鉆削曲軸軸頸上的油孔專用鉆床設計【含cad圖紙+文檔全套資料】

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Ordinary drilling machine, high labor intensity, the special properties of low, productivity is not high and the accuracy can not be ensured; and the special drill press convenient operation, labor-saving, easy to master, not easy to operation mistake and failure, not only can reduce the fatigue of workers, to ensure the safety of workers and drilling machine, drilling machine can improve the productivity. Therefore, the use of special machine tools, has a very important effect on the competitiveness of enterprises. In this paper, according to the specific cases of the general machine faults and processing object to design a special crankshaft oil hole drill, and strive to meet the performance requirements, technical and economic indicators of economic and human relations. This time I design task is the special machine, used for drilling oil hole of crankshaft journal, the oil hole diameter of about 10mm, the hole depth is about 100mm. The specific task is to drill holes 2Φ 10. The crankshaft oil hole parts diagram, with relatively high precision. In order to guarantee the processing requirements, parts of the analysis, a process. According to the requirements of the processing, the exclusive use of a process of drilling machine processing. In fixture design, carries on the analysis to the parts drawing, the workpiece surface by three positioning, to the bottom as the main location, behind the guide surface, left side thrust surface. Using this method limits the six degrees of freedom, for the complete localization. Spindle box design, in order to improve the stiffness of the spindle, the spindle rigidity, because what I design is horizontal drilling machine, mainly bear the radial force, so in the three claw chuck clamping. Three claw, three claw chuck is synchronous movement, automatic centering, generally do not need to find it. The chuck clamping the workpiece is convenient, time-saving, but the clamping force is small, suitable for clamping the regular shape of workpiece, small. The overall design of machine tools, the design of each component, to help operator to design direction, so as to further improve labor productivity, reduce the production cost of the ultimate goal. Keyword: Special drill press, the crankshaft oil hole, machine tool fixture 第1章緒論 1.1引言 畢業(yè)設計是我們在學完了大學全部基礎課、專業(yè)課之后進行的一次系統(tǒng)的、全方位的綜合性訓練，也是搭建從學校到工作崗位非常重要的“橋梁”。在這次畢業(yè)設計中，我應用到了我在大學所學的知識探索并解決設計中遇到的問題，是我從一名普通大學生跨入到設計者行列之中不可缺少的一步，在這次設計中我初步了解了正確的設計方法，也使我具具有了初步的提出問題、分析問題、解決問題的能力，可以說這次畢業(yè)設計為我以后成為一名優(yōu)秀的設計者打下了堅實的基礎。 