下载
加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 毕业设计(论文)-CK0630数控车床刀架及刀架体设计析

毕业设计(论文)-CK0630数控车床刀架及刀架体设计析.doc

毕业设计(论文)-CK0630数控车床刀架及刀架体设计析

初夏知音
2018-09-12 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《毕业设计(论文)-CK0630数控车床刀架及刀架体设计析doc》,可适用于综合领域

毕业设计(论文)CK数控车床刀架及刀架体设计析扬州职业大学毕业设计论文题目:CK数控车床刀架及刀架体设计析姓名:指导老师:院系:机械工程系专业班级:机电一体化,,号目录绪论…………………………………………………………………………………第一章机床总体设计…………………………………………………………车床设计应满足的基本要求………………………………………………车床总体布局………………………………………………………………车床总体布局的影响因素…………………………………………………机床主要参数的确定………………………………………………………局………………………………………………………………………………………总体第二章数控自动刀架总体介绍………………………………………………………………数控自动刀架的设计背景……………………………………………………………设计准则…………………………………………………………………………………第三章电动机的选择……………………………………………………………………………工作原理……………………………………………………………………………………步进电机的选用…………………………………………………………………………第四章刀架的设计………………………………………………………………………………设计简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„刀盘传动结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„蜗轮及蜗杆的选用与校核……………………………………………………………蜗杆传动的组成和特点………………………………………………………………蜗轮、蜗杆的选材原则………………………………………………………………蜗轮蜗杆的计算…………………………………………………………………………确定主要参数………………………………………………………………蜗杆传动的润滑…………………………………………………………………………蜗轮蜗杆传动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„轴的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„棘轮转动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第五章轴承的选用…………………………………………………………………………总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„实习小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考资料………………………………………………………………………………………绪论一选择背景和意义:我国研制和引进数控机床已有二十多年的历史,数控机床的拥有量也相当可观,充分发挥这些设备的作用,会大大促进生产和科研量的发展。但是,据统计,无论是国产数控机床还是进口的数控机床,现在大多数还没有用起来,或者用的不够好,使用得好的或者机床较好的还是少数。数控机床是先进制造技术和制造信息集成的重要,是发展机器制造业以至整个工业必不可少的复杂生产工具。元素数控机床的发展和创新在一定程度上映射出加工技术的主要趋向。随着微电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术以及微型计算机技术、人工智能技术等新技术的发展,致使数控机床不断升级而逐渐成为评价现代工业发展的重要指标。我国在加入WTO参与世界市场激烈竞争中,国内外市场对数控机床的需求将日益增多,数控机床的发展前景非常广阔,这一点对我国数控机床工业来说既是机遇又是挑战。根据市场调查科学技术的不断发展及制造技术的不断进步,以及社会对产品多样化的需求愈加强烈,产品的更新换代加速,产品品种的多样化,使得生产规模已由过去的大批量生产方式为主转向以中、小批量轮番生产占主导地位的局面,促进了数控机床的发展。数控机床的发展出现了向两端扩展的方向,即一端是发展高技术、高功能的数控产品,另一端是发展简易、廉价的数控机床及兼有手动功能的手动型数控机床,以满足生产中多层次的要求。