機(jī)床分度工作臺(tái)論文

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1、重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 五工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合機(jī)床之工作臺(tái)設(shè)計(jì) 摘 要 本論文對(duì)回轉(zhuǎn)分度工作臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過(guò)研究分度工作臺(tái)的原理，結(jié)合數(shù)控、液壓驅(qū)動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等知識(shí)，設(shè)計(jì)出一種用于五工位組合機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。為了提高工作臺(tái)的分度精度，本設(shè)計(jì)采用端齒盤用作分度裝置，液壓作為驅(qū)動(dòng)置。 關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；分度；液壓驅(qū)動(dòng)； 齒輪 Abstract This paper is about the turning points degrees workbench, thro

2、ugh the research design principle of indexing worktable with CNC, hydraulic drive, gear transmission, etc, and designed a kind of knowledge for five station of rotary worktable portfolio tools. In order to improve the workbench indexing accuracy, this design USES the end tooth disk used for indexing

3、 device, hydraulic as driving devices. Keywords: rotary worktable; Indexing; Hydraulic drive; gear 1緒 論 1.1 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要種類及特點(diǎn)概述 帶有可轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)面、用以裝夾工件并實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)和分度定位的機(jī)床附件，簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)臺(tái)或第四軸。轉(zhuǎn)臺(tái)按功能的不同可分為通用轉(zhuǎn)臺(tái)和精密轉(zhuǎn)臺(tái)兩類。 圖1.1 轉(zhuǎn)臺(tái) 1.1.1通用轉(zhuǎn)臺(tái) 　　是鏜床、鉆床、銑床和插床等重要附件，用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)，則可加

4、工圓弧面和圓弧槽等。通用轉(zhuǎn)臺(tái)按結(jié)構(gòu)不同又分為水平轉(zhuǎn)臺(tái)、立臥轉(zhuǎn)臺(tái)和萬(wàn)能轉(zhuǎn)臺(tái)。 1）水平轉(zhuǎn)臺(tái)： 在圓臺(tái)面上有工件定位用的中心孔和夾緊用的T型槽 。臺(tái)面外圓周上刻有360的等分刻線。臺(tái)面與底座之間設(shè)有蝸桿-蝸輪副（見(jiàn)蝸桿傳動(dòng)）,速比為90:1或120:1，用以傳動(dòng)和分度,蝸桿從底座伸出的一端裝有細(xì)分刻度盤和手輪。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可驅(qū)動(dòng)臺(tái)面，并由臺(tái)面外圓周上的刻度（以度為單位）與細(xì)分刻度盤讀出旋轉(zhuǎn)角度。分度精度一般為60″。水平轉(zhuǎn)臺(tái)的蝸桿伸出端也可用聯(lián)軸器與機(jī)床傳動(dòng)裝置聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。 　　2）立臥轉(zhuǎn)臺(tái)： 底座有兩個(gè)相互垂直的安裝基面，使臺(tái)面既可水平也可垂直放置。 　

5、3）萬(wàn)能轉(zhuǎn)臺(tái)： 臺(tái)面可以在0～90范圍內(nèi)傾斜任意角度, 使工件在空間的任何角度都能準(zhǔn)確調(diào)整?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)。 1.1.2精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（rotary table） 　　精密轉(zhuǎn)臺(tái)用于在精密機(jī)床上加工或角度計(jì)量。常見(jiàn)的有光學(xué)轉(zhuǎn)臺(tái)、數(shù)顯轉(zhuǎn)臺(tái)和超精密端面齒盤轉(zhuǎn)臺(tái)。 圖1.2 精密轉(zhuǎn)臺(tái) 1）光學(xué)轉(zhuǎn)臺(tái)： 主軸上裝有玻璃或金屬精密刻度盤，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)將刻度細(xì)分、放大，通過(guò)目鏡或光屏讀出角度值。 2）數(shù)顯轉(zhuǎn)臺(tái)： 轉(zhuǎn)臺(tái)主軸上裝有精密圓光柵或圓感應(yīng)同步器，由數(shù)字顯示裝置讀出角度值。上述兩種精密轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度最高可達(dá)1″。 3）超精密端面齒盤轉(zhuǎn)臺(tái)： 利用一對(duì)經(jīng)過(guò)精密對(duì)研的1440

6、齒、720齒或360齒的端面齒盤分度定位,其分度精度最高可達(dá)0.01″，作精密角度計(jì)量用。 1.2相關(guān)課題國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外相同品種、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品也在不斷出現(xiàn)。例如轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已經(jīng)出現(xiàn)，完全改變了傳統(tǒng)的工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)速度及精度要比傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)高得多，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控刀架也已出現(xiàn)兩年多時(shí)間，當(dāng)然，真正普及應(yīng)用還要有一個(gè)過(guò)程。 1.2.1我們現(xiàn)有水平及國(guó)內(nèi)外對(duì)比情況: 我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品應(yīng)該說(shuō)滿足中低擋數(shù)控機(jī)床的配套需求沒(méi)問(wèn)題，但在為高檔數(shù)控機(jī)床配套的附件產(chǎn)品方面與國(guó)外比較差距較大，產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力方

7、面有差距，但不是很大主要差距在于整個(gè)行業(yè)的裝備制造能力和協(xié)作配套能力。因此對(duì)整個(gè)數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品水平影響較大，這是目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品水平較國(guó)外產(chǎn)品水平低的主要原因。 1.2.2我國(guó)數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品水平較國(guó)外低主要表現(xiàn)在: 1）速度 基于材料、檢測(cè)能力、裝備制造能力等方面的條件限制，我過(guò)附件產(chǎn)品在速度方面較國(guó)外同類產(chǎn)品要差。例如數(shù)控銑床、加工中心配套的各類數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，日本日研公司直徑200mm數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)88r/min,而國(guó)內(nèi)的只有12～16r/min.主要差別在于材料的選用。 2）可靠性 國(guó)外數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用比較早，經(jīng)驗(yàn)豐富，再由于技術(shù)進(jìn)步，新材料、新結(jié)

8、構(gòu)的不斷出現(xiàn)與應(yīng)用，使得其產(chǎn)品可靠性非常好。如日本日研公司部分規(guī)格的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的核心部件蝸桿副，齒輪采用氮化鋼，齒部表面氮化處理，硬度高；蝸桿為硬質(zhì)合金蝸桿；整個(gè)蝸桿副為硬齒面接觸，耐磨。既實(shí)現(xiàn)了高速，又保證了可靠性。而國(guó)內(nèi)基本上均采用傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，加上外購(gòu)配套件的可靠性差造成產(chǎn)品的整體可靠性較外國(guó)產(chǎn)品的差距。可以說(shuō)數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品的整體可靠性與我國(guó)目前整個(gè)工業(yè)發(fā)展水平有相當(dāng)密切的關(guān)系，隨著配套件水平的提高，整體狀況將有所改善。 3）精度 我國(guó)數(shù)控機(jī)床附件的精度及穩(wěn)定性應(yīng)該說(shuō)還是比較好的，基本上能滿足主機(jī)的配套要求。較日本、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)品有一定差距，但不大，與

