机械毕业设计（论文）-犁刀变速齿轮箱体钻孔攻丝双工位组合机床【双侧4-M8】

1、摘要本设计介绍了犁刀变速齿轮箱体多轴箱的设计，其中包含了零件加工工艺确实定，设计中首先要了解工件的加工工艺路线及工序的计算，确定攻螺纹主轴的直径，初步选用电机型号及机床各局部部件。编制三图一卡被加工零件工序图，加工示意图，机床联系尺寸图，机床生产率计算卡。在多轴箱设计中，确定传动系统，计算主轴坐标，传动部件的校核及主轴箱的总图绘制。本设计将钻孔、攻丝两工艺结合为一体，降低了机器本钱，而且节省了加工时间，提高了工作生产效率。关键词： 齿轮箱体 组合机床 总体设计 攻丝多轴箱 AbstractThe design on the Lidao Biansuchilun Box axlebox more

2、 than the design, which includes parts of the processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece in the processing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice of motor Model and some parts of the machine. F

3、igure 1 of the three cards (the processing parts process map, diagram processing, machine tools Contact size map, machine tool productivity calculation card). In multi-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindle box and check the tota

4、l mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words: Gear Box The Combination of Machine Tools Design multi-axle Box Tapping全套设计，请加12401814目录 TOC o 1-3 h z u HY

5、PERLINK l _Toc202159395 摘要 PAGEREF _Toc202159395 h I HYPERLINK l _Toc202159396 Abstract PAGEREF _Toc202159396 h II HYPERLINK l _Toc202159397 第一章 组合机床概述 PAGEREF _Toc202159397 h 1 HYPERLINK l _Toc202159398 第二章 犁刀变速齿轮箱体工艺分析 PAGEREF _Toc202159398 h 5 HYPERLINK l _Toc202159399 2.1 被加工零件的功用 PAGEREF _Toc20

6、2159399 h 5 HYPERLINK l _Toc202159400 2.2 编制工艺规程及分析 PAGEREF _Toc202159400 h 5 HYPERLINK l _Toc202159401 2.2.1 被加工零件的技术要求 PAGEREF _Toc202159401 h 5 HYPERLINK l _Toc202159402 2.2.2 计算生产纲领 PAGEREF _Toc202159402 h 5 HYPERLINK l _Toc202159403 2.2.3 毛坯的选用 PAGEREF _Toc202159403 h 6 HYPERLINK l _Toc20215940

7、4 2.3 零件加工工艺路线的拟定 PAGEREF _Toc202159404 h 7 HYPERLINK l _Toc202159405 2.3.1 工件定位 PAGEREF _Toc202159405 h 7 HYPERLINK l _Toc202159406 2.3.2 定位基准的选择 PAGEREF _Toc202159406 h 8 HYPERLINK l _Toc202159407 2.3.3 工序的集中和分散 PAGEREF _Toc202159407 h 8 HYPERLINK l _Toc202159408 2.3.4 加工工序的设计 PAGEREF _Toc20215940

8、8 h 9 HYPERLINK l _Toc202159409 2.3.5 热处理的安排 PAGEREF _Toc202159409 h 9 HYPERLINK l _Toc202159410 2.3.6 初步拟定工艺规程 PAGEREF _Toc202159410 h 9 HYPERLINK l _Toc202159411 2.4 攻丝切削用量的选择 PAGEREF _Toc202159411 h 10 HYPERLINK l _Toc202159412 第三章 钻孔、攻丝组合机床的结构设计 PAGEREF _Toc202159412 h 11 HYPERLINK l _Toc2021594

9、13 3.1 组合机床的配置形式的选择 PAGEREF _Toc202159413 h 11 HYPERLINK l _Toc202159414 3.2 动力部件的选择 PAGEREF _Toc202159414 h 11 HYPERLINK l _Toc202159415 3.3 通用部件选择 PAGEREF _Toc202159415 h 12 HYPERLINK l _Toc202159416 3.3.1 主轴箱的轮廓尺寸确实定 PAGEREF _Toc202159416 h 12 HYPERLINK l _Toc202159417 3.3.3 侧底座 PAGEREF _Toc20215

10、9417 h 13 HYPERLINK l _Toc202159418 3.3.4 中间底座 PAGEREF _Toc202159418 h 14 HYPERLINK l _Toc202159419 3.3.5 动力部件工作行程及循环确实定 PAGEREF _Toc202159419 h 14 HYPERLINK l _Toc202159420 3.3.7 初步确定装料高度 PAGEREF _Toc202159420 h 15 HYPERLINK l _Toc202159421 第四章 绘制“三图一卡 PAGEREF _Toc202159421 h 16 HYPERLINK l _Toc202

11、159422 4.1 绘制被加工零件工序图 PAGEREF _Toc202159422 h 16 HYPERLINK l _Toc202159423 4.2 绘制被加工零件加工示意图 PAGEREF _Toc202159423 h 16 HYPERLINK l _Toc202159424 4.3 机床联系尺寸图的绘制 PAGEREF _Toc202159424 h 18 HYPERLINK l _Toc202159425 4.4 专用机床生产率计算卡的编制 PAGEREF _Toc202159425 h 18 HYPERLINK l _Toc202159426 4.4.1 生产率的计算 PAG