简单的说数控机床也正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的方向发展。在这类多工序的数控机床中必须带有自动换刀装置。在多工序数控机床出现之后又逐步发展和完善了各类回转刀具的自动更换装置扩大了换刀数量以便有可能实现更为复杂的换刀操作。二课题关键问题及难点:在设计刀架过程中难点是刀架中刀具的重新定位的准确性同样还要解决下列问题:)刀架预紧力过大而导致对刀具的伤害。)刀架内部机械卡死。)电源不通、电机不转。)电源通电机反转。)手动换刀正常、机控不换刀等。回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置对于数控车床来说加工过程中刀具位置不进行人工调整因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构以保证回转刀架在每次转位之后具有尽可能高的重复定位精度(一般为。。mm)。三调研报告据了解国产数控车床今后将向中高当发展中档采用自动换刀刀架数控转塔刀架基夹刀架高档采用动力型刀架兼有液压刀架伺服刀架立式刀架等品种预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。数控刀架的发展趋势是:随着数控车床的发展数控刀架开始向快速换刀电液组合驱动和伺服驱动方向发展。不同种类的刀架用途与原理有所不同目前市场上的刀架大部分分为端盖组合刀架动力型刀架液压刀架伺服刀架立式刀架。端盖组合刀架是一种为了产品能够批量生产而设计的主要优点为:缩短了基本时间刀具小型化,刃磨方便刀具能够一次性装夹,保证同轴度要求。轴承室与止口直径的同轴度可达到mm,不会因多刀同时切削而增加切削力,引起工件变形。通过同类产品的比较,在批量生产中此刀架的优势更为显著。另外,此刀架不但可以加工电机端盖,而且还可以加工其他类型的薄壁盘类零件,在生产中得到过证实。本刀架虽然有很多优势,但也存在缺点,比如说止口外圆倒角就加工不了,只能采用大滑板和中滑板同时走刀,用手动进给加工出倒角,这样加工出的倒角不美观。自动换刀的形式主要有回转刀架换刀、主轴头转位换刀和带刀库的自动换刀系统。传统的车床例如CA的刀架上只能装一把刀换刀的速度慢换刀后还须重新对刀并且精度不高生产效率低不能适应现代化生产的需要因此有必要对机床的换刀装置进行改进数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置自动回转刀架是在一定的空间范围内能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。而在大多数自动回转刀架中使端面齿轮产生压紧力的机构通常为液压系统这样使刀架系统更加复杂这种设计常采用凸轮机构杠杆机构和碟型弹簧通过凸轮在回程运动中滚子下降经过杠杆机构使压紧力放大通过压缩碟型弹簧产生足够的压紧力。采用这种方法使刀架的结构更为简单在不要求很大夹紧力的情况下比较适用。数控转塔刀架是加工中心、数控车床必备的机床附件,尤其适宜全功能数控车床。当前,数控机床发展迅猛,机床面向高速、高效、高精度方面发展。作为关键附件,数控转塔刀架将对于提高机床整体运行的可靠性、稳定性和效率有着重要意义。但是数控转塔刀架造价高价格也高不适宜经济型车床运用。这次我们课题设计的基夹结构的刀架结构简单成本底重定位精度一般刀具装夹操作简单价格便宜主要由于机床培训机构教育单位还有钟表仪器加工行业。四方案论证:在前边的调研报告中可以看出中国数控机床总体水平不高。而仪表仪器行业中简易数控车床比较多我们设计的刀架结构简单成本底重定位精度一般刀具装夹操作简单价格便宜正适用了这个行业的发展。教育部门和培训机构中简易数控机床也比较多我们的产品正适应了这一方面的需求。数控车床刀架要完成刀具的装夹、对刀、自动按程序指令选刀、参加切削等工作刀架因此必须满足以下要求:)参与切削的空间太。为了能加工最大规格零件刀架上两把相邻刀具之间要有足够大的距离避免刀具对工件、尾座、卡盘等发生干涉和碰撞。)切削刀具数量最多可安装多种形式的刀具这样可以减少装夹刀具的次数提高生产效率。)换刀快速准确在相关的可编程序器及软件配合下可实现最短路线逻辑选刀。)结构简单定位夹紧可靠强度高能承受机床强力切削和连续长时间正常工作。)定位精度高且应具有较高的精度稳定性和保持性。我们设计的刀架基本上满足以上要求。第一章机床总体设计车床设计应满足的基本要求为了设计和制造技术先进、质量好、效率高、结构简单、使用方便的机床设计是应考虑如下的基本要求。能适应一定的工艺范围一般机床应具有适应不同生产要求的能力也就是应有一定的工艺范围。这些工艺范围是指工序的种类被加工工件的类型、材料和尺寸使用的刀具的种类及材料加工精度及表面粗糙度以及生产的规模等。