汽车工程专业毕业论文-汽车转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工工艺装备设计.doc

汽车工程专业毕业论文-汽车转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工工艺装备设计 目 录摘 要1Abstract11 绪论12 汽车转向器壳体加工总体工艺方案设计121 零件分析1com 技术要求及生产纲领计算1com 零件的工艺结构分析1com 毛坯的选择1com 主要尺寸分析122工艺方案设计1com 基准的选择1com 各外表加工方法与方案确定1com 各加工外表工序间余量工序尺寸确实定1com 制定工艺路线123 工序设计13 转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工组合机床设计131 组合机床设计方案的制定1com 组合机床工艺方案的制定1com 组合机床切削用量的选择1com 组合机床配置型式选择1com床刀具选择132 组合机床三图一卡绘制1com零件工序图1com零件加工示意图1com系尺寸图1com产率计算卡14 转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工主轴箱设计141 绘制多轴箱设计原始依据图142 确定主轴结构形式及齿轮模数选择143 传动系统设计1com 传动比分配1com 驱动轴主轴坐标值计算1com 齿数确定1com 主轴箱坐标验算1com的润滑手柄轴的设置15 结束语1参考文献1致谢1摘 要汽车转向器壳体是汽车结构中的一个主要部件其加工质量直接影响汽车整车的工作性能本文从传统的汽车转向器壳体入手主要分析转向器壳体的总体加工工艺方案说明转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工组合机床设计的根本过程和要求及其主轴箱设计的根本过程根据任务书中的技术要求及生产纲领合理分析零件的工艺结构和主要尺寸确定毛坯类型选择基准确定各外表加工方法与方案并制定工艺路线组合机床是按高度集中原那么设计的即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工与传统的机床相比组合机床具有许多优点效率高精度高本钱低它由床身底座工作台及动力箱主轴箱等部件根据不同的工件加工所需而设计多轴箱是组合机床的重要专用部件根据加工示意图所确定的工件加工孔数及配置切削用量和主轴类型设计它能将动力箱的动力传递给主轴使之按要求的转速和转向旋转提供切削动力关键词 转向器壳体 工艺方案 组合机床 主轴箱AbstractThe vehicle steering gear housing is one of the main components of the vehicle structure the processing quality directly affects the performance of the automobile Start from the traditional automotive steering gear housing the main analysis of the overall process of the steering gear housing program the basic process and requirements of the joint surface of the steering gear housing arm mounting hole drilling modular machine tool design and the spindle box The basic process Reasonable analysis of the structure and main dimensions of parts of the process according to the technical requirements of the task book and production program to determine the rough type choosing a baseline to determine the surface processing methods and programs and to develop a process route The machine tool is a highly centralized basis on a machine can complete the same processes or a variety of different processes