变速器壳体机床钻孔夹具及机床钻孔多轴箱设计【钻M12X1.75-2螺孔的四个螺纹孔】
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钻M12X1.75-2螺孔的四个螺纹孔
变速器
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机床
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设计
M12X1
75
四个
螺纹
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变速器壳体机床钻孔夹具及机床钻孔多轴箱设计【钻M12X1.75-2螺孔的四个螺纹孔】,钻M12X1.75-2螺孔的四个螺纹孔,变速器,壳体,机床,钻孔,夹具,轴箱,设计,M12X1,75,四个,螺纹
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机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工40粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣底部大端面铣夹具，铣刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 2 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工50精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1精铣底部大端面铣夹具，铣刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 3 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工60粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣顶部端面铣夹具，铣刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 4 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工70精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1精铣顶部端面铣夹具，铣刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 5 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工80铣削HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1铣削侧面30凸台端面铣夹具，铣刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 6 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工90钻扩铰HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻扩铰底部2-10孔, 钻6-M8X1.25螺纹孔钻夹具，钻头，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 7 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工100铣削HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1铣削2个侧面铣夹具，铣刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 8 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工110粗镗 半精镗HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗镗，半精镗85孔、72孔、94孔、72孔镗夹具，镗刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 9 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工120精镗孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔镗夹具，镗刀，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 10 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工130钻孔攻丝HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数组合钻床1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻M12X1.75侧面孔专用夹具，机用钻头，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 11 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工140钻孔攻丝HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数组合钻床1夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻6-M8X1.25侧面孔专用夹具，机用钻头，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称变速器壳体零（部）件名称变速器壳体第 12 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工150钻孔攻丝HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻顶部6-M8X1.25孔莫氏锥柄长刃机用钻头，游标卡尺编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号01产品名称变速器壳体零件名称变速齿轮箱箱体共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容车间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 夹具刀具量具 准终 