双臂曲柄组合机床说明书.doc

沈阳理工大学应用技术学院毕业设计说明书绪 论组合机床是由已经系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的，它能从多面，多工位，多轴对一个或几个工件同时进行加工，和一般万能机床相比，具有设计制造周期短，成本低，自动化程度高，加工效率高，加工质量稳定，减轻工人劳动强度等优点。在机械制造工业中，装备新企业或者对老企业进行技术制造，采用组合机床及自动线，是发展生产，提高质量的有效途径之一。机械部分着重介绍组合机床的设计原理，设计步骤和方法，以及组合机床及其自动线工艺方案的拟定原则。为了更好的了解组合机床的优越性，有必要将其设计制造的情况和专用机床进行一下对比。由于组合机床是由70%90%的通用零件和部件组成的，在需要的时候，它可以部分或全部改装，以组成适应新的加工要求的新设备。组合机床有重新改装的优越性，其通用零部件可以多次重复使用。组合机床是按具体的加工对象专门设计的，因而可以按量合理的工艺过程进行加工。在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工。它是实现集中工序的最好途径，是提高生产率的有效设备。组合机床常常是用多轴对多箱体零件一个面上的许多孔同时进行加工。这样就能保证各孔之间的精度要求，提高产品的质量；减少了工件工序间的搬运改善劳动条件，也减少了占地面积。由于组合机床大多数零部件是同类的零部件，这就简化了机床的维护和修理。必要时可以更换整个部件，以提高机床的维修速度，组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产。这样可以采用专用高效设备进行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本。组合机床的优点虽然很多，但是也存在不足。组合机床的可变性较万能机床低，重新改装的有10%20%的零件不能重复使用，而且改装的劳动量比较大。组合机床的通用部件不是为某一种机床而设计的，而是具有较广的适用性。这样，就使组合机床的结构比专用机床复杂些。1 被加工零件的工艺分析制定组合机床的工艺方案是设计组合机床的重要步骤之一。工艺方案制定的正确与否，将决定机床能否达到重量轻，体积小，机构简单，使用方便，效率高，质量好的要求。选择工艺基面的原则及注意的问题：1、应该尽量选择设计基面作为在组合机床上加工的定位基准面。2、选择定位基准面应该确保工件稳定定位。3、选择基准面时要确保在一次安装下，能对尽可能多的面进行加工。4、统一基准面原则。5、选择定位基准面应考虑夹紧方便，夹具结构简单。6、当被加工零件不具备理想工艺基准时可在机床夹具上增加辅助支撑结构。分析被加工零件的工艺，亦是制定工艺方案的极其重要问题，我们要认真分析被加工零件加工工艺的需要和组合机床完成工艺的可能。本设计被加工的工件材料为HT200，硬度为HB241-285，工件为定位底座，生产纲领为=20000件/年，是大批量生产。由于被加工零件的精度要求、加工部位尺寸、形状、结构特点、材料、生产率要求不同，设计组合机床必须正确的分析组合机床的工艺方案。2 刀具的选择组合机床刀具是组合机床主要组成部分之一。组合机床刀具设计、制造影响着机床加工出的零件质量、组合机床的生产效率及其经济效益。刀具选择的一般原则要考虑工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切屑的排除及生产率要求等因素。组合机床刀具的特点有：要求有较高的耐用度和可靠性，并便于装卸和调整；有较高的复合程度，例如本设计采用的是钻、扩一体的刀具；有良好的导向；具有一定的通用性。在组合机床上钻孔，大多采用工具厂生产的标准麻花钻。采用这种钻头由于它的倒锥度较大，钻头与钻套的间隙也比较大，因此在目前的组合机床上钻孔的精度只能保证在0.2毫米左右，若要提高位置精度，除导向套至工件距离及导套长度选取适当外，还应减小钻头与导向套的间隙，对于钻头要考虑减小钻头的制造公差及其倒锥度。在钢件上扩孔，由于切削力较大，因此必须加强刀刃，一般在扩孔钻上磨出过渡刃，在加工强度较高的钢件时，还需在主切削刃上磨出负倒棱。选择刀具应选择工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率要求。