這次我的設計，首先了解曲軸油孔的工藝分析， 掌握機床總體設計，根據(jù)軸類工件的特點，采用臥式機床。機床夾具設計，是這次設計的重點，夾具設計的思路是：①明確設計任務，收集設計資料；②擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案、繪制結(jié)構(gòu)草圖；③繪制夾具總裝圖。 1.2確定毛坯的制造形式 毛坯影響零件機械加工的工序數(shù)量，材料消耗，加工勞動量，所以正確選擇毛坯具有重要的經(jīng)濟意義。 對于所給的零件的材料QT800-2，因為是半成品，工件形狀很復雜，不是薄壁型工件，而且是大批量生產(chǎn)，所以采用專業(yè)鉆床，加工曲軸油孔。 1.3零件的工藝分析 曲軸圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為QT800-2，該材料具有較高的強度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 下面是具體的加工方案 粗車外圓 （1） 車連桿頸 （2） 車內(nèi)孔 （3） 切內(nèi)槽 （4） 切內(nèi)螺紋 （5） 車左端輪廓 （6） 切槽 （7） 車外螺紋 圖1 曲軸油孔加工工藝 如圖1所示，曲軸油孔的加工均是在曲軸的主軸頸和連桿頸的外圓表面上，因此油孔的加工只能是通過先加工引導孔或鉆模導向直接加工完成。若采用先加工引導孔的方式，則屬于多刀切削，這樣將會增加機床的成本。因此，目前國際上采用槍鉆加工曲軸油孔的數(shù)控機床大多采用鉆模導向的方式。由于曲軸的主軸頸和連桿頸的直徑以及直斜油孔角度均有差異，因此采用槍鉆加工曲軸不同部位和形式的油孔時需要與之對應的鉆模為導向進行加工。 1.4國內(nèi)形勢 汽車發(fā)動機曲軸油孔加工屬于深孔加工，其中斜油孔加工的深度一般為直徑的20～30倍。傳統(tǒng)的曲軸油孔加工工藝一般采用搖臂鉆配專用工裝鉆模的方式，工人勞動強度大、生產(chǎn)效率低下，成為曲軸加工企業(yè)的生產(chǎn)瓶頸，需要投入大量的設備和人力來彌補。沈陽機床成套設備有限責任公司的SUC8119、SUC8149系列曲軸油孔加工數(shù)控機床的研制成功，很好地解決了這一瓶頸問題。其中SUC8119系列采用槍鉆工藝完成曲軸的油孔加工，具有加工的油孔直線度和表面粗糙度好、無毛刺等特點。 同時由于該機床具有很好的柔性，可以滿足大部分四缸和六缸汽車發(fā)動機曲軸的油孔加工，大量節(jié)省了曲軸生產(chǎn)企業(yè)的設備、人力和工裝等投入，并為其創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。 第2章 總體設計 2.1 機床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件實際和確定機床最大占地面積的指導圖紙。 繪制機床聯(lián)系尺寸圖應考慮的主要問題： 1. 機床裝料高度的確定 在確定機床裝料高度時，要考慮車間運送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱最低主軸高度和通用部件尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為了便于操縱和省力，對于一般的專用機床裝料高度定為800～1000毫米。 2. 夾具輪廓尺寸的確定 夾具是用于定位和夾緊工件的，所以工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具輪廓尺寸的依據(jù)。 3. 夾具底座高度的確定 夾具底座的高度應視夾具的大小而定，既要保證有足夠的剛性，又要考慮工件的裝料高度。為了便于布置定位元件，一般夾具底座的高度不小于240毫米。 4. 主軸箱輪廓尺寸的確定 在確定主軸箱的輪廓尺寸時，應力求小巧緊湊，節(jié)省金屬。 在聯(lián)系尺寸圖上還必須明確表明運動部件的終點和原位狀態(tài)，以及運動過程中的情況；標明工件、夾具及動力頭的中心線之間的關(guān)系。特別當工件上加工部位對于工件中心不對稱時，動力部件對于夾具和中間底座也就不對稱，這時應注明動力頭中心線相對夾具中心線的偏移距離。 機床聯(lián)系尺寸圖繪制后，在機床各部件的具體設計過程中，可能發(fā)現(xiàn)某些尺寸定得不合理，甚至不能實現(xiàn)，則可按需要返過來修改尺寸圖，加以調(diào)整。這時機床聯(lián)系尺寸圖就成了調(diào)整各部件相互之間正確尺寸聯(lián)系的依據(jù)。為了避免設計工作的混亂和造成錯誤，為了有節(jié)奏有秩序地開展工作，必須及時地，全面地修改聯(lián)系尺寸圖。 機床的聯(lián)系尺寸圖，主要應針對各部件之間的聯(lián)系尺寸進行標注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸。各部件應嚴格按同一比例繪制。 機床的配置如下: 采用整體鑄鐵床身, 以保證其統(tǒng)一結(jié)構(gòu)剛性, 夾具為整體剛性結(jié)構(gòu)、液壓夾緊,1HJ40M 精密鏜削頭作為槍鉆動力頭, 并且采用高速同步齒形帶傳動, 以保證其高速切削。如圖2 所示。機床采用人工上下料, 液壓自動夾緊工件, 半自動的加工方法, 人工上料, 工件可靠定位后進行液壓夾緊, 而后機床發(fā)出信號, 精密機械滑臺帶動動力頭前進, 在精密機械滑臺的前端有一集集屑箱于一體的刀具導向裝置, 如圖3。 圖3 為了保證刀具導向具有好的耐磨性及精度持久性, 導向采用硬質(zhì)合金材料( 由于工藝上的原因, 我最后用T10 鋼代替了YT15) , 由于工件表面為圓柱面, 且被加工孔軸線與工件圓柱面軸線不垂直, 如果刀具導向套直接與工件表面接觸, 則表面不可能做到完全密封, 而不完全的密封必將導致加工冷卻液的泄漏及壓力下降, 這必將影響加工過程中的刀具排屑( 因為槍鉆是采用高壓冷卻液進行內(nèi)冷卻, 且運用刀具側(cè)面的V 型槽, 借助高壓冷卻液強制切屑從凹槽倒排出加工孔, 為了保證具有良好的排屑, 必須保證冷卻液有足夠的壓力) , 另外, 排屑的好壞, 直接影響被加工孔的質(zhì)量,且如果排屑不暢, 還會導致刀具的損壞。 