单件10铸造铸造铸20时效时效热30涂底漆涂底漆漆40粗铣粗铣底部大端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺50精铣精铣底部大端面机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺60粗铣粗铣顶部端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺70精铣精铣顶部端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺80铣削铣削侧面30凸台端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺90钻扩铰钻扩铰底部2-10孔, 钻6-M8X1.25螺纹孔机加工二钻床Z525专用钻夹具钻头游标卡尺100铣削铣削2个侧面机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺110粗镗 半精镗粗镗，半精镗85孔、72孔、94孔、72孔机加工二卧式镗床T68镗夹具镗刀游标卡尺120精镗孔精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔机加工二卧式镗床T68镗夹具镗刀游标卡尺130钻孔攻丝钻M12X1.75侧面孔机加工二组合钻床专用钻夹具机用钻头游标卡尺140钻孔攻丝钻6-M8X1.25侧面孔机加工二组合钻床专用钻夹具机用钻头游标卡尺150钻孔攻丝钻顶部6-M8X1.25孔机加工二钻床Z525专用钻夹具莫氏锥柄长刃机用钻头游标卡尺160去毛刺去毛刺170检查检查 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字日 期编号： 毕业设计(论文)变速器壳体机床钻孔夹具及机床钻孔多轴箱设计题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 应用研究日45摘 要变速器壳体零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差AbstractAutomobile gearbox cover parts processing and fixture design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning目 录1 序言12 零件的分析22.1 零件的形状22.2 零件的工艺分析22.3 变速器壳体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施32.3.1 孔和平面的加工顺序32.3.2 孔系加工方案选择32.4 变速器壳体加工定位基准的选择42.4.1 粗基准的选择42.4.2 精基准的选择42.5 变速器壳体加工主要工序安排53 工艺规程设计63.1 确定毛坯的制造形式63.2 基面的选择63.3 制定工艺路线63.3.1工艺路线方案一73.3.2 工艺路线方案二73.3.3 工艺方案的比较与分析83.4 选择加工设备和工艺装备93.4.1机床选用93.4.2选择刀具93.4.3选择量具93.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定93.6 确定切削用量及基本工时114 钻M12X1.75-2螺孔的四个螺孔夹具设计244.1 问题的提出244.2 夹具设计244.2.1夹具设计244.2.2定位基准的选择244.2.3定位方案和元件设计254.2.4定位误差的计算254.2.5夹紧力计算264.2.6夹紧机构的设计284.2.7确定夹具体结构尺寸和总体结构294.2.8夹具设计及操作的简要说明305 多轴箱设计315.1多轴箱的组成及表示方法315.1.1 多轴箱的组成315.1.2 多轴箱总图绘制方法特点315.2 多轴箱通用零件315.2.1 通用箱体类零件325.2.2 通用主轴、通用传动轴、通用齿轮和套325.3 绘制多轴箱设计原始依据图325.4 主轴、齿轮的确定及动力计算335.4.1 主轴型式的确定335.4.2 主轴直径的确定335.4.3 主轴位置的确定345.4.4齿轮模数345.4.5 多轴箱所需动力的计算345.5 多轴箱传动系统设计355.5.1 对多轴箱传动系统的一般要求355.5.2 拟订多轴箱传动系统的基本方法365.6 多轴箱坐标计算检查图385.6.1 选择加工基准坐标系XOY，计算主轴、驱动轴坐标385.6.2 计算传动轴的坐标395.6.3 验算中心距误差41总 结44参考文献45致 谢461 序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。变速器壳体零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。2 零件的分析2.1 零件的形状题目给的零件是变速器壳体零件，主要作用是起连接作用。题目给出的零件是变速器壳体。变速器壳体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件与发动机正确安装。因此变速器壳体零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。主要是实现变速，改变汽车的运动速度。箱零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸造，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由变速器壳体零件图可知。变速器壳体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：变速器壳体零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为3.2。2. 粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值3.2。3. 车外圆，表面粗糙度值3.2。4.内孔及圆弧，及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。变速器壳体共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)底部端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，粗糙度为3.2；的端面，并带有倒角 （3）以85孔、72孔、94孔、72孔的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：85孔、72孔、94孔、72孔；尺寸为218的前后端面；、6个的螺孔的孔。（4）以底面为主要加工平面的加工面。