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文檔簡介
1、課程設計報告課程名稱: 機械制造基礎 設計題目: 滾齒機專用工裝原理設計 系 別: 機電工程系 專業(yè)班級: 學生姓名: 學 號: 指導老師: 設計時間: 河南質量工程學院目錄1 前言31.1 課題背景31.2 機床改造的研究內容41.3 機床改造的研究意義42 設計概述主要任務及目標52.1 設計要求53.2主要任務及目標5_3 總體方案設計53.1 總體方案設計思路5_3.2 注意事項12_ 前言1.1 課題背景隨著我國機床消費邁向世界第一,機床改造在工業(yè)裝備的份量也加重了籌碼。我國近700萬臺的機床保有量讓機床改造潛在的市場商機再現(xiàn),同時隨著生產工藝的不斷進步和數(shù)控技術的不斷發(fā)展,我國特殊
2、的機床服役年限架構把大量的早年進口老、舊機床推向了改造的道路上。機床改造即為機床再制造,通過對舊機床的改造,可以使其精度恢復,功能升級,技術性能達到甚至超過新機床的水準,為企業(yè)節(jié)省大量開支,帶來豐厚的經濟效益,為社會節(jié)能省材,促進我國現(xiàn)代制造業(yè)更加環(huán)保。據(jù)統(tǒng)計,目前我國機床種類已達到3500余種,其中數(shù)控類及高科技類產品已達到1500多種,很多機床產品在技術上已經達到國際先進水平。我國擁有和使用的機床數(shù)量高達378萬臺,其中金屬切削機床為294萬臺,鍛壓機床為84萬臺。如今,這些機床設備有的已經服役了10多年,有的甚至超過了20年,迫切需要更新或改造。機床的改造,不僅是企業(yè)發(fā)展的需要,也是市場
3、經濟發(fā)展的需要,更是國家發(fā)展,社會資源再利用,走可持續(xù)發(fā)展道路的需要。機床改造即為機床再制造,通過對舊機床的改造,可以使其精度恢復,功能升級,技術性能達到甚至超過新機床的水準,為企業(yè)節(jié)省大量開支,帶來豐厚的經濟效益,為社會節(jié)能省材,促進我國現(xiàn)代制造業(yè)更加環(huán)保。在美國、日本和德國等發(fā)達國家,它們的機床改造作為新的經濟增長行業(yè),生意盎然,正處在黃金時代。由于機床以及技術的不斷進步,機床改造是個永恒的課題。在美國,機床改造業(yè)稱為機床再生(Remanufacturing)業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有:Bertsche工程公司、ayton機床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務集團、US設備公
4、司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在日本,機床改造業(yè)稱為機床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有:大隈工程集團、崗三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。1.2 機床改造的研究內容機床改造主要是指為提升原機床的精度、效率與功能所進行的一系列的活動和工程,因為改造的機床多半都是早年生產的,除嚴重磨損造成精度下降、或某些零部件年久失修需要更換之外,機床本體的剛度穩(wěn)定性、抗震性以及精度保持性等相對來說都很好。通過技術改造對機床的加工范圍進行擴大,使改造后的機床既保持了原機床的功能,又增加了新的功能。本設計通過對YC3180型滾齒機改裝,使用滾齒