主要条件允许时，应尽量选用标准刀具。本设计选用的是能同时实现钻扩，前端钻孔钻头直径为9.8mm，扩孔钻选直径为10mm的复合刀具。方案选用高速钢，它比硬质合金的刚度和强度要高，当温度达到一定程度，高速钢的工艺性降低，从而影响加工质量。3 切削用量的选定组合机床的正常工作与合理的选择切削用量，即确定合理的切削速度和工作进给量，有很大的关系。切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的布局形式及正常工作均有很大影响。组合机床大多为多刀加工，而且常常是多种刀具如（钻头，扩孔钻，绞刀以及镗刀等）同时工作。计算最佳切削用量的工作比较复杂，要想从理论上确定最精确合理适用于多刀加工的切削用量，现在还没有简便可靠的方法。确定了在组合机床上完成的工艺内容后，就可以着手选择切削用量。目前组合机床切削用量的选择，主要是参照现场采用切削用量的情况，并根据多年来积累的一些经验来进行。由于组合机床有大量的刀具同时工作，为了使机床能够正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率，所选取得切削用量比万能机床单刀加工要高一些。可以概括的说，在多轴加工的组合机床上不宜采用最大的切削速度和进给量但并不是说，在组合机床上选择较低的切削用量。无论何时都用降低切削用量来改善加工情况是不正确的。比如在铸铁零件上钻孔，如果进给量选的太小，钻头寿命不仅不长，反而会很快磨损，且消耗功率大，并有尖叫声。组合机床切削用量的选择还有一个特点，就是动力头工作时每分钟的进给量就是一种，这样所有刀具的每分钟进给量都是相同的。这个每分钟的进给量应是适用于所有刀具的平均值。但同一个动力头上的每个刀具的转速可以不一样，以便选择较合适的各刀具的每转进给量。在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和切削用量是否合理，对组合机床的加工精度，生产率，刀具耐用度，机床的结构形式及工作可靠性均有较大的影响，组合机床切削用量的选择特点：在大多情况下，组合机床为多轴，多刀，多面同时切削。选择切削用量时，还必须考虑所选动力滑台的性能。组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给，由于多轴箱上同时工作的刀具种类的不同且直径大小不同，其切削用量也各有特点。因此，一般先对各刀具选择合理的切削速度V(m/min)和每转进给量f(mm/r),再根据刀具负荷，刃磨来确定并调整每转进给量和转速。在选择切削用量时要注意即要保证生产批量要求，又要保证刀具具有一定的耐用度。切削速度：刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动速度。切削速度公式： 式中 刀具直径（）刀具的转速（）进给量：工件和刀具每转一周或往复一次行程时，两者沿进给方向上相对移动的距离。切削深度：工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。切削深度公式： 式中 待加工表面直径（） 已加工表面直径（）根据公式3.1得：根据公式3.2得： 表3.1 切削用量加工直径工序刀具材料47钻孔高速钢240.4本设计的切削用量选择为：钻孔切削速度为24，进给量为，切削深度为0.1。4 组合机床总体设计4.1被加工零件工序图的绘制被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床或一条生产线上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度和表面粗糙度，技术要求，加工用定位基准、夹紧部位，以及被加工零件的材料、硬度、质量和在本机床加工前的毛坯图样等。它是在原有零件的基础上，以突出本机床或生产线的内容，加上文字说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造及使用时检验和调整机床的重要技术文件。