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6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱设计【17张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译+任务书】

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关键词：: 6MF-28 风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱设计 cad图纸毕业论文开题报告 6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱外文翻译任务书

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6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱设计

38页 16000字数+论文说明书+任务书+17张CAD图纸【详情如下】

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1 绪论 1

1.1 组合机床及发展概况 1

1.2 本文研究的主要内容 3

2 组合钻床总体设计 4

2.1 组合钻床工艺方案的制定 4

2.2 组合钻床配置型式及结构方案的确定 5

2.3 主要参数的计算 6

3 组合机床总体结构设计—三图一卡 9

3.1 被加工零件工序图 9

3.2 加工示意图的设计 11

3.3 机床联系尺寸图的绘制 16

3.4 生产率计算卡 19

4 主轴箱设计 22

4.1 绘制主轴箱设计原始依据图 22

4.2 主轴箱传动系统的设计及计算 22

4.3 主轴箱通用轴类零件选择 28

5 主轴箱总图设计 31

5.1 主轴箱技术要求 31

5.2 主轴箱主要零件图设计 31

5.3 绘制补充加工图 31

5.4 其他零件图设计 31

6 组合机床主轴箱的装配 32

结束语 33

致谢 34

参考文献 35

业设计说明书（论文）中文摘要

根据设计任务书的要求，本设计说明书针对6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱的设计进行说明。

首先根据已知条件和被加工零件的具体结构特征，进行工艺方案分析，确定组合机床配置型式及结构方案，选择合适的切削用量，确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具的耐用度，选择导向机构、主轴类型及动力部件等，完成总体设计。然后根据总体设计中的切削用量及主轴位置，拟定了主轴箱的传动路线，应用最优化方法布置齿轮，确定传动参数，设计了轴的结构，进行齿轮、轴承等相关零件的强度校核计算，确定好轴的排布方案及各种技术参数后，再选择其他的零件，尽可能选用标准件，降低制造成本。确保组合机床结构合理，工作安全可靠，使用维修方便。

关键词专用机床主轴箱主轴传动轴

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Design of Left Headstock of Modular Machine Tool for

Precision Drilling Holes of Two-Side Based on Crankcase

Body of 6MF-28

Abstract

According to designs the project description the request,This design instruction booklet carries on the explanation in view of the design of left headstock.

First based on the known conditions and the processing of parts of the concrete structure, Process analysis, Machine determine portfolio allocation pattern and structure of the program, the choice of cutting parameters to determine the cutting force, cutting torque, Cutting tool of power and durability, choice-oriented institutions, spindle types and power components, completed design. According design of cutting consumption and spindle location, developed spindle box Transmission line, Application optimization layout gear, identified transmission parameters, design of the shaft structure, gears, bearings and other related components strength check, the identification of the axis configuration program and various technical parameters, choose the other parts, as far as possible, use standard parts, the lower the manufacturing cost. Machine structure to ensure that the combination of reasonable, safe and reliable, and easy maintenance use.

Keywords Modular machine tool Left headstock Spindle Drive shaft

1 绪论

根据下达的任务书要求，6MF-28风力灭火机是用与森林灭火的消防器材，前半曲轴箱是其上面的重要零件，为提高生产效率，节约成本，现需设计一台双面钻专用专机进行加工。

1.1 组合机床及发展概况

1.1.1 组合机床的由来

组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及工艺要求设计的专用部件组成的一种高效专用机床[1]。其主要部件由动力部件、支撑部件、传动部件、控制部件和辅助部件等五类部件组成[2]。按工序集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成许多同种工序或多种不同工序的加工[3]。可多轴、多边、多工序和多端面同时进行钻、镗、铣和铰、扩孔及攻丝等加工工作[3]。

它是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的[4]。既有专用机床效率高结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。

为此，将机床上带动刀具对工件进行切削运动的部分以及床身、立柱、工作台等设计制造成通用的独立部件，称为“通用部件”。根据工件加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当加工对象改变了，用这些通用部件，只将部分专用部件改造，又可以组成加工新工件的机床[3]。

1.1.2 组合机床技术装备现状与发展趋势

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[5]。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、锉孔、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、综合测量数控组合机床、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来越大[6]。

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[7]。

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工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率;另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。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10000～20000r/min，最高进给速度可达20～60r/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好[8]。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[7]。

6 组合机床主轴箱的装配

（1）装配前，首先在平台上将主轴的前、后支承支撑在两块V形铁上，检查主轴的径向跳动。设计要求主轴的径向跳动为0.04毫米，根据实际装配经验证明，径向跳动在0.06毫米以内时，经过努力是可以达到最后的精度要求的。对每根主轴找精度时要注意记下最高点位置。

（2）进行分类配齿轮、配键、松紧要符合要求，不能太松。

（3）进行部装部装前要把主轴箱上的孔清理干净，如果有少量油漆灰尘之类的东西，就会造成主轴装配后出现较大的径向跳动。部件要由上而下按顺序进行。

（4）调整精度经部装后，主轴的精度可能超差。根据实际装配经验证明，当超差不太大时，采取一定的办法调整之后，是可以达到最后精度要求的。

（a）主轴的径向跳动如果超差，可以先调整轴承。如果经调整之后仍然超差，则可以把轴承拆下，将主轴的最高点转180度。如果还是超差，可再转90度。

（b）主轴回转轴线的不平行度如果超差，可以刮主轴箱箱体上支承轴承的端面。实际上，主轴回转轴线的不平行度超差，是由于主轴箱箱体上的轴承孔和支承轴承的端面的不垂直度造成的。如果平行度超差很大，则须将主轴箱箱体进行返修。调整主轴的不平行度时，应该尽量使所有的主轴向同一个方向倾斜。这样，在总装时，可以通过刮主轴箱后盖上的集合面把主轴的不平行度总的调整过来。

