1、I摘要本设计介绍了犁刀变速齿轮箱体多轴箱的设计，其中包含了零件加工工艺的确定，设计中首先要了解工件的加工工艺路线及工序的计算，确定攻螺纹主轴的直径，初步选用电机型号及机床各部分部件。编制三图一卡（被加工零件工序图，加工示意图，机床联系尺寸图，机床生产率计算卡） 。在多轴箱设计中，确定传动系统，计算主轴坐标，传动部件的校核及主轴箱的总图绘制。本设计将钻孔、攻丝两工艺结合为一体，降低了机器成本，而且节省了加工时间，提高了工作生产效率。关键词： 齿轮箱体 组合机床 总体设计 攻丝多轴箱 IIAbstractThe design on the Lidao Biansuchilun Box axlebo
2、x more than the design, which includes parts of the processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece in the processing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice of motor Model and some parts of the mach
3、ine. Figure 1 of the three cards (the processing parts process map, diagram processing, machine tools Contact size map, machine tool productivity calculation card). In multi-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindle box and check th
4、e total mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words: Gear Box The Combination of Machine Tools Design multi-axle Box TappingIII目录摘要 .IAbstract.II第一章 组合机床概
5、述 .1第二章 犁刀变速齿轮箱体工艺分析 .52.1 被加工零件的功用.52.2 编制工艺规程及分析.52.2.1 被加工零件的技术要求.52.2.2 计算生产纲领.52.2.3 毛坯的选用.62.3 零件加工工艺路线的拟定.72.3.1 工件定位.72.3.2 定位基准的选择.82.3.3 工序的集中和分散.82.3.4 加工工序的设计.92.3.5 热处理的安排.92.3.6 初步拟定工艺规程.92.4 攻丝切削用量的选择.10第三章 钻孔、攻丝组合机床的结构设计 .113.1 组合机床的配置形式的选择.113.2 动力部件的选择.113.3 通用部件选择.123.3.1 主轴箱的轮廓尺寸
6、的确定.123.3.3 侧底座.133.3.4 中间底座.143.3.5 动力部件工作行程及循环的确定.143.3.7 初步确定装料高度.15第四章 绘制“三图一卡” .164.1 绘制被加工零件工序图.164.2 绘制被加工零件加工示意图.164.3 机床联系尺寸图的绘制.184.4 专用机床生产率计算卡的编制.184.4.1 生产率的计算.184.4.2 编写生产率计算卡.20第五章 组合机床攻螺纹多轴箱设计 .215.1 攻螺纹概述.21IV5.2.1 内容及注意事项.215.2.2 主轴外伸尺寸及切削用量.225.3 主轴齿轮的确定及计算 发.225.3.1 主轴形式和直径，齿轮模数的
7、确定.225.3.2 多轴箱所需动力计算.235.4 多轴箱的传动设计.245.4.1 对多轴箱的传动系统的一般要求.255.4.2 拟订多轴箱传动系统的方法.255.5 主轴、传动轴坐标计算.285.5.1 加工基准坐标系 xoy，计算主轴驱动轴坐标.285.5.2 验算中心误差.305.5.3 制坐标检查图.315.6 对传动零件进行校核.325.6.1 轴的挍核.325.6.2 齿轮的挍核.335.7 攻螺纹装置的设计.355.7.1 攻螺纹靠模机构及卡头.355.7.2 攻螺纹装置.355.7.3 攻螺纹行程的控制.365.8 多轴箱总图及零件图的绘制.375.8.1 主视图.375.
