1、毕业设计4135 柴油机气缸体钻定位孔专用机床设计学生姓名 学 号 系 别 专业班级 指导教师 完成日期 I摘 要本设计说明书主要是针对 4135 柴油机气缸体零件设计钻定位孔专用机床，其中主要包括根据零件图及生产纲领拟定柴油机气缸体加工工艺规程；专用机床各部件的设计，关键是主轴箱的设计以及专用机床专用夹具的设计，该说明书对这些内容作了详细具体的计算和说明。同时在设计计算的基础上阐述了如何绘制气缸体定位孔工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、主轴箱展开图、专用夹具图以及在绘制中应注意的问题。目前，专用机床行业产销呈上升趋势，专用机床的质量，技术含量也渐渐跟上世界其它制造业强国的水平。我国的现今是
2、一个制造业大国，还不能称之为制造业强国。要使我国真正由制造业大国变成制造业强国，机械行业的责任重大。当然作为机械行业的专用机床行业也不例外。专用机床行业一要展开科技攻关，攻克当前行业企业技术发展上的难题；二要加强与国外的合资合作，利用和学习国外的先进技术，提高企业的现代化管理水平和技术水平；三要通过对引进技术的消化吸收进行再创新，发展自己的产品。但在吸取别人经验以及自身努力提高的基础上，发展专用机床行业也有一定的难处：由于它是集加工工艺、机床夹具、辅具、刀具、检验测量、物流等于一体，实现交钥匙工程，从而涉及技术领域宽且复杂，又是一次性制造，要保证一次成功，所以技术难度大等。关键词：主轴箱 夹具
3、 工艺规程II4135 diesel engine cylinder blocks drilling positioning special machine design. HolesAbstractThis design instruction booklet mainly aims at the components of 4135 diesel engine cylinder block to design special purpose machine of drilling the index hole. In which mainly in dudes that the proce
4、ssing technological process which designed according to the detail drawing and the production guiding principle; various parts designing of special purpose machine, the key is the headstocks designing as well as the unit damps designing, this instruction booklet has made the detailed computation and
5、 the explanation to these contents. Meanwhile, elaborated how to draw up the working procedure chart of drilling the index hole on air went cylinder body, processing schematic drawing, the relational dimensional drawing of the special purpose machine of drilling the index hole, headstock developed v
6、iew, the unit clamp chart in the foundation of designing and calculation, as well as the question which should be pay attention in the cartography. At present, Special machine tool industry production and marketing, are on the rise, Special machine quality, technical content also gradually with the
