柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)

柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì),柴油機(jī),齒輪,室蓋鉆鏜,專(zhuān)機(jī),總體,整體,夾具,設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目： 柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2016年3月 摘 要 本篇設(shè)計(jì)是柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及夾具設(shè)計(jì)。齒輪室蓋零件的主要加工表面是外圓表面及孔。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度與保證孔系的加工精度相比，保證平面的加工精度比較容易。孔徑加工都是選用專(zhuān)用鉆夾具，夾緊方式一般選用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠。因此生產(chǎn)效率較高。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì)將鉆床和臥式鏜床結(jié)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合為一體，降低了機(jī)器成本，而且節(jié)省了加工時(shí)間，提高了工作生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞：柴油機(jī)齒輪室蓋；主軸；總圖繪制；多軸箱 ??????? Abstract This design introduces the diesel engine gear chamber cover drill boring plane on the overall and jig design, including machining process determined design must first understand the workpiece machining process route and process calculation, boring, drilling shaft diameter is decided and preliminary selection of motor types and various machine parts. The preparation of three charts card. In the design of multi axle box, determine the transmission system, calculation of spindle coordinates, check and spindle box transmission components of the general layout drawing. This design will be drilling and horizontal boring machine structure are organically combined into a whole, reduces the cost of the machine, and save processing time, improve production efficiency. Key words: Box ；The Combination of Machine ；Tools ；Design multi-axle Box Tapping 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 本課題研究的背景及意義 1 1.2 本論文研究的主要內(nèi)容 3 第2章 柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體設(shè)計(jì) 5 2.1 專(zhuān)用機(jī)床工藝方案擬定 7 2.2 加工工序圖 9 2.3 加工示意圖 10 2.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 12 2.5 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 14 第3章 多軸箱的設(shè)計(jì) 15 3.1 多軸箱的組成及表示方法 17 3.2 多軸箱通用零件 18 3.3 繪制多軸箱原始依據(jù)圖 19 3.4 主軸齒輪確定、動(dòng)力計(jì)算 20 3.5 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 3.6 多軸箱坐標(biāo)檢查圖 22 第4章 夾具設(shè)計(jì) 22 4.1 夾具概述 23 4.2 夾緊機(jī)構(gòu) 23 4.3 夾緊力計(jì)算 23 結(jié)論 24 致謝 25 參考文獻(xiàn) 26 XX學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ` 第1章 緒論 1.1 本課題的研究背景及意義 我國(guó)生產(chǎn)的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，傳動(dòng)效率始終不高，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)出一種新型的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)勢(shì)在必行！ 相信此種齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高機(jī)床的傳動(dòng)能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代，美國(guó)的HUGER公司將新開(kāi)發(fā)的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)應(yīng)用到該公司的子公司---一個(gè)生產(chǎn)棒材的機(jī)械公司，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。繼美國(guó)HUGER公司之后，德國(guó)的DESTO公司也看到了齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的利潤(rùn)所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來(lái)開(kāi)發(fā)研制齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的研發(fā)工作。