车床主轴箱镗孔组合机床多轴箱结构及工艺设计

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1、江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 1 页 共 2525 页车床主轴箱镗孔组合机床多轴箱结构及工艺设计序序 言言机床设计毕业设计，其目的在于通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。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各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力

2、箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。多轴箱一般具有多根主轴同时对一列孔系进行加工。但也有单轴的，用于镗孔居多。多轴箱按结构特点分为通用（即标准）多轴箱和专用多轴箱两大类。前者结构典型，能利用通用的箱体和传动件；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，故专用多轴箱通常指“刚性主轴箱” ，即采用不需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。通用多轴箱则采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证加工孔的位置精度。通用多轴箱又大型多轴箱和小型多轴箱，这两中多轴箱的设计方法基本相同。本课题主要设计大型通用多轴箱。大型通用多轴箱由通用零

3、件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 2 页 共 2525 页第 1 章 组合机床及多轴箱概述11 组合机床的概论组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。这种机床既有专用机床的结构简单、生产率和自动程度较高的特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的需要。组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如；汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。1.2 组合机床的国内、外发展现状 世界上第一台组合机床于 1908 年在美国问世，3

4、0 年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。1.2.1 国内组合机床现状我国加入 WTO 以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至 2005 年 4 月份，组合机床行业企业仅组合机床一项，据不完全统计产量已达 1000 余台，产值达 3.9 个亿以上，较 2004 年同比增长了 10%以上，另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济

5、指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。组合机床技术的发展趋势：1. 行业企业产品结构的变化组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 3 页 共 2525 页军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备。随着我国加入 WTO 后与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的机床工具行业企业主要经济指标报表是统计数据显示，仅从几个全国大

6、型重点企业生产情况看，2003 年生产数控机床 890 台，产值 16187 万元，生产加工中心 148 台，产值 5770 万元；2004 年生产数控机床 985 台，产值25838 万元，生产加工中心 159 台，产值 7099 万元；而 2005 年，截至 4 月份，数控机床、加工中心、产值已接近 2003 年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。 “九五”后期，在组合机床行业企业的 50 多家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。而从 2001 至 2002 年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制

7、改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档， “民营经济在经历了从组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。2. 组合机床技术装备现状与发展趋势组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特点是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的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的箱体类和轴类零件（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

8、、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。组合机床的种类繁多，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人们是亲昧，它应用多工位主轴箱、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江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 4 页 共 2525 页而设计的，它涉及到加工工艺

9、、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，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，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。1.2.2 国外组合机床现状80 年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工

10、作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能监控。组合机床技术的发展趋势：1. 广泛应用数控技术国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。2. 发展柔性技术80 年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床;同时根据加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元,并以此为基础组成了柔性加工自动线

11、(FTL)。这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。3. 发展综合自动化技术汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司 KASSEL 变速箱厂1987 年投入使用的造价 9000 万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统全线由 12 台双面组合机床、18 台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成,可实现 3 种零件的加工。空架机

12、器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 5 页 共 2525 页验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。4. 进一步提高工序集中程度国外为了减少机床数量,节省占地面积,对组合机床这种工序集中程度高的产品,继续采取各种措施,进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库,通过换刀加工实现工序集中,从而可最大限度地发挥设备的效能,获取更好的经济效益。1.3 机床设计意义、内容、要求1.3.1 设计的意义机床工业是现代工

13、业特别是现代制造业的基础，在国民经济中占有重要的战略地位。机床工业与一个国家的工业竞争力、制造业发展水平紧密相关，本国的机床工业水平越高，工业和制造业竞争力越强。对我国而言，机床工业不仅仅具有重要的经济意义，而且还具有重要的国防战略意义。研究机床工业的特点，有助于我们了解机床工业的特殊规律，从而找到适合我国国情的机床工业发展之路。我国工业竞争力和制造业发展水平不高，一定程度上是与我国机床工业发展水平不高相联系的，加快我国机床工业的发展，提高我国机床工业技术和管理水平，将有利于我国工业和制造业发展。所以对机床的研究设计意义是极其重大的。毕业设计是高等教育体系中非常重要的环节，它可以检验自己对专业

