#數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計

1、鄭州工業(yè)安全職業(yè)學院畢業(yè)論文（設(shè)計）題 目數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計姓名源成坤系別機電工程系專業(yè)數(shù)控技術(shù)年 級08 級指導教師年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計）成績評定表學生 姓名學生所在系專業(yè) 班級畢業(yè)論文（設(shè)計） 課題名稱指導教師評語（應包括選題是否恰當、是否理論聯(lián)系實際、論點是否正確、論證是否充分、語言是否通順、結(jié)構(gòu)是否合理、行文是否規(guī)范）：成績：指導教師簽名：年月日系學術(shù)委員會意見（同意給優(yōu)、良、及格、不及格等次） 簽名：目錄摘 要 4ABSTACT 5第一章引言 6第一節(jié)概述6第二節(jié)數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的發(fā)展趨勢 6第三節(jié)本設(shè)計的主要內(nèi)容 7第二章回轉(zhuǎn)刀架方案選擇 8第一節(jié)數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的基

2、本要求 8第二節(jié)數(shù)控車床立式回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)特點 8第三節(jié)刀架參數(shù)的確定9第四節(jié)動力源的選擇及方案選擇結(jié)果 9第三章回轉(zhuǎn)刀架的工作原理及過程 11第一節(jié)回轉(zhuǎn)刀架的構(gòu)成11第二節(jié) 回轉(zhuǎn)刀架的工作過程 1.1第四章 傳動機構(gòu)的設(shè)計和標準件的選取 13第一節(jié)初擬傳動方案13第二節(jié)選擇步講電動機 13第三節(jié)蝸桿蝸輪的設(shè)計14第四節(jié)蝸桿軸的設(shè)計17第五節(jié)中心軸的設(shè)計 22第六節(jié)齒盤的設(shè)計 23第七節(jié)聯(lián)軸器的選擇26第五章安裝調(diào)試和精度檢驗 27第一節(jié)安裝調(diào)試27第二節(jié)精度檢驗27第三節(jié)維護和保養(yǎng) 29第四節(jié)故障及排除29第六章總結(jié) 31致詞t 32參考文獻 33數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分。隨著數(shù)控

3、車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向 快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。電動刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有效的提高勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn) 準備時間，消除人為誤差，提高加工精度和加工精度的一致性等等。本設(shè)計主要是對 立式四工位電動刀架機械傳動部分的設(shè)計，對關(guān)鍵零部件進行了設(shè)計校核，并運用 AutoCAD軟件，做出了回轉(zhuǎn)刀架裝配圖，對電動刀架有了更直觀的了解。最后，在電 動刀架的安裝調(diào)試和精度檢驗方面，提出了意見和措施。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計AutoCADAbstactThe CNC lathe machine frame is the import

4、ant component. Along with the development of CNC lathe, CNC turret began to rapid change, electro-hydraulic servo driver and combination development direction. Electric turret is an important tradition of CNC lathe, reasonable structure, and the correct selection electric turret control, can improve

5、 labor productivity and shorten the production preparation time, eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of machining precision, etc. This design is mainly to the vertical 4 Labour electric turret mechanical transmission parts design, the design of the key pa

6、rts. and using AutoCAD software , rotary cutter made assembly, to have more intuitive electric turret .Finally, in electric turret installation and accuracy of inspection, puts forward some Suggestions and measures.Keywords:CNC lathe rotary cutter structure design AutoCAD第一章引言第一節(jié)概述數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分。

7、刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié) 構(gòu)直接影響機床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機床的設(shè)計和制造技術(shù)水平。隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀架結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻新。其中按換刀方式的不同, 數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形 式。其中，帶刀庫的數(shù)控加工中心自動換刀裝置自1958年研制成功以來，其機械結(jié)構(gòu)和控制方式不斷得到改進和完善，形式多種多樣，目前常見的有更換主軸頭換刀以 及帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)。第二節(jié) 數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的發(fā)展趨勢數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液 組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。目前

