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畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開(kāi)題報(bào)告 設(shè)計(jì) 論文 題目 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度 工作臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 劉凱 學(xué)號(hào) 11403010113 指 導(dǎo) 教 師 鄭書(shū)華 2014 年 12 月 7 日 一 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題 或研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo) 研究主要內(nèi)容 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的工作原理 設(shè)計(jì)機(jī) 械結(jié)構(gòu)裝配圖 零件圖并核算 設(shè)計(jì) TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度 工作臺(tái) 即一種鼠牙盤定位 液壓定量分度的分度工作臺(tái) B 軸是該分度工 作臺(tái)的第四軸 是單向定量旋轉(zhuǎn)軸 要求工作臺(tái)有松開(kāi) 鎖緊機(jī)構(gòu) 具體需 要設(shè)計(jì) TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖 非標(biāo)零 件圖并核算 設(shè)計(jì)流程 1 電機(jī)的選擇 2 傳動(dòng)比的分配及傳動(dòng)效率的計(jì)算 3 同步帶的 選擇及同步帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 鼠牙盤的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 主要軸承的選擇 9 潤(rùn)滑與密 封 10 其他元件的選擇 主要技術(shù)參數(shù) 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)直徑 400 mm 400mm 工作臺(tái)重量 800KG B 軸重復(fù)定位精度 2 B 軸定位精度 8 B 軸的切削進(jìn)給速度 0 10r min 主軸轉(zhuǎn)速 60 6000r min 高低擋無(wú)級(jí)變速 主軸錐孔 MT6 徑縱向進(jìn)給最大速度 4m min 橫向進(jìn)給最大速度 4m min 主電機(jī)功率 11 15 30min Kw 定量角度分度 預(yù)期目標(biāo) 課題的設(shè)計(jì)對(duì)于我們綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和技能方面有很大的幫助 并要求我們必須具備扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 具有全方面的機(jī)械專業(yè)知識(shí) 熟 悉組合機(jī)床等相關(guān)部件的設(shè)計(jì)原理 并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題要及時(shí)反 饋和查閱相關(guān)資料 對(duì)于那些計(jì)算的設(shè)計(jì)過(guò)程 更是要保證計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 同時(shí)也要考慮設(shè)計(jì)的情況能否符合實(shí)際生產(chǎn)加工中的要求 通過(guò)本次設(shè)計(jì)我希望可以培養(yǎng)自己的設(shè)計(jì)計(jì)算 工程繪圖 實(shí)驗(yàn)研究 數(shù)據(jù) 處理 查閱文獻(xiàn) 外文資料的閱讀與翻譯 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 文字表達(dá)等基本工 作實(shí)踐能力 使自己初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路 加強(qiáng)對(duì)臥式加工 中心的了解 熟悉加工中心的基本原理和操作 通過(guò)研究核心部件工作臺(tái) 能熟練使用加工中心 為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定一定的基礎(chǔ) 二 研究的方法與技術(shù)路線 或研究步驟 方法和研究措施 研究的基本方法 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)題 目的目地和意義 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料搜集相關(guān)信息 結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)現(xiàn)狀 最后規(guī)劃出自己的設(shè)計(jì)方向和思路 研究的步驟 1 查找相關(guān)資料做好設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 2 老師確定課題下發(fā) 任務(wù)書(shū) 3 下載相關(guān)文獻(xiàn)和外文資料借鑒整理 4 近距離觀察加工中心工作 臺(tái) 了解其工作原理 5 與老師進(jìn)行學(xué)習(xí)交流 6 歸納總匯 研究措施 在設(shè)計(jì)前期 要充分的了解分度工作臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨 勢(shì) 掌握其動(dòng)作原理 整體構(gòu)造及工作特點(diǎn) 為整個(gè)機(jī)構(gòu)是設(shè)計(jì)捋清思路 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 要經(jīng)常與同組同學(xué) 指導(dǎo)教師一起商討自己的設(shè)計(jì)方案及 計(jì)算 做到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改 在設(shè)計(jì)的后期 要多方位的分析設(shè)計(jì)方案 計(jì)算方法 力爭(zhēng)將本次設(shè)計(jì)做到最佳 最后對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的總結(jié) 要求 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的工作原理 設(shè) 計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖 零件圖并核算 計(jì)算機(jī)繪圖 符合最新標(biāo)準(zhǔn) 表達(dá)完整 布置合理清晰 尺寸標(biāo)注齊全 技術(shù)要求全面 零件圖同時(shí)要注意結(jié)構(gòu)要素 和加工工藝性 三 研究的總體安排與進(jìn)度 2014 年 11 月 18 日 接受任務(wù) 2014 年 11 月 21 日 14 月 5 日 熟悉內(nèi)容 完成文獻(xiàn)綜述和英文翻 譯 2014 年 12 月 5 日 14 年 12 月 12 日 完成開(kāi)題報(bào)告 畢業(yè)實(shí)習(xí)開(kāi)始 方案確定 計(jì)算和草圖繪制 2014 年 12 月 12 日 15 年 1 月 12 日 方案確定 草圖繪制 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 計(jì)算 裝配圖繪制 電氣設(shè)計(jì)圖 繪制 完成所有零 部件結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 修改圖樣和整 理設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 上交畢業(yè)設(shè)計(jì)資 料 2015 年 1 月 12 日 15 年 1 月 16 日 論文評(píng)閱 2015 年 1 月 16 日 15 年 1 月 19 日 答辯 四 論文提綱 文章前言 文章主體結(jié)構(gòu) 第一章 緒論 第 1 節(jié)加工中心的功能及其特點(diǎn) 第 2 節(jié)加工中心的結(jié)構(gòu)組成 第 3 節(jié)加工中心的發(fā)展趨勢(shì) 第 4 節(jié)本文研究目的和主要研究?jī)?nèi)容 第二章 TH6363B 加工中心分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)方案的擬訂 第 1 節(jié) 加工中心常用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)簡(jiǎn)介 第 2 節(jié)本課題設(shè)計(jì)方案的擬訂 第 3 節(jié)本課題設(shè)計(jì)的分度工作臺(tái)原理簡(jiǎn)介 第 4 節(jié)設(shè)計(jì)方案具體操作技術(shù)路線簡(jiǎn)介 第三章 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì) 第 1 節(jié)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 1 電機(jī)的選擇 1 2 傳動(dòng)比的分配及傳動(dòng)效率的計(jì)算 1 3 同步帶的選擇及同步帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 4 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 5 圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 6 鼠牙盤的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 7 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 8 主要軸承的選擇 1 9 潤(rùn)滑與密封 1 10 其他元件的選擇 第 2 節(jié)繪制回轉(zhuǎn)工作臺(tái)總圖和零件圖 文章結(jié)束語(yǔ) 謝辭 參考文獻(xiàn) 五 主要參考文獻(xiàn) 1 陳俊龍 陳俊華 MCV 50A 立式加工中心使用探索 J 寧波高等 專科科學(xué)學(xué)報(bào) 1999 2 廉元國(guó) 張永洪 加工中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 1995 3 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三冊(cè) M 北京 機(jī)械 工業(yè)出版社 1986 4 陳蔚芳 機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 J 科學(xué)出版社 2005 5 勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室組織編寫(xiě) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng) M 中 國(guó)勞動(dòng)和社會(huì)保障出版社 2004 6 6 夏田 數(shù)控加工中心設(shè)計(jì) M 北京 化學(xué)出版社 2006 7 楊有君 數(shù)控技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 8 龔仲華 數(shù)控技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 9 Tao Cheng Jie Zhang Chunhua Hu Bo Wu and Shuzi Yang Intelligent Machine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment J Adv Manuf Technol 2001 17 221 232 10 Shiuh Tarng Chiang Ding I Liu An Chen Lee and Wei Hua Cheng Adaptive control optimization in end milling using nerual Networks J International Journal of Machine Tools and Manufacture 1995 34 5 637 660 Boldea Sayed A Nasar Linear electric actuators and generators Cambridge University Press 1997 指導(dǎo)教師審核意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 教研室審核意見(jiàn) 教研室主任簽字 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 檔案目錄 1 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 檔案目錄 2 任務(wù)書(shū) 3 外文翻譯 包括外文原文 4 文獻(xiàn)綜述 5 開(kāi)題報(bào)告 6 論文正文 7 圖紙資料 8 成績(jī)?cè)u(píng)定表 9 中期教學(xué)檢查表 指導(dǎo)教師填寫(xiě) 10 指導(dǎo)記錄表 11 答辯記錄表 12 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)表 學(xué)生填寫(xiě) 13 誠(chéng)信承諾 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì) 論文 題目 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工 作臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 劉凱 學(xué)號(hào) 11403010113 指 導(dǎo) 教 師 鄭書(shū)華 2014 年 12 月 7 日 1 設(shè)計(jì) 論文 擬解決的主要問(wèn)題 設(shè)計(jì) TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái) 是一種鼠牙盤定位 液壓定量分度的分度工作臺(tái) B 軸是該分度工作臺(tái)的第四軸 是單向定量旋 轉(zhuǎn)軸 要求工作臺(tái)有松開(kāi) 鎖緊機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式 分度工作臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖 非標(biāo)零件圖并核算 2 設(shè)計(jì) 論文 的主要內(nèi)容和基本要求 1 主要技術(shù)參數(shù) 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)直徑 400 mm 400mm 工作臺(tái)重量 800KG B 軸重復(fù)定位精度 2 B 軸定位精度 8 B 軸的切削進(jìn)給速度 0 10r min 主軸轉(zhuǎn)速 60 6000r min 高低擋無(wú)級(jí)變速 主軸錐孔 MT6 徑縱向進(jìn)給最大速度 4m min 橫向進(jìn)給最大速度 4m min 主電機(jī)功率 11 15 30min Kw 定量角度分度 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的工作原理 設(shè)計(jì)機(jī)械 結(jié)構(gòu)裝配圖 零件圖并核算 2 設(shè)計(jì)要求 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu) 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資 料 書(shū)寫(xiě)文獻(xiàn)綜述 2000 字以上 翻譯外文文獻(xiàn) 2 篇 2000 字以上 翻譯 提供文章的摘要 前言和相關(guān)核心段落 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 1 篇 2000 字以上 繪制鼠牙盤式分度工作臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖一張 A0 繪制非標(biāo)零件圖若張 圖紙工作量 3 張 A0 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10000 字以上 圖樣質(zhì)量 計(jì)算機(jī)繪圖 符合最新標(biāo)準(zhǔn) 表達(dá)完整 布置合理清晰 尺 寸標(biāo)注齊全 技術(shù)要求全面 零件圖同時(shí)要注意結(jié)構(gòu)要素和加工工藝性 3 查閱文獻(xiàn)關(guān)鍵詞 TH6340B 臥式加工中心 定位銷式分度工作臺(tái) 鎖緊機(jī)構(gòu) 松開(kāi)機(jī)構(gòu) 3 推薦參考文獻(xiàn) 1 陳俊龍 陳俊華 MCV 50A 立式加工中心使用探索 J 寧波高等?？?