组合机床的多轴箱设计.doc

减速器盖钻孔组合机床的多轴箱设计组合机床的多轴箱设计摘要：机械制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。而制造业的生产能力主要取决于制造装备机床的先进程度。而多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图确定工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计传递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。本课题主要设计多轴箱。多轴箱如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。关键词：组合机床 多轴箱 齿轮1 组合机床多轴箱概述1.1多轴箱的组成通用多轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。多轴箱的箱体类零件箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。多轴箱基本尺寸系列标准规定，9种名义尺寸用相应滑台的滑鞍宽度表示，多轴箱宽度和高度是根据配套滑台的规格按规定的系列尺寸选择。多轴箱的通用主轴包括通用钻床类主轴和攻螺纹类主轴，其中通用钻床类主轴按支承型式可分为三种：滚锥轴承主轴；滚珠轴承主轴；滚针轴承主轴。按与刀具的连接是浮动还是刚性连接，又可分为短主轴和长主轴。攻螺纹类主轴按支承型式可分为两种：前后支承均为圆锥滚子轴承主轴和前后支承均为推力球轴承和无内环滚针轴承的主轴。多轴箱的通用传动轴按用途和支承型式分为六种。它们分别为：圆锥轴承传动轴；滚针轴承传动轴；埋头传动轴；手柄轴；油泵传动轴；攻螺纹用蜗杆轴。多轴箱的通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电动机齿轮三种。1.2 通用多轴箱的工作原理和用途通用多轴箱是组合机床中的一个重要的部件，在多轴箱中通过传动轴和传动齿轮的传动，将动力箱中的电动机轴的动能传递给主轴，主轴带动刀具加工工件。通过对齿轮啮合的调整可得到不同的传动比，因此主轴就可以获得不同的转速。多轴箱可安装多个不同的主轴，这样就可以用多个主轴对同一个工件进行不同的加工。多轴箱与动力箱一起安装于进給滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工艺。2多轴箱的设计2.1 绘制多轴箱设计原始依据图 轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。其主要内容和注意事项如下： （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：主轴与被加工零件在机床上是面对面放置的，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，并标注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值。（3） 根据加工示意图标注各主轴转速及转向主轴逆时针（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。2.2主轴齿轮的确定及动力计算主轴型式和直径、齿轮模数的确定，主轴的型式和直径，主要取决于工艺方法、刀具主轴连接结构、刀具的进给抗力和切削转矩。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。传动轴的直径也可以参考主轴直径大小初步选定。待齿轮传动系统设计完后再验算某些关键轴颈。多轴箱的齿轮模数常用2，2.5，3，3.5，4几种。由于为了便于生产，同一多轴箱中的模数规格最好不要多于两种。本题统一选用齿轮的模数为2。2.3 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，把驱动轴与各主轴连接起来，使各主轴获得预定的转速和转向。对多轴箱传动系统的一般要求有：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，应采用变位齿轮或略微改变改变传动比的方法解决。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。为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于0.5，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。用于粗加工主轴上的齿轮，应尽量设置在第排，以减少主轴的扭转变形；精加工主轴上的齿轮，应设置在第，以减少主轴端的弯曲变形。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，就分两条传动路线，以免影响加工精度。刚性镗孔主轴上的齿轮，其分度园直径要尽可能大于被加工孔的孔径，以减少振动，提高运动平稳性。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。2.4 多轴箱坐标计算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、结构布置是否正确合理。2.5绘制多轴箱总图及零件图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。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。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、有泵轴、有泵轴转向、驱动轴转向及坐标尺寸、最低主轴高度尺寸及箱体轮廓尺寸等。并标注部件代号。展开图其特点是轴的结构图形多。各主轴和传动轴及轴上的零件大多是通用化的，且有规则排列着。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、驱动轴手柄轴、有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 （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，只有齿轮大小和排列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。主轴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。多轴箱技术条件 多轴箱总图上应标注多轴箱部件要求。即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。主轴精度，按JB3043-82组合机床多轴箱精度标准进行验收。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，可按一般工件图规定。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件，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；通用逐渐的原有部分的轮廓等一律用细实线表示。参考文献01 谢家瀛 .组合机床设计简明手册 .机械工业出版社 02 金振华 .组合机床及其调整与应用 .机械工业出版社03 李庆余,张佳 .机械装备设计 .机械工业出版社04 顾维邦 .金属切削机床概论 .机械工业出版社05 戴曙 .金属切削机床设计 .机械工业出版社06 华东纺织工学院,哈尔滨工业大学,天津大学 .机床设计图册 .上上海科学技术出版社07 徐景辉 .机床装配 .四川人民出版社08 储凯,许斌 .机械工程材料 .重庆大学出版社09 邱宣怀 .机械设计 .高等教育出版社10 吴宗泽 .机械设计实用手册 .化学工业出版社11 龚桂 .机械设计课程设计指导书 .高等教育