雙孔支架鏜鉸組合機(jī)床剛性鏜削頭及主軸箱設(shè)計(jì)說(shuō)明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　1.1 總體設(shè)計(jì)1</p><p>　　1.2 本課題擬解決的問(wèn)題1</p><p>　　1.3 解決方案及預(yù)期效果決方案2</p><p>　　1.3

2、.1解決方案2</p><p>　　1.3.2預(yù)期效果3</p><p><b>　　2 總體概述4</b></p><p>　　2.1工藝路線的確定4</p><p>　　2.2機(jī)床配置型式的選擇5</p><p>　　2.3定位基準(zhǔn)的選擇5</p><p>

3、　　2.4滑臺(tái)型式的選擇5</p><p>　　2.5刀具的選擇6</p><p>　　2.6 切削用量6</p><p>　　2.6.1切削用量的選擇6</p><p>　　2.6.2計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率6</p><p>　　2.6.3確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度8</p>&l

4、t;p>　　2.7 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定8</p><p>　　2.8 動(dòng)力部件的選擇9</p><p>　　2.9 三圖一卡9</p><p>　　2.9.1被加工零件工序圖9</p><p>　　2.9.2加工示意圖10</p><p>　　2.9.3機(jī)床尺寸聯(lián)系圖11</p>

5、<p>　　3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)12</p><p><b>　　3.1 概述14</b></p><p>　　3.2 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖14</p><p>　　3.3 主軸結(jié)構(gòu)形式選擇及動(dòng)力計(jì)算16</p><p>　　3.3.1 主軸結(jié)構(gòu)型式選擇16</p><p

6、>　　3.3.2 主軸材料的選擇確定16</p><p>　　3.3.3 主軸的大致尺寸和形狀的確定17</p><p>　　3.3.4 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算17</p><p>　　3.4 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算18</p><p>　　3.4.1 主軸的位置分析18</p><p>　　3.4.2

7、 花鍵套的確定18</p><p>　　3.5 主軸前端密封裝置的選用19</p><p>　　3.6 主軸的強(qiáng)度校核計(jì)算19</p><p>　　3.7 主軸支承軸承的選用20</p><p>　　3.8 主軸軸承21</p><p>　　3.9 主軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21</p><p

8、>　　4 組合機(jī)床傳動(dòng)設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1 傳動(dòng)方案擬訂22</p><p>　　4.2 同步帶類型的確定23</p><p>　　4.3帶輪的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.4帶輪擋圈選擇25</p><p><b>　　5．結(jié)論27</b></p>

9、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　附 錄30</b></p><p>　　雙孔支架鏜鉸組合機(jī)床剛性鏜削頭及主軸箱設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：隨著生產(chǎn)的發(fā)展和專業(yè)

10、化程度的提高，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來(lái)越大，精度也越來(lái)越高。首先，加工時(shí)，同時(shí)參加工作的刀具少，限制了機(jī)床生產(chǎn)率的提高；其次，在加工多孔的工件時(shí)，需要對(duì)工件進(jìn)行多次的定位和夾緊，使零件的加工精度和生產(chǎn)率降低；第三，因?yàn)樵谝慌_(tái)機(jī)床上總是加工一種工件，使通用機(jī)床的部件和機(jī)構(gòu)造成冗余。因此，為了提高生產(chǎn)效率，滿足加工要求，本課題設(shè)計(jì)了用于加工雙筋蹄零件的鏜鉸組合機(jī)床之鏜削主軸箱。根據(jù)被加工零件確定加工孔的數(shù)量、位置、切削用量及主軸類型，擬訂了主

11、軸箱的傳動(dòng)方式，應(yīng)用最優(yōu)化方法傳遞功率，削減振動(dòng)，確定傳動(dòng)參數(shù)，設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如軸、軸承等相關(guān)零件的強(qiáng)度校核計(jì)算。通過(guò)以上設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)雙筋蹄零件一次加工完成，較好地達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鏜床；主軸箱</p><p>　　The design of the modular machine tool for double rebar and feet

12、parts boring and drilling </p><p>　　Abstract: With the development of industry and improvement of the specialization, the products output of enterprise, is growing, the precision is increased precise high. F

13、irst, fewer tool in the work at the same time that limiting machine tool productivity; Secondly, it is needed to clamp and position many times in processing that reduce the accuracy and productivity; Third, parts and bod

14、y of lead to machine tool will lead to redundant if process only one work in some machine tool. Therefore, to</p><p>　　Key words: unit machine tool; boring machine tool; headstock </p><p><b

15、>　　1 前言</b></p><p>　　隨著生產(chǎn)的發(fā)展和專業(yè)化程度的提高，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來(lái)越大，精度也越來(lái)越高。如汽車、拖拉機(jī)行業(yè)的汽缸體、氣缸蓋、變速箱體等零件，采用通用機(jī)床加工就不能很好的滿足要求。首先，通用機(jī)床加工時(shí)，同時(shí)參加工作的刀具少，限制了機(jī)床生產(chǎn)率的提高；其次，如果工件需要多個(gè)表面時(shí)，則需要對(duì)工件進(jìn)行多次的定位和夾緊，這就會(huì)使零件的加工精度和生產(chǎn)率降低；第三，因?yàn)樵谀骋慌_(tái)

16、機(jī)床上總是加工一種工件，使通用機(jī)床的很多部件和機(jī)構(gòu)變得毫無(wú)作用，造成設(shè)計(jì)功能的浪費(fèi)。</p><p>　　為了改善通用機(jī)床這些不利的加工條件，在生產(chǎn)實(shí)踐中就出現(xiàn)了專業(yè)機(jī)床。專業(yè)機(jī)床是相對(duì)通用機(jī)床而言的，它是為完成工件的某一工序而設(shè)計(jì)、制造的。所以專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)要比通用機(jī)床簡(jiǎn)單，加工精度穩(wěn)定，生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度有所提高。但專用機(jī)床也有其固定的缺點(diǎn)，如設(shè)計(jì)和制造的周期長(zhǎng)，不能適應(yīng)工件的變化，一旦被加工工件尺寸、形狀和

17、結(jié)構(gòu)有所變化，就必須重新設(shè)計(jì)制造與工件相適應(yīng)的新的專用機(jī)床。所以專用機(jī)床成本高，不利于產(chǎn)品的更新。</p><p>　　為了消除上述兩種機(jī)床（通用機(jī)床和專用機(jī)床）的弊病，在生產(chǎn)實(shí)踐中有發(fā)展了一種新型的技工機(jī)床——組合機(jī)床。</p><p>　　組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，目前基本上有兩種情況：其一，使根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍的做法。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使

