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    第四章 组合机床从轴箱设想 第一节 概述 一 从轴箱的用处及分类 从轴箱是组合机床的次要部件之一。按公用要求进行设想,由通用零部件构成。 其次要感化是,按照被加工零件的加工要求, 放置各从轴,并将动力和活动由电机或动力 部件传给各工做从轴,使之获得要求的转速和转 向。 从轴箱是按照加工示企图所确定的工件加工孔的数量、,切削用量和从轴类型设想的传送各从轴活动的动力部件。 其动力来历于通用的动力箱,取动力箱一路安拆正在进给滑台上,将动力和活动传给从轴,使 之获得要求的转速和转速,可完成钻孔、 扩孔、铰孔、镗孔、铣削等加工工序。 1 从轴箱一般具有多根从轴,同时对一列孔系进行加工。但也有单轴的,用于镗孔居多。 2 从轴箱按布局大小,可分为大型从轴箱和小型从轴箱两大类。大型从轴箱又分为通用(即尺度)从轴箱和公用从轴箱两种。 3 通用从轴箱布局典型,能操纵通用的箱体和传动件。 4 公用从轴箱布局特殊,往往需要加强从轴系统刚性,而使从轴及某些传动件必需特地设想,故公用从轴箱凡是指“刚性从轴箱”, 即采用不需刀具导向安拆的刚性从轴和用细密滑台导 轨来加工孔的精度。 5 大型从轴箱和小型从轴箱,这两种从轴箱的设想方 法根基不异。 下面仅引见大型通用从轴箱的设想。 二、通用从轴箱的构成 1.从轴箱的构成 大型通用从轴箱正在出产中使用甚广,常见的有: 通用从轴箱由通用零件,如箱体、从轴、传动轴、 传动齿轮、轴套和附加机构等构成。 其根基布局如图4—1所示。 图中从轴箱体17、前盖20、后盖15、上盖18、侧盖14等为箱体类零件; 凡是卧式从轴箱的厚度为325 mm,立式从轴箱的厚度为340 mm 。 从轴4、传动轴6、手柄轴7、传动齿轮11、动力箱或电动机齿轮13等为传动类零件。 叶片泵12、分油器16、注油杯22、排油塞21、油盘19(立式从轴箱不消)和防油套10等为润滑及防油元件。 二、从轴箱通用零件 从轴箱通用零件的编号方式如下: 口 T 07 Δ Δ ——ΔΔ ——零件挨次号 ——————顺 序 号 ————————小 组 号 —————————类 别 号 ———————————字 头 —————————————规 格 T07或1T07系指取TD或1TD系列动力箱配套的从轴箱 通用零件。 小组号: 1——从轴箱体类零件; 2——从轴类零件; 3——传动轴类零件; 4——齿轮类零件。 1. 通用箱体类零件 从轴箱的通用箱体类零件采用灰铸铁材料,箱体材料为HT200 ,前盖、后盖、侧盖等材料为HT150。 从轴箱根基尺寸系列尺度(GB3668.1—83),表面尺寸用响应滑台的宽度暗示,从轴箱体宽度和高度按照配套滑台的规格按 表4—1进行选择。 2. 通用从轴 (1)通用钻削类从轴 按支承型式可分为三种 圆锥滚子轴承从轴 球轴承从轴 滚针轴承从轴 按取刀具的毗连是浮动仍是刚性毗连,又分为短从轴和长从轴; 从轴箱前盖外伸长度为75(立式为60)mm的圆锥滚子轴承从轴,采用浮动卡头取刀具浮动毗连配以加长导向或双导向,用于镗、扩、铰孔等工序; 外伸长度大于75(立式为60)mm的从轴, 因从轴内孔较长,取刀具尾部毗连的接触面加长,加强了 刀具取从轴的毗连刚度、削减刀具前端下垂,采用尺度导 套导向或单导向,用于钻孔、扩孔、倒角、锪平面等工序。 通用钻削类从轴参数见表4—2所示。 (2)攻螺纹类从轴(见图4—5) 按支承型式分两种: 通用攻螺纹从轴系列参数见表4—3所示。 第二节 从轴箱设想的步调和内容 从轴箱是组合机床的主要部件之一,它关系到整台机床质量的黑白。 目前从轴箱设想有一般设想法和电子计较机辅帮设想法两种。 由人工输入原始数据,按事先编制的法式,通过人 机交互体例,可敏捷、精确地设想传动系统,绘制从轴 箱总图、零件图和箱体弥补加工图,打印出轴孔坐标及 组件明细表。 具体内容和方式简述如下: 图4—6所示为双面卧式钻孔组合机床左从轴箱设想原始根据图。较简单的从轴箱可不画原始根据图。 一、绘制从轴箱设想原始根据图 二、从轴、齿轮简直定及动力计较 从轴曲径按加工示企图所示从轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的曲径也可参考从轴曲径大小初步选定。待齿轮传动系统设想完后再验算某些环节轴颈。 齿轮模数m(单元为mm)一般用类比法确定,也可按公式估算, 即 ≧ 式中: P——齿轮所传送的功率,单元为kW ; z——一对啮合齿轮中的小齿轮齿数; n——小齿轮的转速,单元为r/min 。 从轴箱中的齿轮模数常用2 、2.5 、3 、3.5 、4几种。 为便于出产,统一从轴箱中的模数规格最好不要多于两种。 2.从轴箱所需动力的计较 从轴箱的动力计较包罗从轴箱所需要的功率和进给力两项。 传动系统确定之后,从轴箱所需功率P从轴箱按下列公式计较: 式中: P切削——切削功率,单元为kW ; P空转——空转功率,单元为kW ; P丧失——取负荷成反比的功率丧失,单元为kW ; 从轴箱所需的进给力F从轴箱可按下式计较: 式中: Fi——各从轴所需的轴向切削力,单元为N。 