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山東輕工業(yè)學院2009屆本科生畢業(yè)設計（論文）
矩形型材端面坡口銑削機設計
作 者 姓 名 席福洋
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
指導教師姓名 宮濤
專業(yè)技術(shù)職務 高級試驗師
17
目 錄
摘 要 ……………………………………………………………1
第一章 緒論…………………………………………………2
1.1課題來源及意義……………………………………………………2
1.2矩形型材斷面坡口銑削機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀……………………2
1.3機械銑削機發(fā)展趨勢………………………………………………3
第二章 機床總體設計………………………………………4
2.1機床總體方案設計的依據(jù)…………………………………………4
2.1.1工件………………………………………………………………4
2.1.2刀具………………………………………………………………5
2.2工藝分析……………………………………………………………5
2.2.1工藝方法的確定…………………………………………………5
2.2.2機床總體布局……………………………………………………5
2.2.3機床運動的確定…………………………………………………6
2.3機床主要參數(shù)的確定………………………………………………6
2.3.1確定工件余量……………………………………………………6
2.3.2 選擇切削用量……………………………………………………7
2.3.3 運動參數(shù)—主運動驅(qū)動電動機功率的確定……………………7
2.3.3.1切削力的計算…………………………………………………7
2.3.3.2切削功率的計算………………………………………………8
2.4進給驅(qū)動電動機功率的確定………………………………………8
第三章 端面坡口銑削機的機械部分設計…………………9
3.1傳動部分的設計…………………………………………………9
3.1.1絲杠選取和設計………………………………………………9
3.1.2.絲杠的校核計算………………………………………………10
3.2軸承的選取………………………………………………………12
3.3聯(lián)軸器的選取……………………………………………………12
3.4導軌的選取………………………………………………………12
摘 要
矩形型材端面坡口銑削機是由大量通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效機床。其特點有: 結(jié)構(gòu)緊湊、工作質(zhì)量可靠、設計和制造周期短、投資少、經(jīng)濟效果好、生產(chǎn)率高等。
本次設計的題目是矩形型材端面坡口銑削機設計。首先針對要加工的型材入手，對機床進行總體方案設計，進而確定機床的總體布局，隨后，對銑削力進行計算，根據(jù)要求選擇合適的動力頭，以加工要求為線索，在滿足要求的前提下完成其它（如絲杠、導軌）所有零件的設計。
關(guān)鍵詞：坡口銑削機；動力頭運動機構(gòu)。
ABSTRACT
Modular Machine, by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine. Its features include: compact, reliable quality, design and manufacturing cycle shorter, less investment and economic effects, and higher productivity .
The design is a rectangular profile of the subject face groove milling machine design. of all, to the processing of the profiles for the start of the overall machine design, machine tool and then determine the overall layout, then the calculation of the milling force, in accordance with the requirements of the driving force for the first choice for processing requests for clues to meet the requirements of under the other (eg, screw, rail) to all parts of the design.
Keywords: Groove milling machine；Power agency head movement.
