立式加工中心床身系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及排屑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【4張CAD圖紙】

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第二部分主要介紹排屑系統(tǒng)。排屑裝置是以電機(jī)帶動(dòng)鏈輪，鏈輪牽引鏈板在排屑機(jī)箱體中做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，加工中心加工過程中產(chǎn)生的切屑落 到鏈板上，由鏈板運(yùn)輸?shù)搅⑹郊庸ぶ行耐饴淙肱判架囍小＿M(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)立式加工中心在加工過程中產(chǎn)生切屑的運(yùn)送、收集和對(duì)切屑進(jìn)行進(jìn) 一步處理的能力。 另外，本文也對(duì)數(shù)控立式加工中心以及床身系統(tǒng)和排屑裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行了相應(yīng)的闡述。 關(guān)鍵詞： 立式加工中心；床身；排屑系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；有限元分析 Abstract This articleis adesignmanual thatmainly about thevertical CNCmachining canters bedsystemand chip-removalsystem，and it canbe77%：d ivided into two parts。 The first part mainly talk about theBed system，working on the structural design andthe calculations。Meanwhile，use CATIA to do some finite element analysis（FEA）about the stress and displacement78%：in order to verify the design results。 The second part mainly talk about the Chip-removal system。Device of chip-removal work in the boxthrough scroll wheel draggingthe t ransportingsteelplatethe tractionconveyor chain plate，the scraps which processedin the operationof themachining centercan fall tothe ch ain belt，transported outof the machine bya chain belt andthen fall into thelitter box。This systemcan beusedfor the collection，transportat ion and further processing。 76%：In addition, this article also talks about the development of CNC V ertical machining center and bed systemand chip-removal s ystem.59%：Keywords： the Verti cal machining center；Bed syste m； Chip-removal system；Structural design，F(xiàn)E 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 / 12 緒 論 1 1 床身系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 5 1.1 立式加工心床身系統(tǒng)的意義及基本要求 5 1.2 床身基本形式 5 1.3 床身材料選擇及處理 5 1.4 床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 1.4.1 床身截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 1.4.2 床身筋、肋布置及孔設(shè)計(jì) 6 1.4.3 床身壁厚及筋厚度的確定 7 1.4.4 立式加工中心床身最終結(jié)構(gòu) 9 1.5 床身受力計(jì)算 9 1.6 床身有限元分析 10 2 排屑系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 13 2.1 排屑系統(tǒng)在立式加工中心中的作用 13 2.2 典型立式加工中心排屑裝置 13 2.2.1 平板鏈?zhǔn)脚判佳b置 13 2.2.2 刮板式排屑裝置 14 2.2.3 螺旋式排屑裝置 14 2.2.4 磁性板式排屑裝置 14 2.3 排屑裝置的發(fā)展趨勢(shì) 15 2.4 系統(tǒng)總體傳動(dòng)方案的確定 15 2.5 電動(dòng)機(jī)的選擇 17 2.6 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 17 2.6.1 帶型的選擇 17 2.7 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 19 2.7.1 平頂鏈的選擇 19 2.7.2 鏈輪的計(jì)算 20 2.8 張緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 2.8.1 鏈傳動(dòng)的張緊設(shè)計(jì) 22 2.8.2 帶傳動(dòng)的張緊設(shè)計(jì) 23 2.9 輸送鏈版的設(shè)計(jì) 24 2.10 排屑裝置的保養(yǎng)與維護(hù) 25 總 結(jié) 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) 29 緒 論 從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)至今，數(shù)控技術(shù)給機(jī)械制造工業(yè)帶來了歷史跨越性的變革。62%：進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn) 的快速發(fā)展和綜合國(guó)力的不斷提高，有“世界工廠”之稱的中國(guó)，機(jī)械工業(yè)的綜合水平得到前所未有的高速發(fā)展，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控技術(shù)水平之 間的差距正在逐漸縮減，數(shù)控加工中心取代老式的加工中心已經(jīng)成為一種無法逆轉(zhuǎn)的大的發(fā)展方向。許多企業(yè)從自身生存和發(fā)展考慮，購(gòu) 置了適應(yīng)性教強(qiáng)、加工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率強(qiáng)、操作人員勞作強(qiáng)度小的數(shù)控加工中心。 