φ630mm的數控車床總體設計及六角回轉刀架設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 軸環寬度b1≥，d2為安裝主活塞處的軸徑。則由上公式得：b1≥30=為了減少主軸的體積，選b1=。上端齒盤是非標準件，分為上下兩部分：上部的空套齒輪，下部的端齒盤端齒。下部分的端齒齒形參數跟下端齒盤參數相同，故這里設計的重點是上部分的空套齒輪的設計。由于端齒盤離合器低負荷低速運轉，故由簡化公式計算其參數。式中：a ——中心距，mm；——小齒輪的分度圓直徑，mm；m、——端面模數及法面模數，mm；——小齒輪的齒數；、——齒寬系數；u——齒數比，；——復合齒形系數；——許用接觸應力（MP），簡化基計算中近似去，為試驗的接觸疲勞極限應力（MP），；——許用抗彎強度（MP），簡化計算中可以近似取，為齒輪材料的抗彎疲勞強度的基本值，為抗彎強度計算的最小安全因數，可取 ；——小齒輪傳遞的額定轉矩，；K——載荷系數，~2，當載荷平穩，齒寬系數較小，齒輪對軸承對稱布置，軸的剛度較大，齒輪精度高（6級以上）及齒數輪的螺旋角較大時，應取較小值，反之取較大值。抗彎強度計算公式中的應代入及中的大值。由于端齒盤離合器工作在低載荷低扭矩條件下，故只需要按照上面的抗彎強度公式算出模數m的值，然后根據經驗法對照現有產品參數進行適當修正即可。因為空套齒輪是與齒條嚙合，在分度定位的動作過程中，要求齒條的行程至少使空套齒輪轉動六分之一周，帶動刀盤轉過六分之一的圓周分度，所以齒條的有效嚙合長度至少為六分之一的空套齒輪的分度圓圓周長。考慮到齒條的行程直接影響到刀架的體積空間，這里選擇最近簡單，但相對最穩定的分度方案：齒條的行程等于六分之一的空套齒輪的分度圓圓周長。即齒條的最大行程只能使刀盤轉位六分之一圓周，但是節省了刀架的占位空間，使其適用于常見的小型廉價車床，同時簡單的分度方案使得數控系統更加簡單穩定。但是為了簡化計算，這里取齒數比u的值為：u=1 ；是齒寬系數，= 。通常，對于直齒輪，=6~12 ，越大則齒寬b越大，齒輪軸向尺寸越大，安全性和成本提高，散熱性能降低。反之亦然。由于空套齒輪在嚙合轉動的時候是處于低載荷低速度的條件下，故齒寬b不需要很大，但為了使使用簡化公式計算出來的參數具有更好的安全性，不妨取的值為：=10；算出來的b值偏大，可根據實際經驗適當修正即可。根據現場觀察現有產品的分度轉位的轉速，=6，查《機械設計手冊 單行本 齒輪傳動》p1673，取齒輪的精度等級為8級，即IT8。查《機械設計手冊 單行本 齒輪傳動》p1662，選擇45鋼調質作為上端齒盤的材料。查《機械設計手冊 單行本 齒輪傳動》，得到如下的硬度數據：齒輪硬度300~330HBS ， 齒條硬度 260~280 HBS 。 抗彎疲勞強度基本值：齒輪=460；齒條=430 。故得：；。取齒數=26，則查課本《機械設計》p200，表105得到：齒形系數 ；校正系數；所以。所以值較大的。轉矩與扭轉轉慣量J有關。根據實際現有產品目測，設刀盤為高h=145, 直徑為D=294的鑄鋼圓柱體。查閱材料手冊，得鑄鋼的密度為。由體積公式得刀盤的體積V=；由質量與密度的關系得刀盤的質量M 。由扭轉慣量與扭矩的關系得J=，代入數據計算得=744。事實上，刀盤是六角形的，而且內部有很大的減重槽，實質質量比上面估算的質量的十分之一還要低。但考慮到刀盤轉動時遇到摩擦力等等阻礙因素，取估算質量的十分之一左右的質量進行下一步的計算。此時可取=。把上面所有相關參數代入簡化公式，計算得 。對照m的標準值，取，這樣保證了齒輪在其主要受力方向上有足夠的強度。由模數與分度圓的關系得，計算得=91 。由得b=35。因為是大大人為的增大，且空套齒輪在軸向方向受到的力很小，基本可以忽略，故參照現有產品參數，選擇b=14。總結空套齒輪的參數：模數；活塞直徑。，取活塞直徑D=50。厚度b=35。 分度活塞及其活塞桿的零件裝配圖國家要求優先采用基孔制，故孔的基本偏差為H，由國標優先推薦的常用配合中試選H7/n6，： 標準公差，上偏差ES=，下偏差EI=0；，上偏差es=，下偏差ei= 。則定位誤差===即，所以所選擇的公差配合H7/n6復合重復定位精度要求。 