木工用異型槽縱式龍門銑床改進設計

1、目錄1 前 b i1.1國內外現(xiàn)狀31. 1. 1我國木工設備制造企業(yè)現(xiàn)狀31. 1.2前景展望41.2本設計在實際生活中的意義42總體方案改進設計62.1改進設計要求分析62. 1. 1改進設計內容62. 1.2改進設計依據(jù)62. 1.3技術要求62.2方案論證72.3確定主體結構形式82.3.1總體結構閣方案82. 3.2選擇傳動系統(tǒng)部件82.3.3選擇工作臺運動方式92.3.4選擇工件定位方式103改 進 設 計 計 算 及 校小亥113.1 動 力 頭 部 件 改 進 設 計 計b113. 1. 1電動機的選用113. 1. 2 v帶傳動的設計及傳動參數(shù)的選擇113. 1.3傳動軸的設

2、計校核123.2橫梁的改進設計及校核153.2. 1橫梁的強度校核153.2.2橫梁的撓度校核164機床其他零部件設計174.1工作臺零部件設計要求174.1.1工作臺床身的設計分析174.1.2導軌的總體設計分析174.1.3工作臺驅動系統(tǒng)總體設計分析184.2工作臺及夾緊方式的總體設計分析184.3總體設計說明194.4工作臺氣室的設計195設計說明215. 1 潤滑和密封215.2使用、維修和保養(yǎng)216組侖22參考文獻23致謝24木工用異型槽縱式龍門銑床改進設計奪商要：為保證制造音箱的木板縱向上同時加工出v型和l型的木槽，設計制造 一臺能夠同時銑削出多條異型槽的龍門銑床。根據(jù)被加工板材的

3、要求，研究其尺寸、形狀、材料及加工精度等內容，確定 板材在機床上完成的工藝內容，定位方法，選擇刀具、切削用量、傳動方式和機 床的配置形式。根據(jù)加工的條件及耍求確定設計龍門銑床的傳動系統(tǒng)。傳動系統(tǒng) 的布置方案采用兩個單刀動力頭，兩個雙刀動力頭布置在龍門銑床的兩側。傳動 系統(tǒng)可以手動方便地將四個動力頭調整到切削位置，并將其鎖定。用絲杠和矩形 導軌結合，調整動力頭的橫向位置，絲杠與燕尾槽調整上下位置，用環(huán)狀t型槽 使動力頭可進行0180°旋轉。動力頭上鋸片由電機通過v帶驅動。采用龍門式 銑削加工，用絲桿手動調整動力頭的加工位置，保證了四個方向上的傳動。液壓 驅動工作臺，采用真空夾緊工件，不

4、僅保證了異型槽的加工尺寸，同時也解決了 位置精度問題，還提高了加工效率，降低了工人的勞動強度。與原設計相比，我們增設了除塵裝置，對液壓系統(tǒng)、真空定位系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、 傳動系統(tǒng)進行了重新設計、并對工作臺改進、橫梁作了相應的改進。這些改進使 得木工用異型槽橫式龍門銑床更加適應企業(yè)生產(chǎn)的要求，在材料的利用率、產(chǎn)品 的加工精度、產(chǎn)品的生產(chǎn)率及龍門銑床的自動化程度方面都有進一步的提高。關鍵詞：異型槽；龍門銑床；橫梁；動力頭the improvement design of vertical type gantry millingmachine for special-shaped groove manu

5、facturing on plankabstract: in order to processes v and l type wooden trough for the plank of hi-fi equipment，a vertical type gantry milling machine which can mill the different model trough is designed.according to the size, shape，material and processing precision of the trough，the process requests

6、 are studied. based on the work piece，the craft content，the location method，the cutting tool，the cutting specifications，the type of driver and the engine disposition form are determined. according to producing condition and request，the collocation plan of transmission are proposed，two single motive

7、force head and two double-motive force head are used and they are planed at the each side of gantry bear by use of transmission system，the four motive-force head maybe adjusted expediently， the horizontal position may be adjust with leading screw and rectangle guide and the vertical position may be

8、adjust with leading screw and dovetail guide. the force lead may rotate from 0180° by using t-type groove. the saw blade is droved by the v-belt electric motor. according to the overall structural style，we used screw to control the position of power head and ensure the transmission of four dire

9、ctions. hydraulic system is used to drive the workbench. vacuums system is used to clamp the work-piece. these systems not only guarantee the different finishing size，also has solved the position precision problem .at one time，but also enhanced the process is efficiency，reduced workers labor intensi

10、ty.compared with original design，we did some improvement designs as follows: the de-dusting system is added; the hydraulic system; vacuum fixing system; driving system are redesigned. we do other improvement designs of workbench; the beam and so on. after these improvements，the horizontal type gantr

11、y-milling machine for special-shaped trough manufacturing can easily adapt to the demands of corporation production. it improves the exploitation of the material，processing precision of the work-piece，productivity of the production and automation of milling machine.j驕蓋驢謹文件夾畢業(yè)設計開題報吿一 朱益華2006. docmicr

12、osoft word 文擋說明書正文一朱益華 2006. docmicrosoft vford 文擋團hv15型播m設計特點 -音箱加i. cajcaj文件畢業(yè)設計任務書一朱 益華2006. docmicrosoft word 文檔木工機床切削機構產(chǎn) 生嗓聲的原因及.caj文件畢業(yè)設計說明書封 面一朱益華2006 . docmicrosoft word 文擋外文朗譯一朱益華 2006. docmicrosoft tford 文檔文獻資料一朱益華 2006. docmicrosoft word 文檔板la3朱益華 2006. dwgzffcab drawing板1附件c一朱益華 2006. dw

