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1、 重慶科技學院 畢業(yè)設計（論文） 題 目 鏜孔專用機床 院 （系） 機械與動力工程學院 專業(yè)班級 學生姓名 學號

2、 指導教師 職稱 副教授 評閱教師 職稱 副教授 2013年 6 月 4日 學生畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在導師的指導下進行的設計（研究）工作及取得的成果，設計（論文）中引用他（她）人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學院或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設計（研究）所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的

3、說明并表示了謝意。 畢業(yè)設計（論文）作者（簽字）： 年 月 日 摘要 首先進行組合機床的總體設計，然后根據(jù)根據(jù)工件的材料及硬度選擇刀具、導向結(jié)構(gòu)、切削用量，計算切削力、切削轉(zhuǎn)矩及切削功率，并以此選擇主軸軸頸及外伸尺寸，動力部件，滑臺，并繪制加工示意圖和尺寸聯(lián)系圖。專用主軸箱根據(jù)加工零件特點，及其加工工藝要求進行設計，由大量的專用零件組成。設計的內(nèi)容包括：繪制多軸箱設計原始依據(jù)圖；確定主軸結(jié)構(gòu)；確定軸頸及齒輪模數(shù)；擬定傳動系統(tǒng)；計算主軸、傳動軸坐標；繪制坐標檢查圖；繪制多軸箱

4、總圖、零件圖。 本文主要內(nèi)容包括專用夾具、主軸箱和專用機床總體設計的必要性分析。通過對設計的機床的功能分解與功能合成，以及對工件加工方案的設計從而提出專用機床的加工方案。通過對定位方式的選擇和對工件工藝性的分析，以及對零件工序圖和機床聯(lián)系尺寸的分析，提出對臥式鏜床的總體設計方案。 關鍵詞：夾具 主軸箱 專用機床 I 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 ABSTRACT ABSTRACT First the overall design

5、of modular machine tool, then according to the workpiece material and hardness according to select tools, oriented structure, cutting dosages, cutting force and cutting torque and cutting power, and to select spindle shaft neck and the overhanging size, power components, slider, and rendering proces

6、s schematic diagram .According to the special spindle box processing characteristics, and its processing requirements for design, by a large number of special parts. The contents include: drawing design according to the design of the original spindle box. Determine the spindle structure, Determine t

7、he shaft neck and gear module, Transmission systems; worked Coordinate calculation, a transmission axis, Check, drawing coordinates, Spindle box layout drawing parts. This paper includes special fixture, the spindle box for machine design and analysis of the need. Through the design of the machine

8、s function and function of decomposition, and the processing of the workpiece to the design of the processing machine dedicated to the programme. By way of the choice and positioning of the workpiece process of analysis, and parts of the process map and machine the size of contact analysis, the hori

9、zontal boring machine design programme. Keywords：fixture；headstock；special；spindle box； machine II 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 目錄 目錄 摘要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1專用機床的簡介 1 1.2．專用機床的產(chǎn)生、研究動態(tài)及發(fā)展趨勢 1 2.機床加工工藝分析 4 2.1重要圖的分析 4 2.2工藝方案分析 4 3機床

10、方案設計及總體設計 6 3.1確定機床布局形式 6 3.2確定機床傳動方案 6 3．3確定運動參數(shù)和動力參數(shù) 6 3.4繪制加工示意圖 7 4主要部件設計 9 4.1傳動件設計 9 4.2主軸組件設計 11 4.3工作臺設計 12 4.4進給裝置的設計 12 4.5鏜模設計 13 4.6夾緊機構(gòu) 14 4.7絲桿的選擇及潤滑 14 假設滾動絲桿能工作6年，每年365天，每天工作8小時，則 15 4.8導軌選擇及潤滑 17 5傳動件驗算 19 結(jié)論 20 致 謝 21 參考文獻 22 22 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文

11、 緒論 1 緒論 1.1專用機床的簡介 本課題設計鏜孔專用機床的目的是采用鏜削的加工方法，獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機器。鏜孔專用機床屬于專用機床的一種。本實用新型的鏜桿穿過工件兩側(cè)的內(nèi)外鏜模座定位，保證了鏜桿具有良好的剛性切削過程中不會出現(xiàn)偏移中心線的情況，保證所需加工孔的同軸度。數(shù)把鏜刀可同時鏜削同軸的多個孔，工作效率高。鏜刀除了粗、精鏜孔外，還可以加工端面，加工能力強。本設計的鏜孔裝用機床可加工中心距要求較高的孔，只需鏜模座的孔的位置與所需加工孔的位置一致，加工范圍廣泛。定位調(diào)節(jié)裝置可調(diào)