5、機專用工裝,使原滾齒機具有了插齒機的功能,擴大了滾齒機的工藝范圍,以最少的投資進行直齒、斜齒、多聯(lián)齒輪和內齒輪的加工。使其擴大加工范圍。這樣既減少了設備的投入,又充分的利用了現(xiàn)有設備,將為企業(yè)帶來良好的經濟效益。1.3 機床改造的研究意義企業(yè)要在當前市場需求多變,競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產品,以最低價格、最好的質量、最短的時間去滿足市場需求的不斷變化。對原有的機床進行工藝和裝備的改造,使舊設備滿足生產的需要,這樣不僅造價低、上馬快,而且還可彌補設備的不足,減少投資。設備是企業(yè)生產技術發(fā)展和實現(xiàn)經營目標的物質基礎。設備性能和技術狀況的好壞,直接影響到企業(yè)的產品質量和經
6、濟效益。為了減少企業(yè)的生產投入,利用原有的舊機床進行翻新改造,既得到了性能比改造前甚至比新機床更優(yōu)越的設備,又減少了資金投入;并且為后期維修費用的降低打下了良好基礎,或者可以配套本企業(yè)的生產裝備擴大加工規(guī)模,迅速提升其加工能力,技術經濟效益十分明顯。2 設計概述2.1 設計要求在許多的小型工廠里滾齒機是普遍使用的機床,但滾齒機不能加工內齒齒輪具有一定的局限性。為了節(jié)省企業(yè)開支設計一套滾齒機專用工裝,使用滾齒機專用工裝,在原機床主要結構布局不變,盡量減少改動量。使原滾齒機具有了插齒機的功能,擴大了滾齒機的工藝范圍,以最少的投資進行直齒、斜齒、多聯(lián)齒輪和內齒輪的加工。22設計的主要任務及目標使用滾
7、齒機專用工裝,使原滾齒機具有了插齒機的功能,擴大了滾齒機的工藝范圍,以最少的投資進行直齒、斜齒、多聯(lián)齒輪和內齒輪的加工。通過滾齒機專用工裝原理設計,得到設計構思、方案分析、機床改裝、機床傳動原理設計等方面的綜合訓練,樹立正確的設計思想,掌握基本的設計方法,并樹立創(chuàng)新設計的思想和思維。不改變滾齒機原有的性能;安裝此工裝后即可作插齒機用3 總體方案設計3.1 總體方案設計思路一比較滾齒機和插齒機的異同:1)滾齒機滾齒原理滾齒加工是根據(jù)展成法原理來加工齒輪輪齒的。滾切直齒圓柱齒輪 下圖為滾直齒的傳動原理圖,圖中標“A”為直線運動、標“B”為旋轉運動,滾刀、工件、電機、進給傳動的絲杠螺母副及刀架均畫成
8、示意簡圖,而菱形小塊則是一種可變傳動比的換置器官符號。 滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖1、形成母線(漸開線)的運動和傳動鏈需要滾刀和工件之間的復合運動(圖1中B1+B2),稱展成運動。由動力源(電機)到刀具主軸的傳動鏈稱為外聯(lián)系傳動鏈,即電機-1-2-iv-3-4-滾刀。由于滾刀的旋轉B1是主運動,故這條傳動鏈稱為主運動傳動鏈。聯(lián)系滾刀和工件之間的傳動鏈,稱展成傳動鏈。它用以保持B1和B2之間的嚴格傳動比關系,故稱內聯(lián)傳動鏈,設滾刀的頭數(shù)為K,工件的齒數(shù)為Z,則滾刀每轉1/K轉,工件應轉1/Z轉。圖1中,這條傳動鏈是:滾刀(B1)-4-5-ix-6-7-工件(B2)。2、形成導線(直線)的運動和
