离合器壳三侧面钻铰组合机床及后主轴箱设计

离合器壳三侧面钻铰组合机床及后主轴箱设计院部专业姓名指导教师毕业论文诚信声明本人郑重声明所呈交的毕业论文离合器壳三侧面钻铰组合机床及后主轴箱设计毕业论文是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。毕业论文作者签名年月日摘要离合器壳一种剖分式结构。它由箱座和箱盖两个零件组成。箱座和箱盖分别加工后，连接为合件加工主轴孔。因此，箱座和箱盖都是离合器器上的重要壳体基础零件。离合器壳三侧面钻铰组合机床是离合器机械加工流水线上的主要设备之一。本文从离合器壳三侧面钻铰组合机床的工艺方案的分析开始，介绍了机床总体设计的过程和内容，碰到的主要问题和针对性的解决方案和依据。根据任务书的要求，还进行了后主轴箱的设计，包括标准零、部件的选择和主轴计算等。【关键词】离合器壳钻铰组合机床主轴箱ABSTRACTASPLITCLUTCHSHELLSTRUCTUREITCONSISTSOFTWOPARTSBOXSEATANDLIDBOXSEATANDLIDSEPARATELYPROCESSED,CONNECTIONFORFITTINGPROCESSINGSPINDLEHOLETHEREFORE,BOXSEATANDLIDAREWORMREDUCERSHELLKEYBASICPARTSCLUTCHSHELLTHREEHINGEDRILLCOMBINATIONMACHINETOOLSISTHECLUTCHSIDEMACHININGISONEOFTHEMAINEQUIPMENTONTHELINETHREEASPECTSBASEDONTHECLUTCHSHELLOFTHEANALYSISOFTHEDRILLINGANDREAMINGPROCESSINGPLANOFCOMBINATIONMACHINETOOLS,INTRODUCESTHEOVERALLDESIGNOFTHEMACHINEPROCESSANDCONTENT,THEMAINPROBLEMSANDCORRESPONDINGSOLUTIONSANDBASISACCORDINGTOTHEREQUIREMENTOFTHESPECIFICATION,BUTALSOHASCARRIEDONTHELEFTINTHEDESIGNOFTHEAXLEBOX,INCLUDINGTHESELECTIONOFSTANDARDPARTS,COMPONENTS,MAINSHAFTCALCULATION,ETC【KEYWORDS】CLUTCHHOUSINGDRILLINGANDREAMINGCOMBINATIONMACHINETOOLSSPINDLEBOX目录第1章绪论111课题内容112课题由来2121课题依据及意义213组合机床的国内发展概况214毕业设计的目的2第2章被加工零件的分析421被加工零件及其工艺路线分析4211被加工零件类型确定4212被加工零件工艺路线的拟定422设计任务的内容和要求5221机床总体设计5222主轴箱设计5223毕业设计论文5第3章工艺规程的制定631确定组合机床工艺方案的基本原则632离合器壳加工定位的基准选择633被加工工件夹紧位置的选择734组合机床配置型式的选择7第4章组合机床总体设计841被加工零件工序图842加工示意图8421加工示意图的作用和内容8422刀具的选择和导向9423确定主轴类型、尺寸、外伸长度10424接杆尺寸和类型的选择10425标注联系尺寸11426动力头工作循环和行程的确定11427切削用量的确定12428绘制加工示意图1243机床联系尺寸总图12431机床联系尺寸总图的作用和内容12432确定动力部件13433确定机床装料高度H14434确定夹具轮廓尺寸15435确定中间底座尺寸15436确定多轴箱轮廓尺寸15437机床分组15438绘制机床联系尺寸总图1644生产率计算卡16第5章主轴箱设计1851主轴箱设计的原始依据1852主轴结构型式的选择及动力计算18521主轴结构型式和直径18522齿轮模数确定1853主轴箱传动设计19531根据原始依据图对坐标尺寸的计算19532主轴箱传动设计的基本原则19533主轴箱传动路线的拟定及各轴传动比分配图20534主轴箱中传动轴坐标计算20535主轴箱坐标检查23结论25参考文献26附录27致谢28第一章绪论11课题由来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。