双面组合镗床设计【175-型柴油机曲轴箱】【说明书+CAD】
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175-型柴油机曲轴箱
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毕业设计(论文)任务书学 院： 机械工程学院 题 目： 双面组合镗床的设计 起 止 时 间： 2011-12-282012-6-2 学 生 姓 名： 班 级： 指 导 老 师： 系 室 主 任： 院 长： 2011 年 12 月 28日论文 (设计) 内容及要求：一、 毕业设计（论文）原始依据对被加工零件进行工艺分析，根据零件的材料、形状与尺寸要求等确定合适的加工工艺、选择相应的成型工艺参数，完成双面组合镗床的设计。二、 毕业设计（论文）主要内容1、绘制被加工零件工序图 1张；2、绘制加工示意图 1套；3、绘制组合机床总图 1份；4、绘制主轴装配总图 1份；5、编制机床生产率计算卡 1篇；6、编写毕业设计说明书 1篇三、 毕业设计（论文）基本要求1、设计说明书书写格式要求：须打印，并符合下列装订顺序：(1) 毕业设计任务书；(2) 开题报告：(3) 中文摘要；(4) 英文摘要；(5) 目录；(6) 绪论；(7)正文；(8) 结论；(9)参考文献(或资料)；(10) 谢辞； (11)附录。2、文字要求：文字要通顺，语言流畅，书写工整，无错别字。3、图纸要求：图面整洁，布局合理。线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字与注释必须使用工程字书写，必须采用最新的国家标准。4、设计方案应合理可行，能达到所要求的加工精度、表面粗糙度5、结构力求简单、机床操作方便、使用安全可靠、制造工艺性较好。6、工作量要求：毕业设计说明书不少于1.5万字，毕业设计图纸工作量应该在折合0号图纸3张以上。7、翻译科技外文资料一篇(汉字3000字以上)。8、参考文献：应查阅文献15篇以上，其中有4篇以上期刊，至少2篇以上外文资料。四、 毕业设计（论文）进度安排1、11年12月12年3月 调查研究，收集资料2、3月01日3月15日拟定开题报告，构思设计路线和方法3、3月16日4月1日设计阶段第一部分，方案拟定，绘制前期图纸4、4月2日4月25日设计阶段第二部分，机床总体设计和图纸绘制5、4月26日5月1日拟定中期报告6、5月2日5月20日机床主轴箱设计7、5月21日5月25日编写毕业说明书8、5月22日6月2日审核毕业设计并做好毕业答辩准备五、 要参考文献1沈阳工业大学等.组合机床设计M.上海：上海科技出版社,1985 2机械设计手册编写组.机械设计手册M.北京：机械工业出版社,19863大连组合机床研究所.组合机床设计M.北京：机械工业出版社,19754龚桂义， 罗圣国.机械设计课程设计指导书M.北京：高等教育出版社,20045西北工业大学机械原理及机械设计机械教研室.机械设计M.北京：高等教育出版社,2004 6赵大兴，李天宝主编现代工程图学教程M.武汉：湖北科学技术出版社，20027 范钦珊主编材料力学M.北京：高等教育出版社，2000.28张展主编机械设计通用手册M.北京：中国劳动出版社，1994.59大连理工大学冯辛安主编机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社，2004.110高为国主编机械工程材料基础M.长沙：中南大学出版社,2004.111吴振彪主编. 机电综合设计指导M.北京：中国人民大学出版社,2000 12曹金榜，易锡麟等主编.机床主轴变速箱设计指导M,北京：机械工业出版社，1990 13周鹏翔，刘振魁主编.工程制图M.北京：高等教育出版社,2000 14冯辛安主编.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社,2004 15唐增宝，刘元俊主编.机械设计课程设计.武汉：华中理工大学出版社,1995 16东北大学机械零件设计手册编写组.机床零件设计手册M.北京：冶金工业出版社,1994 17华东纺织工学院，哈尔滨工业大学，天津大学.机床设计图册M.上海：上海科学技术出版社,1979 18雷晓玲.综合作业指导书M.北京：机械工业出版社,2000 18石光源，周积义，彭福荫.机械制图M.北京：高等教育出版社,1988 20王爱玲，白恩远等.现代数控机床M.长沙：国防工业出版社,2003 21廖效果等.数字控制机床M.长沙：华中理工大学出版社,1992 22张俊生.金属切削机床与数控机床M.北京：机械工业出版社,1994 23张振国等.数控机床的结构与应用M.北京：机械工业出版社,1995 指导老师： 年 月 日南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目双面组合镗床设计设计（论文）题目来源自选课题设计（论文）题目类型工程设计类起止时间2011-12-28-2012-6-2一、 设计（论文）依据及研究意义：近年来，随着国民经济的迅速发展，各企业对机械加工的效率和质量的要求也不断提高，对组合机床设计与制造业提出了更高的要求，高效率、高精度、高质量、自动化、高灵活性、经济适用的组合机床在整个机床产量中所占的比重越来越大。且随着组合镗床的综合加工性能与经济性越来越突出，组合镗床将在机械加工中发挥越来越重要的作用。从组合机床的设计和制造角度来看，组合机床的发展趋势可分为以下几个方面： （1）加深理论研究在组合机床设计中，对组合机床结构研究越来越深入，组合机床设计已经由经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2）灵活的配置 结构模块化，组成化。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使用。（3）加工精度稳定 因为工序固定，可选用成熟的通用部件，精密夹具和自动化工作循环来保证加工精度的一致性（4）高生产率因为工序集中，可多方面，多工位，多轴，多刀同时自动加工。（5）“柔性”机床结构应用多位主轴箱，可换主轴箱，编码随行夹具和刀具的自动化更换，配以可编码程序控制器（PLC），数字控制(NC)等，能额、任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。二、 设计（论文）主要研究的内容、预期目标： （1） 研究内容： 1、对被加工零件进行工艺性分析，根据被加工零件的材料、形状、批次和尺寸要求等确定合适的工艺方案和加工工艺参数 2、根据被加工零件的工艺方案与加工工艺参数，构思组合机床的设计路线和方法 3、根据设计路线与初步方法，拟定方案，设计机床的总体结构域图纸的绘制 4、根据机床的总体结构，根据被加工零件的工艺方案和加工工艺参数以及定位装夹方案，设计机床主轴箱。（2） 预期目标：1、组合镗床的设计与制造周期尽量短：组合镗床必须达到一定的通用化程度，通用零件，通用部件及标准件应占70%-90%，其中许多应是预先制造好的，在制造新镗床时可以根据需要选用，需要设计，制造的只是少量专用零部件。2、组合镗床具有可靠的结构性和良好的工艺性：组合镗床的通用零部件，应经过生产实践考验经过多次反复修改而定型的，应具有可靠的结构性和良好的工艺性，稳定的使用性能，以保证稳定的加工质量3、组合镗床的设计制造成本应尽量低：在保证零件的工艺性与尺寸要求的前提下，组合镗床的零部件尽量多的使用通用或标准的零部件，以提高制造精度，降低镗床的成本，加快专用机床的设计制造速度。4、组合镗床具有较高的自动化，便于维修：以耗损的零件可以提前准备，不要是可以换成通用的或标准零部件。5、组合镗床应便于更新：应采用了大量的通用零件，当改变加工对象时，组合机床只需改变其中10%-20%的零部件即可达到新的加工要求。三、设计（论文）的研究重点及难点1、 被加工零件工艺设计；2、 机床主轴设计；3、 组合机床总体设计；4、 导向机构的设计；5、 机床主轴刚度的效核6、 机床装配图的绘制四、设计（论文）研究方法及步骤：由于学校没有开设专门的机床设计课，设计的准备阶段假期主要是学习组合机床设计的基础知识，查阅相关理论基础。前期阶段查阅相关理论计算初步设计零件结构并进行校核。中期进行图纸的绘画。后期进行审核并编写说明书进行三维绘图。1 调查研究，收集资料 11年12月12年3月2 拟定开题报告，构思设计路线和方法 3月01日3月15日3 设计阶段第一部分，方案拟定，绘制前期图纸 3月16日4月1日4 设计阶段第二部分，机床总体设计和图纸绘制 4月2日4月25日5 拟定中期报告 4月26日5月1日6 机床主轴箱 5月2日5月20日7 编写毕业说明书 5月21日6月1日8 毕业答辩 6月5日6月6日五、进行设计（论文）所需条件：能够通过图书馆、网络等资料来源方式查阅足够资料，了解组合机床的历史和当前的发展、组合机床的基本结构与组成，以及组合机床各零件的设计标准；有一定的实习和参观机械厂的经历，能够利用实习的机会，和工人或技术人员等人交流，学会联系结合理论和实践，从而帮助设计工作的开展；学习并掌握一定的夹具知识，能够运用所学知识去设计制造符合设计要求的夹具，能够独立制作零件夹具的工艺规程；熟练掌握CAD，proE等机械制图软件，能够根据一定的资料分析和实验数据快速、准确地绘制所需图纸；最后还要在指导老师的指导下一步步进行毕业设计工作，能够根据指导老师的要求，按照学校论文的写作标准，如质、如量地完成毕业设计，为自己大学四年德学习交上一份满意的答卷。指导教师意见： 签名： 年 月 日南 华 大 学毕业设计(论文)综述报告题 目 双面组合镗床的设计 学院名称 机械工程学院 指导教师 厉善元 职 称 副教授 班 级 机 械 085 学 号 20084410505 学生姓名 李 磊 年 月 日1. 本设计（课题）研究的目的和意义近年来，随着国民经济的迅速发展，各企业对机械加工的效率和质量的要求也不断提高，对组合机床设计与制造业提出了更高的要求，高效率、高精度、高质量、自动化、高灵活性、经济适用的组合机床在整个机床产量中所占的比重越来越大。且随着组合镗床的综合加工性能与经济性越来越突出，组合镗床将在机械加工中发挥越来越重要的作用。专门为被加工零件设计的组合机床，可提高机械加工效率，降低加工成本，改善工人工作环境，提高零件的加工精度，保证零件加工精度的稳定性，适合大批量连续生产，同时便于维修。2. 本设计（课题）国内外研究历史与现状二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达O.03O.02微米。 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，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，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速1000020000r/min，最高进给速度可达2060m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。 然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。3. 目前存在的主要问题被加工零件工艺设计；机床主轴设计；组合机床总体设计；机床夹具设计；导向机构的设计；机床主轴刚度的效核机床装配图的绘制4. 本设计（课题）拟解决的关键问题和研究方法1、组合镗床的设计与制造周期尽量短：组合镗床必须达到一定的通用化程度，通用零件，通用部件及标准件应占70%-90%，其中许多应是预先制造好的，在制造新镗床时可以根据需要选用，需要设计，制造的只是少量专用零部件。2、组合镗床具有可靠的结构性和良好的工艺性：组合镗床的通用零部件，应经过生产实践考验经过多次反复修改而定型的，应具有可靠的结构性和良好的工艺性，稳定的使用性能，以保证稳定的加工质量3、组合镗床的设计制造成本应尽量低：在保证零件的工艺性与尺寸要求的前提下，组合镗床的零部件尽量多的使用通用或标准的零部件，以提高制造精度，降低镗床的成本，加快专用机床的设计制造速度。4、组合镗床具有较高的自动化，便于维修：以耗损的零件可以提前准备，不要是可以换成通用的或标准零部件。5、组合镗床应便于更新：应采用了大量的通用零件，当改变加工对象时，组合机床只需改变其中10%-20%的零部件即可达到新的加工要求。 5. 参考文献1沈阳工业大学等. 组合机床设计M. 上海科技出版社 1985 , 52-53 2机械设计手册编写组 机械设计手册M 机械工业出版社 1986, 1186-11963大连组合机床研究所. 组合机床设计M 机械工业出版社1975, 138 -1394龚桂义 罗圣国. 机械设计课程设计指导书M. 高等教育出版社2004, 19-205西北工业大学机械原理及机械设计机械教研室 机械设计M. 高等教育出版社2004, 198-2006赵大兴，李天宝主编现代工程图学教程M.武汉：湖北科学技术出版社，20027 范钦珊主编材料力学M.高等教育出版社，2000.28张展主编机械设计通用手册M.中国劳动出版社，1994.59大连理工大学冯辛安主编机械制造装备设计M.机械工业出版社，2004.110高为国主编机械工程材料基础M.中南大学出版社 2004.111吴振彪主编. 机电综合设计指导 M中国人民大学出版社2000 12曹金榜、易锡麟等主编机床主轴变速箱设计指导M机械工业出版社1990 13周鹏翔、刘振魁主编工程制图M.高等教育出版社2000 14冯辛安主编机械制造装备设计M机械工业出版社2004 15唐增宝、刘元俊主编机械设计课程设计.华中理工大学出版社1995 16东北大学机械零件设计手册编写组机床零件设计手册M.冶金工业出版社1994 17华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学机床设计图册M.上海科学技术出版社1979 18雷晓玲综合作业指导书M.机械工业出版社2000 18石光源、周积义、彭福荫机械制图M.高等教育出版社1988 20王爱玲、白恩远等现代数控机床M.国防工业出版社2003 21廖效果等数字控制机床M.华中理工大学出版社1992 22张俊生金属切削机床与数控机床M.机械工业出版社1994 23张振国等数控机床的结构与应用M.机械工业出版社1995 24刘品、徐晓希机械精度设计与检测基础M.哈尔滨工业大学出版社南华大学机械工程学院毕业设计（论文）毕业设计(论文)题 目 双面组合镗床设计 学院名称 指导教师 职 称 班 级 学 号 学生姓名 2012 年5月 28日 2双面组合镗床的设计摘要：本文以加工175-型柴油机曲轴箱的加工内容为依据,用层次分析法的思想研究了 如何设计出满足其加工精度和生产率要求的卧式双面组合镗床.此镗床能对一种零件行多刀、多轴、两面加工,生产效率高,加工精度稳定.全文包括组合镗床的总体设计和主轴箱设计两大部分。机床的总体设计主要是在选定工艺方案并确定机床配置形式，结构方案基础上进行被加工零件工序图，加工示意图，机床联系尺寸图和生主率计算卡的优化与计算。经过分析比较，确定零件最优加工方法是工件固定在中间底座上，左头主轴箱上加工113-87-79孔，扩22孔，锪28沉孔，右头选用单轴箱完成49-43孔的加工。此结构简单，经济并且能够满足加工要求。关于主轴箱的设计根据“三图一卡”整理编绘出主轴箱的原始依据图，重点分析传动系统，经过各种方案的比较，最后确定的最优方案：主动轴负荷小，齿轮传动副的传动比小，结构紧凑，主轴上的齿轮靠近前支承，主轴的扭转变形式小。