9、臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)品相當(dāng)。這與行業(yè)企業(yè)近幾年抓質(zhì)量、提高質(zhì)量意識(shí)有密切的關(guān)系。 1.2.3相應(yīng)的措施及對(duì)策 我國(guó)數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品可以說(shuō)還處在一個(gè)發(fā)展階段，品種、規(guī)格、可靠性等方面還需要有一個(gè)完善的過(guò)程，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到成熟的程度。因此作為國(guó)家應(yīng)該給予一定的扶持，作為企業(yè)應(yīng)在適應(yīng)市場(chǎng)需要、加大產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)力度、提高裝備水平、采用新材料、新工藝、新技術(shù)方面多下工夫。我國(guó)高檔數(shù)控制造水平達(dá)到或接近國(guó)際水平，在制造手段上已逐步完善并已有頗具實(shí)力的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力，建立起不同程度的擁有一定規(guī)模的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)基地。數(shù)控機(jī)床正朝著高精度、高效率、高自動(dòng)化、全功能的機(jī)電一體化方向發(fā)展。 1.3回轉(zhuǎn)工作臺(tái)發(fā)

10、展趨勢(shì) 1.3.1市場(chǎng)前景 隨著我們制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)將會(huì)越來(lái)越多的被應(yīng)用，以擴(kuò)大加工范圍，提高生產(chǎn)率。估計(jì)近幾年要求轉(zhuǎn)配數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)床將會(huì)大幅度增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過(guò)剩，受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長(zhǎng)率，特別是那些國(guó)家行業(yè)政策鼓勵(lì)振興和發(fā)展的裝備行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通加工機(jī)床將獲得年均15%----20%左右的穩(wěn)定增長(zhǎng)。 1.3.2發(fā)展趨勢(shì) 目前回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已廣泛應(yīng)用于組合機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和加工中心上，它的總發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)為： 1）在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開(kāi)發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺(tái)；

11、 2）在性能上將研制以鋼為材料的渦輪，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力； 3）在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。 1.4本課題研究的內(nèi)容 隨著數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展與提高，使機(jī)床主機(jī)對(duì)配件要求與依賴都越來(lái)越高。機(jī)床配件技術(shù)發(fā)展間接決定了機(jī)床主機(jī)發(fā)展水平，專業(yè)化發(fā)展方向成為我國(guó)機(jī)床配件業(yè)總體發(fā)展趨勢(shì)。為了縮小與國(guó)外工業(yè)大國(guó)差距，我們各大機(jī)床廠應(yīng)全力配合，企業(yè)本身要加快技術(shù)改革步伐，積極自主創(chuàng)新，并且勇于與國(guó)外企業(yè)多多學(xué)習(xí)。企業(yè)應(yīng)該努力學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)機(jī)床技術(shù)，全面開(kāi)展創(chuàng)新工作，企業(yè)高層也應(yīng)該鼓勵(lì)并且大力支持機(jī)床配件創(chuàng)新，從而使我們機(jī)床配件業(yè)越做越強(qiáng)。 本畢

12、業(yè)設(shè)計(jì)是研究端齒盤作為分度定位機(jī)構(gòu)的液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。 目前端齒盤為分度定位機(jī)構(gòu)的液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心上。它的總發(fā)展趨勢(shì)是： 1）在規(guī)格上向兩頭延伸，即開(kāi)發(fā)小型和大型分度工作臺(tái)。 2）在性能上研制以鋼為主的齒輪、齒盤，大幅度提高分度工作臺(tái)的承載能力。 3）分度定位裝置不斷提高分度工作臺(tái)分度時(shí)的定位精度。 在各種數(shù)控機(jī)床和其他機(jī)械的制造中，數(shù)控端齒盤分度工作臺(tái)等分度裝置的應(yīng)用十分廣泛。近些年來(lái)，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步、自動(dòng)化程度的普

13、遍提高，組合機(jī)床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床的生產(chǎn)和應(yīng)用日益廣泛，對(duì)高精度、高效率的分度裝置的需求也越來(lái)越大。隨著我們制造業(yè)的發(fā)展，為了適應(yīng)不同的產(chǎn)品加工要求，擴(kuò)大加工范圍，分度工作臺(tái)也將在一定范圍內(nèi)得到運(yùn)用。 2 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)總體方案設(shè)計(jì) 隨著人類生活的物質(zhì)要求不斷提高和人類社會(huì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越復(fù)雜的零件被設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)到各個(gè)領(lǐng)域。所以對(duì)加工它們的機(jī)床提出了更高的要求。液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)工件的多工位加工，滿足工件的加工要求。液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)為五工位組合機(jī)床的重要部件，其功能與加工中心的功能密切關(guān)系。 在液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)總體設(shè)計(jì)關(guān)鍵是要確定工作臺(tái)的參數(shù)

14、，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)最主要的參數(shù)為工作臺(tái)尺寸等，根據(jù)確定的零件的典型零件進(jìn)行選擇。工作臺(tái)尺寸是回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主參數(shù)，主要取決于典型零件的外廓尺寸、裝夾方式等。應(yīng)選比典型零件稍大一些的工作臺(tái)，以便留出安裝夾具所需的空間，還應(yīng)考慮工作臺(tái)的承載能力，承載能力不足時(shí)應(yīng)考慮加大工作臺(tái)尺寸，以提高承載能力。 2.1液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)原理設(shè)計(jì) 圖2.1(a) 圖2.1（b） 端齒盤式分度工作臺(tái) 圖2.1（a）、2.1（b）所示是端齒盤式液壓

15、分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)原理圖。它主要由工作臺(tái)臺(tái)面、底座、夾緊油缸、分度油缸及齒盤等部件組成，其工作過(guò)程如下： 1、 分度工作臺(tái)抬起、松開(kāi) 機(jī)床需要分度時(shí)，根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出分度指令，由電磁鐵控制液壓閥（圖中未標(biāo)出），使壓力油進(jìn)入管道進(jìn)入分度工作臺(tái)7中央的夾緊油缸油腔10，并推動(dòng)活塞6移動(dòng)（油缸上腔9的油經(jīng)管道22排除回油）?；钊?通過(guò)推力球軸承5（軸承13與之配套使用），使工作臺(tái)7抬起，上端齒盤4和下端齒盤3脫離嚙合。在工作臺(tái)7向上移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)內(nèi)齒圈12與齒輪11下部嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作。同時(shí)，工作臺(tái)7向上抬起，推桿2在彈簧作用下向上移動(dòng)，使推桿1能在彈簧的作用下右移松開(kāi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)D，