科學(xué)學(xué)報(bào) 1999 2 廉元國(guó) 張永洪 加工中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 3 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè) 出版社 1986 4 陳蔚芳 機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 J 科學(xué)出版社 2005 5 勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室組織編寫(xiě) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng) M 中國(guó)勞 動(dòng)和社會(huì)保障出版社 2004 6 6 夏田 數(shù)控加工中心設(shè)計(jì) M 北京 化學(xué)出版社 2006 7 楊有君 數(shù)控技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 8 龔仲華 數(shù)控技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 9 Tao Cheng Jie Zhang Chunhua Hu Bo Wu and Shuzi Yang Intelligent Machine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment J Adv Manuf Technol 2001 17 221 232 10 Shiuh Tarng Chiang Ding I Liu An Chen Lee and Wei Hua Cheng Adaptive control optimization in end milling using nerual Networks J International Journal of Machine Tools and Manufacture 1995 34 5 637 660 Boldea Sayed A Nasar Linear electric actuators and generators Cambridge University Press 1997 4 進(jìn)度安排 2014 年 11 月 18 日 接受任務(wù) 2014 年 11 月 21 日 14 月 5 日 熟悉內(nèi)容 完成文獻(xiàn)綜述和英文翻譯 2014 年 12 月 5 日 14 年 12 月 12 日 完成開(kāi)題報(bào)告 畢業(yè)實(shí)習(xí)開(kāi)始 方案 確定 計(jì)算和草圖繪制 2014 年 12 月 12 日 15 年 1 月 12 日 方案確定 草圖繪制 進(jìn)給機(jī)構(gòu)計(jì)算 裝配圖繪制 電氣設(shè)計(jì)圖繪制 完成 所有零 部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 修改圖樣和整理設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 上交畢 業(yè)設(shè)計(jì)資料 2015 年 1 月 12 日 15 年 1 月 16 日 論文評(píng)閱 2015 年 1 月 16 日 15 年 1 月 19 日 答辯 指導(dǎo)教師 簽字 鄭書(shū)華 2014 年 11 月 18 日 教研室主任審核意見(jiàn) 教研室主任 簽字 郭建亮 2014 年 11 月 18 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文 外 文 翻 譯 英文翻譯題目一 Study on the Response Surface Model of Machining Error in Internal Lathe Boring 英文翻譯題目二 An experimental investigation of spindle rotary error on high speed machining center 學(xué) 院 名 稱 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)電111 姓 名 劉凱 學(xué) 號(hào) 11403010113 指 導(dǎo) 教 師 鄭書(shū)華 2014 年 12 月 5 日 英文題目一 Study on the Response Surface Model of Machining Error in Internal Lathe Boring 翻譯內(nèi)容 文章一二小節(jié) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師簽字 2014 年 12 月 1 日 英文題目二 An experimental investigation of spindle rotary error on high speed machining center 翻譯內(nèi)容 文章摘要和第一小節(jié) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師簽字 2014 年 12 月 1 日 內(nèi)部車床鏜孔對(duì)響應(yīng)面模型加工誤差的研究 摘要 實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工產(chǎn)品的高質(zhì)量和精度 加工誤差必須進(jìn)行檢查 加工誤差 定義為設(shè)計(jì)的表面和實(shí)際的工具之間的差異 一般是由于刀具的磨損變形和熱 影響等 在這些錯(cuò)誤的來(lái)源中 刀具變形通常被稱為最重要的因素 本文采用 瞬時(shí)切削力對(duì)切削刃的刀具變形問(wèn)題的分析研究提出了一個(gè)通過(guò)在鏜孔過(guò)程刀 具變形引起的加工誤差模型 關(guān)鍵詞 機(jī)械加工 刀具變形 誤差 1 引言 加工誤差的來(lái)源是刀具的變形 磨損 熱效應(yīng)和機(jī)床誤差等 其中刀具變形引 起的加工誤差的切削力是一個(gè)主要因素 切削力分為主力 推力和進(jìn)給切削力 主切削力和推力會(huì)引起刀具變形 使其在加工過(guò)程中產(chǎn)生加工誤差 尤其是最 近的增強(qiáng)技術(shù)使刀具和工件的形狀變得更加復(fù)雜 更加難以精確預(yù)測(cè)其切削力 和刀具變形 因此操作人員不可避免的需要相關(guān)的應(yīng)對(duì)經(jīng)驗(yàn) 2 研究的動(dòng)機(jī)和目標(biāo) 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展 對(duì)各種機(jī)械零件切割精密度的要求也在增加 特別 是在刀具行業(yè) 提高加工效率和精度更是重要 在金屬切削加工中 銑削加工 鉆井和外部車削誤差已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鏜孔 鏜孔 意味著擴(kuò)大了已被鉆井孔 或設(shè)計(jì)鑄造的尺寸 因此 控制尺寸公差和表面粗糙度是非常重要的 鏜孔是 類似于外部車削在使用單點(diǎn)切削工具的意義 鏜刀的形狀能限制工件孔的直徑 和深度 這是鏜孔和外部車削加工的區(qū)別 通常 鏜桿的懸必須要短 來(lái)保證 加工的穩(wěn)定性 托馬斯等人強(qiáng)調(diào) 由于減少了阻尼比 鏜刀的短懸刀具剛度較 差而振動(dòng)很好 春和 ko5 則指出在鉆具的動(dòng)態(tài)剛度的變化是由懸和動(dòng)態(tài)剛度決 定的 而外伸長(zhǎng)度的增加是非線性 本文的目的是確定一般用于機(jī)械零件的內(nèi)部車床鏜 AISI4140 的懸垂效果 和切削條件對(duì)加工誤差的定量分析 為此 我們用響應(yīng)面法 RSM 建立了預(yù) 測(cè)模型 類似于春和 ko5 的研究 用每轉(zhuǎn)進(jìn)給量和切削深度作為模型的因素 我們發(fā)現(xiàn) 當(dāng)切削速度保持在 200 米 分鐘時(shí) 是影響積屑瘤和刀具壽命的主要 因素 BUE 同時(shí)我們采用了中心復(fù)合設(shè)計(jì)用于減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)的目的 Fitness 的方差分析 ANOVA 驗(yàn)證了殘差分析 分別建立了決定系數(shù)第一 和第二回歸模型 3 響應(yīng)面法 RSM 是一個(gè)有用的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)和分析問(wèn)題 相關(guān)利益的反應(yīng)是由幾個(gè)變量 的影響和建模技術(shù) 目的是優(yōu)化這個(gè)反應(yīng) 響應(yīng)面 是表面反應(yīng)變量和因素 的功能之間的關(guān)系 RSM 是相對(duì)于響應(yīng)面模型的統(tǒng)計(jì) 然后 響應(yīng)面模型采用 的幾種情況的產(chǎn)生由試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析 估計(jì) 一般來(lái)說(shuō) 它是很難知道的表 面響應(yīng)公式 因此一開(kāi)始近似模型假設(shè) 但之后該模型缺乏合適的驗(yàn)證 在 RSM 第一和第二階回歸模型經(jīng)常常使用 第三階回歸模型雖然可以 但很少 被使用 中心組合設(shè)計(jì)是 RSM 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的代表 此實(shí)驗(yàn)估計(jì)的最小數(shù)量的實(shí) 驗(yàn)表面 是由軸的中心點(diǎn)和 2K 的實(shí)驗(yàn)中 在 K 的數(shù)量等因素的影響 因此 這里序貫實(shí)驗(yàn)是可能的 如果 2k 因子實(shí)驗(yàn)是符合一階回歸模型的不足 二次回 歸模型不需要新的實(shí)驗(yàn) 但要添加新的數(shù)據(jù)點(diǎn)在 2K 實(shí)驗(yàn)中心和軸 分析第一 和第二階回歸模型的同時(shí) 在本研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 包括實(shí)驗(yàn)點(diǎn) 2K 軸點(diǎn) 2K 和中央點(diǎn) NC 被選定 因此 總數(shù)實(shí)驗(yàn) 2k 2k nc8 11 對(duì)高速加工中心主軸回轉(zhuǎn)誤差的實(shí)驗(yàn)研究 摘要 本文中所描述的方法 用于測(cè)量主軸回轉(zhuǎn)誤差和分離的主缸的安裝誤差 引起的偏心誤差的技術(shù) 該系統(tǒng)由兩個(gè)非接觸式的電容傳感器 用于測(cè)量旋轉(zhuǎn) 主缸的徑向位移和 LMS 測(cè)試實(shí)驗(yàn)室 用來(lái)收集數(shù)據(jù) LMS 測(cè)試 實(shí)驗(yàn)室提供 了一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工程解決方案 根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)研究 結(jié)果表明該系 統(tǒng)可用于在不同的速度測(cè)量主軸回轉(zhuǎn)誤差 這也驗(yàn)證了本文研制的誤差分離方 法的可行性 關(guān)鍵詞 高速主軸回轉(zhuǎn)誤差 實(shí)驗(yàn)裝置 誤差 1 引言 一個(gè)主軸部件的重要參數(shù)是主軸的旋轉(zhuǎn)精度 它不僅影響機(jī)床的加工精度 而且影響其幾何形狀和工件表面粗糙度 主軸回轉(zhuǎn)誤差的變化 其實(shí)際軸的主 軸相對(duì)理想軸線在測(cè)量平面內(nèi)指定的變化小 主軸的回轉(zhuǎn)精度高 相反 變化 大的主軸回轉(zhuǎn)精度低 因此 對(duì)主軸回轉(zhuǎn)誤差的識(shí)別已經(jīng)成為非常重要的 這 樣的錯(cuò)誤導(dǎo)致部件的表面光潔度 圓度 特征尺寸 和特征定位 在早期的工 作中 tlustry 和布萊恩等人提出一種主球加工時(shí)產(chǎn)生更好的可視化的旋轉(zhuǎn)軸的 運(yùn)動(dòng)基圓測(cè)量主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)的方法 在這之后 許多機(jī)床檢測(cè)方法已在許 多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) ANSI 和采用 ISO 和 ANSI 特別制定了 標(biāo)準(zhǔn)的主軸測(cè)試 2 研究的動(dòng)機(jī)和目標(biāo) 隨著高速 高精度機(jī)床的發(fā)展 高速旋轉(zhuǎn)和內(nèi)置電機(jī)還介紹了大量的熱量和 旋轉(zhuǎn)的因素加入到系統(tǒng)中 需要精確地調(diào)節(jié)冷卻 潤(rùn)滑和平衡 作為結(jié)果 高 速電主軸的熱機(jī)械行為使主軸的設(shè)計(jì)師和用戶的預(yù)測(cè)變得很困難 測(cè)量和評(píng)價(jià) 工具主軸回轉(zhuǎn)誤差的數(shù)控高速性能評(píng)估是更重要的 計(jì)算機(jī)數(shù)控 機(jī)床 然而 主軸回轉(zhuǎn)誤差的分析不僅可以預(yù)測(cè)零件的加工質(zhì)量 也可用于評(píng)價(jià)機(jī)床精度的 購(gòu)買和維護(hù)的目的 在一些軸測(cè)量系統(tǒng) 精密球體或圓柱體和多探針用于檢查 主軸回轉(zhuǎn)誤差的敏感方向旋轉(zhuǎn)案例 它理想的分離出不必要的數(shù)據(jù) 如圓度誤 差和一個(gè)精確的球或圓柱偏心誤差的原理 但是主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)量方法不能從 根本上改變 因此 許多誤差分離的方法已經(jīng)開(kāi)發(fā)了圓度誤差分離從參考工件 和主軸誤差 何等人提出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型的電磁主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)分 為許多不同頻率的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程 然后解決圓形運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)和劉提出了一種使用 多個(gè)傳感器之間的相位差隨著傅立葉展開(kāi)和計(jì)算消除順序的偏心誤差方法測(cè)量 的影響旋轉(zhuǎn)誤差精確 高等人則報(bào)道了圓度和主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)量角三探針?lè)椒?