关键词：柴油机曲轴箱；组合镗床；三图一卡；主轴箱Sided combination Boring designABSTRACT : This article takes the processes content of the 175- diesel engine crankcase as the basis, using the thought of the layer analysis method to study how to design a horizontal-type two side combination boring lathe,which is designed to satisfy its processing precision and the productivity request. This boring lathe can carry on the multi- knives to one kind of components,the multiple spindle, both sides processing on one component,keeping high efficiency and stable processing precision. The full text includes the system design of combines the boring lathe and the headstock designs two major parts. The machine tool system design is mainly in the designation craft plan and the determination machine tool desposition form, in the structure plan foundation carrying on working procedure chart of processed the components,the processing schematic drawing, the machine tool relation dimensional drawing and the fresh host rate computation card optimization and the computation. After the analysis comparison, the most superior processing method components is the work piece fixes on the middle foundation, in the left headstock processes 113- 87- 79, 104 end surfaces, expand 22, counter28 sinks the hole,and in the right it selects the stalk box to complete 49- 43 processings. This structure is simple, the economy and can satisfy the processing request. As for the design of headstock,it can be reorganized as the primitive basis chart according to the”three figures one card”.Thepoint analysis spreads to move system.Through the comparison of various projects,we finally determine the most superrior plan:Thedriveshaft shoulders slightly,gear,drive vicevelocity ratio small,structure compact front,on the main axle gear approaches the supporting,and the twist type of the principal axis was small.Keywords: diesel engine crankcase as the basis; combination boring lathe; three figures one card ；machining processii目 录第1章 组合机床的总体设计11.1 组合机床设计的步骤11.2影响方案制定的主因素21.3被加工零件工序图31.4加工示意图41.5 机床联系尺寸图的绘制111.6 机床生产率计算卡11第2章 组合机床主轴箱的设计172.1 绘制主轴箱设计原始依据图172.2 主轴的型式确定182.3 主轴箱零件182.4 传动系统的设计19第3章 主轴强度的校核45结论 50参考文献 51致 谢 辞 52附录1 外文原文53附录2 外文译文64南华大学机械工程学院毕业设计（论文） 组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存。 我们要加强与国外的合资合作，利用和学习国外的先进技术，要通过对引进技术的消化吸收进行再创新，发展自己的产品。通过我们的努力，使我国真正由制造大国变成制造强国。本设计课题是通过设计一台双面组合镗床，对175曲轴箱进行加工，对零件的所需要加工的平面进行镗削，从而使零件达到所需的技术要求。 毕业生设计是完成工程技术人员基本训练的最后一个主要环节，是检验我们在四年当中的学习中所学的知识的掌握与运用，目的是培养学生综合运用所学专业和基础理论知识独立解决本专业一般工程技术问题的能力。在设计方案的选定，设计资料的收集，手册和国家标准规范的运用。零部件及总装图的给制等方面有较全面的锻炼。并使每个学生树立起正确的设计思想和良好的工作作风。 第1章 组合机床的总体设计组合机床的总体设计，就是针对具体的被加工零件，在先定的工艺和结构方案的基础上，进行方案设计、图纸绘制。这些图纸包括被加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系图、和产率计算卡。1.1组合机床设计的步骤1.1.1制定工艺方案从认真分析被加工零件图开始,深入现场全面了解被加工零件的结构特点,加工部位,尺寸精度,表面粗糙度和技术要求,定位夹紧方式,工艺方法,和加工过程所采用的刀具,切削用量情况及生产率要求等,分析优缺点,以求理论联系实际,从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容及方法(本课题加工工艺内容已确定),决定刀具种类,结构类型,及切削用量等。1.1.2确定机床配置型式及结构方案1.1.2.1零件的生产批量是决定采用单工位，多工位或自动线，还是按中小批量生产特点设计组合机床的重要因素。本机床生产量为5万件/年，属于中小批量生产情况，则采用单工位。从工件外形和轮廓尺寸来看，采用单工位固定式夹具的机床配置形式。夹具和工作台都固定不动,动力滑台实现进给运动,滑台上的动力箱实现主切削主运动。被加工零件的生产批量越大，工序安排一般趋于分散。而且，其粗、半精、精加工应分别在不同机床上完成。本设计课题，要求生产量为每年5万件，属于中小批量生产情况，则要力求减少机床台数，此时应将工序尽量集中在一台（多工位）或少数几台机床上加工，以提高机床利用率。被加工零件的特点在很大程度上决定了机床的配置型式，由于被加工零件要加工的孔中心线与定位基面平行，且被加工见是箱体，故采用卧式机床。1.1.2.2本台机床为卧式双面镗削加工组合机床，其工作循环如下： 图1.1 工作循环图1.1.2.3组合机床方案的制定：组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中原则设计的一种高效专用机床。为使加工过程顺利进行，并且达到要求的生产率，必须在掌握大量的零件加工工艺资料基础上，通盘考虑影响制定零件工艺方案，机床配置型式,结构方案的各种因素及应注意的委托，经分析比较,以确定零件在组合机床上合理可行的加工方法，确定加工余量，选用合适的切削量，相应的刀具结构等。1.2影响方案制定的主要因素1.2.1影响组合机床方案制定的主要因素1.2.1.1被加工零件的加工精度及加工工序：被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度是制定机床方案的主要依据.本机床的加工内容为半精镗孔,锪端面,扩孔,除采取提高原始制造精度和定位基准精度,减少压力变形,还采取主轴高速,低进给量的 加工方法,以使切削量尽量小,为消除主轴振动的影响,采用精镗头,主轴设卸载装置.1.2.1.2被加工零件的特点：根据加工零件的特点,在机床左头a主轴上安装多把镗刀和锪刀,完成半精镗孔8711379,b主轴上安装扩刀和锪刀完成扩22孔和锪28沉孔,右头的主轴上安装两把镗刀,完成半精镗孔4349.1.2.1.3定位基准的选择：正确选择加工定位基准是确保加工精度的重要条件,为减少由基准转换带来的累积误差,和结合被加工零件的特点和加工内容,本机床采用”一面双孔”的定位方法.1.2.2确定切削用量及选择刀具1.2.2.1工序间余量的确定由组合机床设计表3-6加工方式 加工直径 工序余量（径向）mm半精镗 20-80 0.7-1.2半精镗 80-115 1.0-1.5扩孔 20-50 2.0-2.51.2.2.2选择切削用量：根据机床要求的生产率及刀具的特点合理选择切削用量，由组合机床设计表3-9和表3-11查得:对于左头的第一根主轴,半精镗11387，79孔,切削用量 V= 2025(米/分) 选取切削用量为20米/ 分,f=0.2mm/r对于左头的第二根主轴扩22,切削用量V=10-18米/分 f=0.2-0.25mm/r 锪28孔,切削用量 V=8-12米/分 f=0.15-0.3mm/r 选取切削用量为V=12米/分,f=0.2mm/r对于右轴 半精镗4349孔，切削用量 2025(米/分) 选取切削用量为20米/分,f=0.2mm/r1. 被加工零件工序图1.3.1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选定的工艺方案，在一台机床上或一条自动线上完成的工艺内容。加工部分的尺寸及精度、技术要求。加工用定位基准，夹具部位及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸。它是在原有的工件图的基础上，以突出机床或自动线的加工内容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造和使用时调整机床，检查精度的重要条件。被加工零件工序图包括如下内容：1.3.1.1在图上应表示出被加工零件的形状，尤其是要设置中间导向时，应表示出内部箱的位置和尺寸，以检查工件进夹具是否相碰，以及也具通过时的可能性。1.3.1.2在图上应表示出加工基面和夹压的方向及位置以便以此进行夹具的支承和夹压系统的设计；1.3.1.3在图上应该表示被加工零件表面尺寸，精度，光洁度，位置尺寸及精度和技术条件（包括对上道工序的要求及本床的保证部分）1.3.1.4为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出机床的加工内容，绘制时，对本机床加工部位使用粗实线表示，定位基面用符号V 表示,夹压位置用符号表示。（本零件加工工序图已知）1.4加工示意图 1.4.1加工示意图的作用和要求 零件加工的工艺方案通过加工示意图反映出来，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重要地位，它表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具，辅具的布置状况以及共，夹具，刀具等机床各个部件的相对位置关系，机床的工作行程等，它也是设计夹具，主轴箱及选择刀具动力部件的主要依据，同时也是调整机床刀具的依据。其内容为：1.4.1.1反映机床的加工方法，加工条件及加工过程。1.4.1.2根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型、数量、结构、尺寸（直径和长度），包括镗削加工时决定镗杆直径和长度。1.4.1.3决定主轴的结构类型，规格尺寸及外伸长度。1.4.1.4选择标准或设计专用的接杆，浮动卡头，导向装置。 1.4.1.5决定机床动力部件的工作行程及工作循环。1.4.2刀具的选择1.4.2.1为提高工序集中程度或保证加工精度，可采用先后加工或同时加工两个或两个以上表面复合刀具。对于本机床采用同一镗杆上几把刀头组成的复合镗刀。1.4.2.2复合刀具按结构分为整体式和装配式两种。确定较大直径的复合刀具结构时，应该尽可能采用装配式。整体式符合刀具的制造，刃磨都困难，造价昂贵，仅用于诣在节省加工工位和减少机床台数及保证加工精度的必须之处。所以对于本机床采用装配式复合刀具的制造。1.4.2.3选用镗刀和铰刀的原则前已叙及,组合机床对不同直径孔的精加工，铰削和镗削皆可应用。但由于直径不易制成大直径的，所以主要用于直径40毫米以内（个别情况下也有制成100毫米以内的铰刀）孔的精加工。由于回转工作台及鼓轮式机床加工时易产生振动，在这类机床上采用镗刀镗孔常会造成工件孔不圆，此时若采用铰刀铰孔则易得到稳定的加工精度，铰刀的装卸，调整方便，耐用度也高。由于镗刀制造简单，刃磨方便，所以在加工尺寸及位置精度较高的同心孔系时，只要镗杆刚性较好且容易对刀，应优先考虑用镗刀镗孔。对于本机床左头扩22用绞刀。1.4.2.4因为该机床为两面镗孔组合机床，孔径有的大于40mm，且孔为台阶孔，加工为粗加工，所以影响选择刀具还有特殊要求的限制，例如：当加工孔有特殊要求限制，当被加工孔表面不允许有退刀槽时，需将工件抬起来让刀退出，这时只能用镗刀。再如：当有位置限制时，导向孔的尺寸小于加工孔的尺寸，也只能用镗刀，并在镗套上开退刀槽，以便镗刀经过。1.4.3导向结构选择本工序镗孔为多层壁孔。因为大直径深孔，并且分布在同一个平面，所以根据组合镗床镗孔的加工精度，被加工的孔径直径一般是在40mm以上，所以本机床要采用非刚性主轴加工（带导向）非刚性主轴加工适用于中等直径单层壁或多层壁孔，精镗可过精度IT7，表面粗糙度Ra1.6mm，孔的形状（圆形及圆柱形）公差可达孔径尺寸公差之半左右，所以运用机床都可以满足要求。1.4.3.1由于本工序加工的孔的孔径一般较大，旋转速度较高，为了避免镗杆因磨擦发热而变形，产生“咬死”现象，或因导向润滑不良和细切屑切入，使镗杆与导套咬死，根据本工件加工工艺，左端镗杆及右端镗杆选择滑动导向，左端锪-扩孔选择旋转导向。 1.4.3.2正确选择导套的形式和结构，必须根据导向的旋转转速度，加精度，刀具工作等具体情况选择导向的形式和结构，当半镗孔转速较高，但精度要求一般的可选用滚锥轴承的导向。1.4.3.3确定导向数量，因为工序是采用长镗杆加工多层壁同心孔系，根据具体情况采用两个或多个导向动力头。所以对于本机床左头第一主轴和右头主轴镗杆采用第二类导向。对于左头第二主轴采用第一类铰孔导向。1.4.3.4其工作循环及工作行程应这样来确定：工作进给长度的确定：工作进给长度应等于被加工部位长度与刀具切入和切出长度之和，如图所以：动力头工作进给的长度是按加工长度最长的孔来选取。切入长度的确定：镗孔的切出长度一般允许时应力求做到转入第二工作进给常比第二工作进给，除锪平面或大角度的刀具外，其余刀具都离开表面，不再切削。快速行进长度的确定：快速行进是动力头把刀具送到工作的位置，其长度按具体工作情况来确定。快速长度的确定：快速退回的长度等于快速行进的长度加工进给长度之和。 1.4.4镗杆直径长度及镗刀截面尺寸由组合机床设计表3-16查得：左头：镗杆60，镗刀截面尺寸BB=1616 ,铰杆30。右头：镗杆35镗刀截面尺寸BB=10101.4.5主轴结构，规格尺寸，外伸长度对于半精镗一类加工主轴，则不能按切削扭矩来选择主轴直径这是因为镗孔时，一般余量很小，扭矩也很少，由此决定镗轴直径往往造成刚性不足因此这类主轴尺寸的决定程序是：工件加工部位尺寸镗杆直径浮动卡头规格尺寸主轴尺寸所以对于左头a主轴，加工内容为半精镗87113孔，由组合机床设计表316,选择60的镗杆.选用型号为T6115的浮动卡头,则选主轴选用60,对于右头主轴加工内容为半精镗4349孔,由组合机床设计表316,选择35的镗杆. 选用型号为T611的浮动卡头,则选主轴选用40.对于左头b主轴加工内容为扩22孔，锪28沉孔,选用标准连接杆,选用30的主轴. 1.4.6动力滑台的选择滑台与滑座配套组成一个独立的动力部件动力滑台。滑台在滑座导轨上移动，实现机床的进给运动。滑台上可以安装各种功用的单轴工艺头或安装动力箱和主轴箱。滑台的主要参数规定为台面宽度尺寸。组合机床各种通用部件的品种，规格及其配套关系也滑台宽度尺寸为标准，其理由是：直接反映滑台上安装工艺切头的能力，在安装主轴箱时，可以反映出被加工零件加工位置的分布面积等。滑台台面宽是一个主要结合尺寸，结合面尺寸的标准化能使组合机床外型协调。滑台台面宽作为通用部件配套标准，使机床受力合理，提高机床的刚度。工作进给长度L应等于工件加工部件长度L（多轴加工时应按最大孔计算）与刀具切入长度和切出长度之和：图1.2 工作进给长度 L=L切入+L切出+L对于本机床左头:由表3-24查得L切出=10mm , L切入=根据工件端面的误差情况在510mm之间, 取L切入=8mm L= L切入L切出+L=8+10+(18.3+31)=67.3mm工作行程长度=快速退回=快速引进+工作进给220=220=153+67动力部件总行程长度=工作行程长度+前备量+后备量 600=220+45+335所确定的动力部件总行程应小于所选滑台的最大行程根据以上条件选出液压滑台HY40A-台面长800mm,台面宽400mm,高为滑履行长1570mm,允许最大进给力P进=10000N, 快速行程速度为6.5m/min，工进速度为65 m/min1.4.7动力箱的选择动力部件用以实现切削刀具的旋转和进给运动（动力头）或只用于进给运动（动力滑台）是组合机床最主要的通用部件。设计一台机床，选用何种动力部件，应当根据具体的加工工艺，机床形式，使用条件，生产条件等来确定。选用合适的动力部件，能够使机床具有先进的工艺水平和技术水平，以及良好的经济效果。1.4.7.1电动机功率的确定：每一种规格动力头（机械或液压动力头）都有一定的功率范围，根据所选切削用量计算的切削功率及进给功率之需要，并适当考虑提高切削用量的可能性（一般按30%考虑），选用相应规格的动力头。可按下列公式进行计算：式中 N动动力头电机功率； N切切削功率，按各刀选用的切削用量，从“组合机床切削力及功率计算图”中求出； N进进给功率。对于液压动力头就是进给油泵所消耗的功率，一般为0.82千瓦；传动效率，当主轴箱主轴少于15根时，=0.9，主轴多于15根时，=0.8根据组合机床图册计算切削功率可以根据以下公式：扭距 M=0.0195 (1-1)切削功率 N切=Mv/(0.7162*D*1.36) (1-2)D-镗杆直径，决定于镗孔的直径大小，从组合机床设计表4-5 镗孔，镗杆直径与镗刀截面 中查得。 