zxh54型銑槽機分度箱部件設計畢業(yè)設計

1、<p>　　ZXH54型銑槽機分度箱部件設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著紡織業(yè)的不斷發(fā)展，自動化在紡織業(yè)中的應用越來越廣泛，其中“針板”（用于排放織針）就是實現(xiàn)自動化的一個重要部件。它的加工特殊，精度要求較高，需要有專門的機床加工，這就是我這次的畢業(yè)設計課題：ZXH54型銑槽機設計—分度箱部件設計。</p>

2、;<p>　　ZXH54型銑槽機是用于加工紡織業(yè)中“針板”的專用切削機床，屬于典型的組合機床，該機床具有四工位、八銑頭，能同時加工八個工件，具有較高的加工效率和加工精度，同時還能實現(xiàn)針槽與圓弧口槽同工位一次完成，克服了以前針板加工中加工工序復雜、加工效率低、加工精度不高的缺點，有較好的應用前景。</p><p>　　本次設計總共分為四大部分：第一部分組合機床的概述；第二部分ZXH54銑槽機的總體設計

3、；第三部分銑槽機分度箱部件的設計；第四部分結論與展望。其中第三部分的設計是本次設計的重點，設計從機械部件設計，液壓部件設計，液壓系統(tǒng)控制設計三個方面對ZXH54銑槽機分度箱部件進行的整體細致的設計，不僅從機械和液壓的角度對分度箱的主要部件進行了校核計算，還從控制上提出了一套可行的控制方案，較好的完成了預期的設計要求。</p><p>　　關鍵詞：銑槽機，分度箱部件，紡織業(yè)</p><p>

4、<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the continuous development of the textile industry, the application of automation in the textile industry is more and more widely, in which the needle plate (for e

5、missions needles) is an important component of the automation. Its special processing, high accuracy requirements, the need for specialized machining, this is my graduation project this: ZXH54 type slot milling machine d

6、esign - sub-degree box component design.</p><p>　　ZXH54 slot milling machine is a special cutting machine for processing textile needle plate, is a typical combination machine, the machine has a four-station

7、, eight milling head, eight work piece can be processed at the same time, higher processing efficiency and precision, while the needle groove and circular opening slot with the station at once, to overcome the needle pla

8、te processing complex manufacturing processes, low processing efficiency, high machining accuracy shortcomings, there are g</p><p>　　The design is divided into a total of four parts: the first part of a comb

9、ination of an overview of the machine tool; overall design the second part ZXH54 slot milling machine; dividing the design of the box components of the third part of the slot milling machine; Part IV Conclusion and Outlo

10、ok. The third part of the design is the focus of the design, design from the design of mechanical parts, hydraulic component design, hydraulic system to control the design of the three aspects of indexing b</p>&l

11、t;p>　　KEY WORDS: Slot milling machine, the indexing box parts, textiles</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>

12、;<b>　　目　錄III</b></p><p><b>　　引　言1</b></p><p>　　§一、組合機床概述2</p><p>　　1.1 組合機床及其特點2</p><p>　　1.2 組合機床分類和基本配置型式3</p><p>　　1.3

13、 組合機床的工藝范圍4</p><p>　　§二、ZXH54型銑槽機分度箱部件分析5</p><p>　　§三、空間凸輪的種類16</p><p>　　§四、組合機床總體設計方案和計算17</p><p>　　4.1 組合機床的總體設計方案17</p><p>　　4.2 “三圖

14、一卡”制作18</p><p>　　4.3 計算過程分析19</p><p>　　4.4機床聯(lián)系尺寸總圖21</p><p>　　4.5 機床生產(chǎn)率計算卡22</p><p>　　§五、ZXH54型銑槽機凸輪分度箱設計23</p><p>　　5.1 凸輪分度箱總體設計23</p>

15、<p>　　5.1.1 方案選擇23</p><p>　　5.1.2 凸輪分度箱的原理23</p><p>　　5.1.3傳動結構24</p><p>　　5.2 設 計 總 結26</p><p><b>　　致 謝27</b></p><p>　　參 考 文 獻28