與傳統(tǒng)的位移方法相比 角三探針?lè)ǜm用于主軸誤差和圓度的自由分量的多 度檢測(cè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) 論文 題目 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度 工作臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 劉凱 學(xué)號(hào) 11403010113 指 導(dǎo) 教 師 鄭書(shū)華 2014 年 12 月 10 日 一 前 言 部 分 隨 著 科 學(xué) 技 術(shù) 的 進(jìn) 步 與 發(fā) 展 數(shù) 控 機(jī) 床 及 加 工 中 心 的 應(yīng) 用 已 日 趨 普 及 現(xiàn) 代 數(shù) 控 加 工 技 術(shù) 使 得 制 造 過(guò) 程 發(fā) 生 了 巨 大 的 變 化 對(duì) 技 術(shù) 人 員 的 要 求 也 越 來(lái) 越 高 因 此 我 們 要 充 分 了 解 和 熟 悉 現(xiàn) 代 數(shù) 控 機(jī) 床 的 基 本 知 識(shí) 使 企 業(yè) 盡 可 能 投 入 少 見(jiàn) 效 快 讓 資 源 合 理 化 運(yùn) 用 讓 投 資 更 加 合 適 已 成 為 眾 多 企 業(yè) 所 不 可 忽 視 的 一 項(xiàng) 重 要 任 務(wù) 同 時(shí) 數(shù) 控 技 術(shù) 是 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 關(guān) 鍵 直 接 影 響 到 一 個(gè) 國(guó) 家 的 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 和 綜 合 國(guó) 力 關(guān) 系 到 一 個(gè) 國(guó) 家 的 戰(zhàn) 略 地 位 作 為 制 造 系 統(tǒng) 最 基 本 的 加 工 單 元 以 數(shù) 控 技 術(shù) 為 核 心 的 數(shù) 控 機(jī) 床 的 生 產(chǎn) 和 應(yīng) 用 已 成 為 衡 量 一 個(gè) 國(guó) 家 工 業(yè) 化 程 度 和 技 術(shù) 水 平 的 重 要 標(biāo) 志 世 界 各 國(guó) 制 造 業(yè) 廣 泛 采 用 數(shù) 控 技 術(shù) 以 提 高 制 造 能 力 和 水 平 提 高 對(duì) 市 場(chǎng) 的 適 應(yīng) 能 力 和 競(jìng) 爭(zhēng) 力 我 國(guó) 是 制 造 大 國(guó) 無(wú) 論 是 從 戰(zhàn) 略 的 角 度 還 是 從 發(fā) 展 策 略 上 都 需 要 加 強(qiáng) 數(shù) 控 產(chǎn) 業(yè) 的 發(fā) 展 而 本 次 介 紹 的 則 是 數(shù) 控 機(jī) 床 代 表 加 工 中 心 的 核 心 部 件 工 作 臺(tái) 二 主 題 部 分 1 數(shù) 控 機(jī) 床 發(fā) 展 歷 史 數(shù) 控 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 給 傳 統(tǒng) 制 造 行 業(yè) 帶 來(lái) 了 革 命 性 的 變 化 使 制 造 行 業(yè) 成 文 工 業(yè) 化 的 象 征 從 1952 年 美 國(guó) 麻 省 理 工 學(xué) 院 研 制 出 第 一 臺(tái) 試 驗(yàn) 性 數(shù) 控 系 統(tǒng) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 經(jīng) 歷 了 分 立 式 晶 體 管 小 規(guī) 模 集 成 電 路 大 規(guī) 模 集 成 電 路 小 型 計(jì) 算 機(jī) 超 大 規(guī) 模 集 成 電 路 微 機(jī) 式 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 階 段 我 國(guó) 數(shù) 控 技 術(shù) 起 步 于 20 世 紀(jì) 50 年 代 末 期 經(jīng) 歷 了 初 期 的 封 閉 式 開(kāi) 發(fā) 階 段 六 五 七 五 期 間 的 消 化 吸 收 引 進(jìn) 技 術(shù) 階 段 八 五 期 間 建 立 國(guó) 產(chǎn) 化 體 系 階 段 九 五 期 間 產(chǎn) 業(yè) 化 階 段 現(xiàn) 已 基 本 掌 握 了 現(xiàn) 代 數(shù) 控 技 術(shù) 建 立 了 數(shù) 控 開(kāi) 發(fā) 生 產(chǎn) 基 地 培 養(yǎng) 了 一 批 數(shù) 控 專 業(yè) 人 才 初 步 形 成 了 自 己 的 數(shù) 控 產(chǎn) 業(yè) 2 數(shù) 控 機(jī) 床 發(fā) 展 方 向 加 工 中 心 帶 有 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 臥 式 數(shù) 控 鏜 銑 床 統(tǒng) 稱 臥 式 加 工 中 心 智 能 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 開(kāi) 發(fā) 提 高 了 傳 統(tǒng) 的 數(shù) 控 銑 床 的 加 工 效 率 和 加 工 質(zhì) 量 的 能 力 臥 式 加 工 中 心 是 從 數(shù) 控 鏜 銑 床 基 礎(chǔ) 上 發(fā) 展 起 來(lái) 的 一 種 自 動(dòng) 化 加 工 設(shè) 備 他 可 通 過(guò) 自 動(dòng) 換 刀 實(shí) 現(xiàn) 一 次 裝 夾 多 工 序 加 工 機(jī) 床 的 功 能 更 強(qiáng) 適 用 范 圍 更 廣 基 于 功 能 部 件 的 加 工 中 心 設(shè) 計(jì) 是 以 模 塊 化 設(shè) 計(jì) 思 想 為 基 礎(chǔ) 的 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 它 的 制 造 是 以 產(chǎn) 業(yè) 鏈 為 紐 帶 的 社 會(huì) 化 生 產(chǎn) 加 工 中 心 是 典 型 的 集 高 新 技 術(shù) 于 一 體 的 機(jī) 械 加 工 設(shè) 備 它 的 發(fā) 展 代 表 了 一 個(gè) 國(guó) 家 設(shè) 計(jì) 和 制 造 業(yè) 的 水 平 加 工 中 心 所 能 完 成 的 工 序 是 多 種 多 樣 的 例 如 銑 鑊 鉆 鉸 擴(kuò) 惚 攻 絲 等 機(jī) 床 的 這 種 多 工 序 性 和 高 度 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 是 由 組 成 機(jī) 床 的 各 個(gè) 部 份 來(lái) 共 同 保 證 的 近 兩 年 來(lái) 加 工 中 心 技 術(shù) 又 有 長(zhǎng) 遠(yuǎn) 的 發(fā) 展 主 要 仍 集 中 在 高 速 化 高 精 度 化 及 智 能 化 三 個(gè) 方 面 3 當(dāng) 前 研 究 主 題 臥 式 加 工 中 心 鼠 牙 盤 式 分 度 工 作 臺(tái) 分 度 轉(zhuǎn) 位 工 作 臺(tái) 廣 泛 應(yīng) 用 于 機(jī) 械 加 工 組 合 機(jī) 床 產(chǎn) 品 裝 配 可 以 實(shí) 現(xiàn) 工 件 一 次 裝 夾 后 完 成 多 個(gè) 工 作 面 的 多 工 序 同 時(shí) 加 工 分 度 轉(zhuǎn) 位 角 度 根 據(jù) 零 件 的 結(jié) 椅 需 要 而 定 但 零 件 一 旦 處 于 新 的 加 工 位 置 后 必 須 對(duì) 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 定 位 避 免 加 工 時(shí) 工 件 的 位 置 發(fā) 生 變 化 分 度 工 作 臺(tái) 不 同 于 圓 周 進(jìn) 給 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 主 要 完 成 分 廑 運(yùn) 動(dòng) 分 度 運(yùn) 動(dòng) 過(guò) 程 中 不 加 工 一 般 分 度 工 作 臺(tái) 不 能 實(shí) 現(xiàn) 無(wú) 級(jí) 丹 莊 運(yùn) 動(dòng) 而 是 按 照 工 位 數(shù) 目 確 定 分 度 轉(zhuǎn) 位 角 度 分 度 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 實(shí) 現(xiàn) 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 轉(zhuǎn) 位 分 度 精 度 由 定 位 機(jī) 構(gòu) 的 精 度 保 證 目 前 用 于 加 工 中 心 分 度 工 作 臺(tái) 上 的 定 位 機(jī) 構(gòu) 有 銷 定 位 和 鼠 牙 盤 定 位 兩 種 隨 著 許 多 行 業(yè) 對(duì) 高 精 度 快 節(jié) 拍 的 加 工 母 機(jī) 的 大 量 需 求 高 速 高 精 臥 式 加 工 中 心 得 到 飛 速 發(fā) 展 從 而 對(duì) 高 精 度 轉(zhuǎn) 臺(tái) 的 要 求 也 越 來(lái) 越 高 鼠 牙 盤 式 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 以 其 定 位 精 度 高 加 工 過(guò) 程 性 能 穩(wěn) 定 的 優(yōu) 勢(shì) 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 鼠 牙 盤 定 位 的 分 度 工 作 臺(tái) 結(jié) 構(gòu) 是 一 種 較 成 熟 的 優(yōu) 越 性 較 廣 泛 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 這 種 工 作 臺(tái) 的 結(jié) 構(gòu) 包 括 分 度 定 位 機(jī) 構(gòu) 轉(zhuǎn) 位 機(jī) 構(gòu) 抬 起 和 夾 緊 以 及 位 置 檢 測(cè) 機(jī) 構(gòu) 四 部 份 鼠 牙 盤 端 面 齒 輪 具 有 高 的 分 度 精 度 能 傳 遞 大 扭 矩 所 以 廣 泛 用 于 數(shù) 控 機(jī) 床 加 工 中 心 機(jī) 床 轉(zhuǎn) 塔 車 床 和 鍵 床 等 分 度 機(jī) 構(gòu) 和 圓 分 度 工 作 臺(tái) 上 鼠 牙 盤 的 嚙 合 相 當(dāng) 于 一 對(duì) 帶 梯 形 齒 的 端 齒 離 合 器 嚙 合 時(shí) 由 于 整 個(gè) 齒 面 都 能 達(dá) 到 均 勻 的 接 觸 分 度 精 度 非 常 高 加 工 中 心 機(jī) 床 上 采 用 鼠 牙 盤 定 位 的 分 度 工 作 臺(tái) 的 定 位 精 度 一 般 都 在 士 5 左 右 最 高 可 達(dá) 1 5 而 美 國(guó) 莫 爾 144 齒 精 密 分 度 盤 已 達(dá) 土 0 1 這 是 銷 定 位 等 機(jī) 構(gòu) 難 于 實(shí) 現(xiàn) 的 隨 著 許 多 行 業(yè) 對(duì) 高 精 度 快 節(jié) 拍 的 加 工 母 機(jī) 的 大 量 需 求 高 速 高 精 臥 式 加 工 中 心 得 到 飛 速 發(fā) 展 從 而 對(duì) 高 精 度 轉(zhuǎn) 臺(tái) 的 要 求 也 越 來(lái) 越 高 鼠 牙 盤 式 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 以 其 定 位 精 度 高 加 工 過(guò) 程 性 能 穩(wěn) 定 的 優(yōu) 勢(shì) 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 三 總 結(jié) 部 分 鼠 牙 盤 式 分 度 工 作 臺(tái) 作 為 加 工 中 心 的 重 要 組 成 部 分 它 對(duì) 加 工 的 精 度 和 效 率 都 起 到 了 非 常 大 作 用 在 未 來(lái) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 中 必 將 會(huì) 是 主 流 我 希 望 通 過(guò) 本 次 設(shè) 計(jì) 培 養(yǎng) 自 己 綜 合 應(yīng) 用 所 學(xué) 專 業(yè) 的 基 礎(chǔ) 理 論 基 本 技 能 和 專 業(yè) 知 識(shí) 的 能 力 加 強(qiáng) 這 方 面 的 學(xué) 習(xí) 研 究 四 參 考 文 獻(xiàn) 1 張楊林 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì) J 輕工機(jī)械 2006 年 3 月第 1 期 2 Zhao chang ming Liu wang ju CNC Machining Process and equipment J China 2002 3 Tao Cheng Jie Zhang et al Intelligent Machine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment J Springer Verlag London Limited Int J Adv Manuf Technol 2001 17 221 232 4 龔敏 陳友東 數(shù)控技術(shù)及開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) J 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2006 年 2 月第 2 期 5 張楊林 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì) J 輕工機(jī)械 2006 年 3 月第 1 期 6 龔仲華 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)典例 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2014 7 盧行忠 加工中心分度工作臺(tái) J 現(xiàn)代機(jī)械 1984 9 期 8 盧行忠 加工中心分度工作臺(tái)定位和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選型分析 J 現(xiàn)代機(jī)械 1987 2 期 9 廉元國(guó) 加工中心的新近技術(shù)動(dòng)向 J 制造技術(shù)與機(jī)床 1990 年 01 期 10 王慶利 孫崗存 吳麗等 精密臥式加工中心回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì) J 機(jī)械工程師 2012 年 第 2 期 11 盧行忠 加工中心分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型分析 J 現(xiàn)代機(jī)械 1985 4 期 12 范超毅 基于功能部件的現(xiàn)代加工中心設(shè)計(jì)與研究 J 機(jī)床與液壓 2007 年 8 期 I 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 設(shè)計(jì) 論文 題目 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái) 