定式夹具，这类机床可达到的加工精度最高。对于精加工的机床的夹具公差，一般取被加工零件公差的1/31/5；对粗加工机床，由于其他因素的影响，其夹具精度也不可太低。这种机床加工零件的位置精度为：钻孔位置精度指孔与孔或孔与基准面间的相关位置精度。通常，采用固定式导向能达0.2mm；若严格要求机床主轴和夹具导向的同轴度，减少刀具与导向间隙，导向尽量靠近工件等，可达0.15mm。当采用与夹具以定位销定位的活动活动钻模板时，精度可达0.20.25mm。其孔中心距对基面或孔相对另一孔中心线的垂直度通常可达0.02m/100mm。1.2 确定切削用量及选择刀具 1.2.1 根据工件的材料及加工孔直径确定切削用量已知工件材料为ZG230-450，其屈服强度230Mpa,=450Mpa,含炭量C=0.25%,硬度为HB125175。则，查手册可知，选用高速钢主要麻花钻钻削时，切削速度v和进给量f可定为：v=20m/minf=0.2mm/r1.2.2 确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具耐用度一、切削力F、切削转矩M、切削功率P、刀具耐用度T的计算公式如下： (1-1) (1-2)图 1-1 Y系列笼型三相异步电动机（机座号132M）1-底座 2-夹具 3-工件 4-多轴箱 5-动力箱 6-液压滑台 7-立柱图 1-2 立式组合机床及其组成部分 (1-3) (1-4)式中：F切削轴向力，；D钻头直径，mm；F每转进给量，mm/r；M切削转矩，Nmm；P切削功率，KW；T刀具耐用度，min；V切削速度，m/min，通常根据钻孔深度L考虑修正系数K，v=vK；HB零件的布氏硬度值。通常给出一个范围，如HB125-175。对于公式(1.2-1)(1.2-3)取最大值，对公式(1.2-4)取最大硬度值减去硬度偏差值的1/3。二、求F、M、T、P值已知钻头直径D=12mm,硬度HB125-175，孔深L=20mm。解：由前可知：v=20m/minf=0.2mm/r由L/D=27/12=2.2，查表得K=1则：由公式(1.2-1)可知：=1597 N由公式(1-2)可知：6265 Nm由公式(1-3)可知：由公式(1-4)可知：11282 min=188 h 8 h组合机床通常要求切削用量的选择使刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于8h，则根据计算结果可知，选择的切削用量符合要求。1.2.3 刀具的选择根据以上计算数据，可选择锥直柄长麻花钻12 GB1439-85，其直径=12mm,总长度=215mm，工作长度134mm。1.3 初步确定主轴及传动轴直径根据加工对象可知，多轴箱上各刀具主轴的轴向切削力F相等，则多轴加工总的轴向力：此值可作为选择进给动力滑台及夹具设计的依据。当确定了切削转矩M以后，便可根据扭转刚度初定出主轴及传动轴直径，计算公式为：（cm） (1-5)式中：M切削转矩，；B系数，根据主轴或传动轴在m长度上允许最大扭转角从手册中选择。则：主轴:主轴允许最大扭转角为，则B=0.35 传动轴：传动轴允许最大扭转角为，则B=0.261.4 三图一卡1.4.1 被加工零件工序图一、被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床或自动线完成的工艺内容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用定位基准、夹压部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情况的图纸。它不能用用户提供的产品图纸代替，而须在原零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，加上必要的说明而绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。图上就表示出：(1) 被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本机床设计有关的部位的结构开关及尺寸。尤其是当须要设置中间导向套时，应表示出零件内部的肋、壁布置及有关结构的开关和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具是否发生干涉。(2) 加工用定位基准、夹压部位及夹压方向。以便依此进行夹具的定位支承（包括辅助定位支承）、限位、夹紧、导向装置的设计。(3) 本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前道工序提出的要求（主要指定位基准）。(4) 必要的文字说明。如被加工零件编号、名称、材料、硬度、重量、及加工部位的余量等。二、零件工序图如下所示（图1-3）：1.4.2 加工示意图一、 加工示意图的作用和内容零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅具的布置状况以及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作过程及工作循环等。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，在总体设计中占据重要地位。