畢業(yè)論文（設計）系別： 機械系 專業(yè)班級： 機自 姓名： 學號：題目名稱 車床轉(zhuǎn)盤加工專用銑床設計選題類別 （B）A.科學研究 B.技術開發(fā) C.經(jīng)濟建設 D.社會發(fā)展 E.其他教師姓名 職稱 學位選題來源 （B）A.科研 B.社會實際 C.學科競賽 D.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè) E.其它 課題情況成果類別主要研究內(nèi)容目標設計、研究內(nèi)容及分工：本課題是針對車床轉(zhuǎn)盤零件中結合面加工而設計的專用銑床設備。包括專用銑床總體、零部件的設計方法和計算、工藝制定和夾具設計；熟悉并應用零部件標準以及國家相關技術標準。設計任務：大批量生產(chǎn)，材料：HT2001）完成專用機床總體結構設計；2）完成部件設計、夾具設計；3）完成零件設計；4）完成計算校核和工程圖繪制。教研室審題意見負責人: 年 月 日 系（部）審批意見負責人: 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）開題報告論文（設計）題目 車床轉(zhuǎn)盤加工專用銑床設計姓名 系別 專業(yè)班級 學號1.選題目的和意義：1.1選題目的機械工業(yè)是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消耗品的產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟各部門生產(chǎn)技術的進步和經(jīng)濟效益的高低在很大程度上取決于它所采用裝備的性能和質(zhì)量。所以機械工業(yè)的技術水平和規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標志。1.培養(yǎng)我們運用機械制造及有關課程 機械工程材料、機械設計、互換性與公差、金屬切削原理與刀具、金屬切削機床概論、機械制造裝備設計等的知識結合生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習中學到的實踐知識,獨立分析和解決問題。2.培養(yǎng)我們熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力。 3.了解專用機床一般設計步驟進一步熟悉機床結構。1.2選題意義在機械加工技術的不斷發(fā)展中，以往的生產(chǎn)方式已不能完全適應新形勢的要求。比如，我們傳統(tǒng)的通用機床，由于它為了適應各種零件的通用加工，強調(diào)了加工范圍的廣泛性，使其萬能性增大，隨之帶來的便是機床結構復雜，并且在加工某一零件的某些加工表面時，使機床不能完全發(fā)揮出全部效能。為了克服通用機床的弊端，工程技術人員便相應地推出了專用機床。專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的,專用機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此專用機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產(chǎn)線.專用機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動，來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進給運動，也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件（如飛輪、汽車后橋半軸等）的外圓和端面加工。而銑床是一種用途廣泛的機床，在 銑 床 上 可 以 加 工 平 面 （水平面、垂 直 面 ） 、溝槽,分齒形零件，螺旋形表面，及各種曲面。此外，還可用于對回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進行切斷工作等。由于專用銑床是多刀斷續(xù)切削，因此專用銑床的生產(chǎn)率更高。1.本選題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢：機床工業(yè)技術水平的客觀反映,代表了一個國家機械制造技術，機 床 是 工 作 母 機 ，機 床 制 造 業(yè) 對 國 民 經(jīng) 濟 的 發(fā) 展 起 著 重 要 作 用 。 建國初期，在優(yōu)先發(fā)展重工業(yè)。的方針指導下，機床制造業(yè)迅速發(fā)展，按國民經(jīng)濟計劃建立了一大批制造廠，專業(yè)分工明確，機床型號齊全，形成了完整的通用機床制造體系。向各行業(yè)提供了大量的工作母機，有利的推動了國民經(jīng)濟的發(fā)展。隨著時代的發(fā)展，特別是改革開放以來專用機床的需求量增加，通用機床的需求量相對減少。專用機床的生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。于是，各通用機床廠紛紛建立專機車間或?qū)C分廠，生產(chǎn)專用機床。由于設計、制造、組裝、和調(diào)試經(jīng)驗不足，使之在市場特別是國際市場中缺乏競爭力。專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的,而中國的汽車產(chǎn)業(yè)起步晚于歐美等國，國內(nèi)外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實現(xiàn)機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。在發(fā)展的同時還需進一步發(fā)展不同程度的低，中，高檔機機電一體化類產(chǎn)品，這有助于滿足不同生產(chǎn)規(guī)模，大中小不同技術水平的企業(yè)的要求。這對我國加工制造業(yè)提高加工精度，加工效率，自動化程度和綜合制造技術水平都有著非常深遠和有利的長遠趨勢。3.主要研究內(nèi)容：本課題任務是針對車床轉(zhuǎn)盤零件中結合面加工而設計的專用銑床設備。