加工曲軸中心孔專用機床設(shè)計

1、目 錄1目目 錄錄設(shè)計總說明.3INTRODUCTION.41 緒論.52 設(shè)計任務(wù).52.1 曲軸工藝路線.53.夾具的初步設(shè)計.213.1 夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求.213.2 確定定位元件.213.3 確定導(dǎo)向裝置.213.4 確定夾緊機構(gòu).223.5 畫出夾具簡圖.223.6V 型塊的數(shù)控加工 .224.專用機床總體設(shè)計.254.1 確定切削用量和選擇刀具.254.1.1 確定工序間余量.254.1.2 選擇切削用量.254.1.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度.264.1.4 選擇刀具.275.機床總體設(shè)計三圖一卡.275.1 被加工零件工序圖.275.2 加工示意圖.

2、285.2.1 刀具選擇.285.2.2 導(dǎo)向選擇.285.2.3 初定主軸類型、尺寸、外伸長度.285.2.4 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程.295.2.5 繪制加工示意圖.295.3 機床聯(lián)系尺寸圖.295.3.1 動力部件的選擇.295.3.2 夾具輪廓尺寸的確定.305.3.3 機床裝料高度的確定.30目 錄25.3.4 多軸箱輪廓尺寸.305.3.5 繪制機床尺寸聯(lián)系圖.315.4 機床生產(chǎn)率計算卡.326.多軸箱設(shè)計.346.1 專用機床多軸箱的用途及分類.346.2 通用多軸箱的組成和通用部件.346.3 多軸箱的設(shè)計.356.3.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖.356.3.2

3、 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算.366.3.3 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計與計算.376.3.4 主軸的強度校核.406.3.5 齒輪的強度校核.446.3.6 軸承的選擇和校驗.496.3.7 多軸箱的坐標計算.517.專用機床多軸箱裝配圖設(shè)計.527.1 通用多軸箱總圖設(shè)計.527.1.1 主視圖和側(cè)視圖.527.1.2 展開圖.527.2 主軸和傳動軸.528.三維實體造型設(shè)計.52設(shè)計總結(jié).54鳴 謝.55參考文獻.56設(shè)計總說明3設(shè)計總說明設(shè)計總說明本論文主要說明加工曲軸中心孔專用機床設(shè)計的基本過程和要求。主要設(shè)計了以下內(nèi)容：（1） 夾具體的設(shè)計；（2） 多軸箱的設(shè)計；（3） 整體機

4、床的設(shè)計。當然，在設(shè)計過程中，有大量的計算，主要包括以下幾點：（1） 切削用量；（2） 機床生產(chǎn)率計算；（3） 多軸箱的設(shè)計和計算（4） 齒輪的強度校核；（5） 主軸的強度校核；（6） 軸承的強度校核。最后根據(jù)設(shè)計要求，畫出各裝配圖，零件圖和三維圖。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：專用機床；夾具；曲軸；多軸箱INTRODUCTION4INTRODUCTION This thesis mainly explains the crankshaft machining center hole is special machine tool design, the basic processed and require

5、ments. The main design the following content:(1)of specific design;(2) the designed of spindled box;(3) the designed of the wholeed machine.In the design process, of course, there are a lot of calculation, mainlyed includinged the following:(1) cuttinged paradmeter;(2) the machaine prodauctivity caa

6、lculation;(3) the designed and cadalculation of the spsdindle box(4) gear intensity;(5) the main shaft of intensity;(6) bearinged stdrength chedck.According to the dedsign rdequirements, to drawed the asddsembly draaawing, part drawing and 3 d figure.KEYWORDS: special machine; Fixture; The crankshaf

7、t. Spindle box5加工曲軸中心孔專用機床設(shè)計加工曲軸中心孔專用機床設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書1 緒論某些零件的加工, 通用機床不能滿足, 或者不能, 必須設(shè)很好地滿足要求計專用機床。組合件為基礎(chǔ)，配點點專用部件，對工件按確定機床是用通用部的工序加工的機床。本設(shè)計僅對曲軸端面銑削和鉆中心孔專門設(shè)計的組合機床，該組合機床打部分為通用部件和標準零件，少量的專業(yè)部件，因此這次設(shè)計和制造時間短，經(jīng)濟好。2 設(shè)計任務(wù)加工曲軸中心孔專用機床設(shè)計，已知曲軸零件圖，曲軸工序簡圖。2.1曲軸工藝路線 表 2-1 曲軸工藝路線工序號工序名稱工序簡圖及說明設(shè)備5銑端面、鉆中心孔銑、鉆組合機床610毛坯檢驗15銑工

8、藝定位面雙柱銑床20檢驗檢驗在第 5、6 曲柄臂上銑的工藝定位面尺寸精度、位置精度。定位面?zhèn)让媾c底面的垂直度誤差在定位面長上不大于0303mm25粗車主軸頸及兩端軸頸，車法蘭盤端面曲軸主軸頸車床730檢驗所以主軸頸外圓 78mm，兩側(cè)圓角 R8.mm。以頂尖孔定位，所有主軸頸外圓擺差小于等于 1.0mm；第 4 主軸頸端面擺差小于等于 0.2mm。全部加工面 Ra 為 6.3um35精車第 1和第3 和第4 和第6 主軸頸還有小端的軸頸曲軸數(shù)控的車床40精車第 2和第5 和第7 主軸頸和油封軸頸還有法蘭外圓還有端面曲軸數(shù)控的車床45檢驗全部的主軸頸的外圓的為 76mm。主軸頸兩側(cè)圓角R3.5m

