脱水机筒壁群孔加工组合机床设计【优秀机械机电毕业设计论文】【A6126】
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脱水
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加工
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机床
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论文
a6126
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文档包括:
说明书一份,39页,17700字左右.
图纸共14张:
A0-尺寸联系图.dwg
A0-多轴箱.dwg
A1-电气图.dwg
A1-加工示意图.dwg
A1-液压图.dwg
A1-坐标检查图.dwg
A2-定位销.dwg
A2-夹具装配图.dwg
A2-转台.dwg
A3-定位销加工工艺.dwg
A3-加工工序图.dwg
A3-生产率计算.dwg
A3-脱水机筒零件图.dwg
A4-工艺过程卡.dwg
- 内容简介：
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沈阳理工大学 毕业设计说明书 脱水机筒壁群孔加工组合机床设计 课题名称 秦凡博 作者姓名 指导教师： 王伟 题目来源： 专业名称： 机械设计制造及其自动化 设计时间： 2010/10/14 班 级： 071411 答辩时间： 2010/10/22 沈阳理工大学机械制造系 1 摘 要 本论文详细介绍了组合机床的设计步骤，组合机床是一种高效率的专用机床，本广泛应用于机械制造行业，根据任务书的要求，我们本次设计的题目是：脱水机筒壁群孔加工的组合机床设计，钻削 12，总共 432 个，实行双工位加工。 本次毕业设计从零件分析入手，确定加工时的切削用量，根据相关公式计算出切削力，选择相应的液压滑台；计算出切削功率，选择动力箱和电动机；计算出切削转矩，选择合适的主轴直径和刀具。根据加工零件要求，绘制出组合机床的“三图一卡”，即被加工零件的加工工序图，加工示意图，组合机床尺寸联系图 以及生产率计算卡。根据工件上孔的分布，设计出传动系统图，为检查各个零件间是否发生了干涉，绘制坐标检查图，最后绘制多轴箱总图。为了 保证零件在加工过程中准确定位，应设计一套夹具。 液压控制系统设计设计内容主要为明确设计要求，制定基本方案，绘制液压系统图，并且确定液压系统的主要参数，液压系统的主要参数包括载荷的组成和计算，计算液压缸的主要结构尺寸，对其它液压元件的选择具体以及专用件也给予慎重考虑。 根据 脱水机筒壁群孔加工 的工序的生产要求，批量，工艺特性，还需进行夹具的设计，由于工件简单，夹紧较方便，故采用手动装 置，采用盖板螺旋压的夹紧方式，左右旋螺纹进行夹紧和松开，以便提高生产效率。 电气系统的设计就是运用机电传动的知识，即 统进行控制， 制系统有三菱，欧姆龙系统等。 关键词 ： 组合机床 三图一卡 多轴箱 螺旋压紧夹具 阳理工大学机械制造系 2 up of It is a to up is in to of to a of of of . of of to of as of is of to of up of to of on In to of of to in to we of a of in to on is to on to on in to is LC on LC so 阳理工大学机械制造系 3 前 言 毕业设计是学生的最后一个教学环节，全国高教机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题 目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。 我们这次毕业设计题目，是结合老师的具体研制项目设立的，我们在实习厂所参观的并以以往设备为参考，结合所学机械各方面知识，在老师指导下，查阅许多手册，经过不断的改进，最终设计出了此次冲底专用机构，从而避免了加工质量差，生产效率低，设备昂贵的问题。 