一種螺旋銑孔裝置的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 01339828 或 11970985 南京工程學(xué)院 工 業(yè) 中 心 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 題 目： 一種螺旋銑孔裝置的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： D 機(jī)加工 123 學(xué) 號： 231120510 學(xué)生姓名： 陳志斌 指導(dǎo)教師： 劉桂芝、卞榮（教授級高工、講 師 ) 起迄日期： 設(shè)計地點： 工程中心 5 號樓 買文檔就送您 01339828 或 11970985 I 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）摘要 摘要： 螺旋銑孔加 工作為近幾年興起的加工方式，在航空裝配加工領(lǐng)域有了廣泛的運用。本文介紹螺旋銑孔加工工藝的特點，并對螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的組成進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種臥式螺旋銑孔裝置，主要包括自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、偏移機(jī)構(gòu)、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。通過計算分析和對比法設(shè)計、選擇合適的主傳動和進(jìn)給傳動部件，并對各個機(jī)構(gòu)中的主要零部件如滑塊、箱體、軸承座、齒輪等零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時，通過 X 設(shè)計軟件對各個單元零部件進(jìn)行三維實體模型設(shè)計，并完成了螺旋銑孔裝置的虛擬裝配。 關(guān)鍵詞： 螺旋銑孔、機(jī)構(gòu)設(shè)計、 滑 買文檔就送您 01339828 或 11970985 業(yè)設(shè)計說明書（論文）英文摘要 of a in as a of in of On we a By of of as a X a 文檔就送您 01339828 或 11970985 錄 前言 . 1 第一章 緒論 . 3 景介紹 . 3 旋銑孔工藝介紹 . 3 旋銑孔 的研究現(xiàn)狀 . 4 旋銑孔設(shè)備國外的研究現(xiàn)狀 . 4 旋銑孔設(shè)備國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 . 5 究的意義 . 5 第 二章 螺旋銑孔設(shè)備的機(jī)構(gòu)分析 . 6 旋銑孔機(jī)構(gòu)分析 . 6 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) . 6 移機(jī)構(gòu) . 8 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) . 9 向進(jìn)給機(jī)構(gòu) . 10 . 13 第三章 螺旋銑孔機(jī)構(gòu)參數(shù)計算 . 14 . 14 . 14 . 15 . 16 . 16 第四章 螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的設(shè)計 . 17 . 17 . 18 . 19 . 19 . 20 . 20 . 21 買文檔就送您 01339828 或 11970985 . 22 . 23 . 24 第五章 潤滑與防護(hù) . 25 . 25 . 25 . 26 . 26 第六章 結(jié)論與展望 . 27 . 27 . 27 致謝 . 29 參考文獻(xiàn) . 30 第一章 買文檔就送您 01339828 或 11970985 1 前言 螺旋銑孔與傳統(tǒng)鉆孔工藝相比具有切削過程平穩(wěn)、刀具承受切削力小以及一次可以加工便可以達(dá)到所需加工精度要求的優(yōu)點。在以后螺旋銑孔技術(shù)必然代替?zhèn)鹘y(tǒng)制孔技術(shù)。現(xiàn)在螺旋銑孔技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的難點與重點之一。由于國外在該技術(shù)上對我國實行技術(shù)封鎖，該技術(shù)在國內(nèi)的研究才剛剛起步，并沒有研制出商業(yè)產(chǎn)品，而國外在該技術(shù)方面的研究研究已經(jīng)比較的深入，已經(jīng)研制出了螺旋銑孔設(shè)備并已經(jīng)投入到工業(yè)生產(chǎn)中去了。螺旋銑孔設(shè)備現(xiàn)在主要應(yīng)用于飛機(jī)上孔的加工。因為飛機(jī)上有許多不同規(guī)格的孔，采用傳統(tǒng)鉆孔既費時，又費力 而且精度還不高，還存在毛刺。采用螺旋銑孔設(shè)備從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制孔工藝所帶來的不足。螺旋銑孔不光在制孔方面有很大的優(yōu)勢，在不同的難加工材料的加工方面也具有很大的優(yōu)勢，尤其是現(xiàn)在很多的大型結(jié)構(gòu)零件都采用復(fù)合材料，使用傳統(tǒng)制孔方法并不能達(dá)到其所需的加工精度，而螺旋銑孔采用銑孔代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉆孔完全彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制孔技術(shù)的不足。