CA6140型車床主軸箱改進(jìn)型設(shè)計(jì)及工藝分析

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1、 目錄摘 要III1 引言12 主要技術(shù)參數(shù)33 傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定44 零件設(shè)計(jì)階段84.1 整體設(shè)計(jì)84.2 軸I上零件設(shè)計(jì)94.2.1 選擇V帶94.2.2 連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱動(dòng)力傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)104.2.3 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算114.2.4 對(duì)傳動(dòng)軸上鍵的計(jì)算124.2.5 對(duì)傳動(dòng)軸上軸承的計(jì)算144.3 軸II上零件設(shè)計(jì)154.3.1 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算154.3.2 對(duì)傳動(dòng)軸的計(jì)算164.3.3 對(duì)軸承組剛度的計(jì)算184.4 軸III上零件設(shè)計(jì)194.4.1 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算194.4.2 對(duì)傳動(dòng)軸的計(jì)算214.4.3 對(duì)傳動(dòng)軸上軸承的計(jì)算234.5 傳動(dòng)系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計(jì)24

2、4.5.1 齒輪的驗(yàn)算244.5.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算254.5.3 對(duì)軸承組剛度的計(jì)算264.6 軸V上零件設(shè)計(jì)284.6.1 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算284.6.2 對(duì)傳動(dòng)軸的計(jì)算304.6.3對(duì)軸承組的剛度計(jì)算314.7 轉(zhuǎn)速范圍的擴(kuò)大324.7.1 背輪設(shè)計(jì)的目的324.7.2背輪機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)325 加工工藝規(guī)程335.1 對(duì)箱體進(jìn)行分析335.1.1 整體分析335.1.2 工藝分析335.2 毛胚以及材料的選擇345.3 確定工藝路線365.3.1 確定加工余量、工序尺寸375.3.2 確定切削用量385.4 專用夾具設(shè)計(jì)465.4.1 夾具的結(jié)構(gòu)465.3.2 夾緊力大小的確定原則465.3

3、.3 定位基準(zhǔn)的選擇475.3.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析475.3.4 夾緊元件及動(dòng)力裝置確定475.3.5 夾具精度分析475.3.6 夾具操作說(shuō)明486 心得體會(huì)487 致謝50摘 要目前，國(guó)內(nèi)數(shù)控臥式車床正向著重載、高速、高精度的方向發(fā)展，重載臥式車床主電機(jī)的規(guī)格越來(lái)越大、重載臥式車床主軸轉(zhuǎn)速越來(lái)越高。機(jī)床在持續(xù)高速、重載荷的條件下加工零件時(shí)，機(jī)床主軸箱的主軸軸承和I軸軸承經(jīng)常出現(xiàn)由于溫升過(guò)高而損壞的問(wèn)題。主軸和I軸外部法蘭盤(pán)經(jīng)常出現(xiàn)漏油的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，對(duì)主軸箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，增加了主軸前軸承溫度測(cè)量反饋裝置和主軸油箱油溫控制裝置，并對(duì)主軸和I軸的進(jìn)油、回油、密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行

4、技術(shù)改進(jìn)。增加了雙重密封回油結(jié)構(gòu)，使主軸箱的主軸和I軸的進(jìn)油、回油、密封結(jié)構(gòu)更加合理，提高了主軸箱在持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的安全性、可靠性。主軸的軸承是機(jī)床的關(guān)鍵外配套件，價(jià)格很高。機(jī)床在持續(xù)高速、重載荷的條件下加工零件時(shí)，機(jī)床主軸軸承發(fā)熱量非常大。主軸軸承溫度必須得到合理的檢測(cè)和控制，才能保證主軸箱的主軸軸承的正常使用。為此，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)主軸箱結(jié)構(gòu)作出調(diào)整。 另外，通過(guò)采用背輪機(jī)構(gòu)增加了主軸箱的轉(zhuǎn)速范圍。選用變頻電機(jī)加大主軸輸出以及其他一些方面的改進(jìn)措施來(lái)提高機(jī)床主軸主軸工作穩(wěn)定性，從而增加機(jī)床壽命。Abstract:At present, the domestic load CNC horizont

5、al lathe forward focused, high-speed, high-precision direction, heavy horizontal lathe main motor specifications growing, heavy horizontal lathe spindle speed increasing. Machine tools in the continuous high-speed, heavy load conditions when machining parts, machine tool spindle bearings and spindle

6、 box I axis bearing temperature is too high and often occur due to corruption issues. Spindle and the I-axis external flange leakage problems frequently arise. To solve the above problems, the structure of the spindle box for technical improvements, increased the spindle front bearing temperature me

7、asuring means and the feedback control means spindle oil tank, and the I-axis of the spindle and into the oil, oil return, the seal structure of technical improvements. Increased oil return double seal structure, the headstock spindle and the I-axis into the oil, oil return, the sealing structure is

8、 more reasonable to improve the spindle box in the continuous operation safety and reliability.Machine tool spindle bearings are key to the outer parts, the price is very high. Machine tools in the continuous high-speed, heavy load conditions when machining parts, machine tool spindle bearings heat

9、is very large. Spindle bearing temperature must be reasonably detection and control, in order to ensure the headstock spindle bearings for normal use. To this end, this graduation project on the headstock structural adjustment. In addition, by using the back wheel mechanism increases the headstock s

10、peed range. Increase the output frequency motor spindle selection and some other improvements in measures to improve the stability of the machine spindle spindle work, thereby increasing tool lifeIV- 1 引言 通用機(jī)床即臥式車床，主軸水平布置，作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，大刀架沿床身作縱向運(yùn)動(dòng)，可車削各種旋轉(zhuǎn)體和內(nèi)外螺紋等，是使用范圍較廣的車床。車床特點(diǎn)1.床身、床腳、油盤(pán)等采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，剛性高，抗震性好，