包括專用銑床總體、零部件的設計方法和計算、工藝制定和夾具設計；熟悉并應用零部件標準以及國家相關技術標準。設計任務：要求：大批量生產(chǎn)，材料：HT2001）完成專用機床總體結構設計；2）完成部件設計、夾具設計；3）完成零件設計；4）完成計算校核和工程圖繪制。參考文獻[1]吳宗澤.機械零件設計手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2003[2]聯(lián)合編寫組.機械設計手冊[S].（1-6 卷）.北京：機械工業(yè)出版社，2004[3]趙則祥.公差配合與質(zhì)量控制[M].開封：河南大學出版社，1999[4]王隆太，朱燈林，戴國洪，宋愛平，機械 CAD/CAM技術（第三版），北京：機械工業(yè)出版社，2012.2[5]大連理工大學工程圖學教研室，北京：機械制圖（第六版），2013.5.[6]王先逵.機械制造工藝學【M】北京：機械工業(yè)出版社，2002.[7]薛源順.機床夾具設計【M】北京：機械工業(yè)出版社，2000.3、本課題主要解決的問題本次設計的目標是車床轉(zhuǎn)盤加工專用銑床設計，：其要求是大批量生產(chǎn)，材料：HT200通過畢業(yè)實習，上網(wǎng)查資料，我對車床轉(zhuǎn)盤加工專用銑床有了一些基本的了解，也學到了很多專用機床方面的知識。專用機床幾乎都是單一性生產(chǎn)，要根據(jù)用戶提出的要求，進行一次性開發(fā)，一次性制造，而且還要保證一次性成功。專用機床是一種專門適用于特定零件和特定工序加工的機床，而且往往是組成自動生產(chǎn)線式生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，不可缺少的機床品種。由于專用機床是一種“量體裁衣”產(chǎn)品，具有高效自動化的優(yōu)點，是大批量生產(chǎn)企業(yè)的理想裝備。隨著制造技術的進步，數(shù)控技術的普及，專用機床的數(shù)控化發(fā)展也很快，專用機床在生產(chǎn)實踐中占有一定的比重。 4.完成論文的條件、方法及措施，包括實驗設計、調(diào)研計劃、資料收集、參考文獻等內(nèi)容。本設計課題的任務主要是完成車床轉(zhuǎn)盤加工專用銑床的設計。(1)分析設計對象的結構特點； (2)查閱相關資料并確定總體機構方案；(3)通過分析計算，確定加工工件工藝，加工方案，機床結構方案，以及主要零件圖的設計。(4)畫出零件圖及裝配圖，撰寫說明書。設計的后期針對設計中出現(xiàn)的各種問題進行修改與完善，為最后畢業(yè)論文答辯打下基礎。5.指導教師意見及建議：簽字： 年 月 日 本科畢業(yè)論文（設計）車床轉(zhuǎn)盤加工專用銑床設計 系 （部）專 業(yè)學 號學生姓名指導教師提交日期 年 月 日摘 要本設計車床轉(zhuǎn)盤零件加工過程的基礎設計的夾具設計。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔表面。在零件的夾具設計中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應限的自由度數(shù)，進而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結構形式。本次設計的題目是車床轉(zhuǎn)盤加工專用銑床設計。首先針對所要加工的零件入手，對機床進行總體方案設計，進而確定機床的總體布局，隨后，對主軸組件進行設計。在設計主軸組件時，以主軸為線索，在滿足剛度、精度等要求下，完成其它（如軸承、軸向調(diào)節(jié)機構、鎖緊機構等）所有零件的設計。關鍵詞：車床轉(zhuǎn)盤零件；工藝；夾具；組合機床，主軸組件，剛度，主軸，軸承IIIAbstractFixture design basis for the design of the dial design lathe parts machining process. The main part of the plane and hole machining process. In general, it is easier than to ensure that guarantee precision machining holes. Therefore, the design principle to follow is machined hole surface after the first processing surface. In fixture design parts, primarily based on parts machining process requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then depending on the surface characteristics of selected parts of the positioning element, and then analyze the selected positioning element can be defined limit freedom. After determining the positioning elements also need to select the clamping element, it is to determine the final form of the structure of the special fixture.This topic is designed turntable lathe milling machining special design. For the first part to be machined start the machine overall program design, and to determine the overall layout of the machine, then the spindle assembly design. In the design of the spindle assembly, the spindle for clues, to meet stiffness