机械毕业设计（论文）-YB1-100-21叶片泵转子12-φ3.5深孔钻削专用机床及夹具设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解怎样确定零件的加工方案，通过毕业设计，可以掌握正确的设计方法和设计思维方法，进一步提高自己有关机械制造工艺及设备方面的设计能力，提高制图、计算、文字叙述、运用各种标准、规范、手册的能力，学会调查研究、理论联系实际、锻炼查阅、分析研究国内外有关资料的能力，巩固并扩大知识领域和视野，学习本专业范围内与设计题目有关的专业知识，使自己得到更好的锻炼，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础.全套图纸，加153893706本人设计的是yb1-100-21叶片泵转子12-3.5深孔钻削专用机床及夹具设计，原阜新液压件厂是以普通钻床和专用夹具、在工人手动目视下大体对准后进行加工，工人劳动强度大，生产率也不高，为适应大批大量生产的需要，必须进行改革，本人根据自己所学知识，在设定大规模生产批量下和教师教导下进行了设计。本说明书对毕业设计整个过程有关原则、设计计算、有关分析和论述的必要部分加以说明，另外还附有若干必要的图表。说明书的内容见目录，是按照组合机床设计的规律和步骤进行的。在整个设计过程中，受到指导教师徐平和其他老师的耐心指导、帮助和关心，并为设计提供了许多有利的条件和环境，在此表示衷心的感谢。由于本人所学不精和经验不足，在设计中必然存在许多错误和不妥之处，欢迎各位老师、同学批评指正。 1概述1.1生产现状分析：yb1-100-21叶片泵广泛应用于机床，塑料机械，工程机械，冶金设备，农业机械等行业。其原产量非常低，属于中批量生产，主要采用各种通用机床和极少数专用设备，工人劳动强度大，技术水平也要求高。为适应当前国际国内市场形势发展的要求，得对现生产规模进行改革，扩大为大批大量生产，为此应尽多采用专用设备，以提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人劳动强度和复杂性，使具有大批大量生产的特点。本设计任务使对叶片泵的主要零件之一的转子上的安装叶片的12个孔采用组合机床加工，正是联系实际，解决当前生产实际问题的题目。1.2零件加工精度要求及工艺性分析：叶片泵转子上用来安装叶片的12个3.5孔，从零件图上看，直径很小，深度很大，属于深孔钻削。12个孔均匀分布，非常紧密，加工上非常难，并且刀头与孔不容易对正，在保证其加工精度的基础上还要保证它的位置精度，所以要采用五工位回转工作台组合机床加工。从零件图上看，转子的厚度为28mm，可见其不薄，简化为材料力学模型后属块体。因为属于深孔加工，工进的方式和速度一定要合理，待钻深3mm左右后，即可按一般进给速度正常钻削，直到钻通为止。在满足之上的精度要求后，孔加工的要求不算高，现有的工艺很易保证，零件的加工工艺性良好。1.3组合机床工艺方案设计：1.3.1工序：由设计任务书知，工艺路线：基于以上分析，工艺路线制定如下：0# 锻造5# 热处理 正火hb143-17910# 车削 车外圆端面，钻、扩孔15# 钻削 沿转子槽根部钻12个直径为3.5的通孔20# 铣削 铣叶片槽25# 拉削 拉矩形花键至图纸要求30# 铣削 铣花键外径35# 磨削 磨各平面、外圆和叶片槽40# 去毛刺45# 清洗50# 防锈处理1.3.2可行性分析：由零件精度及工艺性分析知，转子上的12个深孔采用五工位回转工作台组合机床加工，其尺寸精度及位置精度要求不高，而且组合机床加工孔时，钻孔可达it10it11，表面粗糙度r250um，如采用回转工作台，其位置精度可达ia10mm，对于转子上12个孔来说已经是足够了。所以转子上的12个孔采用五工位回转工作台组合机床加工，能保证转子所需的加工精度，体现集中高效的组合机床应用的固有的特点，提高生产效率，稳定加工精度、降低劳动强度、简化设计周期、适应大规模生产需要，是十分可行的，十分有利的。1.3.3确定组合机床工艺方案应注意问题的解决：在大批大量生产设计中，必须解决精粗加工的安排和工艺与分散的问题，本道工序，加工精度低，工序内容不同，无可谓粗精加工，但也要分开，以利于冷却，减少热变形及内应力的影响，同时有人有利于采用辅助工序，如排屑或增加工艺工序如倒角等。