16、發(fā)出松開(kāi)到位信號(hào)。 2、分度工作臺(tái)回轉(zhuǎn)、分度 控制系統(tǒng)在接到松開(kāi)到位信號(hào)后，控制電磁鐵（液壓閥）動(dòng)作，使壓力油經(jīng)管道21進(jìn)入分度油缸左腔19，并推動(dòng)齒條8右移（分度油缸右腔的油經(jīng)管道20排出回油）。齒條8帶動(dòng)齒輪11做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)。改變油腔的行程，即可以改變齒輪11的回轉(zhuǎn)角度。圖中的分度工作臺(tái)為：油缸的行程163.28mm，齒輪回轉(zhuǎn)的角度為72。當(dāng)齒輪回轉(zhuǎn)的過(guò)程中，擋塊14放開(kāi)推桿15；72到位后，擋塊17壓上推桿16，微動(dòng)開(kāi)關(guān)E發(fā)出到位信號(hào)，回轉(zhuǎn)動(dòng)作結(jié)束。分度工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度可以通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 3、分度工作臺(tái)落下、夾緊 控制系統(tǒng)在接收到

17、信號(hào)后，由電磁鐵液壓閥（圖中未標(biāo)出），使壓力油經(jīng)管道22進(jìn)入分度工作臺(tái)的夾緊油缸的油腔9，并推動(dòng)活塞6下移（油缸下腔10的油緊管道23排除回油）?；钊?通過(guò)推力球軸承5（軸承13與之配套使用），使工作臺(tái)7落下，上端齒盤4和下端齒盤3嚙合、夾緊、定位。工作臺(tái)夾緊后，壓下推桿2，使推桿1左移，壓上微動(dòng)開(kāi)關(guān)C動(dòng)作，發(fā)出夾緊完成信號(hào)。 4、分度油缸返回 控制系統(tǒng)在接收到加緊完成信號(hào)后，控制電磁鐵（液壓閥）動(dòng)作使壓力油經(jīng)管道20進(jìn)入分度油缸右腔18，并推動(dòng)齒條8左移（分度油缸左腔19的油經(jīng)管道21排出回油），齒條8返回。這時(shí)，因?yàn)辇X輪11的內(nèi)齒圈已經(jīng)脫開(kāi)，分度工作臺(tái)不動(dòng)，同時(shí)擋塊14壓上

18、推桿15，微動(dòng)開(kāi)關(guān)C動(dòng)作，發(fā)出分度信號(hào)。 2.2液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù) 在經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料和進(jìn)行初步的CAD輔助設(shè)計(jì)后，液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)根據(jù)使用的場(chǎng)合，所需要的大小和形狀有很多種類，本人設(shè)計(jì)的是組合機(jī)床上的一個(gè)分度工作臺(tái)，根據(jù)組合機(jī)床所需加工的零件輪廓尺寸，如下圖的零件圖： 圖2.2 根據(jù)所加工零件的尺寸確定的工作臺(tái)相關(guān)參數(shù)如下： 表2—1 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)相關(guān)參數(shù) 中心高 430mm 中心套孔直徑 30mm 工作臺(tái)臺(tái)面直徑 80

19、0mm 主軸連接尺寸 494mm T型槽寬度 22mm 分度角度 90 使用壓力 2.5MPa 使用流體 液壓油 分度方向 順/逆時(shí)針 最大載重量 3000kg 分度精度 0.2″ 重復(fù)精度 0.2mm 2..3液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.3.1液壓系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 通過(guò)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的基本原理和動(dòng)作過(guò)程，可以了解到工作臺(tái)需要有兩個(gè)液壓系統(tǒng)：一個(gè)是提供壓力使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)抬起和下降的動(dòng)作，而另外一個(gè)液壓系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)72分度回轉(zhuǎn)的動(dòng)作。這兩個(gè)動(dòng)作過(guò)程都需要液壓系統(tǒng)具有使工作臺(tái)平穩(wěn)動(dòng)作的功能，不要在工作臺(tái)抬起、下降分度的

20、時(shí)候產(chǎn)生顫動(dòng)，影響加工精度。 圖2..3 如圖2.2所示，在液壓缸的兩側(cè)油路上都串接一液壓?jiǎn)蜗蜷y（液壓鎖），活塞可以在行程的任何位置上鎖緊，不會(huì)因外界的原因而顫動(dòng)，而其鎖緊精度只受液壓缸的泄漏和油液壓縮性的影響。為了保證鎖緊迅速準(zhǔn)確，換向閥采用了H型中位機(jī)能。這種液壓系統(tǒng)能很好的滿足液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的要求。 2.3.2液壓泵的選擇 根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的基本參數(shù)和CAD輔助設(shè)計(jì)對(duì)零件的設(shè)計(jì)，可以知道：實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的分度的液壓系統(tǒng)的壓力遠(yuǎn)比實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)的壓力要小，兩個(gè)液壓系統(tǒng)選

21、擇相同的液壓泵，所以選擇液壓泵的時(shí)候只要滿足上下運(yùn)動(dòng)的即可。 根據(jù)工作臺(tái)的最大承重量為3000kg。根據(jù)如圖2.3所示設(shè)計(jì)的活塞尺寸： 圖2.4 活塞的作用面積為半徑110mm和半徑80mm圍成的環(huán)面。計(jì)算過(guò)程如下： F=mg F=3000kg9.8N/kg=29400N 根據(jù)《液壓傳動(dòng)手冊(cè)》選擇CB-B4齒輪油泵，為工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的液壓泵，其具體參數(shù)如表2—2： 表2—2 液壓泵參數(shù) 型號(hào) 流量 [l/

22、min] 壓力 [MPa] 轉(zhuǎn)速 [rpm] 容積效率η[%] 重量 [kg] 驅(qū)動(dòng)功率 [kW] CB—B4 4 2.5 1450 ≥85 2.8 0.21 2.4液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的動(dòng)作過(guò)程，設(shè)置了四個(gè)數(shù)控指示燈，其數(shù)控指令的動(dòng)作順序如表2—3： 表2—3 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)動(dòng)作順序 指令 動(dòng)作 完成信號(hào) 抬起 工作臺(tái)抬起，開(kāi)關(guān)D松開(kāi) 發(fā)出抬起到位信號(hào) 分度 擋塊17壓到推桿16，E開(kāi)關(guān)閉合 發(fā)出分度到位信號(hào) 下降 工作臺(tái)下降，開(kāi)關(guān)D閉合 發(fā)