18、用，廣大工人總結(jié)自己生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)組合機(jī)床不僅在其組成部件方面有共性，可設(shè)計(jì)成通用部件，而且一些行業(yè)在完成一定工藝范圍內(nèi)組合機(jī)床是極其相似的，有可能設(shè)計(jì)為通用機(jī)床，這種機(jī)床稱為“專用組合機(jī)床 ”。這種組合機(jī)床就不需要每次按具體加工對(duì)象進(jìn)行專門設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是可以設(shè)計(jì)成通用品種，組織成批生產(chǎn)，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡(jiǎn)單的夾具及刀具，即可組成加工一定對(duì)象的高效率設(shè)備。</p><p>　　

19、在組合機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了降低組合機(jī)床的制造成本，應(yīng)盡可能地使用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件。目前，我國(guó)設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占部件總數(shù)的70～80%，其它20-30%是專用零部件?？紤]到近年來(lái)，各種通用件和標(biāo)準(zhǔn)件都出臺(tái)了新的標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)注方法，為了方便以后組合機(jī)床的維修，整個(gè)組合機(jī)床的通用件和標(biāo)準(zhǔn)件配置，都盡量采用了新標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　1.1 總體設(shè)計(jì)</b></p

20、><p>　　1）、制定工藝方案，確定機(jī)床的配置型式及結(jié)構(gòu)方案；</p><p>　　2）、三圖一卡設(shè)計(jì)，包括：a)被加工零件工序圖；(b) 加工示意圖；(c) 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖；(d) 生產(chǎn)率計(jì)算卡。</p><p>　　1.2 本課題擬解決的問(wèn)題</p><p>　　本人的課題是GJ359雙筋蹄鏜鉸機(jī)床鏜削主軸箱設(shè)計(jì)，需要解決的問(wèn)題主要有：合理

21、選擇主軸箱的規(guī)格、型號(hào)，切削用量的選擇，切削功率的計(jì)算，確定各軸的結(jié)構(gòu)、排布、配合關(guān)系，軸的強(qiáng)度、剛度校核等，尤其是傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要，在滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)要求下，通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈，按要求把動(dòng)力從動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)軸傳遞到主軸上去。</p><p>　　1.3 解決方案及預(yù)期效果</p><p>　　1.3.1 解決方案：</p><p>　　針對(duì)被加工零件，

22、在確定加工工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行總體方案對(duì)比論證。設(shè)計(jì)組合機(jī)床“三圖一卡”，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。</p><p>　　組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。在進(jìn)行設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)被加工零件上兩個(gè)孔的位置精度、表面粗糙度及其他技術(shù)要求，確定被加工零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用組合機(jī)床加工是否合理

23、的問(wèn)題。如果確定可以利用組合機(jī)床加工，那么，為使加工過(guò)程順利進(jìn)行，并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，在分析被加工零件加工工藝資料的基礎(chǔ)上，通?？紤]影響制定零件工藝方案、機(jī)床配置型式、結(jié)構(gòu)方案以及應(yīng)注意的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析比較，以確定被加工零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方法、確定工序間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床配置型式等等。</p><p>　　組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的一般順序?yàn)椋汗に嚪桨傅臄M訂,切削用量的確定

24、,組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)“三圖一卡”。技術(shù)路線：</p><p>　　首先，主軸的結(jié)構(gòu)型式的選擇及動(dòng)力計(jì)算。主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工件條件和受力情況。主軸直徑在設(shè)計(jì)加工示意圖時(shí)已確定。主軸箱所需的動(dòng)力由動(dòng)力箱提供，在組合機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖設(shè)計(jì)時(shí)已根據(jù)估算的功率初選了動(dòng)力箱，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)確定后應(yīng)進(jìn)行功率驗(yàn)算。</p><p>　　其次，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是主軸箱

25、設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一環(huán)。所謂傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈，按要求把動(dòng)力從動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)軸傳遞到主軸上。同時(shí)滿足主軸箱其他結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)的要求。</p><p>　　第三，主軸箱坐標(biāo)設(shè)計(jì)。坐標(biāo)設(shè)計(jì)是主軸箱設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。它包括計(jì)算主軸和傳動(dòng)軸的坐標(biāo)位置。為了保證組合機(jī)床的加工精度和確保齒輪正確的嚙合關(guān)系，主軸箱坐標(biāo)設(shè)計(jì)計(jì)算必須確保正確。</p><p>　　第四，檢查圖的繪制。繪制坐標(biāo)及

26、傳動(dòng)關(guān)系的檢查圖也是主軸箱設(shè)計(jì)中重要的一步，它是在坐標(biāo)計(jì)算完畢進(jìn)行的。</p><p>　　第五，總圖和零件的設(shè)計(jì)。總圖包括正視圖部分、按裝配型式歸類的主軸和傳動(dòng)軸的截視圖。主軸和傳動(dòng)軸的裝配表、技術(shù)要求等。主軸箱的大部分的零件都是通用的，根據(jù)需要合理選擇。</p><p>　　1.3.2 預(yù)期效果：</p><p>　　產(chǎn)品的制造工藝性好；產(chǎn)品外形美觀；產(chǎn)品的制造

27、成本降低；提高設(shè)計(jì)的一次成功率、減少設(shè)計(jì)返工；交貨期縮短；產(chǎn)品使用中的維護(hù)成本降低；設(shè)計(jì)的產(chǎn)品工作更穩(wěn)定、可靠；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，符合工作現(xiàn)場(chǎng)的需要，更易于操作和使用；產(chǎn)品的使用效果達(dá)到什么樣的指標(biāo)；產(chǎn)品拆卸方便、更易于維護(hù)；所設(shè)計(jì)的部分符合整個(gè)工藝流程的要求。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)四個(gè)多月，在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下，在本組設(shè)計(jì)人員的共同努力下，我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以按時(shí)圓滿地完成。在此向所有支持我這次畢業(yè)

28、設(shè)計(jì)的老師和同學(xué)表示深深的感謝！</p><p><b>　　2 總體概述</b></p><p>　　組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)就是針對(duì)具體的被加工工件，在選定的工藝和方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。其中包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計(jì)算卡。</p><p>　　圖2-1 雙筋蹄零件</p><p>　