第一章 緒論
1.1課題來源及意義
在自動化焊接生產(chǎn)線上，為了提高焊接質(zhì)量提高生產(chǎn)效率，需要在矩形型材的焊接端面上開坡口，人工進行坡口工作效率太低而且還浪費人力，利用矩形型材端面坡口銑削機可以提高工作效率，降低工人的勞動強度，并提高破口質(zhì)量。
為了使兩塊矩形鋼材能夠牢固的對接在一起，需要將兩鋼材開坡口，為了滿足這種需要矩形型材端面坡口銑削機就應運而生了，這臺機器具有操作少，結(jié)構(gòu)比較簡單，效率高等優(yōu)點。既提高焊接強度，又保證焊接成品件的連接質(zhì)量。
在型鋼非標準設備現(xiàn)場制作中，經(jīng)常遇到一些尺寸較大、重量較重的部件的破口加工，如型鋼的焊縫坡口加工、短側(cè)板的焊縫坡口加工、分解槽壁板縱焊縫坡口加工等，對于這些焊縫坡口加工，如果使用火 自動切割機切割，坡口尺寸偏差較大，互換性差，而如果使用刨邊機，龍門銑等大型機床切削，不僅加工臺班費昂貴，而且大型機床不適于在各個施工現(xiàn)場之間頻繁搬，針對以上情況，我們提出了研制坡口專用銑削機床的課題。為了使研制工作切合實際、有的放矢，我們首先認真分析了矩形型鋼端面的加工特點。
最近由于金融危機的影響，機床行業(yè)受宏觀經(jīng)濟形勢的影響，呈現(xiàn)出增長逐步減緩的趨勢。自去年下半年以后，機床市場需求出現(xiàn)了嚴重滑坡。普通機床和經(jīng)濟型數(shù)控機床產(chǎn)品市場需求急劇下滑，傳統(tǒng)普通產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)庫存量大幅增加。而中、高檔數(shù)控機床，成套設備和大型重型數(shù)控機床需求相對集中，這說明行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了非常大的變化，單臺產(chǎn)品平均價格走高，市場需求繼續(xù)向高端傾斜，重型機床領(lǐng)域競爭將更加激烈。為了使適應廣大客戶的需要，我們要求設計了矩形型材端面坡口銑削機，這種機械有很大的發(fā)展?jié)摿Γ谶@次金融危機的影響下會有更好的發(fā)展。
1.2矩形型材斷面坡口銑削機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國的無錫大周焊割機械有限公司生產(chǎn)的有關(guān)坡口/端面加工設備就只有三種產(chǎn)品分別是DZXB-銑邊機，DZX系列端面銑，GD-20滾剪倒角機。而國外也只是有一些管道坡口機等等之類的坡口機，還有十一冶安裝工程公司制作了兩套臥式坡口銑削專用機床，一次試車成功，并先后在云南鋁業(yè)公司，河南焦作萬方鋁業(yè)公司、山東魯西鋁廠和四川廣興鋁業(yè)公司的電解槽制作工程中投入使用 ，發(fā)揮了重要的作用，解決了電解槽等非標設計超大零部件坡口機械化生產(chǎn)問題，保證了質(zhì)量和工期，節(jié)約了成本像這種用于銑削矩形型材的坡口銑削機還不多。
國外具有代表性的坡口機產(chǎn)品有以下幾種火焰切割/坡口機，由美國H&M公司生產(chǎn)，這種坡口機身采用鋁制的，重量輕，破口角度可調(diào)。管端坡口機，由意大利“古倍喜”公司生產(chǎn)，管端坡口機分為內(nèi)卡式和外卡式，可以滿足不同工作環(huán)境的需求。全自動柔性切管機，由日本開發(fā)研制。美國的爬管式管道切割/坡口機是一種便攜式銑削機，包括美國瓦奇T-L-C爬管式切割/坡口機，以及美國Mathey公司生產(chǎn)的爬管式切割/坡口機，德國GF公司生產(chǎn)的用于薄壁細長管切割/開坡口的RA系列管道切割兼坡口機。
外國研發(fā)和生產(chǎn)的大多數(shù)都是管道式坡口機或銑削機，他們并沒有太多的涉獵用于矩形型材的坡口銑削機，也可以說這是他們的空白，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?
