汽车减速器壳加工工艺及专用机床毕业设计

目次1组合机床概述11课题来源112组合机床简介113组合机床的特点314组合机床的分类和组成415组合机床的工艺范围及发展方向42零件的工艺分析与制定21工艺方案的拟订522零件的分析723切削用量的确定93组合机床总体设计“三图一卡”31被加工零件工序图1132加工示意图1233机床联系尺寸图1634生产率计算卡184多轴箱设计41大多轴箱的设计2142小多轴箱的设计285机床夹具设计51设计要求3652确定夹具的结构方案366传动件验算61验算齿轮接触强度3862验算主轴的扭转强度39设计总结41致谢42参考资料431组合机床概述11课题来源随着中国制造业的发展，组合机床在大批量生产中已经显示出其巨大优越性，应用也越来越广泛。组合机床与其它机床相比其优越性为（1）组合机床上通用部件和标准件约占机床全部零部件的7090，因此设计制造的周期短，投资少。（2）组合机床的生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3）组合机床结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。（4）组合机床对操作人员的技术要求不高。（5）产品更新时，其通用部件和标准件可以多次重复使用。（6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。本设计所选课题来源于工厂生产实际，生产零件是汽车减速器壳壳体。由于工序集中及产品精度等工艺要求，经过综合分析决定采用组合机床进行加工。在组合机床设计过程中关键在于主轴箱的设计，选择合适的主轴箱体，合理排布各轴的位置，合理分配各级传动比等。12组合机床简介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加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机床是随着生产的发展，由万能机床和专用机床发展来的。广大工人和技术人员，在总结生产经验的基础上，提出创造这样的高效率机床它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产生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以组成机床，这就是组合机床。当工件改变了，还是用这些通用部件，只将部分专用部件改装，又可以组成加工新工件的机床。我国已创造了一整套通用部件，大致分为如下几类动力部分动力头、动力滑台和动力箱；工件运送部件回转工作台、移动工作台和回转鼓轮；支撑部件立柱、床身、底座和滑坐等；控制系统有通用的液压传动装置、电器柜、传动台等。组合机床对通用部件的一般要求1在小的外型尺寸的条件下能获得大的进给力和功率。这是实现集中工序的重要条件。2动力部件的结构必须有高的刚度，以便能采用合理的切削用量。3动力部件的主运动和进给运动应具有较大的变速范围，以便能充分发挥切削刀具的性能。4动力部件是带动工具实现切削运动（主运动和进给运动）的部件。及进给机构必须保证进给的稳定性。5动力部件应有较高的空行程速度，一般大于68米/分，并保证较高的从快进到工作进给的转换精度，一般应在1毫米以内。6通用部件一概有同一的联系尺寸，应能适用于各种不同状态下的安装。13组合机床的特点组合机床是根据具体加工对象，用预先设计好的通用部件和通用零件，加上少量的专用部件或零件组成的，而通用部件和通用零件占整台机床的7090，这就大大缩短了设计制造周期，减少了制造中的问题，提高了机床工作的可靠性，降低了机床制造成本。组合机床和专用机床与万能机床相比，有如下特点1由于组合机床是由7090的通用零件、部件组成，在需要的时候，它可以部分或全部进行改装，以组成适应新的加工要求的新设备。这就是说，组合机床有重新组装的优越性。2组合机床是按具体加工对象专门设计的。因而可以按最合理的工艺过程进行加工。这在万能机床上往往是不易实现的。3在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工。它是实现集中工序的最好途径，是提高生产率的有效设备。4组合机床能比较好的保证各孔之间的相互精度要求，提高产品质量；减少了工件工序间的般运，改善劳动条件；也减少了机床占地面积。5由于组合机床的通用部件可以是同类的通用部件，这就简化了机床的维护和修理。在必要时可更换整个部件。6组合机床通用部件可以组织专门工厂集中生产。这样可以采用高效设备进行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造生产成本。14组合机床的分类和组成组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1530千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率在0120千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件组成的机床成为小型组合机床。组合机床除分为大型和小型外，按配置形式又分为单工位和多工位机床两大类。单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种，多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中央工作台式和回转鼓轮式等工作形式。