我此次毕业设计的任务是脱水机筒壁群孔加工组合机床钢设计，在许老师的辅导下，认真分析，仔细思考， 准确计算，耗用五四张零号图纸量，符合工作量的要求。 通过这次毕业设计，我在计算，制图，公差与技术测量，机械原理，机械设计，金属材料与热处理，机械制造工艺方面的知识都受到全面的综合训练，在机电液的结合方面使我受益匪浅。特别是许老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。 由于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。 沈阳理工大学机械制造系 4 目 录 摘要 . 1 . .言 . .一 章 组合机床概述 . . 7 第二章 组合机床总体设计 . .艺方案的拟订 . . . 产品介绍 . . 零件的功用以及技术要求 . 8 坯材料与制造方法的选择 . . . . 拟订工艺卡片 . 床夹具设计 . 9 床夹具设计概述 . 夹具设计基本要求 . 夹具设计的方 案和步骤 9 削用量的确定 12 合机床却削用量的确定 . 确定切削力，切削转速 . 13 合机床“三图一卡” 13 加工零件工序图 . . 被加工零件加工示意图 14 床尺寸联系图 . . . 生产率计算卡 . 17 第三 章 组合机床多轴箱设计 . 18 大型通用多轴箱的组成及其表达方法 . 18 多轴箱通用零件 18 沈阳理工大学机械制造系 5 通用箱体类零件 . 18 用主轴 86 动轴的选择 18 用多轴箱设计 . 绘制多轴箱设计图以及原始依据图 . 18 轴齿轮的确定以及动力计算 . . . 19 轴箱传动系统 . . 19 轴箱坐标计算，绘制坐标检查图 . 20 第四章 液压系统的设计计算 23 液压缸设计计算步骤 . .液压缸性能参数计算 . . 液压缸的输出力 . 液压缸输出速度计算 . 液压缸的作用时间 . .压缸的主要计算尺寸 . 液压缸的内径计算 . 25 压杆直径的计算 . . . 液压缸行程的确定 . . .构强度计算以及稳定性校核 26 缸筒外径的确定 . 液压缸的稳 定性以及活塞杆的强度计算 . 液压缸的结构设计 . 27 压传动系统设计 . 28 确设计要求 28 定液压系统方案 .助装置的选择 . . 30 出液压系统图 . 30 沈阳理工大学机械制造系 6 第五章 电气系统系统设计 . .气设备概述 . . 基本组合 . . 电气控制变压系统部分设计 . . . 电气控制的部分设计 . .列 能介绍 .部分设备的概述 . . 选用和确定 I/O 设备 . . . 选用 型号以及参数分析 . .控制程序设计 .论 . .辞 . . .考文献与附录 . . . .沈阳理工大学机械制造系 1 摘 要 本论文详细介绍了组合机床的设计步骤，组合机床是一种高效率的专用机床，本广泛应用于机械制造行业，根据任务书的要求，我们本次设计的题目是：脱水机筒壁群孔加工的组合机床设计，钻削 12，总共 432 个，实行双工位加工。 本次毕业设计从零件分析入手，确定加工时的切削用量，根据相关公式计算出切削力，选择相应的液压滑台；计算出切削功率，选择动力箱和电动机；计算出切削转矩，选择合适的主轴直径和刀具。根据加工零件要求，绘制出组合机床的“三图一卡”，即被加工零件的加工工序图，加工示意图，组合机床尺寸联系图 以及生产率计算卡。根据工件上孔的分布，设计出传动系统图，为检查各个零件间是否发生了干涉，绘制坐标检查图，最后绘制多轴箱总图。为了 保证零件在加工过程中准确定位，应设计一套夹具。 液压控制系统设计设计内容主要为明确设计要求，制定基本方案，绘制液压系统图，并且确定液压系统的主要参数，液压系统的主要参数包括载荷的组成和计算，计算液压缸的主要结构尺寸，对其它液压元件的选择具体以及专用件也给予慎重考虑。 根据 脱水机筒壁群孔加工 的工序的生产要求，批量，工艺特性，还需进行夹具的设计，由于工件简单，夹紧较方便，故采用手动装 置，采用盖板螺旋压的夹紧方式，左右旋螺纹进行夹紧和松开，以便提高生产效率。 电气系统的设计就是运用机电传动的知识，即 统进行控制， 制系统有三菱，欧姆龙系统等。 