2227 ZX5725钻铣床主传动系统设计
2227 ZX5725钻铣床主传动系统设计,zx5725,铣床,传动系统,设计
毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 051 学生姓名 胡晓峰 一、毕业论文设计题目 ZX5725 钻铣床主传动系统设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3_日 起至_2009_年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:该钻铣床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 25 mm,主轴行程为 200 mm,主 轴箱行程 210 mm 主轴转速范围 50-2000 rev/min ,主轴每转进给量 0.056-1.8 mm/rev。 该机床在具备方柱立式钻床各项优点的基础上,增加能够夹紧的加强主轴系统,提高了主轴的刚度和加工精度;除能进行钻削加工外,还可进行铣削和镗削加工,取得了一机多用的效果。适用于单件、小批及成批生 产的机械加工车间、模具制造行 业使用。 首先熟悉该钻铣床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据加工速度范围设计主传递系统的传动方案,完成设计计算和结构设计、校核,装配图以及零件图一套,完成设计说明书以及相关外文资料的翻译。 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)主传动系统结构装配图一张; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 051 学生姓名 伏宁刚 一、毕业论文设计题目 ZX5740 钻铣床主传动系统设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:该钻铣床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 40 mm,主轴行程为 250 mm,主轴箱行程 200 mm 主轴转速范围 31.5-1400 rev/min ,主轴每转进给量 0.056-1.8 mm/rev。 该机床在具备方柱立式钻床各项优点的基础上,增加能够夹紧的加强主轴系统,提高了主轴的刚度和加工精度;除能进行钻削加工外,还可进行铣削和镗削加工,取得了一机多用的效果。适用于单件、小批及成批生 产的机械加工车间、模具制造行 业使用。 首先熟悉该钻铣床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据加工速度范围设计主传递系统的传动方案,完成设计计算和结构设计、校核,装配图以及零件图一套,完成设计说明书以及相关外文资料的翻译。 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)主传动系统结构装配图一张; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 学生姓名 赵鹏程 一、毕业论文设计题目 Z5030 钻床主传动 系统设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:完成一钻床的主传动系统设计,该钻床可钻削、攻丝,主 轴箱可作 360回转,机头、工作台可垂直升降,钻头自动进给,主轴任意位置可 锁紧。 该钻床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 30 mm,最大攻丝直径 M20,主轴行程为 160 mm,主轴中心线至立柱母线距离为320mm,主轴转速范围 65-2600 rev/min ,主轴进给 3 级,范围 0.10.3。 首先熟悉钻床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据加工速度范围设计主传动系统的传动方案,完成设计计算和结构设计,校核,完成总体布局图和装配图以及零件图一套,完成设计说明书以及相关外文资料的翻译。具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)主传动系统结构装配图一张; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 054 学生姓名 鞠录岩 一、毕业论文设计题目 Z5030 钻床主轴进给设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:完成一钻床的主轴进给系统设计,该钻床可钻削、攻丝,主 轴箱可作 360回转,机头、工作台可垂直升降,钻头自动进给,主轴任意位置可 锁紧。 该钻床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 30 mm,最大攻丝直径 M20,主轴行程为 160 mm,主轴中心线至立柱母线距离为320mm,主轴转速范围 65-2600 rev/min ,主轴进给 3 级,范围 0.10.3。 首先熟悉钻床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据加工速度范围设计主传动系统的传动方案,完成设计计算和结构设计,校核,完成总体布局图和装配图以及零件图一套,完成设计说明书以及相关外文资料的翻译。具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)主轴进给结构装配图一张; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 054 学生姓名 王寅 一、毕业论文设计题目 ZX5725 钻铣床主轴上下往复装置设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:该钻铣床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 25 mm,主轴行程为 200 mm,主 轴箱行程 210 mm 主轴转速范围 50-2000 rev/min ,主轴每转进给量 0.056-1.8 mm/rev。 该机床在具备方柱立式钻床各项优点的基础上,增加能够夹紧的加强主轴系统,提高了主轴的刚度和加工精度;除能进行钻削加工外,还可进行铣削和镗削加工,取得了一机多用的效果。适用于单件、小批及成批生 产的机械加工车间、模具制造行 业使用。 首先熟悉该钻铣床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据主轴进给速度和位移范围设计主轴上下往复传动方案,完成设计计算和结构设计、校核,装配图以及零件图一套,完成 设计说 明书以及相关外文资料的翻译。具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)主轴上下往复结构装配图一张; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 055 学生姓名 白 磊 一、毕业论文设计题目 ZX5740 钻铣床主轴上下往复装置设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:该钻铣床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 40 mm,主轴行程为 250 mm,主轴箱行程 200 mm 主轴转速范围 31.5-1400 rev/min ,主轴每转进给量 0.056-1.8 mm/rev。 该机床在具备方柱立式钻床各项优点的基础上,增加能够夹紧的加强主轴系统,提高了主轴的刚度和加工精度;除能进行钻削加工外,还可进行铣削和镗削加工,取得了一机多用的效果。适用于单件、小批及成批生 产的机械加工车间、模具制造行 业使用。 首先熟悉该钻铣床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据主轴进给速度和位移范围设计主轴上下往复传动方案,完成设计计算和结构设计、校核,装配图以及零件图一套,完成 设计说 明书以及相关外文资料的翻译。具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)主传动系统结构装配图一张; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 057 学生姓名 董石磊 一、毕业论文设计题目 ZX5740 钻铣床工作台进给系统设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:该钻铣床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 40 mm,主轴行程为 250 mm,主轴箱行程 200 mm 主轴转速范围 31.5-1400 rev/min ,主轴每转进给量 0.056-1.8 mm/rev。工作台可纵向、横向运动,定位精度 0.02mm。 该机床在具备方柱立式钻床各项优点的基础上,增加能够夹紧的加强主轴系统,提高了主轴的刚度和加工精度;除能进行钻削加工外,还可进行铣削和镗削加工,取得了一机多用的效果。适用于单件、小批及成批生 产的机械加工车间、模具制造行 业使用。 首先熟悉该钻铣床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据工作台定位精度设计工作台进给系统的传动方案,完成设计计算和结构设计、校核,装配图以及零件图一套,完成 设计说明 书以及相关外文资料的翻译。 