銑床課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書

西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁專 業(yè) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)方向課程設(shè)計(jì) 題 目： X6132 銑床 進(jìn)給箱 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 （ 系 ） 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 專 業(yè)班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2013 年 9 月 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁現(xiàn)代機(jī)械 CAD課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一. 設(shè)計(jì)目的和要求現(xiàn)代機(jī)械 CAD課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)方向課程中實(shí)踐性較強(qiáng)、綜合性突出的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，使該專業(yè)方向的學(xué)生在校期間最后一次（除畢業(yè)設(shè)計(jì)外）進(jìn)行的較長(zhǎng)時(shí)間、較系統(tǒng)、較全面的工程設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有特別重要的地位。對(duì)于樹立學(xué)生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、可靠性、完整性意識(shí)，激發(fā)學(xué)生用依據(jù)理論結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)解決工程實(shí)踐問題的興趣，加深同學(xué)對(duì)課程所學(xué)內(nèi)容的綜合理解和掌握具有舉足輕重的作用和十分重要的意義。本教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施目的是：1、通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立正確的現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì) 、 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué) 、 自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)課程和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/輔助分析/輔助制造（CAD/CAE/CAM） 、 有限元分析 、 優(yōu)化設(shè)計(jì) 、可靠性設(shè)計(jì)等其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)來分析和解決用計(jì)算技術(shù)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械的進(jìn)行完整設(shè)計(jì)所涉問題的能力。2、學(xué)習(xí)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握計(jì)算機(jī)輔助現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和所需技術(shù)和軟件。3、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練：例如計(jì)算（Matlab） 、分析（UG/Scinario、有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)分析和參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊） 、修正、繪圖（UG/Drafting/Assembly/FreeForm） 、查閱資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。4、有條件的話，可熟悉現(xiàn)代設(shè)計(jì)中涉及的計(jì)算機(jī)技術(shù)（計(jì)算機(jī)輔助制造 UG/Manufacturing）和其他流行 CAD 軟件（ANSYS、ADAMS、Pro/E）的使用操作，全面掌握現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的全過程。課程設(shè)計(jì)教學(xué)的基本要求是：1、能從機(jī)器功能要求出發(fā)，制定或分析設(shè)計(jì)方案，合理的選擇電動(dòng)機(jī)、西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件。2、能按機(jī)器的工作狀況用 Matlab 分析和計(jì)算作用在零件的載荷，合理選擇零件材料，正確計(jì)算零件主要參數(shù)及尺寸。3、能考慮制造工藝、安裝與調(diào)整、使用與維護(hù)、經(jīng)濟(jì)性和安全性等問題，對(duì)機(jī)器和零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4、繪圖表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果，圖樣符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸及公差標(biāo)注完整、正確，技術(shù)要求合理、全面。5、掌握使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制裝配圖（UG/Assembling） 、零件圖（UG/Drafting）的方法。