3917 專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計(jì)
3917 專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計(jì),專用,車床,回轉(zhuǎn),部件,設(shè)計(jì)
分 類 號 密 級 寧XXXX 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日誠 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）： 年 月 日1摘 要科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程的自動(dòng)化成為實(shí)現(xiàn)上述要求的最重要的措施之一。它不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，還能夠極大地改善生產(chǎn)者的勞動(dòng)條件。而數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架回轉(zhuǎn)盤就是為了解決生產(chǎn)上的效率問題,如何設(shè)計(jì)合理快捷高效的回轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)是本文的重點(diǎn)研究問題,本文針對回轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一番合理的探索和研究。關(guān)鍵詞：車床，刀架設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)塔刀架，回轉(zhuǎn)盤AbstractScience and technology and the rapid development of social productivity, the productivity and the quality of mechanical products put forward more and more requirements. Machining process to achieve the above requirements of automation has become one of the most important measures. It can not only improve the quality of products, improve productivity, reduce the production cost, but also can greatly improve the production of labor conditions. The CNC turret rotary disc is to solve production efficiency problems, how to design reasonable and efficient rotary disk mechanism is the focus of this problem, this paper according to the rotary disc mechanism for a reasonable exploration and research.Key Words: lathe, design of turret, turret, a rotary disk寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3目 錄摘 要.........................................................................................................................................1Abstract.......................................................................................................................................2目 錄.........................................................................................................................................3第 1 章 緒論...............................................................................................................................41.1 數(shù)控車床的概念 ...........................................................................................................41.2 國外數(shù)控機(jī)床狀況分析 ...............................................................................................51.3 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床狀況分析 ..............................................................................................71.3.1 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀 ............................................................................................71.3.2 