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)工作台进给系统装配图和相关控制图; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 学生姓名 张少刚 一、毕业论文设计题目 ZX5725 钻铣床工作台进给系统设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:该钻铣床的具体参数为:最大钻孔直径(在抗拉强度为 50-60kg/mm2 的钢材上)为 25 mm,主轴行程为 200 mm,主 轴箱行程 210 mm 主轴转速范围 50-2000 rev/min ,主轴每转进给量 0.056-1.8 mm/rev。工作台可纵向、横向运动,定位精度 0.015mm。该机床在具备方柱立式钻床各项优点的基础上,增加能够夹紧的加强主轴系统,提高了主轴的刚度和加工精度;除能进行钻削加工外,还可进行铣削和镗削加工,取得了一机多用的效果。适用于单件、小批及成批生 产的机械加工车间、模具制造行 业使用。 首先熟悉该钻铣床的功能,加工范围和结构特点;对给定参数的钻铣床进行总体布局,根据工作台定位精度设计工作台进给系统的传动方案,完成设计计算和结构设计、校核,装配图以及零件图一套,完成 设计说明 书以及相关外文资料的翻译。 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)工作台进给系统装配图和相关控制图; (4)零件图全套; (5)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 055 学生姓名 李 雯 一、毕业论文设计题目 X52K 立式铣床数控改造 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:将一台 X52K 立式铣床,改造成三坐标数控铣床。机械部分主要解决两个坐标轴,完成机械结构设计,零件及参数的选择,部分 计算过程;电气和微机部分主要有系统框图、部分线路图和程序框图,部分 设计计算说明及程序段。 保留原机床的主轴旋转运动,工作台升降运动,仍采用手动操作, 纵、横向进给改造后既可机动进行,完成复杂零件的计算机数控加工,又可手动操作完成简单零件的加工或用于数控加工前的对刀工作。 1.可行性分析:查阅相关资料,熟悉系统的工作原理及结构特点;对工作台的总体设计和工作原理探讨分析;对工作台控制系统的选择设计和编制程序进行分析。 2.系统的总体设计要求:初步选择及布局工作台驱动方式;对工作台关键部件的功能分析、力学分析;机械结构设计计算、控制系 统的选择设计和编制程序。 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)工作台纵向和横向主传动系统结构装配图各一张; (4)控制电路图 (5)零件图若干; (6)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 学生姓名 马 博 一、毕业论文设计题目 C6132 车床进给系统数控改造 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:熟悉普通车床 C6132 的工作台基本传动机构(横向和纵向)。改造现有的普通车床,主要应该解决的问题是如何将机械传动的进给,改造成自动进给的自动加工机床,即经济型数控车床。 1.可行性分析:查阅相关资料,熟悉系统的工作原理及结构特点;对工作台的总体设计和工作原理探讨分析;对工作台控制系统的选择设计和编制程序进行分析; 2.系统的总体设计要求:初步选择及布局工作台驱动方式;对工作台关键部件的功能分析、力学分析 ;机械结构设计计算、控制系 统的选择设计和编制程序; 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)工作台纵向和横向结构装配图各一张; (4)零件图若干; (5)控制电路图 (6)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 055 学生姓名 林飞燕 一、毕业论文设计题目 钻床分度工作台设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:分度工作台能完成分度运动,可以实现某些规定角度的分度。能获得较高的分度精度和定心精度,但不能实现圆 周进给。要求 设计某钻床工作台,使具有 圆周分度能力,扩大机床的工艺范围,提高生产率,分度精度达到 13。 根据给定的参数,确定分度方案,进行分析计算、结构设计和验证,完成装配图、零件图等图纸一套,完成设计说明书以及相关外文资料的翻译。 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)分度台装配图一张; (4)控制电路图和部分控制程序; (5)零件图全套; (6)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 任 务 书院(系) 机械工程学院 专业班级 机自 055 学生姓名 李 梅 一、毕业论文设计题目 铣床分度工作台设计 二、毕业论文设计工作自_2009_年_3_月_3 _日 起至_2009 年 6 月_22 日止 三、毕业论文设计进行地点: 校 内 四、毕业论文设计的内容要求:分度工作台能完成分度运动,可以实现某些规定角度的分度。能获得较高的分度精度和定心精度,但不能实现圆 周进给。要求 设计某铣床工作台,使具有 圆周分度能力,扩大机床的工艺范围,提高生产率,分度精度达到 13。 根据给定的参数,确定分度方案,进行分析计算、结构设计和验证,完成装配图、零件图等图纸一套,完成设计说明书以及相关外文资料的翻译。 具体任务如下: (1)开题报告一份; (2)外文资料翻译; (3)分度台装配图一张; (4)控制电路图和部分控制程序; (5)零件图全套; (6)设计说明书一份 指 导 教 师 系 (教 研 室 ) 系(教研室) 主任签名 批 准 日 期 接 受 论 文 (设 计 )任 务 开 始 执 行 日 期 学 生 签 名 毕 业 论 文 设 计 开 题 报 告题 目 X52K 型立式铣床立铣头设计 学生姓名 郑 巍 学号 0615092005 所 在 院 (系 ) 机 械 工 程 学 院 专业班级 机械设计制造及其自动化 指导教师 张 政 武 (副 教 授) 2008 年 3 月 10 日题 目 X52K 型立式铣床立铣头设计一、 选题的目的及研究意义(现代机械加工过程中机械设备-机床的重要性)目前机床的发展趋势、应用现状随着制造业的发展,高速度、高效率、高精度和高刚度已经成为当今机床发展的主要方向。为了满足当前机床市场的需要,铣 床已 经成为了当今机械行业 一个重要的发展趋势,特 别是在工业制造,加工过程中有着举足轻重的地位。设计的题目是设计 x52k 立式铣床立铣头设计。其主要 讲述的是x52k 立式铣床立铣头的总体设计。该铣床主轴是靠齿轮进 行传动的。主 轴传动系统采用齿轮传动,传动形式采用集中式传动,主 轴变 速系统采用多联滑移齿轮变 速。 齿轮传动具有传动效率高,结构紧凑,工作可靠、寿命长,传动比准确等优点, 齿轮机构是 现代机械中应用最广泛的传动机构,用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。我的 毕业设计为:X52K 型立式铣床立铣头设计。一、X52K 型立式铣床外观图、 电机概况、 铣床特点(一) X52K 型立式铣床外观图1 为纵向左右进给,2 为十字操作手柄,控制工作台垂直升降和前后进给3 为操作按钮台,SB5 为快速按 钮,SB3 起动 按钮SB1 停止按 钮4 为后操作台SA1 为圆工作台转换开关SA3 为冷却电机转换开关主电机换向用转换开关 SA5 和电源开关 QF 在两边床脚(二)X52 铣床电动机 X52K 铣床有 3 台电动机: M1 为主电动机,功率 7.5KW,用换相转换开关 SA5 选择主轴的转向,停 车时采用电磁离合器制动。 M2 电机为工作进给电动机,功率 为 1.5KW。快速移动通过电磁离合器械接通快速传动链来实现。 M3 为冷却泵电动机。(三)X52 铣床的特点 用换相转换开关选择主电机的制动; 主运动采用电磁离合器制动; 主运动和进给运动变速,均有瞬 时点动; 主运动和进给运动各有单独的电动机驱动,工作台的快速移动利用电磁离合器接上进给的快速传动链,实现快速移 动; 进给运动与主运动是联锁的,只有起 动主运动后,进给运动才能起动工作; 工作台 6 个方向的进给运动 ,具有完 备的联锁。 具备多地点控制环节; 具有短路、零压、过载和超程保护。近年来,现代科学技术的成就,为机床设计提供了大量的测试 数据,理论研究也有的新的发展尤其是电子计算机的应用,使机床 设计开始进入计算机辅 助设计阶段。将有可能利用 计算机所需的大量资料进行检索,自动地多 设计方案进行比较分析,从而选出最佳方案。也对主要零部件进行强度、刚度的计算。我们研究机床设计的意义在于:通过机床设计培养和锻炼自身的工程素质和工程实践能力。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等(国内外在机(械)床设计方面)一、铣削概述和现状(一)铣削加工及特点铣削加工是在铣床上用铣刀的旋转和工件的移动来加工工件,铣刀的旋转是主运动,工件的移动是进给运动。铣刀是多齿刀具,切削过程中同 时参加工作的刀刃数多,可采用较大的切削用量,因此, 铣削的生产率较高。铣削时,铣刀上的每个刀齿都是间歇地进行切削,刀齿与工件接触时间短,散热条件好,有利于延长铣刀使用寿命。但由于 铣刀刀齿的不断切入、切出,铣削力不断变化,因而铣削容易产生振动。同时,因为铣削加工范围广,所以铣刀的制造和刃磨比较困难。铣削加工的精度比较高,一般 经济加工精度为 IT9IT8 级,表面粗糙度 Ra 值为 12.5-1.6m。必要时, 铣削加工精度可高达 IT5 级,表面粗糙度 Ra 值可达 0.20m。