3917 專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計
3917 專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計,專用,車床,回轉(zhuǎn),部件,設(shè)計
分 類 號 密 級 寧XXXX 學院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師年 月 日誠 信 承 諾我謹在此承諾：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》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。承諾人（簽名）： 年 月 日1摘 要科學技術(shù)和社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程的自動化成為實現(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)計合理快捷高效的回轉(zhuǎn)盤機構(gòu)是本文的重點研究問題,本文針對回轉(zhuǎn)盤機構(gòu)進行了一番合理的探索和研究。關(guān)鍵詞：車床，刀架設(shè)計，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寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（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)控機床狀況分析 ...............................................................................................51.3 國內(nèi)數(shù)控機床狀況分析 ..............................................................................................71.3.1 國內(nèi)數(shù)控機床現(xiàn)狀 ............................................................................................71.3.2 國內(nèi)數(shù)控機床的特點 ........................................................................................91.3.3 經(jīng)濟型數(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.........................................................................................................103.1 插銷的設(shè)計計算 ........................................................................................................103.2 預定位機構(gòu)與反靠機構(gòu) ............................................................................................123.3 精定位機構(gòu)多齒盤的設(shè)計 ........................................................................................123.4 彈簧的設(shè)計計算 ........................................................................................................193.5 軸的校核 .....................................................................................................................21結(jié) 論.......................................................................................................................................23致 謝.......................................................................................................................................24參 考 文 獻.............................................................................................................................25寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 1 章 緒論1.1 數(shù)控車床的概念機床是人類進行生產(chǎn)勞動的重要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標志。 普通機床經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)及自動化，精密機械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機電一體化的新型機床一一數(shù)控機床。數(shù)控機床一經(jīng)使用就顯示出了它獨特的優(yōu)越性和強大生命力，使原來不能解決的許多問題，找到了科學解決的途徑。 數(shù)控機床是一種通過數(shù)字信息，控制機床按給定的運動軌跡， 進行自動加工的機電一體化的加工裝備，經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，數(shù)控機床已是現(xiàn)代制造業(yè)的重要標志之一，在我國制造業(yè)中，數(shù)控機床的應(yīng)用也越來越廣泛，是一個 企業(yè)綜合實力的體現(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于一身，是國內(nèi)使用量最大，覆蓋面 最廣的一種數(shù)控機床。要學好數(shù)控車床理論和操作，就必須勤學苦練，從平面幾何，三角函數(shù)，機械制圖，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，若沒有學好有關(guān)數(shù)學、電工學、公差與配合及機械制造等深內(nèi)容，要學好數(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)控機床加工的特殊性，要求數(shù)控機床加工工人既是操作者，又是程序員，同時 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 有熟悉了各項工藝要求，并對出現(xiàn)的問題正確進行處理后，才能減少工作盲目性，保證整個加工工作圓滿完成。