雙工位金屬帶收卷裝置的設(shè)計
雙工位金屬帶收卷裝置的設(shè)計,雙工位金屬帶收卷裝置的設(shè)計,雙工,金屬,帶收卷,裝置,設(shè)計
編號：
畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
題 目：雙工位金屬帶收卷裝置
的設(shè)計
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名： 徐 斌
學(xué) 號： 1100110328
指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院
姓 名： 宋宜梅
職 稱： 教授
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2014年12月13日
一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容
內(nèi)容：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬帶鋼生產(chǎn)目前大部分采用連續(xù)化成卷生產(chǎn)。在金屬帶鋼生產(chǎn)過程中需要用到金屬帶收卷設(shè)備來完成金屬帶鋼的纏繞收卷工序，以及實現(xiàn)金屬帶鋼生產(chǎn)的連續(xù)化、機(jī)械化及自動化。因此金屬帶鋼收卷設(shè)備是實現(xiàn)金屬帶鋼生產(chǎn)連續(xù)化的重要設(shè)備之一。
1、 查閱相關(guān)資料，了解收卷裝置的工作原理；
2、 進(jìn)行方案選擇論證，優(yōu)選出最佳方案；
3、 設(shè)計一臺雙工位金屬帶收卷裝置，能實現(xiàn)雙頭轉(zhuǎn)換使用功能，金屬帶卷的張緊和放松功能；
4、 根據(jù)牽引力進(jìn)行動力系統(tǒng)設(shè)計計算、傳動系統(tǒng)設(shè)計計算，進(jìn)行必要的校核計 算；
5、 繪制裝配圖、零件圖，編制設(shè)計計算說明書。
6、 了解相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。
二、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)
要求：
1、收卷裝置可旋轉(zhuǎn)180度，實現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換，并可定位；
2、收卷直徑：400~1000毫米；
3、工作牽引力為1500N2000N；收卷寬度可調(diào)；
4、收卷速度：2~10轉(zhuǎn)/分，具有超載保護(hù)裝置。
5、設(shè)計要求結(jié)構(gòu)合理、工藝性好、圖紙表達(dá)完整清晰。
三、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作
1、完成二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）；在畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中必須包括詳細(xì)的300-500個單詞的英文摘要；
2、獨立完成與課題相關(guān)，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；
3、繪圖工作量折合A0圖紙3張以上，其中必須包含兩張A3以上的計算機(jī)繪圖圖紙；
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
[1] 符煒等.機(jī)構(gòu)設(shè)計學(xué)[M]. 長沙：湖南大學(xué)出版社，2001
[2] 孫開元、駱?biāo)鼐?.常見機(jī)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用圖例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.
[3] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計實用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
[4] 張展. 實用機(jī)械傳動裝置設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012
[5] 柳宇剛、顧振國.牽引傳動裝置[M].中國鐵道出版社，1995
[6] 崔光彩.牽引傳動行星無級變速器設(shè)計[M].河南科學(xué)技術(shù)出版社, 1994
[7] 明任雄、萬會雄.液壓與氣壓傳動[M].國防工業(yè)出版社，2003
[8] 李慶余,張佳編著.機(jī)械制造裝配設(shè)計[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003
[9] 許曉旸.專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計[M].重慶：重慶大學(xué)出版社,2003
[10] F. W. Heilich and E. E. Shube. Traction Drives[M]. 1998
五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件
計算機(jī)一臺
CAD設(shè)計軟件
任務(wù)下達(dá)時間：
2014年12月17日
畢業(yè)設(shè)計開始與完成時間：
2014年12月17日至 2015年05 月26日
組織實施單位：
教研室主任意見：
簽字： 2014年12月14日
院領(lǐng)導(dǎo)小組意見：
簽字： 2014 年12月16日
I 編號： 畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書 題 目：雙工位金屬帶收卷裝置 的設(shè)計 學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 徐 斌 學(xué) 號： 1100110328 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 宋宜梅 職 稱： 教授 題 目 類 型 ： 理 論 研 究 實 驗 研 究 工 程 設(shè) 計 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開 發(fā) 2014 年 12 月 13 日 I 摘 要 金屬帶鋼卷，也被稱為卷鋼，鋼材經(jīng)過熱、冷壓成型為卷狀。為了方便儲存和運 輸，各種鋼材的暫時處理方法（如加工成鋼帶等） 。 金屬帶鋼卷包裝是鋼卷儲存和運輸?shù)闹匾Ｗo(hù)措施。傳統(tǒng)的鋼卷包裝為手工作業(yè), 包裝質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低和工人勞動強(qiáng)度大是這一落后包裝技術(shù)的致命弱點。特別是, 隨著軋制速度的提高,新建的冷軋生產(chǎn)線的能力都在百萬噸級,低效率的手工包裝根本不 能滿足生產(chǎn)要求。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的鋼鐵企業(yè)都非常重視鋼卷包裝,將其提高到 保證安全 儲運,提升產(chǎn)品檔次!的高度,開發(fā)出完整的鋼卷包裝工藝技術(shù)和裝備,基本實現(xiàn)了鋼卷包 裝的自動化。 本文對收卷裝置進(jìn)行設(shè)計，主要完成機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計。整機(jī)結(jié)構(gòu)主要由電動機(jī) 產(chǎn)生動力將需要的動力傳遞到減速器上，然后通過齒輪傳遞到齒輪，通過齒輪再過渡 到卷筒軸上，卷筒軸上裝有收卷機(jī)構(gòu)。同時本文對該方案收卷裝置關(guān)鍵零部件設(shè)計過 程進(jìn)行了詳細(xì)闡述，其主要內(nèi)容包括系統(tǒng)總體方案的設(shè)計、電動機(jī)的選擇、執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的設(shè)計、傳動零部件的設(shè)計、軸的設(shè)計與校核以及軸承的選擇等。 