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目錄
·摘要 1
·Abstract 2
第一章 緒論 3
1.1 銑床簡(jiǎn)介 3
1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 3
1.21國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 3
1.22國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 4
1.3我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 5
1.31更加的高速，可靠以及精確化 5
1.32更加的高自能化 6
1.33更加的復(fù)合化 6
1.4更加的個(gè)性化是機(jī)床發(fā)展的主要方向 6
1.5開放性是體系結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展趨勢(shì) 6
1.6選題的目的及意義 6
第二章 縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)原理 8
2.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 8
2.2研究的問(wèn)題 8
2.3銑床的原理圖設(shè)計(jì) 8
2.4 方案計(jì)算 12
第三章 縱向工作臺(tái)的方案設(shè)計(jì) 13
3.1. 銑床的主要參數(shù) 13
3.2 縱向工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.3導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 16
3.4操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16
3.5離合器的選擇 16
第四章 縱向工作臺(tái)的方案設(shè)計(jì)計(jì)算 17
4.1.錐齒輪的選擇與校核 17
4.2.軸承的選擇與校核 19
4.3滑動(dòng)絲桿和螺母的選擇與校核. 21
總結(jié) 24
參考文獻(xiàn) 25
附錄：中文譯文及原文 26
立式銑床工作臺(tái)設(shè)計(jì)
摘要
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，中國(guó)的制造業(yè)也越來(lái)越強(qiáng)大，其中機(jī)床的的發(fā)展是制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的支柱。如今機(jī)床廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，如造船，飛機(jī)，汽車等各個(gè)產(chǎn)業(yè)，所以說(shuō)機(jī)床在制造業(yè)中具有很好的發(fā)展前景，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是立式銑床縱向工作臺(tái)設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)傳動(dòng)絲桿及螺母，以及對(duì)其他零件的選擇及校核。期間需要完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書，以及零件圖和總裝配圖，并且設(shè)計(jì)出來(lái)的工作臺(tái)能達(dá)到預(yù)期的要求。
通過(guò)對(duì)縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)機(jī)床有了很大的了解，對(duì)以后優(yōu)化機(jī)床的設(shè)計(jì)提供了巨大的幫助，同時(shí)對(duì)機(jī)床的發(fā)展也有巨大的意義，因?yàn)榇搜芯磕芎芎玫拇龠M(jìn)機(jī)床的發(fā)展，同時(shí)也讓制造業(yè)越來(lái)越強(qiáng)大。
關(guān)鍵詞：立式銑床；縱向工作臺(tái)；傳動(dòng)絲桿；零件圖和總裝配圖
Vertical milling machine table design
Abstract
With the rapid social and economic development, China's manufacturing industry has become increasingly powerful, the development of the machine which is an important pillar industry development. Now the machine is widely used in various fields of manufacturing, such as shipbuilding, aircraft, automotive and other industries, so that the machine has good prospects in the manufacturing sector, the subject of this graduation project is a longitudinal vertical milling table design, the main design drive screw and nut, as well as other parts of the selection and checked. Need to complete the design specification, and part drawing and assembly drawing period, and designed the table to achieve the desired requirements.
Through the vertical bench design, so we have a great understanding of the machine, after optimization of the machine design provides a great help, but also to the development of the machine has a huge significance, because this study can be a good tool to promote development, but also to manufacturing and more powerful.
Keywords: vertical milling machine; vertical table; drive screw; parts drawing and assembly drawing
3
第一章 緒論
1.1 銑床的介紹
用銑刀加工各零件表面是銑床加工方法之一，其中銑床的主運(yùn)動(dòng)是銑刀進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而銑床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具和工件的移動(dòng)。比如平面，溝槽銑床都能進(jìn)行加工，曲面銑床也同樣能加工。對(duì)工件銑削加工是銑床的主要加工方法之一，銑床不僅能加工平面、溝槽、輪齒等，而且也能加工比較復(fù)雜的曲面，由于銑床的加工效率很高，所以在機(jī)械的領(lǐng)域中得到很廣泛的應(yīng)用。
銑床是一種在機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用很廣的機(jī)床，比如像分齒零件的表面，溝槽以及平面等復(fù)雜的曲面，銑床都能進(jìn)行加工。除此之外，對(duì)圓柱體的表面進(jìn)行加工以及對(duì)內(nèi)外孔加工都可以，還能對(duì)零件進(jìn)行切斷等工作。銑床在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)上裝上工件，主運(yùn)動(dòng)是銑刀進(jìn)行的周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輔助運(yùn)動(dòng)是銑頭和工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這樣綜合起來(lái)，工件就能得到所需的加工表面了。銑床的生產(chǎn)效率較高是因?yàn)檫M(jìn)行了多刀斷續(xù)切削運(yùn)動(dòng)?？偠灾姷秾?duì)工件進(jìn)行銑削加工是銑床主要的加工方法。
1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況
1.21 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況
1949年新中國(guó)的成立才使我國(guó)的機(jī)床行業(yè)得到很大的發(fā)展，解放前，由于進(jìn)行長(zhǎng)期的封建統(tǒng)治和帝國(guó)主義的侵略和掠奪。我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分落后。稱不上是獨(dú)立的機(jī)械制造行業(yè)，更不用說(shuō)機(jī)床制造業(yè)。只有少數(shù)幾個(gè)城市的一些小型機(jī)械廠，制造一些簡(jiǎn)單的皮帶車床，牛頭刨床和磨床等; 1949年全國(guó)機(jī)床產(chǎn)量?jī)H1000臺(tái)，不到10個(gè)品種。可見當(dāng)時(shí)中國(guó)的機(jī)械制造業(yè)十分的落后。
在解放之后，由于國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)對(duì)機(jī)床行業(yè)逐漸的重視起來(lái)，在中國(guó)的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)期間，把許多的小型加工廠都改建為了專門的機(jī)械廠，在隨后的時(shí)間內(nèi)，又專門擴(kuò)建和新增了許多的機(jī)械廠。這使得機(jī)床行業(yè)得到很大的發(fā)展。之后國(guó)內(nèi)又相繼成立研究所和研究院來(lái)專門研究機(jī)床，這樣使得機(jī)床行業(yè)日益壯大。