被加工零件工序图如图4.1图4.1 被加工零件工序图 5 主轴加工示意图的设计5.1加工示意图的作用和内容加工示意图是根据生产率要求和工序图要求而拟定的机床工艺方案，表达了被加工零件在机床上的加工过程和加工方法，是工件、刀具、夹具和机床各部件间的相对位置关系图，是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重要依据，是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调整的技术资料。加工示意图是组合机床设计的重要图纸之一，在机床总体设计中占有重要的地位。它是设计刀具，夹具，主轴箱以及选择动力部件的主要资料，同时也是调整机床和刀具的依据。其内容为：1）应反映机床的加工方法、加工条件及加工过程；2）根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构及尺寸；3）决定主轴的结构类型、规格尺寸及外伸长度。4）选择标准或设计专用的接杆、浮动卡头、导向装置等，并决定它们的结构、参数及尺寸。5）标明主轴、接杆（卡头）、夹具（导向）与工作之间的联系尺寸、配合及精度。6）根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等，合理确定并标注主轴的切削用量。7）决定机床动力部件的工作行程及工作循环。5.2加工示意图的画法及注意事项1）加工示意图应绘制成展开图。按比例用实线画出工件外形。加工部位、加工表面画粗实线。必须使工件和加工方法与机床布局吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴（指加工表面，所用刀具及导向，主轴及接杆等规格尺寸、精度完全相同时）只画一根，但必须在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。2）一般情况下，在加工示意图上，主轴分布不按真实距离绘制。当主轴彼此间很近或需要设置结构尺寸较大的导向装置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向等是否相互干涉。3）主轴应从端面画起,刀具画加工终了位置。5.3导向套的选择导向套的类型通常分成两大类，一类是固定式导向套，即刀具导向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时，通常采用固定式导向套；大于时，为避免刀杆与钻头摩擦发生热变形，产生“别劲现象“应选择旋转导向。本次设计采用以下导向形式：通用固定式导套 中型导向套的长度取,外径在满足两根主轴上的导套不相互叠加的情况取导向长度:=(12.5)=15.8 39.5mm 取=24；导套至工件端面的距离:钻铸铁时设计初步拟定如图5.1 。图5.1 导向套结构5.4工作行程长度的确定（1）工作进给长度。工作进给的长度等于被加工部位的长度（多轴加工时按加工最长的孔计算）与刀具切入长度与切出长度之和。即=+。切出长度根据加工类型的不同，取值也不同，切出长度参见表5.1（d为钻头直径）。切入长度可根据工件端面误差确定，一般为510，本设计采用。由表5.1得。表5.1 切出长度的确定工序名称钻孔扩孔铰孔镗孔攻螺纹切出长度1/3d+（38）101510155105+即=+=10+72+8=90。（2）快退长度：一般在固定式夹具的钻、扩、铰、孔机床上，快速退回长度必须保证所有刀具都退进夹具导套内，不影响装卸工作既可。对于夹具需要回转和移动的机床，快速退回长度必须把刀具、托架、活动钻模板以及定位销等都退离到运动时可能碰到的范围以外，或不影响装卸工件的距离。（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始的位置。（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工作行程外，还需考虑调整和装卸的要求，即考虑前备量和后备量。前备量是指当刀具磨损或补偿安装制造误差，动力部件可以向前调整的距离。后备质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（或刀具从接杆中退出时，大于刀具插入接杆孔内）的长度。根据工作行程设计要求及被加工工件的实际情况，机床的工作行程长度初步方案如图5.2 图5.2 滑台的工作行程5.5加工示意图的绘制多轴孔加工采用主轴箱同时对工件上的多个孔进行加工，设计中为两个10，一个25的孔，由于孔的深度相同，主轴箱送进终了位置时各孔应加工完毕，这就要求孔加工刀具安装在相同的轴向位置。