12、EREF _Toc202159426 h 18 HYPERLINK l _Toc202159427 4.4.2 编写生产率计算卡 PAGEREF _Toc202159427 h 20 HYPERLINK l _Toc202159428 第五章 组合机床攻螺纹多轴箱设计 PAGEREF _Toc202159428 h 21 HYPERLINK l _Toc202159429 5.1 攻螺纹概述 PAGEREF _Toc202159429 h 21 HYPERLINK l _Toc202159430 5.2.1 内容及考前须知 PAGEREF _Toc202159430 h 21 HYPERLIN

13、K l _Toc202159431 5.2.2 主轴外伸尺寸及切削用量 PAGEREF _Toc202159431 h 22 HYPERLINK l _Toc202159432 5.3 主轴齿轮确实定及计算 发 PAGEREF _Toc202159432 h 22 HYPERLINK l _Toc202159433 5.3.1 主轴形式和直径，齿轮模数确实定 PAGEREF _Toc202159433 h 22 HYPERLINK l _Toc202159434 5.3.2 多轴箱所需动力计算 PAGEREF _Toc202159434 h 23 HYPERLINK l _Toc2021594

14、35 5.4 多轴箱的传动设计 PAGEREF _Toc202159435 h 24 HYPERLINK l _Toc202159436 5.4.1 对多轴箱的传动系统的一般要求 PAGEREF _Toc202159436 h 25 HYPERLINK l _Toc202159437 5.4.2 拟订多轴箱传动系统的方法 PAGEREF _Toc202159437 h 25 HYPERLINK l _Toc202159438 5.5 主轴、传动轴坐标计算 PAGEREF _Toc202159438 h 28 HYPERLINK l _Toc202159439 加工基准坐标系xoy，计算主轴驱动

15、轴坐标 PAGEREF _Toc202159439 h 28 HYPERLINK l _Toc202159440 5.5.2 验算中心误差 PAGEREF _Toc202159440 h 30 HYPERLINK l _Toc202159441 制坐标检查图 PAGEREF _Toc202159441 h 31 HYPERLINK l _Toc202159442 5.6 对传动零件进行校核 PAGEREF _Toc202159442 h 32 HYPERLINK l _Toc202159443 5.6.1 轴的挍核 PAGEREF _Toc202159443 h 32 HYPERLINK l

16、_Toc202159444 5.6.2 齿轮的挍核 PAGEREF _Toc202159444 h 33 HYPERLINK l _Toc202159445 5.7 攻螺纹装置的设计 PAGEREF _Toc202159445 h 35 HYPERLINK l _Toc202159446 5.7.1 攻螺纹靠模机构及卡头 PAGEREF _Toc202159446 h 35 HYPERLINK l _Toc202159447 5.7.2 攻螺纹装置 PAGEREF _Toc202159447 h 35 HYPERLINK l _Toc202159448 5.7.3 攻螺纹行程的控制 PAGER

17、EF _Toc202159448 h 36 HYPERLINK l _Toc202159449 5.8 多轴箱总图及零件图的绘制 PAGEREF _Toc202159449 h 37 HYPERLINK l _Toc202159450 5.8.1 主视图 PAGEREF _Toc202159450 h 37 HYPERLINK l _Toc202159451 5.8.2 展开图 PAGEREF _Toc202159451 h 37 HYPERLINK l _Toc202159452 5.9 多轴箱技术条件 PAGEREF _Toc202159452 h 38 HYPERLINK l _Toc2

18、02159453 第六章 结论 PAGEREF _Toc202159453 h 40 HYPERLINK l _Toc202159454 参考文献 PAGEREF _Toc202159454 h 41 HYPERLINK l _Toc202159455 附录 PAGEREF _Toc202159455 h 42 HYPERLINK l _Toc202159456 致谢 PAGEREF _Toc202159456 h 43第一章 组合机床概述本设计是对齿轮箱体钻孔、攻丝组合机床总体及攻螺纹多轴箱设计。通过本次设计掌握组合机床的工作原理，设计方法和了解组合机床的开展史及未来的开展前景。动力箱 、各

19、种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件，是组合机床通用部件中最根本的部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台。固定在动力箱上的主轴箱是用来布置切削主轴，并把动力箱输出轴的旋转运动传递给各主轴的切削刀具。由于各主轴的位置与具体被加工零件有关，因此主轴箱必须根据被加工零件进行设计。不能制造成完全通用的部件，但其中很多零件如主轴、中间轴齿轮和箱体等是通用的。组合机床在目前被广泛应用。组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为根底，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床，它能够对工件进行多刀，多轴，多面，多工位同时加工

20、。在组合机床上可以完成钻孔，攻丝，铰孔，车削，镗削，磨削及液压等工序。组合机床结构稳定，工作可靠，使用和维修方便，有可重新改装的优越性。其通用零部件可以屡次重复使用。它可以同时从几个方向采用多把道具，对几个工件进加工，大大提高了生产率，而且他还具有设计制造周期短，占地面积小等特点。所以组合机床越来越广泛的被广泛的被应用到各行各业。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。组合机床的通用部件有：床身侧底座、底座包括中间底座和立柱底座、立柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切