11、符合高速切削機(jī)床的特點(diǎn)。2. 床頭箱采用三支承結(jié)構(gòu)，三支承均為圓錐滾子軸承，主軸調(diào)節(jié)方便，回轉(zhuǎn)精度高，精度保持性好。3.進(jìn)給箱設(shè)有公英制螺紋轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，螺紋種類的選擇轉(zhuǎn)換方便、可靠。4. 溜板箱內(nèi)設(shè)有錐形離合器安全裝置，可防止自動(dòng)走刀過(guò)載后的機(jī)件損壞。5. 車機(jī)床縱向設(shè)有四工位自動(dòng)進(jìn)給機(jī)械碰停裝置，可通過(guò)調(diào)節(jié)碰停桿上的凸輪縱向位置，設(shè)定工件加工所需長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)零件的縱向定尺寸加工。6. 尾座設(shè)有變速裝置。7.潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理可靠，車頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱均采用體內(nèi)飛濺潤(rùn)滑，并增設(shè)線泵、柱塞泵對(duì)特殊部位進(jìn)行自動(dòng)強(qiáng)制潤(rùn)滑。車床部件（1）變速箱變速箱用來(lái)改變主軸的轉(zhuǎn)速。主要由傳動(dòng)軸和變速齒輪組成。通過(guò)操縱

12、變速箱和主軸箱外面的變速手柄棗改變齒輪或離合器的位置，可使主軸獲得12種不同的速度。主軸的反轉(zhuǎn)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（2）主軸箱主軸箱用來(lái)支承主軸，并使其作各種速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主軸是空心的，便于穿過(guò)長(zhǎng)的工件；在主軸的前端可以利用錐孔安裝頂尖，也可利用主軸前端圓錐面安裝卡盤(pán)和撥盤(pán)，以便裝夾工件。（3）掛輪箱掛輪箱用來(lái)搭配不同齒數(shù)的齒輪，以獲得不同的進(jìn)給量。主要用于車削不同種類的螺紋。（4） 進(jìn)給箱 進(jìn)給箱用來(lái)改變進(jìn)給量。主軸經(jīng)掛輪箱傳入進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)移動(dòng)變速手柄來(lái)改變進(jìn)給箱中滑動(dòng)齒輪的嚙合位置，便可使光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。（5）溜板箱 溜板箱用來(lái)使光杠和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)改變?yōu)榈都艿淖詣?dòng)進(jìn)給

13、運(yùn)動(dòng)。光杠用于一般的車削，絲杠只用于車螺紋。溜板箱中設(shè)有互鎖機(jī)構(gòu)，使兩者不能同時(shí)使用。（6）刀架 刀架用來(lái)夾持車刀并使其作縱向、橫向或斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。機(jī)床的規(guī)格和用途機(jī)床主傳動(dòng)的作用是把電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩通過(guò)一定途徑傳給主軸,使工件以不同的速度運(yùn)動(dòng),主傳動(dòng)性能的好壞,直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。考慮到改造的經(jīng)濟(jì)性,可乘用機(jī)床原有的普通三相異步交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)?？紤]到加工過(guò)程中當(dāng)電網(wǎng)電壓和切削力矩發(fā)生變化時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)隨之波動(dòng),直接影響加工零件的表面粗糙度。因此為提高加工精度,實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)無(wú)級(jí)變速,在主軸上增加了交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng),從而不需進(jìn)行機(jī)械換檔。針對(duì)機(jī)床要求具有螺蚊切削功能,

14、在主軸部位安裝主軸脈沖發(fā)生器,所示。為保證脈沖發(fā)生器與主軸等速旋轉(zhuǎn),即主軸轉(zhuǎn)一周,主軸脈沖發(fā)生器也轉(zhuǎn)一周,主軸脈沖發(fā)生器的安裝方式很重要。2 主要技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào)CA6140A床身回轉(zhuǎn)直徑400mm刀架上回轉(zhuǎn)直徑210mm馬鞍內(nèi)回轉(zhuǎn)直徑有效長(zhǎng)度最大工件長(zhǎng)度 / 最大車削長(zhǎng)度750/650mm;1000/900mm;1500/1400mm;2000/1900mm主軸中心至床身平面導(dǎo)軌距離205mm主軸孔徑 / 主軸孔前端錐度 52 mm /1:20主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)24/12.主軸轉(zhuǎn)速范圍50Hz: 11-1600r/min50Hz: 14-1580r/min縱向進(jìn)給量范圍（ 64 種）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給 :

15、 0.08-1.59mm/r橫向進(jìn)給量范圍（ 64 種）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給 : 0.04-0.79mm/r刀架縱 / 橫向的快移速度縱向 : 4m/min橫向 : 2m/min加工螺紋范圍公制螺紋: 1-192mm;英制螺紋: 2-24 牙 / 寸上 / 下刀架最大行程140mm/320mm刀架轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)角度 90 o主軸中心線至刀具支承距離26mm刀桿截面尺寸25mm25mm絲杠螺距12 mm主電機(jī)功率7.5KW表1 技術(shù)參數(shù)3 傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定 1.對(duì)主軸轉(zhuǎn)速的選擇機(jī)床,，其范圍是2.選擇傳動(dòng)比 1.263.確定轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z= 244.主軸傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)式 24=21321+（22-1）5.各級(jí)

16、轉(zhuǎn)速的確定 10，12.5，16，25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，450，560，710，900，1120，14006.轉(zhuǎn)速圖（1）選定電動(dòng)機(jī)機(jī)床對(duì)主軸電機(jī)的要求作為機(jī)床主軸，除了作高速回轉(zhuǎn)外，還要承受徑向、切向切削力，主軸在彎曲、扭轉(zhuǎn)的交變載荷下，按照要求進(jìn)行啟動(dòng)、增速、減速和停車等。因此主軸電機(jī)應(yīng)比一般用途電機(jī)的制造精度、控制精度、 使用條件等要求更高。常采用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的Y系列封閉自冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。主軸電機(jī)的選擇但是，為了更好的發(fā)揮電機(jī)的功用和壽命，我選擇加裝變頻器的變頻電機(jī)。電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電

