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468Q发动机缸体双面卧式钻床总体设计及左主轴箱设计.doc

468Q发动机缸体双面卧式钻床总体设计及左主轴箱设计【4张CAD图纸和说明书】

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加工示意图.dwg

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关键词：: 4张CAD图纸和说明书发动机缸体双面卧式钻床总体整体设计主轴 cad 图纸以及说明书仿单

资源描述：

前言

毕业设计是按照教学计划的规定，必须进行的一个重要的综合性教学环节，使学生所学的知识在实践中得到具体应用。通过这次设计，能使学生全面了解和掌握一些机械设备方面的知识，便于使自己形成一套设计的思维模式，而且使所学的知识系统化地由理论转向实践，以培养学生对知识的综合运用能力，为毕业后走上工作岗位打下一个良好的基础。同时通过认真的设计，可以提高学生分析和解决问题的能力，以便更好的适应社会。

本设计的主要内容有：组合机床的概述、组合机床通用部件及其选用、组合机床总体设计、组合机床主轴箱设计、组合机床技术设计五个部分。

本设计以提高生产率和保证加工精度为目的，以较充足的专业课知识为基础，结合毕业设计任务书，在收集和参考大量资料的前提下独立完成。设计基本上做到：图纸绘制基本符合国家标准，做到布局合理，图纸也基本能够正确、完整、清晰的表达出零件的形状及尺寸。计算说明书的条理较清晰，语言通顺流畅，图表和公式的编辑也基本符合毕业论文撰写规范。

在设计过程中，尽量采用通用部件，为组合机床的生产提供便利条件。其中主轴箱的设计是重点，也是难点。主轴箱设计应充分考虑被加工零件的形状及加工要求，合理布置传动及齿轮的位置。尤其在齿轮设计上，更要反复验算转速，努力作出最合理的设计方案。

摘要

组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准件约占70-80%,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30%的专用部件是由被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定。

在批量生产中这了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个装夹多外工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床及自动线。

关键词：组合机床，主轴箱，切削

Abstract

Aggregate machine-tool use seriation , the standardized general part and the few special-purpose parts compose the university special purpose machine which multiple spindle, the multi-knives, the multi-working procedures, the multi-surface or the multi-locations simult

aneously process, its productivity compared to general engine bed high several times to several dozens times, may carry on drills, the boring, the articulation, attacks machinings and so on the silk, turning, milling. The aggregate machine-tool general part and the standard letter approximately compose 70-80%, these parts are the seriation , may carry on the mass productions. Other 20-30% special-purpose part is by is processed the components the shape, the overall size, the craft and the working procedure decided.

This enhanced the productivity in the volume production, must have to reduce the process period and the non-cutting time, moreover causes the non-cutting time and the process period superposition as far as possible, causes each attire to clamp many outside work pieces simultaneously to carry on the multi-knife processing, implements the working procedure high degree of concentration, thus widely uses the aggregate machine-tool and from generatrix .

Key word: Aggregate machine-tool, headstock, cutting

前言 i

摘要 iii

Abstract iv

第一章概述 1

第一节组合机床的组成 1

第二节组合机床的类型 2

一、具有固定夹具的单工位组合机床 3

二、具有移动夹具的多工位组合机床 3

三、转塔式组合机床 4

第二章组合机床设计概述 5

第一节组合机床及其特点 5

第二节组合机床工艺范围及加工精度 6

一、组合机床的工艺范围 6

二、组合机床的加工精度 6

第二节采用组合机床的经济分析 8

第三节组合机床的发展趋势 8

一、提高通用部件的水平 8

二、发展适应中、小批生产的组合机床 8

三、采用新刀具 9

四、发展自动监测技术 9

五、扩大工艺范围 9

第三章组合机床通用部件及其选用 10

第一节通用部件的类型 10

一、通用部件的分类 10

二、通用部件的型号、规格及配套关系 10

第二节常用通用部件 11

第三节通用部件的选用 12

第四章组合机床总体设计 13

第一节组合机床方案设计 13

一、拟定方案阶段、 13

二、技术设计阶段 13

三、工作设计阶段 13

第二节零件分析 13

一、气缸体的功用和结构特点 13

二、基准的选择 14

三、加工阶段的划分 14

第五章绘制“三图一卡” 16

第一节加工工序图 16

一、被加工零件工序图的作用和要求 16

二、被加工零件工序图的内容 16

三、编制被加工零件工序图的注意事项 16

第二节加工示意图 17

一、被加工零件示意图的作用： 17

二、被加工零件示意图的内容： 17

三、选择刀具、导向及有关计算 17

四、加工示意图简图 21

第三节机床联系尺寸图 21

一、被加工零件联系尺寸图的作用: 21

二、被加工零件联系尺寸图的内容： 21

三、动力部件的选择 21

四、组合机床其它尺寸的确定 22

五、机床联系尺寸图简图: 24

第六章多轴箱——右主轴箱设计 25

第一节多轴箱的基本结构 25

第一节通用多轴箱设计 25

一、绘制多轴箱设计原始依据图 26

二、主轴、齿轮的确定及动力运算 28

三、多轴箱传动设计 30

四、多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 33

第三节多轴箱的传动设计方案 36

一、传动设计方案分析 36

二、传动系统的设计计算 36

第四节绘制多轴箱总图及零件图 40

外文资料 42

中文译文 51

致谢 57

参考文献: 58

第一章概述

在大批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位安装多个工件的同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。

组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产率比通用机床高几倍至几十倍，可以进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。

1911年，美国为加工汽车零部件研制了组合机床。在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为方便用户使用和维修，提高互换性，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。1973年ISO公布了第一批组合机床通用部件标准，它包括了汽车、农业、纺机和仪表工业。1978年、1983年又第二次作了增补。目前，我国组合机床的通用部件约占70%～90%。

组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门缝纫机等制造业。主要加工箱体零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等，一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，但也采用组合机床来保证其加工质量。目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化的柔性方向发展。

