组合机床多轴箱设计多轴箱是组合机床的重要专用部件，用于钻、扩、铰、镗孔等加工工序。
多轴箱一般具有多根主轴，同时对一列孔系进行加工。
根据结构特点，多轴箱分为通用和专用两大类。
通用多轴箱采用标准主轴和导向套引导刀具来保证加工孔的位置精度，而专用多轴箱采用刚性主轴和精密滑台导轨来保证加工孔的位置精度。
本课题主要设计大型通用多轴箱，由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。
大型通用多轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等组成。
多轴箱的通用箱体类零件的材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150.多轴箱基本尺寸系列标准规定了9种名义尺寸，宽度和高度是根据配套滑台的规格按规定的系列尺寸选择。
通用主轴分为钻床类主轴和攻螺纹类主轴。
钻床类主轴按支承型式可分为滚锥轴承主轴、滚珠轴承主轴和滚针轴承主轴，按与刀具的连接是浮动还是刚性连接，又可分为短主轴和长主轴。
攻螺纹类主轴按支承型式可分为前后支承均为圆锥滚子轴承主轴和前后支承均为推力球轴承和无内环滚针轴承的主轴。
主轴材料一般采用40Cr钢，热处理C42；滚针轴承主轴用20Cr钢，热处理S0.5~C59.通用传动轴按用途和支承型式分为六种，分别为圆锥轴承传动轴、滚针轴承传动轴、埋头传动轴、手柄轴、油泵传动轴和攻螺纹用蜗杆轴。
传动轴一般采用45钢，调质T235；滚针轴承传动轴用20Gr钢，热处理S0.5~C59.多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。
多轴箱的工作原理是利用多根主轴同时对一列孔系进行加工，完成钻、扩、铰、镗孔等加工工序。
通用多轴箱是组合机床中的重要部件之一。
它通过传动轴和传动齿轮的传动，将动力箱中电动机轴的动能传递给主轴，主轴带动刀具加工工件。
通过对齿轮啮合的调整，可以获得不同的传动比，从而实现主轴的不同转速。
多轴箱还可以安装多个不同的主轴，这样就可以用多个主轴对同一个工件进行不同的加工。
多轴箱与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻、扩、铰、镗孔等加工工艺。
2.多轴箱设计2.1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。
其主要内容和注意事项如下：1）根据机床联系尺寸图，绘制多轴箱外形图，并标注轮廓尺寸及动力箱驱动轴的相对位置尺寸。
2）根据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、主轴与驱动轴的相关位置尺寸。
在绘制主轴位置时，要特别注意：主轴与被加工零件在机床上是面对面放置的，因此，多轴箱主视图上的水平方向尺寸与零件工序图上的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，并标注其相对位置关系尺寸，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。
顺时针转向主轴不需标注，只需标注逆时针转向主轴。
4）列表标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等。
下图为双面卧式钻床组合机床右多轴箱设计原始依据图。
图2-1注：1.被加工零件标号及名称：271Q-xxxxxxx汽缸体。
材料及硬度：铜铬合金铸铁，212~285HBS。
2.主轴外伸尺寸及切削用量：轴号 1 2 3，4主轴外伸尺寸 D/d 30/20 30/20 22/14L 115 115 85切削用量工序内容 n（r/min） V(m/min) F(mm/r)钻7.8 钻8 扩12.6 577 577 27414.1 14.50 110.10 0.10 0.21461 角145备注8.7孔倒 5，622/xxxxxxx.125表2-13.动力部件1TD32I，1HY32IA，N主=2.2kw，n=1430T/min2.2主轴齿轮的确定及动力计算2.2.1.主轴型式和直径、齿轮模数的确定主轴的型式和直径取决于工艺方法、刀具主轴连接结构、刀具进给抗力和切削转矩。
例如，在钻孔工序中，常采用滚珠轴承主轴；扩、镗、铰孔等工序则常采用滚锥轴承主轴；而当主轴承受较小的负载时，常选用滚针主轴。
需要注意的是，滚针轴承的精度较低，结构刚度和装配工艺性也较差，除非轴距限制，一般不选用。
攻螺纹主轴因靠模杆在主轴孔内作轴向移动，为获得良好的导向性，一般采用双键结构，不用轴向定位。
主轴直径可根据加工示意图所示的主轴类型和外伸尺寸初步确定。
传动轴的直径也可以参考主轴直径大小初步选定。
待齿轮传动系统设计完成后，再验算某些关键轴颈。
多轴箱的齿轮模数常用2、2.5、3、3.5、4几种。
为了便于生产，同一多轴箱中的模数规格最好不要多于两种。