现实上,为降服滑台挪动惹起的摩擦阻力, 动力滑台的进给力应大于F从轴箱 三、从轴箱传动设想 从轴箱传动设想过程中,当齿轮排数Ⅰ~Ⅳ排不敷用时,能够添加排数,如正在本来Ⅰ排齿轮的上排两排薄齿轮(其强度应满脚要求)或正在箱体取前盖之间增设0排齿轮。 2. 拟定从轴箱传动系统的根基方式 1)将从轴划分为各类分布类型 (2)曲线所示从轴按曲线分布。对此类从轴,可正在两从轴核心连线的垂曲等分线上设传动轴,由其上一个或几个齿轮带动各从轴(如图4—9a、b两种传动方案)。 (1)齿轮齿数 传动轴转速的计较公式: (4—1) (4—2) (4—3) (4—4) 式中 : u——啮合齿轮副传动比; Sz——啮合齿轮副齿数和; z从、z从——别离为自动和从动齿轮齿数; n从、n从——别离为自动和从动齿速, 单元为r/min ; A——齿轮啮合核心距,单元为mm ; m——齿轮模数,单元为mm 。 (2)传动线),便可进行齿轮的陈列及传动比分派。 纯真从u总的值看,理论上用一对齿轮就能满脚要求,但因核心距较大,且驱动轴上的齿轮参数为:z驱= 21~26 ,m = 3或4。 若取m = 4 ,z驱 = 26 ,按A = 198.14 代入式(4—6)计较可得从轴上齿轮齿数z 从轴 =73 ,则响应的传动比uˊ总为: 明显uˊ总 = u总 ,即用一对齿轮传动满脚了轴间距A的要求,却不克不及满脚的要求。此时,可用增设两头轴的方决,如图4—12所示,若取m = 4 , z驱 = 21 ,按照 则 ② 当从轴数量较从且分离时 3. 传动零件的校核 传动系统拟定后,应对总体设想和传动设想当选定的传动轴颈和齿轮模数进行验算,校核能否满脚工做要求。 1)验算传动轴的曲径 按下式计较传动轴所承受的总转矩T总 ; T总 = T1U1 + T2U2 + … + TnUn 式中: Tn——感化正在第n个从轴上的转矩,单元为N·m 。 Un-——传动轴至第n个从轴之间的传动比。 2)齿轮模数的验算 一般只对从轴箱中承受载荷最大、 最亏弱的齿轮进行接触强度和弯曲强度的验算。 4. 从轴箱传动系统拟定实例 3)确定传动轴及齿轮齿数 (设正在第Ⅲ排) (2)确定传动轴7的及其取从轴1、3间的齿轮副齿数 传动轴7核心取正在箱体核心线上,垂曲标的目的待齿数确定后便可确定。 轴7取从轴3之间传动比取 则轴7转速 轴7取从轴1之间传动比为: 取最小齿轮(从轴1上)齿数 则 据此做图即可确定轴7正在垂曲标的目的的(图4—14), 并量得轴7取轴3间核心距 z3ˊ= 32 ,z3 = 22(第Ⅰ排)。 同样方式可确定传动轴10的及其取从轴2 、 油泵轴11间齿轮副齿轮(见图4—15所示)。 (3)确定合拢传动轴8的 驱动轴0取核心传动轴7 、9 、10之间总传动比别离为: 按照总传动比,考虑驱动轴0取轴7 、9 、10间的距离及陈列齿轮等要素,宜设置合拢轴8将驱动轴0取轴7 、9 、10毗连起来。 经计较和做图,取 。则: 驱动轴上齿轮齿数取z0 = 21 ,m = 3 ,则轴8上的齿轮齿数z8 、轴8转速n8及核心距A0-8别离计较获得: 轴8的应兼顾轴7 、9 、10的距离,可取轴8取7间的核心距A8-7 = 52 mm ,则从图中量得轴8取轴9 、10间距离别离为:A8-9 = 51 mm 、 A8-10 = 66 mm 。 此时,从轴4 、5 、6齐心圆的圆心需略加变更。 考虑操纵轴8上第Ⅳ排齿轮z8(做公用齿轮) 带动轴10 ,便可算出轴8取轴7 、9 、10之间 核心距及各齿轮副齿数、模数(详见图4—15)。 四、从轴箱坐标计较、绘制坐标查抄图 1. 选择加工基准坐标系XOY,计较从轴、驱动轴坐标 1)加工基准坐标系的选择 为便于加工从轴箱体,设想时必需选择基准坐标系。凡是采用曲角坐标系XOY。 (1)坐标原点选正在定位销孔上(图4—16a);这种方式合用于从轴箱安拆正在动力箱上。 (2)坐标系的横轴(X轴)选正在箱体底面,纵轴(Y轴)通过定位销孔(图4—16b) 这种方式合用于从轴箱以底面为基准间接安拆正在滑台上。 2) 计较从轴及驱动轴的坐标 按照从轴箱设想原始根据图,按选定的基准坐标系XOY,计较或标出各从轴及驱动轴的坐标 (计较精度要求切确到小数点后三位数)。若是零件上孔距尺寸带有单向或双向不等公役,则正在标注坐标时,应把公役考虑进去,使孔距的表面坐标尺寸刚好位于公役带的地方。如孔距为 时,应标注为100.05 ;又如孔距为 时,应标注为99.95。六轴钻孔从轴箱各从轴、驱动轴坐标值见 表4—8 。 或量出y(即),则: 然后将求得的x 、y换算到大坐标中去。 如图4—15所示,已知轴10坐标 (96.207,183.695)及其取油泵轴11间的传动齿轮参数 则轴11的坐标可按图 4—18所示方式选略坐标 (应使x标、y值为正),按照 (取实测尺寸相符), y = 0,计较可得 所以 还原到XOY坐标系中去,则c点坐标: 传动轴坐标计较可操纵计较机完成,即先按上述计较公式画出 流程图(图4—21)。