8、國內(nèi)數(shù)控刀架以電動為主，分為立式（如圖 1-1）和臥式（如圖1-2）兩種 立式主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)， 就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外，臥式刀架還有液動刀架和伺服驅(qū)動刀架。電 動刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有 效的提高勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準備時間，消除人為誤差，提高加工精度和加工精度 的一致性等等。另外，加工工藝適應性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在 加工幾何形狀較復雜的零件時，除了控制系統(tǒng)能提供相應的控制指令外，很重要的一 點是數(shù)控車床需配備易于控制的電動刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活

9、方便 地完成各種幾何形狀的加工。數(shù)控刀架的市場分析：國產(chǎn)數(shù)控車床將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架 配套，高檔采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種。圖1-1立式回轉(zhuǎn)刀架圖1-2臥式回轉(zhuǎn)刀架第三節(jié)本設(shè)計的主要內(nèi)容本次設(shè)計主要是針對數(shù)控車床立式四刀位電動回轉(zhuǎn)刀架的機械傳動部分的設(shè)計, 主要內(nèi)容為：回轉(zhuǎn)刀架刀架參數(shù)的確定；回轉(zhuǎn)刀架動力源的選擇；回轉(zhuǎn)刀架傳動機構(gòu)的設(shè)計和標準件的選?。换剞D(zhuǎn)刀架的安裝調(diào)試和精度檢驗；第二章回轉(zhuǎn)刀架方案選擇第一節(jié) 數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的基本要求數(shù)控刀架作為數(shù)控機床必需的功能部件，直接影響機床的性能和可靠性。數(shù)控車 床回轉(zhuǎn)刀架的基本要求：轉(zhuǎn)位準確可靠，工作平

10、穩(wěn)安全； 按最短路線就近選位，轉(zhuǎn)位時間短；重復定位精度高；防水、防屑、密封性優(yōu)良； 火緊剛度高，適宜重負荷切削。CK614M經(jīng)濟性數(shù)控車床。其設(shè)計的刀架可和數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)接口相連接， 又可配置簡易的數(shù)控系統(tǒng)，輔助主機完成軸類、盤類等零件的車外圓、端面、圓弧、 刀槽、切斷、車螺紋、鏈孔的加工工序。按照數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的基本要求和 CK6140車床的實際情況，本設(shè)計初選刀架 為立式簡易型四工位電動機回轉(zhuǎn)刀架，采用蝸桿傳動，上下齒盤嚙合，機械螺母升降 轉(zhuǎn)位式的工作原理。第二節(jié)數(shù)控車床立式回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)特點數(shù)控車床立式回轉(zhuǎn)刀架的結(jié)構(gòu)特點：設(shè)置端齒盤作精定位元件；采用霍爾開關(guān)（無觸點霍爾元件）作信號

11、傳輸控制，避免了機械接觸，延長 了使用壽命； 可以借助雙重粗定位機構(gòu)，使刀架回轉(zhuǎn)平穩(wěn)；具有防水防滑作用。第三節(jié)刀架參數(shù)的確定刀尖高是數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的主要參數(shù)。國內(nèi)生產(chǎn)的立式數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的中 心高一般有51245mm共計八個規(guī)格（具體參見參考文獻1表3.15-4 ）。因此，參 照煙臺機床附件廠生產(chǎn)的 AK21110-4M型回轉(zhuǎn)刀架，初選刀尖高為110mm。其型號及 具體規(guī)格如表2-1 :表2-1刀架參數(shù)型 號中心 高mm工 位 數(shù)單工 位 時 間s刀 架轉(zhuǎn)速 r/min取大 切力 矩N m電 動 機 功 率 W電動 機轉(zhuǎn) 速r/min最 大 載 重Kg重 復 定 位 精 度mm外形 尺寸m