8、8.2 展开图.375.9 多轴箱技术条件.38第六章 结论 .40参考文献 .41附录 .42致谢 .431第一章 组合机床概述本设计是对齿轮箱体钻孔、攻丝组合机床总体及攻螺纹多轴箱设计。通过本次设计掌握组合机床的工作原理，设计方法和了解组合机床的发展史及未来的发展前景。动力箱 、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件，是组合机床通用部件中最基本的部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台。固定在动力箱上的主轴箱是用来布置切削主轴，并把动力箱输出轴的旋转运动传递给各主轴的切削刀具。由于各主轴的位置与具体被加工零
9、件有关，因此主轴箱必须根据被加工零件进行设计。不能制造成完全通用的部件，但其中很多零件（如主轴、中间轴齿轮和箱体等）是通用的。组合机床在目前被广泛应用。组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床，它能够对工件进行多刀，多轴，多面，多工位同时加工。在组合机床上可以完成钻孔，攻丝，铰孔，车削，镗削，磨削及液压等工序。组合机床结构稳定，工作可靠，使用和维修方便，有可重新改装的优越性。其通用零部件可以多次重复使用。它可以同时从几个方向采用多把道具，对几个工件进加工，大大提高了生产率，而且他还具有设计制造周期短，占地面积小等特点。所以组合机床越来越广泛的被广
10、泛的被应用到各行各业。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。组合机床的通用部件有：床身（侧底座） 、底座（包括中间底座和立柱底座） 、立柱、动力箱、动力滑台、各种工艺切削头等。对于一些按顺序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台和回转工作台。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。图 1-1 为各种组合机床配置方案示意图 13.2图 1-1 各种组合机床配置方案示意图组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零
11、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、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。近年来组合机床的主要用户汽车制造厂为了提高产品质量和加强竞争力，对加工设备提出了一些新的要求，如高生产率、缩小加工尺寸的分散度、高可靠性、高利用率和柔性化；此外要求组合机床价格低，交货期短，售后服务好。这对组合机床行业是一种新的挑战，其中有一些要求相当苛刻的。在不断革新和采用新技术以及一些有关工业及配套件厂的共同努力下，
12、有不少要求已得到满足，在技术上取得了一些新的进展。例如，在对组合机床高生产率方面，要求单线（不采用并联线）加工大件（指缸体、缸盖、变速箱体、变速器壳）的生产率达到 120-182 件/h （100%负荷时） ，也就是节拍时间为 20-30s 或更短。又如，车削活塞变椭圆裙部的数控专门化车床，转速高达 5000r/min，生产率可达 500 件/h。它采用了新颖的往复运动刀架（直线伺服电动机驱动、采用计算机磁盘驱动和定位原理，以及滚动导轨铝质套筒形密封结构）和高抗振性聚合物人造花岗岩床身等新技术；其加工的外圆公差可达 0.0013mm，仅为图纸要求公差的 1/2，可以不必再分组的办法进行选择装备
13、，便可做到互换装配，从而减少零件的库存量和分组、保管、配对等手续和管理上的麻烦，更加便于实现“准时制生3产” 。对于组合机床来说达到完全互换装配的加工精度尚有些距离，如精镗汽缸孔的精度目前还只能达到 0.02mm，如能达到 0.012-0.015mm 就可以达到完全互换装配了，在高可靠性和利用率方面，部分组合机床自动线可达到三班制常年生产（利用班休间隔进行换刀） 。当前不但有一个国家内各组合机床制造厂之间存在着竞争，同时还在各国著名机床厂之间也出现了竞争。如美国较著名的组合机床厂 Cross 公司及其参加的 Kearney Cross 联营公司由于连年亏损，于 1991 年被 Giddings
14、 Lcwis 公司收购而消失了。美国是汽车工业发达、需要组合机床及其自动线较多的国家。近年来，德国、意大利的几个较著名的组合机床制造厂纷纷打入美国市场，1991、1992 两年输入美国的组合机床及其自动线价钱金额达 2.8 亿美元。由于柔性制造设备和技术的发展和广泛应用，特别是加工箱体件柔性制造单元和柔性制造系统的应用，取代了一部分单一品种生产用的组合机床及其自动线，预计 90年代组合机床在机床市场中所占的比例将继续降低。一份 1990 年发表的美国机床市场调查及预测报告（表 1-1）表明，组合机床在机床市场中所占的份额（金额计算） ，从80 年代中期的平均占 15%，将到 989 年的 9.
