【文章內(nèi)容簡介】 軌，這樣只需對凸臺進(jìn)行精加工即可滿足要求。機(jī)架上每隔 500mm 設(shè)置一凸臺，長度方向共設(shè) 9 個凸臺的加工面粗糙度要求為 。導(dǎo)軌與凸臺用 M10 的外六角螺釘聯(lián)結(jié)。 大學(xué)畢業(yè)論文 第三章 鋁塑門窗雙角鋸床的機(jī)械設(shè)計(jì) 7 床身在基礎(chǔ)上的固定和調(diào)整 床身固定方式的選擇 機(jī)床在基礎(chǔ)上的固定可 分為用地腳螺栓固定和不用地腳螺栓固定兩大類。不用地腳螺栓固定，系指將機(jī)床直接安放在基礎(chǔ)或混凝土地面上。適用范圍 ]6[ ： （ 1） 機(jī)床剛性好、穩(wěn)定性好、切削力也較小的機(jī)床。 （ 2） 機(jī)床工作狀態(tài)平穩(wěn)、切削時振動小的機(jī)床。 （ 3） 樓面上安裝的機(jī)床。 用地腳螺栓固定，是將機(jī)床床身底座緊固在基礎(chǔ)或混凝土地面上。機(jī)床固定到基礎(chǔ)上可用死螺栓、可卸式螺栓及錨固式螺栓。適用范圍 ]6[ ： （ 1） 機(jī)床的剛性、穩(wěn)定性較差，且振動也較大。 （ 2） 機(jī)床外形狹 長，部件重量偏于一側(cè)，或機(jī)床加工部位對底面偏心較大時。 （ 3） 機(jī)床加工時，有較大的往復(fù)載荷，或產(chǎn)生垂直或水平方向的沖擊；或機(jī)床具有高速旋轉(zhuǎn)的不平衡部件，離心力較大時 。 鋁塑門窗雙角鋸床床身的固定 鋁塑門窗雙角鋸床床身采用 Q235 材料的矩形鋼焊接成，機(jī)床重心較低，偏心量也不大，床身穩(wěn)定性好，且切削力小，工作狀態(tài)平穩(wěn)，切削時振動小，故本鋸床采用不用 底 腳螺栓的安裝結(jié)構(gòu)，其床身高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)采用下圖 32 結(jié)構(gòu)： 圖 32 底 腳 螺栓 鋁塑門窗雙角鋸床導(dǎo)軌的 設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌應(yīng)滿足下列要求：精度高；壽命長；剛度及承載能力大；摩擦阻力小，大學(xué)畢業(yè)論文 第三章 鋁塑門窗雙角鋸床的機(jī)械設(shè)計(jì) 8 運(yùn)動平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)簡單，便于加工、裝配、調(diào)整、維修；成本低。用于導(dǎo)軌的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小和動摩擦系數(shù)差校。加工和使用時的內(nèi)應(yīng)力小，尺寸穩(wěn)定性好等性能。機(jī)床導(dǎo)軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵?；诣T鐵通常以 HT200或 HT300做固定導(dǎo)軌，以 HT150或 HT200做動導(dǎo)軌 ]6[ 。 本鋸床的導(dǎo)軌為固定導(dǎo)軌，選用材料 HT200。本鋸床導(dǎo)軌截面形狀如下圖 33所示： 12010555201 2 07 5R 53 0R 10 圖 33 導(dǎo)軌截面形狀 本鋸床的滑動工作臺通過四個滾動軸承沿導(dǎo)軌的兩外側(cè)面滾動達(dá)到導(dǎo)向目的，依靠四個滾輪與導(dǎo)軌上表面接觸，床身上方所有裝置的重量都通過這四個滾輪傳遞到導(dǎo)軌上。則導(dǎo)軌上表面以及兩側(cè)面的加工精度要求都比較高，要求其粗糙度值為 。幾何精度主要是指導(dǎo)軌的直線度和導(dǎo)軌間的平行度、垂直度等，具體要求見圖紙 LSJC400016。 鋁塑門窗雙角鋸床工作臺的設(shè)計(jì) 本鋸床的工作臺包括方形工作臺座和中間圓盤狀工作臺兩部分，材料選HT200。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見總裝配圖：圓盤工作臺豎 直方向靠方形座的大的圓盤定位，橫向靠方形座的中間小圓孔定位，由于圓盤狀工作臺經(jīng)常轉(zhuǎn)動，故兩者之間配合選間隙配合 H7/f6。 