（c）主轴的径向精度前面提到，装在滚锥轴承和滚珠轴承上的主轴，在一定的力的作用下是不允许有径向间隙的。如果有径向间隙，装在滚锥轴承上的主轴，可以通过拧主轴后端的背帽来清除。装在滚珠轴承上的主轴，径向间隙很难消除。

（d）试车精度经检查合乎要求后，开始试车一小时，试车时打开前盖检查传动轴上的背帽是否松动，轴是否窜动。调整好后，再继续试车四小时。最后检查一次精度，精度合格后即可转机床总装。

结束语

本课题要研究的是6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱的设计，用于6MF-28风力灭火机前半曲轴箱体的加工。

在深入了解企业需求及现状，了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹压情况以及生产率的要求的基础上，运用所学的理论知识设计这台组合钻床的左主轴箱。本设计要完成对被加工零件9个孔的同时加工，在设计主轴箱传动系统时采取以下措施:

（1）保证转速和转向的前提下，力求用最少的传动轴和齿轮(数量和规格)，以减少各类零件的品种。具体措施采用一根传动轴同时带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排位置上。当齿轮啮合中心距不符和标准时，采用了变位齿轮；

（2）避开了用主轴带主轴的方案，这样避免了增加主轴负荷，不会影响加工质量；

（3）为使主轴箱结构紧凑，主轴箱内齿轮传动副的传动比都在1～1.5之间；

（4）为了使主轴上的齿轮直径不太大，有的在最后一级采用升速传动；

（5）钻削加工切削力大，为了减少主轴的扭曲变形，主轴上的齿轮尽量安排靠近前支承。

采取上述方法设计的传动系统，设计合理，不仅实现了对9孔的工序集中，而且保证了主轴箱的质量，齿轮箱排箱结构紧凑，提高了主轴箱的通用化程度，使得设计和制造工作量及成本都大大降低。同时，遵循机械设计中标准化、通用化、系列化原则，其他零部件都是通过设计计算选择相应的标准件、通用件，大大缩短了设计周期。以期达到了“重量轻、体积小、结构简单、使用方便、效率高、质量好”的要求。

通过本设计，我熟悉了专用机床设计的一般过程，培养了我综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，特别是设计、计算、分析问题和解决问题的能力，初步锻炼了我的科研能力，提高了我论文撰写和技术表述能力，这些为我今后走上工作岗位奠定了坚实的基础。

致谢

在课题进行中，许老师不辞辛苦、耐心细致的指导，精神上给予我的鼓励，将永存在我的记忆中。同时许老师渊博的学识、严谨的学风、积极向上的精神和一丝不苟的工作作风将对我今后的工作和学习产生了极大的影响。

在课题的进行过程中，得到了林海指导老师团队的郭国伟老师的热心帮助和支援，在此对他们衷心地感谢。感谢所有给我传道授业的老师们，正是你们的辛勤教授才使学生有了完成毕业设计的知识与能力储备，奠定了我的理论与实践基础。

感谢父母对我多年的培养和默默奉献，从精神和生活上给予我的理解、鼓励和支持，使我顺利完成大学学业。衷心感谢在百忙之中抽出宝贵时间对论文进行评审的各位专家、学者们。最后，谨向所有关心和帮助过我的人们致以最诚挚的谢意!

参考文献

[1] 大连组合机床研究所编. 组合机床设计[M]. 北京: 机械工业出版社, 1995.

[2] 丛凤廷, 迟建山. 组合机床设计[M]. 第二版, 上海: 上海社学技术出版社, 1995.

[3] 刘守勇. 机械制造工艺与机床夹具[M]. 第二版, 北京: 机械工业出版社, 2006.

[4] 吴圣庄. 金属切削机床概论[M]. 第三版, 北京: 机械工业出版社, 2000.

[5] 张曙. 高性能组合机床和高生产率加工中心[J]. MM现代制造, 2007, 03.

[6] 李秀敏. 组合机床行业现状与发展思考[J]. 航空制造技术, 2003, 4: 41～43．

[7] WMEM编辑部特派记者. 新技术与新产品的集结—第21届日本国际机床展(JIMTOF2002) 综述[J]. 中国机床工具报, 2002,12: 1～2.

[8] 李如松.组合机床和自动线的技术发展[EB/OL].(2005-12-05)[2009-03-22]. http：//www．Icad.corn．cn．

[9] 谢锡增，范子军. 组合机床主轴箱的设计计算[J]. 机械设计，1994，5：53～56.

[10] 机械设计手册编委会. 机械设计手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007.

[11] 濮良贵，纪名刚. 机械设计[M]. 第八版，北京：高等教育出版社， 2007.

[12] 吴宗泽主编. 机械设计师手册（上、下册）[M]. 北京：机械工业出版社，2002.

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[14] 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第七版，北京：高等教育出版社，2006.

[15] 大连组合机床研究所编. 组合机床设计手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 1995.