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工序图.gif

机床联系尺寸图.gif

加工示意图.gif

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内容简介：: 毕业设计说明书毕业生姓名：专业：机械设计制造及其自动化学号：指导教师所属系（部）：前言毕业设计是按照教学计划的规定，必须进行的一个重要的综合性教学环节，使学生所学的知识在实践中得到具体应用。通过这次设计，能使学生全面了解和掌握一些机械设备方面的知识，便于使自己形成一套设计的思维模式，而且使所学的知识系统化地由理论转向实践，以培养学生对知识的综合运用能力，为毕业后走上工作岗位打下一个良好的基础。同时通过认真的设计，可以提高学生分析和解决问题的能力，以便更好的适应社会。本设计的主要内容有：组合机床的概述、组合机床通用部件及其选用、组合机床总体设计、组合机床主轴箱设计、组合机床技术设计五个部分。本设计以提高生产率和保证加工精度为目的，以较充足的专业课知识为基础，结合毕业设计任务书，在收集和参考大量资料的前提下独立完成。设计基本上做到：图纸绘制基本符合国家标准，做到布局合理，图纸也基本能够正确、完整、清晰的表达出零件的形状及尺寸。计算说明书的条理较清晰，语言通顺流畅，图表和公式的编辑也基本符合毕业论文撰写规范。在设计过程中，尽量采用通用部件，为组合机床的生产提供便利条件。其中主轴箱的设计是重点，也是难点。主轴箱设计应充分考虑被加工零件的形状及加工要求，合理布置传动及齿轮的位置。尤其在齿轮设计上，更要反复验算转速，努力作出最合理的设计方案。摘要组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准件约占70-80%,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30%的专用部件是由被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定。在批量生产中这了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个装夹多外工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床及自动线。关键词：组合机床，主轴箱，切削AbstractAggregate machine-tool use seriation , the standardized general part and the few special-purpose parts compose the university special purpose machine which multiple spindle, the multi-knives, the multi-working procedures, the multi-surface or the multi-locations simultaneously process, its productivity compared to general engine bed high several times to several dozens times, may carry on drills, the boring, the articulation, attacks machinings and so on the silk, turning, milling. The aggregate machine-tool general part and the standard letter approximately compose 70-80%, these parts are the seriation , may carry on the mass productions. Other 20-30% special-purpose part is by is processed the components the shape, the overall size, the craft and the working procedure decided.This enhanced the productivity in the volume production, must have to reduce the process period and the non-cutting time, moreover causes the non-cutting time and the process period superposition as far as possible, causes each attire to clamp many outside work pieces simultaneously to carry on the multi-knife processing, implements the working procedure high degree of concentration, thus widely uses the aggregate machine-tool and from generatrix .Key word: Aggregate machine-tool, headstock, cutting目录前言i摘要iiiAbstractiv第一章概述1第一节组合机床的组成1第二节组合机床的类型2一、具有固定夹具的单工位组合机床3二、具有移动夹具的多工位组合机床3三、转塔式组合机床4第二章组合机床设计概述5第一节组合机床及其特点5第二节组合机床工艺范围及加工精度6一、组合机床的工艺范围6二、组合机床的加工精度6第二节采用组合机床的经济分析8第三节组合机床的发展趋势8一、提高通用部件的水平8二、发展适应中、小批生产的组合机床8三、采用新刀具9四、发展自动监测技术9五、扩大工艺范围9第三章组合机床通用部件及其选用10第一节通用部件的类型10一、通用部件的分类10二、通用部件的型号、规格及配套关系10第二节常用通用部件11第三节通用部件的选用12第四章组合机床总体设计13第一节组合机床方案设计13一、拟定方案阶段、13二、技术设计阶段13三、工作设计阶段13第二节零件分析13一、气缸体的功用和结构特点13二、基准的选择14三、加工阶段的划分14第五章绘制“三图一卡”16第一节加工工序图16一、被加工零件工序图的作用和要求16二、被加工零件工序图的内容16三、编制被加工零件工序图的注意事项16第二节加工示意图17一、被加工零件示意图的作用：17二、被加工零件示意图的内容：17三、选择刀具、导向及有关计算17四、加工示意图简图21第三节机床联系尺寸图21一、被加工零件联系尺寸图的作用:21二、被加工零件联系尺寸图的内容：21三、动力部件的选择21四、组合机床其它尺寸的确定22五、机床联系尺寸图简图:24第六章多轴箱右主轴箱设计25第一节多轴箱的基本结构25第一节通用多轴箱设计25一、绘制多轴箱设计原始依据图26二、主轴、齿轮的确定及动力运算28三、多轴箱传动设计30四、多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图33第三节多轴箱的传动设计方案36一、传动设计方案分析36二、传动系统的设计计算36第四节绘制多轴箱总图及零件图40外文资料42中文译文51致谢57参考文献:58vi第一章概述在大批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位安装多个工件的同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产率比通用机床高几倍至几十倍，可以进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。1911年，美国为加工汽车零部件研制了组合机床。在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为方便用户使用和维修，提高互换性，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。1973年ISO公布了第一批组合机床通用部件标准，它包括了汽车、农业、纺机和仪表工业。1978年、1983年又第二次作了增补。目前，我国组合机床的通用部件约占70%90%。组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门缝纫机等制造业。主要加工箱体零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等，一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，但也采用组合机床来保证其加工质量。目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化的柔性方向发展。第一节组合机床的组成组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专机。如图1-1所示为典型的双面复合式单工位组合机床。其组成是：侧底座1、滑台2、镗削头3、夹具4、多轴箱5、动力箱6、立柱7、垫铁8、立柱底座9、中间底座10、液压装置11、电气控制设备12、刀工具13等。通过控制系统，在两次装卸工件间隔时间内完成一个自动工作循环。图中各个部件都是具有一定独立功能的部件，并且大都是已经系列化、标准化和通用化的通用部件。通常夹具4、中间底座10、和多轴箱5是根据工件的尺寸形状和工艺要求设计的专用部件，但其中的绝大多数零件如定位夹紧元件、传动件等也都是标准件和通用件。双面试复合式组合机床通用部件是组成组合机床的基础。用来实现机床切削和进给运动的通用部件，如单轴工艺切削头（即镗削头、钻削头、铣削头等）、传动装置（驱动切削头）、动力箱（驱动多轴箱）、进给滑台（机械或液压滑台）等为动力部件。用以安装动力部件的通用部件如侧底座、立柱、立柱底座等称为支承部件。第二节组合机床的类型根据所选的通用部件的规格大小以及结构和配制形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度B250mm的为大型组合机床，滑台B250mm的为小型组合机床。根据大型组合机床的配制形式，可以将其分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。一、具有固定夹具的单工位组合机床单工位组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中，夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度高，但生产率低。按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。1）卧式组合机床卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，按工件要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。2）立式组合机床立式组合机床的刀具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置形式。3）倾斜式组合机床倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。可配置成单面、双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。4）复合式组合机床复合式组合机床是上述两种或三种形式的组合。二、具有移动夹具的多工位组合机床多工位组合机床的夹具和工件可按预订的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同工序的加工。这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动式工作台、回转式工作台、中央立柱式工作台和鼓轮式工作台四种类型。1）移动工作台组合机床可移动工作台组合机床以先后在两个工位上从两面对工件进行加工，夹具和工件可随工作台直线移动来实现工位的变换。2）回转工作台组合机床回转工作台组合机床在每一个工位上可以同时加工一个或几个工件，其上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。由于这种机床适宜于对中小型工件进行多面、多工序加工，具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和机动时间重合，所以能够达到较高的生产率。3）中央立柱式组合机床中央立柱式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。在环形回转工作台上周围以及中央立柱上均可布置动力部件，在各个工位上，对工件进行多工序加工。4）鼓轮式组合机床鼓轮式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。在鼓轮的两端布置动力部件，从两面对工件进行加工。三、转塔式组合机床转塔式组合机床的特点是几个主轴箱安装在转塔式工作台上，各个主轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。按主轴箱是否做进给运动，可将这类机床分为：1）只实现主运动的转塔式主轴箱组合机床主轴箱安装在回转工作台上，主轴由电动机通过主轴箱内的传动装置带动作旋转运动；工件安装在滑台的回转工作台上（如果不需工件转位时，可直接安装在滑台上），由滑台带动作进给运动。2）既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式主轴箱组合机床这类机床的工件固定不动（也可以做周期转位），转塔式主轴箱安装在滑台上并随滑台作进给运动。转塔式组合机床可以完成一个工件的多工序加工，因而可以减少机床台数和占地面积，适宜于中，小批量生产。第二章组合机床设计概述第一节组合机床及其特点组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准件约占70-80%,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30%的专用部件是由被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定,如夹具,主轴箱,刀具和工具等. 在批量生产中为了提高生产率，必须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。一般的组合机床主要有六部分通用部件及两部分专用部件组成。以复合立式三面钻孔组合机床，它由侧底座、力主底座、力主、动力箱、滑台及中间底座等通用部件及多轴箱、夹具等专用部件组成。组合机床的专用部件往往也是由大量的通用零件和标准件组成。组合机床按主轴箱和动力箱的安置方式不同可分为以下几种型式：1、卧式组合机床（动力箱水平安装）。2、立式组合机床（动力箱垂直安装）。3、侧斜式组合机床（动力箱倾斜安装）。