1.3機械銑削機發(fā)展趨勢
機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，是國民經(jīng)濟各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟的重要支柱，是生產(chǎn)力的重要組成部分。機械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產(chǎn)設備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機械制造業(yè)本身提供機械制造裝備。機械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平標志著一個國家或地區(qū)的科學技術(shù)水平、經(jīng)濟實力。伴隨著國際經(jīng)濟危機的不斷加深及全球經(jīng)濟增長的放緩，機床行業(yè)受宏觀經(jīng)濟形勢的影響，呈現(xiàn)出增長逐步減緩的趨勢。自去年下半年以后，機床市場需求出現(xiàn)了嚴重滑坡。
機械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平，主要取決于機械制造裝備的先進程度。機械制造裝備的核心是金屬切削機床，精密零件的加工，主要依賴切削加工來達到所需要的精度。金屬切削機床所擔負的工作量約占機器制造總工作量的40%～60%，金屬切削機床的技術(shù)水平直接影響到機械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。換言之，一個國家的機床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學技術(shù)水平。顯然，金屬切削機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化建設中起著不可替代的作用。
縱觀幾十年來的歷史，機械制造業(yè)從早期降低成本的競爭，經(jīng)過20世紀70年代、80年代發(fā)展到20世紀90年代乃至21世紀初的新的產(chǎn)品的競爭。目前，我國已加入世界貿(mào)易組織，經(jīng)濟全球化時代已經(jīng)到來，我國機械制造業(yè)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，也面臨著新的形勢：知識——技術(shù)——產(chǎn)品的更新周期越來越短，產(chǎn)品的批量越來越小，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的要求越來越高，環(huán)境保護意識和綠色制造的呼聲越來越強，因而以敏捷制造為代表的先進制造技術(shù)將是制造業(yè)快速響應市場需要、不斷推出新產(chǎn)品、贏得競爭、求得生存和發(fā)展的主要手段。
矩形型材端面坡口銑削機，是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。它具有：生產(chǎn)率高；加工精度穩(wěn)定；研制周期短，便于設計、制造和使用維護，成本低；配置靈活等。正是由于這些特點的存在，決定了端面坡口銑削機在焊接領(lǐng)域的廣泛應用。
矩形型材端面坡口銑削機采用高速銑削加工，而這種加工可獲得較高的金屬切除率、很高的加工精度和良好的加工表面質(zhì)量，因此，在現(xiàn)代制造業(yè)中受到普遍重視，發(fā)展也相當迅速。相對于傳統(tǒng)的切削加工，高速加工中切削速度、進給速度都有了很大的提高，而且切削機理也不相同。隨著對高速加工技術(shù)研究的不斷深入，尤其是在加工機床、數(shù)控系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、CAD/CAM軟件等相關(guān)技術(shù)的推動下，高速切削加工技術(shù)已越來越多地應用于模具型腔的加工中。高速銑削加工的特點是熱變形小等優(yōu)點，其單位功率的金屬切除率提高了30%～40%，切削力降低了30%，刀具的切削壽命提高了70%，留于工件的切削熱大幅度降低，低階切削振動幾乎消失。隨著切削速度的提高，單位時間毛坯材料的去除率增加了，切削時間減少了，加工效率提高了，從而縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。同時，高速加工的小吃刀量、大進給速度減少了作用在工件上的切削力，切屑的高速排出減少了傳遞到工件上的切削熱，相應地減少了熱應力變形，從而提高了工件的加工剛性，并為薄壁零件的切削加工提供了可能。對硬度超過HRC60的材料進行高速銑削加工，可在一定程度上替代效率較低的電火花加工，這樣，一定程度上縮短了模具的制造周期。與傳統(tǒng)銑削加工相比，高速切削加工具有溫升低等優(yōu)點[9]。
