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前言
本設計需要綜合運用大學四年所學的知識，同時還需進一步學習各方面相關的知識，發(fā)揮創(chuàng)新能力。本設計作為一名應用技術學院機械設計專業(yè)學生的畢業(yè)設計，滿足畢業(yè)設計的要求，難度及工作量適中，在內(nèi)容上力求簡明扼要、嚴格精選。
本設計論文包括以下幾大部分內(nèi)容：中英文摘要、緒論、第一章 機床總體設計、第二章 多軸箱部件設計、第三章 多軸箱零件校核及總結和參考文獻。
本設計全部采用最新的國家標準和技術規(guī)范，以及標準術語和常用術語。
本設計全部由黃強教授指導，在設計中承蒙黃教授和本設計組中同學的支持和幫助，為本人提供了許多寶貴的意見和建議、資料，在此表示衷心的感謝！
由于本人水平有限，在設計中難免有錯誤和不妥之處，懇請各位老師批評指正！
Xx
2011年5月
目錄
前言………………………………………………………1
中文摘要…………………………………………………Ⅰ
英文摘要…………………………………………………Ⅲ
緒論………………………………………………………1
第一章、組合機床總體設計……………………………5
1-1、組合機床工藝方案的制定…………………5
1-2、組合機床切削用量的選擇…………………6
1-3、組合機床配置型式的選擇…………………6
1-4、組合機床的總體方案設計…………………7
第二章、多軸箱部件設計……………………………13
2-1、多軸箱設計…………………………………13
2-2、主軸設計……………………………………13
2-3、齒輪布置……………………………………13
2-4、多軸箱的潤滑，手柄軸的設置……………17
第三章、多軸箱零件校核……………………………19
3-1、軸的校核…………………………………19
3-2、齒輪的校核………………………………22
3-3、軸承的選擇與校核………………………24
總結……………………………………………………26
參考文獻………………………………………………27
摘要
本論文主要說明組合機床設計的基本過程及要求。組合機床是按高度集中原則設計的，即在一臺機床上可以同時完成同一種工序或多種不同工序的加工。組合機床發(fā)展于工業(yè)生產(chǎn)末期，與傳統(tǒng)的機床相比：組合機床具有許多優(yōu)點：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作臺、及電源一些基本部件及一些特殊部件，根據(jù)不同的工件加工所需而設計的。
在組合機床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多數(shù)組合機床來說，則主要用于平面加工和孔加工兩大類工序。論文主要內(nèi)容包括四大部分：
（1）、制定工藝方案 通過了解被加工零件的加工特點、精度和技術要求、定位夾緊情況、生產(chǎn)效率及機床的結構特點等，確定在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，并繪制被加工零件工序圖。
（2）、組合機床的總體設計 確定機床各部件之間的相互關系，選擇通用部件和刀具的導向，計算切削用量及機床生產(chǎn)效率、繪制機床的尺寸聯(lián)系圖及加工示意圖。
（3）、組合機床部件設計 包括專用多軸箱的設計，傳動布局合理，軸與齒輪之間不發(fā)生干涉，保證傳動的平穩(wěn)性和精確性。專用主軸設計、軸承的選用及電機的選擇等。
另外，本文還涉及到大量的設計和計算，包括：
（1）、主軸的選擇和傳動布置，以保證加工過程中被加工零件的精度；
（2）、傳動軸的設計和校核，以保證軸的剛度；
（3）、齒輪的設計、計算，對齒輪的強度和剛度進行校核；
多軸箱部分是本次設計的重要環(huán)節(jié)，本次設計中它的設計既要保證工作臺的運動的合理、平衡和準確，又要滿足工作要求。在本文中的大量設計、計算使它在理論上滿足了設計和工作的要求。
關鍵字：組合機床；設計；過程；功能
Abstract
This thesis mainly elucidates the basic process and requirements that design of the combination machine. Combination machine is designed according the fundamental , which highly centralized ,or , more correctly it can process one working procedure or more different working procedures at one time . Combination machine was developed in the end of industrial production compared with traditional machine; combination machine has many advantages , such as high efficiency , high accuracy and low cost . It is composed of some general parts , such as bed ,column ,work able ,power unit ,and some special parts designed according to different work piece machining need.