12、mAK21110-4M11042.525.4450120140028±2367倉歸00 230第四節(jié) 動力源的選擇及方案選擇結(jié)果3一般情況下只在臥式CK6140在選用時應驅(qū)動回轉(zhuǎn)刀架的動力可分為電動機傳動和液壓傳動兩大類。數(shù)控機床回轉(zhuǎn)刀架中使用液壓傳動，而其余均為電動刀架，故對 取電動機作為回轉(zhuǎn)刀架的動力源。通過對數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的基本要求，結(jié)構(gòu)特點，動力源及基本參數(shù)的分析，可 以得出CK6140回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計方案如下：立式簡易型； 伺服電動機直接驅(qū)動；刀尖高為110mm,工位數(shù)為4; 外形尺寸為200X 200X 252 （長X寬X高）；采用霍爾開關(guān)作為信號傳輸控制元件；轉(zhuǎn)位時刀架

13、需要抬起，高度為5mm。第三章回轉(zhuǎn)刀架的工作原理及過程第一節(jié)回轉(zhuǎn)刀架的構(gòu)成立式數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架由固定部分（刀架基座或下刀體），轉(zhuǎn)動部分（刀架座或上刀體）和驅(qū)動電動機三部分組成，并采用了臥軸外露式電動機布局。第二節(jié)回轉(zhuǎn)刀架的工作過程本設(shè)計回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機械螺母升降轉(zhuǎn)位式。工作過程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個步驟，如圖 3-1所示，其工作過程如下：刀架抬起當數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后，通過接口電路使電機正轉(zhuǎn)，經(jīng)傳動裝置2、驅(qū)動蝸 桿蝸輪機構(gòu)1、蝸輪帶動絲桿螺母機構(gòu)8逆時針旋轉(zhuǎn)，此時由于齒盤3、4處于嚙合狀態(tài)， 在絲桿螺母機構(gòu)8轉(zhuǎn)動時，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤松開并抬起，

14、直至兩定 位齒盤3、4脫離嚙合狀態(tài)，從而帶動上刀架和齒盤產(chǎn)生“上臺”動作。刀架轉(zhuǎn)位當圓套8逆時針轉(zhuǎn)過150°時，齒盤3、4完全脫開，此時銷釘準確進入圓套 8中的 凹槽中，帶動刀架體轉(zhuǎn)位。(3)刀架定位 當上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后(旋轉(zhuǎn)90°、180°或270° ),數(shù)控裝置 發(fā)出的換刀指令使霍爾開關(guān) 9中的某一個選通，當磁性板10和被選通的霍爾開關(guān)對 齊后,霍爾開關(guān)反饋信號使電機反轉(zhuǎn)，插銷7在彈簧力作用下進入反靠盤 5地槽中進行 粗定位，上刀架體停止轉(zhuǎn)動，電機繼續(xù)反轉(zhuǎn)，使其在該位置落下，通過螺母絲桿機構(gòu) 7使上刀架移到齒盤3、4重新嚙合，實現(xiàn)精確定位。刀架壓

15、緊刀架精確定位后，電機及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當兩齒盤增加到一定夾緊力時，電機由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程。圖3-1回轉(zhuǎn)刀架第四章 傳動機構(gòu)的設(shè)計和標準件的選取第一節(jié)初擬傳動方案25.4參考煙臺機床附件廠生產(chǎn)的 AK21110-4M!動回轉(zhuǎn)刀架的刀架轉(zhuǎn)速n=25.4r/min,電 動機的轉(zhuǎn)速為1400r/min,初步確定傳動比i ? 1400 55。故選用具有較大傳動比的蝸6輪蝸桿傳動。第二節(jié)選擇步進電動機一、電動機所需要的功率查參考文獻1表3.15-4的AK21110-4M電動回轉(zhuǎn)刀架白電動機功率 P=120W,轉(zhuǎn) 速 n=1400r/min。二、確定步進

16、電動機由P=120W可查參考文獻1表4.8-16 ,可得以下幾種型號電動機的主要指標， 如下表4-1所小。表4-1電動機主要技術(shù)指標型 號主要技術(shù)數(shù)據(jù)外型尺寸（mm重 量齒 距 角最大靜 轉(zhuǎn) 矢巨kg >Cm最高空 載啟動 頻率（步/ 秒）運行 頻率 （步/ 秒）相 數(shù)電 壓v電 流 A外 徑長 度軸 徑45BF003n3/62310012003602458240.3870BF0011.5/34400016005603.5709061.690BF0031.5/3201500800036059012594.2考慮到步進電動機和聯(lián)軸器的配合及合理的安裝尺寸，在其滿足功率的前提下優(yōu)先選擇尺寸較