processing Compared with the conventional machine tool combination machine has many advantages high efficiency high precision low cost By the bed base table and power box spindle boxes and other components according to different workpieces require Multi-axle box is a combination of machine tools special parts according to the number and configuration of the workpiece hole processing schematic cutting parameters and spindle type design that the power transmission of the power box to the spindle so that the requirements of speed and steering rotation cutting power Key WordsSteering gear housing process scheme combination machine spindle box1 绪论汽车转向系统是用来改变或者保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向汽车转向器是汽车的重要组成局部也是决定汽车主动平安性的关键总成它的质量严重影响汽车的操纵稳定性随着汽车工业的开展汽车转向器也在不断的得到改良虽然电子转向器已经开始应用但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用汽车转向系统分为两大类机械转向系统和动力转向系统 完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统改革开放以来我国汽车工业开展迅猛作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的开展根本已形成了专业化系列化生产的局面资料显示循环球式转向器在国外实现了专业化生产同时以专业厂为主大力进行试验和研究大大提高了产品的产量和质量在日本精工公司的循环球式转向器就以本钱低质量好产量大等优点逐步占领日本市场并向全世界销售它的产品德国ZF公司也作为一个大象转向器专业厂著称于世专业化生产已经城位一种趋势只有走这条道路才能是产品质量高产量大本钱低在市场上有竞争力动力转向是开展方向动力转向系统的应用日益广泛不仅在重型汽车上必须装备在高级轿车上应用的比拟多在中型汽车上的应用也逐渐推广主要是从减轻驾驶员疲劳提高操纵性和稳定性出发其次是要自从减小因在高速行驶中前轮突然爆胎而造成的事故处分虽然带来本钱较高和结构复杂等问题但由于有点明显还是得到很快的开展动力转向有三种形式整体式半分置式及联阀式动力转向结构目前三种形式各有特点开展较快从开展趋势上看国外整体式转向器开展较快而整体式转向器中转阀结构是目前开展的方向现代汽车转向装置的设计趋势适应汽车高速行驶的需要充分考虑平安性轻便性低本钱低油耗大批量专业化生产汽车转向器装置的电脑化组合机床是按系列化标准化设计的由大量的通用部件和少量的专用部件组合的工序集中的高效率专用机床它能对工件进行多刀多轴多面多工位同时加工30多年来我国组合机床通用部件经历了一个从无到有从点到面从低到高的逐步开展的历史时期进入90年代组合机床行业加快开展行业的整体实力和新产品的质量及水平有了显著的提高目前的现状的是1组合机床制造技术由过去的以加工为主的单机及自动线想综合成套方向转化2组合机床的控制技术由传统的程序控制技术向数控计算机管理与监控方向开展3组合机床的开发设计手段由过去的人工设计转向计算机辅助设计 组合机床行业虽然取得了较大的进步与开展但是在制造技术高速开展的今天由于根底薄弱从整体上看与国外先进水平与国内用户的要求还存在着一定的差距主要表现在产品可靠性较差可调可变性差缺少必要的适应多品种加工的新品种系列化通用化模块化程度低致使制造周期过长满足不了用户要求国外组合机床技术在满足精度和效率要求的根底上正朝着综合成套和具备柔性的方向开展组合机床的加工精度多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性开展实现了机床工作程序软件化工序高度集中高效短节拍和多种功能的自动监控主轴箱是机床的重要的部件是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加结构的主轴箱采用多级齿轮传动通过一定的传动系统经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴最后把运动传到主轴上使主轴获得规定的转速和方向主轴箱传动系统的设计一级主轴箱内各部件的加工工艺直接影响机床的性能2 