现仅就近几年大连组合机床研究所研制的组合机床及其自动线对目前我国组合机床及其自动线装备技术的基本情况进行说明，其组合机床代表了目前我国组合机床装备较高的技术水平，但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。12课题由来121课题依据及意义组合机床的应用非常广泛，几乎没个领域都要用到。机床的好坏直接影响了生产效率的高低，它反映一个国家自动化水平的高低。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。现代生产工程对设备的柔性化要求日益明显,驱动和控制系统的不断更新、大量新技术的被采用,使现代组合机床通用部件技术水平有很大的提高。现代组合机床已逐渐打破了通常认为只适用于箱体类另件加工的模式,其功能和应用范围正在不断延伸和扩展。组合机床未来的发展将更多的采用多功能化，以简化结构、缩短生产节拍。设计研究组合机床，可以组成加工流水线，可以大幅度提高生产效率、保证产品质量。因此，这样的选题有一定的理论价值和实际应用价值，符合社会发展和经济建设的需要。同时，本课题符合本专业的培养目标，有益于综合运用所学的理论知识和技能，有利于学生实践能力、创新思维和创业素质的培养。所以这样的选题是很有意义的。13组合机床的国内发展概况目前,我国组合机床行业已发展成为自成体系、配套齐全的行业,由于行业内多数为中小企业,且兼产企业多,其市场竞争能力普遍较弱。业内专家指出,一些外部因素是制约我国组合机床行业发展的重要原因,具体表现在国内市场的无序竞争，国外强大企业对国内市场虎视耽耽，民族工业的保护政策尚需制定。由于国内机床行业的不景气,一些原来不从事组合机床生产的机床制造企业也把组合机床作为企业解困、发展品种调整产品结构的措施来挤占组合机床市场。随着集体、个体经济的发展,一些原来曾从事过组合机床设计或生产的人,组织了诸多形式的公司,对建立有序的市场也有一定的影响。据了解,相同规模的企业,在承接同一批组合机床制造任务时的报价相差竟达40之多,这无疑是一种变相的自相残杀。14毕业设计的目的毕业设计是完成了大学的全部课程之后进行的一次理论与实际的综合运用，是工科学生在校学习的最后一个重要环节。其目的在于培养学生综合运用专业知识和理论知识，使其对专业知识、技能有进一步的提高；通过设计实践环节培养学生运用设计资料、手册及熟悉国家标准和规范的能力，学会编写设计说明书，提高综合素质；培养学生独立解决本专业一般工程技术问题的能力，使学生具有一定的机械设计技能和掌握机械设计的一般方法和步骤，树立良好的设计思想和工作作风，为以后从事专业技术工作打下基础。第2章被加工零件的分析21零件及其工艺路线分析211零件类型及材料的确定根据设计任务书和被加工零件产品图，可知被加工零件名称金马150拖拉机离合器壳（另附）；零件材料HT200硬度HB170241零件毛坯铸件,金属模砂型铸造,经时效处理。毛坯其余技术要求见产品图。212零件工艺路线的拟定根据产品图纸和设计任务书，对被加工零件进行工艺分析，拟定零件加工工艺路线如下10）粗精铣左端面专用铣床20）粗精铣右端面专用铣床30）铣N向斜面专用铣床40）钻铰左右两端面210定位销孔；钻箱体下部225H9之底孔235；钻攻N向斜面上之3M14螺纹孔摇臂钻床50）粗镗隔板上50H8孔,刮平面至90专用镗床60）精镗隔板上50H8孔至尺寸专用镗床70）钻铰三侧面孔左右面25H9孔,30H9孔,8处M10之底孔85,后面4处M10之底孔85,4处M8之底孔67离合器壳卧式三面钻铰组合机床80）钻左端面孔左端面1211孔,隔板上3处M8之底孔67,左边箱体上1处M10之底孔85离合器壳左端面立式钻孔组合机床书90）钻右端面孔右端面715通孔,离合器壳右端面立式钻孔组合机床100）螺纹底孔孔口倒角钳工110）钻攻其余螺纹孔钻攻N向之2M10,隔板上3处M8攻丝,25H9孔、30H9孔孔口倒角摇臂钻床120）钻攻25H9、30H9孔处M101螺纹孔摇臂钻床130）三侧面螺纹孔攻丝左右面8处M10,后面4处M10,4处M8离合器壳卧式三面攻丝组合机床140）检验150）清洗22设计任务的内容和要求221机床总体设计零件加工工序号及工序名称70序，钻铰三侧面孔；生产纲领10000件/年，备品20，两班制。