畢業(yè)設(shè)計---輪輻專用六軸鉆床設(shè)計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標志著該國家或地區(qū)的經(jīng)濟實力、科技水平、生活水平和國防實力。</p><p>　　隨著科學技術(shù)的日新月異，機床制造業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)、外專用機床行業(yè)取得了很大的成就。</p><p>　　專用機床，顧名思義，就是針對某一工件而專門

2、設(shè)計制造的機床。與一般機床相比，具有設(shè)計制造周期短、成本低，自動化程度高，加工效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，能減輕工人勞動強度等優(yōu)點。</p><p>　　本設(shè)計為專用多軸鉆床的設(shè)計，共分五章：第一章、多軸鉆床總體設(shè)計；第二章、多軸鉆床部件設(shè)計；第三章、支承件的設(shè)計；第四章、液壓系統(tǒng)的設(shè)計；第五章、電器控制系統(tǒng)的設(shè)計。多軸鉆床的具體設(shè)計步驟見本文正文。</p><p>　　本人盡管對論文已多次

3、審查，但因知識有限，水平有限，時間有限，錯誤與不妥之處在所難免，殷切期望老師們拔冗相助，不吝指教，本人不勝感激。</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　眾所周知，在現(xiàn)代機械制造業(yè)中，企業(yè)對專用機床有著廣泛的需求。一般鉆床勞動強度大，專用性能低，生產(chǎn)率不高且不能保證精度；而多軸專用鉆床操縱方便、省力、容易掌握，不易發(fā)生操作錯誤和故障，不僅能減少工

4、人的疲勞，保證工人和鉆床的安全，還能提高鉆床的生產(chǎn)率。因此，專用機床的使用，對企業(yè)的競爭力有著十分重要的作用。本文針對一般鉆床上述種種缺點及加工對象的具體情況設(shè)計一臺輪輻專用多軸鉆床，力求達到滿足性能要求，經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等技術(shù)經(jīng)濟指標。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As it is known, the special

5、-purpose lathe is extensively demanded by enterprises in the modern mechanical manugfacturing industry. The ordinary lathe not only need a large number of man-power. But has a low performance. In addition, its productivi

6、ty is low and the accuracy can't be ensured. However, the special-purpose lathe can not merely help enterprises to boost productivity greatly, saving a large number of manpower, the material resources, still can impr

7、ove the quality of the products. Mean</p><p>　　Key words: muti-axles drilling machine.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 多軸鉆床總體設(shè)計8</p><p><b>　　第一節(jié) 概論

8、8</b></p><p><b>　　一．性能要求9</b></p><p><b>　　二．經(jīng)濟效益10</b></p><p><b>　　三．人機關(guān)系11</b></p><p>　　第二節(jié) 多軸鉆床總體布局分析11</p><

9、;p>　　一．操作、觀察與調(diào)整對總體布局的影響11</p><p>　　二．零件的加工工藝方法對總體布局的影響12</p><p>　　三．機床的運動分配對總體布局的影響12</p><p>　　四．精度等級對總體布局的影響13</p><p>　　五．生產(chǎn)效率對總體布局的影響13</p><p>　　

10、六．機床的造型對總體布局的影響14</p><p>　　第三節(jié) 多軸鉆床工藝方案的制定14</p><p>　　一．影響機床工藝方案制定的主要因素15</p><p>　　二．加工工件的工藝分析15</p><p>　　第二章 多軸鉆床部件設(shè)計16</p><p>　　第一節(jié) 動力部件的選擇16<

11、;/p><p>　　一．切削用量的選擇16</p><p>　　二．刀具的選擇17</p><p>　　三．動力部件的選擇17</p><p>　　第二節(jié) 減速器的選取20</p><p>　　第三節(jié) 上臺板的設(shè)計21</p><p>　　一．材料的選取22</p>&

12、lt;p>　　二．尺寸的確定22</p><p><b>　　三．結(jié)構(gòu)設(shè)計23</b></p><p>　　第四節(jié) 主軸箱體的設(shè)計24</p><p>　　第五節(jié) 主軸箱零件的設(shè)計26</p><p>　　一．齒輪的設(shè)計26</p><p>　　二．齒輪的計算及校核28<

13、;/p><p><b>　　三．軸的設(shè)計34</b></p><p>　　第六節(jié) 夾緊機構(gòu)的設(shè)計40</p><p><b>　　一．概述40</b></p><p>　　二．夾緊機構(gòu)的設(shè)計42</p><p>　　第三章 支承件的設(shè)計43</p>&

14、lt;p>　　第一節(jié) 概述43</p><p>　　一．支承件的功能43</p><p>　　二．支承件的靜剛度和形狀選擇原則44</p><p>　　三．支撐件的動態(tài)特性44</p><p>　　第二節(jié) 導軌（立柱）的設(shè)計45</p><p><b>　　一．概述45</b>

15、;</p><p>　　二．導軌的設(shè)計46</p><p>　　第三節(jié) 底座的設(shè)計48</p><p><b>　　一．材料選擇48</b></p><p><b>　　二．結(jié)構(gòu)設(shè)計49</b></p><p><b>　　三．尺寸確定49</b&

16、gt;</p><p>　　第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計49</p><p><b>　　一．工況分析50</b></p><p>　　二．確定液壓缸的參數(shù)52</p><p>　　三．繪制工作原理圖54</p><p>　　第五章 電器控制系統(tǒng)的設(shè)計55</p><p

17、><b>　　一．方案分析55</b></p><p><b>　　二．工作過程56</b></p><p><b>　　后記58</b></p><p><b>　　致謝59</b></p><p><b>　　參考文獻60&l

18、t;/b></p><p><b>　　英文翻譯62</b></p><p>　　附錄 英文原文72</p><p>　　第一章 多軸鉆床總體設(shè)計</p><p><b>　　第一節(jié) 概論</b></p><p>　　多軸鉆床的總體設(shè)計是機床設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它

19、對機床所達到的技術(shù)性能和經(jīng)濟性能往往起著決定性的作用。</p><p>　　機床總體設(shè)計，目前基本上有兩種情況：其一，是根據(jù)具體加工對象的具體情況進行專門設(shè)計；其二，因機床在組成部件方面有共性，可設(shè)計成通用部件，可以利用通用部件來進行機床設(shè)計。本設(shè)計屬于第一種情況，這也是當前最普遍的做法。</p><p>　　一般來說，機床總體設(shè)計時應(yīng)考慮下列幾點:</p><p>