(二)铣床铣床种类很多,常用的有卧式万能 铣床和立式铣床,除此外还有工具铣床、龙门铣床、仿形铣床及专用铣床等。1卧式万能铣床卧式万能铣床是铣床中应用最多的一种,它的主 轴是水平的,还可配有立铣头,完成立铣各种工作。 2立式铣床立式铣床与卧式铣床的区别在于其主轴垂直于工作台,有的立式铣床其主轴还可相对于工作台偏转一定的角度。它可利用立 铣刀和端铣刀进行铣削加工,是生产中加工平面及沟槽效率较高的一种机床。3龙门铣床龙门铣床是一种大型铣床。铣 削动力头安装在龙门横梁或立柱 导轨的刀架上,一般有三至四个铣削动力头。在横梁上的垂直刀架可左右移动,在立柱上的侧刀架作上下移动。每个刀架都能沿主轴进行轴向调整,并可按生产 需要旋转一定角度,其工作台带动工件做纵向进给运动。可以用铣削动力头带动的刀具同时铣削,所以生 产率很高。这种机床适于铣削平面、垂直面、倾斜面、导轨面,特 别是长度大的工件表面加工。由于生产率较高,适用于成批大量生产的粗精加工。4数控铣床数控铣床是由机床本体、数控装置、液压泵站、中频电源机组四部分组成,并配有纸带穿孔机。该机床加工零件时,只需将预 先编制好的程序输入数控装置,机床就能自动工作直至完成零件加工。数控铣床用来加工齿轮、样板、模具等形状复杂、精度高、难度大、批量大的零件 。二、发展趋势世界各工业发达国家通过发展数控技术、建立数控机床 产业 ,促使制造 业跨入 一个新的发展阶段,给国民经济的结构带来了巨大的变化。数控机床是世界第三次 产业革命的重要内容,它不但是机 电工业的重要基础装备,还是汽 车、石化、电子 和现代医疗 装备等产业现代化的主要手段。虽然数控机床产业本身的产值远不如汽车、化工等 产业,但高效的数控机床给制造业带来了现代化的生产方式以及高倍率 的效益增长,这 是促进国民经济发展的巨大源 动力。特 别是数控技术在制造业的扩 展与延伸所产生的辐射作用和波及效果,足以 给机械制造 业的产业结构、 产品结构、 制造方式及管理模式等带来深刻的变化。 三、研究方法及应用领域等制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱,机械制造是制造 业的核心。数控技 术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化,使制造 业成为工业 化的象征,随着数控技 术的不断发展和应用领域的扩大,它对国民经济 起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势:1、高速、精密化 2、可靠性 3、数控机床 设计 CAD 化、功能多样化 4、智能化、网络化、柔性化、集成化 5、开放性 6、复合性 7、串行总线计算机数控系统 8、重视新技术标准、规范的建机械装备设计的方法 机械制造装备设计的步骤设计类型而不同。 创新设计可分 为产品规划、方案 设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。(一)产品规划阶段产品规划阶段的任务是明确设计任务,通常 应在市场调查 与预测的基础上识别产品需求, 进行可行性分析,制定设计任务书 。在产品规划阶段将综合运用技术预测、市 场学、信息学等理论和方法来解决设计中出现的问题。1、 需求分析产品设计是为了满足市场的要求,而市 场的需求往往是不具体的,有时是模糊的 、潜在的,甚至是不可能实现的。需求分析的任 务是使这些需求具体化和恰到好 处。明确 设计任务的要求。需求分析的任务本身就是设计工作的一部分,是 设计工作的一部分,是设计工作的开始,而且自始至终指导设计工作的进行。需求分析一般包括对销售市场和原材料市场的分析1、 调查研究调查研究包括市场调研、技术调 研和社会环境调研三个部分2、 预测定性预测和定量预测3、 可行性分析4、 编制 设计任 务书(二) 方案设计阶段1、对设计任务的抽象2、建立功能结构3、寻求原理与求解方法4、初步设计方案的形成5、设计方案的评价与赛选(三) 技术设计阶段1、确定结构原理方案2、总体设计3、结构设计(四)工艺设计阶段1、零件图设计在零件图中包含了为制造零件所需的全部信息, 这些信息包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。2、完善装配图在绘制零件图时,更加具体地从 结构强度、工 艺性和标准化等方面 进行零件的结构设计,不可避免地要对技术设计阶段提供的装配图做些修改3、编写技术文档三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法(技术路线)或设计(实验)方案进行说明,论文要写出相应的写作提纲(一)x52k 型立式铣床立铣头的设计应满足的要求1、 x52k 型立式铣床立铣头应满足的基本要求x52k 型立式铣床立铣头应满足如下的要求:1)具有足够的静刚度和刚度。2)具有良好的快速响应性,运 动平稳,灵敏度高。3)抗震性好,不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动 的冲击噪音。4)具有足够宽的调速范围,保 证实现所要求的进给量,以适应不同加工材料,使用不同的零件加工要求,有更广泛的加工范围。5)立铣头的传动精度和定位精度要高6)机构简单,加工和装配工艺 性好。 调整维修方便,操纵轻便灵活,便于安装、调试。(二)X52k 立式铣床立铣头设计 的步骤:X52k 立式铣床立铣头设计设计 工作大体的可分为三个步骤:1、调查研究调查研究的内容一般包括有:学习 有关机床 设计的方针、政策,明确设计要求;到使用 单位 调查了解所涉及机床所要承担的生产任务和加工工艺,了解使用单位的对机床的要求; 到制造 单位 调查,了解制造厂的设备条件、技 术能能力和生 产经验; 收集国内外同类型机床的技术文献和图纸资料,并注意调查它的结构性能、使用和制造情况等,尤其注意了解新技术在同类机床上应用的情况,以及在设计新机床时将要进行那些科学试验;对于新采用的工艺和结构,必须先经科学实验,通 过实验 取得足够的数据后,才能应用于设计。2、方案拟定在调查研究的基础上,通常可 拟定出多个方案进行比较分析。每个方案所包括的内容有:工艺分析、主要技术参数、总体布局、主要部件的 结构草图、 试验结果及技术经济分析等在制定方案时应注意以下几点:处理好使用和制造之间的关系:应首先满足使用要求,其次是尽可能便于制造。注意倾 听各方面意见,经过分析比较,去粗取精,最后形成一个比 较使用方案。 实验是 检验真理的唯一 标准,设计必须以生产实践和科学实验为依据,凡是未经实践考验的方案,必须经过实验证 明可考后采用与设计,继承性和 创造性的相结合,尽量采用先 进技术,迅速提高生产力。3、工作图设计首先,绘制 X52k 立式铣床立铣头设计总装图。为使各零部件能沟通是比较协调的进行设计,一般应画出机床的总体尺寸参数图,在 图中确定各部件的轮 廓尺寸和各部件有联系的相关尺寸,以保证各部件在空间不发生干涉并能配合工作。同 时画出机床的 传动系统图,并 进行必要的计算。4、说明书的撰写在铣床上铣削时,为了适应不同零件的加工,常常采用各种附件如压板、角铁、V 形铁、平口钳、回转工作台、立铣头、分度 头以及组合夹具等。这些附件的应用,扩大了铣削的加工范围。1、 平口钳又称虎钳,其构造简单,夹紧牢靠。尺寸规格以钳口宽度表示,通常在 100200 毫米之间。它底部有两个定位键与工作台中间的 T 形槽配合定位,然后再用两只 T 形螺栓固紧在铣床工作台上。可用于对小型和形状规则件的夹紧。2、 回转工作台它的结构如同一对蜗轮副,摇动 手轮而带动蜗杆轴转动,再通过内部蜗轮使圆转台旋转。圆转台中央有一圆锥孔,便于工件定位,并与圆转台同轴中心线转动。另外,为了确定圆转台转动位置,圆转台的外圆柱面上带有刻度。此回 转工作台可用于加工 圆弧表面或圆弧曲线外形、沟槽以及分度零件的铣削加工。3、立铣头立铣头可根据需要把铣刀轴调整到任意角度,以加工各种角度的 倾斜表面,也可在一次装 夹中,进行不同角度的铣削。4、万能分度头(1)分度头组成及作用 分度头是一种用来进行分度的装置,由底座、转动体、分度盘、主轴及顶尖等组成。主轴装在转动体内,并可随转动体在垂直平面内 转动成水平、垂直或倾斜位置。例如在铣六方、齿轮、花键等工件时,要求工件在铣完一个面或一条槽之后转过一个角度,再铣下一个面或一条槽,这种使工件转过一定角度的工作即称分度。分度 时摇动 手柄,通过蜗杆、蜗轮带动分度头主轴,再通过主轴带动安装在主 轴上的卡盘使工件旋转。(2)简单分度简单分度是最常用的分度方法。它利用分度盘上不同的孔数和定位销通过计算来实现工件所需的等分数。计算方法如下:n定位销(即分度手柄)转数Z工件所需等分数n= Z40若计算值含分数,则在分度盘中选择具有该分母整数倍的孔圈数。例:用分度头铣齿数 Z=36 的齿轮。N= =1364091在分数度盘中找到孔数为 96=54 的孔圈,代入上式:n= =1 =1 =1364091546这种分度方法称为简单分度。此外,尚有直接分度法、差动分度法和角度分度法等四、检索与本课题有关参考文献 资料的简要说明1.机械制造装配设计 (第二版) 冯辛安 北京 机械工业出版社 20052.机械加工设备 张普礼 北京 机械工业出版社 19993.机械原理 (第六版) 孙恒 陈作模 北京 高等教育出版社 20014.现代数控机床设计 王爱玲 北京 国防工业出版社 20035.金属切削机床设计 戴曙 北京 机械工业出版社6.机械设计课程设计手册(第二版)吴宗泽 罗圣国 北京 高等教育出版社 19997.机床设计图册 上海纺织工学院 哈尔滨工业大学 上海科学技术出版社 19798.几何量公差与检测 (第七版) 甘永立 上海 上海科学技术出版社 20051 1五、毕业论文进程安排此次毕业设计划 周时间完成。各部分所占 时间分配大致如下:1.收集阅读相关资料,完成开 题报告 2.确定设计方案 3.确定整体结构 4.