13、gzwcad drawing板2a3朱益華 2006. dwgzffcad drawing除塵罜支架a3朱益 華2006. dvrgztfcad drawing傳動軸a3朱益華 2006 dwgzwcad drawing帶輪a3_朱益華 2006. dwgzffcad drawing擋鐵a3朱益華 2006. dwgztfcad drawing搔梁a2朱益華 2006. dwgzwcad drawingdwg播梁部裝囝al朱益 華2006. dwgzffcad drawing畢業(yè)設計（論文）選 題串報羨呆益華.docmicrosoft word 文桂實匁報吿一朱益華 2006 docmicro

14、soft word 文擋摘要-朱益華 2006. docmicrosoft fford 文桂祓3e3朱益華 2006. dwgzwcad drawing單刀動力頭a0朱益 華2006. d*gzwcad drawing絲桿獻向）a3朱益 華2006. dwgzwcad drawing系統(tǒng)布音團a3朱益 華2006. dvrgzffcad drawing總裝困ao朱益華 2006. dwgzffcab drawingdwg液壓缸后支架a3朱 益華2006.zwcad drawing液壓缸前支架d朱 益華2006 dwgzffcad drawing軸承座a3朱益華 2006 dwgzwcad dr

15、awingkey words： special-shaped groove; gantry milling machine; crossbeam; motive head1刖呂1.1國內外現(xiàn)狀隨著科學技術、家具業(yè)的飛速發(fā)展，電子計算機的普及與應用，新材料、 新工藝、新技術、新的設計與理論方法的不斷出現(xiàn)，木工設備更新?lián)Q代的周期日 益縮短。在我國加入wt0之后，隨著全球市場的形成，以最低成木在最短的時間 內生產(chǎn)出高質量、高可靠性、易操作的宜人化產(chǎn)品成為制造業(yè)企業(yè)競爭的焦點。 目前，我國木工設備生產(chǎn)企業(yè)中，普遍存在重復生產(chǎn)、產(chǎn)品技術含量低下、產(chǎn)品 性能與可靠性不高、產(chǎn)品在市場上缺乏競爭力、企業(yè)效益低

16、下等問題。面對這一 嚴峻的形勢，我國企業(yè)一方面要在調整產(chǎn)業(yè)結構和產(chǎn)品結構的同時，大力采用先 進技術、試驗技術、檢測技術，實施工藝創(chuàng)新，提高工藝快速反映能力；另一方 面，要吸收，消化和跟蹤國外先進的設計理論與方法，優(yōu)化產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品 的可靠性，縮短開發(fā)周期，有效地控制和降低產(chǎn)品成木，提高產(chǎn)品的競爭力和生 產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。1.1.1我國木工設備制造企業(yè)現(xiàn)狀a. 我國木工設備產(chǎn)品水平低、性能差、可靠性不高，不適應現(xiàn)代農(nóng)林科技、 家具業(yè)發(fā)展的需要。b. 科技基礎薄弱，自主開發(fā)能力差。c. 私營小企業(yè)較多，仿制現(xiàn)象較嚴重，科技人員少，嚴重制約了木工企業(yè)的科技發(fā)展。d. 企業(yè)裝備陳舊，工藝落后，自動

17、化程度低。r.產(chǎn)品設計只停留在以經(jīng)驗和模擬為主的傳統(tǒng)設計，現(xiàn)代設計理論方法很少 在設計中體現(xiàn)。而改變這一切的關鍵在于在木工設備的設計中使用現(xiàn)代設計方法?，F(xiàn)代設計是傳統(tǒng)設計的深入、豐富和完善，而不是獨立于傳統(tǒng)設計的全新設 計。工業(yè)實踐證明，盡管產(chǎn)品的設計費用只占產(chǎn)品成本的5%左右，卻決定了產(chǎn) 品成本的70%80%。而設計失誤要想在加工制造階段消除，所耗費的費用相當 巨大。所以，抓住設計這一源頭才能真正優(yōu)化成本結構和最有效地降低成本。設 計的優(yōu)劣在一定程度上決定產(chǎn)品的成本，因此，工程設計人員掌握和運用現(xiàn)代設 計法尤為重要?，F(xiàn)代設計是建立在數(shù)學規(guī)劃理論和計算機程序設計基礎上，通過計算機的數(shù) 值計算，

18、在一切可能的方案中尋求最優(yōu)方案，使期望的指標達到最優(yōu)。它可以成 功地解決解析法等其它方法難以解決的復雜問題。在機械工程領域中，根據(jù)機械 設計理論、方法和標準規(guī)范等建立反映工程設計問題和符合數(shù)學規(guī)劃要求的數(shù)學 模型，然后采用數(shù)學規(guī)劃方法和計算機計算技術自動找出設計問題的最優(yōu)方案?，F(xiàn)代設計與傳統(tǒng)的設計方法相比有如下特點：設計思想是優(yōu)化設計，需要建 立一個確切反映設計問題的數(shù)學模型；現(xiàn)代設計方法是優(yōu)化方法，設計參數(shù)的調 整是計算機沿著使方案更好的方向自動地進行；設計手段是計算機，計算機由 于運算速度快，分析計算一個方案只需幾秒鐘，因此，可以從大量的方案中迅速 選出最優(yōu)方案，大大提高工作效率和設計質量