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）51.2 國外數(shù)控機床狀況分析機床作為工業(yè)發(fā)展所必須之復雜生產(chǎn)工具，屬生產(chǎn)資料、固定資產(chǎn)，其訂貨需求與經(jīng)濟發(fā)展興衰密切相關(guān)。當前世界經(jīng)濟處於波浪式曲線上升時期，總體上世界機床市場需求比較旺盛。2003~2007 年 5 年間，世界機床總產(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（估計數(shù)字尚未公布） ，年均增幅約 15%。 當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(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、計算機技術(shù)的進步，數(shù)控機床在 20 世紀 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床展上各國機床制造商競相展示先進技術(shù)、爭奪用戶、擴大市場的焦點。 數(shù)控機床出現(xiàn)至今的 50 多年，隨科技、特別是微電子、計算機技術(shù)的進步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當今世上在數(shù)控機床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。 美國的特點是，政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務(wù)和提供充足的經(jīng)費，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)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當今美國不僅生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床，也為中小企業(yè)生產(chǎn)廉價實用的數(shù)控機床(如 Haas、Fadal 公司等) 。其存在的教訓是，偏重於基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀 80 代寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）政府一度放松了引導，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢，於 1982 年被后進的日本超過，并大量進口。從 90 年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術(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“實際”與“實效”，堅持“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)自動化的基礎(chǔ)上，於 1956 年研制出第一臺數(shù)控機床后，一直堅持實事求是，講求科學精神，不斷穩(wěn)步前進。德國特別注重科學試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機床布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、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。如西門子公司之數(shù)控系統(tǒng)和 Heidenhain 公司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。 日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機振法 ”、 “機電法”、 “機信法”等)引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技術(shù)上學習美國，甚至青出於藍而勝於藍。日本也和美、德兩國相似，充分發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動化，繼而全力發(fā)展中小批柔性生產(chǎn)自動化的數(shù)控機床。自1958 年研制出第一臺數(shù)控機床后，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)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀 80 年代開始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。在策略上，首先通過學習美國全面質(zhì)量管理(TQC)，變?yōu)槁毠ぷ杂X群體活動，保產(chǎn)品質(zhì)量。進而加速發(fā)展電子、計算機技術(shù)，進入世界前列，為發(fā)展機電一體化的數(shù)控機床開道。日本在發(fā)展數(shù)控機床的過程中，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院畢業(yè)設(shè)計（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)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。1.3 國內(nèi)數(shù)控機床狀況分析1.3.1 國內(nèi)數(shù)控機床現(xiàn)狀2007 年世界 GDP 增長約 5.2%，而中國獨為 11.4%，遠高出其他國家（地區(qū)） 。機床市場也呈現(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 年金屬加工機床（金屬切削和成形）產(chǎn)值達 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，成為機床產(chǎn)值超百億美元的世界機床生產(chǎn)大國。2007 年中國機床消費額（產(chǎn)值＋進口額－出口額）達 166.1 億美元（中國公布） ，世界機床總產(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床消費國。2007 年，中國的機床消費額，約為第二消費大國日本之 2 倍，世界老牌機床消費國美國的 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)為核心的先進制造技術(shù)已成為我國加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 而在數(shù)控機床中數(shù)控車床又占主導地位。我國數(shù)控車床發(fā)展 ,始于 20 世紀 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)寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（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合中心 ,約占數(shù)控車床產(chǎn)量的 0.02%。