The preface of a lot of works can be completed on the combination machine, but in regard to the majority current usage of combination machine, then and primarily used for the flat surface to process and the bore to process two big work preface. The main part including :(1) Formulating technological plan We,ve learned the characteristic of the part designed ,accuracy and specification ,locating and fixing ,productivity and machining structure by the practice .Then the technological operation and work order can be determined which can be finished in combination machine.(2) Combination machine frame design determines the interrelation of the different part in the machining tool ,select general parts and tool oriented .Then compute cut feed and productivity finally draw a sketch map of the machine .(3) Combination machine parts design including headstock、proper transmission layout 、shaft and gear move freely without interference which ensure the stability and accuracy during transmission ,then design dedicated select bearings and engine etc.(4)Hydraulic pressure equipment design slipway and locating and fixing device are all controlled by hydraulic pressure .It adopts many hydraulic control valves ,which ensure the stability ,circulation and accuracy .
In addition ,the thesis deals with amount of components devices and calculations ,including :(1) Choice of the main shaft and disposal of transmission , by doing so to ensure the accuracy of components machining in process when the main shaft rotating; (2)The device and check of the transmission shaft ,so it can assure the rigidity of the shaft is allowable ;(3) Gear device and calculations ,check the performance in the strength and rigidity of it ;headstock is a very important part in this thesis ,the design of it here not only ensures the rationality 、equipoise and stability of the motion of the slipway ,but also satisfies the requirements of different work environment .So many design and calculations about it in this thesis suggests this system fully meets the requirements in design and work theoretically.
Keywords:
combination machine ;design ;process ;function
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緒論
一、組合機床及其特點
組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效專用機床。它能夠對一種（或多種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。
組合機床與通用機床、其他專用機床比較，具有以下特點：
(1)組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床零、部件總量的70~80%，因此設計和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟效果好。