29、　根據(jù)所提供雙筋蹄零件的工序圖，分析被加工零件的精度、表面粗糙度、技術(shù)要求、加工部位尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)材料硬度、共建剛性及零件的批量大小的不同，涉及的組合機(jī)床，必須采用不同的工藝方法`和工藝過(guò)程。</p><p>　　加工孔為：φ20、φ34。被加工零件材料為A3鋼，硬度HB156。</p><p>　　根據(jù)各種要求，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，確定設(shè)計(jì)的組合機(jī)床、采用機(jī)械臥式組合機(jī)床。根據(jù)所需加工

30、孔的尺寸精度和表面粗糙度，確定這些孔的加工采用鏜刀和鉸刀可以滿足要求，為了保證孔的加工刀具的直徑和加工部位尺寸相適應(yīng)，需要專門設(shè)計(jì)制造。</p><p>　　2.1 工藝路線的確定</p><p>　　根據(jù)先粗后精，先基準(zhǔn)面后其它表面，先主要表面后次要表面的機(jī)械加工工序安排的設(shè)計(jì)原則，對(duì)雙筋蹄零件的工藝路線作如下設(shè)計(jì)：</p><p>　　工序1 半精鏜孔

31、19.8</p><p><b>　　半精樘孔33.7</b></p><p>　　刮零件孔Φ33.7端面,表面粗糙度為6.3</p><p>　　零件孔Φ33.7一端倒角1×45°</p><p>　　工序2 鉸Φ20孔表面粗糙度為1.6</p><p>　　精鉸Φ

32、34孔表面粗糙度為1.6</p><p>　　锪Φ34孔的另一端面, 表面粗糙度為6.3 </p><p>　　工序3 最終檢驗(yàn). </p><p>　　各孔的位置精度及具體要求詳見雙筋蹄零件的零件圖。</p><p>　　2.2 機(jī)床配置型式的選擇</p><p>　　根據(jù)選定的工藝方案，確定機(jī)床的

33、配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要的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，工藝方案已確定改組和機(jī)床是雙面鏜鉸臥式組合機(jī)床，該機(jī)床是由鏜削主軸箱、鉸削主軸箱、機(jī)械滑臺(tái)、底座和夾具等組成。</p><p>　　組合機(jī)床裝配圖如下： </p><p>　　1——底座 2——

34、夾具 3——四軸剛性鏜削頭 4——四軸剛性鉸削頭</p><p>　　圖2-2 組合機(jī)床裝配</p><p>　　2.3 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的工序集中。本機(jī)床加工時(shí)采用三面定位，底面為主要定位基準(zhǔn)面，限制3個(gè)自由度；右側(cè)面以兩個(gè)支承釘限制

35、兩個(gè)自由度；后側(cè)面有一個(gè)支承釘，限制剩下的一個(gè)自由度。</p><p>　　2.4 滑臺(tái)型式的選擇</p><p>　　本組合機(jī)床采用的是機(jī)械滑臺(tái)。與液壓滑臺(tái)相比較，機(jī)械滑臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)給量穩(wěn)定，慢速無(wú)爬行，高速無(wú)振動(dòng)，可以降低加工工件的表面粗糙度；具有較好的抗沖擊能力，不會(huì)因沖擊而損壞刀具；運(yùn)行安全可靠，易發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整維修方便；沒有液壓驅(qū)動(dòng)的管路、泄露、噪聲和液壓站占地的問(wèn)題。但采

36、用機(jī)械滑臺(tái)也有其弊端，如：只能有級(jí)變速，變速比較麻煩；一般沒有可靠的過(guò)載保護(hù)；快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)換位置精度較低。本課題的加工對(duì)象是雙筋蹄零件的兩個(gè)孔，采用機(jī)械滑臺(tái)能夠滿足孔的位置精度和尺寸精度的要求，并且考慮到機(jī)床的維修方便性，故采用機(jī)械滑臺(tái)。</p><p><b>　　2.5 刀具的選擇</b></p><p>　　在編制加工示意圖的過(guò)程中，首先遇到刀具的選擇。根據(jù)

37、加工示意圖，工件材料、加工條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求的原則，合理的選擇刀具。</p><p>　　當(dāng)被加工直徑在以上時(shí)，組合機(jī)床多采用鏜削加工，其加工精度可達(dá)1～2級(jí)。選擇鏜刀，其材料為硬質(zhì)合金，采用復(fù)合鏜刀。由于此干同時(shí)裝有多把刀，也就是加工多層孔壁，承受扭矩較大，所以要使用強(qiáng)度較好的刀桿材料：40Cr鋼。</p><p><b>　　2.6 切削用量&l

38、t;/b></p><p>　　鏜孔切削孔至（通孔） 鏜孔切削孔至（通孔）</p><p>　　2.6.1 切削用量的選擇</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　對(duì)于鏜孔的切削用量，由于刀具均采用硬質(zhì)合金，加工材料為Q235，從P132[1] 表6-15查得 </p>

39、<p>　　A. 鏜孔 通孔 硬度為156HBS,取 </p><p>　　B.鏜孔 通孔 硬度為156HBS, 考慮到刀具壽命以及進(jìn)給速度的一致性，取 </p><p>　　2.6.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率：</p><p>　　從表6-20 參考文獻(xiàn)[1]P134查得公式：</p><p><b>　　切削

40、力F</b></p><p><b>　　(2-2）</b></p><p><b>　　(2-3）</b></p><p>　　切削扭矩T(N·mm)</p><p><b>　　（2-4）</b></p><p><b&g

41、t;　　切削功率P(Kw)</b></p><p><b>　　（2-5）</b></p><p><b>　　F——切削力</b></p><p><b>　　T——切削功率</b></p><p><b>　　v——切削速度</b><

42、/p><p><b>　　f——進(jìn)給量</b></p><p><b>　　Fx——軸向切削力</b></p><p><b>　　Fz——圓周力</b></p><p><b>　　D——加工直徑</b></p><p><b&

43、gt;　　HB——布氏硬度</b></p><p><b>　　ap——切削深度</b></p><p><b>　　由以上公式可得：</b></p><p>　　A. 鏜孔 ap=2mm HB=156 D=19.8mm </p><p><b>　　Fz1=</b

44、></p><p>　　=35.7×2×0.230.75×1560.75</p><p>　　=1080.7(N)</p><p><b>　　Fx1=</b></p><p>　　=0.212×21.2×0.230.65×1561.5</p>

45、<p><b>　　=375.3(N)</b></p><p><b>　　T1=</b></p><p>　　=17.9×19.8×2×0.230.75×1561.5</p><p>　　=10728.8(N·mm)</p><p>