因此, 刀具的進口密封必須保證具有良好的密封性。為了解決這一難題, 在硬質(zhì)合金導套前端加了一尼龍加工孔中排出的切屑回到了導向裝置后的集屑箱中, 如果不及時將切屑從集箱中排掉, 必將造成切屑的堆積, 從而導致切屑纏繞在高速旋轉(zhuǎn)的刀具上導致刀具的損壞。為了解決這一問題, 在集屑箱上增加了一個強制排屑接口, 用一個型號為LQB165 的冷卻泵強制沖排回到集屑箱的切屑, 沖排的切屑直接排到重力式過濾箱中, 經(jīng)過濾的冷卻液保證其含雜質(zhì)的顆粒大小< 10􀀁, 從而保證槍鉆的正常進行。為了解決實際生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的一些不確定因素( 如工件材料的改變, 刀具的磨損等等) , 進給滑臺的工進部分采用了變頻調(diào)速裝置, 從而可以根據(jù)不同的情況隨時改變進給速度。由于刀具直徑小, 因此主軸轉(zhuǎn)速很高,為了使主軸在高速狀態(tài)下仍保持高的精度, 采用了1TA12M 精密鏜削頭作為主軸動力頭, 并且為了適合高的轉(zhuǎn)速, 將原主軸的3182 型軸承換成3600 型精密角接觸球軸承。 2.2切削用量及時間定額 本工序選用專用鉆床，專用夾具裝夾。 （1）選擇刀具 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d。=10mm。 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，bε=3.5mm，α。=12°，ψ=55°，b=2mm，l=4mm。 （2）選擇切削用量 1）決定進給量f ① 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7，當加工要求為H12～H13精度，鑄鐵的硬度大于200HBS，d。=10mm時，f=0.37～0.45mm/r。 由于l/d=47/14.2=3.3>3，故應乘孔深修正系數(shù)k1f=0.915，則 f=（0.37～0.45）X0.915mm/r=0.34～0.41mm/r ② 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.8，當灰鑄鐵硬度大于213HBS，d。=10mm，鉆頭強度允許的進給量f=1.0mm/r。 ③ 按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.9，當灰鑄鐵硬度大于210HBS，d。≤14.5mm，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8830N時，進給量為0.81mm/r。 從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=0.34～0.41mm/r。根據(jù)鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r。 2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 由《切削用量簡明手冊》表2.12，當d。=10mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=60min。 3）決定切削速度 由《切削用量簡明手冊》表2.15，當f=0.36mm/r時，Vt=13m/min。 切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故 v=vt·kv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minп n=1000v/(пd。)=248.8r/min 根據(jù)鉆床說明書，可考慮選擇n=272r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.28mm/r；也可選擇較低一級轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案： 第一方案 f=0.28mm/r,n=272r/min nf=272×0.28mm/min=76.16mm/min 第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min nf=195×0.28mm/min=70.2mm/min 因為第一方案nf的乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=12m/min;f=0.28mm/r。 （3）計算基本工時 （1—2） 式中L=l+y+△，l=100mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.29，入切量及超切量y+△=6mm，則L=100+6mm=106mm，故 tm=1.5min 2.3．機床聯(lián)系尺寸圖 2.3.1聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容 一般來說，機床是由標準的通用部件——動力滑臺、動力箱、各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專用部件——主軸箱、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運動關(guān)系，以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： 以適當數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫出機床各主要組成部件的外形輪廓及相對位置，表明機床的配置型式及總體布局，主視圖的選擇應與機床實際加工狀態(tài)一致。 