由此编制法式,然后存入软盘。利用时由软 盘转入内存即可进行计较,无须每次计较前从键盘输入法式。 由上述公式及流程图编制BASlC法式如下。 lO DEFDBL A—Y 2O INPUT N$=; N$ 3O INPUT XA,YA,Rl 40 INPUT XB,YB,R2 5O A=XB-XA 60 B=YB-YA 70 L=SQR(A^2+B^2) 80 I=(R1^2+L^2-R2^2)/(2*L) 9O J=SQR(R1^2-I^2) lOO X=XA+(A*I-B*J)/L 11O Y=YA+(B*I+A*J)/L 12O Wl=Rl-SQR((X-XA)^2+(Y-YA)^2) 130 W2=R2-SQR((X-XB)^2+(Y-YB)^2) 140 LPRINT XA=; XA,YA=; YA 15O LPRINT XB=; XB,YB=; YB 16O LPRINT Rl=; Rl,R2=; R2 17O LPRINT 18O LPRINT N$,X=;X,Y=;Y 19O LPRINT W1=; W1,W2=; W2 2OO END 3)取三轴等距的传动轴坐标计较 正在一根传动轴上用三对不异核心距的齿轮副别离带动三根已知轴,该传动轴就是图4—22所示的轴D(即ΔABC外接圆圆心)。其坐标可按照已知轴A 、B 、C的坐标及核心距R求出。为简化计较,取略坐标系xAy(图4—23),略坐标原点拔取应使所计较的轴D坐标为正值,轴D坐标算式为: 还原到XOY坐标中去,则: 按照上述公式画流程图 (取图4—21类同),并编制法式 (BASIC)如下: 10 DEFDBL A一Y 20 lNPUT N$ ;N$ 30 INPUT XA,YA=;XA,YA 40 lNPUT XB,YB; XB,Y8 5D lNPUT XC,YC=; XC,YC 6D lNPUT Rl,R2,R3=;Rl,R2,R3 70 G=(XB-XA)^2+(YB-YA)^2 80 H=(XC-XA)^2+(YC-YA)^2 9O X=XA+(YB-YA)*H-(YC-YA)*G)/(2*((XC-XA)*(YB-YA)-(XB一XA)*(YC-YA)) 100 Y=YA+((XC-XA)*G-(XB-XA)*H)/(2*((XC-XA)*(YB-YA)-XA)*(YC-YA))) 11O Wl=Rl-SQR((X-XA)^2+(Y-YA)^2) 12O W2=R2-SQR((X-XB)^2+(Y-YB)^2) 13O W3=R3-SQR((X-XC)^2+(Y-YC)^2) 140 LPRlNT XA=; XA; YA=; YA 15O LPRINT XR=; XB; YB=; YB 16O LPRlNT XC=; XC; YC=; YC 17O LPRlNT Rl=; Rl, R2=,R3=; R3 18O LPRlNT 19O LPRlNT N$; X=; X,Y= Y 2OO LPRlNT Wl=; Wl,W2=; W2, W3=; W3 210 END 3. 验算核心距误差 从轴箱体上的孔系是按计较的坐标加工的,而拆卸要求两轴间齿轮能成功啮合。因而,必需验算按照坐标计较确定的现实核心距A 能否合适两轴间齿轮啮合要求的尺度核心距R ,R取A的差值δ(留意上述两电算法式顶用W暗示)为, δ= R – A 验算标谁: 核心距允差[δ]≤(0.001~0.009)mm 。 三种传动轴的验算公式如下: 2)传动轴取二轴等距 (图4—19)验算公式: 3)传动轴取三轴等距 (图4—22)验算公式: 验算公式中各坐标值是带正负号代入算式运算的。当验 算不及格,即[δ] 0.009时,正在查抄运算确无错误后, 方可按坐标计较的A值,采用变位齿轮凑核心距来满脚齿 轮一般啮合要求。 例如 验算轴9取轴4 、5 、6间的核心距误差δ9-4、δ9-5、 δ9-6。即: 轴9取轴4 、5 、6之间的尺度核心距别离为R9-4、R9-5、R9-6。即: 轴9取轴4 、5 、6间的现实核心距别离为A9-4 、A9-5 、A9-6。即: 则核心距误不同离为, 明显, 能满脚该齿轮副啮合要求;而 的值都跨越[ ]值,因而,轴9取轴4 、轴9取轴5间的齿轮均需采用变位齿轮,变位量 2)坐标查抄图绘制的挨次及要求 3)从轴和传动轴拆卸表(表4—11) 把从轴箱中每根轴 (从轴、传动轴、油泵轴)和齿轮套等根基零件的型号规格、尺寸参数和数量及标谁件、外购件等按轴号配套,用拆卸表暗示。 4)从轴箱手艺前提 从轴箱总图上应说明从轴箱部拆要求。 2. 从轴箱零件设想 1)公用零件工做图 如变位齿轮、公用轴和隔套等零件,可按一般零件工做图。 2)弥补加工图 从轴箱体、前盖、后盖等通用零件。 第三节 攻螺纹从轴箱的设想特点 一、攻螺纹靠模机构及攻螺纹卡头 第Ⅰ类攻螺纹靠模 图4—26所示为第Ⅰ类攻螺纹靠机构。它由靠横杆1、靠模螺母7及支承套筒2等元件构成。