内容简介：: 毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计 (论文 )题目： 6力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱设计指导教师 : 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述摘要本文首先介绍了组合机床的概念，包括组合机床的定义、组成、工艺特点及其应用。其次介绍组合机床的历史发展、国内外研究现状和发展趋势。着重介绍有关组合机床的主轴箱体的设计计算中所要注意的各种技术要求，研究方法等。关键词组合机床概念发展及趋势主轴箱设计 1 组合机床的概念组合机床的定义、组成组合机床是由按系列化、标准化设计的通用部件以及按工件的形状和加工工艺要求设计的专用部件组成的一种高效专用机床 1。其主要部件由动力部件、支撑部件、传动部件、控制部件和辅助部件等五类部件组成 2。组合机床的工艺特点运用组合机床加工结构件与通用机床相比加工精度大幅提高，且所有精度均靠机床本身的装配精度保证，零件一次装夹，多头同时加工，避免工件调头而产生的二次定位误差 3；因通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能显著缩短专用机床的设计和制造周期，并可方便地组成自动生产线；当被加工的零件尺寸结构有所改进时 ,组合机床的通用零部件还可以重新被利用组成新的组合机床 ,具有专用、高效、自动化、低成本、柔性和易于保证加工精度的优点 4。组合机床的应用可多轴、多边、多工序和多端面同时进行钻、镗、铣和铰、扩孔及攻丝等加工工作 1。广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业，已成为现代制造工程 (尤其是箱体零件加工 )的关键设备之一 5。 2 历史发展及趋势二战期间，因军事工业的需要，基于模块化原理快速设计专用机床的方法获得应用，逐渐演变成具有独自结构特点的镗铣类专用机床组合机床。随着产品更新换代加快，用于加工特定零件的、缺乏生产柔性的组合机床和自动生产线遇到严峻的挑战。 20世纪 80年代，出现了由数控加工中心组成的柔性制造系统，柔性化才开始有了转机。近年来，随着高速加工的进展，组合机床的数控化和柔性化有了根本性突破，市场份额占有率越来越大 5。我国传统的组合机床主要采用机、电、气、液压控制 ,随着技术的不断进步，近年来也出现了组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机。我国组合机床总体技术水平比发达国家要相对落后 6。从 2002年年底第 21届日本国际机床博览会上获悉 ,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 7。当今在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状日益复杂，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，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 8。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 9。 3 有关主轴箱体的设计计算 1 主轴箱是组合机床重要组成部件。它是选用通用零件，按专用要求进行设计的，在组合机床设计过程中，是工作量较大的部件之一。主轴箱用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构，它通过按一定速比排布传动齿轮，把动力从动力部件动力头、动力箱、电动机等，传递给各工作主轴，使之获得所要求的转速和转向等。有关主轴箱的设计是机床设计专家致力研究的重要课题，随着计算机应用的日益广泛和深入，人们也广泛的将计算机辅助设计运用于机械设计 10，研发出组合机床多轴箱计算机辅助设计系统 11，基于知识工程的变速箱设计专家系统 12,组合机床主轴箱发 13，以及基于 14，扬州柴油机有限责任公司等机构的研究人员采用计算机辅助设计组合机床主轴箱，为企业取得了良好的技术经济效果 15。主轴箱设计的原始依据组合机床主轴箱设计之前，须先熟悉主轴箱与其中各零件的关系，尤其是其中各部分零件的工艺要求。根据“三图一卡”绘制主轴箱设计的原始依据图，可取得主轴箱设计的原始要求和已知条件，确定主轴箱的箱体结构、各主轴的位置及一些相关尺寸。主轴设计及主轴箱动力计算主轴结构型式由零件加工工艺决定，并应考虑主轴的工作条件和受力情况。轴型式是主轴部件结构的主要特征。可根据机床本身所进行的加工类型，主轴轴切削力的大小，确定主轴部件的支承型式。主轴结构型式的选择，除了轴承之外，还应考虑轴头结构。主轴的直径，主要取决于刀具的进给抗力和切削扭矩。确定主轴直径时，首先要根据切削用量，查“常用工艺资料”数据库或根据公式计算出主轴的切削扭矩，再据各类轴所能承受的扭矩，确定各类主轴的直径。为了便于组织生产，在同一主轴箱中齿轮模数最好不多于两个。主轴箱的动力计算，包括计算主轴箱所需功率和进给力两项。计算都须在传动结构确定以后才能进行。传动系统的设计与计算主轴箱的传动系统设计，是通过一定的传动链把主轴箱驱动轴传进来的动力和转速按要求分配到各主轴。传动系统设计的好坏，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成本高低。设计传动系统，应在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下，力求使主要传动件的规格少，数量少，体积小。主运动参数专用机床用于完成特定的工艺，一个主轴只需一种固定的转速。传动轴直径的确定和齿轮强度的验算在设计主轴箱传动系统时，往往为了凑齿轮啮合中心距，或由于受空间的限制，根据可能，初步的待定了轴径和齿轮的模数与齿数。选得是否合适，除了根据经验判断外，必要时还应做一定的计算或验算。一般常用传动轴和齿轮强度的粗略计算法，对齿轮来说，是把若干因素略而不计，仅按齿轮及其传动的几个主要参数，借助有关表格进行校验的。主轴箱坐标计算坐标计算是主轴箱设计的重要环节之一，包括计算主轴和传动轴的坐标位置。为了保证组合机床的加工精度和确保齿轮正确的啮合关系，主轴箱坐标计算必须确保正确，否则，将给生产造成损失，轻则返工，重则使主轴箱报废。为了计算主轴箱的各轴坐标，对于每个主轴箱都必须选择一个坐标原点。当主轴箱是直接安装在动力滑台或床身上时，一般选取主轴箱体底平面与通过其定位销孔的垂直线交点为坐标原点。