畢業(yè)設(shè)計(jì)--km173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔機(jī)床加工示意圖和主軸箱設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目： KM173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔機(jī)床 </p><p>　　加工示意圖和主軸箱設(shè)計(jì) </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)電

2、工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師：

3、 </p><p>　　2012年06月18日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>

4、　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義1</p><p>　　1.2 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內(nèi)容及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求3</p><p>　　2 加工示意圖的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 刀具的選擇

5、5</p><p>　　2.2 導(dǎo)向的選擇6</p><p>　　2.3 切削用量的選擇6</p><p>　　2.4 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度9</p><p>　　2.5 接桿的選擇10</p><p>　　2.6 確定行程長(zhǎng)度，繪制動(dòng)力部件的工作循環(huán)11</p><p>　

6、　2.7 繪制加工示意圖12</p><p>　　3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖13</p><p>　　3.2 主軸、齒輪的確定14</p><p>　　3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算14</p><p>　　3.4 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算18</p>

7、<p>　　3.5 多軸箱零件設(shè)計(jì)20</p><p><b>　　4 結(jié) 論28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p>　　KM173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔機(jī)床加工示意圖和主軸箱設(shè)計(jì)&

8、lt;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了KM173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔的加工示意圖以及主軸箱設(shè)計(jì)。根據(jù)KM173機(jī)體挺柱孔的加工要求及零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定該機(jī)床為臥式兩工位移動(dòng)工作臺(tái)式組合機(jī)床。在加工示意圖的設(shè)計(jì)中，確定KM173機(jī)體挺柱孔加工采用鉆-擴(kuò)工藝方案，選擇了較為合理的切削用量，主軸與刀具通過(guò)接桿和螺母連接，通過(guò)鉆套引導(dǎo)刀具和對(duì)刀

9、。在主軸箱的設(shè)計(jì)中，主軸箱為通用主軸箱，采用集中傳動(dòng)方式，所有的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)都裝在主軸箱體中，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操作，安裝調(diào)整方便。經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算表明該設(shè)計(jì)方案能夠滿(mǎn)足KM173機(jī)體挺柱孔的加工精度要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；刀具；接桿；主軸箱</p><p>　　Design of Processing Schematic and Heads

10、tock for Drilling and Reaming Tappet Holes on the KM 173 Engine Body</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This article describes the process of schematic diagram and the design of heads

11、tock for drilling and reaming tappet holes on the KM 173 engine body. According to the processing requirement of tappet holes on the KM 173 engine body and the structural characteristics of parts, we can determine that t

12、he machine tool is modular machine tool with two-station and removable work desktop. In the design of processing schematic, it has been adopted drill-reaming technology program for tappet holes on the </p><p&g

13、t;　　Key words: Modular machine tool;Cutter; Extension bars; Headstock </p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)的最后且非常重要的環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思想、工作作風(fēng)及實(shí)際能力、提高畢業(yè)

14、生全面素質(zhì)具有很重要的意義。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的題目是KM173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔機(jī)床加工示意圖和主軸箱設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要完成了KM173機(jī)體挺柱孔的加工示意圖及機(jī)床主軸箱的設(shè)計(jì)。在加工示意圖的設(shè)計(jì)中，合理的選擇了刀具的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、尺寸，確定了主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度，正確標(biāo)明了主軸、接桿、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度；并根據(jù)機(jī)床要求生產(chǎn)率及刀具、材料特點(diǎn)，合理選擇了各主軸的切

15、削用量；確定了機(jī)床工作循環(huán)及工作行程等。在主軸箱的設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的分析及計(jì)算，完成了主軸箱的裝配圖以及相關(guān)零件圖的繪制。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我考慮到了如何保證機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊、便于實(shí)現(xiàn)集中操作及安裝調(diào)整，另外機(jī)床的設(shè)計(jì)能滿(mǎn)足工件的加工精度要求、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工人的工作安全性，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)化配置。</p><p>　　1.1 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　機(jī)體是發(fā)動(dòng)

16、機(jī)最重要的機(jī)件之一，是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)。挺柱是凸輪的從動(dòng)件，它的功用是將來(lái)自凸輪的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給推桿，還承受凸輪所施加的側(cè)向力并將其傳給機(jī)體或氣缸蓋。挺柱在挺柱孔內(nèi)做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，挺柱孔是關(guān)機(jī)體的關(guān)鍵部位，是進(jìn)、排氣門(mén)挺柱與機(jī)體結(jié)合的裝配基準(zhǔn)，因此其加工質(zhì)量好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣等使用性能。。</p><p>　　生產(chǎn)中機(jī)體挺柱孔加工主要采用鉆-擴(kuò)-鉸-擠壓工藝方案，大批

17、量生產(chǎn)可采用2臺(tái)兩工位組合機(jī)床、四臺(tái)組合機(jī)床或五工位組合機(jī)床等多種方案完成機(jī)體挺柱孔的加工，采用四臺(tái)組合機(jī)床工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，特別是位置精度。</p><p>　　隨著現(xiàn)在制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床和加工中心已在生產(chǎn)線中獲得廣泛使用，使用數(shù)控機(jī)床或加工中心，有利于保證工件的加工精度，但生產(chǎn)效率低，大大增加了設(shè)備投資。采用兩臺(tái)兩工位組合機(jī)床，一臺(tái)用于鉆-擴(kuò)挺柱孔，另一臺(tái)用于粗鉸-精鉸挺柱孔。該方案設(shè)備投資少，生產(chǎn)效

18、率高，有利于保證工件的加工精度，是大批量生產(chǎn)較為理想的方案。因此合理設(shè)計(jì)機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔機(jī)床，對(duì)保證機(jī)體挺柱孔加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。</p><p>　　組合機(jī)床及其自動(dòng)線是集機(jī)電于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。</p><p>　　組合機(jī)床發(fā)展于工業(yè)生產(chǎn)末期

19、，與傳統(tǒng)的機(jī)床相比：組合機(jī)床具有許多優(yōu)點(diǎn)：效率高、精度高、成本低。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類(lèi)和軸類(lèi)零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車(chē)端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。所以，研究設(shè)計(jì)機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔組合機(jī)床具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　1.2 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)<

20、/p><p>　　世界上第一臺(tái)組合機(jī)床于1908年在美國(guó)問(wèn)世，30年代后組合機(jī)床在世界各國(guó)得到迅速發(fā)展。至今，它已成為現(xiàn)代制造工程（尤其是箱體零件加工）的關(guān)鍵設(shè)備之一。</p><p>　　現(xiàn)代制造工程從各個(gè)角度對(duì)組合機(jī)床提出了愈來(lái)愈高的要求，而組合機(jī)床也在不斷吸取新技術(shù)成果而完善和發(fā)展。組合機(jī)床及其加工系統(tǒng)的柔性化；組合機(jī)床加工精度的提高；品種增多、系列完善、結(jié)構(gòu)更新、配套靈活等[1]。&l

