專用機床設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p><b>　　專用機床設(shè)計</b></p><p>　　論文題目 </p><p>　　學(xué) 部 機電工程學(xué)部 </p><p>　　專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 </p>

2、<p>　　班 級 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>

3、;<b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工廠對于專用機床的需求越來越強烈。在現(xiàn)有組合機床已經(jīng)無法完全滿足工廠的生產(chǎn)需要的同時，專用機床逐漸走進(jìn)人們的視野。此次設(shè)計的主要目標(biāo)，是完成能夠?qū)?種給定的法蘭盤進(jìn)行加工的專用機床。根據(jù)給出的工件數(shù)據(jù)以及現(xiàn)有資料，此次機床的設(shè)計被分為以下幾個部分。它們分別是：主軸箱，發(fā)動機，鉆頭變距箱，進(jìn)給系統(tǒng)，船身，專用夾具

4、。</p><p>　　關(guān)鍵詞：專用機床，主軸箱，傳動系統(tǒng)，鉆頭變距箱，專用夾具</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with the development of the productive forces’ unceasing, the factory is getting more and

5、 more interested into special purpose machine while the existing aggregate machine-tool was already unable to satisfy the factory’s production needs as the special purpose machine enters people’s field of vision. The tar

6、get of this design is to complete a special machine which can process four kinds of plates. According to the data, the design can be divided into the following several parts: special ma</p><p>　　Key words: s

7、pecial machine tool, spindle box, transmission system, adjusting system of the drill, clamp</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1專用機床概述</b></p><p>　　組合機床是以

8、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，再配以少量專用部件而組成的專用機床，具有一般專用機床結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)率及自動化程度高，易保證加工精度的特點，又能適應(yīng)工件的變化，具有一定的重新調(diào)整、重新組合的能力。組合機床可以對工件采用多刀、多面及多方位加工，特別適于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。組合機床可完成鉆、擴、鉸、鏜孔、攻螺紋、車、銑、磨削以及滾壓等工序。</p><p>　　1.2該畢業(yè)設(shè)

9、計的意義</p><p>　　傳統(tǒng)機床只能對一種零件進(jìn)行單刀，單工位，單軸，單面加工，成產(chǎn)效率低且加工精度不穩(wěn)定，專用機床能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。本畢業(yè)設(shè)計針對法蘭盤設(shè)計專用組合機床，有利于提高大批量生產(chǎn)的法蘭盤的生產(chǎn)效率，提高加工精度穩(wěn)定性，節(jié)約社會資源。</p><p>　　1.

10、3專用機床發(fā)展史</p><p>　　專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復(fù)使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產(chǎn)生了組合機床。</p><p>　　最早的組合機床是1911年在美國制成的，用于加工汽車零件。初期，各機床制造廠都有各自的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性，便于用戶使用和維修，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)

11、商，確定了組合機床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，即嚴(yán)格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸，但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。</p><p>　　二十世紀(jì)70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展，組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達(dá)0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低達(dá)2.5～0.63微米；鏜孔精度可達(dá)IT7～6級，孔距精度可達(dá)0.03～0.02微米 。</p><

12、p>　　1.4國內(nèi)外該研究技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　組合機床自1911年在美國研制成功后便廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)中，并且隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而逐步完善。組合機床是根據(jù)被加工件的工藝要求，按照工序高度集中的原則而設(shè)計的，并以系列化 、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件而組成的專用設(shè)備，并配以專用夾具，采用多把刀具同時進(jìn)行加工。組合機床的輔助動作實現(xiàn)了自動化，具有專用、高效、自動化和易于保證加工

13、精度。當(dāng)被加工的零件尺寸結(jié)構(gòu)有所改進(jìn)時，合機床的通用零部件還可以重新被利用組成新的組合機床，且具有一定的柔性度。在數(shù)控設(shè)備還沒有普及和推廣的幾十年里，它對于提高加工效率，降低對操作者的技術(shù)要求起到了很大的作用，尤其是組合銑床和專用鉆床，在殼體類零件的加工線中應(yīng)用非常廣泛。</p><p>　　近幾年來，由于國家加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入，工程機械需求呈現(xiàn)了強勁的增長勢頭，部分生產(chǎn)廠家呈現(xiàn)出一年翻一番的發(fā)展形勢，雖然國家因

14、出現(xiàn)局部經(jīng)濟(jì)過熱而采取對鋼材、建材、電解鋁等行業(yè)進(jìn)行調(diào)控，但許多重點工程都陸續(xù)開工上馬，工程機械雖不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，但今后幾年仍然會維持較大程度的增長態(tài)勢。國內(nèi)工程機械同進(jìn)口產(chǎn)品相比，其特點是價位低、產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。隨著國家對世貿(mào)承諾的逐步實現(xiàn)，價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少，以裝載機為例：目前大多數(shù)的主機生產(chǎn)廠及部件配套廠家對變速箱箱體、變矩器殼體前車架、后車架、動臂、驅(qū)動橋等關(guān)鍵零件，大多采用通用設(shè)備加工，這種加工

