卧式组合钻床毕业设计卧式组合钻床设计说明书Word格式文档下载.docx
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输送方向上的限位装置，使随行夹具上定位准确，插销顺利，随行夹具以其底面在两块等定位块所构成的平面上，并以两销孔（一个贺柱销和一个锥销定位）实现一面两销方式夹紧装置采用浮动压块直接压在工件上。
采用一面两销定位消除了六个自由度， 一个圆柱销消除2个自由度x、z，削边销消除y、自由度，一面消除三y、x、z个自由度。
4、确定切削用具量及选择刀
根据本道工序的要求，刀具选择Φ6.7和Φ8.5的麻花钻头，材料为高速钢，钢号为W6Mn5Cr4V2
查《组合机床设计》，确定切削用量：
工序
V（m/min）
S（mm/r）
N（r/min）
钻Φ6.7
16
0.13
760
钻Φ8.5
17.6
0.15
659
5、确定切削用量、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度
p=26·
D·
f0.8•HB0.6m=10•D•fo.8•HB0.6 N=m••v/（9740·
∏·
D）
式中
p—切削轴向力
d—钻头直径扣扣2540760825
40一份
N—切削功率
V—切削速度。
通常根据钻孔深度考虑修正系数,v=B公称·
KV
HB—布氏
钻φ6.7孔时
P=26×
6.7×
0.130.8×
2000.6=818.1N
M=10×
6.71.9×
0130.8×
2000.6=1743N·
mm
L/p=16/6.7=2.388取KV=1
V=1·
61=16m/min
N=1743×
16÷
9740∏÷
6.7=0.136kw
T=（9600×
6.70.25×
0.130.55÷
2001.3）8=7003
钻φ8.5孔时
8.5×
0.150.8×
2000.6=1164N
8.51.9×
0.13×
2000.6=3072Mmm
L/D=28÷
8.5=3.8KV=0.9
N=3072×
17.60.9÷
9740÷
8.5÷
∏=0.21Kw
8.50.25÷
17.60.55÷
2001.3=2802min
6初定主轴直径：
查《毕业设计指导书》p36公式
d=0.1B4√m
钻6.7时即1、2轴
d=0.624√1743
取d1、2=15
钻时即3、4、5、6轴
d=0.624√3072=18.6mm
由于便于统一，取d3.4.5.6=20mm，使传动轴和主轴都取d=20便于选取轴承。
7、主轴箱所需动力
W＝N·
n=2×
0.136+4×
0.208=1.104Kw
P=2818+41164=6292KN
η=0.9
N动=N主+N进N进=1.2Kw
N动=2.5kw
选取JT4033机械动力头，驱动转速转/分，动力滑台选3号液压滑台HY32B，电机功率N＝3Kw。
三、 组合机床总体设计
Ⅰ、三图一卡的设计
1）工零件工序图是组合机床的主要依据。
细实线表示和本道工序加工无关的部分，粗实线表示被加工部位精度、粗糙度、位置精度定位及夹压方向。
《组合机设计》P61
2）加工示意图
标记出夹具、刀具、工件的相互位置关系。
《组合机床设计》P63－P73
3）联系尺寸图
4）生产计算卡
A、绘制被加工零件工序图
被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床上完成的工艺内容，加工部位的尺寸精度、技术要求、定位基准、夹压部位。
以及被加工零件的材料、硬度和本机床加工毛坯情况的图纸。
它是在原有工件图的基础上，以突出本机床或自动线加工内容。
工序图是组合机床设计的主要依据，也是制造、调试机床、检查精度的重要技术资料。
内容主要包括：
a、两个视图反映被加工零件形状。
b、表示出以箱体随行夹具的底面和底面上两孔作为定位方式，以随行夹具两侧凸台上平面作为夹紧用四爪夹压。
c、表示出加部位尺寸、位置精度及技术要求。
d、表示出需加工孔的深度、箱体材料
以上所述详见加工工序图。
B、绘制加工示意图
它是刀具的布置图，是刀具辅具、电气液压、主轴箱等设计的重要依据。
绘制所注意以下内容：
a、导向装置的布置和参数做选择《组合机床设计》表3－17
b、导向装置配合 表3－17
c、主轴系列到参数 表3－22