4、复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的安装状态）。在以上四种配置型式的组合机床中，如果每一种之中再安置一个或几个动力部件时，还可以组成双面或多面组合钻床。由组合机床组成可以明显地了解其特点，与通用机床及其它的专用机床比较，具有如下特点：1、要用于加工箱体类零件和杂件的平面和孔。2、生产率高。因为工序集中，可多面、多轴、多刀同时自动加工。3、加工精度稳定。因为工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具合作的工作循环来保证加工精度的一致性。4、研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、标准化程度高，而且通用部件可组织批量生产。5、自动化程度高，劳动强度低。6、配置灵活。因为结构模块化、组合化、可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线。机床易于改装，产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。第二节组合机床工艺范围及加工精度一、组合机床的工艺范围目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、阔、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和建材、清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工、缝纫机和自行车等工业领域的大批、大量生产中已获得广泛应用，一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械扽制造业中也亦推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件，也可以用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。二、组合机床的加工精度组合机床的加工精度简述如下：、孔加工孔的尺寸精度采用铰孔或精镗孔时，孔的精度可达H6级，表明粗糙度为，孔的圆度在孔径尺寸公差一半范围内。加工有色金属时，采用精密夹具，经过34次加工，精度可以稳定地达H6级，表面粗糙度可达。孔的同轴度当从两面多轴加工时，孔的同轴度一般为.当从一面进行精镗孔，并且采用固定式夹具，镗刀杆两端都有精密导向装置，夹具在精度良好的条件下，在长度内，被加工零件几个孔的同轴度可保证在以内。当分别从两面对同一轴线上的孔进行单轴加工时，在有中间精密导向装置条件下，其同轴度亦可保证在。孔的平行度在组合机床上加工，孔与孔相互之间的平行度以及孔对加工基面的平行度，在长度内可达。孔的位置精度孔的位置精度与夹具、机床的型式和精度有很大的关系。在固定式夹具的机床上镗孔，孔间距离和孔的轴线与定位基面的位置精度可稳定地达到。在多工位机床上，由于回转工作台会回转鼓轮存在定位误差，则加工精度不高。如果在同一工位上，若有悬挂式活动钻模板，对孔进行精加工时，其位置精度可达到。、平面加工在组合机床及其自动线上常用铣削、刮削、车削（端面）和拉削等方法加工平面。一般采用铣削头、滑台和滑座等通用部件，根据被加工工件的工艺要求组成单面、双面以及立式、回转台式等多种型式的组合铣床。当加工大型的箱体类工件时，一般采用铣削头固定、工件安装在工作台上移动的布局型式。这样的机床结构较简单，刚性较好，加工精度较高。在加工中小型工件时，通常将铣削头组成鼓轮式组合铣床或立式连续回转台式组合铣床，这类机床生产效率高，加工精度较低。在组合机床上加工平面的平直度可以达到在1000毫米长度内偏差0.020.05毫米，表面粗糙度微米。对定位基面的平行度可以保证在0.05毫米以内，到定位基面的距离（一般在500毫米以内）尺寸公差可以保证在0.05毫米以内。、止口加工多轴加工，采用动力滑台在死挡铁上停留的方法，其加工精度能达到0.150.25毫米；单轴加工，采用特殊结构，加工到终点使挡块顶在被加工工件的表面，一般精度可以达到0.080.10毫米。条件良好时，精度可以保证在0.020.045毫米以内。第二节采用组合机床的经济分析组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件，不是在任何情况下都能收到良好的经济效益。在确定设计组合机床前，应该进行具体的技术经济分析。根据设计任务，要在驱动桥壳体上三面钻孔，孔的种类较多，总数也较多。若采用普通机床加工需反复进行，加工耗时较多，且不容易保证孔与孔间的位置精度。根据零件的形状及加工要求选取采用卧式双面组合钻床，同时进行双面多孔加工。这样可以保证孔与孔之间的位置精度，且加工所需的时间大大缩短。除此之外采用组合机床对工人的要求很低，节约了劳动成本。综上所述，对于在驱动桥壳体上三面钻孔采用组合机床，可以取得良好的经济性。第三节组合机床的发展趋势一、提高通用部件的水平衡量通用部件技术水平的主要标准是：品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争力。动力部件采用镶钢导轨（英度可达HEC5860）、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、迟形皮带等较新的结构。支承部件采用焊接结构等。由于提高了部件的精度和动、静态性能，因而使被加工的工件精度明显提高，表面粗糙度减小。二、发展适应中、小批生产的组合机床在机械制造工业中，中小批量生产约占80%。在某些中批量生产的企业中，如机床、阀门行业中、其关键工序采用组合机床。其中机床厂用组合机床加工主轴变速箱孔系，产品质量稳定，生产效率高，技术经济效果显著。发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床，可换主轴箱式组合机床以及自动换刀式数控组合机床可用于中、小批生产，但这类机床结构复杂，成本较高。带转塔式主轴箱的组合机床，由于转塔不能制造的太大，安装的主轴箱数量有限，因此只适应工序不多，形状不太复杂的零件加工。三、采用新刀具近年来出现了多种新刀具，如具有镀层的硬质合金刀片、立方氮化鹏刀具、金刚石刀具、各种可转位的密赤铣刀，喷吸钻头，镶有可转位刀片的“短钻头”等。一般情况下，采用先进刀具的工时为原工时的。由于提高了刀具的耐用度，大大缩短了多刀组合机床停机换刀时间，提高了组合机床的经济效益。四、发展自动监测技术组合机床的自动检测通常作为一个工位出现。自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬度的检查、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等。检查方法分为主动检查与被动检查。主动检查是将不合格的工件剔出，使之不往下个工位输送。被动检查则是发现不合格的工件时发现停机信号。目前主动检查应用的日趋广泛。由于电子元件迅速发展，集成控制器、微机处理的应用，使自动检测技术更加可靠。自动检测工位要进行数据处理，统计计算以及打印出有关数据或作为数字显示。自动监测技术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更小的范围之内。还可以把加工后的工件按公差进行分组，以便按分组的公差带装配。实际表明，采用分组装配法提高产品的精度要比用单纯提高设备精度更为经济。五、扩大工艺范围组合机床出完成切削加工等工序外，还在逐步设计制造用于焊接、热处理、自动装配、自动打印、性能试验以及清洗和包装等用途的组合机床。第三章组合机床通用部件及其选用通用部件是组合机床的基础。部件通用化程度的高低标志着组合机床的技术水平。在组合机床设计中，选择通用部件是重要内容之一。第一节通用部件的类型一、通用部件的分类按通用部件在组合机床上的作用，可分为下列几类：1.动力部件动力部件是组合机床的主要部件，它为刀具提供主运动和进给运动。动力部件包括动力滑台及其相配套的动力箱和各种单轴头，如铣削头、钻削头、镗孔车端面头等，其它部件均以选定的动力部件为依据来配套选用。2.支撑部件支撑部件是组合机床的基础部件，它包括侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等，用于支撑和安装各种部件。组合机床各种部件之间的相对位置精度、机床的刚度要求主要由支撑部件保证。3.输送部分输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动，以实现工位的变换，因此，要求较高的定位精度。输送部件主要有移动工作台和回转工作台。4.控制部件控制部件用于控制组合机床按预定的加工程序进行循环工作，它包括可编程控制器（PLC）、各种液压元件、操纵板、控制挡铁和按钮台等。5.辅助部件辅助部件包括用于实现自动夹紧工件的液压或气动装置、机械扳手、冷却和润滑装置、排销装置以及上下料的机械手等。二、通用部件的型号、规格及配套关系按通用部件标准，动力滑台的主参数为其工作台面宽度，其它通用部件的主参数取与其配套的滑台主参数来表示。例如，1HY32M1B表示台面宽度为320mm，经过一次重大改进，采用镶钢导轨的精密液压滑台；TX40A表示于台面宽度为400mm的滑台配套，主轴径向轴承采用短圆柱滚子轴承，用于精加工的铣削头。等效采用国际标准设计的“1字头”通用部件，按精度分为：普通级、精密级和高精度级三种精度等级。“1字头”滑台采用双矩形闭式导轨，纵向用双矩形的外侧导向，斜镶条调整导轨间隙；压板与支承导轨组成辅助导轨副，防止倾覆力矩过大导致滑鞍（动导轨）与滑座（支承导轨）分离。这种导轨制造工艺简单，导向精度高，刚度好。滑座导轨材料有两种，分别在型号后面加A、B以区别，A表示滑座导轨材料为HT300，高频淬火，淬火硬度为4248HRC；B表示滑座为镶钢导轨，淬火硬度为48HRC以上。数控机械滑台是1HJ系列机械滑台的派生产品，采用了大连组合机床研究所研制的ZHS-ACO4D交流伺服系统，能自动变换进给速度和工作循环，在较大的范围内实现自动调速、位置控制、程序控制。适合多种小批量柔性生产。带光电编码器的交流伺服电动机采用SPWM控制技术，7502400r/min为恒功率调速；运动通过一级定比齿轮减速驱动滚珠丝杠，驱动滑鞍移动，开环系统伺服电动机的转角误差为0.072，由光栅尺组成的全闭环系统，滑鞍位置精度可达2m。第二节常用通用部件1.动力滑台动力滑台是有滑座、滑鞍和驱动装置等组成、实现直线进给运动的动力部件。根据驱动和控制方式不同，滑台可分为液压滑台、机械滑台和数控滑台三种类型。2.主轴部件主轴部件又称单轴头或工艺切削头，其端部安装刀具，尾部连接传动装置即可进行切削。如进行铣削、镗削、钻削及攻螺纹等单轴加工工序。每种主轴部件均采用刚性主轴结构。在加工时，刀杆（或刀具）一般不需要导向装置，加工精度主要由主轴部件本身以及滑台的精度保证。3.主运动驱动装置主运动驱动装置主要有两大类：一类是与通用主轴部件配套使用的主运动传动装置；另一类是与主轴箱（专用部件）相配的动力箱。4.工作台工作台是多工位组合机床的输送部件，它用来将被加工工件转换到另一个工位。工作台按运动方式的不同可分为分度回转工作台和多工位移动工作台；按传动方式的不同可分为机械传动、液压传动及气压传动等多种型式。5.支承部件组合机床的支承部件往往是通用和专用两部分的组合。有中间底座、侧底座和立柱及立柱侧底座三种。6.自动线通用部件组合机床自动线是由组合机床及工件输送装置、转位装置、排屑装置等辅助设备和检测装置、电气、液压控制设备等组成。第三节通用部件的选用1.通用部件选用的方法和原则选用的基本方法是：根据所需的功率、进给力、进给速度等要求，选择动力部件及其配套部件。选用原则如下：1）切削功率应满足加工所需的计算功率。2）进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、进给速度和工作行程及工作循环的要求，同时还需考虑装刀、调刀的方便性。3）动力箱与多轴箱尺寸应相适应和匹配。4）应满足加工精度的要求。5）尽量按通用部件的匹配关系选用有关通用部件。2.通用部件的选用1）动力部件品种的确定。2）动力部件规格的确定。对于支承部件如侧底座、立柱等通用部件，可选与动力滑台规格相配套的相应规格。第四章组合机床总体设计组合机床是用已经系列化，标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴，多刀，多工序，多面或多工位同时加工的高效专用机床。在批量生产正为了提高生产率，缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件，同时进行多刀加工，实行工序高度集中，必须广泛采用组合机床。设计组合机床首先要分析零件，制定工艺规程，根据所加工的工序绘制“三图一卡”设计出本工序加工的多轴箱。以下是本次毕业设计组合机床的全过程.第一节组合机床方案设计组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序的原则设计的一种高效率的专用机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些现状及组合机床各种工艺方案能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床价格是否合理的问题。一、拟定方案阶段、拟定方案阶段包括制定工艺方案，确定机床的配置型式机结构方案，最后在此基础上进行图纸的设计。二、技术设计阶段根据已确定的工艺和结构方案，按照加工示意图和机床联系尺寸图展开部件设计，绘制夹具、主轴箱等的装配图。三、工作设计阶段绘制有关图纸，编制机床说明书。详细过程见下列步骤和所绘图纸。第二节零件分析一、气缸体的功用和结构特点缸体是发动机上的主要基础零件，结构复杂，加工精度要求高，加工工艺路线长。一般发动机的汽缸体与曲轴箱合为一体，又称为机体，它又缸体，曲轴箱，机座，主轴轴承盖等零件组成。气缸体的功用是：1、支撑发动机上的运动件，并保证活塞，连杆，曲轴等各运动部件的准确位置。2、缸体上加工的出气盖，水道，油道，以保证发动机换气，冷却和润滑的需要。3、提供使发动机形成完整动力装置所必须的各种辅助设施的安装基准面。由此可见，以满足发动机的功能要求，就必须使其个表面之间有非常准确的相互位置精度和运动关系。本次加工的468Q缸体由特种合金铸造成，硬度210-241HB。二、基准的选择1、粗基准的选择根据粗基准选择原则，要保证主要加工表面的余量均匀及保证将来运动件（连杆，曲轴等）与气缸体各表面之间具有必要的间隙，。气缸体的主要加工表面有：主轴轴承座孔，缸套孔，凸轮轴轴承孔等，要保证它们的加工余量均匀，就应该选取主轴轴承座孔和气缸孔组为气缸体加工的粗基准。汽缸体上铸件，有铸造误差，表面粗糙不平，如果直接用所选的粗基准定位加工大平面（即后续工序的定位精基准），即产生的切削力大，所需夹紧力也大，易使工件变形。同时粗基准表面粗糙不平，也易使工件在加工中松动。所以在加工中采用面积较小距离较远的几个凸台作为过度基准，即首先以粗基准定位加工出过度基准然后用过度基准加工出精基准来。2、精基准的选择同其他箱体零件一致，气缸体加工中一般都选用底面及其上的两个工艺孔作为精基准。这样做的优点是：1）地面面积大，工件安装可靠，平稳，能简单可靠的约束工件的六个自由度2）后续工序基本上均以一面两孔定位，符合基准统一原则，减少了由于基准转换带来的加工误差。