加工精度及其余技术要求等见产品图纸。机床总体设计以“三图一卡”（被加工零件工序图、加工示意图、机床总图、生产率计算卡片形式体现）。222主轴箱设计后主轴箱加工内容（8轴）；钻后面4M10底孔85钻后面4M8底孔67主轴箱设计内容包括主轴箱总图、零件明细表、补充加工图等。223毕业设计论文毕业设计论文的内容包括机床工艺方案和配置型式的选择；切削用量的选择和切削功率的计算；绘制“三图一卡”的计算和说明；主轴箱规格选择和主轴直径、齿轮模数计算；主轴箱坐标计算过程等。通过撰写毕业设计论文（设计计算说明书），学会技术文件的编制方法，以表达设计思想和设计计算内容，论证设计的正确性。第3章工艺规程的制定由于工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。因此，根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合组合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。31确定组合机床工艺方案的基本原则首先根据工序集中原则分析被加工零件特点。由于被加工零件为大型薄壁箱体，工件整体刚性较好，但加工时易振、工件材质为铸铁、硬度中等、加工性能好，因此可以采取工序集中的方法，减少机床台数。然后根据粗精加工分开原则分析工艺方案。分析任务书的内容可知本机床加工工序主要是钻孔，但钻孔对机床的加工精度要求并不高。精度要求主要体现在机床钻铰左右两面25H9孔和30H9孔的同轴度要求，其要求有较高的同轴度，因此针对加工时必须采用前导向或后导向中一种。在本机床加工工序中采用共同的前导向，因为在钻铰孔时由于被加工零件的结构限制，后导向离切入处较远，不能保证导向精度要求。综前所述，左、右面加工必须从时间上错开，不能同时进刀；同时，为了保证孔的尺寸精度，即使已经钻了底孔的情况下，仍需采取扩铰工艺。32离合器壳加工定位的基准选择组合机床是针对某种零件或零件某道工序设计的。正确选择定位基准，是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序。一般常采用一面两孔定位和三面定位。本机床加工时采用的定位方式是一面两销定位，这样的定位方法，可以消除六个自由度，实现完全定位。由于“一面”是指需满足五个面都适用的共用的大“面”，但本机床的被加工零件并不满足该条件。因此需将本机床的被加工零件的的定位方法稍做改动，即满足加工四个侧面和右端面方向的工艺要素上，采用左端面及其上的两个10销孔，实现“一面两销”的定位。而加工左端时，是采用右端面及其上的两个10销孔定位的。这样一来实现两个不一样的“一面两销”，但却是“一面两销”定位。本工艺措施是两端的两个面和两个销孔，都分别是在第20工序和第40工序，在一次安装中同时加工出来的，这样做是为了减少两个不一样的“一面两销”定位造成的基准不重合误差。33被加工工件夹紧位置的选择根据被加工工件特点，在其中间隔板上便于稳定夹紧。此位置正处于左端面的中心，夹紧力方向与左端面垂直，定位销不至于受力。为了简化夹具结构夹紧拉杆采用从隔板孔中穿出，并且只有一个夹紧的拉杆。34组合机床配置型式的选择机床的配置型式主要有卧式和立式两种。卧式组合机床床身由滑座、侧底座及中间底座组合而成。其优点是加工和装配工艺性好，无漏油现象；同时，安装、调试与运输也都比较方便；而且，机床重心较低，有利于减小振动。其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。立式组合机床床身由滑座、立柱及立柱底座组成。其优点是占地面积小，自由度大，操作方便。其缺点是机床重心高，振动大根据被加工零件的结构特点、工艺要求、生产率要求及工艺方案等，确定三面卧式组合机床为本机床配置形式。