7、level of world other manufacturing power. Chinas current is a manufacturing power, still cannot call manufacturing power. To make our country by actual manufacturing power into manufacturing power, machinery industry responsibility is significant. Of course as a machinery industry special machine to
8、ol industry is no exception. Special machine tool industry to launch a torch-plan, conquer the current industry enterprise technology development problem; Secondly, to strengthen and foreign joint venture cooperation, utilization and learn foreign advanced technology, improve the modern enterprise m
9、anagement level and technical level; Thirdly, based on the imported technology before the digestion and absorption of innovation, develop their own products. Developing special machine tool industry also has certain difficulty: because it is sets processing technology, the machine tools fixture, pro
10、ps, cutting tools, measuring and testing, logistics is equal to one, achieve IIIturn-key project, which involves technology is complex, wide and is one-time manufacturing, to ensure a success, so the technical difficulties, etc.Key words Headstock Jig Technological process目 录中文 摘要 I英文摘要 .II前 言 .11 概
11、述 22 专用机床总体设计 .32.1 钻定位孔工序图 .42.1.1 加工工序图的作用和要求 42.1.2 工序尺寸及其公差 42.1.3 钻定位孔用定位基准 42.1.4 绘制加工工序图时应注意如下几点： 42.2 钻定位孔专用机床加工示意图 .52.2.1 确定机床配置形式 .52.2.2 计算主轴直径 52.2.3 等套的选择 52.3 钻定位孔专用机床尺寸联系图 72.3.1 滑台的选择 .72.3.2 侧底座的选择 .82.4 专用机床生产率计算卡 82.4.1 机床理想生产率的计算 .82.4.2 机床实际生产率 .93 专用机床的零部件设计 93.1 主轴箱设计 .93.1.1
12、 主轴箱所需动力的计算 .93.1.2 动力头的选择 103.1.3 根据切削参数，初选齿轮模数 m=2.5，计算各级传动比及各传动齿轮齿数。 103.1.4 主轴箱体的选择 123.1.5 验算齿轮模数 123.1.6 计算传动轴及主轴的直径 143.1.7 轴承的选择 143.1.8 轴的校核 143.1.9 轴承的校核 163.1.10 齿轮的校核 .163.1.11 校核键联接的强度 .183.1.12 主轴箱的润滑 .183.2 夹具的设计 193.2.1 夹紧动力的选择 193.2.2 定位元件的设计 193.2.3 夹紧机构的设计 203.2.4 夹紧力的确定 204 液压控制系