本論文研究內(nèi)容： (1) 收卷裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (2) 收卷裝置工作性能分析。 (3)電動機(jī)的選擇。 (4) 收卷裝置的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行部件。 (5)對設(shè)計零件進(jìn)行設(shè)計計算分析和校核。 (6)繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計零件的零件圖。 關(guān)鍵詞： 金屬帶；機(jī)械結(jié)構(gòu)；收卷裝置；雙工位 I Abstract The metal strip coil, also known as the steel coil, steel after heat, cold pressing roll. In order to facilitate storage and transportation, temporary processing methods of different kinds of steel (such as processed intosteel belt). The metal strip coil packaging is an important protection measures of steel storage and transportation. The traditional steel coil packaging for manual operation, the packaging of poor quality, low production efficiencyand high labor intensity of workers is the backwardness of the fatal weakness of packaging technology.Especially, with the rolling speed increasing, the ability of the new cold rolling production line are in million tons of low efficient manual packaging, simply can not meet the requirement of production. Industrialdeveloped countries have attached great importance to the iron and steel enterprises steel coil packaging, it will be increased to ensure the safety of storage and transportation, improve product quality! Height,developed a complete steel rolling technology and equipment package, the basic realization of the automaticsteel coil packaging. This paper carries on the design to the winding device, mainly completes the design of mechanical structure.The whole structure is mainly produced by motor power will need to transfer the power to the drive, and thentransferred to the gear through the gear, the gear and the transition to the drum shaft, drum shaft is provided with a rolling mechanism. At the same time, this article on the scheme of winding device of key parts of the design process in detail, the main contents include system architecture design, the choice of motor,actuator design, transmission parts of the design, shaft design and checking and choice of bearings. This thesis research content: (1) the overall structure design of winding device. (2) the analysis of roll device work performance. (3) the choice of motor. (4) transmission system, the executive component rewinding device. (5) the design of parts of design calculation and check. (6) drawing machine assembly drawing and assembly drawing design of important parts and parts drawings. Keywords: metal belt; mechanical structure; winding device; double station I 目 錄 1 緒論 .1 1.1 金屬帶鋼卷概念 .1 1.2 帶鋼收卷裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .2 1.3 冷帶鋼收卷裝置的類型和特點 .2 1.4 雙工位金屬帶收卷裝置研究內(nèi)容和方法 .3 2 雙工位金屬帶收卷裝置方案的選擇與評述 .4 2.1 畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容 .4 2.2 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù) .4 2.3 收卷裝置方案 .4 3 主要結(jié)構(gòu)尺寸的選擇 .6 3.1 卷筒直徑的確定 .6 3.2 卷筒筒身長度的確定 .6 3.3 初選電動機(jī)容量 .6 3.4 電動機(jī)軸上的力矩的計算 .7 3.5 電動機(jī)的校核 .9 3.6 減速機(jī)的選型 .9 4 齒輪傳動設(shè)計計算 .10 4.1 選擇材料 .10 4.2 壓力角 的選擇 .10 4.3 齒數(shù)和模數(shù)的選擇 .10 4.4 齒寬系數(shù) .10 4.5 確定齒輪傳動的精度 .10 4.6 齒輪的校核 .12 5 主要零件的強(qiáng)度計算 .15 5.1 卷筒軸的設(shè)計與計算 .15 5.1.1 軸的材料 .15 5.1.2 卷筒軸轉(zhuǎn)矩的計算 .15 5.1.3 卷筒軸的計算 .16 5.2 卷筒軸軸承的計算 .22 6 潤滑方法及潤滑油的選擇 .23 6.1 潤滑油的選擇 .23 6.2 潤滑方法 .24 7 設(shè)備可靠性與經(jīng)濟(jì)評價 .24 7.1 機(jī)械設(shè)備的有效度 .24 7.2 投資回收期 .24 8 典型零件的工藝設(shè)計 .25 II 8.1 零件的形狀 .25 8.2 零件的工藝分析 .26 8.3 確定毛坯的制造形式 .27 8.4 基面的選擇 .27 8.5 制定工藝路線 .27 8.6 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 .29 8.7 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .29 8.8 確定切削用量及基本工時 .30 總 結(jié) .41 致 謝 .42 參考文獻(xiàn) .44 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 1.1 金屬帶鋼卷概念 鋼卷，也被稱為卷鋼，鋼材經(jīng)過熱、冷壓成型為卷狀。