对于安装在动力头或动力箱上的主轴箱，一律选取主轴箱体的定位销孔为坐标原点。主轴箱坐标的计算顺序是 :首先计算主轴的坐标，然后计算与这些主轴有直接啮合关系的传动轴坐标，再按顺序计算其余轴的坐标。在计算过程中，要随时把计算出来的各轴坐标数据记录下来，以供计算其他轴和将来画检查图与箱体图时使用。主轴坐标的计算是按主轴箱设计的原始依据或被加工零件工序图进行的。为了确保主轴坐标的正确性，一般应再按被加工零件图进行一次验算。主轴坐标的计算精度，要求精确到小数点后第三位数字。为了减少计算误差，对于角度关系的主轴坐标，应采用七位或七位以上的三角函数进行计算。当被加工零件的孔距尺寸带有公差时，在计算坐标时应考虑公差的影响。主要是那些带有单向公差或双向不等公差的尺寸，应当把公差计算进去，使主轴的名义坐标尺寸位于公差带的中央。传动轴坐标计算是主轴箱坐标计算中工作量最大和较复杂的一步。它可分为与一轴定距的传动轴坐标计算，与二轴定距的传动轴坐标计算及与三轴等距的传动轴坐标计算等三种情况。与一轴定距的传动轴坐标的计算时，只根据一根轴 (一根主轴或一根传动轴 )的坐标和给定的齿轮啮合中心距来计算传动轴的坐标。计算这种坐标时，是用勾股定理。与二轴定距的传动轴坐标的计算时根据两根轴的坐标和给定的两个齿轮啮合中心距，来算出传动轴的坐标。即已知齿轮啮合三角形的两个顶点的坐标和三条边，求另一个顶点的坐标。这种坐标的计算方法虽有多种，但得到广泛使用的仅有齿轮啮合坐标的数学分析计算法。与三轴等距的传动轴坐标的计算时，计算这种传动轴的坐标，其实质就是求三角形外接圆圆心的坐标。在计算那些周围齿轮和轴等布置紧凑，易于出现干涉的传动轴的坐标时，在计算之前，最好把与计算有关的局部传动准确地画出，检查有无干涉，如果发现有干涉，则需修改传动，然后再进行坐标计算。参考文献 1 大连组合机床研究所编 . 组合机床设计 M. 北京 : 机械工业出版社 , 1995. 2 丛凤廷 , 迟建山 . 组合机床设计 M. 第二版 , 上海 : 上海社学技术出版社 , 1995. 3 刘守勇 . 机械制造工艺与机床夹具 M. 第二版 , 北京 : 机械工业出版社 , 2006. 4 吴圣庄 . 金属切削机床概论 M. 第三版 , 北京 : 机械工业出版社 , 2000. 5 张曙 . 高性能组合机床和高生产率加工中心 J. 代制造 , 2007, 03. 6 李秀敏 . 组合机床行业现状与发展思考 J. 航空制造技术 , 2003, 4: 41 43 7 辑部特派记者 . 新技术与新产品的集结第 21 届日本国际机床展(述 J. 中国机床工具报 , 2002, 12: 1 2. 8 李如松 . 组合机床和自动线的技术发展 L. (20052009 9 付书明 , 李明 . 柔性组合机床及其生产线的发展探讨 J. 成组技术与生产现代化 , 2006, 23. 10 杨千里 . 机械历史回顾与现代技术发展趋势 J. 中国科技信息 , 2005, 11: 123 125. 11 张晓 , 宋书汉 , 徐明 . 组合机床多轴箱计算机辅助设计系统 J. 沈阳航空工业学院学报 , 2000, 17(1): 27 29. 12 徐海峰，雷雨成 . 基于知识工程的变速箱设计专家系统 J. 机械设计 , 2003, 20(3): 50 52. 13 李静 , 薛冬娟 , 付红芦 . 组合机床主轴箱发 J. 河北农业大学学报 , 2004, 27(1): 100 10. 14 任小中 , 李春梅 , 苏建新 . 基于组合机床多轴箱模块化设计 J. 河南科技大学学报 , 2007, 28(3). 15 丁国琴 . 组合机床主轴箱的计算机辅助设计 J. 机械工程师 , 2002， 6: 45 46. 毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题要研究的是 6力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱的设计，用于 6力灭火机前半曲轴箱体的加工，基于此，我采用以下手段开展课题：首先，深入企业现场，查看相关相似制造机床、加工零件实物，认真分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度，以及现场所采用的定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的刀具及切削用量、生产率要求、现场的环境和条件等以增加感性认识，弄清零件加工技术要求。并广泛搜集国内外相关文献资料，了解同类型相关机床的结构形式、技术参数、技术要求。其次，运用所学基础理论、专业知识，查阅相关机械制造装备设计工具书及其他相关书籍，完成加工工件的工序图；协助完成总体设计，包括左主轴箱的切削用量、刀具的选择，夹具上的固定导向装置尺寸的安排，左主轴箱各主轴外伸长度，直径的选择，刀具接杆的选择，左主轴箱工作进给长度的确定，左主轴箱的动力部件的选用及左主轴箱的轮廓尺寸的确定；根据总体设计所给参数确定所设计左主轴箱的中心高及相关尺寸，进行左主轴箱的结构设计及对主轴、齿轮、轴承的强度效核等。使用图软件工具完成左主轴箱的总装图，典型零件图。最后，以电子文档的形式完成毕业设计说明书。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见： 1对“文献综述”的评语：文献阐述了组合机床的过去，现状，以及未来的发展方向。对组合机床的加工范围有了一定的认识，并对组合机床的结构及组成有了一定的了解。并对组合机床主轴箱的设计过程有了一个大概的了解。知道了组合机床和通用机床区别。为接下来所进行的毕业设计打下了良好的基础。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 6力灭火机前半曲轴箱体双面钻专用机床左主轴箱的设计，是江苏林海动力机械集团公司的设计课题，为提高生产效率需将 6半曲轴箱两个面上的 17 孔个孔同时加工出。通过本课题的设计，能基本熟悉机床设计的全过程，能够对设计方案进行比较，会进行切削力的计算并由此确定机床功率，能根据加工要求能正确的选择进给量、切削速度、及切削用量，并能正确的进行计算。会根据相关参数正确的进行部件设计、结构设计、零件设计，了解关键零部件并能进行强度校核。并能根据零件所起的作用正确的选择零件材料及热处理，根据机床的加工性质设计出机床主轴箱的技术要求。另外对加工、装配有一个新的认识，会正确的选择尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。设计计算及查阅资料的工作量较大。如认真、独立完成整个设计过程对自己将是一个极大的锻炼，也为以后顺利的走上工作岗位打下一个坚实的基础。