現(xiàn)在國(guó)外等著名齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的品牌中，都有齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的銷(xiāo)售，全世界齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國(guó)家有巨大的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)銷(xiāo)售市場(chǎng)，機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國(guó)家的機(jī)械工業(yè)之一。 目前國(guó)外特別是美國(guó)正在考慮發(fā)展齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問(wèn)題。自“九·五”期間齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的開(kāi)發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國(guó)的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開(kāi)發(fā)適合美國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)。 我國(guó)從1953年開(kāi)始生產(chǎn)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)，于1958年自行設(shè)計(jì)制造傳動(dòng)半徑在50、70、90、120、500等棒材的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)之后，為了適應(yīng)棒材生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大直徑的齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)。 為了滿足生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國(guó)于1970年研制了大型齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外來(lái)技術(shù)人才，全身心地投入到了齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可夾持不同直徑棒料的傳動(dòng)機(jī)，與同年12也投入市場(chǎng)，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。近幾年又研制出PX1400/170齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)，其設(shè)計(jì)能力為1750t/h，實(shí)際達(dá)到2508t/h，是設(shè)計(jì)值的1.6倍。 1.2 本論文研究的主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)總體及夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，從柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)的整理方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面： 1) 分析柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)及其技術(shù)條件，收集設(shè)計(jì)資料； 2) 完成開(kāi)題報(bào)告； 3) 柴油機(jī)齒輪室蓋鉆鏜專(zhuān)機(jī)方案的確定； 4) 繪制總裝配圖、夾具裝配圖等； 5）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 第2章 專(zhuān)用機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 2.1 專(zhuān)用機(jī)床工藝方案的擬定 工藝方案的擬訂是專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)楣に嚪桨冈诤艽蟪潭壬蠜Q定了專(zhuān)用機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合專(zhuān)用機(jī)床常用工藝方法、充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。 2.2 加工工序圖 本設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)的是鉆盲孔和鏜內(nèi)孔的夾具，采用齒輪室蓋的底面和頂面以及和一個(gè)帶臺(tái)階定位銷(xiāo)進(jìn)行定位，通過(guò)可調(diào)螺釘對(duì)齒輪室蓋的經(jīng)過(guò)精銑后的平面進(jìn)行精定位實(shí)現(xiàn)定位。由于利用工件的底面作為基面，為了使夾緊可靠以及部件配置合理，采用對(duì)工件的頂面和側(cè)面進(jìn)行夾緊。要求加工之后能滿足尺寸的公差范圍之內(nèi)。加工工序圖如下圖1.1所示。 1.1 加工工序圖 2.3 加工示意圖 加工示意圖是專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)的重要圖紙之一，在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位。它是設(shè)計(jì)刀具、夾具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料，同時(shí)也是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)。 加工示意圖應(yīng)繪制成展開(kāi)圖，其繪制順序是：首先按比例繪制工件的外形及加工部位的展開(kāi)圖，加工示意圖還要繪制出工件加工部位的圖形。加工示意圖還要考慮一些特殊要求（如工件抬起、主軸定位、危險(xiǎn)區(qū)等）。決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)及行程。