鏜孔專用機(jī)床畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、重慶科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 鏜孔專用機(jī)床 院 （系） 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 評(píng)閱教師 職稱 副教授 2013年 6 月 4日 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）

2、： 年 月 日摘要首先進(jìn)行組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)，然后根據(jù)根據(jù)工件的材料及硬度選擇刀具、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、切削用量，計(jì)算切削力、切削轉(zhuǎn)矩及切削功率，并以此選擇主軸軸頸及外伸尺寸，動(dòng)力部件，滑臺(tái)，并繪制加工示意圖和尺寸聯(lián)系圖。專用主軸箱根據(jù)加工零件特點(diǎn)，及其加工工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由大量的專用零件組成。設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)；確定軸頸及齒輪模數(shù)；擬定傳動(dòng)系統(tǒng)；計(jì)算主軸、傳動(dòng)軸坐標(biāo)；繪制坐標(biāo)檢查圖；繪制多軸箱總圖、零件圖。本文主要內(nèi)容包括專用夾具、主軸箱和專用機(jī)床總體設(shè)計(jì)的必要性分析。通過對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)床的功能分解與功能合成，以及對(duì)工件加工方案的設(shè)計(jì)從而提出專用機(jī)床的加工方案。通過對(duì)

3、定位方式的選擇和對(duì)工件工藝性的分析，以及對(duì)零件工序圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸的分析，提出對(duì)臥式鏜床的總體設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：夾具 主軸箱 專用機(jī)床 abstractfirst the overall design of modular machine tool, then according to the workpiece material and hardness according to select tools, oriented structure, cutting dosages, cutting force and cutting torque and cutting power, and

4、to select spindle shaft neck and the overhanging size, power components, slider, and rendering process schematic diagram .according to the special spindle box processing characteristics, and its processing requirements for design, by a large number of special parts. the contents include: drawing des

5、ign according to the design of the original spindle box. determine the spindle structure, determine the shaft neck and gear module, transmission systems; worked coordinate calculation, a transmission axis, check, drawing coordinates, spindle box layout drawing parts. this paper includes special fixt

6、ure, the spindle box for machine design and analysis of the need. through the design of the machines function and function of decomposition, and the processing of the workpiece to the design of the processing machine dedicated to the programme. by way of the choice and positioning of the workpiece p

7、rocess of analysis, and parts of the process map and machine the size of contact analysis, the horizontal boring machine design programme. keywords：fixture；headstock；special；spindle box； machine目錄摘要iabstractii1 緒論11.1專用機(jī)床的簡介11.2專用機(jī)床的產(chǎn)生、研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢12.機(jī)床加工工藝分析42.1重要圖的分析42.2工藝方案分析43機(jī)床方案設(shè)計(jì)及總體設(shè)計(jì)63.1確定機(jī)床布局形

8、式63.2確定機(jī)床傳動(dòng)方案633確定運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)63.4繪制加工示意圖74主要部件設(shè)計(jì)94.1傳動(dòng)件設(shè)計(jì)94.2主軸組件設(shè)計(jì)114.3工作臺(tái)設(shè)計(jì)124.4進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)124.5鏜模設(shè)計(jì)134.6夾緊機(jī)構(gòu)144.7絲桿的選擇及潤滑14假設(shè)滾動(dòng)絲桿能工作6年，每年365天，每天工作8小時(shí)，則154.8導(dǎo)軌選擇及潤滑175傳動(dòng)件驗(yàn)算19結(jié)論20致 謝21參考文獻(xiàn)221 緒論1.1專用機(jī)床的簡介本課題設(shè)計(jì)鏜孔專用機(jī)床的目的是采用鏜削的加工方法，獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器。鏜孔專用機(jī)床屬于專用機(jī)床的一種。本實(shí)用新型的鏜桿穿過工件兩側(cè)的內(nèi)外鏜模座定位，保證了鏜桿具有良好的剛性切

9、削過程中不會(huì)出現(xiàn)偏移中心線的情況，保證所需加工孔的同軸度。數(shù)把鏜刀可同時(shí)鏜削同軸的多個(gè)孔，工作效率高。鏜刀除了粗、精鏜孔外，還可以加工端面，加工能力強(qiáng)。本設(shè)計(jì)的鏜孔裝用機(jī)床可加工中心距要求較高的孔，只需鏜模座的孔的位置與所需加工孔的位置一致，加工范圍廣泛。定位調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)鏜桿的間隙，通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺母，使軸瓦軸向移動(dòng)，利用軸瓦的外圓與軸座的內(nèi)孔的錐度作用，微量改變軸瓦與鏜桿之間的間隙，從而保證機(jī)床的精度，被加工孔的精度更高。在現(xiàn)代機(jī)床制造工業(yè)中加工機(jī)器零件的方法有很多種，如鑄造、鍛造、焊接、切削加工和各種特種加工等，但切削加工是將金屬毛坯加工成具有一定形狀，尺寸和表面質(zhì)量的零件的主要加工方法，在加