經(jīng)濟型數(shù)控車床 ,價格低廉 ,售價僅 10 萬元左右 ,不到普及型數(shù)控車床的1/3,設(shè)備費用投入較少 ,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)濟企業(yè)的歡迎 ,仍是我國當前數(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口產(chǎn)品或合資、獨資企業(yè)如大連因代克斯、寧夏小巨人、杭州友佳、上海哈挺等機床有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品,國產(chǎn)機床市場占有率較低。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 、車銑復合中心等等, 但是,高級型數(shù)控車床的重點是要進一步開發(fā)市場,取得國內(nèi)用戶廣泛認可“十五”期間國產(chǎn)數(shù)控機床發(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院畢業(yè)設(shè)計（論文）9業(yè)生產(chǎn)規(guī)模達到年產(chǎn)千臺以上。1.3.2 國內(nèi)數(shù)控機床的特點(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)主導地位。(2).數(shù)控機床產(chǎn)量大幅度增長，數(shù)控化率顯著提高。2001 年國內(nèi)數(shù)控金切機床產(chǎn)量已達 1.8 萬臺，比上年增長 28.5%。金切機床行業(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)控機床配套生產(chǎn)得到了快速發(fā)展。如北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團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)濟型數(shù)控車床經(jīng)濟型數(shù)控機床就是指價格低廉、操作使用方便，比較適合國內(nèi)國情的，在普通機床上加裝數(shù)控系統(tǒng)的高級自動化機床。經(jīng)濟型數(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現(xiàn)：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機床本身的機械傳動精度。數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)，由于必須對進給位移的位置和速度同時實現(xiàn)自動控制，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，以確保機械傳動系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(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，實現(xiàn)自動循環(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)位機構(gòu)和回轉(zhuǎn)盤，使工件自動變換加工位置。本課題擬完成回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計。1、做必要的運動學和動力學計算，并運用機械設(shè)計基礎(chǔ)理論知識進行盤絲車寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）床總床頭箱部件設(shè)計系統(tǒng)分析計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)完成機械系統(tǒng)設(shè)計裝配草圖。2、根據(jù)裝配草圖，完成自制零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行強度、剛度的計算校核，最后完成裝配圖和自制零件的計算機繪圖工作。第 3 章 回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計3.1 插銷的設(shè)計計算刀盤反靠時，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。可以用能量法近似計算插銷的直徑。下圖給出的插銷的力學模型。圖4-2 插銷的力學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 ， ，沖擊時刀盤的動能： ，64DI??32?21?I沖擊過程中，銷子獲得的彈性變形能： ，令 ，并且2gdPU?21U?寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）11，即 ；可得： 。EJmlPdg3)(2??????Wpd ???????WmlEJI3式中：I 刀盤轉(zhuǎn)動慣量； 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，角速度 愈小，收沖擊也愈小。根據(jù)預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，從而減小反向啟動后的加速時間， 明顯減小。?設(shè)定定位超程角與插銷長度：當銷子處于反靠定位狀態(tài)時，即反靠銷與定位分別插入各自的槽中，若此時刀盤進行反轉(zhuǎn)，則在慣性力矩作用下反靠銷極易沿周向滑動，使刀盤不能與反靠盤同步轉(zhuǎn)動。所以應(yīng)嚴格設(shè)定超程角 。?的大小應(yīng)保證換向時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：反靠盤與預定位盤的間距，h：銷2l槽與預定位槽的深度。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,補償間隙 ，用修配可獲得。m1.0??寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）3.2 預定位機構(gòu)與反靠機構(gòu)預定位銷中間采用彈簧，使之與銷配合起來起定位作用。同時，預定位銷的頭部采用單斜面，由斜面作用使預定位銷從槽中脫出。預定位銷傾角 ?4.50所以預定位盤的 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方向脫出。預定位盤和反靠盤的結(jié)構(gòu)尺寸由零件圖給出。3.3 精定位機構(gòu)多齒盤的設(shè)計1）原理與特點：多齒盤定位由兩個齒數(shù)和齒形相同的端面齒盤嚙合而成。通常，一個齒盤固定不動。另一個齒盤與分度回轉(zhuǎn)部件固定連接。分度時，動齒盤抬起，與定位盤脫開，然后轉(zhuǎn)位，當轉(zhuǎn)位至要求位置后，動齒盤與定齒盤嚙合并壓緊。本設(shè)計中，我們將定齒盤在刀體外殼上之固定，而動齒盤和絲桿，刀盤裝在一起，絲桿移動時，動齒盤隨之脫開嚙合，刀盤同時也移動，齒盤轉(zhuǎn)位。