圖上應盡量減少不必要的線條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。各部件的詳細結(jié)構(gòu)不必畫出，留在具體設計部件時完成。 為便于部件設計，聯(lián)系尺寸圖上應標注通用部件的規(guī)格代號、電動機型號、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機床部件的分組情況及總行程。 2.3.2選擇動力箱 確定鉆孔電機功率時，應考慮到鉆頭鈍化的影響，一般按計算功率的倍選取。根據(jù)前面計算功率，即，且考慮到鉆孔時對轉(zhuǎn)速要求較低，如果選用的電動機轉(zhuǎn)速過高，將導致傳動比較大，使機床結(jié)構(gòu)龐大，不利于成本的降低，一般采用同步轉(zhuǎn)速為左右的電動機。 根據(jù)《機床設計簡明手冊》表5-38選用動力箱型號為，電動機型號為，電動機的功率為，（為電動機安裝端面至罩殼后面間的軸向長度）。 根據(jù)前面計算的行程，選擇動力滑臺為型，滑臺側(cè)底座為型，行程為。二級進給及壓力繼電器型號為。導軌防護裝置型號為。分級進給裝置型號為。 由于鉆孔時，工作行程不是很長，液壓滑臺可固定在滑軌上，由固定塊受力。所以當進給力大于滑臺所受最大進給力時，仍可使用該滑臺滑軌。 根據(jù)選定的動力滑臺型號為，其臥式配置時具體聯(lián)系尺寸如圖3-7所示。 圖5 型液壓滑臺臥式配置時聯(lián)系尺寸 2.3.3夾具輪廓尺寸確定 綜合考慮工件的輪廓尺寸形狀、結(jié)構(gòu)以及夾具底座與機床其他部件連接固定尺寸，初步定夾具長寬高為。 2.3.4機床裝料高度 機床裝料高度是指機床上工件的定位基準面到地面的垂直距離。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動線設計時中間底座內(nèi)要安裝夾具輸送裝置、冷卻排屑裝置，新頒布的機床標準推薦裝料高度，與國際標準一致。在現(xiàn)階段設計機床時，裝料高度可根據(jù)具體情況在之間選取。 由于受工件最低孔位置、多軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制（滑臺與滑座總高，側(cè)底座高度，夾具底座高度，中間底座高度），本設計的機床裝料高度。 2.3.5中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝連接的需要。根據(jù)選定的動力箱滑臺、側(cè)底座等標準的位置關(guān)系，并考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸，算出的長度應圓整，并按優(yōu)選數(shù)系選用。攻絲時需要使用冷卻液，應使空余邊緣尺寸不小于。 中間底座外形圖如圖3-8所示。 圖6 中間底座外形圖 中間底座長度方向尺寸可按下式確定： 式中：——加工終了位置，主軸箱端面至工件端面間的距離，本設計中； ——主軸箱厚度，本設計； ——工件沿機床長度方向的尺寸，本設計； ——機床長度方向上，主軸箱與動力滑臺的重合長度，本設計； ——加工終了位置，滑臺前端面至滑座前端面的距離，對于通用的標準動力滑臺，尺寸的最大范圍為。本設計； ——滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離，本設計。 ∴ 根據(jù)，查《專用機床設備設計》表7-10（中間底座主要尺寸）： 選定中間底座長為 又根據(jù)被加工零件的寬度為，夾具底座寬度為，以及其他聯(lián)系尺寸，選定中間底座寬度為。 ∴中間底座的長寬為。 2.3.6確定多軸箱輪廓尺寸 標準通用多軸箱的厚度是一定的，臥式為。因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱寬度和高度及最低主軸高度。如圖3-9所示，被加工零件輪廓以點劃線、多軸箱輪廓用粗實線表示。多軸箱寬度、高度的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定： 式中：——工件在寬度方向相距最遠的兩孔距離（）。 ——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（）。 ——工件在高度方向相距最遠的兩孔距離（）。 ——最低主軸高度（）。 圖7 多軸箱輪廓尺寸的確定 為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦，取。 主軸箱最低主軸高度須考慮到與工件最低孔位置（）、機床裝料高度（）、滑臺滑座總高（）、側(cè)底座高度（）、滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度（）等尺寸之間的關(guān)系而確定。對于臥式組合機床，要保證潤滑油不致從主軸襯套處泄露，通常推薦： ∴ ∴ 根據(jù)上述計算值，按多軸箱輪廓尺寸系列標準，最后確定多軸箱輪廓尺寸為 2.3.7機床聯(lián)系尺寸圖繪制注意事項 1）畫主視圖時，主視圖的圖形布置應與實際機床工作布置一致，并選擇合適比例。為便于機床的調(diào)整和維修，滑座與側(cè)底座之間需加厚的調(diào)整墊。 2）機床各主要組成部件的輪廓尺寸及相關(guān)聯(lián)系尺寸必須標注的完整、恰當，應使機床在長、寬、高三個方向的尺寸鏈封閉。 3）應注明工件、夾具、動力部件、中間底座對稱中心線間的位置關(guān)系。 4）應注明電動機的型號、功率、轉(zhuǎn)速及所選標準通用部件的型號規(guī)格和其主要輪廓尺寸，并對組成機床的所有部件進行分組編號，作為部件和零件設計的原始依據(jù)。 2.4．