绘制装配图 5 绘制非标准零件图 6 写说明书、打印有关资料 7 准备答辩、参加答辩 六、指导教师意见1对开题报告的评语2对开题报告的意见及建议指导教师(签名): 年 月 日 所在院(系)审查意见:负责人签字(盖公章) 年 月 日 陕西理工学院毕业设计论文I目 录1.前言 1 1.1 概述.1 1.2 立式升降台铣床其主要组成部分21.2.1 铣头.1.2.2 主轴.1.2.3 工作台.41.2.4 床鞍.41.2.5 升降台.41.3 X52K 型立式铣床立铣头设计.41.4 国内外机床的发展现状.5 1.5 机床的发展趋势.7 2.方案的设计.9 2.1 传动装置的设计.9 2.1.1 分析拟定传动方案.102.1.2 选择电动机.102.2 进给转速图和传动系统图的设计.112.2.1 设计步骤.112.2.2 确定极限转速.122.2.3 确定公比.122.2.4 求出主轴转速级数.122.2.5 绘制转速 陕西理工学院毕业设计论文II图.122.2.6 应该注意的问题.132.3 铣削三要素与计算.132.3.1 铣削三要素.132.3.2 进给量.132.3.3 切削深度.142.4 铣床种类.142.4.1 卧式铣床.142.4.2 立式铣床.152.4.3 龙门铣床.152.4.4 万能工具铣床.162.4.5 圆台铣床.172.4.6 顺铣机构.183铣刀193.1 按不同用途分类.193.1.2 端面铣刀.193.1.3 盘形铣刀.19 3.1.4 立铣刀.19 3.1.5 键槽铣刀.20 3.1.6 角度铣刀.20 3.1.8 成形铣刀.203.2 按刀具结构分类.203.2.1 整体式铣刀.203.2.2 焊接式铣刀.20 3.2.3 装配式铣刀.203.2.4 可转位式铣刀.213.3 按刀齿数目分类.213.3.1 粗齿铣 陕西理工学院毕业设计论文III刀.213.3.2 细齿铣刀.223.4 按刀齿齿背形式分类.223.4.1 尖齿铣刀.223.4.2 铲齿铣刀.224 铣床附件及夹.234.1、铣床常用附件.234.1.1 平口钳.234.1.2 回转工作台.234.1.3 立铣头.234.1.4 万能分度头.234.2.1、分度头的结构.244.2.2.主轴.244.2.3.本体.244.2.4支座.254.2.5 端盖.254.2.6、分度盘.254.2.7、蜗轮副间隙调整及蜗杆脱落机构254.2.8、主轴锁紧机构.254.3、分度头的传动系统.254.3.1.分度头的分度方法.265.传动件的设计.305.1 轴.305.1.1 轴的结构设计的基本要求.305.1.2 轴的材料及热处理.315.1.3 计算轴的功率、转速及轴颈.32 陕西理工学院毕业设计论文IV5.1.4 轴的强度校核计算.325.2 齿轮345.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数355.2.2 计算齿轮参数.355.2.3 验算齿轮的弯曲强度.365.2.4 计算主要几何参数.375.2.5 润滑365.3 滚动轴承.375.4 键的验算395.5 轴的强度校核计算.395.5.1 传动轴校核计算.396.参考文献.417.致谢.42附 A 外文资料外文翻译第- 1 - 页 共 43 页X52K 立式铣床立铣头设计摘要随着制造业的发展,高速度、高效率、高精度和高刚度已经成为当今机床发展的主要方向。为了满足当前机床市场的需要,铣床已经成为了当今机械行业一个重要的发展趋势,特别是在工业制造,加工过程中有着举足轻重的地位。设计的题目是设计 x52k 立式铣床立铣头设计。其主要讲述的是 x52k 立式铣床立铣头的总体设计。该铣床主轴是靠齿轮进行传动的。主轴传动系统采用齿轮传动,传动形式采用集中式传动,主轴变速系统采用多联滑移齿轮变速。齿轮传动具有传动效率高,结构紧凑,工作可靠、寿命长,传动比准确等优点,齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构,用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。关键词 铣床 进给转速图 传动系统图 立铣头装配图 第- 2 - 页 共 43 页X52K vertical milling machine legislation XitouZheng wei( Grade04,Class061,Major Mechanical Design and Manufacturing Automation,Mechanical engineering institute Dept.,Shaanxi University of Technology ,HanZhong 723003,Shaanxi)tutor: Zhang Zheng Wu【Abstract】 With the development of the manufacturing sector, high-speed, high efficiency, high precision and high rigidity of the current machine has become the main direction. In order to meet the needs of the market at present machine, milling machine has become todays machinery industry an important development trend, especially in the industrial manufacturing, processing is a pivotal position. Design is the subject of legislation designed x52k Xitou vertical milling machine design. The main x52k is on the vertical milling machine legislation Xitou the overall design. The main axis milling machine is relying on the power transmission gear. Spindle drive system using gear transmission, transmission using centralized form of transmission, multi-spindle transmission system of sliding gear transmission. Gear transmission with high efficiency, compact, reliable, long life and accurate transmission than the advantages of modern machinery is gearing the application of the most extensive transmission mechanism for the transfer of space or any multi-axis between the two axes of movement and Momentum.【Keywords】 Milling machine Progressive plans to speed Transmission System plans第- 3 - 页 共 43 页1前 言11 概述图 1X52k 立式升降台铣床,它是铣床中应用最多的一种。图 1 所示为 X52k 型立式升降台铣床。这类铣床与卧式升降台铣床的主要区别,在于他的主轴是垂直安置的,可用各种端铣刀或立铣刀加工平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮、凸轮以及封闭轮廓表面等。图 1 为立式升降台铣床中常见的一种。其工作台 3、床鞍 4、及升降台 5 的结构与卧式升降台铣床相同。立铣头 1 可以根据加工要求在垂直平面内调整角度,主轴 2 并可沿轴线方向进行调整或作进给运动。综上所述,升降台式铣床的优点是工艺范围较广泛,工作时切削加工的高低位置不变,有利于操作者的观察加工情况,且机床的操纵手柄较集中,便于调整及操纵。其缺点是工作台支承在成悬臂状态的升降台上,且层次多,因而刚性较差,不适合进行重型切削及加工大型工件。1.2 X52k 立式升降台铣床其主要组成部分:1.2.1 铣头:立铣头安装于卧式铣床主轴端,由铣床主轴以传动比 i=1 驱动立铣头主轴回转,使卧式铣床起立式铣床的功用,从而扩大了卧式铣床的工艺范围。立铣头主轴在垂直平面内最大转动角度为45,其转速与铣床主轴转速相同。第- 4 - 页 共 43 页1.2.2 主轴:它是一根空心的阶梯轴,前端内部有锥度为 7:24 的锥孔,用来安装铣刀刀杆。1.2.3 工作台:它可沿转台上面的燕尾导轨移动,带动安装在工作台上的工件纵向进给运动。1.2.4 床鞍: 它用来固定和支撑铣床上所有部件。其内部安装主轴、主轴变速箱、电器设备及润滑油泵等部件。1.2.5 升降台:它可沿床身的垂直导轨移动,以调解工作台台面到主轴之间的距离,或者作垂直进给运动。在升降台的内部装有进给运动电动机和进给变速机构。