20、;　　用合適的加工工藝，制定最佳方案；</p><p>　　合理的確定機床工序集中程度；</p><p>　　合適的選擇機床通用部件；</p><p>　　選擇當前機床的配置形式；</p><p>　　合理的選擇切削用量；</p><p>　　設(shè)計高效率的夾具，刀具及主軸箱；</p><p>　

21、　要保證給定的工藝過程；</p><p>　　保證機床的剛度、精度、抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機床重量；</p><p>　　保證機床結(jié)構(gòu)簡單，盡量用較短的傳動鏈，以提高傳動精度和效率；</p><p>　　保證良好的加工工藝性，以便于機床的加工和裝配；</p><p>　　保證安全生產(chǎn)，便于操作調(diào)整和維修；</p><p&

22、gt;　　盡可能保證占地面積?。?lt;/p><p>　　機床外形美觀大方，符合人機工程學原理。</p><p>　　評價機床性能的優(yōu)劣，主要是根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標來判斷的。機床設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標可從滿足性能要求，經(jīng)濟效益和人機關(guān)系等方面進行分析討論。</p><p><b>　　一．性能要求</b></p><p><b

23、>　　工藝范圍</b></p><p>　　機床的工藝范圍是指機床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。大致包括下列內(nèi)容：在機床上可完成的工序種類；加工零件的類型，材料和尺寸范圍；毛坯的種類等。</p><p>　　加工精度和表面粗糙度</p><p>　　機床的加工精度是被加工零件在尺寸，形狀和相互位置等方面所能達到的準確程度。機床精度分三級：普通精度級，精密

24、級和高精密級。機床的精度，包括幾何精度，傳動精度，運動精度和定位精度等。幾何精度是指機床在不運動或運動速度較低時的精度，它是由機床各主要部件的幾何形狀和它們之間的相對位置與運動軌跡的精度決定的。傳動精度是指內(nèi)傳動鏈兩末端件之間的相對運動精度，它取決于傳動系統(tǒng)中機件的制造精度和裝配精度以及傳動系統(tǒng)設(shè)計的合理性。運動精度是指機床的主要部件以工作狀態(tài)的速度運動時的精度。定位精度是指機床主要部件在運動終點所達到的實際位置的精度。只有機床精度達到

25、一定要求后，才能滿足機床加工精度的要求。</p><p>　　機床加工的工件表面粗糙度也是機床主要性能之一。它與工件和刀具的材料，進給量，刀具的幾何形狀和切削時的振動有關(guān)。對表面質(zhì)量要求越高，也就是要求表面粗糙度越小，則對抗振性的要求越高。機床的抗振性包括兩個方面：抵抗受迫振動的能力和抵抗自激振動的能力。如果振源的頻率與機床某主要部件振動的固有頻率重合時，就將發(fā)生共振。振幅大增，加工表面粗糙度將會大大增加。切削自

26、激振動，產(chǎn)生于切削工程中。如果切削不穩(wěn)定，則切過的表面，其波紋度將越來越大，振動越來越劇烈，將嚴重影響加工表面的質(zhì)量。</p><p><b>　　生產(chǎn)率</b></p><p>　　機床的生產(chǎn)率通常是指在單位時間內(nèi)機床所能加工的工件數(shù)量。要提高機床的生產(chǎn)率，必須縮短加工一個工件的平均總時間，其中包括縮短切削加工時間，輔助時間以及分攤到每個工件上的準備和結(jié)束時間。&l

27、t;/p><p><b>　　自動化</b></p><p>　　機床自動化可減少人對加工的干預(yù)，從而保證加工的一致性，即被加工零件的精度穩(wěn)定性。還具有提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動強度的優(yōu)點。</p><p><b>　　可靠性</b></p><p>　　機床的工作可靠性也是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標。隨著機

28、床安全化的發(fā)展，可靠性在機床設(shè)計中的地位逐步提高。</p><p><b>　　機床壽命</b></p><p>　　機床壽命就是機床保持它應(yīng)具有的加工精度的時間。隨著技術(shù)設(shè)備更新的加速，對機床壽命所要求的時間也在減短。對于本次設(shè)計的多軸專用鉆床來說，壽命要求短，因為它將隨加工產(chǎn)品的更新而廢棄。這就要求機床在最高生產(chǎn)率的條件下工作，在使用期內(nèi)充分發(fā)揮機床的效能，取得最

29、大的經(jīng)濟效益。</p><p>　　確保和提高機床的壽命，主要是提高關(guān)鍵性零件的耐磨性，并使主要傳動件的疲勞壽命與之相適應(yīng)。</p><p><b>　　二．經(jīng)濟效益</b></p><p>　　在保證實現(xiàn)機床性能要求的同時，還必須使機床具有很高的經(jīng)濟效益。不僅要考慮機床設(shè)計和生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，更重要的是要從用戶出發(fā)，提高機床使用廠的經(jīng)濟效益。對

30、于機床生產(chǎn)廠的經(jīng)濟效益，主要反映在機床成本上。機床的成本包括材料，加工制造費用，而且還包括研制和管理費用。</p><p>　　對于機床使用廠的經(jīng)濟效益，首先是提高機床的加工效率和可靠性。要使機床能夠充分發(fā)揮其效能，減少能源消耗，提高機床的機械效率，也是十分重要的。機床的機械效率是有效功率對輸入功率之比。兩者的差值就是損失，主要是摩擦損失。而且，摩擦功轉(zhuǎn)化為熱量，將引起機床的熱變形，又對機床的工作帶來不良的后果。

31、因此，設(shè)計時必須重視提高機床的機械效率。</p><p><b>　　三．人機關(guān)系</b></p><p>　　在設(shè)計中，還應(yīng)該重視人機關(guān)系問題。</p><p>　　機床應(yīng)操縱方便，省力，容易掌握，不易發(fā)生操作錯誤和故障。這樣不僅能減少工人的疲勞，保證工人和機床的安全，還能提高機床的生產(chǎn)率。</p><p>　　防止機

32、床對周圍環(huán)境的污染，也是對機床設(shè)計和制造提出的一項主要要求。噪聲要低，不僅噪聲聲級要達到規(guī)定值以下，而且不能對人耳有強烈的不適感。。</p><p>　　對于上述的各項技術(shù)經(jīng)濟指標，在機床設(shè)計時我們將綜合考慮，并應(yīng)根據(jù)不同的需求，有所側(cè)重。</p><p>　　第二節(jié) 多軸鉆床總體布局分析</p><p>　　機床布局的設(shè)計是一個重要的全局性問題，它對機床的部件設(shè)

