可旋轉(zhuǎn)中心架的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、可旋轉(zhuǎn)中心架的設(shè)計(jì)內(nèi) 容 摘 要鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備,而中心架在機(jī)床加工中是一個(gè)很重要的輔助裝置,在加工較長(zhǎng)的軸類零件時(shí)，為了保證零件的加工質(zhì)量，我們必須使用中心架，而傳統(tǒng)的中心架由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，存在效率低，而且操作繁瑣,易磨損，壽命短, 在加工中中心架可能會(huì)受力不均而損壞，從而對(duì)機(jī)床和人身造成傷害等弊端。因此我們通過調(diào)查現(xiàn)有中心架并且詳細(xì)分析了它們的利弊端，設(shè)計(jì)的這款中心架,在工作的時(shí)候可以隨著工件一起旋轉(zhuǎn),避免了傳統(tǒng)中心架帶來的弊端,對(duì)工件表面幾乎不產(chǎn)生任何影響。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們使用了pro-e軟件先進(jìn)行三維建模，然后分析各部分零件的設(shè)計(jì)合理性，對(duì)每個(gè)零部件都進(jìn)行了強(qiáng)

2、度計(jì)算，最終才完成方案的確定。關(guān)鍵詞：鏜床可旋轉(zhuǎn)中心架abstract boring machine is a large box parts processing of major equipment, and center frame in machine processing is a very important auxiliary device, in the processing of long shaft parts, in order to ensure the machining quality of parts, we must use the center frame,

3、and the traditional centre frame due to the structural design problems, the existence of low efficiency, and complex operation, easy abrasion, short service life, in the processing center frame may be uneven stress and damage, thereby to machine tool and harm to people and other defects.therefore we

4、 investigate through existing center frame and detailed analysis of their advantages and disadvantages, design the center frame, while working with the workpiece rotate together, to avoid the traditionalcentre frame brought corrupt practice, on the workpiece surface and almost does not produce any e

5、ffect. in this graduation design, we use the pro-e software to 3d model, then analyzes the design rationality of each part, for each component are the strength calculation, finally schem.therefore, in view of the above traditional centre frame the malpractice of the rotatable design center frame has

6、 obvious advantages, is worth to popularize and use.key word：boring machine rotating center frame 23目錄第一章 鏜床加工的簡(jiǎn)介及應(yīng)用范圍11.1 鏜床的結(jié)構(gòu)及工作原理11.2 鏜床加工應(yīng)用范圍1第二章、傳統(tǒng)中心架的簡(jiǎn)介22.1 傳統(tǒng)中心架的構(gòu)造及工作原理22.2 利用中心架鏜削工件的一般方法3一、利用中心架加工端面、中心孔3二、利用中心架加工軸端外圓、內(nèi)孔尺寸。32.3 本次課題調(diào)研5第三章 新型中心架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.1 新型中心架設(shè)計(jì)方案的確定6方案一：圖317方案二：圖328方案三：圖339

7、方案四：圖3-410方案五：圖3-5113.2 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)說明及必要強(qiáng)度計(jì)算121、材料的選擇122）材料的選擇123、相關(guān)計(jì)算12第四章 新型中心架的安裝方法及維護(hù)174.1 中心架的安裝方法174.2 中心架的日常維護(hù)18第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)19致謝20參考文獻(xiàn)22附 錄23第一章 鏜床加工的簡(jiǎn)介及應(yīng)用范圍1.1 鏜床的結(jié)構(gòu)及工作原理鏜床的類型主要有:臥式鏜床,坐標(biāo)鏜床和精度鏜床(又稱金剛鏜床).臥式鏜床的主軸水平布置并可軸向進(jìn)給,主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂向運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)可縱向或橫向運(yùn)動(dòng),臥式鏜床除鏜孔外,還可以用各種孔加工刀具進(jìn)行鉆孔,擴(kuò)孔,絞孔,可安裝端面銑刀銑削平面,可利用其上的平旋盤安

8、裝車刀車削端面和短的外圓柱面,利用主軸后端的交換齒輪可以車削內(nèi)、外螺紋。臥式鏜床主要用于對(duì)形狀復(fù)雜的大、中型零件如箱體，床身，機(jī)架等加工精度要求較高的零件進(jìn)行加工。臥式鏜床主要部分的名稱和用途（見圖1）：主軸箱可以沿前立柱的導(dǎo)軌上下移動(dòng)，在主軸箱中，裝有主軸部件，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速機(jī)構(gòu)以及操縱機(jī)構(gòu)，根據(jù)加工情況不同，刀具可以裝在鏜桿上或者裝在平旋盤上，加工時(shí)，鏜桿旋轉(zhuǎn)完成主運(yùn)動(dòng)，并可沿軸向移動(dòng)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，平旋盤只能作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，裝在后立柱上的后支架，用于支撐玄伸長(zhǎng)度較大的鏜桿的玄伸端，以增加剛性，后支架可沿后立柱上的導(dǎo)軌與主軸箱同步升降，以保持其上的支撐孔與鏜桿在同一軸線上，后立柱可沿床身