15、方式的缺點有：生產(chǎn)能力難以擴大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，在制品積壓嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益不夠顯著。值得慶幸的是國內(nèi)比較大的裝載機生產(chǎn)廠家都已逐步認(rèn)識到這一問題。在機構(gòu)件方面，廈工、臨工、宜工、龍工紛紛采用組合機床對動臂、前車架、后車架，前后鉸接架的孔系進(jìn)行加工，零件一次裝夾，多頭同時加工，比通用機床單孔逐個加工，效率提高了3—6倍，而且避免了工件調(diào)頭而產(chǎn)生的二次定位誤差。運用組合機床加工結(jié)構(gòu)件與通用機床相比各孔系坐標(biāo)精度可以由±1mm提高到&

16、#177;0.2m</p><p>　　1.5專用機床的發(fā)展趨勢</p><p>　　現(xiàn)階段組合機床主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，隨著組合機床加工的發(fā)展與各種生產(chǎn)管理技術(shù)的發(fā)展與完善，組合機床在中小批量生產(chǎn)中也將得到廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用成組技術(shù)，把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工，以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種，可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。</p>&l

17、t;p>　　組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。</p><p>　　本次機床設(shè)計主要包括主軸箱，鉆頭變距箱，夾具以及床身的設(shè)計。</p><p><b>　　2 主軸箱</b></p><p><

18、b>　　2.1確定機床參數(shù)</b></p><p>　　2.1.1確定主軸各級轉(zhuǎn)速</p><p>　　查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，主軸各級轉(zhuǎn)速為（）</p><p>　　140；224；355；560；900；1400.</p><p>　　2.1.2確定電動機型號</p><p>　　可知電動機功率P=5.5k

19、w。 電機轉(zhuǎn)速nd:</p><p>　　因為nmax =1400r/min ，根據(jù)N=5.5 KW，由于要使電機轉(zhuǎn)速nd與主軸最高轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。Y系列電動機高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。所以初步定電機為：Y132S-4，電機轉(zhuǎn)速1440r/min。</p><p>　　2.2擬定機床

20、的傳動方案</p><p>　　2.2.1結(jié)構(gòu)式的確定</p><p>　　擬定傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。傳動型式則指傳動和變速的元件、機構(gòu)以及組成、安排不同特點的傳動型式、變速類型。</p><p>　　傳動方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定傳動方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一

21、考慮。</p><p>　　傳動方案有多種，傳動型式更是眾多，比如：傳動型式上有集中傳動，分離傳動；擴大變速范圍可用增加傳動組數(shù)，也可用背輪結(jié)構(gòu)、分支傳動等型式；變速箱上既可用多速電機，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。</p><p>　　顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計中，我們采用集中傳動型式的主軸變速箱。</p><p>　　2.2

22、.2 傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇</p><p>　　結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此導(dǎo)出實際的方案，就并非十分有效。</p><p>　　2.2.3 確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目</p><p>　　級數(shù)為Z的傳動系統(tǒng)由若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有、、……N個傳動副。即

23、 </p><p>　　傳動副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子： ，可以有兩種方案： </p><p>　　6=3×2；6=2×3；</p><p>　　2.2.4 傳動式的擬定</p><p>　　6級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時，考慮到機床主軸變速箱的具

24、體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。</p><p>　　主軸對加工精度、表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個傳動組的傳動副常選用2。</p><p>　　綜上所述，傳動式為6=3×2。</p><p>　　2.2.5 結(jié)構(gòu)式的擬定</p><p><b>　　初選的方案。</b></p>&

25、lt;p><b>　　2.3 繪制轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　2.3.1確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖</p><p>　　由 　　z = 6 確定各級轉(zhuǎn)速：（）</p><p>　　140；224；355；560；900；1400..繪制的轉(zhuǎn)速圖如下：</p><p>　　2.3.2確定各變速組傳動副的齒數(shù)&

26、lt;/p><p><b>　　1.變速組a: </b></p><p>　　變速組a由3個傳動副，其傳動比分別為：</p><p>　　。后兩個傳動比小于1，取其倒數(shù)，按u=1，1.58，2.496查表3-9, 查出符合三個傳動比的齒數(shù)和分別有：</p><p>　　……60，62, 64, 66, 68, 70，72,

27、74, 80 ……</p><p>　　……60、62、70、72、75、77， 78 ……</p><p>　　……60、62、70、72、75、77， 78 ……</p><p>　　符合的有70，可取70 ,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為：35、20，27.</p><p><b>　　于是，，</b></p&g