23、出下降夾緊信號(hào) 返回 擋塊14壓到推到15，開(kāi)關(guān)C閉合 發(fā)出分度結(jié)束信號(hào) 3液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)部件設(shè)計(jì) 3.1工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 3.1.1工作臺(tái)整體尺寸的設(shè)計(jì) 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)作為需要回轉(zhuǎn)的部件，在其上還會(huì)有專業(yè)的夾具。為了滿足其分度的功能，所以工作臺(tái)做成圓形件，且根據(jù)工作臺(tái)的加工零件范圍：最大載重量為3000kg,所以工作臺(tái)臺(tái)面選取800mm，工作臺(tái)的高度為130mm。工作臺(tái)表面需要T型槽，用于工作臺(tái)上夾具的定位夾緊。為了使工作臺(tái)耐用，在工作臺(tái)的中心處設(shè)計(jì)一個(gè)中心孔，用于安裝襯套的安裝。工作臺(tái)的下端面需要與中心轉(zhuǎn)軸和端齒盤安裝定位，

24、所以要設(shè)計(jì)一個(gè)槽，槽寬與槽深都是根據(jù)端齒盤的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)確定的。 3.1.2工作臺(tái)T型槽設(shè)計(jì) 工作臺(tái)T型槽的作用是用T型槽固定工作臺(tái)上的夾具。T型槽的布置需要根據(jù)工作臺(tái)的尺寸確定，根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的方案，T型槽長(zhǎng)度為320mm，由于是五工位，所以布置5個(gè)T型槽，均布在工作臺(tái)的上表面。 根據(jù)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)要求和《機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》T型槽及螺栓頭部尺寸（摘自GB/T158-1996），選擇如下： 圖3—1 T型槽|A|基本尺寸/mm：22 T型槽|B|基本尺

25、寸/mm：38 T型槽|C|基本尺寸/mm：18 螺栓選擇 公稱尺寸/mm：M20 3.1.3工作臺(tái)中心孔設(shè)計(jì) 工作臺(tái)的中心孔設(shè)計(jì)，是根據(jù)在工作臺(tái)中心孔上有一個(gè)襯套，襯套的作用是：當(dāng)襯套磨損了，可以方便更換。如果不用襯套，磨損后，則需要更換工作臺(tái)。因其是標(biāo)準(zhǔn)件，加工方便，更換成本低，而且還能起到一定的導(dǎo)向作用。襯套與工作臺(tái)的中心孔為小過(guò)盈配合。所以根據(jù)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)要求和襯套的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可得，工作臺(tái)中心孔的孔徑為39mm。選取的襯套為外徑φ30mm，長(zhǎng)45mm的襯套。 3.1.4工作臺(tái)螺孔分布設(shè)計(jì) 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)需要中心軸和端齒盤與工作臺(tái)具

26、有精確的相對(duì)位置。而工作臺(tái)是由許多點(diǎn)、線、面組成的一個(gè)復(fù)雜空間幾何體。當(dāng)考慮中心軸和端齒盤在工作中占據(jù)一正確位置時(shí)，在實(shí)際安裝，進(jìn)行零部件需要螺栓的夾緊和定位銷的定位相結(jié)合才能滿足工作臺(tái)的動(dòng)作要求。對(duì)于中心軸本設(shè)計(jì)采用螺栓和定位銷在工作臺(tái)上圓周均布，一般都采用三個(gè)螺栓與兩個(gè)定位銷對(duì)工作臺(tái)及其部件進(jìn)行定位夾緊。而對(duì)于端齒盤，由于選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，工作臺(tái)上的孔必須與端齒盤向?qū)?yīng)。估設(shè)計(jì)出的工作臺(tái)如下： 圖3.2 3.2端齒盤 由于端齒盤是標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)工作臺(tái)的尺寸，依據(jù)JB-T4316.1—1999 選用端齒盤的

27、參數(shù)如下： 圖3.3 外徑D：630mm 內(nèi)徑d：500mm 齒數(shù)z：180 齒長(zhǎng)F：25mm 齒盤副厚度H：80mm 體厚H1:30mm 齒盤厚度H/2+m：42.16mm 齒距t：11mm 齒厚S：5.5mm 齒內(nèi)徑d0:580mm 全齒高h(yuǎn):7.2mm 齒頂高m：2.17mm 空刀槽寬P：3.0mm 槽底傾角a：051′58″ 分布圓直徑D1：540mm 螺栓孔數(shù)量：12 直徑：d1:17.5mm 沉孔：d2:28mm 沉孔深度b：16mm 錐孔d3：16mm 倒角C：2 最小抬起量

28、：4.8mm d4：M16 3.3中心軸設(shè)計(jì) 3.3.1中心軸尺寸設(shè)計(jì) 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的中心轉(zhuǎn)軸其結(jié)構(gòu)尺寸基本上是按照工作臺(tái)的整體尺寸確定的，其上端面的螺孔與定位銷都是根據(jù)工作臺(tái)的上端面的螺孔分布來(lái)設(shè)計(jì)的。其下端面的螺孔是根據(jù)與之配合的齒圈設(shè)計(jì)的，中心軸會(huì)有20mm嵌進(jìn)齒圈的中心槽進(jìn)行定位，再使用三個(gè)均布的螺栓緊固。 中心軸最重要的部分是其右端面的直徑大小，在工作臺(tái)結(jié)構(gòu)允許的條件下，盡可能的使中心軸的支撐面大。因?yàn)橐簤菏綌?shù)控分度工作臺(tái)在分度旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，需要液壓油頂起活塞，活塞兩端都有推力球軸承，通過(guò)推力球軸承頂起中心軸支撐面，在此過(guò)程中工作臺(tái)的重心不一定在中

29、心，所以會(huì)產(chǎn)生一定的傾覆力。中心軸的支撐面越大則產(chǎn)生的傾覆力越小，分度后的中心重復(fù)定位精度也將會(huì)提高。所以根據(jù)工作臺(tái)和端齒盤的尺寸，允許中心軸支撐面的最大尺寸為494mm。 圖3.4 3.3.2中心軸軸承選擇 根據(jù)中心軸的動(dòng)作原理，可知需要選擇推力球軸承： 推力球軸承：推力球軸承由底圈、軸圈和鋼球保持架組件三部分構(gòu)成。與軸配合的稱軸圈，與外殼配合的稱底座圈。 推力球軸承種類：按受力情況分單向推力球軸承和雙向推力球軸承。單向推力球軸承可承受的單向軸向負(fù)荷。雙向推力球軸