另外，钻头在使用时有磨损，因此要求刀具能轴向调整以补偿磨损。为满足上述要求，多轴箱的主轴结构由以下三部分组成：钻头（扩、钻一体）、接杆和主轴。加工示意图是组合机床设计的重要图纸之一，在机床总体设计中占有重要的地位。它是设计刀具，夹具，主轴箱以及选择动力部件的主要资料，同时也是调整机床和刀具的依据。加工示意图，要反映机床的加工过程和加工方法，并决定浮动夹头或接杆的尺寸，镗杆长度，刀具种类和数量，刀具长度及其加工尺寸，主轴尺寸及其伸出长度，主轴，刀具导向之间的联系尺寸等。根据机床要求的生产率及刀具的特点，合理的选择切削用量，决定动力头的工作循环。加工示意图应绘制成展开图，其绘制顺序是：首先按比例绘制出工件的外形及其加工部位的展开图，特别要注意那些位置很近的孔，严格按比例相邻绘制，以便清晰的看出相邻刀具，导向及工具，主轴等是否相碰。然后，根据工件加工要求及选定的加工方法绘制刀具。并确定导向形式，位置尺寸。根据机床的行程长度、夹具导套确定主轴加工示意图的初步方案为图5.3图5.3加工示意图初步拟定6 机床联系尺寸总图6.1联系尺寸总图的作用与内容机床联系尺寸总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的专业部件的总体结构而绘制的。是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、运动关系和操作方位的总体布局图。用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件是否选择合适；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。由其轮廓尺寸、占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。机床联系尺寸总图表示的内容：(1)表明机床的配置形式和总布局。(2)完整齐全地反映各部件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，不得遗漏。(4)标明机床验收标准及安装规程。6.2动力部件的选择由于5.4，所以选择电动机功率要大于5.4，在从体积方面和工作效率方面考虑，Y100型电动机符合设计要求。初选，。机床联系尺寸总图如下图6.1图6.1机床尺寸联系总图7 生产率的计算根据加工示意图所选定的工作循环、工作行程及其切削用量等，就可以计算机床的生产率，并编制生产率计算卡。生产率计算卡应反映出机床的加工过程和动作时间、切削用量以及机床生产率与负荷率的关系等。机床理想生产率是指机床在满负荷情况下每小时的生产能力。这里仅考虑加工一个工件所需要的时间（）和辅助时间（）。辅助时间是指机床空行程和工作的卸载，定位，夹压及清除定位面的切屑所需要的时间。机床理想生产率用来表示。7.1生产率计算卡的前期计算7.1.1机床理想生产率的计算理想生产率（单位为件）是指完成年生产纲领（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。它与全年工时总数有关，一般情况下，单班制取2350。 由公式7.1得，1.8（件）7.1.2 机床实际生产率的计算 （件/小时） （分） 和可按下列公式计算： 式中 生产一个零件所需时间；，分别是刀具第一工作进给和第二工作进给的行程长度（mm）；，分别为刀具第一进给量和第二进给量（mm/min）； 在加工孔时动力头在死挡铁上停留时间，也就是考虑刀具在终点无进给状态下旋转510转所需要的时间（）；，分别为动力部件快进和快退行程长度（）；动力部件快进和快退行程速度（m/min），用机械动力部件时取56，用液压动力部件时取310；直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取为0.1；工件装或卸（包括定位、夹紧或撤销定位、夹紧或松开、清除基面或切削及吊运工件等）时间。它取决于装卸自动化程度、工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。