銑床萬能分度頭設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,銑床,萬能,分度頭,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 三、設計計算 3.1、渦輪蝸桿傳動設計 3.1.1 選擇傳動類型，精度等級和材料 考慮到傳動功率不大，傳動速度較低，選用阿基米德圓柱螺桿（ZA型）傳動，精度8c GB/T10089-1988。蝸桿用20Cr,表面淬火，硬度為45~50HRC；表面粗糙度≤1.6um 。蝸輪輪緣選用ZCuSn10P1金屬摸鑄造。 3.1.2 選擇蝸桿，渦輪的齒數(shù) 因為各個型萬能分度頭傳動比都是i==40,參考《機械設計手冊》表23.5-3，取 ,變位系數(shù)暫取x=0。 3.1.3 確定許用應力 由《機械設計手冊》表11-4查得， 按圖11-5查得Vs=3，再查圖11-6采用浸油潤滑得 齒輪的應力循環(huán)次數(shù) 查圖得 3.1.4 按蝸輪輪齒接觸疲勞強度設計 根據(jù)鄙視蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核彎曲疲勞強度。 1）確定載荷系數(shù)K 載荷系數(shù)取,查《機械設計》表11-5有使用系數(shù)取，齒向載荷分布系數(shù)取，動載荷系數(shù)，所以，k取1.21。 2）確定作用在蝸輪上的轉矩 暫取傳動總效率η=0.82，則蝸輪軸的轉矩： 3）計算中心距a 取中心距a=125mm，故從表11-2中取模數(shù)m=5mm，蝸桿分度圓直徑。從圖11-18中查的接觸系數(shù)，因此以上結果可用。 3.1.5 確定傳動的主要尺寸 已知 a=125 m=5 蝸桿齒頂圓直徑 蝸桿齒根圓直徑 取40 取55 蝸輪齒頂圓直徑 取130 蝸輪外圓直 取214 蝸輪齒寬 蝸輪齒頂圓弧半徑 蝸輪齒根圓弧半徑 蝸桿軸向齒厚 蝸桿法向齒厚 導程角為= 3.1.6蝸輪蝸桿的潤滑 潤滑對于蝸輪蝸桿傳動來說，具有特別的意義。因為當潤滑不良時，傳動效率將顯著降低，并且?guī)韯×业哪p和產生膠合破壞的危險，所以往往采用粘度大的礦物油進行良好的潤滑，在潤滑油中還常加入添加劑，使其提高抗膠合能力。查《機械設計》表11-21 采用油池潤滑，潤滑油油量為浸油深度為一個齒高。 3.2斜齒輪的設計 3.2.1選材，熱處理方法，精度等級，齒數(shù)，初選螺旋角 考慮到萬能分度頭結構緊湊，故兩個斜齒輪均用40Cr調制處理后表面淬火；因載荷平穩(wěn)，齒輪轉速不高，故選用7級精度；閉式硬齒面齒輪傳動，考慮到傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多一些，兩斜齒輪選用齒；按硬齒面齒輪小齒輪懸臂安裝查《機械設計》表10-7，選齒寬系數(shù)；選螺旋角。 3.2.2 按齒根彎曲疲勞強度設計 3.2.3 確定公式中各參數(shù)值 1) 載荷系數(shù) 試選 2) 齒輪傳遞的轉矩 3）端面重合度系數(shù) 查 圖10-26 =0.5 4）螺旋角影響系數(shù) 查《機械設計》圖10-28 5）齒形系數(shù)和應力修正系數(shù) 查表10-5得=2.97 =1.52 6）齒輪許用應力 應力循環(huán)次數(shù) 彎曲疲勞壽命系數(shù) 查 圖10-18取 齒輪疲勞極限 查圖10-20 取=620 疲勞強度安全系數(shù) 取S=1.4 代入上式 得齒輪許用應力 =372 3.2.4 設計計算 1）計算齒輪的模數(shù) 2) 計算圓周速度v 3)計算載荷系數(shù) 查表10-2得；根據(jù)v=0.4515m/s、7級傳動精度，查圖10-8得 ； 查表10-3斜齒輪傳動??；查 圖10-13得。則載荷系數(shù) 4)校正并確定模數(shù) 取 3.2.5 計算齒輪傳動幾何尺寸 1）中心距 2）螺旋角 3）兩分度圓直徑 4)齒寬 取， 3.2.6 校核齒面接觸疲勞強度 3.2.7 確定公式中各參數(shù)數(shù)值 1） 兩斜齒輪的接觸疲勞強度極限 按齒面硬度查圖12-6得，齒輪的接觸疲勞極限 2） 接觸疲勞壽命系數(shù) 查 圖10-19得 3) 計算許用接觸應力 取安全系數(shù)，則 4） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 5)材料系數(shù) 材料系數(shù) 6) 齒輪軸向分力 齒輪軸向分力=936.3N 3.2.8 校核計算 ， 基礎疲勞強度滿足條件 3.3直齒輪設計 3.3.1 選擇齒輪材料，熱處理方法，精度等級，齒數(shù)及齒寬系數(shù) 兩個齒輪都選用45調制剛處理，齒面硬度都為260HBS，屬軟齒面閉式傳動，載荷平穩(wěn)，齒輪轉速不高，處選7級精度。