19、?，F(xiàn)代設計方法雖然發(fā)展歷史較短，但發(fā)展迅速，無論在農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)品中的機 構設計、機械零部件設計，還是在各種專用機械設計和工藝設計方面都很快地得 到應用。隨著最優(yōu)設計數(shù)學模型的不斷完善和數(shù)學力學理論、計算技術和計算機 的不斷發(fā)展，優(yōu)化設計在機械工程中具冇更廣闊的應用前途。1.1.2前景展望我國木工設備制造企業(yè)齊遍存在產(chǎn)品落后、缺乏競爭力、市場占有率低、產(chǎn) 品單一、產(chǎn)品綜合性能不高、可靠性差、技術含量低等情況。一方面是由于設備 陳舊、老化，制造能力低，更主要的是工程設計人員對現(xiàn)代設計方法掌握不多。 國內的大部分木工設備企業(yè)在產(chǎn)品設計制造上還只停留在利用計算機繪圖，借助 于手冊、圖表中傳統(tǒng)的經(jīng)驗公式和

20、計算公式進行零部件設計和校核，所有這些都 遠遠不能滿足國際化市場的需求，嚴重制約和束縛了木工設備制造企業(yè)的生存和 發(fā)展。現(xiàn)代設計法是以現(xiàn)代設計理論為指導，以社會和人的需求為目的，以計算 機技術為設計手段，它是在傳統(tǒng)設計基礎上發(fā)展起來的新的設計理論與方法。現(xiàn) 代設計方法用于指導工程實踐，不僅可提高產(chǎn)品的科技含量和優(yōu)化產(chǎn)品綜合性 能，提高產(chǎn)品的質量和可靠性，而且可降低生產(chǎn)成本、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品 競爭力和生產(chǎn)企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益?，F(xiàn)代設計法在木工設備生產(chǎn)企業(yè)中應用潛力 巨大，具有很好的發(fā)展前景。1.2本設計在實際生活中的意義經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的前進，對木工用龍門銑床的要求越來越高，應用越 來越

21、廣泛。雖然技術還不夠成熟，但是其前景是相當可觀的，用木工用龍門銑床 進行木材成型加工可提高產(chǎn)品的質量，減低產(chǎn)品的不合格率。越來越受到廣大廠 商的青睞，處于被廠商看好的狀態(tài)。目前技術設備還滿足不了市場要求，甚至有 的設備還存在著嚴重的缺陷，達不到理想的生產(chǎn)狀態(tài)。近年來，由于高新技術的 迅猛發(fā)展，極大地推動了銑床行業(yè)的技術進步，動力頭組件性能fi趨完善。液壓傳 動和真空定位系統(tǒng)開始在眾多領域得到了廣泛的應用，特別是出現(xiàn)高精度及快速 響應的伺服控制系統(tǒng)后，經(jīng)典的液壓系統(tǒng)從組件設計計算到紫銅的分析仿真，可 以說走上了成熟。經(jīng)濟全球化使我國經(jīng)濟進一步加速發(fā)展，木工用產(chǎn)品口益繁多, 需求量也不斷的增加。與

22、其同時對產(chǎn)品的性能要求也越來越高，要求產(chǎn)品不斷的 更新，產(chǎn)品的質量一定要過關。為了順應吋代的需求，生產(chǎn)廠家必須把好質量關, 降低成本、提高勞動生產(chǎn)率等。鑒于這種情況，參考了一些現(xiàn)有的設備，在其基礎之上，本次畢業(yè)設計根據(jù) 有關木工用銑床的標準，自行設計。木工用銑床的關鍵部分是傳動系統(tǒng)部分，液 壓系統(tǒng)部分和真空定位系統(tǒng)部分，該銑床的使用性能主要由這三個部分來保證， 因而它們是整個設備的核心部分，這里所做的設計內容也主耍是針對第一部分， 即傳動系統(tǒng)部分而言的。2總體方案改進設計2.1改進設計要求分析2.1.1改進設計內容木工用異型槽龍門銑床是用于人造板（纖維板、刨花板、紙質板等）加工異型 槽的專用機

23、床，它是無線電音響、家具、輕工等行業(yè)提高產(chǎn)品質量，提高企業(yè)效 益的理想設備。對原縱式龍門銑床進行改進設計，增加除塵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、對 包括機床底座、龍門架及傳動系統(tǒng)、工作臺、液壓系統(tǒng)、真空定位系統(tǒng)、控制系 統(tǒng)的等分部件進行改進，使其進一步優(yōu)化、標準化、實用化。2. 1.2改進設計依據(jù)加工板材尺寸2200x360,厚度為530,生產(chǎn)率為120件/小時，一次走刀 成板材寬度上u形、v型、l型整邊作業(yè)。配備68個銑銷動力頭，由電機分別 拖動，可以完動力頭可進行0180°旋轉，其刀軸的徑向跳動和軸向跳動均小于 0.03。工作臺直線往復運動，其平面度、工作臺面相對于龍門架的縱向、橫向平 行度均

24、小于0.06/1000。液壓系統(tǒng)、真空定位系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)與橫式機床合 用。2.1.3技術要求a. 機床應能滿足加工要求，保證加工精度;b. 機床應運轉平穩(wěn)，工作可靠，結構簡單；c. 裝卸方便，便于維修、調整；d. 盡量使用通用件，以便降低制造成本；e. 米取措施減少加工中的粉塵；f. 生產(chǎn)成本和使用成本低、節(jié)能；g. 整機外觀布置緊湊、協(xié)調、美觀等。由于實踐經(jīng)驗的欠缺和知識的局限性，該設備工作情況及可用性還有待于實 踐的檢驗。2.2方案論證經(jīng)過實際考察，理論分析、查閱數(shù)據(jù)后，我們發(fā)現(xiàn)在以往陳舊的設計屮，機 構冗長沉重,液壓機構和純機械機構有太多的重復和不必要的交錯連接，在此次 的設計屮避開