它图1-3 被加工零件工序图是刀具、辅具、夹具、多轴箱、液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的主要依据。其内容为：(1)应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程。(2)根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度），包括镗削加工时镗杆的直径和长度。(3)决定主轴的类型、规格尺寸及外伸长度。(4)选择标准或设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝靠模装置、刀杆托架等，并决定它们的结构、参数和尺寸。(5)标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）、与工件之间的联系尺寸、配合及精度。(6)根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等，合理确定并标注各主轴的切削刀具。(7)决定机床动力部件的工作循环及工作行程。二、 向装置的选择在组合机床加工孔时，工件的尺寸、位置精度主要取决于夹具导向。因此，正确选择导向类型、参数、精度，不但是绘制加工示意图必须解决的问题，也是设计组合机床不可忽视的重要内容。导向通常分为两类：一类是刀具导向部分与夹具导套之间既有相对移动又有相对转动的第一类导向，或称固定式导向。另一类是刀具导向部分与夹具导套之间只有相对移动而无相对转动的第二类导向，或称旋转式导向。通常依据刀具导向部分直径d和刀具转速n折算出导向的线速度,再结合加工部位尺寸精度、工艺方法及刀具的具体工作条件来选择导向类型、型式和结构。由于：19.97 m/min根据第一类导向（固定式导向）的允许线速度m/min ，因此，此处选择第一类导向比较合适。具体型式及参数如下图所示（图）：图中：L1=(24)d=(24)12=2448mm 取L1=45mm；L2=(11.5)d=(11.5) 12=1218mm 取L2=15mm；d12G7;D22H7/g6;D31H7/js6.三、主轴类型、直径及外伸尺寸的确定主轴直径的确定可根据如下经验公式：(1-6) (1-7)图1-4 导向装置式中：d主轴直径，mm；M轴所传递的转矩，Nmm；Wp轴的抗扭截面模数，mm，实心轴Wp=0.2；许用剪应力（N/mm），45钢的N/mm；B系数。当材料的剪切弹性模数G=8.1010N/mm时，B值如下：轴类型刚性主轴非刚性主轴传动轴（m）1/41/21B7.36.25.2此设计中，采用的是非刚性主轴，则B=6.2。已知M=22650Nmm，则：取 经校核，该轴符合要求。主轴由于受轴向力较大，则主轴类型定为：用推力球轴承承受轴向力，而用向心球轴承承受径向力。又因钻削时轴向力是单向的，因此推力球轴承只须在主轴前端安排即可。考虑到具体的结构情况，选择长主轴，主轴的外伸尺寸为：；四、接杆的选择根据主轴的外伸尺寸，莫氏圆锥号=1,则选用2-300T0635-41 A型接杆。五、 确定动力部件的工作循环及工作行程(1) 工作进给的长度L应等于工件加工部位长度L与刀具切入长度L和切出长度L之和。切入长度L应根据工作端面的误差情况在510之间选择，误差大时取大值。取L=8mm。切出长度Ld/3+(38)mm=4+(38),取L12mm。则：L=20+8+12=40mm考虑到具体结构问题，取L=50mm。(2) 快速退回长度等于快速引进与工作进给长度之和。用类比法取快速引进长度为75mm，则：L=75+55=130mm(3) 动力部件总行程长度除应保证要求的工作循环工作行程（快速引进工作进给=快速退回）外，还要考虑装卸和高速刀具方便，即考虑前、后备量。前备量是指因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件尚可向前调节的距离。后备量是指考虑刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出所需要的轴向距离。理想情况是保证刀具退离夹具导套外端面的距离大于接杆插入主轴孔内的长度。图 1-5 加工示意图因此，动力部件的总行程为快退行程长度与前后备量之和。取前备量=20mm，后备量100mm，则：总行程L=20+100+130=250mm六、 绘制加工示意图（如图1-5）1.4.3 机床联系尺寸图一、 联系尺寸图的作用及内容一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力滑台、动力箱、各种工艺切削头、侧底座、立柱、立柱底座及中间底座加上专用部件多轴箱、刀、辅具系统、夹具，液、电、冷却、润滑、排屑系统组合装配而成。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，以检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求；通用部件的选择是否合适；并为进一步开展多轴箱、夹具等专用部件、零件的设计提供依据。联系尺寸图也可看成是简化的机床总图，它表示机床的配置型式及总体布局。