我們的數(shù)控技術(shù)從20世紀(jì)50年代開始。其中發(fā)展的進(jìn)程可分以為四個(gè)階段：1）1958年至1965年，開始研究數(shù)控銑床（管控制，步進(jìn)電機(jī)和液壓拖動(dòng)放大器的開環(huán)系統(tǒng)），處于試用階段。 2）從1965年的開始。數(shù)控系統(tǒng)的晶體管產(chǎn)品得到大步的開發(fā)。直到20世紀(jì)60年代末和70年代初。在這個(gè)階段的特點(diǎn)是，雖然有很多數(shù)控機(jī)床的數(shù)量和品種，但一些比較復(fù)雜的零件也能進(jìn)行處理。已經(jīng)開始生產(chǎn)從試驗(yàn)階段到出產(chǎn)階段。 3）從1972年到1979年，數(shù)控技術(shù)開始試驗(yàn)和試產(chǎn)兩個(gè)階段的。比如說(shuō)，數(shù)控系統(tǒng)的集成電路研制得到成功，在車，磨，鉆等各種加工方面都應(yīng)用了數(shù)控技術(shù)。數(shù)控機(jī)床的研制成功使得數(shù)控線切割機(jī)床也取得了非常大的發(fā)展。4）機(jī)床的穩(wěn)定發(fā)展階段是在1980年以后，由于從國(guó)外得到先進(jìn)的技術(shù)，以及我國(guó)進(jìn)行相關(guān)的自主研發(fā)，數(shù)控機(jī)床的品種類已經(jīng)越來(lái)越多，大約已經(jīng)已超過(guò)500多種了，其中數(shù)控金屬切削機(jī)床的品種率達(dá)到20％。雖然，現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展取得了巨大成就，但和一些發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)??家相比起來(lái)。還存在很大的差別。我們應(yīng)該需要繼續(xù)進(jìn)行深入的探索和研究，來(lái)提高機(jī)床的數(shù)控技術(shù)水平，進(jìn)而來(lái)提高和壯大機(jī)床的發(fā)展。
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
題 目：立式銑床縱向工作臺(tái)設(shè)計(jì)
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)： 2010963012
姓 名： 胡鴻輝
指導(dǎo)教師： 馮建軍
完成日期： 2014年5月8號(hào)
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床縱向工作臺(tái)設(shè)計(jì)
學(xué)號(hào)： 2010963012 姓名： 胡鴻輝 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師： 馮建軍 系主任： 劉柏希
一、主要內(nèi)容及基本要求
該次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括了以下幾個(gè)方面。第一，立式銑床縱向工作臺(tái)的基本整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第二，立式銑床縱向工作臺(tái)的操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。第三，工作臺(tái)與機(jī)體的聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第四，設(shè)計(jì)立式銑床縱向工作臺(tái)傳動(dòng)部分和運(yùn)動(dòng)部分的技術(shù)參數(shù)和功能參數(shù)。第五，計(jì)算工作臺(tái)傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)部分的參數(shù)，最后在校核該部分，并畫好裝配圖與零件圖。
基本要求如下：銑床縱向工作臺(tái)的布局較為合理且便于安裝和拆裝，零件的技術(shù)參數(shù)符合使用要求，保證運(yùn)動(dòng)的精確性。移動(dòng)工作臺(tái)的操作機(jī)構(gòu)即可以手動(dòng)也能機(jī)動(dòng)，并且能靈活轉(zhuǎn)換。銑床工作臺(tái)能很好的實(shí)現(xiàn)其鎖定功能，以便精確控制機(jī)床變速運(yùn)動(dòng)和其控制操作。工作臺(tái)使用螺母絲桿裝置，以此來(lái)提高運(yùn)行精度和可靠性。工作臺(tái)的動(dòng)力主要是由輸入軸帶動(dòng)錐齒輪，然后再帶動(dòng)絲桿，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)。輸入軸不僅可以正反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)也可以正反兩個(gè)方向移動(dòng)。此外工作臺(tái)體積盡可能小，以節(jié)約材料和減少占地面積，并且工作臺(tái)的整體運(yùn)動(dòng)原理能符合設(shè)計(jì)的功能要求，達(dá)到工作使用需求，并畫好所需的裝配圖和零件圖以及說(shuō)明書一份。
二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題
立式銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的基本工作原理以及基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，操縱裝置的設(shè)計(jì)，能夠讓工作臺(tái)滿足手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種模式的精準(zhǔn)變換以及很好的控制工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度。傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)主要包括絲桿，螺母，錐齒輪等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及對(duì)其進(jìn)行計(jì)算并且校核和畫圖。以及對(duì)工作臺(tái)的整體功能進(jìn)行評(píng)估使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求，工作需要。
三、進(jìn)度安排
序號(hào)
各階段完成的內(nèi)容
完成時(shí)間
1
查閱資料、調(diào)研、開題報(bào)告
第一周和第二周
2
方案設(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)計(jì)算
第三周和第四周
3
畫CAD圖
第五周至第十周
4
整理修改
第十一周至第十四周
5
答辯
第十五周
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
［1］技工學(xué)校機(jī)械類通用教材編審委員會(huì).銑工工藝學(xué)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版 社，1980.
［2］濮良貴， 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社，2006.
［3］孫椰望，羅扉，楊秋娟. 基于模態(tài)分析原理的機(jī)床研究[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床.2014（2）：48-49.
［4］王小玲.淺談金屬切削機(jī)床的發(fā)展[J].機(jī)械管理開發(fā).2009,24（5）:152-153.
［5］李必文.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)[M]. 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，2011.
［6］潘存云，唐先進(jìn). 機(jī)械原理[M]. 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，2011.
［7］戴曙. 金屬切削機(jī)床[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.
［8］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（新編)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8.
［9］孟俊煥，孫如軍，孫莉.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造優(yōu)化方案研究[J].機(jī)床與液壓.2005（7）：200-201.
［10］王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
［11］董潔洪.精密和超精密加工機(jī)床的現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].光機(jī)電信息.2010,27（10）：1-7.
［12］何絢.未來(lái)機(jī)床的發(fā)展的方向[J].南北橋.2009（8）：123—124.
［13］牟永言. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1992.
［14］周良德，朱泗芳，楊世平. 工程圖學(xué)[M]. 長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社版社，2010.
