变速器前壳体专用卧式镗床设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 1 页 引 言 孔加工在金属切削加工中占有重要地位，一般约占机械加工量的 1/3。为保证孔及孔系间的相互位置精度一般采用镗削加工，对大孔径孔的加工更是如此。 1775年威尔斯发明了一种能够精密加工大炮炮筒的工具，这就是最古老的镗床。经过两个多世纪的发展，镗床和其它现代机械加工设备一样，不再是单一的纯机械产品，融入了更多的微电技术、信息技术和控制技术，准确的说，现代的机床设备是一种机电一体化产品。机电一体化技术就是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。通过微电控制技术在机械领域的应用，现代机床有加工精度高， 效率高，工人劳动强度低，有利于实现生产自动化等的特点。目前，国内外机床正朝着高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化方向发展，并注重工艺适用性和经济性。本次设计就是本着在保证加工精度的前提下，尽量提高生产效率，减轻工人劳动强度，降低生产成本的原则进行的。由于时间仓促，本人水平有限，难免会有错误和纰漏之处，万望海涵！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 2 页 第 1 章概述 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称 之 为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称机床。现代 机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的 40 机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。 床及镗削加工 镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床。通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动，它的加工精度和表面质量要高于钻床，镗床是大型箱体零件加工的主要设备。 镗削一般在镗床、加工中心和组合 机床上进行，主要用于加工箱体、支架和机座等工件上的圆柱孔、螺纹孔、孔内沟槽和端面；当采用特殊附件时，也可加工内外球面、锥孔等。对钢铁材料的镗孔精度一般可达 面粗糙度为 床的发展历程 公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。 十五世纪由于制造钟表和武器的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机 床，以及水力驱动的炮筒镗床。 1500 年左右，意大利人列奥纳多达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。中国明朝出版的天工开物中也载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。 十八世纪的工业革命推动了机床的发展。 1774年，英国人威尔金森发明了较精密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于 1776 年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过 天轴驱动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 3 页 1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。 19世纪，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种类型的机床相继出现。 1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床； 1818年美国人惠特尼制成卧式铣床； 1876 年，美国制成万能外圆磨床； 1835 和 1897 年又先后发明滚齿机和插齿机。 随着电动机的发明，机床开始先采用电动机集中驱动，后又广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具 和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。 随着电子技术的发展，美国于 1952 年研制成第一台数字控制机床； 1958年研制成能自动更换刀具，以进行多工序加工的加工中心。从此，随着电子技术和计算机技术的发展和应用，使机床在驱动方式、控制系统和结构功能等方面都发生显著的变革。 控机床的发展 1、 高速化 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求 越来越高。 2、 高精度化 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。 提高 用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使 制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度，位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少 60% 80%；采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。 3、 功能复合化 复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 4 页 要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合 加工中心、车铣复合 车削中心、铣镗钻车复合 复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工 ，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。 