最后，選擇切削用量及附加必要的說(shuō)明。 綜合考慮以上各種注意事項(xiàng)，可以看出加工示意圖的繪制方法可以分為幾個(gè)步驟，即刀具的選擇、工序間余量的確定等。 此次的加工示意圖如下圖1.2所示： 1.2 加工示意圖 2.3.1 技術(shù)分析 孔 精度等級(jí)：7H； 精度等級(jí)：7H 材料： 1#灰1#灰鑄鐵 硬度： HB190 通孔 加工深度L=19mm 2.3.2 刀具的選擇 刀具的類(lèi)型的選擇決定于所鏜內(nèi)孔的性質(zhì)、所鏜內(nèi)孔在工件上的位置、工件的構(gòu)造與尺寸及生產(chǎn)的批量。 查 [10] P899 表10-49 選用細(xì)柄機(jī)用鏜刀 H3 GB3464-83和。 2.3.3 鏜孔靠模裝置選擇 在專(zhuān)用機(jī)床上鏜內(nèi)孔多采用鏜孔靠模裝置。其原理仍然是“自引法”鏜孔。這種鏜孔裝置的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直接由靠模螺桿、螺母得到。常用的靠模裝置有：TO281型鏜孔靠模裝置和TO282型靠模裝置。 本設(shè)計(jì)中采用了通用的TO281型鏜孔靠模裝置，如下圖1.3所示： 1.3 TO281型鏜孔靠模 2.3.4 切削用量的選取 由于專(zhuān)用機(jī)床有大量刀具同時(shí)工作，為了使機(jī)床正常工作，不經(jīng)常停車(chē)換刀，而達(dá)到較高的生產(chǎn)率。所選擇的切削用量比一般通用機(jī)床的切削用量要低一些。總體上說(shuō)：在采用多軸加工的專(zhuān)用機(jī)床的切削用量和切削速度要低一些。根據(jù)現(xiàn)有專(zhuān)用機(jī)床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機(jī)床單刀加工的切削用量約30%左右。 查閱 [2] P51表2-17 鏜孔切削速度 加工材料為1#灰鑄鐵 切削速度：v=4～8m/min 查 [10] P1142 表14-90 由公式計(jì)算得 (2-1) 取v=8m/min 進(jìn)給量為鏜刀的導(dǎo)程　f=1.25mm/r 由公式：v=πd n得: 主軸轉(zhuǎn)速n=318/r/min 2.3.5 確定主軸類(lèi)型、尺寸、外伸長(zhǎng)度 主軸類(lèi)型主要依據(jù)工藝方法和刀桿與主軸的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。主軸軸頸及軸端尺寸主要取決于進(jìn)給抗力和主軸——刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 通用鏜孔主軸有兩種(1)滾錐軸承鏜孔主軸(2)滾針軸承鏜孔主軸。 2.3.5.1 主軸類(lèi)型 查[9] 表4-2 選用滾錐軸承鏜孔主軸 2.3.5.2 主軸尺寸 根據(jù)公式：d=6.2 (2-2) 可算出本設(shè)計(jì)中鏜孔主軸的大致直徑 式中：d——主軸直徑（mm） T——轉(zhuǎn)矩（N·m） 加工1#灰鑄鐵時(shí)T=0.195DP (2-3) 由于本設(shè)計(jì)中D=5mm，P=1.25mm，所以 查[9]中表3-5鏜孔主軸直徑的確定，得螺紋M5的主軸直徑d=17mm 轉(zhuǎn)矩T=5 N·m 查[9]表3-6和4-2 主軸直徑d=20mm 外伸尺寸L=120mm。 2.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 2.4.1 繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖之前應(yīng)確定的內(nèi)容 2.4.1.1 選擇動(dòng)力部件 動(dòng)力部件的選擇主要是確定動(dòng)力箱和動(dòng)力滑臺(tái)。根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理因素，確定機(jī)床為臥式雙面單工位液壓傳動(dòng)專(zhuān)用機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)多軸箱鏜孔主軸。 動(dòng)力箱規(guī)格與滑臺(tái)要匹配，其驅(qū)動(dòng)功率主要依據(jù)是根據(jù)多軸箱所傳遞的切屑功率來(lái)選用。確定鏜孔電機(jī)功率，應(yīng)考慮鏜刀鈍化的影響，一般按計(jì)算功率的1.5~2.5倍選取。（軸數(shù)少時(shí)取大值，軸數(shù)多時(shí)取小值） (2-5) 式中：——消耗于各主軸的切削功率的總和，單位為kw； ——主軸箱的傳動(dòng)效率，加工黑色金屬時(shí)取0.8~0.9，加工有色金屬時(shí)取0.7~0.8，主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。 查《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6-20 則： (2-6) =6x0.1636/0.8=1.09kw 1.09x2=2.18kw 查[9]表5-39 本機(jī)床左右多軸箱均采用1TD25-IB型動(dòng)力箱（=1420r/min;電動(dòng)機(jī)選Y100L1-4型，功率為2.2KW）。 (2-7) 根據(jù)選定的切削用量，計(jì)算總的進(jìn)給力，根據(jù)所需的最小進(jìn)給速度、工作行程、結(jié)合多軸箱輪廓尺寸，考慮工作穩(wěn)定性，選用HY63-I 型液壓滑臺(tái)，以及相配套的側(cè)底座（1CC631型）。查[9]P91表5-1 滑鞍寬度： 630mm 滑鞍長(zhǎng)度： 1250mm 行 程： 630mm 滑座長(zhǎng)度： 1920mm 高 度： 400mm 工進(jìn)速度：6.5-250mm/min 快進(jìn)速度：5m/min。 2.4.1.2 確定機(jī)床裝料高度H 裝料高度是指工件安裝基面至地面的垂直距離。考慮上述剛度結(jié)構(gòu)功能和使用要求等因素選取計(jì)算： 最低孔高度 h2=208mm 滑臺(tái)高度 h3=400mm 側(cè)底座高度 h4=630mm 取H=1250mm。 h1=h2+H-（0.5+h3+h4）=25+1100-（0.5+400+630）=94.5mm H=35+100+94.5=229.5mm 查[9]，P135表7-1選取多軸箱體規(guī)格尺寸400x400。聯(lián)系尺寸圖如下圖1.4所示： 1.4 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 2.5 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)加工示意圖所確定的工作循環(huán)及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動(dòng)作時(shí)間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。 