回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計

29頁 11000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+6張CAD圖紙【詳情如下】

任務(wù)書.doc

切削裝置.dwg

回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置.dwg

回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計開題報告.doc

回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計論文.doc

外文翻譯--高速切削加工的發(fā)展及需求.doc

多用途斷續(xù)切削裝置.bmp

總裝配圖.dwg

未標(biāo)題-1.jpg

未標(biāo)題-2.jpg

滾筒部件圖.dwg

轉(zhuǎn)子.dwg

鏈輪.dwg

齒輪.dwg

回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計

目  錄

1 緒論 1

1.1 研究背景 1

1.2 常見的車削加工方法及其不足 1

1.3 本文的主要研究內(nèi)容及意義 4

2 斷續(xù)切削裝置的加工原理及技術(shù)方案 4

2.1 斷續(xù)切削裝置的加工原理 4

2.2 斷續(xù)切削裝置的技術(shù)方案 5

2.21 立式回轉(zhuǎn)體用斷續(xù)切削裝置的技術(shù)方案實例 5

2.22 回轉(zhuǎn)體用斷續(xù)切削裝置的技術(shù)方案實例 6

2.3 本文技術(shù)方案的確定 7

3.2 回轉(zhuǎn)體簡介 9

3.3 齒輪的設(shè)計 9

3.31 直齒輪的設(shè)計 9

3.32 直齒輪的三維建模 9

3.4 蝸輪蝸桿的設(shè)計及三維建模 12

3.41 蝸輪蝸桿的設(shè)計 12

3.42 蝸輪蝸桿的三維建模 16

3.5 其他零件的設(shè)計及三維建模 17

3.6 各零部件之間的裝配 22

3.7 裝置的安裝及工作原理的簡單介紹 24

結(jié)論及展望 25

結(jié)論 25

致謝 29

參考文獻(xiàn) 32

摘  要

機械零件廣泛的應(yīng)用于機械行業(yè)以及其他與機械相關(guān)的行業(yè)，但是零件的加工往往被生產(chǎn)廠家視為難題。能夠完成零件加工的回轉(zhuǎn)體普遍價格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難，這使得生產(chǎn)效率低下。生產(chǎn)廠家普遍采取改裝通用回轉(zhuǎn)體的方法來加工，但受原始設(shè)備的條件限制，以及對回轉(zhuǎn)體改裝的不合理，加工出來的在尺寸精度上和表面質(zhì)量上都達(dá)不到要求。

本文對現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)體用斷續(xù)切削裝置進(jìn)行分析，總結(jié)其優(yōu)缺點，進(jìn)而整理出裝置的工作原理和可行的技術(shù)方案，進(jìn)行裝置的設(shè)計以及三維建模等工作。力求讓所設(shè)計的裝置能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、拆裝迅速，使用方便、通用性強，能夠加工各種規(guī)格的球形零件并滿足尺寸精度及表面質(zhì)量的要求，生產(chǎn)成本低并易于制造。

關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)體，切削

Cutting Installment for Spherical Surface by lathe

Abstract

Spherical surface components widespread application in mechanical profession as well as other with machinery related profession, but the spherical surface components' processing often regards as a difficult problem by the Manufacturer. Can complete the spherical surface components processing the lathe universal price to be expensive, the structure is complex, the service difficulty, this causes the production efficiency to be low. The Manufacturer adopts the re-equipping general lathe's method to process the spherical surface generally, but original equipment's condition limit, as well as re-equips to the lathe unreasonable, processes the spherical surface cannot meet the requirements in the size precision and the surface quality.

This article carries on the analysis to the existing lathe with the spherical surface cutting installment, summarizes its good and bad points, then reorganizes the installment the principle of work and the feasible technical program, carries on work and so on installment design as well as three dimensional modeling. Makes every effort the equipment which lets design to be able to achieve the structure to be simple, disassembling is rapid, the easy to operate, versatile, can process each kind of specification the bulb and satisfy the size precision and the surface quality request, the production cost low and easy to make

Keywords: Lathe, Spherical Surface, Cutting

1 緒論

1.1 研究背景

在機械加工行業(yè)中，球形零件廣泛應(yīng)用于汽車、化工、航天、航空等領(lǐng)域，所以經(jīng)常會遇到球形表面的加工。但加工方法比較復(fù)雜，而且各種零件的規(guī)格也不盡相同，給生產(chǎn)加工帶來許多不便，是車削生產(chǎn)中長期沒有解決的技術(shù)難題。

1.2 常見的車削加工方法及其不足

加工外零件多采用車削的方法，此前國內(nèi)尚無專用設(shè)備，車削外時一般采用數(shù)控回轉(zhuǎn)體和液壓仿形回轉(zhuǎn)體。由于這類回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難、效率低和價格昂貴等缺點，外零件生產(chǎn)廠家很少采用。為應(yīng)付生產(chǎn)急需，各廠普遍采用在通用機床上改裝的辦法。因力量分散，各廠的基礎(chǔ)也不盡相同， 改裝所采用的原理五花八門，對各種原理的優(yōu)缺點缺乏系統(tǒng)地對比和分析。再者受原設(shè)備條件的限制，改裝的機床往往結(jié)構(gòu)不盡合理，剛性較差，車削精度和效率均較低， 增加了外磨削工序的困難。外磨削工序采用切入磨削時，要求外車削工序產(chǎn)生的球形誤差盡可能小。但是， 因為外的球形誤差沒有簡單的測量方法，無法采取隨時測量零件加工精度。然后根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整機床的方法來保證球形精度， 因而只能依靠合理的工藝方法來保證球形精度。

下面介紹幾種典型的外車削工藝方法，并對他們的優(yōu)缺點進(jìn)行簡單的分析。

1）雙手控制法，數(shù)量較少時或單件零件，可以采用雙手控制法進(jìn)行車削。就是用雙手同時搖動中、小拖板，通過雙手的合成運動，車出所要求的。雙手控制車削的優(yōu)點是：不需要其它特殊工具就能加工出。缺點是：加工的零件精度不高，操作者必須具有熟練的技巧，而且生產(chǎn)效率較低。

2）機械靠模法，靠模法車削原理如圖1-1所示。 它是依靠車刀根據(jù)靠模的形狀平行移動車出所需表面形狀的一種方法。該方法的最大優(yōu)點就是更換加工品種容易，特別適合小批量、多品種和型面復(fù)雜零件的車削加工。但是，由其原理所決定，車削精度較底，車削外時所產(chǎn)生的球形誤差較大，這可從以下幾個方面來分析。

（1）刀尖圓弧形狀對球形誤差的影響

由圖1-1可以看出，在車削過程中， 由于車刀平行移動， 車刀與工件的接觸點將隨著車刀平移而變化。開始車削是在A點接觸，然后逐漸過渡到B點， 最后在C點退出車削。因此，要使車出的表面形狀為一球形，必須保證車刀刀尖

3.7 裝置的安裝及工作原理的簡單介紹

1)裝置的安裝

箱體1實際為機床中托板下方的簡單建模，安裝時將中托板拆下，將進(jìn)給絲杠替換為齒輪軸，箱體2通過燕尾槽與機床連接靠擋板固定。箱體2和圓盤的頂部之間的圓槽內(nèi)加放直徑為10mm的滾珠，以防止長期工作切削載荷過大使蝸輪軸變形。刀架通過燕尾槽和圓盤連接通過螺絲固定在圓盤上，刀具安裝在刀槽內(nèi)通過螺絲固定。

2）裝置的工作原理

齒輪軸將機床的動力傳遞給蝸桿，蝸桿帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸桿軸帶動圓盤旋轉(zhuǎn)使刀尖做圓周運動，刀尖從工件端面的軸心部位開始切削，即可得到所要加工的零件。

