專用銑床進給系統(tǒng)設計【通過答辯說明書+CAD圖紙】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 X 院 畢業(yè)設計 (論文 ) 專用銑床進給系統(tǒng)設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 要 本論文主要說明 專用 銑床 設計的基本過程及要求。 專用銑床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠對一種（或幾種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。 專用銑床 的設計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進行專門設計，這是當前最普遍的做法。其二，隨著 專用銑床 在 我國機械行業(yè)的廣泛使用，廣大工人總結自己生產和使用 專用銑床 的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn) 專用銑床不僅在其組成部件方面有共性，可設計成通用部件。而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的 專用銑床 是極其相似的，有可能設計為通用機床，這種機床稱為“專能 專用銑床 ”。這種 專用銑床 就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產，而是可以設計成通用品種，組織成批生產，然后按被加工的零件的具體需要，配以簡單的夾具及刀具，即可組成加工一定對象的高效率設備。 關鍵詞： 專用 銑床 ；設計；過程；功能 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of is is of of a of of It is of a (or of at is to of is is of of in be in is it is to to be of to of a 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . . 錄 . 1 章 緒論 . 1 題研究意義 . 1 用銑床設備應用 . 1 外進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 . 2 內進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 . 2 用銑床設備發(fā)展趨勢 . 4 第 2 章 銑床總體設計要求 . 5 削參數(shù)要求 . 5 給系統(tǒng)設計要求 . 7 第 3 章 專用銑床進給系統(tǒng)設計 . 7 見絲杠支承方式 . 7 沖當量選擇 . 8 珠絲杠設計計算 . 8 珠絲杠副的載荷計算 . 9 動效率計算 . 12 定性驗算 . 12 度驗算 . 12 珠絲杠精度等級確定 . 12 動導軌副的防護 . 15 線滾動導軌副的計算、選擇 . 15 機至絲杠之間齒輪減速傳動設計 . 17 效轉動慣量計算 (不計傳動效率 ) . 20 機的計算選型 . 20 軸器選擇 . 21 第 4 章 進給變速箱設計 . 21 用進給變速箱設計 . 21 動系統(tǒng)的設計 . 21 輪的設計及參數(shù)的確定 . 23 . 23 . 25 承的選擇 . 28 結 論 . 30 致 謝 . 31 參考文獻 . 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 緒論 題研究意義 市場的開放性和全球化使產品的競爭日趨激烈。而決定產品競爭力的指標是產品的開發(fā)時間 ( ， 產品 (成本 (創(chuàng)新能力 (服務(用戶在追求高質量產品的同時，會更多的追求較低 的價格和較短的交貨周期。美國制造業(yè)在 20 世紀 50 至 40 年代主要以擴大生產規(guī)模作為企業(yè)競爭力的第一要素，而在 70年代競爭力的第一要素為降低生產成本， 80年代為提高產品質量， 90年代為市場響應速度。所以現(xiàn)代企業(yè)都期望通過提高自身的科技含量，增強競爭力。 制造業(yè)是國家重要的基礎工業(yè)之一，制造業(yè)的基礎是。是眾多機械制造的母機，它的發(fā)展水平，與制造業(yè)的生產能力和制造精度有著直接關系，關系到國家機械工業(yè)以至整個制造業(yè)的發(fā)展水平 械產品的質量、更新速度、對市場的應變能力、生產效率等在很大程 度上取決于的效能。因此，制造業(yè)對于一個國家經(jīng)濟發(fā)展起著舉足輕重的作用我國是世界上產量最多的國家 )2000 年統(tǒng)計資料，在主要的生產國家中，中國排名為世界第五位。