提高了螺旋銑孔技術(shù)在孔加工中的優(yōu)勢，尤其在難加工材料方面。 第一章介紹了螺旋銑孔設(shè)備的一般概念。并將螺旋銑孔工藝與傳統(tǒng)鉆孔工藝的進(jìn)行對比，以及螺旋銑孔在國內(nèi)與國外的研究現(xiàn)狀。 第二章主要是對螺旋銑孔機(jī)構(gòu) 總體結(jié)構(gòu)與運動方式進(jìn)行分析。對自傳機(jī)構(gòu)、偏移機(jī)構(gòu)、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的特點以及它們之間的運動關(guān)系進(jìn)行了分析。對各個機(jī)構(gòu)運動部件所要承受的力進(jìn)行分析，并對傳動部件的特點進(jìn)行比較從而對傳動部件的型號選擇做出初步的確定。 第三章主要是通過已知參數(shù)對機(jī)構(gòu)的傳動部件進(jìn)行校核。通過查閱機(jī)床設(shè)計手冊對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩慣，絲杠的慣量匹配，預(yù)拉伸量以及進(jìn)給力的計算。通過計算的參數(shù)對比從而確定所選機(jī)構(gòu)的傳動部件是否復(fù)合螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求。如果不符合要求就將要對該機(jī)構(gòu)的傳動部件進(jìn)行重新的選擇，一用來滿足機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求。 第四章 主要是對螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的全面設(shè)計以及主要零部件的設(shè)計。根據(jù)設(shè)計尺寸以及受力方式選擇合適的軸承。通過使用 圖軟件對各個機(jī)構(gòu)的零部件進(jìn)行三維圖的繪制。確定各個機(jī)構(gòu)之間的運動關(guān)系，通過繪圖軟件將各個零部件買文檔就送您 01339828 或 11970985 2 之間裝配約束，完成整個機(jī)構(gòu)的裝配。從而提前發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)所存在的問題，并作出修改。 第五章主要對機(jī)構(gòu)潤滑與防護(hù)的重要性進(jìn)行分析，并對螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中的軸承、滾珠絲杠、滑動導(dǎo)軌的潤滑和防護(hù)進(jìn)行分析，并對潤滑方式以及防護(hù)方法進(jìn)行對比，從而選擇合適的潤滑方式。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 3 第一章 緒論 景介紹 隨著時代的進(jìn)步，工業(yè)需求越來越大，其要求也越來越高。因此特種加工就成為了現(xiàn)代研究人員主要的研究方向。而螺旋銑孔現(xiàn)在已經(jīng)開始代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆孔工藝。螺旋銑孔在進(jìn)行加工時與傳統(tǒng)工藝相比其在切削材料過程中其運動平穩(wěn)，而且孔的加工不需要多次換刀，只需一把刀具就可以完成孔的加工，并且提高了刀具的使用壽命。因此螺旋銑孔技術(shù)已成為各個國家工業(yè)研究的重點之一。現(xiàn)在螺旋銑孔技術(shù)普遍使用在飛機(jī)制造方面 1。飛機(jī)上一般都采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且材料較輕的復(fù)合材料，來降低飛機(jī)的自身重量。在飛機(jī)制造加工是需要加工許多的孔，來對 受力部件進(jìn)行固定，而且孔必須要有較高的精度。顯然普通的傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)已經(jīng)滿足不了其所需的要求。而螺旋銑孔技術(shù)的高效，高精完全的將傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)的不足所代替，其不僅僅有在加工效率方面的優(yōu)勢，在加工不同的材料時，尤其是現(xiàn)在工業(yè)制造上最常用的復(fù)合材料以及難加工材料都有其很大的優(yōu)勢。因此螺旋銑孔技術(shù)將逐漸的代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉆孔技術(shù)成為主流的制孔技術(shù)。 旋銑孔工藝介紹 與傳統(tǒng)的鉆削加工相比，螺旋銑孔采用了完全不同的加工方式。傳統(tǒng)鉆孔具有以下特點：在鉆孔的過程中，鉆削主軸中心的線速度為 0，即鉆頭的中心不參與切削，完全是通 過鉆頭先下的推力將所需要加工部分的材料擠壓出去；因此，鉆頭承受很大的軸向力，加工鈦合金等一些難加工的金屬材料時，刀具磨損程度加劇，很快就會是刀具失效 2。傳統(tǒng)鉆孔工作的過程是一個連續(xù)的切削加工的過程，刀刃一直與工件接觸，切削的接觸面的具有很高的溫度，相對于導(dǎo)熱性差的材料，連續(xù)切削的過程是溫度不斷的提高，加劇了刀具的磨損，比且降低了加工表面的表面質(zhì)量；在傳統(tǒng)鉆削過程中排屑方式的問題也是導(dǎo)致刀具加快失效的原因之一。