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) ........................................................................................91.3.3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 ................................................................................................9第 2 章 課題任務(wù)和要求...........................................................................................................9第 3 章 回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計(jì).........................................................................................................103.1 插銷的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................................................................103.2 預(yù)定位機(jī)構(gòu)與反靠機(jī)構(gòu) ............................................................................................123.3 精定位機(jī)構(gòu)多齒盤的設(shè)計(jì) ........................................................................................123.4 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................................................................193.5 軸的校核 .....................................................................................................................21結(jié) 論.......................................................................................................................................23致 謝.......................................................................................................................................24參 考 文 獻(xiàn).............................................................................................................................25寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 章 緒論1.1 數(shù)控車床的概念機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的重要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 普通機(jī)床經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化，精密機(jī)械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來不能解決的許多問題，找到了科學(xué)解決的途徑。 數(shù)控機(jī)床是一種通過數(shù)字信息，控制機(jī)床按給定的運(yùn)動(dòng)軌跡， 進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)電一體化的加工裝備，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已是現(xiàn)代制造業(yè)的重要標(biāo)志之一，在我國制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也越來越廣泛，是一個(gè) 企業(yè)綜合實(shí)力的體現(xiàn)。 數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國內(nèi)使用量最大，覆蓋面 最廣的一種數(shù)控機(jī)床。要學(xué)好數(shù)控車床理論和操作，就必須勤學(xué)苦練，從平面幾何，三角函數(shù)，機(jī)械制圖，普通車床的工藝和操作等方面打好基礎(chǔ)。 因此，必須首先具有普通車工工藝學(xué)知識然后才能從掌握人工控制轉(zhuǎn)移到數(shù)字控制方面來，另一方面，若沒有學(xué)好有關(guān)數(shù)學(xué)、電工學(xué)、公差與配合及機(jī)械制造等深內(nèi)容，要學(xué)好數(shù)控原 理和程序編制等，也會感到十分困難。熟悉零件工藝要求，正確處理工藝問題。由于數(shù)控機(jī)床加工的特殊性，要求數(shù)控機(jī)床加工工人既是操作者，又是程序員，同時(shí) 具備初級技術(shù)人員的某些素質(zhì)，因此，操作者必須熟悉被加工零件的各項(xiàng)工藝（技術(shù)）要求，如加工路線，刀具及其幾何參數(shù)，切削用量，尺寸及形狀位置公差。