9、的導(dǎo)軌左右移動(dòng)，以適應(yīng)鏜桿不同長(zhǎng)度的需要，工件安裝在工作臺(tái)上，可與工作臺(tái)一起做橫向或者縱向移動(dòng)1.2 鏜床加工應(yīng)用范圍鏜削可以加工機(jī)座，箱體，指甲等外形復(fù)雜的大型零件上的直徑較大的孔，以及有位置精度要求的孔和孔系，除此之外，還可以進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)孔和絞孔及銑平面，還可以在平旋盤上安裝車刀車削端面，圓柱面及內(nèi)外螺紋等。第二章、傳統(tǒng)中心架的簡(jiǎn)介2.1 傳統(tǒng)中心架的構(gòu)造及工作原理中心架是鏜床的主要附件之一。在鏜削剛性差的細(xì)長(zhǎng)軸或不能穿入車床主軸軸孔的粗長(zhǎng)工件或孔與外圓同軸度要求較高的較長(zhǎng)工件時(shí)，往往采用中心架來增強(qiáng)剛性或保證同軸度。中心架的構(gòu)造簡(jiǎn)圖如圖11所示。中心架底座的v型面與導(dǎo)軌面配合，通過螺栓孔

10、，利用螺栓將壓板、中心架與導(dǎo)軌聯(lián)為一體。上蓋和底座1用圓柱銷子作活動(dòng)連接，使上蓋可以繞圓柱銷旋轉(zhuǎn)，以便開合上蓋。使用時(shí)，打開上蓋，將工件用卡盤和頂尖支撐，合上上蓋，然后調(diào)整三個(gè)調(diào)節(jié)螺桿，使3個(gè)支撐塊貼緊工件，達(dá)到輔助支撐的要求。擰緊壓緊螺栓，退出頂尖，即可加工。中心架支承塊是易損件，磨損后可以調(diào)換，其材料一般選用耐磨性好，又不容易研傷工件的材料，通常采用下列幾種：青銅、球墨鑄鐵、膠木和尼龍。中心架的種類一般有兩種，上述的一種為普通中心架，另外一種為滾動(dòng)軸承中心架，它的構(gòu)造與普通中心架相同，不同之處在支承爪的前端，它裝有三個(gè)滾動(dòng)軸承，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，它的優(yōu)點(diǎn)是：耐高速，不會(huì)刮傷工件的表面

11、，缺點(diǎn)是同軸度稍差。圖表 1-1 2.2 利用中心架鏜削工件的一般方法因?yàn)殓M床在日常加工中的應(yīng)用范圍極廣，不但可以加工孔系，還可以安裝銑刀進(jìn)行平面銑削，除此之外還可以在平旋盤上安裝車刀車削端面和短的外圓柱面，所以，無論用鏜床進(jìn)行何種加工，都有可能會(huì)用到中心架這一輔助工具。一、利用中心架加工端面、中心孔加工軸類零件通常以中心孔為定位基準(zhǔn)面。由于軸類零件一般具有一定的長(zhǎng)度，特別是傳動(dòng)軸，一般長(zhǎng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直徑，直接利用卡盤夾持工件一端，車另一端面、鉆中心孔，屬于“懸臂”安裝結(jié)構(gòu)，工藝系統(tǒng)的剛度很差，幾乎不能進(jìn)行切削加工。所以通常利用中心架做輔助支撐來進(jìn)行端面及中心孔的加工，這是中心架最常見的應(yīng)用之

12、一，幾乎所有較長(zhǎng)的傳動(dòng)軸都要使用該工藝方法來加工端面和中心孔。利用中心架車削長(zhǎng)軸零件端面、中心孔的一般方法步驟為：1）在工件端面找圓心，并用樣沖打沖點(diǎn)。2）用手電鉆或在鉆床上鉆一個(gè)中心孔。3）夾、頂工件，車兩個(gè)“架子口”即中心架支撐部位。一般距兩端面200mm300mm處分別車兩“架子口”，以便掉頭加工端面及中心孔?！凹茏涌凇睂挾纫月詫捰谥螇K寬度為宜。“架子口”直徑一般車圓即可，但粗糙度一般不低于ra3.2，以便減小振動(dòng)、摩擦。4）夾、架工件，分別加工兩端面及中心孔。二、利用中心架加工軸端外圓、內(nèi)孔尺寸。對(duì)于較長(zhǎng)傳動(dòng)軸端部有切削要求的軸，1、 饒性軸或剛性軸工件的端部尺寸車削 由于細(xì)長(zhǎng)軸剛度