10、工精密零件時(shí)，目前主要依靠切削加工來達(dá)到所需的加工精度和表面質(zhì)量，。所以，金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)任的工作量，約占機(jī)器總制造工作量的40%60%，機(jī)床的技術(shù)水平直接影響機(jī)械制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。機(jī)床的母機(jī)屬性決定了它在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。機(jī)床工業(yè)為各種類型的機(jī)械制造廠提供先進(jìn)的制造技術(shù)與優(yōu)質(zhì)高效的機(jī)床設(shè)備，促進(jìn)機(jī)械制造工業(yè)的生產(chǎn)能力和工藝水平的提高。機(jī)械制造工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化技術(shù)裝備的任務(wù)，即為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種機(jī)器、儀器和工具。為適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，必須大力發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)?？梢姡瑱C(jī)械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門賴

11、以發(fā)展的基礎(chǔ)，而機(jī)床工業(yè)則是機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)。一個(gè)國家機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平在很大程度上標(biāo)志著這個(gè)國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平。顯然，機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)中起著重大的作用。1.2專用機(jī)床的產(chǎn)生、研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢 機(jī)床是人類在改造自然的長期生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。最原始的機(jī)床是依靠雙手的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在工件上鉆孔。最初的加工對(duì)象是木料。為加工回轉(zhuǎn)體，出現(xiàn)了依靠人力使工件往復(fù)回轉(zhuǎn)的原始機(jī)床。在原始加工階段，人即是提供機(jī)床的動(dòng)力，又是操縱者。當(dāng)加工對(duì)象由木材逐漸過渡到金屬時(shí)，車圓，鉆孔等都要求增大動(dòng)力。于是就逐漸出現(xiàn)了水力。風(fēng)力和畜力等驅(qū)動(dòng)的機(jī)床。隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要

12、，1516世紀(jì)出現(xiàn)了銑床和磨床。我國明代宋應(yīng)星所著天工開物中就已有對(duì)天文儀器進(jìn)行銑削和磨削加工的記載。到十八世紀(jì)，出現(xiàn)了刨床。18世紀(jì)末，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，提供了新型巨大的能源，使生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。在加工過程中逐漸產(chǎn)生了專業(yè)分工，出現(xiàn)了各種類型的機(jī)床。19世紀(jì)末，機(jī)床擴(kuò)大了許多類型。這些機(jī)床多采用天軸皮帶集中拖動(dòng)，性能很低。20世紀(jì)以來，齒輪變速箱的出現(xiàn)，使機(jī)床的機(jī)構(gòu)和性能發(fā)生了根本的變化。隨著電氣。液壓等科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)并在機(jī)床上得到了普遍的應(yīng)用使機(jī)床技術(shù)有了迅速的發(fā)展。出通用機(jī)床外，又出現(xiàn)了許多變型品種和各式各樣的專用機(jī)床。在機(jī)床發(fā)展的這個(gè)階段，機(jī)床的動(dòng)力已由自然力代替了人力。特別是工

13、業(yè)革命以來，人只需要操縱機(jī)床。生產(chǎn)力已不受人的體力的限制。由于我國歷史上長期的封建統(tǒng)治，嚴(yán)重束縛了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是19世紀(jì)以來，更受到帝國主義的侵略和掠奪，處于半封建。半殖民地的落后狀態(tài)，以致舊中國的工農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)非常落后。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1949年初全國僅擁有機(jī)床6萬臺(tái)左右，只有少數(shù)地區(qū)的部分修配廠能生產(chǎn)簡陋的機(jī)床，根本沒有機(jī)床制造業(yè)。在解放初的三年恢復(fù)時(shí)期，我國重點(diǎn)發(fā)展了東北的機(jī)床工業(yè)，改建一些生產(chǎn)機(jī)床的專業(yè)廠，仿制國外的普通機(jī)床，并新建一些機(jī)床廠，使機(jī)床工業(yè)逐漸成為機(jī)械制造工業(yè)中的一個(gè)重要的新行業(yè)。第一個(gè)五年計(jì)劃期間（19531957），根據(jù)國民發(fā)展的需要，又新建、改建和擴(kuò)建了許多機(jī)床廠，

14、開始自行設(shè)計(jì)和開展實(shí)驗(yàn)研究工作。1956年成立了綜合性的機(jī)床研究所和組合機(jī)床研究所，之后又相繼建立了廣州機(jī)床研究所和各種專業(yè)機(jī)床研究所，開展了大量的研究工作。1958年以后，在全國各地又陸續(xù)新建了大量機(jī)床廠?？v觀四十余年的發(fā)展史，我國機(jī)床工業(yè)已經(jīng)從無到有，從小到大，從仿制到自行設(shè)計(jì)，從單一品種到多品種系列化，從簡單粗糙到大型精密，不斷成長壯大。前瞻數(shù)據(jù)中心監(jiān)測：2010年，中國金屬切削機(jī)床產(chǎn)量為755779臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到223897臺(tái)，同比增長分別為33.1%和66.7%；成形機(jī)床產(chǎn)量為261488臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到12207臺(tái)，同比增長分別為18.0%和8.1%。一些機(jī)床的性

