畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
設(shè)計(jì)(論文)題目： 數(shù)控車床六工位刀架部件設(shè)計(jì)
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摘 要
本文主要研究數(shù)控車床刀架部件六站，會(huì)讓我有一個(gè)更全面的六臺(tái)數(shù)控車床刀架控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，如六工位轉(zhuǎn)塔車床進(jìn)給部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制原理和工具，我可以在本設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)這方面的專業(yè)技能更好。通過(guò)研究，讓我了解到本課題中常見(jiàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，如：CAD繪圖、plc、UG等三維繪圖。讓我培養(yǎng)自學(xué)能力，培養(yǎng)良好的思考和分析問(wèn)題的習(xí)慣。
關(guān)鍵詞：刀架，CAD，六工位
Abstract
This paper mainly studies on the CNC lathe six station turret components, will let me have a more comprehensive understanding of CNC lathe six station turret control system, such as part of six station turret lathe feed on the mechanical structure, control principle and tool, I can in this design, strengthen their professional skills in this area better. Through the research, let me get the knowledge of the usual learning in this subject, such as: CAD drawing, PLC, UG and other three-dimensional drawings. Let me develop self-study ability and cultivate my good habit of thinking and analyzing problems.
Key words: knife frame, CAD, six
目錄
摘要 1
第1章 緒論 5
1.1數(shù)控車床的背景與意義 5
1.2 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的概述 5
1.3 研究實(shí)際社會(huì)意義及應(yīng)用效果 6
第2章 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 6
第3章 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 7
3.1 自動(dòng)回旋刀架的分類 7
3.2自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理： 7
3.2.1刀架抬起 7
3.2.2刀架轉(zhuǎn)位 7
3.2.3刀架定位 8
3.2.4夾緊刀架 8
第4章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
4.1刀架的尺寸要求 8
4.2刀架整體方案設(shè)計(jì) 8
4.3 上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
第5 章 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 9
5.1 蝸桿的選型 9
5.1.1蝸桿的材料 9
5.1.2 回旋刀架夾緊力的確定 10
5.2 蝸輪蝸桿主要參數(shù)和幾何尺寸 11
5.3 蝸輪軸的設(shè)計(jì) 12
5.3.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力 12
5.4 中心軸的設(shè)計(jì) 13
5.4.1 中心軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力 13
5.4.2 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 14
4.4.3 軸的校核 14
5.5 軸承的選用 15
5.5.1 軸承的類型 15
5.5.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 15
5.5.3 角接觸球軸承的配合 15
5.5.4 角接觸球軸承的潤(rùn)滑 16
5.5.5角接觸球軸承的密封裝置 16
6.1 電機(jī)的分類 16
6.2 電機(jī)的選型 17
結(jié)束語(yǔ) 17
致謝 17
參考文獻(xiàn)? 18
第1章 緒論
1.1數(shù)控車床的背景與意義
經(jīng)濟(jì)數(shù)控是20世紀(jì)80年代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。該數(shù)控系統(tǒng)功能齊全，價(jià)格低廉。已成為”七五”和”八五”期間的新技術(shù)之一。十多年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)數(shù)控技術(shù)也在不斷進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品不斷完善。新型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能更強(qiáng)，可靠性更穩(wěn)定，功率更高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。該技術(shù)的發(fā)展增強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)數(shù)控的生命力。