指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日本科毕业设计说明书（论文）第页共页目录 1 绪论 2 组合机床及发展概况 2 本文研究的主要内容 4 2 组合钻床总体设计 5 组合钻床工艺方案的制定 5 组合钻床配置型式及结构方案的确定 6 主要参数的计算 7 3 组合机床总体结构设计三图一卡 10 被加工零件工序图 10 加工示意图的设计 12 机床联系尺寸图的绘制 17 生产率计算卡 20 4 主轴箱设计 23 绘制主轴箱设计原始依据图 23 主轴箱传动系统的设计及计算 23 主轴箱通用轴类零件选择 29 5 主轴箱总图设计 32 主轴箱技术要求 32 主轴箱主要零件图设计 32 绘制补充加工图 32 其他零件图设计 32 6 组合机床主轴箱的装配 33 结束语 34 致谢 35 参考文献 36 本科毕业设计说明书（论文）第页共页毕业设计说明书（论文）中文摘要根据设计任务书的要求，本设计说明书针对 6 首先根据已知条件和被加工零件的具体结构特征，进行工艺方案分析，确定组合机床配置型式及结构方案，选择合适的切削用量，确定切削力、切削转矩、切削功率及刀具的耐用度，选择导向机构、主轴类型及动力部件等，完成总体设计。然后根据总体设计中的切削用量及主轴位置，拟定了主轴箱的传动路线，应用最优化方法布置齿轮，确定传动参数，设计了轴的结构，进行齿轮、轴承等相关零件的强度校核计算，确定好轴的排布方案及各种技术参数后，再选择其他的零件，尽可能选用标准件，降低制造成本。确保组合机床结构合理，工作安全可靠，使用维修方便。关键词专用机床主轴箱主轴传动轴本科毕业设计说明书（论文）第 1 页共 35 页毕业设计说明书（论文）外文摘要 to on in of of on of of of of to of of of of as as to of 本科毕业设计说明书（论文）第 2 页共 35 页 1 绪论根据下达的任务书要求， 6半曲轴箱是其上面的重要零件，为提高生产效率，节约成本，现需设计一台双面钻专用专机进行加工。组合机床及发展概况组合机床的由来组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及工艺要求设计的专用部件组成的一种高效专用机床 1。其主要部件由动力部件、支撑部件、传动部件、控制部件和辅助部件等五类部件组成 2。按工序集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成许多同种工序或多种不同工序的加工 3。可多轴、多边、多工序和多端面同时进行钻、镗、铣和铰、扩孔及攻丝等加工工作 3。它是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的 4。既有专用机床效率高结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。为此，将机床上带动刀具对工件进行切削运动的部分以及床身、立柱、工作台等设计制造成通用的独立部件，称为“通用部件”。根据工件加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当加工对象改变了，用这些通用部件，只将部分专用部件改造，又可以组成加工新工件的机床 3。组合机床技术装备现状与发展趋势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 5。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、锉孔、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 (数字控制 (，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本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 35 页合机床。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、综合测量数控组合机床、试验机、输送线 )等在组合机床行业中所占份额也越来越大 6。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 7。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工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。一方面，加强数控技术的应用，提高组合机床产品数控化率 ;另一方面，进一步发展新型部件，尤其是多坐标部件，使其模块化、柔性化，适应可调可变、多品种加工的市场需求。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/高进给速度可达 20 60r/复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好 8。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 7。本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 35 页本文研究的主要内容零件原始图如图 9个孔待加工，若采用的加工方案是在普通钻床上逐孔加工，工人频繁忙于装夹工件、启动机床、进刀、退刀、停车及卸工件等，不仅工人劳动强度大，而且生产率也低，不利于保证产品加工精度。因此，本设计在对这 9个孔进行精度、相互之间位置要求以及零件的装配要求分析的基础上，重新制定出合理的机械加工工艺方案，将其中 9个孔安排在一道工序上完成，从而使需在多工序完成的钻削加工在同一工步完成。动力头、滑台、主轴箱、底座等通用部件的合理选用；齿轮箱排箱结构紧凑；机械化程度高；减轻工人的劳动强度是本文研究的主要内容。图原始数据图本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 35 页 2 组合钻床总体设计组合钻床工艺方案的制定制定组合钻床工艺方案是设计组合钻床最重要的内容之一。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、结构简单、使用方便、效率高、质量好”的要求。为了该机床方案制定的合理、先进，在方案设计时，需要密切联系实际，总结实践经验，全面了解被加工零件的加工情况和影响方案制定的各种因素。下面几个小章节就是来说明要考虑的主要因素。