V-为切削速度（米/分）对于113的孔：M=0.0195=0.019590=10.62（千克米）N切1=M*V/(0.7162*D*1.36)=10.6220/（0.71623.14901.36）=0.77（kw）对于79的孔：M=0.0195=0.019560=6.02(千克米）N切2=M*V/(0.7162*D*1.36)=6.0220/（0.71623.14601.36）=0.656（kw）对于87的孔：M=0.0195=0.019560=6.02（千克米）N切3=M*V/(0.7162*D*1.36)=9.220/（0.71623.14601.36）=0.656（kw）对于22的孔：M=0.0195=0.019522=1.48（千克米）N切4=M*V/(0.7162*D*1.36)=1.020/（0.71623.14221.36）=0.44（kw）对于28的孔：N切5 =M*V/(0.7162*D*1.36)=0.1（kw）则总切削功率N总=N切1N切2N切3N切4N切5=2.622（kw）H动=3.64（Kw）取电动机功率=4 kw 选择电动机型号Y160M1-8 =4 kw n=1440r/min1.4.7.2进给力的选择：每一型号动力头都有其最大允许的进给力。先用时计算的切削进给力必须稍小于动力头允许的最大进给力，并注意各主轴切汲取力的全力中心应处在动力头接合面范围内，力求使其处在动力头接合面的下方，为此应将重负荷的粗力工工序安排在主轴箱的下部。当遇到动力头的功率和进给力不能满足要求，而又相差不多时，不应轻易选用大一号动力头，这时可采取下列措施：降低所需进给力和功率。在生产率允许的条件下，适当降低切削用量，或将部分安排为顺序先后加工，即将同一动力头上的刀具前后错开，在同一循环中先加工一些通孔后，再加工另一部分孔，以降低所需进给力和功率。有时还可以改变加工方法，如将负荷重的端面刮削端面改为径向车端面等。对于液压动力头可采用油泵单独驱动机构，既增加一个电动机，专用于进给油泵的驱动，使动力头电动机的全部功率用于切削加工。对于短时间工作的工序，可在超负荷下工作，但超负荷不得大于25。每种规格的动力滑台都有其最大进给力P进 的限制。选用时，可根据确定的切削用量计算出各主轴向切削合力,以P进 来确定动力滑台的型号和规格。1.4.7.3进给速度的选择：每一种型号动力头有快速行程速度及最小进给量的规定。液压动力头的进给是可以无级调整的，为了避免由于气温，制造误差等影响，造成动力头进给速度不稳定，不宜选用动力头技术性能中规定的最少进给量，实际的进给量应大于其0.5-1倍。1.4.7.4最大行程的确定：选用动力头时必须考虑其最大允许行程，除满足机床工作循环的要求外还必须保证调试和装卸刀具的方便性。1.4.7.5主轴箱最大轮廓尺寸的影响：为了使动力头在加工过程中有良好的稳定性，需要根据主轴箱的轮廓尺寸选择相适宜规格的动力头，同时要考虑主轴箱的刀具分布情况，力求使各刀具的进给抗力的合力中心不超过主轴箱和动力头的结合面，并使其在垂直方向上尽量接近油缸的中心。1.4.7.6动力滑台导轨型式：动力滑台导轨组合有“矩-矩”和“矩-力”两种形式。前者一般多用于带导向引导刀具进行加工的机床及其他粗加工机床，后者导向性好，精度高，主要用于不带导向的刚性主轴加工及其他精加工机床.本题机床为粗加工，由“矩-矩”导轨保证。根据以上条件选出液压滑台HY40A-台面长800mm,台面宽400mm，高为400mm,滑履长1570mm，允许最大进给力P=10000N，最大行程630mm快速行程速度为6.5m/min，工进速度为65mm/min . 为了提高动力箱的刚度，规定动力箱与主轴箱结合面的高度等于动力箱与滑台结合面的宽度。动力箱与主轴箱结合面的宽度以及动力箱的长度为同参数滑台宽度尺寸的1.25倍。根据以上条件选出动力箱TD40A, 动力箱与动力滑台结合面尺寸长400mm，宽400 mm，动力箱与主轴箱结合面尺寸，长400 mm，高415 mm，动力箱输出轴距离箱体后面高度为250 mm。电动机功率4kw 电动机转速1440r/min 驱动转速720r/min1.4.8配套通用部件侧底座CC40A, 其高度H=560mm, 宽度B=710mm, 长度L=1570mm,中间底座轮廓尺寸：其高度H=560mm, 宽度B=710mm, 长度L=700mm,1.5机床联系尺寸图的绘制1.5.1联系尺寸图的作用和内容机床联系尺寸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。以检查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，并进一步开展主轴箱，夹具等专用部件，零件的设计提供依据。组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的。为了使设计的组合机床既能够满足预期的性能要求，又能做到配置上匀称合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各个部件之间的关系进行全面的分析研究。这是通过绘制机床联系尺寸图来达到的。机床联系尺寸图是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后，根据初步选定的主要的通用部件（动力部件及配套的滑座，床身或立柱等），以及确定的专用部件的结构原理而绘制的。1.5.2绘制机床联系尺寸图应考虑的主要问题1.5.2.1机床装料高度的确定：在确定机床装料高度时，要考虑车间运送工件的滚道的高度，工件最底孔的位置主轴箱最底主轴高度和通用部件高度 的尺寸的限制。根据我国具体情况，为便于操作和省力，对于本卧式双面组合镗床，装料高度为1000毫米。1.5.2.2夹具轮廓尺寸的确定：夹具是用来定位和夹紧工件的，所以工件的轮廓尺寸和性质是确定夹具轮廓尺寸的依据在加工示意图中对工件和镗模间的距离，以及倒套的尺寸，都有了规定。在掌握了工件宽度，工件和镗模架间的距离和镗模架的厚度尺寸后，即可确定夹具底座的总长尺寸。夹具底座的高度应视夹具的大小而定即要保证有足够的刚性，又要考虑工件装料 高度。为了便于布置定位元件，一般夹具底座高度不小于240毫米。对于非框形夹具，在绘制联系尺寸图时，应事先绘制夹具结构草图，确定夹具的主要技术特性，基本结构原则及其外形控制尺寸。1.5.2.3中间底座轮廓尺寸的确定：中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上安装连接的需要。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，照顾各个部件联系尺寸的合理性来确定。非重要的是，一定要保证加工终了位置时，工件端面至主轴箱端面的距离不少于加工示意图上要求的距离。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检测，维修的距离。及便于切屑及泠却液回收，中间底座周边须有足够宽度的沟漕。尺寸a要足够。通常，当机床不采用泠却液时，a尺寸最小可取为1015毫米，当机床采用泠却液时，要考虑中间底座周边应有一定宽度的回收泠却液及排屑沟槽，a尺寸一般不少遇70100毫米。对于一些结构复杂的组合机床，为调整，维修和对刀方便，a尺寸还须根据具体情况加大。中间底座轮廓尺寸的长度方向尺寸可按下式确定：L=(L+L+L+L)l2(l+l） (1-3) =(550+557+325+119.3)-150-(30+55)=990.3式中：L加工终了位置，主轴箱端面至工件端面的距离 L主轴箱厚度L工件沿机床长度方向的尺寸l机床长度方向上，主轴箱动力滑台的重合长度l加工终了位置，滑台前端面至滑座前端面的距离l滑座前端面至侧底座前端面的距离根据R20优选数系悬着中间底座L为1000mm如果计算出的中间底座长度L值不能满足A和a尺寸的要求，可采取改变加工终了位置时主轴端面到工件端面的距离L1尺寸进行调节，此时须同时修改加工示意图，以达到L和a尺寸加大的目的，或者减少l尺寸，但必须保证滑台有足够的前备量1520毫米。1.5.2.4主轴箱轮廓尺寸的确定：标准的通用镗类主轴箱的厚由主轴箱体，前盖，和后盖三层尺寸构成。主轴箱体厚为180毫米，前轴有两种尺寸规格，卧式厚为55毫米；立式厚为70毫米，后盖厚有90毫米和50毫米两种尺寸，通常用90毫米的后盖。因此，主轴想箱总厚度卧式主轴箱通常为325毫米，立式为340毫米。主轴箱的宽度B,高度H的大小主要与要加工的零件孔的分布有关，可按下式确定： B=b+2bH=h+h+b (1-4)式中：b工件在宽度方向相距最远的两孔距离；b最边缘主轴中心距箱外壁的距离,推荐b70100；h工件在高度方向相距最远的两孔距离；h最底主轴高度，h85140。h=h+H(0.5+h+h+h)h工件最底孔位置H机床装料高度 h滑座台总高度;h滑座与侧底座之间调整垫高度;h侧底座高度.h=h+H(0.5+h+h+h)=10+980(0.5+320+5+560)=104.5B=b+2b=288+1002=488H=h+h+b=136+104.5+100=340.5根据上述计算值,按主轴箱轮廓尺寸系列标准,最后确定主轴箱轮廓尺寸为:BH=500400mm传动装置的润滑：采用自动润滑，主轴箱内装有叶片油泵，将油供应到齿轮运动和动力箱，滑台导轨上油泵装置 TY0-6.3/1.6油箱装置 TYX-200机床的冷却： 由于本机床加工工件为铸铁件，加工时需冷却。本机床装冷却泵，N=0.7kw, 将工作液供应到工作部件进行冷却以提高表面光洁度，减少功率损耗，其型号定为T40A, 采用冷却泵集中连续润滑的方式。1.6机床生产率计算卡根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速工进速度等,计算机床的生产率编制生产率计算卡,用以反映机床的加工过程,完成每一动作所需要的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等1.6.1理想生产率QQ=21 (件/小时)A年生产纲领;K全年工时总数.1.6.2实际生产率QQ= (件/小时)式中:T生产一个零件所需要的时间(分)它可根据下式计算:T=t+t=(+t)+(+t+t) (1-5)L、L分别为刀具第一,第二工作进给行程长度(毫米);v、v分别为刀具第一,第二工作进给量(毫米/分)t动力滑台在死挡上停留时间,通常指刀具在加工终了时候无进给状态下旋转510转所需要的时间;L、L分别为动力部件快进,快退行程长度(毫米) v动力部件快速行程速度.液压动力部件取310米/分;t直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间,一般取0.1分;t工件装卸时间,一般可取0.51.5分.T=t+t=(+t)+(+t+t) =(18.3/50+31/50+18/50)+(153+220)/5000+0.1+1=2.445(分)Q=60/2.445=24 (件/小时)Q=24 Q=21, 则负荷率为: = Q/ Q=21/24=87.5%表1.1机床生产率计算卡 被加工零件图号毛坯种类铸件名称175-型柴油机曲轴箱毛坯重量材料HT-200硬度HB170220工序名称工序号序号工步名称零件数量加工直径毫米加工长度mm工作行程mm切削速度m/min每分转速r/min每转进给mm/r工时（分）机动时间辅助时间共计1装工件10.52工件定位加紧1100.0023左动力部件快进11530.03064左动力部件工进1877949.320540.21.3465死挡铁停留10.02046左动力部件快退12200.0447松开工件100.0028卸下工件10.5备注本机床装卸工件时间取为1分钟单件总工时1.3461.0992.445实际生产率Q24（件/小时）理想生产率Q21（件/小时）负荷率87.5%第2章组合机床主轴箱的设计主轴箱是组合机床的主要部件之一，按专用要求进行设计，由通用零件组成。主轴箱按结构大小，可分为大型主轴箱和小型主轴箱两大类。大型又分为通用（亦称标准）主轴箱和专用主轴箱两类。本台机床根据要求而选用大型标准主轴箱。 “大家明白，无论做什么事情，不懂得那件事情的情形，它的性质，它和它以外的事情的关联就不懂那件事情的规律，就不知道如何去做，就不能做好那件事情。” 主轴箱的设计也是这样，因此，开展主轴箱设计工作的依据是“三图一卡”，既机床总图或机床联系图，被加工零件工序图，加工示意图和生产率计算卡。2.1绘制主轴箱设计原始依据图主轴箱是组合机床原始依据图，是根据三图一卡整理绘制出来的，其内容包括主轴实际的原始要求和已知条件在绘制此图时，从“三图一卡”中可知： 图2-1 原始依据图主轴箱轮廓尺寸为500400mm工件轮廓及各个孔的位置尺寸工件与主轴箱相对位置尺寸主轴结构型式的选择及动力计算2.2主轴的型式确定进行镗削加工的主轴，轴向切削力不能忽略，主轴进退都有切削力，所以选用前后支承均为圆锥滚子轴承的主轴结构。2.3主轴箱零件大型通用主轴箱箱体类零件采用灰铸铁材料，箱体用牌号为HT-40，前，后，侧盖用牌号为HT15-33. 箱体的大小，根据宽高尺寸不同，有多种规格，其具体形状和尺寸，应按标准GB36681-83选择，见组合机床设计表4-1。本机床主轴箱为BH=500mm400mm，相应滑台台面宽度为400mm.2.3.1主轴箱箱体厚度选用选用180mm，选用于卧式的主轴箱前盖厚度55mm，其后盖为90mm,保证主轴箱内的各齿轮啮合后，齿轮的轮廓没有超出后盖与动力头的结合法兰范围。2.3.2镗孔主轴和传动轴本机床采用前后支承均 为圆锥滚子轴承的主轴，主轴的材料为40Gr，调质热处理。传动轴的材料为45刚，调质热处理。2.3.3齿轮用通用齿轮有三种，传动齿轮，动力箱齿轮和电机齿轮，材料均采用45刚，热处理为齿轮轮廓高频淬火，通用齿轮的系列参数见组合机床设计表4-3。因为采用90毫米厚的基型后盖，则动力箱齿轮选用A型.全工序为镗孔，主轴在工进切削时受力较大，其前后支承均为圆锥磙子轴承。2.4传动系统的设计2.4.1对传动系统的一般要求2.4.1.1尽量用一根中间传动轴带动多根主轴，当齿轮啮合中间距不符合标准时，可用变位齿轮或略变传动比的方法解决。 2.4.1.2一般情况下，尽量不采用主轴带动主轴的方案，因为这会增加主动主轴的负荷。如遇到主轴分布密集而切削负荷又不大时，为了减少中间轴，也可用一根主轴带动1-2根或更多主轴的传动方案。 2.4.1.3为使主轴箱结构紧凑，主轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为1-1.5，在主轴箱后盖内的第排（或第排）齿轮，根据需要，其传动比可以取大些，但一般不超过3-3.5。2.4.1.4根据转速与扭矩成反比的道理，一般情况下如驱动轴转速较高时，可采用逐步降速传动；如驱动轴转速低时可先使速度升高一点再降速；这样可使传动链前面几根轴、齿轮等在较高转速下工作，结构可小些。组合机床主轴箱的传动和结构与普通机床差异较大，其一是由于传动链较短，难分前后，另外，经常是一中间传动轴带多根主轴。所以，合理安排结构往往成为设计的主要矛盾。如为了使主轴上的齿轮不过大，最后一级经常采用升速传动。 2.4.1.5粗加工切削力大，主轴上的齿轮应尽量安排在1排，以减少主轴的扭转变形；精加工主轴上的齿轮，应安置在3排，以减少主轴端的弯曲变形2.4.1.6齿轮排数可按下面方法安排：不同轴上齿轮不相碰，可放在箱体内同一排上。不同轴上齿轮与轴或轴套不相碰，可放在箱体内不同排上。齿轮与轴相碰，可放在后盖内。另外，应注意驱动轴直接带动的传动轴数不要超过两根，否则会给装配带来困难；如遇精、半精加工合一的主轴箱，其粗、精传动路线最好分开。 上述各点是设计时的通用原则。对于大型通用主轴箱的设计，当齿轮排数 排不够用时，可以增加排数，比如，在原来 排齿轮的位置上安装两排薄齿轮（薄齿轮的强度应能满足要求），或在箱体与前盖之间增设0排齿轮。2.4.2主轴分布类型及传动系统设计本工序加工内容为多壁镗孔,锪端面,镗孔的位置已经确定,根据加工内容及零件的工艺要求,传动系统设计如下:图2-2 传动系统传动顺序图由驱动轴带动0轴, 再到5轴, 4轴, 3轴, 再到主轴2轴轴0轴带动6轴, 再到1轴, 1轴再传动到空载状态下用于检验的7轴切削用量的选取由组合机床设计表3-9和表3-11查得:对于左头的第一根主轴,半精镗11387，79孔,切削用量 2025(米/分) 选取切削用量为20米/分n1=20/=20/0.113=56r/minnm2=20/d1=20/0.087=73r/min nm3=20/d3=20/0.079=81r/min 取nm=54r/min对于左头的第二根主轴扩22, 锪28孔, 切削用量 812(米/分) 选取切削用量为12米/分n1=12/=12/0.028=136r/minnm2=10/d=12/0.022=174r/min取nm=174r/min对于右轴 半精镗4349孔，切削用量 2025(米/分) 选取切削用量为20米/分n1=20/=20/0.049=130r/minnm2=20/d=20/0.043=148r/min 取nm=148r/min传动系统传动比分配如下： (2-1)对于0轴到2轴之间的传动 i=n/ n=1440/54=26.67i=iii令i =2.14 则 i=i=i =2.32对于0轴到1轴之间的传动 i=n/ n=1440/174=8.27令i=2.32 则i=8.272.32=3.57传动装置的运动和动力参数计算:各轴的转速计算:n= n=1440r/minn= n/ i=1440/2.32=621 r/minn= n/i=6212.32=267 r/minn= n/i=267/2.32=115 r/minn6=nm/i6=1440/2.32=621r/min各轴的输入功率计算：P=P (=) (2-2) 闭式齿轮传动（齿轮精度为8级） 滚子轴承， 开式滚子链传动， 为相邻两轴间效率查表得（221 机械设计课程设计）=0.97 =0.99 =0.92 =0.970.990.92=0.885轴 P=P=2.80.88=2.46 kw4轴 P= P=2.460.88=2.17 kw3轴 P= P=2.170.88=1.9 kw2轴 P= P=1.90.88=1.68 kw6轴 P= P=2.80.88=2.46 kw1轴 P= P =2.460.88=2.17 kw各轴的输入转矩计算： T=9550P/n=95502.8/1440=18.57（Nm）T=9550P/n=95502.46/621=38（Nm）T=9550P/n=95502.17/267=77.6（Nm）T=9550P/n=95501.9/115=158（Nm）T=9550P/n=95501.68/49=327（Nm）T=9550P/n=95502.46/621=38（Nm）T=9550P/n=95502.17/174=119（Nm）2.4.3传动装置的运动和动力参数的计算为了进行传动件的设计计算，应计算出各个轴上的转速，功率和转矩。