21、t;/p><p>　　一般來(lái)說(shuō), 專(zhuān)用機(jī)床的精度是根據(jù)被加工零件的加工精度而定。為了保證加工精度, 機(jī)床必須有準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng), 其中包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng), 對(duì)于一般孔加工的專(zhuān)用機(jī)床就是指主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度和動(dòng)力頭的直線運(yùn)動(dòng)精度。同時(shí)還要有刀具和工件的相對(duì)位置精度, 對(duì)于刀具在導(dǎo)向套中工作的專(zhuān)用機(jī)床來(lái)說(shuō), 這些精度可以由導(dǎo)向套來(lái)補(bǔ)償, 這樣決定工件精度的主要因素就從機(jī)床精度中將一部分轉(zhuǎn)化到夾具精度上來(lái)了, 雖然如此，機(jī)床精

22、度仍很重要, 因?yàn)闄C(jī)床精度對(duì)主軸、導(dǎo)向套、刀具等各部分有很大的影響[2]。</p><p>　　在設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，有許多通用的技術(shù)要求。包括加工質(zhì)量、裝配質(zhì)量、液壓設(shè)備質(zhì)量、機(jī)床外部質(zhì)量等[3]。組合機(jī)床的通用部件(如切削頭、動(dòng)力滑臺(tái)、床身等)和標(biāo)準(zhǔn)件約占70%～80 %，這些都是系列化的,可以進(jìn)行成批生產(chǎn)；其余20%～30%的專(zhuān)用部件是由被加工零件的形狀、輪廓尺寸、工藝和工序來(lái)決定。如夾具、主軸箱、刀具和工具等

23、[4]。</p><p>　　挺柱孔加工是柴油機(jī)缸體加工工藝中的一個(gè)重要部分。挺柱在挺柱孔內(nèi)做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，屬于配氣機(jī)構(gòu)的重要部件，對(duì)整機(jī)性能有著重要影響。由于挺柱孔一般位于缸體的中間部位，所以對(duì)挺柱孔的表面粗糙度、圓柱度、直線度均有較高工藝要求，在設(shè)計(jì)加工工藝時(shí)需要慎重考慮[5]。</p><p>　　國(guó)外柴油機(jī)缸體挺柱孔的加工工藝為：鉆-倒角-搶鉸-浮動(dòng)鉸；國(guó)外內(nèi)燃機(jī)制造廠普遍把挺柱孔

24、的加工分為預(yù)加工和精加工兩個(gè)階段。預(yù)加工主要是粗加工挺柱孔，采用的工藝是鉆或者擴(kuò)；精加工挺柱孔是在預(yù)加工工序完成之后，切換精加工用鉸刀，然后對(duì)挺柱孔進(jìn)行加工，這道工序是在專(zhuān)門(mén)的機(jī)床上進(jìn)行的[6]。國(guó)內(nèi)一般把挺柱孔的加工分為粗加工和精加工兩個(gè)階段。粗加工階段主要采用鉆或者擴(kuò)的工藝；精加工挺柱孔是在粗加工工序完成之后，再用鉸刀進(jìn)行精鉸磨銷(xiāo)加工，或者是進(jìn)行擠壓加工。還有的生產(chǎn)廠家采用鉆→倒角→擴(kuò)→粗鉸→精鉸的工序，這一加工雖然能保證挺柱孔的尺

25、寸精度、位置精度及表面粗糙度的要求，但是孔表面的圓柱度誤差和強(qiáng)度、耐磨性等機(jī)械性能達(dá)不到要求，這樣會(huì)大大影響挺柱孔的工作性能，挺柱孔在短時(shí)間磨損，降低整個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。</p><p>　　由于組合機(jī)床及其自動(dòng)線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專(zhuān)用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶(hù)特殊要求而設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國(guó)組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后

26、，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高[7]。</p><p>　　因此，市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品。在這些方面我國(guó)組合機(jī)床裝備還有相當(dāng)大的差距，因此我國(guó)組合機(jī)床技術(shù)裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調(diào)可變、任意加工性以及通信技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向[8]。目前柴油機(jī)機(jī)體孔系(包括挺柱孔)的加工趨于高效率、

27、自動(dòng)化，這就迫切地需要一種切實(shí)可行的加工方案和設(shè)計(jì)合理的夾具，來(lái)保證工件的加工精度和生產(chǎn)率的要求。</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內(nèi)容及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求</p><p>　　本課題主要解決KM173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔機(jī)床加工示意圖及主軸箱的設(shè)計(jì)，由于對(duì)挺柱孔的加工精度比較高，所以原則在眾多方案的基礎(chǔ)上原則在專(zhuān)用機(jī)床上進(jìn)行加工。本課題在研究過(guò)程中應(yīng)根據(jù)機(jī)體圖紙、工件的工序圖及五萬(wàn)臺(tái)

28、的生產(chǎn)綱領(lǐng)著重解決好以下兩方面的問(wèn)題：</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)加工示意圖：合理的選擇刀具的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、尺寸及主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度，正確標(biāo)明主軸、接桿、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度；根據(jù)機(jī)床要求生產(chǎn)率及刀具、材料特點(diǎn)，合理選擇了各主軸的切削用量；確定了機(jī)床工作循環(huán)及工作行程等，繪制加工示意圖，完成主要零部件的設(shè)計(jì)和選擇；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)機(jī)

29、床主軸箱：繪制主軸箱總圖，完成主要零部件的設(shè)計(jì)，尺寸、公差及技術(shù)要求標(biāo)注完整、正確。</p><p>　　研究方法：運(yùn)用類(lèi)比法和計(jì)算法相結(jié)合，設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)體鉆、擴(kuò)挺柱孔組合機(jī)床，在一臺(tái)機(jī)床一次裝夾在兩個(gè)工位上完成KM173機(jī)體挺柱孔的鉆、擴(kuò)加工，保證位置精度要求和滿(mǎn)足生產(chǎn)率要求。</p><p>　　技術(shù)路線：調(diào)查研究→確定機(jī)體挺柱孔工藝方案，繪制加工示意圖→確定主軸箱傳動(dòng)方案→繪制主軸箱總