对于集中与分散的处理上，应既集中又分散，即在一次安装中完成有位置度要求的工作且多工位，以有利于装卸时间与机动时间重合，降低工人劳动强度，提供劳动生产率，兴利除弊。 1.3.4组合机床切削用量的选择：对于钻通孔要求切削速度高而每转进给量小，零件的材料是20cr钢制造，并进行渗碳处理，所以采用高速钢钻头，查高速钢钻头加工钢件的切削用量可知，加工直径为16mm时，切削速度v=1220mmin，每转进给量f=0.050.10mmr。所以切削速度在之间，所以 (1-1) (1-2)定齿轮总传动比为1，则由于驱动轴转速为950r/min,所以主轴转速为950r/min。其介于1091-682之间，并且转速较高，满足速度高进给量小的钻孔加工。所以实际切削速度： 介于7.5r/min-12r/min之间满足要求。所以选择： v=10.44mmin f=0.08mm/r所以钻头转速:n=950rmin1.3.5确定切削力、切削扭矩、切削功率、刀具耐用度及选择刀具：根据选定的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机（动力箱电机）功率；确定刀具耐用度，用以验证所选刀具是否合理。人们根据生产实践及试验研究成果，已经整理出不同材料刀具对不同材料工件进行钻孔的切削力p、切削扭矩m、切削功率n、刀具耐用度t的计算公式及计算图，可供设计时使用。由于本零件的材料是20cr钢，可根据高速钢钻头在钢件上钻孔的数据为依据，查金属工艺学书可得20cr钢的硬度hb140170hb。所以对于钻孔:根据刀具直径和工件、刀具材料，查表选取=20mmin,f=0.08mmr.由ld=283.5=8，查速度修正表得=0.6，则v=12mmin。 硬度hb=170-=170 p=26dhb (1-3) =263.50.08170=263 nm=10dfhb (1-4)=103.50.08170=315 nmm n= (1-5)=0.035 kwt=() (1-6) = =876200.8分 式中： p切削轴向力（牛）； d钻头直径（毫米）；f每转进给量（毫米转）；m切削扭矩（牛毫米）；n切削功率（千瓦）；t刀具耐用度（分）；v切削速度（米分）；hb零件的布氏硬度； (1-7)所以: 动力头电动机功率切削功率进给功率，对于液压动力头，就是进给油泵所消耗的功率，一般0.8-2千瓦。n传动效率，当主轴箱主轴小于15根，n=0.9,多于15根n=0.8.选择1td20b动力箱，电动机型号y90l-4，电动机功率1.5kw，电动机转速1400r/min,驱动轴转速950r/min。刀具选择：一般的钻头类型决定于加工性质，被加工孔的位置，工件材料，生产批量及经济性等。此工序中的12个孔无特别加工要求，属于直径小、深度深、生产批量大、材料为常用20cr。参考组合机床设计p500所述，推荐使用标准高速锥柄麻花钻。可选用直柄长麻花钻（机用），钻头参数： d=3.5; =112; =73;图1-1 麻花钻示意图diagram 1-1 fried dough twists drill sketch map但采用这种钻头，由于其倒锥度大，钻头与钻套间隙也较大，股组合机床上的位置精度较低，大约0.2左右。若想提高精度，可采用以下几项措施：（1） 减少导向套和钻头间隙。（2） 减少钻头的制造公差和倒锥度。此外，还可采用硬质合金锥柄锪直柄麻花钻，这可提高钻头的耐用度，但其切削速度要提高，走刀量也比高速钢钻头低。2 组合机床配置形式的选择及加工过程叙述2.1配置形式的选择：钻削转子上的12个通孔，可以采用以下两种机床配置形式，如图：形式一：为卧式回转工作台多工位组合机床形式二：为卧式单工位一面机床（夹具带有分度装置，零件在夹具中转动，连续钻削12个孔）形式一： 优点:加工零件的生产效率高，能适应零件的大批大量生产。主轴箱箱体标准，通用件多，工艺可扩充性好。 缺点：结构复杂，占地面积大，投资多。形式二：优点：结构简单，只有一个主轴箱。占地面积小，投资少。 缺点：生产零件的效率很低，不能适应零件的大批大量生产。通用程度低，设计较困难。形式一与形式二比较知，形式一虽然投资多，有几个主轴箱，但是工艺扩充性好，零件通用性好，生产效率高，更能发挥组合机床的优点。设计确定配置形式为一，即卧式回转工作台五工位机床，回转工作台五工位分配如下： 工位1为装卸工位； 工位2、3、4、5为加工工位,每个加工工位一次加工3个孔；机床设计时应注意的问题：钻孔 （1）.钻孔要加钻模板； （2）.要有导向装置； （3）.