毕业设计--变速箱壳体孔系加工专用机床设计(左主轴箱).doc

毕 业 设 计（论 文） 题目 变速箱壳体孔系加工专用机床设计（左主轴箱） 2014年 6月 5 日变速箱壳体孔系加工专用机床设计（左主轴箱）摘 要 组合机床是一种专用高效自动化技术装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。本次设计的是钻变速箱体左端面孔组合机床，主要完成组合机床的多轴箱设计。通过分析比较，确定了选用卧式单工位组合机床以加工零件左端面孔系；为确保加工精度，采用一面两销的定位方式；为实现无极调速，安全可靠，选择液压组合滑台；根据零件的大小及被加工孔位置确定主轴箱的轮廓尺寸；通过计算确定主轴和传动轴的直径；齿轮模数是通过类比法确定；齿轮齿数和中间传动轴的位置是由计算、作图和多次试凑相结合的办法确定；计算主轴、传动轴的坐标并进行中心距的验算，确定部分轴上采用变位齿轮；轴上的齿轮套、键等零件按轴号选择相应的标准件。关键词：组合机床；多轴箱；主轴；传动轴；齿轮Abstract Combination machine tools is a kind of special high automation technology and equipment, and therefore is widely used in automobiles, tractors, internal combustion engines and compressors many industrial production field. This design is to drill the left side face of gear case combination machine tools, the main spindle box of modular machine tool design. Through analysis and comparison, to determine the selection of horizontal simplex bit left side face of combination machine tools for machining parts is; In order to ensure the machining accuracy, using a two pin positioning way; In order to achieve the infinite speed, safe and reliable, choose hydraulic combination sliding table; According to the size of the parts and processed hole location to determine the outline of the spindle box size; Through the calculate and determine the main shaft and the diameter of the shaft; Gear modulus is determined by analogy method; The gear teeth and the position of the intermediate shaft is by calculating, drawing and the combination of trial and error method to determine many times; Calculate the coordinates of main shaft, the shaft and calculating the center distance, determined in the light of the deflection of shaft gear; Shaft of the gear set, key parts such as press shaft, select the corresponding standard.Key words: combination machine tools; Spindle box; Main shaft; Transmission shaft; gearIII目 录前 言1第1章 绪论21.1 组合机床的发展史21.2 组合机床的国内外发展状况21.3 组合机床的分类和组成41.4 组合机床的特点51.5本课题研究的内容及意义61.6 组合机床设计步骤61.6.1 调查研究61.6.2 拟定方案61.6.3 工作图设计7第2章 组合机床总体设计82.1组合机床工艺方案82.1.1被加工零件特点82.1.2定位基准的选择92.1.3组合机床配置形式92.2选择刀具和切削用量92.3 切削力、切削扭矩、切削功率的确定92.4组合机床总体分析三图一卡112.4.1被加工零件工序图112.4.2加工示意图122.4.3组合机床联系尺寸图14第3章 组合机床多轴箱设计183.1多轴箱的组成及表示方法183.1.1 多轴箱的组成183.1.2 多轴箱总图绘制方法特点183.2 多轴箱通用零件19IV3.2.1 通用箱体类零件193.2.2 通用主轴、齿轮和套203.3多轴箱的原始数据的计算203.3.1被加工的零件的特点203.3.2箱体尺寸的确定203.3.3钻孔切削参数的确定213.3.4钻孔的切削力，切削转矩和切削功率等动力参数计算223.3.5多轴箱所需动力计算233.3.6轴的初步选定233.4多轴箱传动方案设计243.4.1多轴箱传动系统的一般要求243.4.2主轴分布类型及传动方案243.5传动件的设计计算263.5.1 传动方案图分析263.5.2 齿轮的设计计算263.6 主轴坐标的计算283.6.1主轴坐标计算283.6.2 验算中心距误差283.6.3绘制坐标检查图30结论32参考文献33致谢V前 言组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，再配以少量专用部件而组成的专用机床，具有一般专用机床结构简单，生产率及自动化程度高，易保证加工精度的特点，又能适应工件的变化，具有一定的重新调整、重新组合的能力。组合机床可以对工件采用多刀、多面及多方位加工，特别适于在大批、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。