h——工件在高度方向相距最远的两孔距离，单位为mm； h1——最低主轴高度，单位为mm；
b 和h为已知尺寸。为保证多轴箱内有足够安排齿轮的空间，推荐b1?70～100mm。多轴箱最低主轴高度h1必须考虑与工件最低孔位置h2、机床装料高度、滑台总高h3、侧底座高度h4等尺寸之间的关系而确定。本设计h2=107mm，H=860mm，h3=250，h4=560mm。对于卧式组合机床，h1要保证润滑油不致从主轴衬套出泄漏到箱外，推荐h1?85～140mm。本设计h1、H、B的计算如下。
H1=h2+H装-（0.5+h3+h4） =107.5+860+10.5+250+560 =157mm
若取b1=100mm，则可求出多轴箱的轮廓尺寸： H=h1+），可按下式计算：
（ T单=t切+t辅=
L?L快退L1L?2?t停）?（快进?t移?t装）=2.874； vf1vf2vfk式中：L1、L2——分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给长度，单位为mm；
vf1、vf2——分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给量，单位为mmmin；
t停——当加工沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时，滑台在死挡铁上的停留
时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转5～10转所需的时
间，单位为min；
L快进、L快褪——分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为mm；
vf1 vfk——动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取5～6mmin；用液夜动力部
件时取3～10mmin；
t移——直线移动或回转工作台进行一次工位的转换时间，一般取0.1min； t装卸——工件装、卸（包括定位或撤消定位、夹紧或松开、清理基面或切削 吊运工件等）时间。它取决于装卸自动化程度、工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。通常取0.5～1.5min。
如果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求，即Q1〈Q，则必须重新择切削用量或修改机床设计方案。
?负=
16.8Q?100%?80% =
Q120.88
组合机床负荷率一般为0.75～0.90，自动线负荷率为0.6～0.7。
表 2－4生产率计算卡
图号 被加工零件 名称 材料 工序名称 被加工零件数量 Z-11362A 箱体 HT250 右面钻孔4-φ8.5 毛坯种类 毛坯重量 硬度 工序号 铸件 170-241HBS 工序序号 名称 加工直径（mm） 每分钟切削速转速加工长工作行程度（m. （r. 度（mm） （mm） min?1） min?1 ） 工时进给（min） 量进给速（mm度（mm. 机辅. ?1加min） 助共?1工r） 时计 时间 间 1.5 0.014 1.5 0.014 1.24 1 2 装卸工件 右动力部件 滑台快进70 右多轴箱 滑台快退 1 8.5 18 30 13.35 500 0.1 50 1.24 备装卸工件时间取决于操作这熟练程度，本机床计算时注 取1.5min 50 0.02 00 总计 2.874min 单件工时 2.874min 机床生产20.88件h 率 机床负荷80% 率 第三章 组合机床多轴箱设计
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目前多轴箱设计有一般设计法和电子计算机辅助设计法两种。计算机设计多轴箱，由人工输入原始数据，按事先编制的程序，通过人机交互方式，可迅速、准确的设计传动系统，绘制多轴箱总图、零件图和箱体补充加工图，打印出轴孔坐标及组件明细表。一般设计法的顺序是：绘制多轴箱原始设计图；确定主轴结构、轴颈尺寸及齿轮模数；拟订传动系统；计算主轴、传动轴坐标（也可以用计算机计算和验算箱体轴孔的坐标尺寸），绘制坐标检查图，零件图及组件明细表。具体内容和方法简介如下：
§3－1绘制多轴箱设计原始依据图
多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的。其主要内容如下：
1.根据机床联系尺寸图，绘制多轴箱外形图，并标注轮廓尺寸及与动力箱驱动轴的相对位置尺寸。
2.根据机床联系尺寸图和加工示意图，标注所有主轴位置尺寸及工件与主轴、主轴与驱动轴的相对位置尺寸。在绘制主轴位置时，要特别注意：主轴和被加工零件在机床上是面对面安放的，因此，多轴箱主视图上的水平方向尺寸与零件工序图上水平方向尺寸正好相反；其次，多轴箱上的坐标尺寸基准和零件工序图上的基准经常不重合，应根据多轴箱与加工零件的相对位置找出统一基准，并标注出相对位置关系尺寸，然后根据零件工序图各孔位置尺寸，算出多轴箱上各主轴坐标值。