工艺过程和加工精度的要求被加工零件有 9个孔待加工，且 6个孔有相互之间位置精度要求。将 9孔集中在一个工位上可确保相互之间的位置精度，对大量生产及顺利装配创造了条件。组合钻床上钻孔工序在铸件上钻孔度一般可达 6 级，表面粗糙度为孔位置精度达。而被加工零件的面粗糙度和位置精度要求均在此范围内。故选用组合钻床满足被加工零件的要求 1。加工零件的特点被加工件材料为压铸铝合金，其力学性能和切削性好，工件刚度足够。由于被加工件为左半箱，成品要与右箱体装配。钻孔时，从装配结合面钻起，这样能够更好地保证孔的位置精度。因为钻孔过程中，中心线可能偏斜，在钻头进口处的位置精度比出口处的好，利于两个零件的装配 3。定位基准及加压部位的选择被加工件装配结合面为设计平面，选用设计基面为主定位基准，这样就起到了减少累误差，使加工精度得到有利保证，同时，此平面最大，用它定位能使切削力均落定位平面之内 10。选用中 35的已加工孔和偏心定位销孔实现工件完全定位。孔间中心距的影响在确定组合机床完成工艺时，由于主轴箱的主轴结构和设置导向的需要，以及保证必须的加工精度和工作可靠性的要求，组合机床钻孔时，对于通用的主轴箱，其主轴最小中心距为 24 ，这时主轴能钻 10 以下的孔 12。经测算，被加工件上最小孔间距出现在 2轴和 3轴之间，其间距约为 30 ，大于 24 。工件的生产方式由于被加工件单班制年产 10 万台，属于大批量生产 10，将加工 9 孔工序集中于本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 35 页一台钻床，可提高组合机床的利用率。使用厂的技术保障能力根据工艺要求及加工精度的不同，组合机床采用的刀具有多种，只要条件允许，为使工作可靠、结构简单、刃磨容易，应尽可能选择标准刀具或简单刀具 2。通过参考资料，认真考虑工件材料的特点，并结合林海实际情况，我选择的刀具材料为高速钢，采用标准的直柄麻花钻。组合钻床配置型式及结构方案的确定本课题需从两个方向即双面完成对前半箱体的钻孔，根据上述工艺方案确定机床的型式和总体布局。在选择机床配置型式时，既考虑到实现工艺方案，保证加工精度、技术要求及生产率 ;又考虑到机床操作、维护、修理、排屑的方便性，还注意到被加工零件的生产批量 1。加工精度在选择组合钻床的结构方案时，首先必须注意到能否保证稳定的加工精度。通常根据经验数据进行机床配置型式的选择。固定式夹具组合钻床能达到的钻孔位置精度最高，采用固定导套一般能达到，当严格要求主轴与导向的同轴度，减少钻头与导套间的间隙，导向装置靠近工件时，可达到机床生产率根据工件的生产类型，完全可以采用单工位固定夹具的机床型式。被加工件的尺寸、形状、加工部位的特征根据被加工零件的特点，适于采用立式机床，但其背面也需钻孔，考虑到工序集中及采用卧式机床可使定位基面与设计基面重合，而且排除切屑容易。若用立式机床，切屑易落入导向，影响加工精度，加速导向磨损，并降低了生产效率。操作的方便性合理确定装料高度以使操作方便。在现阶段，设计组合机床时，装料高度可视具体情况在 850 1060 之间选取，由于被加工件较小，装料高度可稍高些。夹具形式对机床方案的影响从工件形状看，似乎可采用立式机床加工，但是考虑从装配结合面钻孔的必要性，主定位基面又是选用装配结合面，不能改为相对面，这样立式钻床夹具设计比较难，因而采用卧式加工方案如图本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 35 页图卧式加工方案布置图主要参数的计算确定切削用量，计算各主轴转速组合机床能否达到预定要求与正确的选择切削用量有很大关系。切削用量选用适当，能使机床以最少的停车时间，最高的生产效率，最长的刀具寿命和最好的加工质量进行生产 3。目前，组合机床切削用量的选择，因是多轴加工不宜采用最大的切削速度和进给量。主要是参照实际生产中采用切削用量的情况，并根据多年来积累起来的一些经验数据进行。组合机床切削用量的选择另外一个特点，就是动力头工作时每分钟的进给量只有一种，这样所有刀具每分钟的进给量是相同的。这个进给量是适合所有刀具的平均值。但同一动力头每个刀具的转速可以不一样，以便选择合理的刀具的进给量。为使所有刀具的性能得到充分发挥，钻孔时采用较高的速度和较小的每转进给量 ;在现有生产率要求下没必要把切削用量定的太高，以免增加刀具损耗，也可减少所需的切削功率。本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 35 页表加工铝及铝合金的切削用量 15 加工直径 d( ) 切削速度 v(m/ 每转进给量 f( /r) 纯铝铝合金长切屑铝合金短切屑 3 8 25 20 50 5 30 设计通过查表合被加工件的加工精度、加工材料、工作条件、刀具耐用度等因素，初选动力滑台进给速度为，初定切削速度 15m/ 由计算公式 11： d 1000式中： n 为各主轴转速，单位 (r/ v 为主轴切削速度，单位 m/ f 为每转进给量，单位 ( /r)； d 为各钻头直径，单位 ( )。计算得各主轴转速和每转进给量如表表孔加工的相关参数各主轴转速 n (r/各主轴刀具进给量 f ( /r) 备注选动力滑台进给速度为，初定切削速度 15m/.1 .1 确定切削力 F、切削转矩 M、切削功率 P 根据选择的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件及夹具设计的依据 ;确定切削转矩，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，用以选择动力箱电机功率。本科毕业设计说明书（论文）第 9 页共 35 页本课题中高速钢钻头钻削切削铝的计算公式为 15：扭矩：切削力：切削功率 : 9550切式中： F 轴向切削力（ N）； d 钻头直径（）； f 每转进给量（ /r）； P 切切削功率（； M 扭矩（ N ）。计算结果如表各钻头的切削力 F、切削转矩 M、切削功率 P 钻头直径 d 轴孔号轴向切削力 F 扭矩 M 功率 P 109 220 137 340 、 4、 6、 7、 8、9 164 490 7 5 192 670 上表，总切削力为： F 总 =1422N，总切削功率为： P 总 =切削扭距为：T 总 =4170 N。本科毕业设计说明书（论文）第 10 页共 35 页 3 组合机床总体结构设计三图一卡组合机床总体设计就是针对被加工零件，在选定的结构方案基础上，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，机床联系尺寸图。生产率计算卡 13。被加工零件工序图根据被加工零件的零件图，制定出被加工零件工序图。