17、小便于安裝、拆卸、清理、維護的型號，比較三個型號的功率如下：45BF003H , P=120W; 70BF001, P=210Vy 90BF003 P=300W考慮三者的外徑和安裝尺寸45BF003II型步進電動機明顯優(yōu)越于后者，故綜合考慮選擇45BF003II型步進電動機比較合適，查參考文獻1表4.8-17選取45BF003II型步進電動機配用的驅(qū)動電源 型號為BQG1-002第三節(jié)蝸桿蝸輪的設(shè)計一、選擇蝸桿傳動類型、精度等級7由于傳動的功率不大，速度也不高，故選用阿基米德圓柱蝸桿傳動，精度為:8C-GB10089-8845二、選擇蝸桿蝸輪材料考慮到蝸桿傳動功率不大，速度中等，故蝸桿用45號

18、鋼表面淬火，硬度為55HRC蝸輪邊緣采用ZCuSn10P1金屬模鑄造。三、初選幾何參數(shù)查參考文獻2表8-4-4 ,初定中心距a = 50,傳動比i =51時,Z1=1Z2=Z1?i 51m=1.6di =20 r=4° 34' 26四、確定許用接觸應力查參考文獻2表8-4-9知，當蝸輪材料為鑄青銅時，Sh=S HbliZS Zn由表8-4-10查得s Hb =220Mpa滑動速度：1400 創(chuàng)20 3.14?10-3u1 = 1.47m/ s60=1.47m/ su11.47Us =；cosr cos434'26"采用浸油潤滑，由參考文獻2圖8-4-2查得：

19、ZS =0.93根據(jù)參考文獻2表8-4-4 N =60n2t,設(shè)計工作壽命t= 12000小時，求得N =60n2t = 60 倉產(chǎn)0 12000 =1.97? 10751根據(jù)N =1.97? 107,由圖8-4-4查得Zn =0.91 ,許用接觸應力為Sh =sHb«ZS Zn =220倉IJ0.93 0.91 = 186Mpa五、計算蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩T2估算傳動效率T2 = 9550?Phi 9550? °2創(chuàng)07 51 31.31N?mn11400六、確定模數(shù) m和蝸桿分度圓直徑 di由公式可得:m2di3器坨板2s H 因載荷較平穩(wěn)，取載荷系數(shù)k=1.1,則H15150

20、H5r 1862創(chuàng).1331.31 =87mm18查參考文獻2表8-4-2得,q=11.2,23m d 二 89.6mm ,取 m=2mm, d=22.4mm, r=5 0 6 '。8七、主要尺寸計算蝸桿：分度圓直徑：d=22.4mm；齒頂圓直徑：da1 = d1+2ha m = 22.4+2倉1 2 = 26.4mm；齒根圓直徑：df1 =d1 - 2(ha*+c*)m = 22.4-2(1+0.2)?2 17.6mm；蝸輪：分度圓直徑：d2 = mZ2 = 2? 51 102mm;齒頂圓直徑：da2 = d2+2ha m = 102+2倉1 2 = 106mm；齒根圓直徑 df2

21、=d2- 2(ha* +c*)m = 102- 2(1+0.2)?2 97.2mm：;蝸輪外圓直徑：de2 ? da2 1.5m =106 +1.5? 2 109mm ,取 de2=108mm蝸輪齒寬：b2 ? 0.75da1 0.75? 26.4 19.8，取 b2=18mm中心距：11a = (d1+d2+2c2m)=(22.4+102 - 2) = 60.2mm22八、蝸輪齒面接觸強度校核由參考文獻2表8-4-9 ,可得=14783 kT2?Md2di由于幾何參數(shù)已經(jīng)確定，故k和T2可按已知的幾何參數(shù)重新計算d1Ml22.4 z 1400ns = 11=. =1.65m/s19100co