結(jié)論及展望

結(jié)論

本學(xué)期，我承擔(dān)了“回轉(zhuǎn)體用斷續(xù)切削裝置”的畢業(yè)設(shè)計。零件廣泛的應(yīng)用于機械行業(yè)及其相關(guān)的行業(yè)，然而加工零件卻沒有統(tǒng)一的加工設(shè)備，這樣使許多需要加工零件的工廠面臨著許多難題和困難。本文本著結(jié)構(gòu)簡單便于生產(chǎn)，操作簡單能滿足加工各種零件并滿足尺寸精度及表面質(zhì)量，生產(chǎn)成本低等要求來設(shè)計。在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和本人的努力下初步完成了如下成果：

1.通過圖書館和網(wǎng)絡(luò)搜集了大量相關(guān)本課題的資料，并對現(xiàn)有的加工裝置的優(yōu)缺點進(jìn)行分析，總結(jié)了車削的基本加工原理。

2.對裝置所用的機床進(jìn)行研究，分析切削的工作原理，確定了本次設(shè)計的技術(shù)方案。

3.完成了裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括：車刀的安裝機構(gòu)、直徑調(diào)節(jié)機構(gòu)、與回轉(zhuǎn)體的連接機構(gòu)、傳動機構(gòu)等。

4.運用三維建模軟件對裝置進(jìn)行了簡單的建模，并擬定了裝配方案。

此設(shè)計涉及到了機械原理、機械設(shè)計等多門學(xué)科的知識，對我四年來所學(xué)的理論知識進(jìn)行了一次綜合的應(yīng)用，鞏固了我所學(xué)的專業(yè)知識，培養(yǎng)了自己理論聯(lián)系實踐的能力。

致謝

此設(shè)計是在導(dǎo)師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。

導(dǎo)師多次詢問設(shè)計進(jìn)程，并為我指點迷津，幫助我開拓思路，精心點撥、熱忱鼓勵。導(dǎo)師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，使我終生受益。對于導(dǎo)師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。在此謹(jǐn)向?qū)Ю蠋熤乱哉\摯的謝意和崇高的敬意。 

    另外，我還要感謝在一起愉快的度過設(shè)計生活的幾位同學(xué)，正是你們的幫助和支持，我才能克服困難、解決問題，直至本設(shè)計的順利完成。

在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始開題到設(shè)計的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝各位評閱老師，只有你們的不吝賜教，才能使我的設(shè)計更上一層樓，謝謝你們!