汽车转向器壳体加工总体工艺方案设计21 零件分析com 技术要求及生产纲领计算零件技术要求铸造抽模角不大于2°未注明的铸造圆角半径为2涂漆当套在F及G外表时端面的摆差不大于01端面的不平度不大于008生产纲领的计算产品的年生产量Q 70000件年每台汽车的加工数量N 1废品率 2备品率 2所以N Q×N11 70000×102×102 72828件年com 零件的工艺结构分析该壳体的主要加工面为方向轴端面和转向轴端面以及轴孔和各个端面孔的加工外表粗糙度最小值为16端面的摆差不大于01方向轴内孔外表摆差不大于03端面的不平度不大于008方向轴和转向轴端面孔的位置准确度为025所有外表加工精度要求都不高壳体本身结构也不复杂所以工艺过程也较简单com 毛坯的选择该转向器壳体的材料为球墨铸铁硬度160-210HB该材料强度高容易成形切削性能好价格低廉且吸震性和耐磨性也比拟好并有一定的韧性可用于汽车的转向器壳体的制作毛坯种类确实定是与零件的结构形状尺寸大小材料的力学性能和零件的生产类型直接相关的另外还和毛坯车间的具体生产条件相关铸件包括铸钢铸铁有色金属及合金的铸件等铸件毛胚的形状可以相当复杂尺寸可以相当大且吸震性能好但铸件的力学性能较差在大批量生产中常采用精度和生产率高的毛坯制造方法如金属型铸造并采用机器造型可以使毛坯的形状接近于零件的形状因此可以减少切削加工用量从而提高材料的利用率降低了机械加工本钱com 主要尺寸分析转向轴孔尺寸孔内外表粗糙度为6转向轴端面孔尺寸孔内外表粗糙度为4转向轴端盖螺纹孔尺寸5-M10-2孔位置准确度为025孔深25螺纹深16转向轴外圆柱外表尺寸外表粗糙度为4方向轴孔尺寸孔内外表粗糙度为6方向轴端面孔尺寸孔内外表粗糙度为67 方向轴端盖螺纹孔尺寸4-M10-2孔位置准确度为025孔深25螺纹深1622工艺方案设计com 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一基面选择的正常合理可以保证加工尽量提高生产效率否那么就会使加工工艺过程问题百出严重的还会造成零件的大批报废使生产无法进行工件在机床上用夹具进行夹紧加工时用来决定工件相对于刀具位置的工件外表上的点线面称为定位基准定位基准分为粗基准和精基准粗基准的选择按照有关粗基准的选择原那么即当零件上有一些不需要进行机械加工且不加工外表与加工外表之间具有一定的相互位置精度要求时应以不加工外表中与加工外表相互位置精度要求较高的不加工外表作为粗基准对于壳体类零件而言一般以平面作粗基准是合理的对于本零件来说选择转向轴端盖端面相对的为了加工方便铣出来的凸台作为粗基准精基准的选择精基准的选择有四大原那么即基准重合基准统一互为基准自为基准原那么精基准的选择主要考虑基准重合的问题为了便于保证壳体上孔与孔孔与平面及平面与平面之间较高的位置精度要求壳体类零件应遵循基准统一的原那么选择精基准使具有位置精度要求的大局部外表能用同一个精基准定位加工我采用一面两孔作为同意的基准转向轴端面限制了Z的移动和XY的转动固定圆柱形限制了XY的移动菱形销先知了Z的的转动同时定位平面是零件的设计基准这样既符合基准同意原那么又符合基准重合原那么com 各外表加工方法与方案确定根据?机械制造工艺设计简明手册?选择确定零件各加工外表加工方法与方案如下加工外表外表粗糙度加工方案转向轴端面Ra125粗铣精铣转向轴端盖面Ra63粗铣精铣方向轴端盖面Ra16粗铣精铣转向轴65外外表Ra63粗车精车转向轴4154孔Ra16粗镗精镗转向轴110孔Ra63粗镗精镗方向轴44孔Ra16粗镗精镗方向轴72孔Ra16粗镗精镗转向轴端盖面螺纹孔钻孔攻螺纹转向轴方向13孔钻孔扩孔方向轴端盖面螺纹孔钻孔攻螺纹com 各加工外表工序间余量工序尺寸确实定通过毛坯确实定以及查手册来确定工序间余量外表粗糙度以及尺寸公差等如下表所示工序名称工步工序间余量mm工序间工序间尺寸mm工序间尺寸公差mm经济精度外表粗糙度m转向轴端面精铣05IT8125133133粗铣2IT1225134134毛坯CT8138138转向轴端盖面精铣05IT8635454±01粗铣2IT121255555±03毛坯CT85959±11方向轴端盖面精铣05IT716151151±02粗铣2IT1132152152±06毛坯CT8156156±14转向轴65外外表精车05IT86365粗车2IT12125655毛坯CT8675转向轴41孔精镗03IT71641粗镗15IT1132407毛坯CT8392转向轴54孔精镗03IT71654粗镗15IT1132537毛坯CT8522转向轴110孔精镗05IT863110粗镗15IT121251095毛坯CT8108方向轴44孔精镗03IT71644粗镗15IT1132437毛坯CT8422方向轴72孔精镗03IT71672粗镗15IT1132717毛坯CT8702转向轴端盖面M10螺纹攻螺纹6H32M10M10钻8孔IT1212588转向轴方向13孔钻12孔IT121251212扩13孔IT111251313com 