and precision requirements, the completion of the other (such as bearings, axial adjustment mechanism, locking mechanism, etc.) the design of all parts.Keywords: carousel lathe parts; crafts; jig; combination of machine tools, spindle assembly, rigidity, spindle bearingsIV目 錄摘 要 .IIAbstractIII第 1 章 車床轉(zhuǎn)盤零件的分析11.1 車床轉(zhuǎn)盤的用途.11.2 車床轉(zhuǎn)盤的技術要求.11.3 車床轉(zhuǎn)盤的工藝性.11.4 車床轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型確定.2第 2 章 車床轉(zhuǎn)盤機械加工工藝規(guī)程設計32.1 分析零件圖.32.2 選擇毛坯制造形式.32.3 擬定工藝路線.32.3.1 劃分加工階段32.3.2 選擇基準32.3.3 確定加工方案42.4 確定切削用量及工時定額.6第 3 章 專用銑床總體結構設計143.1 要采用專用機床原因.143.2 工藝分析.143.2.1 工藝方法的確定143.2.2 機床總體布局143.2.3 機床運動的確定153.3 機床主要技術參數(shù)的確定.153.3.1 確定工件余量153.3.2 選擇切削用量163.3.3 運動參數(shù)163.3.4 動力參數(shù)— 主運動驅(qū)動電動機功率的確定173.4 進給驅(qū)動電動機功率的確定.183.5 主軸組件中相關部件.193.5.1 軸肩擋圈193.5.2 擋圈193.5.3 圓螺母193.5.4 套筒203.5.5 前、后支承的軸承蓋213.5.6 主軸用套筒及其鎖緊部分223.5.7 主軸尾部的內(nèi)花鍵233.6 主軸組件軸向調(diào)節(jié)機構.243.6.1 絲杠螺紋243.6.2 絲杠軸承的選擇243.6.3 絲杠螺母253.6.4 絲杠中段螺紋253.6.5 絲杠上的內(nèi)隔套253.6.6 絲杠上調(diào)節(jié)用錐齒輪26第 4 章 銑兩端面夾具設計284.1 設計要求284.2 夾具設計284.2.1 定位基準的選擇284.2.2 切削力及夾緊力的計算284.3 定位誤差的分析30V4.4 確定夾具體結構和總體結構.304.5 夾具設計及操作的簡要說明31結 論33致 謝34參考文獻351第 1 章 車床轉(zhuǎn)盤零件的分析1.1 車床轉(zhuǎn)盤的用途車床“刀架車床轉(zhuǎn)盤”零件它位于刀架部件的上刀架與下刀架之間，它是上刀架的導向件，當需要用小刀架車錐面時，可以通過車床轉(zhuǎn)盤相對于刀架的轉(zhuǎn)動來調(diào)整錐角。1.2 車床轉(zhuǎn)盤的技術要求車床轉(zhuǎn)盤各加工要求及相關技術要求列表如表（一） 加工表面 尺寸及偏差/mm公差及精度等級表面粗糙度Ra/μm底端面 6 IT12 3.2外圓面 5?IT7 0.8燕尾面 IT7 1.62-φ13mm 孔 φ12IT7 1.6Φ30mm 孔 Φ30 IT7 12.5Φ35 孔 Φ35 IT7 1.61.3 車床轉(zhuǎn)盤的工藝性底端面的表面加工精度為 Ra3.2μm，Ф196 外圓面、燕尾面、上端面的表面加工精度為 Ra1.6μm，Ф13 孔的表面加工精度為 Ra1.6μm，其余表面加工精度為Ra12.5μm。21.4 車床轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型確定零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特性。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領 N 可按下式計算： (1%)Qmab??式中 N——零件的生產(chǎn)綱領，件/年；Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺、輛/年；m——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，件/ 臺、輛；a%——備品率，一般取 2%-3%；b%——廢品率，一般取 0.3%-0.7%。根據(jù)上式結合題目給定數(shù)據(jù)，即可算出車床轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)綱領，進而確定出其生產(chǎn)類型。由于車床轉(zhuǎn)盤的質(zhì)量為 2kg，屬于輕型零件，由此再有文獻查表可知，該車床轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。3第 2 章 車床轉(zhuǎn)盤機械加工工藝規(guī)程設計2.1 分析零件圖由零件圖可以看出，主要加工表面有：底面 Ф65 外圓面；燕尾導軌面；Ф30 孔；尺寸 132 和尺寸 234 兩側面及其端面。2.2 選擇毛坯制造形式由于零件料是 HT200 鑄鐵，故可以根據(jù)以下幾個方面來選擇：（1）.刀架中部結構形狀比較復雜，采用鑄造方式比較合適；（2）.按任務規(guī)定本零件加工是屬于成批生產(chǎn)，而且尺寸精度和表面光潔度要求較高，采用Ⅱ級精度鑄件；（3）.為了提高機械加工效率，減少加余量、節(jié)省材料和改善機械性能，可以采用金屬模鑄造。2.3 擬定工藝路線擬定工藝路線的基本原則是應能夠妥善的保證零件的技術要求，即幾何尺寸精度和相互位置精度等必須得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定成批生產(chǎn)的條件下，為保證有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，可采用可變的具有較高生產(chǎn)率的專用設備，或在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，采用萬能機床加工專用夾具 [8]。