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畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學(xué) 院、系 ： 機械工程與自動化學(xué)院 專 業(yè) ： 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 設(shè) 計 題 目 ： 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計 起 迄 日 期 : 指 導(dǎo) 教 師 : 系 主 任 : 發(fā)任務(wù)書日期 : 2011 年 2 月 20 日 任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在系的負(fù)責(zé)人審查、簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué) 生； 2． 任務(wù)書內(nèi)容必須用黑筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3． 任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4． 任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院、系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如 0201140102），不能只寫最后 2 位或 1 位數(shù)字； 5． 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo) 7408— 94《數(shù)據(jù)元和 交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“ 2004 年 3 月 15 日”或“ 2004 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)和要求： 任務(wù)： 軟件； 要求：總裝圖和直屬零件圖，總圖紙量不少于四張 紙。 2．畢業(yè)設(shè)計的具體工作內(nèi)容： 工作要求： 000 字； 參考資料不少于 25 篇，按標(biāo)準(zhǔn)附于說明書后， 并在文中引用處上角“ [ ]”中 標(biāo)出序號 ）。 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 3．對畢業(yè)設(shè)計成果的要求： 畢業(yè)設(shè)計說明書 1 份，外文翻譯資料 1 份、圖紙。 4．畢業(yè)設(shè)計工作進(jìn)度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2011 年 2月 21日 ～ 3 月 21日 3 月 22 日 ～ 3 月 31 日 4 月 1 日 ～ 4 月 30 日 5 月 1 日 ～ 5 月 25 日 5 月 26 日 ～ 6 月 7 日 6 月 8 日 ～ 6 月 10 日 6 月 15 日 文獻(xiàn)檢索、 收集相關(guān)資料，熟悉課題，完成開題報告； 完成外文資料翻譯，熟悉應(yīng)用軟件； 完成 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計與 所必須的數(shù)據(jù)計算 ； 完成直屬零件圖、裝配圖的繪制； 撰寫畢業(yè)說明書，包括設(shè)計說明書等； 畢業(yè)說明書完善、打印、裝訂、提交； 畢業(yè)設(shè)計答辯。 學(xué)生所在系審查意見： 系主任： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè) ： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計 (論文 )題目 ： 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師 : 系 主 任： 2011 年 3 月 18 日 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 一、本課題研究背景及意義 隨著我國制造 業(yè)的迅速發(fā)展， 21世紀(jì)，隨著機械制造業(yè)及各種高新技術(shù)的不斷發(fā)展，機械制造業(yè)的發(fā)展特點與趨勢主要體現(xiàn)為綠色制造。所謂綠色制造，就是要在滿足加工質(zhì)量、加工效率和加工成本要求的條件下，把對環(huán)境的負(fù)面影響減至最小和使資源利用率達(dá)到最高的工藝 [4]。目前這一綠色制造工藝主要集中體現(xiàn)在不用或少用切削上 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置廣泛應(yīng)用于機械零件加工，機械加工工藝設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。是一種結(jié)構(gòu)簡單，制造使用成本低，操作方便，工作效率加工精度高的機械設(shè)備。 目前這一綠色制造工藝主要集中體現(xiàn)在不用或少用切削上。國內(nèi)外對其研究主要集中在切削 裝置、低溫切削、綠色濕式切削等幾個方面。這主要是因為切削液既污染環(huán)境、危害工人健康，又增加資源和能源的消耗?；剞D(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置是綠色制造實施的具體體現(xiàn)，目前已成為切削加工領(lǐng)域的研究熱點，是一種很有發(fā)展前途的綠色加工工藝。 [6 二、 斷續(xù)切削國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 目前，國內(nèi)外專家在 斷續(xù)切削 機理的研究主要斷續(xù)切削過程中切入切出破損的研究，包括各種切人切出類型對刀具破損的影響，切出過程的 負(fù)剪切現(xiàn)象 動態(tài)切削力的研究，切削參數(shù) (如切出角、切削速度、進(jìn)給量等 )與刀具破損之間的關(guān)系等 2)熱應(yīng)力、熱裂紋與 刀具破損之間的關(guān)系研究，包括溫度場和熱應(yīng)力的研究、熱裂紋的產(chǎn)生及其對刀具破損的影響、粘結(jié)破損現(xiàn)象等。 3)刀具幾何參數(shù) (如刀具前角、后角、刀尖圓弧半徑、負(fù)倒棱等 )及槽型結(jié)構(gòu)對提高刀具壽命，降低刀具發(fā)生破損幾率的研究。 4)刀具破損的監(jiān)控、預(yù)報研究，包括對切削過程的切削力、振動信號、切削功率、電機電流、聲發(fā)射信號等信號的測量，并采用小波分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法對測量信號進(jìn)行分析，從中提取出破損特征量，實現(xiàn)對刀具狀態(tài)的監(jiān)測和 破損預(yù)報。 [17] 自斷續(xù)切削加工出現(xiàn)以后，人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，雖 斷續(xù) 續(xù)切削加工使生產(chǎn)率提高了， 但在同樣的切削條件下，進(jìn)行斷續(xù)切削的刀具壽命明顯低于連續(xù)切削加工時的刀具壽命。以 M． ，出刀具切人時的破損是導(dǎo)致斷續(xù)切削加工刀具失效的重要原因。 1946年，德國學(xué)者M(jìn)． 究了切人類型與刀具破損之間的關(guān)系，并經(jīng)過大量的切削試驗和切入過程模擬研究，創(chuàng)造性地解決了切人類型的計算問題，推導(dǎo)出九種切人類型的判別公式，同時首次使用并定義了切人角。之后，蘇聯(lián)學(xué)者 30行的端銑切削試驗，指出端銑高強度材料時，即使使用高速鋼刀具，切人類型對刀具壽命的影響也極為顯著。但是 30． 同的切入類型下刀具壽命很不穩(wěn)定，相差極大。為此， H． 化了沖擊系數(shù) (沖擊系數(shù) =切削面積／切人時間 )的概念，解釋了這一問題的原因。近幾年來，我國學(xué)者對刀具的切人破損進(jìn)行了研究。 1999年，董麗華、李振加等通過對不同幾何角度的銑刀片進(jìn)行有限元應(yīng)力場分析，證明合理的刀具幾何角度可以改變切入沖擊力的方向，減少刀片內(nèi)部 應(yīng)力，改善銑削狀況 01。他們對波形刃銑刀片進(jìn)行了切人切出過程分析，并通過銑削過程的振動實驗，證明了波形刃可有效地減少切入切出引起的沖擊和振動，減輕銑削過程中銑刀的切入、切出破損。 2005年，李振加等人依據(jù)金屬切削加工理論，在 M． 究了端面銑削過程中刀齒的接觸狀態(tài)，推導(dǎo)了九種判別式，用于計算銑刀的切入類型嘲。同年，胡映寧、王成勇等人采用動力學(xué)仿真軟件對小直徑銑刀在不同切削參數(shù)條件下的切入過程進(jìn)行了仿真分析，確定了小直徑銑刀切人過程的載荷、運動形式，然后根據(jù) 仿真分析的載荷結(jié)果，用有限元分析確定不同切削參數(shù)下，銑刀切入過程對刀刃的應(yīng)力、變形的影響，為尋求合理的切入條件、減少刀具破損提供了參考。 三、本課題研究的所用到的原理 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置具有對卡盤臺上保持的被加工物進(jìn)行切削時向被加工物供給清洗水的清洗水供給機構(gòu)，可以維持清洗效果的同時節(jié)約清洗水的消耗。切削裝置具備：卡盤臺，保持被加工物； 切削裝置，具備：卡盤臺，保持被加工物；卡盤臺支承基座，支承該卡盤臺；切削機構(gòu)，具有對該卡盤臺上保持的被加工物進(jìn)行切削的切削刀片、和向由該切削刀片的加工區(qū)域供給切削水的切削 水供給機構(gòu)；切削進(jìn)給機構(gòu)，使該卡盤臺支承基座和該切削機構(gòu)在切削進(jìn)給方向上相對移動；分度進(jìn)給機構(gòu)，使該卡盤臺支承基座和該切削機構(gòu)在 與該切削進(jìn)給方向正交的分度進(jìn)給方向上相對移動；和清洗水供給機構(gòu)，對該卡盤臺上保持的被加工物供給清洗水； 該清洗水供給機構(gòu)具備：清洗水噴嘴機構(gòu)，具有朝向該卡盤臺上保持的被加工物噴出清洗水的至少 3 個噴嘴；以及流量調(diào)整機構(gòu)，分別調(diào)整向該各噴嘴供給的清洗水的流量。 [1] 研究回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置的工作原理；回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置的裝配圖及各部分零件圖；考慮實用及環(huán)保的要求；對關(guān)鍵部 件進(jìn)行必要的強度校核。 機械加工工藝設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適合加工具有回轉(zhuǎn)體、凸棱、凹槽特征的工件及金屬纖維的多用途斷續(xù)切削裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中尚未有一種設(shè)備可同時加工具有回轉(zhuǎn)體、凸棱、凹槽特征的工件及金屬纖維的問題。包括車刀、一端安裝車刀的刀桿。另一端設(shè)置連接板的兩段式刀桿裝于內(nèi)設(shè)凸臺的主體內(nèi)，凸臺通孔直徑小于下段刀桿的直徑，大于上段刀桿的直徑，刀桿上方設(shè)置固定于硬軸的偏心輪，一端連接軟軸的硬軸安裝于主體，上端刀桿外設(shè)彈簧，彈簧一端固定于凸臺，另一端固定于連 接板。本裝置解決了一種設(shè)備可同時加工具有凸棱、凹槽特征的工件及金屬纖維的問題，是一種結(jié)構(gòu)簡單，制造使用成本低，操作方便，工作效率加工精度高的機械設(shè)備 [19]。 該回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置，包括車刀（１）、刀桿（２），其特征在于刀桿（２）裝于內(nèi)設(shè)凸臺（４）的主體（３）內(nèi)，凸臺（４）通孔直徑小于刀桿下段的直徑，大于刀桿上段的直徑，刀桿（２）上方設(shè)置偏心輪（８），偏心輪（８）安裝在一端連接軟軸（１０）的硬軸（９）上，硬軸（９）固定于主體（３），刀桿（２）上段自下而上依次設(shè)置彈簧（５）、連接板（６）。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 究或解決的問題 (1)本課題主要 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計 展開， 應(yīng)用于機械零件加工，機械加工工藝設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。是一種結(jié)構(gòu)簡單，制造使用成本低，操作方便，工作效率加工精度高的機械設(shè)備。 (2)設(shè)計出回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置，并用 出裝配圖。 采用的研究手段 下面介紹幾種典型的切削工藝方法，并對他們的優(yōu)缺點進(jìn)行簡單的分析。 1）雙手控制法，數(shù)量較少時或單件零件，可以 采用雙手控制法 進(jìn)行切削 就是用雙手同時搖動中、小拖板，通過雙手的合成運動，車出所要求的。雙手控制切削的優(yōu)點是：不需要其它特殊工具就能加工出。缺點是：加工的零件精度不高，操作者必須具有熟練的技巧，而且生產(chǎn)效率較低。 2）機械靠模法，靠模法切削原理如圖 1示。 它是依靠車刀根據(jù)靠模的形狀平行移動車出所需表面形狀的一種方法。該方法的最大優(yōu)點就是更換加工品種容易，特別適合小批量、多品種和型面復(fù)雜零件的切削加工。但是，由其原理所決定，切削精度較底，切削時所產(chǎn)生的球形誤差較大，這可從以下幾個方面來分析。 （ 1）刀尖圓 弧形狀對球形誤差的影響 由圖 1以看出，在切削過程中， 由于車刀平行移動， 車刀與工件的接觸點將隨著車刀平移而變化。開始切削是在 A 點接觸，然后逐漸過渡到 B 點， 最后在 C 點退出切削。因此，要使車出的表面形狀為一球形，必須保證車刀刀尖 圖 1模法切削原理 輪廓是一個好的圓弧。我國的車刀絕大部分還是手工磨制，刀尖圓弧很難保證。況且即使磨刀時保證了，切削時也會被破壞，所以此項誤差是不可避免的。 通過對參考文獻(xiàn)的閱讀和學(xué)習(xí)，針對任務(wù)書要求，對涉及內(nèi)容做了一些初步地了解，分為以下幾個步驟進(jìn)行 : (1) 首先查閱相關(guān)文獻(xiàn)了解國內(nèi)外現(xiàn)狀。 (2) 搞清楚原理， 制定 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置 方案 ， 利用大學(xué)專業(yè)課本機械原理以及接卸設(shè)計查找相關(guān)知識并計算。 (3) 設(shè)計 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置 ，利用電腦繪圖，熟練 (4) 通過自己的設(shè)計體會，結(jié)合已有的參考文獻(xiàn)， 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置 進(jìn)行歸納總結(jié)寫出論文說明書 參 考 文 獻(xiàn) [1] 濮良貴 . 紀(jì)名剛 M]等教育出版社， 2] 張君安 . 劉波 J]西安 :， 2002， 3] 楊黎明 . 機電一體化設(shè)計 [J]防工業(yè)出版社， 1997， 4] 趙家齊 . 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 [M]械工業(yè)出版社 ,5] 濮良貴 . 紀(jì)名剛 J]等教育出版社， 2006[6] 陳德生 . 機械制造工藝學(xué) [J]江大學(xué)出版社 ,7] 齊世恩 . 機械制造工藝 [J]8] 趙如福 . 《金屬機械加工工藝 》 9] 艾興等編 《切削用量 》 [M]， 2000年 3月，機械工業(yè)出版社 10] 胡仰磬 . 《理論力學(xué)》 [M]11] 孫麗嬡 . 主編 機械制造工藝及專用夾具 [J] 冶金工業(yè)出版社 12] 楊叔子 . 主編 機械加工工藝師 [J] 機械工業(yè)出版社 13] 王紹俊 . 主編 機械制造工藝設(shè)計 [J] 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 14] 曾宗福 . 《機械基礎(chǔ)》 [M]15] 陳立德 . 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 [M]工業(yè)出版社； 16] 邱宣懷 . 《機械設(shè)計》 [M]17] 馮鳴 . 硬質(zhì)合金 [J] 華中科技大學(xué) 1 [18] 材料とプロセス [J]2 [19]沈興全 . 多用途斷續(xù)切削裝置設(shè)計 [中北大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見 ： 1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置設(shè)計 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 4 究背景 .......................................................................................................... 4 見的車削加工方法及其不足 ...................................................................... 4 文的主要研究內(nèi)容及意義 ......................................................................... 7 2 斷續(xù)切削裝置 的加工原理及技術(shù)方案 .................................................................... 7 續(xù)切削裝置 的加工原理 ............................................................................. 7 續(xù)切削裝置 的技術(shù)方案 ............................................................................. 8 式 回轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 的技術(shù)方案實例 .................................... 8 轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 的技術(shù)方案實例 ............................................ 9 文技術(shù)方案的確定 ................................................................................... 10 轉(zhuǎn)體 簡介 .................................................................................................... 13 輪的設(shè)計 .................................................................................................... 