组合机床可完成钻、扩、铰、镗孔、攻螺纹、车、铣、磨削以及滚压等工序。在本文中主要介绍了组合机床的总体设计步骤，重点论述了组合机床多轴箱的设计步骤和设计的具体过程。在多轴箱设计过程中，还是采用以人工设计为主，其中包括多轴箱设计的原始依据图的绘制、传动路线的设计确定、主轴和传动轴坐标的计算及坐标检查图、装配图和展开图还有部分零件图的具体绘制。本课题主要对多轴箱进行设计，满足所给零件的钻扩加工。首先要从所加工的零件入手，确定各轴的分布，设计出总体传动方案，然后对多轴箱的整体布局和轮廓尺寸进行计算，再对各轴和齿轮尺寸进行计算和应力计算。最后对所设计的多轴箱进行经济性分析并写出结论。第1章 绪论1.1 组合机床的发展史组合机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米1000毫米，表面粗糙度可低达2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达0.030.02微米。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。1.2 组合机床的国内外发展状况组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。多轴箱是组合机床的重要专用部件，一般具有多根主轴同时对一系列孔系进行加工。它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。其动力来自通用的多轴箱，与动力箱一起安装与进给滑台，可完成钻、扩、绞、镗孔等加工工序。多年来机械产品加工采用万能机床。但随着生产的发展，很多企业的产品产量越来越大，精度越来越高，如拖拉机，汽车行业的汽缸体、汽缸盖、变速箱、后桥等零件，采用万能机床加工就不能很好的满足要求。因为在某一台机床上加工一种工件，使万能机床的很多部分和机构变得作用不大，工人整天忙于装夹工件、起动机床、进刀退刀、停车及卸工件等，不仅工人劳动强度很大，而且生产效率也不高，不利于保证产品加工精度。为了解决这个问题，就创造出了专用机床，专用机床是专门用于加工一种工件或一种工件的一定工序的机床，它可以同时用许多刀具进行切削，机床的辅助动作部分地实现了自动化，结构也比万能机床简单，生产效率提高了。但专用机床有一个最大的弱点：就是被加工零件稍有一点变动，它就用不上了，需要另造新的机床，不能适应现代机械工业技术迅速发展、产品经常革新的需要，而且这种机床设计制造周期长，造价高。广大工人和技术人员在总结生产实践经验的基础上，提出创造这样的高效率机床：它既有专用机床效率高、结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。为此，将机床上带动刀具对工件产生切削运动的部分以及床身、立柱、工作台等设计制造成通用的独立部件，称为“通用部件”，根据加工的需要，用这些通用部件配以部分专用部件就可组成机床，这就是组合机床。当工件改变了，还是用这些通用部件，只将部分专用部件改装，又可以组成加工新工件的机床。由于组合机床是由70%90%的通用零，部件组成，在需要的时候，他可以部分或全部的进行改装，以组成适应新的加工要求的新设。这就是说，组合机床有重新改装的优越性，其通用零，部件可以多次重复利用。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。世界科技的发展日新月异，速度令人目不暇接。随着我国加入WTO后与世界机床行业进一步接轨，我国的制造业所面临的机遇与挑战并存。在这种充满竞争与机遇的大环境下，组合机床行业企业适时自我调整战略，采取了积极的应对策略。组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年的企业生产情况看，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。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，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,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动化装备。但随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高,高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业，因此组合机床装备的发展思路必须是以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的成套性为主攻方向。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。从 2002 年年底第 21 届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10 多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。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 1000020000r/min ,最高进给速度可达060m/min；复合、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。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数据；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。1.3 组合机床的分类和组成组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率为1.1-2.2千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。按设计的要求本次设计的机床为大型通用机床。组合机床除分为大型和小型外，按配置形式又分为单工为和多工位机床两大类。单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种，多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和回转鼓轮式等配置形式。