关键词 ： 组合机床 三图一卡 多轴箱 螺旋压紧夹具 阳理工大学机械制造系 2 up of It is a to up is in to of to a of of of . of of to of as of is of to of up of to of on In to of of to in to we of a of in to on is to on to on in to is LC on LC so 阳理工大学机械制造系 3 前 言 毕业设计是学生的最后一个教学环节，全国高教机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议记要指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题 目为主，尤其要鼓励去工厂从高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作，提供全面的锻炼机会。 我们这次毕业设计题目，是结合老师的具体研制项目设立的，我们在实习厂所参观的并以以往设备为参考，结合所学机械各方面知识，在老师指导下，查阅许多手册，经过不断的改进，最终设计出了此次冲底专用机构，从而避免了加工质量差，生产效率低，设备昂贵的问题。 我此次毕业设计的任务是 脱水机筒壁群孔加工组合机床钢 设计，在许老师的辅导下， 认真分析，仔细思考， 准确计算 ， 耗用五 四张零号图纸 量 ，符合工作量的要求。 通过这次毕业设计，我在计算，制图，公差与技术测量，机械原理，机械设计，金属材料与热处理，机械制造工艺方面的知识都受到全面的综合训练，在机电液的结合方面使我受益匪浅。特别是许老师在工作中对我的耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。 由于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。 沈阳理工大学机械制造系 4 目 录 摘要 . 1 . .言 . .一 章 组合机床概述 . . 7 第二章 组合机床总体设计 . .艺方案的拟订 . . . 产品介绍 . . 零件的功用以及技术要求 . 8 坯材料与制造方法的选择 . . . . 拟订工艺卡片 . 床夹具设计 . 9 床夹具设计概述 . 夹具设计基本要求 . 夹具设计的方 案和步骤 9 削用量的确定 12 合机床却削用量的确定 . 确定切削力，切削转速 . 13 合机床“三图一卡” 13 加工零件工序图 . . 被加工零件加工示意图 14 床尺寸联系图 . . . 生产率计算卡 . 17 第三 章 组合机床多轴箱设计 . 18 大型通用多轴箱的组成及其表达方 法 . 18 多轴箱通用零件 18 沈阳理工大学机械制造系 5 通用箱体类零件 . 18 用主轴 86 动轴的选择 18 用多轴箱设计 . 绘制多轴箱设计图以及原始依据图 . 18 轴齿轮的确定以及动力计算 . . . 19 轴箱传动系统 . . 19 轴箱坐标计算，绘制坐标检查图 . 20 第四章 液压系统的设计计算 23 液压缸设计计算步骤 . .液压缸性能参数计算 . . 液压缸的输出力 . 液压缸输出速度计算 . 液压缸的作用时间 . .压缸的主要计算尺寸 . 液压缸的内径计算 . 25 压杆直径的计算 . . . 液压缸行程的确定 . . .构强度计算以及稳定性校核 26 缸筒外径的确定 . 液压缸的稳 定性以及活塞杆的强度计算 . 液压缸的结构设计 . 27 压传动系统设计 . 28 确设计要求 28 定液压系统方案 .助装置的选择 . . 30 出液压系统图 . 30 沈阳理工大学机械制造系 6 第五章 电气系统系统设计 . .气设备概述 . . 基本组合 . . 电气控制变压系统部分设计 . . . 电气控制的部分设计 . .列 能介绍 .部分设备的概述 . . 选用和确定 I/O 设备 . . . 选用 型号以及参数分析 . .控制程序设计 .论 . .辞 . . .考文献与附录 . . . .阳理工大学机械制造系 7 第一章 组合机床概述 组合机床是根据工件加工需要，以大量的通用部件为基础，配以少量的专用部件组合而成的一种高效率的组合机床。