此次設計的是由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
第二章 坡口銑削機的總體設計
設計機床的第一步，是確定總體方案?？傮w方案是機床部件和零件的設計依據(jù)，對整個設計的影響較大。因此，在擬定總體方案的過程中，必須全面地、周密地考慮，使所定方案技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。
2.1機床總體方案設計的依據(jù)
2.1.1工件
工件是機床總體方案設計的重要依據(jù)之一，設計者必須明確工件的特點和加工要求。本次畢業(yè)設計要求設計一臺矩形型材端面坡口銑削機，用于矩形型材斷面軋制或是焊接成型的型材，與底板焊接或是兩型材對接時，焊接工藝要求斷面到坡口，工件材料為熱軋45號鋼，矩形型材200200～400400，硬度為207～241HBS,生產(chǎn)批量為中小批量。加工部位的加工要求如下：
(1) 被加工表面的粗糙度均為R10；
(2) 銑削角度（5～20）×450 。
2.1.2刀具
機床設計力求簡單實用，考慮到切削材質(zhì)單一，切削參數(shù)變化范圍十分有限， 因此銑削轉(zhuǎn)速不分檔，銑削高速鋼角銑刀[1]，刀齒材料為YG6，=450，d=80，B=22,D=27,Z=22。
2.2工藝分析
2.2.1 工藝方法的確定
機床的工藝方法是多種多樣的，按工種可分為車、銑、刨、鉆、鏜、磨、研磨、電加工、振動加工、激光加工等；每一種還可再分，如車削加工有車外圓、車端面、車槽、車球面等之分；按加工精度各表面粗糙度可分為粗加工、半精加工、光整加工等；按工序集中程度可分為單刀、多刀、單工件、多工件、單工位、多工位等；按作業(yè)形式可分平行作業(yè)、順序作業(yè)、平行-順序作業(yè)等。
工藝方法對機床的結(jié)構(gòu)和性能的影響很大，工藝方法的改變常導致機床的運動、傳動、布局、結(jié)構(gòu)、性能以及經(jīng)濟效果等方面的一系列變化。
加工斷面坡口的方法有很多，比如說，銑削，刨削。對于對于矩形型材斷面，用刨床進行刨削加工時，機床需要兩個運動，機床和刀具結(jié)構(gòu)簡單，裝夾在工件臺上快速，穩(wěn)固，但生產(chǎn)率低，加工精度也達不到工件要求；用角銑刀進行銑削加工時，生產(chǎn)率不僅提高了，也能滿足工件所要求的加工精度，且裝夾快速，方便。與其它機床相比，矩形型材斷面銑削機具有生產(chǎn)率高，加工精度穩(wěn)定，研制周期短，便于設計、制造和使用維護、成本低、自動化程度高、勞動強度低，配置靈活等特點，因此，當生產(chǎn)量很大時，用矩形型材斷面銑削機進行加工更合理[2]。
2.2.2 機床總體布局
機床的總體布局指確定機床的組成部件之間的相對位置及相對運動關(guān)系。
合理的總體布局的基本要求有：
(1)保證工藝方法所要求的工件與刀具的相對運動關(guān)系；
(2)保證機床具有足夠的加工精度和相適應的剛度和抗振性；
(3)便于操縱、調(diào)整、維修，便于輸送、裝卸工件和排屑等；
(4)節(jié)省材料，占地面積小，即經(jīng)濟效果好；
(5)造型美觀。
考慮到工件較大，為簡化進給機構(gòu)，采用工件固定在裝夾臺上不動，而讓刀具相對于工 件運動的加工模式。矩形型材安裝在工作臺上，銑刀動力頭帶動銑刀作旋轉(zhuǎn)主運動，上下運動為進給運動，且動力頭的主軸可以伸縮，這樣可以完成進刀和退刀的要求?？紤]到節(jié)能問題，在機床上安裝了鏈輪和重錘，使重錘平衡掉一部分動力頭的重量和滑臺的重量，這樣使得進給動力變小，選擇較小的進給電機即可，如臺灣永坤YK立式減速電機。此方案的有點是各部件均是針對矩形型材設計的，因此，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。