33、計，制造和使用都有較大的影響。機床總布局的任務(wù)，是解決機床各部件的相對運動和相對位置的關(guān)系，并使機床具有一個協(xié)調(diào)完美的造型。工藝分析和工件的形狀，尺寸和重量，在很大程度上左右著機床的布局形式。</p><p>　　一．操作、觀察與調(diào)整對總體布局的影響</p><p>　　機床的布局必須充分考慮到操作機床的人，處理好人機關(guān)系。充分發(fā)揮人與機床各自的特點，使人機的綜合效能達到最佳。</p

34、><p>　　機床各部件的相對位置的安排，應(yīng)考慮到便于操作和觀察及測量。安裝工件部位的高度，應(yīng)正好處于操作者手臂平伸的位置（較重件除外）。為適應(yīng)一般操作者的身材高度，對安裝工件位置較低的機床，應(yīng)將床腿或床座墊高。</p><p>　　根據(jù)手臂所能到達指定位置的難易程度，有最大工作區(qū)，正常工作區(qū)和最佳工作區(qū)之分。為了便于檢修，要考慮人體蹲下是較適于工作的區(qū)域。還應(yīng)考慮到操作者可能達到的最大視野和

35、反應(yīng)敏銳的視野區(qū)等。</p><p>　　二．零件的加工工藝方法對總體布局的影響</p><p>　　專用機床加工工件的工藝方法是多種多樣的。在設(shè)計多軸鉆床時，往往由于工藝方法的改變，導致機床的傳動部件配置以及結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生一系列的改變。因此在確定專用多軸鉆床的總體布局時應(yīng)首先分析和選擇合理的加工工藝。</p><p>　　三．機床的運動分配對總體布局的影響</p

36、><p>　　鉆床的工藝方案確定后，刀具與工件在加工時的相對運動也隨之被確定了。但此相對運動可以完全分配給刀具，也可以完全分配給工件，或由刀具和工件共同完成。下面我們擬定幾種分配方案，分析比較不同方案的優(yōu)缺點，選擇最佳運動方案。</p><p>　　鉆削加工的相對運動由刀具實現(xiàn)</p><p>　　在輪輻專用多軸鉆床上鉆孔時，主運動和進給運動都有刀具完成，鉆頭的軸向移動

37、為進給運動，鉆頭的回轉(zhuǎn)運動為主運動。主運動和進給運動形成了切削加工時的全部相對運動。</p><p>　　鉆削加工時的相對運動由刀具和工件共同完成</p><p>　　在多軸鉆床設(shè)計中，擴鉸輪輻孔時主運動分配給鉆頭，進給運動由工件完成，即鉆頭的向下運動和工件的向上移動，該方案用于工件重量不大的設(shè)計中。</p><p>　　方案比較：把運動完全分配給刀具的方案，一般用

38、于重型工件的加工。由于多軸鉆床所加工的輪輻重量不是很大，故本設(shè)計采用第二種方案。具體方案如下圖：</p><p>　　四．精度等級對總體布局的影響</p><p>　　由于多軸鉆床的加工精度和光潔度與機床的剛度和抗震性有關(guān)，為了獲得所要求的加工精度和光潔度，在機床總體布局上應(yīng)保證有足夠的剛度和抗震性。通常情況下，支承形式為封閉的框架時，其剛度較好。機床在加工過程中產(chǎn)生震動傳遞給工件和刀具，

39、會使被加工表面產(chǎn)生震動，降低表面光潔度；震動也會使刀具壽命縮短，使機床零件磨損加快；震動所造成的噪音，使工人疲勞。因此，設(shè)計中應(yīng)采取一定的措施來消除和減少震動。</p><p>　　五．生產(chǎn)效率對總體布局的影響</p><p>　　機床的生產(chǎn)批量不同，其結(jié)構(gòu)可能完全不同。強力輪輻股份有限公司加工輪輻屬于大批量生產(chǎn)，因此制造輪輻擴鉸專用機床，一次完成多孔加工，效率高，勞動強度低，從而節(jié)約人力

40、和時間。</p><p>　　六．機床的造型對總體布局的影響</p><p>　　機床的外觀，應(yīng)尋求整體統(tǒng)一，均衡穩(wěn)定，比例協(xié)調(diào)機床總布局的任務(wù)，是解決機床各部件的相對運動和相對位置的關(guān)系，并使機床具有一個協(xié)調(diào)完美的造型。</p><p>　　鉆床一般型式是單臂式和框架式。單臂式的特點是能方便的更換點位進行加工。但這類布局型式與框架式相比剛度較差，所以本設(shè)計采用框架

41、式結(jié)構(gòu)，這種型式的機床具有占地面積小，工人所處的操作位置比較靈活的特點，且剛度高，加工精度高。本設(shè)計框架式結(jié)構(gòu)見下圖：</p><p>　　第三節(jié) 多軸鉆床工藝方案的制定</p><p>　　工藝方案制定的正確與否，將決定機床能否達到“質(zhì)量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。故在確定專用機床的總體布局方案時，應(yīng)重點分析和選擇合理的工藝方案。</p>&l

42、t;p>　　一．影響機床工藝方案制定的主要因素</p><p>　　被加工零件需要在機床上完成的工序及加工精度，是制定機床工藝方案的主要依據(jù)。制定工藝方案時，首先需要全面的分析工件的加工精度及技術(shù)要求，了解現(xiàn)場加工工藝及保證精度的有效措施。</p><p><b>　　被加工零件的特點</b></p><p>　　工件材料及硬度、加工部件

43、的結(jié)構(gòu)形式、工件的剛性、工藝基面等，對于機床工藝方案的制定都有重要的影響。</p><p>　　工件的剛性不足，加工時工序就不能太集中。有時為了減少機床臺數(shù)，必須采用高度集中工序時，從安排上，也必須把一些工序從時間上錯開加工，以避免同時加工時因工件受力變形、發(fā)熱變形以及振動而影響加工精度。</p><p><b>　　工件的生產(chǎn)方式</b></p>&l

44、t;p>　　被加工零件生產(chǎn)批量的大小，對機床方案的制定也有影響。對大批量生產(chǎn)的箱體零件，工序安排上，一般趨于分散。例如加工輪輻螺栓孔，其粗加工，精加工分別在不同的機床上進行。機床雖多一些，但由于生產(chǎn)批量很大，從提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定的保證加工精度的角度來講仍然是合理的。在小批量生產(chǎn)情況下，完成同樣工藝內(nèi)容，則力求減少機床臺數(shù)，此時應(yīng)當將工序盡量集中在一臺或少數(shù)幾臺機床上進行加工，以提高機床的利用率。</p><p&g