9、m。以中心孔定位，所有主軸頸外圓擺差小于等于0.03mm50車平衡塊外圓專用車床855銑第1、12曲柄臂的角向定位面曲軸定位面銑床60檢驗第 1、12 曲柄臂兩側(cè)定位面之距為 108mm，同曲柄臂上兩側(cè)定位面對曲軸中心的對稱度誤差不大于 0.7mm，兩曲柄臂同側(cè)的兩定位面平面度誤差不大于 0.05mm65車曲軸連桿軸頸曲軸連桿軸頸車床70檢驗所有連桿軸頸外圓直徑為 36mm，兩側(cè)圓角 R3.5mm，連桿軸頸開擋寬度為 37mm，相位角為 120。975在法蘭盤上鉆鉸工藝孔80檢驗工藝孔直徑為 14mm。以工藝孔定位檢驗時，第 6 連桿軸頸外圓直徑上、下兩點的差值在 0.3mm 之內(nèi)。85手鉸的

10、工藝孔仔細快速90在油封軸的頸上銑的右旋回油螺槽曲軸專用的車床1095在六個連桿軸頸上鉆孔直孔組合鉆床100锪球窩球孔組合鉆床11105鉆油孔深孔組合鉆床110鉆油孔深孔組合鉆床12115鉆油孔深孔組合鉆床120清洗保持清洗液溫度在 60C 以上，清洗后以壓縮空氣噴嘴對準油道孔吹凈清洗機125檢驗油道孔是否鉆通，主軸頸上球窩孔深 6mm，連桿軸頸上直孔深 10.5mm，法蘭端面上黃油孔深 40mm130中頻淬火對所有主軸頸、主軸頸表面淬火，淬火硬度不低于46HRC，淬硬層深度：主軸頸 24.5mm，連桿軸頸2.34.8mm曲軸半圓中頻淬火機135檢驗淬火后主軸頸擺差應(yīng)不大于 0.3mm，超差的

11、曲軸應(yīng)加熱校正，不能有淬火裂紋13140半精磨第1、7主軸頸主軸頸磨床145檢驗以兩端中心孔定位檢驗時，第 1,7 主軸頸外圓擺差不大于0.03mm150磁力探傷以 12001600A 的電流對曲軸進行磁力探傷磁力探傷機14155精磨連桿軸頸連桿軸頸磨床160檢驗所有連桿軸頸外圓直徑 62.01mm，軸頸寬度為 38mm，軸頸兩側(cè)圓角 R3.5mm，軸頸的圓柱度不大于 0.005mm165精磨第 4主軸頸主軸頸磨床15170精磨第 1主軸頸的及齒輪和的帶輪軸頸斜砂輪架曲軸床175精磨第 2,第 3,第 5,第 6的主軸頸主軸頸床180精磨第 7的主軸頸主軸頸床16190拋光油封軸頸的拋光機19

12、5的精磨法蘭的外圓的曲軸床200檢驗所有主軸頸外圓直徑為 75.01mm，圓柱度誤差不大于0.005mm。以中心孔定位檢驗，第 1,7 主軸頸擺差不大于0.02mm 其余主軸頸擺差不大于 0.05mm，所有連桿軸頸中心線對主軸頸中心線的平行度誤差在連桿軸頸開擋全長不大于 0.01mm17205銑鍵槽銑鍵槽專用機床210鉆、鉸孔、攻螺紋四工位組合機床215檢驗法蘭上六個螺栓孔位置度誤差不大于 0.15mm。對第 1 連桿軸頸與主軸頸的中心連線。齒輪軸頸上鍵槽偏移量不大于0.10mm。帶輪軸上鍵槽偏移量不大于 0.020mm220去毛刺去除所有主軸頸、連桿軸頸及側(cè)面尖刺毛刺18225動平衡檢驗對初

13、始動不平衡量超過 1000gcm 的曲軸，先再自動線外去重，合乎該項要求后再進入動平衡自動線，n=900r/min動平衡機230在3,10,11 曲軸柄臂上去重 專用去重鉆床 235在2,5,8曲柄臂上去重專用去重機床240清洗去除鉆屑245動平衡檢驗檢驗曲軸的殘余動不平衡，合格的曲軸打上印記n=900r/min動平衡機19250超差曲軸動平衡在檢驗動平衡機255再去除不平衡量專用鉆床260校直檢驗第 2,4,6 主軸頸外圓擺差，當擺差大于 0.05mm 時，應(yīng)校直該軸頸油壓機265倒角，去毛刺在第 1,2,3,5,6,7 主軸頸上球窩孔倒角 1*45，去凈孔口邊毛刺270經(jīng)常法蘭端面及退刀槽

14、車床20275擴，鏜，鉸孔專用車床280粗拋光曲軸油石拋光機285精拋光曲軸砂帶拋光機21290清洗清洗全部油道孔及外表面清洗機295終檢所有主軸頸外圓直徑為 75mm。所有連桿軸頸外圓直徑為62mm。第 4 主軸頸開擋寬度為 44mm。法蘭厚度為10.5mm。軸承孔徑為 51.96mm。以第 1,7 主軸頸外圓定位檢驗1. 第 4 主軸頸及其余主軸頸外圓擺差不大于 0.05mm2. 齒輪軸頸外圓擺差不大于 0.025mm3. 油封軸頸外圓擺差不大于 0.06mm4. 法蘭外圓擺差不大于 0.035mm5. 法蘭端面擺差不大于 0.06mm6. 軸承孔擺差不大于 0.06mm7. 第 4 主軸