在鉆孔過程中，切削從排屑槽中排除，速度過慢，但是切削熱量主要是通過排屑帶走，當(dāng)切削熱不能及時的排 出，大量的熱量將集中在刀具和工件上，將加快刀具磨損以及失效；另外，當(dāng)切屑與以加工表面接觸會將以加工表面劃傷，降低了加工表面的表面質(zhì)量。螺旋銑孔顧名思義肯定與螺旋有關(guān)。在數(shù)控加工中買文檔就送您 01339828 或 11970985 4 心中有一種銑削方式較螺旋下刀，其實和螺旋銑孔是差不都的工作原理。其中一個是刀具在運動，一個是工作臺運動。螺旋銑孔主要由 “主軸 ”的自轉(zhuǎn) ,主軸繞待加工孔中心線做公轉(zhuǎn)這兩個運動機(jī)構(gòu)組成的 3。螺旋銑孔在下刀時并不是直線往下，而是沿著螺旋線的軌跡慢慢下刀，也就是說刀具中心和待加工孔中心不在同一條中心線上，具有一定的偏移量和傳統(tǒng)的鉆孔有了很 大的差別，從而可以更具偏移量采用同一把刀具加工出不同規(guī)格尺寸的孔，突破了傳統(tǒng)鉆孔的一刀一孔的限制，大大提高了加工效率，也是刀具的規(guī)格減少，從而降低了刀具的加工成本。在螺旋銑孔時采用的是斷續(xù)銑削，采用這樣的方式有利于刀具熱量的散發(fā)，從而使刀具因為受熱而磨損失效這一缺點得到降低。在與傳統(tǒng)鉆孔相比螺旋銑孔由于是偏心加工，所以使得有足夠的空間來排除切屑，不會因為切削而是刀具磨損，并且加工出來的工件是不需要去除毛刺。由此可見，該項技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間和良好的市場前景，但作為新的加工方式，其加工機(jī)理有待進(jìn)一步研究探討 。 旋銑孔的研究現(xiàn)狀 旋銑孔設(shè)備國外的研究現(xiàn)狀 在工業(yè)生產(chǎn)中美國、日本、德國、瑞士等一些國家的機(jī)械制造技術(shù)在全球以屬于領(lǐng)先水平。比如螺旋銑孔技術(shù)這些國家的技術(shù)水平以遙遙領(lǐng)先國內(nèi)的研究水平。在國外螺旋銑孔技術(shù)已經(jīng)在飛機(jī)的制造過程中普遍使用。因為螺旋銑孔可以使用一把刀具進(jìn)行不同孔徑的制孔加工，不需要跟換刀具，其與傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)相比大大的縮短了其制孔時間，提高了加工效率。在國外 其對螺旋銑孔技術(shù)在飛機(jī)制造上的應(yīng)用進(jìn)行了研究與分析； i5其對螺旋 銑孔的機(jī)構(gòu)運動原理以及機(jī)構(gòu)在運動過程中的動力學(xué)進(jìn)行了分析與研究并取得了一定的成果； 等這些人對螺旋銑孔設(shè)備進(jìn)行孔加工時對道具壽命的影響進(jìn)行了分析與研究。國外的一些飛機(jī)制造公司已經(jīng)開始相互合作對螺旋銑孔設(shè)備進(jìn)行研制與開發(fā)，并且已經(jīng)在飛機(jī)制造上開始使用。最近 客已經(jīng)將該項技術(shù)應(yīng)用到了裝配生產(chǎn)線上，并且驗證了其生產(chǎn)能力，各公司紛紛效仿，部署這項技術(shù)的研發(fā)工作 7。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 5 旋銑孔設(shè)備國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在隨著我國國內(nèi) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛快發(fā)展，我國在國際上的地位也不斷的提高。因此由于國際上大量的訂單，因此國外的一些先進(jìn)的加工技術(shù)以及加工設(shè)備不斷的出現(xiàn)，提高了我國原本的加工技術(shù)?，F(xiàn)在我國已成為飛機(jī)零部件的生產(chǎn)大國，許多世界出名的飛機(jī)制造商在我國進(jìn)行飛機(jī)零部件的生產(chǎn)。由于飛機(jī)制造上需要加工大量的且規(guī)格不同的孔，而我國對于螺旋銑孔技術(shù)的研究與實驗才剛開始，許多的方面還存在一些缺陷。使得我國在對飛機(jī)制造過程中還是采用傳統(tǒng)的鉆孔工藝既費時有費力，很大的影響了對飛機(jī)制造以及研發(fā)的進(jìn)度。因為這個原因國內(nèi)的一些飛機(jī)制造商也已經(jīng)開始對螺旋銑孔技 術(shù)進(jìn)行研究，并且國內(nèi)的一些機(jī)械方面的專家也對螺旋銑孔技術(shù)和螺旋銑孔設(shè)備進(jìn)行了研究與設(shè)備的試制。滑松8人根據(jù)螺旋銑孔的運動原理以及其在加工時對工件的切削加工特性進(jìn)行分析，并且自主研制了一個包括自傳機(jī)構(gòu)、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和徑向偏移機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)，并對其進(jìn)行了虛擬裝配和有限元分析。單以才 10等人對螺旋銑孔的運動過程進(jìn)行逐步的分析和研究，對螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的每個部分進(jìn)行分析與設(shè)計，從而確定了各個機(jī)構(gòu)的運動方式，并對刀具的裝夾部分進(jìn)行了設(shè)計，通過試驗機(jī)對工件進(jìn)行了試切。目前，我國關(guān)于螺旋銑孔設(shè)備的研究與設(shè)計還處于 實驗的階段，具備完整的功能的商品機(jī)面試還需要進(jìn)一步的研究。 