加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。德国 司最新推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。 在 2005年中国国际机床展览会 (，国内外制造商展出了形式各异的多轴加工机床 (包括双主轴、双刀架、 9轴控制等 )以及可实现 4 5轴联动的五轴高速门式加工中心、五轴联动高速铣削中心等。 4、 控制智能化 随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下几个方面： 加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状 态实时调整加工参数 (主轴转速、进给速度 )和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设 备运行的安全性； 加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的；智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位；智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种 信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验 ；智能化交流伺服驱动装置：能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统获得最佳运行；智能 4制造过程中，加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径，将测量、建模、加工、机器操作四者 (即买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 5 页 4M)融合在一个系统中，实现信息共享，促进测量、建 模、加工、装夹、操作的一体化。 5、 体系开放化 向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期；向用户特殊要求开放：更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求；数控标准的建立：国际上正在研究和制定一种新的 以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统 一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。 6、 驱动并联化 并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴 (一般为动平台 )与机座 (一般为静平台 )之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具 有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。 并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“ 21世纪新一代数控加工设备”。 极端化 (大型化和微型化 ) 7、 信息交互网络化 对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理，还可实现 数控装备的数字化服务 (数控机床故障的远程诊断、维护等 )。 8、 新型功能部件 为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括： 高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用； 直线电动机：近年来，直线电动机的应用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 6 页 机械传动结构得到简化，机床的动态性能有了提 高。如：西门子公司生产的 1工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等；德国 司的 式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机；电滚珠丝杆：电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，可以大大简化数控机床的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。 9、 高可靠性 数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数 控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在 2 万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在 7 10 万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为 10000 小时左右，国外整机平均无故障工作时间达 800 小时以上，而国内最高只有 300小时。 10、 加工过程绿色化 随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年 来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在 21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。 11、 多媒体技术的应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比 例缩放功能的实现。除此以外，在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的应用价值。 