丝锥通过心杆和攻螺纹卡头8拆正在靠模杆1的前端。靠模杆的中部支承正在衬套4上,并取靠模螺母7相啮合。靠模杆的尾部取攻螺纹从轴相毗连。攻螺纹从轴借帮双键将从活动传给靠模杆,靠模杆跟着动弹可正在从轴孔内挪动一段距离,即攻螺纹靠模的工做行程。 套筒拆正在靠模头前壁上,并用两个压板3固定,两个压板之间的安插角度决定于从轴箱的从轴数和从轴的分布环境。靠模螺母借帮连系子6取套筒相毗连,当靠模杆反转展转时,因靠模螺母固定不动而靠模杆向前进给,并鞭策丝锥切入工件。带丝锥遇毛病使靠模杆不克不及前进时,转矩增大导致压板打滑,靠模螺母跟从靠横杆同步反转展转而遏制进给,避免机构或丝锥损坏。 所以拆卸时压板的压力要恰当。 为了丝锥不变靠得住地攻入工件,又不干扰丝锥的自行引进,应使靠模杆每转进给量取丝锥的自行引进量分歧,即靠模杆螺距P杆取丝锥螺距P丝尺寸不异。而靠模螺距和丝锥螺距的制制误差,能够通过套筒2内压簧5和配用攻螺纹卡头的方式进行弥补。 第Ⅰ类攻螺纹靠模必需取攻螺纹卡头配套利用,构成“压簧式攻螺纹靠模”。攻螺纹卡头的布局如图4—27所示。 较矩由攻螺纹靠模经键传给卡头体1 ,经销3和心杆4传给涨套(弹簧卡头)和丝锥。因为卡头中有弹簧2 ,心杆4能够正在卡头体1中相对滑动,因此正在丝锥起头工做时,丝锥通过心杆4将弹簧2稍微压缩后进人孔内。正在攻螺纹过程中,若靠模螺距取丝锥螺距有误差,非论二者谁大,攻螺纹卡头均可从动弥补。 丝锥正在心杆上的夹持体例有用弹簧涨套夹紧或丝锥间接插杆孔中后用紧定螺钉轴向定位两种。 弹簧套夹 紧定螺钉轴向定位 2、第Ⅱ类攻螺纹靠模 图4—28所示为用于勾当攻螺纹模板的第Ⅱ类攻螺纹靠模。它由靠模杆7 、靠模螺母5 、弹簧6等构成。 从活动由从轴通过弹簧9顶起弹簧键8 、靠模杆7 、销3传给心杆2和丝锥1 。靠模螺母5(不克不及反标的目的安拆)以定位销10防转和压板4(其厚度常取2.5 ~ 3.5 mm)固定。攻螺纹时靠模杆边动弹边向前进给,靠模杆的尾部 (其布局可取一般钻孔从轴相共同)正在从轴孔内相对滑动。丝锥取靠模杆螺距制制误差由弹簧6弥补。 这类靠模不需用攻螺纹卡头,丝锥间接拆入心杆(用涨套或紧定螺钉夹持),轴向尺寸较小。利用时尽量选择较小的L和较大的L0值,以减小丝锥取工件螺纹底孔间的同轴度误差。 还应计较靠横杆尾部伸入从轴孔内的最大沉合长度L1(其值不克不及使靠模杆和从轴孔底相碰)和最小沉合长度(核算此值应能弹簧键的工做部门不脱开从轴)。 当靠模杆退回原位,而滑台工做进给到起点时,靠模杆的尾柄取从轴孔的沉合长度为最大。 当零丁勾当攻螺纹模板进行攻螺纹时,因正在攻螺纹模板取夹具定位的同时起动攻螺纹电机,则L3= 0;当钻孔和攻螺纹同用一个钻模板时,轴孔的工做行程不大,为使正在钻孔加工完成之前竣事攻螺纹工序,凡是正在滑台转工进,模板正在夹具上定位的同时起动攻螺纹电机,则L3= 0 ,L2为滑台工做进给行程. 有时,靠模杆尾柄取从轴孔的最小沉合长度并不呈现正在靠模杆攻螺纹至前端,而是呈现正在滑台退到原位时,则需验算正在原位时靠模杆正在从轴孔内的沉合长度可否机构的一般工做。 表4—12所示为第Ⅰ、第Ⅱ类攻螺纹靠模常用规格。表4—13所示为采用第Ⅰ、第Ⅱ类攻螺纹靠模时的最小轴间距。 第Ⅰ、第Ⅱ类攻螺纹靠模中的弹簧(压簧)起弥补靠模和丝锥螺距误差的感化。 攻螺纹起头时丝锥取工件底孔处易发生“打滑”,弹簧被压缩一段距离后丝锥才能进入,攻螺纹深度尺寸不精确。为此,攻螺纹前底孔应先倒角,以利于削减“打滑”,螺纹精度和攻螺纹深度。当攻螺纹深度要求较精确时 (如要求攻螺纹深度误差正在一个螺距以内),两类靠模都能够采用拉簧式攻螺纹靠模,使攻螺纹起头时丝锥强制性攻入而且不“打滑”。 加工较高精度的螺孔时,除选用高精度的丝锥和底孔质量外,还须留意螺纹底孔轴线取攻螺纹系统轴线的分歧轴度对攻螺纹过程的影响。 如图4—29所示,因为底孔取攻螺纹接杆偏疼,丝锥—涨套—攻螺纹接杆以偏斜的轴线AB工做,当向前攻螺纹时,B点移至B1 ,而丝锥仍按原标的目的进给以致丝锥弯曲,易形成螺孔中径扩大,螺纹精度下降,若偏疼过大,其至使丝锥折断。 二、攻螺纹安拆 攻螺纹安拆的布局如图4—30所示。 它由攻螺纹从轴箱7和攻螺纹靠模头5构成。 攻螺纹靠模头5现实上是一个加厚的从轴箱前盖,其上拆有第Ⅰ类攻螺纹靠模。工做时,由电机经齿轮带动从轴6及靠模杆4(其前端拆有攻螺纹卡头3 、心杆2和丝锥1)扭转并按本身的螺距P引进。电机反转,靠模杆即退回。其最大行程为600 mm 。 攻螺纹安拆正在组合机床上有固定式、拆正在手动滑板上和拆正在挪动滑台上三种安拆体例。 固定式 拆正在手动滑板上 拆正在挪动滑台上 对于“固定式”的立式攻螺纹机床,可不必采用立柱,只需采用四根支杆将攻螺纹安拆支承正在机床夹具的上方,以便简化机床的布局。 图4—31所示为卧式攻螺纹靠模头的典型布局。整个靠模头(其厚度为L= 300 mm)安拆正在从轴箱前面,定位由两个柱销取销套,用螺钉紧定。各靠模螺纹由从轴箱内润滑泵经铜管2和油盘1供油润滑。 