卧式双面28轴组合钻床右主轴箱设计说明

1.绪论1.1 课题背景组合机床(图1.1）是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量的专用部件和按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。

图1.1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，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削外螺纹以及加工外圆和端面等。

目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。

其中孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹等。

随着综合自动化的发展，其工艺围正在扩大到车外圆、行星铣削、拉削等工序。

此外还可以完成焊接、热处理、自动装配和检索、清洗等非切削工作。

组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工等行业大批大量生产中以获得广泛的应用；在一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械等制造业中也已推广应用。

组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如汽缸盖、汽缸体、变速箱体、电机座等。

我国组合机床技术的发展起步比较晚，但通过不断引进大量先进的技术和设备，经过科技人员的积极消化和吸收，与时俱进，努力奋斗，使我国的组合机床技术有了迅速发展。

组合机床具有如下的特点：(1)主要用于棱体其零件和杂件的孔面加工。

(2)生产率高。

因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动加工。

(3)加工精度稳定。

因为工序固定，可选用成孰的通用部件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一至性。

(4)研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。

因为通用化、系列化、标准化程度高，通用零部件占70％～90%，通用件可组织批量生产进行预制或外购。

(5)自动化程度高，劳动强度低。

(6)配置灵活。

因结构是横块化、组合化。

可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线；机床易于改装：产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用。

1.2 国外研究状况专用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。

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2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达0.03～0.02微米。

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。

1.3 论文构成及研究容本次毕业设计题目为卧式双面28轴组合钻床右主轴箱设计，主要有以下几个部分组成：绪论、加工工艺分析、多轴箱设计。

本次设计重点放在多轴箱的结构设计上，同时介绍齿轮位置的设计和轴以及其它部件的选用。

2. 加工工艺分析加工对象：机体材料牌号：HT250材料硬度：HB190-240加工容：在右端面上钻孔7个孔生产批量：5万台/年工艺方案的拟定是组合机床设计的关键一步。

因为工艺方案在很大程度上决定了组合机床的结构配置和使用性能。

因此，应根据工件的加工要求和特点，按一定的原则、结合机床常用工艺方法、充分考虑各种影响因素，并经过技术经济分析后拟定出先进、合理、经济、可靠的工艺方案。

本工序中以底面及左侧面两个工艺定位销孔作为基准，同时加工：在断面上钻7个孔（图2.1）：钻2-φ13.9（通孔），钻2-φ8.5深23.5，钻φ8.5（通孔），钻2-φ11.9深33.5。

图2.1组合机床工艺方案基本原则：粗精加工分开原则；工序集中原则（适当考虑相同类型工序的集中；有相对位置精度要求的工序应集中加工）。

满足在制定加工一个工件的几台成套机床或流水线的工艺方案时，应尽可能使精加工集中在所有粗加工之后，以减少应力变形影响，有利于保证加工精度。

3.多轴箱的基本结构及表达方法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进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。

多轴箱一般具有多根轴同时对一列孔系进行加工。

多轴箱按结构特点分为通用（即标准）多轴箱和专用多轴箱两大类。

前者结构典型，能利用通用的箱体和传动件；后者机构特殊，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。

故专用多轴箱通常指“刚性主轴箱”，即采用不需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，通用多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。

综合本设计，下面介绍大型通用多轴箱的设计。

3.1 多轴箱的组成大型通用多轴箱由箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等通用零件组成，其基本结构包括：箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等箱体类零件；主轴、传动轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等传动类零件；叶片泵、分油器、注油标、排油塞、油盘（立式多轴箱不用）和防油套等润滑及防油元件。

在多轴箱箱体腔，可安排两排32mm宽的齿轮或三排24mm宽的齿轮；箱体后壁与后盖之间可安排一排（后盖用90mm时）或两排（后盖用125mm厚时）24mm宽的齿轮。

3.2 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，表示齿轮所在排数。

标注个轴轴号及主轴和驱动轴、液压泵轴的转速。

2、展开图每根轴、轴承、齿轮等组件只画轴线上边或下边（左边或右边）一半，对于结构尺寸完全相同的轴组件只画一根，但必须在轴端注明相应的轴号；齿轮可不按比例绘制，在图形一侧用数码箭头标明齿轮所在排数。

3.3 多轴箱通用零件多轴箱通用零件包括：通用箱体类零件、通用主轴、通用传动轴、通用齿轮和套。

针对本次设计，相关通用零件的选用简单介绍：多轴箱的通用箱体类零件配套表见[1]表7-4；箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。