联系尺寸图的主要内容如下：(1) 以适当数量的视图（一般为主、左、右视图）按同一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓及相关位置，表明机床的配置型式及总体布局、主视图的选择应与机床实际加工状态一致。(2) 图上就尽量减少不必要的线条及尺寸。但反映各部件的联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全。至于各部件的详细结构不必画出，留在具体设计部件时完成。(3) 为便于开展部件设计，联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号，电动机型号、功率及转速，并注明机床部件的分组情况及总行程。二、 机床各部件的选用(1) 影响动力部件选择的主要因素：a. 切削功率b. 进给力 c. 进给速度 d. 行程 总行程长度(2) 动力滑台的选择根据以上各点，可作如下选择：动力滑台选用液压滑台，型号为1HY25，台面宽度250mm，最大进给力8000N，工进速度32800mm/min,快移动速度12m/min。(3) 动力箱的选择动力箱规格要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。在不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱尚未设计出来之前，可按下列简化公式进行估算： (1-8)式中：消耗于各主轴的切削功率总和，单位为KW。多轴箱的传动功率，加工黑色金属时取0.80.9，加工有色金属时取0.70.8；主轴箱多、传动复杂时取小值，反之取大值。则：动力箱电动机功率取选择1TD25型动力箱，电动机型号,电动机功率2.2KW,电动机转速1420r/min,输出轴转速785r/min。(4) 与动力滑台配套的附属部件、支承部件的选择查手册，与动力滑台配套的附属部件、支承部件的型号如下所示：导轨防护装置1HY25-F81立柱1CL 25立柱侧底座1CD251三、 机床联系尺寸图的绘制(如附录1) 1.4.4 组合机床生产率计算卡一、 机床生产率的计算(1) 机床理想生产率可按下列公式计算（件时） (1-9)（分） (1-10)式中：单件工时。和可按下列公式确定： (1-11) (1-12)式中：分别为刀具第一工作进给和第二进给的行程长度，mm；分别为动力头第一工作进给和第二工作进给的每分钟进给量，mm/min；当加工沉孔时动力头在死挡铁上停留时间，也就是考虑刀具在终点无进给状态下旋转5-10转所需要的时间，min。、动力头快进和快退行程长度，m；动力头快速行程速度，一般在4.710mmin范围；工作台的回转或移动时间。组合机床研究所通用回转工作台每转一个工位时间为3到8秒；工件装卸、定位、夹紧以及清除定位基面切屑时间。它取决于工件大小、装卸方便性及操作人员的熟练程度等。一般为0.51.5分钟。(2) 机床实际生产率（1-13）式中：机床负荷率（单面机床主轴数小于15时取0.9）二、 机床生产率计算卡如下所示：表：被加工零件图号名称电动机底座材料ZG200-400工序名称钻孔序号工步名称被加工零件数（个）加工直径（mm） 加工长度（mm）工作行程（mm）切削速度（m/min）装入工件1工件定位、夹紧10动力部件快进75动力部件工进19275520死挡铁停留动力部件快退130松开工件10卸下工件备注本机床装卸时间取为1min续表被加工零件毛坯种类铸钢毛坯重量硬度HB 125-175工序号序号工步名称每分钟转速（r/min）每转进给量（mm/r）每分钟进给量（mm/min）工时（min）机动时间辅助时间共计装入工件0.5工件定位、夹紧0.002动力部件快进120000.00625动力部件工进5300.21060.519死挡铁停留0.02动力部件快退1200000108松开工件0002卸下工件05备注单件总工时0.5191.041051.56005机床实际生产率机床理想生产率负荷率（1） 理想生产率根据机床生产率计算卡，计算机床的单件工时： （2） 实际生产率一般情况下，单班制生产的全年工时总数，则年生产纲领56000件：（3） 机床负荷率 2 多轴箱的设计2.1 多轴箱材料的选择大型通用多轴箱箱体类零件采用灰尘铸铁材料，箱体用牌号为HT200，前后盖用牌号为HT150。2.2 多轴箱轮廓尺寸的确定标准的通用钻削类多轴箱的厚度有两种尺寸规格，卧式为325mm，立式为340mm。箱体厚度为180mm，用于立式的多轴箱前盖，兼作油池，加厚为70mm，基型后盖厚度为90mm，即总厚度为180+70+90=340mm。多轴箱宽度B、高度H的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式确定： （2-1） （2-2）式中：工件在宽度方向相距最远的两孔距离，mm；最边缘主轴中心距箱外壁的距离，mm；工件在高度方向相距最远的两孔距离，mm；最低主轴高度。通常：，取111mm；，取92mm。则：可求出多轴箱轮廓尺寸为：根据上述计算值，按多轴箱轮廓尺寸系列标准，最后确定多轴箱轮廓尺寸为。2.3 轴类零件的选用2.3.1 钻削类主轴按支承型式不同可分为三种：a. 滚锥主轴b. 滚珠主轴c. 滚针主轴此设计中，考虑到受轴向力比较大，所以选用滚珠主轴，用推力球轴承承受轴向力，深沟球轴承承受径向力。