【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 零件的最大直徑是 300毫米。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床攻絲過(guò)載保護(hù)裝置設(shè)計(jì) 8 圖 11為 CJK6130數(shù)控車床 CJK6130數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù) 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑/mm 450 X軸快速移動(dòng) /mm/min 6000 托板上最大回轉(zhuǎn)直徑/mm 200 X軸最小設(shè)定單位 /mm 床身導(dǎo)軌寬度 /mm 360 X軸重復(fù)定位精度 /mm 最大工件長(zhǎng)度 /mm 400 Z軸快速移動(dòng) /mm/min 6000 最大車削直徑 /mm 450 Z軸最小設(shè)定單位 /mm X軸最大行程 /mm 700 Z軸重復(fù)定位精度 /mm Z軸最大行程 /mm 500 刀架類型及工位數(shù) 四位電動(dòng)刀架 /排刀架 主軸內(nèi)孔錐度 43176。 尾座套筒直徑 /mm 55 主軸通孔直徑 /mm 48 尾座導(dǎo)軌行程 /mm 350 主軸極數(shù) 無(wú)極變數(shù) 尾座頂尖錐孔 莫氏 4號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速 /rpm 1003000 尾座套筒位移尺寸 /mm 150 卡盤類型及尺寸 手動(dòng) /液壓 /6寸 /8 寸 外形尺寸（長(zhǎng) X寬 X高） 1800X1150X1650 主軸額定功率 /kw 機(jī)床重量 /kg 80 加緊方式 彈簧夾頭卡盤 表 11 離合器的選擇 采用離合器的裝置能做到對(duì)絲錐的保護(hù)作用，其工作原理是在扭矩超過(guò)絲錐所能承受的扭矩時(shí)，離合器斷開使主軸與傳動(dòng)軸分離，導(dǎo)致絲錐隨著工件一起傳動(dòng)，從而保護(hù)了絲錐，進(jìn)給系統(tǒng)停止，保護(hù)了工件。 離合器的種類：常見的離合器有摩擦片式離合器、電磁離合器、磁粉 離合器等。對(duì)于數(shù)控車床的攻絲，可用到又簡(jiǎn)便的為摩擦片式離合器比較實(shí)用方便。 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 對(duì)此，我對(duì)摩擦片式離合器進(jìn)行了分析，總體想出了兩種使用摩擦離合器式的方案 [7]。 方案 1： 圖 21 1：錐柄 2：彈簧 3：花鍵套 4：內(nèi)摩擦片 5：外摩擦片 圖 21方案利用的內(nèi)外摩擦片，使在額定的扭矩下不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)的摩擦，但當(dāng)切削過(guò)程中扭矩超過(guò)了摩擦力的扭矩，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外摩擦片互相打滑，從而使絲錐的花鍵套隨著工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就避免了絲錐的折斷 [8]。 方案 2： 圖 22 1：錐柄 2：螺套 3：柱套 4：頂柱 5：彈簧 6：鋼珠 7：外套 圖 22方案所采用的方法是用鋼珠來(lái)控制保險(xiǎn)夾頭。該工件在切削時(shí)，力通過(guò)外套傳至鋼珠，然后經(jīng)過(guò)彈簧和頂住最后到柱套，最終傳到了錐柄中，進(jìn)行正常攻絲時(shí)，鋼珠與彈簧產(chǎn)生的摩擦力不會(huì)大于扭矩，所以正常進(jìn)行攻絲。但是當(dāng)扭矩過(guò)大時(shí)，切削力產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床攻絲過(guò)載保護(hù)裝置設(shè)計(jì) 10 扭矩超過(guò)了鋼珠和端面之間的摩擦力。鋼制和端面就會(huì)互相打滑，也使絲錐和外套隨著工件 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣就避免了絲錐折斷。 上述兩種方案都是可行的從操作的可行性以及方便性來(lái)說(shuō)，第一種方案更加的合理，更加簡(jiǎn)便。操作十分省力，成本低廉，日常也方便維護(hù)。降低成本的情況下又提高了生產(chǎn)效率。所以選擇第一種方案。 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 3 離合器設(shè)計(jì) 首先確定數(shù)控車床主傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速以及縱向進(jìn)給系統(tǒng)切削力的計(jì)算 數(shù)控車床主傳動(dòng)軸以及切削力計(jì)算 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，已知條件： 工作臺(tái)重量： W=80kgf=800N 時(shí)間常量： T=25ms 行 程： s=640mm 步 驅(qū) 角： 2=快速進(jìn)給速度： Vmax=2m/ms 脈沖當(dāng)量： 8p=（ 1）切削力的計(jì)算 運(yùn)用公式 No=Ndη 其中 NO — 為傳動(dòng)件的額定功率 Nd— 主電機(jī)的額定功率，見使用說(shuō)明書得： Nd= kw η — 從電機(jī)到所計(jì)算的傳動(dòng)軸的傳動(dòng)效率（不含軸承的效率） 從電機(jī)到傳動(dòng)軸經(jīng)過(guò)皮帶輪和齒輪兩種傳動(dòng)件傳動(dòng)，所以 η =n1179。 n2 由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 n1 = n2= 所以：η =179。 = 取 η = η即 N=4179。 =（ kw） 又因?yàn)橹鱾鲃?dòng)系統(tǒng)效率一般為 ～ 之間，所以取 所以 NC（進(jìn)給效率） =179。 =（ kw） 得 Pm= 31060??VsFZ 179。 ≈ 6120VsFz? 式中 Vs —— 切削速度，設(shè)當(dāng)其為中等轉(zhuǎn)速，工件直徑為 中等 時(shí)，如 D=40mm時(shí)，取 Vs=100m/min 主切削力 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床攻絲過(guò)載保護(hù)裝置設(shè)計(jì) 12 FZ = 6120 ? =（ Rgf） = 得主切削力 FZ=CFzapxfx179。 fyfz179。 kfz 對(duì)于一般切削情況，切削力中的指數(shù) xfx≈ 1 ?FZ= Kfz≈ 0 CFZ=188kg/㎜ 2=1880Mpa F2的計(jì)算結(jié)果如下： 表 31 為便于計(jì)算 ,所以取 Fz=,以切削深度 ap=2㎜ 走刀量 f=㎜為以下計(jì)算以此為依據(jù)。 在一般外圓車削時(shí)， Fx≈（ ～ ） FZ Fy≈ (～ )Fz 取 Fx= Fz Fy= 得到 Fx=179。 =(N) Fy= Fz=179。 =(N) 離合器的計(jì)算與選擇 用離合器的方式進(jìn)行過(guò)載保 護(hù)， 采用離合器的裝置能做到對(duì)絲錐的保護(hù)作用，其工作原理是在扭矩超過(guò)絲錐所能承受的扭矩時(shí)，離合器斷開使主軸與傳動(dòng)軸分離，導(dǎo)致絲錐隨著工件一起傳動(dòng)，從而保護(hù)了絲錐，進(jìn)給系統(tǒng)停止，保護(hù)了工件。 彈簧壓力計(jì)算 已知公式中 ])[t a n(2 ??? dDDTcF ??? Tc 離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩單位為 N178。 mm Tc=()T ap(㎜ ) 2 2 2 3 3 3 f(㎜ ) Fz(N) 105 1524 1891 1681 2287 2837 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 D 牙工作面的計(jì)算直徑 計(jì)算壓力時(shí)，取過(guò)載扭矩 Tc1=62N178。 m 完全脫開時(shí) Tc1=100 N178。 m α一般為 45186。，ρ為 4186。5186。 取ρ =5186。 μ：鍵與花鍵連接的摩擦系數(shù)取μ = d：周直徑或滑動(dòng)半離合器孔徑 D=100mm,d=25mm 過(guò)載時(shí)的彈簧壓力 ])[t a n(2 ???dDDTcF ??? =[（ 2179。 62179。 103） /100]179。 [tan(45186。5186。)100/25179。 ] =296N 完全脫開時(shí)彈簧壓力 ])[t a n(222 ???dDDTcF ??? =[（ 2179。 100179。 103） /100]179。 (tan(45186。5186。)186。100/25179。 ) =478N 則每根彈簧壓力：初壓力 F1′ =296/6=49N 終壓力 F2′ =478/6=80N 取彈簧的初壓力 F0=（ ） F（取 F0=） =179。 49=44N 彈簧設(shè)計(jì) 按結(jié)構(gòu)尺寸，選確定彈簧中徑 D=12mm 鋼絲直徑 d=，安裝高度 H1=36mm 安裝載荷 P1=44N，從安裝高度壓縮 8mm 后，壓縮載荷 P2=80N ⑴材料：碳素鋼彈簧鋼 絲Ⅱ（ C 級(jí)） ⑵許用切應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷表 得? b=1810Mpa ， [σ ]= b= Mpa ⑶求直徑 d 初定旋轉(zhuǎn)比： C=D/d=12/= 查得 K= 則 21)][( ?KCPd ? =[(179。 179。 44)/] 189。 = 取 d= 與實(shí)際相近 ⑷彈簧剛度 P′要求： 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床攻絲過(guò)載保護(hù)裝置設(shè)計(jì) 14 12 1239。 ff PPP ???=(8044)/8=⑸彈簧有效圈數(shù) n 38 4DGdn? 注： G 切邊模量 G=79179。 103μ Pa n=（ 79179。 103179。 ） /（ 8179。 123179。 ） =8 ⑹總?cè)?shù) n1=n+ n2=10(圈 4) ⑺彈簧剛度 38 439。 DGdp? =(79179。 103179。 )/(8179。 123179。 8)=⑻彈簧安裝變形量： F1=P1/ P′ =44/=9（ mm） ⑼自由高度： H0=H1+F1=36+9=45（ mm） ⑽變形量 F1F2 H1=36mm， F1=9mm， F2=F1+8=17mm ⑾ 負(fù)荷 P1P2：安裝負(fù)荷 P1= P′ F1=179。 9=（ N） 完全脫開時(shí) P2=179。 9=（ N） 接近題意 ⑿壓并高度 Hb: Hb=n1d=10179。 =16(mm) ⒀節(jié)距 n dHtt : ?? =(179。 )/8= ⒁壓并變形量 Fb=H0Hb=4516=29(mm) 離合器的選擇 選擇摩擦片式保險(xiǎn)攻絲夾頭，半離合器上工作面應(yīng)有較高的硬度，常用的材料一般為低碳合金鋼，這種鋼一般耐磨性好、硬度高，其壓緊的裝置中有很多個(gè)小的壓緊的彈簧組成，一邊能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，用軸和鍵連接起來(lái)。 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 4 離合器內(nèi)花鍵套設(shè)計(jì) 花鍵套設(shè)計(jì) 圖 41 花鍵套零件圖（