计算时，将各个轴按传动依次进行编号：0轴（电动机轴） 2轴， 3轴， 4轴，5轴，6轴， 7轴。并对其进行计算。齿轮计算 因批量较大，故传动齿轮，动力箱齿轮和电机齿轮均为45钢，热处理为调质处理硬度为229HB286HB,平均取为240HB2.4.3.1对于05轴计算如下：计算项目 计算内容 计算结果齿面接触疲劳强度先初步计算转矩 T T= T=9550P/n=95502.8/1440=18570（Nmm） 宽系数 由图12.13， 取 =0.8 接触疲劳强度极限 由图12.17 1=710MP 2=580MP初步计算的许用接触应力 0.9 (2-3) =0.9710=639 0.9 =0.9580=522 A值 由表12.16，取A=95初步计算的小齿轮直径 d d A (2-4)=95=46 初步计算齿宽b b= d=510.8=40.8 再校核计算圆周速度v v=/601000=511440/(601000) =3.77 精度等级 由表12.6 齿数Z和模数 m 初取齿数Z=17 M=d/Z=5117=3由表12.3取m=3则 Z= d/m=513=17 Z=iZ=2.3217=39.44 使用系数K 由表12.9K=1.5动载系数 K 由图12.9K=1.2齿间载荷分配系数 K 由表12.10 先求出 F=2T/d=21857051=728N K F/b=1.572841=26.6N/mm 100N/mm=1.88-3.2(1/Z+1/Z) 螺旋角度为0 (2-5) =1.88-3.2（1/171/39）=1.6 Z=0.89（式12.10） 由此查得 K=1/Z=1/0.89=1.26 齿向载荷分布系数 由表12.11 K=A+B(b/d)C10b (2-6) =1.170.16(41/51)+0.610.00151 载荷系数 K K=KKKK (2-7) =1.51.21.261.38=3.13 弹性系数Z 由表12.12 节点区域系数Z 由图12.16Z=2.5接触最小安全系数S 由表12.14S=1.05总工作时间 t t=10030080.2=4800 应力循环次数N 由表 12.15估计10N 10 N =N=60rnithi(Ti/Tmax) (2-8)=60rnlth(Ti/Tmax)thi/th=601n4800(10.20.50.50.20.3) =8.3410 原估计应力循环次数正确接触寿命系数 Z 由图12.18 Z=1.18许用接触应力 = Z /S (2-9)=7101.18/1.05=798=Z /S=5801.25/1.05=690 验算 =ZZZ (2-10) =189.82.5Z =521 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整，否则，尺寸调整后还要再进行验算再确定分度圆直径实际分度圆直径d 因为数值取标准值时，齿数已重新确定， 但未圆整， 故分度圆直径不会改变，即d=mZ=317=51d=mZ=339=117中心距a a=m(Z+ Z)2=3(17+39) =84 齿宽 b b= d=0.851=41 取b=41mm b=34mm然后进行齿根弯曲疲劳强度验算：重合度系数Y Y=0.250.75 (2-11)=0.250.751.61=0.71（式12.18） 齿间载荷分布系数K 由表12.10, K=1/ Y 齿向载荷分布系数K bh=41(2.253)=6.1 由图12.14 K=1.38载荷系数K K=KK K K=1.51.21.411.38=3.5 齿形系数Y 由图12.21Y=2.45应力修正系数Y 由图12.22 Y=1.56 Y=1.65弯曲疲劳强度极限 由图12.23C=620MP =620MP弯曲疲劳极限S 由表12.14 S=1.25应力循环次数N 由表12.15，估计 则指数m=49.91 N=N60rmt(Ti/Tmax)tt (2-12)= 6014800(10.2+0.50.5+0.20.3 =8.2910 原估计应力循环次数正确弯曲寿命系数Y 由图12.24 Y=0.95 Y=0.97 尺寸系数 Yx 由图12.25 Yx =1.0 许用弯曲应力 = Y Yx /S (2-13)=6200.951.25 =471.2 = Y Yx /S =5300.971.25 =411 验算 =2KT Y Y Ybdm (2-14) =23.5185702.81.560.71/41513 =64.27 = Y YY Y =64.272.451.65/2.81.56=59.5 传动无严重过载，则不作静强度较核2.4.3.2对于54轴之间的传动：齿面接触疲劳强度：先初步计算转矩T T =9.5510P/n=9.55102.46/621 =38000 齿宽系数 由图12.13，取=0.8 接触疲劳极限 由图12.17C=710 MP =580 MP初步计算的许用 0.9 (2-15) =0.9710接触应力 0.9=0.9580 A值 由表12.16 取A=85初步计算的小齿轮直径d d A (2-16) =85=46 取d=51mm初步计算齿宽b b= d=0.85141mm再校核计算圆周速度V V= dn/601000 =51621/601000=1.65 精度等级 由表12.6 8级精度齿数Z和模数m 初取齿数Z, m= d/ Z=5117=3由表12.3，取m=3 则Z= d/m=513=17 ,Z=i Z=2.3217=39.44, 使用系数K 由表12.9 K=1.5 动载系数 K 由图12.9 K=1.2齿间载荷分配系数K 由表12.10，先求 F=2T/ d=23800051=1490N K F/b=1.5149041=54.5N/mm100N/mm =1.88-3.2(1/ Z+1/ Z) 螺旋角度为0 =1.88-3.2(1/17+1/39)=1.61Z=.089 (2-17) 由此得 K=1/ Z=1/0.89=1.26 齿向载荷分配系数 由表12.11 K=A+B(b/d)+C10b =1.17+0.16(41/51)+0.614110 载荷系数K K=KAKVKHaKH=3.2 取 K=3弹性系数ZE 由表12.12 Z=189.8Mpa节点区域系数ZH 由图12.16 ZH=2.3总工作时间th th=1030080.2 =40h应力循环次数NL 由表12.15估计107NL109,则指数M=8.78NL=NV1=60rnithi(Ti/Tmax)m (2-18)=60mlthnithi(Ti/Tmax)8.78thi/th=601n4800(18.780.2+0.58.780.5+0.28.78) 原估计应力循环次数正确 NL1/i=3.6107/2.32=1.55107 接触寿命系数ZN 由图12.18 ZN1=1.18 ZN2=1.25许用接触应力H H1= Him1Zn1/SHmin=7101.18/1.05 (2-19) =798Mpa H2=Him2Zn2/SHmin=5801.25/1.05 =690Mpa验算 H=ZEZHZ (2-20) =189.82.30.88=611计算结果表明，接触疲劳强度较为合适齿轮尺寸无需要调整，否则，尺寸调整后还应再进行验算。然后确定分度直径实际分度直径d 因为数取标准什时,齿数已重新确定,但并未圆整,故分度圆直径不会改,即d5=mZ5=317=51d4=mZ4=339=117中心距a a=m(Z4+Z5)2=3(17+39) 2=84 齿宽b b=d51=0.851=41 b4=34mm齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数Y Y=0.25+0.75a=0.25+0.751.61=0.7 (2-21) 齿间载荷分配系数KFa 由表12.10，KFa=1Y=10.7 齿向载荷分配系数KF bh=41(2.253)=6.07 由图12.14载荷系数K K=KAKVKHaKH=1.51.21.431.38 齿形系数YFa 由图12.21 YFa1=2.8YFa2=2.36应力修正系数Ysa 由图12.22 Ysa1=1.55Ysa2=1.69弯曲疲劳极限Fmin 由图12.32C Fmin1=620Mpa Fmin2=530Mpa弯曲循环次数SFmin 由表12.14 SFmin=1.25应力循环NL 由表12.15,估计3106NL1010, 则指数m=49.91 NL1= NV60m1th (Ti/Tmax)49.91 thith (2-22) = 601n4800(149.91 0.2+0.549.91 0.5+0.249.910.3) =3.58107 原估计应力循环次数正确NL2/i=3.58107/2.32=1.54107 7弯曲寿命系数YN 由图12.24 YN1=0.95 YN2=0.97尺寸系数YX 由图12.25 YX=1.0许用弯曲应力F F1= Fmin1YN1 YXSFmin (2-23)=6200.9511.25 =471 F2= Fmin2YN2 YXSFmin=5300.9711.25=411 验算 F1=2KT5 YFa1 Ysa1 Ybd5 (2-24) =22.55380002.81.551.7/41513=130.66 F1=130.66 MpaF1F2=F1YFa2Ysa2YFa1Ysa1 =130.662.361.69/2.81.55 F2 传动无严重过载,故不作静强度校核2.4.3.3对于43轴之间的传动：齿面接触疲劳强度先初步计算转矩T4 T4=9.55106P4/n4=9.551062.17/267=77600 齿宽系数d 由图12.13,取d=0.8 接触疲劳强度极限Hlim 由图12.17C Hlim1=710Mpa Hlim2=580Mpa初步计算的许用接触 H1=0.9Hlim1 =0.9710=63 (2-25)应力H H1=639Mpa H20.9Hlim2=0.9580=5Ad值 由表12.16,取Ad=85初步计算小齿轮直径d4 D4Ad (2-26) =85=62取d4=63mm初步计算齿宽b b=d d4 =0.863=49.8再校核计算圆周速度V V=d4n4/601000=63267/601000=0.88精度等级 由表12.6 选8级精度齿数Z和模数m 初取齿数Z4=21; Z3=iZ4 =2.3221=48.7(取49)m= d4/ Z4=6321=3由表12.3,取m=3则Z4= d4/ m=633=21 Z4=21 Z3=iZ4 =2.3221=48.7 取Z3=49 使用系数KA 由表12.9得 KA=1.5动载系数KV 由表12.9得 KV=1.2齿间载荷分配系数KHa 由表12.10,先求Ft=2T4/d4=277600/63=2463.5KAFt/b=1.52463.5/63=58.7N/mm100N/mm a=1.883.2(1/ Z4+1/ Z3) 螺旋角度为0 =1.883.2(1/ 21+1/49)=1.66 Z=0.88 (2-27) 由此得KHa=1/ Z2=1/0.882=1.29 齿向载荷分布系数 由表12.11得 KH=A+B(b/dn)2+C10-3b =1.17+0.16(5./63)+0.6110-363=1.32 载荷系数K K=KAKVKHaKH (2-28) =1.51.21.291.32=3.2 弹性系数ZE 由表12.12 ZE=189.8Mpa节点区域系数ZH 由图12.16 ZH=1.5总工作时间th th=1030080.2=4800 应力循环次数NL 由表12.15,估计106NL 109,则指数 m=8.78 NL=NV1=60rnithi(Ti/Tmax)m (2-29) =60rn1th(Ti/Tmax)8.78thi/th =601n4800(18.780.2+0.58.780.5+0.28.780.3)=1.55107 7 原估计应力循环次数正确NL2=NL1/i=1.55107/2.32=0.67107 NL2=0.67107接触寿命系数ZN 由图12.18 ZN1=1.18ZN1=1.25验算 H=ZEZHZ (2-30) =189.81.50.88 =584 H=584 MpaH2计算结果表明,接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无需调整,否则,尺寸调整后还应再进行验算然后确定分度直径实际分度直径d 因为数取标准值时,齿数已重新确定,但并未圆整,故分度圆直径不会改变.即d4=mZ4=321=63d3=mZ3=349=147d4=147mm中心距a a=m(Z3+ Z4)=3(21+49)2= 105 齿宽b b=52dd3=0.863=50 b3=42mm齿根弯曲疲劳强度验算 重合度系数Y Y=0.25+0.75a=0.25+0.75/1.66=0.7 (2-31) 齿间载荷分配系数KFa由表12.10, KFa=1/Y=1/0.7 =1.43 齿向载荷分配系数KF b/h=63/(2.253)=9.3 由图12.14载荷系数K K= KAKVKHaKH=1.51.21.431.38=3.55 齿形系数YFa 由图12.21 YFa1=2.43 YFa2=2.2应力修正系数YSa 由图12.22 YSa=1.71 YSa=1.83弯曲疲劳极限Fmin 由图12.23C Fmin1=620 Mpa Fmin2=530 Mpa弯曲疲劳极限SFmin 由表12.14 SFmin=1.25应力循环次数NL 由表12.15, 估计3106NL 109,则指数m=49.91NL=NV1 =60rn1th(Ti/Tmax)49.91thi/th =601n4800(149.910.2+0.549.910.5+0.249.910.3)=1.54107 原估计应力循环次数正确NL/i=1.54107/2.32=0.66107弯曲寿命系数YN 由图12.24 YN1=0.95YN2=0.97尺寸系数YX 由图12.25 YX=1.0许用接触应力F F1= Flim1 YN1 YX/SFmin (2-32)=6200.951/1.25 =471.2 Mpa F2=Flim2YNYX2/SFmin=5300.971/1.2 验算 F1=F1=2KT1YFa1 Ysa1 Ybd4m (2-33) 23.55776002.431.710.7/50633=169.6F1F2=F1 YFa2 Ysa2YFa1 Ysa1 =169.62.21.83/2.421.71=164F2传动无严重过载,故不作静强度校核2.4.3.4对于32的传动计算如下：先初步计算转矩T3 T3=9.55106P/n=9.551061.9/115 =15800N.mm齿宽系数d 由图12.13, 取d=0.8 接触疲劳强度极限Hlim 由图12.17C Hlim1=710Mpa Hlim2=580Mpa初步计算的许用接触 H10.9Hlim1=639Mpa应力 H=0.9710 H20.9Hlim2=0.9580 =522MpaAd值 由表12.16 ,取Ad=85初步计算小齿轮直径d4 D4Ad (2-34) =85=84 取d4=87mm初步计算齿宽b b=d d4 =0.887=70mm再校核计算圆周速度V V=d3n3/601000=87115/601000=0.52 精度等级 由表12.6 选8级精度齿数Z和模数m 初取齿数Z3=29; Z2=iZ3 =2.3229=64m= d3/ Z3=3 由表12.3,取m=3 则Z3= d3/m=29 Z2=iZ3=2.3229=64使用系数KA 由表12.9 KA =1.5动载系数KV 由表12.9 KV=1.2齿间载荷分配系数KHa 由表12.10,先求 Ft=2T4/d4=277600/63=2463.5 KAFt/b=1.52463.5/63=58.7N/mm100N/mma=1.883.2(1/ Z4+1/ Z3) =1.883.2(1/ 21+1/49) =1.72 Z=0.88 由此得KHa=1/ Z2=1/0.872=1.32 KHa=1.32齿向载荷分布系数 由表12.11得：KH=A+B(b/dn)2+C10-3b =1.17+0.16(70/87)+0.6110-378=1.33 载荷系数K K=KAKVKHaKH (2-35) =1.51.21.331.32=3.16 弹性系数ZE 由表12 ZE=189.8Mpa节点区域系数ZH 由图12.16 ZH=2.5接触最小安全系数SHmin 由表12.14 SHmin=1.05总工作时间th th=1030080.2=4800 应力循环次数NL 由表12.15,估计106NL 109,则指数 m=8.78 NL=NV1=60rnithi(Ti/Tmax)m (2-36)=60rn1th(Ti/Tmax)8.78thi/th =601n4800(18.780.2+0.58.780.5+0.28.780.3)=0.67107 原估计应力循环次数正确NL2=NL1/i=0.67107/2.14=0.31107接触寿命系数ZN 由图12.18 ZN1=1.18取ZN1=1.25许用接触应力H H1= Hlim1 ZN1 /SHmin =7101.18/1.05 (2-38) H2=Hlim2ZN/SHmin=5801.25/1.05 验算 H=ZEZHZ (2-39) =189.82.5Z H=654 MpaH2 计算结果表明,接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无需调整,否则,尺寸调整后还应再进行验算然后 确定分度直径实际分度直径d 因为数取标准值时,齿数已重新确定,但并未圆整,故分度圆直径不会改变.