又因為萬能分度頭的傳動比皆為固定傳動比1/40，取初始齒輪齒數(shù),按軟齒面齒輪懸臂安裝，查《機械設計》表10-7，取齒寬系數(shù) 3.3.2 按齒面接觸疲勞強度設計 3.3.3 確定公式中各參數(shù) 1）載荷系數(shù),試選 2）齒輪轉矩 3）材料系數(shù) 查表10-6得 4）兩個齒輪的接觸疲勞強度極限 查 圖10-21 5)接觸疲勞壽命系數(shù) 查圖10-19得 6)確定許用接觸應力 3.3.4 設計計算 1）齒輪分度圓 2）計算圓周速度v 3)計算載荷系數(shù)K 查表10-2得使用系數(shù);根據(jù)v=0.541、7級精度，查圖10-8得動載系數(shù)；查表10-4得；查表10-3 則 4)校正分度圓直徑 3.3.5 計算齒輪傳動的幾何尺寸 1）計算模數(shù) 取標準模數(shù) m=2.5 2）兩齒輪分度圓直徑 3）中心距 4）齒寬b 5）齒高h 3.3.6 校核齒根彎曲疲勞強度 3.3.7 確定公式中各值的參數(shù) 1） 確定齒輪彎曲疲勞強度極限 2） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 3） 許用彎曲應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,應力修正系數(shù)，得 4） 確定齒形系數(shù)和應力校正系數(shù)， 查表10-5得 5）校核計算 畢業(yè)設計說明書 題 目： 銑床萬能分度頭設計 學 院： 專 業(yè)： 學 號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 4 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目 銑床萬能分度頭設計 學 號 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師姓名 系主任： 一、主要內容及基本要求（含主要技術指標） 1、主要內容： 銑床是一種用途廣泛的機床，銑床可以對工件進行銑削、鉆削和鏜孔加工。而分度頭是銑床的重要附件之一，常用來安裝工件銑斜面，進行分度工作，以及加工螺旋槽等。本次設計的任務有： 1、熟悉萬能分度頭的工作原理及其結構； 2、選擇各結構的材料； 3、提交完整的設計原理圖、方案布置圖； 4、設計萬能分度頭各部分結構尺寸、結構設計； 5、軸承選擇、潤滑方式的確定 6、繪制總裝圖、零件圖； 7、編寫設計說明書。 2、基本要求： 1、主電機功率(mm): 7.5 2、進給電機功率(kw)： 1.5 3、分度頭功率（kw）： 0.5 4、萬能分度頭一般工作轉速（手動）: 60r/min 5、萬能分度頭一般工作轉速（掛輪輸入）：200r/min 6假定使用壽命：30年，每年工作360d，每天工作16h. 3、關鍵步驟： 1、材料選?。耗軡M足工作剪應力切應力要求； 2、運行穩(wěn)定性精確性：合理安排萬能分度頭的各級傳動比，確定各尺寸結構能 為零件加工過程中進行零件的分度； 3、安裝平穩(wěn)性：能根據(jù)分度頭分度要求，滿足加工所需分度數(shù)、分度速度，以及分度頭主軸不分度時能緊固； 4、工藝高質量：在保證各零件能加工出來的基礎上，在結構上盡量使的零件容易加工，降低加工成本； 二、 重點研究的問題 重點研究的問題有： 1、蝸輪蝸桿傳動副的設及計算； 2交錯軸斜齒輪的設計計算。 三、 進度安排 序號 各階段完成的內容 起止時間 1 查閱相關資料 第1-4周 2 完成設想和開題報告 第4周 3 計算并完成初步設計 第5-7周 4 完成中期報告 第8周 5 繪制裝配圖、主要零件圖 第9-11周 6 完成畢業(yè)設計說明書 第12-13周 7 畢業(yè)答辯 第14周 四、 應收集的資料及主要參考文獻 [1] 陳?？?，《銑工工藝學》.3版.中國勞動社會保障出版社,2005. [2] 何建民，《銑工操作技術與竅門》.1版.機械工業(yè)出版社，2004. [3] 魏川生，《銑工技師培訓》.1版.機械工業(yè)出版社，2004. [4] 貴旺生，《數(shù)控銑工技能》.1版.國防工業(yè)出版社，2006. [5] 吳宗澤，《機械設計課程設計指導書》.3版.北京：高等教育出版社，2006. [6] 陳作模，孫桓.《機械原理》.7版.北京：高等教育出版社，2006. [7] 濮良貴，紀名剛.《機構設計》8版.西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室： [8] 蘇旭平，《工程材料》.湖南：湘潭大學出版社.2008. [9] 劉鴻文，《材料力學》. 2版.北京：高等教育出版社，2010. [10]黃圣杰，《Pro/Engineer基礎教程》.4版.北京：人民郵電出版社，1990. [11]黃如林，《切削加工簡明實用手冊》.2版.化學工業(yè)出版社，2009. [12]汪愷，《機械設計手冊》，1988 [13]王先逵.《機械制造工藝學》.機械工業(yè)出版社：2006. 摘要： 銑床是機械制造業(yè)一種用途廣泛的機床，它具有高效生產，加工范圍廣等優(yōu)點，是一種廣泛應用并且具有多種類型的金屬切削機床。在銑床上可以加工平面、溝槽、分齒零件、螺旋形表面及各種曲面。另外，銑床在一般的生產體系中也是整個機器生產中不可缺少的重要的組成部分。銑床在工作時，部分工件會裝于分度頭等附件上，輔助工作臺或銑頭的進給運動，來使工件獲得所需的加工表面。而在銑削斜面、螺旋槽、齒槽等的時候，分度頭更是必不可少的輔助機構。為了提高銑床加工的精度，具有高精度以及其他特點的萬能分度頭也就應運而生，自然對銑床分度頭功能的研究、探索、改進也在不斷的展開。 