28、t;<p>　　可得軸II上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：35,50,43</p><p><b>　　2.變速組b:</b></p><p>　　變速組b有2個傳動副，其傳動比分別為：</p><p>　　，。第一個傳動比小于1，取其倒數(shù)，按u=1.58，2.496,查表3-9, 查出符合兩個傳動比的齒數(shù)和分別有：</p>

29、<p>　　……80、82、84、86、88、90、92、94……</p><p>　　.496 ……81、84、86、87、88、90、92……</p><p>　　符合的有88，可取8,8,于是可得軸Ⅱ齒輪齒數(shù)分別為：34,25。</p><p><b>　　于是，， </b></p><p>　　可

30、得軸III上的雙聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：54,63。</p><p><b>　　3.變速組c:</b></p><p>　　變速組c有1個傳動副，其傳動比為：</p><p>　　其傳動比小于1，取其倒數(shù)，按u=1.387.</p><p>　　查表得符合傳動比的齒數(shù)分別為：31.43</p><p>

31、;<b>　　4.變速組d:</b></p><p>　　變速組d有1個傳動副，其傳動比為：</p><p>　　其傳動比小于1，取其倒數(shù)，按u=2.3.</p><p>　　查表得符合傳動比的齒數(shù)分別為：30，69.</p><p>　　算得各齒輪的參數(shù)如表2.1</p><p>　　表2.1

32、各齒輪參數(shù)表(mm)</p><p>　　2.4 繪制傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機等已知條件可繪制出如下系統(tǒng)圖：</p><p><b>　　3 鉆頭變距箱</b></p><p><b>　　3.1軸徑計算</b></p><p>　　3.1.

33、1鉆削力的計算</p><p>　　根據(jù)高速鋼標(biāo)準(zhǔn)鉆頭鉆削力及功率的計算公式有</p><p><b>　　切削扭矩：</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p><b>　　切削功率：</b></p><p>　　因為工件材料

34、已知為20鋼</p><p>　　查表可知20鋼的材料屬性為：</p><p>　　硬度為：156HBW</p><p><b>　　查表可得數(shù)據(jù)如下</b></p><p>　　選擇鉆頭的最大直徑為25mm</p><p><b>　　即</b></p>&l

35、t;p><b>　　又選得</b></p><p>　　帶入公式中，有如下結(jié)果：</p><p>　　3.1.2按扭轉(zhuǎn)強度及剛度計算軸徑</p><p><b>　　根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度：</b></p><p>　　因為軸上有1根鍵，且軸端攻有螺紋。</p><p>　　綜合

36、上述原因，軸徑選為30mm</p><p><b>　　3.2齒輪部分計算</b></p><p>　　3.2.1第一套齒輪強度校核</p><p>　　經(jīng)過初步判斷，初選齒輪材料選用45號鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。查表可得這種材料的力學(xué)性能為：</p><p><b>　　強度極限：</b></p&

37、gt;<p><b>　　屈服極限：</b></p><p>　　強度為：217~255HBW</p><p><b>　　因為傳動比為2</b></p><p><b>　　初步選擇齒數(shù)為： </b></p><p>　　根據(jù)齒根彎曲疲勞強度設(shè)計該齒輪，試選&l

38、t;/p><p>　　那么計算小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　因為 </b></p><p><b>　　初選</b></p><p><b>　　查表得齒形系數(shù)為：</b></p><p><b>　　應(yīng)力修正系數(shù)為：<

39、/b></p><p>　　查表可得齒輪的彎曲疲勞強度極限為</p><p><b>　　計算和有：</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　計算是按照工作10年，每年250天，每天8小時進(jìn)行的</p><p><b>　　查表得

40、</b></p><p>　　彎曲疲勞壽命系數(shù)為：</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力如下</p><p><b>　　選擇安全系數(shù)</b></p><p>　　計算大小齒輪的，并進(jìn)行比較。</p><p>　　顯然，小齒輪的較大，應(yīng)該以小齒輪的為準(zhǔn)進(jìn)行計算。</p>

41、<p>　　計算模數(shù)，帶入中的較大者</p><p><b>　　修正計算結(jié)果如下</b></p><p>　　確定小齒輪分度圓直徑為</p><p><b>　　計算圓周速度為：</b></p><p>　　由此可以從表中選得該齒輪為8級精度</p><p>

42、<b>　　確定齒寬</b></p><p><b>　　確定載荷系數(shù)K如下</b></p><p>　　由表中查得使用系數(shù)，由表中查得動載荷系數(shù)</p><p><b>　　查表確定</b></p><p>　　又有，查表可確定齒向載荷分布系數(shù)為</p><