(2)由于組合機床采用多刀加工，并且自動化程度高，因而比通用機床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，勞動強度低。
(3)組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設計和長期生產(chǎn)實踐考驗的，又有專門廠成批制造，因此結構穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。
(4)在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導向裝置等，加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。
(5)當被加工產(chǎn)品更新時，采用其他類型的專用機床時，其大部部件要報廢。用組合機床時，其通用部件和標準零件可以重復利用，不必另行設計和制造。
(6)組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應大規(guī)模的生產(chǎn)需要。
組合機床雖然有很多優(yōu)點，但也還有缺點：
(1)組合機床的可變性較萬能機床低，重新改裝時有20%~30%的零件不能重復利用，而且改裝時勞動量較大。
(2)組合機床的通用部件不是為某一種機床設計的，它是具有較廣的適應性。這樣，就使組合機床的結構較專用機床稍為復雜些。
二、組合機床的分類
組合機床有大型組合機床與小型組合機床兩大類，它們不僅在體積和功率上有大小之別，而且在結構和配置型式等方面也有很大的差異。這里主要說明大型組合機床的配置型式。大型組合機床的配置型式可分為三大類：
1、具有固定式夾具的單工位組合機床
這類組合機床夾具和工作臺都固定不動。動力滑臺實現(xiàn)進給運動，滑臺上的動力箱實現(xiàn)切削主運動。根據(jù)動力箱和多軸箱的安置方式不同，又可分為以下幾種：
(1)臥式組合機床（動力箱水平安裝）；
(2)立式組合機床（動力箱垂直安裝）；
(3)傾斜式組合機床（動力箱傾斜安裝）；
(4)復合式組合機床（動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)）。
2、具有移動式夾具的（多工位）組合機床
這類組合機床的夾具安裝在直線移動工作臺或回轉工作臺上，并按照一定的節(jié)拍時間作間歇移動或轉動，使工位得到轉換。這類機床的配置型式，常見的有以下四種。
(1)具有移動工作臺的機床，這類機床的夾具和工件可作直線往復移動。
(2)具有回轉工作臺的機床，這種機床的夾具和工件可繞垂直軸線回轉，在回轉工作臺上每個工位通常都裝有工件。
(3)鼓輪式機床，這種機床的夾具和工件可繞水平軸線回轉。此種機床一般為臥式單面或臥式雙面，而較少采用三面配置。此外也有輻射式的，它除了安裝臥式動力部件外，還在垂直于鼓輪回轉的平面上安裝動力部件。
(4)中央立柱式機床，這種機床具有臺面直徑較大的環(huán)形回轉工作臺。在工作臺中央安裝立柱，立柱上安裝動力部件，而在工作臺的周圍還安裝有臥式動力部件，工件和夾具則安裝在回轉工作臺上，這種機床一般都是復合式的。
3、轉塔多軸箱式組合機床
轉塔多軸箱式組合機床分為兩類：單軸轉塔動力頭式組合機床和多軸轉塔頭式組合機床。前者轉塔頭的每個結合面可安裝一個剛性主軸。后者轉塔頭的每個結合面可安裝一個多軸箱。這種機床一般配置型式有：
(1)轉塔式多軸箱只實現(xiàn)切削運動，被加工零件安裝在滑臺上，由滑臺實現(xiàn)進給運動；
(2)轉塔式多軸箱安裝在滑臺上，轉塔式多軸箱既實現(xiàn)切削主運動又實現(xiàn)進給運動。
其中，轉塔多軸箱式組合機床可能組成雙面式或三面式，同時對工件的兩、三個平面進行加工。
三、組合機床的工藝范圍
組合機床可完成的工藝有銑平面、刮平面、車端面、鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔、攻絲、倒锪窩、鉆深孔、切槽等。隨著綜合自動化技術的發(fā)展，組合機床可完成的工藝范圍也在不斷擴大，除了上述工藝外，還可完成車外圓、車錐面、車弧面、切削內(nèi)外螺紋、滾壓孔、拉削內(nèi)外圓柱面和平面、磨削、拋光、珩磨，甚至還可以進行沖壓、焊接、熱處理、裝配、自動測量和檢查等。
四、組合機床的發(fā)展方向
近幾年組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器、縫紉機、自行車、閥門、礦山機械、冶金、航空、紡織機械及軍工等部門已獲得廣泛的使用，一些中小批量生產(chǎn)部門也開始推廣使用。我國在組合機床及其自動線上將獲得較快的發(fā)展，其發(fā)展方向為：
1、提高通用部件的水平 衡量通用部件水平的主要標準是：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性能參數(shù)先進，工藝性好，精度高和精度保持性好。
目前應注意開發(fā)適應強力銑削的大功率動力滑臺，高精度鏜削頭和高精度滑臺，以及適應中、小批生產(chǎn)的快調、速換動力部件和支承部件。
機械驅動的動力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點。目前，機械驅動的動力部件應用了交流變頻調速電機和直流伺服電機等，使機械驅動的動力部件增添了新的競爭能力。
動力部件采用鑲鋼導軌、滾珠絲杠、靜壓導軌、靜壓軸承、齒形皮帶等新結構，支承部件采用焊接結構等。由于提高了部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。