能保证各表面间的相互位置精度，例如，缸套筒与底面的垂直度，主轴中心孔中心线与凸轮轴之间的平行度。3）由于基准统一，可以简化夹具的设计和制造周期，使用维修方便，成本降低，减少了工件的翻转次数，减轻了工人的劳动强度，易实现自动线加工。4）加工主轴支撑座孔和凸轮轴轴承时，便于在夹具上设置镗杆的支撑导套，可以保证加工质量和切削用量三、加工阶段的划分1基准加工在前面几道工序中把基准加工出来，即“基准先行”。2平面加工按照先面后孔的原则将各平面加工出来。3主要孔的粗加工将主要孔的粗加工安排在各面加工完成后进行。可以尽早暴露工件上的缺陷：粗加工中切去大部分余量后，内应力重新分布，使工件有较长时间充分变形，使进精加工能得到比较稳定的加工精度。粗加工中切削力大，所需夹紧力也大，将粗加工放在前面，精粗加工分开，可以减少夹紧变形对精加工的影响。次要工序加工：例如螺纹孔，油孔，倒角等，在各阶段中穿插进行。4主要孔的精加工包括半精镗，精镗缸套孔和主轴轴承座孔；轴承盖装配后，进行半精镗，精镗及研磨主轴轴承座孔给予只有相互位置精度要求的加工表面。这些是气缸体加工的关键程序。把主要孔的精加工作为最后的加工阶段，除上述原因之外，还可以防止这些表面加工过程中遭到破坏。第五章绘制“三图一卡”绘制组合机床”三图一卡”,就是针对具体零件,在选定的工艺和结构法案的基础上,进行组合机床总体法案图样文件设计。内容包括:绘制被加工零件工序图,加工示意图,机床联系尺寸图和编制生产率计算卡”。本次设计工序是钻两侧面的孔。第一节加工工序图一、被加工零件工序图的作用和要求被加工零件工序图是根据制定的工序方案,表示所设计的组合机床上完成的工序内容,加工部位的尺寸,精度,表面粗糙度及技术要求,加工用的定位基准,夹压部位以及被加工零件的材料,硬度和在本机床加工前加工余量,毛坯或半成平情况的图样,除了设计研制合同外,它是组合机床设计的具体依据,也的也是制造,使用,调速和检验机床精度的重要文件。二、被加工零件工序图的内容 1、被加工零件的形状和主要轮廓尺寸及本工作设计有关部位结构形状和尺寸。2、本工序所选用的定位基准,夹紧部位及夹紧方向。3、本工序加工表面的尺寸,精度,表面粗糙度,形位公差等级,技术要求以及对上道工序的技术要求。4、注明被加工零件的名称,编号,材料,硬度以及加工部位的余量。三、编制被加工零件工序图的注意事项1、本机床加工部分的位置尺寸由定位基面标起，尤其在本机床加工，所选用的定位基面与设计基面不一致时，还必须对各孔要求的位置精度进行分析和换算，即把不对称公差的尺寸换算成对称公差尺寸。以便在进行夹具镗模孔设计和主轴箱设计时，确定镗模孔尺寸及主轴位置尺寸，并把各孔位置尺寸改为从定位基面标注。2、对孔的加工余量要认真分析，在镗阶梯孔时，其大直径孔的单边余量应小于相邻两孔半径之差，以便镗刀能通过。在加工毛坯孔时，不仅要弄清楚加工余量，还需要注意孔德铸造偏心及铸造毛刺大小，以便设计相应尺寸的镗杆，保证加工能正常进行。3、对精镗机床必须注明是否允许有刀痕，以及允许退刀痕的形状。为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出本机床加工内容，绘制时对本机床加工部件用粗实线表示，其尺寸打上方框，其余部位用细实线表示，定位基准符号用“”，”表示，夹压位置符号用表示。第二节加工示意图一、被加工零件示意图的作用：加工示意图是在工艺方案和机床总方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案、具体的机床工艺方案图。它是设计刀具夹具多轴箱和液压、电气系统以及选择动力部件。绘制机床总配合尺寸图的主要依据，是对机床总体布局和性能的原始要求，也是调整机床刀具所必须的重要技术文件。二、被加工零件示意图的内容：1、机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作行程。2、工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸。3、主轴结构类型、尺寸及外伸长度。4、刀具类型、数量和结构尺寸、直径和长度、接杆、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等结构尺寸。5、刀具、导向套间的配合,刀具、接杆主轴之间的连接方式及配合尺寸等。6、加工部位结构尺寸、精度及分布情况。7、工件名称、材料、加工余量、切削液及是否需要让刀等。8、工件加工部位向视图，并在向视图上编出孔号。三、选择刀具、导向及有关计算（一）选择刀具选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排泄及生产率等要求。只要条件允许，应尽量选用标准刀具。孔加工刀具（钻、扩、绞等）的直径应与加工部位尺寸、精度相适应，其长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端离导向套外端面30-50mm，以利排泄和刀具磨损后有一定的向前调整量。本工序为钻2个30的通孔和1个20的通孔。工件材料为：特种合金铸铁，硬度210-241HBS。精度为10m。初选刀具为硬质合金扩孔钻。查阅组合机床设计简明手册p47表2-7初选切削用量：（1）加工直径 d=20mm切削速度 v=18.84m/min 进给量 f=0.22mm/r 得主轴转速（2） ( 2 ) 加工直径 d=30mm切削速度 v=22.608m/min 进给量 f=0.275mm/r 得主轴转速由同一主轴箱上各主轴的每分钟进给量是相等的，等于动力滑台的工进速度，即=。=3000。22=66mm/min（二）导向套的选择导向套的类型通常分为两类，一类是固定式导向套，即刀具导向套部分与导套之间既有相对移动又有相对转动；另一类是旋转式导向套，刀具导向部分与导套之间只有相对移动而无相对转动。相对转动线速度小于20m/min时，通常采用固定式导向套；大于20m/min时，为避免刀杆与导向套摩擦发热变形，产生“别劲”现象，应选用旋转导向。导向套的数量应根据工件形状、内部结构、刀具刚性及加工精度等情况决定。通常钻、扩、绞单层壁小孔，或镗、扩、绞深度不大的大孔时，采用单个导向套；在工件铸孔上有扩孔时，为加强刀具导向刚性，采用双向导套当刀杆悬伸较长或扩、绞孔位置精度要求较高时，有时需要采用长导向套，双导向套或多导向套加工。导向套的主要参数通常指：导套的直径及公差配合，导套的长度及导套到工件端面距离。这些参数根据已确定的导向套类型、工件形状、公差精度及刀具刚性等确定。固定式导向套的长度取刀具导向部分直径的24倍，导向套直径大者取小值，直径小时取大值。旋转导向导向套的长度应取导向部分直径的23倍。在本设计中，导向套应选用单个固定式，导向套的长度取40mm。（三）确定导向套离工件端面的距离导向套离工件端面的距离一般按h=(0.30.7)d取值，加工铸铁时取小值，加工钢件时取大值。所以导向套离工件端面的距离取h=30mm。（四）确定主轴类型、尺寸、外伸长度主轴轴径尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削转矩T 查组合机床设计简明手册表3-4 初定主轴轴径考虑便于生产管理，适当简化规格。综合考虑加工精度和具体工件条件，查资料组合机床设计简明手册，按表3-6和表4-1选定主轴外伸长度L、外径D和内径及配套的刀具接杆莫氏锥度号或攻螺纹靠模规格代号等。选定主轴轴径，主轴外伸尺寸L=115，外伸端为40/28。主轴轴径，主轴外伸尺寸L=115，外伸端为50/36。接杆莫氏圆锥号为1。（五）确定连杆的规格和主要尺寸根据主轴端部的内径或莫氏锥度，在刀杆的设计标准中选出刀杆的规格和主要尺寸，其中包括刀杆长度的推荐范围。主轴1选用的连杆：mm主轴2选用的连杆： L=260mm.（六）工作行程长度的确定 1、工作进给长度。工作进给长度等于被加工部位的长度与刀具切入长度和切出长度之和，切出长度应取，d为钻头直径；切入长度可根据工件端面误差确定，一般为510mm，在本设计中工作进给长度为32mm。 2、快速退回长度。一般在固定式夹具的钻、扩、绞孔机床上，快速推回长度必须保证所有道具都退进夹具导向套内，不影响装卸工作即可。对于夹具需要回转和移动的机床，快速退回长度必须把道具、托架、活动钻模板以及定位销等都退离到家具运动时间可能碰到的范围以外，或不影响装卸工件的距离。所以快速退回长度取60。 3、快速引进长度。快速引进是动力部件把刀具快速送到工作进给开式的位置，本设计中应等于快退长度减去工进长度，取其为28 4、动力部件总行程长度。动力部件总行程长度除必须满足工作循环刚做行程要求外，还要考虑调整和装卸刀具的要求，即考虑前备量和后备量。前备量是指刀具磨损和补偿安装制造误差，动力部件可以喜爱那个前调整的距离。后备量是指刀具连同接杆一起从主轴上取出时，保证刀具退离导套外的距离大于接杆插入主轴孔内的长度。取前备量30mm,备量180mm .（七）、其它应注意的问题1、加工示意图上应有足够的联系尺寸，并标注恰当，如主轴端部尺寸、刀具结构尺寸、导向尺寸、工件至夹具的尺寸，工件本身以及加工部件的尺寸等。2、应有足够的说明，如被加工零件的图号、材料、硬度、加工余量、工件是否有让刀运动，以及是否采用冷却。3、加工部位的示意图，需要将工件各面的形状和加工孔的位置用缩小比例画出，并标注孔号。4、相邻两孔中心距小的主轴，须在展开图上按照比例画出，以便检查主轴、接杆、导向及浮动头是否相碰。5、加工示意图是按照加工终了状态绘制。四、加工示意图简图第三节机床联系尺寸图一、被加工零件联系尺寸图的作用:1、机床联系尺寸图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据。2、按初步选定的主要通用部件以及确定的主用部件的总体结构而绘制的。3、可用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系运动关系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适。4、它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据，它可以看成是机床总体外观简图。二、被加工零件联系尺寸图的内容：1、表明机床的配置型式与总布局。已适当数量的视图，用同一比例画出主要部件的外廓形状和相关位置，表明机床基本型式及操作位置等。2、完整齐全的反应各部件间的主要装配关系和联系尺寸，专用部件的主要联系尺寸、运动部件的机械极限位置几、及各滑台工作循环总的工作行程和前后行程备量尺寸。3、标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件包括机床全部通用及专用零部件。4、标明机床验收标准及安装规程。三、动力部件的选择动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。由加工示意图得：D=19.8mm 轴向力：切削功率总轴向力总切削功率由组合机床设计简明手册得：左右多轴箱选1TD25-型动力箱驱动轴转速，n=785r/min; 电动机选Y100L-4型，功率为2.2kw; 选1HJc25-型滑台，最大行程400mm，滑台台面宽度为B=250mm；快速进给速度为8m/min；由表5-2选滑台附件，过渡箱为 1HJ25-F51,导轨防护装置为1HJ25-F81,制动器T3542，立柱为1CL25M，立柱侧底座为1CD252M,滑台侧底座为1CC252M四、组合机床其它尺寸的确定（一）确定机床装料高度H装料高度一般是指工件安装基面至地面的垂直距离。据国家标准，装料高度取H=895mm(二)确定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸，在长宽方向应满足夹具的安装需要。这里选500800560JB1529-79(三)确定多轴箱轮廓尺寸标准通用钻镗类多轴箱的厚度是一定的。卧式为325mm，因此确定多轴箱尺寸，主要是确定多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度h1。 B=b+2b1 H=h+h1+b1其中 b工件在宽度方向相距最远的两孔距离，此图中为236mm b1最边缘主轴中心至箱体外壁距离（为保证多轴箱内有足够空间安排齿轮，这里取100mm） h工件在高度方向相距最远的两孔距离，此图为165mm h1最低主轴高度多轴箱最低主轴高度h1必须考虑工件最低孔位置h2，机床装料高度H、滑台总高h3、底座高度h4等尺寸确定 h2=40mm H=895mm h3=250mm h4=560mmh1、H、B的计算如下： h1=h2+H-(0.5+h3+h4) =40+895-(0.5+250+560) =124.5mm滑台与底座之间有h5=5mm的调整垫故h1=h2+H-(0.5+h3+h4+h5) =40+895-(0.5+250+560+5) =119.5mm H=h1+h+b1 =119.5+40+100 =259.5mm B=b+b1 =250+2100 =450mm按通用多轴箱箱体系列尺寸标准，选定多轴箱轮廓尺寸BH=500mm400mm。(四)绘制机床联系尺寸总图其中长、宽方向的尺寸链要封闭长度方向从工件中心到夹具、多轴箱、滑台、再由滑台返回到滑台前端、侧底座、中间底座、工件中心封闭：230+113+1217=1194+48+318高度方向从中心底座、夹具底座、支承块、最低主轴高度到主轴箱、滑台、调整垫、侧底座封闭：560+275+60+40=120+250+5+560五、机床联系尺寸图简图:第六章多轴箱右主轴箱设计第一节多轴箱的基本结构多轴箱是组合机床的重要专用部件。他是根据加工示意图所确定的工件加工孔数和位置、切削用量和主轴类型设计的传动各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。多轴箱一般具有多根主轴同时对一列孔进行加工。但也有单独的，用于镗孔居多。多轴箱按结构特点分为通用（即标准）多轴箱和专用多轴箱两大类。前者结构典型，能利用通用的箱体和传动件；后者结构特殊，往往需要加强主轴系统刚性，而使主轴及某些传动件必须专门设计，故专用多轴箱通常指“刚性主轴箱”，即采用不需刀具导向装置的刚性主轴和用精密滑台导轨来保证被加工孔的位置精度。通用多轴箱则采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。多轴箱的通用箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。多轴箱体基本尺寸系列标准（GB3668.183）规定，9种名义尺寸用相应滑台的滑鞍宽度表示，多轴箱体宽度和高度是根据配套滑台的规定按规定的系列尺寸选择。多轴箱后盖与动力箱法兰尺寸可查表，其结合面上联结螺孔、定位销孔及其位置与动力箱联系尺寸相适应。多轴箱的标准厚度为180mm；用于卧式多轴箱的前盖厚度为55mm，用于立式的因兼作油池用，故加厚到70mm；基型后盖的厚度为90mm，变型后盖厚度为50mm、100mm、125mm三种，应根据多轴箱传动系统安排和动力部件与多轴箱的连接情况合理选用。如只有电机轴安排排或排齿轮，可选用厚度为50mm或100mm的后盖，此时，后盖窗口应按齿轮外廓加以扩大。第一节通用多轴箱设计目前，多轴设计有一般设计法和电子计算机辅助设计法两种。