數(shù)控加工的優(yōu)越性有高精度，高效率，利于加工多樣化復(fù)雜性及大批量零件；降低工作人員勞作強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)；數(shù)控機(jī)床是一種將機(jī)械與電 氣高度融合的機(jī)械產(chǎn)品，適用于加工一些多品種、復(fù)雜性零件；或高精度零部件；產(chǎn)品周期短的零件；成本較高、不能進(jìn)行報(bào)廢處理的關(guān) 鍵性零件；需要極短生產(chǎn)周期的需求緊的零件以及要求百分之百進(jìn)行檢驗(yàn)的零件。66%：數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)必然讓它成為國(guó)民經(jīng)濟(jì) 和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要組成部分，他與人類的生活息息相關(guān)。 2001年11月10日加入WTO以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，中國(guó)進(jìn)入了一個(gè)朝氣蓬勃的發(fā)展新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)不但面臨著因機(jī)械制造需求 水平增強(qiáng)而帶來的裝備制造行業(yè)發(fā)展的良好時(shí)機(jī)，同時(shí)也面臨著面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)帶來的壓力，這也對(duì)我國(guó)制造業(yè)發(fā)展與提升提供源源不 斷的動(dòng)力。96%：國(guó)家大力推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決我國(guó)機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求量大大提高 2 / 12 以及計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍隨著社會(huì)的進(jìn)步還在不斷擴(kuò)大，而且更加貼近我們的日常生活。 99%： 立式加 工中心（Vertical machi ning center）作為數(shù)控機(jī)床大家庭中的一個(gè)重要成員，其設(shè)計(jì)理念是將主軸軸線與工作臺(tái)垂直設(shè)計(jì)， 86%：其結(jié)構(gòu)樣式多為立柱固定式，長(zhǎng)方形工作臺(tái)，無分度回轉(zhuǎn)功能，它一般具有三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，可在工作臺(tái)上安裝一個(gè)沿水 平軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺(tái)，用以加工回轉(zhuǎn)類零件。有利于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件。立式加工中心能完成銑、鏜削、鉆削、 攻螺紋和用切削螺紋等工序。立式加工中心最少是三軸二聯(lián)動(dòng)，一般可實(shí)現(xiàn)三軸三聯(lián)動(dòng)。有的可進(jìn)行五軸、六軸控制。立式加工中心工件 定位、裝夾方便，操作簡(jiǎn)單；加工運(yùn)動(dòng)軌跡便于直接觀察，檢測(cè)調(diào)試簡(jiǎn)單，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行停機(jī)處理或維護(hù)；冷卻方式簡(jiǎn)單，冷卻 液可直接噴在刀具和被加工工件上進(jìn)行冷卻；72%：三個(gè)坐標(biāo)軸與笛卡兒坐標(biāo)系吻合，加工過程與圖樣視角相同，切屑易排除和落入工作臺(tái)下 方，減少被加工件表面的劃痕。與臥式加工中心對(duì)比，結(jié)構(gòu)無立式加工中心復(fù)雜，設(shè)備體積小，價(jià)格無立式高。91%：但受立柱高度及 換刀裝置的限制，過高的零件不便于加工，在加工型腔或下凹的型面時(shí)，切屑無法快速排出，切屑堆積使熱量無法散離導(dǎo)致刀具損壞， 并且使加工表面容易出現(xiàn)劃痕，78%：影響加工的質(zhì)量和效率。 立式加工中心的機(jī)械部分主要由床身，滑座，工作臺(tái)，立柱，主軸系統(tǒng)，刀庫(kù)，排屑系統(tǒng)及防護(hù)系統(tǒng)等幾大部分構(gòu)成，各個(gè)部分只有有條 不紊地協(xié)同工作才能保證加工質(zhì)量和加工效率。其中，床身系統(tǒng)和排屑系統(tǒng)對(duì)整個(gè)加工中心的良好運(yùn)作有著不可忽視的重要作用。對(duì)床身 和排屑系統(tǒng)進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常有必要的。 最近幾年我國(guó)制造的數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中的比例連年提高，在大中型企業(yè)中已有較大使用比例，傳統(tǒng)機(jī)床因?yàn)樽詣?dòng)化程度不高、加工精度 差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低下等缺點(diǎn)而被逐步淘汰。立式加工中心廣泛應(yīng)用于關(guān)乎國(guó)民生計(jì)的重要行業(yè)，如：汽車制造業(yè)、航空航天業(yè) 、船舶、電子設(shè)備業(yè)、交通業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)等。 但是目前我們需要正視的情況是：國(guó)內(nèi)需求的加工中心大部依賴于國(guó)外，制造設(shè)備主要采用進(jìn)口的情況沒有根本改變，國(guó)產(chǎn)加工中心的市 場(chǎng)還不容樂觀，甚至無立身之地，其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)在25%左右。近幾年我國(guó)加工中心進(jìn)口數(shù)量不斷增加，在我國(guó)進(jìn)口的各大類數(shù)控設(shè)備中， 所占比例最大的就是加工中心，加工中心進(jìn)口所占比例的快速增加，一方面反映出我國(guó)制造業(yè)對(duì)加工中心機(jī)床得需求量大，另一方面也反 映了我國(guó)加工中心生產(chǎn)技術(shù)水平在國(guó)際市場(chǎng)上的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力。 60%：國(guó)產(chǎn)加工中心市場(chǎng)所占比率較低的主要原因是產(chǎn)品的技術(shù)能力、交貨周期、加工精度和外國(guó)此類設(shè)備相比存在差異。當(dāng)前，在數(shù)控立 式加工中心方面，美國(guó)和德國(guó)的水平最高，如德國(guó)DMG集團(tuán)、德國(guó)巨浪公司（Chiron-Werke）、美國(guó)哈斯、美國(guó)MAG公司等，不但生 產(chǎn)中小型精密加工設(shè)備，而且因?yàn)閲?guó)防和高新技術(shù)的需求，研究開發(fā)了大型精密機(jī)床。82%：它們是世界公認(rèn)水平最高的、達(dá)到當(dāng)前技術(shù) 最前沿的大型精密機(jī)床設(shè)備。