2.3 变速器壳体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该变速器壳体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于变速器壳体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.3.1 孔和平面的加工顺序变速器壳体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工变速器壳体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。变速器壳体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。变速器壳体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.3.2 孔系加工方案选择变速器壳体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据变速器壳体零件图所示的变速器壳体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。（1）用镗模法镗孔在大批量生产中，变速器壳体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法镗孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将变速器壳体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.4 变速器壳体加工定位基准的选择2.4.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入变速器壳体的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以变速器壳体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.4.2 精基准的选择从保证变速器壳体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证变速器壳体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速器壳体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是变速器壳体的装配基准，但因为它与变速器壳体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.5 变速器壳体加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。变速器壳体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到变速器壳体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于变速器壳体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。3 工艺规程设计本变速器壳体假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像变速器壳体这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1工艺路线方案一10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部端面 70精铣精铣顶部端面 80铣削铣削侧面30凸台端面 90钻扩铰钻扩铰底部2-10孔, 钻6-M8X1.25螺纹孔100铣削铣削2个侧面110粗镗 半精镗粗镗，半精镗85孔、72孔、94孔、72孔120精镗孔精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔130钻孔攻丝钻M12X1.75侧面孔140钻孔攻丝钻6-M8X1.25侧面孔150钻孔攻丝钻顶部6-M8X1.25孔160去毛刺去毛刺170检查检查3.3.2 工艺路线方案二10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部端面 70精铣精铣顶部端面 80铣削铣削侧面30凸台端面 90钻扩铰钻扩铰底部2-10孔, 钻6-M8X1.25螺纹孔100铣削铣削2个侧面110粗镗 半精镗粗镗，半精镗85孔、72孔、94孔、72孔120精镗孔精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔130钻孔攻丝钻M12X1.75侧面孔140钻孔攻丝钻6-M8X1.25侧面孔150钻孔攻丝钻顶部6-M8X1.25孔160去毛刺去毛刺170检查检查3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部端面 70精铣精铣顶部端面 80铣削铣削侧面30凸台端面 90钻扩铰钻扩铰底部2-10孔, 钻6-M8X1.25螺纹孔100铣削铣削2个侧面110粗镗 半精镗粗镗，半精镗85孔、72孔、94孔、72孔120精镗孔精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔130钻孔攻丝钻M12X1.75侧面孔140钻孔攻丝钻6-M8X1.25侧面孔150钻孔攻丝钻顶部6-M8X1.25孔160去毛刺去毛刺170检查检查3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1机床选用.工序是粗铣、和精铣。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用铣就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的X52K铣床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。3.4.2选择刀具.在铣床上加工的工序,一般选用和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用铣(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“变速器壳体” 零件材料为HT200，查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸造的硬度HB为143269，表2.2-23 灰铸造的物理性能，HT200密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6 确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。