由于本設備的制造數(shù)量較少，設計本專用機床的出發(fā)點，主要考慮其結(jié)構(gòu)設計，保證其適用性及安全性，除一些較大部件或遠動部件如支座，滑臺采用HT200，其余部件均就地取材。
2.2.3 機床運動的確定
為適應設備頻繁搬遷，不但整個機床可以解體，尺寸較大的零部件也應可以分解，同時設備應易于拆卸、吊裝，易于組合安裝，為防止機床在頻繁的拆卸、 吊裝過程中損壞，要適當增加零部件的安全裕度。在以上研制原則的指導下，我們設計了坡口銑削專用設備，它的表面粗糙度可達6.3。確定機床運動，指確定機床運動的數(shù)目，運動類型以及運動的執(zhí)行件。
本次畢業(yè)設計的矩形型材斷面坡口銑削機的工藝方法是，用兩把角銑刀直接進行對型材端面的兩平行邊同時加工。相應的450坡口成形運動為：兩動力頭主軸的回轉(zhuǎn)運動，動力頭上下運動為進給運動；輔助運動為：動力頭主軸伸縮為調(diào)整運動。通過著寫運動即可完成所要求的坡口切削[11]。
2.3機床主要技術(shù)參數(shù)的確定
機床主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù)，運動參數(shù)，動力參數(shù)。
2.3.1確定工件余量
矩形型材200200～400400，材料為熱軋45號鋼，硬度為207～241HBS，生產(chǎn)類型為中小批量，熱軋毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2～2.5,取加工余量為2.5mm。如果余量過大，不僅浪費金屬，增加切削工時，增加機床和道具的負荷，有時還會將加工表面所需保存的最耐磨的表面層切掉；如果余量過小，則不能去掉表面在加工前所存在的誤差和缺陷層以致產(chǎn)生廢品，有時還會使刀具處于惡劣的工作條件，例如刀尖要直接切削夾沙外皮和冷硬層加劇了刀具的磨損。為了合理確定加工余量，必須了解加工余量的各項因素如加工表面上的表面粗糙度，加工前的尺寸公差等。
確定加工余量的方法，由工序余量確定背吃刀量；根據(jù)加工表面粗糙度要求確定進給量：選擇刀具磨鈍標準及確定刀具耐用度；確定切削速度，并按機床主軸轉(zhuǎn)速表選取接近的轉(zhuǎn)速。
根據(jù)以上所說，我確定采用高速鋼角銑刀，同時考慮到該銑床銑削工件的尺寸，初步選擇銑削轉(zhuǎn)速1440r/min左右，在此前提下，我查閱資料得出：
a：當進給速度在V=440mm/min～270mm/min的范圍內(nèi)、銑削深度為3t0.8時，銑削粗糙度為100～50：
b：當進給速度在V=270mm/min～180mm/min的范圍內(nèi)、銑削深度為3t0.8時，銑削粗糙度為50～25：
c：當進給速度在V=170mm/min的范圍內(nèi)、銑削深度為t0.8時，銑削粗糙度為12.5。
由于施工圖部件坡口的粗糙度要求通常在25～50之間，因此結(jié)合工地的實際情況，采用V=200mm/min，符合加工要求。
2.3.2 選擇切削用量
由于被加工零件的銑削寬度為20mm,需進行一次走刀，即：a=20mm。
根據(jù)《組合機床設計簡明手冊》第132～133頁，選擇銑削切削用量。
銑削用量的選擇與要求的加工表面粗糙度值及其生產(chǎn)率有關(guān)系。當銑削表面粗糙度數(shù)值要求較低時，銑削速度應選高一些，每齒走刀量應小些。若生產(chǎn)率要求不高，可以取很小的每齒走刀量，一次銑削4～5mm的余量達到R=1.6μm的表面粗糙度。這時每齒的進給量一般為0.02～0.03mm。
根據(jù)本次設計所加工的零件要求，其表面粗糙度數(shù)值較低，加工材料為熱軋鋼，查《切削用量手冊》表4得：
a=0.03～0.05mm/z,V=15～35m/min,取a=0.04mm/z。
2.3.3 運動參數(shù)—主運動驅(qū)動電動機功率的確定
機床的運動參數(shù)包括主運動轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍、進給量范圍、進給量數(shù)列以及空行程速度等。此次設計主要確定主運動的運動參數(shù)。
2.3.3.1切削力的計算
有工作條件等查《切削用量手冊》表22得：
F= （2-1）
其中：CF,=45，xF=1.0，yf=0.72，nf=0.88，qf=0，f=0.86，為有關(guān)系數(shù)和指數(shù)
KF為切削條件改變是，切削力的修正系數(shù)
a—銑削寬度，a=20mm
