【導(dǎo)讀】化新的發(fā)展階段。為一次性資源的不可再利用的特點(diǎn)，這就要求玉石加工機(jī)械隨之相應(yīng)發(fā)展。目前國內(nèi)有專業(yè)于設(shè)計(jì)。設(shè)備的企業(yè)，比如廣州卓的寶玉石機(jī)械有限公司，廣州雄興寶石機(jī)械工具廠等。出玉石加工機(jī)的市場(chǎng)也很大。數(shù)控車床等，使玉石加工設(shè)備的自動(dòng)化程度不斷提升。目前數(shù)控技術(shù)以應(yīng)用于玉雕加工，玉雕制作。的進(jìn)步，其制作效果和生產(chǎn)效率也得到了成倍的改善。達(dá)到1000億美元以上，市場(chǎng)需求與價(jià)格水平依然成倍上升，堅(jiān)挺不衰。體化的市場(chǎng)格局已經(jīng)成為追在眉睫的現(xiàn)實(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。

　　

【正文】 體部分設(shè)計(jì) 箱體的主要功能 (1) 支承并包容各種傳動(dòng)零件，如 齒輪 、軸、軸承等，使它們能夠保持正常的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和運(yùn)動(dòng)精度 。 箱體還可以儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)零件的潤(rùn)滑。 (2) 安全保護(hù)和密封作用，使箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境的影響，又保護(hù)機(jī)器操作者的 人 生安全 ， 并有一定的隔振、隔熱和隔音作用。 (3) 使機(jī)器各部分分別由獨(dú)立的箱體組成，各成單元，便于加工、裝配、調(diào)整和修理。 (4) 改善機(jī)器造型，協(xié)調(diào)機(jī)器各部分比例，使整機(jī)造型美觀。 箱體的分類 及選擇 按箱體的功能可分為 下 圖中的四類，具體為： (1) 傳動(dòng)箱體，如減速器、汽車變速箱及機(jī)床 主軸箱等的箱體，主要功能是包容和支承各傳動(dòng)件及其支承零件，這類箱體要求有密封性、強(qiáng)度和剛度。 (2) 泵體和閥體，如齒輪泵的泵體，各種 液壓 閥的閥體，主要功能是改變液體流動(dòng)方向、流量大小或改變液體壓力。這類箱體除有對(duì)前一類箱體的要求外，還要求能承受箱體內(nèi)液體的壓力。 (3) 支架 箱體，如機(jī)床的支座、立柱等箱體零件，要求有一定的強(qiáng)度、剛度和精度，這類箱體設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意剛度和外觀造型。 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 18 顯然本次玉石切割機(jī)的箱體設(shè)計(jì)應(yīng)為傳動(dòng)箱體，因此要保證箱體的密封性、強(qiáng)度和剛度。 按箱體的制造方法分，主要有： (1) 鑄造箱體，常用的材料是鑄鐵，有時(shí)也用鑄鋼、鑄鋁合金和鑄銅等。鑄鐵箱體的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)形狀可以較復(fù)雜，有較好的吸振性和機(jī)加工性能，常用于成批生產(chǎn)的中小型箱體。 (2) 焊接箱體，由鋼板、型鋼或鑄鋼件焊接而成，結(jié)構(gòu)要求較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期較短。焊接箱體適用于單件小批量生產(chǎn)，尤其是大件箱體，采 用焊接件可大大降低成本。 (3) 其它箱體，如沖壓和注塑箱體，適用于大批量生產(chǎn)的小型、輕載和結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單的箱體。 考慮到加工難度及 經(jīng)濟(jì)性要求， 本次設(shè)計(jì)采用鑄造箱體，用 HT200的灰鑄鐵鑄造 。 設(shè)計(jì)的主要問題和設(shè)計(jì)要求 箱體設(shè)計(jì)首先要考慮箱體內(nèi)零件的布置及與箱體外部零件的關(guān)系，如車床按兩頂尖要求等高，確定箱體的形狀和尺寸，此外還應(yīng)考慮以下問 題： （ 1） 滿足強(qiáng)度和剛度要求。對(duì)受力很大的箱體零件，滿足強(qiáng)度是一個(gè)重要問題；但對(duì)于大多數(shù)箱體，評(píng)定性能的主要指標(biāo)是剛度，因?yàn)橄潴w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工 作，而且還影響部件的工作精度。 （ 2） 散熱性能和熱變形問題。箱體內(nèi)零件摩擦發(fā)熱使?jié)櫥驼扯茸兓?，影響其?rùn)滑性能；溫度升高使箱體產(chǎn)生熱變形，尤其是溫度不均勻分布的熱變形和熱應(yīng)力，對(duì)箱體的精度和強(qiáng)度有很大的影響。 （ 3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、筋的布置、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高箱體的強(qiáng)度和剛度。 （ 4） 工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。 （ 5） 造型好、質(zhì)量小。 設(shè)計(jì)不同的箱體對(duì)以上的要求可能有所側(cè)重 ，就本次設(shè)計(jì) 而言，由于采用的是鑄造箱體，因此要滿足 強(qiáng)度和剛度要求，所以要合理設(shè)計(jì)箱體的結(jié)構(gòu)。 