多轴箱体宽度和高度是根据配套滑台的规格按规定的系类尺寸选择；通用多轴箱体结构尺寸及螺孔位置见[1]图7-1及表7-3.多轴箱的标准厚度为180mm，基型后盖的厚度为90mm。

通用主轴采用滚珠轴承主轴，其前支承为推力球轴承和向心球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子轴承。

因推力球轴承设置在前端，能承受单方向的轴向力，适合于钻孔主轴。

n 15＝n 3153Z Z (458.2×2422)r/min ＝420r/min润滑油泵的齿轮副齿数Z 16=24，m=2，由传动轴15传递， n 16＝n 151615Z Z ＝(420×2436)r/min ＝630r/min4、将传动设计的全部齿轮齿数、模数及所在排数，按规定格式标在传动系统图（图001）中。

最后计算各主轴的实际转速如表4.3所示（与原始依据图的要求基本一至，转速相对损失在5％以）。

润滑泵转速n16=630r/min（与625r/min很接近）。

表4.3各主轴实际转速4.4 绘制多轴箱总图及零件图4.4.1 多轴箱零件设计多轴箱总图设计中，大多数零件是选用通用件、标准件和外购件；对于变位齿轮、专用轴等零件，则设计零件图。

4.4.2 多轴箱总图设计通用多轴箱总图设计包括绘制主视图、展开图，绘制装配表，制定技术条件等四部分。

(1)主视图主要表明多轴箱主轴位置及齿轮传动系统，齿轮齿数、模数及所在排数，润滑系统等。

因此，绘制主视图就是在设计的传动系统图上标出各轴编号，画出润滑系统，标注主轴、油泵轴、驱动轴的转速、油泵轴转向、驱动轴转向及坐标尺寸、最低主轴高度尺寸及箱体轮廓尺寸等。

并标注部分件号。

(2)展开图其特点是轴的结构图形多。

各主轴、传动轴、驱动轴及轴上的零件大多是通用化的，且是有规则排列的。

一般采用简化的展开图并以装配表相互配合，表明多轴箱各轴组件的装配结构。

绘制具体要求如下：1)展开图主要表示各轴及轴上零件的装配关系。

2)对结构相同的同类型主轴、传动轴可只画一根，在轴端注明相同轴的轴号即可。

3)展开图上应完整标注多轴箱的三大箱体厚度尺寸及箱壁和腔有关联洗尺寸、主轴外伸长度等。

总图上还应有局部剖视表明动力箱与后盖及前后盖与箱体间的定位结构。

(3)多轴箱技术条件多轴箱总图上应注明多轴箱箱部装要求。

即：1)多轴箱制造和验收技术条件：多轴箱按ZBJ58011-89《组合机床多轴箱制造技术条件》进行制造，按ZBJ58011-89《组合机床多轴箱验收技术条件》进行验收。

2)主轴精度：按JB3043-82《组合机床多轴箱精度》标注进行验收。

(4)主轴和传动轴装配表（见图002）把多轴箱中每根轴（主轴、传动轴、油泵轴）上齿轮套等基本零件的型号规格、尺寸参数和数量及标准件、外购件等，按轴号配套，用装配表表示。

这样使图表对照清晰易看，节省设计时间，方便装配。

结论组合机床的设计让让我想到大二设计的二级减速箱的设计，联系相关的课程，如机械原理，机械设计，材料力学，机械工程材料，机械制造工艺学等相关课程及相关的课程设计，为我的毕业设计打下良好基础。

对于此次课程设计，齿轮的定位是由定位套筒定位和轴端的挡圈定位。

轴承的选用是以往设计中没设计到的，选用了深沟球轴承和推力球轴承的配合使用，因为钻孔需要的轴向力很到，而深沟球轴承只能承受很小的轴向力，为保证钻孔时候机床的正常使用，必须配合推力球轴承。

这次的设计主要参考的资料是家赢主编的机械设计手册，还有机械手册。

让我学会了如何使用手中的参考资料，如何和以往设计中相同之处和不同之处联系起来，通过对比让我受益匪浅。

此次设计绘图先使用手工绘制草图，然后使用计算机AutoCAD绘图，通过这次设计让我熟练的使用这个软件。

此处省略 NNNNNNNNNNNN字。

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