13 齒輪的設(shè)計 ....................................................................................... 13 齒輪的三維建模 .............................................................................. 14 輪蝸桿的設(shè)計及三維建模 ....................................................................... 17 輪蝸桿的設(shè)計 .................................................................................. 17 輪蝸桿的三維建模 .......................................................................... 21 他零件的設(shè)計及三維建模 ....................................................................... 22 零部件之間的裝配 ................................................................................... 25 置的安裝及工作原理的簡單介紹 ........................................................... 27 結(jié)論及展望 .................................................................................................................. 28 結(jié)論 ....................................................................................................................... 28 致謝 .............................................................................................................................. 29 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 32 摘 要 機械 零件廣泛的應(yīng)用于機械行業(yè)以及其他與機械相關(guān)的行業(yè)，但是零件的加工往往被生產(chǎn)廠家視為難題。能夠完成零件加工的 回轉(zhuǎn)體 普遍價格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難，這使得生產(chǎn)效率低下。生產(chǎn)廠家普遍采取改裝通用 回轉(zhuǎn)體 的方法來加工，但受原始設(shè)備的條件限制，以及對 回轉(zhuǎn)體 改裝的不合理，加工出來的在尺寸精度上和表面質(zhì)量上都達(dá)不到要求。 本文對現(xiàn)有的 回轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 進(jìn)行分析，總結(jié)其 優(yōu)缺點，進(jìn)而整理出裝置的工作原理和可行的技術(shù)方案，進(jìn)行裝置的設(shè)計以及三維建模等工作。力求讓所設(shè)計的裝置能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、拆裝迅速，使用方便、通用性強，能夠加工各種規(guī)格的球形零件并滿足尺寸精度及表面質(zhì)量的要求，生產(chǎn)成本低并易于制造。 關(guān)鍵詞： 回轉(zhuǎn)體 ，切削 by in as as as a by to be is to be s to s as as to in on to of on so on as as to be to to be is to of to 1 緒論 究背景 在機械加工行業(yè)中，球形零件廣泛應(yīng)用于汽車、化工、航天、航空等領(lǐng)域，所以經(jīng)常會遇到球形表面的加工。但加工方法比較復(fù)雜，而且各種零件的規(guī)格也不盡相同，給生產(chǎn)加工帶來許多不便，是車削生產(chǎn)中長期沒有解決的技術(shù)難題。 見的車削加工方法及其不足 加工外零件多采用車削的方法，此前 國內(nèi)尚無專用設(shè)備，車削外時一般采用數(shù)控 回轉(zhuǎn)體 和液壓仿形 回轉(zhuǎn)體 。由于這類 回轉(zhuǎn)體 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難、效率低和價格昂貴等缺點，外零件生產(chǎn)廠家很少采用。為應(yīng)付生產(chǎn)急需，各廠普遍采用在通用機床上改裝的辦法。因力量分散，各廠的基礎(chǔ)也不盡相同， 改裝所采用的原理五花八門，對各種原理的優(yōu)缺點缺乏系統(tǒng)地對比和分析。再者受原設(shè)備條件的限制，改裝的機床往往結(jié)構(gòu)不盡合理，剛性較差，車削精度和效率均較低， 增加了外磨削工序的困難。外磨削工序采用切入磨削時，要求外車削工序產(chǎn)生的球形誤差盡可能小。但是， 因為外的球形誤差沒有簡單的測量方 法，無法采取隨時測量零件加工精度。然后根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整機床的方法來保證球形精度， 因而只能依靠合理的工藝方法來保證球形精度。 下面介紹幾種典型的外車削工藝方法，并對他們的優(yōu)缺點進(jìn)行簡單的分析。 1）雙手控制法， 數(shù)量較少時或單件零件，可以采用雙手控制法進(jìn)行車削。就是用雙手同時搖動中、小拖板，通過雙手的合成運動，車出所要求的。雙手控制車削的優(yōu)點是：不需要其它特殊工具就能加工出。缺點是：加工的零件精度不高，操作者必須具有熟練的技巧，而且生產(chǎn)效率較低。 2）機械靠模法，靠模法車削原理如圖 1示。 它是依靠車刀根 據(jù)靠模的形狀平行移動車出所需表面形狀的一種方法。該方法的最大優(yōu)點就是更換加工品種容易，特別適合小批量、多品種和型面復(fù)雜零件的車削加工。但是，由其原理所決定，車削精度較底，車削外時所產(chǎn)生的球形誤差較大，這可從以下幾個方面來分析。 （ 1）刀尖圓弧形狀對球形誤差的影響 由圖 1以看出，在車削過程中， 由于車刀平行移動， 車刀與工件的接觸點將隨著車刀平移而變化。開始車削是在 A 點接觸，然后逐漸過渡到 B 點， 最后在 C 點退出車削。因此，要使車出的表面形狀為一球形，必須保證車刀刀尖 圖 1模法車削原理 輪廓 是一個好的圓弧。我國的車刀絕大部分還是手工磨制，刀尖圓弧很難保證。況且即使磨刀時保證了，車削時也會被破壞，所以此項誤差是不可避免的。 （ 2）尺寸調(diào)整對球形誤差的影響 靠模法車削工件時，靠模滾子中心所走的軌跡半徑為 車刀刀尖圓弧中心行走的軌跡半徑 同。 即 R0=1+R2=r1+以 1+中 —— 工件半徑 —— 靠模圓弧半徑 —— 靠模滾子半徑 —— 車刀刀尖圓弧半徑 其中 是在車削前確定的，車削過程中很難改變。當(dāng)套圈直徑Φ 超出公 差時，若調(diào)整尺寸 Φ 就必然破壞形狀，使 2 。 （ 3）用液壓作為靠模壓緊力時，液壓特性對球形誤差的影響 實驗表明，油缸中油的壓力與活塞桿的運動速度的關(guān)系曲線如圖 1示。由圖 1以看出，當(dāng)活塞桿的速度在零值附近變化時，油腔中油的壓力變化劇烈。 由圖 1以看出， 在車削過程中，當(dāng)滾子由 a 點向 b 點運動時，活塞桿以速度為 V(V 為變量 )向上運動。當(dāng)滾子過 b 點向 c 點運動時，活塞桿就改變運動方向，以速度 S(S 為變量 )向下運動。由于這一改變，引起壓緊油缸中油壓的劇烈變化。因徑向切削力的變化，引起切削深度變化 ，從而造成車削表面的形狀誤差，嚴(yán)重時甚至無法連續(xù)車削。某廠改裝的 回轉(zhuǎn)體 就因發(fā)生此類情況而失敗 [5]。 圖 1塞速度 V 與油腔壓力 P 的關(guān)系 圖 1塞速度變化示意圖 3) 成形車刀法，采用成形刀車削外時，此方法對精密球體加工采用先車加工然后磨削成型，以切入式方法加工工件， 要求成形刀刃口與被加工表面母線形狀一致。車刀刃口的缺陷直接影響被車表面的精度，要想車出高精度的外就必須首先加工出高精度的車刀。這就需要有專用的刀具刃磨設(shè)備，成本高。而且這種車削方法切削抗力大容易產(chǎn)生振紋，難以車削尺寸較大 的零件。 4) 旋風(fēng)車削法，如圖 1示，此方法若要保證加工精度必須保證刀具的運行軌跡和任何瞬時都重合，這樣會使機構(gòu)復(fù)雜化，刀具在切削過程的磨損也會產(chǎn)生加工誤差，并且旋風(fēng) 斷續(xù)切削裝置 需拆除中滑板不易于安裝。 圖 1風(fēng)車削法加工帶柄圓球 3 三角架 5) 用數(shù)控機床加工，用數(shù)控 回轉(zhuǎn)體 加工，雖然能達(dá)到圖樣設(shè)計的尺寸要求，但數(shù)控機床價格昂貴使成本增加。 文的主要研究內(nèi)容及意義 隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展， 21 世紀(jì)，隨著機械制造業(yè) 及各種高新技術(shù)的不斷發(fā)展，機械制造業(yè)的發(fā)展特點與趨勢主要體現(xiàn)為綠色制造。所謂綠色制造，就是要在滿足加工質(zhì)量、加工效率和加工成本要求的條件下，把對環(huán)境的負(fù)面影響減至最小和使資源利用率達(dá)到最高的工藝 [4]。目前這一綠色制造工藝主要集中體現(xiàn)在不用或少用切削上回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置廣泛應(yīng)用于機械零件加工，機械加工工藝設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。