但是在國際市場競爭中仍處于較低水平 :即使在國內市場也面臨著嚴峻的形勢 :一方面國內市場對各類產品有著大量的需求，而另一方面卻有不少國產滯銷積壓，國外產品充斥市場。 用銑床 設備應用 據(jù)統(tǒng)計，一般在車間中普通機床的平均切削時間很少超過全部工作時間的 15%。其余時間是看圖、裝卸工件、調換刀具、操作機床、測量以及清除鐵屑等等 。使用數(shù)控機床雖然能提高 85%，但購置費用大。某些情況下，即使生產率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機床低。故必須更多地縮短加工時間。不同的加工方法有不同的特點，就鉆削加工而言， 專用銑床 專用設備是一種通過少量投資來提高生產率的有效措施。雖然不可調式多軸頭在自動線中早有應用，但只局限于大批量生產。即使采用可調式多軸頭擴大了使用范圍，仍然遠不能滿足批量小、孔型復雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復雜的 專用銑床 專用設備更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有 15000個 20孔，若以搖臂 銑床 加工，單單 專用銑床 與锪沉頭孔就要 外還要劃線工時 時。但若以數(shù)控八軸落地 銑床 加工，鉆锪孔只要 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 劃線也簡單，只要 時。因此，利用數(shù)控控制的二個坐標軸，使刀具正確地對準加工位置，結合 專用銑床 專用設備不但可以擴大加工范圍，而且在提高精度的基礎上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來不易加工的零件。有人分析大型高速柴油機 30 種箱形與桿形零件的 2000 多個 專用銑床 操作中，有 40%可以在自動更換 進給變速箱 機床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工，平均可減少 20%的加工時間。 1975年法國巴黎機床展覽會也反映了 專用銑床 專用設備的使用愈來愈多這一趨勢。 外進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 專用銑床 專用設備是在一次進給中同時加工許多孔或同時在許多相同或不同工件上各加工一個孔。這不僅縮短切削時間，提高精度，減少裝夾或定位時間，并且在數(shù)控機床中不必計算坐標，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設備進行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸 銑床 、多軸 專用 銑床 心及自動更換 進給變速箱 機床。甚至可以通過二個能自動調節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結合數(shù)控工作臺縱橫二個方向的運動，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個或幾個工 序。現(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介。 內進給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 從傳動方式來說主要有帶傳動、齒輪傳動與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動三種。這是大家所熟悉的。前者效率較高，結構簡單，后者易于調整軸距。從結構來說有不可調式與可調式二種。前者軸距不能改變，多采用齒輪傳動，僅適用于大批量生產。為了擴大其贊許適應性，發(fā)展了可調式多軸頭，在一定范圍內可調整軸距。它主要裝在有萬向 1）萬向軸式也有二種 :具有對準裝置的主軸。主軸裝在可調支架中，而可調支架能在殼體的 能在對準的位置以螺栓固定。（ 2）具有公差的圓柱形主軸 套。主軸套固定在與式件孔型相同的模板中。前一種適用于批量小且孔組是規(guī)則分布的工件（如孔組分布在不同直徑的圓周上）。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產中，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多軸頭可以裝在立鉆式搖臂 銑床上，按 銑床 本身所具有的各種功能進行工作。這種 專用銑床 專用設備方法，由于 專用銑床 效率、加工范圍及精度的關系，使用范圍有限。 也象多軸頭那樣作為標準部件生產。