究的意義 在時代的發(fā)展中，由于科學(xué)技術(shù)的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品的更新?lián)Q代變得很快，產(chǎn)品的精度要求也越來越高，從而使得以前的機(jī)械設(shè)備并不能滿足現(xiàn)在的加工需求。螺旋銑孔相對于傳統(tǒng)鉆削工藝制孔不僅提高了產(chǎn)品的加工精度，產(chǎn)品的加工質(zhì)量以及加工效率，還降低了加工成本。在現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)中螺旋銑孔作為一種新型的制孔工藝，主要應(yīng)用于在難加工材料的制孔，加工精度要求較高的制孔以及制孔量特別大的場合。因為螺旋銑孔可一個別根據(jù)偏移量的調(diào)節(jié)使用同一把刀具加工出不同規(guī) 格孔徑的孔，不需要更換刀具進(jìn)行精加工，這樣大大提高了加工效率。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 6 第二章 螺旋銑孔設(shè)備的機(jī)構(gòu)分析 旋銑孔機(jī)構(gòu)分析 螺旋銑孔機(jī)構(gòu)主要有自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、徑向偏移機(jī)構(gòu)以及進(jìn)給機(jī)構(gòu)組成的，它們彼此之間具都有聯(lián)系，因此這些機(jī)構(gòu)中的各個執(zhí)行單元選擇以及安裝都會互相影響。在裝配時就會出現(xiàn)一個機(jī)構(gòu)包含了另一個機(jī)構(gòu)，就比如公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)就包含了偏移機(jī)構(gòu)，偏移機(jī)構(gòu)包含了自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。因此公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外形尺寸就必須根據(jù)偏移機(jī)構(gòu)的外形尺寸來進(jìn)行設(shè)計，偏移機(jī)構(gòu)的外形尺寸就必須按照自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的外形尺寸來進(jìn)行設(shè)計。如下圖 圖 構(gòu)簡圖 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也就是刀具自轉(zhuǎn)是整個機(jī)構(gòu)的切削主運動。自轉(zhuǎn)運動也就是主軸自買文檔就送您 01339828 或 11970985 7 轉(zhuǎn)， 在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上主軸自轉(zhuǎn)基本上采用電主軸或者是氣動馬達(dá)以實現(xiàn)超高速加工的基礎(chǔ)。在選擇主軸的時候要考慮到主軸是否可以滿足切削用量，能否發(fā)揮刀具的切削性能，是否具有足夠的精度與剛度，從而達(dá)到機(jī)構(gòu)所需的要求。 現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主要采用電主軸。電主軸具有高轉(zhuǎn)速、高精度、高速精密和高效率特性，并且具有結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、動態(tài)特性好等優(yōu)點，并可以改善機(jī)床的動平衡，避免震動，污染和噪聲，他在高速機(jī)床上得到廣泛的應(yīng)用，在機(jī)床發(fā)達(dá)的國家比如日本、德國、美國、瑞士等都在高速機(jī)床上采用電主軸結(jié)構(gòu)。氣動馬達(dá)的特點：在用作主軸使用時氣動馬 達(dá)相對于電主軸而言其不需要冷卻裝置對主軸進(jìn)行散熱降溫，而電主軸由于連續(xù)的高速運轉(zhuǎn)必須安裝冷卻裝制進(jìn)行降溫來穩(wěn)定其工作狀態(tài)，因此氣動馬達(dá)的制造成本相對于電主軸要低很多并且結(jié)構(gòu)簡單。而且氣動馬達(dá)也具有電主軸所具有的運動特性。但在氣動馬達(dá)加工時也存在缺陷，在其運動時會使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生震動，噪聲大，并且在加工時穩(wěn)定性不高，效率低等等。 電主軸在工作時產(chǎn)生很大的熱量，在電主軸高速旋轉(zhuǎn)是需要及時的將熱量釋放出去，因此在電主軸的外壁安裝一個循環(huán)冷卻裝置，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。并且電主軸的價格相對于氣動馬達(dá)要貴上很多 ，氣動馬達(dá)反而相對比較成本低，功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍均較寬，可以達(dá)到該機(jī)構(gòu)切削力和功率，轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速的要求。 圖 該氣動馬達(dá)的型號為 1071120 具體參數(shù)如下表 表 動馬達(dá)的參數(shù)表 編號 轉(zhuǎn)速 矩 Nm 重量 右旋 左旋 空載時 最大功率時 最大功率時 最大扭矩 0711201 10721201 12500 6300 文檔就送您 01339828 或 11970985 8 移機(jī)構(gòu) 在螺旋銑孔的機(jī)構(gòu)中主要的特征機(jī)構(gòu)就是偏移機(jī)構(gòu)。