13、差，如果直接采用夾、頂或雙頂裝夾方式加工端部尺寸，易產(chǎn)生振動(dòng) ，特別是端部軸向尺寸較大，振動(dòng)越嚴(yán)重，對(duì)加工質(zhì)量的影響越大。所以，通常采用中心架作為輔助支撐。步驟如下：（1）采用雙頂或一夾一頂?shù)难b夾方式，在合適的位置車削“架子口”。所謂“合適”是指：該位置增加輔助支撐后能保證工件剛度達(dá)到切削要求?！凹茏涌凇敝睆揭话惚裙ぜ嚦叽缏源?，其寬度比支承塊略寬。（2）根據(jù)支承處的位置把中心架固定在床面上，并調(diào)整支承爪進(jìn)行車削，當(dāng)一端車至尺寸后，將工件調(diào)頭裝夾，并調(diào)整中心架支承爪，再車另一端。如果軸端有內(nèi)孔尺寸要加工，方法同上，只是不能用夾、頂方式裝夾工件，只能采用夾、架方式裝夾工件。然后，利用刀架上的內(nèi)

14、孔加工刀具加工孔徑尺寸，或利用尾座上的孔徑加工刀具加工孔徑。通過以上分析，我們可以得知，中心架在鏜削加工中有著極大的使用范圍，利用鏜床進(jìn)行的多種加工都會(huì)用到中心架作為輔助設(shè)備。2.3 本次課題調(diào)研為了確定畢業(yè)課題，我們多次去車間查看了傳統(tǒng)中心架的構(gòu)造,通過查閱資料了解傳統(tǒng)中心架的使用弊端,另外,我們向?qū)嵱?xùn)老師請(qǐng)教,憑他們的多年實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)機(jī)床的了解,老師也給了我們很多建設(shè)性的意見,對(duì)我們?cè)谕瓿僧厴I(yè)設(shè)計(jì)的過程中起了很大的作用。通過調(diào)研，我們得出以下結(jié)論：1、人工調(diào)整三個(gè)支撐點(diǎn)對(duì)中，效率低。2、工件與支撐塊之間為滑動(dòng)摩擦，易磨損，壽命短；對(duì)于毛坯比較好的圓鋼不能直接使用，必須事先加工出“架子

15、口”，效率低。3、三個(gè)圓柱支撐點(diǎn)，屬于懸臂結(jié)構(gòu)，剛度差，易振動(dòng)。4、安全性差。傳統(tǒng)中心架，靠一條緊定螺栓，緊固上下蓋，加工中，如果工件對(duì)中效果不好或支撐部位粗糙度差，旋轉(zhuǎn)中極易將中心架扭斷，造成設(shè)備、人身事故。因此，傳統(tǒng)車床中心架操作起來很不方便，不僅需要頻繁地手工調(diào)整，并且對(duì)中精度差，支撐剛度低，易振動(dòng)。對(duì)此，目前還沒有很好的解決辦法因此，我們更加確定了我們這次所設(shè)計(jì)的可旋轉(zhuǎn)中心架的實(shí)用性，它不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)中心架在加工過程所起到的功能，還能解決傳統(tǒng)中心架在加工時(shí)帶來的弊端，可謂一舉兩得。第三章 新型中心架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 新型中心架設(shè)計(jì)方案的確定在機(jī)械加工中，常遇到許多幾何形狀是對(duì)稱的，并

16、以其對(duì)稱軸線、對(duì)稱中心或?qū)ΨQ面為工序基準(zhǔn)，為了使定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，保證定位精度，往往采用定心夾緊機(jī)構(gòu)，如圖3所示為定心夾緊機(jī)構(gòu)原理圖。定心夾緊結(jié)構(gòu)又叫自動(dòng)定心夾緊結(jié)構(gòu)，例如車床的三抓卡盤，彈簧卡頭等，它們的特點(diǎn)是定位與夾緊同時(shí)完成并且定位與夾緊是同一個(gè)元件，利用該元件等速趨近或退離工件，使工件基準(zhǔn)的公差對(duì)稱分布，使工件的曲線對(duì)稱中心不產(chǎn)生位移，從而實(shí)現(xiàn)夾緊作用。 3根據(jù)收集的資料以及對(duì)現(xiàn)有的中心架的分析,我們比較之后選擇了最合適的一套方案。方案一：圖31工作原理：從箱體底部輸入動(dòng)力帶動(dòng)絲杠7轉(zhuǎn)動(dòng)，箱體底部有推力軸承約束絲杠上下運(yùn)動(dòng)，保證其只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)帶齒條的螺套5作上下運(yùn)動(dòng)。齒