16、</p><p><b>　　引　言</b></p><p>　　目前國內針織橫機針床加工效率低，前、后針床針槽不能在同一臺機器上完成加工，從而造成寬度不勻，影響針床質量。為此須研制新型針床加工專用母機，使該機能用多個加工工位同時完成多副針床的加工，且能使前針床、后針床在同一臺機器上完成加工，從而成倍提高產(chǎn)量與質量。</p><p>　　ZXH

17、54型針板銑槽機是一種典型的組合機床，因此它也就具有組合機床的一切特征。</p><p>　　ZXH54型銑槽機屬于典型的組合機床，該機床具有四工位、八銑頭，能同時加工八個工件，具有較高的加工效率和加工精度，同時還能實現(xiàn)針槽與圓弧口槽同工位一次完成，克服了以前針板加工中加工工序復雜、加工效率低、加工精度不高的缺點。</p><p><b>　　§一、組合機床概述<

18、/b></p><p>　　1.1 組合機床及其特點</p><p>　　組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠對一種(或幾種)零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。</p><p>　　組合機床與通用機床、其他專用

19、機床比較、具有以下特點：</p><p>　　(1)組合機床上的通用部件和標準零件占全部機床零，部件總量的70-80%，因此設計和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟效果好。</p><p>　　(2)由于組合機床采用多刀加工，并且自動化程度高，因而比通用機床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，勞動強度低。</p><p>　　(3)組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設計和長期生產(chǎn)實踐考驗的

20、，又有專門廠成批制造，因此結構穩(wěn)定、工作可靠，使用和維修方便。</p><p>　　(4)在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導向裝置等，加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。</p><p>　　(5)當被加工產(chǎn)品更新時，采用其他類型的專用機床時，其大部分部件要報廢。用組合機床時，其通用部件和標準零件可以重復利用，不必另行設計和制造。</p>&

21、lt;p>　　(6)組合機床易于聯(lián)成組合機床自動線，以適應大規(guī)模的生產(chǎn)需要。</p><p>　　組合機床常用的通用部件有：床身(側底座)、底座(包括中間底座和立柱底座)、立柱，動力箱、動力滑臺，各種工藝切削頭等。對于一些按順序加工的多工位組合機床，還具有移動工作臺或回轉工作臺。</p><p>　　動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件。其中還

22、有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭，而只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。 固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件設計，不能制造成完全通用的部件，但其中很多零件(例如：主軸、中間軸、齒輪和箱體等)是通用的。</p><p>　　床身、立柱、中間底座等是組合機床的支承部件，起著機床的基

23、礎骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。移動的或回轉的工作臺是多工位組合機床的主要部件之一，它起著轉換工位和輸送工件的作用，因此它們的直線移動和回轉運動的重復定位精度直接影響組合機床的加工精度。</p><p>　　除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要是指揮機床按順序動作，以保證機床按規(guī)定的程序進行工作。</p><p>　　組合機床的通用部

24、件，絕大多數(shù)已由機械工業(yè)部頒布成國家標準，并按標準所規(guī)定的名義尺寸、主參數(shù)、互換尺寸等定型，各種通用部件之間有配套關系。這樣，用戶可根據(jù)被加工零件的尺寸、形狀和技術要求等，選用通用部件，組成不同型式的組合機床，以滿足生產(chǎn)的需要。</p><p>　　1.2 組合機床分類和基本配置型式</p><p>　　組合機床有大型組合機床與小型組合機床兩大類，它們不僅在體積和功率上有大小之別，而且在結

25、構和配置型式等方面也有很大差異。大型組合機床的配置型式可分為三大類：</p><p>　　一、具有固定式夾具的單工住組合機床</p><p>　　這類組合機床夾具和工作臺都固定不動。動力滑臺實現(xiàn)進給運動，滑臺上的動力箱(連主軸箱)實現(xiàn)切削主運動。</p><p>　　根據(jù)動力箱和主軸箱的安置方式不同，這類機床的配置型式有以下幾種。</p><p&