關鍵字：銑床 萬能分度頭 畢業(yè)設計文獻綜述 題 目：銑床萬能分度頭及掛輪系統(tǒng)設計 學 院 專 業(yè) 學 號 姓 名 指導教師 完成日期 摘要： 銑床是機械制造業(yè)一種用途廣泛的機床，它具有高效生產，加工范圍廣等優(yōu)點，是一種廣泛應用并且具有多種類型的金屬切削機床。在銑床上可以加工平面、溝槽、分齒零件、螺旋形表面及各種曲面。另外，銑床在一般的生產體系中也是整個機器生產中不可缺少的重要的組成部分。銑床在工作時，部分工件會裝于分度頭等附件上，輔助工作臺或銑頭的進給運動，來使工件獲得所需的加工表面。而在銑削斜面、螺旋槽、齒槽等的時候，分度頭更是必不可少的輔助機構。為了提高銑床加工的精度，具有高精度以及其他特點的萬能分度頭也就應運而生，自然對銑床分度頭功能的研究、探索、改進也在不斷的展開。 關鍵字：銑床 萬能 分度頭 1.1 銑床基本概述 銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工水平或垂直平面；各類溝槽，如鍵槽、T形槽、燕尾槽等；分齒零件，如齒輪、花鍵軸、鏈輪；螺旋形表面，如螺紋、螺旋槽及各種曲面。此外，還可用于對回轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉為主運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產率較高。簡單來說，銑床就是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。 銑床有立式銑床與臥式銑床，兩者主要是主軸布置方式的差別，除了主軸布置不同以外，工作臺可以上下升降， 立式銑床用的銑刀相對靈活一些，適用范圍較廣。銑床按布局分為升降臺銑床、龍門銑床、單柱銑床和單臂銑床、工具儀表銑床等；而按結構又可分為臺式、懸臂式、龍門式、平面式、仿形式等?？刂品绞街饕蟹滦问?、程序控制式及數(shù)控銑床。 1.2 普通萬能分度頭結構及傳動系統(tǒng)概述 分度頭主軸是空心的，兩端均為莫氏錐孔，前錐孔用來裝帶有撥盤的頂尖，后錐孔可裝入心軸，作為差動分度或作直線移距分度以及加工小導程螺旋面時安裝掛輪用。主軸的前端外部有一段定位錐體，用于與三爪自定心卡盤的連接盤（法蘭盤）配合。 主軸可隨回轉體在分度頭基座的環(huán)形導軌內轉動。因此主軸除安裝成水平位置外，還可在范圍內任意傾斜，調整角度前應松開基座上部主軸后端的兩個螺母，調整之后再予以緊固。主軸的前端還固定一刻度盤，可與主軸一起轉動?？潭缺P上有的刻度，可以用來作直接分度。 分度盤上有數(shù)圈在圓周上均布的定位孔，在分度盤的左側有一分度盤緊固螺釘1，用以緊固分度盤。在分度頭左側有兩個手柄，一個是主軸鎖緊手柄，在分度時應先松開，分度完畢后再鎖緊。另一個是蝸桿脫落手柄，它可使蝸桿和蝸輪脫開或嚙合。蝸桿和蝸輪的嚙合間隙可用偏心套調整。 在分度頭右側有一個分度手柄，轉動分度手柄時，通過一對傳動比為1:1的直齒圓柱齒輪及一對傳動比為1:40的蝸桿蝸輪使主軸旋轉。此外，分度盤右側還有一根安裝交換齒輪用的交換齒輪軸，它通過一對速比為1:1的螺旋齒輪和空套在分度手柄軸上的分度盤相聯(lián)系。 分度頭基座下面的槽里固定有兩塊定位鍵，可與銑床工作臺面的T形槽相配合，以便在安裝分度頭時，使主軸軸線準確地平行于工作臺的縱向進給方向。 2.1國內外銑床的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1.1國內外發(fā)展現(xiàn)狀 從美國人E.惠特尼1818年創(chuàng)制的臥式銑床,到美國人J.R.布朗為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，于1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，再到1884年前后出現(xiàn)了龍門銑床、20世紀20年代出現(xiàn)的半自動銑床，銑床從的種類和性能得到了快速發(fā)展。而1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展也得到了很快發(fā)展，數(shù)字控制的應用大大提高了銑床的自動化程度。尤其70年代后，微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。隨著機械化進程不斷加劇，數(shù)控編程開始廣泛應用與于機床類操作，極大的釋放了勞動力。數(shù)控編程銑床將逐步取代現(xiàn)在的人工操作。對員工要求也會越來越高，當然帶來的效率也會越來越高。 在國內，機械行業(yè)在新形勢下把握住了“抓創(chuàng)新、調結構、促改革”這一工作主線，從“十一五”規(guī)劃開始，有了很快發(fā)展。近年來，在有關文件的精神指導下，數(shù)控機床專項已制定了“十二五”的實施計劃?！笆濉逼陂g將以科學發(fā)展觀為主題，以轉變經(jīng)濟發(fā)展方式為主線，以調整結構為切入點，工業(yè)行業(yè)最主要的是抓好產業(yè)結構調整和升級，以保持行業(yè)的長期、健康、快速發(fā)展。盡管經(jīng)過多年的努力，我國的機床工具企業(yè)中，出現(xiàn)了一批具有國際影響力的大企業(yè)集團，但從全行業(yè)的總體來看，自主創(chuàng)新能力薄弱、基礎制造水平落后、同質化低水平重復建設嚴重、自主創(chuàng)新產品推廣應用困難等問題依然存在，而且產品質量和服務水平更有待提高，因此貫徹科學發(fā)展觀，轉變經(jīng)濟增長方式，大力調整產業(yè)結構和產品結構，力爭“十二五”期間能夠取得大的突破，將是我國機床工具行業(yè)共同努力的方向和目標。