这是因为在一个工位上安装较多的动力头，从各个不同方向同时加工工件几个面上的孔，将能适当提高工序集中程度。采用三面卧式的配置形式将使本机床基本上同时解决了左、右、后三个面上绝大多数孔的加工，达到了工序集中的目的。同时，并不影响安装和操作的方便性，对机床调整、排屑等等，都非常方便。第四章机床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,在选定的工艺和结构方案的基础上,进行方案图纸设计。这些图纸有41被加工零件工序图被加工零件工序图，是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、加工能力用户的定位基准、夹压部位，以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。它是组合机床设计的主要依据，也是调整机床和检查精度的重要文件。本机床的被加工零件工序图，表达了以下内容1，被加工零件的形状；2，用符号表达出了定位基面和各定位基面限制的自由度个数；表达出了夹紧部位和夹紧力方向；3，在图上表达出了各加工表面的尺寸和精度、表面粗糙度、位置尺寸和精度，以及技术要求。其中一些尺寸经过了换算所有加工部位的位置尺寸均换算成从定位基面标起；把不对称公差的尺寸换算成了对称公差，以便在进行夹具钻模孔设计和主轴箱设计时，确定模孔位置尺寸和主轴位置尺寸。为了使被加工零件工序图清晰明了，能突出本机床的加工内容，绘制时对本机床的加工部位用粗实线表示，并在其尺寸上打上方框。被加工零件工序图上的定位和夹紧符号，采用了国家规定的标准符号。42加工示意图加工示意图是在机床总体方案初步确定的基础上绘制的。它是设计刀具、夹具、多轴箱以及选择动力部件,绘制机床总联系尺寸图的主要依据,是对机床总体布局和性能的原始要求也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。421加工示意图的作用和内容加工示意图是组合机床设计的重要图纸之一。它是设计刀具、夹具、主轴箱以及选择动力部件的主要资料，也不例外是调整机床和刀具的重要依据。加工示意图，要反映机床的加工过程和加工方法，并决定接杆的尺寸，刀具种类和长度、主轴尺寸及伸出长度，以及主轴、接杆、刀具、导向之间的联系尺寸等。还要合理选择切削用量，决定动力头的工件循环等。422加工方法、刀具选择和导向刀具的选择应考虑到工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求。由于本机床的加工内容为钻铰三侧面孔，其中主要是钻孔。有钻M10之底孔85共12处，钻M8之底孔67共4处，并且钻孔深度都在孔径的34倍以下，均不是深孔，所以，可以均采用一次工进的办法，选用刀具为标准锥柄长型麻花钻头。刀具工作部分长度为85钻头L109，1号莫氏锥柄；67钻头L97，1号莫氏锥柄。1号莫氏锥柄装入接杆后外露长度A35。加工左、右面30H9孔时，采取钻扩铰复合工艺以便工艺集中节省换刀时间提高生产率。选用刀具为专门设计的钻扩铰复合刀具。加工左、右面25H9孔时，由于刀具悬伸过长,精度不能保证和被加工零件尺寸不允许，所以不适宜采取钻扩铰复合工艺。为了满足工艺要求提前在40序已经钻了底孔，而这里只要采取扩铰复合即可。但需注意在后导向之外，一定要另加前导向。扩孔的目的是为了纠偏，防止钻孔时所产生的孔的轴线的偏斜，并进一步减少铰孔时的加工余量；铰孔的目的是为了达到孔的尺寸精度和表面粗糙度要求；采取扩铰复合工艺，可以减少工序数量，节约成本。选用刀具加工30H9孔，为专门设计的钻扩铰复合刀具。25H9孔，为专门设计的扩铰复合刀具。30H9钻扩铰复合刀具工作部分长度为L180，4号莫氏锥柄。4号莫氏锥柄装入接杆后外露长度A65。25H9扩铰复合刀具工作部分长度为L202，3号莫氏锥柄。3号莫氏锥柄装入接杆后外露长度A5。关于钻头的类型和尺寸，都是查询金属机械加工工艺人员手册P584591）得来的。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是靠刀具的导向装置来保证。