30、圖，完成主要零件的設(shè)計(jì)。</p><p>　　擬解決的問(wèn)題：保證KM173機(jī)體挺柱孔位置精度，提高生產(chǎn)率。</p><p>　　創(chuàng)新點(diǎn)：設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式兩工位移動(dòng)工作臺(tái)式組合機(jī)床，一次可以加工2件，利用移動(dòng)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換。在第一工位采用鉆擴(kuò)復(fù)合刀具完成機(jī)體挺柱孔鉆、倒角加工，第二工位采用擴(kuò)刀完成機(jī)體挺柱孔擴(kuò)孔加工，設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向。該機(jī)床通過(guò)更換導(dǎo)向套可以完成機(jī)體挺柱孔鉸-擠壓

31、加工。</p><p>　　2 加工示意圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　在工藝方案和機(jī)床方案初步確定的基礎(chǔ)上，確定KM173機(jī)體挺柱孔的加工示意圖。由機(jī)體挺柱孔的加工精度、生產(chǎn)率等要求，選擇合適的刀具結(jié)構(gòu)、切削用量、夾具形式、加工余量及機(jī)床配置形式等；根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要完成的工藝內(nèi)容，確定刀具導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式和基本尺寸；根據(jù)主軸所傳遞的切削扭矩選擇主軸的尺寸以及刀具、主軸與刀桿連接的結(jié)構(gòu)等

32、、加工示意圖是刀具、多軸箱、液壓等部件的重要依據(jù)，是機(jī)床布局和機(jī)床性能的原始要求，也是將來(lái)試車(chē)、調(diào)整的重要文件。</p><p><b>　　2.1 刀具的選擇</b></p><p>　　刀具材料的選用：常用刀具材料一般為高速鋼和硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金硬度高，耐磨性好，故其且削性能較好。因其抗彎強(qiáng)度低，斷裂任性低，故其承受切削振動(dòng)和沖擊負(fù)荷能力差，而高速鋼恰好在這方面的

33、性能好，所以選用高速鋼。</p><p>　　在制定工藝方案的過(guò)程中，對(duì)于挺柱孔的精加工和粗加工，選擇如下加工路線：</p><p>　?。?）復(fù)合鉆孔到?14，加工余量為2，同時(shí)加工倒角；</p><p>　?。?）擴(kuò)孔到?15.7，加工余量為0.85；</p><p>　　（3）粗鉸孔到?15.9，加工余量為0.1；</p>

34、<p>　?。?）擠壓孔到?16，加工余量為0.05；</p><p><b>　　（5）終檢。</b></p><p>　　通過(guò)加工挺柱孔的工藝要求與加工尺寸精度、工件材料、表面粗糙度和生產(chǎn)率的要求，選擇鉆孔、擴(kuò)孔的刀具如下： </p><p><b>　　①鉆頭：復(fù)合鉆</b></p><

35、;p>　　本工步為鉆兩個(gè)?14孔，同時(shí)倒角，要同時(shí)完成這兩項(xiàng)任務(wù)，必須使用復(fù)合刀具。復(fù)合刀具示意圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 鉆-倒角復(fù)合刀具</p><p>　　②擴(kuò)刀：高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆</p><p>　　本工步為擴(kuò)兩個(gè)擴(kuò)?14孔至?15.7，可選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆。</p><p>　　高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆示意

36、圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆</p><p><b>　　2.2 導(dǎo)向的選擇</b></p><p>　　在組合機(jī)床上加工孔時(shí)，用導(dǎo)向裝置來(lái)保證刀具與工件間的位置精度，增加鉆頭的支承以提高其剛度，減少刀具的變形，確保孔加工的位置精度。鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套、特殊鉆套四

37、種?？紤]到批量生產(chǎn)，因此選用可換鉆套。</p><p>　　采用專(zhuān)用夾具在在專(zhuān)用機(jī)床上進(jìn)行加工，用鉆-擴(kuò)-鉸-擠壓的加工方法進(jìn)行加工，可以通過(guò)鉆套保證挺柱孔的位置精度，通過(guò)提高機(jī)床的制造精度和各定位基準(zhǔn)的加工精度保證挺柱孔的垂直度，通過(guò)提高刀具的制造精度來(lái)保證孔的表面粗糙度。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)用臥式兩工位專(zhuān)用機(jī)床中，一次裝夾完成鉆-擴(kuò)工序。在進(jìn)行鉆-擴(kuò)加工時(shí)，以刀具的旋轉(zhuǎn)作為主

38、運(yùn)動(dòng)，刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。只要更換鉆套就可實(shí)現(xiàn)鉸-擠壓工序的加工。</p><p>　　在本加工示意圖中，需要在機(jī)體上鉆兩個(gè)?14的孔，再將兩?14的孔擴(kuò)至?15.7，由由選出的鉆刀與擴(kuò)刀此可選出鉆套的尺寸。導(dǎo)向套示意圖如圖2-3所示。</p><p><b>　　圖2-3導(dǎo)向套</b></p><p>　　2.3 切削用量的選擇</p>

39、;<p>　　組合機(jī)床的正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度、工作進(jìn)給量和被吃刀量有很大關(guān)系。切削用量選擇適當(dāng)，能使組合機(jī)床以最少的停車(chē)損失，最高的生產(chǎn)效率，最長(zhǎng)的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量，也就是多快多省地進(jìn)行生產(chǎn)。</p><p>　　在本機(jī)床鉆、擴(kuò)挺柱孔的兩工位中，均為如下加工條件：</p><p>　　工件材料為HT250 GB/T9439-1988，，，

40、硬度</p><p>　　工步一：鉆挺柱孔 通孔深</p><p>　　加工要求：鉆?14挺柱孔</p><p><b>　?、龠M(jìn)給量選擇</b></p><p>　　《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 表11—267 </p><p><b>　?、诔跛闱邢魉俣?lt;/b></p

41、><p><b>　　公式(2-1)</b></p><p>　　公式中的系數(shù)和指數(shù)，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 表3.2—2查得公式中的各系數(shù)為，</p><p>　　又 ，由公式（2-1）得</p><p>　　取，當(dāng)，由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 表11-267查得</p><p><b>

42、　　公式（2-2）</b></p><p>　　由公式（2-2）得， </p><p>　　?。闇p少刀具磨損、提高其壽命，一般所選轉(zhuǎn)速較計(jì)算值小），此時(shí)由公式（2-2）得，</p><p>　?、塾?jì)算軸向力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率</p><p>　　采用高速鋼鉆頭鉆鑄鐵孔時(shí)：</p><p&g