機(jī)械設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 劉凱 學(xué)號(hào) 11403010113 指 導(dǎo) 教 師 鄭書(shū)華 2015 年 1 月 20 日 II 摘 要 本次設(shè)計(jì)是對(duì) TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 鼠牙 盤齒輪具有高的分度精度 能傳遞大扭矩 所以廣泛用于數(shù)控機(jī)床 加工中心機(jī)床 轉(zhuǎn)塔車床和鍵床等分度機(jī)構(gòu)和圓分度工作臺(tái)上鼠牙盤的嚙合相當(dāng)于一對(duì)帶梯形齒的端 齒離合器嚙合時(shí)由于整個(gè)齒面都能達(dá)到均勻的接觸 分度精度非常高加工中心機(jī)床上 采用鼠牙盤定位的分度工作臺(tái)的定位精度一般都在 5 絲左右 鼠牙盤還具有以下優(yōu)點(diǎn) 首先 能進(jìn)行高精度的結(jié)合分度 其次 能正確的進(jìn)行自動(dòng)對(duì)中 嚙合時(shí)不需再找正 中心 再次 直線齒向?qū)τ谶x擇磨削砂輪的外徑自由度大 最后 具有互換性 耐磨 性好 經(jīng)濟(jì)效率高 本論文研究?jī)?nèi)容 1 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)工作性能分析 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 4 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行部件設(shè)計(jì) 5 對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核 6 繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖 關(guān)鍵詞 TH6340B 臥式加工中心 鼠牙盤式 分度工作臺(tái) III Abstract This design is to design the mouse tooth disk indexing tablemachine design of TH6340B horizontal machining center Mouse tooth plate gear has high indexing precision can transfer large torque so it is widely used for end tooth clutchengagement of the engaging mouse tooth disc of CNC machine tools machining center turret lathe and key bed indexing mechanism and circular division bench is equivalent to a pair of belt trapezoidal teeth because the whole tooth surface can to achieve uniform contact positioning precision indexing tableusing the mouse tooth disk indexing positioning accuracy is very high on the machining center machine tool are generally in the 5 wire around Mouse tooth plate also has the following advantages first combined with the indexing can be performed with high accuracy Secondly to correct automatically when engaged in do not need to find the right center Again the straight tooth to choose grinding wheel diameter freedom Finally has the interchangeability good wear resistance high economic efficiency This thesis research content 1 the overall structure of TH6340B horizontal machining center mouse tooth disk indexing table design 2 analysis of TH6340B horizontal machining center mouse tooth disk indexing table working performance 3 the choice of motor 4 the design of transmission system the executive componentof horizontal machining center TH6340B mouse tooth diskindexing table 5 the design of parts of design calculation and check IV 6 drawing machine assembly drawing and assembly drawingdesign of important parts and parts drawings Keywords TH6340B horizontal machining center mouse toothdisc indexing table V 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 V 第 1 章 緒 論 1 1 1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 1 1 2 分度工作臺(tái)的基本原理 2 1 3 工作臺(tái)伺服進(jìn)給系統(tǒng) 2 1 4 伺服驅(qū)動(dòng)裝置 4 1 5 課題研究的目的和意義 4 第 2 章 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 6 2 1 課題的主要內(nèi)容和基本要求 6 2 2 進(jìn)度計(jì)劃與應(yīng)完成的工作 6 2 3 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 7 2 3 1 數(shù)控裝置總體方案的確定 7 2 3 2 機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 7 2 3 3 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 2 4 鼠牙盤式分度工作臺(tái)原理設(shè)計(jì) 7 第 3 章 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)主要結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì) 9 3 1 傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 9 3 2 齒輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3 3 齒圈設(shè)計(jì) 17 第 4 章 繪制 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)主要零件的設(shè)計(jì) 19 4 1 鼠牙盤設(shè)計(jì) 19 4 2 主軸設(shè)計(jì) 21 4 2 1 主軸尺寸設(shè)計(jì) 21 VI 4 2 2 主軸軸承選擇 22 4 3 活塞設(shè)計(jì) 22 第 5 章 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)分度總體設(shè)計(jì) 24 5 1 液壓系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 24 5 2 工作臺(tái)定位原理和結(jié)構(gòu) 26 5 3 工作臺(tái)松開(kāi) 夾緊原理和結(jié)構(gòu) 26 5 4 工作臺(tái)分度原理和結(jié)構(gòu) 27 結(jié)論 29 致 謝 30 參考文獻(xiàn) 31 1 第 1 章 緒 論 1 1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 1946 誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) 這表明人類創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具 它創(chuàng)造和農(nóng)業(yè)的人 那些只是增加相比 手工工具的工業(yè)社會(huì) 從一個(gè)質(zhì)的飛躍 為信息時(shí)代的到 來(lái)奠定了基礎(chǔ) 6 年后 在 1952 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到本機(jī) 在美國(guó)出世第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床 從此 傳 統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化 近半個(gè)世紀(jì)以來(lái) 數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代 數(shù)控相 1952 1970 年 早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低 當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的影響很小 但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制 的要求 人們不得不采用數(shù)字邏輯電路 作為一個(gè)專用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床 稱為數(shù)控硬件連接 HARD WIRED NC 簡(jiǎn)稱為數(shù)控 NC 隨著元器件的發(fā)展 這個(gè)時(shí)期經(jīng)歷了三代 1952 的第 一代管 1959 晶體管的第二代 小規(guī)模集成電路第三代 1965 電腦數(shù)值控制 CNC 階段 1970 至今 1970 通用汽車一直在電腦的小批量生產(chǎn) 所以它將被移植作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件 開(kāi)始進(jìn) 入計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC 階段 計(jì)算機(jī)和它的 通用 兩個(gè)字省略前面 1971 美國(guó)英特爾公司在 世界上首次將兩個(gè)計(jì)算機(jī)算術(shù)單元和控制器的核心部件 集成在一個(gè)芯片采用大規(guī)模集成電路技術(shù) 稱為微處理器 微處理器 也被稱為中央處理單元 CPU 1974 微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng) 這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)的功能太小 機(jī)床的控制能力富裕 時(shí)間 已被用來(lái)控制機(jī)床 稱為組 如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理 而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性不理想 早期 的微處理器速度和功能還不夠高 但可以通過(guò)多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決 微處理器是計(jì)算機(jī)的核心部件 它仍稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控 1990 PC 機(jī) 個(gè)人計(jì)算機(jī) 國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī) 的性能已發(fā)展到很高的階段 可以滿足數(shù)控系 統(tǒng)的要求為核心部件 數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了基于 PC 的階段 總之 計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代 1970 的小型計(jì)算機(jī)第四代 1974 第五代和第六代 1990 基于 PC 微處理器 國(guó)外稱為 PC BASED 同時(shí)指出 雖然國(guó)外已改名為電腦數(shù)值控制 CNC 而在中國(guó) 它仍然是指數(shù)控 NC 所 以我們?nèi)粘Ｕf(shuō) 數(shù)控實(shí)質(zhì)上是指計(jì)算機(jī)數(shù)值控制 3 數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 1 繼續(xù)開(kāi)放的 基于 PC 機(jī)開(kāi)發(fā)的第六代 隨著開(kāi)放 成本低 可靠性高的 PC 豐富的軟硬件資源特點(diǎn)的基礎(chǔ)上 更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn) 廠家會(huì)走上這條道路 至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī) 解決了人機(jī)界面 編程 網(wǎng)絡(luò)通信的問(wèn)題 通過(guò)對(duì)原系統(tǒng)的數(shù)控任務(wù) PC 機(jī)具有友好的人機(jī)界面 將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng) 遠(yuǎn)程通訊 遠(yuǎn) 程診斷和維修將更常見(jiàn) 2 高速度和高精度的發(fā)展 這是為了滿足機(jī)床的高速度和高精度方向發(fā)展的需要 3 向智能化方向發(fā)展 在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透人工智能的發(fā)展而發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高 2 1 2 分度工作臺(tái)的基本原理 數(shù)控控制 Numerical Control 是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其過(guò)程進(jìn)行控制的一種控制方 法 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù) 是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新 型的 發(fā)展十分迅速的高新技術(shù) 數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制 造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品 即所謂的數(shù)字化裝備 其技術(shù)范圍所覆蓋的領(lǐng)域又 機(jī)械制造 技術(shù) 微電子技術(shù) 信息處理傳輸技術(shù) 自動(dòng)控制技術(shù) 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) 檢驗(yàn)監(jiān)控技術(shù) 傳感技術(shù) 軟件技術(shù)等 