美國 司標準齒輪箱、多軸箱等設計買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 的不可調式多軸箱。有 32種規(guī)格，加工面積從 300 300毫米到 600 1050 毫 米，工作軸達 60 根，動力達 瓦。 廠生產的可調多軸箱調整方便，只要先把齒輪調整到接近孔型的位置，然后把與它聯(lián)接的可調軸移動到正確的位置。因此，這種結構只要改變模板，就能在一定范圍內容易地改變孔型，并且可以達到比普通多軸箱更小的孔距。 根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的 專用 銑床 很適用于大中批量生產。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點：（ 1）工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。（ 2）夾具剛性好，加工時不形變，分度定位正確。（ 3）使用二組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調整 ，從而縮短換刀停機時間。（ 4）使用優(yōu)質刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機磨。（ 5）尺寸超差時能立即發(fā)現(xiàn)。 這是一種能滿足 專用銑床 專用設備要求的 銑床 。諸如導向、功率、進給、轉速與加工范圍等。巴黎展覽會中展出的多軸 銑床 多具液壓進給。其整個工作循壞如快進、工進與清除鐵屑等都是自動進行。值得注意的是，多數(shù)具有單獨的變速機構，這樣可以適應某一組孔中不同孔徑的加工需要。 為了中小批量生產合理化的需要，最近幾年發(fā)展了自動更換 進給變速箱 專用 銑床 。 (1) 自動更換主軸機床 自動更換主軸機床頂部是回轉式 進給變速箱 庫，掛有多個不 可調 進給變速箱 ?？v橫配線盤予先編好工作程序，使相應的 進給變速箱 進入加工工位，定位緊并與動力聯(lián)接，然后裝有工件的工作臺轉動到 進給變速箱 下面，向上移動進行加工。當變更加工對象時，只要調換懸掛的 進給變速箱 ，就能適應不同孔型與不同工序的需要。 (2)多軸轉塔機床 轉塔上裝置多個不可調或萬向聯(lián)軸節(jié) 進給變速箱 ，轉塔能自動轉位，并對夾緊在回轉工作臺的工件作進給運動。通過工作臺回轉，可以加工工件的多個面。因為轉塔不宜過大，故它的工位數(shù)一般不超過 4 6 個。且 進給變速箱 也不宜過大。當加工對象的工序較多、尺寸較大時，就不如自動更 換 進給變速箱 機床合適，但它的結構簡單。 (3)自動更換 進給變速箱 專用 銑床 它由自動線或 專用 銑床 中的標準部件組成。不可調多軸箱與動力箱按置在水平底買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 座上， 進給變速箱 庫轉動時整個裝置緊固在進給系統(tǒng)的溜板上。 進給變速箱 庫轉動與進給動作都按標準子程序工作。換 進給變速箱 時間為幾秒鐘。工件夾緊于液壓分度回轉工作臺，以便加工工件的各個面。好果回轉工作臺配以卸料裝置，就能合流水生產自動化。在可變生產系統(tǒng)中采用這種裝置，并配以相應的控制器可以獲得完整的加工系統(tǒng)。 (4) 數(shù)控八軸落地 銑床 大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達 15000 個，它與支撐板聯(lián)接在一起加工?？讖綖?20 毫米，孔深 180 毫米。采用具有內冷卻管道的麻花鉆， 5 7 巴壓力的冷卻液可直接進入切削區(qū)，有利于排屑。鉆尖磨成 90供自動定心。它比普通麻花鉆耐用，且進給量大。為了縮短加工時間，以 8軸數(shù)控落地加工。 用 銑床 設備 發(fā)展 趨勢 專用銑床 專用設備生產效率高，投資少，生產準備周期短，產品改型時設備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術的發(fā)展， 專用銑床 專用設備的范圍一定會愈來愈廣，加工效率也會不斷提高。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第 2 章 銑床 總體設計要求 削 參數(shù)要求 確定了在 專用 銑床 上完成的工藝內容了，就可以著手選擇切削用量了。因為所設計的 專用 銑床 為加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗比一般通用機床單刀加工低 30%左右多軸 進給變速箱 上所有刀具共用一個進給系統(tǒng)，通常為標準動力滑臺，工作時，要求所有刀具的每分鐘進給量相同，且等于動力滑臺的每分鐘進給量（ mm/是適合有刀具的平均值 。 