21、削头等。对于一些按顺序加工的多工位组合机床，还具有移开工作台和回转工作台。因此，组合机床兼有低本钱和高效率的优点，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。图1-1为各种组合机床配置方案示意图 图1-1各种组合机床配置方案示意图组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。近年来组合机床的主要用户汽车制造厂为了提

22、高产品质量和加强竞争力，对加工设备提出了一些新的要求，如高生产率、缩小加工尺寸的分散度、高可靠性、高利用率和柔性化；此外要求组合机床价格低，交货期短，售后效劳好。这对组合机床行业是一种新的挑战，其中有一些要求相当苛刻的。在不断革新和采用新技术以及一些有关工业及配套件厂的共同努力下，有不少要求已得到满足，在技术上取得了一些新的进展。例如，在对组合机床高生产率方面，要求单线不采用并联线加工大件指缸体、缸盖、变速箱体、变速器壳的生产率到达120-182件/h 100%负荷时，也就是节拍时间为20-30s 或更短。又如，车削活塞变椭圆裙部的数控专门化车床，转速高达5000r/min，生产率可达500件

23、/h。它采用了新颖的往复运动刀架直线伺服电动机驱动、采用计算机磁盘驱动和定位原理，以及滚动导轨铝质套筒形密封结构和高抗振性聚合物人造花岗岩床身等新技术；其加工的外圆公差可达0.0013mm，仅为图纸要求公差的1/2，可以不必再分组的方法进行选择装备，便可做到互换装配，从而减少零件的库存量和分组、保管、配对等手续和管理上的麻烦，更加便于实现“准时制生产。对于组合机床来说到达完全互换装配的加工精度尚有些距离，如精镗汽缸孔的精度目前还只能到达0.02mm，如能到达0.012-0.015mm就可以到达完全互换装配了，在高可靠性和利用率方面，局部组合机床自动线可到达三班制常年生产利用班休间隔进行换刀。当

24、前不但有一个国家内各组合机床制造厂之间存在着竞争，同时还在各国著名机床厂之间也出现了竞争。如美国较著名的组合机床厂Cross公司及其参加的Kearney Cross联营公司由于连年亏损，于1991年被Giddings Lcwis公司收购而消失了。美国是汽车工业兴旺、需要组合机床及其自动线较多的国家。近年来，德国、意大利的几个较著名的组合机床制造厂纷纷打入美国市场，1991、1992两年输入美国的组合机床及其自动线价钱金额达2.8亿美元。由于柔性制造设备和技术的开展和广泛应用，特别是加工箱体件柔性制造单元和柔性制造系统的应用，取代了一局部单一品种生产用的组合机床及其自动线，预计90年代组合机床在

25、机床市场中所占的比例将继续降低。一份1990年发表的美国机床市场调查及预测报告表1-1说明，组合机床在机床市场中所占的份额金额计算，从80年代中期的平均占15%，将到989年的9.3%，预计90年代前半期还将继续下降到7.7%。而加工中心所占比例将上升3个百分点由18%升至21%。另一份报告美国Manufacturing Eninineering.1991.102.No1:18指出，1990-1997年美国柔性制造系统和柔性制造单元的产值将从7.69亿美元增至17亿美元。美国组合机床市场会进一步缩小，也是一种必然的趋势。各国情况不同，但适应市场对产品多样化的要求，利用柔性较大的设备进行多品种生

26、产和易于实现产品的更新换代那么是一种必然的趋势，虽然组合机床也在向柔性化开展，但其柔性毕竟不及柔性制造系统，其应用总是受到一定限制，组合机床市场的缩小将会程度不同地出现。美国组合机床其包括内容与我国比拟接近的产值在金切机床产值中占的比例较高，大多数年份都在20%以上，说明美国组合机床行业是比拟兴旺的。从单台条的平均价值金额看，美国较高，说明美国组合机床自动线的产量较多。意、法两国组合机床的产量和产值虽然较少，但其在金切机床年产值中的比例却高于德国和日本，说明这两国重视组合机床的生产。美国组合机床的常量很少，所占比例较低，未受重视。表1-1美国金属切削机床市场情况及预测组合机床的更新情况，可以每

27、隔几年一次机床拥有量普查中有关各类机床役龄的统计及其所占百分比的数据中推算出来。美国是机床普查工作进行得比拟好的国家，其分类及役龄统计都比拟完整。美国1968-1989年进行了5次机床普查。组合机床包括自动线的拥有量、构成比及役龄的百分比说明组合机床的构成比有些变化，但变化不大；70年代后期构成比最大，80年代又逐渐减少，可以认为70年代后期组合机床在美国的应用到达高潮。从役龄的百分比来分析组合机床的更新情况是，1983年和1989年的0-4年役龄的各占16%和14%，而调查是每五年进行一次，大约每年有3%的新组合机床投入使用，总量变化不大，可以认为其更新率约为3%。从其他几个役龄上看，5-9