15、頸兩端面擺差不大于 0.05mm全部主軸頸、連桿軸頸外圓表面粗糙度 Ra0.2um，各油道孔口無毛刺，拋光面粗糙度 Ra0.4um。全部檢驗通過，打上合格印記3.夾具的初步設(shè)計3.1 夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求(1)在夾緊的時候不要破壞工件定位的位置。(2)夾緊力要剛剛好，要保證定位的穩(wěn)定性，又要防止夾緊變形。(3)操作簡單方便，省力，安全。(4)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性好，和夾緊裝置的結(jié)構(gòu)簡單和緊湊，有利于制造和維修。3.2 確定定位元件根據(jù)工序簡圖所給的定位基準，選用三個 V 型塊和兩個夾板定位限制工件的四個自由度，即 X 軸移動,X 軸轉(zhuǎn)動，Z 軸移動，Z 軸的轉(zhuǎn)動，用支承釘定位，通過支撐釘接觸限制

16、Y 移動的自由度，一共五個自由度。3.3 確定導(dǎo)向裝置由于本設(shè)計的本工序要求是對被加工工件依次進行的銑端面，鉆中心孔等2 個工步加工，才能達到工序簡圖的加工的要求，對于銑削加工，采用方形對刀塊，采用對刀裝置對刀時，參考機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表9-2（摘自 JB/T8031.2-1999 的規(guī)定） 。塞尺參考機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 9-5（摘自 JB/T8031.2-1999 的規(guī)定）選取其尺寸為 2mm 的對刀22平塞尺。3.4 確定夾緊機構(gòu) 針對該工件的生產(chǎn)的工藝特性，此夾具選用螺旋夾緊機構(gòu)夾壓工件，通過擰緊手柄使壓板同時壓緊工件，實現(xiàn)夾緊。3.5 畫出夾具簡圖 夾具簡

17、圖如圖 3-1： 圖 3-1 夾具簡圖3.6V 型塊的數(shù)控加工 V 型塊采用數(shù)控銑削加工，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 8-10 得 V 型塊零件圖23V 型塊為毛坯 125mm*50mm*42mm 的 20 鋼，確定坐標如圖現(xiàn)對其編制加工程序：%2015N05 G54 G91 G17 G00 M03N10 G42 X10 Y20 D01N15 G01 X125 F200N20 Y4224N25 X-27.5N30 X-20 Y-22N35 Y-3N40 X-30N45 Y3N50 X-20 Y22N55 X-27.5N60 Y-42N65 G00 G40 Y-10 M05N70 M0

18、2數(shù)控加工孔，確定坐標圖現(xiàn)對其編制加工程序： %2016N05 T01 M06N10 G91 G00 X34.5 Z65 M03 S500N15 G43 Y-32 H01N20 G01 Y-50 F1000N25 G04 P2000N30 G00 Y50N35 X96 Z-25N40 G01 Y-50N45 G04 P2000N50 G00 Y50N55 X0 Z0N60 T02 M06N65 G91 G00 X34.5 Z40 M03N70 G43 Y-32 H02N75 G01 Y-15N80 G04 P2000N85 G00 Y15N90 X96 Z25N95 G01 Y-15N100

19、G04 P200025N105 G00 Y15N110 X0 Z0N115 T03 M06N120 G91 G00 X34.5 Z40 M03N125 G43 Y-32 H03N130 G01 Y-50 F1000N135 G04 P2000N140 G00 Y50N145 X96 Y25N150 G01 Y-50N155 G04 P2000N160 G00 Y50N165 X0 Y0 M05 M304.專用機床總體設(shè)計4.1 確定切削用量和選擇刀具4.1.1 確定工序間余量為使加工定保證加工精度，必間余量，過程順利進行并穩(wěn)須合理地確定工序根據(jù)組合機床設(shè)計表 3-6，取孔加工工序間余量 1.5

20、mm。4.1.2 選擇切削用量銑直徑 46mm 端面，查組合機床設(shè)計選取銑刀進給量，f0.8/ rzmm銑削速度，還能查到切削深度=10mm。查我自己的課本機械40/ minVcmpa制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 322，因為銑削寬度，我就選mmae46擇銑刀直徑 d=80mm,初選鑲齒套式面銑刀，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 3-31，取 Z=10，根據(jù)公式，則主軸轉(zhuǎn)速1000dnv 160r/min。1000 /8010004080159 / minnvr 銑直徑 142mm 端面，查組合機床設(shè)計只好這樣選擇銑刀進給量，也選擇了銑削速度，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課f0.8/ rzm

21、m80/ minVcm程設(shè)計指導(dǎo)教程表 322，因為銑削寬度，還是選擇了銑刀直徑mmae142d=160mm, 初選鑲齒套式面銑刀，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程26表 3-31，取 Z=16，,根據(jù)公式，則主軸轉(zhuǎn)速1000dnv 160r/min。1000 /1601000 80160159 / minnvr鉆兩端中心孔，初選高速鋼鉆頭作為加工工具，根據(jù)組合機床設(shè)計表3-7 得，鉆頭每轉(zhuǎn)進給量，d=11mm，切削速度 V =10m/min,轉(zhuǎn)速rmmf/18. 0fn=r/min 取 290r/min。1000/d289fV4.1.3 確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度根據(jù)機械

22、制造技術(shù)基礎(chǔ)公式 2-20：主切削力 yFzxFznFzFzCafvkFz pFz式中 CFz決定于被加工材料和切削條件的系數(shù) 切削深度ap進給量f切削速度總修正系數(shù)kFz其中kkkkkkkFzmFz voFzrFzsFz r Fz VBFz式中工件材料機械性能對切削力的修正系數(shù)kmFz前角對切削力的修正系數(shù)kvoFz主偏角對切削力的修正系數(shù)krFz刃傾角對切削力的修正系數(shù)ksFzkr Fz刀圓弧半徑對切削力的修正系數(shù)后刀面磨損對切削力的修正系數(shù)kVBFz查得=0.75，=1.25，=1.08，=1.0，=0.93，kmFzkvoFzkrFzksFzkr Fz=1.0kVBFz則26. 10