9、傳動鏈 形成直線導線運動是滾刀的旋轉和滾刀(刀架)沿工件軸線方向的豎直進給運動。為了保證加工工件表面粗糙度要求,操作者真正關心的是工件每轉時刀架的軸向移動量(mm/r)。因此,進給傳動鏈為:工件-7-8-is-9-10-刀架升降絲杠-刀架。 綜上所述,滾切直齒圓柱齒輪所需要的傳動鏈為:兩個外鏈-主運動傳動鏈、進給運動傳動鏈;一個內鏈-展稱運動鏈。外鏈的功能是實現(xiàn)執(zhí)行件的簡單運動,或把動力源接通到內鏈。內鏈唯一功能是實現(xiàn)執(zhí)行件之間的復合(嚴格的傳動比關系)運動。3)插齒機插齒原理插齒機加工原理為一對圓柱齒輪的嚙合,同樣是按展成法加工圓柱齒輪。插齒機圖示4)插齒機所需的運動展成運動 插齒刀和工件的
10、相對轉動時一個復合運動,用以型巡航漸開線齒廓。展成運動可以被分解成兩部分:插齒刀的旋轉和工件的旋轉。插齒刀的上下往復運動是一個簡單的成型運動,用以形成輪齒齒面的導線直線。這個運動是主運動。插齒開始時,插齒刀和工件除做展成運動外,還要作相對的徑向切入運動,直到全齒深為止;然后,工件在轉過一圈,全部輪齒就切削完畢;插齒刀與工件分開,機床停止。插齒刀在往復運動的回程時不切削。為了減少刀刃的磨損,還需要又讓刀運動,及刀具在回程時徑向退離工件,切削時復原。5)插齒機的傳動原理圖用齒形插齒刀插削直齒圓柱齒輪時,機床的傳動原理圖如上圖,B和B是一個復合運動,需要一條內聯(lián)系傳動鏈和一條外聯(lián)系傳動鏈。圖中8點到
11、11點之間的傳動鏈是內聯(lián)系傳動鏈即展成連。圓周進給以插齒刀每往復一次,插齒刀所轉過得分度圓弧長計。因此,外聯(lián)系傳動鏈以驅動插齒刀往復的偏心輪為間接動源來聯(lián)系插齒刀轉動,圖中為4點到8點。插齒刀的往復運動A 是一個簡單運動,它只有一個外聯(lián)系傳動鏈,即由電動機軸處得點1至曲柄偏心輪處得點4.這條傳動鏈是主運動鏈。由以上插齒機與滾齒機切削直齒齒輪的對比可得出他們的共同點:1. 切削時都為展成運動。2. 主運動均為豎直往復運動。但是插齒機在切削直齒圓柱齒輪時還有一個徑向的切入運動。并且通過對比插齒機和滾齒機的傳動系統(tǒng)圖可以清楚的發(fā)現(xiàn)插齒機與滾齒機的刀具安裝存在明顯的差異。滾齒機的徑向進給運動的速度遠比
12、滾齒機的徑向進給速度。 插齒機傳動YC3180滾齒機由此可得將滾齒機改裝成插齒機需要克服三個方面:1. 解決加工直齒圓柱齒輪時的徑向進給。2. 如何安裝插齒刀。3. 如何解決滾齒機的徑向進給速度。解決方法:1. 徑向進給在滾齒機加工蝸輪時,用到了徑向進給法滾切蝸輪。滾切蝸輪時主運動鏈和展成連與滾切直齒齒輪是相同。進給為床身溜板連同工作臺和后立柱在床身的導軌上作水平的進給。徑向進給行程較短。用此法可以良好的解決滾齒機徑向進給的問題。2. 安裝專用工裝將滾齒機安裝滾刀的主軸拆卸掉,將裝用工裝的主軸代替安裝滾刀的主軸,專用工裝中加入一對傳動比為1:1的錐齒輪所以不會影響到內聯(lián)系傳動鏈。3. 滾齒機的徑向進給速度通過外部手柄將滾齒機的主運動鏈斷開。滾齒機專用工裝加入傳動比為1:1的直齒輪,從動直齒輪同軸上加裝一個偏心輪,偏心輪帶動齒條作往復運動,齒條帶動齒輪運動,齒輪帶動刀具上的齒條使刀具實現(xiàn)快速豎直往復運動。 滾齒機專用工裝安裝滾齒機專用工裝后的傳動原理圖內傳動鏈 展成運動滾刀11104567工件。主運動 電機12348912滾刀3.2 注意事項1、由于工作臺分度蝸桿轉速不能超過其允許速度,所以刀具必須采用很低的轉速,否則會造成工作臺渦輪副過快磨損;徑向進給量不宜過大,否則加工效率較低。
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