发动机支架立式单面组合钻床设计【优秀课程毕业设计含8张CAD图纸】-jxsj78

发动机支架立式单面组合钻床设计【优秀课程毕业设计含8张CAD图纸】-jxsj78发动机支架立式单面组合钻床设计 摘  要    本次设计的题目是发动机支架立式单面组合钻床设计，是在发动机支架上加工4个深6mm，尺寸要求17的孔。    本次设计分为总体设计和主轴箱设计两个部分。首先，对机床进行总体结构的设计，需要确定切削用量、计算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度,然后以此确定主轴、外伸尺寸等,绘制“三图一卡”，即被加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系总图，以及生产率计算卡。其次，对主轴箱进行设计，绘制设计原始依据图，确定主轴箱及各个通用部件的选用，计算各齿轮的传动比和主轴的坐标位置。最后，根据分析的结果，对齿轮和轴的强度和刚度进行校核。    本专用机床能满足加工要求，保证加工精度，机床运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整、操作，减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。关键词：组合机床；钻孔；主轴箱；传动设计AbstractThe design topic is Engine bracket of vertical single combination drilling machine design. Aimed at the engine support processing 4 meet the size requirements of the 17 and 6mm deep hole.The design is divided into two parts overall design and the headstock design. Firstly, the overall structure of the machine tools design, need to determine the cutting parameters, calculation of cutting force, cutting torque, cutting power and tool life, and thus determine the main shaft, extended size, etc.Rendering the "three plans for a card", that is, process map parts to be processed, processing diagram, machine sizes contact General Plan, and the productivity calculation card. Secondly, the design of the spindle box, drawing the original design basis, for the identification of various common spindle box and the selection of components, to calculate the transmission gear ratios and the principal axis coordinates. Finally, the results of the analysis, the gear and shaft to check the strength and stiffness.This special machine can meet the processing requirements to ensure the machining accuracy, tool smooth operation, reliable, simple, easy handling, easy maintenance and adjustment. Operation simple, reducing labor intensity and improve labor productivity.Key words：special purpose machine; drilling; spindle box; transmission design目  录摘  要IAbstractII第1章  绪论11.1  组合机床综述11.2  组合机床总体设计2    1.2.1  被加工零件的特点3    1.2.2  工艺路线的确立3    1.2.3  机床配置型式的选择4第2章  组合机床的结构设计与计算52.1  切削扭矩及切削功率的计算52.2  组合机床总体设计6    2.2.1  被加工零件工序图6    2.2.2  加工示意图8    2.2.3  机床联系尺寸总图13    2.2.4  机床生产率计算卡152.3  确定主轴箱轮廓尺寸172.4  通用部件的选择18第3章  组合机床主轴箱设计203.1  绘制主轴箱设计原始依据图 203.2  主轴、齿轮的确定及动力计算213.3  主轴箱传动系统的设计与计算22    3.3.1  驱动轴、主轴的坐标计算22    3.3.2  拟订主轴箱传动路线22    3.3.3  确定传动轴位置和齿轮齿数223.4  多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图24    3.4.1  选择加工基准坐标系XOY，计算主轴、驱动轴坐标24    3.4.2  计算传动轴的坐标24    3.4.3  绘制坐标检查图243.5  齿轮强度校核24    3.5.1  校核齿根弯曲疲劳强度25    3.5.2  校核接触疲劳强度263.6  传动轴直径的确定和轴的强度校核27    3.6.1  轴的直径的确定27    3.6.2  轴的强度校核273.7  主轴箱体及其附件的选择设计31    3.7.1  主轴箱的选择设计32    3.7.2  主轴箱上的附件设计32结  论33致  谢34参考文献35【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】加工示意图.dwg加工零件零件图.dwg发动机支架立式单面组合钻床设计.doc发动机支架立式单面组合钻床设计任务书.doc后盖.dwg多轴箱装配图.dwg文件清单.txt机床尺寸联系图.dwg目录.doc箱体补充加工图.dwg轴承主轴.dwg零件工序图.dwg I 摘 要 本次设计的题目是发动机支架立式单面组合钻床设计 ， 是在发动机支架上加工 4 个深 6尺寸要求 17 的孔。 本次设计分为总体设计和主轴箱设计两个部分。首先 ， 对机床进行总体结构的设计 ， 需要确定切削用量 、 计算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 ,然后以此确定主轴、外伸尺寸等 ,绘制“ 三图一卡 ” ， 即被加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系总图 ， 以及 生产率计算卡。其次 ， 对主轴箱进行设计 ， 绘制设计原始依据图 ， 确定主轴箱及各个通用部件的选用 ， 计算各齿轮的传动比和主轴的坐标位置。最后 ， 根据分析的结果 ， 对齿轮和轴的强度和刚度进行校核。 本专用机床能满足加工要求 ， 保证加工精度 ， 机床运转平稳 ， 工作可靠 ，结构简单 ， 装卸方便 ， 便于维修、调整 、 操作 ， 减轻了工人的劳动强度 ， 提高了劳动生产率。 关键词 ： 组合机床；钻孔；主轴箱；传动设计 he of at of 17 mm is of to of a to be of of of to of to to 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪论 .组合机床综述 .组合机床总体设计 . 被加工零件的特点 . 工艺路线的确立 . 机床配置型式的选择 . 