2、提高生產(chǎn)率 目前組合機床及其自動線的生產(chǎn)率不斷提高，循環(huán)時間一般是1~2分鐘，有的只用10~30秒。提高生產(chǎn)率的主要方法是改善機床布局，增加同時加工的刀具，減少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性以及縮短輔助時間等。為了減少自動線的停車損失，提高自動線的柔性，采用電子計算機進行自動線的管理。
3、擴大工藝范圍 現(xiàn)在組合機床及其自動線一般已不是完成一個工件的某幾道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。除過去完成平面銑削、鉆孔、擴孔、锪孔、攻絲、粗鏜孔外，現(xiàn)在已擴大到能完成車削、磨削、拉削、精鏜以及非切削加工（如檢查、自動裝配、清洗、試驗以及打印分類等）工序。
4、提高加工精度 現(xiàn)在在組合機床及其自動線上又納入了很多精加工工序，如進行1級精鏜，保證孔加工位置度在0.02毫米。為了使自動線能穩(wěn)定地保證加工精度，已廣泛采用自動測量和刀具自動補償技術，保證調刀不停車。
5、提高自動化程度 目前組合機床及其自動線發(fā)展十分迅速，越來越多的組合機床用于組成自動線，組合機床本身則是全自動方向發(fā)展的。為此，重點是解決工件夾壓自動化和裝卸自動化。
6、提高組合機床及其自動線的可調性 為了提高中小批生產(chǎn)的一些箱體件的生產(chǎn)率，近幾年來發(fā)展了可調的多工序多刀具的組合機床及其自動線，它們大多采用數(shù)字程序控制。除早期發(fā)展的多品種、成組加工的組合機床及其自動線外，還創(chuàng)造了自動換刀和自動更換多軸箱的組合機床，還有用于加工中小批生產(chǎn)箱體零件的可自動更換對多軸箱的組合機床。用一臺這樣的機床就能完成一種工件的全部工序加工，能起到一條流水線的作用。特別是數(shù)字程序控制的發(fā)展，為發(fā)展這種機床創(chuàng)造了更有利的條件。
7、創(chuàng)制超小型組合機床 為了適應儀器儀表工業(yè)小箱體加工需要，創(chuàng)制超小型組合機床是必需的。這種機床多由超小型氣動液壓頭配置而成，體積小，效率高，并能達到高的加工精度。
8、發(fā)展專用組合機床及其自動線 隨著組合機床技術的發(fā)展，過去一直被認為需按具體加工對象專門設計，而是可以作為通用品種進行成批生產(chǎn)的，用戶根據(jù)自己加工產(chǎn)品的需要，配上刀具及工藝裝備，即可組成加工一定對象的高效機床。
第一章、 組合機床總體設計
1-1 、組合機床工藝方案的制定
組合機床用于鉆削變速箱上端蓋底面的4個孔，并且要達到其加工精度。為了滿足其加工精度的要求，我們首先要對加工的零件做工藝方案的分析，制定組合機床工藝方案是設計組合機床最重要的步驟之一。工藝方案制定的正確與否，將決定機床能否達到“重量輕、結構簡單、效率高、質量好”的要求。
(1)加工工序和加工精度
被加工零件需要在組合機床上完成的工序及加工精度，是制定機床工藝方案的主要依據(jù)。
本組合機床為鉆孔：4個孔
孔的要求：Φ8.5 位置度φ0.30 表面粗糙度Ra1.6
(2)被加工零件特點
工件硬度：HB 85
材料：Y122
鑄件
(3)工件生產(chǎn)方式
被加工零件的生產(chǎn)批量的大，所加工的孔的要求不是很高，變速箱的粗加工、精加工可在同一臺機床上進行，從提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定保證加工精度的角度來講是合理的。
1、工藝基面的分析
(1)采用三面定位（見工序圖）
(2)夾緊面為頂面非加工側的邊緣部分。
2、加工工藝的分析
加工精度：IT8級
加工余量：鉸孔：0.5mm
刀具選擇：鉆鉸復合鉆
3、切削用量的選擇
鉆孔加工直徑為：Φ8mm 鉸孔加工直徑為：φ8.5mm
切削用量的選取可采用查表法，查《組合機床設計簡明手冊》高速鋼鉆頭切削用量表6-11可知：工件材料為Y122，HB為85，其切削速度為20~50m/min，走刀量為0.05~0.15mm/r。
對各主軸轉速的選取，由于該種材料質軟且材質較粘，因此應取較高切削速度，取切削速度V為40m/min，4根主軸的轉速均為：。
對走刀量的選取，考慮到工件系鋁件，孔的表面粗糙度要求比較高，應選用較低的走刀量，即取f為0.05mm/r。
1-2、組合機床切削用量的選擇
組合機床的正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度、工作進給量和切削深度，有很大關系。切削用量選擇適當，能使組合機床以最少的停車損失，最高的生產(chǎn)效率，最長的刀具壽命和最好的加工質量，也就是多快多省地進行生產(chǎn)。
組合機床鉆孔時的切削用量的選擇與加工精度及刀具的材料有很大關系。在確定切削用量時應注意的問題如下：
(1)盡量做到合理利用所有刀具，充分發(fā)揮其性能；
(2)復合刀具切削用量選擇，應考慮刀具的使用壽命；
(3)選擇切削用量時，應注意零件生產(chǎn)批量的影響；
(4)切削用量選擇應有利于多軸箱設計；
(5)選擇切削用量時，還必須考慮所選動力滑臺的性能。
1-3、組合機床配置型式的選擇
我們在選擇機床配置方案時，反對貪大求全，應正確處理先進性和可靠性的關系，選擇符合多快好省的機床方案。
現(xiàn)有立式和臥式兩種方案，比較如下：
主要比較指標：
(1)加工精度：立式加工精度較臥式高；
(2)排除鐵屑的方便性：臥式較好；
(3)夾具形式的影響：考慮到加工工藝要求，應選用臥式；
(4)穩(wěn)定性：臥式較好。
其余指標，如：機床生產(chǎn)率，機床使用方便性和自動化程度，機床結構的復雜程度和通用化程度等，兩種方案之間相差不大。
綜合考慮，應選用臥式單工位組合機床。
1-4、組合機床的總體方案設計
組合機床的總體設計，就是針對具體的被加工零件，在選定的工藝和結構方案的基礎上，進行方案圖紙設計。這些圖紙包括：被加工零件工序圖，加工示意圖，生產(chǎn)率計算卡片，機床聯(lián)系尺寸圖。即“三圖一卡”。