12、節(jié)鏜桿的間隙，通過轉(zhuǎn)動螺母，使軸瓦軸向移動，利用軸瓦的外圓與軸座的內(nèi)孔的錐度作用，微量改變軸瓦與鏜桿之間的間隙，從而保證機床的精度，被加工孔的精度更高。 在現(xiàn)代機床制造工業(yè)中加工機器零件的方法有很多種，如鑄造、鍛造、焊接、切削加工和各種特種加工等，但切削加工是將金屬毛坯加工成具有一定形狀，尺寸和表面質(zhì)量的零件的主要加工方法，在加工精密零件時，目前主要依靠切削加工來達到所需的加工精度和表面質(zhì)量，。所以，金屬切削機床是加工機器零件的主要設備，它所擔任的工作量，約占機器總制造工作量的40%~60%，機床的技術水平直接影響機械制造工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。 機床的母機屬性決定了它在國民經(jīng)濟中的重

13、要地位。機床工業(yè)為各種類型的機械制造廠提供先進的制造技術與優(yōu)質(zhì)高效的機床設備，促進機械制造工業(yè)的生產(chǎn)能力和工藝水平的提高。機械制造工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化技術裝備的任務，即為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種機器、儀器和工具。為適應現(xiàn)代化建設的需要，必須大力發(fā)展機械制造工業(yè)。可見，機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門賴以發(fā)展的基礎，而機床工業(yè)則是機械制造工業(yè)的基礎。一個國家機床工業(yè)的技術水平在很大程度上標志著這個國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學技術水平。顯然，機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化建設中起著重大的作用。 1.2．專用機床的產(chǎn)生、研究動態(tài)及發(fā)展趨勢 機床是

14、人類在改造自然的長期生產(chǎn)實踐中，不斷改進生產(chǎn)工具的基礎上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。最原始的機床是依靠雙手的往復運動，在工件上鉆孔。最初的加工對象是木料。為加工回轉(zhuǎn)體，出現(xiàn)了依靠人力使工件往復回轉(zhuǎn)的原始機床。在原始加工階段，人即是提供機床的動力，又是操縱者。 當加工對象由木材逐漸過渡到金屬時，車圓，鉆孔等都要求增大動力。于是就逐漸出現(xiàn)了水力。風力和畜力等驅(qū)動的機床。隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，15~16世紀出現(xiàn)了銑床和磨床。我國明代宋應星所著《天工開物》中就已有對天文儀器進行銑削和磨削加工的記載。到十八世紀，出現(xiàn)了刨床。 18世紀末，蒸汽機的出現(xiàn)，提供了新型巨大的能源，使生產(chǎn)技術發(fā)生了革命性的變化。在加工過

15、程中逐漸產(chǎn)生了專業(yè)分工，出現(xiàn)了各種類型的機床。19世紀末，機床擴大了許多類型。這些機床多采用天軸——皮帶集中拖動，性能很低。20世紀以來，齒輪變速箱的出現(xiàn)，使機床的機構(gòu)和性能發(fā)生了根本的變化。隨著電氣。液壓等科學技術的出現(xiàn)并在機床上得到了普遍的應用使機床技術有了迅速的發(fā)展。出通用機床外，又出現(xiàn)了許多變型品種和各式各樣的專用機床。在機床發(fā)展的這個階段，機床的動力已由自然力代替了人力。特別是工業(yè)革命以來，人只需要操縱機床。生產(chǎn)力已不受人的體力的限制。 由于我國歷史上長期的封建統(tǒng)治，嚴重束縛了科學技術的發(fā)展特別是19世紀以來，更受到帝國主義的侵略和掠奪，處于半封建。半殖民地的落后狀態(tài)，以致舊中國的

16、工農(nóng)業(yè)和科學技術非常落后。據(jù)統(tǒng)計，1949年初全國僅擁有機床6萬臺左右，只有少數(shù)地區(qū)的部分修配廠能生產(chǎn)簡陋的機床，根本沒有機床制造業(yè)。 在解放初的三年恢復時期，我國重點發(fā)展了東北的機床工業(yè)，改建一些生產(chǎn)機床的專業(yè)廠，仿制國外的普通機床，并新建一些機床廠，使機床工業(yè)逐漸成為機械制造工業(yè)中的一個重要的新行業(yè)。第一個五年計劃期間（1953~1957），根據(jù)國民發(fā)展的需要，又新建、改建和擴建了許多機床廠，開始自行設計和開展實驗研究工作。1956年成立了綜合性的機床研究所和組合機床研究所，之后又相繼建立了廣州機床研究所和各種專業(yè)機床研究所，開展了大量的研究工作。1958年以后，在全國各地又陸續(xù)新建了大

17、量機床廠。 縱觀四十余年的發(fā)展史，我國機床工業(yè)已經(jīng)從無到有，從小到大，從仿制到自行設計，從單一品種到多品種系列化，從簡單粗糙到大型精密，不斷成長壯大。前瞻數(shù)據(jù)中心監(jiān)測：2010年，中國金屬切削機床產(chǎn)量為755779臺，其中數(shù)控機床產(chǎn)量達到223897臺，同比增長分別為33.1%和66.7%；成形機床產(chǎn)量為261488臺，其中數(shù)控機床產(chǎn)量達到12207臺，同比增長分別為18.0%和8.1%。一些機床的性能已接近或達到了世界先進水平。專用機床不僅能滿足我國社會主義建設的需要，還進入了國際市場。 專用機床是一種專門使用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