13、统的设计 22参考文献 .25附录 1 4135 柴油机汽缸体加工工艺过程 .26附录 2 机床生产率计算卡 .34致谢 .351前 言在经过了四年的本科学习后，我们已经对机械设计的各个环节有了一定的了解和掌握，具备了一定的工程意识。毕业设计作为大学本科四年学习的最终环节，正是为了检验我们的掌握程度，同时进一步培养我们独立设计开发产品的能力，以提高结构设计和编制技术文件的能力。此次毕业设计的课题是 4135 柴油机气缸体钻定位孔专用机床设计。专用机床能从多方面，多工位，多轴对一个或几个工件同时进行加工，和一般机床相比，具有自动化程度高，加工效率高，减轻工人劳动强度等优点，因此在机械行业中发挥着
14、重要作用，从而这次毕业设计对于我们以后走上工作岗位，步入机械行业是非常有价值的一次训练。为了顺利完成此次毕业设计，在整个设计的过程中参考了多本与此次设计有关的书籍，并在指导老师的的指导下最终完成了此次毕业设计，并同时写了这本毕业设计说明书。在这本毕业设计说明书中，主要写明了以下几个部分：一、4135 柴油机气缸体的加工工序；二、4135 柴油机气缸体钻定位孔专用机床的总体设计方案；三、4135 柴油机气缸体钻定位孔专用机床加工示意图绘制过程中的注意事项、各参数的计算确定过程；四、钻定位孔专用机床的主轴箱的设计；五、钻定位孔专用机床的液压原理的初步设计。由于知识的局限性，以及能力和水平的亟待提高
15、，设计中肯定存在许多不足之处，希望各位老师不吝批评指正。21 概述目前，专用机床作为一种高效技术装备，仍然广泛用于机械工业的各个生产领域，诸如汽车，内燃机，压缩机等的生产。我国的专用机床行业也随着我国经济的发展而快速的进步。随着计算机技术的快速发展，专用机床自动线技术正变得越来越成熟。现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是驱动，控制，测量，监控刀具和机械组件等技术的综合反映，因此专用机床自动线的发展如何，就代表了我国目前的专用机床行业的水平。专用机床及其自动线的特征是高效、经济实用，而被广泛运用于工程机械，交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的专用机床和专用机床自动线主要采用机、
16、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔，扩孔，铰孔，加工各种螺纹，镗孔，车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着现代控制工程技术的发展，专用机床的柔性化程度越来越高。受我国专用机床及专用自动线总体水平的制约，国内高技术含量的专用机床及自动线均是从国外引进的。专用机床的柔性化主要是采用数控技术来实现的。开发柔性专用机床和自动线的主要前提是开发数控加工模块。因此，我国正朝着市场的要求不断开发新技术，新工艺，研制新产品，但同时我国的组合机床行业也急需解决以下问题：一、提高现代化管理水平。二、提高企业创新能力。三、培养组合机床的高技术人
17、才。目前，专用机床行业产销呈上升趋势，专用机床的质量，技术含量也渐渐跟上世界其它制造业强国的水平。我国的现今是一个制造业大国，还不能称之为制造业强国。要使我国真正由制造业大国变成制造业强国，机械行业的责任重大。当然作为机械行业的专用机床行业也不例外。专用机床行业一要展开科技攻关，攻克当前行业企业技术发展上的难题；二要加强与国外的合资合作，利用和学习国外的先进技术，提高企业的现代化管理水平和技术水平；三要通过对引进技术的消化吸收进行再创新，发展自己的产品。但在吸取别人经验以及自身努力提高的基础上，发展专用机床行业也有一定的难处：一是技术难度大，由于它是集加工工艺、机床夹具、辅具、刀具、检验测量、
18、物流等于一体，3实现交钥匙工程，从而涉及技术领域宽且复杂，又是一次性制造，要保证一次成功，所以技术难度大；二是经营风险率高，专用机床及专用机床自动线是根据用户订单制造的，不可能有试制探索过程，要确保一次成功，有相当大的技术风险。由于技术方案不当，造成局部或整体报废的情况屡见不鲜；由于一次性制造，在制造调试过程中难保不出现问题，解决这些总是需要时间，从而按期交货也有一定的风险；由于装备是专门为某一用户定做的，当该用户因种种原因不能如期付款，甚至无力付款时，势必造成制造业的损失，现代的金融制造还无法约束对方，产品无法转让他人的情况下，经营显而易见；三是协作困难大。由于是一次性制造，它不想汽车那样大