只 有熟悉了各項(xiàng)工藝要求，并對出現(xiàn)的問題正確進(jìn)行處理后，才能減少工作盲目性，保證整個(gè)加工工作圓滿完成。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）51.2 國外數(shù)控機(jī)床狀況分析機(jī)床作為工業(yè)發(fā)展所必須之復(fù)雜生產(chǎn)工具，屬生產(chǎn)資料、固定資產(chǎn)，其訂貨需求與經(jīng)濟(jì)發(fā)展興衰密切相關(guān)。當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)處於波浪式曲線上升時(shí)期，總體上世界機(jī)床市場需求比較旺盛。2003~2007 年 5 年間，世界機(jī)床總產(chǎn)值連續(xù)上升，已從 2003 年的 367.8 億美元上升至 2007 年的 697.8 億美元（估計(jì)數(shù)字尚未公布） ，年均增幅約 15%。 當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對機(jī)床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動(dòng)化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在 20 世紀(jì) 80 年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國際機(jī)床展上各國機(jī)床制造商競相展示先進(jìn)技術(shù)、爭奪用戶、擴(kuò)大市場的焦點(diǎn)。 數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)至今的 50 多年，隨科技、特別是微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國家。因其社會條件不同，各有特點(diǎn)。 美國的特點(diǎn)是，政府重視機(jī)床工業(yè)，美國國防部等部門不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù)和提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率” 和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如 1952 年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958 年創(chuàng)制出加工中心、70 年代初研制成 FMS、1987 年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線，而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí)，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國不僅生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，也為中小企業(yè)生產(chǎn)廉價(jià)實(shí)用的數(shù)控機(jī)床(如 Haas、Fadal 公司等) 。其存在的教訓(xùn)是，偏重於基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì) 80 代寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，於 1982 年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從 90 年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。 德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。特別講究“實(shí)際”與“實(shí)效”，堅(jiān)持“以人為本” ，師徒相傳，不斷提高人員素質(zhì)。在發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，於 1956 年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，一直堅(jiān)持實(shí)事求是，講求科學(xué)精神，不斷穩(wěn)步前進(jìn)。德國特別注重科學(xué)試驗(yàn)，理論與實(shí)際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機(jī)床布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)和 Heidenhain 公司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。 日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法 ”、 “機(jī)電法”、 “機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出於藍(lán)而勝於藍(lán)。日本也和美、德兩國相似，充分發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化，繼而全力發(fā)展中小批柔性生產(chǎn)自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床。自1958 年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，1978 年產(chǎn)量(7,342 臺)超過美國(5,688 臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001 年產(chǎn)量 46,604 臺，出口 27,409 臺，占 59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀(jì) 80 年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。