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表
學(xué)號(hào) 2010963012 姓名 胡鴻輝 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床縱向工作臺(tái)設(shè)計(jì)
評(píng)價(jià)項(xiàng)目
評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容
選題
1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；
2.難度、份量是否適當(dāng)；
3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。
能力
1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；
2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；
3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；
4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；
5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。
論文
（設(shè)計(jì)）質(zhì)量
1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；
2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；
3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。
綜
合
評(píng)
價(jià)
該生選的課題符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的。獨(dú)自設(shè)計(jì)的能力較強(qiáng)，且能較自主查閱大量的文獻(xiàn)質(zhì)料。用一定綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；圖紙也比較正確和規(guī)范，且設(shè)計(jì)
有點(diǎn)創(chuàng)新之處。
評(píng)閱人：
2014年5月 日
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見
學(xué)號(hào)： 2010963012 姓名： 胡鴻輝 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） 41 頁(yè) 圖 表 8 張
論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床縱向工作臺(tái)設(shè)計(jì)
內(nèi)容提要：
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)立式銑床縱向工作臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先得明白縱向工作的運(yùn)
動(dòng)原理，進(jìn)而好選擇較為先進(jìn)的絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)，然后對(duì)絲桿，齒輪，螺母，軸承
等相關(guān)主要零件進(jìn)行初步選擇，之后在對(duì)其計(jì)算和校核。設(shè)計(jì)主要的內(nèi)容包括以下幾
個(gè)方面。
第一，立式銑床縱向工作臺(tái)的基本整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第二，立式銑床縱向工作臺(tái)的操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第三，工作臺(tái)與機(jī)體的聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第四，計(jì)算工作臺(tái)傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)部分的參數(shù)，最后在校核該部分，并畫好裝配圖與零件圖
以及寫好說(shuō)明書。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
該生在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中達(dá)到了綜合訓(xùn)練的目的，且學(xué)習(xí)比較的刻苦和勤奮，課外時(shí)并且積極的查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，具備綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范也
有適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新之處，圖紙其他的小細(xì)節(jié)也處理的比較好，能夠很好地達(dá)到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。
同意參加答辯，推薦畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)等級(jí)為
指導(dǎo)教師：
年 月 日
答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ)
根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為
答辯小組組長(zhǎng)：
年 月 日
答辯委員會(huì)意見
經(jīng)答辯委員會(huì)討論，同意該畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定為
答辯委員會(huì)主任：
年 月 日
目錄
·摘要 1
·Abstract 2
第一章 緒論 3
1.1 銑床簡(jiǎn)介 3
1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 3
1.21國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 3
1.22國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 4
1.3我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 5
1.31更加的高速，可靠以及精確化 5
1.32更加的高自能化 6
1.33更加的復(fù)合化 6
1.4更加的個(gè)性化是機(jī)床發(fā)展的主要方向 6
1.5開放性是體系結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展趨勢(shì) 6
1.6選題的目的及意義 6
第二章 縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)原理 8
2.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 8
2.2研究的問(wèn)題 8
2.3銑床的原理圖設(shè)計(jì) 8
2.4 方案計(jì)算 12
第三章 縱向工作臺(tái)的方案設(shè)計(jì) 13
3.1. 銑床的主要參數(shù) 13
3.2 縱向工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.3導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 16
3.4操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16
3.5離合器的選擇 16
第四章 縱向工作臺(tái)的方案設(shè)計(jì)計(jì)算 17
4.1.錐齒輪的選擇與校核 17
4.2.軸承的選擇與校核 19
4.3滑動(dòng)絲桿和螺母的選擇與校核. 21
總結(jié) 24
參考文獻(xiàn) 25
附錄：中文譯文及原文 26
立式銑床工作臺(tái)設(shè)計(jì)
摘要
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，中國(guó)的制造業(yè)也越來(lái)越強(qiáng)大，其中機(jī)床的的發(fā)展是制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的支柱。如今機(jī)床廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，如造船，飛機(jī)，汽車等各個(gè)產(chǎn)業(yè)，所以說(shuō)機(jī)床在制造業(yè)中具有很好的發(fā)展前景，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是立式銑床縱向工作臺(tái)設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)傳動(dòng)絲桿及螺母，以及對(duì)其他零件的選擇及校核。期間需要完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書，以及零件圖和總裝配圖，并且設(shè)計(jì)出來(lái)的工作臺(tái)能達(dá)到預(yù)期的要求。
通過(guò)對(duì)縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)機(jī)床有了很大的了解，對(duì)以后優(yōu)化機(jī)床的設(shè)計(jì)提供了巨大的幫助，同時(shí)對(duì)機(jī)床的發(fā)展也有巨大的意義，因?yàn)榇搜芯磕芎芎玫拇龠M(jìn)機(jī)床的發(fā)展，同時(shí)也讓制造業(yè)越來(lái)越強(qiáng)大。
關(guān)鍵詞：立式銑床；縱向工作臺(tái)；傳動(dòng)絲桿；零件圖和總裝配圖
Vertical milling machine table design
Abstract
With the rapid social and economic development, China's manufacturing industry has become increasingly powerful, the development of the machine which is an important pillar industry development. Now the machine is widely used in various fields of manufacturing, such as shipbuilding, aircraft, automotive and other industries, so that the machine has good prospects in the manufacturing sector, the subject of this graduation project is a longitudinal vertical milling table design, the main design drive screw and nut, as well as other parts of the selection and checked. Need to complete the design specification, and part drawing and assembly drawing period, and designed the table to achieve the desired requirements.