1.3 X52K 型立式铣床立铣头设计机床主要技术参数:工作台尺寸(长 X 宽):320X1250 毫米工作台最大行程:纵向机动 680 毫米:手动 700 毫米横向机动 240 毫米:手动 255 毫米垂直机动 350 毫米:手动 370 毫米主轴孔径 : 29 毫米主轴端孔锥度: 7:24主轴转速范围:(18 级)30-1500 转/分进给范围(18 级):纵向23.5-1180 毫米/分横向 15-786 毫米/分垂直8-394 毫米/分快速进给量:纵向2300 毫米/分横向 1540 毫米/分第- 5 - 页 共 43 页垂直770 毫米/分主轴轴向移动距离 70 毫米/分主轴端面到工作台面间的距离 30-40 毫米主轴中心线到床身立柱导轨间距离70 毫米床身垂直导轨到工作台面中心距离 215-515 毫米刀杆直径: (三种) 23、27、32 毫米快速进给量:纵向与横向 2300 毫米/分垂直766.6 毫米/分主电机:功率 7.5 千瓦转速 1450 转/分 1.4 国内外机床的发展现状20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用,计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952年美国第 1 台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。 数控设备包括:车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专用机第- 6 - 页 共 43 页床,形成庞大的数控制造设备家族,每年全世界的产量有 1020 万台,产值上百亿美元。 世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复,曾一度几乎快成为夕阳工业,所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动,从 90年代初开始已出现明显的回升,在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从 2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同,生产任务饱满。 我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90 年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到 50,库存超过 4 个月。从 1995 年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场,加强限制进口数控设备的审批,投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关,对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在 1999 年以后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。从 2000 年 8 月份的上海数控机床展览会和 2001 年4 月北京国际机床展览会上,也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题: () 低技术水平的产品竞争激烈,相互靠压价促销; () 高技术水平、全功能产品主要靠进口; () 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口; () 应用技术水平较低,联网技术没有完全推广使用; () 自行开发能力较差,相对有较高技术水平产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。 当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家(近 300 万台) ,但我们的机床数控化率仅达到 1.9左右,这与西方工业国家一般能达到 20的差距太大。日本不到80 万台的机床却有近 10 倍于我国的制造能力。数控化率低,已有数控机床利用率、开动率低,这是发展我国 21 世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床 30004000 台,日本 1 年产 5 万多台数控机床,每年我们花十几亿美元进口 70009000 台数控机床,即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此,国家计委、经贸委从“八五” 、 “九五”就提出数控化改造的方针,在“九五”期间,我协会也曾做过调研。当时提出数控第- 7 - 页 共 43 页化改造的设备可达 810 万台,需投入 80100 亿资金,但得到的经济效益将是投入的 510 倍以上。因此,这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现,甚至还有美国公司加入。 “十五”刚刚开始,国防科工委就明确提出了在军工企业中投入 6.8 亿元,用于对 1.21.8 万台机床的数控化改造。 数控技术经过 50 年的 2 个阶段和 6 代的发展: 第 1 阶段:硬件数控() 第 1 代:1952 年的电子管 第 2 代:1959 年晶体管分离元件 第 3 代:1965 年的小规模集成电路。第 2 阶段:软件数控() 第 4 代:1970 年的小型计算机 第 5 代:1974 年的微处理器 第 6 代:1990 年基于个人机() 第 6 代的系统优点主要有: (1) 元器件集成度高,可靠性好,性能高,可靠性已可达到万小时以上; (2) 基于平台,技术进步快,升级换代容易; (3) 提供了开放式基础,可供利用的软、硬件资源丰富,使数控功能扩展到很宽的领域(如、,连接网卡、声卡、打印机、摄影机等) ; (4) 对数控系统生产厂来说,提供了优良的开发环境,简化了硬件。 目前,国际上最大的数控系统生产厂是日本公司,1 年生产 5 万套以上系统,占世界市场约 40左右,其次是德国的西门子公司约占 15以上,再次是德海德汉尔,西班牙发格,意大利菲亚,法国的,日本的三菱、安川。 国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等,国产数控生产厂家规模都较小,年产都还没有超过 300400 套。 近 10 年数控机床为适应加工技术发展,在以下几个技术领域都有巨大进步。(1) 高速化 由于高速加工技术普及,机床普遍提高各方面速度,车床主轴转速由 30004000r/min 提高到 800010000r/min,铣床和加工中心主轴转速由40008000r/min 提高到 12000r/min、24000r/min、40000r/min 以上快速移动速度由过去的 1020m/min 提高到 48m/min、60m/min、80m/min 、120m/min 在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度,其已由过去一般机床的 0.5G(重力加速度)提高到 1.52G,最高可达 15G,直线电机在机床上开始使用,主轴上大量采用内装式主轴电机。(2) 高精度化 数控机床的定位精度已由一般的 0.010.02mm 提高到第- 8 - 页 共 43 页0.008mm 左右,亚微米级机床达到 0.0005mm 左右,纳米级机床达到0.0050.01,最小分辨率为 1nm(0.000001)的数控系统和机床已有产品。 数控中两轴以上插补技术大大提高,纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到 1 的圆度,插补前多程序段预读,大大提高插补质量,并可进行自动拐角处理等。 (3) 复合加工、新结构机床大量出现 如 5 轴 5 面体复合加工机床,5 轴 5联动加工各类异形零件。也派生出各新颖的机床结构,包括 6 轴虚拟轴机床,串并联铰链机床等。采用特殊机械结构,数控的特殊运算方式,特殊编程要求。 (4) 使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼” 。如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑,在钻深孔时大大提高效率。加工钢件切削速度能达 1000m/min,加工铝件能达 5000m/min。(5) 数控机床的开放性和联网管理,已是使用数控机床的基本要求,它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段,而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此,计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来,这必然成为 21 世纪制造业发展的一个主要潮流。1.5 机床的发展趋势制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱,机械制造是制造业的核心。数控技术的应用使得传统的制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国民生计起着越来与重要的作用。当前数控技术及其装备的发展的趋势:1、高速、精密化 2、可靠性 3、数控机床设计 CAD 化、功能多样化 4、智能化、网络化、柔性化、集成化 5、开放性 6、复合性 7、串行总线计算机数控系统 8、重视新技术标准、规范的建立。第- 9 - 页 共 43 页2.方案的设计2.1 传动装置的设计机械传动装置的总体设计包括分析拟定传动方案,选择电动机型号,合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数等内容。它为各级传动件设计和装配图绘制提供依据。2.1.1 分析拟定传动方案机器常由原动机、传动装置及工作部分组成。合理的传动方案不仅满足工作部分的要求,而且还要工作可靠、结构简单紧凑、加工简单、成本低、传动效率高以及使用和维护方便。 因此, 设计时应先保证重点,并统筹兼顾其他条件。分析和选择传动机构的类型及组合,合理布置传动顺序,是拟定传动方案的重要一环,通常考虑以下几点:(1) 带传动 由于其承载能力较低,在传递相同转矩时, 结构尺寸较其它传动形式较大,但传动平稳,能吸振缓冲,因此用于传动系统的高速级。