6、進(jìn)行有限元分析（UG/Master FEM+或 ANSYS） 、機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)分析（UG/Motion 或 ADAMS）或和機(jī)械結(jié)構(gòu)分析（UG/Structures 或 ADAMS）并對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行針對(duì)性分析并取得合理的改進(jìn)。二、設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)和學(xué)分學(xué)時(shí)：3 周 學(xué)分：1.5三、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容課程設(shè)計(jì)題目常以一般用途的機(jī)械裝置為主，也可以做其他設(shè)計(jì)題目，其他工作量相當(dāng)于 X6132 機(jī)床的進(jìn)給箱部分設(shè)計(jì)。每個(gè)學(xué)生應(yīng)相對(duì)獨(dú)立完成：確定機(jī)器或傳動(dòng)裝置的總體方案，選定電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并完成其運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算；進(jìn)行傳動(dòng)零件以及軸、軸承、鍵聯(lián)接、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇有關(guān)零、部件的規(guī)格；結(jié)合設(shè)計(jì)計(jì)算，穿插進(jìn)行主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；用繪圖機(jī)器或傳動(dòng)裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并綜合考慮其潤(rùn)滑與密封等問題；進(jìn)行軸的精確校核計(jì)算；用計(jì)算機(jī)繪圖軟件（Ug 或 Pro/E）繪制正式裝配圖和零件圖；用有限元分析模塊（UG/Motion 或 ADAMS）和機(jī)械結(jié)構(gòu)分析模塊（UG/Structures 或 ADAMS）對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行分析并取得合理的改進(jìn)，整理、撰寫設(shè)計(jì)說明書；總結(jié)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯內(nèi)容。設(shè)計(jì)題目可僅給機(jī)器所需實(shí)現(xiàn)的功能，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案；亦可給定傳動(dòng)方案，由學(xué)生分析后進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生應(yīng)提交的設(shè)計(jì)成果包括：1. 機(jī)器或部件正式計(jì)算機(jī)裝配圖 1 張（UG/Assembly） ，A0 圖紙。2. 零件工作圖 3 張（UG/Drafting） ，A2、A3 或 A4 圖紙。通常為關(guān)鍵軸、關(guān)鍵西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁零件工作圖。3. 有限元分析效果圖 1 張（UG/Master FEM+）4. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，說明書應(yīng)包括：確定裝置總體方案，運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算（Matlab 程序） ，關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸、軸承、鍵聯(lián)接的校核計(jì)算（Matlab 程序）等內(nèi)容。四、設(shè)計(jì)的進(jìn)行方式由指導(dǎo)老師給出設(shè)計(jì)課題，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)。在規(guī)定的地點(diǎn)由教師指導(dǎo)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。五設(shè)計(jì)時(shí)間安排按以下進(jìn)程安排 3 周，共 15 天設(shè)計(jì)周期：（1） 方案設(shè)計(jì)（含選電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算） （1 天） ；（2） 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)（0.5-1 天） ；（3） 裝配草圖設(shè)計(jì)（3-4 天） ；（4） 裝配工作圖設(shè)計(jì)（2.5-3.5 天） ；（5） 零件工作圖設(shè)計(jì)（0.5 天） ；（6） 有限元分析效果（2 天） ；（7） 機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)分析圖（1.5-2 天） ；（8） 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析圖（1.5-2 天） ；（9） 某個(gè)零部件的修正圖（0.5-1 天） ；（10） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（1-2 天） ；（11） 答辯（1 天） 。設(shè)計(jì)過程中安排一次機(jī)床或成熟機(jī)械裝置裝拆試驗(yàn)和觀摩模型實(shí)物展覽室，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)；安排 16-24 學(xué)時(shí)集中講課，講解各軟件及其模塊的使用要點(diǎn)；其他時(shí)間采取集體輔導(dǎo)與個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合的指導(dǎo)方式。其中講課、輔導(dǎo)穿插在各階段進(jìn)行。