“萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉”端面銑削組合機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　2010 “萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉”端面銑削組合機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)論文</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　目錄III</b></p&g

2、t;<p><b>　　前言1</b></p><p>　　1 總體方案論證4</p><p>　　1.1 工藝方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　1.2 加工設(shè)備方案選擇5</p><p>　　1.3 確定總體布局5</p><p>　　2 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定8<

3、/p><p>　　2.1 確定工件余量8</p><p>　　2.2 切削用量的選擇8</p><p>　　2.3 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率9</p><p>　　2.4 運(yùn)動(dòng)參數(shù)10</p><p>　　3 組合機(jī)床通用部件的選擇13</p><p>　　3．1 進(jìn)給動(dòng)力部件選擇

4、13</p><p>　　3．2 主運(yùn)動(dòng)動(dòng)力部件選擇15</p><p>　　3.2.1 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置15</p><p>　　3.2.2 通用主軸部件選擇16</p><p>　　4組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 被加工零件工序18</p><p>　　4.2 加

5、工方案19</p><p>　　4.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖20</p><p>　　4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算21</p><p>　　5 組合機(jī)床主軸設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.1主軸的基本要求24</p><p>　　5.1.1 旋轉(zhuǎn)精度24</p><p>　　5.1.2剛度

6、25</p><p>　　5.1.3 耐磨性25</p><p>　　5.1.4 主軸的其他要求26</p><p>　　5.2 主軸組件的布局26</p><p>　　5.3 主軸結(jié)構(gòu)的初步擬定28</p><p>　　5.4 主軸組件的計(jì)算28</p><p>　　5.3 主軸結(jié)構(gòu)

7、圖30</p><p>　　6 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)31</p><p>　　6.1主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)31</p><p>　　6.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定31</p><p>　　6．2．1 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比分配31</p><p>　　6．2．2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和設(shè)計(jì)參數(shù)31</p>

8、;<p>　　6．2．3 齒輪模數(shù)的估算及其叫校核32</p><p>　　6．2．4 軸各參數(shù)估算及強(qiáng)度校核36</p><p>　　6.3 主軸箱的坐標(biāo)計(jì)算48</p><p><b>　　結(jié)論50</b></p><p><b>　　致謝51</b></p>

9、<p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，是生產(chǎn)力的重要組成部分。機(jī)械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、科研和國(guó)防等部門提供各種生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機(jī)械

10、制造業(yè)本身提供機(jī)械制造裝備。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的科學(xué)技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)實(shí)力。</p><p>　　機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平，主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度。機(jī)械制造裝備的核心是金屬切削機(jī)床，精密零件的加工，主要依賴切削加工來(lái)達(dá)到所需要的精度。金屬切削機(jī)床所擔(dān)負(fù)的工作量約占機(jī)器制造總工作量的40%～60%，金屬切削機(jī)床的技術(shù)水平直接影響到機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。換言之，

11、一個(gè)國(guó)家的機(jī)床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個(gè)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平。</p><p>　　然而，組合機(jī)床是根據(jù)工件加工要求，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。組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，有以下兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，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

12、件，而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的組合機(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“專能組合機(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>　　組合機(jī)床是根據(jù)工件加工要求，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。組合機(jī)床的

13、設(shè)計(jì)，有以下兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對(duì)象的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。其二，隨著組合機(jī)床在我國(guó)機(jī)械行業(yè)的廣泛使用，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)的在完成一定工藝范圍的組合機(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“專能組合機(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

14、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>　　組合機(jī)床是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備，目前，由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效，高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，因而被廣泛應(yīng)用許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在大批量生產(chǎn)的機(jī)械工業(yè)部門，大量采用的設(shè)備是組合機(jī)床和自動(dòng)線。因此，組合機(jī)床的應(yīng)用在很大程度上決定了這些部門的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，也很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。特別是近20年來(lái)，隨著組

15、合機(jī)床的發(fā)展，作為組合機(jī)床主要用戶的汽車和內(nèi)燃機(jī)等行業(yè)也有很大的變化，起產(chǎn)品市場(chǎng)壽命不斷縮短，品種日益增多且質(zhì)量不斷提高。這些因素同時(shí)也有力地推動(dòng)和激勵(lì)了組合機(jī)床的不斷發(fā)展。組合機(jī)床的發(fā)展主要有以下2點(diǎn):(1) 組合機(jī)床品種的發(fā)展；(2) 組合機(jī)床柔性化的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為工藝裝備。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大于采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，更新的專用夾具占

16、用比例很大，面夾具的實(shí)際磨損量?jī)H占有小部分。特別是近年來(lái)，，加工中心（MC），數(shù)控機(jī)床（NC），柔性制造系統(tǒng)（FMS），成組技術(shù)（GT）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了新的要求：</p><p>　　a.能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，降低了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少了生產(chǎn)成本。</p><p>　　b.能裝夾一類具有相似性特征的工件。</p><p>　　c.能應(yīng)用高精密加

17、工的高精度機(jī)床夾具。</p><p>　　d.能應(yīng)用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型組合機(jī)床夾具。</p><p>　　e.采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p>　　f.提高機(jī)床夾的標(biāo)準(zhǔn)化程度。</p><p>　　現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p><

18、b>　　a.精密化</b></p><p><b>　　b.高效化</b></p><p><b>　　c.柔性化</b></p><p><b>　　d.標(biāo)準(zhǔn)化</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉φ39 孔兩端面粗銑組合機(jī)床總體及主

19、軸箱設(shè)計(jì)。根據(jù)萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉兩側(cè)面的位置、加工精度等主要的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理和工作上可靠的雙面粗銑的組合機(jī)床。本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床夾具主要對(duì)萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉兩端面的粗銑。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床能同時(shí)粗銑萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉兩端面，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了零件的加工成本。</p><p><b>　　1 總體方案論證</b>

20、;</p><p>　　設(shè)計(jì)機(jī)床的第一步，是確定總體方案?？傮w方案是機(jī)床部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的影響較大。因此，在擬定總體方案的過(guò)程中，必須全面地、周密地考慮，使所定方案技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)計(jì)的機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能選用通用件、以降低成本。</p><p>　　1.1 工藝方案設(shè)計(jì)</p><p>　　工藝方案的擬訂是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵

21、一步。組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要注重工件及其加工的工藝分析，只有制定出先進(jìn)合理的工藝方案,才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)合理的組合機(jī)床。根據(jù)指定的加工要求,提出若干個(gè)工藝方案,擇其佳者。工藝方案確定了,組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、布局等一系列問(wèn)題也就解決了。所以，工藝方案設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。而且工藝方案在很大程度上決定了組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙,深入了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度

22、和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等一些因素。</p><p>　　擬定組合機(jī)床工藝方案的一般步驟如下:</p><p>　　a.分析,研究加工要求和現(xiàn)場(chǎng)工藝，在制訂組合機(jī)床工藝方案時(shí)，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位及其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)；其次深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析零件的加工工藝方法、定位夾緊方式、所采用的設(shè)備、刀具及切用量、生產(chǎn)率情況等。 </

23、p><p>　　b.定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工,不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方面變化。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)和夾壓部位是保證加工精度的重要條件。</p><p>　　本道工序主要是加工毛坯,因此,還要對(duì)毛坯基準(zhǔn)選擇考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性。定位夾緊裝置的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的變形最小，并且夾具易于設(shè)置導(dǎo)向和能過(guò)刀具。</p><

24、p>　　本道工序:萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉兩端面的銑削。</p><p>　　1.2 加工設(shè)備方案選擇</p><p>　　在機(jī)械制造業(yè)中，金屬切削機(jī)床占機(jī)械設(shè)備總臺(tái)數(shù)的50%～70%，它負(fù)擔(dān)的工作量約占一半左右，其中有30%～50%的工作量是由組合機(jī)床來(lái)完成的，同時(shí)，機(jī)械加工方法是機(jī)電產(chǎn)品及零部件生產(chǎn)的主要方法，且機(jī)械加工質(zhì)量又是提高整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，組合機(jī)床的開發(fā)、設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造行

25、業(yè)一項(xiàng)非常重要的工作。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，具有如下特點(diǎn)：</p><p><b>　　a.生產(chǎn)率高；</b></p><p><b>　　b.加工精度穩(wěn)定；</b></p><p>　　c.研制周期快，便于使用、維護(hù)和設(shè)計(jì)、制造；</p>

26、<p>　　d.自動(dòng)化程度變高，勞動(dòng)強(qiáng)度降低；</p><p>　　e.配置靈活，可按工件或工序要求靈活變換組成機(jī)床自動(dòng)線，易于改裝，加工過(guò)程和產(chǎn)品變化時(shí)，通用部件還具有重復(fù)利用價(jià)值；</p><p>　　f.使用性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)床消耗費(fèi)用低。</p><p>　　由于被加工零件已定型，生產(chǎn)產(chǎn)品較大，加工精度要求較高，所以必須采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，

27、同時(shí)，又是針對(duì)雙面加工。因此，采用組合機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工是較適宜、理想的生產(chǎn)方案。</p><p>　　1.3 確定總體布局</p><p>　　根據(jù)上述確定的加工工藝方案，按照工序集中程度和生產(chǎn)批量大小，機(jī)床總體布局主要有如下配制型式：</p><p><b>　　a.多工位組合機(jī)床</b></p><p>　　多工位組合

28、機(jī)床：主要用于中、小零件加工。生產(chǎn)占地面積大，但生產(chǎn)率高。這種方式若配合工作臺(tái)的移動(dòng)和精確定位，可以組成組合機(jī)床自動(dòng)線，則自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率均很高。</p><p><b>　　b.單工位組合機(jī)床</b></p><p>　　各種型式的單工位組合機(jī)床，通?？砂惭b一個(gè)工件，特別適宜于大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的型式和數(shù)量，這類機(jī)床可分為單面、多面及復(fù)合式

29、。這種方式組成靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于單工位加工，其機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間不能重合，因而生產(chǎn)率比多工位機(jī)床低。</p><p>　　根據(jù)以上所述, 柴油機(jī)氣缸體的結(jié)構(gòu)是比較規(guī)則的長(zhǎng)方體，從裝夾的角度來(lái)看，臥式平放比較方便，采用臥式組合機(jī)床加平面，有利于排屑，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。且柴油機(jī)氣缸體屬于中型加工零件，在本次設(shè)計(jì)中，銑平面工序是主要工序內(nèi)容。因此為了保證銑平面的加工精度和結(jié)合被加工零件加工特點(diǎn)，臥式單工位組合機(jī)

30、床是較好的選擇。</p><p>　　臥式單工位組合機(jī)床又可分為臥式單面組合機(jī)床，臥式多面組合機(jī)床等。若采用臥式單面組合機(jī)床，加工兩端面需經(jīng)過(guò)兩次裝夾，增加輔助時(shí)間，成本高，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，采用臥式雙面組合機(jī)床是合理的選擇。其特點(diǎn)：工件安裝在夾具里，工件和夾具裝在銑削工作臺(tái)上，刀具相對(duì)固定，銑削工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。生產(chǎn)占地面積小，加工精度高。</p><p>　　機(jī)床總體

31、布局圖如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-2 機(jī)床總體布局圖</p><p>　　1.機(jī)座 2.動(dòng)力滑臺(tái) 3.工件 4.端銑刀 5.電動(dòng)機(jī) 6.變速箱 7.主軸箱</p><p>　　2 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)的確定</p><p>　　機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)。</p>

32、;<p>　　2.1 確定工件余量</p><p>　　VF-6/7型空壓機(jī)減荷閥體，零件材料為HT200，硬度190—210HB，生產(chǎn)類型為大批量，鑄造毛坯。</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2～2.5,取加工余量為2.5mm(此為雙邊加工)。</p><p>　　2.2 切削用量的選擇</p><p>

33、;　　在組合機(jī)床工藝方案確定過(guò)程中，工藝方法和切削用量選擇是否合理，對(duì)組合機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)率，刀具耐用度，機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式及工作可靠性均有較大的影響。</p><p>　　A.組合機(jī)床切削用量的選擇特點(diǎn):</p><p>　　a.在大多情況下，組合機(jī)床為多軸、多刀、多面同時(shí)切削，因此，切削用量比一般萬(wàn)能機(jī)床單刀加工低30%左右。