工艺范围的大小主要是由生产类型决定。用于单件、小批量生产的通用机床应能适应不同部门和完成多种多样的工作工艺范围应宽一些。用于大批、大量生产的机床往往专用为提高效率应尽量减小工艺范围。所以机床的工艺范围必须根据使用要求和制造条件合理确定。一般来说传统的通用机床都具有较宽的工艺范围以适合不同工序的需求数控机床的工艺范围比传统机床的工艺范围还要宽使其具有良好的柔性专用机床和专门化机床则应合理缩小工艺范围以简化机床结构、保证质量、降低成本、提高效率。保证加工精度和表面粗糙度机床的加工精度是指被加工零件所能达到的尺寸、形状和相互位置等方面的精度程度主要影响因数是机床的精度和刚度。机床的精度包括几何精度、传动精度、运动精度和定位精度是在空载条件下检测的精度称为静态精度机床在重力、夹紧力、切削力、各种振动力和温升作用下主要零部件的行位精度称为动态精度。为了保证机床的加工精度要求机床具有一定的动态精度和静态精度。工件加工表面的表面粗糙度与工件和刀具材料、进给量、刀具的几何角度和切削时的振动有关机床的振动和机床的结构刚度、阻尼特性、主要零部件的固有频率等有关。被加工零件的表面粗糙度也是机床应满足的主要要求之一它与刀具及加工材料有关还与机床的进给量、运动平稳性和抗震性有关。较高的生产率及自动化程度机床的生产率是其单位时间内所加工的零件数目。为了提高生产率应尽量降低加工一个零件所需的切削时间、辅助时间以及准备时间。切削时间的降低可通过增加切削用量采用先进刀具强力切削和多刀切削来实现。辅助时间的降低可通过提高自动化程度如采用快速自动装卸、自动换刀以及自动补偿等措施来达到。准备时间的减低可采用备用刀架、机外对刀采用有刀库的数控机床及加工中心可通过改变程序、程序仿真、自动显示等措施来达到。操作方便和使用安全可靠机床应该易于操作、使用方便。这样一方面可降低操作者的劳动强度减少疲劳另一方面又可提高劳动生产率。机床可靠性的提高可降低事故发生的可能性进一步提高劳动的生产率和设备利用率也是提高产品质量的有效保证。、成本低低成本经济效益好以较少的投入获得最大的经济效益。要加强机床的三化工作(系列化、通用化和标准化)以便于在提高机床性能的同时又减低了其成本。另外还要尽量减少嘈声注意造型防止各种污染等。车床总体布局车床总体布局的影响因素机床的总体布局设计是按照工艺要求决定机床所需的运动确定机床的组成部件确定各个部件的相对运动和相对位置关系同时也要确定操纵和控制机构在机床中的配置。通用机床的布局已形成传统的型式但随着数控等新技术的应用传统的布局也在发生变化。专用机床的布局没有固定的型式灵活性较大。车床总体布局是对车床全局性的规划部署和决策。总体布局确定后才能展开机床的具体设计工作。机床总体布局应考虑的主要因数如下所述。工艺方法工艺方法不同的加工表面的形式可以用不同的工艺方法去实现。即使相同的加工表面也可用不同的工艺方法去加工。由于工艺方法的不同相对运动关系不同所用的刀具也不相同。因此由于工艺方法的不同加工表面形成所需的运动关系也不同而构成这种运动关系的主要部件的结构配置和位置关系也必然不同。工件的尺寸和重量当工件的尺寸和重量较小时一般可移动工件来实现加工而大型工件的钻孔往往采用摇臂钻既工件固定于工作台而移动钻头对准工件的钻孔位置进行钻孔。加工精度和表面粗糙度当工件的加工精度和表面粗糙度要求较高时在机床的总体布局阶段就要采取切实可行的对策如提高机床的传动精度和刚度减少振动和热变形等。生产批量和生产率对于车削加工单件、小批量生产采用卧式车床和数控机床。而生产批量较大形状较复杂尺寸较小可采用转塔车床。数控车床可采用大切削量加工粗、精加工一体从而进一步提高生产率。、其他因素若要求机床功能完善如体积小、重量轻、占地面积小、结构简单、便于维修和操作以及造型美观等则这些因素都将不同程度的影响总体布局机床主要参数的确定尺寸参数尺寸参数有主参数、第二主参数和其他一些尺寸参数。机床的主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。通用机床的主参数通常都是以机床的最大加工尺寸来表示专用机床的主参数一般以与通用机床相对应的主参数表示。为了更完整地表示机床的工作能力和加工范围可在主参数后面标出第二主参数。《JB金属切削机床型号编制方法》已对主参数和第二主参数作了规定。如卧式车床主参数是床身上最大回转直径其第二主参数是最大工件长度。还有一些其他尺寸参数它们一般根据主参数来确定。如卧式车床有刀架上工件的最大回转直径和主轴孔所允许通过的最大棒料直径等参数。主参数、第二主参数和其他尺寸参数确定后就基本上确定了该机床所能加工和安装的最大工件尺寸。可以说尺寸参数基本上体现了机床规格的大小。运动参数运动参数是指机床运动部件(主轴、工作台)的速度。主运动有回转运动主运动参数为主轴转速其单位为rmin主运动为回转运动的机床如车床、镗床和铣床等。主运动也有直线运动如插床、刨床等。