(2) 链传动 运转不平稳,且有冲击,以布置在传动的低速级。(3) 蜗杆传动 传动比较大,承载能力较齿轮传动低,故一般放在高速级,获得较小的结构尺寸和较高的齿面相对滑动速度,以便于形成液体动压润滑膜,提高承载能力和传动效率。 (4) 斜齿圆柱齿轮传动 因斜齿圆柱齿轮加工较困难,相对可用于高速级,并限制传动比。(5) 开式齿轮传动 其工作环境一般较差,润滑条件不好, 故寿命较短,宜布置在传动装置的低速级。故 X52K 立式铣床立铣头采用齿轮传动,传动形式采用集中式传动,传动系统采用多联滑移齿轮变速。传动系统一般由动力源、变速机构、换向机构、运动分配机构、过载保险机构运第- 10 - 页 共 43 页动转换元件和执行元件等组成。换向机构一种是进给电动机换向,换向方便,但换向次数不能太频繁。另一种是用齿轮换向(圆柱齿轮或锥齿轮) ,这种换向机构可靠,广泛用于各种机床中。本课题采用圆锥齿轮换向比较适宜。过载保险机构其作用是在过载是自动断开进给运动,过载排除后自动接通。常用的是牙嵌式离合器、片式离合器。牙嵌式离合器利用两半离合器端面上的牙互相嵌合或脱开以达到主、从动轴的离合、牙有矩形、梯形、三角形、锯齿形和螺旋形等几种形式。由于同时参与嵌合的牙数多,故承载较高,适用范围广泛. 外形尺寸小,传递转矩大,接合后主从动轴无相对滑动,传动比不变。但接合时有冲击,适合于静止接合,或转速差较小时接合(对矩形牙转速差10r/min,对其余牙形300r/min),主要用于低速机械的传动轴系。电磁片式离合器由内摩擦片、外摩擦片、止推片、压块和空套齿轮组成。离合器左右两部门结构是相同的。左离合器传动轴正转,用于切削加工。需要传递的转矩较大,片数较多。右离合器用来传动轴反转,主要用于退回,片数较少。这种离合器的工作原理是,内摩擦片的花键孔装在轴的花键上,随轴旋转。外摩擦片的孔为圆孔,直径略大于花键外径。外圆上有 4 个凸起,嵌在空套齿轮的缺口之中。内外摩擦片相间安装。用杆通过销向左推动压块时,将内片与外片相互压紧。轴的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传递给齿轮,使主轴正传。同理,当压块向右时,使主轴反转。压块处于中间位置时,左、右离合器都脱开,该轴以后的各轴停转,过载排除后通过电气开关实现互锁。故本课题选择使用片式离合器。2.1.2 选择电动机电动机类型根据电源种类(直流、交流) 、工作要求(转速特性、和过载情况等)工作环境(尘土、油、水、爆炸气体等) 、载荷大小和性质安装要求等条件来选择。工业上广泛应用我国新设计的、国际市场通用的统一系列Y 系列三相异步电动机。Y 系列电动机的数据资料可查阅(简明机械零件设计使用手册) 。已知机床的进给功率 7.5KW 转速为 1450r/min,根据选定的电动机类型、结构、容量和转速,可由简明机械零件设计手册第一篇有关技术数据标准中查出电动机型号,并记录其型号、性能参数和主要参数。表 2.1额定功率 满载时第- 11 - 页 共 43 页转速 功率因数7.5KW1450 0.79Y90L-4同步转速=1500r/min2.2 进给转速图和传动系统图的设计2.2.1 设计步骤设计的已知条件为机床的类型和主轴的最高转速及最低转速。设计的目标为拟定传动系统图。一般步骤如下:1、根据机床的特点,选定公比 =1.26,计算转速级数 Z=18,并选择各级转速。实际进给量级数为 (3 * 3)* 3 = 182、根据“前多后少” , “前密后疏”的原则,拟定结构式。3、根据“升早降晚”的原则,拟定转速图。4、根据转速图拟定传动系统图拟定转速图机器常由原动机、传动装置及工作部分组成。合理的传动方案不仅满足工作部分的要求,而且还要工作可靠、结构简单紧凑、加工简单、成本低、传动效率高以及使用和维护方便。 因此, 设计时应先保证重点,并统筹兼顾其他条件。分析和选择传动机构的类型及组合,合理布置传动顺序,是拟定传动方案的重要一环,通常考虑以下几点:(6) 带传动 由于其承载能力较低,在传递相同转矩时, 结构尺寸较其它传动形式较大,但传动平稳,能吸振缓冲,因此用于传动系统的高速级。(7) 链传动 运转不平稳,且有冲击,以布置在传动的低速级。(8) 蜗杆传动 传动比较大,承载能力较齿轮传动低,故一般放在高速级,获得较小的结构尺寸和较高的齿面相对滑动速度,以便于形成液体动压润滑膜,提高承载能力和传动效率。 (9) 斜齿圆柱齿轮传动 因斜齿圆柱齿轮加工较困难,相对可用于高速级,并限制传动比。第- 12 - 页 共 43 页(10)开式齿轮传动 其工作环境一般较差,润滑条件不好, 故寿命较短,宜布置在传动装置的低速级。故主轴箱传动系统采用齿轮传动,传动形式采用集中式传动,主轴变速系统采用多联滑移齿轮变速。主轴变速系统一般由动力源、变速机构。过载保险机构其作用是在过载是自动断开进给运动,过载排除后自动接通。常用的是牙嵌式离合器、片式离合器。牙嵌式离合器利用两半离合器端面上的牙互相嵌合或脱开以达到主、从动轴的离合、牙有矩形、梯形、三角形、锯齿形和螺旋形等几种形式。由于同时参与嵌合的牙数多,故承载较高,适用范围广泛. 外形尺寸小,传递转矩大,接合后主从动轴无相对滑动,传动比不变。但接合时有冲击,适合于静止接合,或转速差较小时接合(对矩形牙转速差10r/min,对其余牙形300r/min),主要用于低速机械的传动轴系。电磁片式离合器由内摩擦片、外摩擦片、止推片、压块和空套齿轮组成。离合器左右两部门结构是相同的。左离合器传动轴正转,用于切削加工。需要传递的转矩较大,片数较多。右离合器用来传动轴反转,主要用于退回,片数较少。这种离合器的工作原理是,内摩擦片的花键孔装在轴的花键上,随轴旋转。外摩擦片的孔为圆孔,直径略大于花键外径。外圆上有 4 个凸起,嵌在空套齿轮的缺口之中。内外摩擦片相间安装。用杆通过销向左推动压块时,将内片与外片相互压紧。轴的转矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传递给齿轮,使主轴正传。同理,当压块向右时,使主轴反转。压块处于中间位置时,左、右离合器都脱开,该轴以后的各轴停转,过载排除后通过电气开关实现互锁。故本课题选择使用片式离合器。2.2.2 确定极限转速查机床设计手册: , 。min150maxrnin30ir2.2.3 确定公比查表得 ,转速数列为:26.130、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500。2.2.4 求出主轴转速级数第- 13 - 页 共 43 页,1lgnRz8z2.2.5 绘制转速图 图 2.12.2.6 应该注意的问题(1)主轴高速转速范围的转动比排列,可采用先降速后升速的传动。(2)主轴高速传动时,应缩短传动链,以减少传动副数。(3)不采用噪声大的锥齿轮传动副。(4)前边的变速组中的降速传动比不宜采用极限值 ,以避免增加经41minu向尺寸。2.3 铣削三要素与计算2.3.1 铣削三要素:第- 14 - 页 共 43 页铣削速度 V:铣削速度即为铣刀最大直径处的线速度,可用下式表示:V=Dn/1000*60(m/s)式中,D 为铣刀直径(mm) ;n 为铣刀每分钟的转数(r/min) 。2.3.2 进给量铣削进给量有三种表示方式:(1)每齿进给量 af(mm/z) 指铣刀每转过一个刀齿时,工件沿进给方向所移动的距离。(2)每转进给量 f(mm/r) 指铣刀每转一转,工件沿进给方向所移动的距离。(3)进给速度 Vf(mm/min) 铣刀每转一分钟,工件沿进给方向所移动的距离。这三种进给量相互关联,但用途有所不同;每齿进给量是进给量选择的依据;每转进给量反映了进给量与铣刀转速之间的对应关系;而每分钟进给量则是调整机床的使用数据。在实际生产中,按每分钟进给量来调整机床进给量的大小。上述三种进给量的关系如下:Vf=fn=afzn式中,n铣刀每分钟转数(r/min) ;z铣刀齿数。2.3.3 切削深度机床主运动驱动电机功率 P 为:P=Pc+Pi+Pa(Kw)式中 Pc-消耗于切削的功率(Kw)Pi-空载功率(Kw)Pa-载荷附加功率(Kw)Pc= (Kw)60vFt式中 Ft-切削力的切向分力V 切削速度Ft 与当量切削厚度的关系有如下的经验公式:Ft=28agc (N/mm)78.0取 agc=0.05mm则 Ft=2.7N/mm为了简化,省去计算 Pi 和 Pa,可用下列经验公式计算 P:第- 15 - 页 共 43 页P= 对于主运动回转的机床, =0.700.85Pc为机床总机械效率 取 =0.75 经计算得:P=7.5Kw2.4 铣床种类 铣床的类型很多,主要以布局形式和适用范围加以区分。铣床的主要类型有:卧式升降 台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床、圆台铣床、仿形铣床和各种专门化铣床。 2.4.1 卧式铣床 卧式铣床的主轴是水平安装的。卧式升降台铣床、万能升降台铣床和万能回转头铣床 都属于卧式铣床。卧式升降台铣床主要用于铣平面、沟槽和多齿零件等。万能升降台铣床由 于比卧式升降台铣床多一个在水平面内可调整45范围内角度的转盘,因此,它除完成与 卧式升降台铣床同样的工作外,还可以让工作台斜向进给加工螺旋槽。万能回旋头铣床除具 备一个水平主轴外,还有一个可在一定空间内进行任意调整的主轴,其工作台和升降台分别 可在三个方向运动,而且还可以在两个互相垂直的平面内回转,故有更广泛的工艺范围,但机床结构复杂,刚性较差。 2.4.2 立式铣床 立式铣床的主轴是垂直安装的。立铣头取代了卧铣的主轴悬梁、刀杆及其支承部分,且可在垂直面内调整角度。立式铣床适用于单件及成批生产中的平面、沟槽、台阶等表面的 加工;还可加工斜面;若与分度头、圆形工作台等配合,还可加工齿轮、凸轮及铰刀、钻头 等的螺旋面,在模具加工中,立式铣床最适合加工模具型腔和凸模成形表面。立式升降台铣 床的外形如图 3-15 所示。