d、连接杆选择 表3－23
以上所述详见附图加工示意图
C、绘制机床联系尺寸图
它是用来表示机床组成部件的相互装配联系以检验机床各部件相对位置及尺寸联是否满足加工要求,通用部件的选择是否合适,并进一步为主轴箱、夹具等专用部件,零件的设计提供依据，联系尺寸图也可看成简化的机床总图,它表示机床的配置形式及总体布局。
a、动力部件的选择
由前面计算N动＝2.5kw,根据《组合机床设计》表2－6取N动＝3kw选电动机功率
选动力箱TD32A
公称尺寸B=320mm动力箱长度L=400mm
动力箱宽度B1=400mm动力箱高度H=320mm
驱动轴距动力箱底面高度h0=125mm
驱动轴直径d=30mm驱动轴外伸长度L=45mm
驱动轴转速：
推荐驱动和电机传动比为I=1/2，取n驱=710转/分。
b、行程：
所确定的中部件的总行程应小于所选择动力滑的最大行程,要求刀具长和工件行程越小越好。
c、主轴箱端面至工件端面之间扣扣2540760825
L工进=L1+L加工长度+L2
取L1=5mmL2=2mm
L工进=5+28+20+35mm
L快进=L工作行程=L工进+L快退
L快进=155mmL工进=35+155=190mm
动力部总行程
L总≧L工作行程+L前备+L后备
=190+20+130=340mm
Ⅱ、主轴箱轮廓尺寸
主轴箱宽度B，高度H的大小主要和被加工零件孔的分布信置有关可按下式确定：
B=b2+2b1
H=h+h1+h2
B—主轴箱宽度
H—主轴箱高度
b1—最边缘主轴中心
b2—工件上要加工的宽度方向上相隔最远的两孔距离
h—工件上要加工高度方向上相隔远的两孔距离
h1—最低主轴中心至主轴箱底平面距离
h2—最高主轴中心至主轴箱底平面距离。
根据被加工零件工序图得
b2=134h=153
最h2=72.5b1=125h1=174.5
B=b2+2b1=384
H=h+h1+h2=400
取1号主轴箱，其外廓尺寸为。
厚度T=325mm
夹具轮廓尺寸：
388×
220×
95
机床装料高度H=890mm《组合机床设》P25
Ⅲ、传动装置的润滑
采用自润滑,主轴箱内有叶片油泵，将油供应至齿轮传动和动力箱、滑台导轨上。
Ⅳ机技术特性
1、滑台工作面尺寸：
630×
320（mm2）
2、动力箱滑台快进速度：
V快=5m/min
Ⅴ计算生产率（表格见下一页）
被加工零件
图号
毛坯
种类
铸件
名称
175-Ⅱ型柴油机曲轴箱
重量
材料
HT200
硬度
HB170~200
工序名称
单面钻孔并倒角
工序号
序
号
工步
被加工零直径数
加工直径mm
加工长度mm
工作行程
切削速度m/m
转速r/min
进给量
工时min
R/min
mm/min
机动时间
辅助时间
共
计
装卸工件
1
1.5
动力部件
滑台快进155mm
0.031
钻4个Φ8.5孔并倒1×
60○角
85
28
35
98.8
0.355
钻2个Φ6.7孔并倒1×
6.7
滑台快退190mm
0.038
备注
1、单班制：
5.5件/年，满足5万件年的要求
2、装卸工时取决于操作者的熟练程度，对于本机床，计算时取1.5min生产一件。
总计
1.924min
单件工时
机床生产率
31件/小时
机床负荷率
77.4﹪
四、组合机床主轴箱设计
1、绘制主轴箱设计原始依据图
主轴箱设计原始依据图，是根据“三图一卡”整理编绘出来的，其内容括主轴箱设计的原始要求和已知条件。
在绘制此图时从“三图一卡”中已知：
（1）主轴箱轮廓尺寸毫米。
（2）工件和主轴箱相对位置尺寸。
根据这些数据可绘制出主轴原始依据图。
a）被加工零件
名称：
175－F－型柴油机曲轴箱
材料：
HT200硬度：
HB170－220
轴号
工序内容
加工直径
主轴直径
主轴外伸尺寸
D/d（mm）L（mm）
V
m/min
N
r/min
f
mm/r
Vf
Mm/
min
2
Ф6.7
Ф32
Ф22/Ф14
89.8
3、4
5、6
Ф8.5
Ф30
Ф30/Ф14
115
（b）主轴外伸尺寸及切削用量
（c）动力部件
TD32A型动力箱电动机功率3千瓦。
转速145转/分。
驱动轴到滑台表面距离为100毫米，其他尺寸可查动力箱装配图。
2、主轴结构型式的选择及动力计算
（1）主轴结构型式的选择
主轴结构型式由零件加工工艺来决定，并应考虑主轴的工作条作件和力情况。