2 章 组合机床的结构设计与计算 .切削扭矩及切削功率的计算 .组合机床总体设计 . 被加工零件工序图 . 加工示意图 . 机床联系尺寸总图 . 错误 !未定义书签。 机床生产率计算卡 . 错误 !未定义书签。 确定主轴箱轮廓尺寸 .通用部件的选择 . 3 章 组合机床主轴箱设计 . 错误 !未定义书签。 绘制主轴箱设计原始依据图 . 错误 !未定义书签。 主轴、齿轮的确 定及动力计算 . 错误 !未定义书签。 主轴箱传动系统的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 驱动轴、主轴的坐标计算 . 错误 !未定义书签。 拟订主轴箱传动路线 . 错误 !未定义书签。 确定传动轴位置和齿轮齿数 . 错误 !未定义书签。 多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 . 错误 !未定义书签。 选择加工基准坐标系 算主轴、驱动轴坐标 错误 !未定义书签。 计算传动轴的坐标 . 错误 !未定义书签。 绘制坐标检查图 . 错误 !未定义书签。 齿轮强度校核 . 错误 !未定义书签。 校核齿根弯曲疲劳强度 . 错误 !未定义书签。 校核接触疲劳强度 . 错误 !未定义书签。 传动轴直径的确定和轴的强度校核 . 轴的直径的确定 . 轴的强度校核 .主轴箱体及其附件的选择设计 . 错误 !未定义书签。 主轴箱的选择设计 . 错误 !未定义书签。 主轴箱上的附件设计 . 错误 !未定义书签。 结 论 . 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 .V . 错误 !未定义书签。 of . of . is . . of of . . . . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 .of . 未定义书签。 on 未定义书签。 未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 of 错误 !未定义书签。 To of 未定义书签。 未定义书签。 of . 错误 !未定义书签。 of of 未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 is of . . of . 错误 !未定义书签。 of 误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 .1 第 1 章 绪论 组合机床综述 近年 来，组 合机床 装备向着 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 成套性的方向 发 展。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。据 专 家分析，机床 装备 的高速和超高速加工技 术的关键 是提高机床的主 轴转 速和 进给 速度。 该届 博 览会 上展出的加工中心，主 轴转 速 10000 20000 r/高 进给 速度可 达 20 60m/合、多功能、多 轴 化控制 装备 的前景亦被看好。在零部件一体化程度不 断 提高、 数 量 减 少的 同 时 ，加工的形 状却 日益复杂 。多 轴 化控制的机床 装备适 合加工形 状 复 杂的 工件 1 。 另外， 产 品周期的 缩 短也要求加工机床能 够随时调 整和 适应 新的 变 化， 满足各种各 样产 品的加工需求。然 而更关键 的是 现 代通信技 术 在机床 装备 中的 应用，信息通信技 术 的引 进 使得 现 代机床的自 动 化程度 进 一步提高，操作者可以通 过 网 络 或手机 对 机床的程序 进 行 远 程修改， 对运转状况进 行 监 控并 积 累有 关资 料；通 过 网 络对远 程的 设备进 行 维 修和 检 查、提供售后服 务等 。 在 这 些方面我 国组 合机床 装备还 有相 当 大的差距，因此我 国组 合 机床技 术装备 高速度、高精度、柔性化、模 块 化、 可调可变 、任意加工性以及通信技 术的 应 用 将是 今 后的发 展方向。 本次毕业设计是 钻发动机支架孔专机总体及主轴箱设计。 在设计前认真研究被加工零件的图样， 分析 其尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容，为设计提供大量的数据，作好充分的、全面的技术准备。 因 为工艺 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，在确定 工艺 方案制定合理之前，通 过毕业实习 深入 现场 了解了被加工零件的 结 构特 点 、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技 术 要求，根据工 件的加工要求和特 点 ，按一定的 原则 、 结合组 合机床常用的 工艺 方法、充分 2 考 虑 各种因素，并 经 技 术经济 分析 后拟订出 先 进 、合理、 经济 、可靠的 工艺 方案。根据工件的 结 构特 点 、 工艺 要求、生 产 率要求、 工艺 方案等，确定本 设计的配置型式为立式 专用 机床，并采用工序集中 进 行加工。确定 机 床 总 体布局和影响技 术 性能的主要部件的 结 构型式。 在选 定了 工艺 方案并确定了机床配置型式、 结 构方案的基 础 上， 进 行机床 总 体方案 设计 。其 内 容包括：被加工 零件图 、加工示意 图 、机床 联 系尺寸 图 和生 产 率 计 算卡。 主轴箱设计的方法是：绘制主轴箱设计的原始依据图；确定主轴的结构 、轴颈及齿轮模数；拟订传动系统；计算主轴、传动轴坐标，绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图，零件图及编制组件明细表。在此次的设计中采用 “ 三面 ” 定位，液压夹紧，提高了生产效率，降低了劳动强度，同时在设计中采用了大量的通用零部件，降低了产品的成本。 组合机床总体设计 组 合机床的 总 体 设计 要注重工件及其加工的 工艺 分析，制 订出 合理的 工艺方案，才 能设计 出合理的 专用 机床。根据指定的加工要求，提出若干 个工艺 方案， 选择 最优的。 工艺 方案的 确定决定 了 专用 机床的 结 构、性能、 运动 、 传动 、布局等一系 列问题 。所以， 工艺 方案 设计 是 专用 机床的重要 环节 。 组 合机床的设计结 构一般可分 为卧 式（ 图 1立式（ 图 1 种。 图 1 式 组 合机床 结 构 3 图 1式 组 合机床 结 构 被加工零件的特点 本次 设计的组 合机床的被加工 对 象是 发动 机支架，材料是 度是210。 工艺路线的确立 本工序加工的内容是加工路线中的第一道工序。孔的孔径为 17面粗糙度为 为了保证其精度要求，将有精度要求的四个孔安排在同一台专机上进行。 4 机床配置型式的选择 机床的配置型式有立式和 卧 式 两 种。 立式机床的优点是占地面积小，自由度大，操作方便，其缺点是机床重心高，振动大。卧式机床的优点是加工和装配工艺性好，振动小，运动平稳，机床重心较低，精度高，安装方便，其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。机床的配置型式在很大程度上取决于被加工零件的大小、形状及加工部位等因素。 卧式机床多用于加工孔中心线与定位基准面平行的情况，而立式机床则适用于加工定位基面是水平的，而加工的孔与基面相垂直的工件。 通过以上的比较，选用立式机床。 5 6 = m D 章 组合机床的结构 设计 与 计算 切削扭矩及切削功率的计算 根据 参 考 文 献 1，关于 切削用量的确定按表 2荐 数 值 选 取。本 设计 中加工直 径 d= 17 定切削速度 v=18m/进给 量 s=r。 根据已 选 定的切削用量（主要指切削速度 v 及进给 量 s ）， 确定进给 力，作为选择动 力滑台及 设计夹 具的依据；确定切削扭矩，用以确定主 轴 ；确定切削功率，用作 选择主传动电 机（一般指 动 力箱 电 机）功率；确定刀具耐用度，用以 验证所选用 的刀具是否合理。 