是一種結(jié)構(gòu)簡單，制造使用成本低，操作方便，工作效率加工精度高的機械設(shè)備。目前這一綠色制造工藝主要集中體現(xiàn)在不用或少用切削上。國內(nèi)外對其研究主要集中在切削裝置、低溫切削、綠色濕式切削等幾個方面 。這主要是因為切削液既污染環(huán)境、危害工人健康，又增加資源和能源的消耗?；剞D(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置是綠色制造實施的具體體現(xiàn)，目前已成為切削加工領(lǐng)域的研究熱點，是一種很有發(fā)展前途的綠色加工工藝。 [6 2 斷續(xù)切削裝置 的加工原理及技術(shù)方案 續(xù)切削裝置 的加工原理 工件繞自身軸線高速旋轉(zhuǎn)，刀具繞圓心點做低速圓周運動，刀尖對工件端面進(jìn)行切削，使工件段部成為。其中圓心點在工件軸線上，刀尖始終與工件軸線在同一平面內(nèi)。 續(xù)切削裝置 的技術(shù)方案 式 回轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 的技術(shù)方案實例 圖 2基于 柱立式 回轉(zhuǎn)體 設(shè)計制造的加工裝置。這種工裝的工作原理及使用方法如下： 加工時 ， 將工件裝在立車的工作臺上 ， 刀架體 3裝夾在立車左刀架上 ， 滑板 2裝在刀架的燕尾導(dǎo)軌上 ， 在水平方向可以自由滑動。裝有車刀的刀桿 1， 則固定在滑板 2上 ， 支架 4裝在立車的右刀架上 ， 連桿 5的兩端用銷軸與滑板 2和支架 4鉸接。兩銷軸的中心距 ， 即為所加工半徑 R。支架 4通常被固定在某一位置。 加工內(nèi)時 ， 刀架體 3隨左刀架作垂直方向的走刀運動 S， 則滑 2板帶動刀桿 1在空間作半徑為 于工件同時繞工作臺中心旋轉(zhuǎn) ， 即可加工出半徑為 水平方向移動右刀架 (即支架 4)的位置就可調(diào)節(jié)切削深度。 若加工外 ， 只需將刀桿 1翻轉(zhuǎn) 180°。（圖 2可。 圖 2式 回轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 1. 刀桿 用這種方法加工的內(nèi)、外 ， 因其半徑相同所以配合較好同時由于刀尖時時處于被加工表面的法線方向 ， 刀尖的切削角度始終沒有改變 ， 因此加工精度較好。 需要注意的是刀具安裝時 ， 刀尖軌跡的曲率中心必須在工作臺的旋轉(zhuǎn)軸線上，否則加工出的表面不是 ， 而是回轉(zhuǎn)體 [6]。 轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 的技術(shù)方案實例 圖 2 轉(zhuǎn)體 上快速車削的裝置，將一塊鋼板 2固定在 回轉(zhuǎn)體 導(dǎo)軌上，在中間鉆一個直徑 8外加一塊鋼板 3，兩端各加工直徑 8且保證兩孔中心距為 40刀架 8與轉(zhuǎn)動絲杠脫離，在中滑板 7上固定鋼板 6，鋼板 6上也加工直徑為 8將鋼板 3用銷軸 5與鋼板 2、鋼板 6鉸接在一起，這樣在刀架橫向進(jìn)給的時候，由于受鋼板 3的牽引刀架會繞前銷軸做 而加工出 這種工裝只需要根據(jù)加工圓弧的大小，調(diào)整鋼板 2上兩個直徑為 8可加工不同大小的圓弧。 使用注意事項： 1） 要保證 鋼板 2、 3、 6具有足夠的剛性，使用中不能變形。 2） 鋼板 3上兩個直徑為 8直接影響加工圓弧的精度。 3） 鋼板 3與鋼板 2、 6的鉸接要適當(dāng)，既不能太松也不能太緊，也就是銷軸 5與直徑為 8 4） 如果加工圓弧尺寸精度要求特別高的話，也可以將鋼板 3與鋼板 2、 6的鉸接，改為用軸承鉸接，這樣可以消除銷軸 5與直徑 8高加工精度 [9]。 該回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置，包括車刀（１）、刀桿（２），其特征在于刀桿（２）裝于內(nèi)設(shè)凸臺（４）的主體（３）內(nèi)，凸臺（４）通孔直徑小于 刀桿下段的直徑，大于刀桿上段的直徑，刀桿（２）上方設(shè)置偏心輪（８），偏心輪（８）安裝在一端連接軟軸（１０）的硬軸（９）上，硬軸（９）固定于主體（３），刀桿（２）上段自下而上依次設(shè)置彈簧（５）、連接板（６）。 文技術(shù)方案的確定 回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置具有對卡盤臺上保持的被加工物進(jìn)行切削時向被加工物供給清洗水的清洗水供給機構(gòu)，可以維持清洗效果的同時節(jié)約清洗水的消耗。切削裝置具備：卡盤臺，保持被加工物； 切削裝置，具備：卡盤臺，保持被加工物；卡盤臺支承基座，支承該卡盤臺；切削機構(gòu)，具有對該卡盤臺上保持的被 加工物進(jìn)行切削的切削刀片、和向由該切削刀片的加工區(qū)域供給切削水的切削水供給機構(gòu)；切削進(jìn)給機構(gòu)，使該卡盤臺支承基座和該切削機構(gòu)在切削進(jìn)給方向上相對移動；分度進(jìn)給機構(gòu)，使該卡盤臺支承基座和該切削機構(gòu)在與該切削進(jìn)給方向正交的分度進(jìn)給方向上相對移動；和清洗水供給機構(gòu)，對該卡盤臺上保持的被加工物供給清洗水； 該清洗水供給機構(gòu)具備：清洗水噴嘴機構(gòu)，具有朝向該卡盤臺上保持的被加工物噴出清洗水的至少 3 個噴嘴；以及流量調(diào)整機構(gòu)，分別調(diào)整向該各噴嘴供給的清洗水的流量。[1] 研究回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置的工作原理；回轉(zhuǎn)體斷續(xù)切削裝置 的裝配圖及各部分零件圖；考慮實用及環(huán)保的要求；對關(guān)鍵部 件進(jìn)行必要的強度校核。 機械加工工藝設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適合加工具有回轉(zhuǎn)體、凸棱、凹槽特征的工件及金屬纖維的多用途斷續(xù)切削裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中尚未有一種設(shè)備可同時加工具有回轉(zhuǎn)體、凸棱、凹槽特征的工件及金屬纖維的問題。包括車刀、一端安裝車刀的刀桿。另一端設(shè)置連接板的兩段式刀桿裝于內(nèi)設(shè)凸臺的主體內(nèi)，凸臺通孔直徑小于下段刀桿的直徑，大于上段刀桿的直徑，刀桿上方設(shè)置固定于硬軸的偏心輪，一端連接軟軸的硬軸安裝于主體，上端刀桿外設(shè)彈簧，彈簧一端固定于凸臺， 另一端固定于連接板。本裝置解決了一種設(shè)備可同時加工具有凸棱、凹槽特征的工件及金屬纖維的問題，是一種結(jié)構(gòu)簡單，制造使用成本低，操作方便，工作效率加工精度高的機械設(shè)備 [19]。 3 斷續(xù)切削裝置 的設(shè)計及三維建模 維建模所用到的軟件 件平臺 件是在 境下開發(fā)的三維實體設(shè)計軟件，它能夠充分利用 優(yōu)秀界面，為設(shè)計師提供了簡易方便的工作界面。 夠?qū)⒃O(shè)計過程的每一步記錄下來，并形成特征管理樹， 顯示在屏幕的左側(cè)。設(shè)計師可以隨時點取任意一個特征進(jìn)行修改，還可以隨意調(diào)整特征樹的順序，以改變零件的形狀。由于 面采用 技術(shù)，因此在零件設(shè)計時可以對零件的特征進(jìn)行“剪切、復(fù)制、粘貼”等操作。 件提供完整的、免費的開發(fā)工具 (用戶可以用微軟的 C++或其它支持 編程語言建立自己的應(yīng)用方案。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口， 以很容易地將目前市場幾乎所有的機械 件集成到現(xiàn)在的設(shè)計環(huán)境中來。 創(chuàng) 的三維實體設(shè)計軟件，全面支持微軟的 術(shù)。它支持 繼開發(fā)工具己經(jīng)改變了 域傳統(tǒng)的集成方式，使得不同的應(yīng)用軟件能集成到同一個窗口，共享同一數(shù)信息，以相同的方式操作，沒有文件傳輸?shù)臒馈? 件在用戶界面方面的方便程度是世界公認(rèn)的，該軟件自 1995年問世以來，先后共獲得工業(yè)界的十幾次大獎，這在同檔次軟件中是獲獎次數(shù)最多的軟件 [10]。 過指定齒輪類型、齒輪的模數(shù) 和齒數(shù)、壓力角以及其它相關(guān)參數(shù)， 以自動生成具有精確齒形的齒輪。為工程師提供了一種簡單易用的、在 部就可完成的 驅(qū)動零件實體造型工具?？梢栽O(shè)計的齒輪類型包括直齒輪、斜齒輪、錐齒輪、鏈輪、漸開線、齒形帶齒輪、蝸輪和蝸桿、花鍵、 V 帶齒輪等。 主要特點和功能如下： 1） 直觀易用，功能強大，真正精確的漸開線齒廓，漸開線齒廓曲線可導(dǎo)入圖。 2） 英制和公制模數(shù)可選，支持主要工業(yè)國家的標(biāo)準(zhǔn)。 3） 變量自動計算。 4） 支持塑料齒輪的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，具有 國標(biāo)準(zhǔn)）米 制鍵槽選項。 5） 齒輪所有參數(shù)均可由用戶控制。 6） 單個齒輪實體可以加入已有的 件。 1985 年， 司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。 1988 年， 生了。經(jīng)過 10 余年的發(fā)展， 經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了 系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計和機械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。 提供了目前所能 達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下面就 特點及主要模塊進(jìn)行簡單的介紹。 