2.3.1 劃分加工階段為減少加工時產(chǎn)生的形對精度的影響，容易發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，合理使用機床，在加工中應將粗、精加工分開，并且要先進行粗加工，然后再進行精加工。故刀架中部主要表面的加工分為粗、精、光整加工三個階段。2.3.2 選擇基準1. 粗基準刀架中部上加工精度較高并且對被加工工件精度影響較大是燕尾導面。為保證其加工精度均勻，以及行度精度要求，選用兩個 39*234 上表面面作粗基準。2. 精基準根據(jù)基準統(tǒng)一和基準重合原則，及定位穩(wěn)定可靠，選用銑燕尾槽作為精基準。42.3.3 確定加工方案1. 方案一10 鑄造 鑄造毛坯20 時效 時效處理30 銑 粗銑燕尾槽和兩個 39*234 上表面40 車 粗車 φ65 圓臺的端面、外圓面和臺階面50 車 粗車 φ120 凹槽60 銑 粗銑 φ196 外圓面及連接面65 銑 粗銑 78*227 面80 銑 半精銑兩個 39*234 上表面90 車 半精車 φ65 外圓面100 車 精車 φ65 外圓面110 鉆 鉆擴 φ30 孔120 鉆 鉆擴 φ35 孔130 鉆 鉸 φ35 孔140 銑 粗銑 132*23 和兩個 39*23 端面150 銑 半精銑 132*23 和兩個 39*23 端面160 鉆 鉆 2*φ13 孔165 磨削 磨削兩個 132*234 上表面180 鉗 去毛刺190 終檢 終檢200 入庫 清洗入庫2. 方案二10 鑄造 鑄造毛坯20 時效 時效處理30 銑 粗銑燕尾槽和兩個 39*234 上表面40 車 粗車 φ65 圓臺的端面、外圓面和臺階面50 車 粗車 φ120 凹槽60 銑 粗銑 φ196 外圓面及連接面65 銑 粗銑 78*227 面80 銑 半精銑兩個 39*234 上表面90 車 半精車 φ65 外圓面100 車 精車 φ65 外圓面5110 鉆 鉆擴 φ30 孔120 鉆 鉆擴 φ35 孔130 鉆 鉸 φ35 孔140 銑 粗銑 132*23 和兩個 39*23 端面150 銑 半精銑 132*23 和兩個 39*23 端面160 鉆 鉆 2*φ13 孔165 磨削 磨削兩個 132*234 上表面180 鉗 去毛刺190 終檢 終檢200 入庫 清洗入庫3. 工藝方案的比較兩個方案的區(qū)別主要體現(xiàn)在燕尾面的加工方法和孔 Φ30 孔 2×Φ13 的加工順序上。方案一采用銑削加工燕尾面，并把孔 Φ30 與孔 2×Φ13 孔的加工分別安排在兩道工序中，而方案二采有刨削來加工燕尾面，把孔 Φ30 與孔 2×Φ13 孔安排在一道工序中加工。通過比較，方案二采用刨削由于刨刀有空行程，生產(chǎn)率較銑削低，但加工特型面、大平面、垂直面刨削優(yōu)于銑削。而銑削方案中有磨削彌補了不足并且方案一把孔 Φ30與孔 2×Φ13 孔分開加工有利于提高生產(chǎn)率，提高機床功率利用率。故采用方案一為設計方案。10 鑄造 鑄造毛坯20 時效 時效處理30 銑 粗銑燕尾槽和兩個 39*234 上表面40 車 粗車 φ65 圓臺的端面、外圓面和臺階面50 車 粗車 φ120 凹槽60 銑 粗銑 φ196 外圓面及連接面65 銑 粗銑 78*227 面80 銑 半精銑兩個 39*234 上表面90 車 半精車 φ65 外圓面100 車 精車 φ65 外圓面110 鉆 鉆擴 φ30 孔120 鉆 鉆擴 φ35 孔130 鉆 鉸 φ35 孔6140 銑 粗銑 132*23 和兩個 39*23 端面150 銑 半精銑 132*23 和兩個 39*23 端面160 鉆 鉆 2*φ13 孔165 磨削 磨削兩個 132*234 上表面180 鉗 去毛刺190 終檢 終檢200 入庫 清洗入庫2.4 確定切削用量及工時定額2.4.1 粗銑燕尾槽和兩個 39X234 上表面1) 粗銑燕尾槽（1） 選擇切削深度：參考［Ⅲ］中 107 頁可知切削深度 ap=2mm（2） 選擇進給量：參考［Ⅲ］中 108 表 3-28 選擇每齒進給量 af=0.35mm（3） 選擇切削速度：查［Ⅲ］中 113 頁表 3-30 選取 v=0.25m/s（4） 確定刀具參數(shù)：根據(jù)［Ⅲ］中 265 頁表 5-41 選擇 D=100mm,齒數(shù) Z=12（5）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選取 nw=47.5r/min實際切削速度： s/m249.06104.3w???Dnv（6）計算切削工時由文獻［10］中 2-82 頁表 7-7 查得2). 粗銑兩個 39*234 上表面(1) 選擇切削深度：參考文獻［10］表 2.1-77 可知切削深度 ap=1mm(2) 選擇進給量：參考文獻［10］表 2.1-77 選取每齒進給量 af=0.1mm(3) 選擇切削速度：參考文獻［10］表 2.1-81 選取 v=0.35m/s(4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻［10］選擇刀具 D=100mm,齒數(shù) Z=12,d=32,B=50(5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床選?。?nw=75r/min實際切削速度：in/r7.410.25.1.0s ???vin025.13.852z1j ????fMlTmin/r8.61014.3510???Dvsmin/52.30175.01.??wv7s/m016.in/95.60941w????dv（6）計算切削工時查文獻［10］表 2.1-99 得 工序 40 粗車 φ65 圓臺的端面、外圓面和臺階面加工條件：工件材料：HT200，HB152-241，鑄件機床：CA6140刀具：端面車刀 材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm 2外圓車刀 材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm 21. 