15组合机床的工艺范围及发展方向组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、仪表、缝纫机、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用，一些中小批量生产部门也在推广使用。组合机床及其自动线将获得更加迅速的发展。其发展方向为1提高生产率目前组合机床及其自动线的生产效率不断提高，循环时间一般是12分钟，有的只用1030秒。提高生产效率的主要方法是改善机床布局，增加同时工作的刀具，减少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性能以及缩短辅助时间等。2扩大工艺范围现在组合机床及其自动线一般已不是完成一个工件的某几道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。3提高加工精度现在组合机床及其自动线上又纳入了很多精加工工序，为了使自动线能稳定的保证加工精度，已广泛采用自动测量和刀具自动补偿技术，作到调刀不调车。4提高自动化程度组合机床发展十分迅速，越来越多的组合机床用于组成自动线。组合机床本身则是向全自向发展。为此，重点是解决工件夹压自动化和装卸自动化。5提高组合机床及其自动线的可调性为了提高中小批量生产的一些箱体件的生产效率，发展了可调的多工序多刀具的组合机床及其自动线，它们大多采用数字程序控制。除早期发展的多品种、组成加工的组合机床及其自动线外，还创造了自动换刀和自动控制切削用量的组合机床，还用于加工中小批生产箱体零件的可自动更换主箱的组合机床。用一台这样的机床就能完成一种工件的全部加工，能起到一条流水线的作用。6创制超小型组合机床为了适应仪器仪表工业小箱体加工需要，创制超小型组合机床。这种机床多由超小型气动或液压动力头配置而成，体积小，效率高，并能达到高的加工精度。7发展专用组合机床及其自动线随着组合机床技术的发展，过去一直被认为需要按具体加工对象专门设计的组合机床，现在可以为一些行业一定范围的工件创制专用组合机床。这种机床不需要每次按具体加工对象进行专门设计，而是可以作为通用品种进行成批生产，用户根据自己加工产品的需要，配上刀具及工艺装备，即可组成加工一定对象的高效机床。组合机床及其自动线在很多行业得到了广泛的应用。随着生产的发展，组合机床技术必将获得更快的发展。2零件的工艺分析与制定21工艺方案的拟订211确定工艺方案的基本原则1粗精加工分开原则粗加工时的切削负荷较大，切削产生的热变形、较大压力引起的工件变形以及切削震动等，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。2工序集中原则（1）适当考虑相同类型工序的集中在条件允许时，把相同工序集中在一台机床或同一工位上加工，能简化循环和结构。（2）有相对位置精度要求的工序应集中加工如箱体各面上主要的传动轴孔，相互间有严格的位置精度，为避免二次安装误差影响和便于机床精度的调整与找正，这类孔的精密加工应集中在一台机床上一次安装下完成。212确定组合机床工艺方案应注意的问题1按一般原则拟订工艺方案时的一些限制（1）孔间中心距的限制根据切削扭距计算要求，主轴轴径和轴承外径有一最小许用尺寸；当孔间距小于相应主轴轴间距许用值时，如果孔系相应位置精度要求不甚严格，则可将近距孔分散在几个工位或几抬机床上分别加工。（2）工件结构工艺性不好的限制有些工件结构工艺性不好，如箱体多层壁上的同轴线的孔径中间大两头小时，则进刀困难。2其他应注意的问题（1）精镗孔时应注意孔表面是否允许留有退刀刀痕。（2）对相互结合的两壳体零件，均应分别从结合面加工连接孔。（3）钻阶梯孔时，应先钻大孔后钻小孔。（4）平面一般采用铣削加工。（5）在制定一个加工工件的几台成套机床或流水线的工艺方案时，应尽可能使精加工集中在所有粗加工之后，以减少内应力变形影响，有利于保证加工精度。213拟订组合机床工艺方案的步骤1分析、研究加工要求和现场工艺2定位基准和夹压部位的选择组合机床一般为工序集中的多刀加工，不但切削负荷大，而且工件受力方向变化。对于毛坯基准选择要考虑有关工序加工余量的均匀性；对于光面定位基准的选择要考虑基面与加工部位间位置尺寸关系。定位夹压部位的选择应在有足够的夹紧力下工件产生的夹紧力最小，并且夹具易于设置导向和通过刀具。3影响工艺方案的主要因素（1）加工的工序内容和加工精度（2）被加工零件的特点A工件材料及硬度B加工部位的结构形状C工件的刚性（3）零件的生产批量（4）使用厂后方车间制造能力4确定工序间余量为可靠地保证加工质量，必须合理确定工序间余量。组合机床孔加工常用工序间余量参见下表，加工工序加工孔径工序特点直径上工序间余量钻孔后扩孔15201020粗扩后精扩0510钻孔后扩孔2025扩孔2050粗扩后精扩10151020010020203001502530500200305080025035铰孔801000300405刀具结构的选择1只要条件许可,应尽量选择标准刀具和一般简单刀具。2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的复合刀具。3采用镗床和绞刀的原则下列情况选用绞刀有利孔面不连续,镗削时易产生震动,影响孔的圆度；在机床上对刀不够方便；加工孔径小于40MM且要求较高的同心孔系；加工节拍短,要求不常调刀且尺寸精度较稳定。除上述情况外,应优先选用镗削工艺。4选择刀具结构必须考虑工件材料特点214确定组合机床配置形式及结构方案应考虑的问题1要注意排屑通畅2注意相关连的机床夹具结构的同一性3应注意机床使用条件215组合机床方案分析比较的主要指标1机床加工精度和生产率2机床使用方便性和自动化程度3经济性与可靠性22零件的分析221零件的用途该零件是汽车后轮的一个重要组成部分，因考虑到汽车在行驶过程中允许频繁震动，故要求抗磨高，减震性好，所以选用球墨铁作为材料。