43、t;<b>　　公式（2-3）</b></p><p><b>　　公式（2-4）</b></p><p><b>　　公式（2-5）</b></p><p>　　由公式（2-3）、公式（2-4）、公式（2-5）可得， </p><p><b>　?、軝C(jī)動(dòng)工時(shí)<

44、/b></p><p>　　由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表28-42查得，</p><p><b>　　公式（2-6）</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　因此由公式（2-6）得，</p><p>　　工步二：擴(kuò)?14孔至?15.7</

45、p><p>　　加工要求：擴(kuò)?14挺住孔至?15.7，加工余量0.85mm</p><p>　　因?yàn)閮煞N刀具是安置在同一工作臺(tái)上的，所以切削用量和主軸轉(zhuǎn)速和鉆孔是是一樣的，即</p><p><b>　?、龠M(jìn)給量</b></p><p><b>　?、谇邢魉俣?lt;/b></p><p&

46、gt;　　已知主軸轉(zhuǎn)速，由公式（2-2）得，</p><p>　?、塾?jì)算軸向力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率</p><p>　　采用高速鋼擴(kuò)刀擴(kuò)鑄鐵孔時(shí)：</p><p><b>　　公式（2-7）</b></p><p><b>　　公式（2-8）</b></p><p><

47、b>　　公式（2-9）</b></p><p>　　由公式（2-7）、公式（2-8）、公式（2-9）可得，</p><p><b>　?、軝C(jī)動(dòng)工時(shí)</b></p><p><b>　　由公式（2-6）得</b></p><p>　　其中，l1取3，則 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》 P

48、3-159</p><p>　　注：式中 F—軸向切削力（N）；</p><p>　　D—鉆頭直徑（mm）；</p><p>　　f—每轉(zhuǎn)進(jìn)計(jì)量（mm/r）；</p><p>　　T—切削轉(zhuǎn)矩（N?m）；</p><p>　　P—切削功率（Kw）；</p><p>

49、;　　v—切削速度（m/min）；</p><p>　　HB—材料硬度；</p><p>　　t—被吃量深度（mm）。</p><p>　　由此對(duì)本工序鉆孔、擴(kuò)孔的軸向力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率如表2-1所示：</p><p>　　2.4 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度</p><p>　　主軸類(lèi)型的選擇是

50、根據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，在本課題中，主軸與接桿連接，帶動(dòng)鉆頭鉆孔，所以主軸與刀具的連接應(yīng)為接桿連接（亦稱(chēng)剛性連接），由此可確定主軸類(lèi)型為長(zhǎng)主軸。主軸軸頸及軸端尺寸是由進(jìn)給抗力和主軸-刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定，由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-4可知公式：</p><p><b>　　（2-10）</b></p><p><b>　　(2-11)<

51、/b></p><p>　　注：式中，d—軸的直徑(mm)；</p><p>　　T—軸所傳遞的扭矩(N·m)；</p><p>　　—軸的抗扭截面模數(shù)(m3)；實(shí)心軸的；</p><p>　　—許用剪切應(yīng)力(Pa)，。</p><p>　　主軸選為非剛性軸，由表可以查得B=6.2，則主軸的直徑為：&l

52、t;/p><p>　　軸1、2 取d=25mm</p><p>　　軸3、4 取d=25mm</p><p>　　利用公式（2-11）驗(yàn)證：</p><p><b>　　軸1、2 </b></p><p><b>　　軸3、4

53、</b></p><p>　　剪切應(yīng)力均滿(mǎn)足要求，所以各軸頸均合適。</p><p>　　根據(jù)主軸類(lèi)型和主軸直徑，由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3-6，可具體選擇主軸類(lèi)型為滾珠軸承長(zhǎng)主軸。由表3-6可查得，主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號(hào)。選取所有主軸的直徑d=25mm，通過(guò)查通用鉆削類(lèi)主軸的系列參數(shù)表可得，主軸外伸部分為D/d=40/28mm，外伸部分的直徑的孔徑為28mm，主軸外伸長(zhǎng)

54、度為L(zhǎng)=115mm，主軸內(nèi)孔長(zhǎng)度l1=85mm，接桿莫氏圓錐號(hào)選擇莫氏2號(hào)。</p><p><b>　　2.5 接桿的選擇</b></p><p>　　在組合機(jī)床鉆、擴(kuò)、鉸及倒角等加工孔上，主軸和刀具間的連接常采用接桿連接（亦稱(chēng)剛性連接）。因多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度和刀具長(zhǎng)度各為定值，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了的位置，須采用軸向可調(diào)整的接桿來(lái)協(xié)調(diào)各軸的軸向

55、長(zhǎng)度，以滿(mǎn)足同時(shí)加工完各孔的要求。接桿已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，通用標(biāo)準(zhǔn)接桿號(hào)可根據(jù)刀具尾部椎體莫氏錐度和主軸頭部?jī)?nèi)孔直徑選取，從組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)8-1查取，確定接桿型號(hào)、莫氏錐度和接桿長(zhǎng)度。刀具型號(hào)的選擇，根據(jù)孔的直徑和莫氏圓錐號(hào)，由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1-6查得，由接桿上的尺寸d與主軸外伸長(zhǎng)度的內(nèi)孔D配合，接桿莫氏圓錐號(hào)選擇2。</p><p>　　接桿示意圖如圖2-4所示。</p><p

56、><b>　　圖2-4接桿</b></p><p>　　2.6 確定行程長(zhǎng)度，繪制動(dòng)力部件的工作循環(huán)</p><p>　　(a)工作進(jìn)給長(zhǎng)度Lx</p><p>　　工作進(jìn)給長(zhǎng)度Lx應(yīng)等于加工部位長(zhǎng)度L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，取L1=8mm。</p>&l

57、t;p>　　鉆孔時(shí)，切出長(zhǎng)度一般為，取L2=9mm。</p><p>　　在同一多軸箱所有主軸中，以最長(zhǎng)的加工長(zhǎng)度作為動(dòng)力部件的工作進(jìn)給長(zhǎng)度。主軸箱的工作進(jìn)給長(zhǎng)度為: </p><p>　　(b)快速進(jìn)給長(zhǎng)度的確定</p><p>　　快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置，其長(zhǎng)度按具體情況確定。取主軸箱上刀具的快速進(jìn)給長(zhǎng)度為400mm。</p>

58、;<p>　　(c)快速退回長(zhǎng)度的確定</p><p>　　快速退回長(zhǎng)度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度之和。由已確定的快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長(zhǎng)度可知，快速退回長(zhǎng)度分別為455mm。</p><p>　　(d)動(dòng)力部件總行程的確定</p><p>　　動(dòng)力部件總行程除了滿(mǎn)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(dòng)力部件能夠向前調(diào)