因此正确选择向结构和确定导向类型、参数、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解决的问题。在本机床的刀具导向选择如下除25H9孔加工采用前后导向外，其余刀具均采取后导向。采用GB22602267国家标准推荐的通用固定可换导套。导向长度取中型。导套公差配合导套与刀具配合的内孔，公差取F8；导套与衬套的配合、衬套与夹具体的配合，均取H7/H6。导套与夹具体之间，用压套螺钉压紧，防止工作时导套受轴向力被带出，影响导向精度。通用导套的尺寸规格，见组合机床设计简明手册表84（P175）423主轴直径和类型主轴类型主要依据工艺方案和刀杆与主轴的联接结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于经给抗力和主轴刀具系统结构。根据工件加工直径，并考虑到孔距较大，对主轴直径没有多大限制，并且为了提高主轴刚性，初步估算主轴直径为加工67孔、85孔，主轴直径取20加工25H9孔，主轴直径取25加工30H9孔，主轴直径取30主轴类型，均采用滚珠轴承主轴。主轴直径的校核。加工85孔,主轴直径取20根据后面427节“切削用量的确定”中，每转进给量FO012MM/R,求得切削转矩为T10D19F08HB0610851901208217062693NMM2693NM式中HBHBMAX1/3HBMAXHBMIN2411/3241170217主轴直径DB（10T）02562102693025141MM（P130）中的数值确定；扩孔按表613（P131）确定；铰孔按表614（P131）确定；30H9孔为钻铰复合，为了照顾铰孔时切削速度不能太大，而进给量又不能太小，因此，在钻孔切削用量与铰孔切削用量中间，切削速度偏下限，进给量偏上限取了一个数值；25H9为扩铰复合，也是按照同样的原则，确定了切削速度V和每转进给量FO。根据选定的切削速度V和刀具直径D，按NV/D求主轴每分钟转速，按FMNFO求刀具每分钟进给量FM。切削速度V，每分钟转速N，每转进给量FO，每分钟进给量FM标明在加工示意图上的相应主轴后面。每个主轴箱中所有轴的每分钟进给量FM都是相同的。428绘制加工示意图根据以上所述设计内容绘制出加工示意图，详细内容见图纸。43机床联系尺寸总图431机床联系尺寸总图的作用和内容机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件和确定的专用部件的总体结构而绘制的。它用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件的安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图。可以用来检验各部件的相对位置及联系尺寸能否满足加工要求；通用部件选择是否合适；可以为多轴箱、夹具等的设计提供依据。它可以看成是机床的总体外观简图。机床联系尺寸总图的内容主要有1以适当数量的视图表明机床的配置形式和总布局；2标明各部件间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置，各滑台的工作循环、总行程和前、后行程备量；3标明主要通用部件的规格代号、电动机的型号、功率和转速；机床分组编号及组件名称等。432确定动力部件为了确定动力箱和动力滑台的具体型号和尺寸，必须先确定动力部件。因为动力箱要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。多轴箱功率依据下式进行估算P多轴箱P切削/传动效率P切削为消耗于各主轴的切削功率之和。