25、了動力頭系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的復雜化，首先進行了機械機構的設計， 把液壓系統(tǒng)和真空定位系統(tǒng)單獨設計，把把整機分成y機械傳動系統(tǒng)，電氣控制 系統(tǒng)，液壓回路系統(tǒng)和真空定位系統(tǒng)。這樣做簡單明丫，方便對各個部分做出很 詳細，比較準確的設計。這樣對每個結構環(huán)節(jié)都有很淸晰的設計,有利于整機構 的把握和局部的詳細設計。如下主要是整體機床設計和傳動系統(tǒng)屮的橫梁部件的 方案論證。a. 設計初期疑難問題的集屮提出a. 加工板材尺寸220(hnmx360mm，因是縱式設計，走刀行程需大于2200圓， 這一大行程走刀如何實現(xiàn)。b. 次走刀完成板材長度上l型、v型整邊作業(yè)，如何一次走刀銑出l型、 v型槽。c. 按照設計要求動

26、力頭可進行0180°旋轉，如何實現(xiàn)在工作屮方便旋轉。d. 如此大的木工件用真空系統(tǒng)如何夾緊。b. 所提出問題的初步解決方案a.如此大行程運動的實現(xiàn)主要有兩種解決方案：第一方案，工件不動，動力 尖實現(xiàn)6個方向的運動運動。第二方案：工件實現(xiàn)來回往復為動力頭分擔2個方 向的運動，而動力頭實現(xiàn)上不和左右的運動。綜合考慮兩個方案，并進行對比， 筆者得出結論：在方案一中，動力頭單獨實現(xiàn)6個方向的運動比較困難，因為動 力頭需安置在橫梁上，如果將動力尖設計成為可以上下和左右4個方向，必須將 橫梁設計成為可以前后大行程往復運動的部件，即整個龍門架要平穩(wěn)、勻速運動， 這樣的運動用帶傳動很難實現(xiàn)，因為帶傳

27、動功率過小，而且傳動不平穩(wěn)。齒輪傳 動是平穩(wěn)，但是要往復運動的行程達到2200mm,也很難實現(xiàn)。最后考慮到鏈傳 動，夠平穩(wěn)，將電動機和減速機直接安裝在橫梁上面，這樣新的問題就出現(xiàn)了， 橫梁要實現(xiàn)平穩(wěn)往復運動則最少要有4個支撐輪，而且橫梁必須要有一定的寬度 來安裝電動機和減速機，這樣浪費材料，不經(jīng)濟，還增加了傳動負荷。最后決定 使用方案二，動力義實現(xiàn)左右和上十'的運動，考慮到傳動精度，動力尖部件的運 動使用絲桿傳動。工件的大行程往復運動使用液壓傳動，機床運轉平穩(wěn)，工作可 靠，結構簡單。并ii橫式龍門銑床和縱式龍門銑床液壓系統(tǒng)整臺機裝卸方便，便 于維修、調整。b. 因需一次走刀完成v型、l

28、型整邊作業(yè)，考慮使用6個動力頭，分別由6 個電機帶動6把刀，其中4把為與地面成45°放置，2把合在一起用于銑出v型 槽，合在一起的吋候要考慮2把刀必須上下放置，否則在銑v形槽時會出現(xiàn)三 角形的盲區(qū)。另外2把刀水平放置，用于銑削l型槽。c. 動力頭的旋轉考慮在動力頭第二塊鋼板上加工梯形槽，在電動機的支承板 上加工出6個光孔，用螺栓、螺母緊固，實行動力頭的0180°旋轉。d. 對于工件的定位夾緊，考慮到是木工用專機，工件為木板，切削力比較小, 可以使用真空定位系統(tǒng)，即工作臺使用鋼板焊接而成，做成密封空間，上面打孔， 接氣泵抽氣，組成真空吸住工件，為了增加吸附力，考慮到可將氣室表

29、面的孔打 成沉頭孔，這樣便形成了真空定位系統(tǒng)。2.3確定主體結構形式2.3.1總體結構圖方案圖2-1木工用異型槽縱式龍門銑床總結構圖經(jīng)過設計者的反復醞釀，與本設計小組的其余同志的共同商討并請教指導老 師，最終確定各部分的傳動形式和定位方法。2. 3.2選擇傳動系統(tǒng)部件a. 選擇動力頭洗削的傳動方式銑削工件用的刀片使用帶傳動，其旋轉銑削速度由電動機直接控制；運動刀 片的旋轉由電機直接驅動，選擇合適的電動機，因為加工類型為木工銑削，銑削 力較小，故考慮使用帶傳動，并將帶輪設計為同樣大小，即其傳動比i=l，b. 動力頭的上下運動由絲桿來保證，即需要調節(jié)動力頭高度時可以旋轉垂直 放罝的絲桿，上下移動所

30、用導路用燕尾梢，即在動力頭的第一塊鋼板上做出燕尾 槽突出的一半，而在第二塊鋼板上開出燕尾槽的另一半，使用燕尾槽的配合運動 來保證上下運動的精度，注意運動到位時可以用定位螺釘從第二塊鋼板側面打進 去，頂住第一塊鋼板上的燕尾槽突出部分，從而達到定位要求。但是定位吋要注 意一個問題：在動力頭上下移動時候螺釘?shù)募忸^會在燕尾槽的突出部分劃出傷 痕，從而會影響上下移動的精度，故考慮在燕尾槽的突出和第二塊鋼板的燕尾槽 凹進去部分加一塊薄的硬質合金鋼片，形成一個隔層，這樣可以避免螺釘劃傷燕 尾槽的配合面，而且可以進行調整，在劃傷后還何以進行更換，經(jīng)濟使用，減少 制造成本。c. 動力頭的左右移動也考慮使用絲桿傳