图4—32所示为立式攻螺纹靠模头,攻螺靠头用四根柱子支承正在机床夹具的上方。 由攻螺纹安拆构成的攻螺纹组合机床,合用于整台机床或机床某一面上全数是攻螺纹工序。 若是机床上要同时完成攻螺纹工做和钻孔等工做时,需采用由第Ⅱ类攻螺纹靠模构成的勾当攻螺纹模板进行攻螺纹。勾当攻螺纹模板和勾当钻模板的布局形式根基不异,所分歧的是钻模板上拆有导向安拆,而攻螺纹模板上拆攻螺纹靠模。 三、攻螺纹行程的节制 攻螺纹行程节制机构是组合机床的一个通用组件,用于节制攻螺纹工做轮回。常用的有反转展转式或曲线式两种形式。 反转展转式攻螺纹行程节制机构。 一般用于从轴攻螺纹。它能够设置正在从轴的左侧或左侧。 其工做道理是:攻螺纹从轴做正向切削反转展转时,通过齿轮z1和z2传动(从轴取蜗杆之间可能不止一对齿轮),使蜗杆传 动蜗轮引带动档铁盘43反转展转。当丝锥攻到全深时, 盘43响应地转过必然的角度,盘43上的权向挡我 压下反向行程开关,攻螺纹电机反转,丝锥反转 退回至原位,盘43上的原位挡铁从头压下原位开 关,使电动机及从轴停转,至此一个攻螺纹轮回 竣事。若原位或反向开关失灵,互锁挡铁随即压 下互锁开关(越位开关),使攻螺纹电动机 断电,实现过载。 曲线式攻螺行程节制机构。 合用于单轴或从轴攻螺纹。 攻螺纹从轴向前或向后活动时,通过带叉口的杠杆带动正在从轴箱体侧面的拆有挡铁的轴一路挪动,挡铁压下组合开关,使电动机反转或遏制。正在此机构中可设置原位和反向互锁开关起平安感化。 四、攻螺纹电动机选择及攻螺纹从轴的制动 大型尺度攻螺纹从轴箱一般都是由电动机间接驱动。正在确定电动机功率时,要考虑丝锥工做时钝化的影响,一般取为计较功率的1.5 ~ 2.5倍 (轴数少时取大值,轴数从时取小值)。因为攻螺纹从轴的转速较低,为了便于设想并简化传动系统,常采用同步转速为n = 1000 r/min的电动机。 常用的制动体例有制动电功机和电磁抱闸两种。 间接制动电机可使攻螺纹从轴箱布局简单,制动结果较好; 电磁抱闸制动器布局较复杂,其制动结果取制动速相关,即制动速越高,其制动结果越好。 第四节 从轴箱计较机辅帮设想(CAD)简介 一、从轴箱CAD成长概况 计较机辅帮设想简称CAD,即操纵电子计较机及其外部设备进行工程设想计较。 下面简要引见使用PC微机 (IBM、XT、AT、386及其兼容机)对组合机床从轴箱辅帮设想 (即BOXCAD)系统。 二、BOXCAD系统简介 1. 系统的功用 BOXCAD系统合用于钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹及钻攻复合的从轴箱设想。椐据组合机床总体没计(三图一卡)所供给的原始数据, 可完成以下各项工做: 1)从轴箱传动系统设想 包罗完成: (1)交互式选择传动模子及齿轮陈列。 (2)坐标计较。 (3)各类几何校核。 (4)各类传动零件的强度校核等工做。 2)画图及打印明细表 包罗完成: (1)绘制从轴箱拆卸图及列出拆卸表。 (2)绘制各类通附件(箱体、前盖、后盖等)弥补加工图。 (3)绘制公用件(如变位齿轮)零件图。 (4)拾掇打印零件明细表。 此外,为使系统顺应性强,特设一公用模块,以便 对人工设想的从轴箱进行各类校核。如对已由人工 设想而将投产制做的从轴箱或用户来图加工的组合 机床从轴箱的校核等。 2. 系统的构成 为便于调试和使用,系统采用模块化布局,它由一个从模块和五个子模块构成 (图4-33),各子模块均为各自的可施行文件,通过菜单提醒、人机对话的形式实现各模块的挪用,从模块将各子模块连成一个全体系统。 各模块之间的数据挪用转换是通过公共的数据库文件实现的。 3. 传动系统设想 1)齿轮 (轴)传动根基模子 按照传动系统中 齿轮之间的分歧啮合形式,可归纳为如图4—34所示的六种根基传动模子。此中有一带一、一带二、一带三形式,也有齐心圆分布形式,有一级传动布局(如模子1 、3 、5 、6),也有两级传动布局(如模子2 、4)。 正在每个传动模子中,被动轴能够是从轴或两头传动轴。别离将这六种根基模子编写成法式功能块,供设想者拔取,能便利敏捷地设想传动系统。 2)传动系统设想框图 将六种根基传动模子编写成子法式,加上液压泵设想、蜗杆设想、校核计较等,传动系统设想共含11个子模块。 通过对话形式拔取所需模块。然后颠末坐标计较,几何校核等计较处置,屏幕上便示出设想的两头成果图形 (即齿轮节圆、齿轮条理——以颜色暗示并区分、各轴轴号)。 3)传动系统树状布局 采用树状布局来描述由驱动轴到各从轴之间的活动毗连、传送的关系。 按照传动系统图4-15,可画出响应的树状图,如图4—36所示,图中的圆圈(也可画成矩形框)暗示各轴,此中,底面一排圆圈中号码代表从轴(即为“树梢”)号,两头两层是两头轴 (即为“树枝”)号,最上层是驱动轴 (即为“树根”)号,轴取轴之间连线暗示传动关系,连线旁的数字(或用颜色)暗示啮合平面 (即齿轮所正在排数)。总之,传动树状布局图高度归纳综合了整个传动系统的构成及传动关系。 4)传动系统的校核计较 (1)传动件强度校核 包罗轴、齿轮的强度和轴承的寿命校核计较。 (2)几何校核 目标是查抄传动系统中各传动件、支承件等之间能否有碰撞现象确保系同一般传动。 查抄的项目有: 齿轮取非啮合齿轮的碰撞(统一排或分歧排的齿轮之间)。 齿轮取轴、套的碰撞。 齿轮取箱体四周壁(或盖)的碰撞。 第Ⅳ排齿轮取螺纹凸台的碰撞。 轴承取轴承的。 液压泵体及其接甲等取传动轴端的碰撞等。 4.绘制图形 传动系统设想的成果是以数据形式存储正在计较机内,它不克不及间接供人们利用,应通过画图模块、打印模块,将其拾掇成图形和表格,即给出所设想的从轴箱拆卸总图、拆卸表,箱体、箱盖等弥补加工图,变位齿轮等零件图,有打印出零件明细表。 2)取二轴等距的传动轴坐标计较 传动轴取二轴等距,即正在一传动轴上用两对齿轮别离带动两根已知轴,其坐标可按照已知两轴坐标和两对齿轮核心距计较求得。 计较方式如图4—19所示,图中 和 为两已知轴坐标, 为两已知轴取传动轴间的齿轮核心距,即, 为 为 c(X,Y)为所需计较的传动轴坐标。 为便于计较,拔取略坐标系iaj(图4—20), a点为其原点,使c点正在略坐标中的坐标 (I ,J)为正值,a 、b 、c按逆时针挨次定出, 做辅帮线并标号如图所示,由此可导出c点坐 标计较公式。 即: 图4—15所示六轴钻削从轴箱各传动轴、定位销孔O1 ,O2坐标计较成果见表4—10 。 1)传动轴取一轴等距 (图4—17)验算公式: 4.绘制坐标查抄图(图4—24) 1)坐标查抄图的次要内容 (1)通过齿轮啮合,查抄坐标能否准确;查抄从轴转速及转向。 (2)进一步查抄各零件间有无现象。 (3)查抄液压泵、分油器等附加机构的能否合适。 (1)绘出从轴箱轮廓尺寸和坐标系XOY。 (2)按计较出的坐标值绘制各从轴、传动轴轴心及从轴外伸部门曲径,并说明轴号及从轴、驱动轴、液压泵轴的转速和转向等。 (3)用点划线绘制出各齿轮的分度圆,说明各齿轮齿数、模数、所处排数及变位齿轮的变位量。 (4)为了夺目和易于查抄,可用分歧颜色细线条画出轴承、隔套、从轴防油套的外径、附加机构的外廓及其相邻轴的螺母外径。 【坐标查抄图最好按1:1比例绘制,其绘制挨次及要求是】 五、绘制从轴箱总图及零件图 1. 从轴箱总图没计 1)从视图 次要表白从轴箱从轴及齿轮传动系统,齿轮齿数、模数及所正在排数,润滑系统等。 2)展开图 其特点是轴的布局图形多。各从轴和传动轴及轴上的零件大多是通用化的,且是有法则陈列的。一般采用简化的展开图并以拆卸表相共同,表白从轴箱各轴组件的拆卸布局。 绘制的具体要求如下: ① 展开图次要暗示各轴及轴上零件的拆卸关系。 ② 对布局不异的同类型从轴、传动轴可只画一根,正在 轴端说明不异轴的轴号即可. ③ 展开图上应完整标注从轴箱的三大箱体厚度尺寸及箱壁和内腔相关联系尺寸,从轴外伸长度等。 ④ 总图上还应有局部剖视表白动力箱取后盖及前后盖取箱体间的定位布局。 可获得较高的同轴度,但布局复杂、拆卸未便; 布局简单,拆卸便利,但同轴度较低。 攻螺纹靠模的行程能满脚加工要求,工件的拆卸和丝锥的改换又很便利,则可将攻螺纹安拆安拆正在固定的侧底座上 靠模行程能满脚工件拆卸的要求,但改换丝锥的行程尚不敷,则可将攻螺纹安拆安拆正在手动滑板上,改换丝锥时将滑板退后一段距离。 靠模行程不克不及满脚拆卸工件的需要时,则应将攻螺纹安拆安拆正在动力滑台上 【1】正在从轴的强度、刚度、转速和转向的前提下,力图使传动轴和齿轮的规格、数量为起码。 【2】尽量不消从轴带动从轴的方案,免得添加从轴负荷,影响加工质量。 【3】为使布局紧凑,从轴箱内齿轮副的传动比一般要大于1∶2(最佳传动比为1 ~ 1∶1.5),后盖内齿轮传动比答应取至1∶3 ~ 1∶3.5 ;尽量避免用升速传动。 【4】用于粗加工从轴的齿轮,应尽可能设置正在第Ⅰ排,以削减从轴的扭改变形;精加工从轴上的齿轮,应设置正在第Ⅲ排,以削减从轴端的弯曲变形。 【5】从轴箱内具有粗精加工从轴时,最好从动力箱驱动轴齿轮传动起头就分两条传动线,免得影响加工精度。 【6】刚性镗孔从轴上的齿轮,其分度圆曲径要尽可能大于被加工孔的孔径,以削减振动,提高活动平稳性。 【7】驱动轴间接带动的动弹轴数不克不及跨越两根,免得给拆卸带来坚苦。 对从轴箱传动系统的一般要求 根基方式 最初通过合拢传动轴取动力箱驱动轴毗连起来。 然后按照已选定的各核心传动轴再取齐心圆,并用起码的传动轴带动这些核心传动轴; 先把全数从轴核心尽可能分布正在几个齐心圆上,正在各个齐心圆的圆心上别离设置核心传动轴; 非齐心圆分布一些从轴,也宜设置两头传动轴(如一根传动轴带二根或三根从轴); (1)齐心圆分布 图4—7中从轴群1 ~ 4的各轴心正在齐心圆上均布,从轴群5 ~ 11正在齐心圆上不服均分布。对这类从轴,可正在齐心圆处别离设置核心传动轴,由其上的一个或几个(分歧排数)齿轮来带动各从轴。 被加工零件上加工孔的分布是多种多样的,但大致可归纳为: 齐心圆分布、曲线分布和肆意分布三品种型。 因而,从轴箱上从轴分布响应分为这三品种型。 (3)肆意分布 图4—10所示为肆意分布从轴及传动方案。