28、年役龄的增加了10%，20年以上役龄的减少了16%，组合机床的役龄是更年轻化了。这种情况可以认为有比拟普遍的意义。第二章 犁刀变速齿轮箱体工艺分析2.1 被加工零件的功用箱体的功用箱体零件是机械制造中加工工序较多，劳动量较大的，精度要求高的典型零件。变速箱体是专用机床的关键零件，箱体的质量直接影响到机床的使用功能，箱体内装有许多零件，所以箱体上相应部件作为零件的装配部件的根底，它们之间的相对位置根本上是由箱体来保证的，所以箱体的加工外表的尺寸、形状、位 精度都有非常严格的要求。 2.2 编制工艺规程及分析2.2.1 被加工零件的技术要求犁刀变速齿轮箱体材料为HT200。该材料有较高的强度、耐磨

29、性、耐热性及减振性，适用承受教大应力、要求耐磨的零件。该零件主要加工外表为N面、R面、Q面和2-80H7孔。N面的平面度为0.05mm，直接影响旋耕机与拖拉机变速箱的接触精度及密封。2-80H孔的同轴度0.04mm，与N面的平行度0.07mm，与R面及Q面的垂直度0.1mm以及R面相对Q面的平行度0.005mm，直接影响犁刀传动对N面的平行度及犁刀传动齿轮的啮合精度、左臂壳及右臂壳体孔轴线的同轴度。因此，再加工他们时，最好能在一次装夹下将两孔或两面同时加工出来。2-10F9孔的两孔距尺寸精度140.05mm以及140.05mm对R面及N面的平行度0.06mm，影响旋耕机与变速箱连接时的正确定位

30、，从而影响犁刀与变速箱倒挡齿轮的啮合精度。2.2.2 计算生产纲领犁刀变速齿轮箱体，该产品年生产量为50000件，设其备品率为16%，机械加工废品率为2%，现制定该零件的机加工工艺规程技术要求：1 铸件消除内应力。2 未注明铸造圆角为R2R3。3 铸件外表不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷。4 允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于5mm，深度不大于3mm，相距不小于30mm,整个铸件孔眼不多于10个。45。6 所有螺孔锪90锥孔至螺纹外径。7 去毛刺，锐边倒角。8 同一加工平面上允许有直径不大3mm，深度不大于15mm，总数不超过5个孔眼，两孔之间不小于3mm。9 涂漆按NJ226-31执行。计算犁

31、刀变速齿轮箱体年产量N： N=Qn(1+a%+b%)=5000011+16%+2%) 21 =59000件/年该零件的质量为7kg。根据生产类型与生产纲领的关系。查表3-3生产类型可确定为大量生产。2.2.3 毛坯的选用根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，又零件生产纲领为59000件/年，该零件约为7kg，可知，其生产类型为大批量生产。毛坯的制造方法选用砂型机器造型。又由于箱替零件的内腔及2-80mm的孔须铸出。故还应安放型芯。此外，为消除剩余应力，铸造后安排人工时效。1铸件尺寸公差分为16级，由于是大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型。由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10级，选

32、取铸件箱值为1.0mm。2铸件机械加工余量对成批大量的铸件加工余量由工艺人员手册查得，选取 MA为G级，各表的总余量见表21。由工艺人员手册可查得铸件主要尺寸公差见表22。表21 各加工外表总余量/mm加工外表根本尺寸加工余量等级加工余量数值说明R面Q面N面凸台面孔2-8016816816810680GHGGH45543底面，双侧加工取下行数据顶面降一级，双侧加工侧面，单侧加工取上行数据侧面单侧加工孔降一级，双侧加工表22 主要毛坯尺寸及公差/mm主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTN面轮廓尺寸N面轮廓尺寸N 面距孔80中心尺寸凸台面距孔80中心尺寸孔2-8016816846100+680

33、4+5543+31681775111070442.3 零件加工工艺路线的拟定2.3.1 工件定位 工件在夹具中定位的主要任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。工件位置的正确与否，用加工要求来衡量。能满足加工要求的为正确，反之不正确。一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求其完全一致，但各个工件的位置变动量必须控制在加工要求所允许的范围内。工件定位定那么六点定那么：在空间直角坐标系中，工件可以沿X、Y、Z轴有不同的位置，称工件沿XYZ轴的位置自由度，用、表示；也可以绕X、Y、Z轴有不动的位置，称工件绕X、Y、Z轴的角度自由度，用、表示。

34、用于描述工件不确定性的，称为工件的六个自由度。用于限制工件自由度的固定点，称为定位支承点，简称支承点。用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法那么，称为六点法那么。 对六个自由度的限制可分为以下几类定位：1 工件在夹具中定位，假设六个自由度都被限制时，称为完全定位。2 工件在夹具中定位，假设六个自由度没有被全部限制时，称为局部定位不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：加工通孔或通槽时，沿贯穿的位置自由度可不限制。毛坯本工序加工前是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。加工贯穿的平面时，除可不限制沿两个贯穿的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工外表的角度自由度3 工件在夹具中定位

35、时，假设实际定位支撑点或实际限制的自由度个数少于工序加工要求应予限制的自由度个数，那么工件定位缺乏，称为欠定位。4 工件在夹具中定位，假设几个支撑点重复限制同一个或几个自由度时，称为重复定位。2.3.2 定位基准的选择1 精基准的选择。犁刀变速齿轮箱体的N面和2-10F9孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作为精基准，能使加工遵循“基准重合原那么，实现箱体零件“一孔二面的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样工艺路线遵循了“基准统一的原那么。此外，N面的面积较大，定位比拟稳定、加紧方案也比拟简单、可靠，操作方便。2 粗基准的选择。考虑到以下几点要求，选择箱体零件的重要孔2-80mm