17、網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門(mén)的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，最大值也不超過(guò)額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門(mén)的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。變頻電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)a. 具備有啟動(dòng)功能；b. 采用電磁設(shè)計(jì)，減少了定子和轉(zhuǎn)子的阻值；c. 適應(yīng)不同工況條件下的頻繁變速；d. 在一定程度上節(jié)能從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動(dòng)機(jī)的機(jī)械設(shè)備中，電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，電流會(huì)比額定高5-6倍的，不但會(huì)影響電機(jī)的使用壽命而且消耗較多的電量.系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)在電

18、機(jī)選型上會(huì)留有一定的余量，電機(jī)的速度是固定不變，但在實(shí)際使用過(guò)程中，有時(shí)要以較低或者較高的速度運(yùn)行，因此進(jìn)行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、補(bǔ)償功率因素、通過(guò)改變?cè)O(shè)備輸入電壓頻率達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的，而且能給設(shè)備提供過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等保護(hù)功能。 比如說(shuō)一臺(tái)1.5KW的四級(jí)電機(jī)，普通電機(jī)額定轉(zhuǎn)速就是1440轉(zhuǎn)，變頻電機(jī)就可以高達(dá)12000轉(zhuǎn)。省電方面要看具體用多少轉(zhuǎn)，運(yùn)用到額定的50%70%，省電效果最佳。如果滿轉(zhuǎn)省電效果就不是很理想了，其余的就和普通電機(jī)差不多?？偟膩?lái)說(shuō)變頻電機(jī)散熱好，轉(zhuǎn)速高。（2）降速比的分配1.各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比盡可能不超過(guò)極限傳動(dòng)比2.適當(dāng)提高中間軸的轉(zhuǎn)速，可

19、使傳動(dòng)系統(tǒng)中的多數(shù)傳動(dòng)原件的尺寸減小。因此從電機(jī)到主軸的降速過(guò)程宜采用“前緩后急”的降速比分配原則，即前面的變速組降速慢一些，后面的變速組降速快一些。這就是所謂的“先慢后快”的原則。但應(yīng)注意，中間軸的轉(zhuǎn)速不能過(guò)高，否則將引起較大的振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲。通常，中間軸的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)不超過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。但有時(shí)還需根據(jù)實(shí)際情況加以靈活應(yīng)用。例如若在軸1上安裝啟停摩擦離合器和反向齒輪，為不增大軸1的軸向尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊，第一變速組采用雙聯(lián)齒輪，而不是按照“前多后少”的原則，采用三各傳動(dòng)副。3.傳動(dòng)軸的數(shù)量 傳動(dòng)軸數(shù)變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+1=64.繪制轉(zhuǎn)速圖4 零件設(shè)計(jì)階段4.1 整體設(shè)計(jì) 主軸箱：它固定在機(jī)床

20、身的左端，裝在主軸箱中的主軸，通過(guò)夾盤(pán)等夾具裝夾工件。主軸箱的功用是支撐并傳動(dòng)主軸，使主軸帶動(dòng)工件按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。長(zhǎng)寬高()壁厚(mm) 500 500 300-800 500 50010-15 800 800 50012-20 床頭箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：壁薄、中空、形狀復(fù)雜。多為平面和孔，它們的尺寸精度、位置精度要求較高，表面粗糙度較小。主軸箱采用多級(jí)齒輪傳動(dòng)，通過(guò)一定的傳動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)主軸箱內(nèi)各個(gè)位置上的傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸，最后把運(yùn)動(dòng)傳到主軸上，使主軸獲得規(guī)定的轉(zhuǎn)速和方向。主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及主軸箱各部件的加工工藝直接影響機(jī)床的性能。 4.2 軸I上零件設(shè)計(jì) 4.2.1 選擇V帶 V帶是橫截面為

21、等腰梯形或近似為等腰梯形的傳動(dòng)帶，其工作面為兩側(cè)面。主要應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力傳動(dòng)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，得出 小帶輪：大帶輪：基準(zhǔn)長(zhǎng)度則，取2800mm;V帶的根數(shù)計(jì)算如下： 最終z可取為4；每根V帶的初拉力計(jì)算如下:每根V帶作用到軸上的力計(jì)算如下：4.2.2 連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱動(dòng)力傳輸?shù)脑O(shè)計(jì) 離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過(guò)程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開(kāi)離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向變速器輸入的動(dòng)力4.2.3 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算 齒輪最重要的部分為輪

22、齒。它的失效形式主要有四種：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、和齒面膠合。1輪齒折斷 因?yàn)檩嘄X受力時(shí)齒根彎曲應(yīng)力最大，而且有應(yīng)力集中，因此，輪齒折斷一般發(fā)生在齒根部分。 2齒面磨損 齒面磨損主要是由于灰砂、硬屑粒等進(jìn)入齒面間而引起的磨粒性磨損；其次是因齒面互相摩擦而產(chǎn)生的跑合性磨損。3齒面點(diǎn)蝕 輪齒工作時(shí)，其工作表面產(chǎn)生的接觸壓應(yīng)力由零增加到一最大值，即齒面接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的。在過(guò)高的接觸應(yīng)力的多次重復(fù)作用下，齒面表層就會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴(kuò)展使齒面的金屬微粒剝落下來(lái)而形成凹坑，即疲勞點(diǎn)蝕，繼續(xù)發(fā)展以致輪齒嚙合情況惡化而報(bào)廢。實(shí)踐表明，疲勞點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在齒根表面靠近節(jié)線處。齒面

23、抗點(diǎn)蝕能力主要與齒面硬度有關(guān)，齒面硬度越高，抗點(diǎn)蝕能力也越強(qiáng)。 4齒面膠合 在高速重載傳動(dòng)中，常因嚙合溫度升高而引起潤(rùn)滑失效，致使兩齒面金屬直接接觸并相互粘聯(lián)。當(dāng)兩齒面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，較軟的齒面沿滑動(dòng)方向被撕裂出現(xiàn)溝紋，這種現(xiàn)象稱為膠合。在低速重載傳動(dòng)中，由于齒面間不易形成潤(rùn)滑油膜也可能產(chǎn)生膠合破壞。 （1齒的彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下： （2齒的接觸應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下： 經(jīng)帶輪傳到第一根軸的最大轉(zhuǎn)速為：根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知最小齒輪;u=1.05可知設(shè)計(jì)滿足要求。此外，還要檢驗(yàn)另外一個(gè)齒輪，保證兩者能同時(shí)滿足，如下：可知設(shè)計(jì)滿足要求所以第一根軸上齒輪使用淬火鋼等其他熱處理的材料即可滿足要求。4.2.4 對(duì)傳動(dòng)