因年产量4000件，属大批量生产。要保证生产效率，需从精度面来选择加工方法。此外该零件采用铸件做毛坯。222零件的技术要求1未注明的铸造圆角半径R为23MM。2铸造的拔模斜度不大于2。3未注命的倒角为145，粗糙度为RA50。4不允许有影响质量和使用性能的裂纹，气孔及夹渣。5允许用焊补的方法对铸件的缺陷做工艺上的合理修补，但修补后零件的机械强度和使用性能不得降低并符合图样要求，螺钉及其附近不允许有焊补。6非加工面涂防锈漆。223零件的工艺分析零件的主要加工为小端面14个孔和大端面8个孔。这些孔与内腔孔的位置精度要求比较高，且要求与端面的垂直度保证。加工时得把内腔孔和端面作为其精度依据。224确定工序间余量根据上表,该工位的余量分别为小孔钻101MM、扩120MM大孔钻173MM、扩198MM225零件的工艺方案1粗，精车40MM的凸台面和待加工零件右端面，以左端面定位，在专用立式车床进行加工，采用专用夹具；2粗,精车180MM和213MM，330MM外圆柱面，以右侧外圆柱面定位在CA6140普通车床上加工，采用专用夹具；3粗，精铣待加工零件左端面和330MM左端面，以心轴定位，在专用铣床上加工，采用专用夹具；4粗，半精镗右135MM和140MM的内圆孔面，以180MM外圆柱面及左端面定位，在专用卧式镗床上进行加工，采用专用夹具；5粗，半精镗左135和136MM的内圆孔面，以右135MM内圆孔面及40MM的凸台面定位，在专用卧式镗床上进行加工，采用专用夹具；6钻、扩加工8个20MM连接孔和14个M126H螺纹孔，在专用卧式双面组合机床上加工，采用专用夹具；7铰加工8个20MM连接孔，在专用组合机床上加工，采用专用夹具；8攻丝14个M126H螺纹孔，在专用组合机床上加工，采用专用夹具；9铣削宽为23MM的圆环槽，在专用铣床上加工，采用专用夹具；10倒角C1、C2；11热处理；12去毛刺；13研磨135MM和136MM的内圆孔面，在专用卧式双面镗床上进行加工，采用专用夹具；14去毛刺，清理；15终检；现就针对双面钻孔这道工序设计一台组合机床。这些要加工的孔都是按圆周分布的，那么采用同一工位上对各个孔同时精加工比较理想。孔的位置精度要求比较高，所以采用固定夹具的单工位组合机床。考虑到若用一个多轴箱，势必要把这么多的两组钻头装到一起，这样对多轴箱的设计、零件加工还是钻模的设计都带来很多麻烦，所以综合下来选用两个多轴箱两个方向同时加工，加工时的受力也会平衡一点，这样最理想的就是卧式双面钻孔组合机床了。夹具结构通常有液压试、电动式、翻转式等几种常用形式。由于本零件尺寸、质量都较大，采用电动式不太方便，而采用翻转式，使用手动来夹紧不太方便且效率低。故采用液压式夹具，既省力，又节约了时间，利于提高生产率。23切削用量的确定231切削用量的选择方法1应尽量做到合理选用所有刀具，充分发挥其使用性能。2复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命。保证刀具应有的使用寿命，进给量按复合刀具最小直径选择，切削速度按复合刀具最大直径选择。3多轴钻孔主轴刀头均需定向快速进退，各钻轴转速应相等或成整数倍。4选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度。5确定切削用量时，还需考虑动力滑台的性能。232切削用量的确定此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等请联系扣扣九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载该论文已经通过答辩3组合机床总体设计“三图一卡”31被加工零件工序图311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，表示在一台机床上或一条自动上完成的工艺内容、加工部位的尺寸精度、技术要求、加工用定位基准、夹压部位、以及被加工零件的材料、硬度和在和在本机床加工前毛胚情况的图纸。它是原有的工件图基础上，以突出本机床或自动线加工内容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据。被加工零件工序图应包括以下内容1）在图上应表示出加工零件的形状，尤其是要设置中间导向时，应表示出工件内部筋的布置和尺寸，以便检查工件装进夹具是否相碰，以及刀具通过的可能性。2）在图上应表示出工件加工用基面和加压的方向和位置，以便依次进行夹具的支撑、定位及夹压系统的设计。3）在图上应表示出加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、位置尺寸及精度和技术条件（包括上道工序的要求及本机床保证的部分）。4）图中应表示出加工零件的名称、材料、编号、硬度及被加工部位的余量。312编制被加工零件工序图的注意事项1本机床加工部位的位置尺寸应由定位基准直接发生关系。当本工序定位基准与设计基准不符时，必须对加工部位的位置精度进行分析和换算，并把不对称公差换算成对称公差。2对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析。3当本工序有特殊要求时必须注明。根据本零件的综合分析，零件的加工工序图为32加工示意图321加工示意图的作用和内容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。是表示工艺方案具体内容的机床工艺方案图。