17、條螺套同時(shí)帶動(dòng)對(duì)稱分列齒條螺套兩邊的齒輪4、3、2和10、11、12轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪2、12分別帶動(dòng)左右兩卡爪1和13抱緊工件。傳動(dòng)鏈從齒條到卡爪上的扇形齒輪均要經(jīng)過嚴(yán)格的傳動(dòng)比計(jì)算?？ㄗ\(yùn)動(dòng)的軌跡是一條弧線，為了避免運(yùn)動(dòng)軌跡的誤差而導(dǎo)致精度誤差，在卡爪與箱體之間用軸固定，且它們之間有一定間隙，此間隙可根據(jù)卡抓運(yùn)動(dòng)的軌跡，進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算可得出，以消除運(yùn)動(dòng)軌跡誤差。該間隙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考了“汽車離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”。方案分析：此結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心，而且也滿足了與工件接觸的表面的摩擦為滾動(dòng)摩擦，此結(jié)構(gòu)是齒輪傳動(dòng)，所以精度較高。但是，此方案存在問題也比較明顯： 9 861 2 3 4 7 51-扇形齒輪（和卡抓

18、一體） 2、3、4-齒輪 5-帶齒條螺套 6-間隙孔 7-絲杠 8軸 9滾輪圖31新型中心架方案一1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)中心架價(jià)格。2、設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜。3、裝配要求高方案二：圖32工作原理：這個(gè)方案的設(shè)計(jì)，運(yùn)用到了液壓的原理，如圖32所示，中心架的右邊分別為三個(gè)聯(lián)動(dòng)的液壓缸，它們的頂端連著一個(gè)推板，液壓缸的活動(dòng)帶動(dòng)推板的活動(dòng)，推板上固定著三個(gè)卡爪，三個(gè)卡爪分別連著帶有凹槽的配合件，這個(gè)配合件是與工件接觸的，這個(gè)配合件的頂端有三個(gè)小鋼珠，工件在被這個(gè)中心架夾緊時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，小鋼珠為滾動(dòng)摩擦，具體的操作就是把中心架與機(jī)床的導(dǎo)軌夾緊，通過調(diào)節(jié)液壓缸來夾緊或者放松工件。方案分析：這個(gè)方

19、案所設(shè)計(jì)的中心架能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)夾緊功能，而且相比傳統(tǒng)中心架，它的安全性和可靠性要高的多，但是，這套方案所存在的問題也比較明顯：1、 這套方案是用的液壓系統(tǒng)，在裝配時(shí)比較復(fù)雜，而且夾緊裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也比較繁瑣2、 這套方案的制造成本比較高321、支撐板 2、套筒 3、螺栓 4、緊定螺母 5、固定墊片 6、內(nèi)定軸 7、滑塊 8、卡爪 9、滾珠托盤 10、軸承 11、緊定螺釘 12、軸承滑塊 13、螺栓 14、推力板 15、螺栓m30x3 16、液壓缸 17、液壓缸支撐板1 18、彈簧 19、螺栓m30x3 20、滾珠 21、液壓缸支撐板2 22、緊定蓋 23、螺釘m100x3 底座 24、底座固定板

20、方案三：圖33工作原理：該方案主要由液壓裝置1、深溝球軸承2、軸承蓋3、內(nèi)壓蓋4、推盤5、外壓蓋6、向心推力軸承7、推力軸承箱8、連桿9、卡爪10、回轉(zhuǎn)支撐筒11、浮動(dòng)卡爪12、卡爪支座13、底座14、螺栓15、底座壓板16等組成，中心架設(shè)有三個(gè)液壓缸，三個(gè)卡爪，兩個(gè)深溝球軸承，與底座14連接的是深溝球軸承2和液壓裝置1，深溝球軸承安裝在回轉(zhuǎn)支撐筒11的兩端，軸承上是軸承蓋3，卡爪支座13安裝在旋轉(zhuǎn)支撐筒上，卡爪10以卡爪支座為支點(diǎn)安裝在卡爪支座上，卡爪一端與浮動(dòng)爪頭12連接，另一端與連桿9連接，連桿的令一端與推力軸承箱7連接，推力軸承箱中裝有向心推力軸承7，推盤5的一頭裝在推力軸承箱中貼住向

21、心推力軸承的一端，用內(nèi)壓蓋4和外壓蓋6固定推盤和推力軸承箱的相對(duì)位置。啟動(dòng)液壓裝置1，推動(dòng)推盤5，推盤推動(dòng)推力軸承7和推力軸承箱8，推力軸承箱在回轉(zhuǎn)支撐筒11上向右移動(dòng)帶動(dòng)連桿9推動(dòng)卡爪10繞著卡爪支座13做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)卡爪上的浮動(dòng)卡爪頭12加緊工件，當(dāng)液壓裝置做反向運(yùn)動(dòng)時(shí)推盤會(huì)帶動(dòng)推力軸承箱向左運(yùn)動(dòng)，第一個(gè)工件調(diào)整好后，不必再次調(diào)整，其它工件即可直接安裝，方便使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加緊和松弛，方便使用，效率高。方案分析：該方案與前述幾個(gè)方案相比具有以下特點(diǎn)：1、利用三爪自定心原理 2、利用液壓裝置便于操作，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng) 3、沒有復(fù)雜的理論設(shè)計(jì) 4、采用回轉(zhuǎn)支撐，剛度好。3-31、液壓裝置