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，該技術(shù)也將是我國(guó)機(jī)械行業(yè)今后舊設(shè)備改造的一條很好的途徑。對(duì)于老式經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，特別是80年代后期改造后的設(shè)備，由于各種原因造成了大量的浪費(fèi)。該設(shè)備已經(jīng)使用了10多年，還面臨著進(jìn)一步的改革。通過(guò)改造，可以提高現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)水平，大大提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控車床主要由主軸箱、鞍座、尾座、刀架、對(duì)刀儀、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)控裝置組成。數(shù)控車床的出現(xiàn)對(duì)提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、提高效率起到了重要作用。從提高效率的角度來(lái)看，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面: 1 )通過(guò)刀具的快速自動(dòng)定位來(lái)提高劃線過(guò)程的距離和速度。2 )批量加工一致性好，可減少工件的檢驗(yàn)和時(shí)間。特別是經(jīng)濟(jì)型的老式車床，在加工零件、更換刀具、裝卸零件、測(cè)量和處理零件的過(guò)程中，大部分時(shí)間都需要人工完成，這就決定了換刀的時(shí)間和刀具尺寸的調(diào)整。加工時(shí)間相對(duì)較短，為了縮短加工輔助時(shí)間，充分利用數(shù)控機(jī)床的功能，進(jìn)一步壓縮非切削時(shí)間，數(shù)控機(jī)床正面臨著在一臺(tái)裝夾機(jī)床上進(jìn)行多工序加工的發(fā)展方向。在這種多工序數(shù)控機(jī)床中，必須配備自動(dòng)換刀裝置。隨著多工序數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，各種旋轉(zhuǎn)刀具的自動(dòng)更換裝置逐漸發(fā)展完善，更換刀具的數(shù)量不斷增加，實(shí)現(xiàn)了更復(fù)雜的換刀操作。更換刀具的時(shí)間應(yīng)滿足要求，該刀具重復(fù)性好，精度高，刀具存放充分，換刀安全可靠。
1.2 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的概述
數(shù)控車床主要由主軸箱、鞍座、尾座、刀架、對(duì)刀儀、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)控裝置組成。數(shù)控車床的出現(xiàn)對(duì)提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件起到了重要作用。傳統(tǒng)的車床如CA6140刀架只能裝刀，換刀速度慢，換刀后必須重新對(duì)刀，精度不高，生產(chǎn)效率低，不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，因此，有必要對(duì)機(jī)床換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)。為了在工件一次裝夾中完成多工序加工，縮短輔助加工時(shí)間，減少多次安裝造成的加工誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，采用了“工序集中”的原則，采用了自動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀架。數(shù)控車床的自動(dòng)車削刀架是最簡(jiǎn)單的換刀裝置之一。自動(dòng)車削刀架是在一定空間內(nèi)自動(dòng)松開(kāi)、分割、精確定位的一系列動(dòng)作。對(duì)于自動(dòng)車削刀架，根據(jù)刀具數(shù)量，自動(dòng)車削刀架有4個(gè)工作站、6個(gè)工作站和8個(gè)工作站。根據(jù)安裝方式的不同，自動(dòng)車削刀架可分為立式刀架和臥式刀架。根據(jù)機(jī)械定位方法的不同，自動(dòng)車削刀架可分為端齒定位和三齒定位。當(dāng)端齒盤定位換刀時(shí)，應(yīng)提起刀架，換刀速度慢，密封性能差，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這三個(gè)檔位稱為無(wú)升程。換刀時(shí)不需要拿起刀架，換刀速度快，密封性能好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛性，以承受粗加工時(shí)的切削抗力，為了保證轉(zhuǎn)位之后具有髙的重復(fù)定位精度，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架還需要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的自動(dòng)換刀是由控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
1.3 研究實(shí)際社會(huì)意義及應(yīng)用效果
傳統(tǒng)車床刀架只能裝刀，換刀速度慢，換刀后必須重新?lián)Q刀，精度不高，生產(chǎn)效率低，不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。因此，有必要對(duì)換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)，數(shù)控車床上使用的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀架是一種簡(jiǎn)單的換刀裝置。設(shè)備。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是一種能在一定空間內(nèi)完成自動(dòng)釋放、分度和精確定位等一系列動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。新型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)大、可靠性高、功耗大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。為了在工件裝夾中完成多工序加工，縮短了輔助加工時(shí)間，減少了加工誤差造成的多次安裝，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率，采用了“工序集中”的原則。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行了探討，總結(jié)了檢修方法。