15、3%，预计 90 年代前半期还将继续下降到7.7%。而加工中心所占比例将上升 3 个百分点（由 18%升至 21%） 。另一份报告（美国Manufacturing Eninineering.1991.102.No1:18）指出，1990-1997 年美国柔性制造系统和柔性制造单元的产值将从 7.69 亿美元增至 17 亿美元。美国组合机床市场会进一步缩小，也是一种必然的趋势。各国情况不同，但适应市场对产品多样化的要求，利用柔性较大的设备进行多品种生产和易于实现产品的更新换代则是一种必然的趋势，虽然组合机床也在向柔性化发展，但其柔性毕竟不及柔性制造系统，其应用总是受到一定限制，组合机床市场的缩小
16、将会程度不同地出现。美国组合机床（其包括内容与我国比较接近）的产值在金切机床产值中占的比例较高，大多数年份都在 20%以上，表明美国组合机床行业是比较发达的。从单台（条）的平均价值金额看，美国较高，表明美国组合机床自动线的产量较多。意、法两国组合机床的产量和产值虽然较少，但其在金切机床年产值中的比例却高于德国和日本，表明这两国重视组合机床的生产。美国组合机床的常量很少，所占比例较低，未受重视。4表 1-1 美国金属切削机床市场情况及预测组合机床的更新情况，可以每隔几年一次机床拥有量普查中有关各类机床役龄的统计及其所占百分比的数据中推算出来。美国是机床普查工作进行得比较好的国家，其分类及役龄统计
17、都比较完整。美国 1968-1989 年进行了 5 次机床普查。组合机床（包括自动线）的拥有量、构成比及役龄的百分比表明组合机床的构成比有些变化，但变化不大；70 年代后期构成比最大，80 年代又逐渐减少，可以认为 70 年代后期组合机床在美国的应用达到高潮。从役龄的百分比来分析组合机床的更新情况是，1983年和 1989 年的 0-4 年役龄的各占 16%和 14%，而调查是每五年进行一次，大约每年有 3%的新组合机床投入使用，总量变化不大，可以认为其更新率约为 3%。从其他几个役龄上看，5-9 年役龄的增加了 10%，20 年以上役龄的减少了 16%，组合机床的役龄是更年轻化了。这种情况可
18、以认为有比较普遍的意义。5第二章 犁刀变速齿轮箱体工艺分析2.1 被加工零件的功用箱体的功用箱体零件是机械制造中加工工序较多，劳动量较大的，精度要求高的典型零件。变速箱体是专用机床的关键零件，箱体的质量直接影响到机床的使用功能，箱体内装有许多零件，所以箱体上相应部件作为零件的装配部件的基础，它们之间的相对位置基本上是由箱体来保证的，所以箱体的加工表面的尺寸、形状、位 精度都有非常严格的要求。 2.2 编制工艺规程及分析2.2.1 被加工零件的技术要求犁刀变速齿轮箱体材料为HT200。该材料有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用承受教大应力、要求耐磨的零件。该零件主要加工表面为N面、R面、Q
19、面和2-80H7 孔。N面的平面度为0.05mm，直接影响旋耕机与拖拉机变速箱的接触精度及密封。2-80H孔的同轴度 0.04mm，与N面的平行度0.07mm，与R面及Q 面的垂直度0.1mm以及R面相对Q面的平行度0.005mm，直接影响犁刀传动对 N面的平行度及犁刀传动齿轮的啮合精度、左臂壳及右臂壳体孔轴线的同轴度。因此，再加工他们时，最好能在一次装夹下将两孔或两面同时加工出来。2-10F9孔的两孔距尺寸精度（ 14 0.05）mm以及（14 0.05）mm对R面及N 面的平行度0.06mm，影响旋耕机与变速箱连接时的正确定位，从而影响犁刀与变速箱倒挡齿轮的啮合精度。2.2.2 计算生产纲
20、领犁刀变速齿轮箱体，该产品年生产量为50000件，设其备品率为16%，机械加工废品率为2% ，现制定该零件的机加工工艺规程技术要求：（1） 铸件消除内应力。6（2） 未注明铸造圆角为R2R3。（3） 铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷。（4） 允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于5mm ，深度不大于3mm，相距不小于30mm,整个铸件孔眼不多于10个。（5） 未注明倒角为0.545。（6） 所有螺孔锪90锥孔至螺纹外径。（7） 去毛刺，锐边倒角。（8） 同一加工平面上允许有直径不大3mm，深度不大于 15mm，总数不超过5个孔眼，两孔之间不小于3mm。（9） 涂漆按NJ226-31执行。计算
21、犁刀变速齿轮箱体年产量N：N=Qn(1+a%+b%)=5000011+16%+2%) （21）=59000件/年该零件的质量为7kg。根据生产类型与生产纲领的关系。查表3-3 生产类型可确定1为大量生产。2.2.3 毛坯的选用根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，又已知零件生产纲领为59000件/ 年，该零件约为7kg，可知，其生产类型为大批量生产。毛坯的制造方法选用砂型机器造型。又由于箱替零件的内腔及2-80mm的孔须铸出。故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效。（1）铸件尺寸公差分为16级，由于是大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型。由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10级，选取铸件箱值为 1.0mm。（2）铸件机械加工余量对成批大量的铸件加工余量由工艺人员手册 查得，选取 MA为G级，各表的总3余量见表21。由工艺人员手册可查得铸件主要尺寸公差见表22。表 21 各加工表面总余量/mm加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明R 面Q 面N 面168168168GHG455底面，双侧加工（取下行数据）顶面降一级，双侧加工侧面，单侧加工（取上行数据）