31、動，在橫梁兩端裝冇橫梁擋板，將橫 向絲桿從中穿過，并在絲桿的端面做成軸肩，在擋板的另一面用螺母將絲桿端面 夾緊，自行設計絲桿座，使用沉頭螺釘安裝在第一塊鋼板。傳動時，用扳手旋轉 絲桿端頭，使絲桿進行徑向轉動，從而使用絲桿上的梯形螺紋帶動動力頭進行軸 向移動。2.3.3選擇工作臺運動方式工作臺如何實現(xiàn)大行程運動此中考慮的步驟與動力頭和似，最終決定使用液 壓傳動，因為液壓傳動與機械傳動和電力拖動系統(tǒng)有諸多好處：a. 液壓組件的布罝不受嚴格的空間位罝限制，系統(tǒng)中各部分用管路連接，布 局安排有很大的靈活性，能構成用其它方法難以組成的復雜系統(tǒng)。b. 可以在運動過程中實現(xiàn)大范圍的無級調速，調速范圍可達20

32、00: 1。c. 液壓傳動運動均勻平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。d. 操作控制方便、省力，易于實現(xiàn)自動控制、中遠程距離控制、超載保護。 與電氣控制、電子控制和接合，易于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動超載保護。e. 液壓組件屬于機械工業(yè)基礎件，標準化、系列化和通用化程度高，有利于 縮短機器的設計、制造周期和降低制造成本。除此以外，液壓傳動突出的優(yōu)點還有單位質量輸出功率大。因為液壓傳動的 動力組件可采用很高的壓力（一般可達32mpa，個別場合更高），因此，在同等輸 出功率下具有體積小、質量小、運動慣性小，動態(tài)性能好的特點。液壓系統(tǒng)也有其缺點，如能量需進行兩次轉換，傳動效率低；對溫度敏感， 需要

33、在合適的溫度和環(huán)境中工作以及泄漏等問題。但是，在本設計中，液壓系統(tǒng) 避免了其本身一個大的缺點，即：沒有一定的傳動比。在本設計中，液壓系統(tǒng)用 來推動工作臺前后大行程。液壓油路布罝時，將液壓缸放在整機底座支架內，將液壓伸出桿直接與工作 臺底座和連，從而拖動工作臺往復運動。油路接出方法是在整機底座下的型鋼上開出孔，由油管輸出。接油路圖2-2油路在整機底座的輸出示意圖2. 3.4選擇工件定位方式充分考慮本設計的實際情況，可以看出本設計的工件雖然表面積大，但是工 件質量小，不需用夾具或是大力夾緊方式，而工件表面積較大，設計者考慮使用 這一特點，使用真空定位系統(tǒng)。即將工作臺做成氣室形狀，在工作臺側面接上打

34、 孔，接真空氣泵，具體安裝情況如圖2-1如圖2-3所示，將整個工作臺分為五個部分，而非使用整體焊接，因為考慮 到是用真空的吸力原理來夾緊工件，必須保持工作臺的整體吸力較大，而ii更加 重要的是，根據(jù)設計的要求來看，加工和裝夾工件的頻率比較高，速度要快。這 些要求在真空系統(tǒng)管路布置和工作臺的設計布置及安裝上如何實現(xiàn)。圖2-3真空定位系統(tǒng)在氣室上的管路布置圖a. 工作臺的設計。將工作臺設計為5塊，中間相互不相通，這樣可以加快 真空系統(tǒng)吸緊速度，達到加工和裝夾工件的頻率比較高，速度快的要求。b. 真空系統(tǒng)的管路布置。為y達到快速夾緊的要求，設計者考慮在每兩塊 氣室之間有管路連接，而且為了防止管路過長

35、而異致最后一個氣室的真空度不 夠，發(fā)生工件松弛的問題出現(xiàn)，設計者在第一塊氣室和最后一塊氣室之間再加一 根管路，建立直接的聯(lián)通。c. 工作臺表面處理。在工作臺表面打孔，孔在工作臺表面均布，為了加大 工作臺表面的有效吸附面積，將工作臺表面的孔打成沉頭。圖2-4工作臺表面沉頭孔示意圖3改進設計計算及校核3. 1動力頭部件改進設計計算3.1.1電動機的選用電動機的生產(chǎn)己經(jīng)系列化，通常由專門工廠按照國家標準成批或大量生產(chǎn)。 機械設計中應根據(jù)工作載荷（人小、特征以及變化情況）、工作要求（轉速高低, 允差和調速要求、啟動和反轉頻繁程度）、工作環(huán)境（塵土、金屬屑、油、水、 高溫及爆炸氣體等）、安裝要求及尺寸、

36、重量冇無特殊限制等條件，從產(chǎn)品目錄 中選擇電動機的類型和結構形式、功率和轉速，確定具體型號。八.選擇電動機的類型和結構形式生產(chǎn)單位一般用三項交流電源，無特殊要求（如在較大范圍內平穩(wěn)調速，經(jīng) 常啟動和反轉等），通常都使用三項交流異步電動機。我國已經(jīng)制定了統(tǒng)一表準 的系列電動機是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三項異步電動機，適用于不易 燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械，故本設計中就使用y系列電動 機。b. 確定電動機的功率電動機的功率選得是否合適，對電動機的工作和經(jīng)濟性都冇較大影響。當容 量小于工作要求吋，電動機不能保證工作裝置的正常工作，或使電動機因長期超 載而造成過早損壞；容量過大則造