15、能已接近或達(dá)到了世界先進(jìn)水平。專用機(jī)床不僅能滿足我國社會(huì)主義建設(shè)的需要，還進(jìn)入了國際市場。專用機(jī)床是一種專門使用特定零件和特定工序加工的機(jī)床，而且往往是組成自動(dòng)生產(chǎn)線式生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，不可缺的機(jī)床品種。組合機(jī)床是專用機(jī)床的一種，它以標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成。而目前一些機(jī)床廠對(duì)其生產(chǎn)的通用機(jī)床若作改動(dòng)時(shí)，也習(xí)慣用專用機(jī)床來取代。專用機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)踐中占有一定的比重。據(jù)相關(guān)資料介紹，日本2001年專用機(jī)床產(chǎn)值的比達(dá)到8.8%；我國臺(tái)灣這一數(shù)字達(dá)到6.9%；而我國僅為0.67%。所以在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中，發(fā)展裝用機(jī)床是行業(yè)發(fā)展中的一個(gè)值得注意的問題。專用機(jī)床存在的問題有：技術(shù)難度大，由于它是集

16、加工工藝、機(jī)床、夾具、輔助、刀具、檢驗(yàn)測量、物流等一體，實(shí)現(xiàn)交鑰匙工程，從而涉及技術(shù)領(lǐng)域?qū)捛覐?fù)雜，又是一次性制造，要保證一次成功，所以技術(shù)難度大；經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)高專用機(jī)床根據(jù)用戶訂單“量體裁衣”制造的，不可能有試制探索過程，要確保一次成功，有相當(dāng)大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；協(xié)作困難大，由于一次性制造，它不像汽車零部件那樣批量生產(chǎn)，找協(xié)作廠家很困難；技術(shù)依賴性強(qiáng)，因?yàn)閷Ｓ脵C(jī)床從設(shè)計(jì)、工藝編制、生產(chǎn)制造到裝配調(diào)試的全過程，都需要一批有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員、管理人員和技術(shù)工人；利潤空間??；技術(shù)成長期長；人員流動(dòng)困難；技術(shù)引進(jìn)困難。目前，世界機(jī)床工業(yè)發(fā)展迅猛，機(jī)床產(chǎn)品加速更新，對(duì)其功能、性能、生產(chǎn)率、質(zhì)量等要求不斷提高。我國的

17、機(jī)床工業(yè)雖然取得了巨大的成就，機(jī)械制造技術(shù)有了很大的發(fā)展和提高，但由于原有的基礎(chǔ)薄弱，科學(xué)技術(shù)落后，因此與世界先進(jìn)水平相比，仍然存在著較大的差距，其主要表現(xiàn)為：1. 高精度和超精密加工還不能滿足現(xiàn)代化科技發(fā)展的需要；2. 缺少高效自動(dòng)化和數(shù)控化、柔性化的制造技術(shù)和設(shè)備；3. 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，精度保持性差使用壽命短； 4.對(duì)機(jī)床的基礎(chǔ)理論的研究落后，生產(chǎn)管理水平和人員素質(zhì)不高。隨著世界科技水平的發(fā)展，機(jī)床工業(yè)幾經(jīng)發(fā)展到了類別品種繁多，結(jié)構(gòu)靈巧可靠，性能日臻完善，技術(shù)日益精湛的程度。分析世界各主要國家機(jī)床工業(yè)發(fā)展的動(dòng)向，其技術(shù)發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：第一，要像高速、高效率、自動(dòng)化的方向發(fā)展

18、，特別是向數(shù)控化、柔性化和集成化的方向發(fā)展。第二，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍以提高機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化水平。第三，向更精密的方向發(fā)展。2.機(jī)床加工工藝分析2.1重要圖的分析1零件圖的分析圖1.1工件圖零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)該零件為箱體類零件，被加工孔為40mm的兩個(gè)通孔。2整體設(shè)計(jì)簡圖的分析本設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)如圖所示。2.2工藝方案分析1工藝方案煩分析對(duì)于直徑為40mm的孔，采用拉、粗鉸精鉸、半精鏜精鏜等工藝都能達(dá)到該孔的尺寸要求。但是拉、鉸孔都是自為基準(zhǔn)加工，無法進(jìn)一步提高孔的精度，而鏜削可以通過鏜模有效的提高孔的位置精度。因此采用半精鏜精鏜方案為宜。被加工孔的實(shí)體尺寸較短（為14mm）可采用工序適當(dāng)