它是设计刀具、辅具、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须的重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程；工件、刀具及导向、拖架及多轴箱之间的相对尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量及结构尺寸；接杆、浮动卡头、导向装置、攻丝纹靠模装置等结构尺寸；刀具、导向套间的配合，刀具接杆主轴之间的连接方式及配合尺寸等。322绘制加工示意图的注意事项加工示意图应绘制成展开图。按比例用细实线绘制出工件外形。加工部位、加工表粗实线。必须使工件和加工方法与机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴只画一根，但必须在主轴上标明上标注与工件孔号相对应的轴号。一般主轴的分布不受真实距离的限制。当主轴彼此间很近或需要设置结构尺寸较大的导向装置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相临主轴、刀具辅具导向等是否相互干涉。主轴应从多轴箱端面画起；刀具画加工终了位置。采用标准通用结构只画外轮廓，但必须加注规格代号；对一些专用结构，如专用的刀具、导向、刀杆拖架专用接杆或浮动卡头等，须用剖视图表示其结构，并标注尺寸、配合及精度。当轴数较多时，加工示意图必须用细实线画出工件加工部位分布情况简图，并在孔旁标明相应的代码，以便于设计和调整机床。多面多工位的加工示意图一定要分工位，按每个工位的加工内容顺序进行绘制。并应画出工件在回转工作台或鼓轮上的位置示意图，以便清楚地看出工件及在不同工位与相应多轴箱主轴的相对位置。323选择刀具、导向及有关计算1刀具的选择选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求。只要条件允许，应尽量选用标准刀具。为提高工序集中程度或满足精度要求，可以采用复合刀具。孔加工刀具的直径应与加工部位尺寸、精度相适应，其长度应保证加工终了时刀具螺旋槽离导向套外端面3050MM，以利排屑和刀具磨损后有一定的向前调整量。刀具椎柄插入接杆孔内长度，在绘制加工示意图时应注意从刀具总长中减去。本零件加工时刀具选用如下小孔钻锥柄钻扩复合刀具刀具直径钻部分101MM，扩部分1200MM，刀具总长度208MM，工作长度钻部分316MM，扩部分20MM。大孔钻锥柄钻扩复合刀具刀具直径扩部分198MM，钻部分173MM，刀具总长度336MM，工作长度扩部分54MM，钻部分40MM。2导向结构的选择组合机床加工孔时，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的。因此，正确选择导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。大孔加工示意小孔加工示意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的联系结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给抗力和主轴刀具系统结构。如刀杆有浮动连接或刚性连接，主轴则有短悬伸钻孔主轴和长悬伸钻孔主轴。主轴轴颈尺寸规格应根据选定的切削用量计算出切削转矩T，根据公式初定直径D，并考虑便于生产管理，适当简化规格。综合考虑加工精度和具体工作条件，选定外伸长度L、外径D和内径D1及配套的刀具接杆模氏锥度号等。对于精镗类主轴，因其切削转矩T较小，如按T值确定主轴直径，则刚性不足。因此，应按加工孔径镗杆直径浮动卡头规格主轴直径的顺序，逐步推定主轴直径。大多轴箱主轴44198268DBMM取30MM大主轴选用滚珠轴承主轴参数D50MMD36MML115MM孔深接杆莫式锥号为2106L小多轴箱主轴441983625DBMM由于主轴间距比较小，所以主轴取20MM参数D30MMD20MML115MM孔深接杆莫式锥号为1174L4选择接杆大主轴接杆莫氏236DM136T小主轴接杆莫氏120205联系尺寸首先从同一多轴箱上所有刀具中找出影响连系尺寸的关键刀具，是其接杆最短，以获得加工终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需的最小距离，并据此确定全部刀具、接杆、导向拖架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注直径、长度、（D/D）、外伸长度L；刀具结构尺寸需标注直径和长度；导向结构尺寸应标注直径、长度、配合；工件至夹具之间的尺寸需标注工件离导套端面的距离；还需标注托架与刀具之间的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。多轴箱端面到工件端面之间的距离是加工示意图上最重要的联系尺寸。为使所设计的机床结构紧凑，应尽量缩小这一距离。这一距离取决于两个方面一是多轴箱上刀具、接杆、主轴等结构和相互联系所需的最小联系尺寸；二是机床布局所需要的最小联系尺寸。6切削用量各主轴的切削用量应标注在相应主轴后端。其内容包括主轴转速NI、相应刀具的切削速度VI、每转进给量FI和每分钟进给量FM。同一多轴箱各主轴的每分钟进给量是相等的，等于动力滑台的工进速度VF,及FMVF。7动力部件工作循环及行程的确定1）工作进给长度的确定大孔MML工120756103L工小孔MM120364L工2）快速引进长度的确定快速引进是指动力部件把刀具送到工件进给位置，其长度按具体长度确定。本工序中大小孔都确定为200MM3）快速退回长度的确定快速退回的长度等于快速引进和工作进给长度之和。