畢業(yè)設(shè)計(jì)-數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì)【6張圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì) 摘要 數(shù)控車床今后將向中高當(dāng)發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。根據(jù)加工對(duì)象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式?；剞D(zhuǎn)刀架上分別安裝四把、六把或更多刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。本部分主要對(duì)四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)。并對(duì)以上部分運(yùn)用CAD做圖，對(duì)電動(dòng)刀架有更直觀的了解。 關(guān)鍵詞：數(shù)控刀架, 電動(dòng)刀架，四工位 NUMERICAL CONTROL LATHE TURRET SADDLE’S DESIG ABSTRACT The CNC lathe in the future will be high when the development of mid-range universal CNC tool carrier with matching high-grade use of power-type knife, both hydraulic turret, servo turret, vertical turret and other varieties, is expected in recent years on the NC turret demand will increase significantly. CNC turret trend is: With the development of CNC lathes, CNC turret began to fast tool change, electro-hydraulic combination of drive and servo drive direction. According to processingThere are four knife, hexagonal turret, and eight (or more) station of the disc cutter knife and other forms of axial loading. Were installed on the rotary turret 4, 6 or more tools, numerical control device in accordance with ATC instructions. This section mainly four-station vertical electric tool for mechanical design and application of relay - access control system for the design of control section. Some of the above as well as the use of CAXA to do maps, electric tool has a more intuitive understanding. The final proposed for electric razors made comments and measures. KEY WORDS: NC razors, electric razors, four-station 目　錄 前 言 1 第1章 數(shù)控車床的概述 2 1.1概述 2 1.2 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.3 刀架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 3 1.4 主要技術(shù)參數(shù) 3 第2章 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì) 4 2.1 回轉(zhuǎn)刀架的工作過程 4 2.2 電機(jī)的選用 5 2.3 蝸桿及蝸輪的選用與校核 6 2.3.1 選擇傳動(dòng)的類型和精度等級(jí) 6 2.3.2 選擇材料和確定許用應(yīng)力 6 2.3.3 按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù) 6 2.4 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 8 2.4.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力 8 2.4.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 8 2.4.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 9 2.4.4 蝸桿軸的校核 10 2.4.5 鍵的選取與校核 13 2.5 蝸輪軸的設(shè)計(jì) 14 2.5.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力 14 2.5.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 14 2.5.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 14 2.6 中心軸的設(shè)計(jì) 15 2.6.1 中軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力 15 2.6.2 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 15 2.6.3 軸的校核 15 2.7 齒盤的設(shè)計(jì) 16 2.7.1 齒盤的材料選擇和精度等級(jí) 16 2.7.2 確定齒盤參數(shù) 16 2.7.3 按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算 17 2.8 軸承的選用 18 2.8.1 軸承的類型 18 2.8.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 18 2.8.3 滾動(dòng)軸承的配合 18 2.8.4 軸承的潤(rùn)滑 19 2.8.5 滾動(dòng)軸承的密封裝置 19 第3章 刀架體設(shè)計(jì) 20 謝 辭 22 參考文獻(xiàn) 23 外文資料翻譯 24 22 前 言 目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式主要用于簡(jiǎn)易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外，臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動(dòng)刀架，并正確實(shí)施控制，能夠有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，消除人為誤差，并且提高加工精度的一致性。另外，加工工藝適應(yīng)性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在加工幾何形狀較復(fù)雜的零件時(shí)，除了控制系統(tǒng)能提供相應(yīng)的控制指令外，很重要的一點(diǎn)是數(shù)控車床需配備易于控制的電動(dòng)刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活方便地完成各種幾何形狀的加工。 