14、知识理解与掌握的程度，也可以提高自己综合运用所学知识的能力，也能在分析问题和解决问题的过程中学到更多新的知识。1.3.2 设计内容与要求本次设计主要包括：(1)运动设计 根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传动方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准的相对误差。(2)动力设计 根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 6 页 共 2525 页否在允许范围内,还要验算主轴主件的静刚度。(3)结构设计 进行主运

15、动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、润滑与密封等的布置和机构设计,即绘制装配图和零件工作图。(4)编写设计说明书评价机床性能的优劣，主要是根据技术经济指标来判定的。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到用户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。1.4 多轴箱的组成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。1.4.1 通用箱体类零件 多轴箱的通用箱体类零件箱体材料为 HT200，前、后、侧盖等材料为 HT150。多轴箱基本尺寸系列标准（GB3668.1-83）规定，9 种名义尺寸用相应滑台的滑

16、鞍宽度表示，多轴箱宽度和高度是根据配套滑台的规格按规定的系列尺寸选择。1.4.2 通用主轴（1） 通用钻床类主轴按支承型式可分为三种：滚锥轴承主轴；滚珠轴承主轴；滚针轴承主轴。按与刀具的连接是浮动还是刚性连接，又可分为短主轴和长主轴。（2）攻螺纹类主轴按支承型式可分为两种：前后支承均为圆锥滚子轴承主轴；前后支承均为推力球轴承和无内环滚针轴承的主轴。主轴材料一般采用 40Cr 钢，热处理 C42；滚针轴承主轴用20Cr 钢，热处理 S0.5C59。1.4.3 通用传动轴通用传动轴按用途和支承型式分为六种。它们分别为：圆锥轴承传动轴；滚针轴承传动轴；埋头传动轴；手柄轴；油泵传动轴；攻螺纹用蜗杆轴。

17、传动轴一般采用 45钢，调质 T235；滚针轴承传动轴用 20Gr 钢。热处理 S0.5C59.。江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 7 页 共 2525 页1.4.4 通用齿轮和套多轴箱用通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电动机齿轮三种1.5 通用多轴箱的工作原理和用途通用多轴箱是组合机床中的一个重要的部件，在多轴箱中通过传动轴和传动齿轮的传动，将动力箱中的电动机轴的动能传递给主轴，主轴带动刀具加工工件。通过对齿轮啮合的调整可得到不同的传动比，因此主轴就可以获得不同的转速。多轴箱可安装多个不同的主轴，这样就可以用多个主轴对同一个工件进行不同的加工。多轴箱与动力箱一起安装于进給滑台，可完

18、成钻、扩、铰、镗孔等加工工艺。江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 8 页 共 2525 页第 2 章 通用多轴箱设计2.1 绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。其主要内容和注意事项如下：（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。在绘制主轴位置时，要特别注意：主轴与被加工零件在机床上是面对面放置的，因此，多轴箱主视图上的水平方向尺寸与零件工序图上的水平方向尺寸正好相反；其次，多轴箱上的坐标尺寸基准和零件工序图上的

19、基准经常不重合，应根据多轴箱与加工零件的相对位置找出统一基准，并标注其相对位置关系尺寸，然后根据零件工序图各孔位置尺寸算出多轴箱上各主轴坐标值。（3） 根据加工示意图标注各主轴转速及转向主轴逆时针（面对主轴看）可不标，只注顺时针转向。（4）列表标明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸等。（5）标明动力部件型号及其性能参数等。 下图为车床主轴箱组合机床右多轴箱设计原始依据图。江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 9 页 共 2525 页图 2-1 多轴箱原始依据图 注： 1. 被加工零件标号及名称：车床主轴箱。材料及硬度：硬质合金， 2. 主轴外伸尺寸及切削用量：表 2-1主轴外伸尺寸切