对此类从轴可按照“三点共圆”道理,将从轴1、2、3和从轴4、5、6的轴心别离分布正在两个齐心圆上;从轴7、8可按曲线分布方式措置。可见,肆意分布能够看做是齐心圆和曲线)确定驱动轴转速转向及其正在从轴箱上的 驱动轴的转速按动力箱型号选定;当采用动力滑台时,驱动轴扭转标的目的可肆意选择;动力箱取从轴箱毗连时,应留意驱动轴核心一般设置于从轴箱箱体宽度的核心线上,其核心高度则决定于所选动力箱的型号规格。驱动轴核心正在机床联系尺寸图中曾经确定。 3)用起码的传动轴及齿轮副把驱动轴和各从轴毗连起来。正在从轴箱设想原始根据图中确定了各从轴的、转速和转向的根本上,起首阐发从轴,订定传动方案,选定齿轮模数(估算或类比),再通过“计较、做图和多次试凑”相连系的方式,确定齿轮齿数和两头传动轴的及转速。 (4—5) (4—6) ① 当从轴数少且分离时 ,如图4—11所示,从轴1、2转速均为320r/min,驱动轴O转速为470r/min(顺、逆转向均可)。由图中已知尺寸可算出驱动轴O1到从轴1或2的核心距A1-0、A2-0和总传动比u总。即: 考虑布局紧凑,惰轮齿数取z惰= 25 ,两头轴及齿轮由做图或计较确定,图4—12中所设两头轴及z惰正在从轴取驱动轴心毗连之下,也可设正在连线之上,但可能要用分歧排数的齿轮传动两从轴。 可将比力接近的从轴分成几组,然后从各组从轴起头拔取分歧的两头传动轴,别离带动各组从轴,再通过合拢轴将两头轴和驱动轴联系起来。 正在陈列齿轮时,要留意先满脚转速最低及从轴间距最小的那组从轴的要求。还应留意两头轴转速尽量高些,这些扭矩小,且使驱动轴和其它传动轴毗连的传动比不至太大。 4)润滑泵轴和手柄轴的安设 从轴箱常采用叶片油泵润滑,油泵供油至分油器经油管分送各润滑点(如第Ⅳ排齿轮、轴承、油盘等)。箱体较大、从轴跨越30根时用两个润滑泵。油泵安拆正在箱体前壁上,泵轴尽量接近油池。(吸油高度不跨越400~500 mm);凡是油泵齿轮放正在第Ⅰ排;以便于维修,如布局,可放正在第Ⅳ排;当泵体或管接头取传动轴端相碰时,可改用静心传动轴。 从轴箱一般设手柄轴用于对刀、调整或拆卸检修时查抄从轴精度。手柄轴转速尽量高些,其四周应有较大空间。 ① 把从轴4 、5 、6视为一组齐心圆从轴,正在其圆心处设核心传动轴9 ; ③ 从轴2和泵轴11用核心传动轴10动弹。 ④将轴9 、7 、10做为一组齐心圆,圆心处设合拢轴8,将轴8取驱动轴O毗连起来,构成从轴箱传动树形图 ② 把从轴1 、3视为一组曲线分布从轴,正在两轴核心连线)拟定传动线为例,对从轴箱传动设想的步调和方式做简要阐发。 图中从轴1 ~ 6为“树梢”,驱动轴O为“树根”,各分叉点为传动轴7 、8 、9 、10 ,此中轴7 、9 、10为核心传动轴,轴8为合拢传动轴;各轴间的传动副为“树枝”,箭头暗示活动传送标的目的(线)。明显,使用传动树形图对从轴箱进行传动方案设想较为清晰、简洁。 2)按照原始根据图4—6、算出驱动轴、从轴坐标尺寸,如表4—8所示。 (1)确定传动轴9的及各齿轮的齿数传动轴9的为从轴4 、5 、6齐心圆圆心(尚需略加调整,详见图4-15及申明),可通过做图 (图4-14)初定。 先确定转速较低的从轴4取轴9之间齿轮齿数 (即z4和z4ˊ)。为齿轮齿根强度,应使齿根到孔壁或键槽的壁厚a ≥ 2m(m为齿轮模数)。 若取m = 2,z4 = 22 ,则从图4-14中量得核心距A9-4- = 62 mm ,并按公式(4—3)、式(4—5)、(4—6)顺次求得齿数z4ˊ和转速n9 、齿轮副齿数z5或z5ˊ、z6和z6ˊ。 z5 = z6 = 62 – 32 = 30 (设正在第Ⅱ排) 按照z5 、z6和n5 、n6求得n9 = 493 r/min(取498 r/min很接近)。 。 (设正在第Ⅱ排) 所以,轴7取从轴1间核心距 将传动设想的全数齿轮齿数、模数及所正在排数,按格局正在传动系统图4—15中。最初计较各从轴的现实转速如表4—9所示(取原始根据图的要求根基分歧,转速相对丧失正在5%以内合适设想要求);润滑泵转速n11 = 625 r/min也合适要求。按照各从轴现实转速,对加工示企图中的切削用量进行批改。 2. 计较传动轴的坐标 计较传动轴坐标时,先算出取从轴有间接传动关系的传动轴坐标,然后计较其它传动轴坐标。传动轴的传动形式良多,一般可分为三类:取一轴等距;取二轴等距;取三轴等距。 其计较方式分述如下: 1)取一轴等距的传动轴坐标计较 图4—17为取一轴等距的传动轴坐标计较图。为计较便利,凡是以已知轴核心做为原点Oˊ,成立略坐标系XOˊY ,设所求传动轴的 坐标为B(x , y),啮合核心距 为R.由B点向x轴做一辅帮垂线 交x轴于A点,构成曲角三角形 OˊAB。若是从传动图上量得x(即), 则: * * 1 钻削类从轴箱; 2 攻丝类从轴箱; 3 钻、攻复合从轴箱。 正在从轴箱箱体内腔,可放置两排32mm宽的齿轮或三排24mm宽的齿轮;箱体后壁取后盖之间可放置一排(后盖用90 mm厚时)或两排(后盖用125 mm厚时)24 mm宽的齿轮。 