其主要實現(xiàn)的是刀具自轉(zhuǎn)中心線與所加工孔的 中心線之間的偏差，需要通過改變偏移量來獲取加工孔徑的大小。因為偏移量對加工孔有很大的影響，所以偏移機(jī)構(gòu)必須具有較高的移動精度。 該機(jī)構(gòu)使用的是滑塊偏移機(jī)構(gòu)，因為滑塊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡便直觀，方便與加工與制造，成本低廉。但是該機(jī)構(gòu)也存在著一些問題。因為在完成了偏移之后，在加工過程中沒有雙重偏心機(jī)構(gòu)穩(wěn)定。在滑塊完成偏移之后需要進(jìn)行在偏移方向上的固定對支撐機(jī)構(gòu)的要求比較高。 在滑塊的偏移上采用的是步進(jìn)電機(jī)加絲桿螺母形式的直線電機(jī)進(jìn)行偏移。采用直線電機(jī)的特點具有： （ 1）直線電機(jī)不需要通過介質(zhì)就可以實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線運動， 從而可以使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸變得簡化，并且減少機(jī)構(gòu)的運動慣量，提高了機(jī)構(gòu)的運動精度和定位精度。 （ 2）有直線電機(jī)不需要傳動介質(zhì)所以成本低，制造維護(hù)方便。又因為指直接與移動部件相連接，可靠性高。 （ 3）由于其屬于電機(jī)可以通過改變電壓與電機(jī)頻率，得到機(jī)構(gòu)所需的移動速度和推力。因此便于調(diào)節(jié)與控制，適用于低速往復(fù)的運動場合。 電機(jī)型號選擇海頓直線電機(jī) 5700 圖 1為直線電機(jī)的外觀圖，圖 2為該直線電機(jī)的步長，表 2為電機(jī)的各個參數(shù)。 圖 直線電機(jī) 圖 線電機(jī)的步長 買文檔就送您 01339828 或 11970985 9 表 3:57合式直線電機(jī)（ 1.8 零件編號 固定軸式 57X） 7X） 通軸式 57X） 7X） 部驅(qū)動式 X） 57X） 組類型 雙極性 單極性 工作電壓 2 2 箱電流 2 A 每箱電阻 每箱電感 3.5 0.5 8 .3 3.6 耗 13 W 轉(zhuǎn)子慣量 166 溫升 135（ 75C） 量 18511 g） 絕緣電阻 20 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 在螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在其中就是實線螺旋銑孔的圓周進(jìn)給運動。由于公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包含了刀具的自轉(zhuǎn)，偏移機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜，因此必須具有較高的抗震強(qiáng)度以及剛度，并且要具有運 動平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確等。在本課題中為了要實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的公轉(zhuǎn)可以采用帶傳動、鏈傳動以及齒輪傳動等來通過電機(jī)來實現(xiàn)其公轉(zhuǎn)運動。 在這些傳動機(jī)構(gòu)中每個機(jī)構(gòu)都有各個機(jī)構(gòu)的特點。帶傳動的特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低使用維護(hù)方便；帶傳動中帶具有撓性和彈性能在機(jī)構(gòu)運動是起到緩沖的作用且機(jī)構(gòu)運動平穩(wěn)噪音低；適合需要較大中心距傳動；過載時容易打滑可以防治機(jī)構(gòu)部件的損壞。帶傳動缺點：不能保證傳動比；在機(jī)構(gòu)中的尺寸占有量很大；需要安裝張緊輪對帶的松緊進(jìn)行調(diào)節(jié)。鏈傳動的特點：優(yōu)點：平均速比 i 準(zhǔn)確；可傳遞遠(yuǎn)距離傳動；成本低。缺點：瞬時傳動比不恒定 i；傳動不平衡；傳動時有噪音、沖擊；對安裝粗度要求較高。 適于兩軸相距較遠(yuǎn)，工作條件惡劣等。在帶傳動，鏈傳動以及齒輪傳動中齒輪傳動的平穩(wěn)性最好，而且傳動效率高，并且可以保證準(zhǔn)確的傳動比，使用壽命長，運動速度高等特點。由于齒輪傳動的特點買文檔就送您 01339828 或 11970985 10 本課題選擇齒輪傳動與步進(jìn)電機(jī)的配合實線螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的公轉(zhuǎn)運動。 在螺旋銑孔中步進(jìn)電機(jī)作為公轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動部分，在選擇電機(jī)型號的時候應(yīng)將電機(jī)的額定轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)矩，功率，以及電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量等考慮進(jìn)去，這些參數(shù)必須比螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的參數(shù)大，我們可以 根據(jù) 螺旋銑孔的參數(shù)來選擇電機(jī)型號，應(yīng)盡量選擇參 數(shù)比機(jī)構(gòu)參數(shù)大 12倍的電機(jī)參數(shù)。 