【文章內(nèi)容簡介】 滑動磨損，成為擺輾的一個優(yōu)點。再者，由于工件隨錐體模同向轉(zhuǎn)到，其接觸面與機床的相對位置不變，所以擺輾壓力的合力作用線處于機床的固定位置，可以用一般軸承作運動副，機床結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，維修容易，壽命長。 擺動輾壓的特點（1）省力。因擺輾是以連續(xù)局部變形代替常規(guī)鍛造工藝的一次整體變形，因此可以大大降低變形力。實踐證明，加工相同鍛件，其輾壓力僅是常規(guī)鍛造方法變形力的1/5～1/20；（2）產(chǎn)品質(zhì)量高，節(jié)省原材料，可實現(xiàn)少無切削加工。如果模具制造尺寸精度很高，且進行過拋光，～。（3）擺動輾壓適合加工薄而形狀復(fù)雜的餅盤類鍛件。加工薄餅類鍛件，擺輾所需的變形力比常規(guī)鍛造力小很多，而且工件愈薄，用擺輾法成形愈省力。（4）勞動環(huán)境好，勞動強度低。擺輾時機器無噪聲、震動小，易于實現(xiàn)機械化、自動化。（5）設(shè)備投資少，制造周期短，見效快，占地面積小。 擺輾旋壓設(shè)備總體方案 擺輾機的主要技術(shù)指標(biāo)序 號要求數(shù)值1. 11. 21. 31. 41. 51. 6旋壓鉚合直徑最大鉚接力油泵最大輸出壓力功耗自動方式軸承變形情度內(nèi)孔φ16mm，外徑φ28mm150KN5MPa≤2 .12. 22. 32. 42. 52. 62. 72. 82. 9生產(chǎn)效率旋壓鉚合最大行程滾碾壓頭到工作臺距離工作臺升降距離主軸到床身立柱距離滾壓頭伸出長度工作臺尺寸機床外形尺寸機床凈重≥450個/小時25~30mm0~250mm0~250mm200mm取100~120mm4002007207202500100022003. 13. 23. 33. 43. 5安全可靠容易傳送軸承外形美觀、噪音小故障自檢、易排除損壞零件易更換 總體方案的論證設(shè)計由于汽車輪轂軸承單元為粗短零件且需要的鉚接力較大，綜合考慮臥式、立式的優(yōu)缺點，選用立式機床。而立式機床又可分單立柱式和多立柱式，下圖為立式方案的簡圖： 確定方案：四柱立式結(jié)構(gòu)單柱式方案：一根立柱既要承受拉伸力，又要承受切應(yīng)力，立柱彎曲變形情度較大。對于小功率的情況，變形情度可以控制在允許的范圍之內(nèi)，另外結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，操作方便，開敞性好，工件裝卸方便；但剛性不好，對中性差；并在加工過程中，由于工作臺處于懸臂，而使工作臺受力不均，產(chǎn)生震動和噪音，影響了零件的加工精度，難保零件的合格。多立柱式方案：機床對中性好，剛度強，鋼性特佳，結(jié)構(gòu)永不變形，使用壽命長。適用于大平面、大出力之裁斷作業(yè)。一種液壓機工作臺四柱支撐結(jié)構(gòu)，在液壓機下梁頂出缸接觸面上至少設(shè)置有四組支撐柱，各組支撐柱分為上支撐柱和下支撐柱，上支撐柱與液壓機移動工作臺連接固定，下支撐柱連接固定在下梁與下梁頂出缸接觸面上，在上支撐柱和下支撐柱之間設(shè)置有一定的間隙，與下梁頂出缸連接的液壓墊上開有大于上支撐柱和下支撐柱直徑的導(dǎo)向孔。其優(yōu)點在于：可大大降低了液壓機移動工作臺上面板的厚度，不僅節(jié)省材料、降低了制造成本，同時還能保證機器的強度和加工精度，因此該結(jié)構(gòu)具有較為廣闊的發(fā)展前景。綜合考慮，選擇四柱式液壓機床結(jié)構(gòu)。機床方案設(shè)計包括運動功能分析，機床布局，機床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，在設(shè)計過程中充分考慮到加工操作方便，加工質(zhì)量好，制造成本合理。 運動功能分析本機床主運動為電動機主軸帶動鉚頭旋轉(zhuǎn)，進給運動設(shè)計為液壓缸驅(qū)動工作臺進行鉚接，同時考慮到縮短鉚接工作行程，設(shè)計工作臺升降機構(gòu)形式，調(diào)節(jié)工作臺與動力的距離，減少鉚接過程的空行程。使鉚接過程更節(jié)省時間。整個過程的運動置于動力頭內(nèi)。旋壓機床需要兩個運動即主軸旋轉(zhuǎn)運動和主軸縱向往復(fù)運動來完成鉚接。 機床總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計機床的總體布局設(shè)計需要根據(jù)工作的要求，充分考慮到操作方便，加工效率高，性能穩(wěn)定、安全，加工質(zhì)量好等因素；對于立式鉚接擺輾機包括主傳動部分、進給傳動部分、床身本體、電控與液壓系統(tǒng)，液壓站和電控箱，開關(guān)等。