计算机设计多轴箱，由人工输入原始数据，按事先编制的程序，通过人机交互方式，可迅速、准确地设计传动系统，绘制多轴箱总图、零件图和箱体补充加工图，打印出轴孔坐标及组件明细表。一般设计法的顺序是：绘制多轴箱设计原始依据图；确定主轴结构、轴径及齿轮模数；拟订传动系统；计算主轴、传动轴（也可用计算机计算和验算箱体轴孔的坐标尺寸），绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图，零件图及编制组件明细表。具体内容和方法简述如下。一、绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。其主要内容及注意事项如下：1、根据机床联系尺寸图，绘制多轴箱外形图，并标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴的相对位置尺寸。2、根据机床联系尺寸图和加工示意图，标注所有主轴位置尺寸及工件与主轴、主轴与驱动轴的相关位置尺寸。在绘制主轴位置时，要特别注意：主轴和被加工零件在机床上是面对面安放的，因此，多轴箱主视图上的水平方向尺寸与零件工序图上的水平方向尺寸正好相反；其次，多轴箱上的坐标尺寸基准和零件工序图上的基准经常不重合，应根据多轴箱与加工零件的相对位置找出统一基准，并标出其相对位置关系尺寸，然后根据零件工序图各孔位置尺寸，算出多轴箱上各主轴坐标植。3、根据加工示意图标注各主轴转速及转向，主轴逆时针转向（面对主轴看）可不标，只注顺时针转向。4、列表标明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸等。5、标明动力部件型号及其性能参数等。下图所示为双面卧式钻床组合机床左主轴箱设计原始依据图。较简单的多轴箱可不画原始依据图。多轴箱设计原始数据图主轴外伸尺寸及切削用量轴号主轴外伸尺寸（mm）切削用量备注D/dL工序内容n(r/min)v(m/min)f(mm/r)1、225/1685钻6.8孔658140.133、4、525/1685钻6.8孔658140.136、7、825/1685钻6.8孔658140.13注：1、被加工零件编号及名称：468Q发动机气缸体。材料及硬度，特种合金铸铁，210HBS。2、动力部件1TD25-A，1HY-40，P=2.2KW，n=1420r/min。二、主轴、齿轮的确定及动力运算1、主轴型式和直径、齿轮模数的确定主轴的型式和直径，主要取决与工艺方法、刀具主轴联接机构、刀具的进给抗力和切削转矩。如钻孔时常采用滚珠轴承主轴；扩、镗、铰孔等工序工序常采用滚锥轴承主轴；主轴间距较小时常选用滚针轴承主轴。设计时，尽可能不选用15mm直径的主轴和滚针主轴，因为滚针轴承精度低、结构刚度及装配工艺性都较差，既不便于制造又不便于维修。主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的直径也参考主轴直径大小初步选定。待齿轮传动系统设计完成后再验算某些关键轴径。齿轮模数m（单位为mm）一般用类比法确定，也可按公式估算，即：式中 P齿轮所传递的功率，单位为kM； z一对啮合齿轮中的小齿轮齿数； n小齿轮的转速，单位为rmin.多轴箱中的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4几种。为便于生产，同一多轴箱中的模数规格最好不要多于两种。首先，根据切削用量，查组合机床设计参考图册由计算公式计算扭矩： D钻头直径 f每转进给量已知 D=6.8mm f=0.13mm/r得 T=1932N.mm从组合机床设计简明手册P43表3-4计算轴径d=13mm，由组合机床设计简明手册P56表4-1选取主轴直径d=15mm满足设计要求。2、多轴箱所需动力计算多轴箱的动力计算包括多轴箱所需要的功率和进给力两项。传动系统确定之后，多轴箱所需要的功率按下列公式计算：式中切削功率，单位为KW；空转功率，单位为KW；与负荷成正比的功率损失，单位为KW。每根主轴的切削功率，由选定的切削用量按公式计算或查图表获得；每根主轴的空转功率按组合机床设计简明手册P62表4-6确定；每根主轴上的功率损失，一般取所传递功率的1%。根据组合机床设计参考图册功率计算公式得主轴切削功率： T扭矩V切削速度D钻头直径则有空转功率：由于主轴直径为15mm，根据组合机床设计简明手册P62表4-6：转速： n=630r/min ,轴径为15mm时：;轴径为20mm时：；而主轴转速为n=703r/min，根据插值法：因此：功率损失：每根轴上的功率损失，一般可取所传递功率的1%因此：=1.17+0.32+0.012=1.502kW多轴箱所需的进给力（单位为N）可按下式计算：式中各主轴所需的轴向切削力，单位为N。D钻头直径 f每转进给量已知 D=6.8mm S=0.13mm/r F=857.12N 实际上，为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于。三、多轴箱传动设计多轴箱传动设计，是根据动力箱驱动轴位置和转速、各主轴位置及其转速要求，设计传动链，把驱动轴和主轴联系起来，使各主轴获得预定的转速和转向。1、对多轴箱传动系统的一般要求（1）在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求传动轴和齿轮规格、数量为最少。为此，应尽量用一根中间传动轴带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排上。当中心距不符合标准时，可采用变位齿轮或略微改变传动比的方法解决。（2）尽量不用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷。遇到主轴较密时，布置齿轮的空间受到限制或主轴负荷较小、加工精度要求不高，也可用一根强度较高的主轴带动12根主轴的传动方案。（3）为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1/2（最佳传动比为111.5），后盖内齿轮齿轮传动比允许至1/313.5，尽量避免用升速传动。当驱动轴转速较低时，允许先升速然后再降一些，使传动链前面的轴、齿轮转矩较小，结构紧凑，但空转功率损失随之增加，故要求升速传动比小于等于2；为使主轴上的齿轮不过大，最后一级经常采用升速传动。（4）用于精加工主轴上的齿轮，应尽可能设置在第排，以减少主轴的扭转变形；精加工主轴上的齿轮，应设置在第排，以减少主轴端的弯曲变形。（5）驱动轴直接带动的转动轴数不能超过两根，以免给装配带来困难。2、拟定多轴箱传动的基本方法拟定多轴箱传动系统的基本方法是：先把全部主轴中心尽可能分布在几个同心圆上，在各个同心圆的圆心上分别设置中心传动轴；非同心圆分布的一些主轴，也宜设置中间传动轴（如一根传动轴带二根或三根主轴）；然后根据已经选定的中心传动轴再取同心圆，并用最少的传动轴带动这些中心传动轴；最后通过合拢传动轴与动力箱驱动轴连接起来。（1）将主轴划分为各种分布类型：被加工零件上加工孔的位置分布是多种多样的，但大致可归纳为：同心圆分布、直线分布和任意分布三种类型。因此，多轴箱上主轴分布相应分为这三种类型。1）同心圆分布：对这类主轴，可在同心圆处分别设置中心传动轴，由其上的一个或几个（不同排数）齿轮来带动各主轴。2）直线分布：对此类主轴，可在两轴中心连线的垂直平分线上设传动轴，由其上一个或几个齿轮来带动各主轴。3）任意分布：对此类主轴可根据“三点共圆”原理，任意分布可以看作是同心圆和直线的混合分布形式。（2）确定驱动轴转速转向极其在多轴箱上的位置：驱动轴的转速按动力箱型号选定；当采用动力滑台时，驱动轴旋转方向可任意选择；动力箱与多轴箱连接时，应注意驱动轴中心一般设置于多轴箱箱体宽度的中心线上，其高度则决定于所选动力箱的型号规格。驱动轴中心位置在机床联系尺寸图中已经确定。（3）用最少的传动轴及齿轮副把驱动轴和各主轴连接起来：在多轴箱设计原始依据图中确定了各主轴的位置、转速和转向的基础上，首先分析主轴位置，拟订传动方案，选定齿轮模数（估算或类比），再通过“计算、作图和多次试凑”相结合的方法，确定齿轮齿数和中间传动轴的位置及转速。 1）齿轮齿数传动轴转速的计算公式式中 u啮合齿轮副传动比；啮合齿轮副齿数比；、分别为主动和从动齿轮齿数；,、分别为主动和从动齿轮转速，单位为rmin；A齿轮啮合中心距，单位为mm；m齿轮模数，单位为mm。2）传动路线设计方法：当主轴数少且分散时即中心距较大，且驱动轴上齿轮参数规定为：=2126，m=3或4，如用一对齿轮传动满足了轴间距A的要求，却不能满足的要求，此时可用增设中间轴的方法解决；当主轴数量较多且分散时，可将比较接近的主轴分成几组，然后从各组主轴开始选取不同的中间传动轴，分别带动各组主轴，再通过合拢轴将各中间轴和驱动轴联系起来。在排列齿轮时，要注意先满足转速最低及主轴间距最小的那组主轴的要求。还应注意中间轴转速尽量高些，这样扭矩小，且使驱动轴和其它传动轴连接的传动比不致太大。（4）润滑泵轴和手柄轴的安置：多轴箱常采用叶片油泵润滑，油泵供油至分油器经油管分送个润滑点（如第排齿轮、轴承、油盘等）。箱体较大、主轴超过30根时，用两个润滑泵。油泵安装在箱体前壁上，泵轴尽量靠近油池。（吸油高度不超过400500mm）；通常油泵齿轮放在第排，以便于维修，如结构限制，可放在第排；当泵体或管接头与传动轴端相碰时，可改用埋头传动轴。润滑叶片油泵结构及输油量可参阅组合机床设计简明手册P157图7-12、7-13。多轴箱一般设手柄轴，用于对刀、调整或装配检修时检查主轴精度。手柄轴转速尽量高些，其周围应有较大空间。3、传动零件的校核传动系统拟订后，应对总体设计和传动设计中选定的传动轴颈和齿轮模数进行验算，校核是否满足工作要求。（1）验算传动轴的直径：按下式计算传动轴所承受的总转矩：式中作用在第n个轴上的转矩，单位为Nm；传动轴至第n个主轴之间的传动比。注意上式中不包括对于只有一排传动齿轮的转矩计算，这是因为传动轴上只有一排齿轮时，其承受的转矩理论上等于零。对于这种传动轴，一般按其所承受的弯矩来验算。总转矩算出后，按组合机床设计简明手册P43表3-4、3-5公式验算所选用的传动轴直径是否满足要求。（2）齿轮模数的验算：一般只对多轴箱中承受载荷最大、最薄弱的齿轮进行接触强度和弯曲强度的验算，验算公式参见机床课程设计指导。四、多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图坐标计算就是根据已知的驱动轴和主轴的位置及传动关系，精确计算各中间传动轴的坐标。其目的是为多轴箱箱体零件补充加工图提供孔的坐标尺寸，并用于绘制坐标检查图来检查齿轮排列、结构布置是否合理。多轴箱坐标计算步骤、要求如下：1、选择加工基准坐标系XOY，计算主轴、驱动轴坐标（1）加工基准坐标系的选择：为便于加工多轴箱体，设计时必须选择基准坐标系。通常采用直角坐标系XOY。根据多轴箱的安置及加工条件，常有下述两种方法：坐标原点选在定位销孔上，如下图所示，这种方法适用于多轴箱安装在动力箱上。通常用立式坐标镗床加工箱体孔系较为方便；坐标系的横轴选在箱体底面，纵轴通过定位销孔，这种方法适用于多轴箱以底面为基准直接安装在滑台上。常用卧式坐标镗床加工多轴箱体孔系，这样使工艺基准与设计基准一致，易于保证加工精度。注意：图中E值，多轴箱宽度B500mm时，E=25mm,B500mm时,E=50mm。（2）计算主轴及驱动轴的坐标：根据多轴箱设计原始依据图，按选定的基准坐标系XOY，计算或标出各主轴及驱动轴的坐标（计算精度要求精确到小数点后三位数）。如果零件上孔距尺寸带有单向或双向不等公差，则在标注坐标时，应把公差考虑进去，使孔距的名义坐标尺寸恰好位于公差带的中央。如孔距为时，应标注为100.05；又如孔距为时，应标注为99.95。2、计算传动轴的坐标计算传动轴坐标时，先算出与主轴有直接传动关系的传动轴坐标，然后再计算其它传动轴坐标。传动轴的传动形式很多，一般可分为三类：与一轴定距；与二轴定距；与三轴定距。其计算方法详见组合机床设计简明手册P70。3、验算中心距误差多轴箱体上的孔系是按计算的坐标加工的，而装配要求两轴间齿轮能正常啮合。因此，必须验算根据坐标计算确定的实际中心距A，是否符合两轴间齿轮啮合要求的中心距R，R和A的差值为验算标准：中心距允差。三种传动轴的验算公式如下：（1）传动轴与一轴定距验算公式：（2）传动轴与二轴定距验算公式：（3）传动轴与三轴定距验算公式：验算公式中各坐标值是带正负号带入算式运算的.当验算不合格,即时,在检查运算确无错误后,方可按坐标计算的值,采用变位齿轮凑足中心距来满足齿轮正常啮合要求.4、绘制坐标检查图在坐标计算完成后,要绘制坐标及传动关系检查图,用以全面检查传动系统的正确性.(1)坐标检查图的主要内容 1)通过齿轮啮合,检查坐标位置是否正确;检查主轴转速及转向. 2)进一步检查各零件间有无干涉现象. 3)检查液压泵、分油器等附加机构的位置是否合适.(2)坐标检查图绘制的顺序及要求坐标检查图最好按1:1比例绘制,其绘制顺序及要求: 1)绘出多轴箱轮廓尺寸和坐标系XOY. 2)按计算出的坐标值绘制各主轴、传动轴轴心位置及主轴外伸部分直径,并注明轴号及主轴、驱动轴、液压泵轴的转速和转向等. 3)用点划线绘制出各齿轮的分度圆,注明各齿轮轮数、模数、所处排数及变位齿轮的变位量. 4)为了醒目和便于检查,可用不同颜色细线条画出轴承、隔套、主轴防油套的外径、附加机构的外廓及其相邻轴的螺母外径.检查图绘好后,根据各零件在空间的相对位置逐排(轴)检查有无碰撞干涉现象,并再次复查主轴与被加工孔的位置是否一致.若相邻非啮合轴齿轮间齿轮与轴套间间隙很小似碰非碰时,须画出齿顶圆作细致检查,甚至作必要的计算,以验证是否发生干涉现象.当某一轴上的齿轮或位置修改后,需对有关连的轴作相应的修改,并再一次检查主轴位置、工件尺寸与钻(镗)模板孔的位置是否一致.第三节多轴箱的传动设计方案一、传动设计方案分析上图为此次设计的多轴箱传动系统传动方案图:由驱动轴同时带动两根传动轴转动,再分别设置传动轴带动主轴转动.因为所钻孔距离较大,如果只设置一根传动轴带动主轴钻孔,齿轮齿数规格较大且所钻孔孔距又较小,各孔模数可选2,电动机轴模数可选3.1，2轴距驱动轴过远，所以需经轴传动，3、4轴可以设计一根轴传动，5-8轴可只设计一根中间传动轴带动其转动便可满足传动要求。二、传动系统的设计计算1、各齿轮参数的设计计算：已知：主轴转速 n=658r/min，主轴直径 d=15mm，主轴齿轮模数 m=2；驱动轴转速n=785r/min。润滑泵轴齿数z=30，齿轮模数 m=2。设驱动轴齿轮齿数z=21，m=3;主轴1、2齿轮齿数z=17；主轴3、4、5、6、7、 8齿轮齿数z=24；传动轴9小齿轮齿数z=20，m=2，大齿轮齿数z=28，m=3; 传动轴10小齿轮齿数z=27，m=2，大齿轮齿数z=21，m=3; 传动轴11小齿轮齿数z=23，m=2，大齿轮齿数z=24，m=3; 传动轴12齿轮齿数z=21，m=3; 传动轴13齿轮齿数z=21，m=3;传动轴14小齿轮齿数z=23，m=2，大齿轮齿数z=24，m=3;对于传动轴10、12、13上的齿轮，由于它们是作为过渡齿轮存在，只要其尺寸结构不影响其他轴及齿轮，其齿轮可以任意选取。因此：已知：所取动力箱型号1TD25，电动机转速1420r/min，驱动轴转速785r/min。与原始依据图的要求基本一致，转速相对损失在5%以内符合设计要求；润滑泵转速也符合要求。根据各主轴实际转速，对加工示意图中的切削用量进行修正。2、轴径尺寸的确定：本套传动系统中有八根主轴，六根传动轴，一根油泵轴15轴。