20、 削 用 量轴号D/dL工序内容n（r/min）V(m/min)F(mm/r)195/72115镗孔95268800.10252/38115镗孔52490800.10342/3585镗孔42606800.21428/2085镗孔28 910800.125 3. 动力部件 1TD32，1HY32IA，N 主=4.0kw，n=1440r/min江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 10 页 共 2525 页2.2 主轴齿轮的确定及动力计算 2.2.1.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、刀具主轴连接结构、刀具的进给抗力和切削转矩。如钻孔时采用滚珠轴承主轴；扩、镗

21、、铰孔等工序常采用滚锥轴承主轴；主轴艰巨较小时常选用滚针主轴。滚针轴承精度较低、结构刚度及装配工艺性都较差，除非轴距限制，一般不选用。攻螺纹主轴因靠模杆在主轴孔内作轴向移动，为获得良好的导向性，一般采用双键结构，不用轴向定位。主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的直径也可以参考主轴直径大小初步选定。待齿轮传动系统设计完后再验算某些关键轴颈。多轴箱的齿轮模数常用 2，2.5，3，3.5，4 几种。由于为了便于生产，同一多轴箱中的模数规格最好不要多于两种。本题统一选用齿轮的模数为 2。2.2.2 多轴箱所需动力的计算 多轴箱所需功率可按下列公式计算： ( 2-1 )nnni

22、iii 1i 1i 1PPPP切削损失多轴箱空转 根据上面多轴箱设计原始依据图可确定：1 轴的的功率计算如下 =10750N ( 2-2 )0.80.60.80.6126 f26 95 0.10250FDHB 24742 ( 2-3 )1.90.80.61.90.80.6110f10 950.10250TDHBmmN ( 2-4 )124742 800.719740974090TvkwD 22334459060.402kw4757;0.328kw;3161 ;0.23kw;FNPFN PFN P切削切削切削； 查表可得：kw；kw；0.28P空转10.27P空转2kw；kw0.186P空转30

23、.166P空转4 ；。0.01 0.710.007kwP损失10.01 0.4020.004kwP损失2江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 11 页 共 2525 页 0.01 0.3280.003kw;0.01 0.230.002kwPP损失3损失4 ( 2-5 )342.578kwPPPPP1总2总总总多轴箱 ( 2-6 )12341075059064757316124574FFFFFN多轴箱 为克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于。F多轴箱2.3 多轴箱传动设计多轴箱传动设计，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，

24、使各主轴获得预定的转速和转向。2.3.1 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。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，应采用变位齿轮或略微改变改变传动比的方法解决。（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。（3） 为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于 0.5，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。（4） 用于粗加工主轴上的齿轮，应尽量设置在第排，以减少主轴的扭转变形；精加工主轴上的齿轮，应设置在第，以减少主

25、轴端的弯曲变形。（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，就分两条传动路线，以免影响加工精度。（6） 刚性镗孔主轴上的齿轮，其分度园直径要尽可能大于被加工孔的孔径，以减少振动，提高运动平稳性。（7） 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。 2.3.2 多轴箱传动系统拟定（1） 拟定传动路线 把主轴 1,2,3 视为一组同心园主轴，在其圆心（即三主轴轴心组成的三角形外接圆圆心）处设中心传动轴 7；把主轴 8，4 视为一组直线分布主轴，在江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 12 页 共 2525 页两轴中心连线的垂直平分线上设中心传动轴 5；。将

26、轴 5,7 作为一组直线分布主轴，在两轴中心连线的垂直平分线上设中心传动轴 6，将轴 6 和驱动轴 O 连接起来，形成多轴箱传动树形图（图 2-2） 。图中主轴 14 为“树梢” ，各分叉点为传动轴 5.6.7。其中轴 5.7 为中间传动轴，轴 6 为合拢传动轴；各轴向的传动副为“树枝” ，箭头表示运动传递方向（路线） 。显然，运用传动树形图对多轴箱进行传动方案设计较为清晰、简便。图 2-2 多轴箱传动树形图（2） 根据原始依据图 2-1，算出驱动轴、主轴坐标尺寸，如表 2-2 所示。表 2-2 驱动轴、主轴坐标尺寸坐标销1O驱动轴 O主轴 1主轴 2主轴 3主轴 4X0.000175.000