43、;p><b>　　查表得</b></p><p>　　比小且接近，不需要進(jìn)行修正</p><p><b>　　計算幾何尺寸如下</b></p><p>　　模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值m=3</p><p><b>　　齒數(shù) </b></p><p><b

44、>　　分度圓直徑為 </b></p><p><b>　　齒寬</b></p><p>　　校核齒面接觸疲勞強度如下</p><p>　　查表有材料的彈性影響系數(shù)</p><p><b>　　（均采用鑄鋼）</b></p><p>　　又取時，查得節(jié)點區(qū)域系

45、數(shù)</p><p><b>　　同前，</b></p><p>　　由表查得接觸疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　由表查得齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　　計算接觸疲勞需用應(yīng)力如下：</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)，由下式可得：</p><p>

46、<b>　　代入中的較小值</b></p><p><b>　　即，強度足夠。</b></p><p>　　3.2.2第二套齒輪強度校核</p><p>　　同樣選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　即：強度極限：</b></p><p>

47、<b>　　屈服極限：</b></p><p>　　強度為：217~255HBW</p><p><b>　　傳動比為2</b></p><p><b>　　選擇 </b></p><p>　　按照齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，試選</p><p>　　計算小齒

48、輪傳遞的扭矩為：</p><p>　　由前一組齒輪可得線速度</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　則的轉(zhuǎn)速為：</b></p><p><b>　　試選 則有</b></p><p><b>　　初選<

49、/b></p><p><b>　　查表得齒形系數(shù) </b></p><p><b>　　應(yīng)力修正系數(shù) </b></p><p>　　查表得齒輪的彎曲疲勞強度極限為</p><p><b>　　計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為</b></p><p>　　查表得

50、彎曲疲勞壽命系數(shù)為</p><p><b>　　取安全系數(shù)為</b></p><p><b>　　有：</b></p><p>　　計算大小齒輪的，并進(jìn)行比較。</p><p>　　小齒輪及的較大，應(yīng)以小齒輪的為準(zhǔn)進(jìn)行比較。</p><p><b>　　計算模數(shù)m&

51、lt;/b></p><p>　　綜合考慮，選取m=3</p><p><b>　　修正計算結(jié)果如下:</b></p><p><b>　　圓周速度為</b></p><p>　　查表可知，應(yīng)選擇8級精度。</p><p><b>　　又</b>&

52、lt;/p><p><b>　　則，選</b></p><p><b>　　查表得</b></p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　與相近且稍小，不需要修正。</p><p><b>　　計算幾何尺寸如下：</b>

53、;</p><p><b>　　同前 </b></p><p><b>　　查表得 </b></p><p><b>　　查表得</b></p><p><b>　　即滿足條件。</b></p><p><b>　　4

54、夾具的設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1零件的分析</b></p><p>　　4.1.1.零件的作用</p><p>　　題目所給定的零件是法蘭盤（見畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書）， 法蘭盤是起聯(lián)接作用的重要零件。</p><p>　　4.1.2零件的工藝分析</p><p>　　法

55、蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,有四種不同的型號，以其中一種為例，有一組加工表面,這一組加工表面以Ø114.3為中心，包括兩個Ø235的端面及上面的8個Ø22mm的透孔，孔距為190mm。</p><p>　　這組加工表面是以Ø114.3為中心,對Ø22的孔進(jìn)行加工。</p><p><b>　　4.2夾具設(shè)計</b></p

56、><p><b>　　4.2.1機床夾具</b></p><p>　　機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。專用夾具是專門為某一個零件的某一道工序而設(shè)計制造的。它一般由底座、支柱、定位和緊固等部分組成，這些部分通過螺釘、銷釘、焊接或粘結(jié)等方法牢固地連結(jié)在一起，一般不能拆卸。專用夾

57、具在大批量生產(chǎn)中還是一種很必要的工藝設(shè)備。</p><p>　　專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。</p><p>　　

58、本夾具將用于可調(diào)試鉆孔專用機床，對工件進(jìn)行鉆，擴，絞三道工序的加工。</p><p><b>　　4.2.2夾具設(shè)計</b></p><p>　　1、問題提出：利用本夾具主要是鉆四組不同型號法蘭盤不同孔徑的孔。此孔.沒有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。</p><p>

59、<b>　　2.、夾具設(shè)計</b></p><p>　　1）根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，采用以法蘭盤的中心孔以及端面來定位。</p><p><b>　　2） 工件的夾緊</b></p><p>　　由于設(shè)計的是手動夾緊，一方面要考慮工件的安裝與拆卸，另一方面還要實 現(xiàn)夾緊力基本相同，所以考慮使用雙壓板夾緊。</p>