我國正處于工業(yè)轉型升級的關鍵時期，目前國際機床市場也有一定好轉。在這種形勢下，戰(zhàn)略性新興產業(yè)的培養(yǎng)發(fā)展和數(shù)控機床專項“十二五”計劃的實施，為我國機床工具行業(yè)發(fā)展提供了新的機遇，也提出了更大挑戰(zhàn)，只要我們充分利用國內外有利條件，牢牢把握科學發(fā)展觀這個主題，抓住轉變經(jīng)濟發(fā)展方式這條主線，做好行業(yè)和企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，加快產業(yè)結構和產品結構調整，堅持自主創(chuàng)新，堅持對外開放，大力促進改革，機床工具行業(yè)一定會再邁上一個新的臺階，在新的一年，行業(yè)面貌也會有一個新的變化。 2.2.2 發(fā)展趨勢 隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控技床的應用領域日益擴大。當前數(shù)控設備正在不斷采用最新的技術成果，向著高速度化、高精度化、智能化、以及高可靠性的方向發(fā)展。 重型機床的發(fā)展將呈現(xiàn)兩大趨勢。一方面：是技術上以加工中心或大型柔性加工單元、大型組合式復合加工機床為發(fā)展方向，以適應大型加工零件的單件小批量生產，工藝復雜，輔助時間和加工周期長的特點。另一方面：是追求精細化制造，提高裝備制造的工藝含量，體現(xiàn)機床的安全、環(huán)保及人性化的特點。主要體現(xiàn)在設計理念的更新和機床運行速度及制造工藝水平有很大的提高，另一方面是機床結構變化大，新技術的應用層出不窮。臥式銑床的結構向高速電主軸方向發(fā)展，功能附件呈高速、多軸聯(lián)動、結構型式多樣化的發(fā)展態(tài)勢，這將是今后一個時期技術發(fā)展的新趨勢。 參考文獻 [1] 陳?？躲姽すに噷W》.3版.中國勞動社會保障出版社,2005. [2] 何建民，《銑工操作技術與竅門》.1版.機械工業(yè)出版社，2004. [3] 魏川生，《銑工技師培訓》.1版.機械工業(yè)出版社，2004. [4] 貴旺生，《數(shù)控銑工技能》.1版.國防工業(yè)出版社，2006. [5] 吳宗澤，《機械設計課程設計指導書》.3版.北京：高等教育出版社，2006. [6] 陳作模，孫桓.《機械原理》.7版.北京：高等教育出版社，2006. [7] 濮良貴，紀名剛.《機構設計》8版.西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室： [8] 蘇旭平，《工程材料》.湖南：湘潭大學出版社.2008. [9] 劉鴻文，《材料力學》. 2版.北京：高等教育出版社，2010. [10]黃圣杰，《Pro/Engineer基礎教程》.4版.北京：人民郵電出版社，1990. [11]黃如林，《切削加工簡明實用手冊》.2版.化學工業(yè)出版社，2009. 一、文獻綜述 1.1 銑床基本概述 銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工水平或垂直平面；各類溝槽，如鍵槽、T形槽、燕尾槽等；分齒零件，如齒輪、花鍵軸、鏈輪；螺旋形表面，如螺紋、螺旋槽及各種曲面。此外，還可用于對回轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉為主運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產率較高。簡單來說，銑床就是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。 銑床有立式銑床與臥式銑床，兩者主要是主軸布置方式的差別，除了主軸布置不同以外，工作臺可以上下升降， 立式銑床用的銑刀相對靈活一些，適用范圍較廣。銑床按布局分為升降臺銑床、龍門銑床、單柱銑床和單臂銑床、工具儀表銑床等；而按結構又可分為臺式、懸臂式、龍門式、平面式、仿形式等?？刂品绞街饕蟹滦问?、程序控制式及數(shù)控銑床。 1.2 銑床的分類 1.2.1 按布局形式和使用范圍加以區(qū)分 1、升降臺銑床：有萬能式、臥式和立式等，主要用于加工中小型零件，應用最廣。 2、龍門銑床：包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件。 3、單柱銑床和單臂銑床前者的水平銑頭可沿立柱導軌移動，工作臺作縱向進給；后者的立銑頭可沿懸臂導軌水平移動，懸臂也可沿立柱導軌調整高度。兩者均用于加工大型零件。 4、工作臺不升降銑床，是介于升降臺銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。 其垂直方向的運動由銑頭在立柱上升降來完成。 5、儀表銑床：一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件。 6、工具銑床：用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進行鉆削、鏜削和插削等加工。 