機床生產(chǎn)率計算卡 根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快進及工進速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機床的加工過程，完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床的負荷率等。 一、理想生產(chǎn)率 指完成年生產(chǎn)綱領（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)取，則 件／h 二、實際生產(chǎn)率 指所設計機床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 件／h 式中：——生產(chǎn)一個零件所需的時間（），它可以根據(jù)下式計算： 式中：、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給行程長度（）； 、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進給速度（）； ——當加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時，動力滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所需的時間（）； 、——分別為動力部件快進、快退行程長度（）； ——動力部件快速行程速度。采用機械動力部件取，液壓動力部件取； ——直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進行一次工位轉(zhuǎn)換的時間，一般可??； ——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時間，它取決于工件重量大小、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機床的統(tǒng)計，一般取。 ∴取為 ∴ ∴ 件／h 三、機床負荷率 當時，計算二者的比值即為負荷率。 ∴ 根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗，適宜的機床負荷率為。 所以該負荷率滿足要求。 四、生產(chǎn)率計算卡 生產(chǎn)率計算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機床上的加工過程、生產(chǎn)節(jié)拍、切削用量、機床生產(chǎn)率和機床負荷率的簡明表格，它是用戶驗收機床的重要依據(jù)之一。 第3章 主要技術(shù)參數(shù) 工件最大長度………………………………………………………………750毫米 主軸徑……………………………………………-……………………… 48毫米 主軸轉(zhuǎn)速范圍： 正傳（24級）………………………………----…………… 10～1400轉(zhuǎn)/分 反傳（12級）…………………………………-……………… 14～1580轉(zhuǎn)/分 加工螺紋范圍： 公制（44種）………………………………………………………1～192毫米 英制（20種）…………………………………----…………… 2～24牙/英寸 模數(shù)（39種）………………………………………----………… 0.25～48毫米 徑節(jié)（37種）………………………………………----…………… 1～96徑節(jié) 進給量范圍： 橫向（64種）…………………………………… 正常 0.04~0.79 毫米/轉(zhuǎn) 加大 0.86~3.16 毫米/轉(zhuǎn) 主電機： 功率…………………………………………--………………………… 7.5千瓦 轉(zhuǎn)速………………………………………………………………… 1450轉(zhuǎn)/分 快速電機： 功率……………………………………………………………………… 370瓦 轉(zhuǎn)速…………………………………………………………-…………… 2600轉(zhuǎn)/分 冷卻泵： 功率……………………………………………………………………… 90瓦 流量…………………………………………………-………………… 25升/分 工件最大長度為1000毫米的機床： 外形尺寸（長×寬×高）……………………………2668×1000×1190毫米 重量約……………………………………………………………2000公斤 第4章 傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定 1.確定極限轉(zhuǎn)速 已知主軸最低轉(zhuǎn)速nmin為10mm/s,最高轉(zhuǎn)速nmax為1400mm/s，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為 Rn=nmax/nmin=14 2.確定公比 選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為φ＝1.12 3.求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z Z=lgRn/lgφ+1= lg14/lg1.12+1=24 4.確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式 24=2×3×2×2 5.繪制轉(zhuǎn)速圖 （1）選定電動機 一般金屬切削機床的驅(qū)動，如無特殊性能要求，多采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。Y系列電動機高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。