19、集中的原則，將半精鏜精鏜合并為一道工序，即在刀桿上安裝兩把鏜刀，一次完成半精鏜精鏜加工。2繪制工藝圖根據(jù)基準(zhǔn)重合原則選擇零件底面為定位基準(zhǔn)，可采用一面兩孔的定位方法，用壓板夾緊。3機(jī)床方案設(shè)計(jì)及總體設(shè)計(jì)3.1確定機(jī)床布局形式采用臥式浮動(dòng)鏜的方法完成兩孔的加工。在零件兩邊設(shè)有鏜模，保證了鏜桿的同軸度，因此保證孔的加工精度。3.2確定機(jī)床傳動(dòng)方案1機(jī)床的主傳動(dòng)及進(jìn)給傳動(dòng)由于鏜床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不需要嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，所以分開傳動(dòng)。但均為機(jī)械傳動(dòng)。33確定運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)1確定切削用量查閱實(shí)用金屬切削手冊(cè)，采用硬質(zhì)合金刀頭，精鏜鑄鐵時(shí)的切削用量下：vc5090 m/min， f0.150.5

20、mm/r，ap0.61.2 mm2確定切削速度 v 削速度 d 直徑 f 切削用量 v=40100米/分 f=0.4毫米/轉(zhuǎn)故鏜桿的轉(zhuǎn)速應(yīng)在398716.6（rpm）之間從上述兩個(gè)范圍中選取一個(gè)適中的數(shù)值，即n=600rpm，由此倒過去，由公式由此可算出鏜40 mm 孔的切削速度取76(m/min)。進(jìn)給速度3確定進(jìn)給量與背吃刀量根據(jù)上述范圍取進(jìn)給量 f0.4 mm/r。因加工孔取背吃刀量 ap1.0 mm。4.計(jì)算切削力與切削功率切削力的計(jì)算可參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)，根據(jù)加工類型選擇計(jì)算公式和 相關(guān)計(jì)算參數(shù)，分別計(jì)算主切削力、背向力和進(jìn)給力，再根據(jù)切削速度計(jì)算切 削功率。關(guān)于切削力計(jì)算的相關(guān)參

21、數(shù)如表 1-1 所示。加工材料刀具材料加工形式 ht200 硬質(zhì)合金 鏜孔 主切削力 fc背向力 fp進(jìn)給力 ffcfcxfcyfcnfccfpxfpyfpnfp cffxffyffnff9001.00.75 05300.90.7504501.00.40計(jì)算結(jié)果如下：主切削力：fc=397n背向力：fp=357n進(jìn)給力：ff=619n由于一次性完成粗精加工，所以鏜桿上安裝四把鏜刀所以鏜孔的主切削功率為pc= =2.01kw機(jī)床主軸電機(jī)功率為大于pe的值：pe=根據(jù)電機(jī)相關(guān)手冊(cè)查得：主軸箱部分所選電機(jī)型號(hào)為y160m1-8進(jìn)給裝置所選電機(jī)的型號(hào)為yct180-4a 電機(jī)型號(hào)額定功率kw電機(jī)同步轉(zhuǎn)

22、速r/min電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速r/min y160m1-84 750720 yct180-4a412512503.4繪制加工示意圖1選擇刀具根據(jù)工件的材料硬度選擇yt15硬質(zhì)合金鏜刀頭。有與鏜桿的直徑較小，因此選擇較小的鏜刀體，取其截面尺寸為6mm6mm2確定鏜桿結(jié)構(gòu)及尺寸（1）鏜桿結(jié)構(gòu)及直徑鏜桿工作時(shí)在鏜模中移動(dòng)，鏜模中有油杯，便于潤滑，半精鏜與精鏜的軸向距離為被加工孔的長度；取14mm。待加工孔的直徑為40mm，查閱機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，鏜孔直徑為3040 mm 時(shí)，鏜桿直徑為2030 mm。采用浮動(dòng)鏜桿，取鏜桿直徑為30 mm，由此可確定鏜套的基本直徑為30 mm。（2）確定鏜桿的軸向尺寸導(dǎo)向裝置

23、設(shè)計(jì)要求開始加工時(shí)鏜桿深入導(dǎo)向裝置的長度應(yīng)不小于鏜桿直徑，這里取32mm,根據(jù)這一要求可以算出鏜刀端部到鏜桿連接主軸部分的長度：32+520+50=602mm故鏜桿的軸向尺寸l=602mm（3）確定加工循環(huán)根據(jù)工件結(jié)構(gòu)確定鏜頭的工作循環(huán)為：原位快進(jìn)（s1）工進(jìn)（s2）快進(jìn)（s3）工進(jìn)（s4）快退（s0）。工作進(jìn)給長度的確定工作進(jìn)給長度應(yīng)等于被加工部位長度與刀具切入和切出長度之和。動(dòng)力頭工作進(jìn)給長度是按加工長度最大的孔來造取，切入長度根據(jù)工件端面的誤差情況，選510毫米為第一工作進(jìn)給長度，第二工作進(jìn)給常常比第一工作進(jìn)給要小得多，在有條件，應(yīng)力法做到轉(zhuǎn)入第二工作進(jìn)給時(shí)，除倒大角的刀具外，其余刀具都