2.5.1 理想生產(chǎn)率Q 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A 所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。與全年工時(shí)tk 總數(shù)有關(guān)，單班制取2350h A=5000x(1+2%+2%)=5200件 (2-10) Q=A/tk=5200/2350=2.21件/h (2-11) 2.5.2 實(shí)際生產(chǎn)率Q1 實(shí)際生產(chǎn)率是指設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。 Q1=60/T單 (2-12) 式中 T單——生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間（min）, 可按下式計(jì)算： T單=t切+t輔=（L1/vf1+ L2/vf2+t停）+[（L快進(jìn)+L快退）/vfk+ t移+ t裝] （2-13） L1、L2——刀具第一、第二工作進(jìn)給長(zhǎng)度，單位為mm； vf1 vf2——刀具第一、第二工作進(jìn)給量，單位為mm/min; t?！ǔ５毒咴诩庸そK了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5～10轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，單位為min;取0.1min,即6s. vfk——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣取? 本次采用的是液壓動(dòng)力部件, 為5m/min。 t移——回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時(shí)間，一般取0.1 min;此道工序可忽略。 t裝——工件裝、卸的時(shí)間（包括定位或撤消定位、夾緊或松開(kāi)、清理基面或切屑及調(diào)運(yùn)工件等的時(shí)間）通常.取0.5-1.5min.取1.5min . 把數(shù)值帶入（2-13）中： 得到：T單=23/397.5+23/397.5+0.1+0.075/5+0.075/5+1.5 =1.7456min; 所以Q1=60/T單=60/1.71=34.32件/小時(shí) 則 Q1≥Q 所以滿足生產(chǎn)率要求 第3章 多軸箱設(shè)計(jì) 3.1 多軸箱的組成及表示方法 多軸箱按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為通用（即標(biāo)準(zhǔn)）和專(zhuān)用多軸箱兩大類(lèi)。前者結(jié)構(gòu)典型，能利用同用的箱體和傳動(dòng)件；后者結(jié)構(gòu)特殊，往往需要加強(qiáng)主軸系統(tǒng)剛性，而使主軸及某些傳動(dòng)件必須專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，故專(zhuān)用主軸箱通常指“剛性主軸箱”，即采用不需要刀具導(dǎo)向裝置的剛性主軸和用精密滑臺(tái)導(dǎo)軌來(lái)保證加工孔的位置精度。通用主軸箱則采用標(biāo)準(zhǔn)主軸，借助導(dǎo)向套引導(dǎo)刀具來(lái)保證被加工孔的位置精度。 本設(shè)計(jì)中所采用的就是通用主軸箱。 3.2 多軸箱通用零件 多軸箱的通用零件的編號(hào)方法如下： T07或1T07系指與TD或與1TD系列動(dòng)力箱配套的主軸箱同用零件，其標(biāo)記方法詳見(jiàn)[9]中表4-1、表4-2、表4-4、表4-5和第七章相應(yīng)的配套零件表。 順序號(hào)和零件順序號(hào)表示的內(nèi)容隨類(lèi)別號(hào)和小組號(hào)的不同而不同。例如：800×630T0711-11，表示寬800mm，高400mm的主軸箱體；30T0731-42，表示有Ⅳ排齒輪，用圓錐滾子軸承、直徑為φ40mm的傳動(dòng)軸；3×40×40T0741-41表示模數(shù)為3、齒數(shù)為40、孔徑為φ20mm和寬度為32mm的齒輪。 3.3 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計(jì)原始原始依據(jù)圖，是根據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來(lái)的。其內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下： [1] 根據(jù)機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，繪制多軸箱外形圖，并標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸。 [2] 根據(jù)聯(lián)系尺寸圖和加工示意圖，標(biāo)注所有主軸位置尺寸及工件與主軸、主軸與驅(qū)動(dòng)軸的相關(guān)位置尺寸。 [3] 根據(jù)加工示意圖標(biāo)注各主軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。 [4] 列表標(biāo)明各主軸的工序內(nèi)容、切削用量及主軸外伸尺寸。 [5] 標(biāo)明動(dòng)力件型號(hào)及其性能參數(shù)。 3.4 主軸、齒輪的確定及動(dòng)力計(jì)算 主軸的型式和直徑，主要取決于加工工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具的進(jìn)給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。 鏜孔類(lèi)主軸按支承型式分為兩種：[1]前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。 [2] 前后支承均為推力球軸承和無(wú)內(nèi)環(huán)滾針軸承的主軸。 3.4.1 主軸型式的確定 本設(shè)計(jì)中根據(jù)加工工藝要求，采用了第一種前后支承均為圓錐滾子軸承主軸。其裝配結(jié)構(gòu)、配套零件及聯(lián)系尺寸詳見(jiàn)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中第七章第二節(jié)。 