27、182.50259.50147.0092.00Y0.00060.500175.00108.5075.00146.000江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 13 页 共 2525 页图 2-3 车床主轴箱镗孔多轴箱传动系统图2.3.3 确定传动轴位置及齿轮齿数（1） 确定传动轴 7 的位置及各齿轮的齿数传动轴 7 的位置为主轴 1，2，3 同心圆圆心（尚需略加调整） ，可通过作图初定。先确定转速较低的主轴 2 与轴 7 之间的齿轮齿数（即） 。为保证齿轮齿根强度，应使齿根到孔壁或键槽的壁厚大于等于/22ZZ和2m（m 为齿轮模数） 。若取 m=2，=22，则从图中可量得中心距=62mm，并

28、按公式依2Z7 2A次可求得齿数和转速、齿轮副齿数和、。/2Z7n1Z/1Z/33ZZ和 ( 2-7 )2222 6222402AZZm ( 2-8 )272240(490) / min890 / min22ZnnrrZ江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 14 页 共 2525 页 ( 2-9 ) 17 122 7960268(1)2(1)890AZmu ( 2-10 )37 322 4225606(1)2(1)890AZmu（2） 确定传动轴 5 的位置及其与主轴 4、8 间的齿轮副齿数 轴 5 与轴 4 之间传动比取，则轴 5 转速=1365r/min5 41u1.5455 4nnu

29、 轴 5 与主轴 8 之间传动比为：5 8u （ 2-11 ）85 85nu1.4n 取最小齿轮（主轴 4 上）齿数=21，则 /4z =210.6=14 （设在第二排上） （ 2-12 ）4z 所以轴 5 与主轴 4 间中心距5 435mmA 据此作图可确定轴并量得轴 5 与轴 8 间中心距。则（第5 840mmA/881822ZZ，一排） 。 同样的方法可确定传动轴 5 的位置及其与主轴 4、有泵轴 8 间齿轮副齿轮。 （3） 确定合拢传动轴 6 的位置 驱动轴 O 与中心传动轴 5、7 之间总传动比分别为： （ 2-13 ）70 7089019501.06nun （ 2-14 50 50

30、13501.42950nun）根据总传动比，考虑轴 O 与轴 5、7 间的距离及排列齿轮等因素，宜设置合拢轴 6 将驱动轴与 5、7 连接起来。经计算和作图，取。则：0 611.5u江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 15 页 共 2525 页 （ 2-15 0 56 50 611.46nun） （ 2-0-76 70-611.23nun16 ） 驱动轴上齿轮齿数取，则轴 6 上的齿轮齿数、轴 6 转速及其中心距021,3Zm6Z6n分别计算可得到：0 6A （ 2-17 060 6213511.25ZZu） （ 2-18 06621=25ZnnZ驱（950）r/ m i n=798r/

31、 m i n） （ 2-19 0 6063()(21 35)7922mAZZmmmm） 此时，主轴 1、2、3 同心圆的圆心需略微变动。考虑利用轴 6 上第四排齿轮（作公用齿轮）带动轴 5，便可算出轴 6 与轴 5、7 之间中心距及各齿轮副齿数、6Z模数等（详细见图 2-3） 。 将传动设计的全部齿轮齿数、模数及所在排数，按规定格式标在传动系统图（2-3）中，最后计算出各轴的实际转速如下表所示（与原始依据图的要求基本一致，转速相对损失在 0.05 内符合设计要求） ；润滑泵转速=650r/min 也符合要求。根据各主轴实际转速，对加工示意图中的切削用量进行修11n正。 表 2-3 各主轴实际转

32、速主轴实际转速主轴 1主轴 2主轴 3主轴 4n (r/min)270488605908江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 16 页 共 2525 页2.4 多轴箱坐标计算、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、结构布置是否正确合理。多轴箱坐标计算步骤、要求如下：2.4.1 选择加工基准坐标系 XOY，计算主轴、驱动轴坐标（1） 加工基准坐标系的选择 为便于加工多轴箱设计时必须选择基准坐标系。通常采用直角坐标系 XOY。本题由于多轴箱安装在动力箱