在策略上，首先通過學(xué)習(xí)美國全面質(zhì)量管理(TQC)，變?yōu)槁毠ぷ杂X群體活動(dòng)，保產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)而加速發(fā)展電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)，進(jìn)入世界前列，為發(fā)展機(jī)電一體化的數(shù)控機(jī)床開道。日本在發(fā)展數(shù)控機(jī)床的過程中，狠抓關(guān)鍵，突出發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)。日本 FANUC 公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工 3,674 人，科研人員超過 600 人，月產(chǎn)能力 7,000 套，銷售額在世界市場上占 50%，在國內(nèi)約占 70%，對加速日本和世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。1.3 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床狀況分析1.3.1 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀2007 年世界 GDP 增長約 5.2%，而中國獨(dú)為 11.4%，遠(yuǎn)高出其他國家（地區(qū)） 。機(jī)床市場也呈現(xiàn)出空前繁榮，企業(yè)任務(wù)飽滿，供不應(yīng)求，甚至難以按期交貨。2007 年金屬加工機(jī)床（金屬切削和成形）產(chǎn)值達(dá) 111.9 億美元（中國公布） ，比上年 70 億美元增長 59.8%，產(chǎn)值居世界第三位，僅次於日本、德國，成為機(jī)床產(chǎn)值超百億美元的世界機(jī)床生產(chǎn)大國。2007 年中國機(jī)床消費(fèi)額（產(chǎn)值＋進(jìn)口額－出口額）達(dá) 166.1 億美元（中國公布） ，世界機(jī)床總產(chǎn)值 697.8億美元之 24%，比上年 129.4 億美元增 28.4%，連續(xù)第六年成為世界最大的機(jī)床消費(fèi)國。2007 年，中國的機(jī)床消費(fèi)額，約為第二消費(fèi)大國日本之 2 倍，世界老牌機(jī)床消費(fèi)國美國的 2.5 倍，德國的 3 倍。 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)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在"高精尖 "數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我國加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 而在數(shù)控機(jī)床中數(shù)控車床又占主導(dǎo)地位。我國數(shù)控車床發(fā)展 ,始于 20 世紀(jì) 70 年代 ,通過 30 多年的發(fā)展 ,我國生產(chǎn)的數(shù)控車床,按中國需求的特色, 形成經(jīng)濟(jì)型臥式數(shù)控車床（平床身臥式數(shù)控車床） 、普及型數(shù)控車床 （斜床身數(shù)寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）控臥式車床和數(shù)控立式車床）和中高檔數(shù)控車床（3 軸控制以上）三種形式。經(jīng)濟(jì)型臥式數(shù)控車床 ,普遍采用平床身結(jié)構(gòu)和立軸四 工位方 刀架 ,約 占數(shù)控車床產(chǎn)量 90%。普及型數(shù)控車床生產(chǎn)量不到數(shù)控車床產(chǎn)量的 10% 。中高檔數(shù)控車床 ,即車削中心和車銑復(fù)合中心 ,約占數(shù)控車床產(chǎn)量的 0.02%。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 ,價(jià)格低廉 ,售價(jià)僅 10 萬元左右 ,不到普及型數(shù)控車床的1/3,設(shè)備費(fèi)用投入較少 ,可以廣泛地滿足企業(yè)發(fā)展初期的需要 ,特別是受到民營經(jīng)濟(jì)企業(yè)的歡迎 ,仍是我國當(dāng)前數(shù)控車床的主流產(chǎn)品。我國已有十余家企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到年產(chǎn)千臺以上。普及型數(shù)控車床 ,即 2 軸控制的臥式數(shù)控車床 斜床身 和立式數(shù)控車床,國產(chǎn)產(chǎn)品得到了用戶認(rèn)可 ,基本可以滿足用戶需要。車削中心等 3 軸控制以上的中高檔數(shù)控車床 ,國內(nèi)用戶選購的大部分是進(jìn)口產(chǎn)品或合資、獨(dú)資企業(yè)如大連因代克斯、寧夏小巨人、杭州友佳、上海哈挺等機(jī)床有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品,國產(chǎn)機(jī)床市場占有率較低。近幾年 ,雖然我國開發(fā)不少中高檔數(shù)控車床新品種 ,如具有 Y 軸功能的車削中心 、雙主軸雙刀架一車削中心 、倒置順置主軸立式車削單元 、車銑復(fù)合中心等等, 但是,高級型數(shù)控車床的重點(diǎn)是要進(jìn)一步開發(fā)市場,取得國內(nèi)用戶廣泛認(rèn)可“十五”期間國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床發(fā)展很快。