制定工艺路线根据最终确定的加工方案制定工艺路线如下粗精铣侧盖面铣凸台面钻镗铰大梁孔粗镗油缸孔粗锪油缸孔粗锪端面粗精镗侧盖孔精镗油缸孔铣油缸端面钻孔车端面粗精镗轴承油封孔切槽钻侧盖面4孔钻攻自动卸荷阀孔铣沉孔钻攻锥螺纹钻深孔攻油缸面4孔攻侧盖面4孔钻攻下腔油孔钻攻上腔油孔铣标记面清洗去毛刺滚挤油缸孔清洗终检23 工序设计根据本人题目要求特对转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工工步进行设计钻8螺纹底孔及13孔加工设备组合机床工装游标卡尺钻头切削要素8孔主轴转速n 600rmin 进给量f 015mmr 切削速度v 15mmin 背吃刀量 4mm进给速度Vf 90mmmin13孔主轴转速n 400rmin 进给量f 015mmr 切削速度v 163mmin 背吃刀量 65mm进给速度Vf 60mmmin3 转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工组合机床设计在组合机床上可以完成很多工序但就目前使用的大多数组合机床来说那么主要用于平面加工和孔加工两大类工序本文设计组合机床用于孔加工本局部通过了解被加工零件的加工特点精度和技术要求定位夹紧情况生产效率及机床的结构特点等确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法并绘制被加工零件工序图确定机床各部件之间的相互关系选择通用部件和刀具的导向计算切削用量及机床生产效率绘制机床的加工示意图及尺寸联系图并填写生产率计算卡31 组合机床设计方案的制定com 组合机床工艺方案的制定组合机床用于钻削转向器壳体转臂结合面上的安装孔并且要到达其加工精度为了满足其加工精度的要求我们首先要对加工的零件做工艺方案的分析制定组合机床工艺方案是设计组合机床最重要的步骤之一工艺方案制定的正确与否将决定机床能否到达重量轻结构简单效率高质量好的要求 1 加工工序和加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的工序及加工精度是制定机床工艺方案的主要依据本组合机床为钻孔5个孔4个8孔1个13孔孔的精度IT12 2 被加工零件特点工件硬度HB 160210材料球墨铸铁铸件 3 工件生产方式被加工零件的生产批量的大小对机床工艺方案制定也有影响转向器壳体的粗加工半精加工精加工分别在不同的机床上进行这样机床虽然多一些但由于生产批量很大从提高生产率稳定保证加工精度的角度来讲仍然是合理的技术要求要求生产纲领为70000件年加工该孔时要求位置准确度为025根据组合机床的工艺方法及能到达的经济精度可采用如下的加工方案一次性加工5个孔孔径分别为8和13定位基准及夹紧点的选择加工此汽车转向器壳体转臂结合面安装孔以转臂结合面方向轴端面及110的孔两面一孔限制六个自由度在保证加工精度的情况下提高生产效率减轻工人的劳动量而工件也是大批量生产由于夹具在本设计中没有考虑因此在设计时就认为是人工夹紧com 组合机床切削用量的选择组合机床的正常工作与合理地选用切削用量即确定合理的切削速度工作进给量和切削深度有很大关系切削用量选择适当能使组合机床以最少的停车损失最高的生产效率最长的刀具寿命和最好的加工质量也就是多快多省地进行生产组合机床钻孔时的切削用量的选择与加工精度及刀具的材料有很大关系在确定切削用量时应注意的问题如下 1 尽量做到合理利用所有刀具充分发挥其性能 2 复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用寿命 3 选择切削用量时应注意零件生产批量的影响 4 切削用量选择应有利于多轴箱设计 5 选择切削用量时还必须考虑所选动力滑台的性能考虑以上问题根据工件参数查切削用量表可知切削速度选择范围为1018mmin进给量选择范围为010018mmr钻孔背吃刀量根据钻头直径确定对进给量的选取考虑到工件系球墨铸铁件材质较差可选用较低的数值即取f 015mmmin对8孔选取切削速度V 15mmin背吃刀量ap 4mm主轴转速n 1000V d 600rmin进给速度 015×600 90mmmin对13孔选取切削速度V 163mmin背吃刀量ap 65mm主轴转速n 1000V d 400rmin进给速度 015×400 60mmmincom 