因此，同一 進給變速箱 上的刀具主軸可設計成同轉速和 同的每轉進給量（ mm/r）與其適應 。 以滿足 直徑的加需要，即： 1 1 2 2 . f n f n f v f 中： 各主軸轉速（ r/ 12, , . if f f 各主軸進給量（ mm/r） 動力滑臺每分鐘進給量（ mm/ 由于 專用銑床 的加工精度、工件材料、工作條件、技術要求等， 按照經(jīng)濟地選擇滿足加工要求的原則， 工作臺進給速度 300mm/ 縱向快速進給 2m/機功率 工作臺，工件，夾具總質量： 700 進給變速箱只需 4 個變速，銑刀直徑： 30數(shù) 7 由公式 1000vn d 30 根據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮： 允許 的切速極限參考值如下： 表 工 條 件 m/m/硬質合金刀具粗加工鑄鐵工件 30 50 硬質合金刀具半精或精加工碳鋼工件 150 300 螺紋加工和鉸孔 3 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 選取 m / m m a x 6 0 / m m i 0 0 0 6 4 / m i 3 . 1 4 m a x 6 0 1 0 0 0 6 3 7 / m i 3 . 1 4 根據(jù)同組同學計算 主傳動的變速在 63r/ 當?shù)毒卟牧蠟楦咚黉摃r端銑加工的圓周切削力： N (1) N (2) 式 (1)為端銑刀加工碳鋼、青銅合金，可鍛鑄鐵等材料的切削力計算公式 式 (2)為端銑刀加工灰鑄鐵的切削力計算公式 式中： 銑削的背吃刀量，端銑時為切削深度， 銑削的側吃刀量，端銑時為加工表面寬度， 每齒進給量， 0d 銑刀直徑 ， Z 銑刀齒數(shù) 端銑刀加工不同材料時的銑削系數(shù) 碳鋼： 鍛鑄鐵： 50 灰鑄鐵： 50 青銅： 合金： 18 當?shù)毒卟牧蠟橛操|合金時，不同材料端銑加工的圓周切削力為： 碳鋼： N 灰鑄鐵： N 可鍛鑄鐵： N 式中： n 銑刀轉速 銑削功率： 955000029550 0 C 式中： 銑刀圓周切削力 N 0d 銑刀直徑 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 n 銑刀轉速 給系統(tǒng)設計 要求 進給機構 設計應滿足一下幾個條件 首先就是必須 保證工件定位可靠 的可靠性，去選擇合適的定位機構 。 再者就是要 有足夠的強度和剛度除了受到工件、工具的重量，還要受到本身的重量，還受到焊接 槍 在運動過程中產生的慣性力和振動的影響，沒有足夠的強度和剛度 可能會 發(fā)生折斷或 者 彎曲變形， 所以 對于受力較大的進行強度、剛度計算 是非常必要的 。 最后要 盡可能 做到 具有一定的通用性 如果可以 ，應考慮到產品零件變換的問題 。為適應不同形狀和尺寸的 零件 ， 為滿足這些要求， 可將制 成組合式結構，迅速更換不同的部件及附件來擴大機構的使用范圍。 電動機 齒輪傳動 滾珠絲杠 進給變速箱 工作臺 第 3 章 專用 銑床 進給系統(tǒng)設計 見絲杠支承方式 表 3支承方式 簡圖 特 點 一端固定一端自由 結構簡單，絲桿的壓桿的穩(wěn)定性和臨界轉速都較低設 計時盡量使絲桿受拉伸。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度底，僅僅適用于短絲桿。 一端固定需保證螺母與兩端支承同軸，故結構較復雜，工藝較困難，絲桿的軸向剛度與兩端相同，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 一端游動 壓桿穩(wěn)定性和臨界轉速比同長度的較高，絲桿有膨脹余地，這種安裝方式一般用在絲桿較長，轉速較高的 場合，在受力較大時還得增加角接觸球軸承的數(shù)量，轉速不高時多用更經(jīng)濟的推力球軸承代替角接觸球軸承。 兩端固定 只有軸承無間隙，絲桿的軸向剛度為一端固定的四倍。一般情況下，絲桿不會受壓，不存在壓桿穩(wěn)定問題，固有頻率比一端固定要高?？梢灶A拉伸，預拉伸后可減少絲桿自重的下垂和 熱膨脹的問題，結構和工藝都比較困難，這種裝置適用于對剛度和位移精度要求較高的場合。 沖當量選擇 由已知設計參數(shù) 初選三相電機，按三相六拍工作時，步矩角 =,初定脈沖當量 =p 珠絲杠設計計算 （ 1） 由 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導書表 5得 ,選擇外循環(huán)插管式 （ 2） 預緊目的在于消除滾珠螺旋傳動的間隙 ,避免間 隙引起的空程 ,從而提高傳動精度 . 由 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導書表 5得 ,采用雙螺母墊片預緊方式。 