24、離開加工表面，不再切削。否則，將降低刀具使用壽命，且破壞已加工的表面?？焖偻嘶亻L度的確定一般在固定式夾具機(jī)床上，動(dòng)力頭快速引進(jìn)和工作進(jìn)給長度之和。動(dòng)力頭快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導(dǎo)套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行了。動(dòng)力頭總行程的確定動(dòng)力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長度外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方便性。裝卸刀具的理想情況是：刀具退離導(dǎo)向套外端面的距離，需大于刀桿插入主軸孔內(nèi)的長度。動(dòng)力頭的工作進(jìn)給行程s=217+14+5+79+14+5=334mm （4）最大行程的確定動(dòng)力頭最大允許行程，除滿足機(jī)床工作循環(huán)的要求外，還必須保證調(diào)整和裝卸刀具的方便性，在使用時(shí)要兼顧刀具來考慮。試確定動(dòng)力

25、頭最大行程為s=404主要部件設(shè)計(jì)4.1傳動(dòng)件設(shè)計(jì)1確定主軸傳動(dòng)方式及傳動(dòng)比根據(jù)鏜床主軸選擇齒輪傳動(dòng)方式。工藝要求主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nd=720r/min,因此傳動(dòng)比為2確定齒輪模數(shù)m及齒數(shù)z參考同類鏜床類比分析，取齒輪模數(shù)m=2.5mm。按如下關(guān)系可求出齒輪齒數(shù)。 （41） （42）式中 z0 z1電動(dòng)機(jī)主軸齒輪齒數(shù)： a嚙合齒輪中心距（mm）序號(hào)名稱代號(hào)計(jì)算公式幾何參數(shù)大齒輪小齒輪1理論中心距a0=a0=mm2嚙合角3變?yōu)橄禂?shù)和查表：4變?yōu)橄禂?shù)根據(jù)選定的變位制加以分配5中心距變化系數(shù)0.126齒頂高降低系數(shù)7齒頂高8全齒高9齒根高10分度圓直徑df11尺頂圓直徑de

26、de=df+2he 12齒根圓直徑didi=df-2hi13跨側(cè)齒數(shù)n計(jì)算n1=4 n1=514公法線長度ll=mcos(0.5zin)2tanl0=26.9776mm l1=34.5641mm3.選擇齒輪材料和等級(jí)精度因主軸箱與鏜桿采用浮動(dòng)聯(lián)接，所以鏜孔精度主要取決于鏜模精度，且齒輪載荷不大，故選用一般材料即可。查閱機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如下：材料：45 鋼，熱處理：調(diào)質(zhì)，230260hbs。傳動(dòng)比為 1.2兩個(gè)齒輪采用相同的材料4.齒輪結(jié)構(gòu)主軸齒輪見圖圖1.2 主軸齒輪4.2主軸組件設(shè)計(jì)1主軸箱的傳動(dòng)方案 專用主軸箱的傳動(dòng)方案可選用帶傳動(dòng)或者齒輪傳動(dòng)?？紤]到拆卸工件方便，因此為縮短軸向

27、尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊,專用主軸箱采用齒輪傳動(dòng)方案。傳動(dòng)方式如下：電機(jī)齒輪1齒輪2主軸鏜桿2.確定主軸材料及尺寸（1）主軸材料主軸的載荷相對(duì)較小，一般情況下，引起的應(yīng)力遠(yuǎn)小于鋼的屈服極限，故機(jī)械強(qiáng)度不是選擇主軸的材料的依據(jù)。當(dāng)主軸的直徑、支承、跨距、懸伸量等 尺寸參數(shù)一定時(shí)，主軸的慣性矩未定值，主軸的剛度取決于材料的彈性模量。 但各種鋼材的彈性模量 e2.06105 mpa，幾乎沒什么差別，因此剛度也不是主軸選材的依據(jù)。 主軸的材料只能是根據(jù)耐磨性、熱處理方法及熱處理的變形大小來選擇，而耐磨性取決于硬度，估機(jī)床主軸為淬火鋼或滲碳淬火鋼，高頻淬硬，普通機(jī)床主軸可選 45 鋼。此處主軸可取相同的材料 4

28、5 號(hào)鋼。（2） 主軸直徑則由切削扭矩計(jì)算主軸直徑公式 （p所選電機(jī)的功率kw，b系數(shù)）計(jì)算得主軸最小直徑d=25mm。確定主軸直徑 根據(jù)鏜桿尾部結(jié)構(gòu)，主軸前端應(yīng)為萬向節(jié)結(jié)構(gòu)形式。其直徑取90mm。據(jù)此確定主軸前支撐軸頸d1=65mm，后支撐根據(jù)d2=（0.70.85）d1=45.555.25mm的關(guān)系，取d2=55mm，中間過度直徑（平均直徑）取d=60mm。確定主軸前端結(jié)構(gòu) 主軸前段與鏜桿浮動(dòng)連接。選擇主軸支撐的配置形式 根據(jù)精鏜主軸的特點(diǎn)，承受的軸向力、徑向力都較小，主軸轉(zhuǎn)速較高。從軸承手冊(cè)中查出前支撐軸承為7013ac。根據(jù)以上方法求得絲桿的最小直徑為d絲桿=28mm。4.3工作臺(tái)設(shè)計(jì)