一般为0.51.5； 7.1.3机床最大允许负荷率的确定通常在组合机床设计时，基本上不进行实践损失的分析，而是根据一般经验以及对现有机床负荷率的统计数据，来确定机床的最大允许负荷率。故实际工作中组合机床的负荷率会有一定的出入。根据现有组合机床的使用经验，其适合的负荷率为0.750.90，机床越复杂，例如动力头多、刀具多并有一些复杂的刀具和复杂的结构，机床循环以外的时间损失（例如机构失灵、刀具折断）就会增多，其负荷率就越低。 式中 机床负荷率； Q1组合机床实际可能生产率，亦可视为机床要求的生产率。当全年工时为4600小时（可两班制15小时）；则：Q1 =年产量 / 4600（件/小时） 由试7.7得：Q1 =4.5（件/小时）根据要求的机床生产率与机床理想生产率之比算出机床负荷率之后，参照查表结果0.85，可能有过高或过低的现象。说明按此方案不能发挥组合机床的作用，应采取措施提高组合机床的利用率，如对切削用量偏高的刀具适当降低，提高刀具的使用寿命；进行多品种加工或者换装工件以及换刀进行多工序加工等。8 多轴箱主轴参数的计算8.1主轴箱切削力的计算 式中 切削力（N）；加工或钻头直径； 进给量（）；布什硬度；布氏硬度的计算公式： 由公式8.2得 由公式8.1得 8.2主轴箱切削转矩的计算 式中 切削转矩（Nmm）；加工或钻头直径； 进给量（）；布什硬度；布氏硬度的计算公式：由公式8.2得 由公式8.3得 8.3多轴箱所需动力的计算 式中切削功率；切削转矩加工或钻头直径；切削速度；由公式8.4得 一般情况下，多轴箱所需要的功率按下式计算： 式中主轴功率；多轴箱设计功率多轴箱机械效率，一般取0.70.85；由公式8.5得 8.4多轴箱主轴的选择8.4.1多轴箱主轴直径 式中轴的直径（mm）；轴所传递的转矩； 轴的抗扭矩截面模数；许用剪应力（Pa）；系数；表8.1 多轴箱直径系数1/41/217.36.25.2 由公式8.6得 =104,查表60。8.4.2多轴箱主轴外伸长度、外径、内径主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联结结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给抗力和主轴。主轴轴颈尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削转矩，并考虑便于生产管理，适当简化规格。综合考虑加工精度和具体工作条件。由于从工件定位及夹紧可靠，保证加工精度考虑，选择立式单面非刚性轴组合机床，所以主轴外伸长度选择长主轴（用于与刀具刚性连接的钻、扩、铰、镗等工序或功螺纹工序）。初选主轴类型为滚珠主轴。表8.2 多轴箱直径系列参数主轴外伸主轴类型主轴直径主轴外伸尺寸（）接杆莫氏圆锥号长主轴滚珠主轴5012067/4848.5主轴转速及传动部分的计算及选择8.5.1 主轴转速计算 ( r/min ) ( r/min ) 式中n主轴转速( r/min )；v 切削速度（m/min）；d 工件或刀具直径（mm）；由公式8.8，8.9得: 由于n电动机转速，所以1TD50II动力箱符合设计要求。8.5.2 传动部分的计算及选择由公式 式中u啮合齿轮副传动比（u2）；，分别为主动和从动轮齿数；A齿轮啮合中心距，单位mm；m齿轮模数；初选传动齿轮厚度为24mm。主轴1、2齿轮的齿数为54，传动轴3、4上的齿轮齿数为45 由公式8.11得 主动轴和从动轴之间的距离为齿轮参数和齿轮类型参照表8.3.表8.3 齿轮参数模数（mm）齿数ZD孔径dD1(mm)D2（mm）公法线长度（mm）螺钉GB72锁紧圈GB921尺寸公差公差尺寸公差425100351040-0.027530.866-0.080-0.125M10769 组合机床多轴箱的设计机床尺寸联系图纸清楚的表明了机床的形式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相关的装配关系和运动关系，是展开部件设计的依据。主轴箱是通过后盖与动力箱定位连接，主轴底面应高于动力箱,以防止动力箱与滑台连接时，主轴底面与滑台顶面发生干涉，两个箱连接后在通过销定位在滑台上。由于多轴箱选择800630340，电动机选用，所以在满足相关尺寸的前提下，又尽可能满足机床体积，初步选用动力箱B。9.1机床基准线的确定用双点划线画出被加工零件的长度和高度方向的轮廓线。