18、的機床品種。組合機床是專用機床的一種，它以標準化為基礎，配以少量的專用部件組成。而目前一些機床廠對其生產(chǎn)的通用機床若作改動時，也習慣用專用機床來取代。專用機床在生產(chǎn)實踐中占有一定的比重。據(jù)相關資料介紹，日本2001年專用機床產(chǎn)值的比達到8.8%；我國臺灣這一數(shù)字達到6.9%；而我國僅為0.67%。所以在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中，發(fā)展裝用機床是行業(yè)發(fā)展中的一個值得注意的問題。 專用機床存在的問題有：技術難度大，由于它是集加工工藝、機床、夾具、輔助、刀具、檢驗測量、物流等一體，實現(xiàn)交鑰匙工程，從而涉及技術領域?qū)捛覐碗s，又是一次性制造，要保證一次成功，所以技術難度大；經(jīng)營風險高專用機床根據(jù)用戶訂單“量體裁衣

19、”制造的，不可能有試制探索過程，要確保一次成功，有相當大的技術風險；協(xié)作困難大，由于一次性制造，它不像汽車零部件那樣批量生產(chǎn)，找協(xié)作廠家很困難；技術依賴性強，因為專用機床從設計、工藝編制、生產(chǎn)制造到裝配調(diào)試的全過程，都需要一批有經(jīng)驗的技術人員、管理人員和技術工人；利潤空間??；技術成長期長；人員流動困難；技術引進困難。 目前，世界機床工業(yè)發(fā)展迅猛，機床產(chǎn)品加速更新，對其功能、性能、生產(chǎn)率、質(zhì)量等要求不斷提高。我國的機床工業(yè)雖然取得了巨大的成就，機械制造技術有了很大的發(fā)展和提高，但由于原有的基礎薄弱，科學技術落后，因此與世界先進水平相比，仍然存在著較大的差距，其主要表現(xiàn)為： 1. 高精度和超精

20、密加工還不能滿足現(xiàn)代化科技發(fā)展的需要； 2. 缺少高效自動化和數(shù)控化、柔性化的制造技術和設備； 3. 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，精度保持性差使用壽命短； 4.對機床的基礎理論的研究落后，生產(chǎn)管理水平和人員素質(zhì)不高。 隨著世界科技水平的發(fā)展，機床工業(yè)幾經(jīng)發(fā)展到了類別品種繁多，結(jié)構(gòu)靈巧可靠，性能日臻完善，技術日益精湛的程度。分析世界各主要國家機床工業(yè)發(fā)展的動向，其技術發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在下面幾個方面：第一，要像高速、高效率、自動化的方向發(fā)展，特別是向數(shù)控化、柔性化和集成化的方向發(fā)展。第二，擴大機床的工藝范圍以提高機床的標準化、通用化、系列化水平。第三，向更精密的方向發(fā)展。

21、 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 機床加工工藝分析 2.機床加工工藝分析 2.1重要圖的分析 1零件圖的分析 圖1.1工件圖 零件的結(jié)構(gòu)特點 該零件為箱體類零件，被加工孔為Φ40mm的兩個通孔。 2整體設計簡圖的分析 本設計的總體結(jié)構(gòu)如圖所示。 2.2工藝方案分析 1工藝方案煩分析 對于直徑為Φ40mm的孔，采用拉、粗鉸——精鉸、半精鏜——精鏜等工藝都能達到該孔的尺寸要求。但是拉、鉸孔都是自為基準加工，無法進一步提高孔的精度，而鏜削可以通過鏜模有效的提高孔的位置精度。因此采用

22、半精鏜——精鏜方案為宜。 被加工孔的實體尺寸較短（為14mm）可采用工序適當集中的原則，將半精鏜——精鏜合并為一道工序，即在刀桿上安裝兩把鏜刀，一次完成半精鏜——精鏜加工。 2繪制工藝圖 根據(jù)基準重合原則選擇零件底面為定位基準，可采用一面兩孔的定位方法，用壓板夾緊。 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 機床方案設計及總體設計 3機床方案設計及總體設計 3.1確定機床布局形式 采用臥式浮動鏜的方法完成兩孔的加工。在零件兩邊設有鏜模，保證了鏜桿的同軸度，因此保證孔的加工精度。 3.2確定機床傳動方案 1機床的

23、主傳動及進給傳動 由于鏜床的主運動和進給運動不需要嚴格的相對運動關系，所以分開傳動。但均為機械傳動。 3．3確定運動參數(shù)和動力參數(shù) 1確定切削用量 查閱《實用金屬切削手冊》，采用硬質(zhì)合金刀頭，精鏜鑄鐵時的切削用量下： vc＝50～90 m/min， f＝0.15～0.5 mm/r，ap＝0.6～1.2 mm 2確定切削速度 V ——削速度 D ——直徑 f ——切削用量 V=40~100米/分 f=0.4毫米/轉(zhuǎn) 故鏜桿的轉(zhuǎn)速應在398~716.6（rpm）之間