19、量生产，也不像通用设备那样批量生产，找写作厂家很困难，条件一般的企业，很难保证一次性制造出合格的产品，条件好的企业对这种委托协作看不上；四是技术依赖性强，专用机床及其自动线从设计，工艺编制，生产制造到装而已调试的全过程，都需要一批有经验的技术人员，管理人员和技术工人。综上所述，专用机床行业的发展既面临着机遇，又面临着巨大的挑战。专用机床制造水平的提高乃至整个制造业技术的提升，都需要一代代机械行业的技术人才共同努力，使我国真正从制造业大国变为制造业强国.2 专用机床总体设计专用机床总体设计是根据制定的工艺规程，先确定出机床的配置形势，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。再制定良
20、好的机床配置形式和主要部件的结构方案的基础上，完成“三图一卡”即加工工序图、加工示意图、联系尺寸图以及机床生产率计算卡的绘制。由上知，拟定加工零件的工艺规程是整个设计非常关键的一部分。拟定的工艺方案要能够使设计的机床达到“体积小、重量轻、结构简单、使用方便、效率高，质量好”的要求。此次毕业设计所设计的专用机床是 4135 柴油机气缸体钻定位孔专用机床。根据所给的零件图，零件的生产纲领20000 件，以及拟定工艺规程的方法和顺序，拟定了如下的加工工艺规程（详见附录 1） 。拟定了上表的气缸体加工工艺规程后，就开始着手专用机床设计了，由拟定的工艺规程知，所设计的专用机床完成的是工序 15，针对拟定
21、的工序方案以4及工序 15 的加工内容，开始进行后面的设计。2.1 钻定位孔工序图2.1.1 加工工序图的作用和要求被加工零件加工工序图是根据拟定的工序 15 的方案，表示出所设计的专用机床完成的工序内容和加工部位。它是专用机床设计的主要依据，工序图应标注有：定位基准、夹紧符号，工序尺寸及公差、形位精度、表面粗糙度、以合理的技术要求等。2.1.2 工序尺寸及其公差次设计所设计的钻定位孔机床完成的定位孔的尺寸为：钻孔部分直径25.8mm，深 27mm；在钻孔的基础上再进行铰孔，铰孔部分直径为 26mm，深 22mm。由于定位孔在后面的多道工序中将会作为定位基准，因此定位孔的尺寸精度要较高，采用
22、IT7 级，查机械设计课程设计手册续表 9-6，得出定位孔尺寸及公差 012.96mm，未经过铰孔的部分不作为定位基准孔，因此其尺寸精度相对较低，采用。同上理，钻孔部分表面粗糙度较低，取 Ra3.2，铰孔部分相对较高取Ra1.6。在孔口还应倒一 3.545倒角，目的是方便定位销能顺利插入定位孔中，最后要保证的尺寸为两孔间的中心距 7500.05mm，及孔中心离左面的距离 600.75mm。2.1.3 钻定位孔用定位基准在钻定位孔钱的两道工序中，分别铣削了气缸体左侧面四块平面和三个凸面及顶面，底面和右侧放水阀平面。为保证定位孔的加工精度，根据精基准选择的原则中的选用已加工表面作精基准这一原则，钻
23、位孔时的定位基准采用前面已加工的左侧面的四个凸台面作为定位基准，以右侧放水阀平面作为夹紧面。定位采用两面一销。即左侧面的凸台面，底面以及第三个气缸孔。2.1.4 绘制加工工序图时应注意如下几点：(1)加工部位要用粗实线显著加深，加工部位的尺寸下要用一条粗实线标明，5如 7500.05。(2)其它非加工部分亦要加粗，但要比加工部分的粗实线相对较细，比中心线粗。(3)加工工序图上作定位基准处的尺寸要标出，为后面夹具设计作铺垫。2.2 钻定位孔专用机床加工示意图加工示意图是在工艺方案和组合机床总体方案初步确定的基础上制造绘制的，是表达工艺方案具体内容的工艺方案图，根据拟定的加工工序确定定位孔专用机床
24、的配置形式。2.2.1 确定机床配置形式在前面加工工序图的绘制里，已经确定了钻，铰定位孔的速度均为12m/min，且进给速度均为 0.324mm/rad。因此为简化主轴箱结构，将切削用的刀具做成钻铰复合刀具，装在两根相见的主轴上。采用了钻铰复合刀具，同时考虑气缸体定位孔的特点，本专用机床采用卧式单 2 位组合机床。2.2.2 计算主轴直径钻定位孔时切削用量较大，因此计算主轴所受扭矩，主要考虑钻定位孔时所受扭矩。钻孔直径25.8，切削速度 Vc=12m/min，Vf=48.6mm/min1、计算主轴转速min/24.178.503radDVcn（2-1） 取整 n=150rad/min切削进给量