即d4=mZ3=329=87d3=mZ2=364=192 中心距a a=m(Z3+ Z2)=3(29+64)2= 139.5 齿宽b b=dd3=0.887 取b3=70mm b2=60mm齿根弯曲疲劳强度验算：重合度系数Y Y=0.25+0.75a (2-40)=0.25+0.75/1.72=0.69齿间载荷分配系数KFa 由表12.10, KFa=1/Y=1/0.69 齿向载荷分配系数KF b/h=70/(2.253)=10.37由图12.14载荷系数K K= KAKVKHaKH=1.51.21.451.33 =3.47齿形系数YFa 由图12.21 YFa1=2.54 YFa2=2.3应力修正系数YS 由图12.22 YSa=1.63 YSa=1.74弯曲疲劳极限Fmin 由图12.23C Fmin1=620 Mpa Fmin2=530 Mpa弯曲疲劳极限SFmin 由表12.14 SFmin=1.25应力循环次数NL 由表12.15, 估计3106NL 109,则指数m=49.91NL=NV1 =60rn1th(Ti/Tmax)49.91thi/th =601n4800(149.910.2+0.549.910.5+0.249.910.3) =0.66107原估计应力循环次数正确NL1/i=0.66107/2.32 NL2=0.31107弯曲寿命系数YN 由图12.24 YN1=0.95YN2=0.97尺寸系数YX 由图12.25 YX=1.0许用接触应力F F1=Flim1YN1YX/SFmin (2-41)=6200.951/1.25 F2=Flim2YNYX2/SFmin=5300.971/1.2=411Mpa验算 F1=F1=2KT1YFa1Ysa1Ybd4m (2-42) =23.55776002.431.710.7/50633F1 F2=F1YFa2Ysa2YFa1Ysa1 =171.452.31.74/2.541.63F2传动无严重过载,故不作静强度校核2.4.3.5对于61的传动计算如下：齿面接触疲劳强度：先初步计算转矩T6 T6=9.55106P/n=9.551062.46/621 齿宽系数d 由图12.13,取d=0.8 d=0.8接触疲劳强度极限Hlim 由图12.17C Hlim1=710Mpa Hlim2=580Mpa初步计算的许用接触 H10.9Hlim1 (2-43) H1=639Mpa应力H=0.9710 H20.9Hlim2=0.9580 H2=522MpaAd值 由表12.16, 取Ad=85初步计算小齿轮直径dn dnAd (2-44) =85 初步计算齿宽b b=d d6 =0.854=43mm再校核计算圆周速度V V=d6n6/601000=54621/601000 =1.75m/s精度等级 由表12.6 选8级精度齿数Z和模数m 初取齿数Z6=18; Z1=3.57Z6 =3.5718=64 m= d6/ Z6=3 由表12.3, 取m=3 则Z6= d6/m=18Z1=iZ6 =3.5718 =64使用系数KA 由表12.9 KA =1.5动载系数KV 由表12.9 KV=1.2齿间载荷分配系数KHa 由表12.10,先求 Ft=2T6/d6=238000/54=1407.4KAFt/b=1.51407.4/43=49.1N/mm100N/mm a=1.883.2(1/ Z6+1/ Z1) 螺旋角度为0 =1.883.2(1/ 18+1/64)=1.65 Z=0.89 (2-45) 由此得KHa=1/ Z2=1/0.892=1.26齿向载荷分布系数 由表12.11 KH=A+B(b/dn)2+C10-3b (2-46) =1.17+0.16(43/54)+0.6110-343 =1.30载荷系数K K=KAKVKHaKH (2-47) =1.51.21.261.30 =2.95弹性系数ZE 由表12.12 ZE=189.8Mpa节点区域系数ZH 由图12.16 ZH=2.5接触最小安全系数SHmin由表12.14 SHmin=1.05总工作时间th th=1030080.2 应力循环次数NL由表12.15,估计106NL 109,则指m=8.78NL=NV1=60rnithi(Ti/Tmax)m (2-47) =60rn1th(Ti/Tmax)8.78thi/th =601n4800(18.780.2+0.58.780.5+0.28.780.3) =3.59107原估计应力循环次数正确NL2=NL1/i=3.59107/2.14=1.68107接触寿命系数ZN 由图12.18 ZN1=1.18 取ZN1=1.25许用接触应力H H1= Hlim1ZN1/SHmin=7101.18/1.05=798 Mpa H2=Hlim2ZN/SHmin=5801.25/1.05=690Mpa验算 H=ZEZHZ (2-48) =189.82.5Z =652 MpaH2 计算结果表明,接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无需调整,否则,尺寸调整后还应再进行验算然后 确定分度直径实际分度直径d 因为数取标准值时,齿数已重新确定,但并未圆整,故分度圆直径不会改变.即d6=mZ6=318=54d1=mZ1=364=192mm中心距a a=m(Z6+ Z1)=3(18+64)2=123 齿宽b b=dd6=0.854=43. 取b6=43mm B1=34mm齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数Y Y=0.25+0.75a=0.25+0.75/1.64=0.71 (2-49)齿间载荷分配系数KFa 由表12.10, KFa=1/Y=1/0.71=1.41 齿向载荷分配系数KF b/h=43/(2.253)=6.67由图12.14 KF=1.30载荷系数K K= KAKVKHaKH=1.51.21.411.30=3.3 齿形系数YFa 由图12.21 YFa1=2.8YFa2=2.45应力修正系数YSa 由图12.22 YSa1=1.56 弯曲疲劳极限Fmin 由图12.23C Fmin1=620 Mpa Fmin2=530 Mpa弯曲疲劳极限SFmin 由表12.14 SFmin=1.25应力循环次数NL 由表12.15, 估计3106NL 109,则指数m=49.91NL=NV1 =60rn1th(Ti/Tmax)49.91thi/th =601n4800(149.910.2+0.549.910.5+0.249.910.3)=3.58107 原估计应力循环次数正确NL2= NL1/i=3.58107/2.14 =1.671077弯曲寿命系数YN 由图12.24 YN1=0.95 YN2=0.97尺寸系数YX 由图12.25 YX=1.0许用接触应力F F1=Flim1YN1YX/SFmin (2-50)=6200.951/1.25=471.2 F2=Flim2YNYX2/SFmin=5300.971/1.25=411 验算 F1= 2KT1YFa1 Ysa1 Ybd4m (2-51) =23.3380002.81.560.71/43543F1=111.65 F2=F1 YFa2 Ysa2YFa1 Ysa1 =111.652.451.65/2.81.56=103 传动无严重过载,故不作静强度校核齿轮计算,所有图表参到(机械设计第四版)高等教育出版社，邱宣怀主编确定主轴箱内各轴直径由前面计算有：P0=2.8Kw n0=1440r/min P5=2.46Kw n5=621r/minP4=2.17Kw n4=267r/min P3=1.9Kw n3=115r/minP2=1.68Kw n2=54r/min P6=2.46Kw n6=621r/minP1=2.17Kw n1=174r/min 轴的材料为45#钢，取C=106107对于0轴 d0 因0轴上有1个键槽,则直径增大5% 则d013.23(1+5%)=13.89 取d0=25mm对于5轴 d5 因5轴上有2个键槽,则直径增大10% 则d517.88(1+10%)=19.67 取d5=25mm对于4轴 d4 因4轴上有2个键槽,则直径增大10% 则d422.7(1+10%)=25 取d4=30mm对于3轴 d3 因3轴上有2个键槽,则直径增大10% 则d328.78(1+10%)=31.66 取d3=35mm对于2轴 d2 因2轴上有1个键槽,则直径增大5% 则d237(1+5%)=38.85 取d2=45mm对于6轴,因其与5轴完全相同,故 取d6=25mm对于1轴 d1因1轴上有1个键槽,则直径增大5% 则d126(1+5%)=27.3 取d1=30mm2.4.4主轴箱坐标计算采用直角坐标XOY 坐标系的原点选定主轴箱的左下角点,坐标系的横轴(X轴)选定在平等于箱体的底面,纵坐标选定于平等于箱体侧面.首先选定0轴坐标, X0=290mm Y0=164mm计算第5轴的坐标: X5= X0+a05cos200=290+84cos200=368.93 Y5= Y0a05sin200=16484sin200=135.27计算第4轴的坐标: X4= X5+a54cos200=368.93+84cos200=397.66 Y4= Y5a45sin200=135.2784sin200=214.20计算第3轴的坐标: X3= X4+a34cos200=397.66+84cos200=346.16 Y3= Y4a34sin200=214.2084sin200=265.70计算第2轴的坐标: X2= X3+a23cos200=346.16+84cos200=208.78 Y2= Y3a23sin200=265.7084sin200=241.48计算第1轴的坐标: X1= X2+23=208.78+23=231.78 Y1= Y6a16=178.5987.01=91.48计算第6轴的坐标: X6= X0a06cos100=29084cos100=210.23 Y6= Y0+a06sin100=164+84sin100=178.59计算第7轴的坐标: X7= X6a67=210.2354=156.23 Y7= Y6=178.59第68页 共69页第三章 主轴的强度校核3.1主轴1校核：转矩：由前面计算可知T1=119000N.mm则: 圆周力 F=2T/d=2119000/192=1239N 径向力 F= Ftan20/cos=1239tan20/cos0=451N 计算支承反力图2-3 轴1水平受力图水平面反力： F=45166.5/(99.5+66.5)=181N F= FF=451-181=270N垂直面反力： F=123966.5/(99.5+66.5)=496NF= F- F=1239-496=743N 画轴弯矩力：图2-4水平弯矩图图2-5垂直弯矩图合成弯矩：M=52536图2-6 合成弯矩图 主轴材料45钢，调质热处理，查机械零件手册表19-1 =981 MP =785 MP用插入法求得 =148 MP =88.58 MP 查机械零件手册高等教育出版社，邱宣怀 编 表（6-27） =/ =0.598 =0.598119000N.mm =71162 N.mm扭矩T=119000N.mm 图2-7 转矩图当量弯矩在齿轮中间截面处：M=M+= =88454N.mm 在前轴承中间截面处: M=M+=73406 Nmm 则取 Mmax=88454Nmm轴径： d=21.530所以1主轴是安全可靠的3.2主轴2校核转矩： 由前计算可知道T=327000Nmm则： 圆周力F=2T/d=2327000/192=3406N经向力: F= Ftan20/cos=3406tan20/cos0 计算支承反力： 图2-8支撑反力图水平面反力： F=39766.5/(99.5+66.5)=159N F= FF=397-159=238N垂直面反力： F=122266.5/(99.5+66.5)=490NF= F- F=1222-490=730N画轴弯矩力： 图2-9水平弯矩图 2-10 垂直弯矩图合成弯矩：M=145753Nmm2-11合成弯矩图主轴材料45钢，调质热处理，查机械零件手册表19-1 =981 MP =785 MP用插入法求得 =148 MP =88.58 MP 查机械零件手册高等教育出版社，邱宣怀 编 表（6-27）=/ =0.598=0.598327000=19546N扭矩T=71500N 2-12 转矩图 当量弯矩：在齿轮中间截面处： M=M+= 在前轴承中间截面处：M=M+=Mmax=243890Nmm轴径： d=30.19640所以2主轴是安全可靠的.结 论 根据上文的论述、计算,从而设计出加工175型柴油机曲轴箱此工序的专用组合机床双面组合镗床.其动力滑台为HY40B的液压滑台,齿轮传动动力箱的型号为TD40A,侧底座的型号为CC40,被加工零件用随形夹具固定在中间底座上，左头装配设计出的主轴箱，其第一根主轴完成半精镗87113孔和79孔。第二根主轴完成扩22孔，锪28沉孔。右头根据需要的转速，进给速度选出标准件单轴箱，完成半精镗4349孔。不过由于本人水平有限，其主轴箱的设计，主轴的分布还有待于进一步提高。参 考 文 献1沈阳工业大学等.组合机床设计M.上海：上海科技出版社,1985 2机械设计手册编写组.机械设计手册M.北京：机械工业出版社,19863大连组合机床研究所.组合机床设计M.北京：机械工业出版社,19754龚桂义， 罗圣国.机械设计课程设计指导书M.北京：高等教育出版社,20045西北工业大学机械原理及机械设计机械教研室.机械设计M.北京：高等教育出版社,2004 6赵大兴，李天宝主编现代工程图学教程M.武汉：湖北科学技术出版社，20027 范钦珊主编材料力学M.北京：高等教育出版社，2000.28张展主编机械设计通用手册M.北京：中国劳动出版社，1994.59大连理工大学冯辛安主编机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社，2004.110高为国主编机械工程材料基础M.长沙：中南大学出版社,2004.111吴振彪主编. 机电综合设计指导M.北京：中国人民大学出版社,2000 12曹金榜，易锡麟等主编.机床主轴变速箱设计指导M,北京：机械工业出版社，1990 13周鹏翔，刘振魁主编.工程制图M.北京：高等教育出版社,2000 14冯辛安主编.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社,2004 15唐增宝，刘元俊主编.机械设计课程设计.武汉：华中理工大学出版社,1995 16东北大学机械零件设计手册编写组.机床零件设计手册M.北京：冶金工业出版社,1994 17华东纺织工学院，哈尔滨工业大学，天津大学.机床设计图册M.上海：上海科学技术出版社,1979 18雷晓玲.综合作业指导书M.北京：机械工业出版社,2000 18石光源，周积义，彭福荫.机械制图M.北京：高等教育出版社,1988 20王爱玲，白恩远等.现代数控机床M.长沙：国防工业出版社,2003 21廖效果等.数字控制机床M.长沙：华中理工大学出版社,1992 22张俊生.金属切削机床与数控机床M.北京：机械工业出版社,1994 23张振国等.数控机床的结构与应用M.北京：机械工业出版社,1995 致 谢 辞时光冉冉，岁月如梭，这世上唯一不变的就是变化。转眼间，真的是转眼间，四年大学生活即将结束了。闭上眼睛，可以瞬间调出研一第一天来南华的记忆，每一个场景细致可触。睁开眼睛，离开海大最后一天，却已经近在眼前了，每一刻时光都心有留念。坦然的说，我本科上的并不舒心，往事已去，不再罗嗦。然而在大学的最后阶段却是我非常喜欢的时光，无论是学到的知识、认识的人物乃至经历的故事。在此，简单地做一个总结吧。天地君亲师，按照顺序依次来。感谢父母。现在回家我会有意识地观察父母的气色，并因为老爹脸上的皱纹和老娘头上的白发而心情低落。父母无比爱我，养我育我辛苦异常。给我的成长环境也很宽松，除了品德的教育和是非方面的指导，对其他方面的发展并不多加限制。