2.3.2 传动轴按其用途和支承型式不同，有以下六种：a. 圆锥滚子轴承传动轴b. 滚针轴承传动轴c. 埋头式传动轴d. 手柄轴e. 油泵传动轴f. 攻丝用蜗杆轴2.3.3 轴的材料a. 主轴材料，一般为40Cr钢，热处理C42。b. 传动轴的材料一般为45钢，调质处理T215。2.4 齿轮型式的选择通用齿轮有三种，即传动齿轮、动力箱齿轮、电动机齿轮。材料均采用45钢，热处理为齿轮高频淬火G54。动力箱齿轮有B型（宽度为84mm）和B型（宽度为44mm），当采用90mm厚的基型后盖时，选B型。2.5 设计计算2.5.1 绘制多轴箱设计原始依据图从前述已知：a. 多轴箱轮廓尺寸为；b. 工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸（如图21）；c. 工件与多轴箱相对位置尺寸（如图21）。根据这些数据可编制出多轴箱设计原始依据图，见图31所示和附表如下。附表：(1) 被加工零件名称：电动机底座材料：ZG230-450硬度：HB125-175(2) 主轴外伸尺寸及切削用量主轴外伸尺寸115mm切削速度:v=20r/min进给速度：f=0.2mm/r(3) 动力部件型动力箱，电动机型号为，功率为P=2.2Kw，动力箱输出轴转速，转速n=1420r/min,输出轴距箱底面距离为129.5mm。表2-1轴号工序内容加工直径主轴直径主轴外伸尺寸L115mmv(m/min)n(r/min)f(mm/r)Vf(mm/min)1、2、3、4钻205300.21062.5.2 主轴结构型式的选择主轴结构型式由零件加工工艺决定，并应考虑主轴的工作条件和受力情况。轴承型式是主轴部件结构的主要特征，进行钻削加工的主轴，轴向切削力较大，最好用推力球轴承承受轴向力，而用向心球轴承承受径向力。又因钻削时轴向力是单向的，因此推力球轴承在主轴前端安排即可。即选用前述的滚珠主轴。另外，主轴选择长主轴，其轴头内孔较长，可增大与刀具尾部连接的接触面，因而增强刀具与主轴的连接刚度，减少刀具前端下垂。用标准导套导向。2.5.3 传动系统的设计计算一、 对传动系统的一般要求设计传动系统，应在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下，力求使主要传动件（主轴、传动轴、齿轮等）的规格少，数量少，体积小；因此，在设计系统时，要注意下面几点：(1) 尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。当齿轮啮合中心距不符合标准时，可用变位齿轮或略变传动比的方法解决。图2-1多轴箱设计原始依据图 (2) 一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴的方案，因为这会增加主动主轴的负荷。如遇到主轴分布密集而切削负荷又不大时，为了减少中间轴，也可用一根主轴带1-2根主轴或更多根主轴的传动方案。(3) 为使结构紧凑，多轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为1-1.5,在多轴箱后盖内的IV排（或第V排）齿轮，根据需要，其传动比可以取大些，但一般不超过3-3.5。(4) 根据转速与转矩成反比的道理，一般情况下如驱动轴转速较高时，可采用逐步降速传动；如驱动轴转速较低时可先使速度升高一点再降速；这样可使传动链前面几根轴、齿轮等在较高转速下工作，结构可小些。组合机床多轴箱的传动和结构与普通机床差异较大，其一是由于传动链较短，难分前后，另外，经常是一中间传动轴带多根主轴。所以，合理安排结构往往成为设计的主要矛盾。如为了使主轴上的齿轮不过大，最后一级经常采用升速传动。(5) 粗加工切削力大，主轴上的齿轮应尽量安排靠近前支承，以减少主轴的扭转变形。(6) 齿轮排数可按下面方法安排：a. 不同轴上齿轮不相碰，可放在箱体内同一排上。b. 不同轴上齿轮与轴或轴套不相碰，可放在箱体内不同排上。c. 齿轮与轴相碰，可放在后盖内。另外，应注意驱动轴直接带动的传动轴数不要超过两根，否则会给装配带来困难；如遇粗、精加工合一的多轴箱，其粗、精传动路线最好分开。二、 主轴分布类型根据加工零件的孔的位置，可将其分布类型定为同心圆分布。如图22所示：三、 传动系统设计(1) 传动方案的确定（如图2-3所示）(2) 已知各主轴转速及驱动轴到主轴之间的传动比驱动轴转速：(3) 各主轴传动比图22 主轴分布类型(4) 驱动轴到主轴的中心距(5) 各传动比的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。驱动轴O到传动轴13的传动为降速，由上得：考虑到结构的紧凑，取：则： (6) 确定中间轴12的位置，配12轴与O轴联接的齿轮。考虑结构简单和紧凑，定12轴的位置在多轴箱的中心位置，即离底面距离为200mm。则12轴与O轴的中心距为：取齿轮模数为3，则：解之： 图 2-3 传动方案 从计算结果可知，=21符合驱动轴上齿轮齿数的限制，即驱动轴齿轮的齿数为：。(7) 确定中间轴13的位置，并配轴13与轴12联接的各对齿轮。取 : 模数m=3 又： 且：解之：则：根据中间传动轴和
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