36、孔的与箱体内壁作为粗基准 保证各加工外表均有加工余量的情况下，使重要孔的加工余量尽量均匀； 装入箱内的旋转零件如齿轮、轴套等与箱体内壁有足够的间隙； 能保证定位夹紧可靠。2.3.3 工序的集中和分散1 集中工序的特点： 减少设备的数量，减少了操作工人和生产面积。 减少工序的数目，减少运输工作量，简化了生产方案工序缩短了生产周期。 减少装夹次数不仅有利于提高生产率，而且由于在一次装夹加工许多外表，也易于保证这些外表间的位置精度。 因为采用的专用设备和专用工艺装备数量多而复杂，因此机床的工艺装备的调整维修也很费事，生产准备工作量很大。2 分散的特点： 采用比拟简单的机床和工艺装备，调整容易。 对工

37、人的技术要求低或只经过较短时间的训练。 生产准备工作量小，易于变换产品。 设备数量多，生产面积大。综上所述攻箱体螺纹可采用集中攻螺纹，即箱体上大量螺纹工序集中在一台机床上加工，并与钻床工序分开。这样便于考虑统一的润滑、简化多轴箱传动2.3.4 加工工序的设计确定工序尺寸的一般方法是，由于加工外表的最后工序往前推算，最后工序的尺寸只与工序的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。2.3.5 热处理的安排变速箱体是形状复杂的铸件，必须消除内应力，防止加工和装配以后产生变形，必须合理安排时效处理工序，采用自然或人工时效处理。 2.3.6 初步拟定工艺规程 工艺规程：把工艺过程的操作方法

38、按一定的格式用文件的形式规定下来。通过对箱体的工艺分析和箱体的技术要求来制定箱体的加工路线，由于箱体的年产量为59000台/年，为大批量生产，尽量选用专用机床加工，提高生产率。 拟订的加工工艺:序号工序内容简要说明铸造时效消除内应力涂底漆防止生锈10粗铣N面先加工基准面20钻扩铰2-10F9至2-9F7，孔口倒角145。钻孔4 -13留精铰余量30粗铣R面及Q面先加工面40铣凸台面50精镗孔2-80，孔口倒角145后加工孔粗加工结束60精铣N面精加工开始70精铰孔2-10F9至2-10F7工艺要求提高工艺精准度80精铣R面及Q面先加工面90精铰孔2-80H7后加工孔100钻20。扩铰球形孔S3

39、0H9,钻4-M16螺纹底孔，孔口倒角145，攻螺纹4-M6-6H次要加工面在后面加工110锪平面4-22120钻8-M12螺纹底孔，空口倒角145，钻铰孔2-8N8，孔口倒角145130攻螺纹8-M12-6H工序分散平衡节拍140检验150入库2.4 攻丝切削用量的选择查?机械加工工艺手册?选取所需刀具，选用M12细柄机用丝锥。攻螺纹切削转矩： T-切削转矩NmmD-主轴直径mm-工件螺距mm由得螺纹直径D=12mm ，取 那么=14600Nmm切削功率 P 22T 切削转矩NmmV 切削速度m/min转速。查?机床设计手册?表6-19知：高速钢丝锥攻螺纹切削速度为48m/min(加工材料为

40、铸铁)，即转速较大，取实际转速n=200r/min，那么实际切削速度v=nP1000=0.3KW第三章 钻孔、攻丝组合机床的结构设计3.1 组合机床的配置形式的选择本设计是对犁刀齿轮箱体钻孔、攻丝的组合机床设计。根据犁刀齿轮箱体结构和大批量生产采用双面加工的组合机床和液压自动加紧结构以便提高生产效率。 图3-1 机床总体布置图其总体布置如图31所示。3.2 动力部件的选择动力部件的选择主要是确定动力箱和动力滑台。已经确定为卧式双面齿轮传动组合机床，选用配套的动力箱驱动多轴箱攻螺纹主轴。动力箱规格要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所传递的切削功率来选用。 P 31 P 消耗主轴的切削功率总和

41、 多轴箱的传动功率此处删减NNNNNNNN字需全套设计请联系12401814将全部主轴的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，然后根据以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，最后用合拢传动轴与动力箱驱动轴连接起来。1 确定主轴分布类型将主轴划分为各种分布类型，被加工零件上加工孔的位置是多种多样的，但大致可规纳为：同心圆分布、直线分布和任意分布三种类型。本设计为直线分布和同心圆分布相结合。同心圆分布：可在同心圆处分别设置中心传动轴，由其上一个或两个齿轮来带动各主轴，直线分布：可在两主轴中心连线的垂直平分线上设置传动轴，由其上一个或几个齿