22、 2、深溝球軸承 3、軸承蓋 4、內(nèi)壓蓋 5、推盤6、外壓蓋7、向心推力軸承8、推力軸承箱 9、連桿 10、卡爪 11、回轉(zhuǎn)支撐筒 12、浮動(dòng)卡爪 13、卡爪支座 14、底座15、螺栓 16、底座壓板方案四：圖3-4工作原理：這套方案的設(shè)計(jì)原理跟第三套方案有類似的地方，原理都是運(yùn)用滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)來工作，如圖3-4所示，這個(gè)中心架有三個(gè)卡爪，卡爪上面分別安裝了滾動(dòng)軸承，套筒的外面有一個(gè)自鎖螺母，自鎖螺母與推盤連接在一起，通過旋轉(zhuǎn)自鎖螺母來控制卡爪的伸縮，在夾緊工件之后，卡爪上面的軸承會(huì)隨著工件的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣從而達(dá)到旋轉(zhuǎn)的目的。方案分析：這套方案主要用到了滾動(dòng)軸承，雖然達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，可以旋轉(zhuǎn)

23、，但是仔細(xì)分析一下，這套方案由于使用的軸承較多，裝配麻煩，而且卡爪與工件之間存在相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，對(duì)工件表面還是有一定的影響的。 3-41、底座 2、套筒 3、滾動(dòng)軸承 4、螺栓m306 5、螺母m306 6、支撐爪 7、連接桿 8、推拉桿 9、螺栓m403 10、螺母m403 11、螺釘m2425 12、連接板 13、推盤 14、螺母 15、連接件 16、螺栓m403 17、螺母m403 18、螺栓m406方案五：圖3-5工作原理;這個(gè)方案的設(shè)計(jì)，運(yùn)用到了自鎖螺母，其實(shí)原理很簡(jiǎn)單，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們可以看到一個(gè)很大的套筒，這是為了滿足設(shè)計(jì)要求（因?yàn)橐筮@個(gè)中心架要適合工件直徑50500），在這套筒

24、上有四個(gè)缺口，是為了安裝卡爪，卡爪的安裝也是依靠一套配合件作為支點(diǎn)，套筒上面有螺紋，是用來安裝自鎖螺母的，通過調(diào)節(jié)自鎖螺母的進(jìn)退來實(shí)現(xiàn)工件的裝夾和松開，卡爪上面有一排排的凹槽，是為了增加卡爪與工件間的摩擦力，這樣不易晃動(dòng)。另外，這個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)鍵的部分就是套筒兩端的兩個(gè)大軸承，剛開始我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候還考慮有沒有這么大的軸承，但是在請(qǐng)教了老師之后，老師告訴我們軸承有這么大的，所以我們這個(gè)設(shè)計(jì)在零件方面沒什么需要顧慮的了，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)的中心架是整個(gè)套筒在轉(zhuǎn)動(dòng)，所以被加工工件表面幾乎沒有什么影響。方案分析：這套方案設(shè)計(jì)原理比較簡(jiǎn)單，也沒有用到液壓缸之類的零部件，所用零件都是簡(jiǎn)單實(shí)用的，而且裝配方便，制

25、造成本低，同樣比傳統(tǒng)中心架安全可靠，況且對(duì)工件表面幾乎沒有影響。351、自鎖螺母 2、配合槽 3、螺栓 4、支撐架 5、配合支撐桿 6、螺栓 7、卡爪 8軸承蓋 9、套筒 10、軸承 11、鎖緊壓板 12、底座 13、鎖緊螺栓結(jié)論：通過以上分析、論證，我們認(rèn)為方案五能滿足課題要求。即解決傳統(tǒng)中心架滑動(dòng)摩擦壽命短問題；人工對(duì)中，效率低問題；三點(diǎn)“懸臂”支撐，剛度低問題；一般不能直接支撐毛坯問題；易折斷，設(shè)備、人身安全問題；這個(gè)方案通過整個(gè)套筒隨著工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，解決了傳統(tǒng)中心架的弊端，而且制造成本不算高，裝配簡(jiǎn)單，故使用第五套方案。3.2 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)說明及必要強(qiáng)度計(jì)算 該中心架主要零件有：套