69%：其它國(guó)家也相應(yīng)研究開發(fā)出各種相似的機(jī)械設(shè)備，如英國(guó)的Cranfield、日本的東芝機(jī)械、瑞士的米 克朗(MIKRON)公司、日本Mazak公司、日本通快公司等。 87%：國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床無論在技術(shù)參數(shù)上，加工精度還是在各種動(dòng)態(tài)指標(biāo)上，63%：與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比設(shè)備各方面均存在較大差異。 目前，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)廠家主要以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為主要目標(biāo)。82%：沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上成功開發(fā)出VMC850B型系列高 速立式加工中心，并已批量進(jìn)入市場(chǎng)。該機(jī)采用電主軸，主軸最高轉(zhuǎn)速6 000 rmin，由零提到最高轉(zhuǎn)速的時(shí)間為l s，快速移動(dòng)速度可達(dá)到16 mmin。近年來以北京機(jī)床研究所、南京機(jī)床研究所、沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)、大連機(jī)床集團(tuán)、濟(jì)南機(jī)床廠、南京機(jī)床廠等為代表的我國(guó)機(jī)床 行業(yè)龍頭企業(yè)一直在加大科研力度，逐漸減小與世界其他先進(jìn)數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平及產(chǎn)品綜合指標(biāo)之間的各種差距。 近年來數(shù)控機(jī)床的發(fā)展主要表現(xiàn)出以下幾點(diǎn)趨勢(shì)：（1）智能化。 （2）復(fù)合化。 （3）精密化。 （4）高速度高效率。 （5）綠色加工中心、安全環(huán)保。 而立式加工中心的發(fā)展除了以上幾個(gè)趨勢(shì)之外還有如下幾個(gè)重要的發(fā)展方向：1.向高精度、高效率方向發(fā)展 61%：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械制造業(yè)對(duì)設(shè)備的精度、質(zhì)量、效率的要求越來越高，超精密加工技術(shù)就是要不斷挑戰(zhàn)加工精 度的極限，從實(shí)際上說，這個(gè)極限是無限的，當(dāng)前的目標(biāo)是進(jìn)軍納米級(jí)，而現(xiàn)狀是處于亞微米級(jí)水平。 2.向大型化、微型化方向發(fā)展 由于航天、國(guó)防等方面科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，100%：大型光電子器件的加工要求相應(yīng)的大型超精密加工設(shè)備，如美國(guó)研制出的加工直徑 為2.44m的大型光學(xué)器件超精密加工機(jī)床。由于微型機(jī)械、集成電路等發(fā)面技術(shù)的發(fā)展，超精密加工技術(shù)與此同時(shí)還向微型化發(fā)展 ，如微型傳感器，微型驅(qū)動(dòng)元件和動(dòng)力裝置、微型航空航天器件等。 3 / 12 3.向加工檢測(cè)一體化發(fā)展 由于超精密加工的加工精度要求很高，必須同時(shí)發(fā)展相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)才能適應(yīng)其要求；同時(shí)，采用加工和檢測(cè)分別獨(dú)立進(jìn)行的方法可能由 于安裝誤差等而不能實(shí)現(xiàn)，因此，要采用在線檢測(cè)方法，達(dá)到加工檢測(cè)一體化。 4.在線檢測(cè)與誤差補(bǔ)償 由于超精密加工的精度很高，影響因素很多且比較復(fù)雜，進(jìn)行在線檢測(cè)、工況監(jiān)控以確保加工質(zhì)量及其穩(wěn)定性是非常必要的。也因?yàn)槌?密加工的精度要求很高，設(shè)備自身的精度有時(shí)很難達(dá)到這個(gè)要求，就要采用在線檢測(cè)和誤差補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣呔龋_保達(dá)到加工質(zhì)量的要求。 5.新型超精密加工方法的機(jī)理研究 76%：新技術(shù)的生長(zhǎng)點(diǎn)是加工機(jī)理的研究，超精密加工機(jī)理涉及微觀世界和物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所涉及的能源包括機(jī)、電、光、聲、熱、 化、磁等等，涉及范圍廣。不僅可以利用分離去除的加工方法，而且還可以利用分層堆積的加工方法；既可采用獨(dú)立加工方法，還可以采 用復(fù)合加工的方法。加工方法機(jī)理的研究往往具有突破性的意義。 6.新材料的研究 新材料包括新的刀具材料以及被加工材料。精密加工和超精密加工的刀具材料和被加工材料對(duì)其加工精度及效率的影響很大，64%：其 化學(xué)成分、力學(xué)機(jī)械性能均有嚴(yán)格要求，有待進(jìn)一步研究。目前，精密加工和超精密加工在我國(guó)亟待研究的是實(shí)用化，將一些機(jī)械設(shè) 備特別是一些加工精度高的設(shè)備應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中并得到推廣，以提高加工技術(shù)的生產(chǎn)水平，使生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品精度高、質(zhì)量強(qiáng)、效 率更高。 1 床身系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 1.1 立式加工心床身系統(tǒng)的意義及基本要求 床身在立式加工中心中起到支撐作用，它承載著立式加工中心的立柱、主軸箱、滑座、工作臺(tái)等部件；承受著切削力、工件重力、加工過 程中產(chǎn)生的摩擦力等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力的作用。其機(jī)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著立式加工中心的制造成本，影響著立式加工中心各個(gè) 部件之間的相對(duì)位置精度和立式加工中心在工作中各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響著設(shè)備加工的精度。還影響著立式加 工中心所用刀具的使用壽命，同時(shí)也影響著立式加工中心的工作效率和壽命等等。61%：綜上所述，數(shù)控機(jī)床的床身必須具有足夠的 靜態(tài)剛度和較高的固有頻率；良好的動(dòng)態(tài)特性；具有較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力；便于加工制造、裝配等，才能滿足立式加工中心對(duì)床身的要求。 