粗車端面（1） 選擇切削深度：參考文獻[10]1.2-33 可知 ap =2.2mm（2） 選擇進給量：參考文獻［10］1.2-33 選取每齒進給量 af=0.6mm/r（3） 選擇切削速度：參考文獻［10］1.2-33 取 ap=2.2mm（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取速度nw=100r/min實際切削速度（5）計算切削工時工序 50 粗車 φ120 凹槽(1)選擇切削深度：參考文獻[10]1.2-33 可知 ap=1.0mm (2)選擇進給量：參考文獻[10]1.2-33 取 af=0.6mm/r(3)選擇切削速度：參考文獻[10]1.2-33 v =1.5m/s(4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取轉(zhuǎn)速nw=160r/min實際切削速度：min694.35.102321??FMzLTj min/r45.9816010s ????dvmin/r67.14905.10s ????dvs/63.1104.3w??dv inj?fLT8min6875.01.j ???fnLT(5)計算切削工時工序 60：粗銑 φ196 外圓面及連接面。機床：臥式銑床 X62W刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)1YT0D?，此為粗齒銑刀。5Z?因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度 ：pa2.m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文f 0.15/famZ?獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .8/Vs每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻f f/8.[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.47/?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.601.9/min31rd????按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 475?實際銑削速度 ：v.402.9/106ns???進給量 ： fV.185701/ffaZm工作臺每分進給量 ： m./47.5infV??：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～81,取?aa6?切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 1l'8l刀具切入長度 ：120.5()(~3lDa????206)2m?刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ： jt1240.36in7.5jmlf????機動時間 ：'1j' 682.19.j所以該工序總機動時間 '10injjtt??9工序 70：粗銑 78*227 面。機床：臥式銑床 X62W刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) 8，15YT0Dm?此為細齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度 ：pa2.m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻f Zaf/18.0?[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/Vs每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文f .5/fm獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.6053/min314rd????按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 實際銑削速度 ：v.10.14/ds???進給量 ：fV0.586/2ffaZn工作臺每分進給量 ： m7/infVms被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 14l'68l刀具切入長度 ：精銑時11lD?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt12402.34min7jmlf???機動時間 ：j' 68.j?所以該工序總機動時間 '20.5ijjtt??工序 80：半精銑兩個 39*234 上表面。機床：臥式銑床 X62W刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) 8，15YT0Dm?此為細齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度 ：pa2.m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻f Zaf/18.0?[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/Vs每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文f .5/fm10獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.6053/in314rd????按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 實際銑削速度 ：v.10.14/ds???進給量 ：fV0.586/2ffaZnm工作臺每分進給量 ： m7/infVs被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 14l'68l刀具切入長度 ：精銑時11lD?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt12402.34min7jmlf???