26、gt;　　(1)臥式組合機床(動力箱水平安裝)；</p><p>　　(2)立式組合機床(動力箱垂直安裝)；</p><p>　　(3)傾斜式組合機床(動力箱傾斜安裝)；</p><p>　　(4)復合式組合機床(動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài))。</p><p>　　1.3 組合機床的工藝范圍</p><p>　　

27、組合機床可完成的工藝有銑平面、刮平面、車端面、鉆孔、擴孔；鏜孔、鉸孔、攻絲、倒角、惚窩、鉆深孔、切槽等。隨著綜合自動化技術的發(fā)展，組合機床可完成的工藝范圍也在不斷擴大，除了上述工藝外，還可完成車外圓、車錐面、車弧面、切削內外螺紋、液壓孔、技削內外圓柱面和平面、磨削、拋光、衍磨，甚至還可進行沖壓、焊接、熱處理、裝配、自動測量和檢查等。</p><p>　　§二、ZXH54型銑槽機分度箱部件分析</p

28、><p>　　凸輪分度箱是ZXH54型銑槽機的主要部件，它是保證銑槽精度，提高產(chǎn)量與質量，實現(xiàn)自動分度的關鍵。所以，在對凸輪分度箱提出設計方案前，有必要了解凸輪機構的設計。</p><p><b>　　凸輪機構的概述</b></p><p>　?。ㄒ唬┩馆啓C構及其類型</p><p>　　凸輪機構一般是由機架、主動凸輪及從動

29、件三部分組成的高副機構。從動件可作預期的往復移動或擺動，以及間歇的旋轉（見圖2-1）。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　1、凸輪機構的基本類型</p><p>　　凸輪機構有平面與空間之分。平面凸輪機構又可分為移動從動件盤形凸輪機構、擺動從動件盤形凸輪機構、移動從動件移動凸輪機構和擺動從動件移動凸輪機構。空間凸

30、輪機構也有移動從動件和擺動從動件之分。本課題——銑床專用分度凸輪機構屬空間凸輪機構，故以下將對空間凸輪機構作詳細解釋。</p><p>　　空間凸輪機構的基本類型及特點（見表2-1）</p><p>　　表2-1 空間凸輪機構的基本類型及特點</p><p>　　2、凸輪機構的鎖和方式</p><p>　　為了使從動件和凸輪始終保持接觸，可

31、以采用力鎖合或形鎖合。力鎖合是應用重力、彈簧力或流體壓力等外力使從動件保持和凸輪接觸。形鎖合可用槽凸輪、凸緣凸輪、等徑凸輪、等寬凸輪或共軛凸輪等來達到這個目的。</p><p>　　本課題ZXH54型銑槽機采用的是槽凸輪，鎖合方式為形鎖合，具體方式如下圖所示。這種鎖合方式要求凸輪的尺寸較大，圖a結構較簡單，但為了使?jié)L子在槽內不會卡住，必須要有間隙，不宜用于高速。圖b采用兩個滾子，可消除間隙，但制造困難些。<

32、/p><p>　?。ǘ膭蛹倪\動規(guī)律</p><p><b>　　一般概念</b></p><p>　　1、從動件的運動類型</p><p>　　當凸輪轉一轉時，從動件作一次往復運動。設從動件為移動從動件。其位移為s、加速度a合時間t的關系見圖2-3，有三種類型：</p><p>　　類型Ⅰ （圖

33、2-3a）——雙停歇運動（或升-停-回-停運動）。從動件在行程的兩端都有停歇。</p><p>　　類型Ⅱ （圖2-3b）——無停歇運動（或升-回-升運動）。從動件在形成的兩端都不聽謝而作連續(xù)的往復運動。</p><p>　　類型Ⅲ （圖2-3c）——單停歇運動（或升-回-停運動）。從動件只在行程的起始端（或終止端）有停歇。</p><p>　　在選擇從動件的運動規(guī)