对我的选择都始终鼎力支持，哪怕他们在某些选择上未必认同这个有些离经叛道的儿子。然而现在，我知道，我应该并且已经踏上，支持他们的道路上了。也许，对于大部分背负着各种负担的80后，一个最简单的奋斗的信念就是：让父母过的好点。感谢厉老师，本设计及学位论文是在我的导师厉善元教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，厉老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，在此谨向厉老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。此外，我还要感谢在一起愉快地度过大学生活及本085的全休同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至整个学业的顺利完成。在大学生活即将结束之际，我的心情无法平静，从开始进入大学到现在的学业顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我四年的机械系的老师，谢谢你们！附录一Mold high speed milling processing technologyThe abstract Introduced the high speed milling in the mold processing application as well as the influence, and brief introduction high speed milling engine bed structure, control system and cutting tool. Has carried on the simple analysis to the high speed processing craft.Key word high speed milling; mold processingFirst, forewordIn the modern mold production, along with to models artistic and the function must obtain more and more high, models the internal structure to design more and more complex, the mold contour design day by day is also complex, the free curved surface accounts for the proportion to increase unceasingly, the corresponding mold structure also designs more and more complex. These all set a higher request to the mold processing technology, not only should guarantee the high manufacture precision and the surface quality, moreover must pursue the processing surface artistic. Along with is unceasingly thorough to the high speed processing engineering research, is processing the engine bed, the numerical control system, the cutting tool system, CAD/ especially Correlation technology and so on CAM software develops unceasingly under the impetus, high speed processes the technology more and more many to apply in the mold cavity processing and the manufacture.The numerical control high-speed cutting processing took in the mold manufacture a most important advanced manufacture technology, is the collection is highly effective, high quality, the low consumption in a body advanced manufacture technology. Is opposite in the traditional machining, its cutting speed, entered to the speed had the very big enhancement, moreover cut the mechanism not to be same. The high-speed cutting caused the machining to have the leap, its specific power metal excision rate enhanced 30%40%, the cutting force reduced 30%, the cutting tool working durability enhanced 70%, remained hotly large scale reduces in the work piece cutting, the low step shudder vanished nearly. Along with the cutting speed enhancement, unit time semifinished materials material removing rate increased, the cutting time reduced, the processing efficiency enhanced, thus reduced the product manufacture cycle, enhanced the product market competitive power. At the same time, the high speed processing small amount entered quickly causes the cutting force to reduce, the scrap high speed discharged reduced the work piece cutting force and the thermal load distorts, enhances the rigidity to be bad and the thin wall components machining possibility. Because cutting force reducing, the rotational speed enhancement causes the cutting system the operating frequency to be far away the engine bed the low step natural frequency, but the work piece surface roughness is most sensitive to the low step frequency, from this reduced the surface roughness. In mold high hard steel stock (HRC45HRC65) in the processing process, uses the high-speed cutting to be possible to substitute for the working procedure which the electrical finishing and rubs truncates polishes, thus has avoided the electrode manufacture and the time-consuming electrical finishing, large scale reduced fitters polishing with to throw the light quantity. Thin wall mold work piece more and more needs which regarding some markets in, the high speed milling also may smoothly complete, moreover in the high speed milling CNC processing center, a mold attire clamps may complete the multiplex step of processing.The high speed processing technology has had the huge influence to the mold processing craft, changed the traditional mold processing to use the annealing milling processing heat treatment to rub truncates or the electric spark machining manually polishes, polishes and so on the complex long technical process, even might use the high-speed cutting processing substitution original complete working procedure. The high speed processing technology besides may apply in the hard mold cavity direct processing (in particular half precision work and precision work), in EDM aspect and so on electrode processing, fast type manufacture also obtained the widespread application. The mass productions practice indicated that, the application high-speed cutting technology may save in the mold following processing 80% handwork to grind the time approximately, saves the processing cost expense nearly 30%, the mold face work precision may reach 1 m, the cutting tool cutting efficiency may enhance one time.Second, high speed milling processing engine bedThe high-speed cutting technology is one of machining technology main development directions, it along with foundation technology the and so on CNC technology, microelectronic technology, new material and new structure development but steps a higher stair. Because the mold processes particular as well as high speed processing technology own characteristic, (processed engine bed, numerical control system, cutting tool to the mold high speed processing related technology and the craft system and so on) proposed processed a higher request compared to the traditional mold.1.High stable engine bed strut partThe high-speed cutting engine bed lathe bed and so on supports the part to be supposed to have very well moves, the static rigidity, hot rigidity and best damping characteristic. The majority of engine beds all use high grade, the high rigidity and Gao Kangzhang the gray iron took the strut part material, some engine bed companies also increase the high damping characteristic in the foundation polymer concrete, by increases its vibration-proof and the thermostability, this not only may guarantee the engine bed precision is stable, also may prevent when cutting the cutting tool inspires trembles. Uses the enclosed lathe bed design, the overall casting lathe bed, the symmetrical lathe bed structure and has the densely covered stiffener and so on also enhances the engine bed stable important measure. Some engine bed companies research and development departments in design process, but also uses the modality analysis and the finite element structure computation and so on, optimized the structure, stably causes the engine bed strut part to be reliable.2.Engine bed main axleThe high speed engine bed main axle performance is the realization high-speed cutting processing important condition. The high-speed cutting engine bed main axle rotational speed scope is 10000100000m/Min, the main axle power is bigger than 15kW. Is not bigger than 0.005mm through the main axle compressed air of or axial play between the cooling system control hilt and the main axle. Also requests the main axle to have the fast vertical speed, to assign the performance which the position is fast stops (namely to have extremely high angle addition and subtraction speed), therefore the high speed main axle often uses the liquid static pressure bearing type, the air static pressure bearing type, the thermo-compression nitriding silicon (Si3N4) the ceramic bearing magnetism aerosol bearing type isostructuralism form. Lubricates uses technology and so on oil gas lubrication, splash lubrication. The main axle cools uses the main axle interior water cooling generally or air cooled.3.The engine bed actuates the systemIn order to satisfy the mold high speed processing the need, high speed processes the engine bed the actuation system to be supposed to have the following characteristic:(1) high entering for speed.The research indicated that, regarding the minor diameter cutting tool, enhances the rotational speed and each tooth enters for the quantity is advantageous in reduces the cutting tool attrition. At present commonly used entering for the speed range is 2030m/Min, like uses leads greatly the ball bearing guide screw transmission, enters may reach 60m/ for the speedMin; Uses the straight line electrical machinery then may enable to achieve 120m/ to the speedMin.