对于专用机床和组合机床其主参数往往是按最有利的切削速度确定的无变速要求。通用机床应满足多种零件加工要求主轴需要相应的变速。传统机床的变速一般采用感应电机配上分级变速箱来实现。动力参数动力参数是指主运动、进给运动和辅助运动的动力消耗它主要由机床的切削载荷和驱动的工件质量决定。数控机床的工作情况比普通机床的工作情况更复杂要认真分析计算。当然也要通过实验来确定电机的功率。()进给驱动伺服电机的选择)原则上应根据负载条件来选择伺服电机。在电机轴上所加的负载有两种即阻尼转矩和惯量负载。对着两种负载都要正确计算以便于合理的选择电机。)负载转矩计算法)负载惯量计算由电机驱动的所有部件无论是旋转运动的部件还是直线运动的部件都成为电机的负载惯量。()主轴电机的选择应按下列几条原则综合考虑来选择主轴电机的功率。)所选的电动机应能满足机床设计的切削功率的要求。)根据要求的主轴加减速时间计算出的电机功率不应超过电动机的最大输出功率。)在要求主轴频繁起、制动的场合必须计算出平均功率其值不能超过电机的连续额定输出功率。)在要求有恒表面速度控制的场合恒表面速度控制所需的切削功率和总体布局本系统最基本的要求是连接一车削单元(执行工件端面车削和外圆车削)和一铣削单元(执行工件端面的铣削)使得各种类型的零件在这个不同的单元中可同时区分加工。相对来说不同类型工艺装备的连线更加具有一定的难度。首先不同类型工艺装备(车削和铣削)对各工件的执行任务各不同其次在实际生产中工件一般需同时混流加工这就要求本系统具有一定的识别装置再次要使得被加工件准确的达到各加工单元的加工位置这就对系统的单元传送装置提出了更高的要求。由此看来如何更好的布置加工设备是解决上述问题提出的设计要求的重要途径。图即满足上述要求及特点而布局的总体布局有图可见工件置于随行工位器上随行工位器安装在传送带上加工单元间通过主传送装置连接。由于是车、铣混合组线加工单元装载对象一般只能是工件本身(因车削工件旋转铣削刀具旋转)因而加工单元的进出料有单元传送装置机载机械手来完成。在本系统中还使用了用于定位检测的霍尔开关对机械手的三个位置(抓取工件、工件装夹、工件加工)进行定位。在传送带上分别安装随行工位器到位接近开关和物料检测装置。第二章数控自动刀架总体介绍数控自动刀架的设计背景数控机床为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差必须自动换刀装置。在自动换刀数控机床上对自动换刀装置的基本要求是:换刀时间短刀具重复定位精度高有足够的刀具存储量刀架占地面积小及安全可靠等。回转刀架换刀是一种最简单的自动换刀装置常用于数控车床。根据加工对象的不同它可以设计成四方刀架六角刀架和八角刀架等多种形式。回转刀架上分别安装着四把、六把、八把或更多的刀具并按数控装置的指令换刀。回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置对于数控车床来说加工过程中刀具位置不进行人工调整因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构以保证回转刀架在每次转位之后具有尽可能高的重复定位精度(一般为。。mm)。MMAAAA上图是本次毕业设计的CK刀架图的一部分设计准则:数控车床刀架要完成刀具的装夹、对刀、自动按程序指令选刀、参加切削等工作所以刀架必须满足以下要求:)切削刀具数量最多可安装多种形式的刀具至少应能安装各种车外圆刀具和孔加工刀具并且刀具易于更换和调正。)参与切削的空间太。为了能加工最大规格零件刀架上两把相邻刀具之间要有足够大的距离避免刀具对工件、卡盘、尾座等发生干涉和碰撞。)换刀快速准确在PC可编程序器及其软件配合下可实现最短路线逻辑选刀。)结构简单定位夹紧可靠强度高能承受机床强力切削和连续长时间正常工作。)定位精度高且应具有较高的精度稳定性和保持性。本章小结本节主要介绍了刀架的背景及刀架的性能要求及才数要求初步认识本次毕业设计的内容。第三章电动机的选择工作原理工作原理为:数控中心或手动按键发出刀位信号如果所选刀体正好对准霍尔元件那么电机就不用动作直接向微机发出回答信号。如果所选刀体未对准霍尔元件那么就开始执行下列动作:控制继电器动作电机正转通过蜗杆、蜗轮将刀盘上升到一定高度时挡块卡死倒盘运转霍尔元件接到信号电机停止运转。当上刀体转位转到所需刀位时霍尔元件电路发出刀位信号电机反转。反靠到档块上完成精确定位刀架锁死继电器动作电机停止。向微机发出回答信号加工程序开始。步进电机的选用步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例相应的转速取决于输入脉冲频率。步进电机是机电一体化产品中关键部件之一通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。