59、節(jié)的距離（即前備量）和刀具裝卸以及刀具從接桿中或接桿連同刀具一起從主軸孔中拿出時(shí)，動(dòng)力部件需要后退的距離（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內(nèi)或刀具插入接桿孔的長(zhǎng)度，即后備量）。因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。取前備量為30mm，后備量為145mm，所以總行程為630mm。</p><p>　　工作循環(huán)圖如圖2-5所示。</p><p><b>　　

60、圖2-5工作循環(huán)圖</b></p><p>　　2.7 繪制加工示意圖</p><p>　　從以上對(duì)刀具、主軸、導(dǎo)向裝置、連接裝置的設(shè)計(jì)中，繪制加工示意圖如圖2-6。</p><p><b>　　圖2-6加工示意圖</b></p><p>　　3 組合機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)</p><p>　

61、　3.1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖</p><p>　　多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù)“三圖一卡”繪制的，其主要內(nèi)容應(yīng)包括：</p><p>　　(1)由機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸和動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸O1的相對(duì)位置尺寸。</p><p>　　(2)各主軸的位置尺寸和工件與主軸箱的相關(guān)尺寸。</p><p>　　(3)標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向。

62、</p><p>　　(4)標(biāo)注主軸箱的外形尺寸和相關(guān)尺寸。</p><p>　　(5)標(biāo)明工件材料、各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸部分尺寸等。</p><p>　　(6)注明動(dòng)力部件的型號(hào)及其它主要的參數(shù)。</p><p>　　主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)

63、圖</p><p>　　3.2 主軸、齒輪的確定</p><p>　　3.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇</p><p>　　主軸的結(jié)構(gòu)型式是由零件的加工工藝決定的，并要考慮主軸的工作條件與受力情況。主軸結(jié)構(gòu)選擇包括軸承型式的選擇和軸頭結(jié)構(gòu)的選擇，其中軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。主軸在進(jìn)行鉆削加工時(shí)，要承受較大的軸向切削力，可用推力球軸承承受軸向力，用深溝球軸承承

64、受徑向力。又因在鉆削時(shí)軸向力是單向的，因此應(yīng)將推力球軸承安排在主軸前端。由主軸采用滾珠主軸,前支承用推力球軸承、深溝球軸承，后支承用圓錐滾子軸承。</p><p>　　在軸頭結(jié)構(gòu)選擇時(shí)，選用滾珠軸承長(zhǎng)主軸。因?yàn)殚L(zhǎng)主軸的軸頭內(nèi)孔較長(zhǎng)，可以增大與刀具尾部連接的接觸面，進(jìn)而增強(qiáng)刀具與主軸的連接剛度，減少刀具前端下垂。</p><p>　　3.2.2 主軸直徑和齒輪模數(shù)的初確定</p>

65、<p>　　主軸直徑可按加工示意圖的主軸類(lèi)型和外伸尺寸初步確定，傳動(dòng)軸直徑也可根據(jù)主軸直徑尺寸初步確定。關(guān)鍵軸頸需待齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后再驗(yàn)算。</p><p>　　組合機(jī)床主軸箱常用齒輪模數(shù)有2、2.5、3、3.5、4等。為了方便生產(chǎn)，同一主軸箱中齒輪模數(shù)不應(yīng)多于兩種。</p><p>　　3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　3.3.1

66、 主軸分布類(lèi)型</p><p>　　多軸箱主軸的分布類(lèi)型有：同心圓分布、直線分布和任意分布。根據(jù)各種分布的區(qū)別，可以選取本設(shè)計(jì)中主軸分布類(lèi)型為同心圓分布，可用一根中間軸帶動(dòng)。</p><p>　　3.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.擬定傳動(dòng)路線</b></p><p>　　把主軸箱的主軸1與2，3

67、與4分別看作一組同心主軸，在其圓心處設(shè)中心傳動(dòng)軸5、6，將中間軸5、6再分別與傳動(dòng)軸7、8連接，傳動(dòng)軸6帶動(dòng)葉輪泵泵軸9，將傳動(dòng)軸7、8看作一組同心圓，分別與驅(qū)動(dòng)軸0連接，形成多軸箱傳動(dòng)樹(shù)形圖，如圖3-2所示。</p><p>　　3-2 主軸箱傳動(dòng)樹(shù)形圖</p><p>　　2.確定驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及其位置</p><p>　　驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)動(dòng)力箱的型號(hào)確定，

68、驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為。從面對(duì)主軸的位置看，所有主軸（除非特殊要求外）應(yīng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。從傳動(dòng)樹(shù)可得出驅(qū)動(dòng)軸為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(面對(duì)主軸看)。驅(qū)動(dòng)軸的位置，水平方向取在主軸箱的中間，位于主軸箱對(duì)稱(chēng)線上；垂直方向，位于主軸箱的下部，具體數(shù)據(jù)待定。</p><p>　　3.確定齒輪齒數(shù)和中間軸的位置及轉(zhuǎn)速</p><p>　　(1)確定中間傳動(dòng)軸的位置</p><p>　　用幾何作圖

69、法，過(guò)軸1與2、3與4作圓，確定軸1與2、3與4的圓心，即為中間軸5、6的位置，量出半徑。</p><p>　　(2)齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　已知，各主軸的轉(zhuǎn)速為</p><p><b>　　，</b></p><p>　　所以，驅(qū)動(dòng)軸到主軸的傳動(dòng)比為</p><p>　　軸進(jìn)行傳動(dòng)比

70、分配，軸1與2、3與4分別中間傳動(dòng)軸5、6的傳動(dòng)比取為</p><p><b>　　(3)配各對(duì)齒輪。</b></p><p>　　(a) 軸1與2、3與4分別中間傳動(dòng)軸5、6各配合齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　已知，取m=2，由兩軸間齒輪嚙合中心距公式</p><p>　　公式(3-1)由公式（3-1）得<

71、/p><p><b>　　(3.1)</b></p><p>　　又由 </p><p><b>　　(3.2)</b></p><p>　　解式（3.1）、式（3.2）得 </p><p>　　(b)中間傳動(dòng)軸7、8

72、分別與傳動(dòng)軸5、6配合齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　以軸5為圓心作過(guò)軸4的圓，測(cè)得此圓的半徑，取m=3，由公式（3-1）得</p><p><b>　　(3.3)</b></p><p>　　又由 </p><p><b>　　(3.4)</b>&l