根據(jù) 所給參數(shù)選擇電機(jī)型號為 130表 表 向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 在螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)就是整個螺旋銑孔機(jī)構(gòu)相對于待加工工件的法線方向上的運動。在整個機(jī)構(gòu)中，進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳動精度、靈敏度以及穩(wěn)定性將會直接影響工件的加工精度。因此，進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須要有以下特點： （ 1） 由于在進(jìn)給機(jī)構(gòu)中要使工作臺移動需要很大的驅(qū)動力矩，然而在進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的聯(lián)軸器部分會產(chǎn)生彈性從而會影響在工作臺的運動時間上的起停。因此這將會使機(jī)構(gòu)的快速響應(yīng)能力有所降低。因此進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須要有較高的傳動精度以及剛度。 （ 2） 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的快速響應(yīng)還與機(jī)構(gòu)中存在的摩擦力有關(guān)。因為機(jī)構(gòu)中存在摩擦力，從而使機(jī) 構(gòu)的傳動效率降低，并影響了機(jī)構(gòu)的快速響應(yīng)的能力。因此進(jìn)給機(jī)構(gòu)中為了提高快速響應(yīng)的能力，必須是運動部件的摩擦阻力降低。所以進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須具有低摩擦阻力。 （ 3） 在進(jìn)給機(jī)構(gòu)中運動部件快速運動時，存在很大的慣量，因此在機(jī)構(gòu)起停時對機(jī)構(gòu)的運動特性有很大的影響。因此進(jìn)給機(jī)構(gòu)在滿足部件剛度和強(qiáng)度的前提型號 步距 角 相數(shù) 電壓 電流 靜轉(zhuǎn)矩 空載運行頻率 轉(zhuǎn)動慣 量 機(jī)身 長 單位 度 V A Nm gc 30 110 25 18 18 177 130 110 35 18 30 230 130 110 50 18 48 282 買文檔就送您 01339828 或 11970985 11 下，盡可能的減少運動部件的質(zhì)量，減小工作臺的質(zhì)量，來減少機(jī)構(gòu)工作室運動部件所帶的慣量。 由于進(jìn)給機(jī)構(gòu)的性能特點，所以本課題選擇最常見的滾珠絲杠加滑動導(dǎo)軌作為螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中進(jìn)給機(jī)構(gòu)。滑動導(dǎo)軌是用于支撐整個機(jī)構(gòu)的重量，滾珠絲杠是為了整 個機(jī)構(gòu)提供軸向進(jìn)給運動的。滾珠絲桿的特點： （ 1）在滾珠絲杠中采用的是哥德式溝槽的形狀，從而使絲杠的軸向間隙可以通過調(diào)整變得非常的小，但并不影響其傳動。在絲杠中通過添加預(yù)緊載荷，消除軸向間隙，可使絲桿具有更佳的剛性，在承載時減少滾珠和螺母、絲桿間的彈性變形，達(dá)到更高的精度。 （ 2）滾珠絲桿由于屬于球運動，起動扭矩極小，滑動不會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，從而可以實現(xiàn)微進(jìn)給。 （ 3）因為移動的高效率，高速進(jìn)給可采用滾珠絲杠，因為其發(fā)熱小，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高速進(jìn)給。 （ 4）相對于其他傳輸設(shè)備，液壓，滾珠絲杠系統(tǒng)的故障率是非常低并 且維護(hù)比較簡單，僅需要一般潤滑和防塵。因此具有較高的可靠性。 （ 5）無側(cè)隙、剛性高 滾珠絲桿副可以加予壓，由于預(yù)緊壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值 ,進(jìn)而得到較高的剛性。 綜上所述可以先選擇絲杠型號為 圖 買文檔就送您 01339828 或 11970985 12 圖 杠參數(shù) 在螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中進(jìn)給機(jī)構(gòu)需要支撐整個機(jī)構(gòu)的重量。而可以實現(xiàn)進(jìn)給運動又要承載一定的重量的機(jī)構(gòu)，在本課題中可以采用滑塊導(dǎo)軌來進(jìn)行實現(xiàn)。對于導(dǎo)軌要求的特點： （ 1） 采用導(dǎo)軌主要是用來實現(xiàn)機(jī)構(gòu)運 動部件的直線運動，而運動的精度，以及相互之間的位置精度，都取決于導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。