轴承型式是主轴部件结构的主要特征。
由于钻削加工的主轴，需承受径向力和轴向力，因此选择圆锥滚子轴承。
（2）齿轮模数的确定：
初定直径一般在绘制“三图一卡”时进行同由公式
d≧B4√m/100
根据前面计算，1、2轴取Ф15，3、4、5、6轴取Ф20，初选模数可以由下式计算，再通过类比确定：
m≧（30~32）3√N÷
Z÷
n（mm） m=2mm
（3）主轴的动力计算：
由机床“三图一卡”已知，N动＝3kw，P=6292N
3、传动方案的确定，各种受力分析，强度、寿命校核
根据切削速度和刀具直径，求主轴所需转速。
钻Ф6.7
n1、2=1000v÷
D=1000×
6.7÷
Л=760r/min
钻Ф8.5
n3、4、5、6=1000v÷
17.6÷
Л=659r/min
而动力驱动轴n驱=710r/min
传动比i1=710/760=0.935i2=710/659=1.07
选动力头矢量Zp=34m=2
定传动路线如下：
传动方案Ⅰ
如图，动力轴n=710r/min。
分两条路线向主轴传递：
（1）首先传给8轴，然后7轴，最后至1、2轴I=0.935。
（2）首先传给9轴然后10轴，再12，最后传至3、4、5、6轴。
首先考虑路线Ⅰ：
齿轮1、2Z=24m=2
齿轮7Z7、1=25Z7、2=33m=2
齿轮8Z8=41m=2I=24×
33×
41÷
25÷
34=0.935
再验算传动路线Ⅱ：
轴9Z9=27m=2
轴10Z10=34m=2
轴11Z11、0=3扣扣2540760825
40一份63r/min
3－4轴：
n=710×
1/i710÷
1.07=658.7r/min
（763-760）÷
760=0.3%<
5%
（658.7-659）÷
859=0.04%<
传动方案Ⅰ：
传动方案Ⅱ
比较两种方案，第一种方案比第二种方案少一根传动轴。
但在0到7轴至出现升速，这是应该避免，所以应选择第一种传动方案。
B、传动轴的确定：
根据公式
式中为作用在主轴上的总力矩
为作用在轴传来的扭矩
为第轴上齿轮传动比。
根据上述公式。
12轴 有 m12=4×
307.2×
25/29=1059.31kg
查表《组合机床设计》表5－10d=20mm
11轴 有m11=m12×
41/39=1059.3141/39=1113.63kg
查表5－10d=22mm
10轴 有m10=m11×
31/34=1015.37kg
查表5－10 d=20mm
9轴 有m9=m10×
27/37=884.35kg
查表5－10d=20mm
7轴 有m7=2174.35×
25/24=363.125kg
8轴 有m8=m7×
41/25=595.25kg
取 d7=20mmd8=20mm
传动轴和主轴支承形式的确定：
主轴采用圆锥滚子轴承，传动轴可以采用圆锥滚子轴承。
4、轴8兼作调整手柄，其转速如下：
n8=710×
34/41=589r/min
5、采用R12-2型叶片泵，用轴13传动
n泵=710×
34/27×
27/31×
23/24=746r/min
n泵在400800r/min范围之内，满足要求。
4、主轴箱坐标计算：
选取主轴箱平面的平面和通过其定位销孔的垂直线交点为坐标原点（坐标尺寸中单位为）。
A、坐标计算
在xoy坐标系中
4有x4=234.28y4=295
轴5轴1有x1=100y1=196
轴2有x2=100 y2=140
轴3有x3=157.82y3=295
轴5有x5=157.82y5=218.80
轴6有 x6=234.28y6=218.80
1、传动轴坐标计算
轴7 如图， 则
x7=100-492-282=59.79
y7=140+28=168
轴8 设动力轴0轴
则x8=66.37y8=94.29
轴12为轴3、4、5、6中心，则
x12=196.05y12=256.9
轴9可任意选是
设x9=200y9=91
轴10有
x10=242.01y10=130.99
轴11有x11=196y11=y12-80=176.9
油泵轴13坐标计
x13=261.866y13=88.3
绘制主轴箱检查图：
注：
点划线表示齿轮分度圆直径
细实线表示轴承外圈
粗实线表示轴套外圈
5、主轴箱的润滑和手柄的位置：