25、 rnfs/324.0156（2-2）主轴所承受的扭矩:6.08.91HBSDM= 6.08.9.1=4959.3 公斤.mm （2-3）查组合机床设计第一册表 5-10取主轴直径 35mm查组合机床设计第一册表 5-2取外伸尺寸 L=115mm D/ 1d=50/36 接杆莫氏锥 3 号6在选定的主轴外伸尺寸的基础上选择接杆类型，查组合机床设计第一册图 4-103，及图 4-104，选取 13 号接杆 A 型，接杆总长 L 在后面确定。2.2.3 等套的选择由于设计的钻定位孔专用机床为卧式单 2 位型的，在钻孔过程中，刀具及主轴外伸部分有一定的自重，因此需要采用导套结构，导套的作用在于保证刀
26、具对工件的正确位置，保证各刀具相互间的正确位置和提高刀具系统的支承刚性，导套分固定式导套和移动导套。（1）固定式导套的布置 根据组合机床设计手册第一册 表 3-4 01)42(dl图 2-1 固定式导套的分布其中 0d为钻孔直径得 2.1036.51l 取 ml651因为刀具采用钻铰复合刀具，因此当刀具磨钝后，刀具不能刃磨，所以刀具刀杆部分长度取较短，那么在导套中起导向作用的选用接杆的部分，所以导套 d=36mm。查组合机床设计第一册表 3-3，得 D=55mm（2）导套至工件端面的距离 2l气缸体为铸铁件，查组合机床设计第一册图 3.29，取 ml20（3）确定接杆总长在以上各部分确定以后，
27、现在可以确定接杆总长了7图 2-2 接杆查组合机床设计第一册图 4-104 得D=36mm L1=110mmD2=50mm L2=30mm长 L3 部分是在导套中起导向作用的部分，综合考虑孔深，导套长 L1,取L3=105，所以秸秆总长L=L1+L2+L3=110+30+105=245mm （2-4） （4）计算主轴工作进给、快进、快退距离工作进给长度 进L由外文资料切出长度 AmA75.9tan28.（2-5）取切入长度 3mm。 75.32AL进 （2-6） 取 m38进 。快退距离 快 退L为方便取下刀具和接杆，在刀具即钻头钻失退回出导套之后，还应向后退至少接杆插入主轴中的长度 L1，综
28、合考虑导套长度，刀杆长，以及接杆长度后，取 mL250快 退 ，则快进长度mL213850进快 退快 进 （2-7）绘制加工示意图时，应在图上标出刀具的快进、工作进给、快退距离。2.3 钻定位孔专用机床尺寸联系图联系尺寸图是用来表示机床各组成部件的相互装配关系，以检验机床各部件相对位置尺寸是否满足要求，通用部件的选择是否合适。8因为在绘制联系尺寸时要考虑主轴箱，动力头的尺寸，因此主轴联系尺寸图的绘制是在主轴箱的设计完成之后绘制的。依据主轴箱的尺寸，刀具的工作行程选择滑台型号。2.3.1 滑台的选择根据前面计算的刀具工作行程，L=250mm，以及主轴箱尺寸1000500325mm，动力头 ITD
29、32,400400320，选择 HY 系列液压滑台的HY40AI 型，滑台最大行程 400mm，滑台总高 H=320mm，长 L=1240mm，滑台面宽B=400mm。2.3.2 侧底座的选择为了便于操作和省力，对于一般卧式组合机床，装料高度应在8501200mm。考虑装料方面，以及滑台型号的基础上选择侧底座。为保证液压滑台安装在侧底座上的稳定性选择侧底座 ICC32I 型，L2=1180mm，B=520mm,H=560mm。图 2-3 侧底座 ICC32I 型确定机床机床装料高度 mH94560123560装 （2-8）中间底座高度 夹装中 （2-9）其中 夹 表示夹具定位面距离中间底座的高
30、度。主轴高度 mH10523560主 （2-10）在确定了以上各件尺寸后，综合夹具图、主轴箱图、工序绘制图、加工示意图绘制出联系尺寸图。2.4 专用机床生产率计算卡根据加工示意图所确定的工资循环、工作行程以及算成的切削用量，即可以计算机床的生产率。92.4.1 机床理想生产率的计算机床理想生产率 Q 是指机床在百分之百负荷情况下每小时的生产能力。（1）计算加工一个工件所需的时间 单TIf tVLT装 卸快 快 退快 进进轴机单（2-11）由前面的计算知：mL38进 mL21快 进 min/6.48f250快 退 转/34.S 05It快V动力头快速行程速度，一般取 4.710m/minIt死挡
