【正文】 間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保 證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為 9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控加床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 （ 3）精密化：隨著機械產(chǎn)品精密度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精密度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)177。 ；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為 5μ m。 （ 4）柔性化：機床夾具的柔性化與機床的 柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式 ，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 本次設(shè)計主要考慮其專用性 ， 保證其加工速率 以提高產(chǎn)能。 3 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計的是加工柴油機汽缸體瓦蓋止口的專用銑床 （主傳動系統(tǒng)與銑頭） 。 專用銑床 根據(jù)工件加工需要， 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計 。此次設(shè)計主要是將自己所 學(xué)的知識結(jié)合輔助材料運用到設(shè)計中，鞏固和深化已學(xué)知識，掌握 主傳動系統(tǒng)中的 減速箱 設(shè)計計算 、主軸設(shè)計計算 的一般步驟和方法， 銑頭裝配。 正確合理的確定執(zhí)行機構(gòu)， 并完成銑床的整體布置，確定其聯(lián)系尺寸。最后完成裝配圖的繪制。 整個設(shè) 計過程主要分成 ： 整體方案設(shè)計， 主傳動系統(tǒng)設(shè)計 ， 銑頭設(shè)計 ， 機床組合 。 關(guān)鍵詞 :專用銑床 ，主傳動系統(tǒng)，銑頭 4 Abstract The graduation design is special milling machine for Tiles seam allowance of cylinder body. Special milling machine is based on needs of work, match with a few special parts of cutting tools. The design is mainly their learned knowledge bined with auxiliary materials applied to the design, to consolidate and deepen the knowledge already learned to master the main transmission gearbox design calculations, general procedures and methods spindle design calculations, milling assembly. Reasonably determine the correct actuators and plete the overall layout milling, determine its contact size. Finalize the assembly drawing. Throughout the design process is divided into: the overall program design, the main drive system design, design milling, machine binations. Key Words : special milling machine, the main drive system ,milling tools 5 第一章 總體設(shè)計 方案設(shè)計 過去 ， 采油機汽缸體瓦蓋止口是在 X53K 型立銑上用 50 的棒銑刀加工。此方法操作復(fù)雜，效率低，加工一件要一個多小時。 國外一些廠家大多采用拉削工藝，但專用止口拉刀的設(shè)計與制造相當(dāng)困難。 因此，進(jìn)行技術(shù)革新，設(shè)計一臺加工采油機氣缸體瓦蓋止口的專用銑床才是最好的選擇。 分析三種加工方案： 圖 11 加工方案比較 （ a） 兩刀具之間距離 L 小，結(jié)構(gòu)上不好布置，且刀具兩端面不易調(diào)整到同一平面上，刀具在直徑方向上磨損后難以調(diào)整，直接影響加工精度。 （ b）一把刀同時加工三個表面，刀具負(fù)荷 較重且受力情況復(fù)雜，影響加工表面粗糙度， 刀具在直徑方向磨損后同樣難以調(diào)整 ， 直接影響加工精度 。 （ c）刀具尺寸大，且兩把刀具直徑必須一致，刀具的制造和調(diào)整困難。 最后，決定采用下面的方案：把小尺寸刀具放到氣缸體里面去進(jìn)行銑削，分四個工步。（依次向右為 4） 6 工步 1：用兩把三面刃銑刀分別粗銑兩側(cè)面； 工步 2：用一把端銑刀粗銑結(jié)合面； 工步 3：用兩把三面刃銑刀分別精銑兩側(cè)面； 工步 4：用一把端銑刀精銑結(jié)合面； 此方案的優(yōu)點是 ： 每把刀具進(jìn)行一個面的端刃切削 ， 受力情況好 ， 易于保證加工要求 ，刀 刃磨損后便于調(diào)整 ， 刀具壽命高 ， 制造容易 。 機床布置成臥式，粗精銑合并在一臺機床上進(jìn)行。兩個銑頭（粗銑銑頭和精銑銑頭）固定安裝在臥式床身兩導(dǎo)軌間，由床身后面的主傳動電機經(jīng)傳動裝置、主傳動軸和彈性聯(lián)軸節(jié)帶動兩個銑頭主軸旋轉(zhuǎn)。 減速器在傳動裝置中應(yīng)用最廣 ， 故本設(shè)計中傳動裝置用減速器 。 減速器中的傳動機構(gòu)有圓柱齒輪傳動 、 錐齒輪傳動 、 蝸桿傳動 、 帶傳動 、 鏈傳動和開式齒輪傳動 。 圓柱齒輪具有傳動承載能力大 、 效率高 、 允許高轉(zhuǎn)數(shù) 、 傳動比準(zhǔn)確 、 穩(wěn)定 、 工作可靠性高 ,壽命長 ，制造精度高，成本高等特性，在傳動裝置中一般首先采用齒輪傳動。 斜齒傳動的輪齒之間是漸出漸進(jìn)傳動，直齒輪傳動是第一對齒離開后一段時間（非常短），下一對輪齒才嚙合，重合度比斜齒輪小，直齒傳動容易產(chǎn)生突然震動，不適宜重載情況。在傳動的時候，斜齒輪傳動能產(chǎn)生一定的軸向力，因此斜齒輪既能承受徑向力，也能承受軸向力。