30、承可承受雙向軸向負(fù)荷。雙向推力球軸承，其中圈與軸配合。底圈的安裝面成球面的軸承，具有調(diào)心性能，可以減少安裝誤差的影響。推力球軸承不能承受徑向負(fù)荷，極限轉(zhuǎn)速較低。 推力球軸承的用途：只適用于承受一面軸向負(fù)荷、轉(zhuǎn)速較低的機(jī)件上，例如起重機(jī)吊鉤、立時(shí)水泵、立時(shí)離心機(jī)、千斤頂、低速減速器等。軸承的軸圈、底圈和滾動(dòng)體是分離的，可以分別拆裝。 根據(jù)中心軸的軸頸：上端的軸頸100mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6—8推力球軸承（GB/T301—1995摘錄）可知，選用軸承代號(hào)為：51120。為了便于軸上零件的安裝，下端軸頸是90mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6—8推力球軸承（GB/

31、T301—1995摘錄）可知，選用軸承代號(hào)為：5118。 圖3.5 3.4活塞設(shè)計(jì) 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的活塞設(shè)計(jì)，根據(jù)軸心轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)尺寸可以確定活塞中心孔的大小為94mm，在設(shè)計(jì)中，當(dāng)兩個(gè)接觸面的距離較長(zhǎng)時(shí)，尅適當(dāng)減少接觸面的距離，降低加工難度，也提高了精度。如圖活塞的的上端面是一個(gè)專門的推力球軸承的支撐槽，推力球軸承的外徑為135mm，根據(jù)要求選擇了支撐槽的直徑為140mm?；钊叽缛鐖D3.6所示： 圖3.6 活塞的半徑是根

32、據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力確定的，活塞作為液壓油驅(qū)動(dòng)的部件，在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象，所以也需要密封圈，根據(jù)密封圈可以設(shè)計(jì)出活塞上的密封槽。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，活塞需要液壓油才能驅(qū)動(dòng)，根據(jù)活塞工作原理，所以齒條需要密封。密封可以分為靜密封和動(dòng)密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封盒直接接觸密封三大類。根據(jù)工作壓力，靜密封又可以分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材料較軟寬度較寬的墊密封，高壓靜密封則用材料較硬接觸寬度窄的金屬墊片。動(dòng)密封可以分為螺旋密封盒往復(fù)密封兩種基本類型。按密封件與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸，可分為接觸式密封盒非接觸式密封；按密封件和接觸位置又可以分為圓周密封和端

33、面密封，端面密封又稱機(jī)械密封。動(dòng)密封中的離心密封盒螺旋密封，是借助機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給介質(zhì)以動(dòng)力得到密封。 經(jīng)過(guò)以上的介紹，可知活塞需要往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，所以需要?jiǎng)用芊庠驹O(shè)計(jì)選擇O型橡膠密封圈，它適用于裝在各種機(jī)械設(shè)備上，在工作壓力0—70MPA、溫度為-40—+120℃的不同液體和氣體介質(zhì)中，在固定或運(yùn)動(dòng)的情況下起密封作用。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表7—13查得適用于活塞的密封圈如圖3.7所示： 圖3.7 表3—1 密封圈尺寸選型表 小密封圈 尺寸 大密封

34、圈 尺寸 D1 1551.19 D1 2121.57 D2 3.550.10 D2 5.300.13 3.5傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.5.1傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的工作原理，在工作臺(tái)需要分度的時(shí)候，液壓油進(jìn)入活塞下部將工作臺(tái)頂起，同時(shí)齒圈和下齒輪嚙合，準(zhǔn)備分度。上升到位后，液壓系統(tǒng)將使液壓油進(jìn)入齒條油腔，推動(dòng)齒條，齒條與上齒輪嚙合，并帶動(dòng)上齒輪運(yùn)動(dòng)，上齒輪與下齒輪是做成一體的，所以上齒輪帶動(dòng)下齒輪旋轉(zhuǎn)。下齒輪與齒圈嚙合在一起，并且齒圈與轉(zhuǎn)軸是固定的，所以齒條的水平運(yùn)動(dòng)館將會(huì)帶動(dòng)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。 綜上所訴，此傳動(dòng)系統(tǒng)的最主要的作

35、用就是通過(guò)齒輪齒條和齒輪齒圈的嚙合使齒條的水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成工作臺(tái)的分度運(yùn)動(dòng)。即為圖3.8所示： 圖3.8 經(jīng)過(guò)動(dòng)作的分析，在此設(shè)計(jì)中，齒輪齒條的作用只是分度時(shí)進(jìn)行嚙合，而且分度時(shí)傳遞的力只是克服轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)孔壁摩擦力，此摩擦力比較小，所以齒輪齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算只是根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和工作他的具體尺寸確定的。所以齒條半徑為35mm，齒輪分度圓半徑為130mm。 液壓泵的工作壓力是2.5MPa。 1、齒輪齒條轉(zhuǎn)矩 根據(jù)工作臺(tái)零部件之間合理的分布，可以確定齒條半徑為35mm，齒條油腔的

36、面積為： S=π*R=3.1435=3846.5mm 所以齒條在分度時(shí)受也養(yǎng)過(guò)的推理為： F=P*S=2.53846.5=9616.5N 齒輪齒條嚙合時(shí)，所受的轉(zhuǎn)矩就是克服中心轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)壁的摩擦力，此摩擦力比較小。假設(shè)1000Nmm 2、齒輪齒條的轉(zhuǎn)速 由齒輪齒條的分度圓嚙合條件可知，工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)72分度時(shí)，齒輪需要轉(zhuǎn)動(dòng)五分之一個(gè)圓周，所以 L=π*d1/5 =3.142601/5 =163.28mm 齒輪

37、轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周長(zhǎng)度也即是齒條分度時(shí)需要運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度，即為齒條油缸的長(zhǎng)度。所以齒條油缸的體積為： V=π*r*L =3.1435163.28 =0.642250E6mm 選擇的液壓泵流量為:4L/min 所以分度工作臺(tái)分度需要的時(shí)間為： t=V/q=9.5s 綜上所訴，齒條在分度嚙合的時(shí)候速度為： V=L/t=17.4mm/s 齒輪在分度時(shí)的轉(zhuǎn)速： n=60/(t5)=1.2

38、5r/min 3.5.2齒輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單 位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1.選齒輪精度等級(jí) 查[1]表10—8 選用7級(jí)精度 級(jí) 7 2.材料選擇 查[1]表10—1 齒條選用45號(hào)鋼（正火處理）硬度為200HBS 大齒輪選擇45號(hào)鋼（正火處理）200HBS 齒輪200HBS 齒條200HBS 3.選擇齒數(shù)Z Z1≥17 Z2=iZ1 U=Z2/Z1 取Z1=130 Z2=1130 =130 U=Z2/Z1=1 個(gè) 選擇：齒輪齒數(shù)為40，齒條齒數(shù)為42 傳動(dòng)比1:1 4.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) (