7、其他銑床：如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，是為加工相應的工件而制造的專用銑床。按控制方式，銑床又分為仿形銑床（見仿形機床）、程序控制銑床和數(shù)字控制銑床（見數(shù)字控制機床） 1.2.2按結構分 1、臺式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。 2、懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通常可沿床身一側立柱導軌作垂直移動，銑頭沿懸臂導軌移動。 3、滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導軌作垂直移動。 4、龍門式銑床：床身水平布置，其兩側的立柱和連接梁構成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導軌移動。通常橫梁可沿立柱導軌垂向移動，工作臺可沿床身導軌縱向移動，用于大件加工 5、平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺沿床身導軌縱向移動，主軸可軸向移動。它結構簡單，生產效率高。 6、仿形銑床：對工件進行仿形加工的銑床。一般用于加工復雜形狀工件。 7、升降臺銑床：具有可沿床身導軌垂直移動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。 8、搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內回轉和移動，銑頭能在搖臂的端面上回轉一定角度的銑床。 9、床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床身導軌作縱向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。 10、專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復雜。 1.2.3 按控制方式分 銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和數(shù)控銑床等。 1.3.國內銑床的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 隨著1818年第一臺銑床的問世，銑床已經(jīng)成為機械行業(yè)不可或缺的一部分。特別是各種精密銑床、數(shù)控銑床更是國防、航空、汽車、造船、機床和工具制造等部門發(fā)展品種、推進技術改造的重要設備。銑床擁有量已占機床總擁有量的1/10以上。但在中國，普通銑床還是占主體，數(shù)控銑床比重小而且技術不高，大多數(shù)依然需要進口。不斷加強技術創(chuàng)新是提高國產銑床水平的關鍵。 1.3.1. 進口大幅度增加，出口日趨減少 隨國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，國內生產的各種銑床，尤其是數(shù)控銑床已經(jīng)滿足不了各界用戶的需求，需要大量進口。根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會市場部提供的資料表明，1998年到2001年，各種銑床進口量由4622臺增加到6471臺，增幅達40%,其中數(shù)控銑床進口量由563臺增加到2290臺，增幅高達258%。 與進口的快速增長形成鮮明對照的是銑床的出口增長緩慢，特別是其中數(shù)控銑床出口，2001年比1998年在數(shù)量上下降了56%，在金額上下降了14%。 1.3.2 技術低于世界水平 中國銑床發(fā)展起步晚，1949年中華人民共和國成立以后，中國的機械工業(yè)才逐步從修配性質發(fā)展成為一個門類比較齊全、具有一定規(guī)模、技術水平和成套水平不斷提高的工業(yè)部門。與西方上百年的發(fā)展有不小的差距。 盡管我過銑床發(fā)展迅速，一些產品產量居世界第一位，然而，我國的制造業(yè)在全球產業(yè)鏈中總體上處于下游和低端位置。什么原因呢？關鍵問題在于我們的核心零部件受到外國限制，具有自主知識產權的產品比重小，缺乏國際競爭力。只有在核心零部件的技術創(chuàng)新研發(fā)方面加大馬力，才能突破外國的封鎖，提高技術。 業(yè)內認識認為，我國機械行業(yè)存在一個巨大的技術“黑洞”，最突出的表現(xiàn)是對外技術依存度高。曾幾何時，企業(yè)的進口機械成了宣傳的噱頭。以至于不重視自己的自己的創(chuàng)新，然人潛移默化中接受：只有外國進口的生產線和生產設備是可靠的，是產品的保證。 1.3.3 數(shù)控化率低但增長快 由于數(shù)控機床的增長速度明顯快于普通機床的，數(shù)控機床在金屬加工機床總量中的比重逐年上升，我過機床的數(shù)控化逐年提高。機床的產量數(shù)控化率從2001年的9.12%上升為2009年的30%左右。雖然增長很快，但是基數(shù)大，數(shù)控化的普及率還是不高，與發(fā)達國家60%~70%的水平存在很大差距。 