46、<b>　　P1=</b></p><p>　　=1080.7×99.5/61200</p><p>　　=1.757(Kw)</p><p>　　B. 鏜孔 ap=2mm HB=156 D=33.7mm </p><p><b>　　Fz2=</b></p><p&

47、gt;　　=35.7×2×0.390.75×1560.75</p><p>　　=1555.4(N)</p><p><b>　　Fx2=</b></p><p>　　=0.212×21.2×0.390.65×1561.5</p><p><b>　　

48、=514.6(N)</b></p><p><b>　　T2=</b></p><p>　　=17.9×33.7×2×0.390.75×1560.75</p><p>　　=26281.8(N·mm)</p><p><b>　　P2=</b&

49、gt;</p><p><b>　　=2.58(Kw)</b></p><p>　　2.6.3 確定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度</p><p>　　主軸與刀具采用剛性連接，主軸采用剛性主軸</p><p><b>　　（2-6）</b></p><p>　　式中：d——軸的直徑

50、</p><p>　　T——軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　β——系數(shù)，由于為剛性主軸，取β=7.3</p><p><b>　　孔φ19.8mm </b></p><p><b>　　=23.5mm</b></p><p><b>　　孔φ33.7mm <

51、;/b></p><p><b>　　=29.4mm</b></p><p>　　考慮到安裝過(guò)程中軸的互換性、安裝方便等因素，主軸軸徑均取為50mm。</p><p>　　根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查[1]P44表3-6可得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。主軸軸徑d=50mm時(shí)，主軸外伸尺寸為：,L=115mm；</p>

52、<p>　　由P32[1]表3-4選取主軸為滾珠主軸，則外伸尺寸為85mm。</p><p>　　2.7 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定</p><p>　　工作進(jìn)給長(zhǎng)度L工，應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度L（多軸加工時(shí)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度L1和切出長(zhǎng)度L2之和。切入長(zhǎng)度一般為5-10mm，根據(jù)工件端面的誤差情況確定；鏜孔時(shí)，切出長(zhǎng)度一般為5-10mm。</p><

53、;p>　　即 L工= L1+L+l2</p><p><b>　　鏜削：</b></p><p>　　其中L1一般是取5—10mm現(xiàn)取10mm</p><p>　　L2切出長(zhǎng)度一般取5—10mm現(xiàn)取5mm</p><p>　　L加工部位長(zhǎng)度為50mm</p>

54、<p>　　所以L=10+50+5=65mm</p><p>　　快退長(zhǎng)度的確定，一般在固定式夾具鉆孔或擴(kuò)孔的機(jī)床上，動(dòng)力頭快退的行程，只要把所有的刀具退出加工范圍，不影響工件裝卸就行。故快退行程由以下尺寸鏈可知：</p><p>　　表2-1 進(jìn)給長(zhǎng)度表</p><p>　　2.8 動(dòng)力部件的選擇</p><p>　　已由1.5.

55、2計(jì)算出兩根輸出軸的功率，則總的切削功率為</p><p><b>　　多軸箱的功率：</b></p><p>　　其中當(dāng)加工有色金屬時(shí)，η=0.8</p><p>　　根據(jù)多軸箱功率，由P115[1]表5-38選用Y132M-4電機(jī)。（P=7.5Kw v=1440r/min）</p><p><b>　　2.

56、9 三圖一卡</b></p><p>　　被加工零件為雙筋蹄零件，其材料為A3鋼，加工的孔為：和，通孔。其他技術(shù)要求見零件圖。</p><p>　　2.9.1 被加工零件工序圖</p><p>　　被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案：表示在一臺(tái)機(jī)床上或一條自動(dòng)線上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材

57、料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有零件基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床或自動(dòng)線加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是檢驗(yàn)、制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床，檢查機(jī)床的重要技術(shù)文件。被加工零件的形狀和輪廓尺寸及本機(jī)床有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)尺寸，根據(jù)零件圖來(lái)確定加工部位的尺寸精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求也根據(jù)零件圖確定。</p><p>　　被加工零件工序圖包括下列內(nèi)容：</p>

58、<p>　　其原始依據(jù)：半精鏜：　?。笨?lt;/p><p><b>　　精鉸　：　 １孔</b></p><p>　　圖2-3被加工零件工序圖</p><p>　　2.9.2 加工示意圖</p><p>　　零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)，加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布

59、置狀況及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一。在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位，它是刀具、輔具、夾具、主軸箱、液壓、電氣裝置、設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始材料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布置和性能的原始要求，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床刀具及試車的依據(jù)。</p><p>　　由于被加工零件的高度不同，所設(shè)計(jì)的各類孔加工的刀具頭長(zhǎng)度也不同，但各類孔加工的主軸較長(zhǎng)，根

60、據(jù)切削用量和刀具的選擇畫出加工示意圖。</p><p>　　加工示意圖要反映機(jī)床的加工過(guò)程和加工方法，并決定浮動(dòng)夾頭或接桿的尺寸，刀具種類及數(shù)量，刀具長(zhǎng)度及加工尺寸，主軸尺寸伸出長(zhǎng)度，主軸、刀具、導(dǎo)向與工件間的聯(lián)系尺寸等。根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及道具特點(diǎn)，合理地選擇切削用量，決定動(dòng)力頭的工件循環(huán)。</p><p><b>　　加工示意圖如下圖：</b></p>

61、;<p>　　圖2-4 加工示意圖</p><p>　　2.9.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系圖</p><p>　　機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配關(guān)系，以檢驗(yàn)各部件相對(duì)關(guān)系及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，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)的，并按初步使用的主要通用部件以及確定的專用部件的總體結(jié)構(gòu)而繪制的，它可看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，也可表示機(jī)床的配置型式及總

62、體布局。</p><p>　　A.動(dòng)力箱型號(hào)的選擇</p><p>　　由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]的47頁(yè)公式計(jì)算：</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　式中, —消耗于各主軸的切削功率的總和（Kw）；</p><p>　　—多軸

63、箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取0.8～0.9，加工有色金屬時(shí)取0.7～0.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本課題中，被加工零件材料為Q235，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動(dòng)復(fù)雜，故取。</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　則 (2-9)</p><p>　　

64、動(dòng)力箱取為1TD50I型。</p><p>　　B. 多軸箱輪廓尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度h1。主軸箱寬度B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按參考文獻(xiàn)[9]的49頁(yè)公式計(jì)算：</p><p>　　B=b+2b1 (2-10)</p&g