39、1)試選Kt Kt=1.2---1.4 取Kt=1.3 Kt=1.3 (2)區(qū)域系數(shù)ZH 由[1]圖10--30 ZH=2.433 ZH=2.433 (3)計(jì)算齒條傳遞的轉(zhuǎn)矩 根據(jù)上述可知 T=19110 Nmm T=19110Nmm (4)齒寬 由結(jié)構(gòu)可知 B=22mm B=22mm (5)材料的彈性影響系數(shù)ZE 由[1]表10—6 ZE=189.8 MPa ZE=189.8 (6)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-21c 由[1]圖10-21d MPa (7)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由[1]式10-13

40、 (8)接觸疲勞強(qiáng)度壽命 由[1]圖10-19 (9)計(jì)算解除疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取是小概率為1%，安全系數(shù)S=1，由[1]式10-12得 (10)試算小齒輪分度圓直徑 按[1]式10-21試算 (11)計(jì)算圓周速度v v=17.4mm/s m/s 0.0174m/s (12)模數(shù) b/h=22/3.9=5.64 (13)計(jì)算載荷系數(shù)K 由[1]表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=0.0174m/s，7級(jí)精度，由[1]圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù) 由[1]表10-4查得 由[1

41、]圖10-13查得 假定，由[1]表10-3查得 故載荷系數(shù) (14)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 由[1]式10-10a mm (15)計(jì)算模數(shù) mm 5.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1)計(jì)算載荷系數(shù)K K=11.071.51.35=2.167 K=2.167 (2)齒形系數(shù) 由[1]表10-5 (3)應(yīng)力校正系數(shù) 由[1]表10-5 (4)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-20b 由[1]圖10-20c MPa (5)彎曲疲勞強(qiáng)度壽命 由[1]圖10-18利用插值法可得

42、 (6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3，由[1]式10-12得 MPa (7)計(jì)算大小齒輪的 結(jié)論：齒條和齒輪的系數(shù)一樣，所以任選其一都可，此設(shè)計(jì)選齒輪 (8)齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由[1]式10-17 mm 結(jié)論：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面模數(shù)，取 =2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=260mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由：，取，則 6.幾何尺寸計(jì)算 (1)計(jì)算中心距a 根據(jù)結(jié)構(gòu)需求 齒輪齒條中心距無(wú)窮大 mm

43、 a無(wú)窮大 (2)計(jì)算齒輪的分度圓直徑d d1=zm=1302=260 d2是齒條無(wú)窮大 d1=zm=260 mm d1=260 d2是齒條無(wú)窮大 (3) 計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df df=d-2.5mn df1=d-2.5mn =260-22.5 =255 df2為齒條齒根圓，所以無(wú)窮大 mm df1=255 df2無(wú)窮大 (4)計(jì)算齒輪的寬度B 根據(jù)結(jié)構(gòu)需求 圓整后取： B1=22 B2=10 mm B1=22 B2=10 (5)驗(yàn)算 所以合適 注：上表依據(jù)均來(lái)自《機(jī)械設(shè)計(jì)》第十章齒輪傳動(dòng) 所以，由工作臺(tái)

44、的結(jié)構(gòu)尺寸可以確定齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪的分度齒分布分布在115 范圍內(nèi)，且齒數(shù)為40齒。齒輪具體結(jié)構(gòu)如圖3.9所示： 圖3.9 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，分度齒條需要液壓缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以液壓系統(tǒng)中相當(dāng)于活塞的作用，根據(jù)活塞的工作原理，所以齒條需要密封。 經(jīng)過(guò)以上的介紹，可知齒條需要往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，所以需要?jiǎng)用芊庠驹O(shè)計(jì)選擇O型橡膠密封圈，它適用于裝在各種機(jī)械設(shè)備上，在工作壓力0~70MPa、溫度為-40~+120℃的不同液體和氣體介質(zhì)中，在

45、固定或運(yùn)動(dòng)的情況下起密封作用。根據(jù)《液壓設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)》表9-4查得適用于此齒條的密封圈如圖3.10： 圖3.10 如圖所示：密封圈的公稱內(nèi)徑 D=67mm 端面尺寸 d=3.55mm 密封圈溝槽設(shè)計(jì) 根據(jù)上表面截圖尺寸d=3.55可以得出密封圈溝槽尺寸。 溝槽深度E1=3.1mm 溝槽寬度G0=4.2mm 在工作臺(tái)分度時(shí)，需要轉(zhuǎn)動(dòng)72齒輪的分度齒分布在115范圍內(nèi)，所以與齒輪嚙合的齒條分布長(zhǎng)度L

46、 取與齒條嚙合的長(zhǎng)度為270mm，齒條齒數(shù)為42齒。 所以齒條的尺寸如圖3.11所示： 圖3.11 3.5.3齒圈設(shè)計(jì) 在分度工作臺(tái)進(jìn)行分度的時(shí)候，齒條帶動(dòng)上齒輪，下齒輪與齒圈嚙合而帶動(dòng)工作臺(tái)和中心軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)72。所以在此過(guò)程中下齒輪與齒圈的嚙合只是做精確定位的作用并沒(méi)有相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)。所以下齒輪和齒圈只是需要按結(jié)構(gòu)尺寸確定即可： 齒圈的分度圓直徑等于下齒輪的直徑已知為227.5mm 由d=zm可知，齒圈分度圓直徑已知為227.5mm。

47、根據(jù)工作臺(tái)的工作原理，可知下齒輪和齒圈的齒數(shù)應(yīng)為5的倍數(shù)才能滿足要求，查《實(shí)用機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-3，可以推算，當(dāng)m=1.75時(shí)，根據(jù)： d=mz, z=d/m=227.5/1.75=130 根據(jù)選定的d=227.5mm,m=1.75,z=130可以得出： 齒圈的齒頂圓直徑： 時(shí)， 齒圈齒根圓直徑： 齒圈需要帶動(dòng)中心中（工作臺(tái)）旋轉(zhuǎn)，所以需要定位

48、在中心軸上，根據(jù)定位原理，中心軸和齒圈需要選定位，之后再用螺栓緊固。在此設(shè)計(jì)中齒圈與中心軸的定位是在齒圈的中心開(kāi)一個(gè)與中心軸一樣的槽，使中心軸下端嵌進(jìn)齒圈槽，再用三個(gè)螺栓在軸端均勻分布緊固。其具體結(jié)構(gòu)如圖3.12： 圖3.12 3.6工作臺(tái)底座設(shè)計(jì) 3.6.1材料選擇 工作臺(tái)的底座在鑄件經(jīng)加工后的一個(gè)零部件，工作臺(tái)底座的壁厚與選擇的材料有關(guān)，所以據(jù)表3-2： 表3-2 鑄造碳鋼機(jī)架常用材料 牌號(hào) 特點(diǎn)及應(yīng)用舉例 ZG200-400及ZG23