1、被加工零件工序圖
被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條自動線上完成的工藝內(nèi)容，加工部分的尺寸及精度，技術要求，加工定位基準，夾壓部位，以及被加工零件的材料，硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖紙。它是組合機床設計的主要依據(jù)，也是制造使用時，調整機床，檢查精度的重要技術文件。
被加工零件工序圖應包括下列內(nèi)容：
(1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機床設計有關的部位的結構形狀及尺寸。
(2)加工用定位基準，夾壓部位及夾壓方向。以便依此進行夾具的定位支承（包括輔助定位支承），限位夾緊，導向系統(tǒng)的設計。
(3)本道工序加工部位的尺寸，精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術要求，還包括本道工序對前道工序提出的要求（主要指定位基準）。
(4)必要的文字說明。如被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。
2、加工示意圖
零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加零件在機床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機床各部件間的相對位置關系，機床的工作行程及工作循環(huán)余等。因此，加工示意圖是組合機床設計的主要圖紙之一，在總體設計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、夾具、多軸箱、液壓電氣裝置設計及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺組合機床布局和性能的原始要求，同時還是調整機床、刀具及試車的依據(jù)。
(1)刀具的選擇(如下圖)
鉆鉸復合鉆
(2)導向結構的選擇（如下圖）
采用固定式導向，在每一個主軸上布置一個，位置應在靠近工件上端面距離為30mm。
(4)動力箱工作循環(huán)及其行程的確定
根據(jù)加工尺寸要求，確定工作進給長度為40mm，快速進給可定為100mm。
工作循環(huán)應如下：
3、組合機床生產(chǎn)率的計算
根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進速度等，就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡，用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負荷率等。
（1）單件工時的計算
從加工示意圖看出，工件的加工一次進給完成。
主軸每分鐘轉數(shù)n=1500轉，每轉進刀量f=0.05mm/r，進給長度L=40mm，所以工進時間T工為：
輔助時間T輔為：
T輔=T空 +T裝+T停
式中
T空——動力頭空程快進及快退時間，其值為：
T空=（L1+L2+L3）/V空
其中，L1——第一次快進長度，L1=100mm；
L2——第二次快進長度，L2=0mm；
L3——快退長度， L3=145mm;
V空——動力頭空程速度，V空=5米/分，故
T裝——零件的裝卸時間，其值為：
T裝=0.5分
T停=0分
綜上述，零件的單件工時T單為：
T單=0.6+0.048+0.1+1+0.05=1.8分
(2)機床生產(chǎn)率的計算
(3)編寫機床生產(chǎn)率計算卡（見生產(chǎn)率計算卡）
4、機床總體聯(lián)系尺寸圖的繪制
聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運動關系，以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求；通用部件的選擇是否合適；并為進一步開展多軸箱、夾具等專用部件、零件的設計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖，它表示機床的配置型式及總體布局。
組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設計的組合機床既能滿足預期目的性能要求，又能做到配置上勻稱合理、符合多快好省的精神，必須對所設計的組合機床各部件之間的關系進行全面的分析研究。這是通過繪制機床聯(lián)系尺寸圖來達到的。
（1）機床多軸頭電動機功率計算
零件材料：Y122，HB85
刀具：鉆鉸復合鉆Ф8.5mm（4個）
切削用量：n=1500r/min， f=0.05mm/r
多軸箱動力計算
P=0.05*4=0.2 KW
F=137.63*4=550.52N
電動機功率 N主=N切/η
按照主軸箱機械傳動效率η=0.8~0.9,當主軸數(shù)少于15時取大值，即取η=0.9
N主=N切/η=0.2/0.9=0.22 KW
（2）機床有關部件及尺寸的確定
動力部件用以實現(xiàn)切削刀具的旋轉和進給運動，是機床最主要的通用部件。
組合機床動力部件有多種結構型式和不同的傳動方式。該組合機床的主運動（旋轉運動）采用機械傳動，由動力箱上的電動機通過齒輪傳遞運動和動力；進給運動采用液壓驅動，即液壓動力。
據(jù)電機功率N主為0.22千瓦，結合要配滑臺，所以選擇名義尺寸為 32的動力箱ITD32Ⅰ（見圖1）
型號：Y100L-2，額定功率3 KW
額定轉速：2870r/min
驅動軸轉速n0=1445r/min.