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的是能技術(shù)和最基本的裝備 在 提高生產(chǎn)率 降低成本 保證質(zhì)量及改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面 都有突出的優(yōu)點(diǎn) 特別是在適應(yīng)機(jī) 械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代 小批量 多品種生產(chǎn)方面 各類數(shù)控裝備是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵 數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床 或者說(shuō)是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床 國(guó)際信息處聯(lián)盟 International Federation of Information Processing IEIP 第五技術(shù)委員會(huì) 對(duì)數(shù)控機(jī)床作了如下的 定義 數(shù)控機(jī)床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床 該系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用碼或其他符號(hào)編碼 指令規(guī)定的程序 龍門加工中心經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)發(fā)展和推動(dòng) 已從傳統(tǒng)的單軸式發(fā)展到多軸式 從傳統(tǒng)龍門加工中心 發(fā)展到現(xiàn)代化智能的加工中心 從單面的加工發(fā)展到多面的加工 發(fā)展速度快 技術(shù)比較成熟 但 是對(duì)于龍門五面體加工中心 由于我國(guó)基礎(chǔ)技術(shù)薄弱 研究方法落后 資金投入不足等原因 以及 國(guó)外對(duì)核心技術(shù)的封鎖 導(dǎo)致我國(guó)五面體加工中心發(fā)展緩慢 4 從龍門加工中心主要部件的發(fā)展情 況來(lái)看 國(guó)內(nèi)外龍門加工中心的龍門和滑枕的機(jī)構(gòu)基本都具有以下特點(diǎn) 1 龍門 主要是由一個(gè)橫梁和兩個(gè)立柱構(gòu)成 分為橫梁固定 橫梁靠定位塊 鎖定分段升降和橫梁任意升降三種類型 橫梁固定式結(jié)構(gòu)機(jī)床剛性好 但不適合加工大型工件 因 為在加工靠近工作臺(tái)面的工件部位時(shí) 滑枕伸出長(zhǎng)度過(guò)大 加工剛性較差 影響加工尺寸精度 橫 梁靠定位塊鎖定分段升降型結(jié)構(gòu)機(jī)床剛性較好 但橫梁升降運(yùn)動(dòng)不能與滑枕上下移動(dòng)聯(lián)動(dòng) 且操作 較復(fù)雜 橫梁任意升降型結(jié)構(gòu)橫梁升降運(yùn)動(dòng)可以與滑枕上下移動(dòng)聯(lián)動(dòng) 加工范圍較廣 適合新產(chǎn)品 開(kāi)發(fā) 立柱和橫梁的橫截面為矩形 剛性好 可耐重切削并長(zhǎng)期保持高精度 主軸箱在橫梁上的導(dǎo) 軌有自重平衡裝置 其動(dòng)作靈活 迅速且準(zhǔn)確 由于主軸箱左右移動(dòng)時(shí) 橫梁升降用滾珠絲杠所受 負(fù)載有變動(dòng) 使精度降低 所以采用配置在橫梁左右兩側(cè)的油缸來(lái)平衡主軸箱左右移動(dòng)造成的變動(dòng) 負(fù)載和橫梁本身的自重 以提高機(jī)床的精度 2 滑枕 從結(jié)構(gòu)上可分為開(kāi)式和閉式兩種型式 開(kāi)式結(jié)構(gòu)的滑枕通過(guò)壓板夾緊在主軸箱上 滑枕的 截面積大 閉式結(jié)構(gòu)的滑枕被夾緊在主軸箱內(nèi) 滑枕的截面積小 主軸箱內(nèi)有液壓平衡裝置 使滑 枕上下移動(dòng)靈活 可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力重切削 主軸滑枕內(nèi)部采用強(qiáng)制內(nèi)冷卻 即使作長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)重切削 也可保持高精度 滑枕的行程以滿足工件側(cè)面下部的加工要求為宜 不宜太長(zhǎng) 以免影響加工時(shí)的 機(jī)床剛度 滑枕采用一體型的結(jié)構(gòu) 以提高機(jī)床的整體剛性 1 3 工作臺(tái)伺服進(jìn)給系統(tǒng) 工作臺(tái)伺服進(jìn)給系統(tǒng)是一機(jī)床移動(dòng)位置為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng) 它根據(jù)數(shù)控裝 置輸出的電脈沖信號(hào) 是機(jī)床工作臺(tái) 主軸等移動(dòng)部件按照規(guī)定的運(yùn)動(dòng)速度 運(yùn)動(dòng)方 向和位置要求做相應(yīng)的移動(dòng) 并對(duì)其定位精度加以控制 工作臺(tái)性能在很大程度上取 決于進(jìn)給伺服系統(tǒng)的性能 3 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是機(jī)床成型運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要部分 其傳動(dòng)質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)床的加工性 能 工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制的直接對(duì)象被加工工件最終坐標(biāo)位置精度和輪廓精 度都會(huì)受到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)的影響 對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的要求集中在精度 穩(wěn)定和快速響應(yīng) 等方面 為滿足這種要求 首先需要高性能的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī) 同時(shí)也需要高質(zhì)量的機(jī) 械結(jié)構(gòu)與之匹配 因此工作臺(tái)的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)需滿足如下要求 1 高的傳動(dòng)精度與定位精度 工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和定位精度 是機(jī)床 最重要的性能指標(biāo) 傳動(dòng)精度直接影響機(jī)床加工輪廓面的精度 定位精度直接關(guān)系到 加工的尺寸精度 2 寬的進(jìn)給調(diào)速范圍 為保證工作臺(tái)在不同工況下對(duì)進(jìn)給速度的選擇 進(jìn)給系 統(tǒng)應(yīng)該有較大的調(diào)速范圍 工作臺(tái)的伺服進(jìn)給系統(tǒng)一般為 3 10000mm min 3 快的響應(yīng)速度 所謂快速響應(yīng) 是指進(jìn)給系統(tǒng)對(duì)指令信號(hào)的變化跟蹤要快 并能迅速趨于穩(wěn)定 目前 工作臺(tái)已較普遍的采用了伺服電動(dòng)機(jī)不通過(guò)減速環(huán)節(jié)直接 連接絲杠帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方案 本次設(shè)計(jì)就是采用了這個(gè)方案來(lái)獲取快的響 應(yīng)速度 4 低速 大轉(zhuǎn)矩 根據(jù)機(jī)床的加工特點(diǎn) 經(jīng)常在低速下進(jìn)行重切削 即在低速 下進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須有大的轉(zhuǎn)矩輸出 此次設(shè)計(jì)采用的是半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 半閉環(huán)系統(tǒng)的精度雖然比閉環(huán)系統(tǒng)的精度要 低一些 但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)整比較簡(jiǎn)單 而且 在半閉環(huán)系統(tǒng)中 轉(zhuǎn)角測(cè)量表較容易 實(shí)現(xiàn) 應(yīng)用非常廣泛 圖 2 1 半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)原理圖 4 1 4 伺服驅(qū)動(dòng)裝置 伺服驅(qū)動(dòng)裝置接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給指令信號(hào) 并將其轉(zhuǎn)換為角位移或直線位 移 從而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)要求的運(yùn)動(dòng) 伺服驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)該滿足如下要求 1 精度高 輸出位移有足夠的精度 即實(shí)際位移與指令位移之差要小 2 應(yīng)該具有較長(zhǎng)時(shí)間的大過(guò)載能力 以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求 一般直流伺服 電動(dòng)機(jī)要求數(shù)分鐘內(nèi)過(guò)載 4 6 倍而不損壞 3 調(diào)速范圍寬 而且從最低速到最高速時(shí) 電動(dòng)機(jī)均能平滑運(yùn)轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小 特別是在低速 如 0 1r min 或更低 時(shí) 速度平穩(wěn)而無(wú)爬行現(xiàn)象 4 能承受頻繁振動(dòng) 制動(dòng)和反轉(zhuǎn) 在工作臺(tái)的閉環(huán)或半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)中 伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要采用交 直流伺服 電動(dòng)機(jī) 直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的啟動(dòng) 制動(dòng)和調(diào)速特性 可以方便地在寬調(diào)速范圍內(nèi) 實(shí)現(xiàn)平滑無(wú)極調(diào)速 故多用在對(duì)伺服電機(jī)的調(diào)速性能要求較高的工作臺(tái)上 交流伺服電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子慣量比直流電動(dòng)機(jī)小 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好 輸出的功率可比直流 電動(dòng)機(jī)提高 10 70 可達(dá)到更高的電壓和轉(zhuǎn)速 1 5 課題研究的目的和意義 工作臺(tái)是一種在計(jì)算機(jī)控制下帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的能完成多工序復(fù)合加工的自動(dòng) 化機(jī)床 并正向高速高效 高精度 模塊化 網(wǎng)絡(luò)化和復(fù)合化方向發(fā)展 由于工作臺(tái) 是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備 其生產(chǎn)效率高 柔性好 一機(jī)多用和易 于加工復(fù)雜的曲線 曲面零件等特點(diǎn) 早已成為工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家軍民機(jī)械工業(yè)的主力加 工設(shè)備 一個(gè)國(guó)家的工作臺(tái)擁有量 消費(fèi)量及總體技術(shù)水平與這個(gè)國(guó)家機(jī)械工業(yè)的加工制 造技術(shù)水平息息相關(guān) 我國(guó)的工作臺(tái)從 70 年代開(kāi)始 已有很大發(fā)展 但技術(shù) 品種和 數(shù)量上都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì) 技術(shù)發(fā)展的需要 進(jìn)入 21 世紀(jì)以后 中國(guó)工作 臺(tái)的消費(fèi)量隨著軍民機(jī)械工業(yè)的大規(guī)模技術(shù)改造而迅速增長(zhǎng) 如 2001 年中國(guó)工作臺(tái)的 消費(fèi)量?jī)H為 2662 臺(tái) 其中進(jìn)口 2290 臺(tái) 而同年美國(guó) 日本和德國(guó)的工作臺(tái)消費(fèi)量分 別為 11505 6090 和 5291 臺(tái) 到了 2005 年 中國(guó)工作臺(tái)的消費(fèi)量猛增至約 13200 臺(tái) 5 估計(jì)值 工作臺(tái)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)未公布 其中進(jìn)口 10343 臺(tái) 2005 年工作臺(tái)的消費(fèi)量是 2001 年的 4 96 倍 年均增幅達(dá) 49 2 一舉超過(guò)美 日 德諸國(guó) 成為世界上消費(fèi)工 作臺(tái)最多的國(guó)家 根據(jù) 機(jī)械工人 雜志社等單位的調(diào)查 從近 600 份重點(diǎn)用戶的有效問(wèn)卷中得出 的結(jié)果是 工作臺(tái)機(jī)床的應(yīng)用已遍及全國(guó) 26 個(gè)行業(yè) 其中汽車 摩托車及其零部件制 造業(yè)占 24 航空航天和軍工行業(yè)占 18 機(jī)床工具業(yè)占 11 模具行業(yè)占 8 輕工機(jī) 械行業(yè)占 4 在這些企業(yè)擁有的工作臺(tái)中 雖然普及型的立式和臥式工作臺(tái)仍占多數(shù) 但多軸聯(lián)動(dòng) 高速 大型精密等高檔工作臺(tái)也占有一定比重 如在所調(diào)查的近 600 戶 用戶中 擁有 5 軸聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)的占 24 說(shuō)明中國(guó)市場(chǎng)消費(fèi)的工作臺(tái)雖然以普及型的中 檔機(jī)為主 但高檔機(jī)在消費(fèi)量中所占比重估計(jì)已達(dá) 15 至 20 中國(guó)消費(fèi)的工作臺(tái)大部分依靠進(jìn)口 2005 年進(jìn)口量占消費(fèi)量的七成多 進(jìn)口金額 12 97 億美元 居各類機(jī)床進(jìn)口額之首 主要從日本 中國(guó)臺(tái)灣 德國(guó)和韓國(guó)等地進(jìn)口 2006 年上半年 中國(guó)進(jìn)口工作臺(tái) 5511 臺(tái) 金額 6 88 億美元 同比分別增長(zhǎng) 20 和 11 仍保持兩位數(shù)增長(zhǎng) 說(shuō)明中國(guó)工作臺(tái)市場(chǎng)的規(guī)模還有增長(zhǎng)空間 工作臺(tái)用于安裝工件 并帶動(dòng)工件進(jìn)給 以完成各種切削加工 是任何切削機(jī)床 必不可少的重要部件 與普通切削機(jī)床不同的是 工作臺(tái)的工作臺(tái)是在數(shù)控系統(tǒng)的控 制下自動(dòng)完成進(jìn)給的 能夠自動(dòng)完成各種輪廓和曲面的加工 工作臺(tái)直線工作臺(tái)主要 在數(shù)控系統(tǒng)控制下完成縱向 X 方向 和橫向 Y 方向 進(jìn)給 為了實(shí)現(xiàn)任意角度和 