选择步进电机时首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时首先要计算机械系统的负载转矩电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机负载力矩大。选择步进电机时应使步距角和机械系统匹配这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量一是可以改变丝杆的导程二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。选择功率步进电机时应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。选择步进电机需要进行以下计算:步进电机的选用已知刀盘切削力为N速度为=ms,w<>传动装置效率:=,,,式中=为联轴器的效率=为蜗轮蜗杆的传动效率。,,所以==,电机所需功率,P=F=kwW=,,<>选择电动机型号:根据工作条件选择一般用途的Y系列三相电动机根据电动机所需功率并考虑到电动机转速越高总传动比越大所以选用YM型电动机。其额定功率为kw满载转速n=rmin,第四章刀架的设计设计简介本设计的车床中使用的回转刀架是一种最简单的手动换刀装置。根据不同的加工对象它可以设计成四方刀架和六方刀架等多种形式。回转刀架上分别安装四把、六把或更多的刀具并按机床加工的要求来选择刀具。回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工的精度在很大程度上取决于刀尖位置因此必须要选择可靠的定位方案和合理的定位结构以保证回转刀架在每次转位之后具有尽可能高的重复定位精度。刀盘传动结构CK的刀架,是采用电机转动带动蜗轮蜗杆传动,最后由蜗轮蜗杆传动带动棘轮转动使其刀盘转动的工作原理。具有转位稳定可靠,换位时间短,切向扭矩大等特点。蜗轮及蜗杆的选用与校核蜗杆传动的组成和特点如图所示为一级蜗杆传动减速器的应用实例。蜗杆传动是由少数齿数、大螺旋角、分度圆直径很小、齿宽较大、形状像螺杆的斜齿轮与齿顶为圆弧形轮齿为弧齿形的斜齿轮相啮合组成的见图。主要用于实现两交错轴间的运动和动力传替通常=蜗杆为主动轮。图蜗轮、蜗杆的选材原则由于蜗杆传动的失效形式和圆柱齿轮传动不同所以材料选择的原则也不相同。蜗杆。蜗轮的材料不仅要求有足够的强度更重的是应该具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性能。蜗杆一般使用碳素钢或合金钢制成。常用材料性能和选用原则见表。表蜗杆长用材料材料编号热处理方法硬度通用场合调质低速、中载不重要~HBS的蜗杆表面淬火高速、重载、载荷~HRC稳定表面淬火Cr~HRC渗碳淬火高速、重载、载荷Cr~HRC不稳定渗碳淬火CrMnTi~HRC蜗轮常用的材料为具有良好抗胶合能力和耐摩性的青铜和铸铁见表。表蜗轮常用材料材料编号适用的华东速度(ms)适用场合和特点抗胶合、耐磨性能好易ZCuSnPb加工价格高多用于高速、重载的重要蜗轮抗胶合、耐磨性能好抗ZCuSnPbZn腐蚀性好易加工价格高多用于高速、重载的重要蜗轮抗胶合、耐磨性能一般ZCuAlFe强度高于上两种材料易加工价格高多用于中速、中载的重要蜗轮抗胶合、耐磨性能好强HT(~HBS)度底价格底多用于减HT(~HBS)速、轻载或不重要的蜗轮考虑到蜗杆传递的功率不大选用号钢希望效率高些耐磨性好些故蜗杆螺旋面要求火硬度为HRC~。蜗轮用铸锡青铜金属模铸造。由于蜗杆的齿数很少所以蜗杆传动具有很大传动比一般可达i=~有时甚至达i=以上。其结构紧凑、工作平稳、噪声底也可实现自锁。但蜗杆传动存在效率底、摩擦大、产生热量大的缺点故不适用于大功率和长时间连续工作的场合。蜗轮蜗杆的计算此次设计的蜗轮蜗杆的计算方法见表:确定主要参数选择蜗杆头数z及蜗轮齿数z按i=,取z=则z=iz==按齿面接触疲劳强度计算蜗轮的模数m及蜗杆特性系数q)确定作用在蜗轮上的扭矩T按z=参考表估取=则,T=Nn=Nmm,,,名称传动方式效率值备注,,,,,,,蜗杆传动自锁蜗杆润滑良好,,,,,,,蜗杆传动单头蜗杆润滑良好,,,,,,,蜗杆传动双头蜗杆润滑良好,,,,,,,蜗杆传动三头和四头蜗杆润滑良好,,,,,,,蜗杆传动圆弧面蜗杆润滑良好表)确定载荷系数K因工作载荷较稳定冲击不大取载荷分布不均系数K=由表选,取工作情况系数K=由于转速不高选动载系数K=则,,K=KKK==,,,工作类型载荷性质均匀无冲击不均匀小冲击不均匀大冲击每小时启动次数,,,,,,,,,,以上启动载荷小较大大Kw表)确定许用接触应力及弹性影响系数Z,,,HE由表查得=Nmm当青铜蜗轮与钢制蜗杆配对传动时取,,,HZ=(Nmm)E蜗轮材料铸造方法蜗杆螺旋面的硬度蜗杆螺旋面的硬度,,,小于或等于,,,,大于,,,铸锡磷青铜砂磨铸造金属模铸铸锡磷青铜造铸锡锌铅青砂磨铸造铜铸锡锌铅青金属模铸铜造铸锡锌铅青离心铸造铜表)模数m和压力角,和蜗杆特性系数q为了方便加工规定蜗杆的轴向模数为标准模数。蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴向模数因此蜗轮端面模数也应为标准数。标准模数系列见表。压力角标准值为:。m,(KTZzZz)=,,,,q,,EHEH由表选模数m=蜗杆特性系数q=mqmq表)验算蜗轮的圆周速度,=zmn==ms,,,所以K=还是合适的。,)求中心距a:a=(dd)=()=mm)校核齿根弯曲疲劳强度蜗杆分度圆直径d=蜗轮分度圆直径d=Zm==mm由表按z=,q=,查到=齿形系数Y按z=有表查得业由表,查得许用弯曲应力=Nmm,,,b=KTYddmcos=cos=Nm,,bm<Nmm故齿轮的弯曲疲劳强度是足够的。zY表)蜗杆蜗轮个部分尺寸的计算()蜗杆齿顶高h=m=a齿全高h=m==齿顶圆直径da=dm==mm齿根圆直径d=dh*m==mmfa蜗杆直径系数px=πm=mm蜗杆导程pz=zpx=*=mm蜗杆螺旋部分长度当z=时L,(z)m=()*=mm()蜗轮蜗轮顶圆:d=dm==mma蜗轮底根圆:d=dm==mmf外圆:Ddm==mma轮宽按表查得Bd==mma包角sin=Bdm==,a故=则=取=,,,齿根圆弧面半径R=dm==mma齿顶圆弧面半径R=dm=mmf精度选择和公差表面光洁度的确定由于所设计的蜗杆传动是用于动力传动希望使用寿命长些另外它属于通用机械的传动部分所以选择级精度和标准保证侧隙D即按标c准为“级DJB”。c至于要求的公差项目及表面光洁度可参考JB选取。上述可知由于蜗杆传动中蜗杆感与蜗轮齿面间的相对滑动速度较大效率底摩擦发热大其主要失效形式与圆柱齿轮不同而是我论齿面产生胶合、点蚀及磨损在一般闭式传动中容易出现胶合或点蚀开式传动中主要是齿论的磨损和弯曲折断。因此对于闭式蜗杆传动通常按接触疲劳强度设计按齿根弯曲疲劳强度校核蜗轮轮齿。对于连续工作的闭式蜗杆传动因摩擦产生的热量会使蜗杆、蜗轮的温度不断升高材料软化从而导致更严重的破坏。所以还需对蜗杆传动进行热平衡计算也就是利用蜗杆减速器箱体表面和一定的散热措施使产生的热量能及时散发出去保持温度在左右不边。对开式传动通常只需按齿根弯曲疲劳强度设计。由于蜗杆分度圆柱直径较小轴向尺寸较大一般要设计为蜗杆轴。由于蜗杆轴细长受力后产生弯曲变形较大会影响传动性能所以还需要对蜗杆轴进行强度和刚度计算。蜗杆传动的润滑由于蜗杆传动的相对滑动速度vs大效率低发热量大因此必须注意蜗杆传动的润滑否则会进一步导致效率显著降低并会带来剧烈的磨损甚至产生胶合。蜗杆传动的润滑方法、润滑油和粘度可参考表。滑动速度<<<,,,>v<ms>工作条件重载重载中载运动黏度,,,,,,,,,,,,油地润滑用压力油地润滑方式油地润滑或喷油润用压力喷油润滑喷油润润滑滑滑,,,,表蜗轮蜗杆传动蜗杆传动可用于两交叉轴间传递转矩蜗杆相当于螺纹传动中的螺杆而蜗轮则相当于回转运动中的半个螺母如果是单头“螺杆”则螺杆回转一周“螺母”移动一个齿距P所以蜗杆传动可以实现大的传动比。除其以外它还传动平稳噪音小。当蜗杆导程角Υ小于当量摩擦角Ρv时可以自锁传动效率低一般为~自锁时小于因此齿面间有较大的相对滑动速度因此摩擦较严重易胶合、磨损所以常要较贵重的铜合金材料成本较高。轴的计算)最小直径的计算pd,A=()=(mm)n)轴的强度计算根据轴的结构设计取L=L=。由前面计算可知F=F=Td=NmtaF=F=Td=NatF=F=Ftg=N,rrt根据轴系部件结构图作出轴系空间力图)作出轴的垂直平面受力图求支反力R,R,绘弯矩图M。avbvvR=(dFLF)L=()=N,,,,,bvarR=RF==Navbvr齿轮中心面左侧弯矩MvM=RL==Nmm,,,vav齿轮中心面右侧弯矩MvM=RL==Nmm,,,vbv)作出水平受力图,求支反R,R绘弯矩图MAHBHHR=R=F==NAHBHt==NmmM=RL,,HAH支反力R,R,绘弯矩图M,ABR=(RR)=()=NAavahR=(RR)=()=NBbvbh齿轮中心面左侧总弯矩MM=(MM)=()=Nmm,vh齿轮中心面右侧总弯矩MM=(MM)=()=Nmm,vh)绘当量弯矩图从安全角度考虑,轴上转矩T按脉冲循环考虑,故取校正系数=最大当,量弯矩为:M=(M(T))=()=N,mm,cM=(M(T))=()=Nmm,,c取M=N,mmc)选择危险截面进行强度校核选取中心面为危险截面该截面有键槽,故应将轴径放大所以d为,{M}={}=mmd,c由计算结果可知强度满足要求棘轮转动在某些机械传动中须实现周期性的运动和停歇完成这些运动的机构称为间隙运动机构。本设计的刀架转位机构就选用了棘轮机构。如图()所示的棘轮机构当主动件顺时针摆动时与其铰接的棘爪便借助弹簧力插入与轴固定的齿间内使棘轮转过度当棘轮转过两次时通过霍尔开关的信号来确定刀架的位置。