24、軸上鍵的計(jì)算 導(dǎo)向平鍵適用于有沿軸向移動(dòng)的鍵連接，如，有換擋要求的輪齒。普通平鍵適用于軸向位置固定齒輪的鍵連接。 一般的，導(dǎo)向平鍵可能的失效是鍵側(cè)磨損、壓潰和剪切。普通平鍵是壓潰和剪切。尺寸寬度b、高度h可根據(jù)軸徑尺寸查表確定，長(zhǎng)度L根據(jù)鍵的強(qiáng)度計(jì)算確定。花鍵軸 根據(jù)傳動(dòng)軸的最大扭矩，計(jì)算其危險(xiǎn)截面載荷式中 N傳動(dòng)軸上最大功率（kw）; 傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。因N傳動(dòng)軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力其應(yīng)力計(jì)算如下：式中 最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d傳動(dòng)軸的大直徑和小直徑（mm） L傳動(dòng)軸上鍵的工作長(zhǎng)度（mm）； N鍵的個(gè)數(shù)； K=0.70.8； 所以此鍵的設(shè)計(jì)符合要求。4.2.5 對(duì)傳動(dòng)軸上軸承的計(jì)算

25、一般比較常見(jiàn)的軸承失效形式有疲勞點(diǎn)蝕、塑性變形、磨損與膠合。（1）疲勞點(diǎn)蝕對(duì)于一般長(zhǎng)期使用的滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈在載荷作用下，表面間有極大的循環(huán)接觸應(yīng)力，從而使軸承的工作表面(滾動(dòng)體和內(nèi)、圈滾道表面)發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕(麻點(diǎn)) ，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使表層金屬成片剝落，形成凹坑，以致失去正常工作能力。（2） 塑性變形對(duì)于極低速或緩慢擺動(dòng)條件下工作的滾動(dòng)軸承, 一般不會(huì)出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕。但當(dāng)載荷很大, 滾動(dòng)體和滾道接觸處的局部應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限時(shí), 會(huì)使軸承的工作表面發(fā)生永久的塑性變形, 從而使軸承不能繼續(xù)使用。 當(dāng)硬顆粒從外界進(jìn)入軸承的滾道與滾動(dòng)體之間時(shí), 硬顆粒會(huì)在滾道表面形成壓痕, 亦是一種塑性變形。

26、（3）磨損與膠合軸承潤(rùn)滑及密封不良, 則會(huì)引起軸承摩擦表面的磨損。 速度過(guò)高且散熱不良時(shí)會(huì)出現(xiàn)膠合。因此，根據(jù)公式，鍵的計(jì)算如下： 所以，軸承的設(shè)計(jì)符合要求。4.3 軸II上零件設(shè)計(jì) 4.3.1 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算 齒輪的設(shè)計(jì)、校核同軸1，此處不再累述。其計(jì)算如下： 對(duì)齒輪接觸應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下：對(duì)齒輪彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下： 經(jīng)軸1傳遞到軸2的最大轉(zhuǎn)速為：已知：m=2.25則N=5.77kw因軸2上最小齒輪為，B=14mm，u=1.05則所以軸2上齒輪設(shè)計(jì)符合要求。此外，還要驗(yàn)算另一個(gè)齒輪以確保設(shè)計(jì)的萬(wàn)無(wú)一失：已知，m=2.25，可計(jì)算如下： 因此，齒輪設(shè)計(jì)符合要求。已知，m=2.25，可計(jì)算如下

27、：因此，齒輪設(shè)計(jì)符合要求。已知，m=2.25，可計(jì)算如下：因此，齒輪設(shè)計(jì)符合要求。4.3.2 對(duì)傳動(dòng)軸的計(jì)算 同上?；ㄦI軸 根據(jù)傳動(dòng)軸的最大扭矩，計(jì)算其危險(xiǎn)截面載荷：式中 N傳動(dòng)軸上最大功率（kw）; 傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。因所以傳動(dòng)軸符合要求。傳動(dòng)軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力其應(yīng)力計(jì)算如下：式中 最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d傳動(dòng)軸的大直徑和小直徑（mm）； L傳動(dòng)軸上鍵的工作長(zhǎng)度（mm）； N鍵的個(gè)數(shù)； K=0.70.8； 所以此鍵的設(shè)計(jì)符合要求。4.3.3 對(duì)軸承組剛度的計(jì)算 主軸支撐跨距小于合理跨距，主軸得不到足夠的冷卻，回轉(zhuǎn)精度也不行，應(yīng)提高主軸機(jī)殼的前后軸承座的同軸承度和主軸的耐熱性能。

28、大于合理跨距，對(duì)主軸的回轉(zhuǎn)精度也有影響，對(duì)軸承也提出更高的要求，應(yīng)提高主軸轉(zhuǎn)子軸的同心度。其計(jì)算如下：式中 L。兩軸間理想跨距； C 軸的伸出量； 軸承的剛度 得出結(jié)果如下：機(jī)床軸承壽命計(jì)算如下： 所以軸上軸承符合要求。4.4 軸III上零件設(shè)計(jì) 4.4.1 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算 齒輪的設(shè)計(jì)、校核同軸1，此處不再累述。其計(jì)算如下：對(duì)齒輪接觸應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下：對(duì)齒輪彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下： 經(jīng)軸2傳遞到軸3的最大轉(zhuǎn)速為：已知：m=2.25則N=5.42kw因軸2上最小齒輪為，B=12mm，u=1.05則此外，對(duì)其他齒輪的驗(yàn)算。已知，m=2.25，可計(jì)算如下： 所以該齒輪符合要求。已知，m=3，可計(jì)算如