国数控机床发展现状 我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速， 1998 2004年买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 7 页 国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为 尽管如此，进口机床的发 展势头依然强劲，从 2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国， 2004年中国机床主机消费高达 美元，但进出口逆差严重，国产机床市场占有率连年下降， 1999年是 2003年仅占 1999 年机床进口额为 7624台 )， 2003年达 23320 台 )，相当于同年国内数控机床产值的 。国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显， 70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出 国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。 究意义 世界工业发展的规律表明，工业的基础和命脉，关键在工作母机。一个国家鼎盛的时期，同时也是机床工业最发达的阶段。机床工业，特别是数控机床对国民经济的影响，具有举足轻重地位和作用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 8 页 第 2 章 总体方案拟定 金属切削机床又称之为工作母机，是机械制造业的基础装备，其设计质量的高低，直接影响到被加工件的质量好坏， 生产率及其成本的高低等。随着社会的需求和行业日趋激烈的竞争，对机床的设计提出越来越高的要求。 金属切削机床按不同的特征可分为不同的类型，其中按机床的使用范围可以分为：通用机床、专门化机床和专用机床。专用机床用于特定零件的特定表面、特定尺寸和特定工序的加工，所以需要根据特定的工艺要求进行设计、制造，其工艺范围窄，但生产率高，常用于对大批量零件的生产加工。 图 图 题目 要 求设计一种专用机 床，用于 加工变速器 前 壳体上的孔。工件材料为灰 铸铁，牌号 度 210，加工部位是： 75， 52， 25的孔。毛坯重 14。其加工要求如下： （ 1） 保证尺寸精度 75 ， 52 ， 25 。 （ 2） 粗糙度要求： 75、 52孔粗糙度为 25粗糙度为 （ 3） 被加工表面位置精度为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 9 页 1） 保证 75与 52中心距 85 ； 2） 保证 75与 25中心距 85 ； 3）保证各 孔轴线与端面 4）尺寸 90 和 63 。 （ 4） 生产纲领为 10万辆 /年。 分析零件加工要求，其精度要求较高， 根据尺寸、位置精度的要求，查 组合机床设计简明手册 书的表 7 13 铸铁件不同精度孔的典型工艺方法及表 7 14组合机床孔加工精度和表面粗糙度数据 10，选用精镗加工方法。 削用量的确定 切削 用量的选择，对生产率、加工成本和加工质量均有重要的影响。合理选择切削用量就是要在保证加工质量的前提下，尽可能取得较高的生产率和较低的生产成本。我们知道，切削用量三要素 f、 它们对刀具寿命的影响是不同的，其中 f 次之， 以，我们应首先选择较大的 次是 f，最后根据 削用量手册”或相关公式计算出 削用量的选择 刀具选为刀尖圆角半径 r 1偏角 r 30，截面 10 X 10 1、背吃刀量 般背吃刀量根据加工余量确定，查组合机床设计简明手册表 3加工常用工序间的余量知：精镗时，对于孔 25径上的工序余量为 于孔 52 75径上的工序余量为 = 2、进给量 f 精加工时， 和加工精度决定。查机械制造技术基础表 2进给量： r, r。 3、切削速度 削速度对刀具的寿命影响甚大，根据组合机床设计简明手册表 6买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 10 页 孔切削用量， 切削速度 0m/ 削力、切削转矩及切削功率的确定 根据组合机床设计简明手册表 6合机床切削用量计算图中推荐的切削力、转矩及功率公式，计算如下： 1、孔 25氏硬度 ( 3 = 210 (210 170)/3 向切削力 ) 圆周力 ) 切削转矩 T = 25 X 切削功率 P = 1200 = ( 61200 = W) 2、孔 52氏硬度 ( 3 = 210 (210 170)/3 向切削力 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 11 页 圆周力 ) 切削转矩 T = 52 X 切削功率 P = 1200 = ( 61200 = W) 3、孔 75氏硬度 ( 3 = 210 (210 170)/3 向切削力 ) 圆周力 ) 切削转矩 T = 75 X 切削功率 P = 1200 = ( 80)/61200 = W) 电动机具有体积小、功率大、噪音低、工作稳定，易于控制等特点，被作买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 12 页 为动力装置广泛用于各个领域。目前在机床伺服系统中常采用的驱动电机有步进电机、电液脉冲马达、直流伺服系统和交流伺服系统等。 本次设计的专用卧式镗床的多轴箱要求动力装置提供 408r/转速，并同时输出约 功率。由 于步进电机具有转速易于控制，既可以开环控制也可以闭环控制，且用于开环控制时不需要位置或速度的检测元件等优点，这里就选用步进电机作为多轴箱的动力部件。 正常工作时步进电机的输出转矩 T： T = 9549P/n = 9549 X 08 = m 正常工作时步进电机的运行频率 f: f = 60n/ b （ 2 其中： r/, 是步进电机的步距角（） 这里选用五相十拍异步电机 130运行频率 f = 60 X 408/ 32640(对比于 130能够满足需求。 用机床总体设计 “三图一卡” 专用 机床的总体设计，就是针对具体被加工零件，在选定工艺和结构 方案的基础上，进行方案图纸设计。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图、生产率计算卡。 