機動時間 ：j' 68.j?所以該工序總機動時間 '20.5ijjtt??工序 90 半精車 φ65 外圓面（1） 選擇切削深度：參考文獻[10]可知 ap=0.8mm（2） 選擇進給量： af=0.6mm/r（3） 選擇切削速度：根據(jù)已知條件：按機床選取切削速度 v=1.5m/s（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速按機床選取實際轉(zhuǎn)速n =160r/minw實際切削速度（5） 計算切削工時工序 100 精車 φ65 外圓面(1)已知切削深度：參考文獻[10]1.2-33 可知 ap=3.3mm(2)選擇進給量：參考文獻[10]1.2-33 查得 =0.6mm/rfmin/r6.147.30s?dvs/63.109410????dv s25.4min87.6.jfnLT11min347.026.015321j ??????fnlfLT s/56.i/.0w??ndvmin/r8.34s/r5.763.101ws ????dvn in/4.761032w????ndvmin234.06.5???fnLTj(3)選擇切削速度：根據(jù)已知條件：材料 HT200，硬度 HB190～241，a p=3.3mm，=0.6mm/r，參考文獻[10]1.2-33 選取 v=1.333m/sfa(4)機床主軸轉(zhuǎn)速：n =340r/min實際切削速度(5)計算切削工時：工序 120 鉆、擴 Φ35 孔加工條件：工件材料：HT200，HB190～241，鑄件加工要求：表面粗糙度 Ra1.6μm機 床：Z3040 搖臂鉆床刀 具：麻花鉆（高速鋼） 、擴孔鉆、鉸刀1. 鉆孔 Φ33（1） 選擇進給量：參考文獻[14]443 頁 9-33 取 =0.66mm/rfa（2） 選擇切削速度：參考文獻[14]446 頁 9-34 取 v=0.35m/s（3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： min/r20s/r38./35.1/10ws ???v選取機床轉(zhuǎn)速 nw=200r/min實際切削速度（4）計算切削工時2. 擴孔至 Φ34.75（參考文獻同上）（1） 選擇進給量：選取 =0.9mm/rfa（2） 選擇切削速度：選取 v=0.33m/s（3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：12min/r18s/r2.375.4010ws ????dvn min208.9.045321????fnlTj s/364.i/.10.0wnvs/m15.0in/93.6105w????ndv min/r514s/r69.8135.010ws ????dvn s/340.in/42.0150w???nv 選取機床轉(zhuǎn)速 nw=200r/min 實際切削速度（4）計算切削工時： 工序 130 精鉸 Φ35（1） 選擇進給量：可知 =1.6mm/rfa（2） 選擇切削速度：取 v=0.173m/s（3） 計算機床主軸轉(zhuǎn)速 按機床選取實際轉(zhuǎn)速 nw=63r/min 實際切削速度工序 160 鉆 2×Φ13 孔（參考文獻同上）（1）選擇進給量：取 =0.39mm/rfa（2）選擇切削速度：取 v=0.35mm/r（3）確定機床 主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選取實際轉(zhuǎn)速 =500r/min實際切削速度工序 170 磨削兩個 132*234 上表面（1） 選擇切削深度： ap=3mm（2） 選擇進給量：取 af=0.35mm（3） 選擇切削速度：取 v=0.25m/s（4） 確定刀具參數(shù)：選取端砂輪 D=100mm，Z=12in/r635017.01s ?????dn13（5） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速按機床選取切削速度 =47.5r/min wn實際切削速度(6)計算切削工時min/r7.4s/r95.012.10????Dvns s/249.0170vmin1.325.21j ????fMzllT14第 3 章 專用銑床總體結構設計3.1 要采用專用機床原因與普通機床相比，組合機床具有生產(chǎn)率高，加工精度穩(wěn)定，研制周期短，便于設計、制造和使用維護、成本低、自動化程度高、勞動強度低，配置靈活等特點，因此，當生產(chǎn)量很大時，用組合機床進行加工更合理。3.2 工藝分析3.2.1 工藝方法的確定機床的工藝方法是多種多樣的，按工種可分為車、銑、刨、鉆、鏜、磨、研磨、電加工、振動加工、激光加工等；每一種還可再分，如車削加工有車外圓、車端面、車槽、車球面等之分；按加工精度各表面粗糙度可分為粗加工、半精加工、光整加工等；按工序集中程度可分為單刀、多刀、單工件、多工件、單工位、多工位等；按作業(yè)形式可分平行作業(yè)、順序作業(yè)、平行-順序作業(yè)等。工藝方法對機床的結構和性能的影響很大，工藝方法的改變常導致機床的運動、傳動、布局、結構、性能以及經(jīng)濟效果等方面的一系列變化。加工平面的方法有很多，比如說車削，銑削，刨削。對于 VF-6/7 型空壓機減荷閥體，用車床進行車削加工時，由于減荷閥體外形復雜，且為殼類零件，不宜裝夾在車床主軸上進行加工，裝夾穩(wěn)定性也不高；用刨床進行刨削加工時，機床需要兩個運動，機床和刀具結構簡單，裝夾在工件臺上快速，穩(wěn)固，但生產(chǎn)率低，加工精度也達不到工件要求；用端銑刀進行銑削加工時，生產(chǎn)率不僅提高了，也能滿足工件所要求的加工精度，且裝夾快速，方便。3.2.2 機床總體布局機床的總體布局指確定機床的組成部件之間的相對位置及相對運動關系。合理的總體布局的基本要求有：(1)保證工藝方法所要求的工件與刀具的相對運動關系；(2)保證機床具有足夠的加工精度和相適應的剛度和抗振性；(3)便于操縱、調(diào)整、維修，便于輸送、裝卸工件和排屑等；(4)節(jié)省材料，占地面積小，即經(jīng)濟效果好；(5)造型美觀。根據(jù)減荷閥體的加工要求，機床總體布局圖如圖 1-1 所示：15圖 1-2 機床總體布局圖1.