42、轮来带动。直线分布：可在同心圆处分别设置中心传动轴，其上的一个或几个不同排数齿轮来带动各主轴。2确定驱动转速，转向及在主轴箱上的位置 驱动轴的转速按动力箱型号选定；当采用动力滑台时，驱动轴旋转方向可任意选择。查动力部件：动力箱的参数可知：TD32的驱动轴转速为：470 r/minmm，驱动轴布置在多轴箱宽度方向的中心位置。用最少的传动轴及齿轮副把驱动轴和各轴连接起来。齿轮传动：用最少的传动轴及齿轮副把驱动轴和各主轴连接起来。在多轴箱设计原始依据图中确定各主轴的位置、转速和转向的根底上，首先分析轴的位置，拟定传动方案，选定齿轮模数估算或类比，在通过“计算、作图和屡次试凑相结合的方法，确定齿轮齿数

43、和中间传动轴的位置及转速。 齿轮齿数 传动轴转速的计算公式： = 53 A= 54 55 56 57 Z 式中 u啮合齿轮传动比； Z、Z分别为主动轮和从动轮齿数； n、n分别为主动轮和从动轮转速，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。 拟定传动路线把主轴2、3和1、4视为两组组同心圆主轴在圆心处设中心传动轴5、6；在传动轴5、6中心连线的垂直平分线上设中心传动轴7，轴7同时也对应在工件圆心上。图中主轴14为“树梢，驱动轴O为“树根，各分叉点为传动轴5、6、7、其中轴5、6为中心传动轴，轴7为合拢轴。各轴间的传动副为“树枝，箭头表示运动传递方向路线。其传动

44、路线如图 52图52 四孔攻螺纹多轴箱传动树形图 驱动轴 O 7轴5轴主轴23 驱动轴 O 7轴6轴主轴14 表52 各传动齿轮的齿数及各项指标传动路线主动齿轮从动齿轮中心距齿速比所在排齿轮模数驱动轴07轴24311161/1.2947轴5轴17241/37轴6轴17241/35轴2，3轴20251/36轴1，4轴20251/1.253手柄轴8-7轴23301064注：n=200r/min 3 对传动系统的要求及确定手柄轴和油泵粗估传动轴的轴径为30mm，其中7轴上 的扭矩较大，轴径选为30mm，支承形式为采用圆锥滚子轴承。传动轴的齿轮尽量放在第排，但是考虑到全放在第一排齿轮太密，且有干预情况

45、，因此按?组合机床简明手册?图77选用传动轴齿轮布置。润滑泵采用R121A叶片泵，油泵供油至分油器，经油管分送到各润滑点，油泵放在箱体前臂上，考虑到泵轴应尽量靠近油池，而又不要太低，免得搅油损失过大，所以应考虑用驱动轴O带动油泵轴，传动齿轮放在第排，以便维修。取油泵轴齿轮齿数为21,那么两轴中心距为21+244/2=90。手柄轴安放位置应尽量避开主轴，而且靠近工人操作面，其高度应以便于工人操作为准，手柄轴应有较宽敞的空间以便于操纵，同时，手柄轴的转速应较高，扳动手柄时才能省力，故此，考率用传动轴7带动手柄轴,手柄轴齿轮齿数取23模数为4，轴7齿数为30，齿轮啮合在。设计中由于受到具体结构的限制

46、 ，实际中心距不等于根据齿轮数和所求得计算的中心距，采用了变位齿轮传动。5.5 主轴、传动轴坐标计算作标计算是根据的驱动轴和主轴的位置关系及传动关系，精确计算各中间传动轴的坐标，其目的是为多轴箱体零件补充零件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是否合理正确5.5.1加工基准坐标系xoy，计算主轴驱动轴坐标坐标原点选在定位销孔上，适用于多轴箱安装在动力箱上，即我们选定的方案，定位销孔的位置在距箱体左壁25mm，底平面30mm. 计算各轴坐标： 各轴位置关系如图5-3所示 图5-3 各轴位置关系.轴7 X=Xo=225mm Y轴6 X=Xo+62.087=287.087mm

47、Y= Y轴5 X=Xo-62.087=162.913mm Y= Y轴4 X=Xo+78.137=303.137mm Y= Y轴3 X= Xo-78.137=146.863mm Y= Y轴2 X= X=146.863mm Y= Y轴1 X= X=303.137mm Y= Y手柄轴 8 X=Xo=225mm Y= Y油泵轴轴 9 由上可得轴0-9间的中心距为90，设9与0在垂直方向的距离为4.5，如图5-4 图5-4 轴9与0尺寸关系由图测量得9-0之间在水平方向的距离为89.89。那么 X9=X0-89.89=135.11mm Y9=Y0-4.5=90mm5.5.2 验算中心误差 多轴箱体上的孔

48、系是按计算的坐标加工的，而装配要求两轴间齿轮能正常啮合。因此，必须验算根据坐标计算确定的实际中心距A，是否符合两轴间齿轮啮合要求的标准中心距R，R与A的差值为：=R-A验算标准：中心距允差=0.001-0.009mm。由以上计算和表52对照可得出各轴中心距误差，其具体数值如表5-3 表5-3各轴中心距误差传动标准中心距RR=(Z1+Z2)m/2实际中心距A=中心误差=R-A0-711011007-5 7-65-2，36-1，40由表可得： 轴0与轴7，轴5与轴2、3，轴6与轴1、4能满足齿轮副啮合要求，而7-5和7-6都超过了，因此，轴7与轴5，轴7与轴6均需要采用变位齿轮，变位量A7-5=+