其主要用于平面加工和孔加工两类工序。目前，在汽车，拖拉机，菜油机，电机，仪表，军工等等重，轻工业大批大量生产中获得了广泛应用。一些中小批量生产的企业，如机床，机车，工程机械等制造业中业已广泛应用。组合机床最适合加工各种大中型箱体零件，如汽缸盖，汽缸体， 变速箱体，电动座机仪表等零件；也可以用来完成轴套类，轮盘类，叉架类以及盖板类零件的部分或者全部工序的加工。 组合机床主要由滑台，动力头，夹具，多轴箱，动力箱，底座以及控制部件和辅助部件等组成，组合机床上的钻头由电动机通过动力箱，多轴箱和驱动装置作旋转主运动而由各自的滑台带动作直线进给运动。 沈阳理工大学机械制造系 8 第二章 组合机床总体设计 工艺方案的拟订是组合机床设计的关键一步，因为工艺方案在很大程度上决定了机床的结构配置和使用性能 ，因此，应根据工件的加工要求和加工特点，按一 定的原则结合组合机床的常用工艺方法，充分考虑各种因素，并经过技术分析后拟订出先进合理经济可行可靠的工艺方案。 工艺方案的拟订 产品介绍 脱水机筒是工业用脱水机的关键组成部分，脱水机筒的质量优劣，直接关系到脱水机的性能优劣，因此，我们在设计前特地走访了沈阳皇姑区的一家工业脱水机的销售商，并认真听取了介绍。本产品采用不锈钢制，厚度为 b=5，高 H=400，外圆直径为 1200. 件的功用以及技术要求 本次设计主要是加工脱水机筒壁的 432- 5 孔，组合机床双向进给 加工，每次钻削12- 5 孔，工作台旋转转位分度，每次 5，粗糙度保证 作台旋转误差不超过 工件定位采取一面和短销定位，限制 5 个自由度。 坯材料与制造方法的选择 根据实际生产情况和实际需要，本次设计脱水机筒壁的毛坯材料选择为不锈钢，采取模锻成型，后退火处理。 本次制造脱水机筒壁群孔加工采用组合机床双工位加工，可以提高生产率。 订工艺过程卡 模锻，成型处理 退火处理 备料，钢板的厚度为 5 用卷扳机将钢板卷成圆筒 焊接处理 组合机床钻孔一次 12作台分度 5 沈阳理工大学机械制造系 9 钳工去毛刺 床夹具设计 床夹具概论 1）机床夹具 在机械制造厂的生产过程中用来安装工件使之固定在正确位置上，完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作，所使用的工艺装备称为夹具。 2）工件的安装 在机床上加工工件时，为了保证工件被加工表面的尺寸，几何形状及相互位置精度方面的要求，事先必须将工件正确地安装到机床加工位置上去。工件的安装一般包括定位和夹紧两个过程：即首先应使工件相对于机床及刀具占有一个正确的位置，这就是工件的定位，然后将工件固紧在这一既定位置上，使之不因受切削力、重力、离心力或惯性力作用而发生位置改变，这就是工件的夹紧。 工件的安装一般有两种方式： （ 1）直接在机床工作台或通用夹具上安装； （ 2）采用专用夹具安装。 3）机床夹具的功用 （ 1）保证产品加工精度，稳定产品质量； （ 2）提 高生产率，降低加工成本； （ 3）改善工人劳动条件； （ 4）扩大机床的工艺范围 。 4）机床夹具的组成 机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具具体结构而言，大致可分为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、其它装置和元件、夹具体。 具设计的基本要求 1）稳定地保证工件的加工技术要求； 2）提高机械加工的劳动生产率，降低工件的成本； 3）结构简单，便于制造和维修； 4）操作安全、方便。 具设计方法和步骤 1）研究 原始资料，明确设计任务 沈阳理工大学机械制造系 10 本次是对脱水机筒壁群孔进行机加，根据任务说明书，采用卧 式加工的组合机床和四工位回转工作台对孔进行钻一次性加工。所以，夹具是安装在回转工作台上的。 