31、铁停留时间这里取 min/8快装 卸t根据对各类机床的统计，一般为 0.51.5 分鉴于气缸体钻定位孔工序所用的定位面即那 4 个凸台面，以及工件装夹的方便程度，取 min5.1装 卸t If tVLT装 卸快 快 退快 进进单= in39.205.1826.433（2-12）机床理想生产率 时件单 /.9.0TQ（2-13）2.4.2 机床实际生产率 1机 床 全 年 工 作 时 间年 产 量1Q由前述知设计的钻定位孔专用机床生产纲领 20000 件，实行单班制。 时件 /3.8021 %2.31.58Qy负 （2-14）即机床负荷率为 33.2%。103 专用机床的零部件设计3.1 主轴箱
32、设计3.1.1 主轴箱所需动力的计算1、计算每根主轴上的切削功率DMVN306切（3-1）其中 M主轴所承受的扭矩，由前面计算知M=4959.3 公斤mm kw748.02631.49506切（3-2）2、所需电动机功率的计算N9切切 （3-3）k87.1049切主（3-4）选择电动机的功率 P=2.2kw3.1.2 动力头的选择（1）计算主轴的转速及进给量由前加工示意图的绘制及转速，进给量的计算中得出主轴转速n=150rad/min f=0.324mm/rad（2）动力头选择 ITD32 工型，电动机型号 y100 41L，电动机功率2.2kw，电动机转速 1430rad/min,驱动轴转速
33、 715 转/min3.1.3 根据切削参数，初选齿轮模数 m=2.5，计算各级传动比及各传动齿轮齿数。在确定各级齿轮的齿数及各级转动比时要以以下两点依据来确定：（1）两主轴间中心距 a=750mm（2）动力头驱动轴转速为 min/715radn驱 ，主轴转速 主n,=150rad/min.固从动力头驱动轴带动两根传动轴最终到主轴，两端对称分布，取两主轴11中心距的一半即 a/2=375mm 计算齿总和 305.27m/azS（3-5）方案一：一级传动：传动系统图如下：图 3-1 一级传动系统图又 mz7502)(31 主驱 nz31即 .（ min/507rad1z283z又驱动轴离主轴箱底
34、部的距离由动力头 ITD32 工型的参数知为 h=125mm显然 h5.m2方案一不合适。若将两主轴与驱动轴不布置在同一水平面上，虽然齿轮的直径已经很长，所需的主轴箱尺寸也很大，故第一方案改用空间布置也不合适。方案二：采用二级变速，传动系统图如下：图 3-2 二级变速传动系统图12同理： 30421zz主驱 n.总体传动比 1.75驱主i取第二组传动副间传动比为 34z 50 14z 102z 321nz驱主381 6最大齿轮即齿轮数为 150 齿的齿轮半径为 125m.8725.105M方案二不合适方案三：采用三级变速，传动系统图如下：图 3-3 三级变速传动系统图30654321zz主驱
35、nzn654321.鉴于前两种方案均不合适在齿轮数选的过大，在这里取齿轮副的齿数和Sz120 1204365zz 453z 7564z2182 又 mm12.9327.613方案三合适。3.1.4 主轴箱体的选择方案三中，所有齿轮的横向尺寸如下： 5.9372750,6zl（3-6）差组合机床设计第一册表 51 取箱体尺寸为 1000500，卧式用。3.1.5 验算齿轮模数根据弯曲疲劳强度计算驱动轴上的齿数模数（1）计算齿轮工作应力循环次数 N动力头驱动轴齿轮 z1=2291 108.30152760）（N （3-7）9283./3（3-8）（2）查机械设计图 1018 得弯曲疲劳寿命系数6.
36、01FNk 8.02FNk（3）由机械设计图 1020c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE51，大齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE3802a14.307.158604.1kFE（3-9）86.222 PNFEF（3-10）（4）计算载荷系数915.32.15. FVAK （3-12）小齿轮线速度 smnv /8.2in/7.8.2（5）查机械设计表 105 得齿形系数 7.1FY 4.2FY（6）查机械设计表 105 得14应力校正系数 57.1SY 6.12SY（7）计算大小齿轮的 F并加以比较039.14.372.1FS（3-13）6828.2FSY（3-14）（8）计算小齿轮转矩