本次设计的机床为单工位双面钻床。组合机床部件分类通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。1.4 组合机床的特点组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍，且加工精度十分稳定。组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点：(1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的7080%，因此设计和制造的周期短，投资少，高效率，经济效果好。(2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。(3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。(4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。(5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。(6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。组合机床常用的通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。1.5本课题研究的内容及意义在本文中主要介绍了组合机床的总体设计步骤，重点论述了组合机床多轴箱的设计步骤和设计的具体过程。在多轴箱设计过程中，还是采用以人工设计为主，其中包括多轴箱设计的原始依据图的绘制、传动路线的设计确定、主轴和传动轴坐标的计算及坐标检查图、装配图和展开图还有部分零件图的具体绘制。本课题主要对多轴箱进行设计，满足所给零件的钻扩加工。首先要从所加工的零件入手，确定各轴的分布，设计出总体传动方案，然后对多轴箱的整体布局和轮廓尺寸进行计算，再对各轴和齿轮尺寸进行计算和应力计算。最后对所设计的多轴箱进行经济性分析并写出结论。拟解决的主要问题有：(1)多轴箱设计原始依据。(2)多轴箱传动方案设计分析(3)确定切削用量、计算切削力、选择动力箱型号(4)轴和齿轮强度的校核(5)主视图，展开图以及主要零件图的绘制1.6 组合机床设计步骤1.6.1调查研究研究市场和用户对设计机床的要求，然后检索有关资料。其中包括情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。甚至还可以通过网络检索技术查阅先进国家的有关资料和专利等。通过对上述资料的分析研究，拟订适当的方案，以保证机床的质量和提高生产率，使用户有较好的经济效益。1.6.2 拟定方案通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济分析等。在制定方案时应注意以下几个方面：（1）当使用和制造出现矛盾时，应先满足使用要求，其次才是尽可能便于制造。要尽量用先进的工艺和创新的结构；（2）设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可靠后才能用于设计；（3）继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个现代化服务。注意吸取前人和国外的先进经验，并在此基础上有所创造和发展。1.6.3 工作图设计首先，在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。本课题重点是对多轴箱的研究设计，需要完成多轴箱结构设计，传动方案的制定设计，多轴箱主要零件设计等。然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书和编写组合机床多轴箱的设计说明书。最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。第2章 组合机床总体设计2.1组合机床工艺方案工艺分析是设计组合机床最重要的一步，必须认真分析被加工零件的工艺过程。深入现场全面了解被加工零件的结构特点，加工部位，夹紧方式，工艺方法和加工过程所用的刀具，切削用量及生产率等。2.1.1被加工零件特点零件名称： 变速箱壳体孔系加工本工序所要加工孔的数量较少，且是在相对称位置处的相同形状的孔,都是直径6.8mm的孔，且孔深也同为18mm。孔内表面粗糙度要求为Ra12.5。因此，直接钻孔即可满足次精度要求。该零件材料为HT250，其硬度为180-225HB。尺寸、相对尺寸见零件图图2.1 零件左视图2.1.2定位基准的选择加工时，采用一面两销的定位方式限制六个自由度实现完全定位。即一面，限制了3个自由度，沿Z移动、绕X转动、绕Y转动。一个圆柱销，一个菱形销，限制另外三个自由度。并以顶面夹压。2.1.3组合机床配置形式根据以上工艺特点选用单工位的左端面卧式组合钻床进行加工。这样不仅提高了加工效率，而且多个孔一次走刀即加工成形，能够较好的保证其位置精度。此外，在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求也不高。2.2选择刀具和切削用量本工序加工所需刀具为钻头。选择刀具首先是选择刀具材料，对于钻头来说，常见材料有高速钢和硬质合金两种。高速钢钻头主要用于切削硬度在250-280HBS的部分结构钢和铸铁；硬质合金钻头则主要用于加工硬度较高的钢件。被加工零件的材料为灰铸铁，硬度为180-225HBS。所以，选用高速钢钻头。同时查组合机床设计简明手册表6-11选择切削用量并计算主轴转速进给速度，刀具类型：6.8mm麻花钻切削速度：10m/min进给量：0.15mm/r主轴转速：468r/min进给速度：70.2mm/min2.3 切削力、切削扭矩、切削功率的确定根据选定的切削用量，确定切削力，作为选择动力部件（滑台）及夹具设计的依据；确定切削扭矩，用以确定主轴及其他传动件（齿轮、传动轴等）的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机功率。