到位后刀盤不再回轉(zhuǎn)，往相反方向移動，從而夾緊工位。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）13圖 4-3 多齒盤原理2）設(shè)計計算：設(shè)計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。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）、圖4-4 多齒盤的結(jié)構(gòu)（a）齒形角 當槽面間隙EF一定時，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，不須選取標準值。 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)按以下公式計算： Z?360??寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（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院畢業(yè)設(shè)計（論文）緊力會引起齒盤變形。夾緊力W可按下式計算：(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，式中取“-”號，0F與W相反時取“+”.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寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（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 驗算齒面擠壓應(yīng)力齒面擠壓應(yīng)力的驗算公式：(4-28)?????????022BhZWctgFDMrnS式中，σ為齒面擠壓應(yīng)力（Pa）為計算齒數(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. ?????????寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（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度精度，而且影響剛性，承載能力及穩(wěn)定度。齒矩誤差同時影響接觸最小齒數(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。因為接觸精度能綜合標志上述各項誤差的影響，實踐中通常作為主要精度檢驗項目。推薦指標為：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。但考慮到實際加工條件，本設(shè)計采用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，同時還可以提高精度。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）193.4 彈簧的設(shè)計計算(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，強度高，性能好，適用于做 的彈簧。8?d(2）計算彈簧鋼的直徑：：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?--最大工作負載下的變形量， --最小工作負荷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 時，?dPHn20?節(jié)距： ，mDP78.).028.(2?寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5.36.425.70?????H取標準值：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）驗算：（a）高徑比： ，滿足要求。6.412530??rHb（b）疲勞強度： ， /6mkg? 7.13.75.021????pSS?--彈簧材料的脈動疲勞極限，查表：當 時，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）驗算共振：彈簧的自振頻率為：，zn HnDdf 31625.41056.31056.322????--強迫機械振動頻率， ，此彈簧適用。rf rnf??寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）213.5 軸的校核電機轉(zhuǎn)速n=1400r/min P=120W mNnPTe ????71.8351402.5.9.設(shè)電機與連接的傳動功率為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院畢業(yè)設(shè)計（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寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（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，會使加工的工件報廢。因此在設(shè)計時除了結(jié)構(gòu)的合理之外，還綜合考慮了精度等。(1)刀架的回轉(zhuǎn)精度用步進電機控制，因此選用的步進電機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，選用雙導程，從而刀架轉(zhuǎn)位的時候按就近原則轉(zhuǎn)位換刀寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）致 謝畢業(yè)設(shè)計是對我們的一次綜合訓練，在此過程中，不但需要我們獨立設(shè)計思考，而且也需要老師和同學的關(guān)心幫助。從一開始本人就很重視畢業(yè)設(shè)計，也在此次設(shè)計中有很大的收獲。此次設(shè)計將近一個學期，從無從下手到所有任務(wù)的完成，培養(yǎng)了我們獨立進行設(shè)計的能力，查找資料、搜集材料的能力，提高了控制技術(shù)應(yīng)用的能力和機械幾何精度等方面的知識。在設(shè)計過程中，XX 老師無私的擠出時間來細心的指導我們的畢業(yè)設(shè)計，耐心的告所我們設(shè)計中的錯誤。并提供電腦給我們進行畢業(yè)設(shè)計。使我能較順利的完成畢業(yè)設(shè)計。同時感謝同組的同學們，在設(shè)計攻關(guān)時幫助我借書并一起探討設(shè)計方案，在每次有關(guān)于畢業(yè)設(shè)計的通知或消息時，都及時的告所我。在此表示感謝。誠摯祝福她們身體健康，萬事如意。同時，感謝大學期間各位教師的悉心教導。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）25參 考 文 獻1 鄭玉華，秦四成主編.典型機械（電）產(chǎn)品構(gòu)造.北京：科學出版社.20032 周希章，周全主編.如何正確選用電動機.北京：機械工業(yè)出版社.3 余英良主編.機床數(shù)控改造設(shè)計與實例.北京：機械工業(yè)出版社.1998.4 陳紹廉主編.數(shù)控機床改造技術(shù).北京：航空工業(yè)出版社.1989.5 寇尊權(quán)主編.