45、t;　　二．加工工件的工藝分析</p><p>　　本次設(shè)計的機床是輪輻螺栓孔專用擴鉸多軸鉆床。以下對所加工工件外形及加工面的位置作詳細的分析。</p><p>　　由零件圖可以看出，此步工序是對輪輻面上六個直徑為32的孔進行擴鉸加工。如果采用一般鉆床，也可以完成此步工序，但是一次只能加工一個孔，一個輪輻需要加工六次，勞動強度大，生產(chǎn)率低且不能保證精度。為了保證配合質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和減輕

46、勞動強度，可以使用多軸鉆床一次完成六個孔的擴鉸工作，從而節(jié)省人力和時間。所加工工件在擴孔后的零件圖如下圖所示：</p><p>　　第二章 多軸鉆床部件設(shè)計</p><p>　　第一節(jié) 動力部件的選擇</p><p>　　動力部件的選擇在整個多軸鉆床的設(shè)計中是至關(guān)重要的。動力部件的功率如果選取過大，電動機經(jīng)常處于低負荷情況，功率因素小，造成電力浪費，同時使轉(zhuǎn)動件

47、及相關(guān)尺寸選取過大，浪費材料，且機床笨重。如果選取過小，則機床達不到設(shè)計提出的使用性能要求。本設(shè)計主運動采用電動機帶動，進給運動采用電動機帶動液壓系統(tǒng)運動。</p><p><b>　　一．切削用量的選擇</b></p><p>　　多軸鉆床正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度和工作進給量，有很大的關(guān)系。切削用量選用的恰當，能使多軸機床以最少的停車損失，

48、最高的生產(chǎn)效率，最長的刀具壽命和最好的加工質(zhì)量，也就是“多快好省”的進行生產(chǎn)。</p><p>　　工作時，六軸鉆床的六把刀具同時運轉(zhuǎn)，為了使鉆床能正常工作，不經(jīng)常停車換刀，而達到較高的生產(chǎn)率，所選的切削用量比一般鉆床單刀加工要低一些。概括地說，在多軸鉆床上不宜采用較大的切削速度和進給量。</p><p>　　對于擴鉸孔，要想達到較理想的狀態(tài)，除刀具須保證合理的幾何形狀及冷卻充分，很重要的

49、一點是合理選擇切削用量。一般是速度低一點好，進給量不宜太大。</p><p>　　查《組合機床設(shè)計》第一冊“機械部分”表2—13“擴孔切削用量”，得V=12~20m/min，f=0.3~0.4mm/r，本設(shè)計選取v=20m/min,f=0.3mm/r。</p><p><b>　　二．刀具的選擇</b></p><p><b>　　廠

50、方提供現(xiàn)有刀具。</b></p><p><b>　　三．動力部件的選擇</b></p><p><b>　　主運動電動機的選取</b></p><p>　　查《專用機床設(shè)計與制造》選取主運動電動機：</p><p>　　切削扭矩： </p><

51、;p>　?。?.687(公斤力—米)</p><p><b>　　總切削扭矩：</b></p><p>　　軸向力： </p><p><b>　　總軸向力： </b></p><p>　　由《機械設(shè)計》表10－2查得使用系數(shù)；</p><p>

52、;　　由《機械設(shè)計》表10－4查得7級精度，小齒輪相對支承對稱布置時</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入，得：</b></p><p>　　由， ，查《機械設(shè)計》10－13得 ：</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由《機械設(shè)

53、計》公式10－10a得：</p><p>　　因初選，所以強度合格。</p><p><b>　　計算模數(shù)m</b></p><p><b>　　按齒根彎曲強度設(shè)計</b></p><p>　　由《機械設(shè)計》式10－5得：</p><p>　　確定公式內(nèi)的各個參數(shù)值</

54、p><p>　　由《機械設(shè)計》圖10－20d查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞強度分別為：，；</p><p>　　由《機械設(shè)計》表10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，由《機械設(shè)計》式10－12得：</p><p><b>　　計算載荷系

55、數(shù)k</b></p><p><b>　　查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由《機械設(shè)計》表10－5查得 ；</p><p><b>　　查取齒形校正系數(shù)</b></p><p>　　由《機械設(shè)計》表10－5查得 ；</p><p>　　計算大小齒輪的

56、并比較大小</p><p><b>　　設(shè)計計算</b></p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸強度的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，廠方要求的＝75mm，m=3完全可靠。</p><p><b>　　幾何尺寸

57、計算</b></p><p><b>　　計算分度圓直徑</b></p><p><b>　　計算中心距</b></p><p><b>　　計算齒輪寬度</b></p><p>　　考慮安裝對中誤差及大小齒輪傳遞扭矩相等等因素，小齒輪齒寬應(yīng)比大齒輪寬5～10mm，

58、故將齒寬就近圓整為。</p><p><b>　　驗算</b></p><p><b>　　故設(shè)計合理。</b></p><p><b>　　三．軸的設(shè)計</b></p><p>　　作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件，一般都安裝在軸上進行運動，即傳遞動力。因此軸的功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運

59、動和動力。</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)和尺寸。如果軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，則會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件的裝配困難。</p><p>　　軸的工作能力計算是指軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。一般情況下，軸的結(jié)構(gòu)工作能力主要取決于軸的強度，因此在設(shè)計計算中我們只對

60、軸的強度進行計算，防止其斷裂或塑性變形。</p><p><b>　　主軸的設(shè)計</b></p><p><b>　　主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　主軸的型式和直徑，主要取決于刀具的進給抗力和切削扭矩或主軸—刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。</p><p>　　軸的分布類型是多種多樣的，結(jié)構(gòu)各有

61、不同，大體可以歸納成下述幾種類型：</p><p>　　單組或多組圓周分布；</p><p>　　等距或不等距直線分布；</p><p>　　圓周或直線混合分布；</p><p><b>　　任意分布。</b></p><p>　　根據(jù)廠方所提供的零件圖，本設(shè)計采用第一種類型中的單組圓周分布。單軸

62、的結(jié)構(gòu)如下圖：</p><p><b>　　主軸的參數(shù)設(shè)計</b></p><p>　　主軸的分布盡管有各種各樣的類型，但通常采用的經(jīng)濟而又有效的轉(zhuǎn)動是：用一根傳動軸帶動多根主軸。本設(shè)計采用此種設(shè)計，具體方案如下：在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，首先把所有主軸（6軸）分成一組同心圓，然后在同心圓上放置一根傳動軸，來帶動一組主軸。接著再用此轉(zhuǎn)動軸與動力部件驅(qū)動軸聯(lián)結(jié)起來。這就是通常的