專業(yè)人士支出，在中國機床行業(yè)整體高速增長的背后，仍然隱憂。從產品結構來看，國產銑床行業(yè)的增長主要依靠低端普通機床的帶動，高中檔銑床所占比例不斷減少，重型銑床市場走勢趨緩，因而目前行業(yè)的發(fā)展道路并不健康。? 1.3.4?國家扶持的支點偏離? 業(yè)內人士普遍認為，技術黑洞的形成與國家的重視程度、投入密切相關。國家在過失的二十多年來忽視了發(fā)展機械行業(yè)，在政策、資金等方面都出現(xiàn)了偏差。產權激勵制度是創(chuàng)新和研發(fā)產品的重要保障。國有企業(yè)對創(chuàng)新人才的產權激勵基本上沒有實行。一方面創(chuàng)新成果的知識產權沒有得到有效的保護，另一方面，創(chuàng)新著的貢獻沒有得到產權確認。企業(yè)研發(fā)的技術和產品，要么被國家無償拿走，要么被其他的企業(yè)無償抄襲。 總結 本文對中國銑床的現(xiàn)狀做了一個總結，對存在的問題也提出了一些整改措施，并對以后銑床的發(fā)展提供了一些方向。? 數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅動化、網(wǎng)絡化、極端化、綠色化已成為現(xiàn)代數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。? 中國的數(shù)控產業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應該抓住機會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先 進技術，加大技術創(chuàng)新與人才培養(yǎng)力度，提高企業(yè)綜合服務能力，努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品制造的轉變，實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造，從制造大國到制造強國的轉變。? 目前，無論是國外還是國內數(shù)控機床的質量問題或多或少都存在著，換言之，數(shù)控機床的可靠性增長技術還有待進一步的研究，降低數(shù)控機床的故障率，在可靠性摸底和故障分析的基礎上進行多方面的有針對性的可靠性改進。在市場競爭日趨激烈的今天，如何提高可靠性及可靠性的好壞是數(shù)控產業(yè)的關鍵所在。 參考文獻 [1] 陳?？躲姽すに噷W》.3版.中國勞動社會保障出版社,2005. [2] 何建民，《銑工操作技術與竅門》.1版.機械工業(yè)出版社，2004. [3] 魏川生，《銑工技師培訓》.1版.機械工業(yè)出版社，2004. [4] 貴旺生，《數(shù)控銑工技能》.1版.國防工業(yè)出版社，2006. [5] 吳宗澤，《機械設計課程設計指導書》.3版.北京：高等教育出版社，2006. [6] 陳作模，孫桓.《機械原理》.7版.北京：高等教育出版社，2006. [7] 濮良貴，紀名剛.《機構設計》8版.西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室： [8] 蘇旭平，《工程材料》.湖南：湘潭大學出版社.2008. [9] 劉鴻文，《材料力學》. 2版.北京：高等教育出版社，2010. [10]黃圣杰，《Pro/Engineer基礎教程》.4版.北京：人民郵電出版社，1990. [11]黃如林，《切削加工簡明實用手冊》.2版.化學工業(yè)出版社，2009. 二、方案設計 方案一 蝸輪蝸桿傳動 運轉振動小噪音低，軸可以垂直布置不相交，而且可以防止齒輪逆轉 方案二 絲杠螺母加齒輪齒條運動 傳動間隙大回轉精度差，比較適合高速往返傳動 方案三錐齒輪加齒輪齒條傳動 承載力大，傳動精度但有噪音易磨損 經(jīng)過綜合比較最終選擇方案一為設計方案 2.1萬能分度頭參數(shù) 萬能分度頭屬于銑床附件中的夾具，來改變工件角度。本次設計為F11125型萬能分度頭，當萬能分度頭的主軸處于水平位置時，軸線離分度頭底面的距離為125mm。綜合各方面因素選擇X62W型臥式銑床。 2.2 X62W型立式銑床的各項參數(shù)　　 主軸端面至工作臺距離(mm) 45～415 主軸中心線到床身垂直導軌的距離(mm) 30/350 主軸轉速(r.p.m)18級 30～1500/18級 主軸軸向移動距離(mm) 85 工作臺工作面(寬度×長度)(mm) 320×1325 工作臺行程縱向/橫向/垂向（手動/機動)(mm) 720/700、255/240、 370/350 工作臺進給范圍縱向/橫向/垂向(mm/min) 23.5～1180/23.5～1180/8～394 工作臺快速移動速度縱向/橫向/垂向(mm/min) 2300/2300/770 T型槽槽數(shù)/槽寬/槽距(mm/) 3/18/70 主電機功率(mm) 7.5 進給電機功率(kw) 1.5 外形尺寸(mm) 2300×1890×2380 機床凈重(kg) 2650/2950 2.3 F11125參數(shù) 中心高 125 主軸由水平位置向上轉動的角度 ≦90° 主軸由水平位置向下轉動的角度 ≦-6° 分度手輪每轉，主軸回轉角度 9° 游標最小示值 10" 蝸桿副傳動比 1：40 主軸孔錐度 MT4 定位鍵寬度 18 