1.2 床身基本形式 立式加工中心在工作過程中，主要受到水平方向和垂直方向切削力的作用，使床身產(chǎn)生微小的彎曲變形，以及在水平及垂直的分力聯(lián)合作 用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)。其中，對(duì)加工中心整體性能影響最大的是床身在水平面內(nèi)的彎曲變形。69%：所以，在床身長(zhǎng)度相對(duì)較短的情況下，主要 應(yīng)該考慮提高床身在水平面內(nèi)的抗彎曲能力。為了達(dá)到這個(gè)目的，床身的材料選擇必須滿足要求。同時(shí)，對(duì)床身的截面結(jié)構(gòu)、筋肋布置都要相 應(yīng)合理的設(shè)計(jì)。為了便于排屑，在設(shè)計(jì)立式加工中心床身時(shí)，設(shè)計(jì)與水平面傾斜的斜面。這樣一來，立式加工中心在工作中，排屑性能和 散熱性能都得到提高，可以很大程度上減少床身在工作過程中吸收由于切削而產(chǎn)生的大量熱量，從而減少床身的熱變形，使立式加工中心 能夠保持更好的加工精度和加工穩(wěn)定性。 1.3 床身材料選擇及處理 立式加工中心床身在工作過程中不僅要受到各種靜態(tài)的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，在實(shí)際切削過程中伴隨著主軸的轉(zhuǎn)速、輸出功率、加工材料以及 切削用量的不斷變化，還要受到各種各樣的動(dòng)態(tài)力。為了保證床身的靜、動(dòng)態(tài)特性，床身材料的抗拉、壓性能及抗彎、扭性能都應(yīng)該比較 好才能滿足要求。 鑄鐵具有良好的減震性能和耐磨性，易于鑄造并且具有良好的加工性能。因此床身材料最終采用鑄造性能和機(jī)械性能優(yōu)良的HT250。 這種材料的流動(dòng)性能較好，體收縮和線收縮都比較小，容易得到形狀復(fù)雜的鑄件。在鑄造過程中，加入少量合金元素即可以很好地提高床 身的機(jī)械性能和耐磨性能。71%：鑄鐵的內(nèi)摩擦很大，阻尼作用很強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性比較好。其硬度、強(qiáng)度較高，耐磨性也比較好，同時(shí)還具有良好 的減震性能。 為了消除床身鑄造期間產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)該進(jìn)行兩次時(shí)效處理，在粗加工前后各要進(jìn)行一次，可以使床身穩(wěn)定性得到極大的提升，對(duì)整個(gè) 加工中心的性能提升都有很大的幫助。另外，導(dǎo)軌面在粗加工之后應(yīng)該進(jìn)行熱處理，中頻淬火之后，導(dǎo)軌面硬度可以達(dá)到40-50HRC，淬火之后 ，導(dǎo)軌面的硬度、強(qiáng)度更高，耐磨性也得到很大的提升；同時(shí)淬火質(zhì)量穩(wěn)定、成本低廉、生產(chǎn)效率高。 1.4 床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.4.1 床身截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 立式加工中心床身在彎曲、扭轉(zhuǎn)等外力作用下，98%：床身的變形與床身的截面抗彎慣性矩和抗扭慣性矩有很大的關(guān)系。床身材料以及橫截 4 / 12 面積一樣，但是形狀不同的床身，截面的慣性矩相差很大。參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，截面積相同的情況下，采用空心截面，增大外輪廓尺寸， 同時(shí)在工藝許可的情況下，盡可能地減小壁厚，可以極大地提高截面的抗彎和抗扭剛度；矩形截面的抗彎剛度大于圓形截面，但是矩形截 面的抗扭剛度不如圓形截面大；封閉截面的剛度要明顯大于部分封閉截面的剛度。因此，在設(shè)計(jì)立式加工中心床身截面時(shí)，綜合考慮上面 這些因素，94%：在滿足使用、工藝條件許可的情況下，應(yīng)該采用空心截面、增大輪廓、縮小壁厚、采用全封閉的類矩形的床身截面結(jié)構(gòu)形式， 同時(shí)，為了進(jìn)一步提高立式加工中心床身的抗彎、72%：抗扭剛度和床身的剛度/重量比，在大截面和小截面之間應(yīng)該再設(shè)計(jì)一些隔板，將兩 個(gè)截面連接到一起。 1.4.2 床身筋、肋布置及孔設(shè)計(jì) 為了提高立式加工中心的整體性能，床身結(jié)構(gòu)上應(yīng)該布置合適的肋板，作用有以下幾點(diǎn)：（1）可以提高床身的強(qiáng)度、剛度，同時(shí)還能夠 減輕整個(gè)床身的重量。 （2）由于床身采用薄壁類矩形截面，肋可以有效地減少床身截面畸變，在大面積的薄壁上布置肋可縮小局部變形并且防止薄壁振動(dòng)，還 可以降低加工過程中產(chǎn)生的噪聲。 （3）由于床身采用鑄造工藝，肋板可使鑄件壁厚均勻，防止由于金屬堆積而產(chǎn)生縮孔、裂紋等缺陷；還可以作為補(bǔ)縮通道，擴(kuò)大冒口的 補(bǔ)縮范圍；改善鑄型鑄造性能，防止出現(xiàn)夾砂等缺陷。 （4）改善散熱。立式加工中心在加工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量切削，這些切削會(huì)攜帶著大量的熱量，落到床身上之后會(huì)將一部分熱量傳到床 身上，使床身因?yàn)槭軣岫a(chǎn)生一定量的熱變形，在床身中間合理地設(shè)計(jì)一定量的肋板可以起到很好的散熱作用，減小床身的熱變形量，對(duì) 提高加工質(zhì)量有一定的幫助。 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，采用縱向肋能有效地提高床身的抗彎剛度。這種肋布置形式，使床身的抗扭和抗彎剛度分別是沒有布置肋的床身 的1.44倍和1.18倍以上。 設(shè)計(jì)孔的目的：（1）可以減輕床身的質(zhì)量。 （2）可以作為管道、控制線、電源線的通道。 （3）提高床身的鑄造工藝和鑄造性能。 1.4.3床身壁厚及筋厚度的確定床身壁厚的選擇取決于其剛度、強(qiáng)度、材料、質(zhì)量、鑄件尺寸和工藝等因素。參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及鑄件 手冊(cè)中關(guān)于砂型鑄造鑄鐵件的最小壁厚的選擇，如下表所示， 表1.1 砂型鑄造鑄鐵件的最小壁厚（mm） 鑄鐵種類 當(dāng)鑄件最大輪廓尺寸為下列值時(shí) 200200-400 400-800800-1250 1250-2000 2000 灰鑄鐵 3-4 4-5 5-6 6-8 8-12 10-12 孕育鑄鐵 5-6 6-8 8-10 10-12 12-16 16-20 球墨鑄鐵 3-4 4-8 8-10 10-12 - - 高磷鑄鐵 2 - 可鍛鑄鐵 當(dāng)鑄件最大輪廓尺寸為下列值時(shí) 50 50-100 100-200 200-350 350-500 2.5-3.5 3-4 3.5-4.5 4-5.5 5-7 在鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大量采用筋用來增強(qiáng)鑄件的力學(xué)性能、減輕零件重量、消除縮孔、防止出現(xiàn)裂紋、變形等缺陷。在滿足鑄件工作要求的情 況下設(shè)計(jì)筋時(shí)應(yīng)該做到盡可能分散或縮減熱節(jié)點(diǎn)熟練，防止多條筋相互交錯(cuò)，筋與筋、筋與壁的連接處應(yīng)該設(shè)有圓角。