63、傳動布置次序，即由主軸處布置起，最后再引到動力部件的驅(qū)動軸上。</p><p>　　本設(shè)計選用剛性主軸。設(shè)計剛性主軸的主要內(nèi)容之一是選擇主軸參數(shù)。主軸參數(shù)確定的正確與否，對主軸的剛性將有很大的影響。在設(shè)計剛性主軸時，若主軸參數(shù)選擇不合理，則被加工零件將達不到要求的精度和光潔度。</p><p><b>　　求輸出軸上的功率</b></p><p&g

64、t;　　由齒輪計算知 </p><p><b>　　求作用在齒輪上的力</b></p><p><b>　　因為</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　式中各參數(shù)代表的含義：</p><p>　?。↓X輪傳遞

65、的扭矩，單位為Nmm；</p><p>　?。↓X輪的節(jié)圓直徑，對標準齒輪即為分度圓直徑；</p><p>　?。瓏Ш辖牵瑢藴数X輪 。</p><p>　　初步確定軸的最小直徑</p><p>　　軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為：</p><p><b>　　式中各參數(shù)含義：</b></p>

66、<p>　?。まD(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為Mpa；</p><p>　　T－軸所受的扭轉(zhuǎn)力，單位為；</p><p>　　－軸的抗扭截面系數(shù)，單位為；</p><p>　?。S的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；</p><p>　　P－軸傳遞的功率，單位為KW；</p><p>　?。嬎憬孛嫣庉S的直徑，單位為mm；</

67、p><p>　?。S用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為Mpa。</p><p>　　選取軸的材料為45號鋼（調(diào)質(zhì)處理），值在25～45之間，值在103～126之間，本設(shè)計取=126,由上式計算得軸的直徑：</p><p>　　軸的直徑，考慮鍵槽的削弱影響，對于單鍵d增大4％～5％，則d=23.6mm，因為廠方要求主軸強度要留有一定的富裕量，圓整為30mm。</p>&l

68、t;p><b>　　大齒輪軸的設(shè)計</b></p><p><b>　　大齒輪軸的轉(zhuǎn)速計算</b></p><p>　　已知大齒輪軸的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，則：</p><p>　　式中各參數(shù)含義： －電動機輸出功率；</p><p><b>　?。瓬p速器效率；</b>

69、</p><p><b>　　－連軸器效率；</b></p><p><b>　?。瓭L動軸承效率。</b></p><p>　　將＝7.35kw, =95%,=99%,=99%代入上式</p><p><b>　　＝6.844kw </b></p><p&g

70、t;<b>　　則大齒輪轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　大齒輪軸的受力分析</b></p><p>　　已知低速級大齒輪的分度圓直徑為：</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　又因為六個小齒輪均布在大齒輪周圍，徑向力相互抵消，故理論值為零。&l

71、t;/p><p>　　初步確定軸的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45號鋼（調(diào)制處理）。根據(jù)《機械設(shè)計》表15－3取，則：</p><p>　　考慮到鍵槽的削弱影響，對于雙鍵d增大7％～10％（本設(shè)計因單鍵強度不夠，不符合要求，故選用雙鍵），則：</p><p>　　就近圓整為60mm。</p><p>　　輸

72、入軸的最小直徑顯然是聯(lián)結(jié)聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選軸的直徑與連軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時選聯(lián)軸器的型號。</p><p><b>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　查《機械設(shè)計》表10－2，考慮到載荷均勻平穩(wěn)，故取，則：</p><p>　　按計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器工程轉(zhuǎn)矩額定條件，查《機械設(shè)計師手冊》標準(GB/T5015

73、-1985)，選用TL8型彈性套住銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為710Nm，許用轉(zhuǎn)速為3000r/min，滿足使用要求。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：</b></p><p>　　根據(jù)軸向定位要求確定軸各段直徑和長度</p><p>　　主軸

74、軸徑d＝30mm，所選軸承型號為7207，其尺寸為，取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為16mm；軸承端蓋總寬度為20mm；軸承距箱體內(nèi)壁距離為2mm；齒輪寬為40mm，則軸I—II段的長度為100mm。</p><p><b>　　軸上零件的周向定位</b></p><p>　　齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。</p><p><b>　　大齒輪

75、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度</p><p>　　現(xiàn)已知安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，即，安裝齒輪處的軸段考慮到鍵槽的削弱影響，取。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L＝112mm，取。</p><p>　　安裝齒輪處軸徑d取60mm，取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=16mm；取軸承距箱體內(nèi)壁距離為s=8mm。已知軸承寬度

76、T=22mm，大齒輪寬B=35mm，與聯(lián)軸器相配合的套筒長度根據(jù)聯(lián)軸器的尺寸A定位d=102mm，則軸II－III的長度為d=102mm.。</p><p>　　=2×(22＋46＋8＋16)＋35＋(102－4)</p><p><b>　　=225mm</b></p><p>　　根據(jù)212軸承的安裝尺寸，選取套筒厚度4.5mm。

77、</p><p><b>　　初選滾動軸承</b></p><p>　　因軸承除承受軸的重力外，幾乎不受軸向力，故選用深溝球軸承。</p><p>　　齒輪、半聯(lián)軸器與軸向定位均采用平鍵聯(lián)接，查《實用機械設(shè)計手冊》續(xù)表3－1選取14×9的鍵，公稱長度為100mm。為了保證齒輪與軸配合具有良好的對中性，選用齒輪輪轂與軸的配合為H7/h6

78、；同時半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵14mm×9mm，其配合為H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　確定軸的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考《機械設(shè)計》表15－2，取軸端倒角為2×，各軸肩處圓角半徑取R=2。</p><p>　　大齒輪軸的結(jié)構(gòu)如下圖：</p>

79、<p>　　第六節(jié) 夾緊機構(gòu)的設(shè)計</p><p><b>　　一．概述</b></p><p>　　零件在工藝規(guī)格制定以后，就要按工藝規(guī)格順序進行加工。加工中除了需要機床，刀具，量具之外，成批生產(chǎn)時還需要用機床夾具。它們是機床和工件之間的連接裝置，是將工件進行定位、加緊；將刀具進行導向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對位置關(guān)系的附加裝置，使工件相對于機

80、床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設(shè)計是裝配設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。</p><p><b>　　一．一般夾具的組成</b></p><p><b>　　定位元件</b></p><p>　　起定位作用，保證工件相對夾具的位置，可以用六點定位原理來分