本設(shè)計(jì)題目為《數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架》，它是根據(jù)實(shí)際情況，針對(duì)市場(chǎng)需求而提出的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是一次綜合性、應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)過程。 數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能進(jìn)一步擴(kuò)大和深化自己所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能；提高自己的設(shè)計(jì)計(jì)算能力，制圖能力；使我們懂得如何編寫技術(shù)性文件，正確使用技術(shù)資料、手冊(cè)及相關(guān)的工具書，更能培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng),從而實(shí)現(xiàn)從學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。 第1章 數(shù)控車床的概述 1.1概述 數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展，刀架結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻新。其中按換刀方式的不同，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置等多種形式。傳統(tǒng)的車床例如CA6140的刀架上只能裝一把刀，換刀的速度慢，換刀后還須重新對(duì)刀，并且精度不高，生產(chǎn)效率效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此有必要對(duì)機(jī)床的換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)。自1958年首次研制成功數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置以來，自動(dòng)換刀裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制方式不斷得到改進(jìn)和完善。自動(dòng)換刀裝置是加工中心的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的形式多種多樣，目前常見的有：回轉(zhuǎn)刀架換刀，更換主軸頭換刀以及帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。 初步了解了設(shè)計(jì)題目（電動(dòng)刀架）及發(fā)展概況，設(shè)計(jì)背景，對(duì)刀架有了一些印象，對(duì)整理設(shè)計(jì)思路 安排設(shè)計(jì)時(shí)間有很好的輔助作用。對(duì)一些參數(shù)的進(jìn)行了解同時(shí)按準(zhǔn)則要求來完成設(shè)計(jì)。 1.2 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。? 目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡(jiǎn)易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動(dòng)刀架，并正確實(shí)施控制，能夠有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。另外，加工工藝適應(yīng)性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在加工幾何形狀較復(fù)雜的零件時(shí)，除了控制系統(tǒng)能提供相應(yīng)的控制指令外，很重要的一點(diǎn)是數(shù)控車床需配備易于控制的電動(dòng)刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活方便地完成各種幾何形狀的加工。 數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場(chǎng)數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。這就要求設(shè)計(jì)的刀架具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的特點(diǎn)。它的原理采用蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理。 1.3 刀架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 我們的設(shè)計(jì)過程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： (1) 轉(zhuǎn)位準(zhǔn)確可靠，工作平穩(wěn)安全。 (2) 按最短路線就近選位，轉(zhuǎn)位時(shí)間短。 (3) 重復(fù)定位精度高。 (4) 防水、防屑、密封性優(yōu)良。 (5) 剛度高，適宜重負(fù)荷切削。 (6) 重量達(dá)到最輕。 (7)應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸。 (8)根據(jù)性能組合選擇材料。 (9)在儲(chǔ)備零件與整體零件之間精心的進(jìn)行選擇。 (10)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)以適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求。 1.4 主要技術(shù)參數(shù) （1）最大許用力矩（Nm）Mq 100 Mx 200 Ms 100 （2）換刀時(shí)間 （旋轉(zhuǎn)90°、180°或270°）分別為1.5、2 、2.5 （2）重復(fù)定位精度：（mm）<0.005 （3）電機(jī)功率(w) 120 （4）電機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）1400r/min 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 第2章 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì) 2.1 回轉(zhuǎn)刀架的工作過程 回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式。工作過程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。圖2-1為螺旋升降式四方刀架。 （1）刀架抬起 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后, 通過接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動(dòng)裝置聯(lián)軸器2、驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1、蝸輪帶動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) ,此時(shí)由于23端齒盤處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架10體產(chǎn)生向上的軸向力將端齒盤23松開并抬起,直至兩定位端齒盤23脫離嚙合狀態(tài),從而帶動(dòng)上刀架體10和齒盤產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。 刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)轉(zhuǎn)位套12逆時(shí)針轉(zhuǎn)過160°時(shí)，端齒盤23完全脫開，此時(shí)銷釘21準(zhǔn)確進(jìn)入轉(zhuǎn)位套12中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體10轉(zhuǎn)位。 （2）刀架定位 刀架體10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶著電刷座18轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號(hào)時(shí)（旋轉(zhuǎn)90°、180°或270°），粗定位銷22在彈簧的作用下進(jìn)入反靠盤24的槽中進(jìn)行粗定位，同時(shí)電刷17接觸導(dǎo)通，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，由于粗定位槽的限制，刀架體10不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在該位置垂直落下，刀架體10和刀架底座9上的端面齒嚙合，實(shí)現(xiàn)精確定位。 （3）刀架壓緊 刀架精確定位后，電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)蝸輪8停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿軸5繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨夾緊力增加，轉(zhuǎn)矩不斷增加大時(shí)，達(dá)到一定值時(shí)，在傳感器的控制下電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖2-1 螺旋升降式四方刀架 2.2 電機(jī)的選用 2.2.1初擬傳動(dòng)方案 根據(jù)技術(shù)要求電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的刀架轉(zhuǎn)速n=25.4r/min,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1400r/min，初步確定傳動(dòng)比。 故選用具有較大傳動(dòng)比的蝸輪蝸桿傳動(dòng)。許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。對(duì)于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。電動(dòng)刀架并沒有特殊要求,所以選用一般的三相異步電動(dòng)機(jī)即可。 由參考文獻(xiàn)[1]表3.15-4查得電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的電動(dòng)機(jī)Y160M-4。 2.3 蝸桿及蝸輪的選用與校核 2.3.1 選擇傳動(dòng)的類型和精度等級(jí) 考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用蝸桿精度為8級(jí)，GB10089-88 。 2.3.2 選擇材料和確定許用應(yīng)力 由參考文獻(xiàn)［6］《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表17-4查得蝸桿選用45鋼，表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪齒圈用ZCuSn10P1 砂模鑄造，為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT150制造。 由表17-6查得 ［e］h=200MPa，［e］f=51MPa 2.3.3 按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距： (2-1) （1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2 按Z1=2，估取效率η=0.8，則 T2=T*η*i=3.5382N.M (2-2) （2）確定載荷系數(shù)K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；則 K=KA*Kβ*KV=1*1.15*1.1=1.265≈1.27(2-3) （3）確定彈性影響系數(shù)ZE 因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 （4）確定接觸系數(shù)Zρ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值=0.30，從而可查出Zρ=3.12。 （5）確定許用應(yīng)力[σH] 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]’=268MPA。 因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=0.92，則 [σH]= KHN[σH]’=0.92×268=246.56≈247MPA(2-4) （6）計(jì)算中心距 (2-5) 取中心距a=50mm，m=1.25mm，蝸桿分度圓直徑d1=22.4mm，這時(shí)=0.448，從而可查得接觸系數(shù)=2.72，因?yàn)椋糧ρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算 （1）蝸桿 分度圓直徑：d1=22.4mm 直徑系數(shù)：q=17.92， 蝸桿頭數(shù)：Z1=1 分度圓導(dǎo)程角：γ=3°11′38″ 蝸桿軸向齒距：PA==3.94mm；(2-6) 蝸桿齒頂圓直徑：(2-7) 蝸桿齒根圓直徑：（2-8） 蝸桿軸向齒厚：=2.512mm(2-9) 蝸桿軸向齒距：（2-10） （2）蝸輪 蝸輪齒數(shù)：Z2 =45 變位系數(shù)Χ=0 驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=/=45/1=45(2-11) 蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=72mm (2-12) 蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2=93.5(2-13) 蝸輪喉母圓直徑：rg2=a-1/2 da2 =50-1/293.5=3.25(2-14) 蝸輪齒頂圓直徑：（2-15） 蝸輪齒根圓直徑：（2-16） 蝸輪外圓直徑：當(dāng)在z=1時(shí)，（2-17） 2.4 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 2.4.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力 考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。 