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體的形狀和尺寸常由箱體內(nèi)部零件及內(nèi)部零件間的相互關(guān)系來決定，決定箱體 構(gòu)尺寸和外觀造型的這一設(shè)計(jì)方法稱為 結(jié)構(gòu)包容法 ，當(dāng)然還應(yīng)考慮外部有關(guān)件對(duì)箱體形狀和尺寸的要求 。 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 19 箱體壁厚的設(shè)計(jì)多采用類比法，對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，參照設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)或設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定壁厚、筋板和凸臺(tái)等的布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)于重要的箱體，可用計(jì)算機(jī)的有限元法計(jì)算箱體的剛度和強(qiáng)度，或用模型和實(shí)物進(jìn)行應(yīng)力或應(yīng)變的測(cè) 定，直接取得數(shù)據(jù)或作為計(jì)算結(jié)果的校核手段。 箱體的毛坯、材料及熱處理 (1) 箱體的毛坯 ： 選用鑄造毛坯或焊接毛坯，應(yīng)根據(jù)具體條件進(jìn)行全面分析決定。鑄造容易鑄造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體毛坯，焊接箱體允許有薄壁和大平面，而鑄造卻較困難實(shí)現(xiàn)薄壁和大平面。焊接箱體一般比鑄造箱體輕，鑄造箱體的熱影響變形小，吸振能力較強(qiáng)，也容易獲得較好的結(jié)構(gòu)剛度。 經(jīng)分析，本次玉石切割機(jī)箱體采用鑄造毛坯。 (2) 箱體的材料和熱處理 箱體的常用材料有： 鑄鐵 ： 多數(shù)箱體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。 鑄造鋁合金 ： 用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。 鋼材 ： 鑄鋼有一定的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，較好的導(dǎo)熱性和焊接性，機(jī)加工性能也較好，但鑄造時(shí)容易氧化與熱裂。箱體也可用低碳鋼板和型鋼焊接而成。 根據(jù)性能要求及價(jià)格因素，本次設(shè)計(jì)的箱體材料選用型號(hào)為 HT200 的灰鑄鐵。 箱體的熱處理： 鑄造或箱體毛坯中的剩余應(yīng)力使箱體產(chǎn)生變形，為了保證箱體加工后 精度的穩(wěn)定性，對(duì)箱體毛坯或粗加工后要用熱處理方法消除剩余應(yīng)力，減少變形。常用的熱處理措施有以下三類： （ 1) 熱時(shí)效 ： 鑄件在 500～ 600176。C 下退火，可以大幅度地降低或消除鑄造箱體中的剩余應(yīng)力。 （ 2) 熱沖擊時(shí)效 ： 將鑄件快速加熱，利用其產(chǎn)生的熱應(yīng)力與鑄造剩余應(yīng)力疊加，使原有剩余應(yīng)力松弛。 （ 3) 自然時(shí)效 ： 自然時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效可以提高鑄件的松弛剛性，使鑄件的尺寸精度穩(wěn)定。 箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 20 (1) 壁厚 鑄鐵、鑄鋼和其它材料箱體的壁厚可以從 下 表 61 中選取，表中 N 用下式計(jì)算 ： N=（ 2L+B+H） /3000 （ mm） （式 8） 式中 L鑄件長(zhǎng)度（ mm）， L、 B、 H 中， L 為最大值； B鑄件寬度（ mm）； H鑄件高度（ mm）； 表 61 鑄造箱體的壁厚 參照表 當(dāng)量尺寸 N 箱體材料 灰鑄鐵 鑄鋼 鑄鋁合金 鑄鋼 6 10 4 6 8 10— 15 5 8 10 15— 20 6 — 12 20— 25 8 — 16 25— 30 10 — 20 30— 35 ≥ 12 — 24 35— 40 — — 注： 1. 此表為砂型鑄造數(shù)據(jù) 2. 球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵壁厚減小 20﹪ 本 玉石切割機(jī)的箱體 設(shè)計(jì) 長(zhǎng)度 1136，寬度 1212，高度為 608，代入上述公式中可得N=， 因此取箱體厚度為 20mm。 (2) 加強(qiáng)筋 為改善箱體的剛度，尤其是箱體壁厚的剛度，常在箱壁上增設(shè)加強(qiáng)筋，若箱體中有中間短軸或中間支承時(shí)，常設(shè)置橫向筋板。筋板的高度 H 不應(yīng)超過壁厚 t 的（ 34）倍，超過此值對(duì)提高剛度無明顯效果。加強(qiáng)筋的尺寸見 下 表 62。 表 62 加強(qiáng)筋 的尺寸 鑄造箱體加強(qiáng)筋尺寸 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 21 外表面筋厚 內(nèi)腔筋厚 筋的高度 （ — ） t ≤ 5t (3) 孔和凸臺(tái) 箱體內(nèi)壁和外壁上位于同一軸線上的孔，從機(jī)加工角度要求，單件小批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡可能使孔的質(zhì)量相等；成批大量生產(chǎn)時(shí)，外壁上的孔應(yīng)大于內(nèi)壁上的孔徑，這有利于刀具的進(jìn)入和退出。