22、s r 19100cos5 68"由參考文獻2表8-4-15用插值法查得入=212'6",則蝸輪副嚙合效率為tanrtan56'8"h1 =? 100% ； ? 100% 69.5%tan(r+rg)tan(56'8"+212'6 1)取軸承效率h2 =99% ,攪油及濺油效率h3 =97.5% ,則蝸桿傳動的總效率為:h=h1 髻2 h3 = 69.5%創(chuàng)99% 97.5% = 65.36%由此可得:P1hi T2 = 9550? 0.12倉ijQ.6536 519550? 27.28N ?mn11400由于 ys<

23、;3m/s,由參考文獻2表 8-4-9 取 k1=1,k2=1,k3=1,k4=1.52,k5=1.15, k6=0.75,則k = k1k2k3k4k5k6 =1 倉1 1 倉H.52 1.15? 0.75 1.311將此時的k和T2代入蝸輪齒面接觸強度校核公式，得：sH= 183Mpa14783 kT2 =14783 ；1.311' 27.28d2d1 - 102 V 22.4顯然Sh vSh,所以滿足接觸強度要求九、散熱計算由公式ps = 1000p1（1-h）得，傳動損耗的功率為:ps =1000 5(1- h) = 1000創(chuàng)0.12 (1- 0.6536) =41.6W由公

24、式Pc = kA(t1 - t2)和設(shè)計要求Pc £ Ps可推出:A3 pk(t1 - t2)考慮到通風良好，取k=15W/m2 ：C,t1=95C,t2=20C,則41.62A? 0.036m15? (95 20)若蝸桿減速部分散熱的計算面積 A不滿足以上條件，可以采用強迫冷卻方法或增 加散熱計算面積的方法來滿足散熱要求。第四節(jié)蝸桿軸的設(shè)計一、蝸桿軸的材料選擇及確定許用應力考慮蝸桿軸主要傳遞我輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動裝置。因此，蝸桿材料選用45鋼，正火處理，sb = 600Mpa , s-1b = 54Mpa。二、初步估算軸的最小直徑由公式得：一 P 一 0.12d ?

25、 1 1031103： = 4.85mm，n .1400取 dmin=6mm三、確定各軸段的直徑和長度根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度，如圖4-1所示。D2D3D4D5L4L3圖4-1蝸桿軸D1、D艘：D1、D5段軸徑由軸承內(nèi)圈孔來決定,考慮到軸所傳遞功率不大，轉(zhuǎn)di=11mm, D=24mm, Di=24mm,Ft =2Tidi速較低，選用推力球軸承，型號為51100, d=10mm,T=9mm。因此，軸徑 d二d5=10mm, L二20mm, L5=70mm=D2、D破：D徵左端對軸承起軸向固定作用，D徽右端對軸承起軸向固定作用,由于兩處軸承型號相同，考慮到加工安

26、裝的方便，取d2=d4=16mm, L2=55mm, L4=55mm。D鍛：D徽為蝸桿蝸輪口®合部分，取d3=22mm, L3=50mm。兩軸承的中心跨度為174mm,軸的總長為250mm。四、蝸桿軸的校核作用在蝸桿軸上的載荷由公式得:P0.12T1 = 9.55?106 9.55 創(chuàng) 06 = 81 8.57N?mmn1400T2 = 27.28N ?m 27285.96 N ?mm則圓周力:紅=21包=73.07Nd 122.4軸向力:F a1= Ft22T22 ' 27285.9=535Nd2102徑向力:Fr = F t2tana =535tan20? 194.7N圖

27、4-2蝸桿軸向受力分析切向力:Fn535oncosa n cos r cos 20 ° cos5' 6'8"= 517.6N計算支反力RB4.5Rm 圖4-3軸的水平面支反力水平面支反力（如圖4-3）:RBH = RAH51A = 73845 =36.54N169垂直面支反力（如圖4-4）:RAV = Fr- RBV =194.7 - 57.17 =137.53NRbv= Fr4 F/di/2=19"?84.5 535? 22.4/2 =57.i7NI1+I2169彎矩計算水平面彎矩（如圖4-5）RcH = RAH ?l2 36.54? 84.5