73、t;/p><p>　　解式（3.3）、式（3.4）得 </p><p>　　(c)驅(qū)動(dòng)軸0與傳動(dòng)軸7、8配合齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　取，已知，取m=3，則，由公式（3-1）得</p><p><b>　　(3.5)</b></p><p>　　又由

74、 </p><p><b>　　(3.6)</b></p><p>　　解式（3.5）、式（3.6）得</p><p>　　(d)驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　轉(zhuǎn)速相對(duì)在5%之內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　(4)潤(rùn)滑油泵</b>&l

75、t;/p><p>　　由機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)，選取葉片泵的規(guī)格為，額定轉(zhuǎn)速為476r/min，由傳動(dòng)軸6帶動(dòng)葉輪泵泵軸9，取葉片泵齒輪齒數(shù)為24。所以，葉片泵的轉(zhuǎn)速為</p><p>　　在400r/min~800r/min范圍之內(nèi)，滿(mǎn)足要求。</p><p>　　(5)繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖3-3所示。</p>

76、<p>　　圖3-3 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　3.4 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算</p><p>　　1.加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY的確定</p><p>　　坐標(biāo)系XOY的橫軸(X軸)選在多軸箱的箱體底面，縱軸(Y軸)通過(guò)定位銷(xiāo)孔，兩軸交點(diǎn)為坐標(biāo)系XOY的原點(diǎn)。</p><p>　　2.計(jì)算主軸和驅(qū)動(dòng)軸坐標(biāo)</p>

77、<p>　　(1)選擇計(jì)算用的小坐標(biāo)系xoy</p><p>　　以軸2的軸線為原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系xoy。</p><p>　　圖3-4 基準(zhǔn)坐標(biāo)系XOY及小坐標(biāo)系xoy</p><p>　　(2)計(jì)算中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)</p><p>　　由工件的零件圖確定各主軸在xoy的坐標(biāo)，如表3-1所示。 </p><p&g

78、t;　　又，，由機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，傳動(dòng)軸與兩軸定距坐標(biāo)計(jì)算公式：</p><p><b>　　公式(3-2)</b></p><p><b>　　公式(3-3)</b></p><p>　　代入已知數(shù)據(jù)，由公式（3-2）、公式（3-3）可得在xoy坐標(biāo)系中傳動(dòng)軸5的坐標(biāo)為：</p><p>

79、　　(3)驗(yàn)算中心距誤差</p><p>　　多軸箱上孔系的加工依據(jù)是計(jì)算的坐標(biāo)，而在裝配時(shí)需要兩軸的齒輪正常嚙合。所以，必須驗(yàn)算齒輪嚙合的實(shí)際中心距A與標(biāo)準(zhǔn)中心距R是否符合，驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)為中心距之差。</p><p>　　由機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸與三軸等距驗(yàn)算公式：</p><p><b>　　公式(3-4)</b></p><

80、;p>　　得傳動(dòng)軸5與軸1、2、3的中心距誤差為：</p><p>　　由于，要采用變位齒輪湊中心距的方法來(lái)滿(mǎn)足齒輪正常嚙合的要求。同理，傳動(dòng)軸5與軸4的中心距誤差為：</p><p>　　同樣，，也需要采用變位齒輪。</p><p><b>　　(4)坐標(biāo)值的換算</b></p><p>　　將各軸在xoy坐標(biāo)系

81、的坐標(biāo)值換算為在XOY上的坐標(biāo)值，取軸2在XOY坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(65,172),則各軸在XOY上的坐標(biāo)值計(jì)算公式為：</p><p><b>　　公式(3-5)</b></p><p><b>　　公式(3-6)</b></p><p>　　各軸在XOY坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，如下表。</p><p>　

82、　(5)驅(qū)動(dòng)軸的坐標(biāo)計(jì)算</p><p>　　將驅(qū)動(dòng)軸的橫坐標(biāo)取在多軸箱的對(duì)稱(chēng)線上，則在坐標(biāo)系XOY中的橫坐標(biāo),又由，則可以確定縱坐標(biāo)。由公式，</p><p><b>　　公式(3-7)</b></p><p>　　代入數(shù)值解之得，。 </p><p>　　所以，驅(qū)動(dòng)軸在XOY坐標(biāo)系的坐標(biāo)為(175.00,110.87

83、)。</p><p>　　(6)葉片泵軸的坐標(biāo)計(jì)算</p><p>　　由軸2的坐標(biāo)(145.165),軸2與軸6的中心距，取橫坐標(biāo)X為98，所以縱坐標(biāo)Y為134.10。</p><p>　　3.5 多軸箱零件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1 齒輪的設(shè)計(jì)及校核</p><p><b>　　1.齒輪的設(shè)計(jì)&

84、lt;/b></p><p>　　齒輪的模數(shù)，壓力角，齒寬，由個(gè)齒輪的齒數(shù)，可確定個(gè)齒輪的分度圓直徑。</p><p>　　(1)軸1、2、3上齒輪及軸5上與其配合齒輪的分度圓直徑</p><p>　　(2)軸4上齒輪及軸5上與其配合齒輪的分度圓直徑</p><p>　　(3)驅(qū)動(dòng)軸O上齒輪及軸5上與其配合齒輪的分度圓直徑</p&

85、gt;<p><b>　　2.齒輪的校核</b></p><p>　　對(duì)軸4上齒輪及軸5與其配合的齒輪進(jìn)行校核，齒輪材料選為40Cr，硬度為280HBS，精度等級(jí)為7級(jí)，齒輪齒數(shù)分別為，。</p><p><b>　　按齒面接觸強(qiáng)度校核</b></p><p>　　(1)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為。</p>

86、;<p>　　(2)由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7，選取齒寬系數(shù)。</p><p>　　(3)由表10-6，查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　(4)由圖10-21d按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。</p><p>　　(5)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　主軸5的轉(zhuǎn)速，機(jī)床采用兩班制，一年工作時(shí)間取4600h，工作

87、壽命10年。</p><p>　　(6)由圖10-19，取接觸疲勞壽命系數(shù)，。</p><p>　　(7)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，所以</p><p><b>　　(8)計(jì)算圓周速度</b></p><p>　　(9)計(jì)算齒寬與齒高之比</

88、p><p>　　齒寬 </p><p>　　齒高 </p><p>　　(10)計(jì)算載荷系數(shù)</p><p>　　由，7級(jí)精度，查圖10-8得載荷系數(shù)；</p><p><b>　　直齒輪，；</b></p>&l