Through the vertical bench design, so we have a great understanding of the machine, after optimization of the machine design provides a great help, but also to the development of the machine has a huge significance, because this study can be a good tool to promote development, but also to manufacturing and more powerful.
Keywords: vertical milling machine; vertical table; drive screw; parts drawing and assembly drawing
2
第一章 緒論
1.1 銑床的介紹
用銑刀加工各零件表面是銑床加工方法之一，其中銑床的主運(yùn)動(dòng)是銑刀進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而銑床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具和工件的移動(dòng)。比如平面，溝槽銑床都能進(jìn)行加工，曲面銑床也同樣能加工。對(duì)工件銑削加工是銑床的主要加工方法之一，銑床不僅能加工平面、溝槽、輪齒等，而且也能加工比較復(fù)雜的曲面，由于銑床的加工效率很高，所以在機(jī)械的領(lǐng)域中得到很廣泛的應(yīng)用。
銑床是一種在機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用很廣的機(jī)床，比如像分齒零件的表面，溝槽以及平面等復(fù)雜的曲面，銑床都能進(jìn)行加工。除此之外，對(duì)圓柱體的表面進(jìn)行加工以及對(duì)內(nèi)外孔加工都可以，還能對(duì)零件進(jìn)行切斷等工作。銑床在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)上裝上工件，主運(yùn)動(dòng)是銑刀進(jìn)行的周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輔助運(yùn)動(dòng)是銑頭和工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這樣綜合起來(lái)，工件就能得到所需的加工表面了。銑床的生產(chǎn)效率較高是因?yàn)檫M(jìn)行了多刀斷續(xù)切削運(yùn)動(dòng)。總而言之，銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工是銑床主要的加工方法。
1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況
1.21 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況
1949年新中國(guó)的成立才使我國(guó)的機(jī)床行業(yè)得到很大的發(fā)展，解放前，由于進(jìn)行長(zhǎng)期的封建統(tǒng)治和帝國(guó)主義的侵略和掠奪。我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分落后。稱不上是獨(dú)立的機(jī)械制造行業(yè)，更不用說(shuō)機(jī)床制造業(yè)。只有少數(shù)幾個(gè)城市的一些小型機(jī)械廠，制造一些簡(jiǎn)單的皮帶車床，牛頭刨床和磨床等; 1949年全國(guó)機(jī)床產(chǎn)量?jī)H1000臺(tái)，不到10個(gè)品種。可見當(dāng)時(shí)中國(guó)的機(jī)械制造業(yè)十分的落后。
在解放之后，由于國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)對(duì)機(jī)床行業(yè)逐漸的重視起來(lái)，在中國(guó)的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)期間，把許多的小型加工廠都改建為了專門的機(jī)械廠，在隨后的時(shí)間內(nèi)，又專門擴(kuò)建和新增了許多的機(jī)械廠。這使得機(jī)床行業(yè)得到很大的發(fā)展。之后國(guó)內(nèi)又相繼成立研究所和研究院來(lái)專門研究機(jī)床，這樣使得機(jī)床行業(yè)日益壯大。
我們的數(shù)控技術(shù)從20世紀(jì)50年代開始。其中發(fā)展的進(jìn)程可分以為四個(gè)階段：1）1958年至1965年，開始研究數(shù)控銑床（管控制，步進(jìn)電機(jī)和液壓拖動(dòng)放大器的開環(huán)系統(tǒng)），處于試用階段。 2）從1965年的開始。數(shù)控系統(tǒng)的晶體管產(chǎn)品得到大步的開發(fā)。直到20世紀(jì)60年代末和70年代初。在這個(gè)階段的特點(diǎn)是，雖然有很多數(shù)控機(jī)床的數(shù)量和品種，但一些比較復(fù)雜的零件也能進(jìn)行處理。已經(jīng)開始生產(chǎn)從試驗(yàn)階段到出產(chǎn)階段。 3）從1972年到1979年，數(shù)控技術(shù)開始試驗(yàn)和試產(chǎn)兩個(gè)階段的。比如說(shuō)，數(shù)控系統(tǒng)的集成電路研制得到成功，在車，磨，鉆等各種加工方面都應(yīng)用了數(shù)控技術(shù)。數(shù)控機(jī)床的研制成功使得數(shù)控線切割機(jī)床也取得了非常大的發(fā)展。4）機(jī)床的穩(wěn)定發(fā)展階段是在1980年以后，由于從國(guó)外得到先進(jìn)的技術(shù)，以及我國(guó)進(jìn)行相關(guān)的自主研發(fā)，數(shù)控機(jī)床的品種類已經(jīng)越來(lái)越多，大約已經(jīng)已超過(guò)500多種了，其中數(shù)控金屬切削機(jī)床的品種率達(dá)到20％。雖然，現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展取得了巨大成就，但和一些發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)??家相比起來(lái)。還存在很大的差別。我們應(yīng)該需要繼續(xù)進(jìn)行深入的探索和研究，來(lái)提高機(jī)床的數(shù)控技術(shù)水平，進(jìn)而來(lái)提高和壯大機(jī)床的發(fā)展。
1.22 國(guó)外的發(fā)展情況
在當(dāng)今的世界上，讓機(jī)床的設(shè)計(jì)，制造及使用在其國(guó)家得到較大的發(fā)展是美德日三個(gè)國(guó)家，這三個(gè)國(guó)家在數(shù)控機(jī)床的研究上也是最先進(jìn)的，使用經(jīng)驗(yàn)也是最成熟的，技術(shù)上也是最好的。然而由于其國(guó)家的社會(huì)條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平各不相同，所以他們也個(gè)具有自己的特點(diǎn)。
以科學(xué)研究為目的是美國(guó)發(fā)展機(jī)床的主要思想，由于美國(guó)的軍隊(duì)對(duì)機(jī)床的需求量較大，其次，美國(guó)政府對(duì)機(jī)床的研究和發(fā)展給予了非常高的重視，所以美國(guó)對(duì)機(jī)床科研以及設(shè)計(jì)所投入的科研經(jīng)費(fèi)較多。而且美國(guó)還吸納全世界的許多人才為其工作，在工作上也非常注重效率。所以美國(guó)在機(jī)床的發(fā)展方面十分的先進(jìn)，擁有大量頂尖的技術(shù)。比如說(shuō)，在1952年時(shí)成功的研制出了世界上首臺(tái)數(shù)控機(jī)床，然而在1958年的時(shí)候又建立了加工中心。在70年代初時(shí)期，F(xiàn)MS研制取得了成工，于是在1987年，又相繼推出了開放式數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)等。因?yàn)槊绹?guó)是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)把汽車的生產(chǎn)，以及軸承的生產(chǎn)相互結(jié)合起來(lái)。所以建立了大批自動(dòng)線來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的需要。除此之外，美國(guó)在電子和計(jì)算機(jī)的領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)的領(lǐng)先其他國(guó)家。所以，美國(guó)在數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和機(jī)床的制造發(fā)面擁有非常扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，由于美國(guó)有著十分注重創(chuàng)新和科研的態(tài)度，所以使得其數(shù)控機(jī)床的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超先于其他的一些國(guó)家。
在當(dāng)今，美國(guó)的機(jī)床已越來(lái)越發(fā)達(dá)。他每年都生產(chǎn)大量的高性能機(jī)床給大型的客戶，同時(shí)也為小中客戶提供廉價(jià)的機(jī)床，比如像Fadal、Haas等一些公司。
在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程中，由于美國(guó)重于數(shù)控機(jī)床的研究，而不注重于數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，導(dǎo)致機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程逐漸的變慢。所以，在1892年的時(shí)候，日本的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量第一次超過(guò)美國(guó)，并逐漸實(shí)現(xiàn)大量出口。當(dāng)從1990年起，美國(guó)逐漸加強(qiáng)機(jī)床的應(yīng)用性，慢慢的美國(guó)的數(shù)控機(jī)床才實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
德國(guó)機(jī)床開發(fā)非常注重實(shí)用功能。所以德國(guó)政府重要戰(zhàn)略地位是機(jī)床工業(yè)的發(fā)展，且非常講究效率與實(shí)際。他們堅(jiān)持和諧發(fā)展，同時(shí)又注重工人之間的相互交流。并且建立了大量的自動(dòng)生產(chǎn)線。在1956年的時(shí)候，研制出了首臺(tái)數(shù)控機(jī)床，并且十分注重發(fā)展，把理論聯(lián)系實(shí)際，逐漸穩(wěn)步的發(fā)展機(jī)床工業(yè)。同時(shí)也非常注重科學(xué)研究，把科學(xué)的研究和應(yīng)用技術(shù)兩者相互并合起來(lái)，大型企業(yè)和一些好的大學(xué)共同進(jìn)行學(xué)術(shù)研究，從而使機(jī)床得到很好的發(fā)展。在對(duì)加工工藝和用戶產(chǎn)品以及機(jī)床布局的結(jié)構(gòu)和數(shù)控機(jī)床的共性與特性進(jìn)行了大量而且比較深入的研究。在產(chǎn)品的質(zhì)量上可謂是精中求精啊。德國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床的性能比較好，且其產(chǎn)品的功能性較強(qiáng)，并且實(shí)用性較高，機(jī)床廣泛的出口國(guó)外。特別是在一些重型以及較大大型和精密數(shù)控機(jī)床等方面。德國(guó)海比較重視機(jī)床配件的實(shí)用性與先進(jìn)性，比如說(shuō)電機(jī)，刀具，量具等配件。德國(guó)數(shù)控系統(tǒng)中的各種功能部件質(zhì)量和性能等方面都是領(lǐng)先于世界各國(guó)的。比如說(shuō)，Heidenhain公司的精密光柵世界聞名，同時(shí)西門子公司的數(shù)控系統(tǒng)也是世界聞名，所以他們均被各國(guó)競(jìng)相采用，并且銷量很大。