切削扭矩： s (2式中 修正系 数，取 D 刀具直径， s 刀具进给量， mm/r； 抗拉强度， 2kg/ 则： M =2365kg具耐用度验算： (2 式 中 v 切削速度， m/ 将 v=18m/s=r， D=17 代入公式（ 2： 切削功率计算 ： 2 2361 =.M m(2 6 所以切削功率为： 4 . 8 8 k W=1 . 2 24=4 P 组合机床总体设计 组合机床总体设计，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。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、 生产率计算卡片、机床联系尺寸图等。 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，表示在一台机床上或一条自动在线完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧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。 它是在原有零件图基础上，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，也是制造使用时调整机床、检查精度的重要技术。 1 被加工零件工序图应包括以下内容 ： (1) 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序 机床设计有关部位结构形状和尺寸。 (2) 本工序所选用的定位基准、夹紧部位及夹紧方向，以便据此进行夹具的支承、定位、夹紧和导向等机构设计。 (3) 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、几何公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。 (4) 注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。 2. 编制零件加工工序图的注意事项 ： (1) 加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。 7 (2) 对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析，保证加工能正常进行。 (3) 当本工序有特 殊要求必须注明。 该加工孔的直径为 17面粗糙度为 m ，孔深为 6三面定位消除工件的六个自由度，具体的定位方法是：左端面由支承钉定位，后面由支承板定位，而底面则由专用垫块完成定位。 支承钉和支承板装配前要配磨，以保证工件的定位精度。如图 2要求被加工部分用粗实线表示，其余用细实线表示。 图 2为发动机支架的加工工序图，材料为 45 号钢。 图 2动机支架加工工序图 8 加工示意图 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，是表达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、气压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 需求 。 加工示意图的内容有：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、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸；接杆、浮动卡头、导向装置；刀具 、导套间的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。 加工示意图应绘制成展开图，按比例用细实线画出工件外形，加工部位、加工表面画粗实线；必须使工件和加工方位与机床布局相吻合，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，以便检查相应主轴、刀具、辅助、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。 1. 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、排屑及生产率等要求选择刀具的原则： (1) 只要条 件允许，为使工作可靠，结构简单、刃磨容易，应尽量选择标准刀具和简单刀具。 (2) 为使工序集中或保证加工精度，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) 选择刀具结构时，还须认真分析被加工零件材料特点。 因为孔的直径是 17根据参考 文献 2，所以选用 锥柄麻花钻。刀具选择第一系列， d= 17氏圆锥号选择 2 号。 9 2. 切削用量的选择 根据参考 文献 1，关于切削用量的确定按表 2荐数值选取。本设计中加工直径 d= 17定切削速度 v=18m/给量 s=r。 3. 导向结构的选择 组合机床加工孔时，除用刚性主轴加工的方案外，加工孔的尺寸和位置精度都是依靠夹具导向来保证的。 如何正确的选择导向结构，确定导向的参数和精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时要解决的问题。 (1) 正确的选择导向类型 在加工小孔时，如钻孔其导向部分直径较小，旋转线速度一般不小于20m/常使用固定式导向，刀具或刀杆在导套内既转动又移动，这种导向方法精度较好，但容易磨损，不利于持久保持精度。 (2) 正确的选择导向的形式和结构 必须根据导向的选择速度、加工精度、刀具工作条件等具体情况，选择导向的形式和结构。根据零件的结构 ， 查阅 参考 文献 3，选择 导向长度为 45 钻套配合的选择，查阅 参考 文献 4附表 4： d 用 D 用 F7/ H7/ 2为本设计所选用的导套。 (3) 确定导向的数量 导向数量应根据工件形状、内部结构、刀具刚性 、加工精度及具体加工情况而定。本设计中钻连杆体孔较小且深度不大，所以选用一个导向。 (4) 选择导向的参数 导向的参数要根据导向的形式、工件形状和加工精度要求及刀具的刚性来决定。根据 参考 文献 1（机械部分）表 3出导向长度和导向至工件端面的距离，公差配合等，导向长度 1l =45套到工件端面的距离 2l =20它具体的数值间加工示意图 。 10 图 2 套 4. 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结结构进行确定。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。主轴轴颈尺寸规格应依据选定的切削用量计算出切削转矩 T。查 参考 文献 4表 3表 3定主轴直径 d，并考虑便于生产管理，适量简化规格。 综合考虑加工精度和具体工作条件，按 参考文献 表 3表 4定主轴外伸长度 L、外径 D 和内径 配套的刀具接杆的莫氏锥度号。具体如下： 查 参考 文献 1表 5取主轴直径 d= 35 参考 文献 4表 3表 4得 ： 外伸长度 L=100径 D=50径 d=3611 接杆莫氏锥度号 2 5. 动力部件工作循环及行程的确定 动力头工作循环一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。根据具体的加工要求，考虑到工艺方案，确定快进为 100进 为 24退为124 (1) 工作进给长度 确定 工作 进给长度 图 2示，它应等于加工部位长度 L 与刀具的切入长度 1L 和切出长度 2L 之和，即： 1L +L+ 2L (2式中 1L 刀具的切入长度， 2L 刀具的切出长度， 切入长度一般取 5 10设计 1L =8 切出长度查文献 4表 3 2L =31 d +（ 3 8） 注： d 为钻头直径） (2取： 2L =10： 8+6+10=242) 快速进给长度的确定 快速进给量是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按具体情况确定。本设计快速进给长度 l=100 (3) 快速退回长度的确定 快速退回的长度等于快进给和工作进给长度之和。一般在固定式夹具钻、扩孔的机床上，动力部件快速退回的行程只要把所有刀具都退至导套内，不影响工件装卸即可。 