60、;<p>　　3）鉆削力及夾緊力計算</p><p><b>　　切削扭矩：</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p>　　查書《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3--31，材料為20鋼，可得=333.54、=1.9、=0.8；=833.5、=1、=0.7.</p><

61、p><b>　　修正系數(shù)：</b></p><p><b>　　由前計算得 </b></p><p><b>　　切削扭矩：</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p>　　由夾緊力機構(gòu)產(chǎn)生的實際夾緊力應(yīng)滿足下式<

62、/p><p><b>　　P=K×F</b></p><p>　　其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4</p><p>　　K1——基本安全系數(shù) 1.3</p><p>　　K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.1</p><p>　　K3——刀具鈍化系數(shù)1.15<

63、/p><p>　　K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2</p><p>　　所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98</p><p>　　考慮到實際夾緊力，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征，決定選用壓板夾緊結(jié)構(gòu) 而且不需要進(jìn)行強度校核。</p><p><b>　　4）定位誤差分析</b><

64、;/p><p>　　夾具的作用首先是要保證工序加工精度，在設(shè)計夾具選擇和確定工件的定位方案時，除根據(jù)工件定位原理選用相應(yīng)的定位原件外，還必須對選定的工件的定位方案能否滿足工序的加工精度要求作出判斷。為此，就需要對可能產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行分析和計算。</p><p>　　定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對某一定位方案，

65、經(jīng)分析計算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的1/3--1/5,一般即認(rèn)為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。</p><p>　　工件在夾具中的位置是由定位元件確定的，當(dāng)工件上的定位表面一旦與夾具上的定位元件相接觸或相配合，作為一個整體的工件的位置也就確定了。但對于一批工件來說，由于在各個工件的有關(guān)表面之間，彼此在尺寸及位置上均有著在公差范圍內(nèi)的差異，夾具定位元件本身和各定位件之間也具有一定

66、的尺寸和位置公差。這樣一來，工件雖定位，但每個被定為共建的某些具體表面都會有自己的位置變動量，從而造成工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。</p><p>　　一批工件在夾具中的定位，由于定位不準(zhǔn)產(chǎn)生的定位誤差主要是由基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差兩個部分組成，固提高定位精度的主要措施也就在于消除或減少這兩方面的誤差。</p><p><b>　　5）夾具精度分析</b>

67、</p><p>　　利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。他們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算。</p><p>　　本道工序加工中主要保證工藝孔的尺寸以及它們之間的距離要求，表面粗糙度為Ra為0.8m 。鉆套采用孔徑為22--30mm，鉆套用襯套的孔徑為44m

68、m 。 </p><p>　　兩工藝孔的尺寸由選用的鉆頭尺寸滿足；工藝孔的表面粗糙度0.8m，由本工序所選用的加工工步鉆、擴、絞滿足。</p><p><b>　　夾具的組成</b></p><p>　　本次設(shè)計的專用夾具主要包括夾具體、鉆模板、回轉(zhuǎn)工作臺、壓板等。</p><p><b>　　夾具體 &

69、lt;/b></p><p>　　材料為HT200，夾具體一般是夾具上最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機構(gòu)，裝置，并且還要考錄便于裝卸工件及在機床上的固定。</p><p>　　因此，夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿足一定的要求，它主要取決于工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等，所以在夾具設(shè)計中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。</

70、p><p><b>　　彈簧定位銷</b></p><p>　　定位銷的作用就是限制物品的自由運動度。</p><p>　　自由度：凡是物體在空間內(nèi)，必定有六個自由度，X Y Z 三個軸向的直線運動，以及繞著X Y Z的旋轉(zhuǎn)運動。 　　</p><p>　　定位銷就是參與限制這些自由度的零件。在由兩部分或更多部分構(gòu)成的模具中

71、，使模具相鄰兩部分準(zhǔn)確定位而設(shè)計的銷。</p><p>　　分類：1.固定式定位銷 2.可換式 定位銷定位銷 3.錐面定位銷 4.削邊定位銷 5.標(biāo)準(zhǔn)菱形定位銷</p><p>　　定位銷在模具中應(yīng)用最為廣泛。借助定位銷來達(dá)到定位的目的，或是防止安裝位置、方向的錯誤等等。</p><p><b>　　可調(diào)試鉆孔鉆模板</b></p&g

72、t;<p>　　鉆模板通常是裝配在家具體或支架上，或與夾具體上的其他援建相連接。在設(shè)計鉆模板的結(jié)構(gòu)時，主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)規(guī)模以及機床類型等條件而定。要求所設(shè)計的鉆模板結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、制造容易。</p><p>　　保證鉆模板有足夠的剛度的前提下，要盡量減輕其重量。保證鉆模板與工件的距離為（0.7--1.5）d。</p><p>　　鉆模板上

