專用機床設計畢業(yè)設計

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

2、<p>　　班 級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p>

3、;<b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著生產力的不斷發(fā)展，現代工廠對于專用機床的需求越來越強烈。在現有組合機床已經無法完全滿足工廠的生產需要的同時，專用機床逐漸走進人們的視野。此次設計的主要目標，是完成能夠對4種給定的法蘭盤進行加工的專用機床。根據給出的工件數據以及現有資料，此次機床的設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，進給系統(tǒng)，船身，專用夾具

4、。</p><p>　　關鍵詞：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、標準化的通用部件為基礎，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構簡單，生產率及自動化程度高，易保證加工精度的特點，又能適應工件的變化，具有一定的重新調整、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、大量生產中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。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

9、計的意義</p><p>　　傳統(tǒng)機床只能對一種零件進行單刀，單工位，單軸，單面加工，成產效率低且加工精度不穩(wěn)定，專用機床能夠對一種（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、銑削磨削等工序，生產效率高，加工精度穩(wěn)定。本畢業(yè)設計針對法蘭盤設計專用組合機床，有利于提高大批量生產的法蘭盤的生產效率，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使用，逐步發(fā)展成為通用部件，因而產生了組合機床。</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準。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準化的原則，即嚴格規(guī)定各部件間的聯系尺寸，但對部件結構未作規(guī)定。</p><p>　　二十世紀70年代以來，隨著可轉位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術的發(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0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低達2.5～0.63微米；鏜孔精度可達IT7～6級，孔距精度可達0.03～0.02微米 。</p><

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

13、精度。當被加工的零件尺寸結構有所改進時，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。在數控設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用非常廣泛。</p><p>　　近幾年來，由于國家加大基礎設施的投入，工程機械需求呈現了強勁的增長勢頭，部分生產廠家呈現出一年翻一番的發(fā)展形勢，雖然國家因

14、出現局部經濟過熱而采取對鋼材、建材、電解鋁等行業(yè)進行調控，但許多重點工程都陸續(xù)開工上馬，工程機械雖不會出現過熱現象，但今后幾年仍然會維持較大程度的增長態(tài)勢。國內工程機械同進口產品相比，其特點是價位低、產品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。隨著國家對世貿承諾的逐步實現，價格的競爭優(yōu)勢也逐漸減少，以裝載機為例：目前大多數的主機生產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、驅動橋等關鍵零件，大多采用通用設備加工，這種加工

15、方式的缺點有：生產能力難以擴大，產品質量不穩(wěn)定，在制品積壓嚴重，經濟效益不夠顯著。值得慶幸的是國內比較大的裝載機生產廠家都已逐步認識到這一問題。在機構件方面，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，而且避免了工件調頭而產生的二次定位誤差。運用組合機床加工結構件與通用機床相比各孔系坐標精度可以由±1mm提高到&

16、#177;0.2m</p><p>　　1.5專用機床的發(fā)展趨勢</p><p>　　現階段組合機床主要應用于大批量生產中，隨著組合機床加工的發(fā)展與各種生產管理技術的發(fā)展與完善，組合機床在中小批量生產中也將得到廣泛的應用，應用成組技術，把結構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)展將更多的采用調速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產節(jié)拍；采用數字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。</p><p>　　本次機床設計主要包括主軸箱，鉆頭變距箱，夾具以及床身的設計。</p><p><b>　　2 主軸箱</b></p><p><

18、b>　　2.1確定機床參數</b></p><p>　　2.1.1確定主軸各級轉速</p><p>　　查標準數列表，主軸各級轉速為（）</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。 電機轉速nd:</p><p>　　因為nmax =1400r/min ，根據N=5.5 KW，由于要使電機轉速nd與主軸最高轉速相近或相宜，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，電機轉速1440r/min。</p><p>　　2.2擬定機床