鋁塑門窗雙角鋸床 45176。鋸切角度工作臺定位裝置的設(shè)計(jì) 在鋁塑型材的切割中，角度的選擇是經(jīng)常遇到問題，普通的角度定位裝置調(diào)整比較困難，目前沒有既能方便操作、又能快速準(zhǔn)確地對回鋸切角度進(jìn)行的修正大學(xué)畢業(yè)論文 第三章 鋁塑門窗雙角鋸床的機(jī)械設(shè)計(jì) 9 的角度定位裝置。 45176。鋸切角度為塑窗加工中常用的角度，根據(jù)濟(jì)南德佳機(jī)器有限公司的江玉超發(fā)明的專利（ ）鋸床鋸切角度定位裝置 [7]，本鋸床也專門設(shè)計(jì)了 45176。鋸切角度工作臺位置定 位裝置。結(jié)構(gòu)件如下圖 34 所示： 123456 圖 34 45176。鋸切角度工作臺位置定位裝置 1. 活動工作臺 2. 固定工作臺 3. 裝置固定座 4. 定位銷軸 5. 壓縮彈簧 6. 把手 本鋸床 45176。鋸切角度工作臺位置定位裝置：固定工作臺上安裝著該裝置的固定座，固定座上部固定一把手，內(nèi)部設(shè)有鎖緊觸頭，所述鎖緊觸頭上部設(shè)有一位于固定座內(nèi)的壓縮彈簧。當(dāng)活動工作臺轉(zhuǎn)到 45176。位置時正好有一個圓錐形的孔正對銷軸，這時靠壓縮彈簧的彈力把銷軸頂?shù)交顒庸ぷ髋_的圓錐孔里，這時擰緊工作臺鎖緊手 柄，這樣就把工作臺位置準(zhǔn)確固定了。該定位裝置，既方便操作，又能快速準(zhǔn)確的對回鋸切角度進(jìn)行的修正，具有定位準(zhǔn)確、調(diào)整方便的特點(diǎn)。 鋁塑門窗雙角鋸床夾緊裝置的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時應(yīng)滿足的基本要求 機(jī)床夾具是一種能保證加工質(zhì)量和加速生產(chǎn)過程的一種工藝裝備。 設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求 ]6[ ： （ 1） 應(yīng)具有足夠夾緊力，并有較高的加緊剛度，以保證整個加工過程中不應(yīng)由于切削力和自重的作用而產(chǎn)位移，從而保證加工精度。夾緊力的大小應(yīng)能調(diào)節(jié)。 （ 2） 應(yīng)具有自鎖性能，在動力 源切斷后，還能可靠的加緊，以保證安全。 （ 3） 夾緊時不應(yīng)使被夾緊部件產(chǎn)生過大的變形，為此應(yīng)正確選擇夾緊力的大學(xué)畢業(yè)論文 第三章 鋁塑門窗雙角鋸床的機(jī)械設(shè)計(jì) 10 作用點(diǎn)。 （ 4） 夾緊時，被夾緊部件不應(yīng)產(chǎn)生額外的移動，以保證定位精確。 （ 5） 夾緊機(jī)構(gòu)松開時，被夾緊部件移動時的阻力應(yīng)很小。操縱方便，易于實(shí)現(xiàn)集中或遠(yuǎn)距離操縱。 鋁塑門窗雙角鋸床夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本鋸床采用自動夾緊裝置，為滿足設(shè)計(jì)要求，同時為了保證加工精度，本鋸床采用氣動夾具 ]8[ 。此夾具易控制，可按照具體情況控制夾緊力大小且夾緊力均勻，滿足設(shè)計(jì)要求。 （ 1） 氣壓夾具的組成 ]9[ 1能源裝置：為系統(tǒng)提供壓縮空氣，作為氣壓傳動系統(tǒng)的動力源。 2定位部分：夾具固定部分，作用使工件在夾具中處于正確位置。 3夾緊部分：氣壓缸，作用是保證加工過程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性。 4輔助部分：是對壓縮空氣進(jìn)行凈化、潤滑、消聲以及用于元件之間連接等所需輔件，如各種過濾器、油霧器、消聲器、管件等。 （ 2） 夾緊部分 夾緊部分是在氣壓缸的驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)夾緊，夾緊部分應(yīng)滿足下列基本要求： 1有足夠的夾緊力，較多的夾緊剛度，保證整 個加工過程中不應(yīng)由于切削力而產(chǎn)生位移。 2夾緊工件時，不應(yīng)使工件受力產(chǎn)生過大變形。 