根據(jù)參考文獻(xiàn)，一 般按下列關(guān)系式確定筋的尺寸：（1.1） 式中 t鑄件外表面上筋的厚度 鑄件內(nèi)腔中筋的厚度 T與筋連接處鑄件的壁厚h筋的高度 灰鑄鐵件壁厚和筋的厚度可參照下表設(shè)計(jì)，為了增加鑄件的強(qiáng)度，壁厚可適量增加，最終確定床身壁厚及筋厚如下：重要支承面：壁厚25mm 次重要支承面：壁厚20mm 5 / 12 筋厚：20mm 且要留3到5mm的鑄造余量，具體數(shù)值參照附件床身結(jié)構(gòu)圖。 表1.2砂型鑄造鑄鐵件的壁厚與筋厚（mm） 鑄件重量（kg） 最大外形尺寸 外壁厚度 內(nèi)壁厚度 筋的厚度 5 300 7 6 5 5-10 500 8 7 5 10-60 750 10 8 6 60-100 1250 12 10 8 100-500 1700 14 12 8 500-800 2500 16 14 10 800-1200 3000 18 16 12 1.4.4 立式加工中心床身最終結(jié)構(gòu) 圖1.1 床身結(jié)構(gòu)圖 1.5 床身受力計(jì)算 床身在立式加工中心中起到支撐作用，它承載著立式加工中心的立柱、主軸箱、滑座、工作臺(tái)等部件；承受著切削力、工件重力、加工過 程中產(chǎn)生的摩擦力等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力的作用。其機(jī)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著立式加工中心的制造成本，影響著立式加工中心各個(gè) 部件之間的相對(duì)位置精度和立式加工中心在工作中各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響著設(shè)備加工的精度。還影響著立式加 工中心所用刀具的使用壽命，同時(shí)也影響著立式加工中心的工作效率和壽命等等。61%：綜上所述，數(shù)控機(jī)床的床身必須具有足夠的 靜態(tài)剛度和較高的固有頻率；良好的動(dòng)態(tài)特性；具有較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力；便于加工制造、裝配等，才能滿足立式加工中心對(duì)床身的要求。 立式加工中心各部分施加力大小情況如下 主軸箱部分：主軸電機(jī)，機(jī)械主軸，平衡錘，增壓缸組件質(zhì)量。合計(jì)700Kg 立柱部分：850Kg 滑座部分：500Kg 工作臺(tái)部分：300Kg 加工中心最大允許荷重：600 Kg 導(dǎo)軌與床身接觸面積116864，經(jīng)計(jì)算，壓力為68455 N/。 立柱與床身接觸面積84280 ，經(jīng)計(jì)算，壓力為10678 N/。 同時(shí)，因?yàn)榱⒅摹俺令^”現(xiàn)象，床身還要受到一個(gè)力矩作用。 1.6 床身有限元分析75%：有限元分析（FEA），是一種利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行分析的方法。利用 簡(jiǎn)單而又相互作用的元素（即單元），就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。 95%：有限元分析是利用簡(jiǎn)單代替復(fù)雜再解決問題。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，求近似答案。然后推導(dǎo)出解 決域一般滿足條件（如平衡條件結(jié)構(gòu)），從而達(dá)到目的，解決了問題。這個(gè)解決方案是不標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，由于近似解，因?yàn)閷?shí)際的復(fù)雜 的問題被簡(jiǎn)單的問題所取代。由于多數(shù)很難獲得準(zhǔn)確的解決辦法，又因?yàn)橛邢拊?jì)算精度比較高，還能適應(yīng)各種復(fù)雜的局面，從而成為力 分析的一種廣泛使用的手段。 下面是利用CATIA軟件對(duì)床身的變形、應(yīng)力等方面進(jìn)行分析得到的結(jié)果：圖1.2 載荷和約束圖 圖1.3 變形圖 圖1.4 主應(yīng)力圖 圖1.5 Von mises應(yīng)力圖 2 排屑系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 2.1 排屑系統(tǒng)在立式加工中心中的作用 6 / 12 數(shù)控加工中心的出現(xiàn)與發(fā)展，大大提高了機(jī)械的生產(chǎn)效率，在單位時(shí)間內(nèi)數(shù)控加工中心的加工效率是普通加工中心加工效率的幾倍甚至幾 十倍，與此同時(shí)加工過程中產(chǎn)生的切屑所占空間也將成倍加大。這些切屑堆及在工作臺(tái)或設(shè)備內(nèi)部，如果不能及時(shí)清理掉，必定會(huì)覆蓋或 纏繞在工件以及刀具上，使加工中心的自動(dòng)加工的效率大大降低。此外，灼熱的切屑所帶的熱量會(huì)傳遞給加工設(shè)備和工件，67%：會(huì) 使它們產(chǎn)生熱變形，影響到設(shè)備加工精度。因此，迅速而有效地清楚掉切屑，對(duì)數(shù)控加工中心的加工而言是至關(guān)重要的，而排屑系統(tǒng)正是實(shí) 現(xiàn)設(shè)備排屑所必備得附屬設(shè)備。60%：排屑裝置的主要功能是將切屑排到數(shù)控加工中心之外。 2.2 典型立式加工中心排屑裝置 61%：排屑裝置是一類具有獨(dú)立功能的機(jī)床附件，由專業(yè)排屑廠商制造。100%：數(shù)控加工中心排屑裝置的結(jié)構(gòu)和工作形式應(yīng)根據(jù)加工中 心的類別、形式以及工件的材料和使用的冷卻液種類等來選擇。62%：典型的機(jī)床排屑裝置主要有下面幾種： 2.2.1 平板鏈?zhǔn)脚判佳b置 排屑裝置是在封閉箱中鏈輪牽引鏈板工作，加工中產(chǎn)生的切屑掉到鏈板上，在鏈板運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中從冷卻液中將切屑帶出來，切屑排出加工 中心，落人存屑箱。排屑系統(tǒng)主要是集中和運(yùn)送各種形狀的切屑，60%：還可以依據(jù)切屑多少及切屑的形狀尺寸選擇不同節(jié)距的鏈板。 鏈板式排屑裝置按結(jié)構(gòu)形式經(jīng)常被分為A型和B型兩種，如下圖所示。80%：其中A型為排屑單機(jī)，B型為帶水箱的排屑機(jī)，它的結(jié)構(gòu)為內(nèi)封閉， 99%：可置于油箱或冷卻液箱中，水箱可做成L型，把水泵及過濾插網(wǎng)安排在排屑機(jī)的側(cè)面。 圖2.1 平板鏈?zhǔn)脚判佳b置 2.2.2 刮板式排屑裝置 此排屑系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念和平板鏈?zhǔn)降拇笾孪嗤?，區(qū)別是采用不同形式的鏈板，它帶有刮刀。刮板式排屑器利用鏈條帶動(dòng)刮屑板運(yùn)動(dòng)將廢屑從 機(jī)床底部帶到機(jī)床外，來完成廢屑集中和運(yùn)送碎狀的切屑的目的。鏈板上刮刀的高度和距離可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)，此類排屑系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu) 緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，強(qiáng)度好，工作效率高等特點(diǎn)。