然而日本的數(shù)控機(jī)床，是先進(jìn)行仿制，然后在進(jìn)行自主創(chuàng)新的。機(jī)床工業(yè)的發(fā)展在日本也得到十分的重視。日本政府通過(guò)相關(guān)的規(guī)劃和立法來(lái)幫助日本數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展，并規(guī)劃其發(fā)展的方向。日本政府通過(guò)給予大量的經(jīng)費(fèi)，以此來(lái)幫助企業(yè)機(jī)床的發(fā)展。再人才方面實(shí)行引進(jìn)，并且派人到德國(guó)進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)德國(guó)的配件質(zhì)量，在管理和數(shù)控機(jī)床技術(shù)上則向美國(guó)進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過(guò)綜合兩國(guó)的優(yōu)點(diǎn)，于是在機(jī)床發(fā)展方面取得了巨大的成功。日本企業(yè)大量發(fā)展大自動(dòng)化技術(shù)，并且加大力度的發(fā)展柔性生產(chǎn)自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床。在1958年時(shí)期，日本成功的研制出首臺(tái)數(shù)控機(jī)床。在1978年時(shí)，數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量首次超過(guò)美國(guó)，并且數(shù)控機(jī)床大量出口，出口數(shù)量排名世界第一。在發(fā)展的策略上，日本的數(shù)控機(jī)床同樣是先進(jìn)行仿制，然后在進(jìn)行自主創(chuàng)新。第一是生產(chǎn)許多的中端數(shù)控機(jī)床，這有利于搶占大量的銷售市場(chǎng)。然后在1980年時(shí)期，通過(guò)自己的努力研究和學(xué)習(xí)，逐漸的向高端數(shù)控機(jī)床發(fā)展。日本期間努力的向美國(guó)學(xué)習(xí)質(zhì)量管理，進(jìn)而轉(zhuǎn)變成自己的管理體系，這樣有利于產(chǎn)品質(zhì)量的保證。其次日本把電子與機(jī)械融合起來(lái)，形成了機(jī)電一體化，為數(shù)控機(jī)床的發(fā)展開創(chuàng)了捷徑。在發(fā)展數(shù)控機(jī)床的過(guò)程中，日本企業(yè)注重?cái)?shù)控機(jī)床的技術(shù)，并且注重研發(fā)以此來(lái)發(fā)展數(shù)控機(jī)床。
日本的FANUC公司，也是先進(jìn)行仿制，然后在進(jìn)行自主創(chuàng)新的。發(fā)展了各種高中端數(shù)控機(jī)床，以此來(lái)滿足市場(chǎng)的需要。其公司不僅在技術(shù)上非常的先進(jìn)，而且在產(chǎn)量上也是世界第一。其銷售額不僅在國(guó)內(nèi)占了70%，而且在國(guó)外市場(chǎng)也占了50%，即促進(jìn)了日本數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，也促進(jìn)了世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。
1.3 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
更加的高速化，更加的可靠化和精度化，還有更加自能化，柔性化，復(fù)合和開放化以及集成化，這些都是今后數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)。
數(shù)控和技術(shù)的發(fā)展大約已經(jīng)有40多年了，數(shù)控技術(shù)它是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，它包括機(jī)械，電子，控制以及計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科的綜合而成的，隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的增強(qiáng)，對(duì)數(shù)控技術(shù)的要求也越來(lái)越高了。
1.31 更加的高速，可靠以及精確化
加大機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速，提升工件的進(jìn)給速度是高速化的體現(xiàn)所在。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性比數(shù)控設(shè)備的可靠性要高出幾個(gè)等級(jí)，也并不是說(shuō)數(shù)控可靠性越高越好，它主要還受商品的性價(jià)比影響。機(jī)床的高精度化就是說(shuō)精確度是不是能夠精確到微米乃至納米級(jí)。
1.32 更加的高智能化
一般來(lái)說(shuō)高自能化主要的體現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的以下四方面；第一：體現(xiàn)在加工工件的效率以及加工工件的質(zhì)量。第二：數(shù)控機(jī)床的機(jī)動(dòng)性能以及機(jī)床的使用和安裝是否方便，等等。第三:是否操作方便以及便于編程。第四：是否能減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間。
1.33 更加的柔性化以及集成化
現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的柔性化的發(fā)展趨勢(shì)是從點(diǎn)和線慢慢的向面和體方面發(fā)展，而另外的一個(gè)方面是數(shù)控機(jī)床更加的注重于實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，慢慢的向這兩個(gè)方向進(jìn)行發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)的柔性化，是產(chǎn)品今后發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是實(shí)現(xiàn)今后市場(chǎng)的需要。數(shù)控系統(tǒng)的柔性化是今后各國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，同時(shí)也是機(jī)械先進(jìn)領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)方向。
1.34 更加的復(fù)合化
功能的復(fù)合化是今后數(shù)控機(jī)床的發(fā)展主要趨勢(shì)，它主要是想在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)車，銑，鉆，攻絲，絞孔以及擴(kuò)孔等多種的復(fù)雜操作工序，這復(fù)合化的主要目的，也是其主要思想。數(shù)控機(jī)床的復(fù)合化不僅提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率，也提高了機(jī)床加工產(chǎn)品的質(zhì)量，間接地也提高了生產(chǎn)的柔性化。
1.4 更加的個(gè)性化是機(jī)床發(fā)展的主要方向
隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，各國(guó)的機(jī)械制造業(yè)也越來(lái)越強(qiáng)大。在現(xiàn)在的市場(chǎng)上，各國(guó)之間相互合作，相互貿(mào)易的格局已經(jīng)基本的形成。同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的要求也越來(lái)的越高，比如說(shuō)生產(chǎn)效率要高，加工質(zhì)量以及產(chǎn)品的精度要高等等一些方面。同時(shí)用戶的個(gè)性化需求也越來(lái)的越明顯。更加的專業(yè)化以及實(shí)用化慢慢得到越來(lái)越多用戶的喜愛。
1.5 開放性是體系結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展趨勢(shì)
在當(dāng)代的社會(huì)中，開放性是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主流思想和主要的目的。開放性分為兩個(gè)部分，一個(gè)是軟件平臺(tái)開放式的系統(tǒng)，而另外一個(gè)是硬件平臺(tái)的開放式系統(tǒng)。使用的結(jié)構(gòu)基本上是模塊化和層次化。除此之外，還提供一個(gè)向外的程序接口，以供客戶的需要。
為了解決以前數(shù)控系統(tǒng)比較封閉的情況，還有一些產(chǎn)業(yè)化軟件存在相關(guān)問(wèn)題的現(xiàn)象。所以，很多的國(guó)家花費(fèi)大量的資金對(duì)數(shù)控機(jī)床的開放性進(jìn)行深入的研發(fā)，現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)逐漸變得開放化，然而開放化也是數(shù)控系統(tǒng)今后發(fā)展的主要趨勢(shì)。當(dāng)今，當(dāng)前開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究核心目標(biāo)是通信規(guī)整，配置較標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行平臺(tái)較好，以及數(shù)控機(jī)床的功能庫(kù)和系統(tǒng)的功能軟件等?，F(xiàn)在數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化越來(lái)越受到大家的關(guān)注，因?yàn)閿?shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化能夠很好的實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的需要，同時(shí)也是機(jī)械市場(chǎng)的需要。在機(jī)械制造行業(yè)中，生產(chǎn)自動(dòng)線對(duì)信息集成的要求越來(lái)越高，所以開放式網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)在制造業(yè)的需要。如今，一些頂級(jí)數(shù)控機(jī)床的制造國(guó)家，已經(jīng)在向數(shù)控機(jī)床高開方式方向發(fā)展了.