在切削過(guò)程中轉(zhuǎn)臺(tái)能夠回轉(zhuǎn) 工作臺(tái)還要設(shè)置數(shù)控 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分 度工作臺(tái) 這樣工作臺(tái)就多了一個(gè) NC 坐標(biāo) 能夠完成更加復(fù)雜的見(jiàn)曲面的加工 工 作臺(tái)常用的 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái) 它們的功用各不相同 分度工作臺(tái)的功用只是將 工件轉(zhuǎn)位換面 和自動(dòng)換刀裝置配合使用 實(shí)現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個(gè)面的加工 而數(shù)控 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)除了分度和轉(zhuǎn)位的功能外 還能實(shí) 現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 我國(guó)近幾年分度工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)雖然發(fā)展較快 但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距 主要表 現(xiàn)在 可靠性差 外觀質(zhì)量差 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng) 應(yīng)變能力差 針對(duì)傳統(tǒng)分度工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的不足之處及生產(chǎn)中存在的問(wèn)題 有必要在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上研 究出新型分度工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu) 通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)銑床手動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng) 夾緊系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 加入新技術(shù) 從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 降低勞動(dòng)強(qiáng)度及工作量 6 分度工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)是 在規(guī)格上將向兩頭延伸 即開(kāi)發(fā)小型和大型進(jìn)給機(jī) 構(gòu) 在性能上將研制以鋼為材料的進(jìn)給機(jī)構(gòu) 大幅度提高進(jìn)給機(jī)構(gòu)的承載能力 在形式上繼續(xù)研制 多軸并聯(lián) 甚至于五軸并聯(lián)的進(jìn)給機(jī)構(gòu) 綜上所訴 分度工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)具有很高研究的意義 本課題采用類似的機(jī)床結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)成果的方法 進(jìn)行分度工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 使其能夠?qū)崿F(xiàn)更好的工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化 本課題對(duì)分度工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)部件進(jìn)行了設(shè)計(jì) 研究了結(jié)構(gòu) 主要部件及典型零件的設(shè)計(jì)方 法 其意義如下 1 通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研究掌握機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般步驟和方法 2 通過(guò)對(duì)課題的研究 了解國(guó)內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 3 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己的創(chuàng)新精神 提供分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 第 2 章 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 2 1 課題的主要內(nèi)容和基本要求 主要技術(shù)參數(shù) 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)直徑 400 mm 400mm 工作臺(tái)重量 800KG B 軸重復(fù)定位精度 2 B 軸定位精度 8 B 軸的切削進(jìn)給速度 0 10r min 主軸轉(zhuǎn)速 60 6000r min 高低擋無(wú)級(jí)變速 主軸錐孔 MT6 徑縱向進(jìn)給最大速度 4m min 橫向進(jìn)給最大速度 4m min 主電機(jī)功率 11 15 30min Kw 定量角度分度 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的工作原理 設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)裝 配圖 零件圖并核算 2 2 進(jìn)度計(jì)劃與應(yīng)完成的工作 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu) 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料 書(shū) 寫(xiě)文獻(xiàn)綜述 2000 字以上 翻譯外文文獻(xiàn) 2 篇 2000 字以上 翻譯提供文章的摘 要 前言和相關(guān)核心段落 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 1 篇 2000 字以上 繪制鼠牙盤式分度工 作臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖一張 A0 繪制非標(biāo)零件圖若張 圖紙工作量 3 張 A0 設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 10000 字以上 圖樣質(zhì)量 計(jì)算機(jī)繪圖 符合最新標(biāo)準(zhǔn) 表達(dá)完整 布置合理清晰 尺寸標(biāo)注 7 齊全 技術(shù)要求全面 零件圖同時(shí)要注意結(jié)構(gòu)要素和加工工藝性 進(jìn)度計(jì)劃 1 第 1 2 周 查閱相關(guān)資料 了解表面感應(yīng)加熱機(jī)床技術(shù)技術(shù)要求 完成開(kāi)題報(bào)告 2 第 3 周 翻譯一篇與設(shè)計(jì)相關(guān)的英文論文 3 第 4 5 周 根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定總體方案及計(jì)算 4 第 6 周 根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成 AC 軸選型 查找其技術(shù)參數(shù) 5 第 7 11 周 完成機(jī)床總體結(jié)構(gòu) Z 軸結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6 第 12 14 周 繪制圖紙 7 第 15 周 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 準(zhǔn)備答辯 2 3 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2 3 1 數(shù)控裝置總體方案的確定 1 明確研究思路和方向 確定設(shè)計(jì)參數(shù) 2 在廣泛調(diào)研 收集資料后 完成多種方案設(shè)計(jì) 兩種以上設(shè)計(jì)方案 通過(guò)分折 比較 論證 選出最佳設(shè)計(jì)方案 2 3 2 機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 1 脈沖當(dāng)量的確定 2 估計(jì)機(jī)械部件的總體尺寸及重量 3 設(shè)計(jì) 計(jì)算和選用傳動(dòng)元件及導(dǎo)向元件 4 電機(jī)的確定 5 繪制裝配圖 6 計(jì)算系統(tǒng)等效慣量 7 分析系統(tǒng)的精度 2 3 3 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 擬定多種方案 分析論證 評(píng)價(jià)選擇的較佳方案 理論分析 強(qiáng)度校核 系統(tǒng) 控制原理 方法 電路配置圖 裝配圖設(shè)計(jì)及零件設(shè)計(jì)等 2 論文 20000 字左右 2 4 鼠牙盤式分度工作臺(tái)原理設(shè)計(jì) 鼠牙盤式分度工作臺(tái)主要由工作臺(tái)面 底座 夾緊液壓缸 分度液壓缸及鼠牙盤等零件組成 如圖所示 8 圖 2 7 鼠牙盤式工作臺(tái) 1 2 15 16 推桿 3 4 下 上鼠牙盤 5 13 推力軸承 6 活塞 7 工作臺(tái) 8 齒條活塞 9 10 夾緊液壓缸上 下腔 11 齒輪 12 內(nèi)齒圈 14 17 擋塊 18 19 分度液壓缸右 左腔 20 2l 分 度液壓缸進(jìn) 回油管道 22 23 升降液壓缸進(jìn) 回油管道 鼠牙盤式分度工作臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是分度和定心精度高 分度精度可達(dá) 0 5 3 由于采用 多齒重復(fù)定位 從而可使重復(fù)定位精度穩(wěn)定 而且定位剛性好 只要分度數(shù)能除盡鼠牙盤的齒數(shù) 都能分度 適用于多工位分度 9 第 3 章 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)主要結(jié)構(gòu)原理 設(shè)計(jì) 3 1 傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的工作原理 在工作臺(tái)需要分度的時(shí)候 液壓油進(jìn)入 活塞下部將工作臺(tái)頂起 同時(shí)齒圈和下齒輪嚙合 準(zhǔn)備分度 上升到位后 液壓系統(tǒng) 將使液壓油進(jìn)入齒條油腔 推動(dòng)齒條 齒條與上齒輪嚙合 并帶動(dòng)上齒輪運(yùn)動(dòng) 上齒 輪與下齒輪是做成一體的 所以上齒輪帶動(dòng)下齒輪旋轉(zhuǎn) 下齒輪與齒圈嚙合在一起 并且齒圈與轉(zhuǎn)軸是固定的 所以齒條的水平運(yùn)動(dòng)將會(huì)帶動(dòng)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn) 綜上所述 此傳動(dòng)系統(tǒng)的最主要的作用就是通過(guò)齒輪齒條和齒輪齒圈的嚙合使齒 條的水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的分度運(yùn)動(dòng) 即為圖 3 10 所示 圖 3 10 傳動(dòng)系統(tǒng) 經(jīng)過(guò)動(dòng)作的分析 在此設(shè)計(jì)中 齒輪齒條的作用只是分度時(shí)進(jìn)行嚙合 而且分度 時(shí)傳遞的力只是克服中心轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)孔壁摩擦力 此摩擦力比較小 所以齒輪齒條 的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和工作臺(tái)的具體尺寸確定的 所以 齒條 半徑為 18mm 齒輪的分度圓半徑為 64mm 液壓泵的工作壓力使 2 5MPa 1 齒輪齒條轉(zhuǎn)矩 根據(jù)工作臺(tái)零部件之間的合理分布 可以確定齒條半徑為 18mm 齒條油腔的面積 為 10 式 3 5 222 36 107814 3mRS 所以齒條在分度時(shí)受液壓缸的推力為 式NPF4 53 66 3 6 齒輪齒條嚙合是 所受的轉(zhuǎn)矩是克服中心轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)孔壁摩擦力 此摩擦力比 較小 假設(shè)為 mN 10 2 齒輪齒條的轉(zhuǎn)速 由齒輪齒條的分度圓嚙合條件可知 工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)定量角度分度時(shí) 齒輪需要轉(zhuǎn)動(dòng) 四分之一圓周 所以 式mdL48 102814 3 3 7 齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周長(zhǎng)度也即是齒條分度時(shí)需要運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度 即為齒條油缸的長(zhǎng)度 所以齒條油缸的體積為 式3622 102 48 10 3mLrV 3 8 選擇的液壓泵的流量為 min4 所以分度工作臺(tái)分度需要的時(shí)間為 式 3 9 sqVt 53 104612 綜上所述 齒條在分度嚙合的時(shí)候的速度為 式 3 10 smtLv67 53 18 齒輪在分度時(shí)候的轉(zhuǎn)速為 式 3 11 in 94 06rtn 3 2 齒輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算 項(xiàng)目 計(jì)算 或選擇 計(jì)算過(guò)程 單 計(jì)算 或確定 11 依據(jù) 位 結(jié)果 1 選齒輪精度等 級(jí) 查 1 表 10 8 選用 7 級(jí)精度 級(jí) 7 2 材料選擇 查 1 表 10 1 齒條選用 45 號(hào)鋼 正火處 理 硬度為 200HBS 大齒輪選用 45 號(hào)鋼 正火 處理 硬度為 200HBS 齒輪 200HBS 齒條 200HBS 項(xiàng)目 計(jì)算 或選擇 依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單 位 計(jì)算 或確定 結(jié)果 3 選擇齒數(shù) Z 1217Ui 取 16421 Z個(gè) 選擇 齒輪齒數(shù) 為 24 齒條齒數(shù)為 20 傳動(dòng)比為 1 1 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1 試選 tK 1 2 1 4t 取 1 3tK 1 3tK 2 區(qū)域 系數(shù) HZ 由 1 圖 10 30 2 433HZ 2 433HZ 3 計(jì)算 齒條傳遞 的轉(zhuǎn)矩 1T 根據(jù)上述可知 NmT3108 62 NmT3108 62 4 齒寬 由結(jié)構(gòu)可知 B 15mm B 15mm 5 材料 的彈性影 響系數(shù) 由 1 表 10 6 8 19 EZ21MPa8 9 EZ 6 齒輪 接觸疲勞 強(qiáng)度極限 由 1 圖 10 21c 由 2 圖 10 3802lim1 H 3802lim1 H 12 limH 21d 7 應(yīng)力 循環(huán)次數(shù) N 由 1 式 10 13 7104 5308296 hLjnN771204 齒i 72104 N 8 接觸疲 勞強(qiáng)度壽 命 HNK 由 1 圖 10 19 13 2 