為了方便儲存和運輸，各種鋼材的暫時 處理方法（如加工成鋼帶等。 ） 。 熱軋和冷軋卷板成形卷。熱軋卷板在小方坯結(jié)晶處理產(chǎn)品。冷軋卷的后續(xù)加工的熱軋鋼卷。鋼 卷的重量是 1530T 左右。今年，中國的熱軋生產(chǎn)能力擴(kuò)大，已經(jīng)有幾十個熱軋生產(chǎn)線，還有一些 項目將開工建設(shè)或投產(chǎn)。 鋼卷賣的主要是大客戶，一般用戶沒有開卷裝置或數(shù)量有限。所以鋼卷的后續(xù)處理將是非常有 前途的行業(yè)。當(dāng)然，大鋼米爾斯開卷、平整工程。 鋼的生產(chǎn)能力品種的冷軋薄板，關(guān)鍵的鍍鋅板，彩涂鋼板，不銹鋼板，冷軋硅鋼片，資金嚴(yán)重 短缺，但技術(shù)條件和限制，追求短期效益的影響，近幾年鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)幾乎線材，螺紋鋼，窄帶 鋼普通鋼產(chǎn)品，一方面加強(qiáng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)布局不合理的矛盾，另一方面，達(dá)不到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升 級的目的。隨著中國鋼鐵消費的板帶比近年來一直保持在 4042%，但鋼帶生產(chǎn)一直保持在 36%左 右，雖然帶鋼產(chǎn)量也有所增加，主要是大型國有企業(yè)挖潛和膨脹來實現(xiàn)的，與企業(yè)新的發(fā)展幾乎沒 有貢獻(xiàn)。高附加值，高技術(shù)含量的片，由鋼鐵公司追求高質(zhì)量，根據(jù)目前的統(tǒng)計，我國只有，熱軋 鋼的生產(chǎn)能力已超 200000000 噸，約八千萬噸的生產(chǎn)能力。在實際生產(chǎn)中，板通常是成卷供應(yīng)，俗 稱帶，具有尺寸精度高，表面質(zhì)量好，加工方便，節(jié)省材料等。按材料分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼兩大類； 根據(jù)熱處理方法，冷軋兩。冷熱鋼板的成形過程，對組織與鋼板軋制性能影響很大，主要表現(xiàn)在熱 軋，冷軋只有小鋼和板材的生產(chǎn)。熱軋是高于再結(jié)晶溫度的軟化壓輪材料壓制成板或鋼截面，材料 的變形，但在材料的物理性質(zhì)沒有改變。熱軋冷軋，除已車輪滾動壓料作進(jìn)一步的材料有孔蝕除氧 化過程中材料的再結(jié)晶溫度以下的溫度再結(jié)晶過程。經(jīng)過大量的冷再結(jié)晶退火-冷壓（重復(fù) 2 到 3 次）的過程，在分子水平上的變化，金屬材料（再結(jié)晶） ，合金形成的物理特性變化。因此，表面 質(zhì)量好，光潔度高，產(chǎn)品的尺寸精度，性能和組織的產(chǎn)品能夠滿足一些特殊的使用要求，如電磁特 性，深沖性能。冷軋帶鋼可用于汽車制造，電子產(chǎn)品，汽車，航空航天，精密儀器，罐頭食品。在 這個過程中熱軋、冷軋帶鋼，成品一般要經(jīng)過地下收卷裝置成各種尺寸的鋼卷。當(dāng)在多跨廠房縱向 運動時可以使用的驅(qū)動鋼卷，橫向移動的車不能做的，他們需要鋼卷轉(zhuǎn)移專用平車。國內(nèi)一般 卷運輸部引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備入口鋼卷小車體和它的軌道，相應(yīng)的改進(jìn)是不存在的設(shè)備。因此， 研究設(shè)計是非常必要的。 鋼卷包裝是鋼卷儲存和運輸?shù)闹匾Ｗo(hù)措施。傳統(tǒng)的鋼卷包裝為手工作業(yè),包裝質(zhì)量差、生產(chǎn) 效率低和工人勞動強(qiáng)度大是這一落后包裝技術(shù)的致命弱點。特別是,隨著軋制速度的提高,新建的冷 軋生產(chǎn)線的能力都在百萬噸級,低效率的手工包裝根本不能滿足生產(chǎn)要求。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的鋼鐵企 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 業(yè)都非常重視鋼卷包裝,將其提高到 保證安全儲運,提升產(chǎn)品檔次!的高度,開發(fā)出完整的鋼卷包裝工 藝技術(shù)和裝備,基本實現(xiàn)了鋼卷包裝的自動化。 1.2 帶鋼收卷裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 熱帶鋼收卷裝置是地下收卷裝置，最早是人輥式收卷裝置即由 8 個成型輥和導(dǎo)板組成。由于 成型輥和導(dǎo)板太多，相互間縫隙多容易發(fā)生卡鋼事故。另外，成型輥和卷筒間縫隙不均勻，壓力不 等。卷取成塔形多嚴(yán)重時卡鋼不能工作。為減少事故改成四輥式每個成型輥單獨驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單多 了工作可靠，但隨著鋼卷直徑加大壓緊不好，不能卷大直徑的鋼卷。以后又采用二輥式收卷裝置結(jié) 構(gòu)更簡單成型輥小，但導(dǎo)板長度增加，卷取困難，只用于厚度大的帶鋼。 現(xiàn)在采用三輥式收卷裝置，采用計算機(jī)進(jìn)行控制。卷筒與最后一架精軋機(jī)直接建立張力卷取 最好自動控制卷取是近代最好的收卷裝置，為防止懸臂卷筒彎曲采用活動支承。 冷帶鋼收卷裝置是地上收卷裝置，早期冷帶鋼收卷裝置選用圓柱形實心卷筒，有夾緊機(jī)構(gòu)的 鉗口無脹縮機(jī)構(gòu)，采用重卷機(jī)以便卸卷。也可用在小型冷軋機(jī)上，不重卷只要卷筒反轉(zhuǎn)便可由人工 取下帶卷，以后發(fā)展成弓形塊收卷裝置。該收卷裝置剛性差，弓形塊結(jié)構(gòu)不對稱，不利于高速，大 負(fù)荷運轉(zhuǎn)。為了滿足高速大負(fù)荷要求又出現(xiàn)了扁形塊式收卷裝置。由于扁形塊結(jié)構(gòu)對稱、強(qiáng)度高， 可在冷軋機(jī)上使用多年。近年來，冷軋機(jī)向告訴、大重卷、自動化方向發(fā)展。為保證卷取質(zhì)量，減 少收卷裝置的轉(zhuǎn)動慣量，采用八棱錐扇形塊收卷裝置。最近收卷裝置又采用牙條扇形塊式無縫隙卷 筒，用于窄帶冷軋機(jī)上。 1.3 冷帶鋼收卷裝置的類型和特點 1、實心卷筒收卷裝置 實心卷筒收卷裝置，卷筒呈實心圓柱形，這種收卷裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，卷筒具有很大的 強(qiáng)度和剛度，用于卷取薄帶鋼或張力很大鋼卷很重的可逆式冷軋帶鋼軋機(jī)上，缺點是卷筒直徑不能 脹縮，為了卸卷則要增設(shè)一臺可脹縮卷筒的重卷機(jī)，當(dāng)軋制終了時，帶鋼從實心卷筒往重卷機(jī)上重 卷并卸卷?，F(xiàn)安裝在 1400 偏入輥冷軋機(jī)上。 2、弓形塊卷筒收卷裝置 弓形塊式收卷裝置卷筒直徑能脹縮，鉗口能夾緊和松開，夾緊帶鋼頭部和卸卷均較方便。但 由于弓形塊剛性較弱，故這種收卷裝置多用在橫切、酸洗、熱處理及涂層機(jī)組。弓形塊卷筒按其脹 縮機(jī)構(gòu)的類型可分為凸輪式、斜楔式和徑向活塞式等。弓形塊式卷筒的主要缺點是卷筒的結(jié)構(gòu)不對 稱、質(zhì)量分布不均衡，因此不能在高速，大負(fù)荷下運轉(zhuǎn)。為此，這種卷筒多用在冷軋機(jī)車間的精整 機(jī)組中。 3、扇形塊式收卷裝置 扇形塊式收卷裝置的卷筒由四個扇形塊組成。卷筒的脹縮靠扁形塊下面四棱錐軸的軸向運動 來實現(xiàn)。因此，四棱錐扇形塊式卷筒是這樣收卷裝置的基本形式。由于四棱錐扇形塊式收卷裝置卷 筒結(jié)構(gòu)對稱、強(qiáng)度高。因此，廣泛用于冷連軋機(jī)組、平整機(jī)組和單機(jī)座可逆或不可逆冷軋機(jī)組中。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 這種收卷裝置結(jié)構(gòu)簡單強(qiáng)度好，但由于卷筒脹開時扇形塊之間有很大縫隙，這在卷取薄帶時會產(chǎn)生 壓痕影響帶鋼表面質(zhì)量。 近年來，冷軋機(jī)向高速、大重卷、自動化方向發(fā)展。為保證鋼卷質(zhì)量。