機座 2.動力滑臺 3.工件 4.端銑刀 5.電動機 6.變速箱 7.主軸箱減荷閥體安裝在工作臺上，銑削動力頭帶動銑刀作旋轉(zhuǎn)主運動，工作臺作縱向進給運動，完成對工件的切削加工。此方案的優(yōu)點是各部件均是針對零件設計的，因此，結構緊湊，剛性好，生產(chǎn)率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。3.2.3 機床運動的確定確定機床運動，指確定機床運動的數(shù)目，運動類型以及運動的執(zhí)行件。本次畢業(yè)設計的組合機床的工藝方法是，用一把端銑刀直接進行加工。相應的表面成形運動為：單主軸的回轉(zhuǎn)運動，工作臺縱向進給運動；輔助運動為：主軸軸向調(diào)整運動。3.3 機床主要技術參數(shù)的確定機床主要技術參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù)，運動參數(shù)，動力參數(shù)。3.3.1 確定工件余量零件材料為 HT200，硬度 190—210HB，生產(chǎn)類型為大批量，鑄造毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2～2.5,取加工余量為 2.5mm(此為雙邊加工)。163.3.2 選擇切削用量由于被加工零件的銑削寬度為 234mm,需進行二次走刀。根據(jù)《組合機床設計簡明手冊》第 132～133 頁，選擇銑削切削用量。銑削用量的選擇與要求的加工表面粗糙度值及其生產(chǎn)率有關系。當銑削表面粗糙度數(shù)值要求較低時，銑削速度應選高一些，每齒走刀量應小些。若生產(chǎn)率要求不高，可以取很小的每齒走刀量，一次銑削 4～5mm 的余量達到 R =1.6μm 的表面粗糙度。a這時每齒的進給量一般為 0.02～0.03mm。根據(jù)本次設計所加工的零件要求，其表面粗糙度數(shù)值較高，加工材料為鑄鐵，查表 6-16 得：a =0.2～0.4mm/z,V=50～80m/min,取 a =0.2mm/z。f f3.3.3 運動參數(shù)機床的運動參數(shù)包括主運動轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍、進給量范圍、進給量數(shù)列以及空行程速度等。此次設計主要確定主運動的運動參數(shù)。1.3.3.1 主軸最高，最低轉(zhuǎn)速按照典型工序的切削速度和刀具(或工件)直徑、計算主軸最高轉(zhuǎn)速 n 、最低max轉(zhuǎn)速 n 。計算公式如下：min = ， n =maxinmax10dV? iaxin10dV?17式中：n 、n —主軸最高、最低轉(zhuǎn)速(r/min)maxiV 、V —最高、最低切削速度(m/min)id 、d —最大、最小計算直徑(mm)axin根據(jù)《機械制造工藝金屬切削機床設計指導》第 69～70 頁，可查出以下數(shù)據(jù)： 查表 2.2-3 取最大，最小切削速度：V =200～300m/min， 取 V =250m/minmax maxV =15～20m/min, 取 V =20m/minin in銑床的 d 、d 可取使用的刀具最大、最小直徑，即：axid =110mm, d =75mmmmin則主軸最高轉(zhuǎn)速為n = = =1061.6r/min axinax10?10257??取標準數(shù)列值：n =1000r/minmax最低轉(zhuǎn)速為：n = = =57.9r/miniaxin10dV?102?取標準數(shù)列值：n =56r/minmi1.3.3.2 主軸轉(zhuǎn)速的合理排列最高、最低轉(zhuǎn)速確定后，還需確定中間轉(zhuǎn)速，選擇公比 Φ，轉(zhuǎn)速級數(shù) Z，則轉(zhuǎn)速數(shù)列為：n = n =56r/min, n = n Φ, n = n Φ , n = n Φ1mi 2mi3mi2zmi1?z查標準數(shù)列，取公比 Φ=1.78 (1＜Φ≤2)轉(zhuǎn)速范圍： R = = =17.8niax5610轉(zhuǎn)速級數(shù)： Z= +1=5.99 取 Z=6Φlog R由于本次設計的要求，主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)只需設計四級就能滿足要求，故取 Z=4。即：n =56， n =100, n =180, n =315 (r/min)12343.3.4 動力參數(shù)—主運動驅(qū)動電動機功率的確定183.3.4.1 切削力的計算由前面已知，本次設計的組合機床的最高轉(zhuǎn)速為 n =315r/min，則此時的切削4速度為：V= = =108.8m/min200m/min10n4d?014.35?由此可見，切削速度滿足要求。計算銑削工件時的切削力F =9.18×54.5a ×a ×a ×Z×dz0.1e74.f9.0p0.1?式中：a —銑削寬度，a =90mmea —銑削深度，由于是一次銑削就能達到設計尺寸，則銑削深度為工件p加工余量，即 a =2.5mm。pa —每齒進給量，a =0.2mm/rf fZ—轉(zhuǎn)數(shù)級數(shù)，取 Z=4則銑削力的大小為：F =9.18×54.5×90 ×0.2 ×2.5 ×4×110 =1213.1Nz 0.174.09.00.1?3.3.4.2 切削功率的計算根據(jù)《機械制造工藝金屬機床設計指導》第 72 頁，可得切削功率公式為：P = = =2.2KWm60Vz08.1.23?3.3.4.3 估算電動機功率根據(jù)《機械制造工藝金屬機床設計指導》第 72 頁，有P = = =3.14KW e?m7.02式中：η—主傳動系統(tǒng)的機械效率，回轉(zhuǎn)運動的機床 η=0.7～0.85。3.3.4.4 選擇主電機查《機械設計課程設計手冊》第 155 頁表 12-1，選 Y112-4 電機，主要參數(shù)有：額定功率 P =4KW，滿載轉(zhuǎn)速 n =1440r/min，同步轉(zhuǎn)速 n=1500r/min，級數(shù)e eP=4，質(zhì)量 m=43kg。