大孔为303MM，小孔为246MM。4）动力部件总行程的确定动力部件总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离和刀具装夹时及刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴中取出时，动力部件需后退的距离。因此，动力部件总行程为快退行程与前后备量之和。本工序中大孔前备量为50MM，后备量为300MM，总行程为653MM。小孔前备量为50MM，后备量为300MM，总行程为596MM。加工示意图33机床联系尺寸总图331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的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以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件的安装位置、相互关系、运动关系和操作防卫的总体布局图。用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适。它可以看成是机床总体外观总图。机床联系尺寸总图表示的内容1）表明机床的配置形式和总布局。以适当数量的视图，用统一比例画出各主要部件的外廓形状和相互位置。表明机床基本形式及操作者位置等。2）完整齐全地反映各部件的主要的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及各滑台工作循环总的工作行程和前后备量尺寸。3）标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件，不得遗漏。4）标明机床验收标准及安装规程。332绘制机床联系尺寸总图之前应确定的内容1选择动力部件动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。根据一定的工艺方案和机床配置形式并结合修理等因素，确定机床为卧式双面液压传动组合机床，液压滑台实现工作进给运动，选用配套的动力箱驱动多轴箱。动力箱规格要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。在不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱尚未设计出来之前，按下列简化公式进行估算P多轴箱P切削/P切削消耗于个主轴的切削功率的总和，单位为KW多轴箱的传动效率，加工黑色金属取0809,加工有色金属使取0708；主轴数多、传动复杂时取小值，反之取大值。这里取081大孔4253KW08P总多轴箱选择动力箱功率75KW输出转速为7201TD/MINR2小孔3642KW08P总多轴箱选择动力箱功率55KW输出转速为4801TD4/MINR2确定机床装料高度H装料高度一般是自工件安装基面至地面的垂直距离。在确定机床装料高度时，首先要考虑工人操作的方便性；对于流水线要考虑车间运送工件的滚道高度；对于自动线要考虑中间底座的足够高度，以便允许内腔通过随行夹具返回系统或冷却排屑系统。其次是机床内部结构尺寸限制和刚度要求。实际设计时常在8501060之间选取。本次机床装料高度取1192MM，并采用踏板形式。3确定夹具轮廓尺寸工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具底座轮廓尺寸的基本依据。具体要考虑布置工件的定位、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和面积需要。本夹具轮廓尺寸为长600MM，宽600MM，高950MM。4确定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸，在长宽向应满足夹具的安装需求。它在加工方向的尺寸，由加工示意图确定，本工序的中间底座尺寸为长650MM,宽650MM,高630MM。5确定多轴箱轮廓尺寸标准通用钻、镗类多轴箱的厚度是一定的，卧式为325MM，立式为340MM。因此，确定多轴箱尺寸，主要是确定多轴箱的宽度B和高度H及最低主轴高度H。根据实际情况，由于动力箱的选择，我们可以初定大小多轴箱的轮廓尺寸了，大孔用多轴箱规格为630X630，小孔用多轴箱规格为630X500。34生产率计算卡根据加工示意图所确定的工件循环及切削用量等，就可以计算机床生产率并编制生产率计算卡。生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量、动作时间、生产纲领既负荷率等关系的技术文件。它是用户验收机床生产率的重要依据。1理想生产率Q指完成年生产纲领A（包括备品及废品率在内）所要求的机床生产率。它与全年工时数有关，一般情况下，单班制工作时1950H；两班制3900H；KTKTKTQ（件/H）KAT2实际生产率1Q指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。（件/H）160QT切辅单式中生产一个零件所需的时间（MIN）；单机加工时间（MIN），包括动力部件工作进给和死挡铁停留时间辅。