第2章 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求
(1)設(shè)計(jì)數(shù)控車床六工位刀架及主要傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)；
(2)電動(dòng)功率：120w；
(3)電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400r/min；
(4)刀位數(shù)：6
(5)床身最大加工直徑：320mm；
(6)刀尖到導(dǎo)軌距離：200mm。
(7)最大工件回轉(zhuǎn)直徑 320mm，最大工件長(zhǎng)度750mm
(8)換刀時(shí)間2秒
(9)刀桿尺寸20*20mm
第3章 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理
3.1 自動(dòng)回旋刀架的分類
本發(fā)明用于數(shù)控車床，可安裝在旋轉(zhuǎn)塔的頭部，用于夾持各種刀具，通過(guò)料塔頭部的旋轉(zhuǎn)分度實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀。它的形式通常是垂直軸和水平軸?？v軸為四、六方形刀架，四、六個(gè)刀具，橫軸通常為盤式旋轉(zhuǎn)刀架，可安裝刀具數(shù)量。為了實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中刀具的自動(dòng)更換，必須實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化。自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架有三個(gè)三角形刀具，包括四個(gè)刀具、一個(gè)帶有夾緊工具的方形刀架和一個(gè)帶有多個(gè)刀具的旋轉(zhuǎn)刀架。根據(jù)移位傳動(dòng)，又可分為液壓、氣動(dòng)、電氣和機(jī)械。自動(dòng)車削刀架應(yīng)具有較高的重復(fù)性、定位精度和剛度，易于控制，可適應(yīng)改裝機(jī)床。
3.2自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理：
工作過(guò)程為：刀架抬起→刀架轉(zhuǎn)位→刀架定位→夾緊刀架。
3.2.1刀架抬起
當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令時(shí)，電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿軸通過(guò)套筒聯(lián)軸器2轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)渦輪螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。刀架內(nèi)部控制過(guò)程為螺紋連接，與渦輪螺桿螺紋連接，渦輪與螺桿為一體結(jié)構(gòu)。渦輪盤條內(nèi)孔與刀架中心軸線間隙配合，換分度工具時(shí)中心軸不固定，渦輪盤條繞中心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)渦輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于刀架與刀體的端面處于齒輪組合狀態(tài)，渦輪桿軸向固定，刀架體被提起。
3.2.2刀架轉(zhuǎn)位
當(dāng)?shù)都鼙倔w提升到一定距離時(shí)，刀架底座上的端面齒與刀架底座脫開(kāi)，分度銷與渦輪螺桿連接，并與渦輪螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)端面齒完全脫開(kāi)時(shí)，分度套筒在彈簧力的作用下僅轉(zhuǎn)動(dòng)160度球頭銷進(jìn)入分度套筒的凹槽內(nèi)，帶動(dòng)刀架本體分度。
3.2.3刀架定位
當(dāng)工具本體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刷座轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)毒呔幪?hào)傳到程序中時(shí)，粗定位銷在彈簧的作用下位于粗定位盤的凹槽內(nèi)，電刷接觸導(dǎo)體反轉(zhuǎn)電機(jī)。由于粗定位槽的限制，刀架不能轉(zhuǎn)動(dòng)而垂直落在此位置，刀架上的端齒與刀架底座的嚙合可以準(zhǔn)確定位。
3.2.4夾緊刀架
電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)汽輪機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿軸自身轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)兩端的齒加到一定的夾緊力時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，解碼裝置由發(fā)射刷組成，刷負(fù)責(zé)發(fā)出信號(hào)，點(diǎn)數(shù)負(fù)責(zé)判斷位置。當(dāng)?shù)都芪恢贸霈F(xiàn)或不在適當(dāng)位置時(shí)，可松開(kāi)螺母，并調(diào)整變送器和電刷之間的相對(duì)位置。
第4章 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1刀架的尺寸要求
中心高指主軸軸線至刀架底面的垂直距離，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)控車床型號(hào)，選擇刀架中心到刀架底部中心高為63mm。