本题统一选用齿轮的模数为2.多轴箱所需功率可按下列公式计算：P = ∑Pi + ∑P损失i + ∑P空转i (i=1 to n)根据多轴箱设计原始依据图，可以确定1轴的功率计算如下：F1 = 26DfHB0.80.6 = 26×30×0.100.8×2500.6 = 3395NT1 = 10D1.9f0.8HB0.6 = 10×301.9×0.100.8×2500.6 = N.mmP切削1 = Tv×14.1 / 9740πD = 0.427kwF2 = 3395N；P切削2 = 0.427kw；F3 = F4 = 9.2f0.4ap1.2HB0.6 = 9.2×0.210.4×41.2×2500.6 = 714NT3 = T4 = 31.6D0.75f0.8HB0.6 =31.6×220.75×0.210.8×2500.6 = 2530N.mmP切削3 = P切削4 = Tv3v3 / 9740πD = 0.041kwF5 = F6 = 9.2f0.4ap1.2HB0.6 = 9.2×0.1250.4×41.2×2500.6 = 580NT5 = T6 = 31.6D0.75f0.8HB0.6 =31.6×220.75×0.1250.8×2500.6 = 1670N.mmP切削5 = P切削6 = Tv5v5 / 9740πD = 0.037kw查表可得：P空转1 = P空转2 = P空转3 = P空转4 = 0因此，多轴箱所需功率为P = P切削1 + P切削2 + P切削3 + P切削4 + P切削5 + P切削6 = 0.105kw。
P=0.046 kW，空转5和空转6的功率相同。
P10.4=27，表示第10.4个主轴的功率为27.损失1等于P，损失2等于0.损失3等于P，损失4等于0.0004 kW，损失5等于P，损失6等于0.0003 kW。
P等于2P1总+2P3总+2P5总，即P=2×0.536+2×0.0694+2×0.0833=1.377 kW。
多轴箱的总力为F=2F1+2F3+2F5=2×3395+2×714+2×580=9378 N。
为了克服滑台移动引起的摩擦阻力，动力滑台的进给力应大于F。
在多轴箱传动设计中，需要根据动力箱驱动轴位置和转速，各主轴位置及其转速要求，设计传动链，将驱动轴与各主轴连接起来，以使各主轴获得预定的转速和转向。
对于多轴箱传动系统的一般要求，首先要保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件，尽量减少传动轴和齿轮的规格和数量。
在中心距不符合标准时，可以采用变位齿轮或略微改变传动比的方法解决。
其次，应避免使用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷，影响加工质量。
为了使结构紧凑，多轴箱内齿轮副的传动比一般要大于0.5，后盖内齿轮传动比允许取至1/3~1/3.5；尽量避免使用升速传动。
在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。
刚性镗孔主轴上的齿轮，其分度园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。
驱动轴直接带动的传动轴数不能超过两根，以免给装配带来困难。
在多轴箱传动系统的拟定中，首先需要拟定传动路线。
将主轴4、5、6视为一组同心圆主轴，在其圆心（即三主轴轴心组成的三角形外接圆圆心）处设中心传动轴9；将主轴1、3视为一组直线分布主轴，在两轴中心连线的垂直平分线上设中心传动轴7；主轴2和泵轴11用中心传动轴10传动。
将轴9、7、10作为一组同心圆，同心轴处设合拢轴8，将轴8和驱动轴O连接起来，形成多轴箱传动树形图。
在此图中，主轴1~6为“树梢”，各分叉。
2.4.3 验算中心距误差在多轴箱体上，孔系是按照计算的坐标加工的，但装配时需要保证两轴间的齿轮能够正常啮合。
因此，必须进行验算，以确定根据坐标计算得出的实际中心距A是否符合两轴间齿轮啮合要求的标准中心距R，其中R与A的差值为δ=R-A。
验算的标准为：中心距允差[δ]≤(0.001~0.009)mm。
例如，我们需要验算轴9与轴4、5、6间的中心距误差δ9-4、δ9-5、δ9-6.即，轴9与轴4、5、6之间的标准中心距分别为R9-4、R9-5、R9-6，其中：R9-4 = (z4+z4')/22 = (22+40)mm = 62mmR9-5 = (z5+z5')/22 = (30+32)mm = 62mmR9-6 = (z6+z6')/22 = (30+32)mm = 62mm轴9与轴4、5、6间的实际中心距分别为A9-4、A9-5、A9-6，其中：22A9-4 = (X9-X4)+(Y9-Y4) = 62.xxxxxxxxmm22A9-5 = (X9-X5)+(Y9-Y5) = 61.xxxxxxxxmm22A9-6 = (X9-X6)+(Y9-Y6) = 61.xxxxxxxxmm因此，中心距误差分别为：δ9-4 = R9-4-A9-4 ≈ -0.632mmδ9-5 = R9-5-A9-5 ≈ +0.12mmδ9-6 = R9-6-A9-6 ≈ -0.003mm显然，轴9与轴4、5、6之间的齿轮副能够满足啮合要求。
但是，δ9-4和δ9-5的值都超过了[δ]的允许范围，而δ9-6则小于0.009mm。
因此，轴9与轴4、轴9与轴5间的齿轮均需要采用变位齿轮，变位量分别为ΔA9-4=+0.632mm和ΔA9-5=-0.197mm。
2.4.4 绘制坐标检查图在完成坐标计算后，需要绘制坐标及传动关系检查图，以全面检查传动系统的正确性。
1）坐标检查图的主要内容包括：1）通过齿轮啮合检查坐标位置的正确性，以及检查主轴转速和转向是否正确。
2）进一步检查各零件间是否存在干涉现象。
3）检查液压泵、分油器等附加机构的位置是否合适。