65、t;<p>　　H=h+h1+b1 (2-11)</p><p>　　式中，b—工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）；</p><p>　　b1—最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（mm）；</p><p>　　h—工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（mm）；</p><p>　　h1

66、—最低主軸高度（mm）。</p><p>　　其中，h1還與工件最低孔位置（h2=70.52mm）、機(jī)床裝料高度（H=1005mm）、滑臺(tái)滑座總高（h3=320mm）、側(cè)底座高度（h4=560mm）等尺寸有關(guān)。對(duì)于臥式組合機(jī)床， h1要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦h1＞85-140mm，本組合機(jī)床按的P50[9]公式</p><p>　　h1=h2+H-(0.5+h3+h4

67、) (2-12)</p><p>　　其中 h2 與夾具的尺寸有關(guān)。夾具總高度為h=360</p><p><b>　　取h2 = 50</b></p><p>　　機(jī)床裝料高度由上面可知 H =1000mm</p><p>　　滑臺(tái)總高由上面可知 h3 =360&

68、lt;/p><p>　　底座高度由上面可知 h4 =560</p><p>　　夾具體底座高 h6 =165</p><p>　　所以 h1 =66.34+1130-（360+560）</p><p><b>　　=260</b></p&

69、gt;<p>　　計(jì)算，得： h1=260mm。</p><p>　　兩軸孔的中心間距h 在零件圖上已知的是x軸向的距離和y軸向的偏差</p><p>　　及 h2=x2+y2</p><p><b>　　=2272+122</b></p>

70、<p>　　算得 h =227.317 mm</p><p>　　b=304mm，h=227.317mm,取b1=100mm，則求出主軸箱輪廓尺寸：</p><p>　　B=b+2b1=212.33+2×100=504mm</p><p>　　H=h+h1+b1=227.317+260+100=587.31

71、7mm</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，左、右主軸箱輪廓尺寸都預(yù)定為B×H=530mm×750mm。</p><p>　　3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　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

72、的好壞，主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編出來(lái)的，其主要內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件。</p><p>　　組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，是根據(jù)具體加工對(duì)象的特征進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，這是當(dāng)前最普遍也是最實(shí)用的做法。</p><p>　　通用主軸箱設(shè)計(jì)的順序是：繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)、軸徑與模數(shù)；擬定傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)，繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制主軸箱總圖，零間圖及編

73、制組件明細(xì)表。</p><p>　　3.2 繪制主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖</p><p>　　在編制此圖時(shí)，從“三圖一卡”中已知</p><p>　　主軸箱輪廓尺寸550×750mm</p><p>　　工件輪廓尺寸及兩孔位置尺寸</p><p>　　工件與主軸箱相對(duì)位置尺寸</p><p&g

74、t;　　根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編出主軸箱設(shè)計(jì)原始圖依據(jù)，圖如下：</p><p>　　圖3-1 原始圖依據(jù)</p><p><b>　　A． 被加工零件</b></p><p><b>　　名稱：雙筋蹄零件</b></p><p><b>　　材料：A3鋼</b></p>

75、<p><b>　　硬度：HBS156</b></p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　1）. 為焊接件，零件剛性差，特別是φ20孔要特別注意防止兩板彎曲，造成兩孔平行度低。</p><p>　　2）. 高溫焊接件，易造成兩孔偏心，所以加工余量大，對(duì)后道工序要有保證。</p>

76、<p>　　3）. 雙筋蹄零件兩端有孔，桿體長(zhǎng)，厚度薄，總體剛性差，加工中很容易受夾緊力、切削力后變形。</p><p>　　B． 主軸箱的外伸尺寸及切削用量</p><p>　　表3-1 主軸箱的外伸尺寸及切削用量</p><p>　　確定主軸箱及銷孔的位置：</p><p>　　表3-2 主軸箱及銷孔的位置</p&g

77、t;<p>　　已知各軸的坐標(biāo)，可以得出：</p><p>　　軸1到軸2的距離 </p><p>　　軸2到軸3的距離 </p><p>　　軸3到軸4的距離 </p><p>　　軸1到軸4的距離 </p><p>　　軸1到軸3的距離=軸2到軸4的距&

78、lt;/p><p>　　根據(jù)表5-40[1]可以知道驅(qū)動(dòng)軸到箱底的距離，在前總體設(shè)計(jì)已定。</p><p><b>　　C． 動(dòng)力部件</b></p><p>　　其功率、轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)軸到滑臺(tái)表面的距離，其他尺寸可查主軸箱裝配圖。</p><p>　　綜上所述，改圖包括下列內(nèi)容：</p><p&

79、gt;　　a）所有主軸的位置尺寸及工件與主軸箱的相關(guān)尺寸</p><p>　　在標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時(shí)，首先要注意主軸箱和被加工零件在機(jī)床上時(shí)是面對(duì)面擺放的。因此主軸箱橫截面上的水平尺寸應(yīng)與被加工零件將圖的水平尺寸方向相反；其次，主軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的尺寸基準(zhǔn)經(jīng)常不相重合。應(yīng)根據(jù)主軸箱和被加工零件圖的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)出其相對(duì)位置尺寸。</p><p>　　

80、b）在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向</p><p>　　c）圖中應(yīng)標(biāo)注主軸箱的外形尺寸及其他部件的相關(guān)尺寸。</p><p>　　d）列表標(biāo)注工件材料、加工表面要求；并注出各主軸的工序內(nèi)容。主軸外伸部分尺寸和切削用量等。</p><p>　　e）注明動(dòng)力部件型號(hào)、功率N（千瓦）轉(zhuǎn)速n（轉(zhuǎn)/分）和其他主要參數(shù)</p><p>　　3.3 主軸結(jié)構(gòu)形式選擇及

81、動(dòng)力計(jì)算</p><p>　　3.3.1 主軸結(jié)構(gòu)型式選擇</p><p>　　主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的條件和受力情況，軸承型式是主軸結(jié)構(gòu)的主要特征。進(jìn)行鏜削加工的主軸，有刮端面的工序，軸向切削力較大，最好用軸向止推軸承受軸向力，如雙列向心球軸承，而用徑向滾珠軸承承受徑向力。又因加工時(shí)軸向力是單向的，因此止推軸承在主軸前端即可。</p><p>