第- 16 - 页 共 43 页图 2.2 立式升降台铣床1铣头;2主轴;3工作台;4床鞍;5升降台2.4.3 龙门铣床 龙门铣床是一种大型高效能的铣床。如图 3-16 所示。它是龙门式结构布局,具有较高的刚度及抗震性。在龙门铣床的横梁及立柱上均安装有铣削头,每个铣削头都是一个独立部件,其中包括单独的驱动电机、变速机构、传动机构、操纵机构及主轴部件等。在龙门铣床上可利用多把铣刀同时加工几个表面,生产率很高。所以,龙门铣床广泛应用于成批、大量生产中大中型工件的平面、沟槽加工。图 2.3 龙门铣床1 工作台;2、9水平铣头;3横梁;4、8垂直铣头;5、7立柱;6顶梁;10床身2.4.4 万能工具铣床 万能工具铣床(如图 3-17 所示)常配备有可倾斜工作台、回转工作台、平口钳、分度头、 立铣头、插削头等附件,所以,万能工具铣床除能完成卧式与立式铣床的加工内容外,还有 更多的万能性,故适用于工具、刀具及各种模具加工,也可用于仪器、仪表等行业加工形状复杂的零件。第- 17 - 页 共 43 页图 2.42.4.5 圆台铣床 圆台铣床的圆工作台可装夹多个工件作连续的旋转,使工件的切削时间与装卸等辅助 时间重合,获得较高的生产率。圆台铣床又可分为单轴和双轴两种型式,图 3-18 所示为双 轴圆台铣床。它的两个主轴可分别安装粗铣和半精铣的端铣刀,同时进行粗铣和半精铣,使 生产率更高。圆台铣床适用于加工成批大量生产中小零件的平。图 2.5 圆台铣床1床身;2滑座;3主轴箱2.4.6 顺铣机构 在铣床上加工工件,常会采用逆铣和顺铣两种方式。逆铣时,主运动 v 的方向与进给运动方向相反,如图 2.6a 所示。当工作台向右进给时,因铣刀作用于工件上的水平切削分力 Ff 与进给方向相反,左侧始终与螺母螺纹右侧接触,故切削过程稳定。顺铣时,主运动 v 进 给运动方向 f 方向相同,如图 2.6b 所示。当工作台向右进给时,铣刀作用于工件上的水平切 削分力 F 与进给方向相同,使丝杆螺纹右侧与螺母螺纹左第- 18 - 页 共 43 页侧仍有间隙,F f 通过工作台带动丝杆向右窜动,加工中 Ff是变化的,切削过程很不稳定,甚至出现打刀现象。加入中若采用顺铣方式,机床中就应设顺铣机构。图 2.6 顺铣与逆铣XA6132 型万能升降台铣床所采用的顺铣机构结构如图 2.6 所示。顺铣机构实为一个双 螺母机构,其工作原理为:丝杆 3 右旋螺纹,齿条 5 在弹簧作用下向右移(A-A截面),推动冠状齿轮 4 沿图中箭头方向回转,带动左、右螺母 1、2 沿相反方向回转,使螺母 1 螺纹左侧紧靠丝杆螺纹右侧,螺母 2 螺纹右侧紧靠丝杆螺纹左侧,机床工作时,工作台向右的作用力通过丝杆由螺母 1 承受;向左的作用力由螺母 2 承受。逆铣时(工作台向右为侧),螺母 2 承受轴向力,由于螺母 2 与丝杆螺纹间摩擦力较大,螺母 2 有随丝杆一起转动的趋势,通过齿轮 4 传动螺母 1,使螺母 1 有与丝杆反向转动的趋势,因而使螺母 1 螺纹左侧与丝杆螺纹右侧间产生间隙,以减少丝杆磨损。顺铣时,由螺母 1 承受轴向力。因螺母 1 与丝杆间摩擦力较大,螺母 1 有随丝杆一起转动的趋势,通过齿轮 4 传动螺母 2,使螺母有与丝杆反向转动的趋势,使螺母 2 螺纹右侧紧靠丝杆螺纹左侧,自动消除丝杆螺母间隙。随水平力 Ff 及传动件阻力的增减,顺铣机构能自动调节螺母与丝杆间隙,并使两者压紧力为一定值。第- 19 - 页 共 43 页图 2.7 顺铣机构1、2螺母;3丝杠;4冠状齿轮;5齿条;6弹簧7螺母;8调节螺栓;9、10锁紧螺母3 铣刀 3.1 按不同用途分类 铣刀的种类很多,它们有工作内容的不同,结构形状的各异、刀齿数目的不等,刀齿齿背形状也有区别。 按不同的用途,铣刀可分为圆柱铣刀、盘形铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽铣刀、模具铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。 3.1.1 圆柱铣刀 圆柱铣刀一般只有周刃,常用高速钢整体制造,也可镶焊硬质合金刀片。圆柱铣刀用 于卧式铣床上以周铣方式加工较窄的平面。 3.1.2 端面铣刀 端面铣刀既有周刃又有端刃,刀齿多采用硬质合金焊接于刀体或机夹于刀体。端面刀体一般用于立铣上加工中等宽度的平面。用端面铣刀加工平面,工艺系统刚度好,生产效率高,加工质量较稳定。 3.1.3 盘形铣刀 盘形铣刀又有单面刃、双面刃、三面刃和错齿三面刃铣刀之分。 第- 20 - 页 共 43 页只在圆周有刃的盘铣刀为槽铣刀,一般在卧铣上加工浅槽。切槽时,两侧摩擦力大,为减少摩擦,一般作出一定的副偏角。薄片的槽铣刀称为锯片铣刀,用于切削窄槽或切断工件。两面刃盘铣刀可用于加工台阶面,也可配对形成三面刃刀具。 三面刃盘铣刀因两侧面有副切削刃,从而改善了切削中两侧面的条件,使表面光度提 高。生产中主要在卧铣上加工沟槽和台阶面。圆周上的刀刃可以是直齿亦可以是斜齿,斜齿 使刀刃锋利,切削平稳,易排屑,但要产生轴向力。为平衡之,可将刀齿设计成错齿状,即 刀齿交错向左、右倾斜螺旋角。 3.1.4 立铣刀 立铣刀的周刃为主刃,端刃为副刃,故立铣刀不宜轴向进刀。立铣刀主要在立式铣床上用于加工台阶、沟槽、平面或相互垂直的平面,也可利用靠模加工成形表面。3.1.5 键槽铣刀 键槽铣刀形似立铣刀,只是它只有两个刀刃,且端刃强度高、为主刃,周刃为副刃。键槽铣刀有直柄(小直径)和锥柄(较大直径)两种。用于加工圆头封闭键槽。 3.1.6 角度铣刀 角度铣刀有单角铣刀和双角铣刀之分,用于加工沟槽和斜面。 3.1.7 模具铣刀 模具铣刀由立铣刀演变而成,其工作部分形状常有圆锥形平头、圆柱形球头、圆锥形球头三种。用于加工模具型腔或凸模成形表面,还可进行光整加工等。该铣刀可装在风动或电动工具上使用,生产效率和耐用度比砂轮和锉刀提高数十倍。 3.1.8 成形铣刀 成形铣刀是根据工件形状而设计刀刃形状的专用成形刀具,用于加工成形表面。 3.2 按刀具结构分类 铣刀按结构不同,有整体式、焊接式、装配式、可转位式等。 3.2.1 整体式铣刀 以高速钢整体制造。切削能力差于采用硬质合金刃的铣刀。 第- 21 - 页 共 43 页3.2.2 焊接式铣刀 焊接式铣刀又有整体和机夹焊接式两种。前者结构紧凑易制造,但刀齿磨损后导致整把刀的报废;后者将刀片焊于小(如面铣刀),再将刀头安装于刀体,刀具使用寿命长。 3.2.3 装配式铣刀 刀片安装于刀体。如镶齿盘铣刀(如图 3.1 所示),刀片背部的齿纹与刀体齿槽内齿纹相配,完成安装。刀齿磨损后会带来刀具宽度的减小,为此,刀体各齿槽内的齿纹在轴向并不对齐,相邻齿槽内齿纹轴向位置错移一个 t/z 量(t 为齿纹的齿矩,z 为齿槽数),铣刀重磨后宽度减少时,可将刀齿顺次移入相邻齿槽内,调整刀具宽度增加了 t/z,再通过刃磨使刀具恢复原来的宽度。对错齿三面刃也可用同样原理设计齿槽,达到使刀具宽度可调的目的。图 3.13.2.4 可转位式铣刀 铣刀刀片采用机夹式安装于刀体,切削刃用钝后,将刀片转位或更换即可继续使用。如图 3.2 所示。 第- 22 - 页 共 43 页图 3.2 可转位面铣刀3.3 按刀齿数目分类 按刀齿数目的不等,铣刀一般有粗齿和细齿铣刀之分。 3.3.1 粗齿铣刀 刀齿数目少,刀齿强度高,容屑空间大,可重磨次数多,一般适用于粗加工。 3.3.2 细齿铣刀 刀齿数较多,故工作平稳,主要适用于精加工。 3.4 按刀齿齿背形式分类 铣刀按刀齿齿背形式的不同有尖齿铣刀、铲齿铣刀之分。 3.4.1 尖齿铣刀 尖齿铣刀的齿背有直线齿背、折线齿背及抛物线型齿背三种形式,如图 3-25 所示。直线齿背的齿形简单,易制造(用角度铣刀开槽即成),但刀齿强度较弱;抛物线型齿背符合刀齿在切削中的受力规律(刀齿内应力分布为抛物线),所以刀齿强度高,但制造麻烦(需用成形铣刀开槽);折线型齿背界于前两者之间。生产中大多铣刀为尖刀铣刀。图 3.3 铣刀齿背形式第- 23 - 页 共 43 页3.4.2 铲齿铣刀铲齿铣刀的齿背为阿基米德螺旋线,它经铲削加工(铣刀每转过一个刀齿,铲刀径向移过一个铲背量)而成。其优点是,在获得切削所需后角的同时,刀具磨钝后重磨前刀面可保持刃形不变。因此,生产中大部分成形铣刀都采用铲齿齿背形式。4 铣床附件及夹具 在铣床上加工工件时,工件的安装方式主要有三种。一是直接将工件用螺栓、压板安装于铣床工作台,并用百分表、划针等工具找正。大型工件常采用此安装方式。二是采用平口钳、V 形架、分度头等通用夹具安装工件。形状简单的中、小型工件可用平口虎钳装夹;加工轴类工件上有对中性要求的加工表面时,采用 V 形架装夹工件;二是采用平口钳、V 形架、分度头等通用夹具安装工件。形状简单的中、小型工件可用平口虎钳装夹;加工轴类零件上有对中性要求的加工表面时,采用 V 形架装夹工件;对需要分度的工件,可用分度头装夹。三是用专用夹具装夹工件。因此,铣床附件除常用的螺栓、压板等基本工具外,主要有平口钳、万能分度头、回转工作台、立铣头等。 4.1、铣床常用附件 4.1.1 平口钳 平口钳的钳口本身精度及其与底座底面的位置精度较高,底座下面的定向键方便第- 24 - 页 共 43 页于平口钳在工作台上的定位,故结构简单,夹紧可靠。平口钳有固定式和回转式两种,回转式平口钳的钳身可绕底座心轴回转 360。 4.1.2 回转工作台 回转工作台除了能带动安装其上的工件旋转外,还可完成分度工作。如利用它加工工件上圆弧形周边、圆弧形槽、多边形工件以及有分度要求的槽或孔等 4.1.3 立铣头 立铣头可装于卧式铣床,并且能在垂直平面内顺时针或逆时针回转 90,起到立铣作用而扩大铣床工艺范围。 4.1.4 万能分度头 如图 4.1 所式为 FW250 型万能分度头的外形。分度头通过底座安装于铣床工作台,回转体支承于底座并可回转6+95,主轴的前端可装顶尖或卡盘以便于装夹工件,摇动手柄可通过分度头内传动带动主轴旋转,脱开内部的蜗杆机构,也可直接转动主轴,转过的角度由刻度盘上读出,分度盘为一个有许多均布同心圆孔的圆盘,插销可帮助确定选好的孔圈,分度叉则可方便地调整所需角度。 