左主轴箱30孔钻扩铰，以钻30孔模拟计算T10D19F08HB06103019033082170666580NMM式中HBHBMAX1/3HBMAXHBMIN2411/3241170217PTV/9740D665801696/974030123KW轴向切削力F26DF08HB06263003308217068108N25孔扩铰，以25扩孔模拟计算T316D075F08HB063162507507508217067081NMMPTV/9740D7081628/9740250058KW轴向切削力F92F04AP12HB0692075040751221706147N式中AP25235/2075钻3只85孔T10D19F08HB0610851901208217062693NMMPTV/9740D26931335/974085014KWP切削12300580143171KW轴向切削力F26DF08HB06268501208217061023N左主轴箱所需功率为P多轴箱P切削/传动效率171/08214KW左主轴箱所需进给力81081473102311323N右主轴箱25孔扩铰、30孔钻扩铰与左主轴箱相同，仅钻85孔数量为5只，P切削12300580145199KW右主轴箱所需功率为P多轴箱P切削/传动效率199/08248KW右主轴箱所需进给力81081475102313370N后主轴箱后主轴箱钻85孔4只,钻67孔4只。钻67孔所需转矩和功率为T10D19F08HB0610671901108217061601NMMPTV/9740D1601118/9740670092KWP切削4009240140928KW轴向切削力F26DF08HB0626670110821706752N后主轴箱所需功率为P多轴箱P切削/传动效率0928/08116KW。后主轴箱所需进给力4752410237100N根据以上计算,三个面统一选用1TD32型动力箱和1HY32A型动力滑台。配套侧底座为1CC321型。滑台台面长度630,行程400,最大进给力12500N；电动机型号为Y100L24，电机功率为3KW，电机转速为1430R/MIN。动力箱规格尺寸，见组合机床设计简明手册表540（P116117）动力箱配套电机，见组合机床设计简明手册表539（P115）动力滑台性能和规格尺寸,见组合机床设计简明手册表51、表53（P9194）从功率来看，所选电机功率可以满足三个动力头的要求。只有右主轴箱所需进给力13370N稍小。使用时可用错开加工顺序的方法来解决。433确定机床装料高度H装料高度是指工件安装基面至地面的垂直距离。确定装料高度，要考虑工人操作的方便性，中间底座和夹具尺寸的限制，还要考虑工件上最低孔的位置即主轴箱最低主轴高度的限制等。综合上述因素，本机床装料高度确定为915。较国家标准装料高度1060稍低，但在中国国内通常选用的8501060之间。434确定夹具轮廓尺寸确定夹具轮廓尺寸，主要是确定夹具长、宽、高尺寸。加工示意图上已经确定了三个方向工件与导向间的距离以及导向套的尺寸。据此可以确定钻模架的尺寸。本机床取钻模架最窄处的宽度为155，由此可确定夹具长、宽、高尺寸为740740810。被加工零件在长、宽、高三个方向均被钻模架所包围，利于保护工件；工件在抬起式滚道上，从操作位置推入，装卸方便；夹具传动零件和出屑，安排在工件下方。435确定中间底座尺寸中间底座尺寸，长、宽方向要满足夹具安装要求。本机床取800800。支承夹具的空余边缘尺寸为30。中间底座的高度尺寸，与侧底座相同，取560。436确定多轴箱轮廓尺寸多轴箱厚度尺寸，卧式均为325MM。确定多轴箱轮廓尺寸，实际上是选择多轴箱的宽度和高度尺寸。本机床多轴箱，选用630630。这样选取，最低主轴高度为1035，可满足HMIN要求；宽度方向，大于70100，可以保证多轴箱内有足够的安排齿轮的空间。437机床分组为了便于设计和组织生产，组合机床各部件和装置按不同功能划分编组。按规定，本机床共分为以下各组10组，滑台侧底座（左右后动力头相同）11组，立柱12组，中间底座13组，立柱底座20组，夹具30组，电气装置40组，传动装置50组，液压装置60组，刀具61组，工具71组，左主轴箱72组，右主轴箱73组，立式主轴箱80组，润滑装置90组，档铁438绘制机床联系尺寸总图根据上述数据结合组合机床设计简明手册中标准件的尺寸，绘制出机床联系尺寸总图。44生产率计算卡生产率计算卡是反映机床加工过程和动作时间、切削用量以及机床生产率与负荷率关系的技术文件。它是根据加工示意图确定的工作循环及切削用量，经过计算形成的。生产率计算卡是验收机床生产率的重要依据。本课题机床生产率计算卡如下表。