20、的傳動方案</p><p>　　2.2.1結構式的確定</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構的復雜程度密切相關，和工作性能也有關系。因此，確定傳動方案和型式，要從結構、工藝、性能及經濟等多方面統(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，也可用背輪結構、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 傳動結構式、結構網的選擇</p><p>　　結構式、結構網對于分析和選擇簡單的串聯式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復雜的傳動并想由此導出實際的方案，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目</p><p>　　級數為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>　　傳動副中由于結構的限制以2或3為合適，即變速級數Z應為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、體結構、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 結構式的擬定</p><p><b>　　初選的方案。</b></p>&

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

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，按u=1，1.58，2.496查表3-9, 查出符合三個傳動比的齒數和分別有：</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上的三聯齒輪齒數分別為：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，按u=1.58，2.496,查表3-9, 查出符合兩個傳動比的齒數和分別有：</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齒輪齒數分別為：34,25。</p><p><b>　　于是，， </b></p><p>　　可

30、得軸III上的雙聯齒輪齒數分別為：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，按u=1.387.</p><p>　　查表得符合傳動比的齒數分別為：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，按u=2.3.</p><p>　　查表得符合傳動比的齒數分別為：30，69.</p><p>　　算得各齒輪的參數如表2.1</p><p>　　表2.1

32、各齒輪參數表(mm)</p><p>　　2.4 繪制傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　根據軸數，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>　　根據高速鋼標準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>　　查表可得數據如下</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，有如下結果：</p><p>　　3.1.2按扭轉強度及剛度計算軸徑</p><p><b>　　根據扭轉強度：</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>　　經過初步判斷，初選齒輪材料選用45號鋼，進行調質處理。查表可得這種材料的力學性能為：</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>　　初步選擇齒數為： </b></p><p>　　根據齒根彎曲疲勞強度設計該齒輪，試選&l

38、t;/p><p>　　那么計算小齒輪所傳遞的轉矩為：</p><p><b>　　因為 </b></p><p><b>　　初選</b></p><p><b>　　查表得齒形系數為：</b></p><p><b>　　應力修正系數為：<

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小時進行的</p><p><b>　　查表得

40、</b></p><p>　　彎曲疲勞壽命系數為：</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應力如下</p><p><b>　　選擇安全系數</b></p><p>　　計算大小齒輪的，并進行比較。</p><p>　　顯然，小齒輪的較大，應該以小齒輪的為準進行計算。</p>

41、<p>　　計算模數，帶入中的較大者</p><p><b>　　修正計算結果如下</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K如下</b></p><p>　　由表中查得使用系數，由表中查得動載荷系數</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為</p><

43、;p><b>　　查表得</b></p><p>　　比小且接近，不需要進行修正</p><p><b>　　計算幾何尺寸如下</b></p><p>　　模數取為標準值m=3</p><p><b>　　齒數 </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</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</p><p><b>　　同前，</b></p><p>　　由表查得接觸疲勞壽命系數 </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力如下：</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數，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，調質處理。</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 </b></p><p><b>　　應力修正系數 </b></p><p>　　查表得齒輪的彎曲疲勞強度極限為</p><p><b>　　計算應力循環(huán)次數為</b></p><p>　　查表得

50、彎曲疲勞壽命系數為</p><p><b>　　取安全系數為</b></p><p><b>　　有：</b></p><p>　　計算大小齒輪的，并進行比較。</p><p>　　小齒輪及的較大，應以小齒輪的為準進行比較。</p><p><b>　　計算模數m&

51、lt;/b></p><p>　　綜合考慮，選取m=3</p><p><b>　　修正計算結果如下:</b></p><p><b>　　圓周速度為</b></p><p>　　查表可知，應選擇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)設計任務書）， 法蘭盤是起聯接作用的重要零件。</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的孔進行加工。</p><p><b>　　4.2夾具設計</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、焊接或粘結等方法牢固地連結在一起，一般不能拆卸。專用夾

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

58、本夾具將用于可調試鉆孔專用機床，對工件進行鉆，擴，絞三道工序的加工。</p><p><b>　　4.2.2夾具設計</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，主要應考慮如何提高勞動的生產率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。</p><p>