加工件工序图 被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台机床完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求、加工用定位基准、夹压部位及被加工零件的材料、硬度、重量 和在本道工序加工前毛坯或半成品状况的图纸。 它是组合机床设计的组要依据，也是制造使用时调整机床，检查精度的重要技术文件。 在本道工序中，采用一面两孔定位， 定位 结合面和 2 个 8 销 孔（ 固定式定位销和削边销），共限制 6个自由度。 汽车变速器壳体的加工工序图如 下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 13 页 图 注： 1、被加工零件名称：汽车变速器壳体； 2、 材料： 度： 210； 3、粗实线上尺寸为本 工序保证尺寸； 工示意图 零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来。加工示意图表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具、辅助 装置 的布置状况及工件、夹具、刀具等机床各部件间的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等。是设计刀具、夹具、主轴箱以及选择动力部件的主要资料，同时也是调整机床及刀具的依据。 加工示意图，要反映机床的加工过程和加工方法，并决定浮动夹头式接杆的尺寸，镗杆长度，刀具种类及数量，刀具长度及加工尺寸，主轴尺寸及伸出长度，主轴、刀具、导向与工件间的联系尺寸等。根据机床要求的生产率及 刀具特点，合理地选择切削用量，决定动力头的工作循环。 1、 刀具的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 14 页 刀具选择前 已经叙述 ，要考虑加工工件尺寸精度、表面粗糙度、生产率要求等因素。根据前面工艺分析采用镗削。 2、 工序间余量的确定 本工序为精加工，一道工序，工序余量前面已经确定。 3、 导向结构的选择 导向装置作用在于：保证刀具对工件的正确位置；保证各刀具间的正确位置和提高刀具系统的支撑刚性。 导向装置通常分为两大类：一类是刀具导向部分与夹具导套之间既有相对移动又有相对转动，或称固定式导向；另一类是刀具导向部分与夹具导套之间只有相对移动而无相对转 动，或称旋转式导向。其相对转动部分通常以各种形式设置在刀杆上则称内滚式旋转导向；若相对转动部分设置在夹具上则称外滚式旋转导向。 在本次设计中采用第二类导向。由于镗削通孔厚度不大，为保证刀杆刚性，3根轴均用前导，导向的主要参数如：导套的直径及公差配合、导套的长度等由 组合机床设计简明手册 书表 7 26 和 7 27 列出的常用导向数据参数使用选择。具体数据见加工示意图。 4、 初定主轴类型、尺寸、外伸长度和选择接杆、浮动卡头 精镗类精加工主轴，由于镗孔时余量很小， 扭矩 也很小，因此不能按切削扭矩 来初选主轴直径，主轴尺寸 应 参照 ：被加工部件尺寸 镗杆直径 浮动卡头规格尺寸 主轴直径。根据 组合机床设计简明手册 表 7 31 通用主轴的系列参数，及前面已经选定的镗杆直径确定浮动卡头及主轴尺寸。 由于加工过程中刀杆伸出部分较长，为减小 主轴位置误差及主轴径向跳动对加工精度的影响，避免主轴与导向套不同 轴而产生“别劲”现象，采用浮动卡头连接主轴与刀杆。 由 组合机床设计简明手册 中表 7 31 通用主轴系列参数选定主 轴直径及外伸长度，即 D=30 L=43 5、 切削用量的确定 每把刀的切削用量按照前面分析选用数值。 6、 确定动力部件的工作循环即工作行程 动力部件的工作循环是指：加工时动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置又返回到初始位置的动作过程。 在该加工装置中工作循环为：快进 工进 快退。 （ 1） 工作进给长度 与刀具切入长度 切出长度 和。 动力头工作 进给长度是按加工长度最大的孔来选取。 L 21入长度应根据工件端面的误差情况来确定 ， 切入 长度 20切出长度 8考虑刀具在刀杆上的安装位置后 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 15 页 （ 2）快速退回长度等于快速引进与工作进给长度之和，快速引进是指动力部件主轴箱连同刀具从原始位置移 动到工作进给开始位置，快速退回行程长度须保证刀具均退至夹具导套内而不影响工件拆卸。快速引进长度为 95快速退回长度为 155 图 （ 3）动力部件总行程长度应保证要求的工作循环（快速引进 +工作进给快速退回）外， 还要考虑和调整道具的方 便性， 即考虑前、后备量。 装卸刀具的理想情况是：刀 具退离导向套外端面的距离，要大于刀杆插入主轴孔内的长度 。前备量取 50备量 95行程长度 300 加工示意图如下所示： 图 床联系尺寸图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 16 页 机床联系尺寸图是决定各部件的轮廓尺寸及相互间联系关系的，是开展各专用部件设计和确定机床最大占地面积的指导图纸。为了使设计的机床既能满足预期的性能要求，又能做到配置上的均匀合理，必须对所设计的机床各个部件之间的关系进行全面的分析研究。这是通过机床联系尺寸图来达到的。 一般来说，组合机床是由标准的通用部件 动力滑台，动力箱，各种工艺切削头，侧底座，立柱，立柱底座及中间底座加上专用部件 主轴箱、刀具、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合装配而成。联系尺寸图用来表示机床 各组成部件的相互装配联系和运动关系，以检验机床各部件相对位置及尺寸联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合理，并为进一步开展主轴箱，夹具等专用部件， 零 件的设计提供依据 1、夹具轮廓尺寸的确定 夹具是保证零件加工精度的重要专用部件。夹具的轮廓尺寸主要是指夹具底座的长、宽、高。确定这些尺寸时要考虑工件的轮廓尺寸、形状、具体结构，还要考虑能够布置下保证加工要求的定位、夹紧机构、导向机构（镗模），并要考虑夹具底座与机床中间底座的连接固定所需要的尺寸。 