12 退L= L=100+24=124 (2图 2具 (4) 动力部件总行程的确定 动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需要的行程外，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（即前备量）和刀具装卸以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（刀具退离夹具导套外端面的距离应大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔内的长度，即后备量）。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。 6. 选择接杆 除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具件常用接杆连接（ 称刚性连接），在钻、绞、锪孔及倒角等加工小孔时通常用接杆。因为主轴箱各主轴的外伸长度都为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完各孔的要求。 为了使工件端面至主轴箱端面为最小距离，首先应按加工部位在外壁、加 13 工孔深最浅孔径又最大的主轴选定接杆（通常先按最小长度选取），由此选用其它接杆。接杆已标准化，通用标准接杆号可根据刀具尾部结构（莫氏号）和主轴头部内孔直径 参考 文献 4表 8 8取 B 型。 7. 标注联系尺寸 首 先从同一主轴箱上所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其接杆最短，以获得加工终了时主轴箱前端面到工件端面之间所需要的最短距离。 本设计中由于主轴较少且结构相同，故只需考虑最短接杆即可。并据此确定全部刀具、接杆、导向托架及工件之间的联系尺寸。 主轴端部须标注外径和孔径（ D/d），外伸长度 L；刀具结构尺寸须标注直径和长度；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须标注，工件离导套端面的距离；还须标注托架与家具之间的尺寸，工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。 主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。这一距离取决于两方面：一是主轴箱上刀具、接杆、主轴等结构和相互联系所需的最小尺寸；二是机床总布局所要求的联系尺寸，这两方面是相互制约的。 8. 其它需注意的问题 (1) 加工示意图应与机床实际加工状态一致，表示出工件安装状态及主轴加工方法。 (2) 图中尺寸应标注完整，尤其是从多轴箱端面至刀尖的轴向尺寸链应齐全，以便检查行程和调整机床。图中应表示出机床动力部件的工作循环图及各行程长度。 (3) 加工示意图应有必要的说明。 如被加工零件的名称、图号、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷却液及其它特殊的工艺要求。 机床联系尺寸总图 14 1. 机床联系尺寸总图的作用与内容 机床尺寸联系图是决定各部件的轮廓尺寸及相互间联系关系的，是开展各专用部件设计和确定机床最大占地面积的指导图纸。 组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的。为了使所设计的组合机床能满足预期的性能要求，又能做到配置上均匀合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各部件之间的关系进行全面的分析研究。这是通过绘制机床联系尺寸图来达到目的。 2. 绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容 机床尺寸联系图是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后，根据初步选定的主要通用部件 (动力部件及配套的滑座、床身和立柱等 )，以及确定的专用部件结构原理而绘制的。 (1) 机床装料高度的确定 装料高度是指工件定位基面与地面的垂直距离。确定机床装料高度，要考虑工人操作的方便性。我国过去设计组合机床一般取装料高度为 H=850颁国家标准装料高度 1060际设计时常在 850 1060间选取。我们选取为 927 (2) 夹具轮廓尺寸的 确定 夹具是用于定位和夹紧工件的，所以工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据。对于本设计夹具体的轮廓尺寸为 360300217具体底座高度的确定应根据夹具大小而定，既要保证足够的刚性，又要考虑工件的装料高度。 (3) 机床中间底座的尺寸的确定 在确定中间底座高度的尺寸时，在长宽方向应满足夹具的安装要求。应注意机床的刚性要求；应考虑铁削的储存及排除，以及冷却液的储存。当装料高度取 850，床身和中间底座之间的结合面的高度，无论哪一型号的床身都是统一的，定位 540以中间底座大于 540 (4) 主轴箱轮廓尺寸的确定 15 标准主轴箱的厚度由主轴箱体、前盖和后盖三层尺寸组成。 根据参考文献1(机械部分 )轴箱厚为 180床为立式，前盖厚为 70盖采用 90此，主轴箱总厚度为 340轴箱的高度和宽度都是 400 (5) 滑台的选择 动力滑台是由滑座、滑鞍和驱动装置等组成、实现直线进给运动的动力部件。按驱动和控制方式的不同，滑台分为液压滑台、机械滑台和数控滑台。滑台的选择应根据工件的外轮廓尺寸和进给抗力，工作循环来确定 。 由 参考 文献 637的液压滑台，行程为 400大进给抗力为 20000N，快速移动速度为 8m/ (6) 其它的配套部件的选择 由 参考 文献 695的 1滑台立式配置时的其它部件为： 立柱其型号为 1柱侧底座其型号为 1 机床生产率计算卡 根据加工示意图中的工作行 程长度、切削用量、动力部件的快进及工进速度等，就可以计算机床的生产率并绘制生产率计算卡，用以反映机床达的加工过程，完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。 1. 理想生产率 Q Q=A/K 件 /小时 （ 2 式中 A 年生产纲领 ，件； K 全年工时总数 ，小时。 本设计中 A=80000 件， K=2350 小时 则 ： Q=A/K= /小时 表 2为所加工零件的生产率计算卡。 16 表 2产率计算卡 被加工零件 图号 毛坯种类 铸件 名称 发动机支架 毛坯质量 材料 45 硬度 工序名称 钻孔 工序号 序号 1 2 3 4 5 备注 工步名称 装卸零件 滑台快进 道具工进 滑台 快退 停留 装卸工件时间取决于操作者熟练程度，本机床计算时取 1加工零件 1 加工直径（ 17 加工长度（ 工作行程（ 100 24 124 切削速 度（ m 18 每分钟转速（ r 进给量（ mm 进给速度（ mm 工时 机加 工时间 辅助时间 1 计 总计 件工时 床生产率 床负荷率 83% 2. 实际生产率 机床实际生产率 件 /小时）指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量 ： 60/单T(2式中 单T 生产一个零件所需时间 ， 可按 (2 计算： 17 装移快退快进停辅机单 ）（）（ t+/+=+= (2式中 21 分别为刀具第 I、第 作进给长度， V 分别为刀具第 I、第 作进给量， mm/ 停t 当 锪 端面时 ，滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 5 10 转所需的时间， 快退快进 、 分别为动力部件快进、快退行程长度， 动力部件快速行程速度；液压动力部件取 3 10 移t 直线移动 或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 装卸t 工件装、卸时间，一般取 60/ /小时 3 机床负荷率负当 Q 时，负=Q/ 0= (24 生产率计算卡，应注意以下几个问题 ： (1) 在 时间 的 选择 上， 应 考 虑 同 时 加工的工序 应 以 时间 最 长 的作 为 工进时间 。 (2) 在某方向多 轴 加工 时 ，也是 选择 工 进时间 最 长 的作 为 此方向的工进时间 。 确定主轴箱轮廓尺寸 主要需确定的尺寸是主 轴 箱 的宽 度 B 和高度 H 及最低主 轴高 度 1h 。主 轴 箱宽 度 B 、高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布位置有 关， 可按 (2 (2 : 12 (211 (2式中 b 工件在 宽 度方向相距 最远 的 两 孔距离， 1b 最 边 缘主轴 中心距箱外壁的距离， 18 h 工件在高度方向相距 最远 的 两 孔距离， 1h 最低主 轴高 度， 其中 ， 1h 与工件最低孔位置（2 31h 机床 装 料高度（ 1000H 滑台滑座 总 高（3 320h 、 侧 底座高度（4 560h 滑座与 侧 底座 之间的 调 整 垫 高度（7 5h 尺寸有 关 。 对 于立式 组 合机床 ， 1h 要保 证润 滑油不致 从 主 轴衬套处 泄漏箱外，通常推荐 140851h 。 本机床按式： )7321 (2计 算得：1 h=73取 00出主 轴 箱 轮 廓尺寸 ： 33310021332 1 =+= b+ 3 1 81 0 051 4 5731l .=+.+=+ h+ h 据上 述计 算值，按主 轴 箱 轮 廓尺寸系列 标 准，确定主 轴 箱 轮 廓尺寸 为： =0000通用部件的选择 由切削用量 计 算得到的各主 轴 的切削功率的 总 和切削P，根据 参考 文 献 4有： 切 削多 轴 箱(2式中 切削P 消耗于各主 轴 的切削功率的 总 和， 多 轴 箱的 传动 效率，加工黑色金 属时 取 工有色金 轴数 多、 传动 复 杂时 取小值，反之取大值。本 设计 中任务书 一、设计题目 ： 发动机支架立式单面组合钻床设计 二、设计的主要内容： （ 1）设计参数： 材料是 度是 210。 （ 2）设计图纸： 主轴箱 装 配 图 1 张， 箱体、后盖、输出主轴、工件零件 图 各 1 张，机床尺寸联系图 、 加工示意图 、 零件工序图各 1 张 。 （ 3）说明书主要内容及字数要求： 说明书主要内容： 1）中英文摘要； 2）组合机床总体结构设计与计算； 3）组合机床主轴箱设计。 字数： 三、设计目标 ： 根据发动机支架设计要求，查阅相关文献资料，综合运用所学知识，完成相应机构设计。主要包括：总体设计方案的确定；三图一卡的设计；主轴箱的设计等。按照工程设计规范要求，绘制工程图，并编写设计说明书。 目 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪论 .组合机床综述 .组合机床 总体设计 . 被加工零件的特点 . 工艺路线的确立 . 机床配置型式的选择 . 2 章 组合机床的结构设计与计算 .切削扭矩及切削功率的计算 .组合机床总体设计 . 被加工零件工序图 . 加工示意图 . 机床联系尺寸总图 . 错误 !未定义书签。 机床生产率计算卡 . 错误 !未定义书签。 确定主轴箱轮廓尺寸 .通用部件的选择 . 3 章 组合机床主轴箱设计 . 错误 !未定义书签。 绘制主轴箱设计原始依据图 . 错误 !未定义书签。 主轴、齿轮的确定及动力 计算 . 错误 !未定义书签。 主轴箱传动系统的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 驱动轴、主轴的坐标计算 . 错误 !未定义书签。 拟订主轴箱传动路线 . 错误 !未定义书签。 确定传动轴位置和齿轮齿数 . 错误 !未定义书签。 多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 . 错误 !未定义书签。 选择加工基准坐标系 算主轴、驱动轴坐标 错误 !未定义书签。 计算传动轴的坐标 . 错误 !未定义书签。 绘制坐标检查图 . 错误 !未定义书签。 齿轮强度校核 . 错误 !未定义书签。 校核齿根弯曲疲劳强度 . 错误 !未定义书签。 校核接触疲劳强度 . 错误 !未定义书签。 传动轴直径的确定和轴的强度校核 . 轴的直径的确定 . 轴的强度校核 .主轴箱体及其附件的选择设计 . 错误 !未定义书签。 主轴箱的选择设计 . 错误 !未定义书签。 主轴箱上的附件设计 . 错误 !未定义书签。 结 论 . 谢 . 错误 !未定义书签。 参考 文献 . 错误 !未定义书签。 of . of . is . . of of . . . . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 .of . . 错误 !未定义书签。 on 未定义书签。 未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 of 错误 !未定义书签。 To of 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I 摘 要 本次设计的题目是发动机支架立式单面组合钻床设计 ， 是在发动机支架上加工 4 个深 6尺寸要求 17 的孔。 本次设计分为总体设计和主轴箱设计两个部分。首先 ， 对机床进行总体结构的设计 ， 需要确定切削用量 、 计算切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度 ,然后以此确定主轴、外伸尺寸等 ,绘制“ 三图一卡 ” ， 即被加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系总图 ， 以及 生产率计算卡。其次 ， 对主轴箱进行设计 ， 绘制设计原始依据图 ， 确定主轴箱及各个通用部件的选用 ， 计算各齿轮的传动比和主轴的坐标位置。最后 ， 根据分析的结果 ， 对齿轮和轴的强度和刚度进行校核。 本专用机床能满足加工要求 ， 保证加工精度 ， 机床运转平稳 ， 工作可靠 ，结构简单 ， 装卸方便 ， 便于维修、调整 、 操作 ， 减轻了工人的劳动强度 ， 提高了劳动生产率。 关键词 ： 组合机床；钻孔；主轴箱；传动设计 he of at of 17 mm is of to of a to be of of of to of to to 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪论 .组合机床综述 .组合机床总体设计 . 被加工零件的特点 . 工艺路线的确立 . 机床配置型式的选择 . 2 章 组合机床的结构设计与计算 .切削扭矩及切削功率的计算 .组合机床总体设计 . 被加工零件工序图 . 加工示意图 . 机床联系尺寸总图 . 错误 !未定义书签。 机床生产率计算卡 . 错误 !未定义书签。 确定主轴箱轮廓尺寸 .通用部件的选择 . 3 章 组合机床主轴箱设计 . 错误 !未定义书签。 绘制主轴箱设计原始依据图 . 错误 !未定义书签。 主轴、齿轮的确 定及动力计算 . 错误 !未定义书签。 主轴箱传动系统的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 驱动轴、主轴的坐标计算 . 错误 !未定义书签。 拟订主轴箱传动路线 . 错误 !未定义书签。 确定传动轴位置和齿轮齿数 . 错误 !未定义书签。 多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图 . 错误 !未定义书签。 选择加工基准坐标系 算主轴、驱动轴坐标 错误 !未定义书签。 计算传动轴的坐标 . 错误 !未定义书签。 绘制坐标检查图 . 错误 !未定义书签。 齿轮强度校核 . 错误 !未定义书签。 校核齿根弯曲疲劳强度 . 错误 !未定义书签。 校核接触疲劳强度 . 错误 !未定义书签。 传动轴直径的确定和轴的强度校核 . 轴的直径的确定 . 轴的强度校核 .主轴箱体及其附件的选择设计 . 错误 !未定义书签。 主轴箱的选择设计 . 错误 !未定义书签。 主轴箱上的附件设计 . 错误 !未定义书签。 结 论 . 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 .V . 