刮板式裝置常用于運(yùn)送各種材質(zhì)的碎狀廢屑，64%：特別用于解決磨削過程的磨粒以及汽車行業(yè) 中的鋁屑，排屑能力強(qiáng)，排屑量大，可用于數(shù)控加工中心、普通加工中心、磨床和自動(dòng)化生產(chǎn)線，應(yīng)用廣泛。 2.2.3 螺旋式排屑裝置 74%：該裝置是采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置減速后，驅(qū)動(dòng)安裝在溝槽中的一根長(zhǎng)螺旋桿進(jìn)行排屑的。數(shù)控加工中心，螺旋式，切屑由螺桿驅(qū)動(dòng) 直線向前運(yùn)動(dòng)，最后到收集箱。70%：它主要用于輸送金屬，顆粒，粉末和小片的非金屬材料。該裝置占用的空間小，安裝和使用更加方 便，較少傳輸鏈路，故障率非常低，特別適用于窄間隙的生產(chǎn)情況。 2.2.4 磁性板式排屑裝置 68%：該裝置是利用永磁性材料的強(qiáng)磁場(chǎng)的磁力達(dá)到吸引鐵磁性材料的切屑，在不銹鋼板上的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)收集和運(yùn)送廢屑的目的（并不 適用于超過100毫米長(zhǎng)的廢屑）。廣泛應(yīng)用于加工鐵磁材料的加工中心和自動(dòng)化生產(chǎn)線的各種機(jī)械加工工序，88%：也是水冷卻和油 冷卻加工中心切削液處理系統(tǒng)中，分離鐵磁性材料切屑的重要排屑裝置。 在本次設(shè)計(jì)中，采用了平板鏈?zhǔn)脚判佳b置，選用A型。 2.3 排屑裝置的發(fā)展趨勢(shì) 綜上所述排屑裝置的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，目前排屑裝置有以下幾個(gè)趨勢(shì)：1.復(fù)合型排屑機(jī)的需求將會(huì)大幅度增長(zhǎng)，未來幾年內(nèi)，復(fù)合型排屑機(jī) 將具有廣泛的應(yīng)用。 復(fù)合型排屑機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)：（1） 能處理復(fù)合式加工所產(chǎn)生的任何形態(tài)的鐵屑； （2） 具有大量處理切屑液的過濾系統(tǒng)，過濾精度能達(dá)到50m； （3） 可用于各型機(jī)床、中心加工機(jī)、龍門式加工機(jī)、鉆孔機(jī)、特殊專用加工機(jī)等小屑量排屑場(chǎng)合中。 2.易維修排屑機(jī)將會(huì)大量增加94%：由于一般排屑裝置基本屬于輔助性生產(chǎn)設(shè)備，不易維修，同時(shí)保養(yǎng)維護(hù)機(jī)會(huì)較少，經(jīng)常是出現(xiàn)小毛 病時(shí)無人注意，出大毛病導(dǎo)致無法運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才去維修，影響整條生產(chǎn)線的正常工作，故易維修排屑機(jī)將是一種趨勢(shì)。 3.向環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展 在排屑機(jī)的設(shè)計(jì)和制造節(jié)能環(huán)保方面應(yīng)該引起各生產(chǎn)企業(yè)注意。這一方面要做到以下幾點(diǎn)：（1） 排屑機(jī)的裝機(jī)功率，減少工作中的能量損失。 （2） 提高密封質(zhì)量，減少切削液、油垢等對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的污染。 7 / 12 （3） 減少噪聲，對(duì)大的噪聲源進(jìn)行隔離和封閉。 2.4 系統(tǒng)總體傳動(dòng)方案的確定查閱立式加工中心相關(guān)的資料，了解數(shù)控加工中心的工作原理，對(duì)典型立式數(shù)控加工中心排屑機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列 比較，66%：了解排屑機(jī)構(gòu)的類型，工作原理之后，對(duì)數(shù)控加工中心排屑機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？傮w方案如圖2.2所示: 圖 2.2 總體傳動(dòng)方案 綜合考慮，選用如上圖所示的傳動(dòng)方案，因?yàn)樵撆判紮C(jī)有輕微振動(dòng)，選用帶傳動(dòng)有緩沖吸振的作用，61%：而且利于減速，還能起到過載 保護(hù)的作用。電機(jī)通過帶傳動(dòng)將速度減小之后作為鏈輪1的動(dòng)力。74%：鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比精確，傳動(dòng)效率較高；鏈傳動(dòng)對(duì)軸的作用力較小； 69%：鏈傳動(dòng)的尺寸較緊湊；鏈傳動(dòng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力較強(qiáng)；鏈條的磨損伸長(zhǎng)較緩慢。 圖 2.3 帶傳動(dòng) 2.5 電動(dòng)機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)對(duì)電機(jī)的要求不是特別高，57%：參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)并結(jié)合現(xiàn)在常用的小型數(shù)控加工中心鏈板式排屑裝置根據(jù)動(dòng)力源和工作條件 ，選用交流電機(jī)，Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)的基本參數(shù)為：機(jī)座號(hào)71鐵芯 1極數(shù) 4功率 0.25kw 轉(zhuǎn)速1400r/min效率67% 功率因數(shù) 0.68 額定轉(zhuǎn)矩 2.2 額定電流 6.0A（最大轉(zhuǎn)矩） 噪聲 65 dB 2.6 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2.6.1 帶型的選擇 現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的兩種帶傳動(dòng)為三角帶與平帶傳動(dòng)。三角帶具有較高的傳動(dòng)效率和較高的傳動(dòng)比，但是它的成本較高且使用壽命較短， 容易損壞。本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)效率與精度要求都不是很高且考慮到使用壽命的問題最終選擇了平帶傳動(dòng)。 2.6.2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）小帶輪（）尺寸計(jì)算 (2.1) 傳遞功率（kw） 小帶輪轉(zhuǎn)速（r/min） （mm） 由于此設(shè)計(jì)對(duì)傳動(dòng)精度無太高規(guī)定，因此根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)定盡可能依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，就選擇63（mm）。 （2）帶傳動(dòng)傳動(dòng)比的確定 （2.2） M落屑質(zhì)量（kg/min）參考該加工中心的排屑量，M=2kg/min Z 鏈輪的有效齒數(shù) 大帶輪的轉(zhuǎn)速（r/min） P 鏈的節(jié)距（mm） 鏈板寬度（mm） h 鏈板的高度（mm） （3）大帶輪（）尺寸計(jì)算 （2.3） （2.4） 8 / 12 i 傳動(dòng)比 滑動(dòng)率，取0.010.02 （2.5） 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定=90（mm） 2.6.3 帶輪的其他相關(guān)計(jì)算 （1）帶速計(jì)算 小帶輪直徑（mm） 小帶輪的轉(zhuǎn)速（r/min） （r/min） （2）中心距計(jì)算 （2.6） 小帶輪直徑（mm） 大帶輪直徑（mm） 2.7 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 鏈傳動(dòng)整體方案確定：圖 2.4 整體方案圖 2.7.1 平頂鏈的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇GB/T414093 C30S型平頂鏈。如下圖所示 圖 2.5 平頂鏈 2.7.2 鏈輪的計(jì)算 圖2.6 鏈輪 （1）分度圓直徑計(jì)算 （2.7） P 節(jié)距 （mm） Z 有效齒數(shù) （mm） （2）齒頂圓最大直徑計(jì)算 （2.8） d 分度圓直徑 （mm） Z 有效齒數(shù) （mm） （3）齒根圓直徑計(jì)算 （2.9） d 分度圓直徑 （mm） 鉸圈外徑（mm） （mm） 因本設(shè)計(jì)對(duì)傳動(dòng)精度要求不高，根據(jù)設(shè)計(jì)要求盡量選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鏈輪確定為C30S8.5GB/T414093。 2.8 張緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.8.1 鏈傳動(dòng)的張緊設(shè)計(jì) 圖 2.7 滑動(dòng)軸承座 本文中鏈傳動(dòng)是一個(gè)主要的傳動(dòng)功能，鏈傳動(dòng)的一個(gè)必要的附加要求就是獨(dú)立的張緊機(jī)構(gòu)，在設(shè)計(jì)中依據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)定自主設(shè)計(jì)一種滑動(dòng)型 張緊機(jī)構(gòu)，其中關(guān)鍵的部件即滑動(dòng)軸承座。 （1）受力分析 滑動(dòng)軸承座在本次設(shè)計(jì)中的主要作用是承載軸.在張緊機(jī)構(gòu)中軸主要受到軸向力的作用，并且力的方向是水平方向的，滑動(dòng)軸承座的受力 情況和軸是大致相同的。 （2）解決方案分析 9 / 12 根據(jù)之前的受力分析，可以知道滑動(dòng)軸承座的自由度為6，61%：張緊機(jī)構(gòu)最終希望得到的結(jié)果是在完成張緊后，排屑裝置可以正常平穩(wěn) 地工作。在本次設(shè)計(jì)中，采用的是滑槽設(shè)計(jì)，并且使用調(diào)位擋板來限制滑動(dòng)軸承座前后方向上的滑動(dòng)。使用螺栓座與螺母的擰緊程度 來調(diào)節(jié)調(diào)位擋板的位置，實(shí)現(xiàn)張緊的任務(wù)。 圖 2.8 調(diào)位擋板 （3）尺寸確定滑動(dòng)軸承座的尺寸是根據(jù)軸及相關(guān)配套的軸承尺寸來最終確定的其寬度為30毫米，調(diào)位擋板的尺寸是根據(jù)滑動(dòng)軸承座尺 寸及調(diào)位擋板相關(guān)配套的螺栓座的尺寸確定的。 滑槽長(zhǎng)度的確定是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，92%：因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中使用的平頂鏈的鉸鏈間隙e=0.41而且上下對(duì)稱的板鏈數(shù)N=68，所以最后使用 的滑槽長(zhǎng)度為： （2.10） 許用滑槽長(zhǎng)度 （mm） 備用滑槽長(zhǎng)度 （mm） （mm） 2.8.2 帶傳動(dòng)的張緊設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)在本次設(shè)計(jì)中主要起到的是傳遞動(dòng)力的作用，采用滑動(dòng)式的張緊機(jī)構(gòu) （1）受力分析 因?yàn)殒渹鲃?dòng)的張緊機(jī)構(gòu)使用了滑動(dòng)軸的辦法，如果在帶傳動(dòng)的張緊機(jī)構(gòu)中采用同樣的方法，這樣的結(jié)果就是兩邊的張緊機(jī)構(gòu)要承受兩倍的 力，這樣的結(jié)構(gòu)對(duì)于排屑機(jī)的穩(wěn)定工作影響非常不利。所以，帶傳動(dòng)的張緊機(jī)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置在電機(jī)軸上。 （1）解決方案分析 在電機(jī)軸上一般有三種張緊方式，分別為水平、豎直和斜向的張緊，相比其他兩種方式，水平方向的滑動(dòng)張緊實(shí)現(xiàn)容易，節(jié)省空間，調(diào)節(jié)方便。 如果讓電機(jī)直接在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，會(huì)使電機(jī)的工作穩(wěn)定性受到影響，所以本設(shè)計(jì)采用安裝墊板的方式來協(xié)調(diào)電機(jī)的滑動(dòng)。將電機(jī)安裝在墊板 上，同時(shí)把滑槽也設(shè)計(jì)在墊板上，這樣既能節(jié)省所占空間而且也能使電機(jī)工作的穩(wěn)定性得到比較好的保證。 圖2.9 安裝墊板 2.9 輸送鏈版的設(shè)計(jì) 在上面的設(shè)計(jì)中，輸送鏈板是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選擇的，但考慮實(shí)際，會(huì)出現(xiàn)下面這些問題：（1）平頂鏈兩側(cè)沒有絲毫阻擋裝置，當(dāng)產(chǎn)生過 多的廢屑時(shí)會(huì)使廢屑從兩側(cè)的間隙中掉進(jìn)排屑裝置里面，時(shí)間長(zhǎng)了以后肯定會(huì)對(duì)裝置造成損壞 （2）平頂鏈上面為一個(gè)平面，廢屑掉進(jìn)平頂鏈上后未設(shè)置任何遮擋辦法，在斜向上運(yùn)輸時(shí)切屑都會(huì)因?yàn)橹亓Φ淖饔玫袈洌瑹o法實(shí)現(xiàn)輸送任務(wù)。 92%：（3）平頂鏈主要起承載切屑的作用，它的重量只能由兩端的軸來承擔(dān)，這樣的結(jié)構(gòu)使軸的受力過大，對(duì)整個(gè)排屑裝置的壽命有 很大的影響。 （4）平頂鏈在運(yùn)輸過程中有變向的過程，需要有輔助裝置來完成。 針對(duì)第一個(gè)問題，需要設(shè)計(jì)側(cè)擋屑板。需要注意的是，76%：側(cè)擋屑板絕對(duì)不能影響平頂鏈的正常運(yùn)動(dòng)過程，每一個(gè)平頂鏈都要搭配 一個(gè)圓角形的側(cè)擋屑板。而且側(cè)擋屑板的長(zhǎng)度不能過長(zhǎng)，否則就會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)平頂鏈的側(cè)擋屑板與軸銷之間發(fā)生相互碰撞，67%：會(huì)導(dǎo)致整個(gè)平頂 鏈條的卡死甚至斷裂。