24、 從上述兩個范圍中選取一個適中的數(shù)值，即n=600rpm，由此倒過去，由公式 由此可算出鏜φ40 mm 孔的切削速度取76(m/min)。進給速度 3確定進給量與背吃刀量 根據(jù)上述范圍取進給量 f＝0.4 mm/r。因加工孔取背吃刀量 ap＝1.0 mm。 4.計算切削力與切削功率 切削力的計算可參考《機械加工工藝手冊》，根據(jù)加工類型選擇計算公式和 相關計算參數(shù)，分別計算主切削力、背向力和進給力，再根據(jù)切削速度計算切 削功率。關于切削力計算的相關參數(shù)如表 1-1 所示。 加工材料 刀具材料 加工形式 HT200 硬質(zhì)合金

25、 鏜孔 主切削力 Fc 背向力 Fp 進給力 Ff CFc xFc yFc nFc CFp xFp yFp nFp CFfxFf yFf nFf 900 1.0 0.75 0 530 0.9 0.75 0 450 1.0 0.4 0 計算結(jié)果如下： 主切削力：Fc=397N 背向力：Fp=357N 進給力：Ff=619N 由于一次性完成粗精加工，所以鏜桿上安裝四把鏜刀所以 鏜孔的主切削功率為Pc= ==2.01KW 機床主軸電機功率為大于Pe的值：Pe= 根據(jù)電機相關手冊查得： 主軸箱部分所選電機型號為Y160M1-8 進給裝

26、置所選電機的型號為YCT180-4A 電機型號 額定功率KW 電機同步轉(zhuǎn)速r/min 電機滿載轉(zhuǎn)速r/min Y160M1-8 4 750 720 YCT180-4A 4 125~1250 3.4繪制加工示意圖 1選擇刀具 根據(jù)工件的材料硬度選擇YT15硬質(zhì)合金鏜刀頭。有與鏜桿的直徑較小，因此選擇較小的鏜刀體，取其截面尺寸為6mm6mm 2確定鏜桿結(jié)構(gòu)及尺寸 （1）鏜桿結(jié)構(gòu)及直徑 鏜桿工作時在鏜模中移動，鏜模中有油杯，便于潤滑，半精鏜與精鏜的軸向距離為被加工孔的長度；取14mm。待加工孔的直徑為φ40mm，查閱《機床夾具設計手冊》，

27、鏜孔直徑為φ30～40 mm 時，鏜桿直徑為φ20～30 mm。采用浮動鏜桿，取鏜桿直徑為φ30 mm，由此可確定鏜套的基本直徑為φ30 mm。 （2）確定鏜桿的軸向尺寸 導向裝置設計要求開始加工時鏜桿深入導向裝置的長度應不小于鏜桿直徑，這里取32mm,根據(jù)這一要求可以算出鏜刀端部到鏜桿連接主軸部分的長度：32+520+50=602mm 故鏜桿的軸向尺寸L=602mm （3）確定加工循環(huán) 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)確定鏜頭的工作循環(huán)為：原位——快進（S1）——工進（S2）——快進（S3）——工進（S4）——快退（S0）。 ①工作進給長度的確定 工作進給長度應等于被加工部位長度與刀具切入和切出

28、長度之和。動力頭工作進給長度是按加工長度最大的孔來造取，切入長度根據(jù)工件端面的誤差情況[，選5~10毫米為第一工作進給長度，第二工作進給常常比第一工作進給要小得多，在有條件，應力法做到轉(zhuǎn)入第二工作進給時，除倒大角的刀具外，其余刀具都離開加工表面，不再切削。否則，將降低刀具使用壽命，且破壞已加工的表面。 ?快速退回長度的確定 一般在固定式夾具機床上，動力頭快速引進和工作進給長度之和。動力頭快速退回的行程，只要把所有刀具都退至導套內(nèi)，不影響工件的裝卸就行了。 ④動力頭總行程的確定 動力頭的總行程除了滿足工作循環(huán)所需長度外，還要考慮裝卸和調(diào)整刀具的方便性。裝卸刀具的理想情況是：刀具退離導向套

29、外端面的距離，需大于刀桿插入主軸孔內(nèi)的長度。動力頭的工作進給行程S=217+14+5+79+14+5=334 mm （4）最大行程的確定 動力頭最大允許行程，除滿足機床工作循環(huán)的要求外，還必須保證調(diào)整和裝卸刀具的方便性，在使用時要兼顧刀具來考慮。試確定動力頭最大行程為S=40 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 主要部分設計 4主要部件設計 4.1傳動件設計 1確定主軸傳動方式及傳動比 根據(jù)鏜床主軸選擇齒輪傳動方式。工藝要求主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min,電動機轉(zhuǎn)速nd=720r/min,因