82、;　　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)。根據(jù)軸頭外伸長(zhǎng)度，分為短主軸和長(zhǎng)主軸兩種。雖然，一般鏜削均推薦用短主軸，但是長(zhǎng)主軸優(yōu)點(diǎn)是軸頭內(nèi)的軸孔長(zhǎng)，可增大刀具尾部連接的接觸面，因而可增強(qiáng)刀具與主軸的連接剛度，減少刀具前端下垂。因此在本次設(shè)計(jì)中用長(zhǎng)主軸，軸頭用圓柱孔和刀具連接，用單鍵傳遞扭矩。固定螺釘做軸向定位。</p><p>　　為了主軸的結(jié)構(gòu)便于加工、裝配、拆卸、測(cè)量和維修等，使其生產(chǎn)率高、成本低，

83、所以應(yīng)盡量使主軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，只得直徑變化應(yīng)盡量少，應(yīng)盡量限制軸的最大直徑及各軸段間的直徑差。這樣既能簡(jiǎn)化軸的結(jié)構(gòu)、節(jié)省材料，又可減少切削量。</p><p>　　為便于拆卸軸承，其定位軸肩應(yīng)低于軸承內(nèi)圈高度。如果軸肩高度無(wú)法降低，則應(yīng)在軸上開槽。且各軸段的軸端應(yīng)制成45度。</p><p>　　加工時(shí)，需要切制螺紋的軸端應(yīng)留有螺紋退刀槽，需要磨削加工的軸端應(yīng)留有砂輪越程槽。<

84、;/p><p>　　3.3.2 主軸材料的選擇確定</p><p>　　材料：40Cr合金鋼</p><p>　　熱處理：熱處理：T215 局部熱處理5處</p><p>　　毛坯直徑：小于100mm</p><p>　　抗拉強(qiáng)度極限：725Mpa</p><p>　　屈服強(qiáng)度極限：540Mpa&l

85、t;/p><p>　　彎曲疲勞極限：355Mpa</p><p>　　剪切疲勞強(qiáng)度：200Mpa</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力：70Mpa</p><p>　　適用場(chǎng)合：用于載荷較大且無(wú)很大沖擊的重要軸。</p><p>　　3.3.3 主軸的大致尺寸和形狀的確定</p><p>　　階梯軸的設(shè)

86、計(jì)應(yīng)注意以下問(wèn)題：</p><p>　　配合性質(zhì)不同的表面，直徑應(yīng)有所不同。</p><p>　　加工精度、粗糙度不同的表面，一般直徑亦有所不同。</p><p>　　應(yīng)便于軸上零件的拆裝。</p><p>　　與軸承配合的軸頸，其直徑必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。</p><p>　　各軸段的長(zhǎng)度決定于軸上零件的寬

87、度和零件固定的可靠性。軸頸的長(zhǎng)度通常與軸承的寬度相同。</p><p><b>　　根據(jù)P107[1]</b></p><p>　　L+L1+L2=858mm （3-1）</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　

88、?。?-3）</b></p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　根據(jù)主軸前端軸承軸徑r，可得軸的大致尺寸和形狀為：</p><p><b>　　圖3-2 主軸</b></p><p>　　3.3.4 主軸箱的動(dòng)力計(jì)算</p><p>　　

89、各主軸直徑和主軸所需動(dòng)力在繪制“三圖一卡”時(shí)已計(jì)算出</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　式中，N切——各主軸切削功率總和；</p><p>　　η——組合機(jī)床主軸箱傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取η=0.9</p><p>　　主軸箱所需的進(jìn)給力，確定的說(shuō)，是動(dòng)力滑臺(tái)所需的進(jìn)給力P進(jìn)可按下式計(jì)

90、算：</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　3.4 主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　具體設(shè)計(jì)步驟如下：</b></p><p>　　3.4.1 主軸的位置分析 </p><p>　　組合機(jī)床所加工的零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)也

91、各不相同，在設(shè)計(jì)該主軸時(shí)，因?yàn)檩S1和軸2、軸3和軸4的轉(zhuǎn)速相同，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，軸1和軸2由同一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；軸3和軸4由另一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)?；诒患庸た孜恢玫目剂?，帶動(dòng)軸1和軸2的電機(jī)放在軸1和軸2的上方，軸3和軸4的電機(jī)放在軸3和軸4的下方。</p><p>　　3.4.2 花鍵套的確定</p><p>　　主軸軸端與同步帶輪的連接方式采用矩形花鍵連接。然而，帶輪與花鍵不采用直接的連接方式，而

92、是在花鍵上配上一個(gè)特制的花鍵套（見下圖），才將帶輪安裝在上。</p><p>　　矩形花鍵連接：鍵齒的兩側(cè)面為平面，形狀較為簡(jiǎn)單，加工方便?；ㄦI通常要進(jìn)行熱處理，表面硬度應(yīng)高于40HRC。矩形花鍵連接的定心方式為小徑定心，外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。由于制造時(shí)軸和轂上的接合面都要經(jīng)過(guò)磨削，因此能消除熱處理引起的變形，具有定心精度高、定心穩(wěn)定性好、應(yīng)力集中較小、承載能力較大的特點(diǎn)，因此應(yīng)用廣泛。</p>

93、;<p>　　花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算：</p><p>　　花鍵連接的失效形式和強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)及方法，與平鍵連接基本相同。假設(shè)載荷在鍵齒的工作面上均勻分布，每個(gè)鍵齒的工作表面上的壓力的合力F作用在平均直徑dm處，則花鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩。引入載荷不均勻系數(shù)K考慮實(shí)際載荷在各花鍵齒上分配不均的影響。由此可得花鍵連接的強(qiáng)度條件為：</p><p>　　靜連接：

94、 (3-8)</p><p>　　動(dòng)連接： (3-9)</p><p>　　式中：T—花鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為N·mm；</p><p>　　l—花鍵的工作長(zhǎng)度，單位為mm；</p><p>

95、;<b>　　z—花鍵的齒數(shù)；</b></p><p>　　K—載荷不均勻系數(shù)，取決于齒數(shù)，一般取K=0.7~0.8，齒數(shù)多時(shí)取較小值；</p><p>　　h—花鍵齒側(cè)面的工作高度，單位為mm，矩形花鍵；</p><p>　　dm—花鍵的平均直徑，單位為mm，矩形花鍵；</p><p>　　—花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力，單

96、位為Mpa，取=150 </p><p>　　—花鍵的許用壓強(qiáng)，單位為Mpa，取=30</p><p>　　花鍵連接的零件多用強(qiáng)度極限不低于600Mpa的鋼制造，一般需要熱處理，特別是在載荷作用下需要頻繁移動(dòng)的花鍵齒，應(yīng)通過(guò)熱處理獲得足夠的硬度以抵抗磨損。</p><p><b>　　圖3-3 花鍵套</b></p><p&

97、gt;　　3.5 主軸前端密封裝置的選用：</p><p>　　主軸前端密封裝置選用迷宮式密封裝置。迷宮式密封裝置利用轉(zhuǎn)動(dòng)元件與固定元件間所構(gòu)成的曲折而狹小的縫隙及縫隙內(nèi)充填的油脂達(dá)到密封目的，與其他密封配合使用，則密封效果會(huì)更好。迷宮式密封對(duì)油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑都適用，對(duì)防塵和防漏也有較好的效果。</p><p>　　圖3-4 主軸前端密封裝置</p><p>　　3.