主軸材料采用了40Cr鋼，熱處理C42。 數(shù)量：2根。 3.4.2 主軸直徑的確定 根據(jù)被加工零件工序圖和加工示意圖中的要求，是采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鏜刀，對(duì)箱體上2-孔進(jìn)行鏜孔。 根據(jù)公式：d=6.2 (3-1) 可算出本設(shè)計(jì)中鏜孔主軸的大致直徑 式中：d——主軸直徑（mm） T——轉(zhuǎn)矩（N·m） 加工1#灰鑄鐵時(shí)T=0.195DP，由于本設(shè)計(jì)中D=5mm，P=0.8mm，所以 查[9]中表3-5鏜孔主軸直徑的確定，得螺紋M5的主軸直徑d=17mm 轉(zhuǎn)矩T=5N.mm 查[9]中表4-2得 主軸直徑d=20mm。 3.4.3 多軸箱所需動(dòng)力的計(jì)算 多軸箱的動(dòng)力計(jì)算包括多軸箱所需要的功率和進(jìn)給力兩項(xiàng)。 3.4.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后，多軸箱所需要的功率按下列公式計(jì)算 (3-2) 式中 ——切削功率，單位為KW ——空轉(zhuǎn)功率，單位為KW ——與負(fù)荷成正比的功率損失，單位為KW 每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計(jì)算或查圖表獲得；每根主軸的空轉(zhuǎn)功率按[9]P62表4-6確定；每根主軸上的功率損失，一般取所傳遞功率的1%。 3.4.3.2 主軸切削功率 ==0.1636KW =3P=3x0.1636=0.49KW 3.4.3.3 空轉(zhuǎn)功率 由于主軸直徑為20mm，根據(jù)[9]P62表4-6： 主軸轉(zhuǎn)速為n=318r/min，根據(jù)插值法： (3-3) =3x0.028=0.084KW 3.4.3.4 功率損失 每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1% =(0.9821+0.168)x1%=0.0115KW (3-4) 3.4.3.5 多軸箱所需進(jìn)給力計(jì)算 (3-5) 式中 ——各主軸所需的軸向切削力，單位為N F===5973.23N (3-6) =3F=3x5973.23=17919.352N 3.5 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸與各主軸連接起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 各齒輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算：齒輪齒數(shù)和傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式如下： u = = (3-7) A = = (3-8) (3-9) (3-10) (3-11) (3-12) 式中 u——嚙合齒輪副傳動(dòng)比； S——嚙合齒輪副齒數(shù)和； z、z——分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪齒數(shù)； n、n——分別為主動(dòng)和從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min； A——齒輪嚙合中心距，單位為mm； M——齒輪模數(shù)，單位為mm。 已知：主軸轉(zhuǎn)速 n=785r/min，主軸直徑 d=20mm，主軸齒輪模數(shù) m=2。 取驅(qū)動(dòng)軸齒輪的模數(shù)m=3，齒數(shù)=23（數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅳ排）。 傳動(dòng)軸2即軸5的齒輪參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) = m=3 （數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅳ排） 轉(zhuǎn)速 [4] 主軸1、2、3即軸1、3、2的齒輪參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) 取傳動(dòng)軸齒輪的模數(shù)m=2，齒數(shù)=24（數(shù)量2個(gè)，分別設(shè)在第Ⅱ、Ⅲ排）。 m=2 轉(zhuǎn)速 主軸1、3即軸1、2（數(shù)量各1個(gè)，設(shè)在第Ⅲ排）。 主軸2即軸3（數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅱ排）。 主軸4、5、6即軸6、8、7的齒輪參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì) 取傳動(dòng)軸齒輪的模數(shù)m=2，齒數(shù)=21（數(shù)量2個(gè)，分別設(shè)在第Ⅱ、Ⅲ排）。 M=2 轉(zhuǎn)速 主軸4、6即軸1、2（數(shù)量各1個(gè)，設(shè)在第Ⅱ排）。 主軸5即軸8（數(shù)量1個(gè)，設(shè)在第Ⅲ排）。多軸箱總裝配圖如下圖1.5所示： 1.5 多軸箱裝配圖 3.6 多軸箱坐標(biāo)計(jì)算檢查圖 坐標(biāo)計(jì)算是根據(jù)已知的驅(qū)動(dòng)軸和主軸的位置以及傳動(dòng)關(guān)系，精確計(jì)算各中間傳動(dòng)軸的坐標(biāo)。其目的是為多軸箱箱體零件補(bǔ)充加工圖提供孔的坐標(biāo)尺寸，并用于繪制坐標(biāo)檢查圖來(lái)檢查齒輪排列、結(jié)構(gòu)布置是否合理。多軸箱坐標(biāo)計(jì)算步驟、要求如下： 第4章 夾具設(shè)計(jì) 4.1 專(zhuān)用機(jī)床夾具概述 機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，它是專(zhuān)用機(jī)床的重要組成部件，夾具是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。其作用是它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時(shí)的限位等。 專(zhuān)用機(jī)床夾具主要的特點(diǎn)如下：第一、 一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，而專(zhuān)用機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，其設(shè)計(jì)工作是整個(gè)專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)的重要部分之一。