错误 !未定义书签。 of . of . is . . of of . . . . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 .of . 未定义书签。 on 未定义书签。 未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 of 错误 !未定义书签。 To of 未定义书签。 未定义书签。 of . 错误 !未定义书签。 of of 未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 is of . . of . 错误 !未定义书签。 of 误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 .1 第 1 章 绪论 组合机床综述 近年 来，组 合机床 装备向着 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 成套性的方向 发 展。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。据 专 家分析，机床 装备 的高速和超高速加工技 术的关键 是提高机床的主 轴转 速和 进给 速度。 该届 博 览会 上展出的加工中心，主 轴转 速 10000 20000 r/高 进给 速度可 达 20 60m/合、多功能、多 轴 化控制 装备 的前景亦被看好。在零部件一体化程度不 断 提高、 数 量 减 少的 同 时 ，加工的形 状却 日益复杂 。多 轴 化控制的机床 装备适 合加工形 状 复 杂的 工件 1 。 另外， 产 品周期的 缩 短也要求加工机床能 够随时调 整和 适应 新的 变 化， 满足各种各 样产 品的加工需求。然 而更关键 的是 现 代通信技 术 在机床 装备 中的 应用，信息通信技 术 的引 进 使得 现 代机床的自 动 化程度 进 一步提高，操作者可以通 过 网 络 或手机 对 机床的程序 进 行 远 程修改， 对运转状况进 行 监 控并 积 累有 关资 料；通 过 网 络对远 程的 设备进 行 维 修和 检 查、提供售后服 务等 。 在 这 些方面我 国组 合机床 装备还 有相 当 大的差距，因此我 国组 合 机床技 术装备 高速度、高精度、柔性化、模 块 化、 可调可变 、任意加工性以及通信技 术的 应 用 将是 今 后的发 展方向。 本次毕业设计是 钻发动机支架孔专机总体及主轴箱设计。 在设计前认真研究被加工零件的图样， 分析 其尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容，为设计提供大量的数据，作好充分的、全面的技术准备。 因 为工艺 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，在确定 工艺 方案制定合理之前，通 过毕业实习 深入 现场 了解了被加工零件的 结 构特 点 、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技 术 要求，根据工 件的加工要求和特 点 ，按一定的 原则 、 结合组 合机床常用的 工艺 方法、充分 2 考 虑 各种因素，并 经 技 术经济 分析 后拟订出 先 进 、合理、 经济 、可靠的 工艺 方案。根据工件的 结 构特 点 、 工艺 要求、生 产 率要求、 工艺 方案等，确定本 设计的配置型式为立式 专用 机床，并采用工序集中 进 行加工。确定 机 床 总 体布局和影响技 术 性能的主要部件的 结 构型式。 在选 定了 工艺 方案并确定了机床配置型式、 结 构方案的基 础 上， 进 行机床 总 体方案 设计 。其 内 容包括：被加工 零件图 、加工示意 图 、机床 联 系尺寸 图 和生 产 率 计 算卡。 主轴箱设计的方法是：绘制主轴箱设计的原始依据图；确定主轴的结构 、轴颈及齿轮模数；拟订传动系统；计算主轴、传动轴坐标，绘制坐标检查图；绘制多轴箱总图，零件图及编制组件明细表。在此次的设计中采用 “ 三面 ” 定位，液压夹紧，提高了生产效率，降低了劳动强度，同时在设计中采用了大量的通用零部件，降低了产品的成本。 组合机床总体设计 组 合机床的 总 体 设计 要注重工件及其加工的 工艺 分析，制 订出 合理的 工艺方案，才 能设计 出合理的 专用 机床。根据指定的加工要求，提出若干 个工艺 方案， 选择 最优的。 工艺 方案的 确定决定 了 专用 机床的 结 构、性能、 运动 、 传动 、布局等一系 列问题 。所以， 工艺 方案 设计 是 专用 机床的重要 环节 。 组 合机床的设计结 构一般可分 为卧 式（ 图 1立式（ 图 1 种。 图 1 式 组 合机床 结 构 3 图 1式 组 合机床 结 构 被加工零件的特点 本次 设计的组 合机床的被加工 对 象是 发动 机支架，材料是 度是210。 工艺路线的确立 本工序加工的内容是加工路线中的第一道工序。孔的孔径为 17面粗糙度为 为了保证其精度要求，将有精度要求的四个孔安排在同一台专机上进行。 4 机床配置型式的选择 机床的配置型式有立式和 卧 式 两 种。 立式机床的优点是占地面积小，自由度大，操作方便，其缺点是机床重心高，振动大。卧式机床的优点是加工和装配工艺性好，振动小，运动平稳，机床重心较低，精度高，安装方便，其缺点是削弱了床身的刚性，占地面积大。机床的配置型式在很大程度上取决于被加工零件的大小、形状及加工部位等因素。 卧式机床多用于加工孔中心线与定位基准面平行的情况，而立式机床则适用于加工定位基面是水平的，而加工的孔与基面相垂直的工件。 通过以上的比较，选用立式机床。 5 6 = m D 章 组合机床的结构 设计 与 计算 切削扭矩及切削功率的计算 根据 参 考 文 献 1，关于 切削用量的确定按表 2荐 数 值 选 取。本 设计 中加工直 径 d= 17 定切削速度 v=18m/进给 量 s=r。 根据已 选 定的切削用量（主要指切削速度 v 及进给 量 s ）， 确定进给 力，作为选择动 力滑台及 设计夹 具的依据；确定切削扭矩，用以确定主 轴 ；确定切削功率，用作 选择主传动电 机（一般指 动 力箱 电 机）功率；确定刀具耐用度，用以 验证所选用 的刀具是否合理。 切削扭矩： s (2式中 修正系 数，取 D 刀具直径， s 刀具进给量， mm/r； 抗拉强度， 2kg/ 则： M =2365kg具耐用度验算： (2 式 中 v 切削速度， m/ 将 v=18m/s=r， D=17 代入公式（ 2： 切削功率计算 ： 2 2361 =.M m(2 6 所以切削功率为： 4 . 8 8 k W=1 . 2 24=4 P 组合机床总体设计 组合机床总体设计，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。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、 生产率计算卡片、机床联系尺寸图等。 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，表示在一台机床上或一条自动在线完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧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。 它是在原有零件图基础上，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，也是制造使用时调整机床、检查精度的重要技术。 1 被加工零件工序图应包括以下内容 ： (1) 被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序 机床设计有关部位结构形状和尺寸。 (2) 本工序所选用的定位基准、夹紧部位及夹紧方向，以便据此进行夹具的支承、定位、夹紧和导向等机构设计。 (3) 本工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、几何公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。 (4) 注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。 2. 编制零件加工工序图的注意事项 ： (1) 加工部位的位置尺寸应与定位基准直接发生关系。 7 (2) 对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析，保证加工能正常进行。 (3) 当本工序有特 殊要求必须注明。 该加工孔的直径为 17面粗糙度为 m ，孔深为 6三面定位消除工件的六个自由度，具体的定位方法是：左端面由支承钉定位，后面由支承板定位，而底面则由专用垫块完成定位。 支承钉和支承板装配前要配磨，以保证工件的定位精度。如图 2要求被加工部分用粗实线表示，其余用细实线表示。 图 2为发动机支架的加工工序图，材料为 45 号钢。 图 2动机支架加工工序图 8 加工示意图 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，是表达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、气压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 需求 。 加工示意图的内容有：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、托架及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸；主轴结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸；接杆、浮动卡头、导向装置；刀具 、导套间的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸等。 加工示意图应绘制成展开图，按比例用细实线画出工件外形，加工部位、加工表面画粗实线；必须使工件和加工方位与机床布局相吻合，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，以便检查相应主轴、刀具、辅助、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。 1. 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、排屑及生产率等要求选择刀具的原则： (1) 只要条 件允许，为使工作可靠，结构简单、刃磨容易，应尽量选择标准刀具和简单刀具。 (2) 为使工序集中或保证加工精度，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) 选择刀具结构时，还须认真分析被加工零件材料特点。 因为孔的直径是 17根据参考 文献 2，所以选用 锥柄麻花钻。刀具选择第一系列， d= 17氏圆锥号选择 2 号。 9 2. 切削用量的选择 根据参考 文献 1，关于切削用量的确定按表 2荐数值选取。本设计中加工直径 d= 17定切削速度 v=18m/给量 s=r。 3. 导向结构的选择 组合机床加工孔时，除用刚性主轴加工的方案外，加工孔的尺寸和位置精度都是依靠夹具导向来保证的。 如何正确的选择导向结构，确定导向的参数和精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时要解决的问题。 (1) 正确的选择导向类型 在加工小孔时，如钻孔其导向部分直径较小，旋转线速度一般不小于20m/常使用固定式导向，刀具或刀杆在导套内既转动又移动，这种导向方法精度较好，但容易磨损，不利于持久保持精度。 (2) 正确的选择导向的形式和结构 必须根据导向的选择速度、加工精度、刀具工作条件等具体情况，选择导向的形式和结构。根据零件的结构 ， 查阅 参考 文献 3，选择 导向长度为 45 钻套配合的选择，查阅 参考 文献 4附表 4： d 用 D 用 F7/ H7/ 2为本设计所选用的导套。 (3) 确定导向的数量 导向数量应根据工件形状、内部结构、刀具刚性 、加工精度及具体加工情况而定。本设计中钻连杆体孔较小且深度不大，所以选用一个导向。 (4) 选择导向的参数 导向的参数要根据导向的形式、工件形状和加工精度要求及刀具的刚性来决定。根据 参考 文献 1（机械部分）表 3出导向长度和导向至工件端面的距离，公差配合等，导向长度 1l =45套到工件端面的距离 2l =20它具体的数值间加工示意图 。 10 图 2 套 4. 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结结构进行确定。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。主轴轴颈尺寸规格应依据选定的切削用量计算出切削转矩 T。查 参考 文献 4表 3表 3定主轴直径 d，并考虑便于生产管理，适量简化规格。 综合考虑加工精度和具体工作条件，按 参考文献 表 3表 4定主轴外伸长度 L、外径 D 和内径 配套的刀具接杆的莫氏锥度号。具体如下： 查 参考 文献 1表 5取主轴直径 d= 35 参考 文献 4表 3表 4得 ： 外伸长度 L=100径 D=50径 d=3611 接杆莫氏锥度号 2 5. 动力部件工作循环及行程的确定 动力头工作循环一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。根据具体的加工要求，考虑到工艺方案，确定快进为 100进 为 24退为124 (1) 工作进给长度 确定 工作 进给长度 图 2示，它应等于加工部位长度 L 与刀具的切入长度 1L 和切出长度 2L 之和，即： 1L +L+ 2L (2式中 1L 刀具的切入长度， 2L 刀具的切出长度， 切入长度一般取 5 10设计 1L =8 切出长度查文献 4表 3 2L =31 d +（ 3 8） 注： d 为钻头直径） (2取： 2L =10： 8+6+10=242) 快速进给长度的确定 快速进给量是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按具体情况确定。本设计快速进给长度 l=100 (3) 快速退回长度的确定 快速退回的长度等于快进给和工作进给长度之和。一般在固定式夹具钻、扩孔的机床上，动力部件快速退回的行程只要把所有刀具都退至导套内，不影响工件装卸即可。 12 退L= L=100+24=124 (2图 2具 (4) 动力部件总行程的确定 动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需要的行程外，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（即前备量）和刀具装卸以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（刀具退离夹具导套外端面的距离应大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆孔内的长度，即后备量）。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。 6. 选择接杆 除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具件常用接杆连接（ 称刚性连接），在钻、绞、锪孔及倒角等加工小孔时通常用接杆。因为主轴箱各主轴的外伸长度都为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完各孔的要求。 为了使工件端面至主轴箱端面为最小距离，首先应按加工部位在外壁、加 13 工孔深最浅孔径又最大的主轴选定接杆（通常先按最小长度选取），由此选用其它接杆。接杆已标准化，通用标准接杆号可根据刀具尾部结构（莫氏号）和主轴头部内孔直径 参考 文献 4表 8 8取 B 型。 7. 标注联系尺寸 首 先从同一主轴箱上所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其接杆最短，以获得加工终了时主轴箱前端面到工件端面之间所需要的最短距离。 