37、成電動機的價格高，能量不能充分利用，ii因 經(jīng)常在不滿載下運行，其效率和功率因素都較低，造成浪費。充分考慮本設計實際情況，因為本設計中刀具是用來銑削木板，銑削力相對 較小，又因為電動機是裝在動力頭的第三塊鋼板上的，故對其體積大小有一定的 限制，同吋根據(jù)廠家設計要求考慮，今選用y802-4型電動機，其額定功率為 0. 75kw,其整機全長300mm,輸出軸長50mm,輸出軸直徑d19mm。c. 確定電動機轉速額定功率線相ml的ml類型電動機冇若干種轉速可供設計選用。確定電動機轉 速吋應m吋兼顧電動機及傳動設置兩者加以綜合分析比較確定。今確定電動機的 同步轉速為1500r/min,滿載轉速為139

38、0r/min。3.1.2 v帶傳動的設計及傳動參數(shù)的選擇設計v帶傳動時，一般需已知的傳動功率p，主動輪轉速n,，從動輪轉速 n2 （或傳動比i）及工作條件、傳動要求等。設計內容包拈確定v帶截型、根數(shù)和 其它傳動參數(shù)，并確定帶輪的結構和尺寸等。a. 確定計算功率考慮載荷的性質、原動機的不同和每天工作時間的長短等，計算機功率 比要求傳遞的功率p略大，即pdxp（3 1）式中k4 一工作情況系數(shù)，見1p58表5-9。由于本設計中動機頭上載荷變動小,故選擇ka=1. 1。b. 選擇v帶型號根據(jù)計算功率和小帶輪轉速，由1 p58表5-9選擇v帶型號。本 設計中査表后選擇z帶，小帶輪分度圓直徑d<n

39、=71mm。c. 驗算帶速v公式5-7算出。(3-2)普通v帶帶速v應在525m/s之間，帶速驗算由1 p52v =7160x10003.14x71x1390 -60x1000-=5. 16 m/s從動輪 dj2=ixd,/i=xdi =71mm(3-3)n2傳動比i = l ,從動輪n2 = 1390 r/mind. 確定中心距a和帶的基準長度初定中心距an中心距的確定可按lp60式5-23計算0-7(d,1+d,2) < a0< 2(d,1+d,2)(3-4)0. 7x (71+71) < a0< 2 x (71+71)99. 4mms a0 2 284mm初定 a

40、 0 = 200mme. 有了 a0、d，n、后，根據(jù)帶傳動的幾何關系(1 p61表5-10)，可由 下式求帶的計算基準長度l。,tt ,lo«2 xa0 + - (d, +dd2/2 ai)24a(3-5)(71-71)24otl z、= 2x200+-(71+71) +2= 623. 1mm查1p46圖5-7，取帶的基準長度1=9001, 查1p64表5-13,取乂帶的長度系數(shù)k£=0.96。f. 確定中心距a中心距a可有l(wèi)p60式5-25計算a= a0 +(3-6)=335mm取 a=350mm?？紤]到安裝、調整和補償張緊的需要，實際中心跑允許留有一定的調整范圍, 其

41、大小為（見lp60式5-26）二 “-0.015max=+ 0.03£r/(3-7)6/min = 350-0. 015x900 = 336.5mmana =350+0. 03x900 = 377mmg. 驗算小帶輪包角漢，小帶輪包角由lp60式5-11計算% =180° - d(l2_d(,' x60u =180° >120°(3 8)a包角大小合適。h. 確定v帶根數(shù)za. 由1p56表5-7查出d d =cl =71 mm,n, =1390r/min當久=1200 r/min或n, =1460 r/min吋，z帶的額定功率分別為po=

42、0. 27kw 和 0. 31kwo使用線性插值法求得v=1390r/min時的功率p。po=0.31 +0.27-0.311460-1200x(l 390-1200)=0. 30kw.(3-9)b. 由1p61表5-10查得額定功率值的增量apokw,c. 由1p63表5-12查得包角系數(shù)kcr =1,d. 由1p64表5-14查得包角系數(shù)k£ = 1. 03，e. 由1p64式5-28計算v帶根數(shù)zz > (3-10)p()(矸+aw人1.5(1.5 + 0)xlxl.l3=0.97取z=2f. 由1p64式5-29計算單根v帶初拉力f()(3-11)d(n xn, x/r

43、60x1000_3.14x71xl39060000=5.16m/sfo=5oox-2.5-1+ 0.07x5.22(3-12)vxz=127n3. 1.3傳動軸的設計校核a.單刀動力頭軸的設計由于所設計的軸只承受轉矩而不承受彎矩，所以該軸為傳動軸。a. 選擇軸的材料及熱處理.由于傳動系統(tǒng)傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，所以選擇常 用材料45鋼，調質處理。b. 初估軸的直徑由于電動機輸出軸直徑為24mm，帶輪中心孔直徑也為24mm，所以可以得知 do 二24mmoc. 結構設計軸的結構形式如圖3-1所示圖3-1單刀動力頭傳動軸的結構設計草圖初步估計軸徑后，就可以按軸上零件的安裝順序，

44、從do處開始逐段確定直 徑。本設計屮do就是軸段的直徑，考慮到軸段上安裝六角螺母，因此軸段 的直徑的確定應于六角螺母型號的確定同時進行。此處選用螺紋規(guī)格d=m24*2, 性能等級為5級，不經(jīng)表面處理、a級、1型六角螺母；螺母gb6170-86 m24*2。 所以取軸段的直徑為dl=24mm。軸段上安裝冇平墊圈，因此軸段直徑的確 定應于平墊圈內徑的確定同時進行。查簡明機械設計手冊，選用標準系列、公稱 直徑d=16mm、性能等級為140iiv級，不經(jīng)表面處理的平墊圈：墊圈 gb95-8516-140iivo所以取軸段的直徑為d2=16mni。軸段上安裝有刀具，因此 軸段直徑的確定應于刀具型號的確定