此图是根据选定的工艺方案，表示在本台机床上完成的工序内容、加工部位的尺寸精度、技术要求、定位基准、夹紧部位、以及被加工零件的材料、硬度和本机床加工前毛坯情况。是机床设计的主要依据，也是调整机床、检验精度的重要技术文件。在被加工零件工序图上标注的内容（ 1）加工零件的形状、主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。（ 2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。（ 3）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导有关部位结构与尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间是否干涉。（ 4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。绘制被加工零件图的解释（ 1）本工序的加工部位用粗实线绘制，其余部位用细实线绘制。定位基准、夹紧部位、夹紧方向等用符号表示；本道工序保证的尺寸、角度等，均在尺寸下用横线标出。（ 2）加工部位的位置尺寸由定位基准算起。但有时将工件某一主要孔的位置尺寸从定位基准算起，其余各孔的位置尺寸再从该孔算起。当定位基准与设计基准不重合时，进行了换算。位置尺寸的公差不对称时，换算成对称公差尺寸。（ 3）注明了零件对机床加工提出的某些特殊要求。（ 4）对简单的零件，可直接在零件图上作必要的说明，而不必另行绘制被加工零件工序图。如铣削组合机床和单轴镗孔组合机床等。被加工零件工序如图本科毕业设计说明书（论文）第 11 页共 35 页图加工零件工序图本科毕业设计说明书（论文）第 12 页共 35 页加工示意图的设计零件的加工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、辅具的布置状况以及工件、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。因此，加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，它是刀具、辅具、夹具、主轴箱、电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料，也是整台组合机床布局和性能的原始要求，同时还是调整机床、刀具及试车的依据。刀具的选择根据选择刀具时，考虑工艺要求与加工尺寸精度、工件材质、表面粗糙度及生产率的要求。只要条件允许，应尽量选用与标准刀具因此这里选择标准刀具。另外为了提高工序集中程度或满足精度要求，以便于排出切屑和刀具磨损后有一定的向前调整量，本设计的孔加工刀具的长度保证了加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有10 30 的距离，同时注意刀具插入接杆孔内的长度，在绘制加工示意图时应注意从刀具总长中减去根据被加工工件 9 个孔的大小，选用 5 种规格的刀具如表示。表刀具名称、标准尺寸及数量钻头直径 d 钻刀悬伸长度数量备注刀具总长具悬伸长 41 112 1 68 136 1 24 88 6 7 174 132 1 导向结构的选择（ 1）导向类型的确定因为组合机床加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的导向装置来保证因此，正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须要解决的问题。导向装置有两大类，即固定式导向和旋转式导向 2根据在加工孔径不大于 40 本科毕业设计说明书（论文）第 13 页共 35 页或摩擦表面的线速度小于 20m/般采用固定式导向，固定导向装置一般由中间套、可换导套和压套螺钉组成中间套的作用是在可换导套磨损后，可较为方便的更换，不会破坏钻模体上的孔的精度由本设计刀具导向线速度 v=15m/于20m/采用固定式导向，刀具在导套内既转动又移动，这种导向方法精度好 3。（ 2）导向数量的确定根据工件形状、刀具刚度及工作情况采用单导向。（ 3）导向参数的确定导套长度 32(1 小直径时取大值，大直径时取小值。具体尺寸及配合如表示。表固定导向装置的尺寸及配合 d(D(2(L L1 m 67量 20 35 45 8 17 1 20 35 45 8 17 1 20 35 45 8 17 6 24 35 45 10 17 1 （ 4）导向到工件端面距离以不妨碍排屑为原则，选为 10 。以四个垫块保证间距，实现主定位。确定主轴直径及各主轴外伸长度主轴类型主要取决于进给抗力和主轴刀具系统结构上的需要。主轴尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削扭矩 M ，查表出定主轴直径。也可以用计算的方法推出。为使轴的强度足够，主轴材料均采用 45 钢，计算强度条件下 45钢质主轴直径可用以下公式 13： 33 4 式中 : 本科毕业设计说明书（论文）第 14 页共 35 页 D 轴的直径 ( )； T 主轴承受的转矩 (N )；许用剪应力（ 45钢时 =31 B 系数，当材料的剪切弹性模量 G=104 性主轴 B= 1 d 7 4 08 2 2 d 3 9 08 2 3 d 4 d 结合以上数据，并通过查表取 1、 4、 5、 6、 7、 8、 9主轴的外伸直径为 25虑到 2、 3 两主轴分别与其配对齿轮中心距太小，为了保证轮齿强度，这两根主轴的直径取 15在综合考虑加工精度和具体工作条件，查表决定主轴外伸部分尺寸选为90。接杆的选择主轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而且刀具长度也为一定值。因此，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工极限位置，就需要在主轴与刀具之间设置一中间可调环节刀具接杆。轴箱端面到工件端面之间距离的确定这里最重要的尺寸是主轴箱端面到工件端面之间的距离。考虑到要使所设计的机床的结构紧凑，本设计尽量使工件端面至多轴箱端面间距离最小，并且保证了在加工终了位置时钻头等刀具的螺旋槽尾部至导向套端面的距离，以利于排屑和刀具刃磨后向前调整。该尺寸可按下式计算： )( 54321 式中各符号意义：主轴外伸长度（）；钻刀悬伸长度（）；接杆伸出长度 (可调 ) （）；加工孔深（）；本科毕业设计说明书（论文）第 15 页共 35 页刀具的切出值（）； B 螺母及垫总厚度（）。