26、筒，卡爪，配合支撐架，自鎖螺母，軸承等零件本節(jié)主要對(duì)軸承和卡爪的設(shè)計(jì)做一簡(jiǎn)單的說明。其他零件可根據(jù)中心架使用的機(jī)床不同，設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)尺寸。根據(jù)工作的實(shí)際條件選擇合適的材料。根據(jù)夾具設(shè)計(jì)原理、鏜床切削原理中的相關(guān)切削力的計(jì)算、工程力學(xué)相關(guān)受力分析及計(jì)算公式進(jìn)行大致的估算憑經(jīng)驗(yàn)確定其相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸，保證各零件的強(qiáng)度、剛度等相關(guān)指標(biāo)。一、 內(nèi)徑為800mm的軸承相關(guān)計(jì)算，因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)的是可旋轉(zhuǎn)中心架，所以軸承是這個(gè)中心架的核心部件，它的設(shè)計(jì)與選用直接關(guān)系到該中心架的實(shí)際使用效果，為此，我查閱了很多關(guān)于軸承方面的資料，得出以下結(jié)論。1、材料的選擇1）對(duì)軸承材料性能的要求摩擦相容性 指軸承材料與軸頸接觸時(shí)防

27、止放生粘附的性能減摩性 減摩性能好是指接觸表面的摩擦因素小順應(yīng)性 順應(yīng)性是指材料產(chǎn)生彈性形變和塑性變形以補(bǔ)償對(duì)中誤差及適應(yīng)軸頸產(chǎn)生的幾何誤差能力嵌入性 嵌入性是指材料嵌藏污物和外來微粒，防止刮傷軸頸的能力磨合性 指新制造，裝配的軸承能在短時(shí)間跑合后，消除摩擦表面的不平度，從而使軸瓦和軸頸表面相互吻合的性能耐磨性 耐磨性高是指材料抗磨損和抗膠合的能力高導(dǎo)熱性 指材料的散熱能力，散熱能力強(qiáng)的材料，可以降低軸承的工作溫度，以保證潤(rùn)滑劑的正常工作抗膠合性 指軸瓦與軸頸材料抵抗膠合的能力，若軸承與軸頸的材料相同，則易發(fā)生膠合現(xiàn)象，所以一般軸瓦與軸頸不能采用相同的材料耐腐蝕性 指軸承材料抵抗腐蝕的能力，潤(rùn)

28、滑劑與添加劑中常含有酸性物質(zhì)，這些物質(zhì)極易對(duì)軸承與軸頸造成腐蝕抗疲勞性 指軸承在循環(huán)變載荷的作用下，抵抗疲勞破壞的能力2）材料的選擇根據(jù)以上要求，可滿足的材料比較多，本著節(jié)約成本的原則，在保證使用要求的情況下，可以考慮選用：zcupb30或者alsn20cu為材料制作軸承，因?yàn)檫@兩種材料的性能比較好，而且價(jià)格不算高，整體性價(jià)比高。：3、相關(guān)計(jì)算通常，滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算步驟是：1 根據(jù)主機(jī)的技術(shù)參數(shù)和支承部位結(jié)構(gòu)，初選軸承的類型和尺寸，計(jì)算作用于軸承上的負(fù)荷；2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷；3 根據(jù)軸承額定壽命公式計(jì)算軸承的壽命；4 驗(yàn)算額定靜負(fù)荷和極限轉(zhuǎn)速。 對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的軸承（n10r/min），可按基本

29、額定動(dòng)載荷計(jì)算值選擇軸承，然后校核其額定靜載荷是否滿足要求，當(dāng)軸承可靠度為90，軸承材料為常規(guī)材料，并在常規(guī)條件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則可按照下面這個(gè)公式計(jì)算：c=fhfmfd*p/fnft0.22，所以x=0.56，y=1.73pr=xfr+yfa=0.562000+1.73800=2504n因?yàn)檩S承型號(hào)為60/800，而且是用在機(jī)床上面，考慮工作時(shí)間，載荷，工作溫度，轉(zhuǎn)速等所有相關(guān)因素，查表取合適的計(jì)算值：fh=3.42 fn=0.347 fm=2 fd=1.2 查表可得60/800的cr=625000n，因?yàn)?2500059219,所以軸承選用60/800完全符合要求。軸承的相關(guān)計(jì)算如上所示，在這個(gè)設(shè)

30、計(jì)中，還有需要計(jì)算的地方，就是配合支撐架的受力計(jì)算，因?yàn)檫@是可旋轉(zhuǎn)中心架，所以在使用過程中必定會(huì)受到切削力的影響，而這個(gè)零件也是整個(gè)設(shè)計(jì)中比較重要的一部分，所以對(duì)配合支撐架的受力計(jì)算是必須步驟，在查閱了許多關(guān)于切削力計(jì)算的書籍后，并沒有找到鏜床切削力的計(jì)算公式，因?yàn)樵阽M床加工孔時(shí)，與車床加工內(nèi)孔相似，所以受力分析可以參照車床的切削力分析切削力的計(jì)算： 在切削時(shí)，有大小相等，方向相反，分別作用在刀具和工件上的力，這個(gè)在切削運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的力，成為總切削力?？偳邢髁（切削部分總切削合力）又可分為與切削速度方向一致的切削力fc，進(jìn)給力ff和徑向力fp，而切削力fc是切削分力最大的力，與總切削力f