第五章轴承的选用角接触轴承及圆锥滚子轴承由于存在接触角α即使受纯径向载荷作用也会在每个滚动体上产生内部轴向力Si如图所示。sFrStRiQi各Si之和构成了内部轴向力S即S=Si理论分析表明轴向力S可用表计算。为使内部轴向力互相抵消一部分这类轴承一般成对安装使用如下图FrFaSSaFrFr图中FA为所受的轴向外力FR为轴所受的径向外力。Fr、Fr为、两轴承所受径向力S、S为内部轴向力为分析方便将内部轴向力与外加轴向力同向的轴承规定为轴承另一个为轴承。以Fa、Fa分别表示轴承和所受轴向载荷。由轴系力平衡按下两式算出后取出的较大值作为该轴承的轴向载荷。轴承Fa=SFa=SFA轴承Fa=SFa=SFABIAO约有半数滚动体接触时内部轴向力计算公式型号角接触轴承圆锥滚子轴承AACB(Fr(FrSFrFrY轴承寿命计算采用型号为的一对角接触球轴承,其有关数据为:额定动载荷C=kw,e=,Y=,载荷系数f=,温度系数f=由前面计算可pt知R=N,R=NRR即为轴承径向力F,FF=R=NABA,BrArBrAAF=R=NrBB计算内部轴向力SS=FY==NARaS=FY==NBRb计算实际轴向力F=max(S,SF)=NaAABaF=max(S,SF)=NAbBAa取系数X,Y值FF==<eaArA由教材查得X=,Y=AAX=,Y=BB计算当量载荷PP=f(XFYF)=()=NApArAAaAP=f(XFYF)=()=NBpBrBBaB计算轴承额定寿命因为P<P,所以按右侧轴承计算轴承的额定寿命LABhL=n(fCP)=()=hhtB总结本文介绍了PFMS的车削单元是一种型号为CK数控车床。其主要内容包括PFMS的总体方案、CK型数控车床的总体设计、主轴箱与主轴设计以及刀架的传动机构。着重阐述了车床主轴箱、主轴和刀架机构的设计。箱体是机器的基础部件它将机器中有关部件的轴、套、齿轮、轴承等相关零件连接成一个整体并使之保持正确的相互位置以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。CK型卧式车床的主轴是一个空心的阶梯轴。主轴安装在两支承上前支承为双列角接触球轴承主要承受轴向力同时也可承受一定的径向力。刀架位于床身的刀架导轨上并可沿此导轨纵向移动。刀架部件有几层刀架组成它用于装夹车刀并使车刀作纵向、横向或斜向运动。这次毕业设计使我充分深入到了柔性制造系统中的车削单元系统以及物料系统这一领域。物料系统作为柔性制造的关键技术之一越来越多的受到重视。其功能自然是多方面的:原材料和毛坯、外购物、在制品、产品、工艺装备的搬运及装载做到搬运有序、装载容易且尽可能实现自动化。加工设备及辅助设备的上下料尽可能实现自动化以提高劳动生产率。各加工工位间工件的搬运尽可能及时而迅速减少工件在工序间的无效等待时间。各类物料装置的调度和控制物料的运输方式和路径能够及时优化物料流的检测、判别等监控。物料装载系统一般都是根据规定了具体的装载对象(工件)、装载内容、装载精度及价格等主要的原始数据进行设计的。在设计过程中应尽量做到采用先进的工艺方案和合理的物料装载结构方案正确选择装载系统通用部件及设备的布局形式要十分注意保证装载精度和装载效率的措施以及操作使用方便性。这样才能设计出技术先进、经济合理和工作可靠的物料装载系统。通过这次毕业设计使我认识到一个设计项目在做成功之前对该项目进行全方面的调查研究是十分重要的。调查研究包括市场调研、技术调研和社会环境调研三个部分。()市场调研:一般从以下几个方面进行调研。用户需求有关产品功能、性能、质量、使用、保养、维修、外观、颜色、风格、需求量和价格等方面的要求。产品情况产品在其生命周期曲线中的位置新老产品交替的动态分析等。同行情况同行产品经营销售情况和发展趋势在企业产品的市场占有率与差距主要竞争对手在技术、经济方面的优势和劣势及发展趋势。供应情况主要原材料、配件、半成品等的质量、品种、价格、供应等方面的情况及变化趋势等。()技术调研:一般包括产品技术的现状及发展趋势行业技术和专业技术发展趋势新型元器件、新材料、新工艺的应用和发展动态竞争产品的技术特点分析竞争企业的新产品开发动向环境对研制的产品影响如使用环境的空气、湿度、有害物体和粉尘等对产品的影响为保证产品的正常运转研制的产品对环境提出的要求等。()社会调研:一般包括企业目的市场所处的社会环境和有关的经济技术政策如产品发展政策、投资动向、环境保护和安全等方面的法律、规定和标准社会的风俗习惯社会人员的构成状态、消费水平、消费心理和购买能力本企业实际情况、发展动向、优势和不足、发展潜力等。总之通过调查研究应为柔性制造系统的物料装载系统总体设计提供必要的大量的数据资料作好充分的、全面的技术准备。在设计的过程中由于要达到所设计系统的某些特殊要求或者受研制经费的局限性往往需要一些突破以往设计思路的创新设计。