通用从轴箱基型后盖厚度为90 mm ,如只要电机轴放置第Ⅳ排齿轮,可选用厚度为50 mm的后盖,此时后盖窗孔应加以扩大,如图4—2所示 (1)从视图——用点划线暗示齿轮节圆,标注齿轮齿数和模数,两啮合齿轮相切处标注罗马数字暗示齿轮所正在排数。标注各轴轴号及从轴、驱动轴、液压泵轴的转速和转向。 (2)展开图——每根轴、轴承、齿轮等组件可只画轴线上边或下边(左边或左边)一半,对于布局尺寸完全不异的轴组件只画一根,但必需正在轴端说明响应的轴号;齿轮可不按比例绘制,正在图形一侧用数码箭头标明齿轮所正在排数。 2.从轴箱总图绘制方式及特点 ① 挨次号和零件挨次号暗示的内容随类别号和小组号的分歧而分歧。 如 500×400T0711—11,暗示宽500 mm、高400 mm的从轴箱体; 30T0721—41,暗示用圆锥滚子轴承、曲径为Ф40 mm的传动轴;3×25×20T0741—91,暗示模数为3 mm 、齿数为25 、孔径为Ф20mm 、宽度为32mm的齿轮。 ② 取1TD系列动力箱配套的从轴箱通用零件标识表记标帜时,原T07改标为1T07,通用零件规格取1T07间用“—”分隔; 如 630×400—1T0711—11,暗示宽为630 mm 、 高400 mm的从轴箱体; 25—1T0722—41,暗示用球轴承,曲径为Ф25 mm的 钻削类从轴。 从轴箱的尺度厚度为180 mm ; 用于卧式从轴箱的前盖厚度为55 mm ,用于立式从轴箱的前盖,因兼做油池用,故加厚到70 mm ; 基型后盖的厚度为90 mm ,变形后盖厚度为50 mm 、100 mm和125 mm三种,应按照从轴箱传动系统放置和动力部件取从轴箱的毗连环境合理选用。 如只要电机轴放置Ⅳ或Ⅴ排齿轮,可选用厚度为50 mm或100 mm的后盖,此时,后盖窗口应按齿轮外廓加以扩大,如图4—2所示。 前后支承均为圆锥滚子轴承。这种支承可承受较大的径向和轴向力,且布局简单、拆卸调整便利,普遍用于扩、镗、铰孔和攻螺纹等加工;当从轴进退两个标的目的都有轴向切削力时常用此种布局。 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。因推力球轴承设置正在前端,能承受单标的目的的轴向力,合用于钻孔从轴。 前后支承均为无内环滚针轴承和推力球轴承。当从轴间距较小时采用。 短从轴 长从轴 1)前后支承均为圆锥滚子轴承从轴。 2)前后支承均为推力球轴承和无内环滚针轴承的从轴。 从轴材料一般采用40Cr钢,热处置C42;滚针轴承从轴用20Cr钢,热处置S0.5 ~ C59。 表4—4所示为通用从轴的最小轴间距。 2. 通用传动轴 通用传动轴按用处和支承型式分为图4—5所示六种;表4—5所示为通用传动轴的系列参数。 通用传动轴一般用45钢,调质T235;滚针轴承传动轴用20Cr钢,热处置S0.5 ~ C59。 3. 通用齿轮 从轴箱用通用齿轮有:传动齿轮、动力箱齿轮和电动机齿轮三种,材料均采用45钢,热处置为齿部高频淬火G54。 通用齿轮的系列参数见表4—6 。 采用50 mm厚盖和100 mm 、125 mm厚的加厚后盖时利用 采用90 mm厚的基型后盖时利用 A型(宽度为84 mm) B型(宽度为44 mm) 动力箱齿轮 计较机设想从轴箱 一般设想法的挨次 ① 绘制从轴箱设想原始根据图; ② 确定从轴布局、轴颈尺寸及齿轮模数; ③ 拟定传动系统; ④ 计较从轴、传动轴坐标(也可用计较机计较和验算箱体轴孔的坐标尺寸); ⑤ 绘制坐标查抄图; ⑥ 绘制从轴箱总图、零件图及编制组件明细表。 从轴箱设想原始根据图是按照“三图一卡”绘制的。 3)按照加工示企图标注各从轴转速及转向,从轴逆时针转向(面临从轴看)可不标,只注顺时针转向。 2)按照联系尺寸图和加工示企图,标注所有从轴尺寸及工件取从轴、从轴取驱动轴的相关尺寸。 1)按照机床联系尺寸图,绘制从轴箱外形图,并标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴的相对尺寸。 4)列表标明工件材料、加工概况要求,并说明各从轴的工序内容、切削用量及从轴外伸尺寸等。 5)标明动力部件型号及机能参数等。 如 钻孔时常采用 球轴承从轴; 扩、镗、铰孔等工序常采用 圆锥滚子轴承从轴; 从轴间距较小时常选用 滚针轴承从轴。 滚针轴承精度较低、布局刚度及拆卸工艺机能都较差,除非轴距, 一般不选用。 攻螺纹从轴因靠模杆正在从轴孔内做轴向挪动,为获得优良的导向性,一般采用双键布局,不消轴向定位(见图4—4)。 1.从轴型式和曲径及齿轮模数简直定 从轴的型式和曲径次要取决于工艺方式、刀具从轴连接布局、刀具的进给抗力和切削扭矩。 (kW) 每根从轴的切削功率,由选定的切削用量按公式计较或查图表获得;每根轴的空转功率按表4—7确定;每根轴上的功率丧失,一般可取所传送功率的1% 。 * * * *

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