4.2刀架整體方案設(shè)計(jì)
目前刀架定位機(jī)構(gòu)多采用錐銷定位和端面齒輪定位。由于圓錐銷定位精度高，進(jìn)入孔通常依靠彈簧力或液氣動(dòng)力，圓錐銷磨損后仍可消除間隙，從而獲得高定位精度。端齒盤的位置由兩個(gè)端板相同的齒嚙合，補(bǔ)償每個(gè)齒的誤差，定位精度高，誤差均勻。目前刀架定位機(jī)構(gòu)多采用錐銷定位和端面齒輪定位。由于圓錐銷定位精度高，進(jìn)入孔通常依靠彈簧力或液氣動(dòng)力，圓錐銷磨損后仍可消除間隙，從而獲得高定位精度。端齒盤的位置由兩個(gè)端板相同的齒嚙合，補(bǔ)償每個(gè)齒的誤差，定位精度高，誤差均勻。。
端齒盤定位的特點(diǎn)：
（1）定位精度高。由于端齒盤的齒數(shù)多，且沿圓周分布，同心多齒結(jié)構(gòu)，齒盤的精度一般達(dá)到左右，最高可超過(guò)，齒盤嚙合時(shí)自動(dòng)嚙合。因此，中心軸的旋轉(zhuǎn)精度、間隙和磨損對(duì)定心精度幾乎沒(méi)有影響，中心軸的精度低，裝置簡(jiǎn)單。
（2）重復(fù)定位精度好。由于多齒嚙合相當(dāng)于上下齒輪板的重復(fù)磨合，磨合精度越高，重復(fù)定位精度越好。
（3）定位剛性好，承載力大。兩齒盤為多齒嚙合。由于齒輪齒強(qiáng)度高，一般齒數(shù)的嚙合比不小于齒面嚙合長(zhǎng)度的90°e不小于60°，定位剛度好，承載能力大。
4.3 上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
LOC和上的工具將直接影響工件的加工精度的精確定位，由于刀具直接安裝在身體上的工具，因此工具體受到的切削力，使上刀體的選擇與下刀體是非常重要的，上刀體與下刀體的配合為梯形端面齒設(shè)計(jì)選擇。采用梯形端面齒，刀架鎖緊時(shí)，下端面齒相互嚙合，使上刀體不能轉(zhuǎn)動(dòng)；換刀時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)可使上刀體和上刀體繞上、下端面齒刀夾中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，完成分度工作。
第5 章 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 蝸桿的選型
GB / T10065 - 1998推薦阿基米德蝸桿( ZA蝸桿)和圓錐蝸桿( ZK蝸桿)。本設(shè)計(jì)采用阿基米德型圓柱蝸桿( ZA型)。
5.1.1蝸桿的材料
刀架中的蝸桿副傳遞的動(dòng)力很小，但蝸桿速度很高。因此，蝸桿材料為45鋼，螺旋齒表面淬火，硬度為45 ~ 55 HRC，為提高表面耐磨性，選用錫磷青銅ZC USN 10p 1，采用金屬壓鑄。
5.1.2 回旋刀架夾緊力的確定
機(jī)床主電機(jī)功率為0.12 kw，計(jì)算傳動(dòng)效率η= 0.65，加工直徑320 mm，工件采用主軸轉(zhuǎn)速n = 1000 ~ 6000 r / min，主切削力
px : py : pz = 0.4 : 0.4 : 1
佩克斯= py = 114.6牛頓
當(dāng)?shù)都茉谇邢鬟^(guò)程中保持正常工作時(shí)，壓緊力產(chǎn)生的扭矩必須大于等于車削時(shí)刀架上三分力px、py、pz產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)扭矩，
即
其中: l -刀尖到刀架中心距離，\ *合并格式= 200mm
h -點(diǎn)到刀架中心線距離，h = 10毫米
L1 -齒板嚙合中心線到底盤的距離，L1 = 68 mm
h - -點(diǎn)到齒板嚙合中心線距離，h =20 mm
d -齒盤齒側(cè)直徑，d = 220 毫米
六斜面等高離合齒盤的傾斜度為30°，用Q1=T1tg3°代入上二式
得
經(jīng)求解
把（2）式整后用T1代入
回轉(zhuǎn)刀架刀盤用2根彈簧銷增加阻尼，經(jīng)計(jì)算彈簧力Q3=20.96N，則作用于刀架的軸向力和圓周力分別為
軸向力：
圓周力：
5.2 蝸輪蝸桿主要參數(shù)和幾何尺寸
根據(jù)蝸輪蝸桿的基本尺寸和主要參數(shù)，計(jì)算出蝸輪蝸桿的主要幾何尺寸，繪制出蝸輪蝸桿副的工作圖。
( 1 )蝸桿參數(shù)和尺寸
頭數(shù)Z1 = 1，模數(shù)m = 1.6 mm，軸向節(jié)距pa =πm = 5.027 mm，軸向齒厚sa = 0.5πm = 2.514 mm，分度圓直徑D1 = 20 mm，直徑系數(shù)q = D1 / m = 12.5，分度圓導(dǎo)角γ=弧坦( Z1 / q ) = 404 ' 26 "。
取波峰高度系數(shù)hα* = 1，徑向間隙系數(shù)c * = 0.2，波峰圓直徑
da1 = D1 2ha * m = 20毫米2x 1.6毫米= 23.2毫米
齒根圓直徑
df1=d1-2m(ha*+c*)=[20-2×1.6×(1+0.2)]mm=16.76mm。
（2） 蝸輪參數(shù)與尺寸
齒數(shù)Z2=46，模數(shù)m=1.6mm，分度圓直徑d2=mZ2=1.6×48mm=76.28mm，
變位系數(shù)
x2=[-(d1+d2)/2]/m=[50-(20+76.8)/2]/1.56=1.2
蝸輪喉圓直徑
da2=d2+2m(ha*+x2)=[76.8+2×1.6×(1+1)]mm=85.2mm
蝸輪齒根圓直徑
df2=d2-2m(ha*-x2+ c*)=[76.8-2×1.6×(1-1+0.2)]mm=80.16mm
蝸輪咽喉母圓半徑
rg2=-da2/2=(50-84.2/2)mm=10.5mm
（3） 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
即檢驗(yàn)下式是否成立：
=（1.53KT2/d1d2m）×YFa2Yβ≦ (4.2)
式中 ——蝸輪齒根彎曲應(yīng)力，單位為MPa；
YFa2——蝸輪齒形系數(shù)；
Yβ——螺旋角影響系數(shù)；
——蝸輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為MPa。
由蝸桿頭數(shù)Z1=1，傳動(dòng)比i=48，可以算出蝸輪齒數(shù)Z2=iZ1=48。
則蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)
Zv2=Z2/cos3γ=46.56