然而直齒輪滿足不了這一點，從承載和傳動來講，斜齒輪傳動比直齒輪傳動平穩(wěn)，噪音低，能承受重載，能承受相當(dāng)?shù)妮S向載荷，使用壽命長，傳遞能力比直齒輪強得多，又由于銑削過程產(chǎn)生軸向力，所以減速器中采用斜齒輪傳動。 蝸桿傳動用于實現(xiàn)空間交錯軸間的運動傳遞 ， 一般交錯角為 90 度。其 特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、傳動平穩(wěn)、易自鎖，所以適于中心功率的傳動?？紤]到銑頭的結(jié)構(gòu)，銑頭中采用蝸桿傳動。 7 主電機的選擇 銑削力的計算 在已知條件中 ， 主軸轉(zhuǎn)速 、 切削速度 、 進(jìn)給速度一樣 ， 對切削力影響最大的就是切削深度 ： 切削深度越大 ， 所需切削力越大 。故以下設(shè)計中以粗銑作為設(shè)計基礎(chǔ)。 查資料可知 ： 汽缸體材料為灰鑄鐵 HT200，硬度 HBW=200HBS 端銑刀材料為硬質(zhì)合金 ， 屬于面銑刀 ， 其主偏角 =25 75,取 =75（徑向 分力大于軸向分力，切入切出較穩(wěn)），前角 =0，直徑 =。 三面刃銑刀的材料為高速鋼 ， 屬于盤銑刀 ， 其前角 ， 取 ， 無主偏角 ， 直徑 。 已知條件 ： 主軸轉(zhuǎn)速粗銑 n=100r/min 切削速度 Vc=40~60m/min 切削深度粗銑 a=6mm 進(jìn)給速度 V=125m/min，每齒進(jìn)給量 =由 VC=dn/1000 及 n=100r/min 得端銑刀銑削速度 43m/min= 三面刃銑刀銑削速度 vc=由 =f178。 n= z178。 n=125m/min 及 =， n=100r/min 得齒數(shù) z=,取整為 z=16， 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f= z=主銑削力 在切削合力中最大 ， 消耗功率最多 ， 約占總功率的 95%，是決定機床主電機的功率、設(shè)計與校核主傳動系統(tǒng)各零件以及夾具，刀具強度，剛度的重要依據(jù)。 銑削力 的計算公式：硬質(zhì)合金銑刀 =513 178。 178。 178。 Z178。 178。 高速鋼銑刀 = 178。 178。 178。 178。 178。 式中 ： 與工件材料和其他切削條件有關(guān)的系數(shù) ：銑削深度 ：每齒進(jìn)給量 ：銑削寬度，指垂直于進(jìn)給方向測量出的加工面寬度 8 ： 修正系數(shù) ， = 178。 178。 端銑刀 查表得 ：工件材料系數(shù) =HB/190=200/190， 前角系數(shù) =，主偏角系數(shù)= 由以上可得 ： 銑削力 =513179。 179。 179。 179。 16179。 179。 179。 179。 = 三面刃銑刀 查表得 =282， 工件材料系數(shù) = ， 前角系數(shù)=，無主偏角系數(shù) 由以上可得 ： 銑削力 =282179。 6179。 179。 179。 179。 16179。 179。 = 因 ，故以端銑刀的銑削力 為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。 銑削功率及銑削扭矩的計算 銑削功率 = 178。 /1000 =179。 = 銑削扭矩 T= = =178。 m 主電機的選擇 Y 系列三相交流異步電機：效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，噪音低、振動小、運行安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維護(hù)方便，適用于無特殊要求的機械上； YZ和 YZR 系列主要用于起重和冶金機械上。 9 由銑削功率可得主電機所需功率 /η = = 式中 ：η — 機床傳動效率，一般η = ，取 η =。 由主電機所 需功率 ,查表選擇電機型號： Y132S— 4，其額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min,機座中心高為 132mm，外伸軸徑為 D=38mm，考慮到電機與傳動裝置的連接直接用電機的外伸軸，故選擇安裝方式為 B3，即機座帶地腳、端蓋無凸緣的形式。 傳動比的計算 總傳動比 由：總傳動比 i= / 電機滿載轉(zhuǎn)速 =1440r/min 主軸轉(zhuǎn)速 =100 r/min 得 ： 總傳動比 i= 傳動比的分配 傳動比的分配是設(shè)計中的一個重要問題，分配的不合理會造成結(jié)構(gòu)尺寸大、相關(guān)尺寸不協(xié)調(diào)、成本高、制造和安裝不方便等問題。因此，分配傳動比時，每級傳動比應(yīng)在推薦值的范圍內(nèi)。特殊情況下，只要保證傳動裝置的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，不發(fā)生干涉現(xiàn)象可根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)置。 查表知 ， 閉式蝸桿傳動的傳動比一般為 i=10 40?？紤]到總傳動比較小， 故取 i=10，則圓柱齒輪傳動的傳動比為 i= =。 查閱資料可知 ， 通用圓柱齒 輪減速器的傳動比為 ： 一級 i= ，二級 i= 56， 三級 i=20 315，則減速器確定為一級減速器。 10 第二章 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計 傳動裝置 動力及運動參數(shù)計算 由傳動比 i=，電機所需功率 =， 額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速 =1440r/min 各軸轉(zhuǎn)速計算 由電機轉(zhuǎn)速 =1440r/min， 則軸 Ⅱ轉(zhuǎn)速 = /i=1440/=1000r/min 各軸輸入功率計算 計算各軸功率時，按電機所需功率來進(jìn)行計算，這樣可以使設(shè)計出的傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，尤其設(shè)計專用傳動裝置時，常用這種方法。 查表可知聯(lián)軸器的效率為 =， 閉式傳動 （假設(shè)齒輪精度為 8 級） 的效率為=， 滾動軸承的效率 =， 可得 ： 軸 Ⅰ輸入功率 = 178。 =179。 = 軸Ⅱ輸入功率 = 178。 178。 =179。 179。 = 各軸輸入扭矩計算 =9550 =9550179。 =178。 M=178。 mm =9550 =9550179。 =178。 M=178。 mm 11 傳動零件的設(shè)計計算 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級 用鋼和鑄鐵制造的齒輪應(yīng)常進(jìn)行一些熱處理