即T停12FFLTTV切停式中，分别为刀具第一，第二工作进给行程长度MM；12，分别为刀具第一，第二工作进给量MM/MIN；FVF当加工沉孔，止孔，倒角等时，动力滑台在死挡铁上的停留时T停间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转510转所需要的时间MIN；辅助时间（MIN），包括快进时间，快退时间，工作台移动或转T辅位时间装卸工件时间；即T移T装34FKLTTV移辅装，分别为动力部件快行程长度，快退行程长度（MM）；3L4动力部件的快速移动速度（MM/MIN）；FKV工作台移动或转位时间（MIN），一般为005013；T移装卸时间（MIN），一般为0515。装3机床负荷率机床负荷率按下式1KQTA式中Q机床理想生产率（件/H）；A年生产纲领（件）；年工作时间（H）；单班制工作时1950H；两班制3900H；KTKTKT机床负荷率一般以7590为宜。机床复杂时取小值，反之取大值。本题生产率的计算列表生产率计算卡图号毛坯种类铸铁名称汽车减速器壳毛坯重量被加工零件材料QT40017硬度175255HBS工序名称钻，扩工序号工时/MIN序号工步名称工作行程MM转速R/MIN进给量MM/R进给量MM/MIN工进时间辅助时间1安装工件032工件定位，夹紧0053左滑台快进20050000044右滑台快进20050000045左滑台工进100240025601676右滑台工进404800188640467左死挡铁停留0018右死挡铁停留0019左滑台快退300500000610右滑台快退2405000004811工件松开00512卸下工件03累计167081单位总工时248机床生产率2419件/小时理论生产率30件/小时备注机床负荷率814多轴箱设计41大多轴箱的设计411绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计的原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。图示12为本组合机床多轴箱设计原始依据图。采用的是通用多轴箱，根据孔的位置也就确定了多轴箱主轴的分布形式。大端面多轴箱选的规格为630630MM，小端面多轴箱的规格为630500MM。大多轴箱原始依据图主轴外伸尺寸（MM）切削用量轴号D/DL工序内容NR/MINVM/MINFMM/R各主轴外伸尺寸量及切削用量如下表412主轴，齿轮的确定及动力计算1主轴型式和直径，齿轮模数的确定主轴的型式和直径，主要取决于工艺方法，刀具主轴联接结构，刀具的进给抗力和切削转距。钻孔常采用滚珠轴承主轴。长主轴采用接杆与刀具连接，靠钻套导向。齿轮模数M（单位MM）一般用类比法确定，也可按公式估算，以驱动轴齿轮估算3375020223490PZN式中P齿轮所传递的功率，单位为KW；Z一对啮合齿轮中小齿轮齿数；N小齿轮转速，单位为R/MIN。多轴箱中齿轮模数常用2，25，3，35，4几种。为便于组织生产，同一多轴箱中的模数规格最好不要多于两种。本设计的多轴箱中输入齿轮模数采用4MM，其余齿轮模数采用3MM。2多轴箱所需动力的计算由上面切削用量计算时得出的数据切削力0860806217352374FDFHBN切削转矩190191826MM切削功率407478TVPKW8052K总3总多轴箱3选择主轴支承的配置形式1850/36115钻173、扩19824015025滚珠轴承主轴，前支撑为向心球轴承和推力轴承，后轴承为向心球轴承或圆锥滚子轴承，前支撑的推力球轴承设置在深沟球轴承的前边，承受的轴向力大，适合于钻孔工序。413传动件设计对多轴箱传动系统的一般要求1在保证主轴的强度，刚度，转速和转向的前提下，力求使传动轴和齿轮的规格，数量最少。为此，应尽量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，可采用变位齿轮或微略改变传动比的方法解决。2尽量不用主轴带动主轴的方案。3为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1/2（最佳传动比为11/15），后盖内齿轮传动比允许取至1/31/35；尽量避免用升速运动。4驱动轴直接带动的转动轴数不能超过两根，以免给装配带来麻烦。拟订多轴箱传动系统的基本方法是把全部主轴中心尽可能分布在几个同心圆上，在各个同心圆的圆心上分别设置中心传动轴；非同心圆分布的一些主轴，也宜设置中间传动轴；然后根据已经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传动轴；最后通过合拢传动轴与动力箱驱动轴连接起来。414拟订传动路线大多轴箱（如果采用中间设定一传动轴，直接带动4根主轴，分成两排交错，共带动8根主轴的话，那么我想要的传动比1/3就没法实现了，所以只有采用在中间环节再设定传动轴的方案）由于18轴在同心圆上面均布，可以在中心处设置一传动轴同时带动8根主轴，但是考虑到要求传动比控制在11/15，所以在中心轴与主轴之间在设置一圈4根传动轴，以达到比较理想的传动比。根据所选择的动力箱的规格，其输出转速为720R/MIN，和主轴所需要的转速240R/MIN，得出总的传动比为13。共有8根主轴，为了减少传动轴使整个多轴箱内结构比较紧凑，用一根传动轴带动两根主轴，中间传动环节共设置4根传动轴，传动轴1带动主轴1、2；传动轴2带动主轴3、4；传动轴3带动主轴5、6；传动轴4带动主轴7、8。再把传动轴1、2、3、4连到传动轴9上，成同心均布，传动轴0由驱动轴带动。（2）根据原始依据图，算出驱动轴，主轴坐标，如表主轴坐标和驱动轴坐标尺寸坐标销O1驱轴O主轴1主轴2主轴3主轴4主轴5主轴6主轴7主轴8X0000256000256000362230402500362230265000167770127500167770Y0000129500415000374630277500180270140000180270277500374630415确定传动轴位置及齿轮数1确定传动轴9上的齿轮驱动轴0的位置已固定了，总的传动比为1/3，考虑到本多轴箱的特殊性，主轴和传动轴的分布比较的集中，到最后设置油泵位置的时候不可能考虑由中间的传动轴带动，也不能用主轴来带动，所以只能在外围另外设置传动轴来带动。