30、此傳動比為 2確定齒輪模數(shù)m及齒數(shù)z 參考同類鏜床類比分析，取齒輪模數(shù)m=2.5mm。按如下關系可求出齒輪齒數(shù)。 （4——1） （4——2） 式中 z0 z1——電動機主軸齒輪齒數(shù)： A——嚙合齒輪中心距（mm） 序號 名稱代號 計算公式 幾何參數(shù) 大齒輪 小齒輪 1 理論中心距 A0= A0=mm 2 嚙合角 3 變?yōu)橄禂?shù)和 查表： 4 變?yōu)橄禂?shù) 根據(jù)選定的變位制加以分配 5

31、中心距變化系數(shù)λ λ＝ λ＝0.12 6 齒頂高降低系數(shù) 7 齒頂高 8 全齒高 9 齒根高 10 分度圓直徑df 11 尺頂圓直徑de de=df+2he 12 齒根圓直徑di di=df-2hi 13 跨側(cè)齒數(shù)n 計算n1=4 n1=5 14 公法線長度L L=mcos[(0.5zin)2tan] L0=26.9776mm L1=34.5641mm 3.選擇齒輪材料和等級精度 因主軸箱與鏜桿采用浮動聯(lián)接，所以鏜孔精度主要取決于鏜模精度，且齒輪載荷不大，故選用一般材料即可。查閱

32、《機械傳動設計手冊》得相關數(shù)據(jù)如下： 材料：45 鋼，熱處理：調(diào)質(zhì)，230～260HBS。傳動比為 1.2兩個齒輪采用相同的材料 4.齒輪結(jié)構(gòu) 主軸齒輪見圖 圖1.2 主軸齒輪 4.2主軸組件設計 1 主軸箱的傳動方案 專用主軸箱的傳動方案可選用帶傳動或者齒輪傳動。考慮到拆卸工件方便，因此為縮短軸向尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊,專用主軸箱采用齒輪傳動方案。傳動方式如下： 電機—齒輪1—齒輪2—主軸—鏜桿 2.確定主軸材料及尺寸 （1）主軸材料 主軸的載荷相對較小，一般情況下，引起的應力遠小于鋼的屈服極限，故機械強度不是選擇主軸的材料的依據(jù)。當主軸的直徑、支承、跨距、懸伸量等

33、 尺寸參數(shù)一定時，主軸的慣性矩未定值，主軸的剛度取決于材料的彈性模量。 但各種鋼材的彈性模量 E＝2.06105 MPa，幾乎沒什么差別，因此剛度也不是主軸選材的依據(jù)。 主軸的材料只能是根據(jù)耐磨性、熱處理方法及熱處理的變形大小來選擇，而耐磨性取決于硬度，估機床主軸為淬火鋼或滲碳淬火鋼，高頻淬硬，普通機床主軸可選 45 鋼。此處主軸可取相同的材料 45 號鋼。 （2） 主軸直徑 則由切削扭矩計算主軸直徑公式 （P—所選電機的功率KW，B—系數(shù)）計算得主軸最小直徑d=25mm。確定主軸直徑 根據(jù)鏜桿尾部結(jié)構(gòu)，主軸前端應為萬向節(jié)結(jié)構(gòu)形式。其直徑取Φ90mm。據(jù)此確定主軸前支撐軸頸D1=65

34、mm，后支撐根據(jù)D2=（0.7~0.85）D1=45.5~55.25mm的關系，取D2=55mm，中間過度直徑（平均直徑）取D=60mm。確定主軸前端結(jié)構(gòu) 主軸前段與鏜桿浮動連接。選擇主軸支撐的配置形式 根據(jù)精鏜主軸的特點，承受的軸向力、徑向力都較小，主軸轉(zhuǎn)速較高。從軸承手冊中查出前支撐軸承為7013AC。根據(jù)以上方法求得絲桿的最小直徑為d絲桿=28mm。 4.3工作臺設計 機床進給系統(tǒng)的機械傳動機構(gòu)是指將電動機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給工作臺或刀架以實現(xiàn)進給運動的整個機械傳動鏈，包括齒輪傳動副、絲杠螺母副，（或蝸桿蝸輪副）及其支承部件等。為 了保證機床進給系統(tǒng)的定位精度，設計進給機械傳動機構(gòu)

35、，應該著重考慮以下幾方面的要求： 1．高的傳動剛度 進給傳動系統(tǒng)的剛度主要取決于絲杠螺母副（直線運動）或蝸輪蝸桿副（回轉(zhuǎn)運動）及其支承部件的剛度。剛度不足與摩擦阻力一起會導致工作臺產(chǎn)生爬行現(xiàn)象以及造成反向死區(qū)，影響傳動準確性?？s短傳動鏈，合理選擇絲杠尺寸以及對絲杠螺母副及支承部件等預緊是提高傳動剛度的有效措施。 2.低的摩擦 進給傳動系統(tǒng)要求運動平穩(wěn)，定位準確，快速響應特性好，因此，必須減小運動件的，摩擦阻力和動、靜摩擦因數(shù)之差。這除了與導軌有關外，在進給系統(tǒng)中還普遍采用了滾珠絲杠副，靜壓絲杠副。 3．小的慣量 進給系統(tǒng)由于經(jīng)常需進行起動、停止、變速或反向，若機械傳動裝置慣量大，會