從技術(shù)上看,數(shù)控車床技術(shù)比較成熟,通過技術(shù)引進(jìn)和合作生產(chǎn)、消化吸收和自主創(chuàng)新,我國已掌握了數(shù)控車床設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。從產(chǎn)品水平上看,我國自已能自行開發(fā)設(shè)計(jì)各種中高檔數(shù)控車床 , 國際上最熱門的、水平最高的雙主軸、雙刀架 軸控制車銑復(fù)合中心 ,我國已有多家企業(yè)開發(fā)試制成功,有的已被國內(nèi)用戶選購和出口國外。從品種上看 ,我國生產(chǎn)的數(shù)控車床品種比較齊全 ,每年都有多個(gè)數(shù)控車床新品種 ,可供各方面用戶選用。從生產(chǎn)規(guī)模上看 ,國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床已形成規(guī)模生產(chǎn) ,有十余家企寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9業(yè)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到年產(chǎn)千臺以上。1.3.2 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)(1).新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位。(2).數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量大幅度增長，數(shù)控化率顯著提高。2001 年國內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量已達(dá) 1.8 萬臺，比上年增長 28.5%。金切機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從2000 年的 17.4%提高到 2001 年的 22.7%。 (3).數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。近年來通過政府的支持，數(shù)控機(jī)床配套生產(chǎn)得到了快速發(fā)展。如北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺。 1.3.3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床就是指價(jià)格低廉、操作使用方便，比較適合國內(nèi)國情的，在普通機(jī)床上加裝數(shù)控系統(tǒng)的高級自動(dòng)化機(jī)床。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。對于保證和提高被加工零件的精度，主要依靠兩方面來實(shí)現(xiàn)：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機(jī)床本身的機(jī)械傳動(dòng)精度。數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，由于必須對進(jìn)給位移的位置和速度同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，所以，數(shù)控車床與普通臥室車床相比，應(yīng)具有更好的精度，以確保機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性。第 2 章 課題任務(wù)和要求該專用轉(zhuǎn)塔車床用于加工煤電鉆端蓋上的三組孔和有關(guān)的外圓及端面，采用多刀、多工位的加工方法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。工件在一次安裝內(nèi)可完成三組孔的加工，并可借助于轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)盤，使工件自動(dòng)變換加工位置。本課題擬完成回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計(jì)。1、做必要的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，并運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行盤絲車寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）床總床頭箱部件設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)完成機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝配草圖。2、根據(jù)裝配草圖，完成自制零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的計(jì)算校核，最后完成裝配圖和自制零件的計(jì)算機(jī)繪圖工作。第 3 章 回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計(jì)3.1 插銷的設(shè)計(jì)計(jì)算刀盤反靠時(shí)，刀盤與定位銷受到定位槽的阻止，轉(zhuǎn)速突然變?yōu)?，定位銷受沖擊載荷?？梢杂媚芰糠ń朴?jì)算插銷的直徑。下圖給出的插銷的力學(xué)模型。圖4-2 插銷的力學(xué)模型為反靠沖擊載荷； 為 所引起的銷子的彈性變形；II為銷子伸出長度；dPgPdI為銷子的銷孔內(nèi)的長度。對直徑為D的圓柱形銷，有 ， ，沖擊時(shí)刀盤的動(dòng)能： ，64DI??32?21?I沖擊過程中，銷子獲得的彈性變形能： ，令 ，并且2gdPU?21U?寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11，即 ；可得： 。EJmlPdg3)(2??????Wpd ???????WmlEJI3式中：I 刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 沖擊瞬間刀盤角速度；E 插銷材料彈性摸量； J 插銷截面慣性矩；W 插銷截面抗彎摸數(shù)； 插銷材料許用應(yīng)力。???