34、

35、 </p><p>　

36、　b.組合機(jī)床通常用動(dòng)力滑臺(tái)來(lái)帶動(dòng)刀具進(jìn)給，由于多軸箱上同時(shí)工作的刀具種類不同且直徑大小不同，其切削用量也各有特點(diǎn)。因此，一般先按各刀具選擇較合理的切削速度v(m/min) 和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f(mm/r),再根據(jù)其中工作時(shí)間最長(zhǎng)，負(fù)荷最重，刃磨較困難的刀具來(lái)確定并調(diào)整每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速，通常用試湊法來(lái)滿足每分鐘進(jìn)給量相同的要求。參照[1]</p><p><b>　　即 </b></p&g

37、t;<p>　　c.在選擇切削用量時(shí)要注意既要保證生產(chǎn)批量要求，又要保證刀具一定的耐用度。</p><p>　　d.選擇切削用量時(shí)，還須考慮可選動(dòng)力滑臺(tái)的性能。</p><p>　　B.組合機(jī)床切削用量選擇方法</p><p>　　從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量。本次設(shè)

38、計(jì)中，采用查表法選擇加工柴油機(jī)氣缸體孔的切削用量。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]表6-18,查得，</p><p>　　每齒進(jìn)給量fz=0.2mm/z</p><p>　　切削速度vc=75m/min</p><p>　　n===47r/min</p><p>　　進(jìn)給速vf=fn=fzzn =0.2×

39、;34×47=320mm/min</p><p>　　2.3 確定切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率</p><p>　　根據(jù)選擇的切削用量，確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動(dòng)件的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電機(jī)功率。</p><p><b>　　切削功率選擇:</b></

40、p><p>　　由vc=75m/min，工件材料:鑄鐵HBS250，ap=4mm，fz=0.2mm/z，vf=320mm/min，由參考文獻(xiàn)[4]表3.24，得pc=15.9KW</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)選擇：</b></p><p>　　由pc=15.9KW，由參考文獻(xiàn)[9]表20-3得，電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y180L-6同步轉(zhuǎn)速：1000r/

41、min，滿載轉(zhuǎn)速：975r/min，P電機(jī)=18.5KW</p><p><b>　　銑削切削力的計(jì)算</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[10]表1-2-9,</p><p>　　P=490×t1.0×Sz0.74×D-1.0×B0.90×z （3-3）</p>&

42、lt;p>　　式中 P-銑削力(N)；</p><p>　　t-銑削削的深度(mm)；</p><p>　　Sz-每齒的進(jìn)給量(mm/z)；</p><p>　　D-銑刀的直徑(mm)；</p><p>　　B-銑削的寬度(mm)；</p><p><b>　　z-銑刀的齒數(shù)。</b>&l

43、t;/p><p>　　由前面計(jì)算的切削用量得，</p><p><b>　　t=4mm；</b></p><p>　　Sz=0.2mm/z；</p><p><b>　　D=512mm；</b></p><p><b>　　B=425mm；</b></

44、p><p><b>　　z=34。</b></p><p>　　將上述數(shù)值代入式（3-3）得</p><p>　　P=490× t1.0×Sz0.74×D-1.0×B0.90×z</p><p>　　=490× 41.0×0.20.74×512-

45、1.0×4250.90×34</p><p>　　=9398.1(N)</p><p><b>　　2.4 運(yùn)動(dòng)參數(shù)</b></p><p>　　機(jī)床的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍、進(jìn)給量范圍、進(jìn)給量數(shù)列以及空行程速度等。此次設(shè)計(jì)主要確定主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。</p><p>　　(1)主軸最高，最低

46、轉(zhuǎn)速</p><p>　　按照典型工序的切削速度和刀具(或工件)直徑、計(jì)算主軸最高轉(zhuǎn)速n、最低轉(zhuǎn)速n。計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　n= ， n=</b></p><p>　　式中：n、n—主軸最高、最低轉(zhuǎn)速(r/min)</p><p>　　V、V—最高、最低切削速度(m/min)</p>

47、<p>　　d、d—最大、最小計(jì)算直徑(mm)</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》第69～70頁(yè)，可查出以下數(shù)據(jù)： </p><p>　　查表2.2-3 取最大，最小切削速度：</p><p>　　V=200～300m/min， 取V=250m/min</p><p>　　V=15～20m/mi

48、n, 取V=20m/min</p><p>　　銑床的d、d可取使用的刀具最大、最小直徑，即：</p><p>　　d=110mm, d=75mm</p><p><b>　　則主軸最高轉(zhuǎn)速為</b></p><p>　　n== =1061.6r/min</p><p><b>

49、;　　取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值：</b></p><p>　　n=1000r/min</p><p><b>　　最低轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　n== =57.9r/min</p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值：</b></p><p><b>　　

50、n=56r/min</b></p><p>　　(2)主軸轉(zhuǎn)速的合理排列</p><p>　　最高、最低轉(zhuǎn)速確定后，還需確定中間轉(zhuǎn)速，選擇公比Φ，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為：</p><p>　　n= n=56r/min, n= nΦ, n= nΦ, n= nΦ</p><p>　　查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，取公比Φ=1.78 (1＜Φ≤2)&

51、lt;/p><p>　　轉(zhuǎn)速范圍： R===17.8</p><p>　　轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)： Z=+1=5.99 取Z=6</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的要求，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)只需設(shè)計(jì)四級(jí)就能滿足要求，故取Z=4。即：</p><p>　　n=56， n=100, n=180, n=315 (r/min)</p><p&

52、gt;　　3 組合機(jī)床通用部件的選擇</p><p>　　通用部件是按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件。我國(guó)通用部件不僅具有完整的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并已貫徹了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，許多標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等效。</p><p>　　通用部件按其尺寸大小，可分為大型和小型通用部件；按驅(qū)動(dòng)和控制方式的不同，可分為機(jī)械驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、風(fēng)動(dòng)或數(shù)控通用部件；按單機(jī)和自動(dòng)線的不同，可分為組合機(jī)床和組合機(jī)床自