73、安裝鉆套的底孔與定位原件的位置精度直接影響工件孔的位置精度。</p><p><b>　　回轉(zhuǎn)工作臺</b></p><p>　　回轉(zhuǎn)工作臺是可進(jìn)行回轉(zhuǎn)或分度定位的工作臺。</p><p>　　通用轉(zhuǎn)臺是鏜床、鉆床、銑床和插床等重要附件，用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工時轉(zhuǎn)動工作臺，則可加工圓弧面和圓弧槽等。通用轉(zhuǎn)臺按結(jié)構(gòu)不同又分為水平轉(zhuǎn)

74、臺、立臥轉(zhuǎn)臺和萬能轉(zhuǎn)臺。 　　</p><p>　?、偎睫D(zhuǎn)臺:在圓臺面上有工件定位用的中心孔和夾緊用的T型槽 。臺面外圓周上刻有360°的等分刻線。臺面與底座之間設(shè)有蝸桿-蝸輪副（見蝸桿傳動）,速比為90:1或120:1，用以傳動和分度,蝸桿從底座伸出的一端裝有細(xì)分刻度盤和手輪。轉(zhuǎn)動手輪即可驅(qū)動臺面，并由臺面外圓周上的刻度（以度為單位）與細(xì)分刻度盤讀出旋轉(zhuǎn)角度。分度精度一般為±60″。水平轉(zhuǎn)

75、臺的蝸桿伸出端也可用聯(lián)軸器與機床傳動裝置聯(lián)接，以實現(xiàn)動力驅(qū)動。 　　</p><p>　?、诹⑴P轉(zhuǎn)臺：底座有兩個相互垂直的安裝基面，使臺面既可水平也可垂直放置。 　　</p><p>　?、廴f能轉(zhuǎn)臺:臺面可以在0°～90°范圍內(nèi)傾斜任意角度, 使工件在空間的任何角度都能準(zhǔn)確調(diào)整。 </p><p>　　本次設(shè)計主要利用通用轉(zhuǎn)臺的原理設(shè)計專用轉(zhuǎn)臺，

76、實現(xiàn)對不同參數(shù)的四種法蘭盤進(jìn)行加工。（主要實現(xiàn)30度，45度，60度的轉(zhuǎn)位）</p><p><b>　　壓板 </b></p><p>　　壓板的材料通常采用45號鋼，熱處理后硬度為HRC40--45.當(dāng)用于夾壓有色金屬工件或已加工表面時，應(yīng)在壓板的工作部分鑲裝塑料、夾布膠木或銅塊等，以防止損傷工件表面。</p><p><b>　

77、　5 床身設(shè)計</b></p><p>　　床身設(shè)計主要是合理利用空間，優(yōu)化各個部件的位置，實現(xiàn)機床的功能性。</p><p>　　床身設(shè)計主要包括支撐件，導(dǎo)軌，電動機、主軸箱、鉆頭變距箱的定位夾緊。</p><p><b>　　5.1支撐件</b></p><p>　　支撐件是機床的基礎(chǔ)構(gòu)件。在切削中，刀

78、具與工件間相互作用的沿著大部分支撐件逐個傳遞并使之變形。支撐件的變形和振動將直接影響加工精度和光潔度。因此，支撐件是機床十分重要的構(gòu)件。</p><p><b>　　對支撐件的基本要求</b></p><p>　　1.應(yīng)具有足夠的剛度。即支撐件在規(guī)定的最大載荷（額定載荷）作用下，變形不得超過一定的數(shù)值，以便保證刀具和工件間的相對位移不超過加工精度允差。</p&g

79、t;<p>　　2.應(yīng)具有足夠的抗振性。</p><p>　　3.一般應(yīng)具有較小的熱變形和熱應(yīng)力。</p><p>　　4.應(yīng)該排屑暢通，吊運安全，并有良好的工藝性以便制造和裝配。</p><p>　　支撐件的重量往往占機床總重的80%--85%。因此，減輕支撐件的重量對節(jié)約金屬特別有效。</p><p>　　支撐件根據(jù)其形狀，

80、可分為三類：</p><p>　　一個方向的尺寸比兩個方向打得多的零件。（床身）</p><p>　　兩個方向的尺寸比第三個方向大得多的零件。（工作臺）</p><p>　　3.三個方向的尺寸都差不多的零件。（箱體及升降臺）</p><p><b>　　5.2導(dǎo)軌</b></p><p>　　導(dǎo)軌

81、:金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機器部件、專用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運動場合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動。</p><p><b>　　導(dǎo)軌分類</b></p><p>　