主傳動系主要布置在動力頭處，包括電動機、偏心機構(gòu)。進給傳動系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)進行驅(qū)動。另外，主傳動、進給傳動要考慮各自的穩(wěn)定性以及配合的，為節(jié)省空間，電控與檢測系統(tǒng)包含于床身本體。對于液壓站其包括了液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置等，將其獨立于機床之外，可以使安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開?？紤]到工人操作的方便和效率的提高，選用用腳踏開關(guān)作為操作的控制，結(jié)合安全操作，腳踏開關(guān)開關(guān)設(shè)置在底座的開槽內(nèi)。根據(jù)運動系統(tǒng)組合的不同，擬定以下布局方案。 擺輾機方案確定形式動力頭與液壓缸部分分開，主軸只作旋轉(zhuǎn)運動而不作上下往復(fù)運動，鉚合時由液壓缸推動工作臺實現(xiàn)向上進給運動。這種立案讓動力頭只負責(zé)旋轉(zhuǎn)軌跡運動，而縱向往復(fù)運動則由工作臺來完成。大大簡化了動力頭里面的機構(gòu)，使得整個機械機構(gòu)更加簡單，另外用液壓系統(tǒng)實現(xiàn)工作臺的縱向往復(fù)運動也是比較容易實現(xiàn)的。與傳統(tǒng)鉚合機床相比，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)更加簡單，把兩個運動分開，省去了原來復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。由于鉚頭只要實現(xiàn)螺旋線擺動，結(jié)構(gòu)簡化了許多，對軸承和整體的精度和工藝要求也降低了許多，降低制造成本的同時也使機器維修起來更加方便。工作臺把原先四柱或單柱支持改成液壓升降機構(gòu)實現(xiàn)上下位移，實現(xiàn)起來很簡單，液壓系統(tǒng)不復(fù)雜，更加有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)。四柱式液壓機床結(jié)構(gòu)的特點：精密四柱導(dǎo)向承載機構(gòu)有潤滑加油系統(tǒng)，保證機床長期使用壽命； 更加獨特的是，四柱尾部有定位套，確保機床在承受側(cè)向負荷時，工作可靠,四柱式結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟、實用。框架式結(jié)構(gòu)剛性好、精度高、搞偏載能力強。第三章 機床的總體方案和工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計總體方案設(shè)計，其由主電機YL160、鉚頭、床身立柱、步進電機、工作臺等組成， 機床總體方案設(shè)計圖1. 主電機YL160 3. 床身立柱 絲杠是將旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動的傳動副零件，在機床上，它是用來完成進給運動的一個重要原件。因為絲桿直接支撐工作臺和調(diào)節(jié)工作臺的高低，絲桿承受了絕大部分的鉚接力，所以有必要對絲桿進行強度計算來選擇其尺寸。絲杠螺旋副常用的螺旋方式有滑動螺旋和滾珠螺旋兩種?；瑒勇菪奶攸c：①結(jié)構(gòu)簡單，加工方便；②易于實現(xiàn)逆行程自鎖，工作安全可靠；③摩擦阻力大，傳動效率低；④容易磨損，軸向剛度較差。 滾珠螺旋的特點：①摩擦阻力小，傳動效率高；②磨損小、壽命長、工作可靠性好；③具有運動的可逆性，應(yīng)設(shè)防逆動裝置；④軸向剛度較高，抗沖擊性能較差；⑤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造較難；⑥預(yù)緊后得到很高的定位精度（約達5um/300㎜）和重復(fù)定位精度（可達1~2um）。參照設(shè)計要求發(fā)現(xiàn)，滑動螺旋和滾動螺旋均可滿足要求。擬選定滾動螺旋傳動方式。滾動螺旋的工作原理如圖31所示，絲杠4和螺母1的螺紋滾道間置有滾珠2，當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動時，滾珠2沿螺紋滾道滾動，則絲杠與螺母之間相對運動時產(chǎn)生滾動摩擦，為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置3，使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)循環(huán)。