53、動(dòng)線通用部件；按其功能不同，可分為動(dòng)力部件、支承部件、控制部件、輔助部件。</p><p>　　3．1 進(jìn)給動(dòng)力部件選擇</p><p>　　進(jìn)給動(dòng)力部件主要為刀具或工件提供進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。最新動(dòng)力部件共有液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái)、數(shù)控滑臺(tái)、長(zhǎng)臺(tái)面液壓滑臺(tái)、十字滑臺(tái)、銑削工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)盤等九個(gè)品種。</p><p>　　對(duì)于組合銑床來(lái)說(shuō)，進(jìn)給動(dòng)力部件主要是銑削工作臺(tái)，其上通常安裝

54、夾具或工件。銑削工作臺(tái)與1TX系列銑削頭，1XS系列床身組成銑削組合機(jī)床，可用于大走刀強(qiáng)力銑削和高效高精度銑削。</p><p>　　由于待加工的工件的外形尺寸，由參考文獻(xiàn)[2]表7.9選取1XG63Ⅰ型銑削工作臺(tái)，銑削工作臺(tái)的聯(lián)系尺寸如下表4-1:</p><p>　　表4-1 銑削工作臺(tái)聯(lián)系尺寸</p><p>　　由表7.8查得，1XG63Ⅰ型銑削工作臺(tái)與傳動(dòng)

55、裝置配套及其性能如下表：</p><p>　　表4-2 1XG63Ⅰ型銑削工作臺(tái)與傳動(dòng)裝置配套及其性能</p><p>　　1XG銑削工作臺(tái)還具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　a.剛性好 導(dǎo)軌與底座鑄成一體，底座采用封閉式的箱體結(jié)構(gòu)，采用“米”字形斜肋等，大大提高其結(jié)構(gòu)剛性。</p><p>　　采用一個(gè)V形導(dǎo)軌和一個(gè)平導(dǎo)軌導(dǎo)向，通常銑削力

56、壓向?qū)к壝妗＿@種導(dǎo)軌可以提高導(dǎo)向精度和導(dǎo)向剛度，從而保證機(jī)床加工精度，提高機(jī)床的切削抗振性。例如1XG63銑削工作臺(tái)，大走刀強(qiáng)力銑削功率達(dá)到40KW，仍能保證切削平穩(wěn)。</p><p>　　b.精度高 由于結(jié)構(gòu)剛性好，可以使導(dǎo)軌達(dá)到較高的加工精度，并且工作臺(tái)臺(tái)面較長(zhǎng)，以是V形導(dǎo)軌導(dǎo)向，從而保證機(jī)床的加工粗度，接近平面磨床的水平。</p><p>　　c.生產(chǎn)率高 從性能表可以看出，最大的進(jìn)

57、給速度為2500mm/min。實(shí)踐證明：當(dāng)進(jìn)給速度為2080mm/min時(shí)，進(jìn)行大走刀強(qiáng)力銑削和高效高精度銑削，切削性能良好。</p><p>　　傳動(dòng)效率高 采用雙螺母可調(diào)隙的滾珠絲杠，傳動(dòng)效率比滑動(dòng)絲杠高一倍，節(jié)能效果顯著。另外由于間隙可調(diào)，可保證切削平穩(wěn)。</p><p>　　3．2 主運(yùn)動(dòng)動(dòng)力部件選擇</p><p>　　主運(yùn)動(dòng)部件用來(lái)實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)—

58、切削運(yùn)動(dòng)。它安在滑臺(tái)或其他進(jìn)給部件的結(jié)合面上，通常主軸部件（或多軸箱專用部件）和主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置組成的。</p><p>　　3.2.1 主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置</p><p>　　主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主要有兩大類：一類是與通用主軸部件配套使用的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置；另一類是與多軸箱(專用部件)相配的動(dòng)力箱。</p><p>　　由于1NG系列主運(yùn)動(dòng)裝置具有通用化程度高,選配靈活,便于生

59、產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn).因此本組合機(jī)床采用的是：1NG系列主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置。它的聯(lián)系尺寸符合JB3557-83標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　1NG系列主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置主要有1Nga、1NGb、1NGc、1NGd等四種,特點(diǎn)與用途如下：</p><p>　　a．1Nga型帶傳動(dòng)裝置 它采用聚氨脂同步齒形帶傳動(dòng)及交換帶輪方式變速，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、傳動(dòng)準(zhǔn)確及傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。適用于轉(zhuǎn)速要求高的場(chǎng)合，如與鏜

60、銷頭配套,適宜對(duì)各種工件的半精鏜和精鏜。</p><p>　　b．1NGb型頂置式齒輪傳動(dòng)裝置 它適用于中，低速加工場(chǎng)合，如臥式配置時(shí)的粗、精鏜孔。一般適用于臥式配置。</p><p>　　c．1NGc型尾置式齒輪傳動(dòng)裝置 它適用于中、低速加工，不經(jīng)常變速的場(chǎng)合，一般配置成立式機(jī)床。</p><p>　　d．1NGd型手柄變速傳動(dòng)裝置 它采用手柄操縱滑移齒輪變速，適

61、用于經(jīng)常變速場(chǎng)合，一般組成臥式配置的給合機(jī)床，加工小批量生產(chǎn)，多品種零件，如粗、精鏜孔。</p><p>　　由于本組合銑床采用臥式配置形式，因此選用第二種類型—1NGb型頂置式齒輪傳動(dòng)裝置。</p><p>　　1NGb型頂置式齒輪傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)大體為:通用主軸部件的主軸尾部伸入到傳動(dòng)裝置的空心軸V內(nèi)，以花鍵連接。傳動(dòng)裝置以軸V左端法蘭的外圓與主軸部件殼體尾端的內(nèi)止口配合定位，用四個(gè)螺釘緊

62、固.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)軸1經(jīng)聯(lián)軸器，軸2、3、4、5及其上的齒輪傳動(dòng)主軸。根據(jù)2、3軸間的齒輪傳動(dòng)比的不同配置，1NGb型傳動(dòng)裝置分為A(低速級(jí))和B型(高速級(jí))，每組又可通過(guò)3、4軸間齒輪的不同，得到8級(jí)轉(zhuǎn)速。潤(rùn)滑泵由軸2通過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)，對(duì)傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)件及軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。</p><p>　　3.2.2 通用主軸部件選擇</p><p>　　主軸部件又稱單軸頭或工藝切削頭，其端部安裝刀