最終擋屑板結(jié)構(gòu)如圖所示：圖2.10側(cè)擋屑板 針對(duì)第二個(gè)問題，需要設(shè)計(jì)擋屑板。為了不使切屑在提升過程中下落，此次設(shè)計(jì)在平頂鏈上裝了防護(hù)板。加工中心所產(chǎn)生的團(tuán)屑高度一般 在10mm以下，所以選定擋屑板的高度為10mm。 針對(duì)第三、第四個(gè)問題，進(jìn)行軸銷及其配套滾輪的設(shè)計(jì)。為了減小鏈板兩端軸的載荷，設(shè)計(jì)滾輪和相應(yīng)的滑道來解決這個(gè)問題。本設(shè)計(jì)是 在原有的標(biāo)準(zhǔn)平頂鏈基礎(chǔ)上把它的軸銷長(zhǎng)度加長(zhǎng)，但是要注意加長(zhǎng)的距離不能過大，否則導(dǎo)致彎矩過大而對(duì)船東產(chǎn)生不利影響。加裝了滾 輪之后不能使其在軸銷上任意的徑向滑動(dòng)，否則會(huì)導(dǎo)致它在滑道內(nèi)無法穩(wěn)定地工作，會(huì)與滑道的兩筆不斷摩擦及碰撞，最后卡死導(dǎo)致鏈條 不能正常工作。在本設(shè)計(jì)中采用軸肩和開口銷的方法從兩端限制了滾輪的徑向運(yùn)動(dòng)，使其在滑道內(nèi)正常穩(wěn)定工作，同時(shí)解決了鏈條運(yùn)行過 程中的變向問題。 2.10 排屑裝置的保養(yǎng)與維護(hù) 10 / 12 排屑裝置是數(shù)控機(jī)床所必須配置附屬設(shè)備，其主要作用是將切屑從加工區(qū)排除數(shù)控機(jī)床之外，迅速、有效地清除切屑才能保證加工質(zhì)量及 加工的有效運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)中集屑槽位于床身下方，這樣可以減小機(jī)床占地面積，提高排屑效率。排出的鐵屑落入鐵屑收集小車內(nèi)。 鏈板式排屑裝置工作過程中必須保證鏈輪運(yùn)行方向與床身所指方向一致才能保障切屑有效的清理。 排屑設(shè)備配備有過載安全離合器，在出廠時(shí)已經(jīng)做了改動(dòng)，如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)摩擦片有打滑現(xiàn)象，應(yīng)該立即停止開動(dòng)，檢查鏈輪有無 被其他物體卡住或潤(rùn)滑不到位等原因。 應(yīng)該定期對(duì)排屑機(jī)接觸摩擦部件如：電機(jī)軸、鏈輪、鏈條等進(jìn)行周期潤(rùn)滑，來增強(qiáng)排屑機(jī)的使用壽命及運(yùn)行的效率。 最終排屑裝置實(shí)物圖為：圖2.11 排屑裝置實(shí)物 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是立式加工中心床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和排屑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，69%：此次設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年來所學(xué)理論知識(shí)的一次系統(tǒng)性歸納與總結(jié)。 并且需要在原來的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)融會(huì)貫通，將以前所學(xué)到的知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，才能運(yùn)用到本次的設(shè)計(jì)中。在設(shè)計(jì)過程中，意識(shí)到自己 所掌握的知識(shí)過于零散化，而且很多都是只學(xué)到了皮毛，沒有深入地研究，導(dǎo)致運(yùn)用時(shí)不能得心應(yīng)手。產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅需要對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的 功能結(jié)構(gòu)等各方面有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，更需要設(shè)計(jì)者本身對(duì)所需知識(shí)了解透徹，并且能夠綜合應(yīng)用。 在戴興的實(shí)習(xí)期間維修師傅對(duì)設(shè)備的維修讓我對(duì)機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和了解也有很大幫助，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我認(rèn)識(shí)到了自身存在的問題 和不足之處，在以后的工作和學(xué)習(xí)中會(huì)針對(duì)自己的問題去改正。另外，學(xué)習(xí)知識(shí)要精益求精，遇事要多思考，最重要的是在設(shè)計(jì)中要結(jié)合 實(shí)際，不能想當(dāng)然。 致 謝 從拿到畢設(shè)題目開始經(jīng)過查找資料，設(shè)計(jì)方案的論證與確定，到最終獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文，前后歷經(jīng)幾個(gè)月。在這個(gè)過程中，老師提 供了很大的幫助和支持，也從其他工廠師傅和同學(xué)那里學(xué)到了很多，在此要對(duì)給予我?guī)椭膸熼L(zhǎng)、同學(xué)表示由衷的謝意。 由于專業(yè)知識(shí)的局限和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，論文中難免有很多考慮不周全的地方。設(shè)計(jì)過程中也遇到了很多困難，但是在老師的悉心指導(dǎo)和周圍 同學(xué)的熱心幫助下順利完成了任務(wù)。很高興自己一生中最為寶貴的四年時(shí)光能在這樣的校園中度過，在這四年里，不管在知識(shí)上還是在思 想上都獲益匪淺，并且結(jié)識(shí)到了一群志同道合的朋友。 最后，再次衷心地感謝老師和同學(xué)們的幫助以及對(duì)此次畢業(yè)論文進(jìn)行評(píng)審的各位老師。 參考文獻(xiàn) 【1】 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991； 【2】 明興祖. 數(shù)控機(jī)床與系統(tǒng) .北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2000.06； 【3】 譚慶昌，趙洪志.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2008； 【4】 鄭玉華. 典型機(jī)械（電）產(chǎn)品構(gòu)造. 北京：科學(xué)出版社，2004； 【5】 于駿一，鄒清 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004； 【6】 朱龍根. 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001； 【7】 王隆太. 先進(jìn)制造技術(shù) .北京： 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