创新设计就是根据市场需求发展的预测在没有样机可供参考的情况下根据对新产品预期的功能要求和性能指标充分发挥设计者的创造力利用我们已有的技术成果(含理论、方法、技术手段和原理等)进行创造新构思设计出具有新颖性、创造性及实用性的系统装备的一种实践活动。它包括两个部分:一是改进完善现有装备的功能、技术性能、经济性和适用性等二是创造设计出新机器、新产品以满足新的生产需要。本系统就是以创新意识出发在受经济条件限制的影响下将随行编码识别装置改为采用发讯码轴组编码以识别开关组(接近开关)检测发讯码轴组以识别编码码轴组编码由微型气缸组实现将码轴向下顶出即为()向上拉回即为()两码轴即可组成四组编码对应四个品种的零件增加零件品种只需相应增加码轴数量与之相适应。随着我国经济体制的转变大学毕业生“分配”制度发生了根本性的转变。大学生毕业之后国家不再包分配毕业生直接面对竞争激烈的就业市场在这种现实情况下要求毕业生具有宽广的知识结构和很强的综合适应能力。面对世纪需要基础宽厚的应用型、复合型人才的要求那就使得我们的知识结构必须更加宽阔学会与其他学科相互交融这样才能经得起社会的考验。通过这次三个月来的毕业设计我充分深入到了柔性制造系统、数控技术、气动技术、机器人等多门学科。对我的设计能力及专业知识尤其是实践能力无疑是一个很大的长进。在这个设计过程中是自己学会了发现问题并独立分析问题、解决问题的能力。这些对于我将来的工作和发展是相当重要的一次积累也是我将来奔向成功的一个起点。实习小结时间过的真快转眼间我在扬州市联合汽车修理厂的实习就接近尾声了。在这段时间里来我学到了很多东西不仅有学习方面的还增强了我的社会经验对我来说受益非浅。身为大学生的我们经历了十几年的理论学习不止一次的被告知理论知识与实践是有差距的但我们一直没有把这句话当真也没有机会来验证这句话的实际差距到底有多少。这次实习给了我们一次实际掌握知识的机会离开了课堂严谨的环境我们感受到了车间中的气氛。同学们眼中好学的目光与指导教师认真、耐心的操作构成了车间中常见的风景。久在课堂中的我们感受到了动手能力重要性只凭着脑子的思考、捉摸是不能完成实际的工作的只有在拥有科学知识体系的同时熟练掌握实际能力包括机械的操作和经验的不断积累才能把知识灵活、有效的运用到实际工作中。所谓万事开头难我是深有体会了。实习是每一个大学毕业生必须拥有的一段经历它使我们在实践中了解社会让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识也打开了视野增长了见识为我们以后更好地服务社会打下了坚实的基础。同时也是能够很好地将书本上的理论与实践紧密联系在一起。对于我们学机械的人来说能够吃苦耐劳也是关键因为技术不是纸上谈兵来的。它需要我们在工厂的实践中锻炼然后累积越来越多的经验。所以我们更要脚踏实地的走好每一步。回顾我的实习生活感触是很深的收获是丰硕的。十几年的学生生活即将划上一个句号了。在实习的这段时间里我懂了不少东西。虽然这段时间里有些地方不尽如意。但我会把它作为一个过渡期从学生过渡到上班族是十分关键的阶段。然而我重要的是心态的转变没有做到位。现在发现了这个不足之处应该还算是及时吧因为我明白了何谓工作。在接下来的日子里我会朝这个方向努力我相信自己能够在不久的将来找到一份理想的工作。感谢学校给了我们毕业前的实习机会同时更要感谢公司给我提供的环境我衷心的祝福扬州联合汽车修理厂能够持续健康的发展下去在成功的道路上越走越远。机电()丁红庆参考文献金属切削机床标准汇编机械工业部北京机床研究所编机床配套件产品样本机械工业部北京机床研究所编机械设计与工艺手册何组舜蔡君亮主编宁夏人民出版社机械工程及自动化简明设计手册(上册)叶伟昌主编机械工艺出版社金属切削机床与数控机床张峻生主编机械工艺出版社柔性制造系统《柔性制造系统》编委会编著北京:兵器工艺出版社机械设计手册气压传动成大先主编北京:化学工业出版社机电一体化概论英语文选朱超甫主编南京:南京工程学院,机械设计基础郭卫东刘敬华主编北京航空航天大学出版社机电装备设计林述温主编机械工业出版社机械设计徐锦康主编机械工业出版社,简明实用机械设计标准手册吴延本,刘世华,陈定恕主编吉林科学技术出版简明机械设计手册唐金松主编上海科学技术出版社,液压与气压传动章宏甲等主编北京:机械工业出版社,机械设计手册单行本机械制图、极限配合成大先主编北京:化学工业出版社,机电装备设计林述温主编北京:机械工业出版社,材料力学(第二版)苏翼林主编天津大学材料力学敹研室机械设计手册单行本轴及其联接成大先主编北京:化学工业出版社,

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/33

毕业设计(论文)-CK0630数控车床刀架及刀架体设计析

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利