2）夹具结构方案的设计 （ 2）确定工件的夹紧方式和设计夹紧装置 计算螺旋夹紧工件所需要的夹紧力 L/1+ a+ 2)（查工艺人员手册，其中 k=f= Q=100N 00）夹具总图的绘制 （ 1）夹具总图应遵循机 械制图国家标准绘制，图形大小的比例尽量取 1： 1，为求使绘制的夹具总图有良好的直观性，如工件过大时选用 1： 2 等缩小比例，过小时取 2： 1 的比例； （ 2）在总图中应以最少数量视图清楚地表示出夹具的工作原理和结构，表示各种元件或装置之间的位置关系等； （ 3）绘制总图的顺序：先用点划线绘出工件的轮廓外形及定位基准，并用网状线显示出加工余量；把工件轮廓为视透明体，然后按着工件的形状及位置依次画出定位、导向、夹紧及其它元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个完整的夹具； （ 4）在夹具总图上标注出零件编号，按规 定要求填写标题栏和明细表； （ 5）确定并标注有关尺寸和夹具技术要求。 4） 定位销设计 为保证工件 12孔的加工精度，而设计定位销。工件是套筒类零件，因此工件的定位采用短销大平面的定位方式。（见下图） 沈阳理工大学机械制造系 11 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和 维护。 设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。 （ 1） 零件结构分析 该零件主要功用为套筒工件的定位。因为工件的精度等级不是很高，所以零件的材料为 200 1450的丁字棒料。 （ 2） 拟定工艺路线 选择定位基准 零件采用四爪卡盘进行定位夹紧。 确定表面的加工方法 因为零件为回转体，大部分零件的加工表面为圆形，所以主加工方法为车削。还有少量的孔，因零件尺寸过大，所以这些孔在龙门铣床上加工，采用钻削的方法。 工艺装备的选择 车床选用 床。 铣床选用 毛坯参数 毛坯为 200 1450棒料。 工序方案 工序一 模锻 沈阳理工大学机械制造系 12 工序二 退火处理 工序三 粗车端面 工序四 粗车外圆至 1420、 1350 序五 半精车外圆至 1410、 1196 序六 半精车外圆至 1401、 1191 序七 精车外圆至 1400、 0外圆至 81 序八 精车 80、 76外圆至尺寸 工序九 钻 8 30 工序十 用 30 工序十一 清洗、抛光 工序十二 检验 切削用量的确定 在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和关键工序的确定是十分重要的，切削用两的选择是否合适对组合机床的加工精度，生产率，刀具耐用度，机床的结构形式，可靠度等等诸多因素都有十分重要的影响。 组合机床切削用量的确定 在组合机床上加工 12- 5 孔，工件材料为不锈钢，硬度为 350选用高速钢麻花钻，由于钻空直径为 5，较 小孔加工，故而可以直接选用直柄麻花钻。 因而有： 麻花钻直径： 5mm f= r v=15 m / s d = 5阳理工大学机械制造系 13 故而转速 n 为 : n = 1000 v / D 所以有： n = 800 r/ n f =64 s 确定切削力，切削转速，切削功率以及刀具耐用度 根据选定的切削用量 f= r v=15 m / s 确定进给力 F=260 f 400N 确定切削转矩： T=10D 160 =定功率： P=9740D)=0定刀具耐用度： T=f )=60组合机床“三图一卡” 被加工零件工序图的内容与作用 被加工零件工序图是在被加工零件土基础上，突出本机床的加工内容，并做出必要的说明而绘制的。被加工零件的工序图是根据指定的工艺方 案，表示所设计的组合机床上的完成的工艺内容，加工部位的尺寸，精度，表面粗糙度，技术要求，加工用的定位基准，夹压部位以及被加工零件的材料 ，硬度以及在机床加工前的加工余量，毛坯或者半成品的图样。 图 2示： 沈阳理工大学机械制造系 14 被加工零件加工示意图 被加工零件加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的 ，它使表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图，是设计刀具，夹具，多轴箱和液压，电气系统以及选择动力部件，绘制机床尺寸联系图的主要依据，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须的重要技术文件。 1. 