在收卷裝置結(jié)構(gòu)上也 做了較大的改進(jìn)。采用小轉(zhuǎn)動慣量以便使制動和調(diào)速，卷筒采用四棱錐加鑲條的結(jié)構(gòu)即八棱錐式收 卷裝置。卷筒脹開時是個完整的圓柱體。當(dāng)四個棱錐移動時，鑲條沿心軸的斜面徑向移動卷筒脹開， 鑲條正好填滿扁型塊式之間的縫隙卷筒是完整的圓柱形。由于四棱錐和四棱錐鑲條扇形塊式卷筒質(zhì) 量分布均勻，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、使用可靠，要求加工精度高?，F(xiàn)在在連軋機(jī)力 1/2，因而有可能在滿足 工藝要求的前提下，適當(dāng)減少結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，簡化機(jī)械加工。特別在窄帶鋼冷軋機(jī)上更為合適。 1.4 雙工位金屬帶收卷裝置研究內(nèi)容和方法 為搞好雙工位金屬帶收卷裝置的設(shè)計，按下列步驟和方法進(jìn)行 1、收集資料了解同類雙工位金屬帶收卷裝置的工作特點和生產(chǎn)中存在的問題，查閱有關(guān)資料。 2、 制定設(shè)計方案，對存在問題進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)，同時對方案的特點進(jìn)行分析即方案評述。 3、 選擇傳動系統(tǒng)進(jìn)行電機(jī)容量的選擇。 4、 對設(shè)計方案、主要零件進(jìn)行設(shè)計計算，保證它們的強(qiáng)度和剛度要求。 5、 繪制總圖、部分部件圖和零件圖。 6、說明設(shè)計方法和要求、提出對控制系統(tǒng)的設(shè)計要求。 7、 進(jìn)行設(shè)計的經(jīng)濟(jì)分析與評價。 4 2 雙工位金屬帶收卷裝置方案的選擇與評述 2.1 畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容 內(nèi)容： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬帶鋼生產(chǎn)目前大部分采用連續(xù)化成卷生產(chǎn)。在金屬帶鋼生產(chǎn)過程中 需要用到金屬帶收卷設(shè)備來完成金屬帶鋼的纏繞收卷工序，以及實現(xiàn)金屬帶鋼生產(chǎn)的連續(xù)化、機(jī)械 化及自動化。因此金屬帶鋼收卷設(shè)備是實現(xiàn)金屬帶鋼生產(chǎn)連續(xù)化的重要設(shè)備之一。 查閱相關(guān)資料，了解收卷裝置的工作原理； 進(jìn)行方案選擇論證，優(yōu)選出最佳方案； 設(shè)計一臺雙工位金屬帶收卷裝置，能實現(xiàn)雙頭轉(zhuǎn)換使用功能，金屬帶卷的張緊和放松功能； 根據(jù)牽引力進(jìn)行動力系統(tǒng)設(shè)計計算、傳動系統(tǒng)設(shè)計計算，進(jìn)行必要的校核計 算； 繪制裝配圖、零件圖，編制設(shè)計計算說明書。 了解相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。 2.2 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù) 要求： 1、收卷裝置可旋轉(zhuǎn) 180 度，實現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換，并可定位； 2、收卷直徑：4001000 毫米； 3、工作牽引力為 1500N 2000N；收卷寬度可調(diào)； 4、收卷速度：210 轉(zhuǎn)/分，具有超載保護(hù)裝置。 5、設(shè)計要求結(jié)構(gòu)合理、工藝性好、圖紙表達(dá)完整清晰。 2.3 收卷裝置方案 圖 2.1 冷帶鋼收卷裝置方案圖一 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 圖 2.1 冷帶鋼收卷裝置方案圖二 第一種方案由于采用電機(jī)一級鏈傳動，張力不恒定，但是如果過載可以利用鏈傳 動的打滑保護(hù)傳動裝置和電機(jī)。主要應(yīng)用不可逆冷軋機(jī)上。 第二種方案由于沒有采用一級鏈傳動傳動、精度高，只要與主機(jī)調(diào)速范圍配合好 可以保證恒張力軋制。該設(shè)計采用第二種方案， ，所以選擇該方案。 經(jīng)過現(xiàn)場實習(xí)調(diào)研，原收卷裝置的張力較小，所以這次設(shè)計中增加了帶鋼的張力， 同時電機(jī)容量也有所增加，原軸承經(jīng)過計算符合設(shè)計要求，故軸承還選原軸承。原卷 取張力小使得帶鋼表面質(zhì)量較差，現(xiàn)增大張力后，提高了帶鋼的表面質(zhì)量，并減減小 了軋制力。 設(shè)計改進(jìn)有兩個方便。第一，保證了恒張力軋制，張力的增加有效的提高了帶鋼 表面質(zhì)量。第二，減小了軋制力。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 3 主要結(jié)構(gòu)尺寸的選擇 3.1 卷筒直徑的確定 對于冷軋帶材收卷裝置，卷筒直徑的選擇一般以卷取過程中內(nèi)層帶材不產(chǎn)生塑性 變形為設(shè)計原則。對熱軋帶材收卷裝置，則要求帶材的頭幾圈產(chǎn)生一定程度的塑性變 形，以便得到整齊密實的帶卷。但是由于受卷筒強(qiáng)度和作業(yè)線工序互相銜接的限制， 卷筒直徑不宜取得過小或過大。設(shè)計時可以考慮以下經(jīng)驗方法： 冷帶鋼卷取時 2.12 （3.3）max2015hD . mm3 在卷取帶材的厚度范圍很大，則應(yīng)采取可更換卷筒或可加套筒方案，根據(jù)帶材的 厚度和工藝要求變換卷筒直徑，防止厚帶材在小直徑卷筒上出現(xiàn)塑性變形或薄帶材帶 卷因內(nèi)孔過大而出現(xiàn)塌卷現(xiàn)象。因此，取卷筒直徑 mm265D 3.2 卷筒筒身長度的確定 卷筒筒身工作部分長度應(yīng)等于或稍大于軋輥輥身長度，卷筒直徑的脹縮量約為 1540 mm。 根據(jù)已知軋件最大寬度 mm , 取卷筒筒身長度160B mm2l 3.3 初選電動機(jī)容量 1、選擇電動機(jī)的類型 按工作要求電機(jī)需要調(diào)速，因此選用直流電機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 220/380 V，Z 型。 2、選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)所需工作功率為 kW 3.2-1 （3.4）awdP 式中： 工作機(jī)所需要工作功率，指收卷裝置的收卷裝置構(gòu)張力卷取所需功率，wP kW； 由電動機(jī)至收卷裝置收卷裝置構(gòu)的總效率。a kW 3.2-2 （3.5）awvTKP102 式中： ；數(shù) ， 取塑 性 彎 曲 及 摩 擦 影 響 系 2.2K N；卷 取 張 力 ，T m/s；卷 取 速 度 ，v 由電動機(jī)至收卷裝置收卷裝置構(gòu)的總效率。a 由電動機(jī)至收卷裝置構(gòu)的傳動總效率為 3.2-5 （3.6）4321a 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 效 率 。齒 輪 傳 動 、 卷 筒 的 傳 動分 別 為 聯(lián) 軸 器 、 軸 承 、式 中 ： 4321 取 ，級 ， 不 包 括 軸 承 效 率 ）（ 齒 輪 精 度 為（ 滾 子 軸 承 ）， 897.0,98.0. 3 ，則由式（3.6）得96.04 6.8.2a 6 將式（3.5） 、 （3.6）代入式（3.4）中得 advTKP102 86. kW35 根據(jù)電動機(jī)容量，由有關(guān)手冊查出初選電機(jī) Z282，額定功率 kW，40dP 轉(zhuǎn)速 7501500 r/min。 3、確定帶卷的最大卷徑 （3.7）mBDw24 式中： mm；帶 卷 外 徑 ，wD mm；卷 筒 直 徑 ， mm；帶 卷 寬 度 ，B mm；卷 材 密 度 ， mm。帶 卷 質(zhì) 量 ，m 由式（3.7）得 24DBmw 658.710 mm42 卷取張力控制的實質(zhì)在于，若卷取線速度不變，采用電流調(diào)整器使電樞電流保持 恒定，就可以保證張力恒定。