59、<b>　　2.、夾具設計</b></p><p>　　1）根據定位基準的選擇原則，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：</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>　　由夾緊力機構產生的實際夾緊力應滿足下式<

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

63、/p><p>　　K4——斷續(xù)刀削系數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構特征，決定選用壓板夾緊結構 而且不需要進行強度校核。</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，在設計夾具選擇和確定工件的定位方案時，除根據工件定位原理選用相應的定位原件外，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，就需要對可能產生的定位誤差進行分析和計算。</p><p>　　定位誤差是指由于定位不準而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對某一定位方案，

65、經分析計算其可能產生的定位誤差，只要小于工件有關尺寸或位置公差的1/3--1/5,一般即認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表面之間，彼此在尺寸及位置上均有著在公差范圍內的差異，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，由于定位不準產生的定位誤差主要是由基準位置誤差和基準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)。他們之間相互聯系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關系。因此在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進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>　　本次設計的專用夾具主要包括夾具體、鉆模板、回轉工作臺、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雜的基礎元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機構，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等，所以在夾具設計中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標準的。</

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，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成的模具中

71、，使模具相鄰兩部分準確定位而設計的銷。</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.標準菱形定位銷</p><p>　　定位銷在模具中應用最為廣泛。借助定位銷來達到定位的目的，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。在設計鉆模板的結構時，主要要根據工件的外形大小、加工部位、結構特點和生產規(guī)模以及機床類型等條件而定。要求所設計的鉆模板結構簡單、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>　　回轉工作臺</b></p><p>　　回轉工作臺是可進行回轉或分度定位的工作臺。</p><p>　　通用轉臺是鏜床、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，加工時轉動工作臺，則可加工圓弧面和圓弧槽等。通用轉臺按結構不同又分為水平轉

74、臺、立臥轉臺和萬能轉臺。 　　</p><p>　?、偎睫D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分刻度盤和手輪。轉動手輪即可驅動臺面，并由臺面外圓周上的刻度（以度為單位）與細分刻度盤讀出旋轉角度。分度精度一般為±60″。水平轉

75、臺的蝸桿伸出端也可用聯軸器與機床傳動裝置聯接，以實現動力驅動。 　　</p><p>　?、诹⑴P轉臺：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能轉臺:臺面可以在0°～90°范圍內傾斜任意角度, 使工件在空間的任何角度都能準確調整。 </p><p>　　本次設計主要利用通用轉臺的原理設計專用轉臺，

76、實現對不同參數的四種法蘭盤進行加工。（主要實現30度，45度，60度的轉位）</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.當用于夾壓有色金屬工件或已加工表面時，應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 床身設計</b></p><p>　　床身設計主要是合理利用空間，優(yōu)化各個部件的位置，實現機床的功能性。</p><p>　　床身設計主要包括支撐件，導軌，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構件。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件。</p><p><b>　　對支撐件的基本要求</b></p><p>　　1.應具有足夠的剛度。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.應具有足夠的抗振性。</p><p>　　3.一般應具有較小的熱變形和熱應力。</p><p>　　4.應該排屑暢通，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導軌</b></p><p>　　導軌

81、:金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導移動裝置或設備并減少其摩擦的一種裝置。導軌表面上的縱向槽或脊，用于導引、固定機器部件、專用設備、儀器等。導軌又稱滑軌、線性導軌、線性滑軌，用于直線往復運動場合，擁有比直線軸承更高的額定負載， 同時可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現高精度的直線運動。</p><p><b>　　導軌分類</b></p><p>　

82、　按運動性質分為主運動導軌、進給導軌和移置導軌。</p><p>　　按摩擦性質分為滑動導軌和滾動導軌。</p><p>　　按受力狀況可分為開式導軌和閉式導軌。</p><p><b>　　導軌應滿足的要求</b></p><p>　　導向精度 2.精度保持性 3.低速運動平穩(wěn)性 4.結構簡單、工藝性好</p&