63、，尾部連接傳動(dòng)裝置就可進(jìn)行切削，如進(jìn)行銑削，鏜削，鉆削及攻螺紋等加工工序。每種主軸部件均采用剛性主軸結(jié)構(gòu)。在加工時(shí)，刀桿（或刀具）一般不需要導(dǎo)向裝置，加工精度主要由主軸部件本身以及滑臺(tái)（或工作臺(tái)）的精度來(lái)保證。</p><p>　　主軸部件與相應(yīng)規(guī)格的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置（跨系列）配套使用。主軸部件配上傳動(dòng)裝置安裝在動(dòng)力滑臺(tái)上，可以組成立式或臥式組合機(jī)床。這類機(jī)床不設(shè)導(dǎo)向裝置，夾具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，機(jī)床配置靈活。</p

64、><p>　　主軸部件種類較多，對(duì)于組合銑床來(lái)說(shuō)，主要采用1TX系列銑削頭。1TX系列銑削頭與1XG系列銑削工作臺(tái)等進(jìn)給動(dòng)力部件配套，可組成各種類型的銑削組合機(jī)床。</p><p>　　由切削功率pc=15.9KW，由參考文獻(xiàn)[1]表5-13，選型號(hào)1TX50。</p><p>　　1TX50銑削頭主軸端部尺寸如下表：</p><p>　　表4-

65、4 1TX50銑削頭主軸端部尺寸</p><p>　　1TX50銑削頭主要性能及參數(shù)如下表：</p><p>　　表4-5 1TX50銑削頭主要性能及參數(shù)</p><p>　　由于所設(shè)計(jì)的組合銑床選用頂置式齒輪傳動(dòng),所以銑削頭聯(lián)系尺寸如下表：</p><p>　　表4-6 銑削頭聯(lián)系尺寸</p><p><b&g

66、t;　　4組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　組合機(jī)床總體設(shè)計(jì),通常是針對(duì)具體加工零件，擬訂工藝和結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件設(shè)計(jì)。并且在選取定加工方法和機(jī)床總體布局結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繪制組合機(jī)床“三圖一卡”。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和進(jìn)行機(jī)床生產(chǎn)率的計(jì)算。</p><p>　　繪制給合機(jī)床三圖一卡，就是針對(duì)具體零件，在先定的工藝和結(jié)構(gòu)方案

67、的基礎(chǔ)上，進(jìn)行總體方案圖樣文件設(shè)計(jì).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)效率計(jì)算等。</p><p>　　4.1 被加工零件工序</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的組合機(jī)床主要對(duì)柴油機(jī)氣缸體兩端面的粗銑。在實(shí)踐中，在大多數(shù)情況下，工件的一個(gè)平面，在夾具中不是支承在三個(gè)點(diǎn)上，而是支承在四個(gè)或者更多一些的支承點(diǎn)上，有時(shí)放在兩條長(zhǎng)的支承板上，這樣可以提高“機(jī)床-夾

68、具-刀具-工件”系統(tǒng)的剛性，避免夾壓力和切削力超出支承點(diǎn)，引起工件的彈性變形，這種變形不僅影響加工精度，還會(huì)引起振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)造成刀具的折斷。</p><p>　　A.由于本次的加工的工序是要加工好柴萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉底面的情況下進(jìn)行的，因此被加工零件的頂,底面是較光滑的，因此采用萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉的下底面作為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　a.被加工零件圖是在用戶提供的產(chǎn)品圖樣的基礎(chǔ)上，選定的工藝方案

69、，定本機(jī)床的加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明而繪制的，它是組合機(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。它的要求如下：</p><p>　　b.被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)開頭及尺寸。</p><p>　　c.加工用定位基準(zhǔn)﹑夾壓部位及夾壓方向，以便依次進(jìn)行夾具定位支承﹑夾緊﹑導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)。</p><p>　　d.

70、本道工序加工部位的尺寸﹑精度﹑表面粗糙度﹑形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊蟆?lt;/p><p>　　e.要有必要的文字說(shuō)明。</p><p>　　設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)如下：</p><p><b>　　a.定位方法： </b></p><p>　　b.零件材料：HT250；</p>

71、<p>　　c.硬度：187—255HBS；</p><p>　　d.方框內(nèi)尺寸及相應(yīng)粗糙度為本機(jī)床所保證，其余尺寸及相應(yīng)光潔度為前序保證；</p><p>　　e.單邊加工余量：4mm。</p><p><b>　　4.2 加工方案</b></p><p>　　零件的加工方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)，加工示

72、意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程﹑工件﹑夾具﹑刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖樣之一。在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。其主要內(nèi)容為：</p><p>　　a.反映機(jī)床的加工方法,切削用量及工作循環(huán)。</p><p>　　b.決定刀具類型﹑數(shù)量﹑結(jié)構(gòu)﹑尺寸。</p><p>　　c.決定主軸的結(jié)構(gòu)類型，規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。<

73、/p><p>　　d.選擇標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)專用的接桿，導(dǎo)向裝置，刀桿托架等。</p><p>　　e.標(biāo)明主軸﹑接桿﹑夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸,配合及精度。</p><p>　　加工示意圖的畫法如下：</p><p>　　a.加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線繪出工作加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖。加工表面用粗實(shí)線畫。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示

74、意圖只需表示其中之一，亦即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫一根。</p><p>　　b.一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。</p><p>　　c.主軸應(yīng)從多軸箱端面畫起。刀具應(yīng)處于加工終了位置。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓，但需加注規(guī)格代號(hào)。</p><p>　　4.3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖</p><p>　　機(jī)床總聯(lián)

75、系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可用以檢驗(yàn)：機(jī)床各部件相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進(jìn)一步開展多軸箱，夾具等專用部件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)?？偮?lián)系尺寸圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。</p><p>　　A.繪制總聯(lián)系尺寸圖的要求：</p><p>　　a.以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位置，表明機(jī)床的

76、配置型式及總體布局，主視圖應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。</p><p>　　b.圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸，專用部件的主要輪廓尺寸，運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全，至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。</p><p>　　c.為便于開展部件設(shè)計(jì),聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)，電動(dòng)機(jī)型號(hào)，功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及