参照组合机床设计手册p134表6-20组合机床切削用量计算图中推荐的切削力、转矩及功率公式如表2.1表2.1钻扩铰切削力、转矩及功率公式工序内容刀具材料切削力F(N)切削转矩T(N*mm)切削功率P(kw)备注钻孔灰铸铁F=26Df0.8HB0.6T=10D1.9f0.8HB0.6P=TV/9740Dfmax=0.45切削力:式中切削扭矩切削功率表2.2 钻扩铰的切削力，切削转矩和切削功率数据工序内容直径D(mm)切削力F(N)切削转矩T(N*mm)切削功率P(kw)钻孔6.8958.702070.010.09952.4组合机床总体分析三图一卡2.4.1 被加工零件工序图被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示设计的组合机床所完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件图的基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括: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。尤其是当需要设置中间导向套时，应表示出零件内部的肋、壁布置及有关结构的形状及尺寸。以便检查工件、夹具、刀具是否发生干涉。2）加工用定位基准、夹压部位及夹压方向。以便依此进行夹具的定位支承（包括辅助定位支承）、限位、夹紧、导向系统的设计。3）本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前道工序提出的要求（主要指定位基准）。4）必要的文字说明。如被加工零件编号、名称、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。被加工零件工序图如图2.2所示图2.2为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要突出本机床的加工内容。绘制时，应按一定比例，选择足够的视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关的部位（用细实线）表示清楚。凡本道工序保证的尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方画粗实线标记。加工用定位基准、机械夹压位置及方向、辅助支承均须使用规定的符号表示出来。加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。为便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标注，而不采用极坐标系。但有时因所选定位基准与设计基准不重合,则需对加工部位要求的位置尺寸精度进行分析换算。此外，应将零件图上的不对称位置尺寸公差应换算成对称尺寸公差，其公差数值的决定要考虑两方面，一是要能达到产品图纸要求的精度，二是采用组合机床能够加工出来。2.4.2 加工示意图1加工示意图的作用和内容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、电气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需的重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有：（1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作进程；（2）工件、刀具及导向、托架及多轴箱之间的相对位置尺寸联系；（3）主轴结构类型、尺寸及外伸长度；（4）刀具类型、数量和结构尺寸（直径和长度）；（5）接杆、浮动卡头、导向装置、攻螺纹靠模装置等尺寸结构；（6）刀具、导向套间的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式及配合尺寸；2选择刀具、导向及有关计算（1）刀具的选择变速箱壳体的材料为HT250，孔径D为6.8mm，刀具的材料选择刀具的材料选择高速钢钻头，为了使工作可靠、结构简单、刃磨简单，选择6.8的锥柄麻花钻，莫氏锥度1。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有3050mm的距离，以便排出切屑和刀具磨损后有一定的向前的调整量。（2）导向结构的选择组合机床加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上的孔的位置进度主要是靠刀具的导向装置来保证的。因此，正确选择导向结构和确定导向类型、参数、精度，是设计组合机床的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的问题。由于要加工的孔径较小且其线速度（切削速度）20m/min，因此，选用固定式导向装置。（3）确定主轴类型、尺寸、外伸长度初定主轴直径D根据已选择的切削用量，由组合机床设计简明手册表3-4公式计算得：mm根据组合机床设计简明手册表3-6取d=20mm 并带入公式（取）验算满足要求，即主轴轴颈合适根据主轴轴颈d，查组合机床设计简明手册表3-6，得：主轴外伸尺寸L=115mm D/d=32/20（4）选择接杆除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具间常用接杆连接。在钻小孔时通常采用接杆连接，为保证多轴箱上多刀具同时到达终了位置，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。根据主轴参数，选择接杆为可调接杆，查组合机床设计简明手册表8-1，选择接杆型号为Tr161.5，锥度为莫氏1号，类型为A型短接杆； 查表8-5选择相应的夹紧螺母型式及尺寸。2.4.3 组合机床联系尺寸图1机床联系尺寸图的作用与内容一般来说，组合机床是由标准的通用部件动力滑台、动力箱、各种工艺切削头、侧底座、立柱、立柱底座及中间底座加上专用部件主轴箱、辅具系统、夹具、液、电、冷却、润滑、排屑系统组合装配而成。联系尺寸图用来表示机床各组成部件的相互装配联系和运动关系，以检验机床各部件的相对位置及尺寸联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱、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是简化的机床总图，它表示机床的配置型式及总体布局。联系尺寸图的主要内容如下：1）以适当数量的视图（一般为主、左、右视图）按同一比例画出机床各主要组成部件的外形轮廓及相对位置，表明机床的配置型式及总体布局，主视图的选择应与机床实际加工状态一致。