34、律時，對于這三種運動類型，應該有不同的考慮。如對雙停歇運動來說，在行程兩端的速度和加速度都應為零。對其它</p><p>　　圖2-3 運動類型th——升程（推程）時間</p><p>　　在選擇從動件的運動規(guī)律時，對于這三種運動類型，應該有不同的考慮。如對雙停歇運動來說，在行程兩端的速度和加速度都應為零。對其它兩種運動來說，在停歇端的速度和加速度應為零。在無停歇端的速度也為零，而加速度最

35、好不等于零。這樣，在推程和回程的銜接處，加速度過渡平滑，且可使最大速度和最大加速度等下降，這對受力情況和減少振動等都是有利的。</p><p><b>　　2、無因次運動參數(shù)</b></p><p>　　分析移動從動件的一個單向行程（推程），已知其位移s、速度v、加速度a和躍度j都是時間t的函數(shù)，相應為：</p><p><b>　　

36、（式—1）</b></p><p>　　用線圖表示為圖2-4</p><p>　　圖2-4 運動線圖</p><p>　　3、運動規(guī)律的特性值及選擇運動規(guī)律的原則</p><p>　　運動規(guī)律的特性值是指無因此運動參數(shù)中的最大速度 、最大加速度 及最大躍度等。</p><p>　?、僮畲笏俣?運動著的從動

37、件具有一定的動量。從安全考慮，應使動量小一些。為此，對于重載的凸輪機構，因從動件的質量大，應采用小的運動規(guī)律為宜。還影響到凸輪的受力和尺寸大小。采用小的運動規(guī)律，同樣尺寸的凸輪，其最大壓力角也小（等速運動除外）。反之，如果相同，則小的凸輪尺寸也小。</p><p>　?、谧畲蠹铀俣?因為慣性力等于實際速度乘以質量。故當無因此最大加速度愈大時，從動件的最大慣性力愈大。凸輪與從動件間的動壓力也愈大。對于高速凸輪，更應

38、選擇值小的運動規(guī)律。</p><p>　?、圩畲筌S度 躍度和從動件的振動關系較大。為了減小振動，應使值減小。值最小的運動規(guī)律是等躍度規(guī)律。</p><p><b>　　3）銑削功率的計算</b></p><p>　　銑削功率 Pm = Fz V×10-3kw ③P88 Fz = 55.35~107.17 N V = 0.33

39、~0.67 m/min</p><p>　　Pm = 0.018~0.071 kw</p><p>　　4）伸出軸扭矩的計算</p><p>　　扭矩 Tn = Fz D/2 = 2.2~4.3 kN·m</p><p><b>　　5）其他方面計算</b></p><p>　　若V =

40、 50 m/min 時 耐用度T = 541 min</p><p>　　n=1000V/πD=199 r/min </p><p>　　Vf = 134.3 mm/min f = Z·Sz = 0.675 mm</p><p>　　加工一條槽所需時間為ts = 1.01~1.12 min</p><p>　　則加工一

41、個工件所需時間約為Ts = 480~533 min</p><p>　　T= 541 min >Ts = 533 min</p><p>　　因此，原理上當切削速度V= 50 m/min時也可以滿足所需耐用度要求，考慮V的兩種選取，我認為當V = 50 m/min時，更能符合實際需求。在耐用度達到要求的同時，盡量使切削速度增大，從而使加工表面精度增加，并且加工一個工件的時間縮短，提高

42、加工效率。</p><p>　　銑削功率 Pm = 0.046~0.089 kw</p><p>　　4.4機床聯(lián)系尺寸總圖</p><p>　　4.5 機床生產(chǎn)率計算卡</p><p>　　§五、ZXH54型銑槽機凸輪分度箱設計</p><p>　　5.1 凸輪分度箱總體設計</p><