28、3087.63 N ?mm圖4-6垂直彎矩圖圖4-7合成彎矩圖垂直面彎矩（如圖4-6）:M cvi = Rav ?li 137.53? 84.5 11621.29 N?mmMcv2 = Rbv ?l2 57.17? 84.5 4830.87N?mm合成彎矩（如圖4-7）:MC1 = MCH2 + MCV12 =13087.632 +11621.292 = 12024N ?mmM C2 = , Mch2 +Mcv22 =，3087.632+4830.872 = 5733N ?mm彎扭合成強度校核截面C處當量彎矩：Me = . MC12+（2T）2 = 120242+（0.6? 818.57）2

29、12034N ?mm由參考文獻3公式（17-5）可得se = Me = -I2034= 11.3N /mm2 <s-1b = 54Mpae W 0.T 22.43b故蝸桿軸的強度足夠。第五節(jié)中心軸的設(shè)計一、中心軸的材料選擇及確定許用應力由于中心軸速度較低，傳動力矩不大，為空心軸，故選用一般鋼材45號鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 217255HBS, Sb=637Mp,。s-1b =59Mp二、計算軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩為T =9.55? 106P 9.55? 106 0.12 0.75 31311.48N?mmn27.45三、初步估算軸的最小直徑由公式可得d 3 1103 P式中：d危險斷面處

30、的軸徑，mmP一計算軸傳動的額定功率；KW n一軸的計算轉(zhuǎn)速，r/mind ? 1103區(qū) 110；P12 遠=16.34mm n 127.45取軸的直徑d=17mm四、確定各軸段的直徑和長度根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案，確定軸的形狀及直徑和長度，如圖 4-8所示。1)4- ' D21)1-i n <3L1L4圖4-8中心軸D1段：根據(jù)安裝要求和彳4算最小直徑，取 d1=17mm L1=50mmD2段：D2段和軸承配合，其直徑由軸承內(nèi)徑?jīng)Q定，結(jié)合實際工作情況，選擇推 力球軸承，型號為：511404, d=20mm d1=21mm D=35mm D1=35mmT=10mm 因

31、止匕, d2=20mm L2=65mmD3段：取 d3=22mm L3=93mmD4段：D4段和軸承配合，其直徑由軸承內(nèi)徑?jīng)Q定，結(jié)合實際工作情況，選擇推力球軸承，型號為：511405, d=25mm d1=26mm D=42mm D1=42mmT=11mm 因止匕，d4=25mm L4=30mm第六節(jié)齒盤的設(shè)計一、齒盤的材料選擇和精度等級上下齒盤均選用45號鋼，淬火，180HBs初選7級精度等級。二、確定齒盤參數(shù)考慮齒盤主要用于精確定位和夾緊，齒形選用三角齒形，上下齒盤需相互嚙合， 可選相同參數(shù)。當蝸輪軸旋轉(zhuǎn)150°時，上刀架上升5mm,齒盤的齒高取4mm。由公式h=(2ha +c)

32、m得：4m =1r2ha +c a取 ha*=1.0, c*=0.25,則44, cm = * = 1.78mm2ha +c 2? 1.0 0.25取標準值m=2mm齒盤齒全高： 一 一一* _ _ _ h = (2ha +c )m = (2?1 0.25)? 2 4.5mm齒盤內(nèi)圓直徑d1=140mm,齒盤外圓直徑d2=160mm。齒頂高： 一 一* 一. 一 ha = ha m = 1? 2 2mm齒根高 *、hf =(ha +c )m =(1 +0.25)? 2 2.5mm齒數(shù)：z=100173i.力齒寬：b=10mm齒厚：pm 3.14' 2s =3.14mm22齒盤高為10m