98、6 主軸的強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p>　　在主軸箱中，主軸的直徑是按照扭轉(zhuǎn)剛度條件，根據(jù)其所受的扭矩，由從參考文獻(xiàn)[8]表5-10。可知，他們的剛度是完全滿足使用要求的，這里只對(duì)那些相對(duì)強(qiáng)度比較弱的軸進(jìn)行危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核。 </p><p>　　按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行軸的校核計(jì)算</p><p>　　根據(jù)變應(yīng)力的強(qiáng)度理論和實(shí)驗(yàn)研究軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S的校核。公式如下：

99、</p><p>　　延性金屬材料（碳素鋼和一般合金鋼）制造的軸。</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　式中：—只考慮正應(yīng)力作用時(shí)的安全系數(shù)；</p><p>　　—只考慮扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力作用時(shí)的安全系數(shù)。</p><p>　　許用安全系數(shù) ，其值根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。對(duì)于

100、延性材料，當(dāng)載荷確定精確，對(duì)材料性能有把握時(shí)，?。划?dāng)載荷確定不夠精確，材料性能不夠均勻時(shí)，?。划?dāng)載荷確定不夠精確、材料性能均勻性差時(shí)，取。</p><p>　　確定危險(xiǎn)截面的確定：</p><p>　　危險(xiǎn)截面應(yīng)為主軸前軸承支承部分。</p><p><b>　　截面的強(qiáng)度校核：</b></p><p>　　該主軸為空心

101、軸，抗彎、抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式見參考文獻(xiàn)[5]表14-11</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　截面扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、彎曲正應(yīng)力的應(yīng)力幅</p><p>　　對(duì)于一般轉(zhuǎn)軸，彎曲正應(yīng)力按對(duì)稱循環(huán)規(guī)律變化，故彎曲應(yīng)力幅、平均應(yīng)力分別為，。</p><p>　　在多數(shù)情況下，對(duì)于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，且扭矩軸

102、相等的軸，當(dāng)作對(duì)稱循環(huán)變化，即，。</p><p><b>　　平均應(yīng)力</b></p><p>　　彎曲、扭轉(zhuǎn)極限疲勞強(qiáng)度由軸的材料特性所定。</p><p>　　彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，參見參考文獻(xiàn)[5]表14-5。</p><p>　　彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)將平均應(yīng)力折算成應(yīng)力幅的等效系數(shù)（其值與材料有關(guān)，可從參考文

103、獻(xiàn)[5]14-1中查出）</p><p>　　僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)</p><p>　　僅有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)</p><p>　　彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)安全系數(shù)</b></p><p>　　疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核</p>&l

104、t;p>　　所以疲勞強(qiáng)度合格，該主軸符合要求。</p><p>　　3.7 主軸支承軸承的選用</p><p>　　主軸支承系統(tǒng)的剛度直接影響剛性主軸的工作。</p><p>　　主軸本身引起的變形占2/3以上，而支承部分引起的變形也占到了將近1/3，因此對(duì)支承系統(tǒng)的剛度應(yīng)引起重視。主軸的支承通常采用：滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種。</p><p

105、>　　鑒于有以上兩種情況，我們對(duì)它們進(jìn)行比較，選用有效、合理的支承方式。</p><p>　　滑動(dòng)軸承特點(diǎn)：抗振性好、工作平穩(wěn)、徑向尺寸小，裝配、潤(rùn)滑、密封等技術(shù)要求嚴(yán)格。而滾動(dòng)軸承特點(diǎn)：軸承尺寸小、轉(zhuǎn)速高、壽命長(zhǎng)，裝配密封和潤(rùn)滑比較簡(jiǎn)單,并可以直接選用。</p><p>　　軸承選用和配置形式對(duì)主軸剛度也有較大的影響。軸承本身的剛度除取決于軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)、滾動(dòng)體的數(shù)量與尺寸外,還取決

106、于軸承的安裝精度以及軸承的軸向間隙與徑向間隙的調(diào)整。</p><p>　　本主軸支承軸承選用深溝球軸承。</p><p>　　所以在此鏜削頭主軸支承軸承的安裝方式為：</p><p>　　主軸前端軸承：兩向心推力球軸承的“平行”安裝。</p><p><b>　　3.8 主軸軸承</b></p><p

107、>　　在前面已經(jīng)選定軸承的類型，在安裝時(shí)，用普通螺母作主軸軸承軸向限位，通常難以保證螺母端面與軸心線有較高的垂直度(如圖3-5a)，鎖緊后易使軸承偏斜，甚至有可能使軸彎曲(如圖3-5b)，這都將影響軸的旋轉(zhuǎn)精度。</p><p><b>　　a)b)</b></p><p><b>　　圖3-5 軸承預(yù)緊</b></p>

108、<p>　　3.9 主軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸箱潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)主軸支承的潤(rùn)滑。</p><p>　　主軸軸承的密封和潤(rùn)滑：由于高速機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速較高，在目前的設(shè)計(jì)中多數(shù)采用集中定量定時(shí)油霧或滴油潤(rùn)滑方式。由于該主軸較長(zhǎng)，所以采用兩個(gè)主支承加一個(gè)輔助支承的結(jié)構(gòu)。前、中支承采用兩組背靠背組配的高速精密角接觸球軸承，以提高承載能力，軸承的預(yù)緊力在軸承廠已成對(duì)

109、配磨好，屬通用組配型。后支承采用兩個(gè)輕系列深溝球軸承，軸承外圈浮動(dòng)，保留游隙，防止軸向干涉。由于三個(gè)軸承孔的同軸度很難保證，所以后軸承與箱體孔的配合較松，前、中軸承用長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。</p><p>　　4 組合機(jī)床傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)裝軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。<