圖1、 ITD32ⅠB
工作行程：
其中： 選5mm
選5mm
即：
所以：
（其中：取30mm 取50mm 取100mm ）
故：液壓動力滑臺選用1HJ32/250（250為液壓滑臺行程），
其主要技術參數(shù)：
行程：250mm，最大進給力：12500N
工進速度：19.8~638.9mm/min
快速移動速度：5m/min
側底座：1CC32
中間底座：非標準中間底座（550X520X560）
多軸箱最大輪廓尺寸，根據(jù)動力箱和工序圖，初選400Χ400，臥式主軸箱。
第二章、多軸箱部件設計
2-1、多軸箱設計
多數(shù)的多軸箱都屬于標準多軸箱，多軸箱是組合機床的重要專用部件。它是根據(jù)加工示意圖所確定的工件加工孔的數(shù)量和位置，切削用量和主軸類型設計的傳遞各主軸運動的動力部件，其動力來自通用的動力箱，與動力箱一起安裝于液壓滑臺，可完成鉆、擴、鉸、鏜孔等加工工序。
多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構組成。
2-2、主軸設計
主軸結構形式由零件加工工藝決定，并考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承形式是主軸部件結構的主要特征，該機床是進行鉆削加工的主軸，軸向切削力較大，最好用推力球軸承承受軸向力，而用向心球軸承承受徑向力。又因鉆削時軸向力是單向的，因此推力球軸承在主軸前端安排即可。
鉆、鉸6個Ф8.5的孔，根據(jù)主軸直徑和加工孔的關系，查經(jīng)驗手冊，取工作主軸直徑d=20mm。
2-3、齒輪布置
1、傳動比分配：
主軸箱內(nèi)的傳動比最佳為1~1 .5,在主軸箱后蓋內(nèi)的齒輪傳動比，根據(jù)需要，其傳動比可以取大些，但一般不超過3~3.5；齒輪模數(shù)，一般取2，2.5,3或3.5，齒數(shù)一般在17~70，齒寬b取32mm或24mm；在傳動系統(tǒng)中，最后一級采用升速傳動，為了使主軸上的齒輪不過大。
2、傳動系統(tǒng)設計
（1）驅動軸0——主軸1：
驅動軸0：m=3，=63mm，=21，=1445r/min；
傳動軸12：（齒輪1）m=3，d12 =63mm，Z12 =21
（齒輪2）m=2，d12 =58mm，Z12 =29
傳動軸13：（齒輪1）m=2，d12 =56mm，Z12=28
（齒輪2）m=2，d12 =54mm，Z12 =27
主軸1： m=2，d1=52mm，Z1=26
n1=×63/63×58/56×54/52
=1445×63/63×58/56×54/52
=1554r/min
（2）驅動軸0——主軸3：
驅動軸0：m=3，=63mm，=21，=1445r/min；
傳動軸12：（齒輪1）m=3，d12 =63mm，Z12 =21
（齒輪2）m=2，d12 =58mm，Z12 =29
傳動軸14： m=2，d12 =56mm，Z12=28
主軸3： m=2，d1=56mm，Z1=28
n3=×63/63×58/56×56/56
=1445×63/63×58/56×56/56
=1496 r/min
（3）驅動軸0——主軸4：
驅動軸0：m=3，=63mm，=21，=1445r/min；
傳動軸7：（齒輪1）m=3，d12 =63mm，Z12 =21
（齒輪2）m=2，d12 =50mm，Z12 =25
手柄軸8： m=2，d12 =60mm，Z12=30
傳動軸9： m=2，d12 =60mm，Z12=30
傳動軸10： m=2，d12 =54mm，Z12=27