2）滾珠絲杠副直徑和基本導程系列 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 由 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導書表 5得 , 珠絲杠副的 載荷計算 工作負載是指機床工作時，實際作用在滾珠絲桿上的軸向壓力， 他的數(shù)值用進給牽引力的實驗公式計算。選定導軌為滑動導軌，取摩擦系數(shù)為 K 為顛覆力矩影響系數(shù)，一般取 課題中取 絲桿所受的力為 銑削力： 灰鑄鐵： 式中： 銑削深度 每齒進給量 銑削寬度 刀具直徑 n 刀具轉速 Z 刀齒數(shù) 3， 20， ， 30， 則有： 工作臺縱向進給分力載荷 : 887N x 2 1 5 52 2-)2 2(-)2 2( 3a x ）（）（）（ 0F 其等效載荷按下式計算（式中取 21 ， 12 2n n ） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 m 1494)( 312211223m i a x 316 060 )nT(查表：取 （查表：取 ） 表：取 1） 表：取 1） 查表：取 1） 絲桿的工作壽命為 15000h 由上式計算得 7300N 采用絲杠直徑 40程為 5算得出 則 23) 稱直徑 選擇 預緊滾珠絲桿副，絲桿的型號為 3。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 滾珠絲杠螺母副的幾何參數(shù)的計算如下表 名稱 計算公式 結果 公稱直徑0d 40距 t 觸角 045 鋼球直徑 紋滾道法向半徑 R 心距 e ( 2 ) s i d 紋升角 0d 0433 螺桿外徑 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) bd d d 桿內徑1d e R 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 螺桿接觸直徑2c o d d 母螺紋外徑 D 0 22D d e R 母內徑（外循環(huán)）1 0 . 2 0 . 2 5 5 ) bD d d動效率計算 絲杠螺母副的傳動效率為：)( tg =10 ，為摩擦角； 為絲杠螺旋升角。 00 4 3 3() ( 4 3 3 1 0 ) 0 . 9 6t 定性驗算 絲杠兩端采用止推軸承時不需要穩(wěn)定性驗算。 度驗算 滾珠絲杠受工作負載引起的導程變化量為：1 (Y 向所受牽引力大 ,故用 60622 2 21 . 6 5 1261 2 5 1 . 8 2 0 . 51 2 0 . 6 1 0 2 . 1 41 2 5 2 . 6 2 10 . 52 0 . 6 1 0 ( / )3 . 1 4 ( ) 2 . 1 46 . 1 2 1 0c C C M 絲杠受扭矩引起的導程變化量很小，可忽略不計。導程變形總誤差 為 0641 0 0 1 0 01 0 . 56 . 1 2 1 0 1 2 . 2 4 1 0 1 2 . 2 4 lL u m E 級精度絲杠允許的螺距誤差 =15 m/m。 珠絲杠精度等級確定 （ 1） 由 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導書 表 5得 0 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 導軌總長 210+120+20=350以絲杠總長 35030 2） 根據(jù)有效行程內的平均行程允許偏差 00350103= 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導書 表 5 精度等級為 ）滾珠絲杠副支承形式選擇 滾珠絲杠主要承受軸向載荷 ,應選用運轉精度高 ,軸向剛度高、摩擦力距小的滾動軸承 串動 ,其次才是徑向約束。 由 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導書 表 5得 ,采用一端固定一端游動 (承形式 . 5）滾珠絲杠副的選擇 高速或較高轉速情況 按額定動負荷 (60(106)1/3 式中 N) 杠 軸 向 當 量 負 荷 (N) ， 取 進 給 抗 力 和 摩 擦 力 之 和 的 一 半 . 120+20)/2=r/ 50r/h). 查考 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計指導書 表 5 5000 h. 查 樓應侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編 .機械電子工程專業(yè)課程設計