a—銑削深度，由于是一次銑削就能達到設計尺寸，則銑削深度為工件加工余量，即a=20mm。
af—進給量，a=0.04mm/z
Z—齒數(shù)，取Z=22
則切削力大小為:
F=5197.1N 取 F=5200N
2.3.3.2切削功率的計算
根據(jù)《機械制造工藝金屬機床設計指導》第72頁，可得切削功率公式為：
P===2.07KW2.1KW （2-2）
由常州市高翔組合機床制造有限公司提供的TX40銑削動力頭功率為7.5Kw，主軸滑套軸向調(diào)整70mm，動力頭燕尾導軌軸向位移100mm。使用兩個這樣的動力頭在兩側(cè)面同時銑削坡口，而型材的規(guī)格為200200～400400，單邊軸向位移量最大為100mm，而常州市高翔組合機床制造有限公司提供的TX40銑削動力頭即可滿足此要求。
2.4進給驅(qū)動電動機功率的確定
查《金屬切削機床設計》第41頁，可知：進給驅(qū)動電動機功率取決于進給的有效功率和傳動件的機械效率[9]，
N= （2-3）
式中：N—進給驅(qū)動電動機功率(KW)
V—進給速度(m/min)
Q —進給抗力(N)，Q=(0.3～0.5)F （2-4）
η—進給傳動系統(tǒng)的總機械效率(一般取0.15～0.2)
粗略計算時，可根據(jù)進給傳動與主傳動所需功率之比值來估算進給驅(qū)動電機功率。
銑床的進給功率P’=0.5P=0.5KW
采用臺灣永坤YK立式減速機，采取全封閉全壽命機電一體化設計，硬齒面斜齒傳動，低噪聲、高效率。整體結(jié)構(gòu)、重量輕，適應性強，可附加電磁制動器，輸出轉(zhuǎn)速：69～260r/min，輸出轉(zhuǎn)矩：高至1500Nm。電機功率：0.12～4Kw。安裝形式：安裝法蘭方式安裝，電機型號為CV 25-750-25-C。
第三章 端面坡口銑削機的機械部分設計
3.1傳動部分的設計
3.1.1絲杠選取和設計
根據(jù)本設計中對銑削速度及加工精度的要求，減速電機的輸出最高轉(zhuǎn)速n設為200 r/min。減速電機通過連軸器與絲杠直接連接，即i=1，動力頭快速進給的最高速度要求達到v=1m/min。進給速度為v=200mm/min,減速電機的輸出最高轉(zhuǎn)速為200 r/min，則絲杠的最高轉(zhuǎn)速也為200 r/min。基本絲杠導程
P= ==5(mm) （3-1）
絲杠中徑d2==30mm （3-2）
Pp=7.5—13MPa低速潤滑良好，材料為鋼，
查《機械零件設計手冊》[19]表5-13得：
d=48mm,p=5mm,d2=D2=44.752mm,D4=42.587,d3=29,D1=42.587
螺目工作高度H=d2=(1.2～1.5)44.752=53～67mm圓整為60mm。
螺紋的工作高度h=0.5p=3mm
螺牙根部的寬度b=0.65p=3.9mm
絲杠所受的軸向力為Q=(0.3～0.5)F=1560取Q=1600N
驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 T=T1+T2+T3 （3-3）
T2,T3—軸承摩擦力矩
T1—螺紋力矩
T1=F24.5N·M （3-4）
T2+T3=0.5 N·M
T=25 N·M,減速電機的轉(zhuǎn)矩為26 N·M，符合要求。
3.1.2絲杠的校核計算
由絲杠的設計計算可得：P=6mm，
查《機械設計師手冊》表18-10得：
選擇滑動螺旋副材料：螺桿螺母材料均為鋼，摩擦系數(shù)f=0.11～0.17(定期潤滑)，8到10級精度，需用壓強[P]=7.5～13MPa，取10MPa
選擇30o梯形螺紋,整體螺母=1.2～1.5，取1.5
計算螺旋副壓強p= （3-5）
由公式可得：p==1.95MPa （3-7）
p [p]螺旋副強度符合要求。
旋合圈數(shù)n=H/P=45/6=7.510～12
驗算自鎖=arctan通常 （3-8）
=3.30自鎖性好。
驗算螺牙強度：
螺桿和螺母的材料相同，只需校核螺桿的螺牙強度。
螺桿剪切強度 （3-9）
螺桿彎曲強度 （3-10）
所以螺牙的強度符合要求。
螺桿的穩(wěn)定性校核：臨界載荷
先計算 （3-11）
——長度系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，查《機械零件設計手冊》表17-7得
=0.6
——螺桿最大工作長度，1000mm
——螺桿危險截面的慣性半徑 mm