根據(jù)機床所需功率選擇Y160M-4，其同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。 （2）分配總降速傳動比 總降速傳動比為uII=nmin/nd=10/1500≈6.67×10－3,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否需要增加定比傳動副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標準或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔總降速傳動比。然后，將總降速傳動比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動比。 （3）確定傳動軸的軸數(shù) 傳動軸數(shù)＝變速組數(shù)+定比傳動副數(shù)+1=6 （4）繪制轉(zhuǎn)速圖 先按傳動軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)格距l(xiāng)gφ畫出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動機轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動間畫上u(k→k+1)min.再按結(jié)構(gòu)式的級比分配規(guī)律畫上各變速組的傳動比射線，從而確定了各傳動副的傳動比。 主軸運動轉(zhuǎn)速圖 第5章 主要設計零件的計算和驗算 5.1主軸箱的箱體 主軸箱中有主軸、變速機構(gòu)，操縱機構(gòu)和潤滑系統(tǒng)等。主軸箱除應保證運動參數(shù)外，還應具有較高的傳動效率，傳動件具有足夠的強度或剛度，噪聲較低，振動要小，操作方便，具有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏、外形美觀等。 箱體材料以中等強度的灰鑄鐵HT150及HT200為最廣泛,本設計選用材料為HT20-40.箱體鑄造時的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸(長×寬×高),按下表選取. 長×寬×高() 壁厚(mm) < 500 × 500 × 300 8-12 > 500 × 500 × 300-800 × 500 × 500 10-15 > 800 × 800 × 500 12-20 由于箱體軸承孔的影響將使扭轉(zhuǎn)剛度下降10%-20%，彎曲剛度下降更多，為彌補開口削弱的剛度，常用凸臺和加強筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當增加壁厚。如中型車床的前支承壁一般取25mm左右，后支承壁取22mm左右，軸承孔處的凸臺應滿足安裝調(diào)整軸承的需求。 箱體在主軸箱中起支承和定位的作用。CA6140主軸箱中共有15根軸，軸的定位要靠箱體上安裝空的位置來保證，因此，箱體上安裝空的位置的確定很重要。本設計中各軸安裝孔的位置的確定主要考慮了齒輪之間的嚙合及相互干涉的問題，根據(jù)各對配合齒輪的中心距及變位系數(shù)，并參考有關(guān)資料，箱體上軸安裝空的位置確定如下： 中心距(a)=1/2（d1+d2）+ym （式中y是中心距變動系數(shù)） 中心距Ⅰ-Ⅱ=（56+38）/2×2.25=105.75mm 中心距Ⅰ-Ⅶ=（50+34）/2×2.25=94.5mm 中心距Ⅱ-Ⅶ=（30+34）/2×2.25=72mm 中心距Ⅱ-Ⅲ=（39+41）/2×2.25=90mm 中心距Ⅲ-Ⅳ=（50+50）/2×2.5=125mm 中心距Ⅴ-Ⅷ=（44+44）/2×2=88mm 中心距Ⅴ-Ⅵ=（26+58）/2×4=168mm 中心距Ⅷ-Ⅸ=（58+26）/2×2=84mm 中心距Ⅸ-Ⅵ=（58+58）/2×2=116mm 中心距Ⅸ-Ⅹ=（33+33）/2×2=66mm 中心距Ⅸ-Ⅺ=（25+33）/2×2=58mm 綜合考慮其它因素后，將箱體上各軸安裝空的位置確定如下圖： 上圖中XIV、XV軸的位置沒有表達清楚具體位置參見零件圖。 箱體在床身上的安裝方式，機床類型不同，其主軸變速箱的定位安裝方式亦不同。有固定式、移動式兩種。車床主軸箱為固定式變速箱，用箱體底部平面與底部突起的兩個小垂直面定位，用螺釘和壓板固定。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結(jié)構(gòu)，并對箱體的底部為安裝進行了相應的調(diào)整。 箱體的顏色根據(jù)機床的總體設計確定，并考慮機床實際使用地區(qū)人們心理上對顏色的喜好及風俗。 箱體中預留了潤滑油路的安裝空間和安裝螺紋孔及油溝，具體表達見箱體零件圖。 5.2.傳動系統(tǒng)的I軸及軸上零件設計 5.2.1普通V帶傳動的計算 普通V帶的選擇應保證帶傳動不打滑的前提下能傳遞最大功率，同時要有足夠的疲勞強度，以滿足一定的使用壽命。 設計功率 （kW） ——工況系數(shù)，查《機床設計指導》（任殿閣，張佩勤 主編）表2-5，取1.1； 故 小帶輪基準直徑為130mm； 帶速 ； 大帶輪基準直徑為230 mm； 初選中心距＝1000mm, 由機床總體布局確定。過小，增加帶彎曲次數(shù)；過大，易引起振動。 帶基準長度 查《機床設計指導》（任殿閣，張佩勤 主編）表2-7，?。?800mm; 帶撓曲次數(shù)＝1000mv/=7.0440； 實際中心距 故 小帶輪包角 單根V帶的基本額定功率,查《機床設計指導》（任殿閣，張佩勤 主編）表2-8，取2.28kW； 單根V帶的基本額定功率增量 ——彎曲影響系數(shù)，查表2-9，取 ——傳動比系數(shù)，查表2-10，取1.12 故； 帶的根數(shù) ——包角修正系數(shù)，查表2-11，取0.93； ——帶長修正系數(shù)，查表2-12，取1.01； 故 圓整z取4； 單根帶初拉力 q——帶每米長質(zhì)量，查表2-13，取0.10； 故＝58.23N 帶對軸壓力 5.2.2多片式摩擦離合器的計算 設計多片式摩擦離合器時，首先根據(jù)機床結(jié)構(gòu)確定離合器的尺寸，如為軸裝式時，外摩擦片的內(nèi)徑d應比花鍵軸大2～6mm，內(nèi)摩擦片的外徑D的確定，直接影響離合器的徑向和軸向尺寸，甚至影響主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局，故應合理選擇。 