45、同時進行。根據(jù)設計要求，選刀具為槽銑 刀，槽銑刀的內徑為24mm,所以取軸段的直徑為d3=24mm。軸段上安裝有軸 承端蓋，因此軸段直徑的確定應于軸承端蓋的尺寸的確定同時進行。經(jīng)計算， 該種軸承端蓋屮d=25mm,所以取軸段的直徑為d4=25mm。而軸段與軸段 的情況相同，所以取軸段的直徑為山0=25醐。軸段上安裝冇軸徑do=25mm, 材料65mn,熱處理4451i1rc,經(jīng)表面氧化處理的b型軸用彈性擋圈。擋圈 gb894. 2-8625。所以取軸段的直徑為d4=23. 2mm。而軸段與軸段的情況相 同，所以取軸段的直徑為d9=23. 2mm。軸段上安裝有滾動軸承,其直徑應既便 于滾動軸承的

46、安裝，又應符合軸承內徑系列，因此軸段直徑的確定應于滾動軸 承型號的確定同時進行?，F(xiàn)在暫時取滾動軸承型號為滾動軸承gb/t301-1995 其內徑為25mm，所以取軸段的直徑為d6=25mm。又軸段上也安裝冇滾動軸承， 其直徑也應既便于滾動軸承的安裝，又應符合軸承內徑系列，因此軸段直徑的 確定應于滾動軸承型號的確定同時進行?，F(xiàn)在暫時取滾動軸承型號為滾動軸承 gb/t301-1995 其|a)徑為25mm,所以取軸段的直徑為d8=25mm。軸段為考 慮左右兩邊滾動軸承的拆卸，應根據(jù)滾動軸承gb/t301-1995的安裝尺寸，所以 取軸段的直徑為d7=30mm。軸段(11)上安裝冇帶輪，因此軸段(1

47、1)直徑的確定應于 帶輪型號的確定而確定。經(jīng)過計算可得到帶輪屮心孔直徑為24mm,所以取軸段 (11)的直徑為 dii=24mm0軸段的長度ll=21.5min。軸段的長度應與標準系列、公稱直徑d=16mm、 性能等級為140i1v級，不經(jīng)表面處理的平墊圈：墊圈gb95-8516-140iiv的長度 相同，所以取軸段的長度l2=3i。軸段的長度應與槽銑刀的寬度相同，所以 取軸段的長度l3=5mm。軸段的長度應根據(jù)滾動軸承的型號滾動軸承51205 gb/t301-1995來確定，查簡明機械設計手冊可得到軸段的長度為 l6=15+5=20nimo同樣軸段的長度也應與根據(jù)滾動軸承的型號滾動軸承512

48、05 gb/t301-1995來確定，查簡明機械設計手冊可得到軸段的長度為 l8=15+5=20mnio根據(jù)滾動軸承座的設計尺寸,可以計算出軸段的長度為1.8=100- le -l8 =60mm。軸段的長度應根據(jù)軸徑do=25mm,材料65mn,熱處理4451hrc, 經(jīng)表面氧化處理的b型軸用彈性擋圈:擋圈gb894. 2-8625的數(shù)據(jù)來確定，該種b 型軸用彈性擋圈的寬度為1. 2rmn，所以取軸段的長度l5=l. 2mmo同樣軸段的 長度也應根據(jù)軸徑do=25mm,材料65mn,熱處理44-51hrc,經(jīng)表面氧化處理的b 型軸用彈性擋圈:擋圈gb894. 2-8625的數(shù)據(jù)來確定,該種b型

49、軸用彈性擋圈的寬 度為1. 2mm,所以取軸段的長度l9=l. 2mmo軸段的長度的確定應根據(jù)帶輪型 號的確定而確定。經(jīng)過在前貞的計算可得lu=36mm。根據(jù)單刀動力頭部件的設計， 可知道軸的總長為329.5mm，又由軸承座離槽銑刀距離為86mm,由此可得出 l4=86-l. 2=84. 8mmo 縱上所述，軸段的長度 lio=329. 5_ li-1,2 - l3 - l4 - l5-l6 - l7 - l8 - l9 -lii=76. 8醐。為保證良好的對屮性，軸與軸承內圈配合的軸頸選用k6,帶輪與軸的配合的 軸頸選用k6。帶輪與軸采用a型普通平鍵聯(lián)接，為圓頭普通平鍵（a 型）b=8mm，

50、h=7mm，l=28mm gb1095-79。為保證與滾動軸承51205 gb/t301-1995軸承內圈端面緊靠定位軸肩的端 面，根據(jù)軸承手冊推薦，取軸肩圓角半徑為1.5mm。為方便加工，其他軸啟圓角半 徑為1mm。根據(jù)標準gb6402. 4-1986,軸的左右端倒角均為c1。上述確定尺寸和結構的過程,與畫草圖同吋進行，結構設計草圖如圖3-4。 d.軸的受力分析（見圖3-2）圖3-2單刀動力頭傳動軸的受力分析簡圖畫軸的受力簡圖（見圖3-2b）計算支撐反力在垂直面上fi=f2=508n畫轉矩圖（見圖3-2c）轉矩t=9549x p/n=9549x1.5/1400=10231n.mm（3-13）