83、gt;<p>　　導軌的截面形狀與組合</p><p>　　直線運動滑動導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，本次設計主要采用三角形和矩形導軌的組合，這種組合兼有導向性好、制造方便和剛度高的優(yōu)點而應用廣泛。</p><p><b>　　導軌的材料</b></p><p>　　導軌的材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑

84、料等，對導軌材料的主要要求是：耐磨性高、工藝性好和成本低。</p><p>　　本次設計的導軌設計主要采用鑄鐵，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，提高導軌耐磨性。目前，采用鑄鐵作支承導軌的，多數都要淬硬。只有必須采用刮研精進行精加工的精密支承導軌，以及某些移置導軌，才不淬硬。</p

85、><p><b>　　5.3電動機的定位</b></p><p>　　本次設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控機床中回轉運動轉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，當它們套裝在一起時便形成螺 旋滾道，并在滾道內裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動，并經回珠管作周而復始的循環(huán) 運動?；刂楣軆啥诉€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。經預緊后可消除 間隙。</p><p>　　?使用壽命長、制造成本高：主要采用優(yōu)質合金材料，表面經熱處理后獲得高的 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構（類似于齒輪副中的雙薄片齒輪結構）通過改 變墊片的厚度使螺母產生軸向位移，從而使兩個螺母分別與絲桿的兩側面貼合。當工 作臺反向時，由于消除了側隙，工作臺會跟隨CNC的運動指令反向而不會出現滯后。</p><p>　　圖5.2 雙螺母墊片調隙</p>&

90、lt;p>　　圖5.3雙螺母螺紋調隙</p><p>　　圖示為利用兩個鎖緊螺母調整預緊力的結構。兩個工作螺母以平鍵與外套相聯，其中右邊的一個螺母外伸部分有螺紋。當兩個鎖緊螺母轉動時，正是由于平鍵限制了 工作螺母的轉動，才使得帶外螺紋的工作螺母能相對于鎖緊螺母軸向移動。間隙調整 好后，對擰兩鎖緊螺母即可。結構緊湊，工作可靠，應用較廣。 </p><p><b>　　雙螺母齒

91、差調隙：</b></p><p>　　在兩個工作螺母的凸緣上分別切出齒數為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的內齒圈相嚙合，內齒圈緊固在螺母座上。設其中的一個螺母Z1轉過一個齒時，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過一個齒，則絲杠的軸向位移為:</p><p>　　例：當Z1=99，Z2=100時，?？梢赃_到很高的調整精度。</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，當絲桿較長時，采用兩支撐結構；當絲桿較短時，采用單支撐結構。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　根據《機械設計制造及其自動化》專業(yè)的教學大綱要求：本專業(yè)學生熟悉掌握機電一體化產品的設計、制造、使用與維修，培養(yǎng)學生能夠靈活運用所學專業(yè)課程知識，具有研

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

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

96、一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。</p><p>　　之前設計了一套較為粗糙的方案，但是出現了很多的問題，經過這一陣折騰，收獲不小，學到了平時很少有機會學到的課本以外的知識，真正的達到了學校開創(chuàng)這門課的目的。另外，通過課程設計，加深了我們對機械原理這門課的理解，理論與實際相結合，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。短暫的課程設計即將結束了，但教會了今后怎樣去學習這方面的知識，和如何去利用我們學

97、習的這些知識，去解決生活中的種種問題，給人們帶去便利。</p><p>　　參 考 文 獻</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，機械制造工藝設計手冊，哈爾濱工業(yè)大學出版社，1984<

98、/p><p>　　[4]劉克明，公差與檢測，機械工藝出版社，1995</p><p>　　[5]東北重型機械學院、洛陽工學院等， 機床夾具設計手冊，上?？茖W技術出版社，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，機械設計課程設計指導書，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，組合機床設計，上?？茖W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>　　本設計（論文）是在我的指導教師xx老師的親切關懷和悉心指導下完成的。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，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心的指導和不懈的支持。在此謹向xx老師表示衷心的感謝。同時也由衷感謝xx機電工程學部的老師們！在四年的學習過程中，他們的指