29、機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是指將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給工作臺(tái)或刀架以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈，包括齒輪傳動(dòng)副、絲杠螺母副，（或蝸桿蝸輪副）及其支承部件等。為 了保證機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度，設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，應(yīng)該著重考慮以下幾方面的要求：1高的傳動(dòng)剛度進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度主要取決于絲杠螺母副（直線運(yùn)動(dòng)）或蝸輪蝸桿副（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）及其支承部件的剛度。剛度不足與摩擦阻力一起會(huì)導(dǎo)致工作臺(tái)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象以及造成反向死區(qū)，影響傳動(dòng)準(zhǔn)確性。縮短傳動(dòng)鏈，合理選擇絲杠尺寸以及對(duì)絲杠螺母副及支承部件等預(yù)緊是提高傳動(dòng)剛度的有效措施。2.低的摩擦進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，快速響應(yīng)特性好，因此，必須減小運(yùn)動(dòng)

30、件的，摩擦阻力和動(dòng)、靜摩擦因數(shù)之差。這除了與導(dǎo)軌有關(guān)外，在進(jìn)給系統(tǒng)中還普遍采用了滾珠絲杠副，靜壓絲杠副。3小的慣量進(jìn)給系統(tǒng)由于經(jīng)常需進(jìn)行起動(dòng)、停止、變速或反向，若機(jī)械傳動(dòng)裝置慣量大，會(huì)增大 負(fù)載并使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變差。因此在滿足強(qiáng)度與剛度的前提下，應(yīng)盡可能減小運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部 件的重量以及各傳動(dòng)元件的直徑和重量，以減小慣量。4消除傳動(dòng)間隙機(jī)械間隙是進(jìn)給系統(tǒng)降低傳動(dòng)精度、剛度和造成進(jìn)給系統(tǒng)反向死區(qū)的主要原因之一， 因此對(duì)傳動(dòng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括：聯(lián)軸器、齒輪副、絲杠螺母副、蝸桿蝸輪副及其支承部件等均應(yīng)采用消除間隙的措施。4.4進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)首先明確你使用滾珠絲桿的工作件的工作功率，及工作速度。然后選擇原動(dòng)

31、機(jī)，再設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案，滾珠絲桿屬于傳動(dòng)方案中的一個(gè)機(jī)構(gòu)。滾珠絲桿的主要參數(shù)有：絲桿外徑，導(dǎo)程。這兩個(gè)參數(shù)決定了滾珠絲桿的負(fù)載（負(fù)荷及速度），它們是標(biāo)準(zhǔn)值，通過上面說的條件進(jìn)行計(jì)算選擇。還有一個(gè)在選擇絲桿進(jìn)行考慮的參數(shù)：滾珠列數(shù)（負(fù)載回路列圈數(shù)也決定負(fù)載能力）。其它的外形尺寸，滾珠螺母是依據(jù)絲桿、列數(shù)、循環(huán)方式、安裝形式來確定，桿端尺寸及形式主要取決于安裝形式。4.5鏜模設(shè)計(jì) 圖3 鏜模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1確定鏜桿直徑。待加工孔的直徑為40mm，查閱機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，鏜孔直徑為3040 mm 時(shí)，鏜桿直徑為2035 mm。采用復(fù)合鏜桿，取鏜桿直徑為65 mm，由此可確定鏜套的基本直徑為30 mm。 2鏜模

32、的結(jié)構(gòu)形式。為適應(yīng)大批量生產(chǎn)要求，減少鏜桿與鏜套的磨損，防止出現(xiàn) 卡死現(xiàn)象，采用回轉(zhuǎn)式鏜套。因 是 精加 工 ， 滾動(dòng) 線 速 度大 于 20m/min，故采用角接觸球軸承滾動(dòng)式回轉(zhuǎn)鏜套。通過調(diào)整軸向和徑向間隙及適當(dāng)預(yù)緊可進(jìn)行高精 度鏜孔。結(jié)構(gòu)形式如圖 3。為使鏜桿順利進(jìn)入鏜套，鏜套上設(shè)有尖頭鍵，鏜桿上開有螺旋槽，定向鍵可使鏜刀順利進(jìn)入引導(dǎo)槽，同時(shí)尖頭鍵起到傳動(dòng)作用，使鏜套與鏜桿一同旋轉(zhuǎn)。2. 相關(guān)配合鏜模支架與軸承的配合為 k6,鏜套與軸承的配合為 j5，鏜套與鏜桿的配合為 h6/h5。3軸承選擇綜合考慮車床和夾具的總體尺寸，確定后鏜套下軸承型號(hào) 7024c 上軸承型號(hào) 7018c，前鏜套軸