51、判斷危險剖面顯然圖圖3-5a所示a-a處截面轉矩為t,該截面左側截面可能是危險剖 面;b-b處截面右側軸徑小與a_a截面處軸徑，所以b-b處截面右側也可能是危險 剖面。軸的轉矩合成強度校核由機械手冊中表10-1査得8 = s-ib=60mpa(3-14)8 ob=loompa(3-15)a = 5 -ib/ 8 ob=6ox 100=0. 6(3-16)a-a截面左側w=0. lxd3 =21600mm3(3-17)5 e=0. 2842mpa <5(3-18)b-b截面右側w=0. 2 x d3 =4665. 6 mm3(3-19)5e=1.3157mpa<5(3-20)所以軸是

52、安全的3.2橫梁的校核3. 2.1橫梁的強度校核建立橫梁的力學模型fbfa閣4-1橫梁受力力學模型木力學模型中：f,為橫梁左端單刀頭和雙刀動力頭的總重，f,，為橫梁右端單刀頭和雙刀動 力頭的總重，g為橫梁自重。f。與左支撐點之間的距離為620mm, ，與右支撐點之間的距離也為 620mm，整個梁跨度2500mm。f。=6000n=f/?, g=5000n充分考慮木設計中梁的強度校核問題，根據(jù)材料力學中相關原理，梁應校核其三 個有集中應力的截面，又因為f。二fg,所以，該梁上最危險的截面應是集中力 存在的兩個截面，今選取集中力fz，所在截面進行減應力校核。r = x 讓x = x= 0.14 m

53、pa(4 1)2 axk 2 300x300x0.7式中frtmax為本橫梁上集中力最大者。k為經(jīng)驗系數(shù)，因為橫梁在鑄造時設計者在中間加了數(shù)道加強筋，為了防止 出現(xiàn)強度過小和撓度過大的問題。經(jīng)過設計者查閱相關資料并請教指導老師，終確定k=0.7。r = 50mpa計算結果表明r =0.14mpa<r = 50mpa，即該梁強度上是安全的。3. 2.2橫梁的撓度校核橫梁的撓度校核中所建立的力學模型如圖4-1 模型中，計算梁的撓度使用疊加法。分別將f。和g移動至己處，生成f,。和g,同時生成兩個轉距1,和m2。由集中力形成的撓度0 =17000x25 + 6.2_ =.0.00146x210

54、xl09x2.9418xl04由m形成的僥度6ei!2-3b2(4-2)(252 -3x18.82)=9135一 6x210xl09x2.9418xl0-4=-0.011得出橫梁的總撓度為=-0.0124。4機床其他零部件設計4.1工作臺零部件設計要求4.1.1工作臺床身的設計分析工作臺床身的主要作用是支撐，也是作為機床設計的基礎。對于床身的設計 方法多種多樣。而最常用的主要方法奮鑄造，或者利用型鋼以及一些鋼材進行焊 接而成。對于鑄造工藝來說，其加工成本較高，另外還要有自成體系的鑄造生產(chǎn) 線。另外還應具備必不可少的做模、翻砂，成本較高，易產(chǎn)生砂眼和縮孔形成廢 品，但是通過加工可以成形體以及模具

55、較為復雜的零件，而且成大批量的生產(chǎn)。 而我們所設計的工作臺床身以及底座等尺較大，做模翻砂較為困難，因此不宜 采用鑄造。對于焊接工藝來說，其操作方便，易于生產(chǎn)，成木較低，因此作為常 用的工藝方法之一，對于床身以及工作臺和一些零部件大多數(shù)都可以作為焊接件 進行設計，而且焊接尺、r的大小可以自由控制。綜上所述，工作臺的基礎部件都 采用焊接工藝來進行。（其材料采用槽鋼和一些板件）4.1.2導軌的總體設計分析導軌的作用是用來保證機械中需做直線往復運動的零件按給定方向而作直 線運動，也是機床設計中的重點內容之一。而機床的加工精度在很大程度上取決 于導軌的導向精度。導軌的種類很多，按照不同的分類方式可以分成

56、許多種類。 而最常用的導軌類型有：滑動摩擦導軌、滾動摩擦異軌、彈性摩擦異軌、滾動摩 擦導軌等等。而在機床設計的過程中，對于異軌的設計應必須具備最基本的精度 耍求。在導軌的設計過程中必須具備足夠的導向精度，而且運動要求輕便、平穩(wěn)， 且低速時無爬行現(xiàn)象。此外在導軌長期的運動過程中能否具有足夠的強度以及耐 磨性，還必須保證應具有足夠的剛度。而導軌設計過程中還必須考慮其結構的工 藝性，保證能在正常的工作情況下，結構力求簡單，便于制造、檢驗以及調整， 從而更進一步地降低成本。根據(jù)資料的查閱以及導軌的一系列設計耍求，導軌的 設計方案有兩種：滑動導軌和滾動導軌。對于滑動導軌來說，是相互的兩個面接 觸，其運動副形式屬于低副，運動平穩(wěn)性較好，抗振性也較好。但對污染比較敏 感，要加防塵裝置，耍定期進行潤滑及維護，否則會產(chǎn)生爬行乃至于卡死。對于 滾動導軌來說，是通過滾動體在導軌之間的圓周滾動來帶動工作臺作規(guī)定的運動 方式。與摩擦導軌相比，其摩擦阻力較小，且動、靜摩擦系數(shù)差別很小，故運動 靈敏、平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。由于是滾動摩擦，與滑動導軌相較磨損小，壽 命長，且潤滑方便。由于本次設計的龍門銑床工作臺是用于木工機械，在木工作 業(yè)的過程中，木屑對機床的污染較為嚴重，甚至還會出現(xiàn)木屑飛揚的情況。因此 對工作臺導軌的設計