49、0-450 有一定的強(qiáng)度、良好的塑性與韌性，有較高的導(dǎo)熱性、焊接性切削加工性。但排除鋼水中的氣體和雜志比較困難，所以容易氧化和熱裂。常用語(yǔ)模鍛錘座、外殼、機(jī)座、軋鋼機(jī)機(jī)架、鍛錘氣缸體和箱體等。 ZG270-500 它是大型鑄鋼件生產(chǎn)中最常用的碳素鑄鋼、具有較好的鑄造性和焊接性，但易產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力引起熱裂。廣泛應(yīng)用于軋鋼、鍛壓、礦山等設(shè)備，如軋鋼機(jī)機(jī)架、輥道架、連軋機(jī)機(jī)座、萬(wàn)能板坯扎機(jī)機(jī)架，水壓機(jī)橫梁和中間底座，水壓機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)、曲柄壓力機(jī)機(jī)身、鍛錘。 ZG310—570 用于重要機(jī)架。 選擇ZG200—400作為工作臺(tái)底座的材料。 3.6.2壁厚選擇 鑄件的

50、壁厚太薄，容易發(fā)生白口和裂紋，故必須結(jié)合零件的復(fù)雜程度、尺寸大小、材料以及制造工藝來(lái)確定。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》鑄件最小允許壁厚可查得，壁厚選擇為30mm。在工作臺(tái)底座需要有液壓油管道，所以根據(jù)《液壓傳動(dòng)手冊(cè)設(shè)計(jì)》管道庇護(hù)計(jì)算公式： 工作臺(tái)底座管道壁厚的計(jì)算，根據(jù)《工程材料》表6—7工程用碳素鑄鋼的牌號(hào)、含碳量、力學(xué)能與應(yīng)用。可知ZG200—400的許用應(yīng)力為：200NPa。 由上式可得： 所以在工作臺(tái)的底座設(shè)計(jì)的液壓油管道與底座壁有0.025mm就不會(huì)發(fā)生 泄漏，為其安全考慮在本設(shè)計(jì)中一般都大于3mm

51、。 3.6.3鑄造斜度 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求工作臺(tái)底座需要的鑄造斜度從表3—3中可知 表3—3 鑄造斜度 斜度b:h 角度β 應(yīng)用范圍 1:5 1130′ h<25mm時(shí)鋼和鐵的鑄件 1:10 530′ h=25~50mm時(shí)鋼和鐵的鑄件 1:20 3 h=25~50mm時(shí)鋼和鐵的鑄件 工作臺(tái)底座的鑄造斜度選擇第三種方案，即是3。 3.6.4加強(qiáng)筋 圖3.13 根據(jù)圖3.12的設(shè)計(jì)依據(jù)，加強(qiáng)筋分布在工作臺(tái)的

52、外部，所以選擇工作臺(tái)底座的加強(qiáng)筋為：a=0.830=24mm 加強(qiáng)筋的分布按照工作臺(tái)底座的結(jié)構(gòu)要求分布的。 3.6.5定位分布 液壓式數(shù)控分布工作臺(tái)運(yùn)用于加工中心機(jī)床上，所以工作臺(tái)底座還需要在機(jī)床上定位與夾緊設(shè)計(jì)。較常用的機(jī)床與工作臺(tái)的定位與夾緊是通過(guò)T行槽的設(shè)計(jì)完成的，機(jī)床上的T型槽如下： 根據(jù)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)要求和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》T型槽及螺栓頭部尺寸（摘自GB/T158—1996），選擇如下： T型槽|A|基本尺寸/mm：54 T型槽|B|基本尺寸/mm： 90 T型槽|C|基本尺寸/mm：40 螺栓選擇 公稱尺寸

53、/mm：M48 圖3.14 工作臺(tái)底座的設(shè)計(jì)需要用定位鍵進(jìn)行定位，選擇M48的螺栓進(jìn)行固定，所以槽寬為85。螺栓安裝的尺寸中心線為T型槽的間距尺寸，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》T型槽間距尺寸 摘自（GB/T 158—1996） 表3—4 T型槽間距尺寸 由上表可知選擇p=500mm 工作臺(tái)底座的其他結(jié)構(gòu)可根據(jù)工作臺(tái)的功能要求和其他部件的結(jié)構(gòu)尺寸確定，最終確定如圖3.15工作臺(tái)： 圖 3

54、.15 3.7活塞密封塊設(shè)計(jì) 分度工作臺(tái)的活塞腔有兩部分組成：一是活塞上腔，其作用是在工作臺(tái)完成分度以后，通過(guò)液壓油使工作臺(tái)下降、端齒盤嚙合；二是活塞下腔，其作用是工作臺(tái)在需要分度時(shí)候通液壓油，使工作臺(tái)上升，端齒盤脫離嚙合，準(zhǔn)備分度?；钊南虑皇怯晒ぷ髋_(tái)底座的內(nèi)壁和活塞形成的，而活塞的下腔是活塞和工作臺(tái)底座內(nèi)壁和活塞密封塊組成的。 活塞密封塊的內(nèi)壁是根據(jù)活塞桿的直徑設(shè)計(jì)的，密封塊的定位使用定位鍵M1240，使用螺栓固定。所以根據(jù)其他結(jié)構(gòu)和密封塊本身的要求，其結(jié)構(gòu)如圖3.16： 圖3.16 3.8推桿導(dǎo)

55、向塊設(shè)計(jì) 推桿導(dǎo)向塊的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工作臺(tái)底座的設(shè)計(jì)尺寸，與分度工作臺(tái)分度時(shí)需要的角度相結(jié)合。因?yàn)樵诠ぷ髋_(tái)分度的時(shí)候是利用擋塊和推桿實(shí)現(xiàn)分度信號(hào)的傳送的。所以再設(shè)計(jì)推桿導(dǎo)向塊時(shí)應(yīng)按擋塊的位置設(shè)計(jì)推桿孔。 圖3.17 3.9設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的思路完成了工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，在本設(shè)計(jì)中首先我把設(shè)計(jì)分成了三大部分，其中包括：工作臺(tái)的定位結(jié)構(gòu)、工作臺(tái)的夾緊與松開(kāi)結(jié)構(gòu)、工作臺(tái)的分度結(jié)構(gòu)。 3.9.1工作臺(tái)的定位原理和結(jié)構(gòu) 圖3.18 如上圖3—17所示，

56、在工作臺(tái)分度完成后的定位主要是通過(guò)端齒盤實(shí)現(xiàn)的，也即是下端齒盤3和上端齒盤4的嚙合對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行定位。而在需要分度的時(shí)候，工作臺(tái)的定心精度主要是通過(guò)活塞6、中心軸和工作臺(tái)底座及密封塊安裝固定的。 3.9.2工作臺(tái)松開(kāi)、夾緊原理和機(jī)構(gòu) 圖3.19 如上圖3.18所示，工作臺(tái)需要分度時(shí)是通過(guò)油道1進(jìn)油使活塞2向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)推動(dòng)推力球軸承4使中心軸5向上運(yùn)動(dòng)，從而工作臺(tái)也向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上端齒盤6和下端齒盤7的松開(kāi)，為實(shí)現(xiàn)分度動(dòng)作做好準(zhǔn)備。 當(dāng)工作臺(tái)分度完成后，