89、t;p>　　由表10-2查得使用系數(shù)；</p><p>　　查表10-4得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，。</p><p>　　由，查圖10-3得，所以載荷系數(shù)</p><p><b>　　(11)強(qiáng)度校核</b></p><p>　　其中，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪時(shí)，區(qū)域系數(shù)。</p><p>

90、　　，滿(mǎn)足齒面接觸強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</b></p><p>　　(1)由圖10-20查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。</p><p>　　(2)由圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。</p><p>　　(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取安全系

91、數(shù)S=1.4，所以</p><p><b>　　(4)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　(5)查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10-5查得，。</p><p>　　(6)查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由表10-5查得，。</p>

92、;<p><b>　　(7)強(qiáng)度校核</b></p><p>　　滿(mǎn)足齒根彎曲強(qiáng)度要求。</p><p>　　綜上，齒輪滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。</p><p>　　其余齒輪的校核過(guò)程與上述過(guò)程相似，均滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，校核過(guò)程略。</p><p>　　3.5.2 主軸設(shè)計(jì)及校核</p><p>

93、<b>　　1.主軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主軸的型號(hào)可根據(jù)主軸的軸頸尺寸，由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表7-5、7-7查取，主軸箱1-4軸的型號(hào)如表3-3。</p><p><b>　　2.主軸的校核</b></p><p>　　由于軸1-4直徑相同，轉(zhuǎn)速相同，所以選取任意一根軸進(jìn)行校核。</p>&

94、lt;p>　　由 </p><p>　　所以 </p><p>　　(1)確定作用在齒輪上的力</p><p>　　齒輪的直徑 </p><p>　　圓周力

95、</p><p>　　徑向力 </p><p>　　圓周力、徑向力的方向如圖所示。</p><p>　　圖3-5 受力分析圖</p><p><b>　　水平方向由平衡條件</b></p><p><b>　　解之得，</b></p

96、><p><b>　　，</b></p><p>　　所以，水平彎矩 </p><p><b>　　豎直方向由平衡條件</b></p><p><b>　　解之得，</b></p><p><b>　　，</

97、b></p><p>　　所以，豎直彎矩 </p><p>　　扭矩 </p><p>　　作彎矩圖和扭矩圖，如下圖</p><p>　　圖3-6 彎矩圖與扭矩圖</p><p>　　總彎矩

98、 </p><p>　　由于軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，則軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　由40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查得。，所以軸安全。</p><p>　　其余軸的校核過(guò)程與上述過(guò)程相似，均安全，校核過(guò)程略。</p><p>　　3.5.3 軸承的設(shè)計(jì)及校核</p><p><b>　　1.軸承

99、的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表7-5查得，各軸承型號(hào)。</p><p><b>　　2.軸承的校核</b></p><p>　　深溝球軸承6202，尺寸15mm×32mm×11mm。</p><p><b>　　滿(mǎn)足壽命要求。</b>&l

100、t;/p><p>　　其余軸的校核過(guò)程與上述過(guò)程相似，均滿(mǎn)足壽命要求，校核過(guò)程略。</p><p>　　3.5.4 鍵的設(shè)計(jì)及校核</p><p><b>　　1.鍵的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)軸頸、鍵的類(lèi)型，由機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)確定鍵的b、h、L。</p><p><b>　　2.

101、鍵的校核</b></p><p>　　由于軸4上鍵的鍵寬、鍵高較小，所以選擇對(duì)軸4上的鍵進(jìn)行校核。</p><p>　　由 </p><p><b>　　所以，此鍵合適。</b></p><p>　　其余鍵的校核過(guò)程與此過(guò)程相似，均滿(mǎn)足要求，校核過(guò)程略。</p><p

102、>　　3.5.5 其它零件的設(shè)計(jì)與選取</p><p>　　1.潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備各部分的潤(rùn)滑要求作全面的分析，確定所使用潤(rùn)滑劑的品種，盡量減少潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置的類(lèi)別．在保證主要總值件的良好潤(rùn)滑條件下，綜合考慮其他潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑，要保證潤(rùn)滑質(zhì)量．應(yīng)使?jié)櫥到y(tǒng)既滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)潤(rùn)滑的需要，又應(yīng)與設(shè)備的工況條件和使用環(huán)境相適應(yīng)，

103、以免產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)哪Σ?、溫度、噪聲及過(guò)早的失效。</p><p>　　由于我們?cè)O(shè)計(jì)的是鉆床主軸箱，主軸、傳動(dòng)軸、軸承和齒輪的潤(rùn)滑用機(jī)械油；由裝在主軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油泵供油，經(jīng)分油器和油管分別將油送入主要嚙合區(qū)潤(rùn)滑，并且用油盤(pán)淋油的方法全面潤(rùn)滑各齒輪及軸承。在主軸箱的箱體上安裝油標(biāo)，發(fā)現(xiàn)油量低于最低線時(shí)，及時(shí)加油。每?jī)蓚€(gè)月更換一次油。</p><p>　　(1)油管、管接頭、管夾的選擇</p

104、><p>　　尼龍管可用于中、低壓液壓系統(tǒng)中，因此我選擇尼龍管。在輸油進(jìn)入分油器過(guò)程中，由于流量較大，選油管直徑為12mm，從分油器輸出時(shí)，流量小些，選油管直徑為6mm。在選擇管夾頭時(shí)，選用擴(kuò)口紫銅管管接頭，其規(guī)格分別為6×0.75,12×1兩種。由于管的規(guī)格有兩種，因而管夾也選兩種。</p><p><b>　　(2)油盤(pán)，分油器</b></p

105、><p>　　油盤(pán)是用來(lái)潤(rùn)滑不在油管?chē)娪畏秶鷥?nèi)的齒輪和軸承，由于多軸箱為400×400，我們就選用長(zhǎng)度為200mm的油盤(pán)。</p><p>　　由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，選用圓形分油器，型號(hào)為ZIR31-2。</p><p><b>　　(3)放油口,油標(biāo)</b></p><p>　　為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污，因

106、而在箱座底部油池最低處設(shè)有排油孔，平時(shí)排油孔用螺塞及封油墊封住。排油孔螺塞材料一般采用Q235，封油墊材料可用防油橡膠、工業(yè)用革或石棉橡膠紙,可以選用M22×1.5的塞子。</p><p>　　油標(biāo)用來(lái)指示箱內(nèi)油面高度，選用壓配式圓形油標(biāo)（GB1160.1-89），視孔d=32mm。</p><p>　　2.前蓋與箱體、箱體與后蓋、后蓋與動(dòng)力頭定位聯(lián)接的設(shè)計(jì)</p>