用死挡块控制进给停止；2.2组合机床的加工过程叙述： 首先在工作台的装卸工位上的夹具上安装工件，并夹具的液压缸的活塞左右移动夹紧工件。工作台顺时针旋转72度，转到工位2，工位2的刀具在液压滑台的分级进给下，逐步加工工件上的3个孔，当加工完了，刀具退回，工作台继续旋转72度，旋转到工位3。以此类推，工位2、3、4、5的加工过程一样。工位2、3、4、5是同时加工工作的，当工位5加工结束时，工作台旋转72度转到装卸工位，夹具上的液压缸驱动活塞先向右移动4mm，拔下开口垫圈，活塞反向移动，所以卸下工件。再安装上一个未加工的工件，就这样在4个加工工位上同时有零件加工，这样就提高了零件的加工的生产率，降低工人的劳动强度。3夹具设计3.1 钻12孔组合机床夹具分析叶片泵转子的生产批量为大批大量，材料为20cr钢的圆柱形毛坯。现设计为了多工位组合机床上夹具，即在一次装夹中，随回转工作台旋转到各加工工位进行加工。一次装夹避免了因装夹时定位和夹紧不同而产生误差，从而影响零件的加工精度。3.1.1 根据工件不同的生产条件，可以有各种不同的安装方法：a)找正安装法b)夹具安装法3.1.2 基本定位原理分析：这里讨论6点定位中，6个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案一个物体在空间可以有6个独立的运动，即沿x、y、z轴的平移运动，分别记为 。x1、y1、z1；绕x、y、z轴的转动，记为x 、y 、z ，习惯上，把上述6个独立运动称作6个自由度如果采用一定的约束措施，消除物体的6个自由度，则物体被完全定位例如讨论长方体工件时，可以在底面布置3个不共线的约束点，在侧面布置2个约束点，在端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制x2、y2 、z2 3个自由度，侧面约束点限制x1、z12个自由度，端面约束点限制y。这个自由度，就完全限制了长方体工件6个自由度3.1.3 夹紧力“两要素”，方向与作用点：夹紧力方向应朝向定位元件，并使所需的夹紧力最小确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位夹紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位，以减小切削力绕夹紧力作用点的力矩，防止工件在加工过程中产生转动或震动应保证夹紧变形不影响加工精度夹紧力作用点数目应使工件在整个接触面上受力均匀，接触变形小3.2 定位夹紧方案的确定3.2.1工件装夹方案的制定：由于是组合机床上的专用夹具，已有了“三图一卡”中“被加工零件工序图”的要求进行定位夹紧，即工件的定位点和限制自由度数已经确定，设计人工作主要是采用什么样的结构实现“被加工零件工序图”所要求的定位夹紧方式。根据工作过程，工件夹紧后随回转工作台回转到钻孔位置，钻孔用钻模板用螺栓装夹在回转工作台上，使钻模板找到与夹具体的相对正确位置才能加工出一定尺寸和位置精度的零件。3.2.2确定定位方案，设计定位元件：因为零件的加工工序是先钻孔铣槽后加工花键键槽，所以转子的中心内孔和端面都是已加工表面，垂直度高，所以允许过定位。按照基准重合原则选转子中心内孔轴线与转子外端面为定位基准，端面1的表面限制工件三个自由度、x。短销2的表面限制四个自由度z、y、，属于过定位，因转子的中心内孔与转子外端面为已加工表面，垂直度要求高，所以允许过定位。定位元件如图所示：图3-1 定位示意图diagram 3-1 fixed position sketch map3.2.3确定夹紧方案，设计夹紧元件：由于此工件为大批大量生产，需满足安装方便，夹紧迅速可靠，结合实际生产活动中所使用的组合夹具情况，采用液压夹紧机构： 夹紧元件：液压缸和开口垫片 图3-2 夹紧示意图diagram 3-2 clip tight sketch map3.3工作行程的确定和钻模板的设计3.3.1钻模板设计： 钻模是用来保证工件孔系的位置精度的。他应有足够的强度和刚度，避免因变形而影响钻套的导向精度。在组合机床孔加工工序中，除采用刚性主轴加工方法外，多数情况下多数情况下都让切削刀具在导向装置中工作。在本道孔加工工序中因主轴为非刚性主轴，故采用钻模导向装置，其作用是： 1）保证刀具对工件的正确位置。 2）保证各刀具相互间的正确位置。 3）提高刀具系统的支承刚度。 