2）图上应尽量减少不必要的线条及尺寸，但反映各部件的联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的极限位置及行程尺寸，必须完整齐全。各部件的详细结构不必画出，留在具体设计部件时完成。3）为便于部件设计，联系尺寸图上应标注通用部件的规格代号、电动机型号、功率及转速，并注明机床部件的分组情况及总行程。2动力部件的选择动力滑台选择液压滑台，原因如下：液压滑台在相当大的范围内进给量可实现无级调速；可以获得较大的进给力；由于液压驱动，零件磨损小，使用寿命长；过载保护简单可靠；由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工作可靠。进给速度：V=10m/min根据进给力及进给速度，查组合机床设计简明手册表5-1，多轴箱的动力计算包括多轴箱所需要的功率和进给力两项。多轴箱所需功率按下列公式计算：P多轴箱=切削空转损失ni=1P切削i+ni=1P空转i+ni=1P损I 式中 P切削切削功率，单位为kw; P空转空转功率，单位为kw; P损失与负荷成正比的功率损失，单位为kw。每根主轴的切削功率，由选定的切削用量按公式计算或查图表获得；每根轴上的空转功率由表2.3确定；每根轴上的功率损失，一般可取所传递功率的1%。 表2.3轴的空转功率空（kw） 轴径转速(r/min)15mm 20mm 25mm 30mm 100 0.004 0.007 0.012 0.017 160 0.007 0.012 0.018 0.027 250 0.010 0.018 0.028 0.042 400 0.017 0.030 0.046 0.067 630 0.026 0.046 0.073 0.105 （节选自组合机床设计手册p62 表46）由于轴的空转功率的选取要用到轴的直径，故先由主轴类型及外伸尺寸初步确定主轴直径。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来验算某些关键的轴颈。表2.4轴的外伸尺寸及切削用量轴号主轴外伸尺寸（mm）切 削 用 量D/dL工序内容n (r/min)V（m/min）f （mm/r）轴 1.2.3.4.5.632/20115钻孔468100.15初步选取主轴16的轴径为30mm.由表3.9选取各轴的空转功率。直径6.8钻孔：选轴的空转功率P空=0.067（kw）P损失一般可取所传递功率的1% ，P损失=60.09951%=0.00597（kw） P多轴箱=切削空转损失钻时：P=60.0995+60.067+0.00597=1.00497（kw）钻孔时P多轴箱= kw 。由此查组合机床设计手册p114 表538动力箱性能知选取1TD25，型式为A、A，电动机型号为Y100L-6电动机功率为1.5kw，电动机转速940r/min，输出轴转速520r/min。3装料高度的确定机床装料高度是指机床上工件的安装基面到地面的垂直距离。为提高通用部件及支承部件的刚度并考虑自动线设计时中间底座内要安装夹具输送装置、冷却排屑装置，新颁布的组合机床标准推荐装料高度，与国际标准一致。在现阶段设计组合机床时，装料高度可根据具体情况在之间选取。本设计的机床装料高度取H=1000mm。4初定中间底座尺寸中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面安装连接的需要。根据选定的动力箱滑台、侧底座等标准的位置关系，并考虑到毛坯误差和装配偏移，中间底座支承夹具底座的空余边缘尺寸，算出的长度应圆整，并按优选数系选用。应使空余边缘尺寸不小于。确定中间底座的高度方向尺寸时，应该注意机床的刚性要求，冷却排屑系统要求以及侧底座连接尺寸要求。装料高度和夹具体底座高度（含支承块）确定后，中间底座高度就已经确定。本设计方案中，中间底座高度为。5多轴箱轮廓尺寸的确定标准通用多轴箱的厚度是一定的，卧式为，立式为。因此，确定多轴箱尺寸，主要是确定多轴箱宽度和高度及最低主轴高度。多轴箱宽度、高度的大小主要与被加工零件孔的分布位置有关，可按下式确定：式中：工件在宽度方向相距最远的两孔距离（）。 最边缘主轴中心距箱外壁的距离（）。 工件在高度方向相距最远的两孔距离（）。 最低主轴高度（）。为保证多轴箱有排布齿轮的足够空间，推荐。主轴箱最低主轴高度须考虑到与工件最低孔位置（）、机床装料高度（）、滑台滑座总高（）、侧底座高度（）等尺寸之间的关系而确定。对于卧式组合机床，要保证润滑油不致从主轴衬套处泄露，通常推荐：h1=(h2+H)-(h6+h3+h4+h5) =94.5B=b+2b1=272+2x100=472mmH=h+h1+b1=260+94.5+100=454.5mm根据标准应取BxH=500mmx500mm的多轴箱。第3章 组合机床多轴箱设计多轴箱是组合机床的重要部件之一，它关系到整台组合机床质量的好坏。具体设计时，除了要熟悉多轴箱本身的一些设计规律和要求外，还须依据“三图一卡”，仔细分析研究零件的加工部位，工艺要求，确定多轴箱与被加工零件、机床其他部分的相互关系。本机床有左、右两个主轴箱，它们的结构基本相同，只是主轴的数量和位置不同。现重点以一个为例，说明其设计方法。3.1多轴箱的组成及表示方法多轴箱按结构特点分为通用（即标准）和专用多轴箱两大类。前者结构典型，能利用同用的箱体和传动件；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，故专用主轴箱通常指“刚性主轴箱”，即采用不需要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。通用主轴箱则采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。本设计中所采用的就是通用主轴箱。3.1.1 多轴箱的组成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。其基本结构中，箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件；主轴、传动轴、传动齿轮、动力箱和电动机齿轮等为传动类零件；分油器、注油标、排油塞、和防油套等为润滑及防油元件。3.1.2 多轴箱总图绘制方法特点（1）主视图 用点划线表示齿轮节圆，标注齿轮齿数和模数，两啮合齿轮相切处标注罗马字母，表示齿