因此導(dǎo)軌在加工制造時，不關(guān)要有合理的結(jié)構(gòu)、較高的剛度和硬度、還必須要有較高的導(dǎo)向精度以及裝配質(zhì)量。 （ 2） 導(dǎo)軌是進(jìn)給機(jī)構(gòu)的主要部分，在工作過程中由于導(dǎo)軌的頻繁使用會使導(dǎo)軌產(chǎn)生一定的磨損，從而降低了導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。為了確保導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度在導(dǎo)軌加工時需要較好的耐磨性。以減少磨損量。 （ 3） 由于導(dǎo)軌支撐著整個主傳動機(jī)構(gòu)的重量，導(dǎo)軌長期承受較大的載荷會使其發(fā)生一定的變形從而影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，以及導(dǎo)軌與工作臺的位置精度。因此導(dǎo)軌需要較高的剛度來預(yù)防 導(dǎo)軌變形對機(jī)構(gòu)運動的影響。 （ 4） 由于在機(jī)構(gòu)運動時要求導(dǎo)軌上的摩擦阻力小，工作臺移動平穩(wěn)，低速時無爬行現(xiàn)象，因此導(dǎo)軌要具有低速平穩(wěn)性好。 （ 5） 機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)軌要便于制造、調(diào)整與維護(hù)，因此導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)必須簡單，工藝性好。 因此選取型號為 買文檔就送您 01339828 或 11970985 13 圖 型號 章小結(jié) 本章主要是對螺旋銑孔機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)與運動方式進(jìn)行分析。對自傳機(jī)構(gòu)、偏移機(jī)構(gòu)、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的特點以及它們之間的運動關(guān)系進(jìn)行了分析。對各個機(jī)構(gòu)運動部件所要承受的力進(jìn)行分析，并對傳 動部件的特點進(jìn)行比較從而對傳動部件的型號選擇做出初步的確定。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 14 第三章 螺旋銑孔機(jī)構(gòu)參數(shù)計算 杠慣量匹配計算 已知電機(jī)型號為 130知其轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)動慣量 其他I (3慣量匹配的計算，主要用以檢查負(fù)載慣量對系統(tǒng)的靈敏度和加速度，如果負(fù)載慣量過大，則電機(jī)加速時間較長。若負(fù)載發(fā)生變化，則加速時間也將發(fā)生變化，因此要負(fù)載慣量與電機(jī)的慣量要合理匹配。一般負(fù)載慣量與電機(jī)慣量 1。 200 2m (3= （ 3 （ 3 可見本機(jī)床選用的此電機(jī)均可滿足 J1的條件，故選擇為合理。 機(jī)轉(zhuǎn)矩匹配的計算 由于數(shù)控機(jī)床對動態(tài)響應(yīng)特性要求較高，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)矩主要用來產(chǎn)生加速度。 3 2321010 2333 0 5 0 5 1 14 22買文檔就送您 01339828 或 11970985 15 m a x(3載運動時折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 杠預(yù) 緊 力折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 kfm (3kgfm (3T 統(tǒng)響應(yīng)時間常數(shù)， 一般為 0.1 r/ 轉(zhuǎn)摩擦力（ S 桿導(dǎo)程（ 動鏈效率，一般 = 軸絲桿的預(yù)加載荷 0 o= 333 ， 系統(tǒng)開環(huán)增益， 于系統(tǒng)的靈敏度過高而使系統(tǒng)的運動部件慣量過大，從而影響定位精度。對一般數(shù)控機(jī)床取 25。本機(jī)床取 0。根據(jù)以上公式計算加速力矩，忽略 電機(jī) 過以上計算 該電機(jī)符合。 給力的計算 進(jìn)給機(jī)構(gòu)電機(jī)所能提供的最大扭矩為 27 Nm，經(jīng)過減速器 1:30 的降速比降速，機(jī)械效率為 = 2200 1012 .9 m a 0 0 m a 01339828 或 11970985 16 = (3杠預(yù)拉伸量的計算 本機(jī)床通過對機(jī)床絲桿進(jìn)行預(yù)拉伸來消除加工過程中由于絲桿的熱變形對加工精度的影響，并進(jìn)一步提高絲桿的剛度。 (3= / t=3 = =章小結(jié) 本章主要是通過已知參數(shù)對機(jī)構(gòu)的傳動部件進(jìn)行校核。通過查閱機(jī)床設(shè)計手冊對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩慣，絲杠的慣量匹配，預(yù)拉伸量以及進(jìn)給力的計算。通過計算的參數(shù)對比從而確定所選機(jī)構(gòu)的傳動部件是否復(fù)合螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求。