各传动轴的计算结果如下：轴9：查组合机床设计P607表5-10：选取直径d=15mm，为了提高轴的刚度，并减小传动件的规格，选取轴径d=20mm。轴10:同上选取轴径d=20mm。轴11：轴12：轴13：轴14：轴O：此轴为主传动轴，由其传递的扭矩是由动力箱输出的，扭矩大，此外，该轴还是手柄轴，根据组合机床设计简明手册表7-19，选取轴径 d=30mm。各轴轴径及齿轮参数轴径齿数扭矩转速11517188.765821517188.7 65831524188.7 65841524188.7 65851524188.7 65861524188.7 65871524188.7 65881524188.7 65892028377.4 686.9102024377.4686.9112024739.1 686.9122021. 785132021 785142024 686.9O3021 7853、校验：(1)齿轮模数校核分析：传动过程中，齿轮啮合会产生很大的弯曲疲劳强度，在所有齿轮啮合过程中，以动力头齿轮和、V上的齿轮啮合产生的应力最大。因此选取动力头齿轮进行模数计算：查机械设计P209，公式10-5 有：公式中：为载荷系数：使用系数，查P201 ，表10-2，取=1.25 ：动载系数，查P202 ，图10-8，取=1.25 ：齿间载荷分布系数，查P203 ，表10-3，取=1.0 ：齿间载荷分布系数, 查P204 ，表10-4，取=1.117T：传递扭矩；因为传递的功率较小，选取，、查P209，表10-5 查P216，图表10-20c，=427由于齿轮模数大小取决于弯曲强度所决定的承载能力。m=31.22，完全满足疲劳强度要求。因此所取齿轮模数满足使用及性能要求。（2）轴的强度校核：从上述可知，各轴所能承受的扭矩：轴18 d=15mm 轴 d=20mm 通过计算各轴所承受载荷的情况：轴18 轴：轴：轴：轴：轴：轴：轴O：由此可以得出，各轴实际承受的扭矩远远小于轴所能承受的扭矩最大值。因此其强度完全满足要求。第四节绘制多轴箱总图及零件图1、多轴箱总图设计通用多轴箱总图设计包括绘制主视图、展开图，编制装配表，制定技术条件等四部分。（1）主视图主要表明多轴箱主轴位置及齿轮传动系统，齿轮齿数、模数及所在排数，润滑系统等。因此，绘制主视图就是在设计的传动系统图上标出各轴编号，画出润滑系统，标注主轴、油泵轴、驱动轴的转向及坐标尺寸、最低主轴高度尺寸及箱体轮廓尺寸等。并标注部分件号。（2）展开图其特点是轴的结构图形多。各主轴和传动轴上的零件大多是通用化的，且是有规则排列的。一般采用简化的展开图并以装配表相配合，表明多轴箱各轴组件装配结构。绘制的具体要求如下： 1）展开图主要表示各轴及轴上零件的装配关系。包括主轴、传动轴、驱动轴、受柄轴、油泵轴及其上相应的齿轮、隔套、防油套、轴承或油泵等机件形状和安装的相对位置。图中各零件的轴向尺寸和径向尺寸（齿轮除外）要按比例画出，轴向距离和展开顺序可以不按传动关系绘制，但必须注明齿轮排数、轴的编号及直径规格。对近距离轴往往要求按实际间距绘制相关轴的成套组合件，以便能直观地检查有否碰撞现象。 2）对结构相同的同类型主轴、传动轴可只画一根，在轴端注明相同轴的轴号即可。对于轴向装配结构基本相同，只是齿轮大小及排列位置不同的两根或两组轴，可以合画在一起，即轴心线两边各表示一根或一组轴。 3）展开图上应完整标注多轴箱的三大箱体厚度尺寸及箱壁和内腔有关联系尺寸、主轴外伸长度等。总图上还应有局部剖视表明动力箱与后盖及前后盖与箱体间的定位结构。（3）主轴和传动轴装配表把多轴箱中每根轴（主轴、传动轴、油泵轴）上齿轮套等基本零件的型号规格、尺寸参数和数量及标准件、外购件等，按轴号配套，用装配表表示。这样使图表对照清晰易看，节省设计时间，方便装配。（4）多轴箱技术条件多轴箱总图上应注明多轴箱部装要求。即： 1）多轴箱制造和验收技术条件：多轴箱按ZBJ58011-89组合机床多轴箱制造技术条件进行制造，按ZBJ58012-89组合机床多轴箱验收技术条件进行验收。 2）主轴精度：按JB3043-82组合机床多轴箱精度标准（详见组合机床设计简明手册P148表7-12）进行验收。2、多轴箱零件设计多轴箱总图设计中，大多数零件是选用通用件、标准件和外购件；对于变位齿轮、专用轴等零件，则应设计零件图；对于多轴箱体类通用件，必须绘制补充加工图。（1）专用零件工作图如变位齿轮、专用轴和套等零件，可按一般零件工作图规定。参照同类通用零件图，结合专用要求设计绘图。（2）补充加工图多轴箱体、前盖、后盖等通用零件，应根据多轴箱总图要求，绘制出需补充加工的部位，（如多轴箱体主轴承孔、传动轴承孔、油泵及其轴孔，定位销孔、后盖窗口扩大部位结构等），通常习惯用粗实线画出补充加工部位的结构，其尺寸、形位公差、表面粗糙度等均按机械制图国际规定格式标记；通用铸件的原有部分的轮廓等一律用细实线表示。外文资料The aggregate machine-tool CAD system development and research Abstract aggregate machine-tool CAD is in Window 95/98, Wndows under the NT4.0 environment, designs personnels special-purpose CAD system with VC5.0 and the AutoCAD R14 ADS/ARX technology development face the aggregate machine-tool.This software technological advance, performance reliable, function strong, convenient practical, has provided the modernized design tool for our country aggregate machine-tool profession.Key word: Aggregate machine-tool CAD jig CAD multi-axle-box CAD1 uses the aggregate machine-tool CAD technology imperativeThe aggregate machine-tool is with according to serialized, the standardized design general part and the special purpose machine which composes according to the work piece shape and the processing technological requirement design special-purpose part, belongs to the disposable design, the disposable manufacture piecework product.Therefore, the design quantity is big, the design work is complex.In the current competition intense market economy, the user to the engine bed technical sophistication, the quality reliability as well as the goods supply cycle all requests very high, but guaranteed these many factors the key is the design. In the past that backward manual design method has not been able to satisfy the product design the request, uses the CAD technology, throws off the chart board, has become the current technological revolution the tidal current, imperative.2 aggregate machine-tool CAD the application present situation Overseas aggregate machine-tool CAD technology research starts the comparison early.At the beginning of the 70s, some industry developed country first starts in the multi-axle-box CAD aspect to study. Has entered since in particular for the 90s, along with the computer technology development, the interactive cartography and the database management system and so on the development and the application, causes the aggregate machine-tool CAD technology day by day practical also the use scope expands unceasingly, the developed country has used the CAD technology generally in the aggregate machine-tool design.At present, to CAD/CAM integrative system development. In recent years, according to us to American several main engine bed factories (BURGMAST, KINGSBURY, companies and so on INGERSOLL LAMB, CINCINNATI, MILACRON, CROSS) the understanding, its CAD technology obtained the universal application. In which most noticeable is INGERSOLL Corporation has 50 interactive CAD workstation composition software and hardware environment, caused it to realize nearly 100% CAD. On the domestic machine tool design portfolio using CAD understanding earlier. The beginning of the 1970s, Dalian Machine Tool Institute portfolio started on the research in this area of work. 1978 state as a combination of mechanical CAD machine industrial projects, and instructed the Shanghai Jiaotong University. Dalian Machine Tool Institute portfolio, a ministry official in charge of the Institute of Automation, Dalian Polytechnic University, Qinghua University, Beijing University of Technology, Shanghai Institute of mechanical and electrical products and other units to participate in the drilling machine CAD combination of research, This raised our portfolio Machine CAD technology in the district. After 10 years of efforts and achieved initial results. However, the combination of machine CAD system is 12-27 in VAX II and Micro VAX II on the development, hardware investment, which is difficult to use. By the time the hardware and software environment for the restrictions, narrow scope of application software, users inconvenient.3 Development portfolio dedicated machine CAD system software CAD technology is the contemporary electronic information technology an important component of , CAD technology to be commercialized as the most important high-tech industries. The supporting software and hardware, on the basis of different industries, different professions secondary development software, developed for the industry, The dedicated professional commercial software can not only make good economic returns, but will make significant social benefits. Ninth Five-Year Plan period state auto industry as a pillar industry of the national economy, for the industry to provide a combination of technologies and equipment to machine tool industry to develop rapidly. Along with the development of the auto industry, machine designed to enhance portfolio quality, shorten the design cycle has become an extremely urgent