利用安装于铣床的分度头,可进行如下三方面工作: 分度头是能对工件在圆周、水平、垂直、倾斜方向上进行等分或不等分地铣削的铣床附件,可铣四方、六方、齿轮、花键和刻线等。分度头有许多类型,最常见的是万能分度头。4.2.1、分度头的结构分度头的基座上装有回转体,回转体内装有主轴。分度头主轴可随回转体在铅垂平面内扳动成水平、垂直或倾斜位置。分度时,摇动分度头手柄,通过蜗轮蜗带动分度头主轴旋转即可。第- 25 - 页 共 43 页图 4.1 万能分度头的主要结构4.2.2.主轴主轴前端可安装三爪自定心卡盘(或顶尖)及其它装卡附件,用以夹持工件。主轴后端可安装锥柄挂轮轴用作差动分度。4.2.3.本体本体内安装主轴及蜗轮、蜗杆。本体在支座内可使主轴在垂直平面内由水平位置向上转动 95,向下转动5。4.2.4 支座支承本体部件,通过底面的定位键与铣床工作台中间 T 型槽连接。用 T 型螺栓紧固在铣床工作台上。4.2.5 端盖端盖内装有两对啮合齿轮及挂轮输入轴,可以使动力输入本体内。4.2.6、分度盘分度盘两面都有多行沿圆周均布的小孔,用于满足不同的分度要求。分度盘随分度头带有两块:第一块正面孔数依次为:24;25;28;30;34;37。反面孔数依次为:38;39;41;42;43。第二块正面孔数依次为:46;47;49;51;53;54。第- 26 - 页 共 43 页反面孔数依次为:57;58;59;62;66。4.2.7、蜗轮副间隙调整及蜗杆脱落机构拧松蜗杆偏心套压紧螺母,操纵脱落蜗杆手柄使蜗轮与蜗杆脱开,可直接转动主轴,利用调整间隙螺母,可对蜗轮副间隙进行微调。4.2.8、主轴锁紧机构用分度头对工件进行切削时,为防止振动,在每次分度后可通过主轴锁紧机构对主轴进行锁紧。本产品还随机配备了尾架、千斤顶、顶尖、拨叉、挂轮架、配换齿轮等常用附件。4.4.、分度头的传动系统分度头的传动比 i=蜗杆的头数 / 蜗轮的齿数=1/40。当手柄通过速比为 1:1 的一对直齿轮带动蜗杆转动一周时,蜗轮只能带动主轴转过 1/40 周。如果工件整个圆周上的等分数 Z 为已知,则每一等分要求分度头主轴转 1/Z 圈。这时,分度手柄所需转的圈数 N 可由下式算出:1:40=1/Z:N,即 N=40/Z式中,N-手柄每次分度时的转数,Z-工件的等分数;第- 27 - 页 共 43 页图 4.2 万能分度头传动系统分度头蜗杆与蜗轮的传动比 i= =螺 轮 齿 数螺 杆 头 数 401主轴转数= 分度手柄转数螺 轮 齿 数螺 杆 头 数 从 动 直 齿 轮 齿 数主 动 直 齿 轮 齿 数主动直齿轮齿数 Z=28。从动直齿轮齿数 Z=28。40-分度头的定数,即蜗轮的齿数。4.3.1.分度头的分度方法使用分度头进行分度的方法有:直接分度、角度分度、简单分度和差动分度等。(1)直接分度当分度精度要求较低时,摆动分度手柄,根据本体上的刻度和主轴刻度环直接读数进行分度。分度前须将分度盘轴套锁紧螺钉锁紧。切削时必须锁紧主轴锁紧手柄后方可进行切削。(2)角度分度当分度精度要求较低时,也可利用分度手轮上的可转动的分度刻度环和分度游标环来实现分度。分度刻度环每旋转一周分度值为 9,刻度环每一小格读数为 1,分度游标环刻度一小格读数为 10 。分度前须将分度盘轴套锁紧螺钉锁紧。(3)简单分度简单分度是最常用的分度方法。它利用分度盘上不同的孔数和定位销通过计算来实现工件所需的等分数。计算方法如下:n定位销(即分度手柄)转数Z工件所需等分数n= Z40若计算值含分数,则在分度盘中选择具有该分母整数倍的孔圈数。第- 28 - 页 共 43 页例:用分度头铣齿数 Z=36 的齿轮。N= =1364091在分数度盘中找到孔数为 96=54 的孔圈,代入上式:n= =1 =1 =1364091546操作方法:4先将分度盘轴套锁紧螺钉锁紧,再将定位销调整到 54 孔数的孔圈上,调整扇形拨叉含有 6 个孔距。此时转动手柄使定位销旋转一圈再转过 6 个孔距。若分母不能在所配分度盘中找到整数倍的孔数,则可采用差动分度进行分度。(4)差动分度图 4.3使用差动分度时必须将分度盘锁紧螺钉松开,在主轴后锥孔插入锥柄挂轮轴。按计算值配置交换齿轮 a,b,c,d,或介轮,传至挂轮输入轴,带动分度盘产生正(或反)方向微动,来补偿计算中设定等分角度与工件等分角度的差值。计算方法如下:=xzi)(40dcbai交换齿轮的传动比 z工件所需等分数 a,b,c,d交换齿轮齿数 x假设工件所需等分数式中 x 值选择、尽可能接近 z(小于,大于)均可、 具有分数时,其分母值,必须是能整除分度盘已有孔圈数,整除。40x 小于 z 时,i 为负值,挂轮时必须配有变向介轮,第- 29 - 页 共 43 页x 大于 z 时,i 为正值,挂轮时不必配有变向介轮。挂轮配好后,实际分度的操作和简单分度法一致,只是用 x 替代 z,手柄转数为n= x40(5)螺旋铣削螺旋加工必须按要求将铣床工作台转动一个角度螺旋角 。并根据工作要求计算出导程 L:L=DctgL 螺旋线的导程 D 工件直径 螺旋角螺旋加工必须保证工件纵向进给一个导程时,分度头带动工件旋转一周。这是通过安装在铣床纵向工作台丝杠末端的交换齿轮 a 与分度头挂架中的交换齿轮 b、c、d 的配置来实现的。计算公式如下: Ltdci40bai 交换齿轮总的传动比 a、b、c、d各交换齿轮齿数 t纵向工作台丝杠螺距铣削左旋螺旋槽时,则应增加变向介轮,交换齿轮 a 在铣床丝杠上的安装详见(图 4)中局部示配图。图 4.4第- 30 - 页 共 43 页螺旋直齿轮的铣削,和螺旋槽加工相同,在计算方法中按齿轮参数值,变化如下: zmtdcbainsi40mn齿轮法向模数 齿轮螺旋角 t纵向工作台丝杠螺距铣螺旋(或螺旋齿轮)时,须将分度定位销插入分度盘孔中,将分度盘轴套须锁紧螺钉松开,主轴锁紧手柄松开。5.传动件的设计5.1 轴机床轴类零件的设计计算,应根据轴的受载情况、传动精度要求等特点,有重点地进行。机床轴的设计步骤大致如下:第一步:估算轴的直径 根据轴所传递的功率(扭矩)及转速,按扭转刚度或扭转强度估算直径,作为危险断面的最小直径。第- 31 - 页 共 43 页第二步:轴的结构设计第三步:轴的受力分析-根据轴的受力及支承的跨距情况,计算支承反力、弯矩,画出轴的弯矩图及扭矩图。第四步:刚度或疲劳强度的核算,根据不同情况进行弯曲刚度或扭矩刚度的核算。轴径的估算当轴的长度及跨距未定,支承反力及弯矩无法求出时,可先按扭转刚度或扭转强度对轴的直径进行估算。(cm)41jPdn式中 d-危险断面处的轴径,当轴上有一个键槽时,d 值应增大 4-5%;当同一个断面上有两个键槽时,d 值应增大 7-10%;当为花键轴的内径可比的 d 减小 7%;N-轴的传递的额定功率(KW) ;-轴的计算转速(r/min);jn5.1.1 轴的结构设计的基本要求轴的结构设计的基本要求是:轴与装在轴上的零件要求有准确的工作位置,并便于装拆、调整。制造工艺性要好 要特别注意轴应具有足够的刚度。轴上的零件固定方式固定方式 特点及应用范围轴肩 简单可靠。为保证零件能仅靠定位面,常用于齿轮、轴承等的轴肩。套筒 定位可靠,结构简单,不削弱轴的感度和强度;单重量件数增加。常用于零件距离大的轴段。螺母 定位可靠,单重量件数增加。常采用细牙螺纹,常用双螺母或单螺母与止退垫圈。用于零件与轴承间距离较大,轴上允许车螺纹的轴段弹性挡圈 结构工艺性较好,但应力集中较大,削弱了轴的疲劳强度。用于轴向力小,或仅防止轴向移动的场合。常用于固定滚动轴承和滑移齿轮的限位。第- 32 - 页 共 43 页轴段挡圈 定位可靠,装拆方便,能比弹性挡圈承受更大的轴向力。仅用于轴端固定紧定螺钉 结构简单,可兼作轴向固定。用于作用力小的零件。轴上的零件固定方式固定方式 特点及应用范围花键 优点:(1)键与轴一体,花键槽较浅,键槽应力集中较小,提高了传递扭矩的能力(2)花键齿与槽的总结出面积较大,提高了抗挤压和耐磨损能力(3)齿与槽布置均匀,对中性好(4)需要时零件可以在轴上滑移(5)一般情况下,轴与孔的配合比平键松,因而装卸比平键方便缺点是制造复杂广泛用于机床的传动中平键 制造容易,使用于中、小载荷5.1.2 轴的材料及热处理机床上的大多数轴都应该有足够的刚度,而刚度的大小与材料的弹性模量有关。碳钢与合金钢的弹性模量相差不大,故从刚度观点出发,一般的轴采用 45 即钢可以满足。当对疲劳强度、耐磨性等有特殊要求时,可采用合金钢,一般采用 40Cr 或45MnB。在滚动轴承中工作的轴,装轴承的轴承轴颈部位无耐磨性要求,一般可以不进行热处理,但适当的硬度可以改善装配工艺和保证装配精度,一般常进行调质处理,硬度为 HB220250。大型的轴可以进行正火处理,以改善切削性能、消除锻造应力、细化晶体及消除组织不均匀性,在滑动轴承中工作的轴,其轴颈部位有耐磨性要求,局部表面应淬硬,硬度为 HRC 4550,也可在调质的基础上进行表面淬硬,以获得均匀致密的硬化层。装有滑移齿轮的花键轴,一般进行调质处理,或在调质基础上把花键轴部分表面淬硬,硬度为 HRC 4550。5.1.3 计算轴的功率、转速及轴颈第- 33 - 页 共 43 页7.5 KW 1450r/min IpIn7.5 0.97=7.275 KW 1450 =698r/minIn2654根据轴的标准系列 故取 36mm427.513698dm2d698 =286r/minI.0.=2KWpIn1639根据轴的标准系列 故取 65mm437.51638d 3d286 =109r/minIV.20.9=12pIVn1847轴为花键轴并且该轴上有键槽,47.1638dm根据轴的标准系列 故取 65mm4d109 =98r/minV7.290.=57KWpVn19245.1dm根据轴的标准系列 故取 100mm5d5.1.4 轴的强度校核计算轴的强度计算应根据轴上所受的在和类型,采用相应的方法。对于仅(或主要)用于传递扭矩的传动轴,应按扭转强度计算;对于既受弯矩又受扭矩的转轴,应按弯扭
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