本主轴箱采用ZR12－2叶片润滑泵进行润，油泵打出的油经分油器润各部分，对于卧式标准主轴箱体前、后壁之间的齿轮和壁上的轴承用油盘润滑，箱体和后盖中润滑的齿轮用油管润滑，油管是通过0轴带动10轴，再通过10轴带动油泵上矢轮进行传动，泵轮上的齿轮为24/2，装在主轴箱的第一排，主轴箱中盛满30＃机油，由于组合机床的主轴箱上装有多个刀具，为了调整及更换刀具或装配和维修和检查主轴精度，一般来说主轴箱上都要设有一手柄轴，手柄的转速可高一些，在传动系统设计过程中，可以不考虑其位置，传动系统设计好后，根据其要求，选择轴8为手柄轴。
6、绘制主轴箱装配图（见附图）
A、组合机床主轴箱用途和分类
主轴箱改变主轴的转速和位置，通过主轴箱可得到正确的加工位置和转速，按其结构大小，可分为大型主轴箱和小型主轴箱。
B、确定主轴外伸尺寸和接杆莫氏锥号，类型和具本尺寸
选 D/d1=22/14L=853号D/d1=30/20L=1152号莫氏锥号
接杆号
D×
t
莫氏锥号
类型
D1
D2
B
B1
L
4
A
20
30
12
110
T14×
23
10
B、轴箱的规格和组成。
由前面计算已知，主轴箱所采用的规格为400×
400，动力源传入动力通过传动轴齿相啮合，然后传给主轴和油泵轴其中元件有：
传动轴、矢轮、轴套、叶片泵，分油器、注油杯、排油塞、通用油盘和防油套。
通用主轴箱体基型后盖90mm，前盖厚为55mm。
C、主轴箱材料
大型主轴箱通常用灰铸铁，代号HT20－40，前后盖为HT15－33。
D、轴类零件
1）钻削类主轴
按支承型式平同分三种，本机床选用，圆锥滚子轴承。
2）传动轴也采用圆锥滚子轴承。
3）确定主轴和传动轴的材料。
主轴材料采用40Cr钢，热处理C42。
传动轴采用45＃钢，调质处理T215。
4）齿轮
齿轮材料均用45＃钢，齿轮高频淬火G54，齿轮宽度选24mm。
a）轴承的选择
主轴（1－6）和传动轴均采用圆锥滚子轴承
1－2轴 d=15选7302E
3－6轴 d=20选7204
传动轴 d=20选7204
7320E有D=42b=143c=11T=11.25
7204有 D=47b=14c=12T=15
6、绘制主轴箱装配图
通用主轴箱总图设计包括主视图、展开图侧视图以及编制装配表和制定技术条件。
a）通用主轴箱的主视图和则视图
主视图主要用以表明主轴箱、传动正负、矢轮排列位置、附加机构及润滑位置，润滑泵和配置，手柄轴位置 和多轴编号，注出主轴箱联系尺寸，便构成主视视图，设计润滑系统时，分油器的位置应靠操作者一侧，以便观察和检查润滑泵工作情况。
b）展开图
组合机床通用主轴箱和普通机床变速箱比，一方面主轴多，齿轮啮合关系复杂，另一方面，主轴箱中各主轴和传动轴及其上的零件大多通用化且排列有规律的，而除简单的主轴外，一般采用简化展开图，并配合装配表来表达主轴箱的装配结构，其内容和画法简述如下：
A主要表达多轴装配关系，主轴、传动轴和矢轮隔套、防油套、轴承等的相对位置.
B 对结构相同的同类型 主轴和传动轴可只画轴，主轴头上注以相同轴的轴号，对于 轴向装配桔构基本相同，只是矢轮大小及排列位置不同的两根（或两组）轴可以画在一起，即轴心线两边各表示一根。
7、轴的强度校核
在此机床的主轴箱设计中，由于采用第排齿轮，所以对轴的校核只要校核其剪切强度，对弯曲强度挠度可以不考虑。
传动齿轮均为45＃钢，齿部行高频淬火达G54，心部有好的机械性能。
精度等级均为8－7－7DC.矢部淬火后经渗碳淬火可获较好的齿面硬度，心部有足够韧。
刚度和抗弯曲疲劳强度。
齿轮的强度、刚度和寿命校核：
1）接触疲劳强度验算齿轮强度
公式d0=640/[δk]√m·
（I+i）bi
式中 d0—齿轮分度圆直径
[δk]－允许接触应力[kg/cm2对于材料为45钢值
[δk]=1500kg/cm2m－齿轮的扭矩（kgf·
cm）
i－传动比
b－齿宽
对于1－2轴上两齿轮（m=2Z=24）
d0=640/1500×
√174.3×
（1+25/24）÷
24÷
25/24=16mm
d0、=16<
m·
Z=2×
24=48
此齿轮满足强度要求
对于5—6轴上四矢轮
d0、=640/1500×
√367.25×
（1+25/29）÷
25/24=22.4mm
d0、=22..4<
29=58
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