33、上。因此选用坐标原点选在定位销孔上。（2） 计算主轴及驱动轴的坐标 根据多轴箱设计原始依据图（图 2-1） ，按选定的基准坐标系 XOY，计算或标出各主轴及驱动轴的坐标。六轴钻孔多轴箱各主轴、驱动轴坐标值见表 2-2.2.4.2 计算传动轴的坐标（1） 与一轴定距的传动轴坐标计算 如图 2-3 所示，已知轴 5 坐标（88.00，235）及其与油泵轴 8 间的传动齿轮参数。则轴 8 的坐标可按图 4-18 所示方法选小标（应使x，y 值为正值） ，根据/10 118881088()38(),0,250.207,231.205.mRZZmmyXXxmm YYymm与实际尺寸相符，计算可得（2）

34、与二轴定距的传动轴坐标计算 传动轴与二轴定距，即在一传动轴用两对齿轮分别带动两根已知轴，其坐标可根据已知两轴坐标和两对齿轮中心距计算求得。（3） 与三轴定距的传动轴坐标计算 在一根传动轴上用三对相同中心距的齿轮副分别带动三根已知轴。 图 2-3 所示六轴钻削多轴箱各传动轴、定位销孔、坐标计算结果见表 2-4.1O2O表 2-4 传动轴坐标计算结果传动轴坐标值传动轴与两轴定距间的中心距误差江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 17 页 共 2525 页XY1W2W588.306908234.6183025 140W5 80M6147.349104185.4607966 00W6 50W719

35、8.562355157.1068147 63.814697W 7 37.62939506WD 859.206994231.695457有泵轴 8 与轴 5 定距，中心距误差 w=02.4.3 验算中心距误差多轴箱体上的孔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。验算的标准为：中心距允差 (0.001 0.009)mm例如验算轴 7 与轴 1、2、3 间的中心距误差、。即：轴 7 与轴 1，2，3 之7 17 27 3间的标准中心距分别为。即7 17 27 3R

36、RR、 （ 2-20 7 1112()(1960)7922mRZZmmmm） （ 2-21 ）7 2222()(2240)6222mRZZmmmm （ 2-22 ）7 3332()(2235)5722mRZZmmmm轴 9 与轴 4、5、6 间实际中心距分别为。即9 49 59 6AAA、 （ 2-23 227 17171()()79.6324AXXYY） （ 2-24 227 27272()()62.8031AXXYY） （ 2-25 227 37373()()56.8998AXXYY）江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 18 页 共 2525 页 则中心距误差分别为： （ 2-26

37、7 17 17 1(7979.6324)0.432RAmmmm） （ 2-27 7 27 27 2(6262.8031).803RAmmmm ） （ 2-28 7 37 37 3(5756.8998)0.2RAmmmm） 显然，能满足该齿轮副啮合要求；而值都超过值，9 60.0097 17 2和 因此轴 7 与轴 1、轴 7 与轴 2 间的齿轮均需采用变位齿轮，变位量、7 10.632A 。7 20.197A 2.4.4 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，用以全面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

38、转向。 2）进一步检查各零件间有无干涉现象。 3）检查液压泵、分油器等附加机构的位置是否合适。（2） 坐标检查图绘制的顺序及要求是： 坐标检查图做好用 1：1 比例绘制，其绘制顺序及要求是： 1） 绘出多轴箱轮廓尺寸和坐标系 XOY。 2） 按计算出的坐标值绘制各主轴、传动轴轴心位置及主轴外伸部分直径，并注明轴号及主轴、驱动轴、液压泵轴的转速和转向等。 3） 用点划线绘制出各齿轮的分度园，并注明各齿轮齿数、模数、所处排数及变位齿轮的变位量。 4） 为了醒目和易于检查，可用不同颜色细线条画出轴承、隔套、各轴防油套的外径、附加机构的外廓以及相邻轴的螺母外径。江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第