3.根据加工示意图标注各主轴转速及转向，主轴逆时针转向（面对主轴看）可以不标，只注顺时针转向。标注旋转方向时以面向主轴为准。
4.列表表明各主轴的工序内容、切削用量及主轴外伸尺寸等。 5.标明动力部件型号及其性能参数。
图3-1所示为双面卧式钻孔组合机床右多轴箱设计原始依据图。
注：1.被加工零件名称：箱体零件。材料HT250，170～241HBS
2.主轴外伸尺寸及切削用量（见表3-1）
表3-1主轴外伸尺寸及切削用量
轴号 主轴外伸尺寸（mm） Dd L 切削用量 工序内n（r.min?1 ） 容 v（m. min?1） 0.1 f（mm.min?1） 备注 1、2、3、3020 115 钻φ500 13.35 4 8.5 3.动力部件1TD25Ⅰ、1HJ25I型机械滑台N主=1.5kW。
§3－2主轴、齿轮的确定及动力计算
1 .主轴的型式和直径，主要取决于工艺方法、刀具与主轴连接结构，刀具的进给抗力和切削转矩。钻孔时常采用滚珠轴承主轴结构，滚锥轴承主轴用于扩、镗、铰孔等工序；滚针轴承精度较低、结构刚度及装配工艺性较差，除非轴距限制，一般不选用。 主轴直径按加工示意图所示，主轴直径及外伸尺寸可初步确定。故选主轴直径为Φ20mm，传动轴的直径参考主轴直径的大小初步确定为Φ20mm，待齿轮传动系统设计完后再验算某些关键轴颈。
所谓齿轮传动路线的设计是指驱动轴通过什么样的传动路线，采用多少级齿轮传动，这些传动齿轮布置在主轴箱的什么位置，最后把运动传动到主轴上，使主轴获得规定的转速和转向，通常把这个过程简称为排齿轮。
齿轮模数m（单位为mm）一般用类比法确定，也可按公式估算，即
m?(30～32)3P ????????3-1 zn式中 P——齿轮副所传递的功率，单位为kW； z——一对啮合齿轮中的小齿轮齿数； n——小齿轮的转速，单位为rmin。
多轴箱中的齿轮模数常为2、2.5、3、3.5、4几种。为了便于生产，同一多轴箱中的模数最好不多于两种。本设计中的传动齿轮取m=3mm。 2.多轴箱所需的动力计算
多轴箱的动力计算包括多轴箱所需的功率和进给力两项。 传动系统确定之后，多轴箱所需功率P按下列公式计算
P多轴箱?P切削?P空转?P损失??P切削??P空转??P损失 ????????3-2
i?1i?1i?1nnn式中——切削功率，单位为kW；
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——空转功率，单位为kW；
——与负荷成正比的功率损失。单位为kW。
每根主轴的切削功率，由选定的切削用量按公式计算或查图表获得；每根轴上的空转功率按表4-6（组合机床设计简明手册）确定；每根轴上的功率损失、一般可取所传递功率的1%。
由前面可知P切削=0.122kW
P损失=P切削×1%=0.00122kW 查表可知P空转=0.085kW 这样得出P多轴箱=0.207kW
多轴箱所需的进给力F（单位为N）可按下式计算：
F多轴箱??Fi=4×884.4=3573.6N ????????3-3
i?1n实际上，为了克服滑台移动时所引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于F多轴箱。
§3－3.多轴箱的传动设计
多轴箱传动设计，是根据动力箱驱动轴位置和转速、各主轴位置及转速要求，设计传动链，把驱动轴和各主轴连接起来，使各主轴获得各自预定的转速和转向。 1.对多轴箱传动系统的一般要求
1）在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求使传动轴和齿轮的规格、数量最少。为此，应尽量用一根传动轴带动多根主轴，并将齿轮布置在同一排上。当中心距不符合标准时，可以采用变位齿轮或略为改变传动比的方法来解决。
2）尽量不用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷，影响加工质量。遇到主轴分布较密，布置齿轮的空间受到限制或主轴负荷较小，加工精度要求不高时，也可采用强度较高的一根主轴带动1～2根主轴的方案。
3）为使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于12（最好为1～15），后盖内齿轮传动比允许取至13～13.5，尽量避免用升速传动。当驱动轴转速较低时允许先升速再降速，使传动链前面的轴、齿轮转矩较小，结构紧凑，但空转损失随之增加，故要求升速传动比小于2；为使主轴上的齿轮不过大，最后一级往往采用升速传动。
4）用于粗加工主轴的齿轮，应尽可能设在第Ⅰ排，以减少主轴的扭转变形；精加工主轴上的齿轮，应设在第Ⅲ排，以减少主轴端部的弯曲变形。
5）多轴箱内具有粗、精加工主轴时，最好从动力箱驱动轴齿轮传动开始，就分两条传动路线，以免影响加工精度。
6）刚性镗孔主轴上的齿轮，其分度圆直径要尽可能大于被加工孔的孔径，以减少振动，提高运动平稳性。
7）驱动轴直接带动的传动轴数不得超过两根，以免给装配带来困难。 2.拟定多轴箱传动系统方案 1）传动线路确定
①根据上述的一般要求和加工箱体零件上4孔的位置关系，初步拟定方案为同心圆分布，即在同心圆圆心处设置中间传动轴，由其上的一个或几个（不同排数）齿轮带动各主轴。见图3-2