摩擦片對數(shù)可按下式計算 Z≥2MnK/fb[p] 式中 Mn——摩擦離合器所傳遞的扭矩（N·mm）； Mn＝955×η/＝955××11×0.98/800＝1.28×（N·mm）; Nd——電動機的額定功率（kW）； ——安裝離合器的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min）； η——從電動機到離合器軸的傳動效率； K——安全系數(shù)，一般取1.3～1.5； f——摩擦片間的摩擦系數(shù)，由于磨擦片為淬火鋼，查《機床設計指導》表2-15，取f=0.08； ——摩擦片的平均直徑（mm）; =（D+d）/2＝67mm; b——內(nèi)外摩擦片的接觸寬度（mm）； b=（D-d）/2=23mm； ——摩擦片的許用壓強（N/）； ＝＝1.1×1.00×1.00×0.76＝0.836 ——基本許用壓強（MPa），查《機床設計指導》表2-15，取1.1； ——速度修正系數(shù) ＝n/6×=2.5（m/s） 根據(jù)平均圓周速度查《機床設計指導》表2-16，取1.00； ——接合次數(shù)修正系數(shù)，查《機床設計指導》表2-17，取1.00； ——摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)，查《機床設計指導》表2-18，取0.76。 所以 Z≥2MnK/fb[p]＝2×1.28××1.4/（3.14×0.08××23×0.836＝11 臥式車床反向離合器所傳遞的扭矩可按空載功率損耗確定，一般取 ＝0.4＝0.4×11＝4.4 最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力Q，可按下式計算： Q=b(N)＝1.1×3.14××23×1.00＝3.57× 式中各符號意義同前述。 摩擦片的厚度一般取1、1.5、1.75、2（mm），內(nèi)外層分離時的最大間隙為0.2～0.4（mm）,摩擦片的材料應具有較高的耐磨性、摩擦系數(shù)大、耐高溫、抗膠合性好等特點，常用10或15鋼，表面滲碳0.3～0.5（mm）,淬火硬度達HRC52～62。 5.2.3齒輪的驗算 驗算齒輪強度，應選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進行接觸應力和彎曲應力驗算。一般對高速傳動的齒輪驗算齒面接觸應力，對低速傳動的齒輪驗算齒根彎曲應力。對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應力。 接觸應力的驗算公式為 （MPa）≤[]（3-1） 彎曲應力的驗算公式為 （3-2） 式中 N-齒輪傳遞功率（KW），N=； T-齒輪在機床工作期限（）內(nèi)的總工作時間（h），對于中型機床的齒輪取=15000~20000h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時間可近似地認為T=/P，P為變速組的傳動副數(shù)； -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）; -基準循環(huán)次數(shù)；查表3-1（以下均參見《機床設計指導》） m—疲勞曲線指數(shù)，查表3-1； —速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表3-2； —功率利用系數(shù)，查表3-3； —材料強化系數(shù)，查表3-4； —的極限值，見表3-5，當≥時，則取=；當＜時，取=； —工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運動，取=1.2~1.6； —動載荷系數(shù)，查表3-6； —齒向載荷分布系數(shù)，查表3-9； Y—標準齒輪齒形系數(shù)，查表3-8； []—許用接觸應力（MPa）,查表3-9； []—許用彎曲應力（MPa），查表3-9。 如果驗算結(jié)果或不合格時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 I軸上的齒輪采用整淬的方式進行熱處理 傳至I軸時的最大轉(zhuǎn)速為： N==5.625kw 在離合器兩齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為50×2.25，且齒寬為B=12mm u=1.05 =≤[]=1250MP 符合強度要求。 驗算56×2.25的齒輪： =≤[]=1250MP 符合強度要求 5.2.4傳動軸的驗算 對于傳動軸，除重載軸外，一般無須進行強度校核，只進行剛度驗算。 軸的抗彎斷面慣性矩（） 花鍵軸 = 式中 d—花鍵軸的小徑（mm）； i—花軸的大徑（mm）； b、N—花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得： = 式中 N—該軸傳遞的最大功率（kw）; —該軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min）。 傳動軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 式中 D—齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。 