本设计中由于主轴较少且结构相同，故只需考虑最短接杆即可。并据此确定全部刀具、接杆、导向托架及工件之间的联系尺寸。 主轴端部须标注外径和孔径（ D/d），外伸长度 L；刀具结构尺寸须标注直径和长度；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须标注，工件离导套端面的距离；还须标注托架与家具之间的尺寸，工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。 主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。这一距离取决于两方面：一是主轴箱上刀具、接杆、主轴等结构和相互联系所需的最小尺寸；二是机床总布局所要求的联系尺寸，这两方面是相互制约的。 8. 其它需注意的问题 (1) 加工示意图应与机床实际加工状态一致，表示出工件安装状态及主轴加工方法。 (2) 图中尺寸应标注完整，尤其是从多轴箱端面至刀尖的轴向尺寸链应齐全，以便检查行程和调整机床。图中应表示出机床动力部件的工作循环图及各行程长度。 (3) 加工示意图应有必要的说明。 如被加工零件的名称、图号、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷却液及其它特殊的工艺要求。 机床联系尺寸总图 14 1. 机床联系尺寸总图的作用与内容 机床尺寸联系图是决定各部件的轮廓尺寸及相互间联系关系的，是开展各专用部件设计和确定机床最大占地面积的指导图纸。 组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的。为了使所设计的组合机床能满足预期的性能要求，又能做到配置上均匀合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各部件之间的关系进行全面的分析研究。这是通过绘制机床联系尺寸图来达到目的。 2. 绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容 机床尺寸联系图是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后，根据初步选定的主要通用部件 (动力部件及配套的滑座、床身和立柱等 )，以及确定的专用部件结构原理而绘制的。 (1) 机床装料高度的确定 装料高度是指工件定位基面与地面的垂直距离。确定机床装料高度，要考虑工人操作的方便性。我国过去设计组合机床一般取装料高度为 H=850颁国家标准装料高度 1060际设计时常在 850 1060间选取。我们选取为 927 (2) 夹具轮廓尺寸的 确定 夹具是用于定位和夹紧工件的，所以工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据。对于本设计夹具体的轮廓尺寸为 360300217具体底座高度的确定应根据夹具大小而定，既要保证足够的刚性，又要考虑工件的装料高度。 (3) 机床中间底座的尺寸的确定 在确定中间底座高度的尺寸时，在长宽方向应满足夹具的安装要求。应注意机床的刚性要求；应考虑铁削的储存及排除，以及冷却液的储存。当装料高度取 850，床身和中间底座之间的结合面的高度，无论哪一型号的床身都是统一的，定位 540以中间底座大于 540 (4) 主轴箱轮廓尺寸的确定 15 标准主轴箱的厚度由主轴箱体、前盖和后盖三层尺寸组成。 根据参考文献1(机械部分 )轴箱厚为 180床为立式，前盖厚为 70盖采用 90此，主轴箱总厚度为 340轴箱的高度和宽度都是 400 (5) 滑台的选择 动力滑台是由滑座、滑鞍和驱动装置等组成、实现直线进给运动的动力部件。按驱动和控制方式的不同，滑台分为液压滑台、机械滑台和数控滑台。滑台的选择应根据工件的外轮廓尺寸和进给抗力，工作循环来确定 。 由 参考 文献 637的液压滑台，行程为 400大进给抗力为 20000N，快速移动速度为 8m/ (6) 其它的配套部件的选择 由 参考 文献 695的 1滑台立式配置时的其它部件为： 立柱其型号为 1柱侧底座其型号为 1 机床生产率计算卡 根据加工示意图中的工作行 程长度、切削用量、动力部件的快进及工进速度等，就可以计算机床的生产率并绘制生产率计算卡，用以反映机床达的加工过程，完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等。 1. 理想生产率 Q Q=A/K 件 /小时 （ 2 式中 A 年生产纲领 ，件； K 全年工时总数 ，小时。 本设计中 A=80000 件， K=2350 小时 则 ： Q=A/K= /小时 表 2为所加工零件的生产率计算卡。 16 表 2产率计算卡 被加工零件 图号 毛坯种类 铸件 名称 发动机支架 毛坯质量 材料 45 硬度 工序名称 钻孔 工序号 序号 1 2 3 4 5 备注 工步名称 装卸零件 滑台快进 道具工进 滑台 快退 停留 装卸工件时间取决于操作者熟练程度，本机床计算时取 1加工零件 1 加工直径（ 17 加工长度（ 工作行程（ 100 24 124 切削速 度（ m 18 每分钟转速（ r 进给量（ mm 进给速度（ mm 工时 机加 工时间 辅助时间 1 计 总计 件工时 床生产率 床负荷率 83% 2. 实际生产率 机床实际生产率 件 /小时）指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量 ： 60/单T(2式中 单T 生产一个零件所需时间 ， 可按 (2 计算： 17 装移快退快进停辅机单 ）（）（ t+/+=+= (2式中 21 分别为刀具第 I、第 作进给长度， V 分别为刀具第 I、第 作进给量， mm/ 停t 当 锪 端面时 ，滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 5 10 转所需的时间， 快退快进 、 分别为动力部件快进、快退行程长度， 动力部件快速行程速度；液压动力部件取 3 10 移t 直线移动 或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 装卸t 工件装、卸时间，一般取 60/ /小时 3 机床负荷率负当 Q 时，负=Q/ 0= (24 生产率计算卡，应注意以下几个问题 ： (1) 在 时间 的 选择 上， 应 考 虑 同 时 加工的工序 应 以 时间 最 长 的作 为 工进时间 。 (2) 在某方向多 轴 加工 时 ，也是 选择 工 进时间 最 长 的作 为 此方向的工进时间 。 确定主轴箱轮廓尺寸 主要需确定的尺寸是主 轴 箱 的宽 度 B 和高度 H 及最低主 轴高 度 1h 。主 轴 箱宽 度 B 、高度 H 的大小主要与被加工零件孔的分布位置有 关， 可按 (2 (2 : 12 (211 (2式中 b 工件在 宽 度方向相距 最远 的 两 孔距离， 1b 最 边 缘主轴 中心距箱外壁的距离， 18 h 工件在高度方向相距 最远 的 两 孔距离， 1h 最低主 轴高 度， 其中 ， 1h 与工件最低孔位置（2 31h 机床 装 料高度（ 1000H 滑台滑座 总 高（3 320h 、 侧 底座高度（4 560h 滑座与 侧 底座 之间的 调 整 垫 高度（7 5h 尺寸有 关 。 对 于立式 组 合机床 ， 1h 要保 证润 滑油不致 从 主 轴衬套处 泄漏箱外，通常推荐 140851h 。 本机床按式： )7321 (2计 算得：1 h=73取 00出主 轴 箱 轮 廓尺寸 ： 33310021332 1 =+= b+ 3 1 81 0 051 4 5731l .=+.+=+ h+ h 据上 述计 算值，按主 轴 箱 轮 廓尺寸系列 标 准，确定主 轴 箱 轮 廓尺寸 为： =0000通用部件的选择 由切削用量 计 算得到的各主 轴 的切削功率的 总 和切削P，根据 参考 文 献 4有： 切 削多 轴 箱(2式中 切削P 消耗于各主 轴 的切削功率的 总 和， 多 轴 箱的 传动 效率，加工黑色金 属时 取 工有色金 轴数 多、 传动 复 杂时 取小值，反之取大值。本 设计 中