目 錄西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁第一章 X6132 機(jī)床的規(guī)格和用途 6第二章 X6132 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 7第三章 總體裝配圖和傳動(dòng)方案、傳動(dòng)系統(tǒng)圖 8-13第四章 進(jìn)給箱 13-254.1 進(jìn)給箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總述 134.2 進(jìn)給箱的裝配 13-164.3 進(jìn)給箱進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖 174.4 零件圖和裝配圖 17-19第五章 運(yùn)動(dòng)仿真及有限元分析 19-31第六章 設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)體會(huì) 32西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁附錄： 參考資料編目 33第一章 X6132 機(jī)床的規(guī)格和用途X6132 臥式銑床是一種通用的多用途機(jī)床，也是一種較為精密的加工設(shè)備，該機(jī)床剛性強(qiáng)，進(jìn)給變速范圍廣，能承受重負(fù)荷切屑。主軸錐孔可直接或通過附件安裝各種圓柱銑刀、圓片銑刀、成型銑刀、端面銑刀等刀具，適于加工各種零件的平面、斜面、溝槽、齒輪等，回轉(zhuǎn)臺(tái)可繞垂直軸在水平面45 0 范圍內(nèi)調(diào)整，如采用分度頭附件，還可加工螺旋表面。在床身的頂部有水平導(dǎo)軌，其上裝有帶著一個(gè)或兩個(gè)刀桿支架的懸梁。刀桿支架用來支承安裝銑刀心軸的一端，而心軸的另一端則固定在主軸上。在床身的前方有垂直導(dǎo)軌，一端懸持的升降臺(tái)可沿之作上下移動(dòng)。在升降臺(tái)上面的水平導(dǎo)軌上，裝有可平行于主軸軸線方向移動(dòng)（橫向移動(dòng)）的溜板。工作臺(tái)可沿回轉(zhuǎn)臺(tái)上部轉(zhuǎn)動(dòng)部分的導(dǎo)軌在垂直與主軸軸線的方向移動(dòng)（縱向移動(dòng)） 。這樣，安裝在工作臺(tái)上的工件可以在三個(gè)方向調(diào)整位置或完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此外，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分回轉(zhuǎn)臺(tái)可繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度（通常為45 0） ，這樣，工作臺(tái)于水平面上除能平行或垂直于主軸軸線方向進(jìn)給外，還能在傾斜方向進(jìn)給，從而完成銑螺旋槽的加工。X6132 臥式銑床結(jié)構(gòu)的主要部件組成有主傳動(dòng)部分，主傳動(dòng)部分由主傳動(dòng)變速箱及主軸部件組成。主軸是空心的，前端有錐孔，用以安裝銑刀桿和刀具。通過兩個(gè)三聯(lián)滑移齒輪及一個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，使主軸得到 18 種轉(zhuǎn)速。機(jī)床進(jìn)給變速部分，由進(jìn)給變速箱與變速操縱機(jī)構(gòu)組成，由獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)軸輸出，工作進(jìn)給時(shí)，經(jīng)過變速箱逐級(jí)變速可得 21 種進(jìn)給速度，通過電磁片式摩擦離合器實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)，快速進(jìn)給時(shí)，通過電磁離合器直接傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。變速操縱機(jī)構(gòu)采用孔盤集中操作，孔盤的移動(dòng)由一套螺紋差動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。升降臺(tái)部分，升降臺(tái)與床身以矩形導(dǎo)軌、壓板的結(jié)構(gòu)相互聯(lián)接，提高了導(dǎo)軌的剛性，便于維修，還可沿床身導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)，調(diào)整工作臺(tái)至銑刀的距離。在升降臺(tái)內(nèi)部，裝有完成升降臺(tái)上下移動(dòng)、溜板橫向進(jìn)給及工作臺(tái)縱向進(jìn)給的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，各方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一套鼓輪機(jī)構(gòu)及臺(tái)面操縱機(jī)構(gòu)集中操縱。工作臺(tái)及溜板，在工作臺(tái)與溜板之間還有一個(gè)回轉(zhuǎn)盤，下面用螺釘與橫溜板相連，松開螺釘可使回轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)工作臺(tái)在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定角度（左右最大可轉(zhuǎn)過 450） 。工作臺(tái)進(jìn)給絲杠的軸向定位依靠右邊軸架上的一對(duì)推力軸承，另一端是可以自由伸縮的。工作臺(tái)的橫向進(jìn)給螺母座固定在溜的中部，與中央錐齒輪裝于同一托架上便于維修、調(diào)整。工作臺(tái)進(jìn)給絲桿的螺母分左右兩半，中間留有空行程，左右兩螺母的間隙可分別調(diào)整。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁第二章 X6132 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)1、 工作臺(tái)尺寸（長(zhǎng)寬） 1250320 毫米2、 工作臺(tái)最大行程：縱向 800 毫米橫向 300 毫米垂直 400 毫米3、 主軸轉(zhuǎn)速范圍（18 級(jí)） 301500 轉(zhuǎn)/分4、 主軸端孔錐度 7:245、 主軸孔徑 29 毫米6、 主軸中心線到工作臺(tái)面見距離 30430 毫米7、 主軸中心線到懸梁間距離 155 毫米8、 床身垂直導(dǎo)軌到工作臺(tái)面中心距離 215515 毫米9、 刀桿直徑（三種） 22、27、32 毫米10、 進(jìn)給量范圍（21 級(jí)）：縱向 101000 毫米/分橫向