1 螺母 2 滾珠 3 回程引導(dǎo)裝置 4 絲桿 絲桿螺母工作原理已知: 工作臺重量 W1=3000N，工作及夾具最大重量W2=2000N，工作臺最大行程 LK=300mm，工作臺導(dǎo)軌的摩擦系數(shù):動摩擦系數(shù)μ=,快速進給速度，Vmax=，定位精度20 μm/300mm，全行程25μm，重復(fù)定位精度10μm，要求壽命15000小時(工作五年)。 (1)滾珠絲桿副的選用與校核計算導(dǎo)軌摩擦力 F=μ(W1+W2)=750N 其中 W：工作臺質(zhì)量和滑塊重量；μ=：導(dǎo)軌與支撐之間的摩擦系數(shù) 常用材料的滑動摩擦系數(shù)μ摩擦副材料靜摩擦系數(shù)us動摩擦系數(shù)u無潤滑有潤滑無潤滑有潤滑鋼鋼~~鋼青銅~~(3)預(yù)設(shè)滾動絲桿基本參數(shù) 根據(jù)GB/T ：螺紋公稱直徑：d0=100㎜ ； 導(dǎo)程：Ph=10㎜； 鋼球直徑：Dw=。圈數(shù)列數(shù)：ik=1；螺桿滾道曲率：rs= Dw。移動速度：V=；轉(zhuǎn)速：n=V/Ph=90r/min。(4)計算動載荷Ca’ Ca’=KhKFKHFm/Kn= 壽命系數(shù)Kh =(Ln/500)1/3 各類機械預(yù)期工作壽命Lh表機械類型Lh備注普通機械普通機床數(shù)控機床精密機床測試機械航空機械5000～1000010000～150002000020000150001000250（天）16（h）10（年）（開機率）=20000由于是普通絲桿傳動，選Lh =15000h； 載荷系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊平穩(wěn)時一般運行有沖擊和振動KF 硬度系數(shù)大于等于585550KH 精度系數(shù)精度系數(shù)357KA由上表知： 載荷系數(shù)KF=；動載荷硬度系數(shù)KH=。轉(zhuǎn)速系數(shù)Kn=（）1/3,其中n是絲桿轉(zhuǎn)速； 短行程系數(shù)KL=。(5)螺旋導(dǎo)程角λ λ=arctan Ph/（лd0）=（6）基本額定載荷校核Ca Ca=fc（icosa） fc= KFKHKA Fm=900N其中fc：與滾珠絲桿副滾道的幾何形狀制造精度和材料有關(guān)的系數(shù)一圈螺紋滾道內(nèi)的鋼球數(shù)量Z=лd0/Dw； 鋼球滾到便面在接觸點處的公法線與螺紋軸線的垂直線間的夾角a=45 o由上可知：Ca大于Ca′（7）驅(qū)動轉(zhuǎn)矩TT=(Fm* d0/2)tan（λ+ρ′）=750*5* tan（λ+ρ′）=mm當(dāng)量摩擦角——ρ′； 由旋動運動變?yōu)橹本€運動時tanρ′=（9）當(dāng)量應(yīng)力σσ=（（4F/лd22）2+3(T/ d23)2）1/2=d2= d0+2e2rs=100+= e滾到圓弧偏心距， e= rsDw/2=（10）許用應(yīng)力[σ] 牌號 鑄件預(yù)計抗拉強度單鑄試棒最小抗拉強度（Mpa）用途舉例 鑄件壁厚（mm）抗拉強度σb≥（Mpa）大于小于等于HT100102030102030401301009080 100適于對強度無要求的零件（外罩、底板）HT15010203010203040175145130120 150適于對強度要求不高的零件（機床底架、軸承座）HT20010203010203040220195170160 200適用于對強度、耐磨性要求較高的零件（氣缸、齒輪）由上表易知：鑄鐵抗拉強度最小為100Mp，而且剛的抗拉強度較之更大，所以σ小于[σ]，設(shè)計符合要求。（11） 滾珠絲桿常見的三種安裝方式:① 固定——自由② 固定——支撐③ 固定——固定 選定③，即固定——固定 （11）絲杠的主要設(shè)計參數(shù) Lj：絲桿兩支撐間距離， Lj=35mm； L：絲桿計算長度， L=300mm； E：絲桿材料45的彈性模量 查表可知，45鋼：E=*105(Mpa)A——絲桿的計算截面積 A=л（d0D）2/4 選擇軸承的類型與多種因素有關(guān)，通常根據(jù)下列幾個因素： ①允許空間。②載荷大小和方向。例如既有徑向又有軸向聯(lián)合載荷一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，如徑向載荷大，軸向載荷小，可選深溝球和外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承，如同時還存在軸或殼體變形大及安裝對中性差，可選用推力調(diào)心滾子軸承。③軸承工作轉(zhuǎn)速。④旋轉(zhuǎn)精度。⑤軸承的