根據(jù)蝸輪變位系數(shù)x2=1和當(dāng)量齒數(shù)ZV2=46.56，得齒形系數(shù)：
YFa2=1.5
螺旋角影響系數(shù)：
Yβ=1-γ/140°=2.967
根據(jù)蝸輪的材料和制造方法，查附錄5，可得蝸輪基本許用彎曲應(yīng)力：
＇=120MPa
蝸輪的壽命系數(shù)：
KFN===0.725
蝸輪的許用彎曲應(yīng)力：
=＇KFN=56×0.725MPa=46.6MPa
將以上參數(shù)代入（4.2），得蝸輪齒根彎曲應(yīng)力：
=×1.95×0.967MPa≈53.2MPa
可見(jiàn)＜,蝸輪齒根的彎曲強(qiáng)度滿足要求。
5.3 蝸輪軸的設(shè)計(jì)
5.3.1 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的扭矩，用于普通中小功率減速傳動(dòng)，采用45鋼、正火工藝和教材機(jī)械設(shè)計(jì)表16.3，對(duì)對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用應(yīng)力和許用應(yīng)力進(jìn)行彎曲。分別為，。
（1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑
（4.8）
查教材機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)書(shū)籍的數(shù)據(jù)庫(kù)得出，取45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼的許用彎曲應(yīng)力，則
由于軸的平均直徑為45mm，因此該軸安全。
（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，即蝸輪輪芯為68mm。
為蝸輪軸軸徑最小部分取34mm。
軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙形選梯形螺紋，根據(jù)表，取公稱直徑為，螺距，。
查表得，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。
尺寸長(zhǎng)度為34mm，蝸輪齒寬 當(dāng)時(shí)，，取。
5.4 中心軸的設(shè)計(jì)
5.4.1 中心軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力
考慮到軸的主要位置，它只需將一部分彎矩作為空心軸，因此只需檢查軸的剛度即可。采用45號(hào)鋼正火，檢查材料設(shè)計(jì)表16.3。對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力條件下的許用彎曲應(yīng)力和許用應(yīng)力分別為。
5.4.2 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度
根據(jù)每個(gè)零件在軸上的位置和裝拆來(lái)確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度，。
與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為51203，，，，，所以。
與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)51204，， ，，。
圖4.8 中心軸受力圖
分配各軸段的長(zhǎng)度，，。
4.4.3 軸的校核
軸橫截面的慣性矩
車床切削力F=2KN，E=210GPa
因此
＜［］
y＜［y］
中心軸滿足剛度條件。
5.5 軸承的選用
滾動(dòng)軸承廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械。其由主要元件的滾動(dòng)接觸支撐。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦小、功耗低、起動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn)。而大多數(shù)普通滾動(dòng)軸承都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在使用滾動(dòng)軸承時(shí)，只要根據(jù)具體情況正確選擇軸承的類型和尺寸即可使用。檢查軸承的承載能力。以及與軸承安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問(wèn)題。
5.5.1 軸承的類型
考慮到加工工件時(shí)，軸的所有誤差都將直接轉(zhuǎn)化為加工誤差，因此選擇了對(duì)準(zhǔn)性能較好的深溝球軸承。這種軸承可同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，安裝時(shí)可調(diào)節(jié)軸承間隙。然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命，選擇軸承類型如下: 6203
5.5.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配
通過(guò)端蓋下面的墊片調(diào)節(jié)軸承的間隙和緊度，更加方便。
5.5.3 角接觸球軸承的配合
滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件。為了使軸承易于更換和批量生產(chǎn)，軸承孔是以軸上的基孔為基礎(chǔ)的，即軸承孔尺寸、軸承外徑和殼體通過(guò)基軸，即軸承外徑作為基礎(chǔ)。
5.5.4 角接觸球軸承的潤(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。
5.5.5角接觸球軸承的密封裝置
軸承密封設(shè)計(jì)用于防止灰塵、水、酸性氣體和其他碎屑進(jìn)入軸承并防止?jié)櫥瑒p失。密封裝置可分為接觸式和非接觸式。
唇形密封圈通過(guò)彎曲橡膠的彈力和附加的環(huán)形螺旋彈簧的緊固作用套在軸上，起到密封作用。唇形密封圈沿密封件所在的重要方向密封唇形物。也就是說(shuō)，如果是油封，密封唇應(yīng)向內(nèi)；如果主要目的是防止異物浸入，密封唇應(yīng)朝外。
第6章 電機(jī)的選型
6.1 電機(jī)的分類