33、m三、校核齒根彎曲疲勞強度校核公式為：2kTSF =-7-YFaYsa?SFbd1m確定有關(guān)計算參數(shù)和許用應力-=9.55? 106Ph 9.55? 106 0.12 0.75 33838.58N?mmn25.4取載荷系數(shù)k=1.5齒形系數(shù)查參考文獻3表13-7 ,取YFa1 =YFa2 = 2.63應力修正系數(shù)查參考文獻3表13-7 ,取YSa1 = YSa2 = 1.65彎曲疲勞強度極限查參考文獻3圖13-7 ,得：S F lim1 = S F lim2 =160Mpa彎曲疲勞強度壽命系數(shù)查參考文獻3圖13-9查得：YN1 = YN2 = 1彎曲疲勞強度安全系數(shù)取彎曲疲勞強度最小安全系數(shù)S

34、f=1.4計算許用彎曲應力 Fz-sF,YN1 =1604 =114.23Mpa校核齒根彎曲疲勞強度2kT、，、，2包1.5 33838.58 s F1 = s F2 = _ YFa 1YSa1 =冷心 = 36.23Mpa < s F1 =s F2bd1m10創(chuàng)40 2滿足彎曲疲勞強度要求。第七節(jié)聯(lián)軸器的選擇常用聯(lián)軸器已標準化，在選用時可以根據(jù)載荷特點、工作情況和條件合適的類型， 再根據(jù)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩及參數(shù)選擇。由參考文獻1公式（3.13-1 ）得_ PkTn 3 9550 - n式中：Tn一聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩；N >m；T一軸傳遞理論轉(zhuǎn)矩；n >m；P一驅(qū)動功率；KW;廠工作轉(zhuǎn)

35、速；r/min ；k工作系數(shù)，取k=2Pk012, 2Tn ? 9550Pk 9550?1.64N ?mn1400由于聯(lián)軸器是連接步進電動機和蝸桿的，在工作過程中可能有輕微振動，且頻繁 啟動,故選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，如 TL、HL ZL型。查參考文獻1表3.13-8選擇 TL1型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其標記為：ZC9,14 GB4323- 84JB10 20第五章安裝調(diào)試和精度檢驗第一節(jié)安裝調(diào)試在安裝時請參閱本說明并認真核對和本說明相應的裝配圖。另外在安裝過程中 還應注意：(1)刀架需要安裝在配套的中拖板(具安裝刀架上平面的平面度誤差允許值為 0.006 mm)上。安裝應保證刀架刀盤上的刀具刀尖和

36、機床主軸中心等高；一般可以 在刀架和中拖板間加墊板來調(diào)整，墊板的厚度由實際中心高測定。(2)刀具和機床用4個螺釘和2個圓銷連接，中間沒有過渡墊板。在刀架剎緊 狀態(tài)下，應調(diào)整轉(zhuǎn)塔軸線和機床主軸軸線平行度在0.02 mm以內(nèi)。(3)在刀盤上安裝刀夾和刀具時，應最大限度的保護重量平衡，使刀架轉(zhuǎn)動平 穩(wěn)和防止刀盤過沖。(4)刀架發(fā)調(diào)裝置在出廠前已調(diào)好，在安裝時其參數(shù)一般情況下不可隨意調(diào)整。(5)數(shù)控系統(tǒng)和發(fā)調(diào)系統(tǒng)連接時，必須注意并嚴格分清線號及顏色，不可將線 接錯。(6)刀架安裝調(diào)試完畢后，應首先接線試機。電源接通后如發(fā)現(xiàn)電動刀架不能 轉(zhuǎn)動等異?，F(xiàn)象應立即關(guān)閉電源，調(diào)換電機電源相序，然后再通電試機。第

37、二節(jié)精度檢驗本說明嚴格參照JB2670-82<<金屬切削機床一精度檢驗通則 >>,并執(zhí)行數(shù)控臥式 車床標準JB4369-86。本設(shè)計主要針對電動回轉(zhuǎn)刀架，所以在精度檢測這一環(huán)節(jié)中僅 針對和本設(shè)計相關(guān)的精度進行檢測。表5-1回轉(zhuǎn)刀架的精度檢驗序號檢測項目允許誤差檢驗工具檢驗方法(參照JB2670有 關(guān)條文)D<=800800<=D<=1500G11轉(zhuǎn)塔工具孔軸a和b專用將指示器固定在主軸端專線和和主軸軸0.030.04指示用檢具上，使其測頭觸及轉(zhuǎn)線的重合度：a,器和塔工具孔表面，或觸及緊密在平間內(nèi)；b,專用插入工具孔中檢測棒表面。在次平向內(nèi)夾具G12轉(zhuǎn)塔