技工示意图内容： 主要内容：机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程；工件，刀具以及导向，拖架和多轴箱之间的相对位置以及其联系尺寸，主轴的结构类型，尺寸，以及外伸长度，刀具类型，数量和结构尺寸，接杆等的等的结构尺寸，刀具导向，套间的配合，刀具接杆和主轴之间的连接方式和配合尺寸。 2. 刀具的选择 选择刀具应考虑工件的材质，加工精度，表面粗糙度，排屑以及生产率。本次组合机床加工孔的直径为 5，表面粗糙度为保证 可，因为加工条件的限制，选用直柄加长麻花钻，直径 5. 3. 确定主轴类型，尺寸，外伸长度 主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴之间的连接结构进行确定，主轴轴径以及轴端尺寸主要取决于进给力以及主轴 据前面计算出的转矩，查阅组合机床设计简明手册表 3定主轴直径为 d=20，查表 3定主轴外伸部分尺寸为： D/2/20 4. 选择接杆 组合机床主轴和刀具之间常用接杆连接，根据主轴外伸部分的尺寸以及本次设计的要求，选用一般可调节杆，即 阳理工大学机械制造系 15 5. 标住联系尺寸 标住联系尺寸，用以确定加工终了时候多轴箱前端面到工件端面的联 系尺寸 . 6. 动力部件工作循环以及行程的确定 动力部件的工作循环是指加工时动力 部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的动作过程，一般包括快速引进，工作进给，快速退回等动作。 （ 1） 工作进给长度 L 工的确定 工作进给长度 L 工 应等于加工部位长度 1与切出长度 有： = L + 入长度 10，本次设计取 20， L=5， 5，因而，工作进给长度为： 40 （ 2） 快速引进长度的确定 快速引进长度是指动力部件包刀具工作进给位置，其长度为 200，动力部 件总行程为快退与后备量之和。 7. 绘制加工示意图，如图 2示： 机床联系尺寸总图 1. 机床联系尺寸总图作用与内容 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按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的用来表示机床的配置形式，主要构成以及个部件的安装位置相互联系尺寸，运动关系和操作方位的总体布局图。 2. 绘制机床尺寸联系图前应确定的主要内容 沈阳理工大学机械制造系 16 （ 1） 选用动力部件 动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台，动力滑台的选择主要根据切削力F，本次组合机床设计为 6 根主轴，每根主轴的 进给力是 1400N，故而，总的进给力为： F 总 = 1400 x 6 = 8400 N 因此，可选用 1液压滑台，并且，确定机床为卧式双面单工位液压传动组合机床，液压滑台实现工作进给运动，选用配套的多轴箱驱动多轴箱，钻孔主轴。动力箱的规格要与滑台相配套，其驱动功率主要根据多轴箱所需传递的切削功率来选用，在不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱尚未被设计出来之前，可按下列简化公式进行估算： P 多轴箱 = P 切削 / y P 切削 =里取 多轴箱 =此可以得出，本次设计中的左右动力箱均可选用 1动力头，电机为 率为 动机转速为 1440r/出转速为 720r/2) 确定机床装料高度 装料高度一般是指工件安装距地面之高度。首先，要考虑工人操作的方便，其次考虑加工时工件在高度方向上与主轴的对应关系，设计是在 8501060 之间选取，本次设计，滑台高度320，侧底座高为 560 （ 3）确定夹具轮廓尺寸 工件的轮廓尺寸是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据，具体考虑不止工件 的定位，限位，夹紧机构，刀具导向装置以及夹具底座排屑和安装等方面的空间和体积。