工序10、20、30：铸造 时效处理无切削加工，无需计算工序40、50：粗铣、精铣底部大端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：,取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序60、70：粗铣、精铣顶部端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取，取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序80：铣削侧面30凸台端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序90：钻扩铰底部2-10孔, 钻6-M8X1.25螺纹孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔2-10孔选钻底孔8.5孔切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 铰孔2-10孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间：工序110：粗镗，半精镗85孔、72孔、94孔、72孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）粗镗85孔、72孔、94孔、72孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：（2）粗镗 85孔、72孔、94孔、72孔孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序120：精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔孔切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4.66。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：（2）精镗精镗孔85孔、72孔、94孔、72孔切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4.66。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：切削深度：机动时：工序130钻M12X1.75侧面孔本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在灰铸造（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17）则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 由工序4可知： 走刀次数为1机动时间：工序110：钻6-M8X1.25侧面孔机床：立式钻床Z525刀具：钻6-M8X1.25侧面孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 扩孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间：工序150钻孔攻丝顶部6-M8X1.25孔机床：组合钻床刀具：麻花钻切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.39，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.41，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 由工序2可知： 走刀次数为1机动时间：4 钻M12X1.75-2螺孔的四个螺孔夹具设计4.1 问题的提出为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于铣侧面夹具设计，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低生产成本和降低劳动强度。4.2 夹具设计4.2.1夹具设计设计夹具，首先要仔细分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；在完成夹具草图后，进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理的结构实现个零部件间的相对运动；根据零件的使用要求，选择相应的材料。完成钻床夹具的所有设计后，用AutoCAD进行二位图形的绘制，首先画装配图，然后从装配图上拆画零件图，标注相关尺寸及技术要求，最后进行论文撰写、整理、修改完成该毕业设计。4.2.2定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位，滑鞍上的装配基准为平面，而它们又是滑鞍上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序，选底面和侧面为定位基准。 4.2.3定位方案和元件设计根据以上零件的结构分析以及定位基准的选择，可得定位基准为平面，因此可选择定位元件为支承板,如图4.1定位支承板所示。图4.1 定位支承板根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面即D面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用W面作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个底面C来限制了工件上下移动自由度。4.2.4定位误差的计算 定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.2.5夹紧力计算根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。4.2.6夹紧机构的设计采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构，统称螺旋夹紧机构。由于这类夹紧机构简单，夹紧可靠，通用性大，故在机床夹具中得到广泛运用。它的主要缺点是夹紧和松开工件时比较费力。本夹具采用移动压板进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。同时，由于移动压板标准件，可直接购买，降低了夹具的制造成本。夹紧力的计算单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下列计算：式中： W0单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）； Q 原始作用力（N）； L作用力臂（mm）； 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm），其值视螺杆端部的结构形式而定，参见机床夹具设计手册第三版表1-2-20； 螺杆端部与工件间的摩擦角（）； 螺纹中径之半（mm）； 螺旋升角（），参见机床夹具设计手册第三版表1-2-21； 螺旋副的当量摩擦角（）， 式中为螺旋副的摩擦角（），为螺纹牙型半角（），参见机床夹具设计手册第三版表1-2-22。