31、很接近，一般為總切削力f的85%89%，所以在一般情況下，都是以切削力fc來代替總切削力，為了方便計(jì)算切削力fc，常用工件材料的切削層單位面積切削力來計(jì)算。計(jì)算切削力的指數(shù)公式 常用的指數(shù)公式如下：式中 fc、fp、ff 分別為主切削力、背向力、進(jìn)給力； cfc、cfp、c ff 決定于被加工材料和切削條件的系數(shù)； xfc、yfc、nfc、xfp、yfp、nfp、xff、yff、nff 公式中切削用量的指數(shù)； kfc、kfp、kff 三個(gè)分力計(jì)算中，當(dāng)實(shí)際加工條件與求得經(jīng)驗(yàn)公式的條件不同時(shí)，各種因素對(duì)切削力影響的修正系數(shù)之積。 各系數(shù)、指數(shù)及修正系數(shù)之值可查閱金屬切削手冊(cè)。影響切削力的因素：(

32、1)切削速度的影響切削用量的影響刀具幾何參數(shù)的影響刀具磨損的影響 切削液的影響 刀具材料的影響 切削層單位面積切削力，是指單位面積上的切削力，用kc表示，采用單位切削力來計(jì)算切削力時(shí)，首先計(jì)算切削層公稱橫截面積ad，用下式： ad=apf式中：ap切削深度（mm） f進(jìn)給量（mm/r）查表常用金屬材料的單位切削力可知，鋼的切削深度一般為15mm，進(jìn)給量一般為0.10.5mm/r。取最大值計(jì)算，所以ad=apf=50.5=2.5已知切削層公稱橫截面積ad和工作材料的單位面積切削力kc，求切削力fc，用下式： fc=adkc關(guān)于切削層單位面積切削力kc，這也需要查閱相關(guān)數(shù)據(jù)表，我在查閱了常用金屬材

33、料的單位切削力之后，發(fā)現(xiàn)由于材料的不同，kc的值是不一樣的，鋼的kc值在16682649，故我們?nèi)≈?700代入計(jì)算： fc=adkc=2.52700=6750（n）這是在各值取最大的情況下所計(jì)算出來的切削力，所以每個(gè)支撐桿上面所受的切削力最大為1700n。因?yàn)樵谶@個(gè)中心架中，支撐桿受到切削力的影響，所以配合支撐架也會(huì)受到力的影響，在查閱了金屬材料力學(xué)性能相關(guān)書籍后，從制造成本以及可加工性方面考慮，我采用45鋼作為支撐架的材料，45鋼的抗剪強(qiáng)度為178mpa。我們?cè)O(shè)計(jì)的支撐架的直徑為45mm，那么它的受力計(jì)算如下： t=178（45/2）=282953.25（n）因?yàn)?82953.251700

34、，所以設(shè)計(jì)的支撐架完全符合使用要求，而且大大超過安全范圍。故設(shè)計(jì)合理。 在這個(gè)中心架中,需要考慮的還有配合支撐架的受力問題,因?yàn)樵谥行募艿氖褂眠^程中,支撐架作為主要的支撐點(diǎn),所以它的作用相當(dāng)大,怎么設(shè)計(jì)這個(gè)支撐點(diǎn),以及支撐架選用什么規(guī)格的螺栓來固定都必須考慮周全,因?yàn)樗P(guān)系到整個(gè)中心架的使用安全。34如圖34所示，支撐架作為主要支撐點(diǎn)，受到切削力的影響較大，所以我們必須進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，然后選材。我們?cè)谶@里選取的m20的螺栓，為了驗(yàn)證其能承受的最大的力，查表得出下面的資料：m20的螺栓一般性能等級(jí)為8.8,10.9 .性能等級(jí)小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字代表材料公稱抗拉強(qiáng)度b的1%,小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字代表材料的屈服

35、強(qiáng)度s與公稱抗拉強(qiáng)度之比的10倍m20螺栓8.8性能等級(jí)公稱抗拉強(qiáng)度b=800mpa最小抗拉強(qiáng)度b=830mpa公稱屈服強(qiáng)度s=640 ,最小屈服強(qiáng)度s=660 .鋼材受拉斷裂前的最大應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度.f=sa，f為拉力（許用載荷），s為材料抗拉強(qiáng)度，a為有效面積，有效面積為螺栓有效長(zhǎng)度上直徑最小處的橫截面積m20的有效直徑為17，m20的有效橫截面積為227mm2 .所以根據(jù)查表的公式：f=sa=8308.5=188297.95（n）因?yàn)槊總€(gè)支撐架受到的切削力為1700n，188297.951700，所以選擇m20的螺栓作為支撐架的固定機(jī)構(gòu)完全合理。 第四章 新型中心架的安裝方法