37、45151 10938.2.7090.9npT（3-15）（9）计算 m35.20168.2.305.1).(234321 FSYdzK（3-16）模数取 m=2.5 合适3.1.6 计算传动轴及主轴的直径取轴材料为 45 钢，查机械设计表 153 取 120Am2.1657330驱npAd（3-17）而且 ITD32 驱动轴轴径为 30满足要求。II，III 轴直径 mnpAd2.159.41202 取 d52IV， V 轴直径 .8.3320 取 30VI， VII 轴直径 mnpAd.215013304 取 d54查组合机床设计第一册表 56，选取主轴箱中的齿轮均为通用齿轮15动力头齿轮
38、齿宽 mB41其余 382Z 取齿宽为 255 及 64Z的齿轮宽度均为 mB323.1.7 轴承的选择根据计算出的轴的直径，以及轴的类型，选择轴承，II，III，IV，V 均为传动轴，受到的轴向力很小，选用深沟球轴承，II，III 上采用深沟球轴承6005，IV，V 轴选用深沟球轴承 6006，VI，VII 轴即两根主轴上选用深沟球轴承 30307。3.1.8 轴的校核由于驱动轴直径，主轴直径是在绘制主轴箱和加工示意图时分别按标准和经验公式计算出的，然后选择的标准件，因此这里不校核驱动轴和主轴，而是校核 II，III 轴。 II，III 轴传动的功率，结构，轴径都一样，因此校核一根即可。II
39、 轴变力情况如下图：图 3-4 二轴变力图计算图中所示各力： mNnpT 6.2537871.9509501（3-18） dFt 2.451.2631NFtr 2.1640an1 （3-19）16NdTFt 3.548.2672 NFtr 5.19420an2 （3-20） 02121rNVF106361t2NHt F 46r32r01212tNHtFV.5V6.351 3.4 F7.8图 3-5 校核图 mNMVH 6.2091.75622(3-21)WTTWca22 )()(4)(3-22)查机械设计表 154 得 12548325)(32）（dtb(3-23) a.156.7.0(6.9
40、22 MPca）(3-24)前已选定轴的材料为 45 缸。掉局处理，得 m011caII，III 轴强度合适3.1.9 轴承的校核由前面轴的校核中，计算出的 1NHF, V, 2N, VF可以确定出两深沟球6005 所受的径向力 1rF，如下：NVHr 4.386.5.4221 (3-25)17NFNVHr 9.683.5768222 (3-26)轴承所受的当量动载荷 p（计算承受径向力较大的）fpr 4.109.52(2-27)查 机械设计表 136，对于中等冲击或中等恒性力 8.12pf这里取 5.1pf查机械设计手册表 61 得深沟球轴承 6005 的基本额定动载荷Ncr0计算轴承寿命：
41、 )(60pcnLh，对于球轴承 3 636 108.108/2715)(1 ）（h(3-28)显然轴承寿命满足要求3.1.10 齿轮的校核1、按齿面接触疲劳强度计算查机械设计式（108）得 EHZubdKFtcosin21(3-29)齿轮的接触疲劳强度 u 是齿轮副的传动比现在计算 III 轴与主轴上 45 齿与 75 齿齿轮副的接触疲劳强度 354756ZU(3-30)m429075381.90p903 NnT(3-31)NdFt .75.24(3-32) a9.376.1820cosin31.3891 MPH (3-33)上式中 EZ查机械设计表 106 得 EZ=188.9MPa.18