(2) high acceleration.Has the good acceleration characteristic to the three dimensional complex curved surface silhouette high speed processing request actuation system, the request provides the driver which the high rapid advance or progress gives (to enter speed approximately 40m/ quicklyMin, the 3D outline processing speed is 10m/Min), can provide 0.4m/S2 to 10m/The s2 acceleration and reduces the speed.The engine bed manufacturer mostly uses the entire closed loop position servo-control slightly to lead, the great size, the high grade ball bearing guide screw or leads greatly many guide screws. Along with the electrical machinery technology development, the advanced straight line electric motor already was published, and the success applied in the CNC engine bed. The advanced straight line direct motor drive enable the CNC engine bed no longer to have the mass inertia, in advance, question and so on lag and vibration, sped up the servo speed of response, increased the servo-control precision and the engine bed processing precision.4.Numerical control systemThe advanced numerical control system is guaranteed the mold complex curved surface high speed processing quality and the efficiency key aspect, the mold high-speed cutting processing to the numerical control system basic request is: A. High speed numerical control return route (Digital control loop), including: 32 or above 64 bit parallel processors and 1.5Gb hard disk; Extremely short straight line electrical machinery sampling time. B. Speed and acceleration feed-forward control (Feed forward control); Digital actuation system crawling control (Jerk control).C. Advanced inserts makes up the method (to insert based on the NURBS transect makes up), by obtains the good surface quality, the precise size and the high geometry precision. D. Pretreatment (Look-ahead) function. The request has the large capacity cushion register, may read in advance and inspects many segments (for example the DMG engine bed to be possible to reach 500 segments, the Simens system may reach a 10002000 segment), in order to when is processed the superficial shape (curvature) changes may promptly adopt changes for measure and so on speed by avoids cutting and so on. E. The error compensatory function, including because the straight line electrical machinery, the main axle and so on gives off heat the hot error which causes to compensate, the quadrantal error compensates, the measurement system error compensates and so on the function. In addition, the mold high-speed cutting processing very is also high to the data transmission speed request. F. The traditional data connection, like the RS232 serial mouth transmission speed is 19.2kb, but many advanced processings centers have used the ether local area network (Ethernet) to carry on the data transmission, the speed may reach 200kb.5.Cooling lubricationThe high speed processing uses the belt coating the hard alloy tools, in high speed, the high temperature situation does not need the cutting compound, the cutting efficiency to be higher. This is because: The milling main axle high speed revolves, the cutting compound if achieved the cutting area, first must overcome the enormous centrifugal force; Even if it overcame the centrifugal force to enter the cutting area, also was possible as a result of the cutting area high temperature but to evaporate immediately, the cooling effect very small did not even have; At the same time the cutting compound can cause the cutting tool edge of a sword the temperature intense change, is easy to cause the crack the production, therefore must pick the oil used/Gas cooling lubrication dry type cutting way. This way may use the compressed gas rapidly the cutting which the cutting area produces, thus the massive cuttings hotly will carry off, at the same time might forms extremely thin microscopic protective film after the atomization lubricating oil in the cutting tool edge of a sword and the work piece surface, but effectively will lengthen the cutting tool life and enhances the components the surface quality.Third, high-speed cutting processing cutting toolThe cutting tool is in the high-speed cutting processing one of most active important factors, it is affecting the processing efficiency, the production cost and the product processing precision directly. The cutting tool must withstand load and so on high temperature, high pressure, friction, impact and vibration in the high speed processing process, the high-speed cutting cutting tool should have the good machine capability and the thermostability, namely has the good anti- impact, the wearability and resists heat the weary characteristic. The high-speed cutting processing cutting tool technological development speed is very quick, application many like diamonds (PCD), cubic boron nitride (CBN), ceramic cutting tool, coating hard alloy, (carbon) titanium nitrides hard alloy TIC (N) and so on.In the processing cast iron and in the alloy steel cutting tool, the hard alloy is the most commonly used cutting tool material. Hard alloy tools resistance to wear good, but the solidity ratio cube boron nitride and the ceramics are low. In order to enhance degree of hardness and the superficially attractive fineness, uses the cutting tool coating technology, the coating material for the titanium nitrides (TiN), the aluminium nitride titanium (TiALN) and so on. The coating technology causes the coating by the sole coating development for multilayered, the many kinds of coating material coating, has become one of enhancement high-speed cutting ability essential technical. The diameter in the 1040mm scope, also has the carbon titanium nitrides coating the hard alloy bit to be able to process the Luo river degree of hardness to be smaller than 42 materials, but the titanium nitrides aluminum coating cutting tool can process the Luo river degree of hardness is 42 even higher materials. When high-speed cutting steel products, the cutting tool material should select the hot rigidity and the fatigue strength high P kind of hard alloy, the coating hard alloy, the cubic boron nitride (CBN) and the CBN compound cutting tool material (WBN) and so on. The cutting cast iron, should select the fine grain K kind of hard alloy to carry on the rough machining, selects the compound nitrided silicon ceramics or the crystal combination cube boron nitride (PCNB) the compound cutting tool carries on the precision work. When precise processing non-ferrous metal or nonmetallic material, should select crystal combination