如果不符合要求就將要對該機(jī)構(gòu)的傳動部件進(jìn)行重新的選擇，一用來滿足機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求。 10 買文檔就送您 01339828 或 11970985 17 第四章 螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的設(shè)計 于 件的分析 X)是 司出品的一個可以用來解決產(chǎn)品過程的應(yīng)用新軟件，主要是用戶通過它對產(chǎn)品的設(shè)計以及加工過程提供虛擬造型和檢驗。同類的軟件還有 而確定和驗證該產(chǎn)品的是否復(fù)合要求。 時也是用戶指南 (普遍語法 (縮寫。 統(tǒng)也就是計算機(jī)輔助設(shè)計與制造。在數(shù)控以及模具方面應(yīng)用比較廣泛，由于造型強(qiáng)大，可以很輕松的實現(xiàn)各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)造型。隨著現(xiàn)代 技術(shù)的進(jìn)步 件也在不斷的更新，功能也變得越來越強(qiáng)大，儼然已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計的一個主流應(yīng)用軟件。在 際的虛擬操作過程也就是產(chǎn)品的在實際生產(chǎn)中的操作過程，在產(chǎn)品的設(shè)計過程中可以對虛擬模型進(jìn)行運動仿真以及有限元的分析，對產(chǎn)品的研發(fā)有很大的幫助；在產(chǎn)品設(shè)計時可用采用 的 統(tǒng)對三位實體模型進(jìn)行模擬加工并生成數(shù)控代碼，以便于數(shù)控機(jī)床的加工，并且支持法那科，西門子等數(shù)控機(jī)床。在 功能中還可以將三維虛擬造型通過系統(tǒng)功能將其轉(zhuǎn)為 式也就是二維圖型，大大減少了設(shè)計人員的工作量。具體來說，該軟件 具有以下特點： (1)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一性，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時可以在多個模塊之間自由的相互變換比如建模、制圖、裝配等等，也可以同時進(jìn)行。 (2)采用多個建模技術(shù)相結(jié)合，在實體建模過程中將實體建模、曲面建模、線框建模、現(xiàn)實等等將其榮為一體。 (3)在一些簡單的結(jié)構(gòu)部分可以采用軟件自帶功能進(jìn)行繪制比如倒角、開槽等。標(biāo)準(zhǔn)件可以采用 自帶的插件，通過已知條件調(diào)用出來不需要進(jìn)行手動繪制。 (4)由于在軟件中的曲面都采用了非均勻有理 B 樣條作為設(shè)計的基礎(chǔ)，可以和一樣可以用多種方法生成復(fù)雜曲面，因此在汽車外形和有曲面設(shè)計的地方應(yīng)用 廣泛。 買文檔就送您 01339828 或 11970985 18 (5)可以通過制圖部分將三維實體模型直接生成二維圖，并且可以和樣進(jìn)行尺寸標(biāo)注、形位公差和漢字說明等。還可以對實體模型進(jìn)行剖解從而直接生成剖視圖和局部剖視圖從而大大的節(jié)省了設(shè)計員的工作量，增強(qiáng)了繪圖的實用性。 該軟件在實體造型方面已處于同類軟件的領(lǐng)先位置，現(xiàn)在的 文在螺旋銑孔機(jī)構(gòu)的各個零部件的實體進(jìn)行設(shè)計時均在該軟件中進(jìn)行繪制與修改。 塊結(jié)構(gòu)設(shè)計 滑塊是螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中主要是實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的徑向偏移，在滑塊中是按放機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也就是氣 動馬達(dá)。為了要實現(xiàn)螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中的偏移，所以滑塊的表面粗糙度較低并且進(jìn)行一的表面熱處理。只有這樣才能達(dá)到機(jī)構(gòu)工作時的要求。在滑塊內(nèi)部是放置機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)運動的部分，是通過氣動馬達(dá)的外形尺寸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，所以設(shè)計的是一個階梯孔這樣有助于自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的定位。因為考慮到自傳機(jī)構(gòu)的軸向固定的問題，在滑塊的前端會安裝法蘭用螺釘進(jìn)行鎖緊，從而達(dá)到機(jī)構(gòu)軸向固定。在滑塊的上表面有一個安裝直線電機(jī)的螺母安裝孔，采用 3 個螺釘連接可以通過它與直線電機(jī)形成螺旋副從而實現(xiàn)螺旋銑孔機(jī)構(gòu)中的徑向偏移。在滑塊的右端設(shè)計了一個螺紋孔，這個螺紋孔是用 來安裝一個緊定螺釘?shù)模瑸榱藢崿F(xiàn)自傳機(jī)構(gòu)也就是氣動馬達(dá)的周向固定，使得自傳機(jī)構(gòu)也就是氣動馬達(dá)與滑塊和法蘭之間達(dá)到一個剛性連接，使整個機(jī)構(gòu)運動穩(wěn)定。圖 （ a） (b) 圖 塊 買文檔就送您 01339828