3夾緊動作應(yīng)迅速。 （ 3） 定位部分的設(shè)計(jì) 定位部分直接由工作臺中間的擋板定位，該擋板用螺釘固定在總作臺座上，它的位置不動，起定位作用。其結(jié)構(gòu)如下圖 35 所示： 圖 35 工件定位板 大學(xué)畢業(yè)論文 第三章 鋁塑門窗雙角鋸床的機(jī)械設(shè)計(jì) 11 （ 4） 工件的夾緊 把要加工的型材放到該機(jī)工作臺面上，將兩鋸頭的夾緊氣缸調(diào)整至對工件夾緊最合適的位置，電磁閥通電后，壓縮空氣進(jìn)入單作用氣缸，工件被夾緊；當(dāng)鋸片切割完畢退回時，碰到行程開關(guān) ，電磁閥斷電，換向，控制夾緊氣缸松開，整個加工工序完畢。 鋁塑門窗雙角鋸床刀具進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 進(jìn)給傳動系統(tǒng)常用的機(jī)構(gòu) 不同類型的機(jī)床，由于加工對象、成形運(yùn)動、進(jìn)給精度和平穩(wěn)性以及生產(chǎn)率等要求不同，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動的傳動方案類型很多，由機(jī)械傳動、液壓傳動、氣壓傳動、伺服進(jìn)給傳動等。機(jī)械進(jìn)給傳動系統(tǒng)雖其結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，制造及裝配工作量較大，但由于工作可靠，便于檢查和維修，因而仍是很多機(jī)床最常用的 ]6[ 。 對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本要求 （ 1）保證實(shí)現(xiàn)規(guī)定的 進(jìn)給量。 （ 2）能傳遞要求的扭矩（恒扭矩傳動）。 （ 3）有足夠的靜剛度和動剛度。 （ 4）保證要求的進(jìn)給傳動精度。 （ 5）低速、微量進(jìn)給系統(tǒng)要保證運(yùn)動的平穩(wěn)性和靈敏度。 （ 6）結(jié)構(gòu)緊湊、便于操縱，容易維修，加工及裝配工藝性好。 鋁塑門窗雙角鋸床刀具進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 刀具進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)完成。液壓傳動用液體作為傳動介質(zhì)，能在運(yùn)行中實(shí)行無級調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍比較大，可達(dá) 100:1~2021:1，在同等體積和重量下能產(chǎn)生更多動力，適于傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。液壓油具有吸振和潤滑作用，能低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，且潤滑 良好，液壓裝置簡單，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動作。但液壓傳動損失 較大 ，效率較低；且液壓傳動對油溫和負(fù)載變化敏感，不宜在低、高溫度下使用，對污染很敏感，出現(xiàn)故障也不易排查 ]10[ 。 刀具進(jìn)給采用氣壓系統(tǒng)完成。氣壓傳動系統(tǒng)的介質(zhì)是空氣，它取之不盡用之不竭，用后的空氣可以排到大氣中去，不會污染環(huán)境，則氣壓傳動系統(tǒng)成本較液壓系統(tǒng)低。氣壓傳動的工作介質(zhì)粘度很小，流動阻力很小，壓力損失小，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送 ， 因此使用方便。氣壓傳動工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易大學(xué)畢業(yè)論文 第三章 鋁塑門窗雙角鋸床的機(jī)械設(shè)計(jì) 12 爆、多塵埃、強(qiáng)輻射、振動等惡劣 工作環(huán)境下，仍能可靠地工作。氣壓傳動有較好的自保持能力。