選用45號(hào)鋼，正火處理， 2.4.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 （2-18） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6 抗彎截面系數(shù)W=0.1d3 取dmin=15.14mm 2.4.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度。 圖2-1 蝸桿軸 d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。 d6軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大5%,取d6=14mm, d1=d5=d1′×(1+5%)=15.89mm ,圓整d1=d5=17mm, 所選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6203，B=12mm，D=40mm， d2起固定作用，定位載荷高度可在（0.07～0.1）d1范圍內(nèi)， d2=d1+2a=19.38～20.04mm，故d2取20mm d3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故d3=24mm d4=d2=20mm,便于加工和安裝 L1為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為12mm，端蓋寬度為10mm， 則L1=22mm L2尺寸長(zhǎng)度與刀架體的設(shè)計(jì)有關(guān)，蝸桿端面到刀架端面距離為65mm，故L2=43mm L3為蝸桿部分長(zhǎng)度L3≥（11+0.06z2）m=21.92mm，圓整L3取30mm L4取55mm，L5一部分在刀架里，一部分伸出刀架體取L5=40mm，L6則與聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)相連長(zhǎng)度為30mm，取L6=30mm 兩軸承的中心跨度為128mm，軸的總長(zhǎng)為220mm 2.4.4 蝸桿軸的校核 作用在蝸桿軸上的圓周力 (2-19) 其中d1=28mm 則 徑向力 (2-20) 切向力 (2-21) 圖2-2 軸向受力分析 (2-22) (2-23) 求水平方向上的支承反力 圖2-2 水平方向支承力 (2-25) 求水平彎矩,并繪制彎矩圖 圖2-3 水平彎矩圖 求垂直方向的支承反力 (2-26) 查文獻(xiàn)[9]表2.2—4，，，， 其中，， (2-27) 圖2-4 垂直方向支承反力 求垂直方向彎矩，繪制彎矩圖 圖2-5 垂直彎矩圖 求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮 (2-28) 圖2-6 合成彎矩圖 計(jì)算危險(xiǎn)軸的直徑 (2-29) 查文獻(xiàn)[9]表15—1，材料為調(diào)質(zhì)的許用彎曲應(yīng)力，則 所以該軸符合要求。 2.4.5 鍵的選取與校核 考慮到d5=105%×15.14=15.89mm, 實(shí)際直徑為17mm，所以強(qiáng)度足夠 由GB1095-79查得，尺寸b×h=5×5，l=20mm的A型普通平鍵。 按公式進(jìn)行校核 ，，，。查文獻(xiàn)[9]表6—2，取則 (2-30) 該鍵符合要求。 由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深t=30mm,轂槽深t1=2.3mm 2.5 蝸輪軸的設(shè)計(jì) 2.5.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力 考慮到軸主要傳遞蝸輪轉(zhuǎn)矩，為普通中小功率減速傳動(dòng)裝置 選用45號(hào)鋼，正火處理，， ［eь］-1=55MPa 2.5.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 查文獻(xiàn)[9]《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表15—1，取45號(hào)調(diào)質(zhì)剛的許用彎曲應(yīng)力，則 由于軸的平均直徑為34mm，因此該軸安全。 2.5.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度 d1即蝸輪輪芯為68mm d2為蝸輪軸軸徑最小部分取34mm d3軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙型選梯形螺紋，根據(jù)文獻(xiàn)[8]《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》表8-45 取公稱直徑為d3=44mm，螺距P=12mm，H=6.5mm 查表8-46得，外螺紋小徑為31mm 內(nèi)、外螺紋中徑為38mm 內(nèi)螺紋大徑為45mm 內(nèi)螺紋小徑為32mm 旋合長(zhǎng)度取55mm L2尺寸長(zhǎng)度為34mm，蝸輪齒寬b2 當(dāng)z1≤3時(shí)，b2≤0.75da1=15.6mm取b2=15mm 2.6 中心軸的設(shè)計(jì) 2.6.1 中軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力 考慮到軸主要起定位作用，只承受部分彎矩，為空心軸，因此只需校核軸的剛度即可。 選用45號(hào)鋼，正火處理，， ［eь］-1=55MPa 2.6.2 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度 d1=15mm, d2與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為6203d=17mm, d1=19,T=12mm,D=35mm 所以d2=17mm d3與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為6204， d=25mm,d1=27mm,T=15mm,D=47mm 2.6.3 軸的校核 軸橫截面的慣性矩 分配各軸段的長(zhǎng)度L1=80mm,L2=93mm,L3=20mm 車床切削力F=2KN,E=210GPa (2-31) (2-32) 因此 ＜［］ y＜［y］ 中心軸滿足剛度條件 2.7 齒盤的設(shè)計(jì) 2.7.1 齒盤的材料選擇和精度等級(jí) 上下齒盤均選用45號(hào)鋼，淬火，180HBS初選7級(jí)精度等級(jí) 2.7.2 確定齒盤參數(shù) 考慮齒盤主要用于精確定位和夾緊，齒形選用三角齒形，上下齒盤由于需相互嚙合，參數(shù)可相同 當(dāng)蝸輪軸旋轉(zhuǎn)150°時(shí)，上刀架上升5mm，齒盤的齒高取4mm 由 (2-33) 得算式 4=（2×1+0.25）m 標(biāo)準(zhǔn)值ha*=1.0, c*=0.25 求出m=1.78mm,取標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm 齒盤齒全高h(yuǎn)=（2ha*+c*）m=(2×1+0.25)×2=4.5mm 取齒盤內(nèi)圓直徑d為120mm， 外圓直徑為140mm 齒頂高 ha=ha*m=1×2=2mm 齒根高 hf=(ha*+c*)m=2.5mm 齒數(shù)z=38 齒寬b=10mm 齒厚 齒盤高為5mm 2.7.3 按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算 ⑴確定有關(guān)計(jì)算參數(shù)和許用應(yīng)力 (2-35) ⑵取載荷系數(shù)kt=1.5 ⑶由文獻(xiàn)表9-12取齒寬系數(shù)Фd=1.0 ⑷由表9-10查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8， 取ａ=20°，故ZH=2.5 ⑸查圖9-34取=380,取=380 ⑹L=60×24×1×(8×300×15)N2=5.18×107 ⑺由圖9-35查得接觸疲勞壽命系數(shù)Z=1.1 ，Z=1.1 ⑻計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力 取安全系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)[8]《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》（9-44）得 (2-36) 按齒根抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（9-46）得抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 (2-37) 確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值 ⑴由文獻(xiàn)圖9-37查得，抗彎疲勞強(qiáng)度極限: ⑵由文獻(xiàn)圖9-38查得，抗彎疲勞壽命系數(shù)， ⑶查圖取 ⑷計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，取抗彎疲勞安全系數(shù)SF=1.4 由式（9-47）得 (2-38) ⑸彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 (2-39) 故滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求 2.8 軸承的選用 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動(dòng)接觸來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動(dòng)軸承時(shí)，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問題。 2.8.1 軸承的類型與校核 考慮到軸各個(gè)方面的誤差會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的深溝球軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙,所以選擇深溝球軸承6203型號(hào). 2.8.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 軸承的游隙和預(yù)緊時(shí)靠端蓋下的墊片來調(diào)整的，這樣比較方便。 2.8.3 滾動(dòng)軸承的配合 滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn) 2.8.4滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤(rùn)滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。 2.8.5 滾動(dòng)軸承的密封裝置 軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。 唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，密封唇應(yīng)朝外。 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 第3章 刀架體設(shè)計(jì) 計(jì)首先要考慮刀架體內(nèi)零件的布置及與刀架體外部零件的關(guān)系，應(yīng)考慮以刀架體設(shè)下問題： (a) 滿足強(qiáng)度和剛度要求。因?yàn)榈都荏w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。 (b) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高刀架體的強(qiáng)度和剛度。 (c) 工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。 (d) 造型好、質(zhì)量小。 刀架體的常用材料有： 鑄鐵，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)械加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。 鑄造鋁合金，用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。 本文所設(shè)計(jì)的下刀架體采用HT150鑄造，其具體結(jié)構(gòu)見零件圖。 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)采用了四工位刀架，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，渦輪蝸桿的傳動(dòng)，有效的實(shí)現(xiàn)了縮短輔助時(shí)間,減少多次安裝零件引起的誤差。本次設(shè)計(jì)的四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，滿足時(shí)間短,刀具重復(fù)定位精度夠,足夠的刀具存儲(chǔ)以及安全可靠等基本要求。 回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力和減少刀架在切削力作用下的位移變形，提高加工精度。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車床來說，加工過程中刀架部位要進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有高的重復(fù)定位精度（一般為0.001～0.005mm)。 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 謝 辭 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過一個(gè)多月的奮戰(zhàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。 在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前,覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己所學(xué)知識(shí)還比較欠缺,自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中,我會(huì)不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師——黃桂琴老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，提高了自己動(dòng)手的能力，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響，在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西將是我最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 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