主軸法蘭盤定位短錐直徑 Ф53.975 分讀盤孔數(shù) 第一面 24,25,28,30,34,37,38,39,4,42,43 第二面 46,47,49,51,53,54,57,58,59,62,66 變換齒輪 模數(shù) 2 齒數(shù) 2.5，30,35,40,50,55,60,70,80,90,100 分度手柄一整轉主軸單個分度誤差 ±45" 主軸在任意1/4圓周上的累積誤差 ±1" 最大承重(kg) 130 凈重(kg) 113 毛重(kg) 132 箱體尺寸 710×535×342 2.4分度頭工作條件及要求 萬能分度頭工作功率由進給電機提供0.5kw 萬能分度頭一般工作轉速（手動）: 60r/min 萬能分度頭一般工作轉速（掛輪輸入）：200r/min 使用壽命為20年，每年工作300d，每天工作8h。 三、設計計算 3.1、渦輪蝸桿傳動設計 3.1.1 選擇傳動類型，精度等級和材料 考慮到傳動功率不大，傳動速度較低，選用阿基米德圓柱螺桿（ZA型）傳動，精度8c GB/T10089-1988。蝸桿用20Cr,表面淬火，硬度為45~50HRC；表面粗糙度≤1.6um 。蝸輪輪緣選用ZCuSn10P1金屬摸鑄造。 3.1.2 選擇蝸桿，渦輪的齒數(shù) 因為各個型萬能分度頭傳動比都是i==40,參考《機械設計手冊》表23.5-3，取 ,變位系數(shù)暫取x=0。 3.1.3 確定許用應力 由《機械設計手冊》表11-4查得， 按圖11-5查得Vs=3，再查圖11-6采用浸油潤滑得 齒輪的應力循環(huán)次數(shù) 查圖得 3.1.4 按蝸輪輪齒接觸疲勞強度設計 根據(jù)鄙視蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核彎曲疲勞強度。 1）確定載荷系數(shù)K 載荷系數(shù)取,查《機械設計》表11-5有使用系數(shù)取，齒向載荷分布系數(shù)取，動載荷系數(shù)，所以，k取1.21。 2）確定作用在蝸輪上的轉矩 暫取傳動總效率η=0.82，則蝸輪軸的轉矩： 3）計算中心距a 取中心距a=125mm，故從表11-2中取模數(shù)m=5mm，蝸桿分度圓直徑。從圖11-18中查的接觸系數(shù)，因此以上結果可用。 3.1.5 確定傳動的主要尺寸 已知 a=125 m=5 蝸桿齒頂圓直徑 蝸桿齒根圓直徑 取40 取55 蝸輪齒頂圓直徑 取130 蝸輪外圓直 取214 蝸輪齒寬 蝸輪齒頂圓弧半徑 蝸輪齒根圓弧半徑 蝸桿軸向齒厚 蝸桿法向齒厚 導程角為= 3.1.6蝸輪蝸桿的潤滑 潤滑對于蝸輪蝸桿傳動來說，具有特別的意義。因為當潤滑不良時，傳動效率將顯著降低，并且?guī)韯×业哪p和產生膠合破壞的危險，所以往往采用粘度大的礦物油進行良好的潤滑，在潤滑油中還常加入添加劑，使其提高抗膠合能力。查《機械設計》表11-21 采用油池潤滑，潤滑油油量為浸油深度為一個齒高。 3.2斜齒輪的設計 3.2.1選材，熱處理方法，精度等級，齒數(shù)，初選螺旋角 考慮到萬能分度頭結構緊湊，故兩個斜齒輪均用40Cr調制處理后表面淬火；因載荷平穩(wěn)，齒輪轉速不高，故選用7級精度；閉式硬齒面齒輪傳動，考慮到傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多一些，兩斜齒輪選用齒；按硬齒面齒輪小齒輪懸臂安裝查《機械設計》表10-7，選齒寬系數(shù)；選螺旋角。 3.2.2 按齒根彎曲疲勞強度設計 3.2.3 確定公式中各參數(shù)值 1) 載荷系數(shù) 試選 2) 齒輪傳遞的轉矩 3）端面重合度系數(shù) 查 圖10-26 =0.5 4）螺旋角影響系數(shù) 查《機械設計》圖10-28 5）齒形系數(shù)和應力修正系數(shù) 查表10-5得=2.97 =1.52 6）齒輪許用應力 應力循環(huán)次數(shù) 彎曲疲勞壽命系數(shù) 查 圖10-18取 齒輪疲勞極限 查圖10-20 取=620 疲勞強度安全系數(shù) 取S=1.4 代入上式 得齒輪許用應力 =372 3.2.4 設計計算 1）計算齒輪的模數(shù) 2) 計算圓周速度v 3)計算載荷系數(shù) 查表10-2得；根據(jù)v=0.4515m/s、7級傳動精度，查圖10-8得 ； 查表10-3斜齒輪傳動??；查 圖10-13得。則載荷系數(shù) 4)校正并確定模數(shù) 取 3.2.5 計算齒輪傳動幾何尺寸 1）中心距 2）螺旋角 3）兩分度圓直徑 4)齒寬 取， 3.2.6 校核齒面接觸疲勞強度 3.2.7 確定公式中各參數(shù)數(shù)值 1） 兩斜齒輪的接觸疲勞強度極限 按齒面硬度查圖12-6得，齒輪的接觸疲勞極限 2） 接觸疲勞壽命系數(shù) 查 圖10-19得 3) 計算許用接觸應力 取安全系數(shù)，則 4） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 5)材料系數(shù) 材料系數(shù) 6) 齒輪軸向分力 齒輪軸向分力=936.3N 3.2.8 校核計算 ， 基礎疲勞強度滿足條件 3.3直齒輪設計 3.3.1 選擇齒輪材料，熱處理方法，精度等級，齒數(shù)及齒寬系數(shù) 兩個齒輪都選用45調制剛處理，齒面硬度都為260HBS，屬軟齒面閉式傳動，載荷平穩(wěn)，齒輪轉速不高，處選7級精度。