已知钻头直径d=3.5mm，参照组合机床设计p221表3-3，选择钻模板厚度为l=15mm。钻模板形式为固定式钻模板，钻套采用固定式钻套，这样便于磨损后可以快速更换。钻套、衬套、钻套螺钉其具体参数具体参数机床夹具设计手册p298：固定钻套 图2-1-46p308：钻套用衬套 图2-1-85 内径:d=6.5mm ；外径：d=13mm钻模板与被加工零件之间的距离不宜过大，取12mm。3.3.2工作行程的确定：在本道工序加工过程中，采用组合机床进行加工，各动力头工作情况一样，故其工作循环也一样：由于被加工孔为深孔，故工作循环方式采用四次工作进给，工作行程如下所示：图3-3 工作行程图diagram 3-3 work route of travel diagram设计过程中注意的因素：1） 工件为大批大量生产，加工效率要求很高，要求每次加工耗时少，因此。快进距离不宜过长。2） 钻孔过程中，无需考虑孔内壁是否有直线痕或螺旋痕。3） 每次钻孔前至少在加工表面前4mm处开始工进。 从而确定： 工进距离 4+28+4=36mm (3-1) 考虑到大批量生产、导向原因等因素取 快退距离 =110+36=110mm3.3.3主轴尺寸类型及接杆选择： 主轴尺寸详见第六章主轴箱设计。 接杆：查组合机床简明设计手册p174 表8-2，采用1号可调接杆。标记：1-200t0635-41,l=220mm3.4 夹具体设计：3.4.1夹具结构设计及尺寸确定：（1）设计原则： 由于此工件为大批大量生产，需满足以下几点要求：1） 安装方便，夹紧迅速可靠2） 结构刚度好3） 夹具设计误差小最好采用一体结构。（2）方案确定 图 3-4 钻孔工序的定位与夹紧示意图diagram 3-4 drill a hole the fixed position of work preface with clip tight sketch map基于以上设计原则及定位夹紧情况，结合实际生产活动中所使用的组合夹具情况，采用铸造夹具体结构，并采用液压夹紧机构：结构特点：1） 各定位面之间的位置精度好:由于夹具采用铸造式结构，个面之间的精度要求可通过后期加工来保证，可消除分散机构因装配产生的装配误差。2） 结构简单：采用这种结构，可以减小工作台的直径；液压压紧装置置于定位元件和工件的中间，向左压紧工件，操作方便。3） 尺寸的确定：具体结构如下：图 3-5 夹具结构图diagram 3-5 tongs knot composition夹具体的尺寸：长为243mm、宽为100mm、高为200mm，液压缸的活塞行程为40mm，液压缸壁厚为10mm,开口垫片宽度为5mm。液压缸的设计详见第五章。4 组合机床总体设计机床的总体设计就是绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样设计。其内容包括：绘制加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和绘制生产功率计算卡等。4.1 被加工零件工序图4.1.1 被加工零件工序图的作用与内容被加工零件工序图是在被加工零件图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要说明而绘制的。其主要内容包括如下：（1） 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本机床设计有关部位结构形状和尺寸。（2） 本工序选用的定位基准、夹紧部位及方向。（3） 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及上道 工序的技术要求。（4） 注明加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。yb1-100-21叶片泵转子钻12个3.5孔被加工零件工序图如图4-1所示: 图4-1 被加工零件工序图diagram 4-1 is processed the spare parts work preface diagram4.1.2 绘制被加工零件图的规定及注意事项：（1）绘制被加工零件工序图的规定 为使被加工零件工序图表达清晰明了，突出本工序内容，绘制时规定；应按一定比例，绘制足够的视图以剖面；本工序加工部位用粗实线表示，其余部位用细实线表示；定位基准符号用，并下标数表明消除自由度量。