43、p>　　5.1.1 方案選擇</p><p>　　分度箱是該銑槽機的關鍵部件之一。它的主要作用是使銑刀精確的定位，即保證被加工工件——針床的槽距。根據(jù)設計的主要技術指標：</p><p>　　分度范圍：3～18N，分度精度：槽距誤差≤0.03毫米，槽距累積誤差為任意300毫米內≤0.10毫米?？梢姡摲侄认涫且粋€要求精確定位的機械機構。在銑刀每銑完一根槽后，通過分度箱使銑刀移動一段距

44、離，銑第二根槽。以此保證針板的槽距。在考慮了經(jīng)濟、精度等多方面因素后，決定使用凸輪機構。其優(yōu)點：定位精度高；經(jīng)濟性好；性價比高。</p><p>　　5.1.2 凸輪分度箱的原理</p><p>　　本系統(tǒng)中采用如下所示的蝸桿凸輪分度機構（見下圖）。</p><p>　　其基本工作原理為：蝸桿凸輪的旋轉帶動分度盤，使蝸桿每旋轉一圈，轉盤轉過一格，銑刀移過一段固定的距

45、離。形成了等距離的針床槽距。</p><p>　　設計時，蝸桿凸輪采用一段斜螺紋+一段直螺紋+一段斜螺紋繪制方法。銑刀停止或者銑槽時，轉盤始終位于直螺紋范圍內。轉盤每移動一格都是從直螺紋旋轉一圈再次停止在直螺紋處的。這一設計可以避免轉盤的碰撞、沖擊，形成一個緩沖地區(qū)，不至使零件受到損壞。同時，又保證了定位的精度，針床可以始終保持槽距。</p><p>　　在設計凸輪分度箱時，由于考慮到需要

46、加工不同槽距的針板，所以在傳動軸（0439）上安裝了搭牙板，用來調換齒輪，這樣就可以滿足不同的槽距要求。 </p><p><b>　　5.1.3傳動結構</b></p><p>　　由電動機帶動偏心輪旋轉，安裝在偏心輪的傳感器產(chǎn)生感應信號，使輸入軸（0434——凸輪軸）旋轉；凸輪軸的旋轉帶動蝸桿凸輪(0433)轉動，蝸桿凸

47、輪帶動塔輪軸（0405）旋轉，使塔輪軸偏過某一個角度，銑刀前進一格，同時塔輪軸帶動齒輪（0424）轉動，使與0424嚙合的齒輪（0422）旋轉；當位于塔輪軸上的離合器合上時，離合器軸（0420）轉動，帶動了安裝在離合器軸上的齒輪(0461)旋轉，同時帶動與其嚙合的齒輪(0462)旋轉；0462通過軸帶動齒輪（0459）轉動，使與0459嚙合的齒輪(0460)旋轉，通過傳動軸(0407)帶動齒輪（0467）旋轉，使與0467嚙合的齒輪（0

48、468）轉動；最后，通過輸出軸（0406）將動力輸出。</p><p>　　快退時，將離合器斷開，軸（0420）旋轉，但齒輪（0422）與軸虛接觸，所以不會旋轉。同時在離合器軸上考慮安裝一個杠桿，以控制離合器的斷開與合上。具體傳動見上頁簡圖：</p><p>　　電動機 偏心輪（0429） 輸入軸（0434） 蝸桿凸輪（0433）</p><

49、p>　　塔輪軸（0405） 齒輪（0424） 齒輪（0422）</p><p>　　離合器軸（0420） 齒輪(0461) 齒輪（0462） 傳動軸（0407）</p><p>　　齒輪（0467） 齒輪（0468） 輸出軸（0406）</p><p>　?、嘧詈蟀淹馆喓鸵牙L制完的分度盤裝配起來，得到如

50、下裝配圖。</p><p>　　5.2 設 計 總 結</p><p>　　隨著紡織業(yè)的不斷發(fā)展，自動化在紡織業(yè)中的應用也越來越為之廣泛，其中“針板”（用于排放織針）就是實現(xiàn)自動化的一個重要部件，它為電腦編織、電腦繡花創(chuàng)造了硬件條件。但它的加工特殊，精度要求較高，需要有專門的機床加工，這就對加工它的機床提出了較高的要求：加工自動化、高精度、高效率。ZXH54型銑槽機就是一臺用于加工紡織業(yè)中