定位插銷機構的公差配合圖因為插銷定位機構決定了六角回轉刀架的重復定位精度，同時作為過盈配合，當刀架受到切削力時，刀架底座上均布的六個插銷結構先于主軸受力，所以該機構是非常重要的受力機構，要進行校核檢驗。確定切削力。查金屬切削手冊，得切屑力y方向上的受力公式：，——車床切削外圓是Y方向的受力系數；查表得其值為1795；——背吃刀量，mm；對于常見的車床外圓切削，取其常見的大值為5 ；f——進給量。把上述具體數據代入上面公式計算得：=。查金屬切削手冊，得切屑力y方向上的受力公式：,——車床切削外圓時x方向的受力系數，查表得其值為1069；其余參數和取值同上。代入數據計算得=；則由上得到在水平面上每個插銷軸受到的剪力F為：/6 。代入數據計算得F=。由設計手冊得剪切強度公式： ；[]——材料的許用切應力，MPa 。d——材料剪切面的直徑，mm；F——剪切力，N。查手冊得40Cr的為800MPa，取安全系數k=，則=把d=14，F=，代入上式得= ， = 。結論：由校核結果知道插銷定位機構有足夠的強度和安全性，由定位誤差的計算和檢驗，知道插銷定位機構能滿足重復定位的要求。 刀夾襯套的設計簡述刀夾襯套用于與夾持刀具的刀夾柄配合而使之與刀盤連接。目前使用的刀夾很多，有些設計已經標準化。本課題針對目前國內常見的數控車床六角回轉刀架的刀夾對刀夾襯套進行設計。其常見的刀夾刀柄的直徑為60等等，最常用于車床的是直徑為30的刀夾刀柄。本課題針對直徑為30的刀夾刀柄對刀夾襯套進行設計。考慮到切削切削過程中刀夾襯套會受到大量的切削熱，而合金鋼有熱硬性的特性，故選用合金鋼為襯套的材料，牌號是40Cr。結論 總之，通過此課題的設計研究，本人收獲甚大：，特別是車床有了深刻地了解，對車床的工作原理、組成、結構等方面的知識有了一個系統而全面地認識，閱讀了大量關于CNC系統、NC系統的說明書及相關資料，為今后從事控制系統的設計工作奠定了基礎.，訓練了綜合運用知識和電腦繪圖的能力，鍛煉了實踐操作能力。本次設計設計的經驗，使我對機械產生了更加濃厚的興趣，同時對機械這門學科也有了比較具體的認識，這必將對我以后的學習和工作帶來很大的好處。參考文獻:[1] 蔡春源 雷天覺 任興機，等. 機電液設計手冊. 北京：機械工業出版社，1997.[2] 徐炳松，張秀艷，張茵麥，等. 畫法幾何及機械制圖. 北京：高等教育出版社，1999.[3] 劉杰. 機電一體化技術基礎與產品設計. 沈陽：東北大學出版社，2002，101102.[4] 王仁德，趙春雨，張耀滿. 機床數控技術. 沈陽：東北大學出版社，2002，5773.[5] 蔡光起，原所先，高航. 機械制造技術基礎. 沈陽：東北大學出版社，2002.[6] 宋宏遠，楊天怡. 單片微型計算機原理及應用. 重慶：重慶大學出版社，1990，9293.[7] 呂京建，韓長風. 單片微機與系統設計. 天津：能源出版社，1987.[8] Mach inability Date Center. Machining Date Edition 1972.[9] Bram G, Douns C. Machining technology. Macmillan Press Ltd,1975.[10] 叢福建. 基于通用PC機車床數控系統的研究與開發. 東南大學. 2002.[11] 王賡. 易用型數控系統的研究與實現. 西安交通大學. 2001.[12] 鄭子文. 超精密機床伺服控制技術研究. 國防科學技術大學. 2001.[13] 紀海慧. 新一代CK1416高速精密數控車床建模與設計動態研究. 東南大學. 2003 . 致謝本文是在導師XX教教授的悉心指導下完成的。導師淵博的學識、嚴謹的治學態度和一絲不茍的科研作風給本人留下了深刻的印象，使本人受益匪淺，在此謹向導師表示崇高的敬意和衷心的致謝.感謝在整個畢業設計期間和我密切合作的同學，和曾經在各個方面給予過我幫助的伙伴們，在大學生活即將結束的最后的日子里，我們再一次演繹了團結合作的童話，把一個龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學到了本次課題所涉及的新知識，更讓我感覺到了知識以外的東西，那就是團結的力量。 最后，感謝所有在這次畢業設計中給予過我幫助的人