（2）绘制被加工零件工序图注意事项：1）本工序加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。2）对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量应认真分析。3）当本工序有特殊要求时必须注明。4.2 加工示意图4.2.1 加工示意图的作用和内容：加工示意图是在工艺方案和机床整体方案初步确定的基础上绘制的。是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是绘制机床联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。4.2.2选择刀具、导向及有关计算（1）刀具的选择：工件材料为20cr，钻孔加工，选用直柄长麻花钻。（2）导向结构的选择： 夹具选用固定钻套，轴采用刚性轴来保证孔的位置精度。（3）确定主轴类型、尺寸、外伸长度（见第六章主轴箱设计）（4）选择接杆 除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具间常用接杆连接。根据选用原则选取采用1号可调接杆。标记：1-200t0635-41（5）标注联系尺寸（6）标注切削用量：各主轴的切削用量应标注在相应主轴后端。其内容包括：主轴转速、相应刀具 的切削速度、每转进给量。（7）动力部件工作循环及行程的确定 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终了位置，又返回到原位的动作过程。1) 工作进给长度的确定 =36mm(4-1)：工作进给长度 ：切入长度 ：加工长度 ：切出长度2）快速引进长度的确定：快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度由具体情况确定。本工序选取快速引进长度为74mm。3）快速退回长度的确定：快速退回长度是快速引进长度和工作进给长度之和。本工序为110mm。4）动力部件总行程的确定：动力部件总行程为快退行程和前后备量之和。总行程为250mm前备量为30mm，后备量为250-110-30=110mm。图 4-2 加工示意图diagram 4-2 process sketch map4.3 机床联系尺寸图4.3.1 机床联系尺寸图作用和内容： 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，并按初步选定的主要通用部件以及确定专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件安装位置、相互关系、运动关系和操作方位的总体布局图。 机床联系尺寸总图表示的内容： 1）表示机床的配置形式和总布局。 2）完整齐全的反映各部件之间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及滑台工作循环总的工作行程和前后备量尺寸。 3）标注主要通用部件的规格代号和电动机型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件应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。4.3.2 绘制机床尺寸联系总图之前应确定的内容：（1）选择动力部件 动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。根据已定的工艺方案和机床配置形式并结合使用及修理因素，确定机床为卧式多工位回转工作台组合机床，选用配套的动力箱驱动多轴箱钻孔。 动力箱规格与滑台要匹配，其驱动功率主要依据是根据多轴箱所传递的且学功率来选用。本机床多轴箱均采用1td20-b型动力箱（=950r/min;电动机选y190l-4型，功率为1.5kw 根据选定的切削用量，计算总的进给力，根据所需的最小进给速度、工作行程、结合多轴箱轮廓尺寸，考虑工作稳定性，选用hy25b-i 型液压滑台，以及相配套的侧底座（1cc251型）。查组合机床简明设计手册p91表5-1 滑鞍宽度：w=250mm 滑鞍长度：l1=500mm 行 程：s=250mm滑座长度：l2=790mm高 度：h=250mm工进速度：32-800mm/min快进速度：12m/min（2）确定机床装料高度h 装料高度是指工件安装基面至地面的垂直距离。