又因為萬能分度頭的傳動比皆為固定傳動比1/40，取初始齒輪齒數(shù),按軟齒面齒輪懸臂安裝，查《機械設計》表10-7，取齒寬系數(shù) 3.3.2 按齒面接觸疲勞強度設計 3.3.3 確定公式中各參數(shù) 1）載荷系數(shù),試選 2）齒輪轉矩 3）材料系數(shù) 查表10-6得 4）兩個齒輪的接觸疲勞強度極限 查 圖10-21 5)接觸疲勞壽命系數(shù) 查圖10-19得 6)確定許用接觸應力 3.3.4 設計計算 1）齒輪分度圓 2）計算圓周速度v 3)計算載荷系數(shù)K 查表10-2得使用系數(shù);根據(jù)v=0.541、7級精度，查圖10-8得動載系數(shù)；查表10-4得；查表10-3 則 4)校正分度圓直徑 3.3.5 計算齒輪傳動的幾何尺寸 1）計算模數(shù) 取標準模數(shù) m=2.5 2）兩齒輪分度圓直徑 3）中心距 4）齒寬b 5）齒高h 3.3.6 校核齒根彎曲疲勞強度 3.3.7 確定公式中各值的參數(shù) 1） 確定齒輪彎曲疲勞強度極限 2） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 3） 許用彎曲應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,應力修正系數(shù)，得 4） 確定齒形系數(shù)和應力校正系數(shù)， 查表10-5得 5）校核計算 四、軸的設計 4.1主軸設計 4.1．1 主軸的設計參數(shù) （1） 確定軸所受功率和轉速 由前面得知=0.75 n=5 （2） 確定相關的效率 蝸桿嚙合效率，8級精度 80 其他摩擦消耗 （3） 軸所受到的實際功率 蝸輪軸的總效率 （4） 確定軸的轉矩 5.1. 2 主軸的結構設計 （1）確定軸的最小直徑 該軸選用45剛調質處理，查表15-3確定軸的A=112 （2）確定各段軸的尺寸 由小端往大端有： Ⅰ-Ⅱ段的長度 應略大于三個墊片的總和 62 Ⅰ-Ⅱ段的直徑 應略大于軸的最小直徑 Ⅱ-Ⅲ段長度 應保證蝸輪處于箱體的正中間，得= 68 Ⅱ-Ⅲ段直徑 得 Ⅲ-Ⅳ段長度 與蝸輪配合且略小于蝸輪長度64 Ⅲ-Ⅳ段直徑 為了滿足安裝要求與前面一致 得70 Ⅳ-Ⅴ段的長度 起定位作用所以=8 Ⅳ-Ⅴ段的直徑 Ⅴ 處軸肩高，且該軸肩受到一定軸向力作用h取5mm，則 Ⅴ-Ⅵ段長度 為減小加工難度取65 Ⅴ-Ⅵ段直徑 70 Ⅵ-Ⅶ段長度 85 Ⅵ-Ⅶ段直徑 80 19 109 Ⅶ-Ⅷ段長度 與三爪卡盤配合，滿足裝配要求 Ⅶ-Ⅷ段直徑 取最小尺寸，取一個錐度1：20，方便定位 （3）確定倒角和圓角尺寸 查手冊得取為倒角 各軸肩出圓角半徑 考慮應力集中的影響，由軸端直徑手冊查得R2=90 （4）軸上零件的選擇 齒輪輪轂與軸的配合 為了保證對中良好，采用較緊的過度配合 配合為H7/n6 齒輪出的平鍵選擇 選A型普通平鍵，由查手冊，平鍵截面尺寸，鍵長56。 5.2 其他軸的設計 同5.2的設計方法，得到： （1）掛輪輸入軸： 鍵選擇 （2）中間軸： 斜齒輪處鍵選擇 直齒輪處 在設計時，我們取兩根軸的最小直徑為18 五、軸承的設計計算 5.1 軸承的選擇 根據(jù)軸承中摩擦性質的不同，可把軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小、啟動阻力小，而且它已標準化，選用、潤滑、維護都很方便，因此在一般機器中應用較廣。滾動軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點。滾動軸承主要承受徑向載荷，也能承受一定的軸向載荷；極限轉速較高，當量摩擦因數(shù)最??；高轉速時可用來承受不大的純軸向載荷；允許角偏差較小，承受沖擊能力差。適用于剛性較大的軸上。 根據(jù)各軸段設計好的直徑尺寸，查《機械設計手冊》中圓錐滾子軸承設計標準表， 主軸：直徑80mm處選擇軸承30210，直徑60mm處選用軸承30212 中間軸：采用軸承30206 交錯傳動軸：采用軸承30206 5.2 軸承的校核 首先查機械設計手冊[10]得： 30206型軸承基本額定動載荷Cr=43.2,e=0.37,Y=1.6。 30210型軸承基本額定動載荷Cr=73.2,e=0.42,Y=1.4。 30212型軸承基本額定動載荷Cr=102.2,e=0.4,Y=1.5。 5.2.1軸承的壽命計算 30212型和30210軸承計算 1、切削力的計算 根據(jù)公式得 , 根據(jù)典型切、銑削工藝取n=1200。 又∵ ∴ 2、徑向力的確定 單列圓錐滾子軸承背對背組合 由分析可知： 3、計算兩軸的派生軸向力S 查機械設計手冊得單列圓錐滾子軸承的派生軸向力計算公式為。 所以 4、計算兩軸的軸向載荷 軸承外加的軸向力。 ∴ 所以軸承1被壓緊，軸承2被“放松”。 ∴ 5、計算兩軸的當量載荷P 查機械設計得：載荷系數(shù)。 軸承2的當量動載荷P1： ，∴查機械設計手冊得 軸承1的當量動載荷P2： 所以查得： ∴ 6、 驗算兩軸承的壽命 正常情況下軸承是在正常溫度下工作，t＜120°C，所以查得 圓錐滾子軸承的，所以軸承的壽命為： 軸承1 ，能工作幾十年，滿足要求。 軸承2 綜上所述，最終選定的圓錐滾子軸承為30212型號和30210型號。 30106的校核同上，經(jīng)驗證皆符合要求。