第二、 專(zhuān)用機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有極其密切的聯(lián)系。第三、 專(zhuān)用機(jī)床夾具必須必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個(gè)加工過(guò)程中工件不產(chǎn)生任何位移。第四、 專(zhuān)用機(jī)床夾具是保證加工精度的重要部位，其設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。第五、專(zhuān)用機(jī)床夾具應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)定位和夾壓的自動(dòng)化，并有動(dòng)作完成的檢查信號(hào)；保證切屑從加工空間自動(dòng)排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損件和維護(hù)調(diào)整。 4.2 夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊裝置是夾具的重要組成部分。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)滿足以下基本要求： [1] 在夾緊過(guò)程中應(yīng)能保持工作定位時(shí)所獲得的正確位置。 [2] 夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)，夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用，保證在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)，夾緊工件時(shí)，不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 [3] 夾緊裝置應(yīng)操作方便，有力，安全。 [4] 夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式和適應(yīng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊湊，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。 夾緊力包括大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，它們的確定是夾緊機(jī)構(gòu)中首先要解決的問(wèn)題。 4.3 夾緊力計(jì)算 本次所設(shè)計(jì)的夾緊力主要由可調(diào)壓板提供，夾緊力的方向與切削力方向垂直。 因此，所需的夾緊力由下式計(jì)算[3]P36: (4-1) 式中： ——實(shí)際所需夾緊力(N) ——夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) ——工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù) K——安全系數(shù)，K=K0·K1·K2·K3·K4·K5·K6 查[3]P30表1-2-1可知: K=K0·K1·K2·K3·K4·K5·K6 (4-2) =1.2×1.0×1.3×1.0×1.0×1.0×1.0 =1.56 =0.16，=0.2 所以 ===1618.5N 而由可調(diào)壓板所能提供的夾緊力計(jì)算如下： 可調(diào)壓板的工作壓力為P=400kg/ 可調(diào)壓板能提供的夾緊力為F=P·S= (4-3) =400×3.14×/4 =1962.5N 因?yàn)镕>,所以?shī)A緊力足夠，且?jiàn)A緊力是由兩個(gè)可調(diào)壓板同時(shí)提供，因此更可保證夾緊的可靠性。 因此，本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的夾具能夠提供足夠的夾緊力，為保證加工精度提供了有利的保證。同時(shí)夾緊裝置的運(yùn)用也降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)。 結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成，它是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)與總結(jié)，同時(shí)也是對(duì)新的知識(shí)探索的一個(gè)歷程。設(shè)計(jì)中有關(guān)齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的每個(gè)環(huán)節(jié)都經(jīng)反復(fù)思考當(dāng)然時(shí)常會(huì)有考慮不周的地方，如設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)課堂上所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)踐中的操作和加工過(guò)程還是有一定的差距進(jìn)行實(shí)踐操作還需要嘗試的改進(jìn)。但通過(guò)不斷的查閱文獻(xiàn)資料以及指導(dǎo)老師的幫助使得此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所遇到棘手的問(wèn)題得到及時(shí)的解決。通過(guò)不斷的解決實(shí)驗(yàn)中所遇到的問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中我也學(xué)會(huì)了從哪方面下手如何采用正確有效的方法去分析問(wèn)題以及搜集整理文獻(xiàn)資料，同時(shí)能把理論問(wèn)題運(yùn)用到實(shí)踐中。 文章主要從齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的工作原理，結(jié)構(gòu)分析，受力分析，運(yùn)動(dòng)分析以及有限元分析等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的解說(shuō)，同時(shí)也對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)中所需要的電機(jī)的選擇也進(jìn)行了考察。 