钻床工艺装备设计——加工端盖6—φ66孔毕业设计说明书(编辑修改稿)

钻床工艺装备设计——加工端盖6—φ66孔毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

用一个统一的每分钟进给量，对少数刀具采用附加机构（增、减速）机构，使之按各自需要的合理进给量工作。 以达到合理使用刀具的目的。 选择切削用量时，应考虑零件批量生产的影响。 生产率要求不高时，就没有必要将切削用量选得过高，以免降低刀具得耐用度，对于要求生产率高得大批量生产用组合机床，也只是提高那些耐用度低，刃磨困难，造价高得所谓“限制性”工序刀具得切削用量。 但必须注意不能影响加工的精度，也不能使刀具耐用度降低。 对于“非限制性”刀具，应采取不使刀具耐用度降低的某一极限值，这样可减少切削功率。 组合机床通常要求切削用量的选择使刀具耐用度不低于一个工作班，最少不低于 4 小时。 切削用量的选择应有利于主轴箱设计。 若能作到相邻主轴转速接近相等，则可以使主轴箱传动链简单；某些刀具带导向加工时，若不便冷却润滑，则应适当降低切削速度。 选择切削用量时，还必须考虑所选的动力滑台的性能。 尤其采用液压动力滑台时，所选的每分钟进给量一般比动力滑台可实现的最小进给量大 50％。 否则，会由于温度和其他原因导致进给量不稳定，影响加工精度，甚至造成机床不能工作。 2. 切削用量的选择 必须从实际出发，根据加工精度、工件材料，工作条件、技术 要求等进行分析，按照经济地满足加工要求地原则，合理地选择切削用量。 一般常用查表法，参照生产 9 现场同类工艺，通过工艺试验确定切削用量。 查机床设计简明手册 P130 ： 表 高速钢钻头切削用量 由上表可见，根据工件的材料与加工的孔径，可以选择合适的切削用量。 根据加工零件的材料及硬度 加工材料 铸铁 硬度 200241HBS 加工精度 H11H13 d= ap=d/2= 3 2ffz f =(～ )d 取 f = mm/r 2ffz=取 vc=10m/min 1000dnvc  10000= n n=483r/min Vf=n*f=483 = 加工直径 （毫米） HB160～ 200 HB200～ 241 HB300～ 400 切削用量 v（ m/min） f（ mm/r） v（ m/min） f（ mm/r） v（ m/min） f（ mm/r） 1～ 6 16～ 24 ～ 10～ 18 ～ 5～ 12 ～ 6～ 12 ～ ～ ～ 12～ 22 ～ ～ ～ 22～ 50 ～ ～ ～ 10 参照《组合机床设计手册》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 表 钻扩铰切削力、转矩及功率公式 工序内容 刀具材料 工件材料 切削力 F(N) 切削转矩 T(N*mm) 切削功率 P(kw) 备注 钻孔 高速钢 灰铸铁 F= T= P=Tv/9740∏ D fmax= 由表 知：钻孔 ,直径为 的切削力，切削转矩和切削功率为： F==26 =26 =（ N） T==10 =10 = (N﹒ mm) P=Tv/9740π D= 10/（ 9740 ） =(KW) 多轴箱所需动力计算 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 =Ｐ 切削 ＋Ｐ 空转 ＋Ｐ 损失 ＝ ,,错误 !未找到引用源。 +错误 !未找到引用源。 +错误 !未找到引用源。 (351) 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 确定；每根轴上的功率损失，一般可取所传递功率的 1%。 表 轴的空转功率Ｐ空（ kw） 11 轴径 转速 (r/min) 15mm 20mm 25mm 30mm 100 160 250 400 630 （节选自《组合机床设计简明手册》 p62 表 4— 6） 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 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/d L 工序内容 n (r/min) v（ m/min） f （ mm/r） 轴 25/16 85 钻孔 483 10 确定轴径及动力计算 根据 [1]组合机床设计简明手册， P43表 34 d=B (10T)1/4= (10 )1/4= 许用扭转角 21 度 /米。 取 d=20mm。 材料选用 40rc 淬火。 根据 [12]机械制造装备设计 ,P18 计算主轴箱所需功率 P 主 =N 切 /η =N 总 =4 N=4 3052=12208N T 总 =4 = mm 故 选择摇臂钻床 Z3050 转速 483r/min。 根据 [1]组合机床设计简明手册， P43 计算传动轴轴径 12 d 传动 = B (10T)1/4= (10 ) 1/4= 取 d 传动 =30mm 轴材料选用 45 号钢调质， MPaB 650 MPas 360 传动系统 传动系统的要求 1. 在保证有足够强度的前提下，主轴、传动轴和齿轮的规格要尽可能少，以减少各类零件的品种。 2. 最佳传动比为 ，但允许采用到。 3. 保证主轴的强度、刚度、转速和转向要求的前提下，力求使传动轴和齿轮为最少。 应尽量用一根传动轴带动多根主轴；当齿轮啮合中心距不符和标准时，可采用齿轮变位的方法来凑中心距。 4. 粗加工主轴上的齿轮，应尽可 能靠近前支承，以减少主轴的扭转变形。 5. 通常应避免通过主轴带动主轴，否则将增加主动主轴的负荷。 传动系统的设计 机械系统运动方案的设计步骤：总体方案设计，执行系统设计，传动系统设计，原动机设计。 在这一小节中我们重点介绍传动系统的设计。 通常采用经济及有效的传动是：用一根传动轴带动多根主轴。 因此，设计传动系统时，把所有主轴分成尽可能少的若干组同心圆，然后在各组同心圆圆心上放置一根传动轴来带动各自一组的主轴。 用尽可能少的传动轴把各组轴与动力部件驱动轴连接起来。 对于一些简单的，主轴相对来说数量较少或 其他情况，也可采用别的布置次序。 传动系统的计算 基本公式： 从主从主 nnZZ  mAZZ 2 从主 13  从主从主nnmAZmAZ122  主从从从nnmAZmAZ122 式中： 主Z ———— 主动轮齿数 从Z ———— 从动轮齿数 主n ———— 主动轮转速（转 /分） 从n ———— 从动轮转速（转 /分） A ———— 中心距（毫米） m ———— 模数（毫米） 估算齿轮模数： 3)32~30( znPm  式中： P—— 齿轮所传递的功率，单位 KW；（ P=） Z—— 对啮合齿轮中的小齿轮齿数； (z=22) n—— 小齿轮转速，单位 r/min。 (n=483r/min) )32~30( 3 m 取 m=2 A=66 Z 主 +Z 从 =2 66/m=44 n 主 =483r/min n 从 =483r/min 从主从主nnmAZmAZ122 14 =)4834831(2662 ≈ 33 Z 主 =33 Z 从 =4433=11 验算主轴的转速 n 从 n 从 =n 主 Z 主 /Z 从 =483r/min 所以 模数 m=3 齿数 Z 主 =33 齿数 Z 从 =11 主轴箱选用的是通用齿轮，材料是 45号钢，齿宽为 24mm。 轴承 轴承的选择 依据轴承的结构，尺寸，以及所受轴向力的特点可以初步确定主轴以及传动轴上的轴承分别 选择推力轴承和深沟球轴承。 具体结构如下： 轴承的寿命计算 1. 轴 1 图深沟球轴承的寿命计算 直齿圆柱齿轮的受力情况 见图 1 所受轴向力 N，扭距 T N= HBfD  = N 15 T= HB。