82、　按運動性質(zhì)分為主運動導(dǎo)軌、進(jìn)給導(dǎo)軌和移置導(dǎo)軌。</p><p>　　按摩擦性質(zhì)分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。</p><p>　　按受力狀況可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。</p><p><b>　　導(dǎo)軌應(yīng)滿足的要求</b></p><p>　　導(dǎo)向精度 2.精度保持性 3.低速運動平穩(wěn)性 4.結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好</p&

83、gt;<p>　　導(dǎo)軌的截面形狀與組合</p><p>　　直線運動滑動導(dǎo)軌截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形，并可相互組合，本次設(shè)計主要采用三角形和矩形導(dǎo)軌的組合，這種組合兼有導(dǎo)向性好、制造方便和剛度高的優(yōu)點而應(yīng)用廣泛。</p><p><b>　　導(dǎo)軌的材料</b></p><p>　　導(dǎo)軌的材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑

84、料等，對導(dǎo)軌材料的主要要求是：耐磨性高、工藝性好和成本低。</p><p>　　本次設(shè)計的導(dǎo)軌設(shè)計主要采用鑄鐵，鑄鐵是一種成本低，有良好的減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。采用淬火的辦法提高鑄鐵導(dǎo)軌表面的硬度，可以增強康磨料磨損、粘著磨損的能力，防止劃傷與撕傷，提高導(dǎo)軌耐磨性。目前，采用鑄鐵作支承導(dǎo)軌的，多數(shù)都要淬硬。只有必須采用刮研精進(jìn)行精加工的精密支承導(dǎo)軌，以及某些移置導(dǎo)軌，才不淬硬。</p

85、><p><b>　　5.3電動機的定位</b></p><p>　　本次設(shè)計電動機與主軸箱之間主要采用帶傳動。帶傳動不僅安裝時必須把傳動帶張緊在帶輪上，而且由于實際的傳動帶并不是完全的彈性體，當(dāng)傳動帶工作一段時間之后，會因塑性變形和磨損而松弛，使初拉力降低，從而使帶傳動的工作能力下降。因此，為保證傳動帶中必要的初拉力，保證帶傳動正常工作，必須對帶傳動進(jìn)行定期檢查并及時重

86、新張緊。</p><p>　　5.4主軸箱、鉆頭變距箱的定位</p><p>　　本次設(shè)計的主軸箱與鉆頭變距箱采用相同的定位方式。</p><p>　　5.5滾珠絲杠螺母連接</p><p>　　滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機床中回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動常用的傳動裝置。它以滾 珠的滾動代替絲桿螺母副中的滑動，摩擦力小，具有良好的性能。</p>

87、;<p>　　5.5.1組成及工作原理：</p><p>　　圖5.1 滾珠絲桿副</p><p>　　組成：主要由絲桿、螺母、滾珠和滾道（回珠器）、螺母座等組成。 ?工作原理：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時便形成螺 旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動，并經(jīng)回珠管作周而復(fù)始的循環(huán) 運動。回珠管兩端還起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。</p

88、><p><b>　　5.5.2特點：</b></p><p>　　傳動效率高：機械效率可高達(dá)92%~98%。 ?摩擦力小：主要是用滾珠的滾動代替了普通絲桿螺母副的滑動。 ?軸向間隙可消除：也是由于滾珠的作用，提高了系統(tǒng)的剛性。經(jīng)預(yù)緊后可消除 間隙。</p><p>　　?使用壽命長、制造成本高：主要采用優(yōu)質(zhì)合金材料，表面經(jīng)熱處理后獲得高的 硬度。

89、</p><p>　　5.5.3滾珠絲桿螺母副的消隙</p><p>　　滾珠絲桿螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)（類似于齒輪副中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)）通過改 變墊片的厚度使螺母產(chǎn)生軸向位移，從而使兩個螺母分別與絲桿的兩側(cè)面貼合。當(dāng)工 作臺反向時，由于消除了側(cè)隙，工作臺會跟隨CNC的運動指令反向而不會出現(xiàn)滯后。</p><p>　　圖5.2 雙螺母墊片調(diào)隙</p>&

90、lt;p>　　圖5.3雙螺母螺紋調(diào)隙</p><p>　　圖示為利用兩個鎖緊螺母調(diào)整預(yù)緊力的結(jié)構(gòu)。兩個工作螺母以平鍵與外套相聯(lián)，其中右邊的一個螺母外伸部分有螺紋。當(dāng)兩個鎖緊螺母轉(zhuǎn)動時，正是由于平鍵限制了 工作螺母的轉(zhuǎn)動，才使得帶外螺紋的工作螺母能相對于鎖緊螺母軸向移動。間隙調(diào)整 好后，對擰兩鎖緊螺母即可。結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，應(yīng)用較廣。 </p><p><b>　　雙螺母齒