齒輪的徑向力： 式中 α—為齒輪的嚙合角，α＝20o； ρ—齒面摩擦角，； β—齒輪的螺旋角；β＝0 故N 花鍵軸鍵側(cè)擠壓應力的驗算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應力為： 式中 —花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d—花鍵軸的大徑和小徑（mm）； L—花鍵工作長度； N—花鍵鍵數(shù)； K—載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.7～0.8； 故此花鍵軸校核合格 5.2.5軸承疲勞強度校核 機床傳動軸用滾動軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應進行疲勞驗算。其額定壽命的計算公式為： C—滾動軸承的額定負載（N）,根據(jù)《軸承手冊》或《機床設計手冊》查取，單位用（kgf）應換算成（N）； —速度系數(shù)， 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（r/mm） —壽命系數(shù)， —壽命系數(shù)，對球軸承=3，對滾子軸承=； 工作情況系數(shù)，對輕度沖擊和振動的機床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機床），； —功率利用系數(shù)，查表3—3； —速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表3—2； —齒輪輪換工作系數(shù)，查《機床設計手冊》； P—當量動載荷，按《機床設計手冊》。 故軸承校核合格 結(jié)論 為期兩個半月的畢業(yè)設計即將結(jié)束，回顧整個過程，我覺得受益匪淺。 畢業(yè)設計是應用所學基礎理論，專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合訓練。通過這次畢業(yè)設計鞏固、擴大和強化了自己所學到的理論知識與技能，提高自己設計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學會正確使用技術(shù)資料、標準、手冊等工具書，并在設計中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實際，嚴肅認真的工作作風和獨立工作能力，為畢業(yè)后從事技術(shù)工作打下了良好的基礎。 我是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件保證工人具有良好而安全的勞動條件的前提下，進行工藝設計和夾具設計的。 由于自己能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正。 參 考 文 獻 [1]徐覲.機械設計手冊[M]（1-5）.北京:機械工業(yè)出版社,1993. [2]吳宗澤.機械設計實用手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社.2000.6. [3]李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1． [4]李云.機械制造工藝及設備設計指導手冊.機械工業(yè)出版社，1996 [5]王之煦.簡明機械設計手冊.機械工業(yè)出版社，1997 [6]朱龍根.簡明機械零件設計手冊. 機械工業(yè)出版社，1997 [7] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [8] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學技術(shù)出版社，2002． [9] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10]徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術(shù)出版社，2003．10． [11] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [12] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [13] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [14] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12． [15] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [16] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術(shù)出版社，1987． [17] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上海科學技術(shù)出版社，2002．8． 致謝 在畢業(yè)設計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。 這次畢業(yè)設計是在xxx老師悉心指導下完成的。x老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，x老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。 在論文工作中，得到了機電工程學院有關(guān)領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關(guān)心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！