23、. 193. 00 . 108. 125. 175. 0Fzk27查得=367，=10.7mm，CFzap72. 0 xFz8 . 0yFz0nFz 銑46 端面0.720.80367 10.70.80401.262131xFzyFznFzFzpFzFzC afvkN銑142 端面0.720.80367 10.70.80401.262131xFzyFznFzFzpFzFzC afvkN鉆11 中心孔2039N2400N6 . 08 . 06 . 08 . 026018. 0112626zHBfDF根據(jù)經(jīng)驗銑端面時，進給徑力 Fx1=0.4Fz=852.4N，F(xiàn)x2=0.4Fz=852.4N根據(jù)

24、公式切削功率 1/600002131 40600001.42mzPF vkW2/600002131 80600002.84mzPF vkW鉆孔0.21KW)9740/()10(6 . 08 . 09 . 1DvHBfDp根據(jù)材料力學公式 3-1切削扭矩 19549/9549 1.4216084.74mMPnN m銑29549/95492.84160170mMPnN m銑 9549/95490.212906.91mMPnN m鉆4.1.4 選擇刀具因為工件加工的尺寸精度表面粗率要求等因素，糙度、切削的排除及生產(chǎn)采用一次加工。專用機床上銑端面一般把銑刀安裝在銑刀桿桿上，通過上述計算和查機械制造技術(shù)

25、基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 321，取直徑 80mm 和160mm 的鑲齒套式面銑刀。鉆孔用直徑 11mm 的麻花鉆。5.機床總體設(shè)計三圖一卡5.1 被加工零件工序圖根據(jù)曲軸加工工藝過程要求，工序：銑端面、鉆中心孔所給出的工序簡圖及說明，繪制如圖 5-1 曲軸工序圖：28 圖 5-1 曲軸工序圖5.2 加工示意圖就是表達加工過程的圖紙。5.2.1 刀具選擇根據(jù)前面計算選取的直徑 80mm 和 160 的鑲齒套式面銑刀。鉆孔用直徑 11的麻花鉆。 。5.2.2 導(dǎo)向選擇本次設(shè)計按一定要求的話，只好選取了方形對刀塊，我的課本機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 ，其中這本書的表 9-2。塞尺參考機械制造技

26、術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程表 9-5，選取其尺寸為 2mm 的對刀平塞尺。5.2.3 初定主軸類型、尺寸、外伸長度由于是用于與刀具連接的銑工序，主軸為剛性主軸。根據(jù)計算出來的切削扭矩，由組合機床設(shè)計表 3-19、表 3-21 和表 3-22，選取得銑軸 B=5.2 鉆軸 B=7.2,初步確定主軸直徑為：dB=28.05mm,取 30mm1銑4100M29dB=33.77mm,取 40mm2銑4100Md 鉆B=21mm,取 25mm4100M選定主軸直徑為 30mm，初定采用長主軸主軸直徑 50/36，主軸外伸115mm。主軸直徑為 25mm，初定采用長主軸主軸直徑 38/26，主軸外伸 115m

27、m主軸直徑為 40mm，初定采用長主軸主軸直徑 65/44，主軸外伸 135mm5.2.4 確定動力部件的工作循環(huán)及工作行程（1）工作進給長度。鉆孔切入長度取 5 毫米，看了組合機床設(shè)計表3-24，鉆孔時切出長度取 l=1/3D+(38)=10 毫米。銑直徑 46 端面和 142 端面切入長度取 10mm，切出長度取 8mm。（2）快速退回長度。取液壓滑臺的長度為快速退回長度為 500mm。5.2.5 繪制加工示意圖 我做的加工示意如圖 5-2： 圖 5-2 加工示意圖5.3 機床聯(lián)系尺寸圖機床聯(lián)系尺寸就是表達各部件之間的聯(lián)系圖。305.3.1 動力部件的選擇選擇的動力部件是在多軸箱的通用部件

28、中最基本的部件之一。用到選擇機床電動機時，就必須想到機床的,電動機功切削功率傳動效率率/1.420.210.851.91EmPPkw（）/2.840.210.853.58EmmPPkw（）根據(jù)查閱組合機床設(shè)計附表 8，選用 1TD32 和 1TD40 系列型動力箱。查閱組合機床設(shè)計表 2-15，選用電動機 Y112-6，功率 2.2kW。Y132M1-M6,4KW，動力箱所能輸出轉(zhuǎn)速就這樣為，,動力1470/n驅(qū)轉(zhuǎn)分480/n驅(qū)2轉(zhuǎn)分箱與動力滑臺我選擇的是：長 500mm，寬 240mm，還有就是動結(jié)合面尺寸軸箱結(jié)合我就是這樣選擇的：寬 240mm，高 310mm，還有一個力箱與多面尺寸尺出軸

29、距度我確定為 80mm。寸動力箱輸箱底面高為了提高生產(chǎn)率，采用雙頭鉆銑組合機床同時加工曲軸兩端，出于與電機箱的配套關(guān)系，查閱組合機床設(shè)計附表 6，選用 1YS25 液壓十字滑臺。臺面寬 250mm，臺面長 500mm，行程長 200mm，滑“”導(dǎo)軌矩矩型式高看樣子得為 250mm，長就應(yīng)該是 700mm，允力一臺及滑座總滑座許最大進給定是 20000N，快速8 米/分， 12.5500 毫米/分。行程速度工進速度5.3.2 夾具輪廓尺寸的確定考慮到多軸箱高 320m，主軸的高度約為 174.5mm，液壓滑臺高度 250mm，夾具底座輪廓尺寸取 1020225280。5.3.3 機床裝料高度的確