110、;/p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響主軸箱的質(zhì)量及成本。</p><p>　　多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求：</p><p>　　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(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。應(yīng)盡量用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸；當(dāng)齒輪嚙合中心矩不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可采用齒輪變位的方法來(lái)湊中心矩。</p><p>　　為使結(jié)構(gòu)緊湊

111、，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比一般要大于(最佳傳動(dòng)比1～)，后蓋內(nèi)傳動(dòng)比允許取至～，避免用升速傳動(dòng)。</p><p>　　用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第一排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)在第三排，以減少主軸端的彎曲變形。</p><p>　　多軸箱內(nèi)具有粗加工主軸時(shí)，最好從動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)開始，就分兩條傳動(dòng)路線，以避免影響加工精度。</p><

112、p>　　剛性鏜孔上的齒輪，其分度圓直徑應(yīng)盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)軸直接帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸數(shù)不可能超過(guò)兩根，以避免給裝配帶來(lái)困難。</p><p>　　4.1 傳動(dòng)方案擬訂</p><p>　　鏜削頭的傳動(dòng)方式通常有兩種：帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：緩沖和吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小；傳動(dòng)靠摩擦力傳動(dòng)，過(guò)載時(shí)

113、與輪接觸發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)等均較為方便，成本低廉。</p><p>　　帶傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)有：不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力；整個(gè)傳動(dòng)裝置的外部尺寸較大，不夠緊湊；帶的壽命較短，傳動(dòng)效率低。</p><p>　　帶傳動(dòng)適用的場(chǎng)合：速度較高的場(chǎng)合，多用于原動(dòng)機(jī)輸出的第一級(jí)傳動(dòng)；帶的工作速度一般為5-

114、30m/s，高速帶可達(dá)60m/s；中、小功率傳動(dòng)，通常不超過(guò)50Kw傳動(dòng)比不超過(guò)7，最大到10；傳動(dòng)比不要十分準(zhǔn)確。</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的一些特點(diǎn)：制造和安裝精度較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。</p><p>　　齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足的基本要求：瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，沖擊、振動(dòng)和噪聲小，能保證較好的傳動(dòng)平穩(wěn)性和較高的運(yùn)動(dòng)精度；在尺寸小、質(zhì)量輕的前提下，齒輪的

115、強(qiáng)度高，耐磨性好，承載能力大，能達(dá)到預(yù)期的工作壽命。</p><p>　　鑒于以上兩情況，選用帶傳動(dòng)的方式。鏜削頭的傳動(dòng)屬于原動(dòng)機(jī)的第一級(jí)傳動(dòng)，而且?guī)鲃?dòng)可防止過(guò)載時(shí)零件的損壞。齒輪傳動(dòng)的要求相對(duì)比較的高，綜合比較采用帶傳動(dòng)裝置。</p><p>　　若四個(gè)鏜頭由一個(gè)交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，要求四個(gè)鏜頭轉(zhuǎn)速不一樣，原設(shè)計(jì)使用變換鏜頭主軸上的皮帶輪來(lái)實(shí)現(xiàn)鏜頭轉(zhuǎn)速調(diào)整。</p><

116、p>　　切削速度及進(jìn)給量決定表面粗糙度，為同一進(jìn)給量下，四個(gè)鏜刀都處在最佳切削速度狀態(tài)，必須作一對(duì)合適的皮帶輪。但是隨著加工零件的種類的增多，零件孔的尺寸大小差別很大，若皮帶輪不合適便直接影響零件的加工質(zhì)量。如小孔的切削速度滿足了，大孔的速度就低了，表面粗糙度達(dá)不到要求；相反，大孔的切削速度滿足了，小孔的速度就高了，會(huì)燒壞刀頭。上述問(wèn)題，是一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)四個(gè)鏜頭，而兩個(gè)皮帶輪不匹配所造成的。</p><p>

117、;　　改進(jìn)辦法是將原來(lái)的電動(dòng)機(jī)和皮帶輪去掉，每?jī)蓚€(gè)鏜頭改為由一個(gè)交流電動(dòng)機(jī)和一根皮帶獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)鏜刀都處在最佳切削速度。改進(jìn)后，解決了批量小、品種多、調(diào)整繁瑣的難點(diǎn)，減少了輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　4.2 同步帶類型的確定</p><p>　　同步齒型帶是近年來(lái)發(fā)展較快的一種傳動(dòng)技術(shù)。帶的工作表面制成齒形與有齒的帶輪作嚙合傳動(dòng)。所以它兼有帶、鏈和

118、齒輪傳動(dòng)三者的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用范圍也比較廣泛。 </p><p>　　同步齒型帶按帶體材料可分為氯丁橡膠帶和聚氨酯橡膠帶兩種。前者強(qiáng)度高，抗疲勞性好，適用范圍廣；后者用于輕載傳動(dòng),與三角帶類似，所以我們?cè)谶@里選用同步齒型帶的材料為氯丁橡膠。</p><p>　　同步齒型帶的齒型通常可分為梯形和圓弧齒兩種，后者的齒形曲線較為合理，能傳遞更大的功率，所以我們?cè)谶@里選用同步齒型帶的圓弧齒齒型。<

119、/p><p>　　帶輪上輪齒的加工應(yīng)采用專門的滾刀進(jìn)行滾切加工，材料常用合金鋁、鋼、鑄鐵和工程塑料等。</p><p>　　同步齒型帶由于采用嚙合傳動(dòng)，所以承載能力大、傳動(dòng)效率高、不打滑、傳動(dòng)比準(zhǔn)確，適用的載荷及速度范圍比普通帶傳動(dòng)廣、結(jié)構(gòu)緊湊；其缺點(diǎn)是對(duì)制造和安裝的要求高，中心距要求也比較嚴(yán)格。</p><p>　　同步帶主要參數(shù)設(shè)定：</p><

120、p>　　圓弧齒同步帶主要參數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表12-1-50設(shè)定為：</p><p>　　表4-1圓弧齒同步帶主要參數(shù)</p><p>　　圖4-1 圓弧齒同步帶</p><p>　　圓弧齒帶的齒型與齒寬 參考文獻(xiàn)[7]表12-1-51</p><p>　　表4-2 圓弧齒帶齒型與齒寬</p><p>　　圓

121、弧齒帶的節(jié)線長(zhǎng)度 </p><p>　　表4-3 圓弧齒帶的節(jié)線長(zhǎng)度</p><p><b>　　4.3 帶輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圓弧齒的齒行尺寸及偏差 ：據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表12-1-59。 </p><p>　　表4-4 圓弧齒的齒行尺寸及偏差</p><p>　　圓弧齒帶輪直