39、 19 页 共 2525 页 检查图绘好后，根据各零件在空间的相对位置逐排检查有无碰撞干涉现象，并再次复查主轴与被加工孔的位置是否一致。若相邻非啮合轴齿轮间、齿轮与轴套间间隙很小似碰非碰时，须画出齿顶圆作细致检查，甚至作必要的计算，以验证是否发生干涉现象。当某一轴上的齿轮或位置修改后，须对相关连的轴作相应的修改，并再一次检查主轴位置、工作尺寸与钻（镗）模板孔的位置是否一致。 图 2-4 多轴箱坐标检查图2.5 绘制多轴箱总图2.5.1 多轴箱总图设计通用多轴箱总图设计包括绘制主视图、展开图、编制装配表，制定技术条件等四部分。本课题为六孔钻削多轴箱总图，同时还有该图主轴和传动轴装配表。（1） 主

40、视图主要表明多轴箱主轴位置及齿轮传动系统，齿轮齿数、模数及所在排数润滑系统等。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，标注主轴、有泵轴、驱动轴饿转速、有泵轴转向、驱动轴转向及坐标尺寸、最低主轴高度尺江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 20 页 共 2525 页寸及箱体轮廓尺寸等。并标注部件代号。（2） 展开图 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，且有规则排列着。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、有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2）对结

41、构相同的同类型主轴、传动轴可只画一根，在轴端注明相同轴的轴号即可。对于轴向装配结构基本相同，只有齿轮大小和排列排列位置不同的两根或两组轴，可以合画在一起，即轴心线两边各表示一根或一组轴。3）展开图上应完整标注多轴箱的三大箱体厚度尺寸及箱壁和内腔有关联系尺寸，主轴外伸长度等。（3）主轴传动轴装配表（25） 把多轴箱中每根轴（主轴、传动轴、油泵轴）上齿轮套等基本零件的型号规格、尺寸参数和数量及标准件、外购件等，按轴号配套，用装配表表示。（4）多轴箱技术条件 多轴箱总图上应标注多轴箱部件要求。即：1）多轴箱制造和验收技术条件；多轴箱按 ZBJ58011-89组合机床多轴箱制造技术条件进行制造，按 Z

42、BJ58012-89组合机床多轴箱验收技术条件进行验收。2）主轴精度，按 JB3043-82组合机床多轴箱精度标准进行验收。3）加入多轴箱的润滑油种类.数量。此外，要标注必要的设计.装配,检验,调整,和使用说明。2.6 绘制多轴箱零件图 2.6.1 多轴箱零件设计多轴箱总图设计中，大多数零件是选用通用件、标准件、和外购件；对于变位齿轮、专用轴等零件，则应设计零件图；对于多轴箱体类通用件，必须绘制补充加工图。（1）专用零件工作图 如变位齿轮、专用轴和套等零件，可按一般工件图规定。参照同类通用零件图，结合专用要求设计绘图。（2）补充加工图 多轴箱体、前盖、后盖等通用零件，应根据多轴箱总图要求，绘制

43、江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 21 页 共 2525 页出需补充加工的部件，通常习惯用粗实线画出补充加工部位的结构，其尺寸、形位公差、表面粗糙度等均按机械制图国际规定格式标记；通用逐渐的原有部分的轮廓等一律用细实线表示。（3）为了明确修改模型或补充加工部分与整个箱体的关系，还应标出箱体的外形轮廓尺寸和修改或补充加工部分与外形的相关尺寸，如需取消原来图上的图形和尺寸，需要特别加以注明。（4）其他零件图设计和一般零件图设计要求相同。江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 22 页 共 2525 页江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 23 页 共 2525 页江苏技术师范学院毕业

44、设计说明书（论文）第 24 页 共 2525 页第 3 章 结论多轴箱设计中应用到了许多机械方面的知识，同时多轴箱的设计与组合机床的三图一卡关系密切，由于本课题的设计时间短，所以借用了书上的给出的多轴箱的设计数据进行设计，同时箱体和其他零件的具体尺寸的查找过程也未能写出，这些尺寸都可以从组合机床的书上查到。其中在计算过程中有用到计算机的程序的，所以设计比较复杂，但由于时间紧迫，把部分的计算给省略了。因此设计不是很完整。但也可以很清楚的说明了组合机床多轴箱设计的一般步骤。江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 25 页 共 2525 页参考文献1 裘愉. 从几个侧面看组合机床的发展动向.组合机