30、定本專用機床中，多軸箱的174.5mm， 250mm，選取主軸高度液壓滑臺高度側(cè)底度 560mm，夾座高度 315mm，中高度 560mm，綜合以上因座高具底間底座素，裝取為 1060mm。料高度315.3.4 多軸箱輪廓尺寸多軸箱的最低h1，按下式確定: BH寬度和高度及主軸高度 Bb2b1 Hhh1b1式中 bmm為工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離（） b1mm為最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（ Hmm為工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（） h1mm為最低主軸高度（）b 和 h 為多軸箱就確定的尺寸。b=146mm，h=0mm，取 b1=116mm，h1=175mm，算得 B=378mm，H

31、=291mm。根據(jù)算得的結(jié)果, 參照組合機床設(shè)計表 41，選取滑臺臺面寬度250mm,相應(yīng)的多軸箱高 320mm，寬 400mm。如圖 5-3 所示。 圖 5-3 多軸箱輪廓尺寸325.3.5 繪制機床尺寸聯(lián)系圖根據(jù)上述計算的尺寸，繪制如下圖 5-4 所示： 圖 5-4 機床尺寸聯(lián)系圖5.4 機床生產(chǎn)率計算卡按照前面的計算，可以計算機床的生產(chǎn)生產(chǎn)計算卡。率和編制實際生產(chǎn)率指完成年A（包括備品和廢品率在內(nèi)）所要求的機床生產(chǎn)率。它生產(chǎn)綱領(lǐng)與全年工時總數(shù) K 有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn) K 應(yīng)該是取 2350 小時?，F(xiàn)要求年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 50000 件，則/36000/ 235015.44/QA K

32、件小時33指所設(shè)計機床每小的零件數(shù)量。時實際可以生產(chǎn)60/1QT（件小時）單式中 為生產(chǎn)一個零件所需的時間（分） ，它就是由下面計算：T單LL12T12LLtttttvvvfffk快進快退（）（）（分）切移輔停裝卸單式中 、 ；L1L2為分別為刀具第一、第二工作進給行程長度（毫米） 、 ；1vf2vf/為分別為刀具第一、第二工作速度（毫米分鐘） ；t停為動力滑臺在死擋鐵上的停留時間 ；LL、快進快退為分別為動力部件快進、快退行程長度（毫米） vfk/為動力部件快速行程速度（米分）； 為直線移動間，一般可取t移或回轉(zhuǎn)工作臺一次工位轉(zhuǎn)換的時0.1min（分） ； 為工件裝、的統(tǒng)計，一般取 0.5-

33、t裝卸卸時間，根據(jù)各類組合機床1.5min。由以上分析取L1=25,L2=160mm, =0.18x290r/min=52.2mm/min, 1vf=0.8*160=128mm/min2vf=10 x0.18/290=0.006min，=10 x0.8/160=0.05,min t停1t停2=, =8m/min340mm,L865mmL快進快退vfk=0，=1.5min。t移t裝卸得 25/52.2160/1280.0060.0586580001.53.38minT單 160/3.3817.75(/)Q 件小時機床負載率1Q /15.44/17.750.87nQ負34機為 ，故該機床的切削用量

34、和設(shè)計方案合理。床負荷率90. 075. 0負表 5-1 機床生產(chǎn)率計算卡。6.多軸箱設(shè)計 6.1 專用機床多軸箱的用途及分類多軸箱按其結(jié)構(gòu)的大小可型多軸箱兩類。專用多軸箱分為大型多軸箱和小來至加工零件一要求進行設(shè)計出來的。些特點和加工工藝6.2 通用多軸箱的組成和通用部件多軸箱的通用零件主要由箱體，主軸，傳動軸，齒輪和軸套構(gòu)成。（1）箱體采用料為 HT200，箱體決定整個多軸箱的尺寸?；诣T鐵材料，箱體材（2）通用主軸和傳動軸本次設(shè)計的主軸為鉆削類主軸。軸的材料：主軸均為 40Cr 鋼，進行淬火。35（3）通用齒輪多軸箱有傳還有電機齒輪。齒輪的為，齒輪要進行動齒輪和動力頭齒輪45號鋼這樣。高周

35、波淬火6.3 多軸箱的設(shè)計6.3.1 繪制多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來的，其內(nèi)容包括多軸求和已知條件。箱設(shè)計的原始要在繪制此圖時從“三圖一卡”中可知：（1）多軸箱輪確定廓毫米。320 x400尺寸（2）工件輪廓尺寸及各孔位置尺寸。3（）工件與多軸箱相對位置尺寸。根據(jù)我們就可以計原始依據(jù)圖。這些數(shù)據(jù)編制多軸箱設(shè) 圖 6-1 原始依據(jù)圖附表：36（1）被加工的零件名稱：發(fā)動機的曲軸材料：球墨鑄鐵硬度：HB198260（2）主軸外伸削用量尺寸及切加工尺寸（毫米）主軸直徑（毫米）主軸外伸尺寸 D/d(毫米)L=75(毫米)V(米/分）n（轉(zhuǎn)/分）f(毫米/轉(zhuǎn)

36、)鉆孔112538/26102900.18銑46 端面3050/36401600.8銑142 端面4065/44401600.8（3）動力部件選擇了 1TD40Y112M-6 型動率 2.2kw，還順便查得轉(zhuǎn)速力箱功驅(qū)動軸470n/min，那么也可以查到驅(qū)動距離 214mm。1TD40Y136M -6 型軸到滑臺表面2動力4kw，同樣的道理查到480n/min，還是那個道理驅(qū)動軸箱功率驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速到滑臺離 214mm。表面距6.3.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇及動力計算由于本工序進行的是鉆銑加工，鉆一定是較大的，采用推力球軸向切削力軸承承受該軸的軸向力，用深的徑向力，因為銑時該軸的軸溝球軸承承受該軸向