為了保持張力不變，必須保持收卷裝置卷取帶鋼線速度 不變。事實上隨著卷徑變化，卷取帶鋼線速度是變化的。這就需要電動機(jī)有調(diào)速能力， 調(diào)速范圍應(yīng)保證滿足下式 1.2-9 （3.8）Dnwrmax 式中： ；卷 筒 的 最 大 轉(zhuǎn) 速 和 基 速、 rnmax 帶 卷 的 外 徑 和 內(nèi) 徑 。、 Dw 2654071 mm（滿足要求）w 3.4 電動機(jī)軸上的力矩的計算 1、電動機(jī)至卷筒的轉(zhuǎn)速比 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 卷筒的轉(zhuǎn)速 （對應(yīng)于最大卷徑，最大機(jī)組速度時）為筒n 1.2-5 （3.9）Dvn60筒 式中： r/min；卷 筒 轉(zhuǎn) 速 ，筒 m/s；卷 取 速 度 ，v mm。卷 筒 直 徑 ，D 2658.10筒n r/min79 速比 為i （3.10）筒nir 79.1250 8 2、電機(jī)軸上的最大力矩計算 2.12-15a （3.11）fjbTz MM 式中： 電機(jī)軸上的最大力矩，Nm Nm；zM 張力對電機(jī)軸的阻力矩，Nm；T 帶材彎曲對電機(jī)軸的阻力矩，Nm；b 加速卷取時形成的電機(jī)軸阻力矩，N m；j 卷筒軸承摩擦形成的電機(jī)軸阻力矩，N m。f 2.12-16 （3.12）3012hBiDMwT 式中： mm；帶 卷 外 徑 ，wD mm；帶 卷 寬 度 ，B mm；帶 卷 厚 度 ，h MPa；單 位 張 力 ，0 電 機(jī) 至 卷 筒 的 減 速 比 。i 2.12-17 （3.13）3 2104sbihBM 式中： mm；帶 卷 寬 度 ，B mm；帶 卷 厚 度 ，h MPa；屈 服 極 限 ，s 電 機(jī) 至 卷 筒 的 減 速 比 。i 由式（3.12）得 31045.1607.524TM Nm 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 由式（3.13）得 3210578.4160bM Nm3 由于 所產(chǎn)生的阻力矩比較小，可以在確定 時選取一個比較的大的值來fjM和 zM 彌補(bǔ) 產(chǎn)生的阻力矩。因此，將式（3.12） 、 （3.13）代入式（3.11）可以得fj和 5.62.08z Nm971 綜合考慮各種因素，取 Nmz 3.5 電動機(jī)的校核 在初選完電機(jī)并確定了傳動比之后，應(yīng)該對電機(jī)過載能力進(jìn)行校核，即應(yīng)滿足下 列條件 2.12-15 （3.14）erzM 式中： 所 選 電 機(jī) 的 過 載 系 數(shù) ； Nm；電 機(jī) 額 定 力 矩 ，erM 3.2-17 rdernP950 （3.15） 74 Nm3.509 將式（3.15）代入式（3.14）中得 Nm.86.12 Nm4 根據(jù)上述校核結(jié)果，該電機(jī)校核通過。 3.6 減速機(jī)的選型 1、電動機(jī)至卷筒的速比 卷筒的轉(zhuǎn)速 （對應(yīng)于最大卷徑，最大機(jī)組速度時）為筒n Dvn60筒 式中： r/min；卷 筒 轉(zhuǎn) 速 ，筒 m/s；卷 取 速 度 ，v mm。卷 筒 直 徑 ，D 2650筒n r/min7.1 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 速比 為i 筒nir 79.1250 8 2、確定減速機(jī)的速比 根據(jù)所選減速機(jī)為 JZQ250 一級減速機(jī)，在從電機(jī)傳動卷筒做卷取運動過程中，其 余傳動部件（除減速機(jī)）的速比都為 1，故減速機(jī)的傳動比為 7.5i 4 齒輪傳動設(shè)計計算 4.1 選擇材料 根據(jù)表 7-1,選擇齒輪的材料為 45 鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)硬度 HBS 可達(dá) 229286。 4.2 壓力角 的選擇 由機(jī)械原理知識可知,增大壓力角,能使輪齒的齒厚和節(jié)點處的齒廓曲率半徑增大, 可提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度。此處，壓力角 可取 20。 4.3 齒數(shù)和模數(shù)的選擇 對軟齒面的閉式齒輪傳動,其承載能力主要取決于齒面接觸疲勞強(qiáng)度。而齒面接觸 應(yīng)力的大小與小齒輪的分度圓直徑有關(guān),即與齒數(shù)和模數(shù)的積有關(guān)。因此在滿足彎曲疲 勞強(qiáng)度的前提下,宜選擇較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)。這樣除能增大重合度,改善傳動的 平穩(wěn)性外,還因模數(shù)的減小而降低齒高,從而減小金屬的切削量,減少滑動速度,減少磨 損,提高抗膠合能力。 4.4 齒寬系數(shù) 由強(qiáng)度公式可知,當(dāng)載荷一定時,增大齒寬可以減小齒輪直徑,降低齒輪圓周速度。 但增大齒寬,齒面上的載荷分布不均勻性也將增大。查表 7-7,中間軸上的齒輪與大齒輪 嚙合時取齒寬系數(shù) 為 1.0;懸臂上的齒輪與小齒輪嚙合時取 為 0.5。根據(jù)公式d d ,計算結(jié)果圓整為 5 的整數(shù)倍 ,作為大齒輪的齒寬 ,小齒輪齒寬取1db 2b ,以補(bǔ)償加工裝配誤差。m)05(2 4.5 確定齒輪傳動的精度 根據(jù) GB10095-1988 規(guī)定,齒輪精度等級分為 12 級,1 級最高,12 級最低,常用 69 級。根據(jù)表 7-8 選用 7 級精度的齒輪。 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 因為載荷中有輕微振動，傳動速度不高，傳動尺寸無特殊要求，屬于一般的齒輪 傳動，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查機(jī)械基礎(chǔ)P 322表 1410，小齒輪選用 45 號 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 236HBS；大齒輪選用 45 號鋼，正火處理，硬度為 190HBS。 精度等級初選 減速器為一般齒輪傳動，圓周速度不會太大，根據(jù)機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P 145表 57，初選 8 級精度。 選齒輪齒數(shù) Z1=285，則大齒輪齒數(shù)為 Z2=i Z1=285， （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計齒輪 由于本設(shè)計中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動，齒輪承載能力主要由齒輪接觸 疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計公式為： (3-1)1231.()EHdKTud 確定載荷系數(shù) K 因為該齒輪傳動是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相 對軸承是對稱布置，根據(jù)電動機(jī)和載荷的性質(zhì)查機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P 147表 58， 得 K 的范圍為 1.41.6， 取 K1.5。 