91、差調(diào)隙：</b></p><p>　　在兩個工作螺母的凸緣上分別切出齒數(shù)為Z1、Z2的齒輪，且Z1、Z2相差一個齒，即Z2-Z1=1</p><p>　　兩個齒輪分別與兩端相應(yīng)的內(nèi)齒圈相嚙合，內(nèi)齒圈緊固在螺母座上。設(shè)其中的一個螺母Z1轉(zhuǎn)過一個齒時，絲桿的軸向移動量為為S1，則有：</p><p>　　Z1:1=T:S1 </p><p

92、>　　如果兩個齒輪同方向各轉(zhuǎn)過一個齒，則絲杠的軸向位移為:</p><p>　　例：當(dāng)Z1=99，Z2=100時，?？梢赃_(dá)到很高的調(diào)整精度。</p><p>　　5.5.4滾珠絲桿螺母副的安裝</p><p>　　滾珠絲桿螺母副所承受的主要是軸向載荷。它的徑向載荷主要是臥式絲桿的自 重。安裝時，要保證螺母座的孔與工作螺母之間的良好配合，并保證孔與端面的垂直 度

93、等。這時主要是根據(jù)載荷的大小和方向選擇軸承。另外安裝和配置的形式還與絲桿 的長短有關(guān)，當(dāng)絲桿較長時，采用兩支撐結(jié)構(gòu)；當(dāng)絲桿較短時，采用單支撐結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　根據(jù)《機械設(shè)計制造及其自動化》專業(yè)的教學(xué)大綱要求：本專業(yè)學(xué)生熟悉掌握機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用與維修，培養(yǎng)學(xué)生能夠靈活運用所學(xué)專業(yè)課程知識，具有研

94、究開發(fā)的綜合素質(zhì)與能力；這次畢業(yè)設(shè)計以數(shù)控車床設(shè)計作為課題，是我們綜合運用所學(xué)的基本知識、基礎(chǔ)理論和基本技能，提高分析解決實際問題的能力,提高實際工作能力的檢驗。是對四年學(xué)習(xí)的一個總結(jié)與回顧。</p><p>　　剛開始設(shè)計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計。老師給我們詳細(xì)講解了設(shè)計應(yīng)注意的條件，讓我們先從整體出發(fā)，然后在得出整體的要求后，在根據(jù)技術(shù)要求詳細(xì)

95、的對每個部分進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　在設(shè)計期間，對于專用機床的設(shè)計，里面設(shè)計的東西很多，對于機床的各個組成部分都應(yīng)該了解，做這份設(shè)計對我有了很大提高。遇到不懂的問題時，指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個人的設(shè)計課題不一樣，但我們之間還是會經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會了知識，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊精神。在這次設(shè)計中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們在設(shè)計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設(shè)計，

96、一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。</p><p>　　之前設(shè)計了一套較為粗糙的方案，但是出現(xiàn)了很多的問題，經(jīng)過這一陣折騰，收獲不小，學(xué)到了平時很少有機會學(xué)到的課本以外的知識，真正的達(dá)到了學(xué)校開創(chuàng)這門課的目的。另外，通過課程設(shè)計，加深了我們對機械原理這門課的理解，理論與實際相結(jié)合，提高了動手能力，思維得到了發(fā)散，創(chuàng)新意識得到了加強。短暫的課程設(shè)計即將結(jié)束了，但教會了今后怎樣去學(xué)習(xí)這方面的知識，和如何去利用我們學(xué)

97、習(xí)的這些知識，去解決生活中的種種問題，給人們帶去便利。</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)</p><p>　　[1]張耀宸，機械加工工藝手冊，航空工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[2]李洪，機械加工工藝手冊，北京出版社，1990</p><p>　　[3] 王紹俊，機械制造工藝設(shè)計手冊，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1984<

98、/p><p>　　[4]劉克明，公差與檢測，機械工藝出版社，1995</p><p>　　[5]東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院等， 機床夾具設(shè)計手冊，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1990</p><p>　　[6] 陳宏鈞，實用機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社，2004 </p><p>　　[7] 羅圣國，機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書，高等教育出版社，1982

99、</p><p>　　[8] 張耀宸，機械加工工藝手冊，航空工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[9] 陳宏鈞，實用機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社，2004年 </p><p>　　[10] 沈陽工業(yè)大學(xué)，組合機床設(shè)計，上?？茖W(xué)出版社，1985</p><p>　　[11]孫恒、陳作模，機械原理，高等教育出版社，2000</

100、p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本設(shè)計（論文）是在我的指導(dǎo)教師xx老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到最終完成，xx老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向xx老師表示衷心的感謝。同時也由衷感謝xx機電工程學(xué)部的老師們！在四年的學(xué)習(xí)過程中，他們的指