考虑上述刚度结构功能和使用要求等因素选取计算： 侧底座高度：560mm 滑台高度：250mm 主轴箱的最低主轴高度为：155mm 工件最低孔中心距底面距离：77mm h=560+250+5+0.5+155-77=893.5mm(3)确定夹具轮廓尺寸 参照夹具设计。（4）确定中间底座尺寸 中间底座尺寸在长度和宽度上满足夹具的安装要求。他在加工方向上的尺寸，实际已由加工示意图确定。当机床使用冷却液时，要考虑中间底座周边应有一定宽度的回收冷却液及排屑沟槽，此尺寸不小于70-100mm，又由于回转工作台的直径为630mm，所以取中间底座的长度为800mm,装料高度和夹具底座高度确定后，中间底座高度已确定为560mm。（5）确定回转工作台尺寸 d=630mm,高为333.5mm(6)确定多轴箱轮廓尺寸 标准通用钻类多轴箱厚度是一定的、卧式325mm。因此，确定多轴箱，主要是确定多轴箱的宽度和高度及最低主轴高度。如图3-3所示 图 4-3 多轴箱轮廓尺寸确定示意图diagram 4-3 many outline size assurance sketch map被加工零件轮廓以点化线表示，多轴箱轮廓以粗实线表示。查组合机床简明设计手册，p135表7-1选取多轴箱体规格尺寸320320.4.4 机床分组为了便于设计和组织生产，组合机床各部件和装置按不同功能划分编组。本机床编组如下：（1） 第10组 左侧床身（2） 第20组 夹具（3） 第11组 右侧床身（4） 第12组 中间底座（5） 第30组 电气装置（6） 第40组 传动装置（7） 第50组 润滑装置（8） 第60组 刀具（9） 第61组 工具（10） 第71组 左多主轴箱（11） 第72组 右多主轴箱图4-4 机床联系尺寸图diagram 4-4 tool machine contact size diagram4.5机床生产率计算卡：表4-1 机床生产率计算卡form 4-1 tool machine rate of production calculation card5 液压系统设计5.1液压夹紧系统设计5.1.1作f-t与v-t图1、 计算压紧力 钻孔时受到轴向切削力和扭矩作用，f=26dhb (5-1) =263.50.08170=263 n进行受力分析： 四组钻头同时工作时，因为四组钻头不对称分布轴向力不能相互抵消。而此工件的扭矩作用的结果并不产生轴向力，因此工件总体受力较小。假如只考虑向上的力的作用，那么三根主轴的合力：n (5-2)查阅机床夹具设计设计手册p354表2-3-32，考虑到更为安全的夹紧状态，设计双向作用法兰式小型液压缸： 工作行程：l=40mm 推力： f=1448n 液压缸直径：d=60mm 活塞直径： d=25mm 2、计算夹紧和松开时间夹紧和松开时液压缸速度 ； 夹紧时间 ： s (5-3)松开时间 ： s (5-4)3、根据上述数据绘液压缸f-t 与v-t图tt789f/nt2v mm/sv1t1t2t1图 5-1 图 5-2diagram 5-1 diagram 5-25.1.2 确定液压系统参数 1、初选液压缸工作压力 由工况分析中可知，夹紧阶段压力最大，所以，液压缸的工作压力按此负载力计算，根据液压缸与负载的关系，选p1=0.2mpa 2、液压缸尺寸 液压缸取标准直径 d=60mm5.1.3 拟定液压系统图 1、选择液压回路 （1）调速方式：由工况可知该液压系统功率小，工作负载变化小，采用单向阀和二位四通阀。 （2）液压泵形式的选择：根据工况要求选用变量叶片泵适宜。 5.2 钻削进给液压系统设计5.2.1 作f-t与v-t图 1、计算切削力 f=26dhb (5-5)=263.50.08170=263 nm=10dfhb (5-6)=103.50.08170=315nmm得 m=315 nmm f=263n=3f=789n2、 计算摩擦阻力静摩擦阻力: (5-7)动摩擦阻力: (5-8)3、 计算惯性阻力： (5-9)4、 计算工进速度工进速度按加工3.5的切削用量计算，即： (5-10)5、 根据以上分析计算各工况负载 如表4-1表5-1液压缸负载的计算form 5-1 liquids press an urn the calculation of the load工 况计算公式液压缸负载f/n液压缸驱动力f/n 启 动9801090 加 速740825 快 进490545 工 进12791695 反向启动9801090 加 速740825 快 退490545 制 动 240 270其中，取液压缸机械效率5.2.2 确定液压系统参数1、初选液压缸工作压力 由工况分析中可知，工进阶段的负载力最大，所以，液压缸的工作压力按此负载力计算，根据液压缸与负载的关系，选。