组合机床配置型式选择1被加工零件的加工精度被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序应保证的加工精度是制造机床方案的主要依据汽车转向器壳体转臂结合面安装孔的加工精度要求不高可采用钻孔组合机床工件各孔间的位置精度为025它的位置精度要求不是很高安排加工时可以在一个安装工位上对所有孔进行最终精加工采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施为此机床通常采用尾置式齿轮动力装置进给采用液压系统人工加紧2被加工零件的特点这主要指零件的材料硬度及加工部位的结构形状工件刚度定位基准面的特点它们对机床工艺方案制度有着重要的影响一般的汽车转向器壳体的材料是球墨铸铁硬度为160-210HB孔的直径为8和13采用多孔同步加工零件的刚度足够工件受力不大振动及发热变形对工件影响可以不计一般来说孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床立式机床适宜加工基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜而中小型零件那么多采用多工位机床加工此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是平行的因而适合选择卧式机床3零件的生产批量零件的生产批量是决定采用单工位多工位自动线或中小批量生产特点设计组合机床的重要因素按设计要求生产纲领为年生产量为7万件从工件外形及轮廓尺寸为了减少加工时间采用多轴头为了减少机床台数此工序在一台机床上完成以提高利用率4机床使用条件使用组合机床对车间布置情况工序间的联系使用厂的技术能力和自然条件等一定的要求在根据用户实际情况来选择什么样的组合机床综合以上所述通过对汽车转向器壳体的结构特点加工部位尺寸精度外表粗糙度和技术要求定位夹紧方式工艺方法并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑最终决定设计五轴头同步卧式组合机床com床刀具选择汽车转向器壳体的硬度在160-210HB加工孔径为8和13刀具的材料选择高速钢钻头W18Cr4V为了使工作可靠结构简单刃磨简单项选择择8和13的标准麻花钻32 组合机床三图一卡绘制组合机床的总体设计就是针对具体的被加工零件在选定的工艺和结构方案的根底上进行方案图纸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生产率计算卡com零件工序图1被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据选定的工艺方案表示在一台机床上或一条自动线上完成的工艺内容加工局部的尺寸及精度技术要求加工定位基准夹压部位以及被加工零件的材料硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸它是组合机床设计的主要依据也是制造使用时调整机床检查精度的重要技术文件被加工零件工序图应包括以下内容 1 被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸 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外表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2绘制被加工零件工序图的考前须知1为了使被加工零件工序图清晰明了一定要画出被本机床加工的内容绘制时应按一定的比例选择足够的视图及剖视图突出加工部位并把零件轮廓及与机床夹具设计有关部位表示清楚2加工部位的位置尺寸应由定位基准标注为便于加工及检查尺寸应采用直角坐标系标出而不是采用极坐标但有时因所选定位基准与设计基准不重合那么须对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算com零件加工示意图1加工示意图的作用和内容零件加工的工艺方案要通过加工示意图反映出来加工示意图表示被加零件在机床上的加工过程刀具辅具的布置状况以及工件夹具刀具等机床各部件间的相对位置关系机床的工作行程及工作循环余等因此加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一在总体设计中占据重要地位它是刀具辅具夹具多轴箱液压电气装置设计及通用部件选择的主要原始资料也是整台组合机床布局和性能的原始要求同时还是调整机床刀具及试车的依据在图上应标注的内容1机床的加工方法切削用量工作循环和工作行程 2 工件夹具刀具及多轴箱端面之间的距离等 3 主轴的结构类型尺寸及外伸长度刀具类型数量和结构尺寸接杆导向装置的结构尺寸刀具与导向装置的配合刀具接杆主轴之间的连接方式刀具应按加工终了位置绘制2 