diamond PCD or the CVD diamond coating cutting tool. When choice cutting parameter, in view of the circular shear blade and a ball milling cutter, should pay attention to the effective diameter the concept. The high speed milling cutting tool should press the balance design manufacture. The cutting tool front angle must be smaller than the conventional cutting tool front angle, the clearance angle is slightly big. The host vice- cutting edge attachment point should the cavetto or the lead angle, increases the vertex angle, prevents the knife point place hot attrition. Should enlarge nearby the knife point the cutting edge length and the cutting tool material volume, enhances the cutting tool rigidity. Is safe in the guarantee and satisfies the processing request under the condition, the cutting tool hangs extends as far as possible short, cutter body central toughness is friends with. The hilt must be sturdier than the cutting tool diameter, connects the handle to assume but actually the pyramidal, by increases its rigidity. As far as possible central the refrigerant hole in the cutting tool and the cutting tool system. A ball end mill must consider effectively cuts the length, the cutting edge must be as far as possible short, two spiral grooves balls end mill usually uses in the thick mill complex curved surface, four spiral grooves balls end mill usually uses in the fine mill complex curved surface.Fourth, mold high speed processing craftThe high speed processing including take removes the remainder as the goal rough machining, the residual rough machining, as well as take gains the high grade processing surface and the slight structure as the goal half precision work, the precision work and the mirror surface processing and so on.1.Rough machiningThe mold rough machining essential target is pursues in the unit time material removing rate, and is half precision work preparation work piece geometry outline. In the high speed processing rough machining should adopt the craft plan is the high cutting speed, Gao Jin giving rate and the small cutting specifications combination. The contour processing way is one processing way which the multitudinous CAM software uses generally. Using is spiral contour and so on the Z axis contour two ways which are many, also is in processes the region only time to feed, in does not lift the knife in the situation to produce continuously the smooth cutting tool way, enters, draws back the knife way to use the circular arc to cut into, to cut. The spiral contour way characteristic is, has not waited the high level between the knife road migration, may avoid frequently lifting the knife, feeding to the components surface quality influence and mechanical device nonessential consuming. To is steep and the flat site processes separately, the computation suits contour and suits the use similar 3D bias the region, and may use the spiral way, in very little lifts the cutting tool way which the knife in the situation produces optimizes, obtains the better surface quality. In the high speed processing, certainly must adopt the circular arc to cut into, to cut the connection way, as well as the circular arc transition, avoids changing the cutting tool to enter suddenly for the direction, the prohibition use direct under knife connection way, avoids burying the cutting tool the work piece. When processes the mold cavity, should avoid the cutting tool vertical insertion work piece under, but should use inclines the knife way (commonly used angle of bank for 2030), best uses the screw type under knife by to reduce the cutting tool load. When processes the mold core, should under the knife then level cut into the work piece as far as possible first from the work piece. The cutting tool cuts into, cuts when the work piece should use as far as possible inclines the type (or round arc-type) cuts into, cuts, vertically avoids cutting into, cutting. Uses climbs up the type cutting to be possible to reduce the cutting heat, reduces the cutting tool stress and the work hardening degree, improves the processing quality.2.Half precision workThe mold half precision work essential target is causes the work piece outline shape smoothly, surface finish remainder even, this especially is important regarding the tool steel mold, because it will affect time the precision work cutting tool layer of cutting area change and cutting tool load change, thus influence cutting process stability and precision work surface quality.The rough machining is based on the volume model, the precision work then is based on the face mold. Before develops CAD/The CAM system to the components geometry description is not continual, after because has not described in front of the rough machining, the precision work processes the model the average information, therefore the rough machining surface surplus processing remainder distribution and the great surplus processing remainder is unknown. Therefore should fifty-fifty the precision work strategy carry on the optimization after to guarantee half precision work the work piece surface has the even surplus processing remainder. The optimized process includes: After the rough machining the outline computation, the great surplus processing remainder computation, the biggest permission processing remainder determination, is bigger than the biggest permission processing remainder the profile district (for example transition radius and so on scoop channel, corner is smaller than rough machining cutting tool radius region) as well as when half precision work the knife heart path computation to the surplus processing remainder and so on.The existing mold high speed processes CAD/The CAM software has the surplus processing remainder analysis function mostly, and can act according to the surplus processing remainder the size and the distribution situation uses the reasonable half precision work strategy. After like the MasterCAM software provided has tied the shape milling (Pencil milling) and the surplus milling (Rest milling) and so on the method eliminates the rough machining the surplus processing remainder big quoin by to guarantee the following working procedure even processing remainder.3.Precision workThe mold high speed precision work strategy is decided by the cutting tool and the work piece contact point, but the cutting tool and the work piece contact point but changes along with the processing surface curved surface slope and the cutting tool effective radius change. Regarding by the complex curved surface processing which many curved surface combination but becomes, should carry on the continuous treating as far as possible in a working procedure, but is not carries on the processing separately to each curved surface, by reduces lifts the knife, under the knife number of times. However, because processes the superficial slope change, if only defines the processing the side to eat the knife quantity (Step over), possibly creates on the slope different surface the actual step of distance non-uniformity, thus influence processing quality.In the ordinary circumstances, the precision work curved surface radius of curvature should be bigger than the cutting tool radius 1.5 times, by evades the no admittance to the direction suddenly transformation. In the mold high speed precision work, when each time cuts into, cuts the work piece, enters for the direction change should as far as poss
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