107、<p>　　據(jù)組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)P140，對(duì)于動(dòng)力箱與多軸箱后蓋連接用定位銷(xiāo)選用22-ZHBQ45-3-31,而多軸箱體與前蓋、后蓋連接用定位銷(xiāo)則選25ZIQ45-4。</p><p>　　3.圓螺母、止動(dòng)墊圈的選擇</p><p>　　圓螺母、止動(dòng)墊圈是成對(duì)使用的，但在選取其型號(hào)時(shí)，應(yīng)保證其固定其鄰近的零件，由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表8-10得：25mm的軸選M24×

108、;1.5圓螺母，24的止動(dòng)墊圈；15mm的軸選用M12×1.5圓螺母和12的止動(dòng)墊圈；20mm的軸選M18×1.5圓螺母，18的止動(dòng)墊圈。</p><p><b>　　4 結(jié) 論</b></p><p>　　本論文詳細(xì)論述了KM173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔的加工示意圖及主軸箱設(shè)計(jì),根據(jù)KM173機(jī)體挺柱孔的加工精度較高的要求及零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定該機(jī)床為臥

109、式兩工位移動(dòng)工作臺(tái)式組合機(jī)床。在加工示意圖的設(shè)計(jì)中，確定KM173機(jī)體挺柱孔加工采用鉆-擴(kuò)工藝方案，選擇了專(zhuān)用的鉆-倒角復(fù)合麻花鉆及高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆。根據(jù)機(jī)床要求生產(chǎn)率及刀具、材料特點(diǎn)，選擇了較為合理的切削用量。主軸與刀具通過(guò)接桿和螺母連接，考慮到挺柱孔位于機(jī)體的中間部位，將導(dǎo)向套安裝在桿狀的鉆模板上，從凸輪軸孔插入機(jī)體內(nèi)部已達(dá)到引導(dǎo)刀具和對(duì)到的目的。通過(guò)結(jié)合工作循環(huán)及動(dòng)力部件的工作行程，選擇了合適的接桿長(zhǎng)度。在主軸箱的設(shè)計(jì)中，選擇通用

110、主軸箱，主軸箱采用集中傳動(dòng)方式，所有的傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)都裝在主軸箱體中，主軸箱的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)集中操作，安裝調(diào)整方便。經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算表明該設(shè)計(jì)方案能夠滿(mǎn)足KM173機(jī)體挺柱孔的加工精度要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求。</p><p>　　本課題對(duì)KM173機(jī)體鉆擴(kuò)挺柱孔機(jī)床加工示意圖及主軸箱的設(shè)計(jì)，使得一臺(tái)機(jī)床，利用移動(dòng)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換，一次可以加工2件，。在第一工位采用鉆擴(kuò)復(fù)合刀具完成機(jī)體挺柱孔鉆、倒角加工，第二工

111、位采用擴(kuò)刀完成機(jī)體挺柱孔擴(kuò)孔加工，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向。另外該機(jī)床可通過(guò)更換導(dǎo)向套完成機(jī)體挺柱孔鉸-擠壓加工。，機(jī)體挺住孔加工后能滿(mǎn)足精度要求，并提高了生產(chǎn)率。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐旭東、周菊琪主編. 現(xiàn)代組合機(jī)床技術(shù)及其發(fā)展. 中國(guó)機(jī)械工程,1995年第6卷第3期</p><p>　　[2]

112、曲貴龍,李玲主編．《機(jī)械制造》,1998年第8期</p><p>　　[3] 組合機(jī)床通用技術(shù)要求. 組合機(jī)床通訊. 1975年04期</p><p>　　[4] 組合機(jī)床及其自動(dòng)線綜述. 機(jī)械科技動(dòng)態(tài). 1975年04期</p><p>　　[5] 缸體挺柱孔的加工難點(diǎn). 現(xiàn)代零部件. 2011年第4期</p><p>　　[6] 薛福連.

113、 缸體挺柱孔的加工.《工程機(jī)械與維修》,2007(7)</p><p>　　[7] 金振華主編.《組合機(jī)床及其調(diào)整與應(yīng)用》. 機(jī)械工業(yè)出版社,1990年</p><p>　　[8] 佟璞瑋主編.《組合機(jī)床行業(yè)概況及今后發(fā)展對(duì)策》. 1996年第8期</p><p>　　[9] 蔣向佩. 《汽車(chē)柴油機(jī)構(gòu)造與使用》. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1992-05</p&g

114、t;<p>　　[10] 鄧明澤，陳永,唐祥斌. 缸體挺柱孔加工的難度. 現(xiàn)代零部件,2011,7(4)</p><p>　　[11] 黃瑋編. 配氣機(jī)構(gòu). 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與原理. 北京：科學(xué)出版社，2009-02 </p><p>　　[12] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[13] 濮梁貴.機(jī)械設(shè)

115、計(jì)第八版.高等教育出版社.2006.5</p><p>　　[14] 丁厚福 王立人.工程材料.武漢理工大學(xué)出版社.2008.7</p><p>　　[15] 王章忠. 機(jī)械工程材料 .機(jī)械工業(yè)出版社 ,2006,132-137</p><p>　　[16] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京:化學(xué)工業(yè)出版社 ,2004</p><p><

116、b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)三個(gè)多月，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)在李?lèi)?ài)芝老師的精心指導(dǎo)、細(xì)致安排和全力支持下完成的，論文的字里行間凝聚著導(dǎo)師的心血。在此，衷心感謝導(dǎo)師給予的精心的指導(dǎo)與支持。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)初期導(dǎo)師帶領(lǐng)我到萊動(dòng)內(nèi)燃機(jī)機(jī)體加工車(chē)間參觀，在工廠時(shí)候老師認(rèn)真給我講解機(jī)器的原理和構(gòu)造，使得自己在今后的設(shè)計(jì)過(guò)程中心中有了鉆擴(kuò)挺住孔機(jī)床的大體樣子，

117、明白了其工作原理，做好了前面的準(zhǔn)備工作。當(dāng)我在今后的設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己在某處存在疑問(wèn)時(shí)，老師放下手頭的工作給予我必要的指導(dǎo)和幫助，使我在學(xué)習(xí)的過(guò)程中受益匪淺。</p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，復(fù)習(xí)了相關(guān)大量學(xué)過(guò)的科目，對(duì)我的整個(gè)四年的大學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)行了一系列總結(jié)，使我受益匪淺。在此向在這四年大學(xué)生活、學(xué)習(xí)中給予我指導(dǎo)和幫助的各位老師，同學(xué)表示衷心的感謝和誠(chéng)摯的敬意。</p><p>