主軸4： m=2，d1=48mm，Z1=24
n4=×63/63×50/60×60/50×50/54×54/48
=1445×63/63×50/60×60/50×50/54×54/48
=1505 r/min
（4）驅動軸0——主軸6：
驅動軸0：m=3，=63mm，=21，=1445r/min；
傳動軸7：m=3，d12 =63mm，Z12 =21
傳動軸11：（齒輪1）m=3，d12 =56mm，Z12 =28
（齒輪2）m=3，d12 =63mm，Z12 =21
主軸6： m=2，d1=54mm，Z1=27
n6=×63/63×63/63×56/54
=1445×63/63×63/63×56/54
=1498 r/min
（5）驅動軸0——油泵軸15：
驅動軸0：m=3，=63mm，=21，=1445r/min；
傳動軸12：（齒輪1）m=3，d12 =63mm，Z12 =21
（齒輪2）m=2，d12 =58mm，Z12 =29
傳動軸14： m=2，d12 =50mm，Z12=25
油泵軸15： m=2，d1=48mm，Z1=24
n15=×63/63×58/50×50/48
=1445×63/63×58/50×50/48
=1746 r/min
（6）驅動軸0——手柄軸8：
驅動軸0：m=3，=63mm，=21，=1445r/min；
傳動軸7：（齒輪1）m=3，d12 =63mm，Z12 =21
（齒輪2）m=2，d12 =50mm，Z12 =25
手柄軸8： m=2，d12 =60mm，Z12=30
n4=×63/63×50/60
=1445×63/63×50/60
=1205 r/min
3、傳動軸直徑計算：經(jīng)過公式簡單計算可得各傳動軸直徑取20和25mm
4、多軸箱坐標計算：
該多軸箱安裝在動力箱上，坐標原點靠近主軸箱左側（對著多軸箱正面看）的定位銷孔上，其尺寸是距多軸箱側邊E=20mm，距多軸箱低邊H=30mm。下面分別計算并驗算各主軸及傳動軸的坐標：
軸[1]：
x1=76
y1=98
軸[3]：
x3=175
y3=246
軸[4]：
x4=274
y4=240
軸[6]：
x6=175
y6=94
軸[7]：
x7=229.56
y7=138.5
軸[8]：
x8=282.525
y8=153.323
軸[9]：
軸[10]：
y10=244.1
軸[11]：
x11=226.816
y11=75.56
軸[12]：
x12=112
y12=170
軸[13]：
x13=59.293
軸[14]：
y14=225.864
軸[15]：
x15=350
y15=0
2-4、主軸箱的潤滑，手柄軸的設置
1、潤滑
大型標準主軸箱采用葉片潤滑油泵進行潤滑，油泵打出的油經(jīng)分油器分向各潤滑部分；軸承采用油潤滑；齒輪用油潤滑，由分油器分出的油管潤滑。
2、手柄軸的設置
組合機床主軸箱上一般都有較多的刀具，為了便于更換和調整刀具，或是裝配和維修時檢查主軸精度，一般每個主軸箱上都要設置一個手柄軸，以便于手動回轉主軸。選擇軸8為手柄軸。
3、油泵軸的確定
油泵軸15的轉速n13=1746轉/分。
第三章、主軸箱零件校核
3-1、軸的校核
選主軸3來校核
1、軸的材料：
45號鋼，調質處理。其機械特性查得：
δb=640Mpa, δs=355Mpa, δ-1=275Mpa,
τ-1=155Mpa,ψδ=0.2, ψτ=0.1,C=110
2、軸的功率P、轉速n、軸徑d、分度圓直徑d2、齒輪寬B
P=0.22KW
由前述可得：
d=25mm
=50mm
B=24mm
α= ，β= 0°
（1）求齒輪上作用力的大小、方向
齒輪上作用力的大?。?