其中机床负荷率的计算方法是按设计任务书给定的生产纲领10000台,备品率20,年工作天数250天,两班制155小时/天计算机床,生产率Q60/441751358件/H机床负荷率12000/250/155/1358228机床生产率计算卡图号毛坯种类铸件零件名称拖拉机离合器壳重量被加工零件材料HT200硬度170241HBS工序号工序名称工时（MIN）工步名称被加工零件数加工长度MM工作行程MM切削速度M/MIN转速R/MIN进给量MM/R进给速度MM/MIN机加工时间辅助时间共计装夹工件11515滑台快进95800000120012工进8585628800756014171417左动力头滑台快退180800000260026滑台快进14080000017500175工进8585628800756014171417右动力头滑台快退225800000280028滑台快进103800000130013工进276011856001560045045后动力头滑台快退130800000160016总计44175MIN单件工时44175MIN机床生产率1358件/时备注由于左右两个动力头不能同时工作所以以左右两动力头总计时间之和为计算工时依据机床负荷率228第五章主轴箱设计主轴箱是组合机床的重要专用部件。主轴箱设计,就是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的各主轴运动的动力部件。其动力学来处动力箱，与致力于箱一起，安装于滑台，可完成钻、扩、铰、镗等加工工序。51主轴箱设计的原始依据主轴箱设计的原始依据是“三图一卡”。在编制此图时从“三图一卡”中了解到1主轴箱的轮廓尺寸为630X630；2工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸；3工件与主轴箱相对位置。本课题的工序内容等列表如下主轴外伸尺寸（MM）切削用量轴号D/DL工序内容NR/MINVM/MINFMM/R备注1，2，3,432/20115钻67孔5601180115,632/20115钻85孔50013350127,832/20115钻85孔5001335012注1被加工零件名称金马150拖拉机离合器壳，零件材料HT200，硬度HB170241；2动力部件11TD32型动力箱和1HY32A型动力滑台。配套侧底座为1CC321型。电动机型号为Y100L24，电机功率为3KW，电机转速为1430R/MIN。52主轴、齿轮的确定及动力计算521主轴结构型式和直径主轴结构的选择包括轴承型式的选择和轴头结构的选择。轴承型式是主轴部件结构的主要特征。主轴进行钻削加工，轴向切削力较大，用推力球轴承承受轴向力，用深沟球轴承承受径向力。又因钻削时轴向力是单向的，因此推力球轴承应安排在主轴前端，主轴采用滚珠主轴,前支承为推力球轴承、深沟球轴承。522齿轮模数确定齿轮模数M一般采用类比法确定，主轴箱中的齿轮模数常用2、25、3、35、4几种。根据经验采用类比法从通用系列中选取各齿轮模数。为了便于生产同一主轴箱中的模数规格不要多于两种，故确定本次设计的模数除与动力箱相配齿轮模数取3外，其余齿轮模数均选M25。53主轴箱传动设计531根据原始依据图对坐标尺寸的计算根据原始依据图，计算驱动轴、主轴的坐标尺寸，得如下表所示表531驱动轴、主轴坐标值坐标XY销0100000000驱动轴O26500094500主轴1305000443500主轴2225000443500主轴3305000333500主轴4225000333500主轴5337500293500主轴6192500293500主轴733750073500主轴819250073500532主轴箱传动设计的基本原则主轴箱传动设计，是根据动力箱驱动轴的位置和转速，各主轴位置和转速要求，设计传动链，把驱动轴和各主轴联系起来，各主轴获得预定的转速和转向。在进行主轴箱传动设计时，考虑了以下原则1，力求使传动轴和齿轮的规格、数量最少。为此采取的措施，一是尽量用一根传动轴带动多根主轴。例如1、2、3、4轴都是由一根传动轴带动的。二是采用变位齿轮，例如，为了能使9轴用一根传动轴能同时带动7、8、10、12、14五根轴，为了凑中心距，其中一个齿轮就采用了变位齿轮。