49、0.587，A7-6 前面已计算出各轴坐标，须绘出坐标及传动关系检查图，用以全面检查传动系统的正确性。1坐标检查图的主要内容通过齿轮啮合，查处坐标位置是否正确；检查主轴转向。进一步检查个零件间有无干预现象。检查液压泵、分油器等附加机构的位置是否适宜。2坐标检查图绘制的顺序及要求坐标检查图最好按1：1比例绘制，其绘制顺序及要求是：绘制多轴箱轮廓尺寸及坐标系XOY。计算出的坐标值绘制各主轴、传动轴轴心位置及主轴外伸局部主要直径，并注明轴号及主轴、驱动轴、液压泵轴的转速和转向等。用点划线绘制各齿轮的分度圆，注明各齿轮齿数、模数、所处排数及变位齿轮的变位量。为了醒目易于检查，可用不同颜色细线条画出轴承

50、、隔套、主轴防油套的外径、附加机构的外廓及其相邻轴的螺母直径。根据个零件在空间的相对位置逐排轴检查没有干预现象，并再次复查轴与被加工孔的位置一致。坐标检查图见下页图55 图55 四孔攻螺纹多轴箱坐标检查图5.6 对传动零件进行校核校核传动件以保证多轴箱能够正常工作，保证生产顺利进行。5.6.1 轴的挍核 验算传动轴的直径选择两根轴进行强度校核5轴：轴径30mm，经排齿轮传动后，带动2根主轴，该轴带的主轴较多，传动轴中传动比拟大，所受的转距较大 M=M1 i1+M2 i2+Mn i (58) M 传动轴所承受的总转矩Mn 作用在几个主轴上的转矩in 传动轴至第n个主轴之间的传动比。4根主轴，M2

51、= M3 i2= i3M总=220/25=m查?组合机床简明手册?表34 得 DB 59 B 系数 传动轴B取5.2，刚性主轴B取7.3 D 轴的直径 M 轴所传递的转距D=30mm =1/2(度/米) M=56Nm满足直径为30mm的传动轴所能承受的转矩，即直径为30mm传动轴满足强度条件。7轴：轴径为30mm，经第排齿轮传动后，带动2跟带动主轴的转动轴，而且传动轴转矩较大，故其相应的转矩也大，所以应对其进行强度校核。M=2m据公式415得：D=30mm =1/2(度/米) M=56Nm满足直径为30mm的传动轴所能承受的转矩，即直径为30mm的传动轴满足强度条件。5.6.2 齿轮的挍核验算

52、主轴箱中齿轮强度应选择相同模数受力载荷最大，齿数最小的齿轮进行弯曲应力和接触应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。传动轴7小齿轮传递功率较大，模数较小，Z=17,转速为364r/min,故对其进行强度校核因其工作强度较大应选用45号外表淬火钢。1弯曲强度校核 F= (5-10) 圆周力(kg)b 齿宽mm K=KAKVKK (5-11)K (载荷系数)KA 1.00 (使用系数)KV 1.05 (动载荷系数)K 1.2 (齿间载荷分配系数)K 1.162 (齿向载荷分布系数)F2T/d=21000/51=N T 主动轮上的扭矩kg/mmd 小齿轮节圆

53、直径(mm)查?机械设计?表10-5得 Y=1.52 弯曲强度重合度系数 Y=2.97 齿形系数 =240MPa 查?简明手册?图7-6可得：b=24mm。那么1.4642.91/243= MPa 小齿轮的弯曲强度合格。2疲劳强度校核 (5-12)K 使用系数Z189.8弹性系数FNbd=2451=1224 mmu+1/u= K= KA KVKK 5-13 KA 1.00 (使用系数)KV 1.05 (动载荷系数)K 1.0(齿间载荷分布系数)K 1.112齿向载荷分布系数 MPa =800MPa 故小齿轮疲劳强度合格。5.7 攻螺纹装置的设计在组合机床上攻螺纹，根据工件部位分布情况和工艺要求

54、，通常有攻螺纹动力头攻螺纹，攻螺纹靠模装置攻螺纹和活动攻螺纹模板攻螺纹三种方法。本设计根据加工情况已定为用靠模装置攻螺纹。5.7.1 攻螺纹靠模机构及卡头普通车床上车削罗纹时，主动运动与进给运动之间保持着严格的运动关系。组合机床上攻螺纹，是有主轴系统带动丝锥实现主运动和进给运动，即螺纹锥每转一转的同时，丝锥向前进给一个螺距P丝,当丝锥攻入螺孔12个扣之后，丝锥便自行引进，主运动和进给运动之间严格的相对运动关系由丝锥自身保证即P丝Pl。丝锥每转进给量螺距与靠模螺母或与整个多轴箱进给量的差异由攻螺纹靠模机构补偿。攻螺纹主轴系统的主运动由多轴箱主轴传动。进给运动是通过攻螺纹机构来实现，用来组成攻螺纹