本例中夹具轮廓尺寸初步定位长 857 767 529 2、机床装料高度 装料高度是指机床上工件的定位基准面到地面的垂直距离。我国现行标准H=830 1045取装料高度要主要考虑的因素是，应与车间里运送工件的滚道高度相适应，由于受工件的最低孔的位置（ 67、主轴箱最低主轴高度（ 150和所选通用部件、中间底座、夹具高度等尺寸限制（设计中所选滑台与滑座总高 8底座高 673具底座高度 6间底座高度 73则机床装料高度取 H=840 3、中间底座轮廓尺寸 中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装连接的需要。其长度方向尺寸要根据所选动力部件（滑台和滑座）及其配套部件（侧底座）的位置关系，照顾各部件联系尺寸的合理性来确定。一定要保证加工终了位置时，工件端面至主轴箱前端面的距离不小于加工示意图上的要求的距离 ,同 时，要考虑动力部件处于加工终了位置时，主轴箱与夹具外轮廓间应有便于机床调整、维修的距离。为便于排屑及冷却液回收，中间底座周边应有足够宽度的沟槽 ， 取为 10 初定中间底座的尺寸长 宽 高 1080840673 4、主轴箱轮廓尺寸 主轴箱尺寸的确定着重在于确定主轴箱的宽度 及最低主轴 高度 主轴箱宽度 的大小主要与被加工零件孔的位置分布有关 。 根据公式： B=b+2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 17 页 H=h+式中 b 工件在宽度方向相距最远的两孔距离（ ； 最边缘主轴中心距箱外壁的距离（ ； h 工件高度方向相距最远的两孔距离（ ； 最低主轴高度（ 。 根据 b=170取 100工件的最低孔的位置 72=960台滑座高度 50底座高 560座与侧底座之间调整高度 72+900-(60+5+250)=b+2170+2 100=370 H=h+ 100+据计算值，按主轴箱轮廓尺寸系列标准并为了保证主轴箱内有足够的空间排布齿轮，最后确定主轴箱轮廓尺寸为长 宽 高 =403 318 330 依据以上选定的有关滑台与底座及多轴箱的相关尺寸绘制机床联系尺寸图 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 18 页 图 床联系尺寸图 床生产率计算卡 生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率、 切削用量、动作时间、生产纲领及负荷绿灯关系的技术文件。是用户验收机床生产率的重要依据。 1、理想生产率 Q 理想生产率 Q 指完成年生产纲领 A 所要求的机床生产率，与全年生产工买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 19 页 时总数 Q = A/t = 100000/4600 /h) 2、实际生产率 际生产率 60/t 单 = 60/ /h） 3、机床负荷率 = Q/ 产率计算卡： 表 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 20 页 第 3 章 多轴箱的设计 多轴箱是专用机床的重要专用零部件，是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。 多轴箱是由箱体、主轴、传动轴和齿轮等零件组成的，其基本结构设计如下： 图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 21 页 图 轮的设计计算 齿轮 传动是机械传动中最要的传动之一，有传递功率高，结构紧凑，传动比稳定及工作稳定、寿命长等优点。多轴箱齿轮传动属于闭式齿轮传动，密封良好，润滑条件也较良好。根据齿轮副的具体 工作条件及所学知识，本次齿轮设计计算依据目前较常用的两大设计准则 保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度准则进行设计计算。 一 对齿轮传动设计 设计参数： 小齿轮转速 n = 递功率 P = 动比 u = 、齿轮类型、精度等级、材料及齿数选择 齿轮类型：直齿圆柱齿轮传动。 精度等级：根据机械设计表 10类机器所用齿轮传动的精度等级范围，选用 6 级精度 8。 材料：根据机械设计表 10用齿轮材料 及力学特性，选择小齿轮材料为 40质），硬度 280齿轮材料为 45钢（调质），硬度为 240 齿数：小齿轮齿数 0，则大齿轮齿数 20 =24 2、按齿面接触强度设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 22 页 设计计算公式： 2131 （ 3 1）、确定公式中各计算数值 （ 1）载荷系数 2）小齿轮传递的转矩 105 P1/ 95.5 x 105 X （ 3）查机械设计表 10柱齿轮齿宽系数 d，取齿宽系数 d 4）查机械设计表 10性影响系数 弹性影响系数 （ 5）接触疲劳许用应力 由机械设计图 10的小齿轮的接触疲劳极限 600齿轮的接触疲劳极限 50 由工作应力循环次数 N = 60算得： 60 60 X 408 X 1 X（ 8 X 330 X 10） 108 N1/u = 108/ 108； 由机械设计图 10得小齿轮的接触疲劳寿命系数 齿轮的接触疲劳寿命系数 计算大、小齿轮的接触疲劳许用应力 取失效概率为 1，疲劳强度安全系数 ，则由式 = 得： H1 = = 600/1 = 576( H2 = = 550/1 = 因为 H1 H2 ,所以取 H = H2 = 2）、计算 （ 1） 将各值代入公式，经计算得 （ 2）计算圆周速度 v v = 100060 11 nd t= 100060 m/s） （ 3）计算齿宽 b b = d （ 4）计算齿宽与齿高比 b/h 模数 0 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 60 页 第 23 页 齿高 h = 则 b/h = 5）计算载荷系数 K 、使用系数 机械设计表 10用系数 用系数取 、动载系数 据机械设计图 10载系数 载系数取 齿间载荷分配系数 表 10间载荷分配系数 齿间载荷分配系数 齿向载荷分配系数 查机械设计表 10触疲劳强度计算用齿向载荷分布系数 简化计算公式，得： 1 + + 10 1