77、總行程。</p><p>　　確定機(jī)床的裝料高度H</p><p>　　裝料高度一般是指工件安裝基面至地面的垂直距離。考慮剛度，結(jié)構(gòu)要功能和使用要求等因素，新頒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝料高度為1060mm，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO一致。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常在850~1060之間選取。</p><p>　　由于銑削工作臺(tái)高度為700mm，夾具體高度為220mm，支承板高度為47.5mm，則裝料高度

78、為</p><p>　　H=700mm+220mm+47.5mm=967.5mm。</p><p><b>　　確定側(cè)床身</b></p><p>　　側(cè)床身為XS10B型號(hào)，其高度H=950mm，寬度B=470mm，長(zhǎng)度L=930mm。</p><p>　　圖 5-3 機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖</p><p

79、>　　4.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算</p><p>　　根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算出機(jī)床生產(chǎn)率度編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。組合機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的，反映零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，工作時(shí)間,機(jī)床生產(chǎn)率，機(jī)床負(fù)荷率的簡(jiǎn)明表格。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。</p><p><b>　　a.理想生產(chǎn)率Q</b></p>

80、<p>　　理想生產(chǎn)率Q（單件為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)tk有關(guān)，一般情況下，單班制取2350h,兩班制取4600h,則</p><p><b>　　Q=（5-1）</b></p><p>　　有已知條件知，A=65000件，tk=4600h</p><p>　　則 由式（

81、5-1）得</p><p>　　Q==14.13（件）</p><p><b>　　b.實(shí)際生產(chǎn)率Q1</b></p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)率（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。則</p><p><b>　　Q1 =（5-2）</b></p><p>

82、　　式中，T單—生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min），可按下式計(jì)算：</p><p>　　T單=t切+t輔=(++t停)+（+t移+t裝卸）（5-3）</p><p>　　式中 L1﹑L2—分別為刀具第Ⅰ﹑第Ⅱ工作進(jìn)給長(zhǎng)度，單位為mm；</p><p>　　vf1﹑vf2—分別為刀具第Ⅰ﹑第Ⅱ工作進(jìn)給量，單位為mm/min；</p><p>　　

83、t?！?dāng)加工沉孔﹑止口﹑锪窩﹑倒角﹑光整表面時(shí)，滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5~10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為min；</p><p>　　L快進(jìn)﹑L快退—分別為動(dòng)力部件快進(jìn)，快退行程長(zhǎng)度，單位為mm；</p><p>　　vfk—?jiǎng)恿Σ考煨谐趟俣?。用機(jī)械動(dòng)力部件時(shí)取5~6m/min；用液壓動(dòng)力部件時(shí)取3~10m/min；</p><p&

84、gt;　　t移—直線移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0。1min；</p><p>　　t裝卸—工件裝﹑卸（包括定位或撤消定位﹑夾緊或松開﹑清理基面或切屑及吊運(yùn)工件等）時(shí)間。它取決于裝卸自動(dòng)化程度﹑工件重量大小﹑裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取0.5~1.5min。</p><p><b>　　由已知條件知，</b></p><p&

85、gt;　　L1=320mm+250mm=570mm；</p><p>　　vf1=320mm/min；</p><p><b>　　t停=0；</b></p><p>　　L快進(jìn)=300mm；</p><p>　　t移=0.1min；</p><p>　　L快退=320mm+822mm=1122m

86、m；</p><p>　　vfk=9.2m/min=9200mm/min；</p><p>　　t移=0.1min；</p><p>　　t裝卸=1.5min。</p><p>　　所以，由式（5-3）得，</p><p>　　T單=++0.1+1.5=3.53（min）</p><p>　　則

87、，由式（5-2）得，</p><p>　　Q1===17（件/h）</p><p>　　由于Q1>Q，即機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率滿足理想生產(chǎn)率，則所選擇的切削用量符合機(jī)床設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　c.機(jī)床負(fù)荷率?負(fù)</b></p><p>　　I當(dāng)Q1>Q，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。即</p>&l

88、t;p><b>　　?負(fù)===0.83</b></p><p>　　5 組合機(jī)床主軸設(shè)計(jì)</p><p>　　主軸組件是機(jī)床的執(zhí)行件，它的功用是支承和帶動(dòng)工件或者刀具的旋轉(zhuǎn)，完成表面的加工成形運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還起傳遞動(dòng)力加工和扭矩、承受一定的切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷的效果。由于主軸工件的工作性能直接對(duì)機(jī)床的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的影響，因此主軸是機(jī)床中的一個(gè)關(guān)鍵的組件。<

89、/p><p>　　主軸和一般傳動(dòng)軸的相同點(diǎn)有兩點(diǎn)，兩者都傳遞動(dòng)力加工性、承受并扭矩傳動(dòng)力，并且保證傳動(dòng)件和支承的正常的工件條件。</p><p>　　5.1主軸的基本要求</p><p>　　5.1.1 旋轉(zhuǎn)精度</p><p>　　主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指主軸在手動(dòng)或低速、空載時(shí)，主軸前端定位面的徑向跳動(dòng)△r、端面跳動(dòng)△a和軸向竄動(dòng)值△o。如圖所示：

90、</p><p><b>　　主軸的旋轉(zhuǎn)誤差</b></p><p>　　圖中實(shí)線表示理想的旋轉(zhuǎn)軸線，虛線表示實(shí)際的旋轉(zhuǎn)軸線。當(dāng)主軸以工作轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主軸回轉(zhuǎn)軸線在空間的漂移量即為運(yùn)動(dòng)精度。</p><p>　　主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度取決于部件中各主要件的制造精度和裝配、調(diào)整精度；運(yùn)動(dòng)精度還取決于主軸的轉(zhuǎn)速、軸承的性能和潤(rùn)滑以及主軸部件的動(dòng)態(tài)特性。

91、各類通用機(jī)床主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度已在機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)中作了規(guī)定，專用機(jī)床主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度則根據(jù)工件精度要求確定。</p><p><b>　　5.1.2 剛度</b></p><p>　　主軸組件的剛度K是指其在承受外載荷時(shí)抵抗變形的能力，如圖所示，</p><p><b>　　主軸組件靜剛度</b></p>&