本次设计去夹具底座长为 （ 4）确定中间底座尺寸 中间底座的轮廓尺寸在长宽方向上应满足夹具的安装需要，在本次设计中，工件中心到多轴箱端面的距离在加工示意图中已经确定为 虑到毛坯误差和装配偏移，中间底座，支承夹具底座的空白边缘尺寸，当机床不用冷却液时，不要小于 1015，因而选用 2100的中间底座。 （ 5）确定多轴箱尺寸 沈阳理工大学机械制造系 17 标准通用钻，镗类多轴箱的厚度是一定的，卧式为 325，因此，确定多 轴箱尺寸，主要是确定多轴箱的宽度 B，高度 H 和最低主轴高度，而多轴箱的宽度 B，高度 H 的大小主要与被加工零件的孔的位置有关，本次设计中采用通用多轴箱与动力箱配套采用： 00 生产率计算卡 根据加工示意图所确定的工作循环以及切削用量等，就可以计算出机床生产率计算卡，生产率计算卡是反映机床生产节拍以及生产率和切削用量，动作时间，生产纲领以及负荷率等相关内容的技术文件。 1. 理想生产率 理想生产率 所要求的机床生产率，它与全年工时总额 般情况下，单班制 t 取 2350h,两班制 t 取 4600h, 则 Q=A/t 1 实际生产率 指所设计的机床每小时可以生产的数量， 0/T 单 其中： T 单 = t + t = v t 停 + ( L 快进 + L 快退 ) / t 移 +t 装 计算有： T 单 =组合机床负荷率一般伪 次设计主轴数为 6，故而允许的最大负荷率为 产率计算卡如下表 2示： 沈阳理工大学机械制造系 18 第三章 组合机床多轴箱设计 多轴箱是组合机床的重要专用部件，它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。传递个主轴运动的动力部件，其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装在进给滑台，可以完成钻，扩，铰，镗等加工工序。 3. 1 大型通用多轴箱的组成以及表达方法 大型通用多轴箱由通用零件，如：箱体，主轴，传动轴，齿轮和附加机构等组成，其基本结构如图所示，箱体，前盖，后盖，上盖，侧盖等为箱体类零件；主轴，传动轴，手柄轴，传动齿轮，动力箱，电动机齿轮为传动类零件；叶片泵 分油器，注油标，排油塞，油盖和防油套等为润滑及防油元件。 多轴箱通用零件 通用箱体类零件 多轴箱体的标准厚度为 180，用于卧式的多轴箱前盖厚度喂 5，后盖为 90，本次设计去多轴箱的厚度为 325 通用主轴 主轴主要承受轴向方向的力，故前支承为推力球轴承和向心球轴承，后只承为向心球轴承。根据前面的计算结果，主轴的直径为 20，根据此选择与主轴配套的主件！ 传动轴的选择 传动轴的直径根据所传递的扭矩，初步确定为 20 通用多轴箱 设计 绘制多轴箱原始依据图 多轴箱原始依据图是根据“三图一卡”绘制而成的 . （ 1）所有主轴的尺寸位置 （ 2）要求的主轴转速及转向 （ 3）各主轴的工艺内容，切削用量和主轴的外伸尺寸等 （ 4）多轴箱的外形尺寸以及与其他部件有关的联系尺寸，由于本次设计的多轴箱比较简沈阳理工大学机械制造系 19 单，故可以不画原始依据图。 轴，齿轮的确定以及动力计算 轮的模数的确定 本机床所进行的工作是钻削，因此采用滚珠轴承主轴。主轴的直径已经在加工示意图中表明为 20，传动轴的直径初步 确定为 20. 齿轮模数的确定可以用公式估算： m （ 30 其中， 位为 里， P=位为 r/n=800r/由计算， m （ 30 =（ 3080030/x =而，这里我们设计取 m=2 多轴箱的动力计算包括多轴箱所需的功率和进给两项，多轴箱所需的功率按下列公式计算： P 多轴箱 = P 切削 + P 空转 + P 损失 P 切削 =n=6 P 空转 = P 损失 = P 切削 过计算： P 多轴箱 =2轴箱所需动力的计算： 6400N 轴箱 的传动路线 如图所示的树形图 3 算出驱动轴，主轴的坐标尺寸，如表 3示： 销 驱动轴 主轴 1 主轴 2 主轴 3 主轴 4 主轴 5 主轴 6 X 沈阳理工大学机械制造系 20 传动轴 位置分别在 在 12 又在 此传动。可以通过作图法表示主轴的转速为800r/下面确定主轴和传动轴上的齿轮齿数，为了保证齿轮齿根的强度，应有齿根到孔壁或是键槽的壁厚 a 2m 首先，我们已经确定了， m=2，中心距为 A=84 传动比 u=此，我们可以计算出， 7=1/定最小齿为 30，因此有： 0， 8 d = m /2 ( Z 7 )=2X(30+38)=68，满足中心距要求。 