2为了使结构紧凑，齿轮传动比均较小。3驱动轴直接带动的传动轴数量不超过2根，以免装配困难。533主轴箱传动路线的拟定及各轴传动比分配图本主轴箱传动路线为各轴传动比分配,具体分配见下图71521/30930/391039/371132/231234565RPM25/401240/251325/255501RPM25/401440/251525/256501RPM49/498501RPM49/497501RPM36/24（16）751RPM534主轴箱中传动轴坐标计算传动轴坐标计算，历来是个很麻烦的事情。大连组合机床研究所编著的组合机床设计一书和其它很多资料，都有主轴箱坐标计算的方法介绍。这些计算方法，归纳起来，一类是利用三角形余弦定理和三角函数关系求解，另一类是通过编程，由计算机计算完成。下面举例介绍常用的两种计算方法1已知一点坐标，求第二点坐标。（1）假设，已知9轴坐标（265000,171000），设14轴相对于他的位子的Y轴等于2562，则14轴的坐标为（X，196620）。（2）利用两点间的距离公式计算出X的值。2已知两点坐标，求第三点坐标。1题中R1，R2为两齿轮中心距，所以R1R2M（Z1Z2）/22根据公式L2A2B2求出L；3有余弦定理得COSA1L2R12R22/2LR1，求出角A1；4求ATAN1B/A；5A2AA1；6求X,YXR1COSA2,YR2SINA2；7验算，根据R12X2Y2求出R1，看R1是否等于MZ1Z2）/2；3求与三点等距的点坐标。4A用余弦定理求角A，COSAL2M2N2/2LM；B用正弦定理求R，2RN/SINA；CCOSA1M/2R；A1COS1M/2R；DA2TAN1B2/A2；SIN（A1A2）Y/R,COS（A1A2）X/R，求出X，Y；以下是本课题主轴箱中传动轴的坐标值计算由于本主轴箱的齿轮设计的是对称的，所以只需要求出9、10、11、14、15、16轴，其他的轴可由对称性求得。9轴由主轴箱总图可知，驱动轴与9轴在同一中心线上，驱动轴的坐标（265000,94500）,驱动轴与9轴的轴间距为3（2130）/2765，所以9轴的坐标为（265000,171000）同理可知10、11轴的坐标各为（265000，274500）（265000,388500）14轴已知9轴坐标为（265000,171000），设14轴Y轴距离9轴Y轴的距离为25620，则14轴的坐标为（X，196620），由已知一点坐标，求第二点坐标的方法可知X26522562281252,计算得X187895,，所以14轴的坐标为（187895，196620）15轴已知6轴坐标为（192500,293500），设15轴Y轴距离6轴Y轴的距离为32200，则15轴的坐标为（X，261300），由已知一点坐标，求第二点坐标的方法可知192500X232226252，计算得X138933,，所以15轴的坐标为（138933,261300）13轴计算方法同15轴，所以13轴的坐标为（391067,261300）16轴16轴与7轴在同一水平线上，所以16轴的坐标（397500，73500）由对称性可知12轴坐标（342105，196620），经过以上计算得出所有轴的坐标，列表如下轴号XY销00000000驱动轴26500094500013050004435002225000443500330500033350042250003335005337500293500619250029350073375007350081925007350092650001710001026500027450011265000388500123421051966201339106726130014187895196620151389332613001639750073500535主轴箱坐标检查主轴箱坐标检查,是主轴箱设计的重要内容。主轴箱坐标检查的内容，主要有1，检查坐标位置是否正确；2，检查主轴转向是否正确，转速与加工示意图相差是否太多；3，检查各零件有无干涉现象。例如同排齿轮是否相碰齿轮与相邻轴上的齿轮隔套是否相碰等主轴箱坐标检查的方法，要借助于绘制主轴箱坐标检查图。绘