36、及維護(hù)4.1 中心架的安裝方法圖411、自鎖螺母 2、配合槽 3、螺栓 4、支撐架 5、配合支撐桿 6、螺栓 7、卡爪 8軸承蓋 9、套筒 10、軸承 11、鎖緊壓板 12、底座 13、鎖緊螺栓安裝方法：把套筒放平，先把1配合支架從支撐柱的孔穿過去，然后與配合槽裝配好，在調(diào)試沒問題后用螺柱把兩個(gè)零件都與套筒固定住。在完成這個(gè)零件的裝配后，把卡爪拿出來裝配在支撐柱上面，調(diào)試沒問題后并用螺柱螺母固定好，其余三個(gè)卡爪以及支撐零件的安裝都以此類推。這些零件安裝完畢后，把自鎖螺母安裝在套筒上面，并且順著套筒上的螺紋進(jìn)退兩次，確認(rèn)裝配無誤后安裝軸承，因?yàn)榭紤]到軸承晃動(dòng)問題，所以套筒的兩端都設(shè)計(jì)了軸肩，為了

37、防止套筒在旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承裝配完畢后，把整個(gè)套筒提起來裝到底座上面，為了防止軸承晃動(dòng)的問題，底座上也設(shè)計(jì)了兩個(gè)槽，為的就是不讓軸承隨著套筒的運(yùn)動(dòng)而晃動(dòng)，最后把軸承蓋子裝好，并用螺栓與底座固定好。在這些都裝配好之后，可以先人工轉(zhuǎn)動(dòng)中心架運(yùn)動(dòng)，在確認(rèn)整個(gè)設(shè)備可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)方可投入使用。（詳細(xì)裝配步驟可以參考圖41）4.2 中心架的日常維護(hù)1、如果軸承內(nèi)有鐵屑，毛刺，灰塵等異物進(jìn)入，將使?jié)L動(dòng)軸承在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，甚至?xí)p傷滾道和滾動(dòng)體，所以，安裝軸承前，必須確保安裝表面和安裝環(huán)境的清潔。2、潤(rùn)滑對(duì)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)及壽命有極為重要的影響，這里需要注意選擇潤(rùn)滑脂的一般原則，潤(rùn)滑脂由基礎(chǔ)油，增稠劑

38、及添加劑制成，不同種類不同牌號(hào)的潤(rùn)滑脂性能相差很大，允許的旋轉(zhuǎn)極限不同，在選擇時(shí)務(wù)必注意，潤(rùn)滑脂的性能主要由基礎(chǔ)油決定，一般粘度低的基礎(chǔ)油適用于低溫高速，高粘度的適用于高溫，高負(fù)荷，增稠劑也關(guān)系著潤(rùn)滑性能，增稠劑的耐水性決定潤(rùn)滑脂的耐水性，原則上，牌子不同的潤(rùn)滑脂不能混合，而且，即使是同種增稠劑的潤(rùn)滑脂，也會(huì)因?yàn)樘砑觿┎煌嗷韷挠绊?、滾動(dòng)軸承表面涂有防銹油，您必須使用清潔的汽油或者煤油仔細(xì)清洗，再涂上干凈優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑脂方可安裝使用，清潔度對(duì)軸承的壽命和振動(dòng)噪聲的影響是非常大的。4、對(duì)于中心架上面的其他零部件也要定時(shí)查看，如有異物附著在上面，一定要及時(shí)清理，以免對(duì)加工時(shí)的工件表面產(chǎn)生影響第五

39、章 設(shè)計(jì)總結(jié)隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂

40、的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)?？傊?，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值!有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力

41、，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。大學(xué)三年就會(huì)在這最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)劃上一個(gè)圓滿的句號(hào).我曾經(jīng)以為時(shí)間是一個(gè)不快不慢的東西,但現(xiàn)在我感到時(shí)間過的是多么的飛快,三年了,感覺就在一眨眼之間結(jié)束了我的大學(xué)生涯.畢業(yè),最重要的一個(gè)過程,最能把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中的過程就數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)了.這也是我們從一個(gè)學(xué)生走向社會(huì)的一個(gè)轉(zhuǎn)折.另一個(gè)生命歷程的開始。做完畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感覺自己以前有些想法很不成熟，覺得大學(xué)生活就是整天混日子，現(xiàn)在看來，當(dāng)時(shí)有這種想法是多么的幼稚，大學(xué)是一個(gè)很大的舞臺(tái)，讓