36、增大 負載并使系統(tǒng)動態(tài)性能變差。因此在滿足強度與剛度的前提下，應盡可能減小運動執(zhí)行部 件的重量以及各傳動元件的直徑和重量，以減小慣量。 4．消除傳動間隙 機械間隙是進給系統(tǒng)降低傳動精度、剛度和造成進給系統(tǒng)反向死區(qū)的主要原因之一， 因此對傳動鏈的各個環(huán)節(jié)，包括：聯(lián)軸器、齒輪副、絲杠螺母副、蝸桿蝸輪副及其支承部件等均應采用消除間隙的措施。 4.4進給裝置的設計 首先明確你使用滾珠絲桿的工作件的工作功率，及工作速度。然后選擇原動機，再設計傳動方案，滾珠絲桿屬于傳動方案中的一個機構(gòu)。 滾珠絲桿的主要參數(shù)有：絲桿外徑，導程。這兩個參數(shù)決定了滾珠絲桿的負載（負荷及速度），它們是標準值，通過上面說

37、的條件進行計算選擇。還有一個在選擇絲桿進行考慮的參數(shù)：滾珠列數(shù)（負載回路列圈數(shù)也決定負載能力）。其它的外形尺寸，滾珠螺母是依據(jù)絲桿、列數(shù)、循環(huán)方式、安裝形式來確定，桿端尺寸及形式主要取決于安裝形式。 4.5鏜模設計 圖3 鏜模的結(jié)構(gòu)設計 1．確定鏜桿直徑。 待加工孔的直徑為φ40mm，查閱《機床夾具設計手冊》，鏜孔直徑為φ30～40 mm 時，鏜桿直徑為φ20～35 mm。采用復合鏜桿，取鏜桿直徑為φ65 mm，由此可確定鏜套的基本直徑為φ30 mm。 2．鏜模的結(jié)構(gòu)形式。為適應大批量生產(chǎn)要求，減少鏜桿與鏜套的磨損，防止出現(xiàn) 卡死現(xiàn)象，采用回轉(zhuǎn)式鏜套。因 是 精加 工 ， 滾動 線

38、速 度大 于 20m/min，故采用角接觸球軸承滾動式回轉(zhuǎn)鏜套。通過調(diào)整軸向和徑向間隙及適當預緊可進行高精 度鏜孔。結(jié)構(gòu)形式如圖 3。為使鏜桿順利進入鏜套，鏜套上設有尖頭鍵，鏜桿上開有螺旋槽，定向鍵可使鏜刀順利進入引導槽，同時尖頭鍵起到傳動作用，使鏜套與鏜桿一同旋轉(zhuǎn)。 2. 相關配合 鏜模支架與軸承的配合為 K6,鏜套與軸承的配合為 j5，鏜套與鏜桿的配合為 H6/h5。 3．軸承選擇 綜合考慮車床和夾具的總體尺寸，確定后鏜套下軸承型號 7024C 上軸承 型號 7018C，前鏜套軸承型號均為 7018C。為適應高精度鏜孔的要求，軸承精度取 P4 級。 4．各零件材料選擇

39、1）導套：查閱《機床夾具設計手冊》，回轉(zhuǎn)式導套的材料可選用 CrMn（合 金工具鋼）。 2）軸承端蓋：查閱《實用金屬切削手冊》常用材料及性能部分，端蓋的 材料選用 HT150。 3）鏜模支架：查閱《機械制造基礎》部分，支架材料選用 HT200。 4）套筒：查閱《機械制造基礎》部分，選用 HT150 即可。 5）密封氈圈：細羊毛氈，標記：氈圈 60 JB/ZQ 4606-86。 6）端蓋螺釘：軸承端蓋受力較小，選 Q235A 即可，規(guī)格為內(nèi)六角螺釘 M825。 5．鏜模距工件的距離，一般取 h＝(0.5～1.0)D h＝(0.5～1.0)40 mm＝20～40 mm， 但此

40、距離應控制在 20~80 mm 之間，綜合考慮取 h1＝。 鏜模支架在夾具底座上分別用兩錐銷定位，因空間尺寸較小，采用內(nèi)六角螺釘鎖緊。安裝式應注意找正鏜模軸線相對夾具體的位置，以保證鏜孔精度。 4.6夾緊機構(gòu) 1設計夾緊機構(gòu)時，應注意滿足以下的基本要求： ①保證加工精度，夾緊機構(gòu)應能保證工件可靠的接觸相應的定位基面，夾緊后不許破壞工件的正確位置； ②保證生產(chǎn)率，夾緊機構(gòu)應當具備適當?shù)淖詣踊潭龋瑠A緊動作受力迅速，多壓板夾夾緊時要力求采用連動夾緊機構(gòu)以縮短輔助時間； ③保證工作可靠，具備自鎖功能，夾緊機構(gòu)除了應能產(chǎn)生足夠的夾緊力外，通常還要求具有自鎖性能以保證它的工作可靠性； ④結(jié)