绘制加工示意图之前的有关计算 1 刀具的选择标准麻花钻8132导向套的选择根据刀具导向局部直径d 8和刀具导向的线速度20mmin直径d 13和刀具导向的线速度20mmin选择固定式导向3初定主轴类型尺寸外伸长度因为轴的材料为40Cr剪切弹性模量G 810GPa刚性主轴取 025°m所以B取2316根据刚性条件计算主轴的直径为 式中d轴直径mm T轴所承受的转矩Nmm B系数内孔长度为本设计中所有主轴为3220主轴外伸长度为L 115mm4确定加工示意图的联系尺寸从保证加工终了时主轴箱端面到工件端面间距离最小来确定全部联系尺寸加工示意图联系尺寸的标注如下图其中最重要的联系尺寸即工件端面到多轴箱端面之间的距离它等于刀具悬伸长度螺母厚度主轴外伸长度与接杆伸出长度可调之和再减去加工孔深度和切出值5工作进给长度确实定工作进给长度应等于工件加工部位长度与刀具切入长度之和切入长度应根据工件端面误差情况在5-10之间选择误差大时去大值因此取切入长度为5mm工件加工长度为25mm所以工作进给长度L 30mm6快进长度确实定考虑实际加工情况在未加工之前保证工件外表与刀尖之间有足够的工作空间也就是快速退回行程须保证所有刀具均退至夹具导套内而不影响工件装卸这里取快速退回行程为80mm快退长度等于快速引进与工作工进之和因此快进长度为80-30 50mmcom系尺寸图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适宜并为进一步开展多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组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的为了使所设计的组合机床既能满足预期目的性能要求又能做到配置上匀称合理符合多快好省的精神必须对所设计的组合机床各部件之间的关系进行全面的分析研究这是通过绘制机床联系尺寸图来到达的1机床多轴头电动机功率计算零件材料球墨铸铁HB160210刀具标准麻花钻4个81个13轴向切削力公式总切削力切削转矩813切削功率 8 13 总切削功率 取 085 2确定滑台行程滑台的行程除保证足够的工作行程外还应留有前备量和后备量前备量的作用是动力部件有一定的向前移动的余地以弥补机床的制造误差以及刀具磨损后能向前调整本系统前备量为25mm后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地为方便装卸刀具取45mm所以滑台总行程应大于工作行程前备量和后备量之和即行程L802545 150mm取L 250mm3动力箱的选用动力部件用以实现切削刀具的旋转和进给运动是机床最主要的通用部件组合机床动力部件有多种结构型式和不同的传动方式该组合机床的主无能运动旋转运动采用机械传动由动力箱上的电动机通过齿轮传递运动和动力采用机械动力滑台据电机功率P主为1176千瓦可选用封闭式三相异步电动机YIP44型号Y100L-6额定功率15 KW额定转速940rmin动力箱选用1TD25A驱动轴转速n0 520rmin机械动力滑台选用NC-1HJ25其主要技术参数台面宽度2500mm台面长度500mm行程250mm最大进给力8000N工进速度90mmmin快速移动速度10000mmmin4 确定装料高度装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离在现阶段设计组合机床时装料高度可视具体情况在H 580-1060mm之间选取本系统取装料高度为900mm5 中间底座轮廓支持根据滑台总工作行程L 250mm中间底座采用1CC2516 确定多轴箱轮廓尺寸选取标准的通用钻类主轴箱的厚度卧式为325mm宽度和高度通过计算按标准尺寸选取计算公式B H 根据上述计算值按主轴箱轮廓尺寸系列标准最后确定主轴箱轮廓尺寸B×H 400×320com产率计算卡生产率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程动作时间切削用量生产率负荷率等技术文件通过生产率计算卡可以分析拟定的方案是否满足用户对生产率及负荷率的要求计算如下切削时间式中机加工时间min L工进行程长度mm 刀具进给量mmmin 固定挡铁停留时间一般为在动力部件进给停止状态下刀具旋转5-15所需要的时间这里取001min辅助时间式中辅助时间min 分别为动力部件快进快退长度mm 工作台移动时间min一般为005-013min取010min 装卸工件时间min一般为05-15min取10min机床生产率机床负荷率按下式计算式中Q机床的理想生产率件h A年生产纲领件 