4.2.7确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体：夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。工件装夹方案确定以后，根据定位元件及夹紧机构所需要的空间范围及机床工作台的尺寸，确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.2.8夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。5 多轴箱设计5.1多轴箱的组成及表示方法多轴箱按结构特点分为通用（即标准）和专用多轴箱两大类。前者结构典型，能利用同用的箱体和传动件；后者结构特殊，往往需要加强主轴系统刚性，而使主轴及某些传动件必须专门设计，故专用主轴箱通常指“刚性主轴箱”，即采用不需要刀具导向装置的刚性主轴和用精密滑台导轨来保证加工孔的位置精度。通用主轴箱则采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。本设计中所采用的就是通用主轴箱。5.1.1 多轴箱的组成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。其基本结构中，箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件；主轴、传动轴、传动齿轮、动力箱和电动机齿轮等为传动类零件；分油器、注油标、排油塞、和防油套等为润滑及防油元件。在多轴箱箱体内腔，可安排两排32mm宽的齿轮或三排24mm宽的齿轮；箱体后壁与后盖之间可安排一排（后盖用90mm厚时）或两排（后盖用125mm厚时）24mm宽的齿轮。本多轴箱考虑到实际情况，在箱体体内安排了三排24mm宽的齿轮和一排32mm宽的齿轮。5.1.2 多轴箱总图绘制方法特点1主视图 用点划线表示齿轮节圆，标注齿轮齿数和模数，两啮合齿轮相切处标注罗马字母，表示齿轮所在排数。标注各轴轴号及主轴和驱动轴、液压泵轴的转速和方向。2展开图 每根轴、轴承、齿轮等组件只画轴线上边或下边（左边或右边）一半，对于结构尺寸完全相同的轴组件只画一根，但必须在轴端注明相应的轴号；齿轮可不按比例绘制，在图形一侧用数码箭头标明齿轮所在排数。5.2 多轴箱通用零件多轴箱的通用零件的编号方法如下：T07或1T07系指与TD或与1TD系列动力箱配套的主轴箱同用零件，其标记方法详见9中表4-1、表4-2、表4-4、表4-5和第七章相应的配套零件表。顺序号和零件顺序号表示的内容随类别号和小组号的不同而不同。例如：800630T0711-11，表示宽800mm，高400mm的主轴箱体；30T0731-42，表示有排齿轮，用圆锥滚子轴承、直径为40mm的传动轴；34040T0741-41表示模数为3、齿数为40、孔径为20mm和宽度为32mm的齿轮。5.2.1 通用箱体类零件多轴箱的通用箱体类零件配套表详见组合机床设计简明手册中表7-4；箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。多轴箱体基本尺寸系列标准（GB3668.1-83）规定，9种名义尺寸用相应滑台的滑鞍宽度表示，多轴箱体宽度和高度是根据配套滑台的规格按规定的系列尺寸（9中表7-1）选择；多轴箱后盖与动力箱法兰尺寸见9中表7-2，其结合面上联接螺孔、定位销孔及其位置与动力箱联系尺寸相适应（参见9中表5-40）；通用多轴箱体结构尺寸及螺孔位置详见9中表7-1及表7-3。多轴箱的标准厚度为180mm，用于卧式主轴箱的前盖厚度为55mm，用于立式的因兼作油池用，故加后到70mm，基型后盖的厚度为90mm，变形后盖厚度为50mm，100mm和125mm三种，应根据多轴箱的传动系统安排和动力部件与多轴箱的连接情况合理选用。5.2.2 通用主轴、通用传动轴、通用齿轮和套本设计中，通用主轴、通用传动轴的传动结构，配套零件及联系尺寸，详见9中第七章第二节。多轴箱通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮三种（见9表4-5），其结构型式、尺寸参数及制造装配要求详见9表7-247-23。多轴箱用套和防油套综合表参阅9表7-24、表7-23。5.3 绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的。其内容及注意事项如下：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。3 根据加工示意图标注各主轴转速及转向主轴逆时针转向。4 列表标明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸。5 标明动力件型号及其性能参数。多轴箱原始依据图如下图所示5.4 主轴、齿轮的确定及动力计算主轴的型式和直径，主要取决于加工工艺方法、刀具主轴联接结构、刀具的进给抗力和切削转矩。攻螺纹类主轴按支承型式分为两种：1前后支承均为圆锥滚子轴承主轴。 2 前后支承均为推力球轴承和无内环滚针轴承的主轴。5.4.1 主轴型式的确定本设计中根据加工工艺要求，采用了第一种前后支承均为圆锥滚子轴承主轴。其装配结构、配套零件及联系尺寸详见组合机床设计简明手册中第七章第二节。主轴材料采用了40Cr钢，热处理C42。数量：6根。5.4.2 主轴直径的确定根据被加工零件工序图和加工示意图中的要求，是采用标准高速钢丝锥，对减速器箱盖后面的6个M81-7H的螺纹孔进行攻丝。根据公式：d=6.2 (3-1)可算出本设计中攻螺纹主轴的大致直径式中：d主轴直径（mm） T转矩（Nm） D螺距大径（mm） P螺距（mm）加工铸铁时T=0.195DP，由于本设计中D=8mm，P=1.25mm，所以查9中表3-5攻螺纹主轴直径的确定，得螺纹M8的主轴直径d=17mm 转矩T=5N.mm查9中表4-2得主轴直径d=20mm。 5.4.3 主轴位置的确定由于是4根主轴同时对4个M12X1.75的螺纹孔进行攻丝加工，所以4根主轴的相对位置应与4个螺纹孔的相对位置保持一致。5.4.4齿轮模数齿轮模数m一般用类比法确定。多轴箱中的齿数模数常用2、2.5、3、3.5、4几种。为便于生产，同一多轴箱中的模数规格最好不要大于两种。 本设计齿轮模数选2和3。5.4.5 多轴箱所需动力的计算 多轴箱的动力计算包括多轴箱所需要的功率和进给力两项。5.4.5.1传动系统确定之后，多轴箱所需要的功率按下列公式计算 (3-2) 式中 切削功率，单位为KW 空转功率，单位为KW 与负荷成正比的功率损失，单位为KW每根主轴的切削功率，由选定的切削用量按公式计算或查图表获得；每根主轴的空转功率按9P62表4-6确定；每根主轴上的功率损失，一般取所传递功率的1%。