HNK13 2 HNK 9 計(jì)算 接觸疲勞 強(qiáng)度許用 應(yīng)力 H 取失效概率為 1 安全系數(shù) 為 S 1 由 1 式 10 12 得 4 29 44 291380 4 291380 lim21lim1 HHHNHHNHSKS MPa 4 9H 10 試 算小齒輪 分度圓直 徑 td1 按 1 式 10 21 試算 18 394 298130 21233 21 HEdtt ZuTk m1 39 td 11 計(jì) 算圓周速 度 v sm67 5 sm0657 v 13 12 模 數(shù) tm18 39 z dtt 67 25 125 1 hbmt 度 67 251 hbmt 13 計(jì) 算載荷系 數(shù) K 由 1 表 10 2 查得使用系數(shù) 根據(jù)AK 7 級(jí)精度 由 1 圖 10 8 查得smv065 動(dòng)載荷系數(shù) 1 V 由 1 表 10 4 查得 42 153 1023 0 6813 22 bKdH K 2 2791 14 按 實(shí)際的載 荷系數(shù)校 正分度圓 直徑 由 1 式 10 10a 09 464 127831 ttKdm641 dnm1zdn 1nm1 nm 2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1 計(jì)算載 荷系數(shù) K FVAK167 235 10 K 2 167 2 齒 形系數(shù) FaY 由 1 表 10 5 264 1 FaY 264 1 FaY 3 應(yīng)力校 正系數(shù) 由 1 圖 10 5 81 2 SaY 81 2 SaY 14 SaY 4 齒輪的 彎曲疲 勞強(qiáng)度 極限 FE 由 1 圖 10 20b 由 1 圖 10 20c 302 1 FE MPa3021 FE 5 彎曲疲 勞強(qiáng)度 壽命系 數(shù) FNK 由 1 圖 10 18 利用 插值法可得 92 01 FNK 2 92 01 FNK 2 6 計(jì) 算彎曲 疲勞許 用應(yīng)力 F 取彎曲疲勞安全系 數(shù) S 1 3 由式 10 12 得 308 21 90308 21 9021 SKSFENFFENF MPa 308 21 F 7 計(jì) 算大小 齒輪的 FSaY 并加以 比較 0193 38 2164 21 FSaFY 結(jié)論 齒條和齒輪的 系數(shù) FSaY 一樣 所以任選其一都可 此設(shè) 計(jì)選齒輪 0 0193 FSaY 8 齒根彎 曲強(qiáng)度 設(shè)計(jì)計(jì) 由 1 式 10 17 m1 n 15 算 46 00193 217 3332 FSadnYZKTm 結(jié)論 對(duì)此計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲nm 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 取 2mm 已可滿足彎曲強(qiáng)度 但為了同時(shí)滿足接觸疲nm 勞強(qiáng)度 須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 64mm 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) 于是由1d 取 則 取642181 nmdz1z 6412 齒iz2z 3 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算 中心距 a 根據(jù)結(jié)構(gòu)需求 齒輪齒條中心距無(wú)窮 大 mm a 無(wú)窮大 2 計(jì)算 齒輪的分度 圓直徑 d 128641 zm 是齒條為無(wú)窮大2 1281 zmdmm 128 d 是齒條為2 無(wú)窮大 3 計(jì)算 齒輪的齒根 圓直徑 d nfm5 1235 128 nfmd 為齒條齒根圓 2fd 所以 無(wú)窮大f mm 13 fd 無(wú)窮大2f 4 計(jì)算 齒輪寬度 B 根據(jù)結(jié)構(gòu)需求 圓整后取 152 Bmm 152 B 16 5 驗(yàn)算 mNmNbFKdTtAt 108 215 35 640231 所以合適 注 上表依據(jù)均來(lái)自 機(jī)械設(shè)計(jì) 第十章齒輪傳動(dòng) 所以 由工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸可以確定齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸 齒輪的分度齒分布在 130 范圍內(nèi) 且齒數(shù)為 23 齒 齒輪具體結(jié)構(gòu)如圖 3 11 所示 圖 3 11 齒輪 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求 分度齒條需要液壓油進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 所以在液壓系統(tǒng)中相當(dāng)于活塞 的作用 根據(jù)活塞工作的原理 所以齒條需要密封 經(jīng)過(guò)以上的介紹 可知齒條需要往復(fù)的運(yùn)動(dòng) 所以需要?jiǎng)用芊庠?本設(shè)計(jì)選 擇 O 型橡膠密封圈 它適用于裝在各種機(jī)械設(shè)備上 在工作壓力 0 70MPa 溫度為 40 120 的不同液體和氣體介質(zhì)中 在固定或運(yùn)動(dòng)的情況下起密封作用 根據(jù) 液 壓設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè) 表 9 4 查得適用于此齒條的密封圈如圖 3 12 17 圖 3 12 齒條的密封圈 如圖所示 密封圈的公稱外徑 mD36 斷面尺寸 d5 內(nèi)徑 291 密封圈溝槽設(shè)計(jì) 根據(jù)上表截面尺寸 可以得出密封圈溝槽尺寸 md5 3 溝槽深度為 E1 溝槽寬度為 G2 40 在工作臺(tái)分度時(shí) 需要轉(zhuǎn)動(dòng)定量角度 齒輪的分度齒分布在 130 的范圍內(nèi)分布 23 齒 所以與齒輪嚙合的齒條分布長(zhǎng)度為 140mm 齒數(shù)為 22 齒 所以齒條的尺寸如圖 3 13 所示 圖 3 13 齒條的尺寸 3 3 齒圈設(shè)計(jì) 在分度工作臺(tái)進(jìn)行分度的時(shí)候 齒條帶動(dòng)上齒輪 下齒輪與齒圈嚙合而帶動(dòng)工作 臺(tái)和主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)定量角度 所以在此過(guò)程中下齒輪與齒圈的嚙合只是做精確定位的 作用并沒(méi)有相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng) 所以下齒輪和齒圈只是需要按結(jié)構(gòu)尺寸確定即可 18 齒圈的分度圓直徑等于下齒輪的分度圓直徑 112mm 由 可知 齒圈分度圓的直徑已知為 112mm zmd 根據(jù)工作臺(tái)的工作原理 可知下齒輪和齒圈的齒數(shù)應(yīng)為 4 的倍數(shù)才能滿足工作的 要求 查 實(shí)用機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 1 3 可以推算 當(dāng) 時(shí) 根據(jù) 75 1 m 式 3 12 zmd 675 12 d 根據(jù)選定的 可以得出 d1275 14 齒圈的齒頂圓直徑 式 3 13 aaamhd 2 時(shí) 1 0 式 3 14 zda1 5 所以 m9 082 齒圈齒根圓直徑 式 3 15 mchdaf 375 1622 齒圈需要帶動(dòng)主軸 工作臺(tái) 旋轉(zhuǎn) 所以需要定位在主軸上 根據(jù)定位原理 主 軸和齒圈需要選定位 之后再用螺栓緊固 在此設(shè)計(jì)中齒圈與主軸的定位是在齒圈的 中心開(kāi)一個(gè)與主軸一樣的槽 使主軸下端嵌進(jìn)齒圈槽 再用三個(gè)螺栓在軸端均布緊固 其具體結(jié)構(gòu)如圖 3 14 圖 3 14 齒圈 19 第 4 章 繪制 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)主要零 件的設(shè)計(jì) 4 1 鼠牙盤設(shè)計(jì) 多齒分度臺(tái)按其齒根部的切槽深度可分為三種齒形 見(jiàn)圖 3 3 所示 剛性齒的齒 槽很淺 半彈性齒的齒槽介于剛 彈性之間 彈性齒的齒槽深度為齒厚的 4 6 倍或更 深 彈性齒的材料為 45 號(hào)鋼 調(diào)制 HRC25 28 正火穩(wěn)定性處理 本裝置采用彈性齒比剛性多齒盤可提高精度 2 3 倍 彈性多齒分度臺(tái)是利用 平 均效應(yīng) 使精度較低的齒牙盤組裝成精度較高的多齒分度盤 即是利用多定位以提高 精度 但必須滿足兩個(gè)條件 一是材料符合胡克定律 二是每對(duì)齒在齒盤加壓時(shí)能均 勻嚙合 由于彈性多齒分度臺(tái)的累積角度誤差不大于 0 2 實(shí)際上可以成為一個(gè)測(cè) 量基準(zhǔn) 彈性多齒分度臺(tái)實(shí)為 360 個(gè)齒面棱體 圖 3 3 多齒分度臺(tái)三種齒形 彈性多齒分度臺(tái) 其分度精度高 累積角度誤差僅為 0 1 0 2 重復(fù)精度 好 可達(dá) 0 3 自動(dòng)定心精度高 中心偏移量可在 0 001mm 左右 使用壽命長(zhǎng) 使 用過(guò)程也是對(duì)研過(guò)程 可逐步減少殘余分度誤差 其分度精度不受正反轉(zhuǎn)的限制 但 只能做整度分度 最小分度值為 360 Z 其中 Z 為齒盤的齒數(shù) 本設(shè)計(jì)中采用的是直線齒鼠牙盤 直線齒的上 下齒盤的齒形完全一樣 可用一 般的銑刀加工 制造比較方便 鼠牙盤主要參數(shù)計(jì)算 1 由于鼠牙盤的齒數(shù) Z 360 式 3 1 式中 需要分度的最小分度角 在此設(shè)計(jì)中最小分度角為定量角度 Z 360 360 90 4 所以在設(shè)計(jì)中鼠牙盤的齒數(shù)可以是 4 的倍數(shù)即可 選擇 Z 64 齒 20 2 鼠牙盤的直徑可以根據(jù)分度臺(tái)臺(tái)面所需求的尺寸確定 分度工作臺(tái)的直徑為 320mm 所以選擇 D 216mm 3 鼠牙盤的齒形角 50 60 選擇 60 4 鼠牙盤的齒長(zhǎng) B 10 15 mm 選擇 B 10 5 鼠牙盤內(nèi)徑 根據(jù)結(jié)構(gòu)可以確定為 d 140mm 6 鼠牙盤的齒高 在此設(shè)計(jì)中 運(yùn)用了多彈性齒的原理 使鼠牙盤的齒高比普通鼠 牙盤的高一些 h 20 4mm b 7 6mm h b 20 4mm 7 6mm 2 68 所以根據(jù)多彈性齒的介 紹 已經(jīng)基本達(dá)到了半彈性齒的要求 7 大端齒距 式ZDt 3 2 mt 6 106421 3 8 理論齒高 式 tgbhL 3 3 b 為大段齒頂寬度 經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算為 47 3 620 1 tghL 9 有效高度 式 tbS 3 4 為上下齒盤齒頂間距離 Sh mtghS89 26027 3 1 鼠牙盤的定位使用三個(gè) M6 的螺釘均布在同一圓周上 同時(shí)使 M6 的定位銷來(lái)定位 確保鼠牙盤的定位精度 滿足工作要求 綜上所述 可以繪出鼠牙盤如圖 3 4 21 圖 3 4 鼠牙盤 根據(jù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù) 鼠牙盤的齒形圖如圖 3 5 所示 圖 3 5 鼠牙盤齒形 4 2 主軸設(shè)計(jì) 4 2 1 主軸尺寸設(shè)計(jì) 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的中心轉(zhuǎn)軸其結(jié)構(gòu)尺寸基本上是按照工作臺(tái)的整體尺寸確 定的 其左端面的螺孔與定位銷孔都是根據(jù)工作臺(tái)的下端表面的螺孔分布來(lái)設(shè)計(jì)的 其右端面的螺孔是根據(jù)與之配合的齒圈設(shè)計(jì)的 主軸左端有 3mm 會(huì)嵌進(jìn)齒圈的中心槽 進(jìn)行定位 再用三個(gè)均布的螺栓緊固 主軸最重要的部分是其右端面的直徑大小 在工作臺(tái)結(jié)構(gòu)允許的條件下 盡可能 的使主軸的支承面大 因?yàn)橐簤菏綌?shù)控分度工作臺(tái)在分度旋轉(zhuǎn)的時(shí)候 需要液壓油頂 起活塞 活塞兩端都有推力軸承 通過(guò)推力頂起主軸支撐面 在次過(guò)程中工作臺(tái)的重 物不一定在中心 所以會(huì)產(chǎn)生一定的傾覆力 主軸的支承面越大則產(chǎn)生的傾覆力越小 分度后的中心重復(fù)定位精度也將會(huì)提高 所以根據(jù)工作臺(tái)和鼠牙盤的尺寸 允許主軸 支承面的最大尺寸為 136mm 22 圖 3 6 主軸 4 2 2 主軸軸承選擇 根據(jù)主軸的動(dòng)作原理 可知需要選擇推力軸承 推力球軸承 推力球軸承由底座 軸圈和鋼球保持架組件三部分構(gòu)成 與軸配合 的稱軸圈 與外殼配合的稱座圈 推力球軸承種類 接受力情況分單向推力球軸承和 雙向推力球軸承 單向推力球軸承 可承受單向軸向負(fù)荷 雙向推力球軸承 可承受 雙向軸向負(fù)荷 雙向推力球軸承 其中圈與軸配合 座圈的安裝面呈球面的軸承 具 有調(diào)心性能 可以減少安裝誤差的影響 推力球軸承不能承受徑向負(fù)荷 極限轉(zhuǎn)速較 低 推力球軸承的用途 只適用于承受一面軸向負(fù)荷 轉(zhuǎn)速較低的機(jī)件上 例如 吊鉤 立式水泵 立式離心機(jī) 千斤頂 低速減速器等 軸承的軸圈 座圈和滾動(dòng)體是分離 的 可以分別裝拆 根據(jù)主軸的軸徑為 上端的軸徑 30mm 查 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 6 8 推力 球軸承 GB T301 1995 摘錄 可知 選用軸承代號(hào)為 51206 下端的軸徑 25mm 查 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 6 8 推力球軸承 GB T301 1995 摘錄 可知 選用軸承代號(hào)為 51205 23 圖 3 7 推力球軸承 4 3 活塞設(shè)計(jì) 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的活塞的設(shè)計(jì) 根據(jù)軸心轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)尺寸可以確定活塞中 心孔的大小為 30mm 在設(shè)計(jì)中 當(dāng)兩個(gè)接觸面的距離較長(zhǎng)時(shí) 可以適當(dāng)減少接觸面的 距離 降低加工難度 也提高了精度 如圖活塞的左端面是一個(gè)專門的推力軸承的支 承槽 推力軸承的外徑為 52mm 根據(jù)要求在此選擇了支承槽的直徑為 56mm 活塞尺寸 如圖 3 8 所示 圖 3 8 活塞 活塞是根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力確定的 活塞作為液壓油驅(qū)動(dòng)的部件 在其運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象 所以也需要密封圈 根據(jù)密封圈可以設(shè)計(jì)出活塞上的密 封槽 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求 活塞需要液壓油進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 根據(jù)活塞工作的原理 所以齒條需 要密封 密封可分為靜密封和動(dòng)密封兩大類 靜密封主要有墊密封 密封膠密封和直 接接觸密封三大類 根據(jù)工作壓力 靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封 中 低壓靜密封常用材質(zhì)較軟寬度較寬的墊密封 高壓靜密封則用材質(zhì)較硬接觸寬度很窄 