年工作时间h单班制工作时间2000h编写机床生产率计算卡被加工零件图号毛坯种类铸件名称汽车转向器壳体毛坯质量材料球墨铸铁硬度HB160210工序名称转臂结合面安装孔钻削加工工序号序号工步名称工作行程mm切削速度 mmin 进给量 mmr 进给量 mmmin 工时min工进时间辅助时间1安装工件052工件定位夹紧0053快进501000000054工进30150159003335死挡铁停留0016快退801000000087工件松开0058卸下工件05备注1动力箱驱动的主轴转速600min2一次安装加工一个工件3本机床装卸工件时间取1min累计03331123单件总工时1456机床生产率35件h理论生产率4121件h负荷率84934 转向器壳体转臂结合面安装孔钻削加工主轴箱设计多数的多轴箱都属于标准多轴箱多轴箱是组合机床的重要专用部件它是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动力箱与动力箱一起安装于液压滑台可完成钻扩铰镗孔等加工工序多轴箱由通用零件如箱体主轴传动轴齿轮和附加机构组成41 绘制多轴箱设计原始依据图多轴箱设计原始依据图是根据三图一卡绘制的如下图以图中多轴箱的定位销孔中心为原点建立直角坐标系在建立的坐标系中标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴和主轴的相对位置尺寸主轴为逆时针旋转面对主轴看主轴的工序内容切削用量及主轴尺寸及动力部件的型号和性能参数如下表所示轴号主轴外伸尺寸mm工序内容切削用量DdLnrminvmminfmmrmmmin123453020115钻8600150159063020115钻1340016301560注 1 被加工零件转向器壳体材料球墨铸铁硬度HB160210 2 动力部件型号1TD25A动力箱电动机型号Y100L-6功率P 15KW转速n 940rmin动力箱输出轴转速520rmin42 确定主轴结构形式及齿轮模数选择一般情况下根据工件加工工艺刀具和主轴的联接结构刀具的进给抗力及切削转矩来确定主轴的结构形式钻削加工主轴需承受较大的单向轴向力故最好选用深沟球轴承和推力球轴承组合的支承结构且推力球轴承配置在主轴前端如主轴前进和后退两个方向都要进行切削时可选用前后支承都是圆锥滚子轴承的主轴结构以便承受两个方向的轴向力本组合机床主要用于钻孔因此采用滚珠轴承主轴齿轮模数一般采用类比法确定也可以用下式估算式中m估算齿轮模数mm P齿轮所传递的功率KW z一对啮合齿轮中的小齿轮齿数 n小齿轮的转速rmin所以取驱动轴齿轮模数为m 3其它齿轮模数为m 243 传动系统设计com 传动比分配主轴箱内的传动比最正确为115在主轴箱后盖内的齿轮传动比根据需要其传动比可以取大些但一般不超过335齿轮模数一般取2253或35齿数一般在1770齿宽b取32mm或24mm在传动系统中为了使主轴上的齿轮不过大最后一级经常采用升速传动com 驱动轴主轴坐标值计算根据原始依据图算出驱动轴主轴坐标尺寸如下表所示坐标销原点驱动轴O主轴1主轴2主轴3主轴4主轴5主轴6X0175175111239127223273Y09451971541547575151com 齿数确定1传动方案注轴0是驱动轴轴123456是主轴轴是传动轴轴7是油泵轴2齿数计算驱动轴传动轴 m 3A 585mm取 21u 那么 18传动轴主轴2m 2A 403mmu 1那么 20 20传动轴主轴4m 2A 403mmu 1那么 20 20传动轴主轴7m 2A 48mmu 那么 25 23驱动轴传动轴 m 3A 585取 21u 那么 18传动轴主轴5m 2A 403mmu 1那么 20 20传动轴传动轴m 2A 535mmu 那么 21 32传动轴传动轴m 2A 64mmu 1那么 32 32传动轴主轴1m 2A 517mmu 那么 31 21传动轴主轴3m 2A 517mmu 那么 31 21传动轴主轴6m 2A 706mmu 1那么 35 353实际转速及转速相对损失率计算主轴13的实际转速转速相对损失率主轴24的实际转速转速相对损失率主轴5的实际转速转速相对损失率主轴6的实际转速转速相对损失率各主轴转速相对损失率都在允许的值以内故符合设计要求com 主轴箱坐标验算主轴及传动轴的坐标验算是按齿轮布置图的齿轮啮合关系验算中心距按表一列出坐标验算表表中A实是按坐标算出的中心距A是按传动齿轮节径算出的中心距A是两者之差值验算标准为中心距允许差00010009mm当A不满足中心距允差范围时该啮合齿轮应做成变位齿轮坐标验算由此可知以上传动两轴相啮合的齿轮须做成变位齿轮com的润滑手柄轴的设置1润滑大型标准主轴箱采用叶片润滑油泵进行润滑油泵打出的油经分油器分向各润滑局部轴承采用油润滑齿轮用油润滑由分油器分出的油管润滑2手柄轴的设置组合机床主轴箱上一般都有较多的刀具为了便于更换和调整刀具或是装配和维修时检查主轴精度一般每个主轴箱上都要设置一个手柄轴以便于手动回转主轴