接觸疲勞許用應(yīng)力 (3-2)limiHNPZS ）接觸疲勞極限應(yīng)力 由機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P 150圖 530 中的 MQ 取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度， 查得 45 鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為 =600MPa , =560MPa lim1Hlim2H ）接觸疲勞壽命系數(shù) ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為 N=60 n jt h 工作壽命每年按 300 天，每天工作 28 小時，故 th=(3001028)=48000h N1=60466.798148000=1.344109 (3-3) 982.3410= .27610i 查機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P 151圖 531，且允許齒輪表面有一定的點蝕 ZN1=1.02 ZN2=1.15 ) 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) SHmin 查機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P 151表 510，得 SHmin1 ）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 。HP 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計算公式得 (3-4)lim11n60.261HNpZMPaS (3-5)li22n5.4pH ）計算小齒輪直徑 d1 由于 ，故應(yīng)將 代入齒面接觸疲勞設(shè)計公式，得2pp2131.()36.85mEHdZKTud 查機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P 145表 57，v 12000kg） 中型 （零件重 1002000kg） 輕型 （零件重100kg） 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5100 10200 100450 中批生產(chǎn) 100300 200450 4504500 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 大批生產(chǎn) 3001000 4504500 450045000 大量生產(chǎn) 1000 以上 4500 以上 45000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 3045，毛坯重量 2 120245 6.04.0 頂、側(cè)面底 面 鍛孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸。 8.8 確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深 度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)切削用量簡明手冊 （第三版，艾興、肖詩綱 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 編，1993 年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以* 號，與機(jī)械制造設(shè)計工工藝簡明手冊的表區(qū)別。 3.6.1 工序 30 粗車外圓 45 表面及端面，注意各外圓留 1mm 的半精車余量 3.6.1.1 確定切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.1，由于 CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHBm2516 厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0 ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09vK01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 3MM，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = （9-pm3 1） .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時，1625pa410 進(jìn)給量 =0.51.0frm 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7 （9-f 2） 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1 30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =GCr1530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174207 時， ， ， =HBSp4f75.0rmrK 時，徑向進(jìn)給力： =945 。 045RFN （9-3） 切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實際f rofKsFfkrFfK 進(jìn)給力為： =945 =1111.5 （9-fF17.N 4） 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1 壽命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 2002196YG 的鍛件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4fr75.0Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （9-00.184.920.1 5） in48 = = =120 （9-nDc1127ir 6） 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 =1250mir 這時實際切削速度 為：cV = = （9-1cn01257min 7） .校驗機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 1.25， = ， ，HBS160245pa3f ，切削速度 時，rm75.0min50V =CPKW7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0 =1.7 =1.2 （9-3. 8） 根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5CEP 選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0 .倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 sr8.3 換車刀手動進(jìn)給。 . 計算基本工時 （9-nflt 9） 式中 = + + ， = m127Llyl 由切削用量簡明使用手冊表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則m1 = + =1278 畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 = = （9-mt7.01258in46 10） 3.6.2 工序 40 半精車外圓 45 表面及端面，半精車各外圓臺階及圓弧圓角 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.1，由于 CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHBm2516 厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0 ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09vK01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 3MM，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = （9-pm3 11） .