37、力是單向的，所以推軸前端安裝。力球軸承在主多軸箱的動力計算，應(yīng)包率和進給力兩項。括計算多軸箱所需功37多軸箱所需的功率： =+P主P切P空P附式中 ： P主為多軸箱總功率； ；P切為各主軸切削功率的總和 ；P空為各軸空載消耗功率的總和 。P附為各軸附加功率的總和在傳動就可按下面的箱所需的功率系統(tǒng)確定前，式子初步估算多軸 =/P主P切式中： ；P主為主軸切削功率的總和 。為組合機床多軸箱傳動效率本次箱要銑心孔，由于加工黑色金屬，取設(shè)計的多軸端面和鉆中=0.85。左多軸箱主軸效率=/=（+）/=(1.42+0.21)/0.85kW=1.91kW1P主P切1MPP鉆右多軸箱主軸效率=/=(+)/=(

38、2.84+0.21)/0.85kW=3.59kWP主2P切2MPP鉆6.3.3 主軸分布類型及傳動系統(tǒng)設(shè)計與計算（1）主軸分布類型用一根傳動軸帶動 2 根主軸進行加工，所以本次設(shè)計的兩個多軸箱共有 4根水平分布的主軸，采用水平直線分布。（2）傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算由于本次設(shè)計的主軸只有 2 跟，采用水，決定用一根中動平直線分布間傳軸來帶動這 2 根主軸的轉(zhuǎn)動。驅(qū)動軸型號定為 470r/min 和 480r/min。轉(zhuǎn)速由動力箱用齒輪動軸和各主軸連接起來。和中間傳動軸把驅(qū)38通過前面計算的主軸 2 轉(zhuǎn)速為和主軸 1 的為，驅(qū)160r / min轉(zhuǎn)速290r / min動速分別為，就可以算出到主軸

39、1 和主軸 2軸的轉(zhuǎn)470r / min 480r / min、驅(qū)動軸的總傳動比:i總1/4802901.655inn驅(qū)主總2/4801603inn驅(qū)主總考慮到傳動比問題，應(yīng)在驅(qū)動軸與主軸之間增加一中間傳動軸。如圖所示： 圖 6-2 傳動簡圖根據(jù)傳動比的規(guī)則，取驅(qū)動軸 4 與中間傳動軸 3 傳動比=2，則通過簡單43i計算可得傳動軸的轉(zhuǎn)速 n 為 240r/min。那么也可以算得中間軸 13傳動軸與主傳動比算得 0.823，中間傳動軸 3 與主軸 2 傳動比算得 1.47。31i32i（3）傳動軸直徑的確定傳動經(jīng)過電機功率傳動，查機械設(shè)計課程設(shè)計表 3-1，取機3軸的功率39械傳動效率 為 0

40、.96。由于電機功率=4kW，則傳動軸 3 的扭矩為：P電M=9549/n=Nm=229.17Nm3P9549 4 0.96240 查組合機床設(shè)計，那么只好取于是有：3 19表B5.2傳動軸，dB=28.51mm，取整值傳徑為。4100M動軸的直30mm（4）齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算首先整理出各軸的轉(zhuǎn)速，就可以知道對應(yīng)：齒輪的轉(zhuǎn)速4480 / minnr3240 / minnr12290 / min160 / minnrnr查借來的書組合機床設(shè)計 ，知道驅(qū)動軸上的齒輪制的齒數(shù)是有一定限范圍在（） 。那么本次設(shè)計就取。根據(jù)組合機床設(shè)計Z2126:驅(qū)21Z驅(qū)里面第 4 42章公式332Pmzn式

41、中 P為齒輪傳遞功率； Z為一對齒輪中小齒輪的齒數(shù)； N為小齒輪的轉(zhuǎn)速。a 驅(qū)4 與軸 3 的齒輪組：動軸傳動,那么取模數(shù)為 3334232/32 4*0.96/ 21*4802.32jmP znmmmm（）兩軸中心距：13 (21+4294.522mZAmm）b 傳動軸 3 與主軸 1 的齒輪組： 試選模數(shù)為 2，根據(jù)公式可得：=28，由于傳動軸與主軸 332Pmzn1z401 的傳動比為，可得 =34，i0.823z兩軸中心距：12 (28+346222mZAmm）c 傳動軸 3 上與主軸 2 的齒輪組：由于 =34，由于傳動軸與主軸 2 的傳動比為，可得= 50 ，3zi1.472z 驗

42、算模數(shù)，由公式得332Pmzn=2，合理。333232/30 4*0.96*0.96/*1601.94jmNzn mm（34）兩軸中心距：12 (34+508422mZAmm）d 驅(qū)動軸 3 與油泵傳動軸 5 的傳動：現(xiàn)在取驅(qū)動軸與油泵傳動軸之間中心距, 該對齒輪的 模數(shù) mA58.5mm為取值為 3，由前面選取的驅(qū)動, 還有速軸齒輪齒數(shù)21Z驅(qū)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)480/ minn驅(qū)由公式，得，(2m ZZmZA驅(qū)泵）218Z泵那么可以通過傳動比, 得，1821ZniZn泵驅(qū)驅(qū)泵560 / minnr泵查借來的課本組合機床設(shè)計表 4-2 得，取油泵軸直。20mm徑為6.3.4 主軸的強度校核軸的強度校核