==29/4=7.25 （3-12）
==8285
所以=10927N （3-13）
穩(wěn)定條件是2.5～4 （3-14）
=4.374所以螺桿的穩(wěn)定性良好。
螺桿的剛度校核：
軸向載荷使導程產(chǎn)生的彈性變形 （3-15）
=11.3
轉(zhuǎn)矩使導程產(chǎn)生的彈性變形== （3-16）
==5.4 （3-17）
導程的總彈性變形量=+=16.7 （3-18）
每米螺紋距離上的彈性變形量/S=20.9/m
查《機械零件設計手冊》表17-9得7級精度的=30
所以/S=30螺桿的剛度滿足要求。
綜上校核可得,絲杠符合要求。
3.2軸承的選取
根據(jù)載荷的方向選擇軸承的類型，絲杠安裝在滾動軸承上，由于軸承需要承受2500N的軸向力，受到較大的軸向載荷，選擇圓錐滾子軸承。根據(jù)絲杠的公稱直徑和安裝條件查《機械設計課程設計手冊》表6-7得：選取型號為圓錐滾子軸承30000型23系列和雙列圓錐滾子軸承20系列。對于實際工作的圓錐滾子軸承，為了保證它的可靠地工作，應使它至少下半圈的滾動體全部受載。因此，在安裝這類軸承時，不能有較大的軸向竄動量[10]。
3.3聯(lián)軸器的選取
由工作條件和受力情況，選擇GYH2型凸緣聯(lián)軸器[10]，凸緣聯(lián)軸器的材料是用灰鑄鐵或碳鋼，這種聯(lián)軸器需要兩軸的對中性要求很高，但由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故坡口銑削機所用的聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器。由《機械設計師手冊》表4-2灰鑄鐵的牌號和力學性能得，選取HT250，公稱轉(zhuǎn)矩63N·m,許用轉(zhuǎn)速10000r/min,軸孔直徑25mm，軸孔長度62mm。如圖所示：
圖1 GHY2型聯(lián)軸器
3.4導軌的選取
銑床上的直線運動部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等支承件上的導軌進行運動的，導軌的作用概括地說是對運動部件起導向和支承作用，導軌的制造精度及精度保持性對機床加工精度有著重要的影響。
本設計中一是對精度的要求不高，二是要控制加工成本，綜上考慮，決定用矩形導軌，動力頭上下運動完成了銑削的進給運動，為了使銑削表面具有較好的粗糙度選擇矩形導軌，而且動力頭的運動使導軌受到一定的顛覆力矩，由常州市斯德利精工機械有限公司提供的直線導軌滑塊系列中的BRH45BL型號的導軌，此導軌的基本負荷,動額定載荷8330kgf，靜額定載荷14950kgf，容許靜力矩MX=267kgfm,MY=210kgfm,MZ=210kgfm.滑塊重量2.8kg滑軌重量12.3kg。
3.5 T型槽選取
圖2 T型槽尺寸
根據(jù)GB/T158-1996，A=18mm，B=32mm，C=12～14mm取C=14mm，H=30～36mm取H=36,P=32～100取P=100mm。EMAX=1.6mm,FMAX=1mm。
與此T型槽配套使用的螺栓是M16,SMAX=28mm,KMAX=10mm。
參考文獻
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[14] 徐濠.機械設計手冊.機械工業(yè)出版社.北京：1991年9月
致 謝
本次設計是在導師宮濤老師的悉心指導下完成的。在畢業(yè)設計過程中，宮濤老師傾注了大量的時間和精力，對我進行了耐心的指導和幫助。宮濤老師知識淵博、治學態(tài)度嚴謹。我順利地完成論文與宮濤老師高度的責任心是分不開的。
宮濤老師嚴謹?shù)闹螌W精神、淵博的知識、敏銳的思維、對工作的熱情態(tài)度和樸素高尚的人格修養(yǎng)，使我受益終生。在此論文完成之際，謹向我敬愛的老師表示最誠摯的敬意和衷心的感謝。
我的設計能夠順利完成與老師的指導和同學的幫助是分不開的，再次對他們表示感謝！
在畢業(yè)設計即將結(jié)束之際，本該是一件值得很慶幸的好事，但卻苦于不知道以怎樣的方式來表達在畢業(yè)設計中幫助過我的老師、同學及學院領(lǐng)導，更不知道用什么樣的詞句來形容此時此刻的心情，我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就不會做得這么順利，我在這兒只有向所有幫助過我的同學、老師和領(lǐng)導說一聲：你們辛苦了，謝謝！