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图2.3 加工示意图
因为轴的材料为45，剪切弹性模量G=81.0Gpa，刚性主轴取ψ＝1／4（°）／m，所以B取7.3，
根据刚性条件计算主轴的直径为：
d?B410T （2.2）
钻削主轴：d?B410T=7.3×410?46306.0341?1000=33.86mm，取d=35mm 扩削主轴：d?B410T=7.3×410?1162.9775?1000=13.48mm，取d=20mm
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铰削主轴：d?B410T=7.3×410?348.8932?1000=9.97mm，取d=20mm 式中：d——轴直径（mm）
T——轴所承受的转矩（N·m）
B——系数
本设计中主轴直径分别为钻削D/d1=50/36，扩削D/d1=32/20，铰削D/d1=32/20，轴外伸长度均为：L=100mm。 （4） 选择接杆、浮动卡头
除刚性主轴外，组合机床主轴与刀具间常用接杆连接（称刚性连接）和浮动卡头连接（称浮动连接）。
在钻、扩、铰及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆，如图2.4所示。因多轴箱各主轴的外伸长度和刀具长度都为定值，为保证多轴箱上各刀具能同时达到加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完各孔的要求。为使工件端面至多轴箱端面为最小距离，首先应按加工部位在外壁、加工孔深最浅、孔径又最大的主轴选定接杆（通常先按最小长度选取），由此选用其他接杆。接杆已标准化，通用标准接杆号可根据刀具尾部结构（莫氏号）和主轴头部内孔径直径参考相关手册选取。
图2.4 可调连接杆
连接杆上的尺寸d与主轴外伸长度的内孔D配合，因此，根据接杆直径d选择刀具接杆参数如表2.1所示：
表2.1 可调接杆的尺寸
d(h6) D1(h6) d2 L l1 l2 l3 d3 螺母 厚度 12
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36 20 20
Tr36×2 Tr20×2 Tr20×2 莫氏1号 莫氏1号 莫氏1号 17.780 12.065 12.065 118 88 88 65 46 46 50 40 40 — 25 25 — 17 17 14 12 12 为提高加工精度、减少主轴位置误差和主轴振摆对加工精度的影响，在采用长导向或双导向和多导向进行扩、铰孔时，一般孔的位置精度靠夹具保证。为避免主轴与夹具导套不同轴而引起的刀杆“别劲”现象影响加工精度，均可采用浮动卡头连接。 （5） 标注联系尺寸
首先从同一多轴箱上所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使接杆最短，以获得加工终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需的最小距离，并据此确定全部刀具、接杆（或卡头）、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注外径和孔径（D/d）、外伸长度L；刀具结构尺寸须标注直径和长度；导向结构尺寸应标注直径、长度、配合；工件至夹具之间的尺寸须标注工件离导套端面的距离；还需标注托架与夹具之间的尺寸、工件本身以及加工部位的尺寸和精度等。
多轴箱端面到工件端面之间的距离是加工示意图上最重要的联系尺寸。为使所设计的机床结构紧凑，应尽量缩小这一距离。这一距离取决于两方面：一是多轴箱上刀具、接杆（卡头）、主轴等结构和互相联系所需的最小轴向尺寸；二是机床总布局所要求的联系尺寸。这两个方面是互相制约的。 （6） 标注切削用量
各主轴的切削用量应标注在相应的主轴后端。其内容包括：主轴转速ni、相应刀具的切削速度vi、每转进给量fi和每分钟进给量Fm.。同一多轴箱上各主轴的每分钟进给量是相等的，都等于动力滑台的工进速度，即Fm=vf。
（7） 动力部件工作循环及行程的确定
动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的动作过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。有时还有中间停止、多次往复进给、跳跃进给、死挡铁停留等特殊要求。
1) 工作进给长度LI的确定
组合机床上有第一工作进给和第二工作进给之分。前者用于钻、扩、铰等工序；后者用于钻或扩孔之后的倒大角等工序；工作进给长度LI，应等于加工部位长度L（多轴
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加工时按最长孔计算）与刀具切入长度L1和切出长度L2之和，如图2.5所示。
即: LI= L1+L+ L2 （2.3） 切入长度一般为5~10mm，根据工件端面的误差情况确定。切出长度一般按下述确定： 钻孔 1/3d+（3~8） 扩孔 10~15 铰孔 10~15 其中，d为钻头直径；
在取值时，当刀具切出平面为以加工表面时取小值，反之取大值。
图2.5 工作进给长度
本设计中，钻孔：1/3d+（3~8）=1/3?13+（3~8）=7.3~12.3，综合扩、铰尺寸范围，取切出长度L2=12mm。
根据端面情况，切入长度取L1=15.5mm，加工部位长度L=39.5mm，则
LI= L1+L+ L2=12+39.5+15.5=67（mm）
2) 快速引进长度的确定
快速引进是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按其具体情况确定。 3) 快速退回长度的确定
快速退回的长度等于快速引进和工作进给长度之和。一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上，动力部件快速退回的行程，只要把所有刀具都退至导套内，不影响工作的装卸就行了。但对于夹具需要回转或移动的机床，动力部件快速退回行程必须把刀具、托架、活动钻模板及定位销都退至夹具运动可能碰到的范围外。
4) 动力部件总行程的确定
动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离（即前备量）和刀具装卸以及
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刀具从接杆中或接杆连同刀具一起从主轴孔中取出时，动力部件需退后的距离（刀具退离夹具导套外端面得距离应大于接杆插入主轴孔内或刀具插入接杆空没得长度，及后备量）。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。 2.3.3 机床联系尺寸总图
1、机床联系尺寸总图的作用和内容
机床联系尺寸总图，如图2.6所示，是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步确定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的。是用来表示机床的配置形式、主要构成及各部件安装位置、互相联系、运动关系和操作方位的总体布局图。用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适；它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供依据；它可以看成是机床总体外观简图。由其轮廓尺寸、占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。
2、绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容 （1）选择动力部件
动力部件的选择主要是确定动力箱（或各种工艺切削头）和动力滑台。
动力箱规格要与滑台匹配，其驱动功率主要依据多轴箱所需传递的切削功率来选用。再不需要精确计算多轴箱功率或多轴箱尚未设计出来之前，可按下列简化公式进行估算：
P主＝P切／η
＝2.1／0.8 ＝2.625(KW)
式中：η——多轴箱传动效率，加工黑色金属时η＝0.8～0.9；有色金属时η＝0.7～0.8，本系统加工40钢材，取η＝0.8．
动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。因此，选用电动机型号为Y100 L2—4的1TD32II型动力箱，动力箱输出轴至箱底面高度为124.5mm。
主要技术参数如表2.2：
根据选定的切削用量，计算总的进给力，并据所需的最小进给速度、工作行程、结合多轴箱轮廓尺寸，考虑工作稳定性，选用1HY32型液压滑台，以及相配套的立柱1CL32 和侧底座1CD321M。
表2.2 电动机参数
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