81、析其所受限制的自由度。</p><p><b>　　加緊裝置</b></p><p>　　將工件加緊，以保證在加工時保持所限制的自由度。</p><p><b>　　導向元件和對刀裝置</b></p><p>　　用來保證刀具相對于夾具的位置。本設(shè)計為擴鉸孔，需要夾具具有導向作用。</p>

82、;<p><b>　　連接元件</b></p><p>　　是用來保證夾具和機床工作臺之間的相對位置。對于鉆床夾具，由于孔加工刀具加工時只是沿軸向進給就可完成，用導向元件就可以保證相對位置，因此在將夾具安裝在工作臺上時，用導向元件直接對刀具進行定位，不必再用連接元件定位了，所以一般鉆床夾具沒有連接元件。</p><p><b>　　二．夾緊機構(gòu)

83、的功能</b></p><p><b>　　保證加工精度；</b></p><p><b>　　提高生產(chǎn)率；</b></p><p>　　擴大機床的使用范圍；</p><p>　　減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。</p><p>　　加緊機構(gòu)應(yīng)滿足的要求<

84、/p><p><b>　　保證加工精度；</b></p><p>　　夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)；</p><p>　　安全，方便，減輕勞動強度；</p><p><b>　　排屑順暢；</b></p><p>　　機床夾具應(yīng)有良好的強度，剛度和結(jié)構(gòu)工藝性。</p&

85、gt;<p><b>　　機構(gòu)的夾緊過程</b></p><p>　　消除間隙階段：從原動操作部分開始動作起，到各傳動構(gòu)件之間，以及夾緊元件與被夾緊部件之間完全消除間隙，開始接觸為止；</p><p>　　加力與變形階段：夾緊元件被夾緊部位的壓力從零開始逐漸增加，同時各傳動軸構(gòu)件也由于受力而發(fā)生彈性變形，直到夾緊元件對被夾緊部位的夾緊力達到預(yù)定值為止。&

86、lt;/p><p><b>　　二．夾緊機構(gòu)的設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計機床的加緊機構(gòu)前，應(yīng)明確該部件的工作條件：</p><p>　　作用于部件上切削力的大小，方向和作用點的坐標位置；</p><p>　　部件的支承情況，即有關(guān)導軌以及部件與導軌接觸處的各項幾何尺寸；</p><p>　

87、　部件的重量以及重心的坐標位置。</p><p>　　以上工作條件，本設(shè)計在機床總體設(shè)計與布局情況下已求得，現(xiàn)選擇夾緊力作用點，夾緊力作用點選擇的原則為：</p><p>　　盡可能以最小夾緊力取得防止機床部件滑移，顛覆和回轉(zhuǎn)的最大效果；</p><p>　　夾緊點布置在被夾緊零部件上剛度較大的部位，減少夾緊力引起的變形；</p><p>　

88、　盡量減少夾緊機構(gòu)在夾緊、松開機床部件時的位移，保證定位精度。</p><p>　　本設(shè)計夾緊點選在六個圓周孔的外邊緣位置。此處離要加工孔的位置較近，可以用較小的夾緊力達到預(yù)期的夾緊效果，且此處剛度較大，受夾緊力所產(chǎn)生的變形較小。夾具的結(jié)構(gòu)如下圖：</p><p>　　第三章 支承件的設(shè)計</p><p><b>　　第一節(jié) 概述</b>&

89、lt;/p><p><b>　　一．支承件的功能</b></p><p>　　機床的支承件是指床身，立柱，橫梁，底座等。它們相互固定聯(lián)接成機床的基礎(chǔ)和框架。這些件一般都比較大，所以也成為“大件”。機床上其他零、部件可以固定在支承件上，或者工作時在支承件的導軌上運動。工作時，刀具與工件之間相互作用的力沿著大部分支承件逐個傳遞并使之變形，機床的動態(tài)力會使支承件和整機振動，支承

90、件的熱變形將改變執(zhí)行元件的相對位置和運動軌跡。以上這些，都將會影響被加工件的加工精度和表面質(zhì)量。因此，支承件的主要功能是保證機床有足夠的靜剛度，抗振性，熱穩(wěn)定性和耐用度，且保證機床各零部件之間的相互位置和相對運動精度。所以，支承件的合理設(shè)計是機床設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。</p><p>　　支承件應(yīng)滿足的基本要求</p><p>　　應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度—質(zhì)量比；</p>

91、<p>　　應(yīng)具有較好的動態(tài)特性，包括較大的位移阻抗（動剛度）和阻尼；整機的低階頻率較高，各階頻率引起結(jié)構(gòu)共振；不會因薄壁振動而產(chǎn)生噪聲；</p><p>　　熱穩(wěn)定性好，熱變形對機床加工精度的影響較?。?lt;/p><p>　　排屑順暢，吊運安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于制造和裝配。</p><p><b>　　支承件的分類</b&g

92、t;</p><p>　　支承件根據(jù)其形狀，可分為三大類：</p><p>　　一個方向的尺寸比另外兩個方向大得多的零件，這些零件可看作梁類件；</p><p>　　兩個方向的尺寸比第三個方向的尺寸大得多的零件，這類零件可看作板類件；</p><p>　　三個方向的尺寸都差不多的零件，這類零件可看作箱類件。</p><p&

93、gt;　　二．支承件的靜剛度和形狀選擇原則</p><p>　　支承件的變形一般包括三個部分：自身變形，局部變形和接觸變形。在本設(shè)計中，載荷是通過立柱（兼作導軌）施加到底座上去的，其變形包括底座的變形，立柱的變形等。在設(shè)計時不可忽略局部變形和接觸變形，它們有時甚至占主要地位。</p><p><b>　　自身剛度</b></p><p>　　支

94、承件所受的載荷，主要是拉壓，彎曲和扭轉(zhuǎn)。其中彎曲和扭轉(zhuǎn)是主要的。因此，支承件的自身剛度，主要應(yīng)考慮彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。其次，如果支承件的壁較薄，特別是支承件的內(nèi)部如果肋板不足或布置不夠合理，受力后會發(fā)生截面形狀的畸變。自身剛度主要取決于支承件的材料、形狀、尺寸和肋板的布置等。</p><p><b>　　局部剛度</b></p><p>　　局部變形發(fā)生在載荷集中的地

95、方。</p><p><b>　　接觸剛度</b></p><p>　　兩個平面接觸，由于兩個面都不是理想的平面，而是有一定的宏觀不平度，因而實際接觸面積只是名義接觸面積的一部分；又由于微觀不平，所以真正接觸的只是一些高點。這些都會影響到支承件的接觸剛度。</p><p>　　三．支撐件的動態(tài)特性</p><p>　　設(shè)