箱體壁上的開孔會(huì)降低箱體的剛度，實(shí)驗(yàn)證明，剛度的降低程度與孔的面積大小成正比。 在箱壁上與孔中心線垂直的端面處附加凸臺(tái)，可以增加箱體局部的剛度；同時(shí)可以減少加工面。當(dāng)凸臺(tái)直徑 D 與孔徑 d 的比值 D/d≤2和凸臺(tái)高度 h 與壁厚 t 的比值 t/h≤2時(shí)，剛度增加較大；比值大于 2 以后，效果不明顯。如因設(shè)計(jì)需要，凸臺(tái)高度加大時(shí)，為了改善凸臺(tái)的局部剛度，可在適當(dāng)位置增設(shè)局部加強(qiáng)筋。 (4) 連接和固定 箱體連接處的剛度主要是結(jié)合面的變形和位移，它包括結(jié)合面的接觸變形，連接螺釘?shù)淖冃魏瓦B接部位的局部變形。為了保證連接剛度，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題： ① 重要結(jié)合面表面粗糙度值 Ra 應(yīng)不大于 ，接觸表面粗糙度值越小，則接觸剛度越好。 ② 合理選擇聯(lián)結(jié)螺釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量，保證結(jié)合面的預(yù)緊力。為了保證結(jié)合面之間的壓強(qiáng)， 又不使螺釘直徑太大，結(jié)合面的實(shí)際接觸面積在允許范圍內(nèi)盡可能減小。 本次設(shè)計(jì)的玉石切割機(jī)的箱體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 61 箱體結(jié)構(gòu)圖 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 22 7 部分零件加工工藝規(guī)程的編制 圖 底座 表 底座加工工藝過程 序號(hào) 工序 工序內(nèi)容 1 下料 長(zhǎng) 184mm,寬 162mm，高 26mm。 2 銑端面 銑端面，銑寬度方向端面，每端銑兩毫米，分兩此走刀。由162mm 至 158mm。 3 銑平面 以寬 度方向兩端面為基準(zhǔn)，銑上下平面，由 26mm 至 22mm分四刀，每平面兩刀，每刀 1mm。 4 銑端面 以兩平面為基準(zhǔn)銑長(zhǎng)度方向兩端面，分四刀，每端面兩刀，每刀 1mm。 5 劃線 以板的端面為基準(zhǔn)，劃空的中心線。 6 鉆孔 鉆Φ 9 孔，鉆Φ 15 孔深 10mm。 7 去毛刺 8 檢驗(yàn) 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 23 結(jié)束語 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了很多東西。首先，把我以前學(xué)到的書本知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)際的設(shè)計(jì)中，對(duì)以前所學(xué)的東西也是一種鞏固與加強(qiáng)，同時(shí)也學(xué)到了一些新的東西。其次，畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛煉了我獨(dú)立思考的能力，讓 我對(duì)本專業(yè)的實(shí)戰(zhàn)有了一定的了解，不再是局限在課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，加強(qiáng)了我理論與實(shí)際結(jié)合的能力，為我以后工作打下了基礎(chǔ)，同時(shí)，我也意識(shí)到理論與實(shí)際結(jié)合的重要性，還有很多自身上的不足，考慮問題還不夠全面等，為我以后的學(xué)習(xí)指明了方向。 在本次設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過自己不懈的努力和指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，各項(xiàng)任務(wù)都已經(jīng)順利完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)不足，知識(shí)能力有限， 有些設(shè)計(jì)不盡合理，望老師給予意見和批評(píng)。 玉石切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作 24 參考文獻(xiàn) [1] 王啟平 . 機(jī)械制造工藝學(xué) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 社 ， [2] 李旦 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .化學(xué)工業(yè)出版社， [3] 鄒青 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 .機(jī)械工業(yè)出版社， [4] 王先逵 機(jī)械制造工藝學(xué) 清華大學(xué) [5] Design and Performance of the Cycloid Speed Reducer. 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