最后可得： ??mlEID??28.15??選取最小的定位超程角：刀盤反靠時(shí)，角速度 愈小，收沖擊也愈小。根據(jù)預(yù)定定位盤槽的幾何形狀與尺寸，利用調(diào)整檢測元件可獲得很小的定位超程角，從而減小反向啟動(dòng)后的加速時(shí)間， 明顯減小。?設(shè)定定位超程角與插銷長度：當(dāng)銷子處于反靠定位狀態(tài)時(shí)，即反靠銷與定位分別插入各自的槽中，若此時(shí)刀盤進(jìn)行反轉(zhuǎn)，則在慣性力矩作用下反靠銷極易沿周向滑動(dòng)，使刀盤不能與反靠盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)。所以應(yīng)嚴(yán)格設(shè)定超程角 。?的大小應(yīng)保證換向時(shí)定位銷不在定位槽內(nèi)。則插銷尺寸應(yīng)滿足?,21hLl??：反靠銷長度， ：定位銷長度，L：反靠盤與預(yù)定位盤的間距，h：銷2l槽與預(yù)定位槽的深度。其中I1式中各尺寸的制造公差及上下兩盤裝配的平行度公差可按一般精度IT8,補(bǔ)償間隙 ，用修配可獲得。m1.0??寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.2 預(yù)定位機(jī)構(gòu)與反靠機(jī)構(gòu)預(yù)定位銷中間采用彈簧，使之與銷配合起來起定位作用。同時(shí)，預(yù)定位銷的頭部采用單斜面，由斜面作用使預(yù)定位銷從槽中脫出。預(yù)定位銷傾角 ?4.50所以預(yù)定位盤的 槽的傾角也是 ，與之相配。?4.50反靠盤上槽兩邊都有傾角，這是為了使反靠銷能從兩個(gè)方向脫出。預(yù)定位盤和反靠盤的結(jié)構(gòu)尺寸由零件圖給出。3.3 精定位機(jī)構(gòu)多齒盤的設(shè)計(jì)1）原理與特點(diǎn)：多齒盤定位由兩個(gè)齒數(shù)和齒形相同的端面齒盤嚙合而成。通常，一個(gè)齒盤固定不動(dòng)。另一個(gè)齒盤與分度回轉(zhuǎn)部件固定連接。分度時(shí)，動(dòng)齒盤抬起，與定位盤脫開，然后轉(zhuǎn)位，當(dāng)轉(zhuǎn)位至要求位置后，動(dòng)齒盤與定齒盤嚙合并壓緊。本設(shè)計(jì)中，我們將定齒盤在刀體外殼上之固定，而動(dòng)齒盤和絲桿，刀盤裝在一起，絲桿移動(dòng)時(shí)，動(dòng)齒盤隨之脫開嚙合，刀盤同時(shí)也移動(dòng)，齒盤轉(zhuǎn)位。到位后刀盤不再回轉(zhuǎn)，往相反方向移動(dòng)，從而夾緊工位。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13圖 4-3 多齒盤原理2）設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)多齒盤裝置的主要依據(jù)是分度工位數(shù)，定位精度，結(jié)構(gòu)位置大小和工作載荷。轉(zhuǎn)化到齒盤上的工作載荷有扭矩Mn,傾覆力矩Mr,軸向離 ，徑向力 。0Fr① 結(jié)構(gòu)參數(shù) 、 、???多齒盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)有齒形角，齒數(shù) ，齒盤直徑，模數(shù)，齒根槽寬和槽深等。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、圖4-4 多齒盤的結(jié)構(gòu)（a）齒形角 當(dāng)槽面間隙EF一定時(shí)，齒形角 越小，EG越小，即定位? ?精度夜高。但 過小會削弱齒部剛性。通常 = 。?90,6（b） 齒數(shù)Z 齒數(shù)應(yīng)是分度工位數(shù)的倍數(shù)，或所有需要的工位數(shù)的最小公倍數(shù)。齒數(shù)越多，分度精度越高。但加工夜復(fù)雜。（c）齒盤直徑D 齒盤直徑可按扭矩Mn估算。一般D宜取大些，以提高定位精度和穩(wěn)定性。（d）模數(shù)m 齒盤的模數(shù)m=D/Z，它僅起到表示齒形大小的作用，不須選取標(biāo)準(zhǔn)值。 M的常用范圍為2—6mm.（e）齒寬按載荷大小選取，一般為8—25mm，B太大不利于提高分度定位精度。(f ) 齒根槽寬b 一般取b 0.8—1mm。?其他有關(guān)幾何參數(shù)按以下公式計(jì)算： Z?360??寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15(4-25)ZDy?180sin2si??tgth?i??(4-26) 21h?Dtg?表4-1 具體參數(shù)如下表：序號 名稱 符號 確定原則或計(jì)算公式 結(jié)果1 齒盤外徑 D 按扭矩Mn估算D,D應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)取大些，以利于提高分度定位精度。1752 齒寬 B B大利于提高齒盤承載能力，但不利于提高分度精度。 103 齒數(shù) Z Z是工位數(shù)的倍數(shù)，精度要求高時(shí)宜放大，但加工困難 724 模數(shù) M M=V/Z,常用2—6。 25 外徑上節(jié)矩T T= m?716 齒形角 β 載荷小精度高時(shí)β宜取小值。 607 理論齒高 H 見公式 088 齒根槽寬 B 見公式 1.359 齒頂角 2?見公式 0592?10 齒頂高 f見公式 3.3811 齒頂傾角 1見公式 3?② 夾緊力計(jì)算夾緊力應(yīng)保證在最大工作載荷下仍能保持兩齒盤的緊密嚙合，但過大的夾寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緊力會引起齒盤變形。夾緊力W可按下式計(jì)算：(4-27)])2()2([ 0FrtgDMtgnS ?????????式中：W 為夾緊力（N）Mn 為齒盤承受的扭矩（Nm）Mr 為齒盤承受的傾覆力矩（Nm）Fr 為齒盤承受的徑向力（N）為齒盤承受的軸向力（N），方向與W相同時(shí)，式中取“-”號，0F與W相反時(shí)取“+”.D 為齒盤直徑（m）β 為齒形角（ ）?