57、需要下降使工作臺(tái)夾緊時(shí)，油液會(huì)從油道8進(jìn)入活塞缸上腔，使活塞2向下移動(dòng)，中心軸5帶動(dòng)工作臺(tái)下降。使上端齒盤6和下端齒盤7嚙合，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的夾緊定位。 3.93工作臺(tái)分度的原理和機(jī)構(gòu) 圖3.20 液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)最重要的結(jié)構(gòu)就是分度部分，此設(shè)計(jì)中的分度結(jié)構(gòu)如上圖3.19所示，工作臺(tái)需要分度時(shí)，上升到一定高度，使中心軸5下端的內(nèi)齒圈12與下齒輪9嚙合，為分度做好準(zhǔn)備。數(shù)控指令控制液壓油進(jìn)入齒條8油腔推動(dòng)齒條活塞運(yùn)動(dòng)，齒條的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與之嚙合的齒輪9轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒條8的

58、直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪9的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒輪9的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)齒圈12的轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)閮?nèi)齒圈12與工作臺(tái)的中心軸5固定，所以齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到位時(shí)發(fā)出數(shù)控信號(hào)，表示轉(zhuǎn)動(dòng)到位，實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)72分度動(dòng)作。 4總結(jié) 為期半學(xué)期的緊張而艱苦的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。此時(shí)此刻我仿佛歷經(jīng)一次翻山越嶺。登上了高山之巔，頓時(shí)心曠神怡，眼前豁然開(kāi)朗。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們深深體會(huì)到這句千古名句的真正含義。我今天認(rèn)真的進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)

59、計(jì)， 學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地地邁開(kāi)這一步，就是為了明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 書是前人正確經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)是離不開(kāi)工具書的。它可以給我們很多有用的知識(shí)，幫我們解決一些難題，但事非躬親很難在腦海中留下深刻的印象，對(duì)別人的經(jīng)驗(yàn)，自己要從實(shí)際出發(fā)，多動(dòng)點(diǎn)手去做，把前人的只是經(jīng)驗(yàn)變成自己的力量。摸著石頭過(guò)河是我們初學(xué)者必須要的精神，只有自己動(dòng)手了，錯(cuò)誤的會(huì)改正，正確的繼續(xù)發(fā)揚(yáng)，這樣才符合畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。 老師是我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)的最好導(dǎo)航，無(wú)論在做設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)篩選，加工工藝遇上的種種問(wèn)題我們自己不能解決都需要老師的幫助。老師具備專業(yè)的知識(shí)和過(guò)硬的事跡操作經(jīng)驗(yàn)，是我們?cè)跈C(jī)械

60、制造業(yè)中航行的指明燈，老師不會(huì)什么都親手的幫我們做好，他主要的工作是指引我們，啟發(fā)我們?！笆谥贼~不入授之以漁”，以老師的話來(lái)說(shuō)：親手幫你做好了一次，下次遇到同樣的問(wèn)題，你們還是不會(huì)解決，那不是等于沒(méi)有教，出去外面沒(méi)有人幫你的忙豈不是不會(huì)做了，你們要學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，提高自己的學(xué)習(xí)能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)畢竟是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過(guò)程，其中有苦有樂(lè)，每當(dāng)我們灰心意志消沉?xí)r得到老師的鼓勵(lì)，我們都會(huì)信心大增，每當(dāng)做出的成績(jī)能換來(lái)老師一個(gè)微笑，我們都會(huì)感到心滿意足，彼此的交流讓我們師生的感情更融洽。 人們說(shuō)：美好景色在頂峰，人克服困難換來(lái)成功的喜悅才是最幸福的事。畢業(yè)設(shè)計(jì)做完了，畫上一個(gè)完美的句號(hào)，也嘗到成功

61、的味道，但漫漫的人生路還需要繼續(xù)努力。面對(duì)日趨激烈的就業(yè)形勢(shì)，我們相信只要學(xué)好知識(shí)技術(shù)，以一種刻苦勤勞的精神對(duì)待工作，我們定會(huì)活出不平凡的人生。 致 謝 隨著對(duì)這篇本科畢業(yè)論文的最好落筆，我四年的大學(xué)生活也即將劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)?；貞涍@四年生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，從入學(xué)時(shí)對(duì)大學(xué)生活的無(wú)限憧憬到課堂上各位老師學(xué)術(shù)學(xué)識(shí)的深沉沉湎，從奔波于教室圖書館的來(lái)去匆匆到業(yè)余生活的五彩繽紛，一切中的一切都是歷歷在目，讓人倍感留戀，倍感珍惜！ 四年重慶理工大學(xué)的學(xué)習(xí)生活注定將成為我人生中的一段重要旅程。四年來(lái)，我的師長(zhǎng)、我的領(lǐng)導(dǎo)、我的同學(xué)給予我的關(guān)心和幫助，使我終身受益，我真心地感

62、謝他們。 在完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，黃強(qiáng)老師作為我的指導(dǎo)老師，他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野廣闊，為我營(yíng)造了一種良好的學(xué)術(shù)氛圍。置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，而且樹(shù)立了明確的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力，與無(wú)微不至、感人至深的人文關(guān)懷，令人如沐春風(fēng)、倍感溫馨。正是由于他在百忙之中多次審閱、對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，并為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了很多中肯寶貴的意見(jiàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以完成。 在此特向黃強(qiáng)老師致以衷心的謝意！向他無(wú)可挑剔的敬業(yè)精

63、神、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度、深厚的專業(yè)修養(yǎng)和平易近人的待人方式表示深深的敬意！此外，本文的撰寫參考了大量的雜志期刊和專業(yè)叢書，由于參考期刊太多，不能一一注明，敬請(qǐng)?jiān)彶⑾蛩凶髡吆推诳镏乱哉\(chéng)摯的謝意！由于本人水平有限，紕漏之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師不吝賜教。 書道用時(shí)方恨少，在這篇論文的寫作過(guò)程中，我深感自己的水平還非常的欠缺。生命不息，學(xué)習(xí)不止，人生就是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)和完善的過(guò)程，敢問(wèn)路在何方？路在腳下！ 參考文獻(xiàn) 【1】金振華等.組合機(jī)床及其調(diào)整與使用，機(jī)械工業(yè)出版社； 【2】叢鳳廷等.組合機(jī)床設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社； 【3】馮辛安等.機(jī)械制造

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