29、下：N=5.1kw B=10mm u=4所以該齒輪符合要求。已知，m=2，可計(jì)算如下：N=5.1kw B=10mm u=1所以該齒輪符合要求。4.4.2 對(duì)傳動(dòng)軸的計(jì)算 傳動(dòng)軸在傳動(dòng)過(guò)程中除了受到轉(zhuǎn)矩外，還受到一定的扭轉(zhuǎn)變形，以及軸上零件對(duì)其的作用力，所以軸的設(shè)計(jì)計(jì)算至關(guān)重要?；ㄦI軸 =傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得：=式中 N傳動(dòng)軸上最大功率（kw）; 傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。因式中 D齒輪分度圓直徑（mm）,D=mZ。徑向力：得出，=27.86mm所以軸符合要求。傳動(dòng)軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力計(jì)算如下：其應(yīng)力計(jì)算如下：式中 最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d傳動(dòng)軸的大直徑和小直

30、徑（mm）； L傳動(dòng)軸上鍵的工作長(zhǎng)度（mm）； N鍵的個(gè)數(shù)； K=0.70.8； 所以此鍵的設(shè)計(jì)符合要求。4.4.3 對(duì)傳動(dòng)軸上軸承的計(jì)算 因此，根據(jù)公式，鍵的計(jì)算如下：得出該方程的實(shí)根如下： 所以，軸承符合要求。4.5 傳動(dòng)系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計(jì) 4.5.1 齒輪的驗(yàn)算 同上。齒輪的彎曲應(yīng)力可計(jì)算如下： 齒輪的接觸應(yīng)力可計(jì)算如下：（MPa）從軸3傳遞到軸4的最大轉(zhuǎn)速為： 可知最小齒輪;B=20mm，u=1.05=1250MP可知滿足要求?？芍X輪;B=20mm，u=1.05582齒輪采用整淬N=5.1kw B=20mm u=1 =1250MP可知滿足要求。4.5.2 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 同上。=根

31、據(jù)傳動(dòng)軸的最大扭矩，計(jì)算其危險(xiǎn)截面載荷：=式中 N傳動(dòng)軸上最大功率（kw）; 傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。因則=22.32mm所以傳動(dòng)軸符合要求。傳動(dòng)軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力其應(yīng)力計(jì)算如下：式中 最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d傳動(dòng)軸的大直徑和小直徑（mm）； L傳動(dòng)軸上鍵的工作長(zhǎng)度； N鍵的個(gè)數(shù)； K=0.70.8； 所以此鍵的設(shè)計(jì)符合要求。4.5.3 對(duì)軸承組剛度的計(jì)算 主軸支撐跨距小于合理跨距，主軸得不到足夠的冷卻，回轉(zhuǎn)精度也不行，應(yīng)提高主軸機(jī)殼的前后軸承座的同軸承度和主軸的耐熱性能。 大于合理跨距，對(duì)主軸的回轉(zhuǎn)精度也有影響，對(duì)軸承也提出更高的要求，應(yīng)提高主軸轉(zhuǎn)子軸的同心度。其計(jì)算如下：式中 L。兩

32、軸間理想跨距； C 軸的伸出量； 軸承的剛度 得出結(jié)果如下：機(jī)床軸承壽命計(jì)算如下： 所以軸上軸承符合要求。4.6 軸V上零件設(shè)計(jì) 4.6.1 對(duì)傳動(dòng)齒輪的計(jì)算 同上。對(duì)齒輪彎曲應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下： 對(duì)齒輪接觸應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算如下：（MPa） 經(jīng)軸4傳遞到軸5的最大轉(zhuǎn)速為：已知斜齒輪Z=26，B=35mm，u=1.05=1560MP所以斜齒輪符合要求。已知Z=80.m=2.5的調(diào)質(zhì)齒輪 所以此齒輪符合要求。已知Z=50，m=2.5mm的調(diào)質(zhì)齒輪=1250MP所以該齒輪符合要求。4.6.2 對(duì)傳動(dòng)軸的計(jì)算 同上?；ㄦI軸 =根據(jù)傳動(dòng)軸的最大扭矩，計(jì)算其危險(xiǎn)截面載荷：=式中 N傳動(dòng)軸上最大功率（kw）; 傳

33、動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。因則=31.43mm所以傳動(dòng)軸符合要求。傳動(dòng)軸上鍵的側(cè)面擠壓應(yīng)力其應(yīng)力計(jì)算如下：式中 鍵所受最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d軸的最大和最小直徑（mm）； L鍵的長(zhǎng)度； N鍵的個(gè)數(shù)； K=0.70.8； 所以此鍵符合要求。4.6.3對(duì)軸承組的剛度計(jì)算同上。其計(jì)算如下：式中 L。兩軸間理想跨距； C 軸的伸出量； 軸承的剛度 得出結(jié)果如下：機(jī)床軸承壽命計(jì)算如下： 所以傳動(dòng)軸上軸承符合要求。4.7 轉(zhuǎn)速范圍的擴(kuò)大 4.7.1 背輪設(shè)計(jì)的目的 在原有的設(shè)計(jì)中，機(jī)床最高轉(zhuǎn)速為1400m/s，然而在金屬切削機(jī)床中，轉(zhuǎn)速越高，切削的效果越理想，精度和粗糙度更符合要求。若兩對(duì)齒輪皆為降速，而

34、且取極限降速傳動(dòng)比i=1/4，則背輪機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)比i=1/41/4=1/16.因此，背輪機(jī)構(gòu)變速組的極限變速范圍r=16，這比一般滑移齒輪組的極限變速范圍要大得多，所以背輪機(jī)構(gòu)作為最后擴(kuò)大組，可以擴(kuò)大傳動(dòng)系統(tǒng)的變速范圍。因此，在想方設(shè)法提高主軸轉(zhuǎn)速的同時(shí)，我想選用背輪機(jī)構(gòu)來(lái)達(dá)到目的。4.7.2背輪機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)背輪機(jī)構(gòu)又稱為單回曲機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)原理為:運(yùn)動(dòng)由軸4傳到軸5，可經(jīng)離合器M直接傳動(dòng)主軸，傳動(dòng)比為1，也可脫開(kāi)離合器M，經(jīng)兩對(duì)齒輪傳動(dòng)主軸。這兩對(duì)齒輪的齒數(shù)分別為Z1=28 Z2=31;Z3=26，Z4=33；即得它們的傳動(dòng)比分別為i1=1.12，i2=1.25，總傳動(dòng)比為i=1.121.2