96、計支撐件時，僅滿足靜剛度的要求，往往還是不夠的。還應(yīng)滿足動態(tài)特性的要求。即：支撐件的固有頻率與激振頻率相重合；應(yīng)具有較高的動剛度（共振狀態(tài)下，激振力的幅值與振幅之比）和較大的阻尼。當支撐件受到一定幅值周期性激振力的作用下，受迫振動的振幅較小。</p><p>　　支承件的重量往往占機床總重的80%以上，其性能對整臺機床的有很大的影響。因此，合理的設(shè)計支承件，在機床設(shè)計過程中是很必要的。</p>&l

97、t;p>　　第二節(jié) 導軌（立柱）的設(shè)計</p><p><b>　　一．概述</b></p><p>　　導軌的作用是使運動部件沿一定軌跡運動（導向），并承受運動部件及工件的重量和切削力（承載）。在導軌副中，運動的一方叫做動導軌，不動的一方叫做支承導軌。</p><p>　　導軌按運動性質(zhì)可分為主運動導軌，進給導軌和移置導軌。主運動導軌

98、的動導軌與支撐導軌之間，相對運動的速度較高；進給運動導軌的動導軌與支撐導軌之間，相對運動的速度較低。按摩擦性質(zhì)可分為滑動導軌和滾動導軌（本設(shè)計采用滑動導軌）。</p><p><b>　　導軌應(yīng)滿足下列要求</b></p><p><b>　　精度高，壽命長</b></p><p>　　導軌在空載下運動和在切削條件下運動時

99、，都應(yīng)具有足夠的導向精度。保證動導軌的準確度，是保證導軌工作質(zhì)量的前提。</p><p>　　幾何精度：直線運動導軌的幾何精度一般包括：導軌在豎直平面內(nèi)的直線度（簡稱A項精度）；導軌在水平平面內(nèi)的直線度（簡稱B項精度）；兩導軌面間的平行度，也叫扭矩（簡稱C項精度）。</p><p>　　接觸精度：影響精度保持性的主要因素是磨損。提高耐磨性以保持精度，是提高機床質(zhì)量的主要內(nèi)容之一，也是科學研

100、究的一大課題。常見的磨損形式有磨料磨損，粘著磨損和接觸疲勞。磨料磨損經(jīng)常發(fā)生在邊界摩擦和混合摩擦狀態(tài)。磨粒夾在導軌面間隨之相對運動，形成對導軌面的“切削”，使導軌面產(chǎn)生“劃傷”。磨料的硬度越高，相對滑動速度越大，壓強越大，對摩擦副的危害也越大。磨料磨損很難避免，是導軌防護的重點。</p><p><b>　　剛度及承載能力大；</b></p><p>　　摩擦阻力小，

101、運動平穩(wěn)；</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，裝配，維修；</p><p><b>　　成本低。</b></p><p><b>　　設(shè)計導軌的任務(wù)</b></p><p>　　選擇導軌的結(jié)構(gòu)類型；</p><p>　　選擇導軌的截面形狀；</p><

102、;p><b>　　設(shè)計導軌的尺寸；</b></p><p>　　設(shè)計導軌磨損后的補償和間隙（或預(yù)緊力）調(diào)整裝置；</p><p>　　選擇導軌的材料，表面加工和處理方法，表面硬度匹配；</p><p>　　決定導軌的潤滑形式，減小摩擦，磨損，發(fā)熱和爬行；</p><p>　　設(shè)計完善的防護裝置；</p>

103、<p>　　確定導軌的技術(shù)要求。</p><p><b>　　二．導軌的設(shè)計</b></p><p><b>　　材料的選取</b></p><p>　　對導軌材料的主要要求是：耐磨性高，工藝性好和成本低。導軌的常用材料有鑄鐵，鋼件等。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。本

104、設(shè)計采用孕育鑄鐵，選擇牌號為HT300。</p><p>　　制造此材料的工藝過程是在鐵水中加入少量孕育劑硅和鋁，使鑄鐵獲得均勻的珠光體和細片狀石墨的金相組織，從而得到均勻的強度和硬度。由于石墨微粒能夠產(chǎn)生潤滑作用，又可吸引和保持油膜，因此孕育鑄鐵的耐磨性比灰鑄鐵高。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　合理的立柱

105、設(shè)計是應(yīng)在最小重量的條件下，具有最大的靜剛度。因考慮到方型截面的抗彎剛度好于圓形，故本設(shè)計采用方型截面（同為廠方要求）。本設(shè)計為專用多軸鉆床的設(shè)計，根據(jù)需要，床身導軌兼作立柱，工作臺可沿立柱上下移動作進給往復(fù)運動。但考慮到安裝需要，導軌上半部分（實質(zhì)上為立柱，此段只起支承作用，不起導向作用）截面形狀本設(shè)計采用圓形截面，上下兩端加工有螺紋，與上臺板和底座固定。具體結(jié)構(gòu)形狀如下圖：</p><p><b>

106、　　尺寸的確定</b></p><p>　　導軌的尺寸過大，會使機床整體顯得笨重；尺寸過小，則導軌剛度不足，機床在工作時，切削載荷（主要為切削轉(zhuǎn)矩和進給力）經(jīng)導軌（兼作立柱）傳遞給工作臺，使導軌產(chǎn)生彈性變形，彎曲或扭轉(zhuǎn)。變形的結(jié)果，主軸軸線在豎直面和水平面內(nèi)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使線不垂直于底座，影響到加工精度。所以，合理的制定導軌的尺寸，是機床加工精度保障的前提。具體尺寸見上圖。</p><

107、p><b>　　工藝性</b></p><p>　　采用淬火的方法可以提高鑄鐵導軌表面的硬度，可以增強抗磨料磨損，粘著磨損的能力，防止劃傷與撕傷，提高導軌的耐磨性。鑄造中的殘余應(yīng)力，會使導軌產(chǎn)生蠕變，因此，必須進行時效處理。時效最好在粗加工后進行。鑄鐵加熱到450℃時，在內(nèi)應(yīng)力的作用下開始變形，超過550℃硬度反而降低。因此熱時效處理應(yīng)在530℃~550℃的范圍內(nèi)進行,這樣既能消除內(nèi)應(yīng)

108、力，又不致降低硬度。因本設(shè)計多軸鉆床為普通精度機床，所以只進行一次時效處理就可以了。</p><p><b>　　導軌間隙的調(diào)整</b></p><p>　　導軌面間的間隙對機床工作性能有直接影響，如果間隙過大，將影響運動精度和平穩(wěn)性；間隙過小，則運動阻力大，導軌的磨損加快。因此必須保證導軌具有合理間隙，磨損后又能方便的調(diào)整。本設(shè)計采用螺栓調(diào)整工作臺動導軌與立柱導軌之