(2)求軸承的支反力
水平面上支反力 ==/2=142.6846/2=71.3423N
垂直面上支反力
=(-+67)/134=(-25.1591*78/2+52.7341*67)/134=19.0446N
=(+67)/134=(25.1591*78/2+52.7341*67)/134=33.6895N
e)轉矩圖
3-2 、齒輪的校核
選傳動軸10與主軸4齒輪進行校核：
m=2，Z10=27，Z4=24，i=27/24=1.125
1、 材料、熱處理、許用應力
兩齒輪材料均選用40Cr,火焰表面淬火，48~55HRC。
查得：
預期齒輪壽命5年，每天工作12小時，工作載荷為輕微沖擊，則
查《機械設計基礎》圖，得：
2、驗算齒面接觸疲勞強度
載荷系數(shù)，取K=1.5
查得：
接觸應力為：
3、驗算齒根彎曲疲勞強度
取 K=1.5
查表：
許用彎曲應力：
彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，取
則：
由上述計算可知，均滿足要求。
3-3 、軸承的選擇與校核
1、選軸承、確定額定動負荷
軸3，直徑Ф25mm，軸承選用角接觸球軸承和深溝球軸承：
左端軸承：7205型，
右端軸承：205型，
3、求軸承受的軸向力Fa
查表知圓錐滾子軸承產(chǎn)生的軸向力
查手冊：
7205型：e=0.3，Y=2
205型： e=0.37，Y=1.7
=19N, =34N, =25N,n=520r/min
動載荷系數(shù)=1.5
7205型 =44800N,e=0.3,Y=2
軸承內(nèi)部的軸向力 S =/2Y=19/4=4.75N
=/2Y=34/4=8.5
軸承的軸向載荷:因軸承II被“壓緊”,故
= =4.75N
=+ =29.75N
4、求軸承的當量動負荷P
軸承I /=4.75/19=0.25
e 查有關設計手冊,X=0.4,Y=1.6 =(X+Y)=1.5*(0.4*34+1.6*29.75)=91.8N
同軸的結構要求兩端選擇同樣尺寸軸承，而且>,以作為軸承壽命計算的依據(jù)，求軸承的實際壽命。
已知滾子軸承 =10/3
所選軸承合適。
總 結
“鍥而不舍，朽木不折；鍥而不舍，金石可鏤?！苯?jīng)過二個多月的馬拉松式的緊張設計，隨著這份《設計說明書》的收筆也即將告捷?；叵肫鹪O計的過程，酸甜酸苦辣一言難盡。雖然時間的緊迫和就業(yè)的壓力始終徘徊在設計的過程中，但畢竟收獲的喜悅還是勝過了工作的幸勞。非常慶幸能在畢業(yè)之際交上一份令自己滿意的答卷。
本次畢業(yè)設計課題內(nèi)容覆蓋面廣。涉及到機械、液壓、電氣控制等多門主干課程，通過認真實習、調查、分析、研究、查閱大量參考資料，順利地完成了此次的畢業(yè)設計。這次的設計中，我也發(fā)現(xiàn)自己在基礎課和專業(yè)課上存在的缺陷，在張老師的悉心指導和同組同學的幫助下，我也逐漸地彌補自己的缺陷，努力將自己的設計做好。
通過此次畢業(yè)設計，我了解和掌握了組合機床設計的基本要求、步驟、方法及應考慮的有關問題，并鞏固和深化了大學三年中幾乎所有專業(yè)知識，培養(yǎng)了科學的思維、工作方式和理論聯(lián)系實際的能力，更是體會到了相互協(xié)作的工作精神，給即將踏上工作崗位的我們起到一次很好地實戰(zhàn)練兵演習，為將來的工作打下基礎。
在本次設計中，全部由張道德教授指導，張老師工作細致，嚴謹治學，不僅在設計中給予我極大的幫助，指導我完成工作，還教給我許多做人的道理：“多讀書，求甚解”，“活到老，學到老”，我感受很深，不懂不可怕，重要努力去弄懂。張老師作為一位碩士生導師，教給我們這些做人做事的道理，在以后的生活工作中都是非常有用的，在此表示深沉地謝意！同時，借此機會謹向教誨過我的老師們表示深深地謝意；向在身后一如既往地支持我的父母表示深深地謝意；向在設計過程中關心和幫助我的同學表示深深地謝意！
由于本人設計經(jīng)驗不足，不妥之處在所難免，水平亦有限，懇請各位老師批評指正。
參考文獻
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