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時，1625pa410 進(jìn)給量 =0.51.0frm 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7f 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1 30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =GCr1530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174207 時， ， ， =HBSp4f75.0rmrK 時，徑向進(jìn)給力： =945 。045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實際f rofKsFfkrFfK 進(jìn)給力為： =945 =1111.5 （9-f17.N 12） 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1 壽命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 2002196YG 的鍛件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 1.28） ，故： = tVvK=63 （9-00.184.920.1 13） min48 = = =120 （9-nDc1127ir 14） 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 =1250ir 這時實際切削速度 為：cV = = （9-1cn01257min 15） .校驗機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 1.25， = ， ，HBS160245pa3f ，切削速度 時，rm75.0min50V =CPKW7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0 =1.7 =1.2 （9-3. 16） 根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5CEP 選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0 .圓角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 sr8.3 采用工序確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： a =2.5 f=0.65 n=3.8 v=45.4 T =56pmmsrinmis 3.6.3 工序 60 掉頭，粗車外圓 45 端面，注意各留 1mm 的半精車余量 3.6.3.1 確定切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.1，由于 C6021 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHBm2516 片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09vK01s0sr8. .確定切削深度 pa 畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5.2 = = （9-pa.251 17） .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時，m1625pam410 進(jìn)給量 =0.51.0 （9-fr 18） 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7 （9-fr 19） 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1 30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =GCr1530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174207 時， ， ， =HBSp4f75.0rmrK 時，徑向進(jìn)給力： =945 。045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實際f rofKsFfkrFfK 進(jìn)給力為： =945 =1111.5 （9-f17.N 20） 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1 壽命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 20021915YT 的鍛件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin63 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （9-00.184.920.1 21） min48 = = =120 （9-nDc127ir 22） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 =1250nmir 這時實際切削速度 為：cV = = （9-1cD01257min 23） .校驗機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 1.25， = ， ，HBS160245pam3f ，切削速度 時，rm75.0min50V =CPkw7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0 =1.7 =1.2 3.k 根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所ni25EPkw9.5CEP 選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0 .計算基本工時 （9-flt 24） 式中 = + + ， =127Llyl 由切削用量簡明使用手冊表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則m1 =126+ =1m28 = =mt.05in41 3.6.4 工序 70 半精車外圓 45 端面，半精車各外圓臺階及圓弧圓角 確定切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.1，由于 C6021 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHBm2516 片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09vK01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故.2 = = p5.m2 .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 1.4 畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時，m1625pam410 進(jìn)給量 =0.51.0fr 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7f 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1 30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =GCr1530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174207 時， ， ， =HBSp4f75.0rmrK 時，徑向進(jìn)給力： =945 。