全相關(guān)性： 所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個設(shè)計中，同時自動更新 所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 基于特征的參數(shù)化造型： 用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這 些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計疊代，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)這種效率，必須允許多個學(xué)科的工程師同時對同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時進(jìn)行的各項工作，由于使用了 特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 裝配管理： 基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計意圖。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項和預(yù)先選取的最普通選項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 轉(zhuǎn)體 簡介 普通 回轉(zhuǎn)體 是 回轉(zhuǎn)體 中應(yīng)用最廣泛的一種，約占 回轉(zhuǎn)體 類總數(shù)的 65%。作為最常見的一種， 普通 回轉(zhuǎn)體 的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。 回轉(zhuǎn)體 的傳動系統(tǒng)：電動機經(jīng)主換向機構(gòu)、主變速機構(gòu)拖動主軸。主換向機構(gòu)主要用于切削螺紋，主變速機構(gòu)用于變速。進(jìn)給鏈（切螺紋時為螺紋鏈）從主軸開始，經(jīng)進(jìn)給換向機構(gòu)、掛輪和進(jìn)給箱內(nèi)的進(jìn)給變換機構(gòu)、轉(zhuǎn)換機構(gòu) 通車削）、溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機構(gòu)傳至刀架；或經(jīng)絲杠和溜板箱內(nèi)的螺母傳至刀架。 輪的設(shè)計及三維建模 齒輪的設(shè)計 本次設(shè)計共用到兩個直齒輪，主要作用 是給 斷續(xù)切削裝置 傳遞動力，第一個 齒輪安裝在機床中托板下方的轉(zhuǎn)動絲杠的軸上，第二個齒輪安裝在蝸桿的軸上。 1） 傳動比的確定，因為要保證零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，所以刀具切削零件時的速度不宜過大，故設(shè)定兩個直齒輪的傳動比為 1。 2） 模數(shù)及壓力角的確定，模數(shù)通過標(biāo)準(zhǔn)（ 1357— 1987）確定為 2，壓力角根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（ 1356— 1988）中的標(biāo)準(zhǔn)值確定為 20°。 3） 齒數(shù)的確定，為避免根切，對于壓力角為 20°的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，應(yīng)取齒數(shù)要大于 17，因為兩齒輪傳動比為 1，所以兩齒輪齒數(shù)相同，都取 20。 4） 齒寬的確定，齒寬 b=φ φ d=+u)φ a 其中 φ a 取值為 u 為 1，故所求齒寬為 b=20。 齒輪的三維建模 由于用 接繪制直齒輪操作復(fù)雜，這里采用與 縫集成的 完成直齒輪的繪制。 圖 3 主界面，點選 項卡來到圓柱齒輪的繪制菜單。 圖 3界面 圖 3紅框所示的部分為調(diào)節(jié)齒廓參數(shù)的部分，在第一個下拉菜單下選擇模數(shù) 第二個下拉菜單下設(shè)置模數(shù)為 第三個下拉菜單下設(shè)置壓力角為 20° 0 廓參數(shù)設(shè)定完畢。 圖 3節(jié)齒廓參數(shù) 設(shè)定齒數(shù)，設(shè)定小齒輪、齒輪數(shù)皆為 20 如圖 3示。 圖 3定齒數(shù) 在齒輪類型中選擇直齒輪，螺旋角設(shè)為 0，如圖 3示。 圖 3定齒輪類型 圖 3框所示的位置是齒輪參數(shù)，除最后一項外，皆由計算機根據(jù)我們剛才輸入的一系列數(shù)值自動計算完成，我們更改最后一項來確定齒寬，點擊數(shù) 值框后面的按鈕彈出對話框，均改為 20圖 3示，點擊 成。 圖 3輪參數(shù) 圖 3定齒寬 點擊界面右面的完成開始生成齒輪，這時我們可以看到 動打開生成齒輪，生成的齒輪如圖 3示。 圖 3齒輪三維建模圖 輪蝸桿的設(shè)計及三維建模 輪蝸桿的設(shè)計 蝸桿傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的一種傳動機構(gòu)，兩軸線交錯的夾角可為任意值，常用的為 90°。這種傳動由于具有下述特點，故應(yīng)用頗為廣泛。 1）當(dāng)使用單頭蝸桿（相當(dāng)于單線螺 紋）時，蝸桿每旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只轉(zhuǎn)過一個齒距，因而能實現(xiàn)大的傳動比。在動力傳動中，一般傳動比為 5~80；在分度機構(gòu)或手動機構(gòu)的傳動中，傳動比可達(dá) 300；若只傳遞運動，傳動比可達(dá) 1000。由于傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。 2）在蝸桿傳動中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒對又較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。 3）當(dāng)我干的旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時，蝸桿傳動具有自鎖性。 4）蝸桿傳動與螺旋齒輪傳動相似，在嚙合處有相對滑動。當(dāng)滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴(yán)重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因此摩擦損失較大，效率低；當(dāng)傳動具有自鎖性時，效率僅為 右。同時由于摩擦與磨損嚴(yán)重，常需耗用有色金屬制造蝸輪（或輪圈），以便與鋼制蝸桿配配對組成減摩性良好的滑動摩擦副。 蝸桿傳動通常用于減速裝置，但也有個別機器用作增速裝置。 蝸桿傳動的類型：如圖 3據(jù)蝸桿形狀不同，蝸桿傳動可以分為圓柱蝸桿傳動，環(huán)面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動等。 圖 3桿傳動的類型 圓柱蝸桿傳動包括普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動兩類。 普通圓柱蝸桿的齒面 (除 蝸桿外 )一般是在 回轉(zhuǎn)體 上用直線刀刃的車刀車制的。根據(jù)車刀安裝位置的不同，所加工出的蝸桿齒面在不同截面中的齒廓曲線也不同。根據(jù)不同的齒廓曲線，普通圓柱蝸桿可分為阿基米德蝸桿 (桿 )、漸開線蝸桿 (桿 )、法向直廓蝸桿 (桿 )和錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 (桿 )等四種。 薦采用 桿和 桿兩種?，F(xiàn)將上述四種普通圓柱蝸桿傳動所用的蝸桿及配對的蝸輪齒形分別介紹于后： 阿基米德蝸桿 (桿 ) 這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面 (即端面 )上，齒 廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓 (即軸向齒廓 )為直線，其齒形角 α0=20°。它可在 回轉(zhuǎn)體 上用直線刀刃的單刀 (當(dāng)導(dǎo)程角γ≤3°時 )或雙刀 (當(dāng) γ>3°時 )車削加工。安裝刀具時，切削刃的頂面必須通過蝸桿的軸線。這種蝸桿磨削困難，當(dāng)導(dǎo)程角較大時加工不便。 法向直廓蝸桿 (桿 ) 這種蝸桿的端面齒廓為延伸漸開線，法面(廓為直線。 桿也是用直線刀刃的單刀或雙刀在 回轉(zhuǎn)體 上車削加工。刀具的安裝形式如圖 所示。這種蝸桿磨削起來也比較困難。 漸開線蝸桿 (桿 ) 這種蝸桿的端面齒廓為 漸開線 ,所以它相當(dāng)于一個少齒數(shù) (齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù) )、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。 桿可用兩把直線刀刃的車刀在 回轉(zhuǎn)體 上車削加工。刀刃頂面應(yīng)與基圓柱相切， 其中一把刀具高于蝸桿軸線，另一把刀具則低于蝸桿軸線。刀具的齒形角應(yīng)等于蝸桿的基圓柱螺旋角。這種蝸桿可以在專用機床上磨削。 錐面包絡(luò)圓柱蝸桿 (桿 ) 這是一種非線性螺旋曲面蝸桿。它不能在 回轉(zhuǎn)體 上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。加工時，除工件作螺旋運動外，刀具同時繞其自身的軸線作回轉(zhuǎn)運動。這時，銑刀 (或砂輪 )回轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即為蝸桿的螺旋齒面，在 面上的齒廓均為曲線。這種蝸桿便于磨削，蝸桿的精度較高，應(yīng)用日漸廣泛。 