的金屬墊片 動(dòng)密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型 按密封件與其作相 24 對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸 可分為接觸式密封和非接觸式密封 按密封件和接觸位置 又可分為圓周密封和斷面密封 斷面密封又稱為機(jī)械密封 動(dòng)密封中的離心密封和螺 旋密封 是借助機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)給介質(zhì)以動(dòng)力得到密封 25 第 5 章 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)分度總體設(shè)計(jì) 5 1 液壓系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 通過(guò)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的基本原理和動(dòng)作過(guò)程 可以了解到工作臺(tái)需要有兩 個(gè)液壓系統(tǒng) 一個(gè)是提供壓力使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)抬起和下降的動(dòng)作 而另外一個(gè)液壓系統(tǒng) 是實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)定量角度分度回轉(zhuǎn)的動(dòng)作 這兩個(gè)動(dòng)作過(guò)程都需要液壓系統(tǒng)具有使工作 臺(tái)平穩(wěn)動(dòng)作的功能 不要在工作臺(tái)抬起 下降 分度的時(shí)候產(chǎn)生顫動(dòng) 影響加工精度 圖 2 2 H 型中位機(jī)能液壓缸 如圖 2 2 所示 在液壓缸的兩側(cè)油路上都串接一液控單向閥 液壓閥 活塞可以 在行程的任何位置上鎖緊 不會(huì)因外界的原因而顫動(dòng) 而其鎖緊精度只受液壓缸的泄 漏和油液壓縮性的影響 為了保證鎖緊迅速 準(zhǔn)確 換向閥采用了 H 型中位機(jī)能 這 種液壓系統(tǒng)能很好的滿足液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的要求 根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái) 的基本參數(shù)和 CAD 輔助設(shè)計(jì)對(duì)零部件的設(shè)計(jì) 可以知道 實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的分度的液壓系 統(tǒng)的壓力遠(yuǎn)比實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)的壓力要小 兩個(gè)液壓系統(tǒng)選擇相同的液壓泵 所 以選擇液壓泵的時(shí)候只要滿足上下運(yùn)動(dòng)的即可 根據(jù)工作臺(tái)的最大載重量為 800kg 不僅需要一定的過(guò)載能力 而且工作臺(tái)本身也 有自重 所以在選擇時(shí)液壓系統(tǒng)的最大載重為 1000kg 根據(jù)如圖 2 3 所示設(shè)計(jì)的活塞 尺寸 活塞的作用面為半徑為 32 5mm 和半徑為 47mm 圍成的環(huán)面 計(jì)算過(guò)程如下 26 圖 2 3 活塞 式 2 1 mgF Nkg980 10 式 2 2 2rRS 222 635 1 5 347 3 mr 式 2 3 SFPMPaN 210635 986 表 2 2 液壓泵參數(shù) 型號(hào) 流量 1 min 壓力 MPa 轉(zhuǎn)速 rpm 容積效率 重量 kg 驅(qū)動(dòng)功率 kw CB B4 4 4 1450 85 2 8 0 21 根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的動(dòng)作過(guò)程 設(shè)置了四個(gè)數(shù)控指示燈 其數(shù)控指令的 動(dòng)作順序如表 2 3 表 2 3 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)動(dòng)作順序 指令 動(dòng)作 完成信號(hào) 抬起 工作臺(tái)抬起 開(kāi)關(guān) D 松開(kāi) 發(fā)出抬起到位信號(hào) 分度 擋塊 17 壓到推桿 16 E 開(kāi)關(guān)閉合 發(fā)出分度到位信號(hào) 下降 工作臺(tái)下降 開(kāi)關(guān) D 閉合 發(fā)出下降 夾緊信號(hào) 返回 擋塊 14 壓到推桿 15 開(kāi)關(guān) C 閉合 發(fā)出分度結(jié)束信號(hào) 27 根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的思路完成了工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中首先我把設(shè)計(jì)分層了三部 分 其中包括 工作臺(tái)的定位結(jié)構(gòu) 工作臺(tái)的夾緊與松開(kāi)結(jié)構(gòu) 工作臺(tái)的分度結(jié)構(gòu) 5 2 工作臺(tái)定位原理和結(jié)構(gòu) 圖 3 20 工作臺(tái)定位結(jié)構(gòu) 如上圖 3 20 所示 在工作臺(tái)分度完成后的定位主要是通過(guò)鼠牙盤實(shí)現(xiàn)的 也即 是下鼠牙盤 2 和上鼠牙盤 3 的嚙合對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行定位 而在需要分度的時(shí)候 工作 臺(tái)的定心精度主要是由活塞 8 主軸 5 和工作臺(tái)底座 7 以及密封塊 6 安裝固定的 5 3 工作臺(tái)松開(kāi) 夾緊原理和結(jié)構(gòu) 28 圖 3 21 工作臺(tái)松開(kāi) 夾緊結(jié)構(gòu) 如上圖 3 21 所示 工作臺(tái)需要分度時(shí)松開(kāi)是通過(guò)油道 1 進(jìn)油使活塞 2 向上運(yùn)動(dòng) 同時(shí)推動(dòng)推力軸承 4 使主軸 5 向上運(yùn)動(dòng) 從而工作臺(tái)也向上移動(dòng) 實(shí)現(xiàn)上鼠牙盤 6 下鼠牙盤 7 的松開(kāi) 為實(shí)現(xiàn)分度動(dòng)作做好準(zhǔn)備 當(dāng)工作臺(tái)分度完成后 需要下降使工作臺(tái)夾緊時(shí) 油液會(huì)從油道 8 進(jìn)入活塞缸 上腔 使活塞 2 向下移動(dòng) 主軸 5 帶動(dòng)工作臺(tái)下降 使上鼠牙盤 6 和下鼠牙盤 7 嚙 合 實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的夾緊定位 5 4 工作臺(tái)分度原理和結(jié)構(gòu) 圖 3 22 工作臺(tái)分度結(jié)構(gòu) 29 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)最重要的結(jié)構(gòu)就是分度部分 此設(shè)計(jì)中的分度結(jié)構(gòu) 如上圖 3 22 所示 工作臺(tái)需要分度時(shí) 上升到一定高度 使主軸 5 下端的內(nèi)齒圈 12 與下齒輪 9 嚙合 為分度做好準(zhǔn)備 數(shù)控指令控制油液進(jìn)入齒條 8 油腔推動(dòng)齒條運(yùn) 動(dòng) 齒條的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與之嚙合的齒輪 9 轉(zhuǎn)動(dòng) 使齒條 8 的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪 9 的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 齒輪 9 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)齒圈 12 的轉(zhuǎn)動(dòng) 因?yàn)閮?nèi)齒圈 12 與工作臺(tái)的主軸 5 固定 所以齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到位時(shí)發(fā)出數(shù) 控信號(hào) 表示轉(zhuǎn)動(dòng)到位 實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)的定量角度分度的動(dòng)作 30 結(jié)論 本課題結(jié)合目前 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方 向 具體闡述了一種 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)開(kāi)發(fā)過(guò)程 本文主要 完成的工作如下 1 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu)方案的確定 分析了 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)的特點(diǎn) 確定了 TH6340B 臥式加工中心鼠 牙盤式分度工作臺(tái)基本結(jié)構(gòu) 并確定其基本尺寸 2 確定了 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)技術(shù)指標(biāo)及參數(shù) 對(duì)該 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)進(jìn)行了計(jì)算 3 零件的剛度和壽命計(jì)算與校核 對(duì)各個(gè)已設(shè)計(jì)零件進(jìn)行剛度和壽命計(jì)算 確保 滿足使用要求 使該 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺(tái)有足夠的可靠性 通過(guò)對(duì)專業(yè)知識(shí)的接觸和深入學(xué)習(xí) 以及對(duì)相關(guān)信息的獲取 我深切地認(rèn)識(shí)到 就目前的發(fā)展而言 我國(guó)的工業(yè)還比較落后 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大的差距 盡 管我們不斷地在努力 但想在很短的時(shí)間內(nèi)改變這種現(xiàn)狀是很難的 尤其是對(duì)于我們 這樣一個(gè)國(guó)情的大國(guó) 所以 我們應(yīng)該擁有的是一種民族意識(shí) 不斷的追求創(chuàng)新 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 不僅把大學(xué)所學(xué)到的理論知識(shí)很好的運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中 而 且培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考的能力 在處理問(wèn)題時(shí)有了新的認(rèn)識(shí)和方法 并加強(qiáng)了和同學(xué) 之間進(jìn)行探討和解決問(wèn)題的能力 31 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束 在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助之下 學(xué)生對(duì)于道路設(shè)計(jì)有了更 多新的認(rèn)知 對(duì)設(shè)計(jì)有了更深一步的認(rèn)識(shí) 整體脈絡(luò)了解得更加的清晰透徹 通過(guò)畢 業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)生對(duì)自己大學(xué)四年以來(lái)所學(xué)的知識(shí)有更多的認(rèn)識(shí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 幫助我們總結(jié)大學(xué)四年收獲 認(rèn)清自我 同時(shí) 還幫助我們改變一些 處理事情時(shí)懶散的習(xí)慣 從最開(kāi)始時(shí)的搜集資料 整理資料 到方案比選 確定方案 每一步都是環(huán)環(huán)相扣 銜接緊密 其中任何一個(gè)步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽 就會(huì)對(duì)以后 的設(shè)計(jì)帶來(lái)很多的不便 學(xué)生的動(dòng)手能力和資料搜集能力在設(shè)計(jì)中也得到提升 畢業(yè)設(shè)計(jì)中很多數(shù)值 公 式 計(jì)算方法都需要我們?nèi)ツ托牡夭殚啎?shū)籍 瀏覽資料 設(shè)計(jì)中需要用到輔助設(shè)計(jì)軟 件的地方 也需要我們耐心的學(xué)習(xí) 掌握其使用的要領(lǐng) 運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中去 最后匯 總的時(shí)候 需要將前期各個(gè)階段的工作認(rèn)真整理 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了 通過(guò)設(shè)計(jì) 學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到基礎(chǔ)的重要性 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅能 幫助學(xué)生檢驗(yàn)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果 更多的是畢業(yè)設(shè)計(jì)可以幫助我們更加清楚的認(rèn)識(shí) 自我 磨練學(xué)生的意志與耐性 這會(huì)為學(xué)生日后的工作和生活帶來(lái)很大的幫助 32 參考文獻(xiàn) 1 張海燕 印刷機(jī)設(shè)計(jì) 北京 印刷工業(yè)出版社 M 2006 2 成剛虎 印刷機(jī)械 北京 印刷工業(yè)出版社 M 2007 3 齊福斌 印刷機(jī) 北京 印刷工業(yè)出版社 M 2007 4 張海燕 印刷機(jī)與印后加工設(shè)備 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 M 2004 5 周春國(guó) 王慧武 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 西安 西安理工大學(xué) M 2008 6 毛昕等 主編畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖 高等教育出版社 M 2004 7 江洪等 SolidWorks 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例解析 機(jī)械工業(yè)出版社 M 2006 8 王安岑 武吉梅 畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖 M 西安 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 M 2001 9 黃穎為 劉琳琳 印刷專業(yè)英語(yǔ) 西安 西安理工大學(xué) M 2008 10 Charles W Beardsly Mechanical Engineering ASME Regents Publishing Company Inc 1998 11 Creveling C M Tolerance Design A Handbook for Developing Oprimal Specifications Addison Wesley 1997