機械設(shè)計課程設(shè)計.長春：吉林科學技術(shù)出版社.1999.6 于駿一，鄒青主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社.2003.7 王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控機床結(jié)構(gòu)于設(shè)計.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：機械工業(yè)出版社.9 徐灝主編.機械設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社.10 林其駿主編.機床數(shù)控系統(tǒng).北京：中國科學技術(shù)出版社.11 熊光華主編.數(shù)控機床.北京：機械工業(yè)出版社.12 明興祖主編.數(shù)控機床于系統(tǒng).北京：中國任命大學出版社.13 高春甫主編. 電控制系統(tǒng)設(shè)計. 長春：吉林大學出版社. 200114James V.Valentino, Joseph Goldenberg. Introduction to Computer Numerical Control.2nded. R.R.Donnelley&Sons Company,2000.459.附表 4：寧波大紅鷹學院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書所在學院 機械與電氣工程學院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 08 機自 2學生姓名 毛歡歡 學號 08141010221 指導教師 常秋香題 目 專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計一、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容與基本要求： 主要任務(wù)與目標：1、翻譯 2 篇與課程相關(guān)的最新英文文獻，文獻翻譯要求在 2000 字以上；2、查閱和整理文獻并提交一篇反映課題內(nèi)容的文獻綜述，文獻綜述在 3000 字以上；3、獨立完成專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計，提交一份開題報告。4、按照開題報告的進度計劃，獨立進行結(jié)構(gòu)設(shè)計所需的數(shù)據(jù)計算，結(jié)合相關(guān)課程中涉及的經(jīng)驗公式與經(jīng)驗數(shù)據(jù)，撰寫論文，論文正文不少于 10000 字。研究途徑與方法：1、結(jié)合所學專業(yè)課程，通過查閱相關(guān)資料，溫習相關(guān)制圖軟件，完成畢業(yè)設(shè)計；2、與指導老師和小組同學進行傳動方案和運動方案的討論，在大體設(shè)計方向明確的情況下，正確選擇確定專用轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)盤部件的設(shè)計方案。3、做必要的運動學和動力學計算，并運用機械設(shè)計基礎(chǔ)理論知識進行盤絲車床總床頭箱部件設(shè)計系統(tǒng)分析計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)完成機械系統(tǒng)設(shè)計裝配草圖。4、根據(jù)裝配草圖，完成自制零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行強度、剛度的計算校核，最后完成裝配圖和自制零件的計算機繪圖工作。5、整理設(shè)計資料，完成設(shè)計計算說明書。推薦資料、參考文獻：[1] 周志平. 標準中心孔的改進[J]. 機械工人( 冷加工), 2003, (2): 23-24.[2] 徐志鵬. 一種基于運動控制卡的數(shù)控專用機床[J]. 微計算機信息, 2008, 24(6-1): 188-272.[3] 周樺林 . 精鏜圓錐孔專用機床進給機構(gòu)的設(shè)計[J]. 機電工程技術(shù), 2006, 35(8): 81-154.[4] Gan Sze-Wei, Lim Han-Seok, M. Rahman et al. A fine tool servo system for global position error compensation for a miniature ultra-precision lathe [J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2007 (47): 1302-1310.[5] Hasan Gokkaya, Muammer Nalbant. The effects of cutting tool geometry and processing parameters on the surface roughness of AISI 1030 steel [J]. Materials & Design, 2007, (28): 717-721.設(shè)計技術(shù)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，實現(xiàn)自動循環(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)位機構(gòu)和回轉(zhuǎn)盤，使工件自動變換加工位置。本課題擬完成回轉(zhuǎn)盤部件設(shè)計。注意事項：1、零件圖需要有圖框、零件尺寸標注需規(guī)范并符合制圖標準；2、要求 2D 圖總量折合為 2 張 A0 圖的量以上；3、最終稿 2D 圖需轉(zhuǎn)成 PDF 形式保薦并提交電子文檔；5、英文翻譯需注明原文出處，并附上 PDF 格式原文。二、畢業(yè)論文進度計劃1、 接受任務(wù)，熟悉內(nèi)容，完成外文翻譯、文獻綜述、開題報告；2、 完成設(shè)計圖樣和說明書初稿；3、 修改圖樣、說明書，完成二稿；4、 修改、檢查全部資料，打印、上交資料；5、 準備論文答辯。畢業(yè)設(shè)計（論文）時間：2011 年 6 月 20 日至 2011 年 11 月 30 日計 劃 答 辯 時 間： 2011 年 12 月 日三、專業(yè)（教研室）審批意見：審批人（簽字）：工作任務(wù)與工作量要求：原則上查閱文獻資料不少于 12 篇，其中外文資料不少于 2 篇；文獻綜述不少于 3000 字；文獻翻譯不少于 2000 字；畢業(yè)論文 1 篇不少于 8000 字，理工科類論文或設(shè)計說明書不少于 6000 字（同時提交有關(guān)圖紙和附件） ，外語類專業(yè)論文不少于相當 6000 漢字。 提交相關(guān)圖紙、實驗報告、調(diào)研報告、譯文等其它形式的成果。畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范及有關(guān)要求，請查閱《寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）指導手冊》 。備注：學生一人一題，指導教師對每一名學生下達一份《畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書》 。
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