35、5=1.4，則主軸最高轉(zhuǎn)速為n=14401.4=2000m/s。52 5 加工工藝規(guī)程 5.1 對(duì)箱體進(jìn)行分析 5.1.1 整體分析 主軸箱是數(shù)控車床的關(guān)鍵零件之一,其主要功能是將機(jī)床主軸組件,中間傳動(dòng)軸,齒輪等零件連接成一個(gè)整體,并使之保持正確的相互位置,以傳遞扭矩或改變轉(zhuǎn)速來(lái)完成設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)。因此,主軸箱體的加工質(zhì)量、直接影響機(jī)床的性能、精度和壽命。1.較大的尺寸箱體是重要組成部件，它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。對(duì)于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單件生產(chǎn)的減速器，為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體

36、。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺(tái)，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐筋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底一般不采用完整的平面。2.復(fù)雜的形狀因箱體上含有各種各樣的小零件或小結(jié)構(gòu)，這些都增加了箱體加工的難度和復(fù)雜度，為了減少箱體體積同時(shí)保證箱體的工藝性，需要在箱體上添加肋板、凸臺(tái)等措施。3.對(duì)加工精度的要求個(gè)別孔和平面對(duì)位置精度以及尺寸精度有很高的要求，它們的加

37、工精度直接關(guān)系到器械的裝配，從而影響其性能和壽命5.1.2 工藝分析 箱體采用生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的HT200，因?yàn)榛诣T鐵的鑄造性能和減震性能都比較良好。對(duì)箱體需要加工的表面及其位置要求分析如下：（1）需要加工的面：1）在保證平行度誤差0.03的前提下粗銑上下平面，且尺寸為100mm2）在保證平行度誤差0.02的前提下粗銑側(cè)面，且尺寸為60mm，20mm3）在保證位置度誤差的前提下鏜孔，并保證尺寸要求4）鉆取側(cè)面的4個(gè)M6螺紋孔5）鉆取余下各孔，并攻絲（2）具體基準(zhǔn)面如下：1）加工時(shí)以下底面為基準(zhǔn)面主要是箱體上表面各孔2）加工時(shí)以上平面為基準(zhǔn)面主要是箱體下表面各孔以及螺紋孔5.2 毛胚以及材料的選擇

38、1、毛坯種類的確定。合理選擇毛坯主要考慮以下幾個(gè)因素： 1零件材料的工藝特性 在選擇毛坯制造方法時(shí)，首先要考慮材料的工藝特性，如可煅性、可鑄性和可焊性等。例如鑄鐵和青銅不能煅造，對(duì)這類材料只能選擇鑄件。通常當(dāng)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)零件并選好材料后，也就大致確定了毛坯的種類。重要的鋼制零件為使其具有良好的力學(xué)性能，不論其結(jié)構(gòu)復(fù)雜或簡(jiǎn)單，均應(yīng)選用鍛件為毛坯，而不宜直接選用軋制型材。 2生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小在很大程度上決定了毛坯的制造方法。當(dāng)大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用精度及生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法，其設(shè)備和工裝方面的較大投資可通過(guò)材料消耗的減少和機(jī)械加工費(fèi)用的降低而取得回報(bào)。例如，鑄件應(yīng)采用金屬模機(jī)器造

39、型，鍛件應(yīng)采用模鍛及其他如精鍛、冷擠壓和冷軋等。單件小批生產(chǎn)時(shí)則應(yīng)選擇設(shè)備和工裝投資都較小的毛坯制造方法，如自由鍛造和砂型鑄造等。 3零件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸大小 零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小對(duì)毛坯的選擇有較大的影響。常用的各種階梯軸，如各階直徑相差不大，可直接選用棒料；若各界直徑相差較大，宜選鍛件毛坯，以節(jié)省材料、減少機(jī)械加工的工作量。箱體、機(jī)體、支架類等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件宜采用鑄件；對(duì)于大型零件，一般都采用砂型鑄造、自由鍛造及焊接等制坯方法；對(duì)一些外形較特殊的小零件，由于機(jī)械加工困難，常采用壓鑄、精密鑄造等方法。 4現(xiàn)有的生產(chǎn)條件 在選擇毛坯時(shí)應(yīng)從本廠或協(xié)作單位的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)考慮其可能性和經(jīng)

40、濟(jì)性。 5充分利用新工藝、新技術(shù)、新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機(jī)械中的應(yīng)用，可大大減少機(jī)械加工量，甚至不需要進(jìn)行加工，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。2確定毛坯外形：毛坯外形尺寸的選擇應(yīng)根據(jù)零件的大小和結(jié)構(gòu)來(lái)確定。而此次涉及的零件尺寸如上所述.3毛坯的材料熱處理此次箱體零件的材料是鑄鐵，根據(jù)不同的鑄鐵材料，在鑄造后進(jìn)行的熱處理是不同的，具體問(wèn)題具體分析。一般用途的減速機(jī)通常是灰鑄鐵材料，通常鑄造后進(jìn)行的熱處理有：1、去除應(yīng)力退火處理：目的是消除鑄造應(yīng)力，改善力學(xué)性能和機(jī)械加工性能，2、石墨化退火：如果減速機(jī)截面尺寸差別

41、比較大，在薄的截面容易形成白口，這樣必須進(jìn)行石墨化退火。目的是消除白口。3、均勻化退火：比較重要的減速機(jī)或其他鑄鐵材料的減速機(jī)，為了提高力學(xué)性能，需要進(jìn)行均勻化退火，因?yàn)殍T造過(guò)程中形成很多化學(xué)成分偏析。目的是均勻組織，保證各個(gè)截面力學(xué)性能一致，提高力學(xué)性能。4、其他材料：也有鋁合金的減速機(jī)，所進(jìn)行的熱處理跟鑄鐵差不多，目的也類似，但是重要的鋁合金零件為了提高力學(xué)性能需要進(jìn)行固溶處理+時(shí)效。4.對(duì)毛坯基準(zhǔn)的選擇零件在加工過(guò)程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來(lái)，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。稱為“基準(zhǔn)先行”。因加工簡(jiǎn)單，裝夾方便，此處選用零件下地面作基準(zhǔn)面進(jìn)行加工。5.3 確定工藝路線 表