51、“針板”的專用切削機床，而我這次的畢業(yè)設計課題——銑床專用凸輪分度箱設計是該銑槽機的關鍵部件之一。</p><p>　　ZXH54型銑槽機屬于典型的組合機床，該機床具有四工位、八銑頭，能同時加工八個工件，具有較高的加工效率和加工精度，同時還能實現(xiàn)針槽與圓弧口槽同工位一次完成，克服了以前針板加工中加工工序復雜、加工效率低、加工精度不高的缺點。</p><p>　　本次設計取得的主要成果可歸納

52、如下：</p><p>　　對組合機床進行了總體介紹和說明，為以后類似的機床設計提供了可靠的科學依據(jù)。</p><p>　　在總體方案設計中，通過多個方案的對照比較，對ZXH54銑槽機提出了一套科學可行的方案設計，即采用臥式床身，液壓動力滑臺，多工位式組合機床，且每個工件使用一把刀具，由下至上逆銑。</p><p>　　在凸輪分度箱設計過程中，通過分析、比較最終確立

53、了蝸桿凸輪機構的方案，并且運用了CAD軟件進行繪圖。</p><p>　　由于初次接觸以及自己知識的欠缺與經(jīng)驗的不足，在設計中一定還存在很多的問題，有些問題由于自己能力的欠缺到至今還沒發(fā)現(xiàn)。所以在今后的學習中還有許多要學，還有許多地方要改進。</p><p><b>　　致 謝 </b></p><p>　　本次畢業(yè)設計，是在我尊敬的唐勤生的悉

54、心指導下完成的。唐老師對于治學的嚴謹態(tài)度和對任務的精益求精著實讓我佩服。在畢業(yè)設計期間，唐老師在工作之余抽空為我們進行畢業(yè)設計的指導，對于我們遇到的問題耐心回答，身體力行，在完成這篇畢業(yè)設計的過程中起到了舉足輕重的地步。在此，我要先對唐老師表示最誠摯的感謝！謝謝唐老師對于我的指導！</p><p>　　其次，我要感謝我們學校的各位老師，在畢業(yè)設計中，對于我遇到的一些流程上的問題，都能清晰地回答，為我減少了很多麻煩

55、。</p><p>　　然后，我要感謝此次畢業(yè)設計。通過這次畢業(yè)設計，收獲頗豐，不僅提高了自己的動手能力、設計能力和編程能力，還提高了自己的閱讀和寫作能力，這對于以后的工作生活，都能起到很重要的作用。</p><p>　　最后，我要感謝一下自己。在這次緊張的畢業(yè)設計過程中，我能夠較好的完成自己指定的目標和計劃，認真查閱資料，自行設計，完成了此次畢業(yè)設計。</p><p&

56、gt;　　于此，感謝所有在設計過程中，幫助過我的老師，同學和朋友！</p><p>　　參 考 文 獻</p><p>　　[1]金航云.針織橫機生產(chǎn)技術〔M〕.上海：科學技術出版社，1985.</p><p>　　[2]戴曙主.金屬切削機床〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社，1995.</p><p>　　[3]沈陽工業(yè)大學.組合機床設計〔

57、M〕.上海：科學技術出版社，1991.</p><p>　　[4]大連組合機床研究所.組合機床〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社 ，1975.</p><p>　　[5]章宏甲,黃誼主.機床液壓傳動〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社，1991.</p><p>　　[6]萬太福,唐永賢.可編程控制器及其應用〔M〕.重慶：重慶大學出版社，1998.</p><

58、p>　　[7]許福玲，晨堯明主編.液壓與氣壓傳動〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[8]雷天覺.液壓工程手冊〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社，1996.</p><p>　　[9]陸元章.現(xiàn)代機械設備設計手冊第2卷〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社，1996.</p><p>　　[10] Thyer, G.E. Computer numeri