33、承型號(hào)均為 7018c。為適應(yīng)高精度鏜孔的要求，軸承精度取 p4 級(jí)。4各零件材料選擇1）導(dǎo)套：查閱機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，回轉(zhuǎn)式導(dǎo)套的材料可選用 crmn（合金工具鋼）。2）軸承端蓋：查閱實(shí)用金屬切削手冊(cè)常用材料及性能部分，端蓋的材料選用 ht150。3）鏜模支架：查閱機(jī)械制造基礎(chǔ)部分，支架材料選用 ht200。4）套筒：查閱機(jī)械制造基礎(chǔ)部分，選用 ht150 即可。5）密封氈圈：細(xì)羊毛氈，標(biāo)記：氈圈 60 jb/zq 4606-86。 6）端蓋螺釘：軸承端蓋受力較小，選 q235a 即可，規(guī)格為內(nèi)六角螺釘m825。5鏜模距工件的距離，一般取 h(0.51.0)d h(0.51.0)40 mm20

34、40 mm，但此距離應(yīng)控制在 2080 mm 之間，綜合考慮取 h1。鏜模支架在夾具底座上分別用兩錐銷定位，因空間尺寸較小，采用內(nèi)六角螺釘鎖緊。安裝式應(yīng)注意找正鏜模軸線相對(duì)夾具體的位置，以保證鏜孔精度。4.6夾緊機(jī)構(gòu)1設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意滿足以下的基本要求：保證加工精度，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)能保證工件可靠的接觸相應(yīng)的定位基面，夾緊后不許破壞工件的正確位置；保證生產(chǎn)率，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化程度，夾緊動(dòng)作受力迅速，多壓板夾夾緊時(shí)要力求采用連動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)以縮短輔助時(shí)間；保證工作可靠，具備自鎖功能，夾緊機(jī)構(gòu)除了應(yīng)能產(chǎn)生足夠的夾緊力外，通常還要求具有自鎖性能以保證它的工作可靠性；結(jié)構(gòu)緊湊簡單，在保證加工精

35、度滿足生產(chǎn)率要求和工作可靠性的原則，夾緊力應(yīng)越小越好，這樣可以避免使用龐大而復(fù)雜的夾緊機(jī)構(gòu)和減小嘉壓變形；操作方便，使用安全，根據(jù)以上設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)滿足的基本要求，綜合各方面的因素，夾緊機(jī)構(gòu)采用壓板加緊。4.7絲桿的選擇及潤滑1.求絲杠的靜載荷已知其計(jì)算公式：式中的 為載荷系數(shù)，無沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)：1.0-1.2一般沖擊：1.2-1.5；有沖擊和振動(dòng)：1.5-2.5；該設(shè)計(jì)取1.5為硬度系數(shù), 滾道硬度hrc58：1.0；滾道硬度hrc55：1.11滾道硬度hrc50：1.56；滾道硬度hrc45：2.4； 滾道硬度hrc40：3.85；該設(shè)計(jì)取1.0為精度系數(shù)，精度等級(jí)c、d：1.0；精度等級(jí)e、

36、f：1.1精度等級(jí)g：1.25；精度等級(jí)h：1.43；該設(shè)計(jì)取1.0為絲杠工作時(shí)的軸向壓力。根據(jù)： 其中為淬火鋼的摩擦因數(shù)取值為0.001，為最下面的絲杠以上的所有質(zhì)量，前面計(jì)算可知應(yīng)取值為=m=320因此： 2.確定額定動(dòng)載荷及其使用壽命初步確定滾珠絲杠的規(guī)格型號(hào)。選擇的滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷ca，必需大于等于其計(jì)算值：ca額定動(dòng)載荷（n）；nm螺桿的平均轉(zhuǎn)速，取90-110r/min該設(shè)計(jì)取100r/min lh運(yùn)轉(zhuǎn)壽命（h）； fc螺旋傳動(dòng)的計(jì)算載荷（n）假設(shè)滾動(dòng)絲桿能工作6年，每年365天，每天工作8小時(shí)，則根據(jù)絲杠動(dòng)載荷公式：式中：額定動(dòng)載荷 ：動(dòng)載荷系數(shù)，輕微沖擊取1 ：硬度系數(shù)，