92、lt;p>　　即K=F/y（單位為N/m），剛度的倒數(shù)y/F稱為柔度。主軸組件的剛度，是主軸、軸承和支承座的剛度的綜合反映，它直接影響主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。顯然，主軸組件的剛度越高，主軸受力后的變形就越小，如若剛度不足，在加工精度方面，主軸前端彈性變形直接影響著工件的精度；在傳動(dòng)質(zhì)量方面，主軸的彎曲變形將惡化傳動(dòng)齒輪的嚙合狀況，并使軸承產(chǎn)生側(cè)邊壓力，從而使這些零件的磨損加劇，壽命縮短；在工件平穩(wěn)性方面，將使主軸在變化的切削力和傳動(dòng)力

93、等作用下，產(chǎn)生過(guò)大的受迫振動(dòng)，并容易引起切削自激振動(dòng)，降低了工件的平穩(wěn)性。</p><p>　　主軸組件的剛度是綜合剛度，影響主軸組件剛度的因素很多，主要有：主軸的結(jié)構(gòu)尺寸、軸承的類型及其配置型式、軸承的間隙大小、傳動(dòng)件的布置方式、主軸組件的制造與裝配質(zhì)量等。</p><p><b>　　5.1.3 耐磨性</b></p><p>　　主軸組件

94、耐磨性是指長(zhǎng)期保持其原始精度的能力，即精度的保持性。因此，主軸組件各個(gè)滑動(dòng)精度，包括錐孔、主軸端部定位面，與移動(dòng)式主軸套筒外圓表面、滑動(dòng)軸承配合的軸頸表面等，都必須具有很好的的硬度，以保證其耐磨的性能。</p><p>　　為了提高主軸的耐磨性能，應(yīng)該正確地選用滑動(dòng)軸承的材料和主軸及熱處理的方法、潤(rùn)滑的種類，和調(diào)整軸承間的間隙，可靠密封和良好潤(rùn)滑。</p><p>　　5.1.4 主軸的其

95、他要求</p><p>　　主軸組件除應(yīng)保證上述基本要求外，還應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　?。?）主軸的定位可靠。主軸在切削力和傳動(dòng)力的作用下，應(yīng)有可靠的徑向和軸向定位，使主軸在工作時(shí)受到的切削力和傳動(dòng)力通過(guò)軸承可靠地傳至箱體等基礎(chǔ)零件上。</p><p>　?。?）主軸前端結(jié)構(gòu)應(yīng)保證工件或刀具裝卡可靠，并有足夠的定位精度。</p><p

96、>　?。?）結(jié)構(gòu)工藝好。在保證好用的基礎(chǔ)上，盡可能地做到好造、好裝、好拆及好修，并盡可能降低主軸組件的成本。</p><p>　　5.2 主軸組件的布局</p><p>　　主軸組件的設(shè)計(jì)，必須保證滿足上述的基本要求，從而從全局出發(fā)，考慮主軸組件的布局。</p><p>　　機(jī)床主軸有前、中、后三個(gè)支承兩種和前、后兩個(gè)支承，以前者較多見。兩支承主軸軸承配置的型

97、式，包括主軸軸承的布置、組合以及選型，主要根據(jù)對(duì)所設(shè)計(jì)主軸組件在承載能力、剛度、轉(zhuǎn)速以及精度等方面要求，并考慮軸承的經(jīng)濟(jì)性、供應(yīng)等具體情況，加以確定。在選擇時(shí)，具體有以下要求：當(dāng)承載能力和適應(yīng)剛度的要求時(shí)；</p><p>　　主軸軸承選型應(yīng)滿足所要求的承載能力和剛度。徑向載荷比較大時(shí)，可選用滾子型號(hào)軸承；較小時(shí)，可選用球型軸承。雙列滾動(dòng)軸承的承載能力和徑向剛度，比單列大。同一支承中采用多個(gè)軸承的承載能力和支承剛

98、度，比采用單個(gè)軸承大。一般來(lái)說(shuō)，前支承的剛度，應(yīng)比后支承的大。因?yàn)榍爸С袆偠葘?duì)主軸組件剛度的影響要比后支承的大。如圖所示為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承：</p><p>　　滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承的比較</p><p>　　5.3 主軸結(jié)構(gòu)的初步擬定</p><p>　　主軸的結(jié)構(gòu)主要決定于主軸上所安裝的刀具、夾具、傳動(dòng)件、軸承和密封裝置等的類型、數(shù)目、位置和安裝定位的方法，同時(shí)

99、還要考慮主軸加工和裝配的工藝性，一般在機(jī)床主軸上裝有較多的零件，為了滿足剛度要求和能得到足夠的止推面以及便于裝配，常把主軸設(shè)計(jì)成階梯軸，即軸徑從前軸頸起向后依次遞減。主軸是空心的或者是實(shí)心的，主要取決于機(jī)床的類型。此次設(shè)計(jì)的主軸，也設(shè)計(jì)成階梯形，同時(shí)，在滿足剛度要求的前提下，設(shè)計(jì)成空心軸，以便通過(guò)刀具拉桿。</p><p>　　5.4 主軸組件的計(jì)算</p><p>　　主軸組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)

100、主要包括：主軸的平均直徑D（初選時(shí)常用主軸前軸頸的直徑D來(lái)表示）；主軸內(nèi)孔直徑d；主軸前端部的懸伸量a；以及主軸支承跨距L等。一般般步驟是：首先根據(jù)機(jī)床主電機(jī)功率或機(jī)床的主參數(shù)來(lái)選取D，在滿足主軸本身剛度的前提下，按照工藝要求來(lái)確定d，根據(jù)主軸前端部結(jié)構(gòu)形狀和前支承的結(jié)構(gòu)型式來(lái)確定a,最后根據(jù)D、a和主軸前支承的支承剛度來(lái)確定L。</p><p>　　主軸軸承的配置型式，對(duì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定很有關(guān)系，故在設(shè)計(jì)過(guò)程

101、中常需交叉進(jìn)行，最終以主軸組件剛度等性能來(lái)衡量其設(shè)計(jì)的合理性。</p><p>　　主軸直徑對(duì)主軸組件剛度的影響很大，直徑越大，主軸本身的變形和軸承變形引起的主軸前端位移越小，即主軸組件的剛度越高。</p><p>　　但主軸前端軸頸直徑D越大，與之相配的軸承等零件的尺寸越大，要達(dá)到相同的公差則制造越困難，重量也增加。同時(shí)，加大直徑還受到軸承所允許的極限轉(zhuǎn)速的限制，甚至為機(jī)床結(jié)構(gòu)所不允許。