42、2.1工藝路線方案一工序1鉆箱體直徑18孔工序2鉆前端面各孔工序3鏜左平面各孔工序4鏜右平面各孔工序5粗,精銑上平面至尺寸工序6粗,精銑下平面工序7粗,精銑左端平面工序8粗,精銑右端平面工序9粗,精銑前端平面工序10粗,精銑后端平面工序11鉗工,去除銳邊毛剌工序12檢驗(yàn)表2.2工藝路線方案二工序1粗,精銑上平面至尺寸工序2粗,精銑下平面工序3粗,精銑左端平面工序4粗,精銑右端平面工序5粗,精銑前端平面工序6粗,精銑后端平面工序7鉆箱體直徑18孔工序8鉆前端面各孔工序9鏜左平面各孔工序10鏜右平面各孔工序11鉗工,去除銳邊毛剌工序12檢驗(yàn)工藝路線的比較與分析：第二條工藝路線不同于第一條是將銑各平

43、面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔與,其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)提高了生產(chǎn)效率。而且對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。 大型機(jī)械零件加工擬定工藝路線的一般原則： 1、先加工基準(zhǔn)面 零件在加工過(guò)程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來(lái)，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。稱為“基準(zhǔn)先行”。 2、劃分加工階段 加工質(zhì)量要求高的表面，都劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。主要是為了保證加工質(zhì)量；有利于合理使用設(shè)備；便于安排熱處理工序；以及便于時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷等。 3、先面后孔對(duì)于箱體、支架和連桿等零件應(yīng)先加工平面后加工孔。這樣就可以以平面定位加

44、工孔，保證平面和孔的位置精度，而且對(duì)平面上的孔的加工帶來(lái)方便。 4、光整加工，光整加工后的工件 主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨滾壓加工等），應(yīng)放在工藝路線最后階段進(jìn)行，加工后的表面光潔度在Ra0.8um以上，輕微的碰撞都會(huì)損壞表面。綜上所述，我選擇第二條工藝路線。5.3.1 確定加工余量、工序尺寸 影響加工余量的因素如下表：影響因素說(shuō) 明加工前（或毛坯）的表面質(zhì)量（表面缺陷層深度H 和表面粗糙度） 鑄件的冷硬、氣孔和夾渣層，鍛件和熱處理件的氧化皮、脫碳層、表面裂紋等表面缺陷層，以及切削加工后的殘余應(yīng)力層 前工序加工后的表面粗糙度前工序的尺寸公差 Ta前工序加工后的尺寸誤差和形狀誤差，其

45、總和不超過(guò)前工序的尺寸公差Ta當(dāng)加工一批零件時(shí)，若不考慮其他誤差，本工序的加工余量不應(yīng)小于Ta前工序的形狀與位置公差（如直線度、同軸度、垂直度公差等）a前工序加工后產(chǎn)生的形狀和位置誤差，兩者之和一般小于前工序的形狀和位置公差當(dāng)不考慮其他誤差的存在，本工序的加工余量不應(yīng)小于a當(dāng)存在兩種以上形狀與位置誤差時(shí)，其總誤差為各誤差的向量和本工序加工時(shí)的安裝誤差a安裝誤差等于定位誤差和夾緊誤差的向量和工序尺寸是零件在加工過(guò)程中各工序應(yīng)保證的加工尺寸，通常為加工面至定位基準(zhǔn)面之間的尺寸。因此，本次加工的加工余量和工序尺寸設(shè)計(jì)如下： 1）加工箱體的上下平面，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精

46、加工1mm，2）加工箱體的兩側(cè)面，采取分二次銑削的方式，粗銑2mm，再精銑1mm3）鏜上、下平面各孔，一次粗加工2mm，再精加工0.5mm。6）加工610孔，一次鉆削加工余量5mm。7）加工230底孔時(shí)，一次鉆削加工余量5mm，再擴(kuò)孔。8）加工上平面2-18孔，粗加工10mm，再精加工4mm。5.3.2 確定切削用量 工序1：粗、精銑傳動(dòng)箱體下底面（1）粗銑下平面已知條件：HT200，鑄造。選用：立式銑床，硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀單邊余量Z=2mm，銑削深度：每齒進(jìn)給量，銑削速度取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 即取 實(shí)際銑削速度進(jìn)給量 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 （2）精銑下平面已知條件：HT200，鑄造。選擇： 立

47、式銑床，高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀單邊余量Z=1mm銑削深度每齒進(jìn)給量銑削速度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取實(shí)際銑削速度進(jìn)給量工作臺(tái)每分進(jìn)給量粗銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度， 刀具切入長(zhǎng)度 刀具切出長(zhǎng)度取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間輔助時(shí)間精銑的切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度 刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間輔助時(shí)間銑下平面的總工時(shí)為：t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min工序2：加工其它平面，各切削用量與加工上平面相近，因此省略不算，參照工序1執(zhí)行。工序3：粗精銑左右端的側(cè)面：（1）粗銑左右端的側(cè)面已知條件：HT200，鑄造。選擇：立式銑床，硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀單邊余量Z=2mm，銑削深度：

48、每齒進(jìn)給量取銑削速度。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取 實(shí)際銑削速度進(jìn)給量 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 被切削層長(zhǎng)度， 刀具切入長(zhǎng)度 刀具切出長(zhǎng)度取走刀次數(shù)為1（2）精銑左右端側(cè)平面已知條件：HT200，鑄造。選擇： 立式銑床，高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀單邊余量Z=1mm銑削深度每齒進(jìn)給量銑削速度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取實(shí)際銑削速度進(jìn)給量工作臺(tái)每分進(jìn)給量被切削層長(zhǎng)度 刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度走刀次數(shù)為1=249/(37.53)=2.21min。精銑寬度為20mm的下平臺(tái)切削工時(shí)：=249/(37.53)=2.21min輔助時(shí)間粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)的總工時(shí)： t=+=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min工序：粗