氣壓傳動在一定的超負(fù)載工況下運(yùn)行也能保證系統(tǒng)安全工作，并不易發(fā)生過熱現(xiàn)象。氣壓傳動系統(tǒng)的工作壓力低，因此氣壓傳動裝置的推力一般不宜大于 10～ 40kN，僅適用于小功率場合，在相同輸出力的情況下，氣壓傳動裝置比液壓傳動裝置尺寸大。但由于空氣的可壓縮性大，氣壓傳動系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性差，這樣會給位置和速度控制精度帶來很大影響 ]12][11[ 。 由于鋸削切斷的鋁塑型材還要進(jìn)行焊接，對切削精度要求不是很嚴(yán)格。則本設(shè)計(jì)對鋸床刀具進(jìn)給速度控 制精度要求不高，則本設(shè)計(jì)可以采用氣壓傳動裝置實(shí)現(xiàn)對刀具進(jìn)給的控制 ；若只進(jìn)行小量切割，也可以采用手動進(jìn)給。 氣壓傳動進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 ]13[ ： 氣源裝置的選用： 氣源裝置的主體是空氣壓縮機(jī)，選用空氣壓縮機(jī)的依據(jù)是氣動系統(tǒng)所需的工作壓力和流量。此系統(tǒng)選用額定壓力為 1Mpa 的低壓空氣壓縮機(jī)。 氣動執(zhí)行元件的選用：氣動執(zhí)行元件的作用是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換并對外做功的元件。包括氣缸和氣動馬達(dá)，氣缸用以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或擺動，氣馬達(dá)用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 本鋸床的 鋸頭進(jìn)給過程：氣源由橡膠管接入機(jī)床的氣源處理器，通過內(nèi)部管道分接到各處需氣點(diǎn)。其工作原理可簡述如下：電磁閥通電后換向，壓力空氣進(jìn)入氣缸后腔使鋸片前進(jìn)，到位后電磁閥斷電，二位五通電磁閥復(fù)位，壓力空氣進(jìn)入氣缸前腔，鋸片退回。 刀具進(jìn)給過程中刀具的安全護(hù)罩隨著刀具下降而逆時針轉(zhuǎn)動，使得護(hù)罩不會妨礙切削，這一過程靠一四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 36 護(hù)罩旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 大學(xué)畢業(yè)論文 第三章 鋁塑門窗雙角鋸床的機(jī)械設(shè)計(jì) 13 切削力與切削功率的計(jì)算 切削力的來源 在金屬切削時，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力，稱為切 削力。切削力來源于三個方面 ]6[ ： （ 1）克服被加工材料彈性變形的抗力； （ 2）克服被加工材料塑性變形的抗力； （ 3）克服切屑對前刀面的摩擦力和刀具后刀面對過渡表面與已加工表面之間的摩擦力。 上述各力的總和形成作用在刀具上的合力 F。為了實(shí)際應(yīng)用， F 可分解為相互垂直的 fF （進(jìn)給力）、 pF （背向力）和 cF （主切削力或切向力）三個分力。 由于 加工條件及加工過程中受力情況較復(fù)雜，切削力的精確值最好能根據(jù)實(shí)際加工條件測定，也可以利用已有的切削數(shù)據(jù)計(jì)算確定。 計(jì)算主銑削力 cF （指平均銑削力）的經(jīng)驗(yàn)公式如下（工件材料是鋼、鋁合金、可鍛鑄鐵等）： 1高速鋼刀具銑削時， cF 計(jì)算式為： ZdCF pfeFc ??? ?? （ 31） 2硬質(zhì)合金刀具銑削時， ??? nZdfF ezpc ?? （ 32） zf —— 每齒進(jìn)給量，單位為 mm； p? —— 背吃刀量，刀寬，單位為 mm； e? —— 銑削寬度，加工深度，單位為 mm； Z —— 銑刀齒數(shù)； 0d —— 銑刀直徑，單位為 mm； n —— 轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。