【正文】 75 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目 2： 臥式車銑復(fù)合加工中心主軸自動(dòng)卡盤(pán)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： XXX 班級(jí)： XXX 學(xué)號(hào)： XXX 題目類型：工程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： XXX 教授 一、 設(shè)計(jì)參數(shù) 機(jī)床具有數(shù)控車削和銑削復(fù)合加工功能，可實(shí)現(xiàn)直徑Φ 800— 1250mm、長(zhǎng)度為1500— 3000mm 大型精密零件的數(shù)控車削和銑削加工。復(fù)合加工在保持工序集中和消除（或減少）工件重新安裝定位的總的發(fā)展趨勢(shì)中，使更多的不同加工過(guò)程復(fù)合在一臺(tái)機(jī)床上，從而達(dá)到減少機(jī)床和夾具，免去工序間的搬運(yùn)和儲(chǔ)存，提高工件加工精度，縮短加工周期和節(jié)約作業(yè)面積的目的。因此研究車銑復(fù)合加工工藝技術(shù)不僅意義重大，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。 性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。沈陽(yáng)一機(jī)的 HTM40100h 和大連機(jī)床的VHT800 是在五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的基礎(chǔ)上增加了車削功能；江蘇新瑞 LWV600、齊重?cái)?shù)控的 HDVTM160和中傳重機(jī)的 DVMT40則是在立式車削中心的基礎(chǔ)上增加了銑削功能。 第二章 總體方案設(shè)計(jì) ： 11 根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，我組設(shè)計(jì)的臥式車銑復(fù)合加工中心如下圖所示，該機(jī)床具有斜導(dǎo)軌，雙動(dòng)力頭，分別是主動(dòng)力頭和副動(dòng)力頭，主動(dòng)力頭采用四抓卡盤(pán)，其特點(diǎn)是夾緊力大，夾持工件的范圍寬，夾持工件的類型多；副動(dòng)力頭采用三抓自定心卡盤(pán)，其特點(diǎn)是夾持準(zhǔn)確、可靠，可實(shí)現(xiàn)精密切削。主卡盤(pán)采用四抓單動(dòng)卡盤(pán)，夾緊力大，夾緊可靠，可進(jìn)行毛胚件的初步粗加工；副卡盤(pán)為三抓卡盤(pán)，可實(shí)現(xiàn)自定心加工，加工精度高。 2）中間遞力機(jī)構(gòu)。夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。 隨著機(jī)床行業(yè)迅猛發(fā)展，不僅需求大量的手動(dòng)卡盤(pán)，而且動(dòng)力卡盤(pán)的需求量也在加大，但現(xiàn)有的動(dòng)卡都為氣動(dòng)或液壓，電卡是空缺。 主軸電動(dòng)機(jī)的 選擇 車削外圓時(shí)的切削抗力分解為 Fx、 Fy、 Fz。 wn 工件轉(zhuǎn)速，單位為 r/s。 設(shè)齒輪模數(shù)為 M=4，則： Za=156 Zb=160 =39 盤(pán)絲轉(zhuǎn)速的計(jì)算 n= / =卡爪移動(dòng)速度 22 =nxh==卡盤(pán)盤(pán)絲的設(shè)計(jì) F總 =3F單爪 =3M/(3r0+)tanβ r0—— 盤(pán)絲起點(diǎn)極徑， n—— 扣數(shù)， h—— 絲扣螺距。 足夠的強(qiáng)度，保證軸具有足夠的承載能力，在工作壽命內(nèi)不因強(qiáng)度不夠而失效。對(duì)于不重要的或受力較小的軸，可選用普通鋼制造如Ｑ 235，Ｑ 236 等。 形狀復(fù)雜勞動(dòng)的軸，如凸輪軸，曲軸，空心軸等，有時(shí)也可采用鑄鋼或鑄鐵制造，經(jīng)過(guò)鑄造成型，可得到比較合理的形狀，而且鑄鐵的吸振性強(qiáng)，耐磨性好，切削性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感性低，價(jià)格便宜。 進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)己知如下條件：機(jī)器部件的裝配簡(jiǎn)圖；軸的轉(zhuǎn)速，傳遞的功率，傳動(dòng)零件類型，主要參數(shù)和尺寸等。轉(zhuǎn)軸是機(jī)器最為常見(jiàn)的軸。實(shí)心 27 軸加工工藝性好。實(shí)驗(yàn)證明，動(dòng)態(tài)作用下最優(yōu)跨距很接近與推得最優(yōu)值，因此設(shè)計(jì)時(shí)盡量達(dá)到最優(yōu)值。 （ 1）確定 Cr， Cor 由參考文獻(xiàn) 11 查得 Cr=， Cor=。 又因?yàn)?id ≦ ，孔的影響可以忽略，由此可得主軸鋼度滿足設(shè)計(jì)要求。懸伸量與主軸部件的剛度及抗振性成反比，故應(yīng)盡量取小值。 ，軸可分為實(shí)心軸和空心軸。 （ 2）傳動(dòng)軸 工作時(shí)只承受轉(zhuǎn)矩不承受彎矩的軸。