至于與上述各類蝸桿配對的蝸輪齒廓，則完全隨蝸桿的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸桿和蝸輪能正確嚙合，切削蝸輪的滾刀齒廓，應(yīng)與蝸桿的齒廓一致；深切時的中心距，也應(yīng)與蝸桿傳動的中心距相同 [11]。 普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸的計算： 蝸桿傳動中的蝸桿是在 回轉(zhuǎn)體 上車制的，蝸輪是使用與蝸桿的形狀及尺寸基本相同的滾刀加工的，滾刀是專門廠家生產(chǎn)的，如果允許用戶任意確定蝸桿直徑，就必須為同一模數(shù)的蝸桿傳 動準(zhǔn)備各種尺寸的滾刀，這也是很不方便的，為減少同一模數(shù)的滾刀數(shù)量，國家標(biāo)準(zhǔn)為每一種模數(shù)的蝸桿規(guī)定了幾種直徑，并將分度圓直徑與模數(shù)之比定義為蝸桿直徑系數(shù) q，（舊國家標(biāo)準(zhǔn)將直徑系數(shù)規(guī)定為整數(shù)值，新標(biāo)準(zhǔn)將直徑定義為整數(shù)值）。 模數(shù) m 和壓力角 ?：在中間平面，即蝸桿軸平面與蝸輪中間平面的 m 和壓力角 ? 相等且為標(biāo)準(zhǔn)值。 蝸桿分度圓直徑 直徑系數(shù) q ： 蝸桿頭數(shù)要根據(jù)設(shè)計要求的傳動比選擇，蝸桿頭數(shù)對傳動效率，傳動件體積等有很大影響，單頭蝸桿可以實現(xiàn)較大的傳動比，但是單頭蝸桿的導(dǎo)程角較小，傳動效率較低，發(fā)熱較 大，蝸桿頭數(shù)增大使所需的蝸輪齒數(shù)增大，使傳動件的體積增大，同時使蝸桿的導(dǎo)程角加大，使得加工更困難，新的蝸桿傳動國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蝸桿頭數(shù)可取為 1， 2， 4， 6。 蝸桿頭數(shù) 取 1、 2、 4、 6 蝸輪齒數(shù) 保證一定的重合度，傳動平穩(wěn)；保證抗彎強度、蝸桿的剛度。 2121 ? ???802817 22 ??? 常取 導(dǎo)程角如圖 3程角就是將蝸桿理解為螺紋時的螺旋升角。 圖 3程角 導(dǎo)程角 ?： 蝸桿傳動通常以蝸桿為主動件，所以傳動比等于蝸輪齒數(shù)除以蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)減少會影響傳動平穩(wěn)性，為使蝸桿傳動的重合度系數(shù)大于 2，應(yīng)使蝸輪齒數(shù)大于 29，蝸輪齒數(shù)過大會使蝸輪的直徑增大，不但增大總體積，而且增大蝸桿的支撐跨距，降低蝸桿的支撐剛度，在動力傳遞中通常應(yīng)使蝸輪齒數(shù)小于 80。 傳動比 i： 中心距 a：反映功率大小 為了湊中心距，為提高強度，為改善潤滑條件，可以對蝸桿傳動進(jìn)行變位， 由于滾切蝸輪的滾刀形狀要與蝸桿形狀相同，所以變位后的蝸桿形狀不能改變，只能對蝸輪進(jìn)行變位，變位是通過加工蝸輪時改變蝸輪與刀具的徑向位置實現(xiàn)的。 改變中心距： 中心距不變： 則變位系數(shù) 軸向齒距導(dǎo)程 ??????11111 ?????)(121221 ??)(2)(21 221 ???）（則變位系數(shù) 57 ???? m ??????????則故）（）（因 本文所設(shè)計的蝸輪蝸桿，選擇模數(shù)為 4，蝸桿頭數(shù)為 2，蝸輪齒數(shù)為 30。 輪蝸桿的三維建模 蝸輪蝸桿的三維建模，無論是在 e 還是在 都是相當(dāng)復(fù)雜的，所以仍舊采用和 縫集成的 完成蝸輪蝸桿的三維建模。 打開 選 項卡，來到蝸輪蝸桿的繪制界面（圖3 圖 3輪蝸桿的繪制界面 在圖中紅框位置的第二個下拉菜單中選擇模數(shù)為 4，在圖中黑框所示的位置選擇畫蝸桿和蝸輪，在藍(lán)框所示位置輸入蝸桿頭數(shù) 2，在綠框所示位置輸入蝸輪齒數(shù)為 30，點擊完成， 自動生成蝸輪蝸桿的三維模型如圖 3示。 圖 3輪的三維建模 圖 3桿的三維建模 他零件的設(shè)計及三維建模 1）齒輪的軸孔及鍵槽的建模 用 e 打開在 生成的直齒輪（直齒輪，蝸輪蝸桿生成后均保存為 e 的文件格式），利用拉伸生成齒輪的鍵槽和軸孔，如圖 3示。 圖 3輪的鍵槽和軸孔 2）齒輪軸的建模 用 e 打開在 生成的直齒輪，利用拉伸生成齒輪軸肩。如圖3示。 圖 3輪軸的建模 3）蝸桿軸的建模 蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常常和軸做成一個整體，用 e 打開在生成的蝸桿，利用拉伸生成蝸桿軸及鍵槽，如圖 3示。 4）蝸輪軸的建模 用 e 打開在 生成的蝸輪，利用拉伸生成蝸輪軸，軸肩及鍵槽，如圖 3示。 5）鍵的建模 利用拉伸生成鍵，如圖 3示。 圖 3桿軸的建模 圖 3輪軸的建模 圖 3的建模 零部件之間的裝配 1） 箱體 1 及其內(nèi)部的 零部件裝配 將齒輪軸帶軸肩一側(cè)放入箱體 1 的圓槽中，如圖 3示。 圖 3體 1 及其內(nèi)部零件的裝配 2） 箱體 2 及其內(nèi)部零部件的裝配 （ 1） 蝸輪的裝配 將蝸輪不帶鍵槽的一側(cè)放入箱體 2 底部的圓槽，帶鍵槽一側(cè)伸出箱體，如圖3示。 圖 3輪的裝配 （ 2）蝸桿的裝配 將蝸桿不帶鍵槽的一側(cè)放入箱體 2 側(cè)壁的圓孔中，帶鍵槽一側(cè)通過鍵和軸肩與齒輪連接，如圖 3示。 圖 3桿的裝配 3）箱體 1、 2 之間的裝配 箱體 1、 2 通過燕尾槽相連，如圖 3示。 圖 3體之間的裝配 4）圓盤及刀架的裝配 圓盤通過鍵和蝸輪軸上的軸肩與蝸輪軸連接，如圖 3示 圖 3盤的裝配 刀架通過燕尾槽與圓盤連接，如圖 3示，圖 3是本次設(shè)計的 回轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 的最終示意圖。 圖 3終示意圖 置的安裝及工作原理的簡單介紹 1)裝置的安裝 箱體 1 實際為機床中托板下方的簡單建模，安裝時將中托板拆下，將進(jìn)給絲杠替換為齒輪軸，箱體 2 通過燕尾槽與機床連接靠擋板固定。箱體 2 和圓盤的頂部之間的圓槽內(nèi)加放直徑為 10滾珠，以防止長期工作切削載 荷過大使蝸輪軸變形。刀架通過燕尾槽和圓盤連接通過螺絲固定在圓盤上，刀具安裝在刀槽內(nèi)通過螺絲固定。 2）裝置的工作原理 齒輪軸將機床的動力傳遞給蝸桿，蝸桿帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸桿軸帶動圓盤旋轉(zhuǎn)使刀尖做圓周運動，刀尖從工件端面的軸心部位開始切削，即可得到所要加工的零件。 結(jié)論及展望 結(jié)論 本學(xué)期，我承擔(dān)了“ 回轉(zhuǎn)體 用 斷續(xù)切削裝置 ”的畢業(yè)設(shè)計。零件廣泛的應(yīng)用于機械行業(yè)及其相關(guān)的行業(yè)，然而加工零件卻沒有統(tǒng)一的加工設(shè)備，這樣使許多需要加工零件的工廠面臨著許多難題和困難。本文本著結(jié)構(gòu)簡單便于生產(chǎn)，操作簡單能滿足加工各種零件并滿 足尺寸精度及表面質(zhì)量，生產(chǎn)成本低等要求來設(shè)計。在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和本人的努力下初步完成了如下成果： 對現(xiàn)有的加工裝置的優(yōu)缺點進(jìn)行分析，總結(jié)了車削的基本加工原理。 析切削的工作原理，確定了本次設(shè)計的技術(shù)方案。 括：車刀的安裝機構(gòu)、直徑調(diào)節(jié)機構(gòu)、與 回轉(zhuǎn)體 的連接機構(gòu)、傳動機構(gòu)等。 擬定了裝配方案。 此設(shè)計涉及到了機械原理、機械設(shè)計等多門學(xué)科的知識，對我四年來 所學(xué)的理論知識進(jìn)行了一次綜合的應(yīng)用，鞏固了我所學(xué)的專業(yè)知識，培養(yǎng)了自己理論聯(lián)系實踐的能力。 致謝 此設(shè)計是在導(dǎo)師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。 導(dǎo)師 多次 詢問設(shè)計進(jìn)程 ，并為我指點迷津，幫助我開拓思路，精心點撥、熱忱鼓勵。 導(dǎo)師 一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，使我終生受益。對于 導(dǎo)師 的感激之情是無法用言語表達(dá)的。在此謹(jǐn)向?qū)Ю蠋熤乱哉\摯的謝意和崇高的敬意。 另外 ，我還要 感謝在一起愉快的度過設(shè)計生活的幾位同學(xué)，正是你們的幫助和支持，我才能克服困難、解決問題，直至本設(shè)計的順利完成。 在論文即將完成之際，我的 心情無法平靜 ，從開始開題到設(shè)計的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ! 最后我還要感謝各位評閱老師，只有你們的不吝賜教，才能使我的設(shè)計更上一層樓，謝謝你們 ! 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴 . 紀(jì)名剛 M]等教育出版社， 2] 張君安 . 劉波 J]西安 :， 2002， 3] 楊黎明 . 機電一體化設(shè)計 [J]防工業(yè)出版社， 1997， 4] 趙家齊 . 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 [M]械工業(yè)出版社 ,5] 濮良貴 . 紀(jì)名剛 J]等教育出版社， 2006[6] 陳德生 . 機械制造工藝學(xué) [J]江大學(xué)出版社 ,7] 齊世恩 . 機械制造工藝 [J]8] 趙如福 . 《金屬機械加工工藝》 9] 艾興等編 《切削用量》 [M]， 2000 年 3 月，機械工業(yè)出版社 10] 胡仰磬 . 《理論力學(xué)》 [M]11] 孫麗嬡 . 主編 機械制造工藝及專用夾具 [J] 冶金工業(yè)出版社 12] 楊叔子 . 主編 機械加工工藝師 [J] 機械工業(yè)出版社 13] 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