41、構(gòu)緊湊簡單，在保證加工精度滿足生產(chǎn)率要求和工作可靠性的原則，夾緊力應越小越好，這樣可以避免使用龐大而復雜的夾緊機構(gòu)和減小嘉壓變形； ⑤操作方便，使用安全，根據(jù)以上設計夾緊機構(gòu)滿足的基本要求，綜合各方面的因素，夾緊機構(gòu)采用壓板加緊。 4.7絲桿的選擇及潤滑 1.求絲杠的靜載荷 已知其計算公式： 式中的 為載荷系數(shù)，無沖擊平穩(wěn)運轉(zhuǎn)：1.0-1.2 一般沖擊：1.2-1.5；有沖擊和振動：1.5-2.5；該設計取1.5 為硬度系數(shù), 滾道硬度HRC≥58：1.0；滾道硬度HRC≥55：1.11 滾道硬度HRC≥50：1.56；滾道硬度HRC≥45：2.4； 滾道硬度HRC≥

42、40：3.85；該設計取1.0 為精度系數(shù)，精度等級C、D：1.0；精度等級E、F：1.1 精度等級G：1.25；精度等級H：1.43；該設計取1.0 為絲杠工作時的軸向壓力。 根據(jù)： 其中為淬火鋼的摩擦因數(shù)取值為0.001，為最下面的絲杠以上的所有質(zhì)量，前面計算可知應取值為=M=320 因此： 2.確定額定動載荷及其使用壽命 初步確定滾珠絲杠的規(guī)格型號。選擇的滾珠絲杠副的額定動載荷Ca，必需大于等于其計算值： Ca—額定動載荷（N）； nm—螺桿的平均轉(zhuǎn)速，取90-110r/min該設計取100r/mi

43、n Lh—運轉(zhuǎn)壽命（h）； Fc—螺旋傳動的計算載荷（N） 假設滾動絲桿能工作6年，每年365天，每天工作8小時，則 根據(jù)絲杠動載荷公式： 式中：：額定動載荷 ：動載荷系數(shù)，輕微沖擊取1 ：硬度系數(shù)，取1 ：絲杠承受的軸向力 ：使用壽命 式中的絲杠的最高轉(zhuǎn)速，因題目中所給其工作臺快進的速度為，因此其計算為： 根據(jù)： 所以： 所以滾絲桿d=32mm。 根據(jù)上圖選擇絲桿型號。 2滾珠絲桿的潤滑 有的直線導軌內(nèi)置一定量的潤滑脂，可以在一段時間里不用潤滑，但大部分的線性導軌是需要潤

44、滑的。線性導軌的潤滑和軸承比較類似，一般用粘度在100＃以下的機械油即可。 在潤滑前要先分清是油潤滑還是油脂潤滑，如果是油潤滑，可以在滑塊和絲杠的油孔處加油嘴，做配管潤滑，集中供油，需要油泵等。如果是油脂潤滑，用脂嘴和脂線，拉到好加油的位置即可。至于潤滑周期的話，如果機器運轉(zhuǎn)不是非常頻繁，周期一般是3個月內(nèi)保養(yǎng)。潤滑時，一般要把原有的臟油頂出去。 而滾珠絲桿潤滑時，因為絲桿螺帽里面的鋼珠有一定的間隙。加太多油反有一定影響。潤滑時，可以把螺帽轉(zhuǎn)下來之后用棉簽或者其它清理一下里面的臟東西就可以了。 4.8導軌選擇及潤滑 1 導軌的選擇 導軌主要是用來支承和引導運動部件沿著

45、一定的軌跡運動。根據(jù)機床進給的行程，初步導軌尺寸和形狀，以及受力情況，求出導軌面上的壓力分布，然后算出導軌面上的平均比壓和最高比壓，其值低于使用經(jīng)驗所推薦的許用比壓值。 為了使導軌磨損均勻及提高工作壽命，導軌上的壓力應盡可能平均，根據(jù)相關計算和對照絲桿的尺寸參數(shù)，選擇標準導軌。 2導軌參數(shù)計算 計算導軌的額定動載荷 根據(jù)額定動載荷的公式：從而得到： 因鏜床的切削力大概是工作臺重的1-1.2倍該設計取1.2，所以 假設每根導軌上有2塊滑塊，每個滑座承受的工作載荷為F,則 可由求得： 根據(jù)額定動載荷，最后我選定的導軌副的型號 3導軌的潤滑

46、 保證導軌的良好的潤滑，是減少導軌的摩擦和磨損的另一個有效措施。這主要是乳化油的分子依附在導軌接觸面，次年工程厚度為0.005~0.008mm的另一層極薄的油膜，從而阻止活減少導軌面間直接接觸的緣故。 選擇導軌潤滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的粘度應越大；垂直導軌的潤滑油粘度，應比水平導軌的潤滑油的粘度大些。在工作溫度變化時，潤滑油的粘度變化要小。潤滑油應具有良好的潤滑性能和足夠的油膜強度，不侵蝕機件，油中的雜質(zhì)應盡量少。 對于精密機械中的導軌，應根據(jù)使用條件和性能特點來選擇潤滑油，常用的潤滑油有機油、精密機床液壓導軌油和變壓器油等。還有少數(shù)精密導軌，選用潤滑脂進行潤滑。