43、計算方法主要有三種方法：，強 扭轉(zhuǎn)強度計算按彎扭合成度計算，按計算。扭轉(zhuǎn)剛度校核a.按扭算轉(zhuǎn)強度條件驗由轉(zhuǎn)矩的大小這一點，我們就可以計算出軸的扭轉(zhuǎn)強度。軸的扭轉(zhuǎn)強度應(yīng)該怎樣去計算呢？可以按照以下的公式計算得出： 639.55 10/0.2TTTTP nWd式中：T為軸傳遞的轉(zhuǎn)矩；41 TW為軸的抗扭截面系數(shù)； P 為軸傳遞的功率； N 為軸的轉(zhuǎn)速；D 為計算截面軸的直徑； T許用切應(yīng)力。主軸 1：6363/9.55 100.29.55 1040.960.960.22902539.85TTT WPndMPa 主軸 2：6363/9.55 100.29.55 1040.960.960.216040

44、17.19TTT WPndMPa 查我學習過的課本機械設(shè)計表 15-3 就可以得到許用應(yīng)力2545 TMPa，所以設(shè)計的要求。TT強度符合本次b. 按彎算扭合成強度條件計條件為：彎扭合成強度 221caMTW （）式中： ca為軸的計算應(yīng)力； M 為軸所受的彎矩； T 為軸所受的扭矩； W 為軸的抗彎截面系數(shù)； 1為對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力。查機械設(shè)計表 15-4 得：則：30.1wd42=-122caMTW （）321 . 0 dTM）（受力分析： 圖 6-3 受力分析圖軸 1：齒輪圓周力122 121396433528 2tTFNNd齒輪徑向力tan4335 tan201577rt

45、FFNN水平面內(nèi)的支反力 1243352167.522tHHFFFNN垂直面內(nèi)的支反力 ， 同理 112121(/ 2)788.5VrFFlNl2788.5VFNNmm121194 2167.51150562HHMlFN mm:Nmm1121194 788.5511362VVMlFN mm:22121125910N mmHVMMMM:43 圖 6-4 軸的載荷分系圖根據(jù)機械設(shè)計表 15-1 就可以查得60MPa 1=43.5 MPa223125910(0.6 121396)0.1 401 ，所以本次設(shè)計的強度符合本次設(shè)計的要求。1c.按核計算扭轉(zhuǎn)剛度校扭轉(zhuǎn)時的剛度可以根據(jù)以下的公式來計算：o=

46、 180pTGI式中 T為軸所受的扭距； G為軸的材料的剪切彈性模量；44 Ip為軸截面的極慣性矩。1140.960.969550955066.5290PTN mn主軸主軸2140.960.9695509550120160PTN mn主軸主軸 4044120000325.73 100.18 /8.1 103.1430m主軸404466000325.73 100.09 /8.1 103.1430m主軸在本設(shè)計里，對于我設(shè)計的主軸，=0.97 /m，對于我設(shè)計出來的傳 主軸o動軸， =1 /m 傳動軸o于是我設(shè)計的主軸就可以滿足我設(shè)計的要求。6.3.5 齒輪的強度校核齒根的計算:彎曲疲勞強度就在齒

47、輪在嚙合的時候，齒根處就會產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，在某一對齒輪嚙合區(qū)域中的最高的的位置，這個位置就是齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力最大的地方。我們將對這個位置進行抗彎的校核，可以從我們學習的課本機械設(shè)計關(guān)于齒輪傳動的強度計算找到直齒輪的彎曲疲勞強度的條件：0FtFasaFFsaFK FY Y YY Ybm在這個式子里 ；FK 就是彎曲疲勞強度計算的載荷系數(shù) ；tF為齒輪受到的圓周力 FaY齒輪系數(shù)； ；saY載荷作用于齒頂時的應(yīng)力修正系數(shù) ；Y彎曲疲勞強度計算的重合度系數(shù) bm為齒寬；為模數(shù)。其中，,在該式子中FAVFFKK K KK ，查機械設(shè)計表；AK為使用系數(shù)1021.0 取值為45 ，查機械設(shè)計圖；VK為動

48、載荷系數(shù)1081.3 取值為 ，查機械設(shè)計表；FK為齒間載荷分配系數(shù)1031.1 取值為 ，查機械設(shè)計圖。FK為齒向載荷分布系數(shù)10 131.05取值為那么，=1.01.31.11.05=1.5FAVFFKK K KK ：tF為齒輪受到的圓周力 22 9549tTPdN d:F式子里， TNPd為轉(zhuǎn)矩；為齒輪轉(zhuǎn)速；為齒輪傳動功率；為齒輪分度圓直徑。按下面這個公式計算：Y 。0.75 0.25Y 為直齒圓柱齒輪的重合度（1）校核驅(qū)動軸 4 與傳動軸 3 齒輪齒根彎曲疲勞強度由于 22 9549tTPdN d:F=2954941000/(480321)N=2328N查課本機械設(shè)計圖 10-17，得

49、=2.95，查課本機械設(shè)計21由于齒數(shù)為FaY圖 10-18，得=1.58。saY計算 Y111arccoscos/(2)aazzh =arcos21cos20/(21+2*1)=29.114 222arccoscos/(2)aazzh =arcos42cos20/(42+2*1)=20.881 1122 (tantan)(tantan)/ 2aazz =21(tan29.114-tan20)+42（tan20.881-tan20）/2 =1.3那么4683. 03 . 175. 025. 0Y則1.5 2328 2.95 0.833661 3 21 3FtFasaFK FY Y YMPaMP