通過(guò)將齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析及考慮桿長(zhǎng)誤差的誤差分析，受力分析，實(shí)現(xiàn)了齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及桿組法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和誤差分析的參數(shù)化設(shè)計(jì)．當(dāng)然也可以在系統(tǒng)中靠一個(gè)力學(xué)分析子功能模塊，從而對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能評(píng)價(jià)。 直到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過(guò)這次對(duì)于采用重物平衡的齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，特別是對(duì)、齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的設(shè)計(jì)有了深刻的體會(huì)，讓我收益頗多。特別是針對(duì)機(jī)械的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這部分，我感觸最深，在以后的工作中，我相信我還會(huì)遇到很多類(lèi)似的問(wèn)題，但是有了這次的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)經(jīng)歷，我想我已經(jīng)初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械設(shè)備的能力，我已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，在以后的工作中，邊工作邊學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取在工作中提高，在工作中學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取做一個(gè)對(duì)于社會(huì)，對(duì)家庭有用的人。 齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析的方法有很多種，主要還是圖解法和解析法。在需要直觀簡(jiǎn)捷地了解某一個(gè)或者幾個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)特性在齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)上，通常使用圖解法比較方便，且精確度也能滿足實(shí)際問(wèn)題的需求。 只有進(jìn)行了一些實(shí)踐后，雖然在課題中有些沒(méi)有做到，但我學(xué)會(huì)了一些其他的基本功能，從中得到一些定性的結(jié)論。這些方法都只能從實(shí)踐中、從多次的失敗成功中總結(jié)獲得。 因?yàn)檫@次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是以小組的形式進(jìn)行的，所以，不僅僅要有方法一起去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，協(xié)商問(wèn)題，討論問(wèn)題，并且解決問(wèn)題。通過(guò)這次設(shè)計(jì)與制作，更加深刻了對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。 短短三周是課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，幾年來(lái)的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用，想到這里，我真的心急了，相信這一定是我繼續(xù)努力的動(dòng)力。 致謝 此次畢業(yè)論文即將結(jié)尾，回想近階段的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，心中充滿無(wú)限感激與留戀。由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，操作過(guò)程中難免有些考慮不周的地方，如果沒(méi)有老師的指導(dǎo)和同學(xué)的支持與幫助，想要完成本次的畢業(yè)論文是相當(dāng)艱難地。在此，我向我的論文指導(dǎo)老師致以最誠(chéng)摯的謝意！老師思路開(kāi)闊，條理清晰，知識(shí)淵博，熟悉各類(lèi)儀器的使用，在機(jī)械方面有一定的造詣。在論文的選題、資料的收集、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與完成以及論文的審定及成稿等方面都給予了我細(xì)心的指導(dǎo)與建議。尤其是在試驗(yàn)中遇到問(wèn)題時(shí)，總能得到老師專(zhuān)業(yè)細(xì)心的解答 ，對(duì)此十分感激。感謝各位老師在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中方面給予的幫助。同時(shí)感謝所有在論文寫(xiě)作過(guò)程中幫助過(guò)我的同學(xué)，感謝她們對(duì)我的幫助和鼓勵(lì)。謝謝老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的陪伴支持，使我的實(shí)驗(yàn)課題及論文撰寫(xiě)順利完成。最后感謝所有閱讀本論文的老師，給我提出寶貴的建議，非常感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000：59-62 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)的原理.北京：高等教育出版社，1996：77-80 [3]張利平著. 實(shí)用技術(shù)速查手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12：15-18 [4]李寶仁著. 機(jī)械加工手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9：80-82 [5]宋學(xué)義著. 齒輪室蓋鉆鏜孔專(zhuān)機(jī)速查手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3：99-101 [6]陳奎生著. 機(jī)械加工工藝分析. 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