task. Combined Machine CAD technology and can shorten the design cycle and improve design quality, enterprises in the sector improve its competitive edge, enterprises will bring about significant economic benefits. Dalian is Chinas important industrial base, as a combination of Machine Tool Industry Technology and Development Center in Dalian Machine Tool Institute portfolio, industry should play the leading role for the realization of design automation, enhance technological innovation and product competitiveness. promoting our portfolio machine design standards, as soon as possible combination of machine tool industry to provide factory-functional, flexible operation, with a friendly interface, high technological content portfolio Machine CAD software.4 software with the technical basis for the development of microelectronics Technology, computer performance has been greatly improved. P II has now dominated the market, P III began listing its CPU performance has been close to the years before the target workstation. Foreign CAD software to the PC Window95/98, Windows NT transplant, such as Pro / Engineer, I-Sui, such as CADDS5. Computer Graphics Accelerator in improving performance, the entity can basically the movement and rotation. PC CAD is a development direction, the corresponding hardware to lower than many workstations. After years of efforts, we use Windows SDK software development technology, Windows environment more dynamic process of technical data exchange (DDE). Database technique (ODBC), Graphics software technology and the development of secondary targets OLE technology (OLE), Development of a generic combination of mechanical CAD and CAD machine integrated CAD system. 5 Combination Machine CAD system software Portfolio Machine CAD system software using C + + language, in the Windows environment for the development of the combination of machine design parameters of the graphic information management system. Database systems with C + + language independent preparation of the financial database software and operating system parameters graphic systems into one. formed powerful parametric graphic information management system. Modular Machine CAD system including removable fixture CAD system, Modular Machine Automatic Line program 3D CAD graphics system, the total portfolio Machine CAD system, Portfolio Map Machine CAD systems and machine tools multi-axle box CAD system. 5.1 Combination fixture mechanical CAD system using parametric CAD graphics information management technology and interactive design methods, developed portfolio fixture CAD system, its widespread applicability, practical and promote the use of broad prospects. Combination fixture CAD system, in accordance with its main functions can be divided into four modules : Location Support System CAD system, Clamping CAD system, CAD-oriented systems and devices typical fixture clamping force of the computer-aided analysis and calculation. 5.1.1 Location Support System CAD systems for supporting the system by positioning support, Auxiliary support and spacing element composition. Location Support refers to the processing maintain a certain position workpiece components; Auxiliary support is only for the processing of the rigidity and stability of an activity-supporting components. Building support plate, supporting block, ancillary support, fixed-pin, telescopic pin parametric graphics library and database performance through inquiries Location Support System database, Positioning support amending parameters graphic parameters, the use of interactive design method, positioning support CAD system. 5.1.2 clamping CAD system clamping usually by clamping force, Transmission among agencies and clamping element is composed of three parts. Part of clamping force for the purpose of generating power source, and will pass on the middle forces drive; Middle drive as a Force that is, to change the direction of force and size, which can produce self-locking, to ensure that the processing power source or disappeared, the role of the workpiece in the cutting force despite reliable clamping; Clamping elements to bear by the middle of the drive transmission clamping force, and direct contact with the workpiece clamping action and implementation. Clamping established tank, clamping components, direct clamping bodies, self-locking clamping mechanism parameters of the graphics and performance database, Clamping inquiries by the Performance database changes clamping mechanism parameters graphic parameters, the use of interactive design, Clamping achieve CAD. 5.1.3 device-oriented CAD system installation guide role is to ensure that the tool and workpiece and the tool of inter - The exact location, raising tool system supports rigid. Correct selection, design-oriented devices, assurance of the accuracy and processing of reliable machine plays an important role in the work. Establish a fixed-oriented packages, roll-forward - oriented devices, , roll-forward device parameters oriented graphics library and database performance through inquiry-oriented device performance database, revised guidance device parameters graphic parameters, the use of interactive design method, CAD-oriented devices. 5.1.4 typical fixture clamping force computer-aided analysis and calculation of the machine to ensure normal reliable working conditions, the clamping force the smaller the better. If blindly increasing the clamping force, which will result in the following consequences : increased fixture drive size; To improve clamping force and linked to the fixture so rigid fixture is too big; increase the clamping of the workpiece in the deformation and effects processing accuracy. Therefore, the right to determine clamping force is important. Typical fixture clamping force computer-aided analysis and calculation : the clamping screw clamping force analysis and calculation Wedge Clamp the clamping force analysis and calculation, the eccentric clamping clamping force analysis and calculation Clamping other agencies clamping force analysis and calculation. Combination fixture interactive CAD system design methods, the use of flexible, widespread applicability, meet all the technical requirements. Fixture system through the establishment of various components of the graphics library, parts of the parameters of graphics library, Parameter graphics information management system, interactive mapping portfolio fixture. 