50、abm 查課本機械設(shè)計圖 10-24，得=450MPa，于是FFF所以該對足要求。齒輪齒根彎曲疲勞強度滿（2）校核傳動軸 3 與主軸 1 齒輪齒根彎曲疲勞強度由于 22 9549tTPdN d:F=295490.960.9641000/(290228)N=1892N查課本機械設(shè)計圖 10-17，由于齒數(shù)為 28，得=2.65，查課本機械設(shè)FaY計圖 10-18，得=1.58。saY計算 Y111arccoscos/(2)aazzh =arcos28cos20/(28+2*1)=29.61 222arccoscos/(2)aazzh =arcos34cos20/(34+2*1)=21.31 11

51、22 (tantan)(tantan)/ 2aazz =28(tan29.114-tan20)+34（tan20.881-tan20）/2 =1.3那么83. 03 . 175. 025. 0Y則1.5 1892 2.95 0.833121 2 28 2FtFasaFK FY Y YMPaMPabm 查課本機械設(shè)計圖 10-24，得=450MPa，于是FFF所以該對齒輪齒根彎滿足要求。曲疲勞強度（3）校核傳動軸 3 與主軸 2 齒輪齒根彎曲疲勞強度47由于 22 9549tTPdN d:F=295490.9641000/(240234)N=2079N查課本機械設(shè)計圖 10-17，由于齒數(shù)為 2

52、8，得=2.65，查課本機械設(shè)FaY計圖 10-18，得=1.58。saY計算 Y111arccoscos/(2)aazzh =arcos34cos20/(34+2*1)=21.31 222arccoscos/(2)aazzh =arcos50cos20/(50+2*1)29.80 1122 (tantan)(tantan)/ 2aazz =34(tan29.114-tan20)+50（tan20.881-tan20）/2 =1.3那么83. 03 . 175. 025. 0Y則1.5 2079 2.65 0.833411 2 34 2FtFasaFK FY Y YMPaMPabm 查課本機械

53、設(shè)計圖 10-24，得=450MPa，于是FFF所以該對曲疲勞強度滿足要求。齒輪齒根彎齒面接的計算:觸疲勞強度齒輪在嚙合的時候，每對齒之間直接接觸，產(chǎn)生齒面接觸疲勞強度，同理我們依然可以從我們學習的課本機械設(shè)計關(guān)于齒輪傳動的強度計算找到直齒輪的齒面接觸疲勞強度的條件：13121HHHEHdK TuZ Z Zdu式子中， ；HK為接觸疲勞強度計算的載荷系數(shù) 為轉(zhuǎn)矩；1T48 ；d為齒寬系數(shù) ；1d為分度圓直徑 u 為齒數(shù)比； ；HZ為區(qū)域系數(shù) ；EZ為彈性影響系數(shù) 。Z為接觸疲勞強度計算的重合度系數(shù)其中，在式子中：HAVHHKK K KK ，查機械設(shè)計表；AK為使用系數(shù)1021.0 取值為 ，查

54、機械設(shè)計圖；VK為動載荷系數(shù)1081.3 取值為 ，查機械設(shè)計表；HK為齒間載荷分配系數(shù)1031.1 取值為 ，查機械設(shè)計表。HK為齒向載荷分布系數(shù)1041.05 取值為則=1.01.31.11.05=1.5。FAVHHKK K KK（1） 校核驅(qū)動軸 4 與傳動軸 3 齒輪齒面接觸疲勞強度齒輪的轉(zhuǎn)矩195499549 4 1000/(480 3 21)1263PTN mmN mmN d :查機械設(shè)計表 10-7 得，=1.0，d該對齒輪的小齒輪直徑 d 為 3*21=63mm。該對齒輪的齒數(shù)比,2142221ZZu=查機械設(shè)計圖 10-20 得， =2.5區(qū)域系數(shù)HZ查課本機械設(shè)計表 10-

55、5 得，=143.7EZ1/2MPa由公式44 1.30.94833Z則：1331212 1.5 1263 (2 1)4881 632HHHEdK TuZ Z ZMPadu49查課本機械設(shè)計圖 10-25 可查得=580MPaH故，所以該對齒輪的齒輪齒面強度達到要求。HH接觸疲勞（2）校核傳動軸 3 與軸 1 齒輪齒面接觸疲勞強度齒輪的轉(zhuǎn)矩195499549 0.96 0.96 4 1000/(290 2 28)841PTN mmN mmN d :查機械設(shè)計表 10-7 得，=1.0，d該對齒輪的小齒輪直徑 d 為 2*28=56mm。該對齒輪的齒數(shù)比,21341.2128ZZu=查機械設(shè)計圖

56、 10-20 得 =2.5，區(qū)域系數(shù)HZ查課本機械設(shè)計表 10-5 得，=143.7EZ1/2MPa由公式44 1.30.94833Z則：1331212 1.5 841 (1.21 1)4651 561.21HHHEdK TuZ Z ZMPadu查課本機械設(shè)計圖 10-25 可查得=580MPaH故，所以該對齒輪的齒疲勞強度達到要求。HH輪齒面接觸（3）校核傳動軸 3 與軸 2 齒輪齒面接觸疲勞強度齒輪的轉(zhuǎn)矩195499549 0.96 4 1000/(240 2 34)1029PTN mmN mmN d :查機械設(shè)計表 10-7 得，=1.0，d該對齒輪的小齒輪直徑 d 為 2*34=68mm。該對齒輪的齒數(shù)比,21501.4734ZZu=查機械設(shè)計圖 10-20 得， =2.5區(qū)域系數(shù)HZ查課本機械設(shè)計表 10-5 得，=143.7EZ1/2MPa50由公式44 1.30.94833Z則：1331212 1.5 1029 (1.47 1)4051 681.47HHHEdK TuZ Z ZMPadu查課本機械設(shè)計圖 10-25 可查得=580MPaH故，所以該對齒輪的齒輪齒面接觸疲求。HH勞強度達到要6.3.6 軸承的選擇和校驗由于用來鉆孔的主軸承那