37、取1 ：絲杠承受的軸向力 ：使用壽命式中的絲杠的最高轉(zhuǎn)速，因題目中所給其工作臺(tái)快進(jìn)的速度為，因此其計(jì)算為：根據(jù)：所以：所以滾絲桿d=32mm。根據(jù)上圖選擇絲桿型號(hào)。2滾珠絲桿的潤滑有的直線導(dǎo)軌內(nèi)置一定量的潤滑脂，可以在一段時(shí)間里不用潤滑，但大部分的線性導(dǎo)軌是需要潤滑的。線性導(dǎo)軌的潤滑和軸承比較類似，一般用粘度在100以下的機(jī)械油即可。在潤滑前要先分清是油潤滑還是油脂潤滑，如果是油潤滑，可以在滑塊和絲杠的油孔處加油嘴，做配管潤滑，集中供油，需要油泵等。如果是油脂潤滑，用脂嘴和脂線，拉到好加油的位置即可。至于潤滑周期的話，如果機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不是非常頻繁，周期一般是3個(gè)月內(nèi)保養(yǎng)。潤滑時(shí)，一般要把原有的臟油

38、頂出去。而滾珠絲桿潤滑時(shí)，因?yàn)榻z桿螺帽里面的鋼珠有一定的間隙。加太多油反有一定影響。潤滑時(shí)，可以把螺帽轉(zhuǎn)下來之后用棉簽或者其它清理一下里面的臟東西就可以了。4.8導(dǎo)軌選擇及潤滑1 導(dǎo)軌的選擇 導(dǎo)軌主要是用來支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿著一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。根據(jù)機(jī)床進(jìn)給的行程，初步導(dǎo)軌尺寸和形狀，以及受力情況，求出導(dǎo)軌面上的壓力分布，然后算出導(dǎo)軌面上的平均比壓和最高比壓，其值低于使用經(jīng)驗(yàn)所推薦的許用比壓值。 為了使導(dǎo)軌磨損均勻及提高工作壽命，導(dǎo)軌上的壓力應(yīng)盡可能平均，根據(jù)相關(guān)計(jì)算和對(duì)照絲桿的尺寸參數(shù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌。2導(dǎo)軌參數(shù)計(jì)算計(jì)算導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷根據(jù)額定動(dòng)載荷的公式：從而得到：因鏜床的切削力大概是工作臺(tái)重

39、的1-1.2倍該設(shè)計(jì)取1.2，所以 假設(shè)每根導(dǎo)軌上有2塊滑塊，每個(gè)滑座承受的工作載荷為f,則 可由求得：根據(jù)額定動(dòng)載荷，最后我選定的導(dǎo)軌副的型號(hào)3導(dǎo)軌的潤滑保證導(dǎo)軌的良好的潤滑，是減少導(dǎo)軌的摩擦和磨損的另一個(gè)有效措施。這主要是乳化油的分子依附在導(dǎo)軌接觸面，次年工程厚度為0.0050.008mm的另一層極薄的油膜，從而阻止活減少導(dǎo)軌面間直接接觸的緣故。 選擇導(dǎo)軌潤滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的粘度應(yīng)越大；垂直導(dǎo)軌的潤滑油粘度，應(yīng)比水平導(dǎo)軌的潤滑油的粘度大些。在工作溫度變化時(shí)，潤滑油的粘度變化要小。潤滑油應(yīng)具有良好的潤滑性能和足夠的油膜強(qiáng)度，不侵蝕機(jī)件，油中的雜質(zhì)應(yīng)盡量少。 對(duì)于精密機(jī)

40、械中的導(dǎo)軌，應(yīng)根據(jù)使用條件和性能特點(diǎn)來選擇潤滑油，常用的潤滑油有機(jī)油、精密機(jī)床液壓導(dǎo)軌油和變壓器油等。還有少數(shù)精密導(dǎo)軌，選用潤滑脂進(jìn)行潤滑。5傳動(dòng)件驗(yàn)算1軸的校核軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件： 從表可查出45號(hào)鋼的為3040。故，滿足強(qiáng)度條件。又因?yàn)樵撦S的最小直徑就是此處，所以該軸的其他軸徑的比小的多，故滿足強(qiáng)度條件，不需改動(dòng)。 結(jié)論歷時(shí)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在李鋼老師的悉心指導(dǎo)下，現(xiàn)已劃上了圓滿的句號(hào)。在設(shè)計(jì)工作開始之前，老師讓我們參觀了機(jī)床展，讓我首先對(duì)機(jī)床有了基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)。在參觀的過程中，我們認(rèn)真地了解這些機(jī)床的構(gòu)造，分析了各部件的功能特性，避免了我在以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的盲目性。在設(shè)計(jì)過程中，老師及時(shí)的了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題，幫助我解決了不少問題。由于本人對(duì)專用機(jī)床了解不多，實(shí)踐知識(shí)更是不足，李鋼老師耐心地給我們講解有關(guān)方面的知識(shí)，使我得以在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從課題的選定、資料的查閱和搜集、設(shè)計(jì)方案的提出、圖紙的繪制到說明書的撰寫完成，就花了一個(gè)學(xué)期，回首大學(xué)生活及半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，在即將走向社會(huì)的一瞬間，我有點(diǎn)戀戀不舍，畢業(yè)設(shè)計(jì)