5.2 Combination Machine automatic alignment options CAD 3D graphics system, the total portfolio Machine CAD system, Portfolio Map Machine CAD System 5.2.1 portfolio automatic alignment machine 3D graphics CAD System The CAD system can automatically determine portfolio machine line, drawing portfolio machine automatically 3D graphics, Universal Machine portfolio management structure and performance parts database. This three part by the three independent process to achieve, Using Windows environment more dynamic process of technical data exchange (DDE). achieving three independent process dynamic data exchange, completed the following types of machine configuration combinations Machine Design : more horizontal axle box processing, multi-axle box vertical machining, multi-axle box tilt-processing, the first Horizontal Boring processing, Boring first vertical machining, boring head tilted machining, drilling the first horizontal machining, drilling the first vertical machining, Drilling of the first tilt-processing, tapping the first horizontal machining, the first vertical machining tapping, tapping the first tilt-processing, Milling of the first horizontal machining, milling head vertical machining, milling machining head tilt. 5.2.2 total portfolio Machine CAD system map total portfolio machine with automatic computer-aided design and human-computer design interactive design methods. Automatic design of the structure from the program to map out the final completion of a one-time, interactive design is user participation, choice of interactive components, models and determine a method of positioning. Combination machine is used by the serialization, standardized generic components and by the shape of the workpiece and the processing requirements of the dedicated parts of dedicated machine, thus Machine features that determine its computer-aided design methods. Its versatility to be completed by the computer, and a dedicated help from computer users to achieve, that is, to avoid the automatic design of the applicability of poor, narrow face design limitations. Total portfolio machine parameters graphic information management system in Windows development environment of a human-machine interactive located Total system, which integrates the Windows SDK technology, Database technology and graphics software secondary development of the ADS technology, engineering design provides a very convenient, Efficient design of the machine tool map. The system is suitable for drilling, expansion joints, and tasty, boring, milling, etc. Tapping Machine processing, machine configuration form of single-position reclining, Li, tilt and composite portfolio machine, mobile work desktop machine combinations, combinations Rotary desktop machine. 5.2.3 Combination Machine CAD system portfolio Map Machine Tool schematic design and adjustment team Machine for the important work of one of the drawings, is to identify combinations machine linked size, composition Machine Drawing the basis for the total. To accomplish drilling and reaming, boring, Reaming, Tapping and milling processes. Portfolio machining complex matrix. According to the development of the last 10 years combined experience in the CAD machine, the automated design, only a few input parameters will be completed portfolio Machining Map software, but the application of the matrix of small, have limitations. Combination Machine Map parameters graphic information management system software, interactive design, the use of flexible, widespread applicability, meet all the technical requirements. Combination Machine Map parameters graphic information management system from the main spindle and then leverage, the guidance sets, Tool database operating systems, the operating system parameters graphics, Interactive mapping system to determine composition and cutting machine usage module four components. Axlebox over 5.3 CAD system more Axlebox CAD system CAD system more Axlebox CAD system is a specialized application software can be used for drilling and expansion. hinges, milling, drilling and thread offensive attack composite portfolio Machine Tool box design. System for the raw data from the combination of machine design, a plan that is three cards (workpiece map, processing matrix, Machine size map and the associated productivity calculation card), such as spindle coordinates, speed, and on this basis, interactive system to automatically or engaging in various types of work. 5.3.1 Multi-axle box drive system design combination Multi-axle box drive system design combination of multi-axle box machine drive system is a multi-axis, multi-gear, Multi-time complex transmission system. We have adopted a two-axis, three-axis drive, the basic methodology Transmission is the formation of the two basic methods of connecting continuously portfolio called. The complete transmission module coordinates, various geometric interference checking, transmission components strength check. To achieve optimum transmission purposes (minimum number of drive shaft, gear minimal number), using the following design, as illustrated in figure 1, as shown in Figure 2. Figure 1 2 shaft gear design Figure 2 triaxial Gear Design Optimization Optimization0 - gear shaft has 0 - have gear shaft 1 - the new design Gear 1 - Design new gear 6 Portfolio Machine CAD software operating environment Software operating environment for the hardware : CPU 486 more, Memory 16 M over all software required disk space 350 M above. Software running the software environment : Windows 95/98, Windows NT 4.0, AutoCAD R14.0 7 Portfolio Machine CAD software has been approved by experts and has a market push 1998The combination of machine CAD software approved by experts. The software technology advanced, reliable performance, strong function, convenient and practical. China machine tool industry portfolio provides a modern design tools, the technology level of a leading position at home. The software has been designed in modular machine tool manufacturing plant and the professional engaged in internal-combustion engines, Engine production of large and medium-sized enterprises in the design and manufacture of modular machine tool sector wider application. Constant portfolio such as Jiangsu Machine Co., the second machine factory in Baoding, Diesel Co., Shandong Huayuan Levin move Engine Company Limited. Enterprises in the transformation of traditional industries, through the use of CAD technology, the electronic play of the power of information technology, improve the design level, and enhance the companys ability to create and product competitiveness, achieved good economic and social benefits. 中文译文组合机床CAD系统开发与研究1采用组合机床CAD技术势在必行组合机床是用按系列化、标准化设计的通用部件和按工件的形状及加工

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