以工件两端面间距离的垂直平分线作为机床纵向尺寸的基准线，以工件上被加工的最低孔中心线作为机床高度方向的基准。9.2纵向和高度方向的尺寸确定9.2.1机床装料尺寸的确定在确定机床装料高度时，要考虑车间运送工件的滚道高度、工件最低的位置（）主轴箱最低主轴的高度都有限制。根据大部分工厂的具体情况看，为便于操作和省力，对于一般卧式组合机床装料高度定为850毫米左右。特别是加工中小型工件的自动线，考虑自动排削，装料高度可采用1000米左右。9.2.2夹具轮廓尺寸的确定夹具是用来定为和加紧工件的，所以工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据。在加工示意图中钻削有一定的尺寸要求，以及导套的尺寸都有了规定。所以确定夹具长度时，主要在于选用合理的尺寸就可以。在掌握工件的宽度尺寸后，即可确定夹具底座的总长度。为了补偿铸件铸造的误差，它应比上述三项尺寸的总和稍大一些，一般大10至20毫米。此外，还应考虑夹具底座往中间低座上固定的凸台尺寸，每边为4550毫米。夹具底座高度的确定，夹具低座个高度应根据夹具的大小确定，既要保证有足够的刚性，又要考虑工件的装料高度。为了便于布置定位元件，一般夹具底座的高度不小于240毫米。9.2.3中间底座的确定在加工示意图中，已确定了工件端面至主轴端面加工终了时的距离，根据选定的动力部件及其配套部件（滑座，床身等）的位置关系，并考虑动力头的向前备量等因素，就可以确定中间底座的长度（L）： 式中的动力头支撑凸台尺寸； 滑座前端面到床身前端面的距离。 为动力头支撑凸台端面到滑座端面到加工完了时的距离。在确定中间底座长度时，已考虑切屑的留存及其排除。一般情况下，中间底座高度一般大于560毫米。9.2.4主轴箱轮廓尺寸的确定标准主轴箱的厚度有主轴箱体、前盖和后盖三层尺寸构成。主轴箱体厚为180毫米。前盖厚度为70毫米。后盖的厚度通常采用90毫米。因此主轴箱的总厚度通常采用340毫米。确定多轴箱轮廓尺寸，主要是确定多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度h1。可按下式确定： 式中 工件在宽度方向相距最远的两孔距离，单位； 最边缘主轴中心至箱体外壁距离，单位； 工件在高度方向相距最远的两孔距离，单位； 最低主轴高度，单位。由公式9.2得，=496+2736由公式9.3得 =216+200=416由此按通用箱体系列尺寸标准，选定多轴箱轮廓尺寸，表9.1 多轴箱规格尺寸箱体尺寸多轴箱体规格尺寸动力箱代号后盖与动力箱法兰尺寸A0Ah 0hL0l8006301006001802501001251TD50主轴箱轮廓如图9.1图9.1主轴箱轮廓10 传动系统的设计组合机床是用按系列化标准设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机床是由万能机床和专用机床发展而来的，它既有专用机床结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件能够加工的特点。组成组合机床的通用部件有如下几类：动力部件动力头，动力滑台和动力箱；工件运送部件回转工作台，移动工作台和回转轮毂；支撑部件床身，底座和滑座等。控制系统有通用的液压传动装置等。总体方案的拟订是设计组合机床最关键的一步，设计的机床应能满足加工要求，保证加工精度；机床应运转平稳，工作可靠，结构简单；装卸方便，便于维修、调整；尽量使用通用件，以便降低制造成本；各动力头分别由电机拖动，可单独控制。因此根据上述要求和加工特点确定设计方案。总体方案设计的具体工作是编织“三图一卡”，即绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，编织生产率计算卡以及多轴箱展开图。10.1拟定多轴箱传动系统10.1.1 多轴箱传动系统的要求多轴箱传动设计，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，把驱动轴与各主轴连接起来，使各主轴获得预定的转速和转向。本次设计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，力求使传动轴和齿轮的规格、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，影响加工质量。