但是还要考虑到不能和其他轴产生在箱体上的干涉，所以要求第一级传动的齿轮不能太小，以免影响到油泵轴在箱体上的布置。油泵轴的理想转速为550800R/MIN，驱动轴的转速为720R/MIN，通过适当的传动比可以达到理想的效果。因为主轴的位置成圆周均布，所以在其中心设置传动轴是最理想的方式，为使箱内的结构紧凑，尽量避免使用升速传动，所以预定的设计是在其中心设一根传动轴，再用这根传动轴来带动4根传动轴，这4根传动轴每一根都带动两根主轴。为使主轴齿轮不至于过大，往往最后一级采用升速传动，固在这个多轴箱内采用的传动是先降速再升速。总的传动比为1/3，为了使箱内的传动比简单一些，在第一级传动上面可以采用传动比大一些，后盖内允许采用传动比1/31/35。初定一级上大齿轮的齿数为52，已知驱动轴齿轮齿轮为22，模数为4，分度圆直径为88MM。传动比，则余下的传动比为。其他的2/51364I1/3/269I齿轮采用的模数为3，初定传动轴9上的小齿轮齿数为23，则分度圆直径为9Z69MM，先试一下能不能再这一级传动中把取下的传动比都消化掉，按这样计算的话，,选齿数为29，则Z1的分度圆直径为87MM，确切的传动比为1237921Z，可以满足传动比的要求了，那么最后一级传动比可以设定为6/86I11。从图中测得传动轴1与主轴一的中心距为7192MM，近为72MM，则正好符合齿轮模数为3的要求，也就得出传动轴1上的齿轮和主轴的齿轮齿数均为24，但是又考虑到后面油泵轴位置的时候，为了不使其产生干涉，把最后一级齿轮做了下调整，采用7569的方式，在所要的速度方面也可以接受。2确定油泵轴的位置和齿数纵观多轴箱的齿轮分布图，可以在传动轴9的大齿轮上带动一根传动轴10，把油泵轴与轴10连接，这样就解决了空间布置部件干涉的问题了。首先要合理安排传动轴10的位置，为使其在箱体上占用的位置不与主轴发生干涉，有作图初定其分度圆直径为168MM，齿数为42。其转速为，再设一个升820737/MIN16NR速的传动与油泵轴齿轮相连，查阅油泵轴的资料，这里选用油泵的齿数为16，模数3，把传动比设为2之后，油泵轴的转速为754R/MIN油泵轴的理想转速为550800R/MIN,符合要求。3确定手柄轴的位置从上面可知，把传动轴10正好做为手柄轴了，齿数为42，模数4。综所上述DMMMZ位置驱动轴齿轮88422固定传动轴9大齿轮208452与驱动轴齿轮配合在其中心线上传动轴9小齿轮69323传动轴14齿轮187329传动轴14齿轮275325均布在以传动轴9为中心的直径156MM的圆上主轴18齿轮69323均布在以传动轴9为中心的直径275MM的圆上油泵轴齿轮48316以轴9为原点，其坐标为X7194、Y17369输出的主轴转速为，符合要求。8697572023/MINNR416主轴和传动轴装配表主轴和传动轴装配表齿轮（MZD1T074142）外购件轴号轴径轴的型号滚动轴承GB/T2979413030T072241323248206K、206（2）23030T072241323248206K、206（2）33030T072241323248206K、206（2）43030T072241323248206K、206（2）53030T072241323248206K、206（2）63030T072241323248206K、206（2）73030T072241323248206K、206（2）83030T072241323248206K、206（2）93030T073143325243292475062103030T073143325243292475062113030T073143325243292475062123030T073143325243292475062133535T073144323243232475062143030T0736443232421624442327506215油泵轴（BZ1R122）及齿轮（31612）套（标记见注1）标准件轴号12345GB109679键GB82183螺母GB85888垫圈1302930183026B820M2815282302930183026B820M2815283302930183026B820M2815284302930183026B820M2815285302930183026B820M2815286302930183026B820M2815287302930183026B820M2815288302930183026B820M281528930245302453026302B82022M28152281030245302453026302B82022M28152281130245302453026302B82022M28152281230245302453026302B82022M281522813352153521535263516352B10202B10282M331523314302453024530263016302B1020B10282M281522815B620注1套的标记分别为301T072151；351T072151；301T072167；351T0721672键，轴承栏中（）内表示数量。42小多轴箱的设计421绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计的原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。