1.6 選題的意義及目的
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛快的發(fā)展，我國(guó)的制造業(yè)也變得越來(lái)的越先進(jìn)，同時(shí)對(duì)零件加工的質(zhì)量要求越來(lái)越高，加工效率也要求越來(lái)越高。機(jī)床的發(fā)展方向慢慢的向高效率，高質(zhì)量，高速度，高加工精度以及更加可靠性方面發(fā)展。采用模仿設(shè)計(jì)是一般傳通機(jī)床非常通用的設(shè)計(jì)方法，然而傳統(tǒng)的機(jī)床已經(jīng)越來(lái)越滿足不了現(xiàn)代制造業(yè)的需要。如今人們對(duì)機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能要求越來(lái)越高，以前只是關(guān)注機(jī)床是否能滿足靜態(tài)特性，現(xiàn)在就不同了，現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)必須的注重其機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要對(duì)立式銑床縱向動(dòng)工作臺(tái)做了比較詳細(xì)的設(shè)計(jì)。第一的是我們應(yīng)該要確定好工作臺(tái)的工作原理，其次就是要選擇國(guó)內(nèi)技術(shù)比較先進(jìn)的絲杠螺母作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。之后的話，就大概的確定好工作臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)；然后在對(duì)絲杠，螺母，軸承以及齒輪等比較重要的性零件進(jìn)行必要的選擇、設(shè)計(jì)和計(jì)算并進(jìn)行多次的校核。最后一點(diǎn)的是我們要完成好設(shè)計(jì)說(shuō)明書，還要用autoCAD軟件畫出了機(jī)床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的裝配圖以及零件圖。如今國(guó)家對(duì)銑床的需求量越來(lái)越大，銑床在國(guó)內(nèi)的技術(shù)發(fā)展還不太成熟，而且銑床在國(guó)內(nèi)有著很好的發(fā)展前景，所以本課題的研究在制造業(yè)中十分重要，對(duì)銑床的發(fā)展乃至制造業(yè)有著一定的貢獻(xiàn)，同時(shí)對(duì)我們大學(xué)知識(shí)的實(shí)踐有很大幫助，有利于對(duì)大學(xué)知識(shí)的掌握及鞏固。
第二章 縱向工作臺(tái)的設(shè)計(jì)原理
2.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
該次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括了以下幾個(gè)方面：
第一， 立式銑床縱向工作臺(tái)的基本整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第二， 立式銑床縱向工作臺(tái)的操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第三， 工作臺(tái)與機(jī)體的聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第四， 設(shè)計(jì)立式銑床縱向工作臺(tái)傳動(dòng)部分和運(yùn)動(dòng)部分的技術(shù)參數(shù)和功能參數(shù)。
第五，計(jì)算工作臺(tái)傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)部分的參數(shù)，最后在校核該部分，并畫好裝配圖與零件圖。
2.2 研究的問(wèn)題
立式銑床縱向移動(dòng)工作臺(tái)的基本工作原理以及基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，操縱裝置的設(shè)計(jì)，能夠讓工作臺(tái)滿足手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種模式的精準(zhǔn)變換以及很好的控制工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度。傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)主要包括絲桿，螺母，錐齒輪等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及對(duì)其進(jìn)行計(jì)算并且校核和畫圖。以及對(duì)工作臺(tái)的整體功能進(jìn)行評(píng)估使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求，工作需要。
2.3 銑床的原理圖設(shè)計(jì)
根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)了以下三種方案。
圖 2-1
圖 2-2
圖 2-3
以上是我的設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)圖，共設(shè)計(jì)了3種方案。但本人覺得圖 2-3這種方案最好，所以選擇方案圖 2-3進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。理由如下：方案圖 2-3比方案圖 2-1和方案圖 2-2的結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化，且附加磨損更小，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)精密，整體體積較小，所以能使整臺(tái)機(jī)器更為節(jié)省材料和減小廠房占地面積，以此降低成本，且方案圖 2-3便于安裝和維修，也利于工人師傅對(duì)機(jī)器進(jìn)行調(diào)試，重要的是方案圖 2-3傳動(dòng)比較高，所以是生產(chǎn)效率較高，而且其穩(wěn)定性較好，功能也比較好，整體的結(jié)構(gòu)質(zhì)量也較好，使機(jī)器的使用壽命得到很好的延長(zhǎng)。所以綜合以上的考慮，選擇方案圖 2-3。
2.4 方案計(jì)算
(1):齒輪的的齒數(shù)如下,符號(hào)已在表中標(biāo)出.
表 2-1
Z 1
Z 2
Z 3
Z 4
Z 5
Z 6
Z 7
Z 8
Z 9
Z 10
Z 11
Z 12
Z 13
Z 14
26
44
24
64
27
36
18
27
18
21
24
36
18
45
Z 15
Z 16
Z 17
Z 18
Z 19
Z 20
Z 21
Z 22
Z 23
Z 24
Z 25
Z 26
Z 27
Z 28
57
37
21
34
40
13
28
43
18
35
33
37
18
18
（2）：聯(lián)軸器參數(shù)：M2 和M3參數(shù)都為40. 其中MT為18.
（3）進(jìn)給電機(jī)參數(shù)：（P=1.5KW n=1450r/min）
（4）縱向工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式如下：
進(jìn)給電機(jī)—VI——VII——VIII— —IX— —X—
— —XI————XIV————XVI—工作臺(tái)縱向進(jìn)給絲桿。
根據(jù)以上的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)式，我們可知縱向方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)級(jí)數(shù)為3*3*2=18種，下面我們就算出縱向工作臺(tái)的18種速度。
由以上的數(shù)據(jù)可算的縱向進(jìn)給速度范圍是39.92~263.27(mm/min).