為摩擦角（ ）， 一般取??65?S 為安全系數(shù)，一般取S=1—1.5圖4-5 夾緊力切削力F=1000kgf,其分力 ，可得1:5.03:?zyxF，25.1:.0:1?Fzy寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17所以， 所以，F(xiàn)=1000kgf =259.2kgf, 21)34./(21)5.(3.0FFx?xF=965.8kgf1傾覆力矩 又 ，可得mkgfaMxr /7.16? 12)5.0(.1zy?， kgfFy9.43?Fz2?驅(qū)動(dòng)力矩 kfzn /4.3安全系數(shù)S取1.3所以， kgftgtgW 1.40]539)260(9.43175.6)20(754.136[. ?????③ 驗(yàn)算齒面擠壓應(yīng)力齒面擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算公式：(4-28)?????????022BhZWctgFDMrnS式中，σ為齒面擠壓應(yīng)力（Pa）為計(jì)算齒數(shù)， 0.5ZZ???B為齒寬（m）為齒的嚙合高度0hW 為夾緊力（N）S 為安全系數(shù)，去S=1.3為許用擠壓應(yīng)力（Pa）,齒面淬硬的取 =??????7104?mkgfct/89.213.2075. 6493164123. ?????????寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所以，滿足要求④ 材料選擇：齒盤的齒面要求有較高的硬度，內(nèi)部有一定的韌性，要求材料的熱變形較小，精密齒盤要求尺寸穩(wěn)定性好，齒盤材料選用40Cr，熱處理齒部D0.3—700⑤ 技術(shù)要求：(a) 相鄰齒矩誤差和累積誤差：按回轉(zhuǎn)部件的分度精度要求確定，根據(jù)刀具的精度要求，相鄰齒矩誤差和累積誤差不 2?(b) 安裝基準(zhǔn)孔軸線分度中心的位置度：精密齒盤應(yīng)該在0.01mm以內(nèi)。（c）安裝基準(zhǔn)端面對分度平面的平行度：精密齒盤應(yīng)在0.005mm以內(nèi)。(ｄ) 齒面接觸精度：齒面接觸精度不僅影響風(fēng)度精度，而且影響剛性，承載能力及穩(wěn)定度。齒矩誤差同時(shí)影響接觸最小齒數(shù)和接觸齒的分布。齒形半角影響高的方向的接觸率；齒向誤差影響齒寬方向的接觸率。齒傾誤差對齒高和齒寬方向的接觸率均有影響。因?yàn)榻佑|精度能綜合標(biāo)志上述各項(xiàng)誤差的影響，實(shí)踐中通常作為主要精度檢驗(yàn)項(xiàng)目。推薦指標(biāo)為：齒寬接觸率：接觸寬度為齒寬的50%（精密齒盤為70%以上）。齒高接觸率：接觸高度為嚙合高度的75%以上（精密齒盤為90%以上）。接觸齒數(shù)及分布：兩齒盤在任意位置嚙合時(shí)的接觸齒數(shù)應(yīng)在85%以上（精密齒盤應(yīng)在90%以上）。接觸不良的齒不應(yīng)比連。(ｅ) 面光潔度：精密齒盤為0.2，一般經(jīng)磨齒和研齒的為0.4。但考慮到實(shí)際加工條件，本設(shè)計(jì)采用0.8，在研齒過程中，總是誤差最大的齒首先接觸研磨。結(jié)果使誤差逐漸減小并均化。因此，研磨的齒不僅可以提高齒面光潔度，同時(shí)還可以提高精度。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）193.4 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算(1）材料的選擇：根據(jù)彈簧的工作情況，選擇Ⅱ類型符合彈簧，選用碳素彈簧鋼，強(qiáng)度高，性能好，適用于做 的彈簧。8?d(2）計(jì)算彈簧鋼的直徑：：最大工作載荷 2FkgfF12?查表得： 2/654.0. mbp????假定繞旋比c=5—9, 取c=7(曲度系數(shù)) (4-29)13.7.4165.41?????cK按強(qiáng)度確定彈簧絲直徑：， 取d=2mmmFdpc 98.623..16.2????有效圈數(shù)： ，G—切變模量 查表得：G=80000Mpa4208)(cfPn?--最大工作負(fù)載下的變形量， --最小工作負(fù)荷2f 1F彈簧剛度： ， ， mNfFK/235.012??? mKFf2.5312?(4-30) 5.48.7128.08)(442 ??????cFfGPn總?cè)?shù)： .5).(1??n自由高度：當(dāng) 時(shí)，?dPHn20?節(jié)距： ，mDP78.).028.(2?寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5.36.425.70?????H取標(biāo)準(zhǔn)值：35壓并高度： mdnb 25.16.)07().(1 ???壓并變形量： Hfb78350?螺旋角： ，滿足 的要求。?96.22????arctgDPrct ?95??(3）驗(yàn)算：（a）高徑比： ，滿足要求。6.412530??rHb（b）疲勞強(qiáng)度： ， /6mkg? 7.13.75.021????pSS?--彈簧材料的脈動(dòng)疲勞極限，查表：當(dāng) 時(shí)，0? 5NMpakgp 79/2.79.162. 2????mkdKDF 7.24/4.54.308331??pa9.127122 ???，所以滿足要求。3.17.534.05.02 ??????pSS?（c）驗(yàn)算共振：彈簧的自振頻率為：，zn HnDdf 31625.41056.31056.322????--強(qiáng)迫機(jī)械振動(dòng)頻率， ，此彈簧適用。rf rnf??寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）213.5 軸的校核電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1400r/min P=120W mNnPTe ????71.8351402.5.9.