图示12为本组合机床多轴箱设计原始依据图。采用的是通用多轴箱，根据孔的位置也就确定了多轴箱主轴的分布形式。小端面多轴箱的规格为630500MM。小多轴箱原始依据图各主轴外伸尺寸量及切削用量如下表主轴外伸尺寸量及切削用量422主轴，齿轮的确定及动力计算1主轴型式和直径，齿轮模数的确定以驱动轴齿轮估算3350202245780PMZN式中P齿轮所传递的功率，单位为KW；Z一对啮合齿轮中小齿轮齿数；N小齿轮转速，单位为R/MIN。本设计的多轴箱中输入齿轮模数采用4，其余齿轮模数采用2。2多轴箱所需动力计算主轴外伸尺寸（MM）切削用量轴号D/DL工序内容NR/MINVM/MINFMM/R11422/1885钻101、扩12048015018由上面切削用量计算时得出的数据切削力0860806221215842FDFHBN切削转矩190939MM切削功率435471TVPKW1026总34K8总多轴箱3选择主轴支承的配置形式滚针轴承主轴，前后支撑都为滚针轴承和推力轴承，适用于轴间距离比较小的情况。423传动件设计对多轴箱传动系统的一般要求1）在保证主轴的强度，刚度，转速和转向的前提下，力求使传动轴和齿轮的规格，数量最少。为此，应尽量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，可采用变位齿轮或微略改变传动比的方法解决。2）尽量不用主轴带动主轴的方案。3）为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1/2（最佳传动比为11/15），后盖内齿轮传动比允许取至1/31/35；尽量避免用升速运动。4）驱动轴直接带动的转动轴数不能超过两根，以免给装配带来麻烦。拟订多轴箱传动系统的基本方法是把全部主轴中心尽可能分布在几个同心圆上，在各个同心圆的圆心上分别设置中心传动轴；非同心圆分布的一些主轴，也宜设置中间传动轴；然后根据已经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传动轴；最后通过合拢传动轴与动力箱驱动轴连接起来。424拟订传动路线小多轴箱（比大多轴箱的问题更复杂，因为轴间的距离比较小，所有的传动设计都受到其限制，必须围绕它来解决传动路线）由于114轴在同心圆上面均布，可以在中心处设置一传动轴同时带动14根主轴，但是考虑到要求传动比控制在11/15，所以在中心轴与主轴之间在设置一圈8根传动轴，以达到比较理想的传动比。根据所选择的动力箱的规格，其输出转速为480R/MIN，和主轴所需要的转速480R/MIN，得出总的传动比为11。共有14根主轴，为了减少传动轴使整个多轴箱内结构比较紧凑，用一根传动轴带动两根主轴，中间传动环节共设置8根传动轴，传动轴1带动主轴1；传动轴2带动主轴2、3；传动轴3带动主轴4、5；传动轴4带动主轴6、7；传动轴5带动主轴8；传动轴6带动主轴9、10；传动轴7带动主轴11、12；传动轴8带动主轴13、14。再把传动轴18连到传动轴9上，成同心均布，传动轴0由驱动轴带动。根据原始依据图，算出驱动轴，主轴坐标，如表主轴坐标和驱动轴坐标尺寸坐标销O1驱轴O主轴1主轴2主轴3主轴4主轴5主轴6主轴7主轴8X0000256002560029466319803366034250336603198026500Y0000129503550034910332303071627750247842227020000坐标主轴9主轴10主轴11主轴12主轴13主轴14X235352102019340187501934021020Y205902227024784277503071633230425确定传动轴位置及齿轮数1确定主轴的齿轮因为轴间距离非常的小，所以只能选用模数为2，齿数为16的齿轮，才能使其在设计中不产生干涉。2确定传动轴9上的齿轮这里总共有14根主轴，成环形均匀分布，若只用一个大齿轮带动全部14根主轴的话太够吃力，安装也不比较麻烦，传动比也不理想，所以引用大多轴箱的设计，在其中在设立中间传动轴，每根传动轴带动一根或两根主轴，总共设8根。再把8根传动轴分两组连到中心传动轴上面，这样传动分布比较合理，结构也紧凑。不过还是要考虑其中的齿轮大小分布，不能产生干涉，在画示意图中发现中间传动轴的齿轮选用和主轴一样的时候，中心传动轴正好可以用模数为2齿数为32的齿轮，满足要求。这样初端的传动比为21。3确定驱动轴上的齿轮选用的是和大多轴箱一样的动力箱，所以这里也用一样的齿轮，参数为模数4齿数22。4确定传动轴10上的齿轮目标传动比为11，所以从驱动轴出来到中心传动轴的减速比为12。那么先把中心传动轴上面的大齿轮定下来了，参数模数4齿数44。因为中心到驱动轴之间的距离为148MM，所以必须在中心轴与驱动轴之间再设传动轴10，初定其齿数为31。5确定手柄轴齿轮设置的传动轴10正好可以用来做手柄轴6确定油泵轴齿轮纵观多轴箱的齿轮分布图，可以把传动轴10与油泵轴连接，这样就解决了空间布置部干涉的问题了。传动轴10的转速为，再设一个升8403/MIN12NR速的传动与油泵轴齿轮相连，查阅油泵轴的资料，这里选用油泵的齿数为16，模数3，把传动比设为2之后，油泵轴的转速为660R/MIN油泵轴的理想转速为550800R/MIN,符合要求。综所上述DMMMZ位置驱动轴齿轮88422固定传动轴9大齿轮208452传动轴9小齿轮64232与驱动轴齿轮配合在其中心线上传动轴18齿轮132216传动轴14齿轮232216均布在以传动轴9为中心的直径96MM的圆上传动轴10齿轮1124431传动轴10齿轮296248以0为原点，其坐标为X9972、Y3595主轴114齿轮32216均布在以传动轴