49、鏜62H12的孔選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度，毛坯孔徑。進(jìn)給量。切削速度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 被切削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度 刀具切出長(zhǎng)度 取行程次數(shù)機(jī)動(dòng)時(shí)間輔助時(shí)間為：2.61min精鏜下端孔62H12選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度進(jìn)給量切削速度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量被切削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度 取行程次數(shù)機(jī)動(dòng)時(shí)間工序總工時(shí)工步輔助時(shí)間為：1.86min工序5：粗鏜80H12的孔選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度，毛坯孔徑。進(jìn)給量。切削速度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 被切削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度

50、 刀具切出長(zhǎng)度 取行程次數(shù)機(jī)動(dòng)時(shí)間輔助時(shí)間為：t=2.61min精鏜下端孔到80H12選擇：臥式鏜床，硬質(zhì)合金鏜刀 切削深度進(jìn)給量 切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量被切削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度 取行程次數(shù)機(jī)動(dòng)時(shí)間該工序工時(shí)輔助時(shí)間為：1.56min工序6：鉆下平在2-18選擇：立式鉆床，18的麻花鉆頭。進(jìn)給量：取切削速度：取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度被切削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度走刀次數(shù)為1被切削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間輔助時(shí)間工序：加工610底孔選擇：立式鉆床，10的麻花鉆頭。進(jìn)給量取切削速度取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取實(shí)際切削速度被切

51、削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度走刀次數(shù)為1輔助時(shí)間工序：鉆40孔選擇：立式鉆床，40mm小直徑鉆。 1）確定切削用量確定進(jìn)給量 ，由于孔深度比，故。取。鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力，允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定：切削速度，軸向力轉(zhuǎn)矩，切削功此外，還要對(duì)其進(jìn)行修正，因?yàn)槔碚撝蹬c實(shí)際值是有區(qū)別的。，則取。實(shí)際切削速度為，故校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地， （5）鉆20孔已知條件：HT200，金屬模鑄造，選擇：立式鉆床，高速鋼鉆頭20刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間輔助時(shí)間锪鉆20階梯的工時(shí)锪鉆孔

52、進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，被切削層長(zhǎng)度刀具切入長(zhǎng)度刀具切出長(zhǎng)度 走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間t=+ t=0.27+1.77=2.04min該工序的總工時(shí)為： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min 5.4 專用夾具設(shè)計(jì) 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門(mén)設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 5.4.1 夾具的結(jié)構(gòu) 1)定位元件它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時(shí)工件相對(duì)

53、于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。(2)夾緊裝置用于夾緊工件，在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置。(3)對(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。(4)連接元件使夾具與機(jī)床相連接的元件，保證機(jī)床與夾具之間的相互位置關(guān)系。(5)夾具體用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接、對(duì)定，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。(6)其它元件及裝置有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。以上這些組成部分

54、，并不是對(duì)每種機(jī)床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。 5.3.2 夾緊力大小的確定原則 夾緊力大小要適當(dāng)，過(guò)大了會(huì)使工件變形，過(guò)小了則在加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，造成報(bào)廢甚至發(fā)生事故。采用手動(dòng)夾緊時(shí)，可憑人力來(lái)控制夾緊力的大小，一般不需要算出所需夾緊力的確切值，只是必要時(shí)進(jìn)行概略的估算。當(dāng)設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)（如氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等）夾緊裝置時(shí)，則需要計(jì)算夾緊力的大小。以便決定動(dòng)力部件（如汽缸、液壓缸直徑等）的尺寸。進(jìn)行夾緊力的計(jì)算時(shí)，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算。根據(jù)工件在切削力、夾緊力作用下處于平衡，列出靜力平衡方程式

55、，即可算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為所需的實(shí)際夾緊力。實(shí)際夾緊力一般比理論計(jì)算值大23倍。夾緊力三要素的確定是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝方法、定位原件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計(jì)出較為理想的加緊機(jī)構(gòu)。5.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇 為了遵循基準(zhǔn)合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，盡量選擇上道工序的定位基準(zhǔn)，可一減少裝夾時(shí)間，以及加工的復(fù)雜性，同時(shí)提高加工的精度，所以，在此選擇箱體的下底面作為定位基準(zhǔn)，提高加工的效率并采用手動(dòng)夾緊的方式。5.3.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 根據(jù)公式得：鏜削力 鏜削力矩 式中： 本道工序加工時(shí)，采用壓緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，該機(jī)構(gòu)主要靠壓緊

56、螺釘夾緊，屬于單個(gè)普通螺旋夾緊。其夾緊力計(jì)算公式如下： 得點(diǎn)接觸的單個(gè)普通螺旋夾緊力：5.3.4 夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 由于主軸箱生產(chǎn)量大，手動(dòng)夾緊夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)也比較廣。因此，該過(guò)程采用手動(dòng)夾緊。手動(dòng)夾緊，夾緊可靠且機(jī)構(gòu)具有自鎖功能。夾具夾緊元件采用帶有光澤加壓螺釘壓塊。擰緊螺釘，通過(guò)光澤壓塊將工件夾緊。5.3.5 夾具精度分析 夾具體的精度直接關(guān)系到工件加工時(shí)的位置精度，從而影響最終的加工精度，因此為了保證工序的加工精度，必須在夾具體設(shè)計(jì)完成后對(duì)其進(jìn)行精度計(jì)算分析。影響兩工藝孔位置度的因素如下：（1）鏜模板上裝襯套孔的尺寸公差：（2）兩襯套的同軸度公差：（3）襯套與鉆套配合的最大間隙：（4）鉆套的同軸度公差：（5）鏜套與鏜刀配合的最大間隙： 5.3.6 夾具操作說(shuō)明 加工工序前將工件放在工作臺(tái)上，用壓緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，擰緊螺釘，壓緊工件臺(tái)面。進(jìn)行加工后，擰出壓緊螺釘，將工件從工作臺(tái)上取下。