( 1 )根據(jù)工作電源類型:可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。
直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。
電刷直流電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。
電磁直流電機(jī)分部:串聯(lián)勵(lì)磁直流電機(jī)、并聯(lián)勵(lì)磁直流電機(jī)、其他勵(lì)磁直流電機(jī)
和復(fù)合勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)。
永磁直流電機(jī)分部:稀土永磁直流電機(jī)、鐵氧體永磁直流電機(jī)、鋁鎳鈷永磁直流電機(jī)。
交流電動(dòng)機(jī)可分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。
( 2 )根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理：可分為直流電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)。 ( 3 )感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等。
交流換向器電動(dòng)機(jī)可分為單相串聯(lián)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和斥力電動(dòng)機(jī)。
( 4 )按啟動(dòng)方式:電容器啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)，電容器運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)，電容器啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)，分相單相異步電動(dòng)機(jī)。
6.2 電機(jī)的選型
電機(jī)選用三級(jí)異徑電機(jī)，額定功率120瓦，額定轉(zhuǎn)速1560轉(zhuǎn)/分，刀架轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分鐘。由于高速不能直接驅(qū)動(dòng)刀架，必須適當(dāng)減速。通過(guò)減小蝸輪副的速度，可以改變蝸輪副的傳動(dòng)方向以獲得較大的傳動(dòng)比，從而保證傳動(dòng)的穩(wěn)定性和自鎖性，減小整個(gè)裝置的空間。
結(jié)束語(yǔ)
幾個(gè)月的辛勞，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。通過(guò)這幾個(gè)月學(xué)習(xí)查閱和計(jì)算，我們把所學(xué)的知識(shí)有條理的梳理了一遍，把所學(xué)的知識(shí)有了更清晰的思路。花了很多的心思和時(shí)間來(lái)做，也進(jìn)行修改了多遍的圖紙和論文，就是覺(jué)得自己做得還是不是很好，較多的細(xì)節(jié)沒(méi)有考慮周全，思維發(fā)散不夠。理論的知識(shí)在現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)中沒(méi)有得到充分的發(fā)揮，認(rèn)為自己的知識(shí)面還是不夠全面，對(duì)基本的規(guī)范比較差，還需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)和總結(jié)。
本文在參考大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)控車床刀架工作原理、動(dòng)作順序、常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了分析。并用UG軟件完成了數(shù)控車床六角旋轉(zhuǎn)刀架的三維建模。本文的主要研究成果如下：
1 .動(dòng)作分析
摘要:分析了數(shù)控車床刀架的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，比較了液壓刀架和電動(dòng)刀架的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行了方案的總體設(shè)計(jì)。
2 .六角回轉(zhuǎn)刀架零件設(shè)計(jì)
完成了數(shù)控車床刀架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。摘要:通過(guò)對(duì)數(shù)控刀架常見(jiàn)故障的比較，對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行了計(jì)算和校核，保證了數(shù)控刀架的高精度和可靠性。
3 .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維建模
完成了數(shù)控車床轉(zhuǎn)臺(tái)各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和ug三維建模，包括標(biāo)準(zhǔn)件的選擇和非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)。模型中考慮了零件的加工工藝和經(jīng)濟(jì)適用性。然后對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)各部件進(jìn)行裝配，完成裝配建模。
4 .二維圖形生成
ug組件生成二維圖形，包括裝配圖、爆炸圖、外觀圖和復(fù)雜零件的零件圖。
致謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)感謝老師的無(wú)私關(guān)懷和精心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師，您對(duì)我們要求嚴(yán)格，力求完美。你的態(tài)度和精神為我今后的工作和學(xué)習(xí)提供了動(dòng)力，指明了方向。在這篇論文完成后，我謹(jǐn)向你表示衷心的感謝和尊敬。謝謝你為我們所做的辛勤工作。
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