38、附屬工具a和b指示指示器固定在主軸端步專安裝在基準端 面對主軸軸線 的垂直度.a和 b同上0.075/100器用檢具上，使其測頭觸及專 轉(zhuǎn)塔基面；使主軸旋轉(zhuǎn)并檢 測。檢測時應接近主軸端部G13轉(zhuǎn)塔工具孔軸 線對溜板移動 的平行度.a,b 同上a和b指示 器和 檢測 棒將檢測棒緊密裝入轉(zhuǎn)塔工 具孔中。固定指示器，使測 頭觸及檢驗棒表面，將檢驗 棒旋轉(zhuǎn)180度冉同樣測一次0.0200.030G14轉(zhuǎn)塔附具定位 面的精度：a, 定位面對溜板 移動的平行 度;b,定位面的 同一度a：在100測量長度上0.020b: 0.025指示器固定指示器，使其測頭觸及 轉(zhuǎn)塔安裝基面，每個工序需 檢測一次G15轉(zhuǎn)塔

39、附具安裝 基面的精度：a, 安裝基面對溜 板移動的平行 度b,定位面的 同一度a：在100測量長度上0.020b: 0.025指示器固定指示器使其測頭觸及 轉(zhuǎn)塔安裝基面，每個工序均 需檢測G22回轉(zhuǎn)刀架的重復定位精度0.010指示器和檢測棒檢測棒在回轉(zhuǎn)刀架的工具孔或 附孔其中，固定指示器，使其測 頭沿回轉(zhuǎn)刀架切線方向觸及檢 驗棒表面上，記不指示器讀數(shù)， 將轉(zhuǎn)塔由測試位置移出，轉(zhuǎn)位360度再移至測試位置，記錄讀 數(shù)，至少檢驗7次，每個工位均 需檢驗21G11 G15是回轉(zhuǎn)刀架體的刀，夾具安裝基準的位置對主軸旋轉(zhuǎn)軸線， 導軌之間的 關(guān)系，也影響刀具，夾具的正確安裝。 G22是回轉(zhuǎn)刀架的重復定位精度

40、，也影響被加 工零件(批量)的尺寸分散度，根據(jù)回轉(zhuǎn)刀架的特征，采用了檢測棒和指示器配合， 在現(xiàn)場易于實施的檢驗方法，誤差計算也規(guī)定位易于計算的極值法。即位置偏差的最 大值和最小值之差值。它和數(shù)理統(tǒng)計法比較，同一次測量，其計算結(jié)果前者反映的誤 差值較后者較小，計算方法，前者簡單，后者復雜。若按數(shù)理統(tǒng)計的計算關(guān)系式，他 們之中存在著一定的關(guān)系，各有特點。根據(jù)用途，這兩種計算方法均使用。第三節(jié)維護和保養(yǎng)(1)為了保持機床工作時的安全，應定期對刀架做精度檢查，一般一年一次為 好。(2)定期對刀架各運動部位添加足夠的潤滑脂，一年添加一次為宜。(3) 一年保養(yǎng)電機一次，其中包括檢查，潤滑和更換軸承等。(4)刀具切削力不應超過額定值。否則，會引起刀架變形，使加工精度降低， 甚至損壞刀具和刀架。(5)每班清掃刀盤上的鐵屑。第四節(jié)故障及排除一、刀架無法啟動(1)檢查電源是否接通。(2)檢查電機電源相序是否接對。(3)檢查電機線圈的阻抗，當電機線圈短路或斷路時更換電機。(4)電機啟停頻繁而過熱，熱敏電阻保護裝置指示電機停轉(zhuǎn)，應等待電機冷卻 再啟動。二、刀架無法停在預定位置上(1)檢查刀盤上的刀夾和刀具安裝是