55、靠模装置的攻螺纹机构称为第类攻螺纹靠模。第类攻螺纹靠模装置必须与攻螺纹卡头配套使用。本设计已选用第类攻螺纹靠模装置及选用与之相配套的卡头。5.7.2 攻螺纹装置螺纹装置的结构图如图55所示。它由攻螺纹多轴箱7和攻螺纹靠模头5组成。攻螺纹靠模5实际上是一个加厚的多轴箱前盖，其上装有第类攻螺纹靠模。工作时，由电机经齿轮带动主轴6及靠模杆4其前端装有螺纹卡头3、心杆2和丝锥1旋转并按自身的螺距P引进。电动机反转，靠模杆退回。其最大行程为60mm。攻螺纹装置在组合机床上有固定式、装在手动滑板上和装在滑台上三种安装方式。如果攻螺纹靠模的行程能满足加工的要求，工件的装卸和丝锥的更换又很方便时，那么可将攻螺

56、纹装置安装在固定的侧底座上组成“固定式的攻螺纹机床。如果靠模行程能满足工件的装卸的要求，但更换丝锥的行程不够，那么可将攻螺纹装置安装在手动滑板上，更换丝锥时将滑板退后一段距离。如果靠模行程不能满足装卸工件的需要时，那么应将攻螺纹装置安装在动力滑台上，机床工作时，滑台带着攻螺纹装置快速送进顶到死挡铁后，攻螺纹装置由电动机带动进行攻螺纹，待攻螺纹循环结束丝锥推出工件后，滑台快速退回原位。对于“固定式的立式攻螺纹机床，可不必采用立柱，只要采用四根支杆将攻螺纹装置支撑在机床夹具的上方，以便简化机床的结构。 图56 攻螺纹装置机构示意图 1丝锥 2心杆 3攻螺纹卡头 4靠模杆 5靠模头 6攻螺纹主轴 7

57、攻螺纹多轴箱5.7.3 攻螺纹行程的控制攻螺纹行程控制机构是组合机床的一个通用组件，用于控制攻螺纹工作循环。常用的有回转式或直线式。 1 回转式攻螺纹行程控制机构 回转式攻螺纹行程控制机构详参阅?组合机床简明手册?图715，一般用于多轴攻螺纹。它可以设置在多轴箱左侧或右侧。其工作原理是：攻螺纹主轴做正向切削回转时，通过齿轮Z和Z传动主轴与蜗杆之间可能不止一对齿轮，使蜗杆传动蜗轮引带动挡铁盘43回转。当丝锥攻到全深时，盘43相应地转过一定的角度，盘43上的仅向挡铁压下反向行程开关，攻螺纹电机反转，即丝锥反转退回至原位，盘43上的原位挡铁重新压下原位开关，使电动机及主轴停转，至此一个攻螺纹循环结束

58、。假设原位或反向开关失灵，互锁挡铁随即压下互锁开关越位保护开关，使攻螺纹电动机断电，实现越极限保护。2 直线式攻螺纹行程控制机构直线式攻螺纹行程控制机构适用于单轴或多轴攻螺纹。攻螺纹主轴向前或向后运动时，通过带叉口的杠杆带动在多轴箱体侧的装有挡铁的轴一起移动，挡铁压下组合开关，使电动机反转或停止。在此机构上也可以设置原位和反向互锁开关起平安保护作用。本设计选用回转式攻螺纹行程控制机构。3 攻螺纹主轴的制动当丝锥退回原位时电动机应能迅速的停止，以防止攻螺纹主轴靠模系统在电动机反转停止时惯性的影响，不致造成丝锥破坏攻螺纹机构的原位状态。因此，一般攻螺纹主轴都要制动转动惯量小、攻螺纹主轴少于8根的多

59、轴箱可不采用。常用的制动方式有制动电动机和电磁抱闸两种。直接制动电机可使攻螺纹多轴箱结构简单，制动效果好；电磁抱闸制动器结构复杂，其制动效果与制动轮速有关，即制动轮转速越高，其制动效果越好。5.8 多轴箱总图及零件图的绘制通用多轴箱总图设计包括绘制主视图、展开图，编制装配表，制定技术条件等四个局部。5.8.1 主视图主要说明多轴箱主轴的位置及齿轮传动系统，齿轮齿数，模数以及所在排数，润滑系统等。因此，绘制主视图就是在设计的传动系统图上标出各轴编号，画出润滑系统，标注各轴编号，画出润滑系统，标注主轴、油泵轴、驱动轴的转速、油泵的转向及坐标尺寸、最低主轴高度尺寸等。并标注局部件号。5.8.2 展开

60、图其特点是轴的结构图形多。各主轴和传动轴及轴上的零件大多是通用化的，且是有规那么排列的。一般采用简化的展开图并以装配表配合，说明主轴箱各组件的装配结构。绘制的具体要求如下：1 展开图主要表示各轴及轴上零件的装配关系。包括主轴、传动轴、驱动轴、手柄轴、油泵轴及其上相应的齿轮、隔套、防油套、轴承或油泵等机件形状和安装的相对位置。图中各零件的轴向尺寸齿轮套除外要按比例画出，轴向距离和展开顺序了可以不按传动关系绘制，但必须注明齿轮排数、轴的编号及直径规格。对近距离轴往往要求按实际间距绘制相关轴的成套组合件，以便能直观的检查有否碰撞现象。2对接构相同的同类型主轴、传动轴可只画一根，在轴端注明相同的轴号即