本机床是钻孔组合机床，为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔应有背压，设背压 ，为使快进，快退速度相等，选用的差动液压缸，假定快进、快退的回油压力损失为2、计算液压缸尺寸 由式 得： (5-11)液压缸直径： (5-12)取标准直径： d=70mm5.2.3 拟定液压系统图1、选择液压回路（1）调速方式：由工况图知，该液压系统功率小，工作负载变化小，可用进油路节流调速，为防止钻通孔时的前冲现象，在回油路上加背压阀。（2）液压泵形式的选择：通过工况分析选用变量叶片泵比较适宜。（3）速度换接方式：因钻孔工序对位置精度及工作平稳性要求不高，可选用行程调速阀和电磁换向阀。2、组成系统图5-3 液压系统图diagram 5-3 liquids press system diagram5.2.4 选择液压元件1、选择液压泵和电动机 （1）确定液压泵的工作压力：前面已确定液压缸的最大工作压力为 ，选取进油管路压力损失 ，其调整压力比系统最大压力大，所以泵的工作压力 。 （2）液压泵的流量： 由图4-6可知，快进时的流量最大，其值为26l/min，工进时最小，为0.26l/min,根据液压技术公式9-20，取，则： （3）选取电动机： p=0.8kw 2、选择其他元件 图5-4 液压元件选择表diagram 5-4 liquids press a component choice form3、确定油箱容量：油箱容量可按经验公式估算，取 。6 多轴箱设计 6.1引言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。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。6.2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： 图6-1 主轴位置关系尺寸图diagram 6-1 the relation size of the principal axis position diagram1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。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。4列表标明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸5 .标明动力件型号及其性能参数图6-2 多轴箱设计原始数据图diagram 6-2 many design originality data diagram表6-1主轴外伸尺寸及切削用量form 6-1 outside of the principal axises stretch size and slice to pare dosage轴号主轴外伸尺寸（mm） 切 削 用 量d/dl工序内容n(r/min)v(m/min)f(mm/r)2.4.522/1485钻3.5孔95010.440.08注：1、被加工零件编号及名称：yb1-100-21叶片泵转子。材料及硬度：20cr，140-170hbs2、动力部件1td20-b,1hy-25，y90l-4,n=1.5kw，n=1400r/min,6.2.1 主轴、齿轮的确定及动力运算6.2.1.1主轴型式和直径主轴的型式和直径，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。但是主要还得依据最小轴间距，确定主轴轴径。由总体设计中的计算知主轴受力数值：m=315 nmmn=0.035 kw由组合机床设计p54页公式：d(cm)，由于主轴允许最大扭转角为1/2度/米，查其表知：b=0.35所以d=1.47cm (6-1)取d=15mm,由于查组合机床设计表5-5知，由于主轴间最短中心距，只能采用d=15mm的滚针主轴，其外伸尺寸为d/d=22/14。 