045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實際f rofKsFfkrFfK 進(jìn)給力為： =945 =1111.5 由f17.N 于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1 壽命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 20021915YT 的鍛件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin63 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （9-00.184.920.1 25） in48m = = =120 （9-nDc127ir 26） 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 =1250nir 這時實際切削速度 為：cV = = （9-1cD01257min 27） .校驗機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 由切削用量簡明使用手冊表 1.25， = ， ，HBS160245pam3f ，切削速度 時，rm75.0min50V =CPkw7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0 =1.7 =1.2 3.k 根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所ni25EPkw9.5CEP 選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0 .計算基本工時 （9-flt 28） 式中 = + + ， =127Llyl 由切削用量簡明使用手冊表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則m1 =126+ =1m28 = =mt.05in41 3.6.4 工序 100 車槽 1.3X27.2 到規(guī)定尺寸精度 確定切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.1，由于 CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHBm2516 厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0 ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09vK01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故5.2 = = p.m25 .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時，m1625pa410 進(jìn)給量 =0.51.0fr 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7f 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1 30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =GCr1530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174207 時， ， ， =HBSp4f75.0rmrK 畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 時，徑向進(jìn)給力： =945 。045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實際f rofKsFfkrFfK 進(jìn)給力為： =945 =1111.5 由f17.N 于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1 壽命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 20021915YT 的鍛件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin63 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （9-00.184.920.1 29） min48 = = =120 （9-nDc127ir 30） 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 =1250nir 這時實際切削速度 為：cV = = （9-1cD01257min 31） .校驗機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 1.25， = ， ，HBS160245pa3f ，切削速度 時，rm75.0min50V =CPkw7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0 =1.7 =1.2 3.k 根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所ni25EPkw9.5CEP 選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 =1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin50 .計算基本工時 （9-flt 32） 式中 = + + ， = m127Llyl 由切削用量簡明使用手冊表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則m1 =126+ =128 = = （9-mt7.0125in4 33） 工序 110 銑槽 切削深度 ： =2.2 pa 根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)1表2.4760.8/famz 查得切削速度 ，3023/minV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n （9-1045./in.160rd 34） 按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 。7./i 實際切削速度 ： （9-v 341607.540/10dnms 35） 進(jìn)給量 ： （9-fV.827.5/.9/ffaZns 36） 工作臺每分進(jìn)給量 ： （9-mf1.3/8.6/infVm 37） 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 20l 刀具切入長度 ：1 （9-0.5()lD 38） =81mm 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 機(jī)動時間 ： （9-2jt 12081.23min.6jmlf 39） 本工序機(jī)動時間： （9-12.051.8ijjtt 40） 42 總 結(jié) 本次設(shè)計，使我進(jìn)一步鞏固，加深和拓寬對機(jī)械原理，綜合運用材料和其他專 業(yè)課程知識的力學(xué)，分析和解決機(jī)械設(shè)計問題，知識。通過設(shè)計實踐，逐步樹立正 確的設(shè)計思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉機(jī)械設(shè)計的一般規(guī)律，分析問題和 解決問題的能力。通過設(shè)計計算，圖紙和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用說明書，設(shè)計說明書和其 他有關(guān)材料，機(jī)械設(shè)計的基本技能和綜合訓(xùn)練。經(jīng)過幾個月的努力，通過這次的畢 業(yè)設(shè)計，我對機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計方案的擬定有了一定的認(rèn)識，機(jī)械傳動部件的選 用原則，機(jī)械傳動部件設(shè)計計算方案的原理等方面都有了一定的
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