設(shè)計(jì) 26 時(shí)必 須針對(duì)軸的具全情況具體分析，綜合考慮，確定出軸的合理結(jié)構(gòu)。 另外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較敏感。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，還可進(jìn)行熱處理或化學(xué)處理改善其力學(xué)性能及工藝性，所以應(yīng)用廣泛。 (終止點(diǎn)螺旋升角） 所以 β =（β 0+β 1） /2=176。 根據(jù)卡盤(pán)的大小 , 選定齒輪直徑和設(shè)計(jì)齒輪的模數(shù)后即可得到各齒輪的齒數(shù)。 Vc切削速度，單位為 m/s。齒輪 2以偏心套 3的偏心距為半徑，圍繞某一中心作兩個(gè)坐標(biāo)方向的平移，從而撥動(dòng)內(nèi)齒輪 1慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)盤(pán)絲 4 回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)卡抓 5夾持工件。在數(shù)控車床中，動(dòng)力卡盤(pán)是最常用的工件夾具 ,它是機(jī)床電主軸與工件之間的連接接口 , 機(jī)床電主軸的轉(zhuǎn)速、扭矩和旋轉(zhuǎn)精度通過(guò)動(dòng)力卡盤(pán)傳遞給工件。既要保證工件在整個(gè)加工過(guò)程中其位置穩(wěn)定不變、振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形。 2．夾緊部分 接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，一般由下列機(jī)構(gòu)組成： 1）接受原始作用力的機(jī)構(gòu)。下圖是滿足該機(jī)床功能的方案圖： 13 主動(dòng)力頭變頻電機(jī)； 皮帶輪； 主軸箱； 主卡盤(pán)； 主動(dòng)力刀架；前立柱； 刀庫(kù)； 副卡盤(pán)； 操控面板； 多刀位回轉(zhuǎn)刀架； 1副動(dòng)力頭變頻電機(jī)； 1副主軸箱； 1床身； 1電控柜； 1前立柱縱向進(jìn)給系統(tǒng)； 1副動(dòng)力頭縱向進(jìn)給系統(tǒng)； 1多刀位刀架縱向進(jìn)給系統(tǒng)。隨著航空 航天、軍工、船舶領(lǐng)域產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度日益加快，工序分散的加工設(shè)備將會(huì)被工序集中的柔性、自動(dòng)化設(shè)備所取代，這為車銑復(fù)合加工中心提供了更為廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。以銑削為主的銑車復(fù)合加工中心均為多軸五聯(lián)動(dòng)機(jī)床。 控機(jī) 床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。車銑復(fù)合加工運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，影響表面加工質(zhì)量的因素多 (如刀具轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速、軸向進(jìn)給量、切削深度、工件直徑、刀具直徑、刀齒數(shù)、工件與刀具的夾角和偏心量、刀具角度等 )，而且這些因素的影響又相互耦合，使得車銑復(fù)合加工工藝參數(shù)選擇變得尤為復(fù)雜，目前尚未完全揭示出車銑復(fù)合加工參數(shù)對(duì)加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律，這在一定程度上影響了車銑復(fù)合加工技術(shù)的推廣和應(yīng)用。其中主軸自動(dòng)卡盤(pán)部件的設(shè)計(jì)及校核是核心內(nèi)容，主要包括：自動(dòng)卡盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、方案比較與制定、變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的選擇、卡盤(pán)盤(pán)絲的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)及校核、偏心軸的設(shè)計(jì)及校核、軸承的選擇及軸承壽命的校核等。同時(shí)具有雙刀架、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)換刀功能。這不僅能夠滿足用戶在減少占地面積，減少零件傳送和庫(kù)存，保證加工精度等方面的需求，而且也適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)的節(jié)能 7 減排要求。 與 其它科學(xué)技術(shù)一樣，車銑技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展與生產(chǎn)實(shí)踐是分不開(kāi)的。機(jī)器人與加工中心、車銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切 割機(jī)床等組成多種形