109、間的間隙，具體方案如下圖：</p><p>　　第三節(jié) 底座的設(shè)計</p><p><b>　　一．材料選擇</b></p><p>　　剛件雖然強度高，但是相對與鑄件來說，其價格高，減振性差。所以本設(shè)計底座的材料采用鑄鐵，牌號為HT200。</p><p><b>　　二．結(jié)構(gòu)設(shè)計</b><

110、;/p><p>　　如圖所示，本設(shè)計底座四角有四個凸臺，底座鑄造成型后，在銑床上加工這四個凸臺，使之具有一定的平面度和粗糙度。在這里，凸臺有兩個作用：首先，用來支承工作臺，把工作臺的重量通過底座傳到地面，從而不會使液壓缸直接受壓。其次，安裝導軌時，起到支承和配合的作用，使導軌具有一定的垂直度。如果凸臺的精度不夠，則導軌的垂直度就會受到影響，從而最終影響到工件的加工精度。具體結(jié)構(gòu)如下圖：</p><

111、p><b>　　三．尺寸確定</b></p><p>　　根據(jù)導軌之間的距離確定底座的長度和寬度。導軌之間長度距離為900mm，寬度距離為680mm，確定底座的長度為1530mm，寬度為1130mm。工作臺高度為605mm，考慮到工人安裝工件時的工作高度，根據(jù)人機工程學原理，確定底座高度為450mm。</p><p>　　第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計</p&g

112、t;<p>　　液壓系統(tǒng)的設(shè)計是根據(jù)主機對液壓系統(tǒng)提出的要求和綜合運用液壓元件和液壓回路基本知識的基礎(chǔ)上進行的。</p><p>　　液壓系統(tǒng)設(shè)計要求具體包括：</p><p>　　主機的用途、工藝過程和總體布置以及對液壓傳動裝置的位置及空間尺寸的要求；</p><p>　　主機的工作循環(huán)、各執(zhí)行元件的運動形式及其工作范圍；</p>&l

113、t;p>　　執(zhí)行元件在各工作階段的負載大小和性質(zhì)以及運動速度的變化范圍；</p><p>　　主機各運動部件之間的動作順序、自動循環(huán)和互鎖關(guān)系；</p><p>　　對系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性、換向定位精度、停留時間等方面的要求；</p><p>　　液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境如溫度、濕度、震動沖擊是否有腐蝕性和易燃物質(zhì)存在等情況。</p><p>　

114、　本設(shè)計為多軸鉆床的設(shè)計，對液壓系統(tǒng)的要求：</p><p><b>　　加工精度7級；</b></p><p>　　進給速度要平穩(wěn)，能調(diào)速；</p><p>　　液壓系統(tǒng)應(yīng)基本滿足自動化要求。</p><p>　　工作臺快進、快退速度為0.075m/s，工作進給速度為0.001m/s，加速時間為0.2s，工作臺采用立柱

115、導軌，工作臺快進行程265mm，工進行程為15mm，動摩擦系數(shù)。</p><p><b>　　一．工況分析</b></p><p>　　工況分析的目的是明確主機在工作中執(zhí)行機構(gòu)的運動速度和負載的大小及其變化規(guī)律。</p><p>　　液壓執(zhí)行元件的負載分析</p><p>　　根據(jù)給定條件，其負載由六部分組成，即工作阻力

116、，摩擦阻力，，慣性阻力，重力G，密封阻力為，背壓阻力。所以作用在活塞上的機械負載R為：</p><p><b>　　工作阻力</b></p><p>　　就本鉆床而言，工作阻力為工作運動方向的軸向力，即</p><p><b>　　摩擦阻力，</b></p><p>　　摩擦阻力為工作臺動導軌與導軌

117、之間的摩擦力。由于工作臺作垂直進給運動，立柱預(yù)緊力N=50N，所以</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　重力G</b></p><p>　　估算工作臺、工件等重力為G=2211.3N</p>

118、<p><b>　　慣性阻力</b></p><p><b>　　液壓負載圖的繪制</b></p><p>　　液壓缸在各工況階段的負載值如下表所示： </p><p>　　二．確定液壓缸的參數(shù)</p><p>　　初選液壓缸的工作壓力</p><p>　　查《液壓

119、傳動與控制技術(shù)》表4-3，初選工作壓力為。</p><p><b>　　確定液壓缸尺寸</b></p><p>　　由于鉆床工作臺快進和快退速度相同，因此選用單桿活塞式液壓缸，并使，快進速度采取差動連接。</p><p><b>　　確定液壓缸直徑</b></p><p>　　按負載和選定的工作壓力

120、計算，即</p><p><b>　　式中液壓缸的外負載</b></p><p>　　查《液壓傳動設(shè)計手冊》表6－2取活塞桿外徑d=35mm，則</p><p>　　根據(jù)GB2348－80就近圓整到D=70mm，為活塞桿的2倍。于是液壓缸實際有效工作面積為：</p><p>　　液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力，流量和功率的

121、計算值</p><p><b>　　三．繪制工作原理圖</b></p><p>　　第五章 電器控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　為了提高機床的自動化程度和安全可靠度，本設(shè)計液壓系統(tǒng)采用電器控制。由于液壓系統(tǒng)有三個電磁閥，線圈由PLC控制，其工作順序功能圖如下圖所示。本系統(tǒng)需要四個輸入點，三個輸出點，采用FX0N-24MR型，電源電壓AC1

122、00240V，滿足使用要求。</p><p><b>　　一．方案分析</b></p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計時,考慮到立式鉆床的直線往復(fù)運動，若“工進”狀態(tài)采用行程開關(guān)控制，必將和“快退”狀態(tài)發(fā)生沖突。因而將工進狀態(tài)改用延時定時器控制，便能很好地解決該問題。</p><p><b>　　二．工作過程</b></p&

123、gt;<p>　　系統(tǒng)的工作過程如圖所示，按動開關(guān)S20,X001接通，Y000線圈通電，常開觸點動作，X001自鎖，動作啟動。電磁換向閥①和③接通。工作臺快速上升，與此同時，定時器開始計時3s,T0的常開觸點閉合，常閉觸點打開，延時3s后，線圈失電，的常開觸點復(fù)位，即快進過程結(jié)束。且的常閉觸點復(fù)位，進入工進過程。此時，Y001線圈接通，即電磁換向閥②動作，當工作臺碰到行程開關(guān)S22時，X002接通，Y002線圈通電，則其