6.2.1.2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： (6-2) 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%。 根据机床夹具设计手册功率计算公式得主轴切削功率： (6-3)m扭矩v切削速度d钻头直径 则有 30.019=0.105kw 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=1000r/min ,轴径为15mm时：=0.042kw; 而主轴转速为n=1091.9r/min n=1000r/min时的数值：因此： =30.042=0.126kw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: 0.002kw (6-4) (6-5)=0.105+0.126+0.002=0.233kw所以选用1.5kw的电动机是有足够的功率欲度的。多轴箱所需的进给力可按下式计算： (6-6)式中 各主轴所需的轴向切削力，单位为n p=26dhb (6-7) d钻头直径 s每转进给量 已知 d=3.5mm s=0.08mm/r f=263n =3263=789n (6-8)6.2.2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。6.2.2.1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。（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1-2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，后盖内齿轮齿轮传动比允许至1/3，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。（4）驱动轴直接带动的传动轴数不能超过两根，以免给装配带来困难。6.2.2.2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；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）主轴分布类型图 6-3 主轴分布示意图diagram 6-3 principal axises distribute sketch map单组圆周分布，但各轴心间距较小。（2）根据此种类型设计出三种传动联系方案：图6-4 传动方案图diagram 6-4 spread to move project diagram图6-5 传动方案图diagram 6-5 spread to move project diagram图6-6 传动方案图diagram 6-6 spread to move project diagram第一种传动设计方案分析：第一种传动设计方案十分符合主轴箱设计的各项原则：a. 传动轴、齿轮数最少，用一根传动轴带动多根主轴b. 主轴齿轮规格相同。从理论上来说是一种经济有效的传动方案。但在进一步设计时发现该传动方案有以下缺陷：主轴直径d=15mm中心传动轴轴线与最下轴轴心线距离为23mm若两轴真的实现传动，两轴所配套轴承的外径尺寸d=24mm、d=32，然而，为使两轴承间安装不发生冲突，其间距最少为28mm而2328mm，轴承不能进行安装。 第二种传动方案分析： 第二种传动方案采用了一种完全不同的方法，避免了第一种传动方案的结构冲突，满足传动要求。但该传动方案并不适合于该工序：本工序加工扭矩小，因此在传动过程中负载小，对轴和齿轮的要求不高，传动方式应尽求简单；而该传动方案形式复杂，齿轮选择多坐标确立烦琐不适于设计。 第三种传动方案分析： 此方案采用圆周分布，此种结构结构紧凑，相对位置关系容易确立，与方案2相比还减少了轴和齿轮的数量和规格。但该方案把一根主轴同时做传动轴，向另外一中间传动轴轴传动动力，增加了负荷。 通过比较，方案1结构不合理，不能采用。方案2、3符合设计要求。然而，通过进一步比较发现，方案3更合理一些： 在结构布局和成本方面方案3都是合理的，但它与设计原则中：通过主轴传动带动主轴将增加主动主轴的负荷；通过计算： 每根主轴实际切削扭矩： m=315n.mm