設(shè)電機(jī)與連接的傳動(dòng)功率為0.95，則 e?.7NdTFt 39.720.???ctgctga 38.264.???? ??r 103890???圖 4-6 軸彎矩圖寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），39.721??tHFR)726(72????HtR，N.4?H.82由 引起的在a處的彎矩為：t mNH??01.51)726(7,.36121 ????VrrVRFRNV4,09.872由 引起的在a處的彎矩為：rF mNH???41105.由 引起的在a處的彎矩為： dFa 8.92338.92?所以在垂直面內(nèi)a處引起的彎矩為：mN????4410.25.1893在a處引起的總彎矩： MVH ???? 42422 106.).(0.7 Mpadwn 79.28.793106.3112421 ???????查表可知： ，所以軸的強(qiáng)度在a處滿足要求，在b、c 處只受扭矩。????所以該軸滿足要求。????????MpdWMn5.01692.73maxax寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23結(jié) 論刀架回轉(zhuǎn)盤在數(shù)控車床中占有重要地位，回轉(zhuǎn)刀架如果轉(zhuǎn)位不到位或又很大誤差，會使加工的工件報(bào)廢。因此在設(shè)計(jì)時(shí)除了結(jié)構(gòu)的合理之外，還綜合考慮了精度等。(1)刀架的回轉(zhuǎn)精度用步進(jìn)電機(jī)控制，因此選用的步進(jìn)電機(jī)的步距角是受刀架精度影響的。(2)刀架的轉(zhuǎn)位有正傳和反轉(zhuǎn)，為了解決反轉(zhuǎn)帶來的側(cè)隙誤差，選用雙導(dǎo)程，從而刀架轉(zhuǎn)位的時(shí)候按就近原則轉(zhuǎn)位換刀寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們的一次綜合訓(xùn)練，在此過程中，不但需要我們獨(dú)立設(shè)計(jì)思考，而且也需要老師和同學(xué)的關(guān)心幫助。從一開始本人就很重視畢業(yè)設(shè)計(jì)，也在此次設(shè)計(jì)中有很大的收獲。此次設(shè)計(jì)將近一個(gè)學(xué)期，從無從下手到所有任務(wù)的完成，培養(yǎng)了我們獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，查找資料、搜集材料的能力，提高了控制技術(shù)應(yīng)用的能力和機(jī)械幾何精度等方面的知識。在設(shè)計(jì)過程中，XX 老師無私的擠出時(shí)間來細(xì)心的指導(dǎo)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)，耐心的告所我們設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。并提供電腦給我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。使我能較順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝同組的同學(xué)們，在設(shè)計(jì)攻關(guān)時(shí)幫助我借書并一起探討設(shè)計(jì)方案，在每次有關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的通知或消息時(shí)，都及時(shí)的告所我。在此表示感謝。誠摯祝福她們身體健康，萬事如意。同時(shí)，感謝大學(xué)期間各位教師的悉心教導(dǎo)。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25參 考 文 獻(xiàn)1 鄭玉華，秦四成主編.典型機(jī)械（電）產(chǎn)品構(gòu)造.北京：科學(xué)出版社.20032 周希章，周全主編.如何正確選用電動(dòng)機(jī).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.3 余英良主編.機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1998.4 陳紹廉主編.數(shù)控機(jī)床改造技術(shù).北京：航空工業(yè)出版社.1989.5 寇尊權(quán)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社.1999.6 于駿一，鄒青主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003.7 王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)于設(shè)計(jì).北京：兵器工業(yè)出版社.2000.8 張寶林主編.數(shù)控技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.9 徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.10 林其駿主編.機(jī)床數(shù)控系統(tǒng).北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社.11 熊光華主編.數(shù)控機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.12 明興祖主編.數(shù)控機(jī)床于系統(tǒng).北京：中國任命大學(xué)出版社.13 高春甫主編. 電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì). 長春：吉林大學(xué)出版社. 200114James V.Valentino, Joseph Goldenberg. Introduction to Computer Numerical Control.2nded. R.R.Donnelley&Sons Company,2000.459.
收藏