同理，确定了 上齿轮齿数如下： 0， 8； 0， 8 ； 0， 8 ； 0， 8 ； 0， 8 ； =800r/ 35r/据通用多轴箱尺寸结构，驱动轴的坐标值已经确定。 泵轴位置的确定及其上齿轮齿数的确定 为了方便工人操作，手柄轴安置在工人操作一侧， 转数取 635，齿轮安放在第 上，齿数取 38 油泵轴上的齿轮放在第 上。 多轴箱坐标的计算 ,绘制坐标检查图 坐标计算就是根据已知的驱动轴和主轴的位置及传动关系 ,精确计算各个中间传动轴的坐标 ,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 ,并用于绘制坐标检测图 ,以此来检查齿轮排列和结构是否合理 . 算主轴 ,驱动轴坐标 (1) 加工基准坐标系的选择 为了便于加工多轴箱箱体 ,设计时必须选 择基准坐标系 坐标原点选在定位销孔上 . (2) 计算主轴及其驱动轴的坐标 根据多轴箱设计原始依据图 ,按选定的基准坐标系 ,计算或者标出各个主轴及其驱动轴的坐标 ,沈阳理工大学机械制造系 21 本多轴箱各个主轴 ,驱动轴坐标值见表 3示 . 2. 演算中心距误差 多轴箱箱体上的孔系是按照计算的坐标加工的 ,而装配要求两轴间齿轮能正常啮合 . 3. 传动零件的校核 传动系统拟订后 ,应对总体设 计和传动设计中选定的传动轴径和齿轮模数进行验算，校核是否满足要求。 （ 1）验算轴径，按下列公式计算传动轴所承受的总转矩 T 总 =2 +n 个主轴之间的传动比，单位为 1= . =动轴 位置分别在 在 2 又在 此传动。可以通过作图法表示主轴的转速为800r/下面确定主轴和传动轴上的齿轮齿数， 为了保证齿轮齿根的强度，应有齿根到孔壁或是键槽的壁厚 a 2m 首先，我们已经确定了， m=2，中心距为 A=84 传动比 u=此，我们可以计算出， 7=1/定最小齿为 30，因此有： 0， 8 d = m /2 ( Z 7 )=2X(30+38)=68，满足中心距要求。 同理，确定了 上齿轮齿数如下： 0， 8； 0， 8 ； 0， 8 ； 0， 8 ； 0， 8 ； =800r/ 35r/ 95r/据通用多轴箱尺寸结构，驱动轴的坐标值已经确定。 同样的道理，我们可以得出 38 38 38 38 38 61 沈阳理工大学机械制造系 22 4 绘制坐标检查图 在坐标计算完成后，要绘制坐标及传动关系检查图，用以检查传动系统的正确性 （ 1） ，坐标检查图的主要内容 1，通过齿轮啮合检查坐标位置是否正确，检查主轴转速及其转向； 2，进一步检查各个零件之间是否有无干涉现象； 3，检查液压泵，分油器等附加机构位置是否合适； （ 2），坐标检查土绘制的顺序及其要求 1，绘制多轴箱轮廓尺寸和坐标系 ，按计算出的坐标值绘制各主轴，传动轴的轴心位置以及主轴外伸部分直径，并注名轴号和主轴，驱动轴以及液压泵周的转速和转向等 3，用点划线绘制出各个齿轮的分度圆，注名各个齿轮齿数，模数，所处排数以及变位齿轮的变位量； 4，为了醒目和易于检查，可以用不同的颜色， 粗细的线条划出轴承，隔套，主轴防油套的外径，附加机构的外廓以及相邻轴的螺母外径。如图所示： 沈阳理工大学机械制造系 23 第四章 液压设计计算 液压传动具有许多优点，如结构紧凑，体积小，重量轻，反应快，承载能力大；较易实现无级调速，调速比大；运动平稳；易于实现自动化；特别是采用电 液联合传动时，能实现较复杂的自动化工作循环；具有自润滑能力；磨损小，寿命长；液压元件易于实现通用化、标准化，便于大批量生产。液压传动有如此多的优点，因此，本次所设计的机械手的驱动方式就采用液压驱动，并由 控制。 4. 1 液压缸设计计算步 骤 （ 1）根据主机的运动要求，选择液压缸的类型，根据机构的结构要求，选择液压缸的安装方式。 (2) 根据主机的动力分析和运动分析，确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸。 (3) 根据选定的工作压力和材料进
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