47、 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 傳動件驗算 5傳動件驗算 1軸的校核 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件： 從表可查出45號鋼的為3040。 故，滿足強度條件。 又因為該軸的最小直徑就是此處，所以該軸的其他軸徑的比小的多，故滿足強度條件，不需改動。 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 結(jié)論

48、 結(jié)論 歷時兩個多月的畢業(yè)設計，在李鋼老師的悉心指導下，現(xiàn)已劃上了圓滿的句號。 在設計工作開始之前，老師讓我們參觀了機床展，讓我首先對機床有了基礎認識。在參觀的過程中，我們認真地了解這些機床的構(gòu)造，分析了各部件的功能特性，避免了我在以后的畢業(yè)設計過程中的盲目性。 在設計過程中，老師及時的了解我設計中遇到的難題，幫助我解決了不少問題。由于本人對專用機床了解不多，實踐知識更是不足，李鋼老師耐心地給我們講解有關方面的知識，使我得以在短時間內(nèi)完成設計工作。 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文

49、 致謝 致 謝 本次畢業(yè)設計從課題的選定、資料的查閱和搜集、設計方案的提出、圖紙的繪制到說明書的撰寫完成，就花了一個學期，回首大學生活及半年的畢業(yè)設計工作，在即將走向社會的一瞬間，我有點戀戀不舍，畢業(yè)設計是我們對綜合知識運用能力的一次全面的考核，也是對我們進行科學研究基本功的訓練，培養(yǎng)我們綜合運用在學校所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后做設計和工作打下良好的基礎。大學生活一晃就過去了，回首以前經(jīng)過的歲月，心中倍感充實，當我寫完這篇畢業(yè)論文的時候，有一種如釋重負的感覺，感慨良多。但是對我來說更多的是充實和

50、感激。 在這里，首先要感謝我的畢業(yè)設計導師—李剛老師。他在忙碌的教學工作中擠出時間來審查、修改我的畢業(yè)設計。他嚴肅的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我，如果我有哪些地方不懂的他會很耐心的跟我講解，跟我說明原因，這使我感觸很深。左老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除此之外，左老師還對我們的就業(yè)情況也進行了解，并指導我們畢業(yè)后如何快速轉(zhuǎn)變角色，以適應工作，適應社會，這將使我受益匪淺。在此謹向左老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑

51、惑，直至本文的順利完成。其次，我要感謝大學四年里我那些最尊敬的授課老師們，尤其是教我本次畢業(yè)設計主要專業(yè)知識的老師們，是你們毫無保留的傳授給了我們知識，使我們能在當今的社會中擁有較強的競爭力； 是你們無微不至的教導與支持，使我們在大學里能迅速的成長起來；為我們能圓滿完成大學的學業(yè)奠定了良好的基礎。 除此之外，在本次畢業(yè)設計的過程中，我還得到了班上同學的熱心幫助，使我感到了來自兄弟姐妹的情誼，我們相互討論，一起學習，謝謝你們給我提出的許多寶貴意見，我不懂的問題謝謝你們幫助我及時解決，同時還要感謝學院培養(yǎng)了我們，為我們提供了學習知識和培養(yǎng)能力的平臺。 最后，我要感謝我最親愛的父母，謝謝父母在大

52、學四年里給予我精神和物質(zhì)上的支持，幫助我圓滿的完成了大學學業(yè)，走向新的目標！在未來的日子里，我會更加努力的學習和工作，不辜負父母對我的殷切期望，我一定會好好孝敬和報答他們！ 重慶科技學院本科生畢業(yè)論文 參考文獻 參考文獻 1. 謝家瀛.組合機床設計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1994. 2. 大連組合機床研究所.組合機床設計(第一冊).北京:機械工業(yè)出版社,1975. 3. 大連組合機床研究所.組合機床設計參考圖冊.機械工業(yè)出版社,1975. 4. 沈陽

53、工業(yè)大學.組合機床設計.上海:上海科學技術出版社,1985. 5. 王先達.機械制造工藝學. 7. 徐仁發(fā).機床夾具設計.重慶:重慶大學出版社,1993.北京:機械工業(yè)出版社,1995. 6. 楊黎明.機床夾具設計手冊.北京:國防工業(yè)出版社,1996. 8. 孟少庚.機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1992. 9. 戴曙.金屬切削機床.北京:機械工業(yè)出版社,1994. 10. 楊列群.形狀和位置公差,位置度公差.北京:中國標準出版社,1992. 11. 上海導全自動化設備有限公司 12. 中國藝工 13 .鄭堤、唐可洪 主編；機電一體化設計基礎；機械工業(yè)出版社1996 14. 王昆、何小柏、汪信遠 主編；機械設計課程設計；高等教育出版社