45、床与自动化加工技术，1994 年第11 期2 李明、王合增、张应午.组合机床的发展趋势及企业的对策.机械产品与科技，2002 年第1 期3 李如松组合机床和自动线的技术发展组合机床与自动化加工技术，1999(1)：5104 佟璞玮.组合机床行业概况及今后发展对策.组合机床与自动化加工技术，1996 年第8 期：285 沈阳工业大学、大连铁道学院、吉林工学院编.组合机床设计.上海：上海科学技术出版社，1985.6 谢家瀛.组合机床设计简明手册.北京：机械工业出版社，1992.7 东北重型机械学院、洛阳农业机械学院、长春汽车厂工人大学.机床夹具设计手册.上海：上海科学技术出版社，1980.8 李庆

46、余、张佳.机械制造装备设计.北京：机械工业出版社，2003.8.9 王先逵.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，1995.11.10 李铁尧.金属切削机床.北京：机械工业出版社.1990.11 胡家秀.机械零件设计实用手册.北京：机械工业出版社. 1999.12 黄鹤汀.金属切削机床设计.上海：上海科技文献出版社. 1986.13 大连组合机床研究所编组合机床设计.北京：机械工业出版社，1985.14 叶伟昌.主编机械工程及自动化简明设计手册M北京：机械工业出版社，2001.15 大连组合机床研究所编组合机床设计参考图册M北京：机械工业出版社，1975.16 赵家齐编.机械制造工艺学课程设计

47、指导书.北京：机械工业出版社，2010.17 哈尔滨工业大学、哈尔滨市教育局.专用机床设计与制造.哈尔滨：黑龙江人民出版社，1979.18 从凤廷，迟建山.组合机床设计M.上海：上海科学出版社，1993.19 Ling C，Yip-Hoi D，Koren YOperation Clustering in Process Planning for Reconfigurable M achining System DesigJThe 2000 JapanUSA Symposium on Flexible Automation (2000 JUSFA)，Ann Arbor，USA，2000.20 K

48、oren,Y.,Heisel,U.Reconfigurable Manufacturing Systems J. Annals of the CIRP .1999,48(2):527540江苏技术师范学院毕业设计说明书（论文）第 26 页 共 2525 页致 谢经过三个月的努力，最终完成了毕业设计，回想这三个月的辛勤工作，感受颇多。从迷惑到解惑，从困难到终点，其中的体会只有亲身经历才刻骨铭心。从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。那种感觉就宛如在

49、一场盛大的颁奖晚会上，我在晚会现场看着其他人一个接着一个上台领奖，自己却始终未能被念到名字，经过了很长很长的时间后，终于有位嘉宾高喊我的大名，这时我忘记了先前漫长的无聊的等待时间，欣喜万分地走向舞台，然后迫不及待地开始抒发自己的心情，发表自己的感想。这篇毕业论文的就是我的舞台，以下的言语便是有点成就感后在舞台上发表的发自肺腑的诚挚谢意与感想：首先，我要感谢我的指导教师恽国兴老师，在论文的选题，研究方向，以及研究的方法等许多问题中都得到了恽国兴老师的精心指导。恽国兴老师一如在课堂上的严谨与耐心，其对待问题的认真与细致是我在他身上学到的最有价值的一门课程。感谢恽国兴老师的指导、鼓励、影响和支持，我得以顺利完成了毕业设计；同时，我思考问题的方式以及对待问题的态度也有了巨大的进步。其次，我要感谢同组同学的帮助，他们为我的设计提出了许多建设性的建议。因为同组，我们成为一个团队，相互帮助，一起进步，在此向他们送去我最诚挚的感谢！再次向恽国兴老师和同组同学表示衷心的感谢！