第三章 縱向工作臺(tái)的方案設(shè)計(jì)
3.1銑床的主要參數(shù)
工作臺(tái)工作面積（寬*高） 360*960mm
工作臺(tái)最大行程（手動(dòng)/機(jī)動(dòng)） 700/680mm
T型槽數(shù) 3
T 型槽寬度 18mm
T 型槽間距 70mm
工作臺(tái)工作進(jìn)給量 18級(jí) 23.5~1180mm/min
工作臺(tái)縱向快速移動(dòng)量 2300 mm/min
最大載重量 500KG
進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功率 1.5KW
進(jìn)給電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1450r/min
加工表面平面度 0.02mm
加工表面平行度 0.02mm
加工表面垂直度 0.02mm/100mm
表面粗糙度 1.6um
3.2 縱向工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
通過(guò)升降臺(tái)中的軸XIV轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)兩對(duì)錐齒輪運(yùn)動(dòng)，再錐齒輪把運(yùn)動(dòng)傳給縱向進(jìn)給絲杠,這就是縱向工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的基本原理。如圖2-1.所示運(yùn)動(dòng)傳到錐齒輪后，因錐齒輪和絲杠沒有直接相聯(lián)系，所以必須通過(guò)拔叉和滑套讓離合器和錐齒輪嚙合，再通過(guò)離合器內(nèi)的滑鍵帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。第二就是螺母固定在縱向工作臺(tái)的底座上，當(dāng)絲杠進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)帶動(dòng)工作臺(tái)一起作縱向進(jìn)給。縱向工作臺(tái)在臺(tái)底座的燕尾槽內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，燕尾導(dǎo)軌的間隙由鑲條調(diào)整。當(dāng)橫向進(jìn)給絲杠帶動(dòng)作橫向進(jìn)給。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的偏心輪作用，然后把工作臺(tái)底座固定在升降臺(tái)上。由于這樣可使工作臺(tái)隨工作臺(tái)底座繞鞍座上的環(huán)形槽向左右擺動(dòng)作450范圍的修整。修整后用四個(gè)螺栓和穿在鞍座環(huán)形“T”形槽內(nèi)的銷子，將工作臺(tái)底座牢固固定。
絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的螺紋之間是有間隙的，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，它們之間磨損量就愈來(lái)愈大，從而使間隙增大。然而順銑時(shí)為了保證加工精度，不允許絲杠螺母之間有很大間隙，因此必須把間隙修整到允許的偏差范圍內(nèi)（0.02mm左右）。當(dāng)調(diào)整間隙時(shí)，應(yīng)首先揭開工作臺(tái)底座上的蓋板，然后在擰松螺釘，當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿會(huì)同時(shí)帶動(dòng)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)。其間隙的存在情況是有的，當(dāng)在螺母沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。由于另一個(gè)螺母是固定的，此時(shí)兩個(gè)螺母在絲杠上作相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生相互推力，當(dāng)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候。這樣的話兩個(gè)螺母便向絲杠上螺紋面的兩側(cè)靠緊，因此可減小間隙。當(dāng)修整好間隙后，應(yīng)該擰緊法蘭盤上的緊固螺釘，可以通過(guò)環(huán)將蝸桿和可調(diào)螺母固定在調(diào)好的位置上，最后蓋好蓋板。如下圖3-1所示，是本次設(shè)計(jì)的縱向工作臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，兩端支撐縱向絲杠的角接觸球軸承是用來(lái)承受銑削力產(chǎn)生的軸向推力的。然而絲杠左邊的空套手輪是用來(lái)手動(dòng)操縱工作臺(tái)的。將手輪往右推，可以使其和離合器沾合，因此手輪便可帶動(dòng)絲杠作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使工作臺(tái)縱向進(jìn)給。然而當(dāng)松開手輪時(shí)，由于彈簧作用使離合器脫開，從而可避免機(jī)動(dòng)和手動(dòng)之間的沖突。絲杠右邊帶有鍵的軸頭，可用來(lái)安裝和配換齒輪，最后將齒輪傳給分度頭等附件的。
這個(gè)圖是借鑒銑工工藝學(xué)的，用來(lái)更好地解釋工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
圖3-1 工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖
1、手輪 2、離合器 3、工作臺(tái)臺(tái)面 4、調(diào)整螺母 5、固定螺母 6、絲杠
7、花鍵套筒 8、縱向離合器 9、工作臺(tái)底座 10、錐齒輪 11、傳動(dòng)軸
3.3 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
1.導(dǎo)軌類型的選擇
機(jī)床常用的導(dǎo)軌種類非常的多，但是滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)動(dòng)精度較高，不容易毀壞且好操作?；瑒?dòng)導(dǎo)軌在機(jī)床上應(yīng)用也十分廣泛。所以，本次設(shè)計(jì)采用滑動(dòng)導(dǎo)軌。
2.導(dǎo)軌截面形狀的選擇
銑床工作臺(tái)導(dǎo)軌不僅要求有較大的承載能力而且要求有較高的運(yùn)動(dòng)精度，燕尾槽導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)精度較高，且操作方便，平穩(wěn)性也好，同時(shí)具有很好的載重能力，所以本次設(shè)計(jì)選擇選擇燕尾槽導(dǎo)軌。
3.4 操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.手動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)
在工作臺(tái)正面安裝了一個(gè)手動(dòng)搖柄，使操作更加方便靈活，通過(guò)一對(duì)錐齒輪和直齒圓柱齒輪帶動(dòng)縱向離合器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給。
2.自動(dòng)進(jìn)給操縱機(jī)構(gòu)
工作臺(tái)操縱機(jī)構(gòu)自動(dòng)部分安裝在工作臺(tái)底座上，縱向操作手柄以及橫向和升降操縱手柄都有兩副，是可以聯(lián)動(dòng)復(fù)試的操縱機(jī)構(gòu)。當(dāng)手柄在中間位置時(shí)，模板的凸出部位把杠桿給頂緊，從而杠桿板上的銷子就把軸往右邊推，因此軸此時(shí)便可以通過(guò)拔叉把離合器脫開，這樣可使工作臺(tái)不在工作的狀態(tài)。要是把手柄向兩邊任何一個(gè)方向撥動(dòng)一個(gè)位置后，通過(guò)軸來(lái)?yè)軇?dòng)模板。要是模板隨便擺過(guò)一個(gè)角度，這樣杠桿板上的銷和模板斜面之間就可能出現(xiàn)了間隙。因此，軸在彈簧的作用下移動(dòng)，軸通過(guò)拔叉的作用又使離合器進(jìn)行嚙合。由軸XIV通過(guò)錐齒輪傳來(lái)的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，通過(guò)離合器帶動(dòng)縱向絲杠使工作臺(tái)來(lái)進(jìn)行縱向進(jìn)給?？v向工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向，由手柄處的兩個(gè)電器開關(guān)進(jìn)行控制。如果手柄往左推，縱向臺(tái)則向左移動(dòng)，反之亦然。手柄在左、中、右三個(gè)位置是用定位板來(lái)進(jìn)行定位的。所以板上有三個(gè)V形得缺口，由于在彈簧的作用下可使用定位板相對(duì)于銷子有三個(gè)穩(wěn)定的相對(duì)位置。又因?yàn)槎ㄎ话迨桥c杠桿一起進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以通過(guò)杠桿和模板可使手柄穩(wěn)定在這三個(gè)位置。
3.5 離合器的選擇
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我選的是齒形離合器，因?yàn)榕c牙嵌離合器相似，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且緊湊。其外形的尺寸也相對(duì)來(lái)說(shuō)比較的小，并且接觸時(shí)的幾率相當(dāng)?shù)母?，而且齒形離合器也適用于轉(zhuǎn)矩比較大的場(chǎng)合。綜合以上的觀點(diǎn)，所以我選擇齒形離合器。
42
第四章 縱向工作臺(tái)的方案設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1錐齒輪的選擇與校核
1. 本次兩個(gè)錐齒輪均選用7級(jí)精度，材料為45cr。并都進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS；且齒數(shù)均為18，傳動(dòng)比為1.
2. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算；
1）計(jì)算XVI縱向絲桿的功率P;
(KW)
其中選取機(jī)械傳動(dòng)效率；
2）計(jì)算XVI縱向絲桿扭矩T
其中轉(zhuǎn)速n=23.5（r/min），以此來(lái)確定最大的扭矩T；
3）查錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為：
4）計(jì)算載荷系數(shù)K
圖10-8得動(dòng)載系數(shù)得
由表10-2查得
由表10-3的載荷分配系數(shù)：
由表10-4查得
所以
5）計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)用力
由圖10-18得
由圖10-20c查得
取安全系數(shù)S=1.4;代入上式求得：
MPa
6）由表10-5查取齒形系數(shù)
由表10-5查取應(yīng)力校正系數(shù)
一般取齒寬系數(shù)
傳動(dòng)比u=1
把以上各數(shù)據(jù)帶入式=7.05
圓整m；取m=8；
7）齒寬b==30.51
圓整b=31
把m=8，b=31；
=8140.9（N）
代入式=268.49MPa
所以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度符合要求。
3.齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
其中對(duì)于的直齒錐齒輪，取
1)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。
取安全系數(shù)S=1;
由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù);
由圖10-20d查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限
所以=784MPa
由表10-6查取彈性影響系數(shù)
把以上各數(shù)據(jù)帶入下式中：
=159.82mm；
綜上可得模數(shù)m應(yīng)取9；
即＞159.82mm
所以，Z=18，m=9錐齒輪的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度符合要求；
由上所求可知齒輪寬度b==34.36mm;
其中常??；
圓整寬度b=35mm。
4.2 軸承的選擇與校核
1)根據(jù)生活中的使用情況，我們可假定他的預(yù)期壽命為h；
然而絲桿即受到縱向力，也受到軸向力，因此，我在這里采用角接觸球軸承。
2)兩對(duì)軸承選用相同的型號(hào)，且成對(duì)稱分布。
3）軸承所受徑向力=2011.37N；
軸承所受軸向力=1717.9N；
其中上式中； ；
由上面的錐齒輪計(jì)算可得；
4）又因?yàn)閮蓚€(gè)軸承型號(hào)一樣，即選擇受載荷力大的一個(gè)進(jìn)行計(jì)算；
5）確定絲桿的直徑
查表15-3德：?。?
所以=41.84mm
根據(jù)軸承型號(hào)的國(guó)標(biāo)取絲桿的直徑d=44mm；
6）所以選取角接觸球軸承代號(hào)為7008AC，查機(jī)設(shè)手冊(cè)其額定動(dòng)載荷為C=19KN;
7）計(jì)算派生軸向力；
由銑床縱向工作臺(tái)結(jié)構(gòu)圖可知軸承1被壓緊，軸承2被放松；
所以；
;
又由表13-7得角接觸球軸承代號(hào)為7008AC時(shí)，派生力=683.87N;
8)計(jì)算軸向力：；
；
由表13-5查得判斷系數(shù)e=0.68；
2.39＞e；
所以X=0.41 Y=0.87
0.6799＜e;
所以X=1 Y=0
9)計(jì)算當(dāng)量重載荷；
取溫度系數(shù)；
載荷系數(shù)；
所以=3003.3N;
=1005.7N;
又因?yàn)椋?
因此軸承較低些；
所以按軸承1進(jìn)行計(jì)算；
所以壽命=1.8＞;
所以選擇7008AC角接觸球軸承符合要求；
4.3滑動(dòng)絲杠和螺母的選擇與校核
1）絲桿要求的精度比較高，選用10級(jí)精度，所以絲桿材料選擇40Cr；然而螺母要求略低選用8級(jí)精度，所以選用45鋼，螺紋型號(hào)選擇梯形螺紋。
2）確定絲桿的直徑
查表15-3德：?。?
所以=37mm;
3）耐磨性計(jì)算；
螺紋中徑;
又因?yàn)閷?duì)于梯形螺紋，一般h=0.5P;
而 F=1717.9N;
由表5-12查得許用壓力 =2MPa；摩擦系數(shù)f=0.08；
又因?yàn)橐话闳?2
所以=16.5mm
綜上可查機(jī)械手冊(cè)按國(guó)標(biāo)選取螺紋直徑d=44mm，螺距p=7mm；
且螺母高度=83mm；螺母大徑D=44.3mm；
所以耐磨符合要求。
3）螺桿的的強(qiáng)度計(jì)算；
；
因?yàn)椴闄C(jī)械手冊(cè)=37mm
其中截面面積A==1075.21
由表5-13查得；
由表5-8查得720MPa；
所以=240MPa；
把以上數(shù)據(jù)帶入26.9MPa＜；
所以螺桿的強(qiáng)度符合要求。
4)螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算
1.螺紋牙危險(xiǎn)截面剪切強(qiáng)度的條件為；
；
其中對(duì)于梯形螺紋牙根厚度b=0.65p=4.55mm；
由表5-13查得=144MPa；
由表5-14查得螺桿長(zhǎng)度系數(shù)u=0.50；
把上述數(shù)據(jù)帶入公式；
所以剪切強(qiáng)度條件符合要求。
2. 螺紋牙危險(xiǎn)截面彎曲強(qiáng)度的條件為；
；
因?yàn)閺澢Ρ跮==1.4mm；
查表5-13得=1=240MPa；
把以上數(shù)據(jù)帶入公式=31.47MPa；
所以螺紋牙危險(xiǎn)截面彎曲強(qiáng)度符合要求。
綜上可的螺母螺紋牙的強(qiáng)度符合要求。
4）螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算
螺桿穩(wěn)定性條件為;
查機(jī)設(shè)書得=4；
又因?yàn)榕R界；
其中拉壓彈性模量E=；查機(jī)設(shè)書可得；
慣性矩I==91951；
把以上數(shù)據(jù)帶入公式得=1.52N;
所以
所以螺桿的穩(wěn)定性符合要求；
所以取螺桿螺紋直徑d=44mm，螺距p=7mm；中徑mm。
且螺母高度=83mm；螺母大徑D=44.3mm；中徑=41.5mm。
總結(jié)
到這里我的設(shè)計(jì)說(shuō)明書已基本完成了，其中我通過(guò)大量的閱讀書籍，學(xué)到了很多的東西，知道了知識(shí)的可貴性。通過(guò)搞畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)，不再依靠別人，也漸漸的豐富的自己的大學(xué)知識(shí)，把所學(xué)的大學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，同時(shí)自己也積累了設(shè)計(jì)機(jī)器這方片的經(jīng)驗(yàn)。所以我覺得搞畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生的必經(jīng)之路。因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)才能提高自己的專業(yè)知識(shí)，才能讓自己的知識(shí)應(yīng)用與實(shí)踐，才能為以后的工作做好鋪墊。在此，我非常感謝我的老師對(duì)我的教導(dǎo)，以及同學(xué)對(duì)我的幫助。
參考文獻(xiàn)
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［2］濮良貴， 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育