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11/1.5），后盖内齿轮传动比允许取至1/31/3.5；尽量避免用升速传动。4）用于粗加工主轴上的齿轮，应尽可能设置在第I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III排，以减少主轴端的弯曲变形。5）多轴箱内具有粗精加工主轴时，最好从动力箱驱动轴齿轮传动开始，分两条传动路线，以免影响加工精度。6）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。7）在保证有足够强度的前提下，主轴、齿轮和传动轴的规格要尽可能减少，以减少各类零件的品种；8）初加工主轴上的齿轮，应尽可能靠近前支承，以减少主轴的扭曲变形。10.1.2拟定主轴的分布主轴的分布尽管有各种各样类型，但通常采用的经济而又有效的传动是：用一根传动轴带动多根传动轴。因此，设计传动系统时，首先把所有主轴分成尽可能少的若干组同心圆，然后再各组同心圆上放置一根主轴，来带动各自一组的主轴。接着在尽可能减少传动轴把各组轴与动力部件驱动轴连接起来。这就是通常的传动次序，即从主轴处布置起，最后引到动力部件的驱动轴上。本次设计方案是两主轴多轴箱传动方案设计。将主轴分成两组，然后从各组主轴开始选择不同的中间传动轴，分别带动各组主轴传动。因为本工序是钻两个相同并且对称的孔，所以主轴和中间传动轴相对于驱动轴对称。确定驱动轴的位置：根据驱动轴布局要求，驱动轴位于多轴箱中心线偏外底153处。本多轴箱设计是由驱动轴由电动机经过一对齿轮传动，带动两个传动轴，再由两个传动轴带动两主轴的排列方式。如图10.1所示图10.1主轴箱10.2 通用主轴和传动轴10.2.1 主轴的设计主轴的型式和直径，主要取决于刀具的进给抗力和切削扭矩或主轴刀具系统结构上的需要。通常，钻孔时采用前支撑有止锥轴承的主轴；钻孔以外的其它工序，主轴前支撑没有止锥轴承都可以，这要视具体情况而定。设计时，尽可能不选用15毫米的主轴和滚针主轴，因为这种主轴的精度低，即不便于制造装配，也不便于使用和维修。根据主轴外伸量、主轴直径、主轴类型、切削转矩及多轴箱内各部分尺寸要求初步拟定设计方案如图10.2图10.2主轴外型10.2.2 传动轴的设计传动系统的设计是主轴箱、特别是大型标准主轴箱中最关键的一环。所谓传动系统的设计就是通过一定的传动链，按要求把动力从动力部件的驱动轴传递到主轴上去。同时满足主轴箱其它结构的传动要求。一般来说，同一个主轴箱的传动系统，可以设计出几种方案来。因此，设计时必须对各种传动轴进行分析比较，从中选择最佳方案。因为，传动系统设计的好与不好，将直接影响主轴箱的质量、通用化程度、设计和制造工作量的大小，以及其成本的高低等等。主轴设计的基础上，根据传动轴直径（），传动轴效率及多轴箱内各部分尺寸要求初步拟定设计方案如图9.2 图10.3传动轴外形10.3多轴箱油泵的选择出于经济效益，维修调整方便等多方面考虑，选择普通油泵。方案如图10.4图10.4 多轴箱油泵的外型10.4多轴箱展开图的绘制根据多轴箱设计要求及传动要求的基础上，拟定方案为图10.5。前面介绍了主轴箱的用途、种类、结构以及组成元件。在对主轴箱有了概括性的了解以后，就可以对主轴箱设计中的共性问题进行研究，以实现主轴箱的设计。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、油泵及其上相应的齿轮、各套、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离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、传动轴可画一根，在轴端注明相同的轴号即可。对于轴向转配结构基本相同，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的联系尺寸、主轴外伸长度等。图10.5 多轴箱展开图结 论毕业设计是机械专业本科段学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次毕业设计，我