5.4.5.2 主轴切削功率=0.1636KW=4P=4x0.1636=0.652KW5.4.5.3 空转功率由于主轴直径为20mm，根据9P62表4-6：主轴转速为n=318r/min，根据插值法： (3-3)=4x0.028=0.168KW5.4.5.4 功率损失每根轴上的功率损失，一般可取所传递功率的1%=(0.9821+0.168)x1%=0.0115KW (3-4)5.4.5.5 多轴箱所需进给力计算 (3-5)式中 各主轴所需的轴向切削力，单位为NF=5973.23N (3-6)=6F=6x5973.23=35839.39N5.5 多轴箱传动系统设计多轴箱传动系统设计，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。5.5.1 对多轴箱传动系统的一般要求1在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求使传动轴和齿轮的规格、数量为最少。因此，应尽量用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动传动比的方法解决。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。遇到主轴分布较密，布置齿轮的空间受到限制或主轴负荷较小、加工精度要求不高时，可用一根强度较高的主轴带动12根主轴的传动方案。3为使结构紧凑，主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。当驱动轴转速较低时，允许先升速后再降一些，使传动链前面的轴、齿轮转速较小，结构紧凑，但空转功率损失随之增加，故要求升速传动比小于等于2；为使主轴上的齿轮不过大，最后一级经常采用升速传动。4用于粗加工主轴上的齿轮，应尽可能设置在第排，以减少主轴的扭曲变形；精加工主轴上的齿轮，应设置在第排，以减少主轴的弯曲变形。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，就分两条加工路线，以免影响加工路线。6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。5.5.2 拟订多轴箱传动系统的基本方法拟订多轴箱传动系统的基本方法是：先把全部主轴中心尽可能的分布在几个同心圆上，在各个同心圆的圆心上分贝设置中心传动轴；非同心圆分布的一些主轴，也宜设置中间传动轴（如一根传动轴带两根或三根主轴）；然后根据已选定的各中心传动轴再取同心圆，并用最少的传动轴带动这些中心传动轴；最后通过合拢传动轴与动力箱驱动轴连接起来。5.5.2.1主轴分布类型多组同心圆分布。对这类主轴，可在同心圆处分别设置中心传动轴，由其上的一个或几个（不同排数）齿轮来带动各主轴。采用一根传动轴带动3根主轴的方案。此方案传动轴、齿轮数最少，用一根传动轴带动多根主轴。主轴齿轮规格相同。5.5.2.2传动系统的设计计算1 各齿轮参数的设计计算：齿轮齿数和传动轴转速的计算公式如下： u = = (3-7) A = = (3-8) (3-9) (3-10) (3-11) (3-12)式中 u啮合齿轮副传动比； S啮合齿轮副齿数和； z、z分别为主动和从动齿轮齿数； n、n分别为主动和从动齿轮转速，单位为r/min； A齿轮啮合中心距，单位为mm； M齿轮模数，单位为mm。已知：主轴转速 n=785r/min，主轴直径 d=20mm，主轴齿轮模数 m=2。取驱动轴齿轮的模数m=2，齿数=23（数量1个，设在第排）。5.5.2.3 润滑油泵的安置油泵轴的位置要尽可能靠近油池，离油面高度不大于400500毫米；油泵轴的转速，须根据工作条件而定，主轴数目多，油泵转速应选的高些。当用R12-1型叶片泵时，油泵转速可在400900转/分范围内选择。当箱体宽度大于800毫米，主轴数多于30根时，最好采用两个油泵，以保证充分润滑。本主轴箱内采用了一个R12-1型叶片泵，为了便于维修，油泵齿轮布置在了第一排。油泵的安置要使其回转方向保证进油口到排油口转过270。转速为902r/min。5.5.2.4 手柄轴的安置多轴箱一般设手柄轴，用于对刀、调整、或装配检修时检查主轴精度。手柄轴转速尽量高些，其周围应有较大空间。本设计手柄轴的转速为722r/min。5.5.2.5 验算和校核1 验算各主轴转速318x(1+5%)=334r/min2.52，完全满足疲劳强度要求。因此所取齿轮模数满足使用及性能要求。3 轴的强度校核从上述可知，各轴所能承受的扭矩：轴d=20mm 通过计算各轴所承受载荷的情况：1100由此可以得出，各轴实际承受的扭矩远远小于轴所能承受的扭矩最大值。因此其强度完全满足要求。多轴箱总装配图如下图所示5.6 多轴箱坐标计算检查图坐标计算是根据已知的驱动轴和主轴的位置以及传动关系，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、结构布置是否合理。多轴箱坐标计算步骤、要求如下：5.6.1 选择加工基准坐标系XOY，计算主轴、驱动轴坐标5.6.1.1加工基准坐标系的选择为便于加工多轴箱体，设计时必须选择基准坐标系。通常采用直角坐标系XOY。根据多轴箱的安置及加工条件，常有下述两种方法：1 坐标原点选在定位销孔上：这种方法多用于多轴箱安装在动力箱上。2 坐标系的横轴（X轴）选在箱体底面，纵轴（Y轴）通过定位销孔 这种方法适用于多轴箱以底面为基准直接安装在滑台上。在本设计中，由于多轴箱是直接安装在动力箱上，因此，加工基准坐标系的选择按照第一种方法，坐标原点选在定位销孔上。5.6.1.2 计算主轴以及驱动轴的坐标 根据多轴箱设计原始依据图，按照选定的基准坐标系XOY，计算或者标出各个主轴以及驱动轴的坐标（计算精度要求精确到小数点后面三位数）。如果零件上孔距尺寸带有单向或者双向不等公差，则在标注坐标时，应该把公差考虑进去，使孔距的名义坐标尺寸恰好位于公差带的中央。六轴攻丝多轴箱各主轴、驱动轴坐标值见下表：坐标销O驱动轴0主轴1主轴2主轴3主轴4主轴5主轴6X0.00094.50051.000103.000155.000210.000253.000296.000Y0.000175.000179.000209.000179.500174.500199.500174.5005.6.2 计算传动轴的坐标5.6.2.1 与一轴定距的传动轴坐标计算1 轴9坐标计算已知轴5的坐标（253.000，150.150），轴9的坐标（253.000，51.330）。轴5与轴9之间的齿轮传动参数（=40,=25,m=3）。在图中量得X=0.000,Y=97.500根据啮合中心距-9=m(+)/2=97.5(与实测结果相符),计算可得x= =0y= =97.500=-x=253.000-0=253.000=-y=150.150-97.500=51.3302 轴10坐标计算 已知轴3的坐标（103.000，209.500），轴10的坐标（73.360，277.440）。轴3与轴10之间的齿轮传动参数（=50, =24,m=2）。在图中量得X=29.640,Y=67.800根据啮合中心距-10=m(+)/2=74(与实测结果相符),计算可得x=
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