102、</p><p>　　通常，主軸前軸頸直徑D可根據(jù)傳遞功率，并參考現(xiàn)有同類機(jī)床的主軸軸頸尺寸確定。查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》第157頁(yè)表5-12中，幾種常見的通用機(jī)床鋼質(zhì)主軸前軸頸的直徑D，可供參考，如下表2-3所示：</p><p>　　已知主電機(jī)功率P=4KW，機(jī)床類型是銑床，查上表中對(duì)應(yīng)項(xiàng)，</p><p><b>　　初取D=80。</b>

103、</p><p>　　主軸后軸頸直徑D和前軸頸直徑D的關(guān)系，可根據(jù)下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)定：</p><p>　　D=（0.7～0.85）D</p><p><b>　　因此，有</b></p><p>　　D=（0.7～0.85）D=（0.7～0.85）×80=56～68，取D=65。</p><

104、p>　　表2-3 主軸前軸頸直徑D的選擇</p><p><b>　　5.3 主軸結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　根據(jù)上的分析計(jì)算，可初步得出主軸的結(jié)構(gòu)如圖所示：</p><p><b>　　主軸結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　6 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)</p><

105、p>　　6.1主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)</p><p>　　主軸箱設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖,是根據(jù)三圖一卡整理編繪出來(lái)的,其內(nèi)容包括主軸箱設(shè)計(jì)的原始要求和已知條件</p><p>　　在編輯此圖時(shí)從三圖一卡中一已之</p><p>　　主軸箱輪廓尺寸500500mm。</p><p>　　工件位置尺寸及連桿大小頭中心位置尺寸。</p>

106、<p>　　工件與主軸箱位置尺寸。</p><p>　　根據(jù)這些數(shù)據(jù)可編制出主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖。</p><p>　　6.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定</p><p>　　6．2．1 傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比分配</p><p>　　本機(jī)床主軸箱采用三級(jí)傳動(dòng)： 傳動(dòng)比為3.765</p><p>　　根據(jù)所提供數(shù)

107、據(jù)估算各對(duì)齒輪齒輪數(shù)及傳動(dòng)比：</p><p>　　第一對(duì)：=22 =32 其傳動(dòng)比 ：i=1.45 </p><p>　　第二對(duì)： =26 =38 其傳動(dòng)比 ：i=1.46</p><p>　　第三對(duì)： =32 =57 其傳動(dòng)比 ：i=1.78 </p><p>　　按任務(wù)書的要求，本機(jī)床要同時(shí)粗銑兩端面。因被加

108、工零件兩端面所要達(dá)到的各級(jí)參數(shù)都完全相同，故設(shè)計(jì)成相互對(duì)稱的傳動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　6．2．2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　各軸的轉(zhuǎn)速： </b></p><p>　　各軸輸入功率分別為齒輪傳動(dòng)效率</p><p>

109、;<b>　　各軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　6．2．3 齒輪模數(shù)的估算及其叫校核</p><p>　　（1） 估算 齒輪彎曲疲勞的估算</p><p><b>　　齒面點(diǎn)蝕的估算</b></p><p>　　其中為大齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，A為齒輪的中心距，由中心距A 及齒數(shù)Z1、Z2求其摸數(shù)&

110、lt;/p><p>　　根據(jù)估算所得和中較大的值選取相近的標(biāo)準(zhǔn)摸數(shù)對(duì)于第一對(duì)齒輪：</p><p><b>　　第二對(duì)齒輪：</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　=2.76mm</b></p><p><b&g

111、t;　　取摸數(shù)m為3</b></p><p><b>　　第二對(duì)齒輪：</b></p><p><b>　　=2.4mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　取摸數(shù)m為3</b></p>

112、<p><b>　　第三對(duì)齒輪：</b></p><p><b>　　取摸數(shù)m 為3</b></p><p>　　齒輪模數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核</p><p>　　1．選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)</p><p>　　1） 按照所示的傳動(dòng)方案選用直齒圓拄齒輪傳動(dòng)</p><

113、p>　　2） 組合機(jī)床為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度</p><p>　　3） 材料選擇：選用小齒輪材料40，硬度為280HBS，大齒輪材料為45號(hào)鋼硬度為240HBS，二者材料硬度為40HBS</p><p>　　4） 選小齒輪齒數(shù)Z1=22 大齒輪齒數(shù)Z2=32</p><p>　　2． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>

114、;　　由設(shè)計(jì)計(jì)算公式機(jī)械設(shè)計(jì)第七版進(jìn)行試算，所涉及的公式到《機(jī)械設(shè)計(jì)》的第七版得。</p><p>　　1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　1） 試選擇載荷系數(shù)</p><p>　　2 ）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　3 ）由表中可得選取齒寬系數(shù)為1</p><p>　　4）由表中可查材料彈性系

115、數(shù)</p><p>　　5）由圖可知 按齒輪面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　7）由圖可知 查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1% 安全系數(shù)S=1 則有：<

116、;/p><p><b>　　[</b></p><p><b>　　[</b></p><p><b>　　計(jì)算</b></p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的</p><p>　　dt1=58.26mm</p><p&g

117、t;　　由于大于等于58.286毫米，故取為66毫米。</p><p><b>　　計(jì)算摸數(shù)</b></p><p><b>　　按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由公式得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：</p><p>　　由圖則有小齒輪的彎曲強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限<

118、/p><p>　　由表上則有彎曲的疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)</p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由書中的公式有：</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K </b></p><p>　　K=1X1.12X1.2X1.35=1.814 </p><p><b>　

119、　查取齒形系數(shù) </b></p><p><b>　　查取應(yīng)力系數(shù)</b></p><p>　　計(jì)算大，小齒輪的并加以比較：</p><p><b>　　大齒輪的計(jì)算值大。</b></p><p><b>　?。?） 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><

120、p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取，則有：</p><p>　　這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。</p><p><b>　　此時(shí)關(guān)于幾何計(jì)算</b></p><p>　　1 計(jì)算分度圓的直徑：</p><p><b>　　2 計(jì)算中心距：</b&g