42、K 值在前面算齿轮模数时已经算出查机械设计图 1021 得齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH480limMPasH402.18lim又 H齿轮的接触疲劳强度满足。2、按齿根弯曲疲劳强度校核查机械设计式(104）得 bmYKFSat(3-34)查表 105 得 Z=45 时 35.2FaY 68.1 a7.791. MPbmKSaFt (3-35)查机械设计图 102 得齿轮的弯曲疲劳强度极限 PaF360lim MPSF30.16li(3-36)又 齿轮的弯曲疲劳强度满足。3.1.11 校核键联接的强度校核主轴上键的强度，键长 l=28mm,轴径 d=35 查机械设计表 62 得许用挤压应力 M
43、Pap120，取 Pap10，键，轴，齿轮材料均为刚： 8.23549023 pp MPakldT（3-37）3.1.12 主轴箱的润滑（1）轴承的润滑有脂润滑，油润滑，飞溅润滑，当滚动轴承的速度较低 min/025rdn，d 为轴承内径，n 为转速时采用脂润滑，油润滑多采用箱体内的油直接润滑轴承，当箱体内圆周速度 v23m/s 时，常用传到件转动时飞溅的油润滑轴承。计算 III 轴上齿数为 75 齿的齿轮的圆周速度 smznv /76.06105.27438560134 （3-38）19III 轴上深沟球轴承转速 nd: min/102i/74513827150 3rrmdn （3-39）主
44、轴箱中的轴承采用脂润滑。（2）齿轮的润滑若齿轮采用油润滑，则浸油深度最少应为 1 个齿高，但不得小于 10mm，且为避免油损失过大，同时为避免油搅动时沉渣泛起，齿顶到油池底面的距离应小于 3050mm，在此设计的周转箱最低的齿顶到油齿底面的距离 mmzH3025.17.10562 （3-40）齿轮不适合采用油润滑，又因为齿轮转速较低最大仅为 0.776m/s，所以在此齿轮的润滑也采用脂润滑。（3）周转箱体的密封由于齿轮和轴承均采用脂润滑，因此在主轴箱体隔板上的轴承外不用考虑密封，只是为防止箱体外的灰尘等进入主轴箱，因此在主轴伸出前盖处要有密封，考虑到主轴的转速较低，在此采用毡圈密封即可，毡圈密
45、封一般适用于线速5m/s3.2 夹具的设计在组合机床上加工时，工件依靠夹具上的定位支承系统，获得对于道具及其等高的正确的相对位置，夹具上的夹紧机构用来清除工件固变切削力工件自重的作用而产生的位移或振动，使工件在加工过程中继续保持正确的位置。夹紧机构通常由三部分组成：夹紧动力部分，中间传动机构和夹紧元件。设计夹紧机构时应满足一下要求：保证加工精度：夹紧后不能破坏工件正确的加工位置，不会破坏工件的已加工和夹紧表面；保证生产率；保证工作可靠；结果简单紧凑；操作方便203.2.1 夹紧动力的选择夹紧动力选择液压夹紧，液压夹紧具有操作简便，动作迅速，易于控制等优点，另外由于油液具有不可压缩性，因此液压夹
46、紧能够维持的刚性比气动夹紧所能维持的刚性高。3.2.2 定位元件的设计在绘制加工工序图时已经确定了钻定位孔时的定位基准，即左侧四个凸台面，底面以及顶面第三个缸套孔。设计的钻定位孔机床为单工件卧室机床，工件加工时的放置形式已经确定。左侧四个凸台面采用支承板定位，限制沿 z 轴方向移动的自由度，顶面采用钻模板定位，同时钻模板上安装有导套起导向作用。以上两支承板分别限制 V 沿x 轴移动，z 轴的移动，绕 z 轴的转动，绕 y 轴的转动，绕 z 轴的转动五个自由度。那么顶面缸套孔的定位应限制沿 y 轴移动。为了防止过定位，插入缸套孔中的杆应做成扁的，而不是圆柱形的。同时杆应能自动控制出入缸套孔，由于
47、前述采用液压夹紧，为简化结构，这里杆的自动控制也由液压来控制。再者，由于此时缸套孔未经加工，因此缸套孔直径尺寸精度较低，为使定位杆插入缸套孔时不至于因粗定位精度不高而进不了缸套孔中，把定位杆前段做成带定位杆结构，形状如下：图 3-6 带定位杆结构图3.2.3 夹紧机构的设计夹紧力的作用点为右面放水阀平面，夹紧力的方向是垂直向下的。参考组合机床设计第一册图 3109，夹紧机构采用直接夹紧机构，借助杠杆改变作用力的大小和方向，结构如下：21图 3-7 直接夹紧机构为使夹紧力右工件上均匀分布，将杠杆 3 做的较长，使压板 4 的中心线能和工件的中心线对齐，这样便可使夹紧力均匀分布在工件上，使得夹紧机构工作可靠。3.2.4 夹紧力的确定工件加工时所受的切削力 P，夹紧力 Q1，Q2 方向如下：图 3-8 夹紧力方向（1）计算钻头钻孔时给工件的轴向力查外文资料 8.2.5 7.0kdfp=因为工件为铸铁件所以 k=60.5 Np2.934.0825.67.（3-41）