3.4 進給驅(qū)動電動機功率的確定查《金屬切削機床設計》第 41 頁，可知：進給驅(qū)動電動機功率取決于進給的有效功率和傳動件的機械效率，即：19N =ssQV?60式中：N —進給驅(qū)動電動機功率(KW)sQ —進給抗力(N)V —進給速度 (m/min)sη —進給傳動系統(tǒng)的總機械效率(一般取 0.15～0.2)粗略計算時，可根據(jù)進給傳動與主傳動所需功率之比值來估算進給驅(qū)動電機功率。對于銑床： N =0.2×N=0.2×4=0.8KWs查《機械設計課程設計手冊》第 155 頁表 12-1，選 Y90S-4 電機，主要參數(shù)有：額定功率 P =1.1KW，滿載轉(zhuǎn)速 n =1440r/min，同步轉(zhuǎn)速 n=1500r/min，級數(shù)e eP=4，質(zhì)量 m=22kg。3.5 主軸組件中相關部件3.5.1 軸肩擋圈前支承雙列向心短圓柱滾子軸承和推力球軸承之間所用的擋圈，可查《機械設計課程設計手冊》第 56 頁表 5-1，可得此次選用的擋圈的結構參數(shù)如下圖 2-12 所示：圖 2-12 軸肩擋圈的結構參數(shù)其中，D=95，d=80，H=63.5.2 擋圈兩推力球之間用的擋圈為非標準件，徑向尺寸依主軸套筒尺寸而定，軸向尺寸可初取為 6mm。3.5.3 圓螺母鎖緊靠主軸后支承一邊的推力球軸承以及鎖緊兩推力球軸承內(nèi)的套筒，分別采用兩個圓螺母，為了增加可靠性，再加一止動螺釘。圓螺母具體的參數(shù)可查《機械設計20課程設計手冊》第 60 頁表 5-6，結構如下圖 2-13 所示：圖 2-13 圓螺母（GB812-88）其中，鎖緊靠主軸后支承一邊的推力球軸承用的圓螺母，D×p=M80×2，d =115，d =103，m=15，h =10.36，h =10，t =4.75，tK1maxminaxmin=4，C=1.5，C =11鎖緊兩推力球軸承內(nèi)的套筒用的圓螺母，D×p=M72×2，d =105，d =93，m=15，h =10.36，h =10，t =4.75，t =K1maxminaxmin4，C=1.5，C =113.5.4 套筒兩推力球軸承之間用的套筒，根據(jù)以上計算，可知，軸向尺寸取為 92，徑向厚度取為 2.5mm，一端加工出長為 26 的外螺紋 M80×1.5，一端用一緊定螺釘鎖緊在主軸上，套筒結構如圖 2-14 所示；緊定螺釘?shù)慕Y構參數(shù)可查《機械設計課程設計手冊》第 43 頁表 3-17，如圖 2-15 所示；主軸上的小孔的結構參數(shù)可查《機械設計課程設計手冊》第 61 頁表 5-8，如圖 2-16 所示：其中，緊定螺釘?shù)膮?shù)有：M8×1.25，l=10，d =5.5，n=1.2 , t=2pkDC×4503°221圖 2-14 兩推力球軸承內(nèi)用套筒結構參數(shù)軸上固定螺釘用的孔的參數(shù)有：d =6，c =5，h ≥511圖 2-15 開槽平端緊定螺釘圖 2-16 軸上固定螺釘用的孔3.5.5 前、后支承的軸承蓋為了保證軸承的正常運轉(zhuǎn)，防止外界雜物進入影響軸承的使用壽命，前、后軸承應安裝上軸承蓋，并將其固定在套筒上，與主軸配合處采用間隙配合，初步設計如下22圖 2-17、2-18 所示：圖 2-17 前支承用軸承蓋其中，d=124，D=153圖 2-18 后支承用軸承蓋其中，d=64，D=153，a=5，b=553.5.6 主軸用套筒及其鎖緊部分根據(jù)前面的計算和設計，可以直接得到主軸用套筒的結構及參數(shù)如圖 2-19 所示：套筒的鎖緊部分采用彈性套，當調(diào)節(jié)螺栓時，彈性套就會隨之變形，從而鎖緊或松開套筒。主軸需要軸向移動（調(diào)節(jié)）時，便松開螺栓，彈性套也隨之松開套筒，調(diào)節(jié)完主軸軸向位置后，應擰緊螺栓以鎖緊主軸。同時，彈性套和螺栓固定在主軸組件的箱體上，彈性套的結構及其參數(shù)如下圖 2-20 所示：鎖緊螺栓的結構及其參數(shù)可查《簡明機械設計手冊》第 102 頁表 6-9，取 M24 螺栓，23圖 2-19 主軸用套筒的結構及參數(shù)結構如下圖 2-21 所示，參數(shù)有：l=100，b=54，c=0.2，d =26.4，d =24，d =33.6，e =40，f =4，k=15amaxsinwminax，k′ =10.3，r=0.8， s=36，l =31，l =46min insg圖 2-20 彈性套結構及參數(shù)3.5.7 主軸尾部的內(nèi)花鍵組合銑床的主軸組件和傳動裝置采用花鍵連接，查《金屬切削機床設計簡明手冊》第 468 頁表 8-6，花鍵采用外徑定心方式，其特點是：定心精度高，加工方便，外花鍵的外徑可在普通機床上加工至所需的精度。內(nèi)花鍵的硬度不高時，可由拉刀保證其外徑精度。結構如圖 2-22 所示，參數(shù)可查《金屬切削機床設計簡明手冊》第 468 頁表 8-7，有：24d=42，N=8，D=46，B=8圖 2-21 鎖緊螺栓的結構及參數(shù)25圖 2-22 主軸尾部的內(nèi)花鍵結構及參數(shù)3.6 主軸組件軸向調(diào)節(jié)機構主軸組件的軸向調(diào)節(jié)機構采用一對圓錐齒輪并經(jīng)絲杠螺母手動調(diào)節(jié)。它具有傳動比小，傳動精度高，運動平穩(wěn)，能自鎖等特點。絲杠主要承受軸向力，故采用兩推力球軸承作為絲杠的支承，螺母支承的軸和主軸套筒上的孔相配合，實現(xiàn)主軸的軸向調(diào)節(jié)。該絲杠螺母支承簡圖如圖 2-23 所示：3.6.1 絲杠螺紋絲杠采用梯形螺紋，其牙根強度高，螺紋副對中性好，加工時可以銑和磨，工藝簡單。查《金屬切削機床設計簡明手冊》第 413 頁，取螺紋直徑為 36，其余參數(shù)有：圖 2-23 絲杠螺母支承簡圖P=6，d=36，d =33，d =29，l=70233.6.2 絲杠軸承的選擇絲杠的調(diào)節(jié)精度直接影響主軸軸向移動精度，而絲杠的精度除靠梯形螺紋自身保證外，還靠支承的精度保持，故需考慮支承精度。該絲杠采用兩相同推力球軸承承受軸向力，其精度應選用常用的 D 級精度軸承，查《金屬切削機床設計簡明手冊》第365 頁，選用推力球軸承的型號為 8209，其結構如下圖 2-24 所示，相關參數(shù)有：