动力头工作循环及其行程的确定根据此台组合钻床被加工件各孔孔深孔，确定其循环过程包括：快速引进、工作进给和快速退回。（ 1）工作进给长度的确定工进长度 4与刀具的切入长度 6之和。即： 6547 其中，里取 14 ； 10 ，这里取 10 ； 3 8) ，这里取 10 ；因此， 4 。（ 2）快速引进长度快速引进是动力头把刀具送到工作进给的位置，其长度按具体情况定为 02 。（ 3）快速退回长度为工进与快进之和。即： 236879 因为是固定式夹具钻孔的机床，动力头快退的行程，只要把所有刀具都退到导套内，不影响工件的装卸即可。根据以上分析计算确定的数据，绘制的加工示意图如图本科毕业设计说明书（论文）第 16 页共 35 页主轴5 n=602r/mi n v = 1 5 m /m f = 0 .1 m m /046r/mi 1 5 m /m 0 .1 m m / n=886r/mi n v = 1 5 m /m f = 0 .1 m m / n=991r/mi n v = 1 5 m /m f = 0 .1 m m / 2工进3 4快退2 3 6主轴7 、8n=808r/mi 1 5 m /m 0 .1 m m /9n=991r/mi 1 5 m /m 0 .1 m m /67r/mi 1 5 m /m 0 .1 m m /加工示意图本科毕业设计说明书（论文）第 17 页共 35 页机床联系尺寸图的绘制机床联系尺寸图是用来表示机床的配置型式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。它是进行主轴箱、夹具等专用部件设计的重要依据。选用动力部件主要指选择型号、规格合适的滑台和动力箱 1。（ 1）滑台的选用滑台滑台选用主要取决于驱动方式、所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素。（ a）驱动方式的确定根据具体的加工要求、使用条件，考虑到液压通用部件结构简单、工作可靠，进给量可无级调整（利用节流调速器），过载保护装置简单可靠，容易实现较复杂的工作循环的优点，因此，本设计中选用液压滑台。（ b）确定轴向进给力由表总切削力为 :F 总 =1422N，由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴向力外，还要克服滑台移动时产生的摩擦阻力，因而所选滑台的最大进给力应大于 F 总。（ c）滑台进给速度的确定据被加工件的实际要求，考虑刀具的耐用度，选滑台的进给速度为 40 / （ d）确定滑台行程滑台行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。前备量的作用是使动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前调整，前备量取为 35 。后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地，以方便装卸刀具，取为 129 。工作行程为 236 ，故滑台的总行程长度为 400 。（ e）精度的选择根据加工要求，选用普通精度级。结合以上因素，初选用滑台。其主要性能指标：台面宽 250 ，滑台台面长 500 ，行程长 400 ，滑台及滑座总高为 600 。允许最大进给力 10000N，工作进给电动机转速，工作进给速度范围为 26 850 /速移动速度为 10m/压滑台支承总长 940。（ 2）动力箱的选用动力箱主要依据主轴箱所需的电动机功率来选用。可根据下列公式：本科毕业设计说明书（论文）第 18 页共 35 页 %)301( 切主式中： P 切切削用总功率，由表主轴箱传动效率，因主轴数目超过 15，故取计算得 P 主 = 确定装料高度装料高度般在 850 1060 之间选取。具体尺寸取决于最低主轴中心至主轴箱底面的高度台与底座之间的调整垫台高度座高度： 4321 式中 : 液压滑台： 50；底座高度初步选： 00；为求先确定主轴箱轮廓尺寸。确定多轴箱轮廓尺寸标准中规定：卧式主轴箱总厚度为 130 ，宽度和高度按标准尺寸系列选取。主轴箱的宽度按下式计算 : 12 11 式中 : 边缘主轴中心到主轴箱外壁之间距离，一般取 70 100 ，这里取85 ； h 分别为工件在宽度和高度方向上相距最远两加工孔的中心距；最低主轴中心到主轴箱底面之间的距离。由被加工零件知 : 12，取为 100， 10，计算得 :19， 21 。根据标准应取 410 325。由以上分析可计算出装料高度：本科毕业设计说明书（论文）第 19 页共 35 页 10174321 确定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面联接安装的需要。中间底座长度尺寸根据所选用动力部件及配套部件的位置关系确定。同时应考虑多轴箱处于终了位置时，多轴箱与夹具体之间应有适当距离，以便机床调整、维修。已确定装料高度及底座、滑台的高度，所以中间底座高为 250，长度为 300，宽度为 250。初定夹具轮廓尺寸绘制机床联系尺寸图时，应先初步确定夹具轮廓尺寸。工件轮廓尺寸、形状以及导向结构是确定夹具轮廓尺寸的依据。确定夹具底座尺寸时应考虑工件的定位件、夹紧机构、刀杆导向装置的需求空间，并应满足排屑和安装的需要。初步设定夹具钻模板厚度为 30具体底座长度为 300度为 250 夹具体底座高度应依据装料高度、夹具大小和中间底座高度而定，并充分考虑中间底座刚度，以便于布置定位元件和设置加紧机构，便于排屑为原则。此次设计中取夹具体底座高度为 270度为 420总上所述，所设计的组合钻床联系尺寸图如图本科毕业设计说明书（论文）第 20 页共 35 页 2 2 0 06002505 0 0 60 1 3 0 15 90 3 2 01 3 01510工进 3 9快进 2 0 2快退 2 4 1工进 3 4快进 2 0 2快退 2 3 650 3 0 0 50 1 6 0 20250116590 9059图组合机床联系尺寸图生产率计算卡生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、负荷率等的技术文件。通过生产率计算率计算卡，可以分析所拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求。机床的生产率 /h）按下式计算：辅切单 60601式中：单件工时（；机加工时间（ ,包括动力部件工作进给和死挡铁停留时间即：本科毕业设计说明书（论文）第 21 页共 35 页停切 2121 分别为刀具的第、工作进给行程长度（分别为

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