【正文】 最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的專家教授。我們互相交流，互相幫助，爭(zhēng)取最佳方案。我相信這三個(gè)月來(lái)他對(duì)我的指導(dǎo)一定會(huì)使我終身受益。正是在李老師有效的指 導(dǎo)下，使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度都達(dá)到了學(xué)院的要求。為了能使我按時(shí)順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，李老師多次對(duì)我的方案提出建議，爭(zhēng)取最佳方案，加深了我對(duì)車削中心的理性認(rèn)識(shí)。首先我要感謝我們的指導(dǎo)老師李舒蘋(píng)老師。 (三 )、刀架鎖緊動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)順經(jīng)以下的步驟：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀架鎖緊命令 ?液壓系統(tǒng)啟動(dòng) ?壓力油進(jìn)入液壓缸下腔 ?刀架向下運(yùn)動(dòng) ?鼠牙盤嚙合 ?實(shí)現(xiàn)刀架鎖緊?，F(xiàn)在對(duì)這三個(gè)動(dòng)作具體步驟做出總結(jié)： (一 )、刀架抬起動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)須經(jīng)以下步驟：數(shù) 控系統(tǒng)發(fā)出刀架抬起命令 ?液壓系統(tǒng)啟動(dòng) ?壓力油進(jìn)入液壓缸上腔 ?刀架向上運(yùn)動(dòng) ?鼠牙盤脫離嚙合 ?刀架抬起完成。通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀架的抬起、夾緊和驅(qū)動(dòng)凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位， 傳動(dòng)可靠，平穩(wěn)，同時(shí)也能適應(yīng)高轉(zhuǎn)速要求。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 總結(jié) 為了能在工件的一次裝夾中完成多個(gè)工序加工，縮短加工輔助時(shí)間，減少多次安裝所引起的加工誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，采用 “工序集中 ”的原則，采用轉(zhuǎn)塔刀架。 滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)速主要受容許運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的限制，摩擦阻力較低的軸承產(chǎn)生的內(nèi)熱較小 ,最適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)，只承受徑向載荷時(shí)，深溝球軸承或圓柱滾子軸承的容許轉(zhuǎn)速最高 ,但若承受聯(lián)合載荷時(shí)，角接觸球軸承的容許轉(zhuǎn)速最高。球軸承分為深溝球軸承、角接觸球軸承、調(diào)心球軸承、推力球軸承、推力角接觸球軸承。對(duì)于密封軸承，再加上潤(rùn)滑劑和密封圈（或防塵蓋） 又稱六大件。 號(hào)表示電磁閥斷電。轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)到預(yù)定位置時(shí)， yv1 斷電，液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)， yv3 帶電，油缸下沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 行，轉(zhuǎn)塔鎖緊，鎖緊之后 yv3 斷電，刀架完成一次轉(zhuǎn)位。所以根據(jù)刀盤所需扭矩 ?M mkgf? 來(lái)看，該馬達(dá)完全能滿足扭矩的需要。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 刀架的液壓控制部分 [12] 該刀架采用了 BM2~200 型液壓馬達(dá)，其最大輸出扭 矩為 24 mkgf? 額定工作壓力為100kgf/cm2,因?yàn)楝F(xiàn)有系統(tǒng)壓力僅為 30kgf/cm2 ,所以其輸出扭矩與壓力成正比關(guān)系 （ tpM ??200??） ,大約為 mkgf? 。 由彎曲應(yīng)力公式 ： ?? max39。15 1 6 7 5 1 6 k gc mJJJ ????? 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 F. 套 20 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 6J 圖 ? ? 26 cmkgr drhrJ ?????????? ?? ??? 刀盤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： KJJJJJJJJJ i i )( 65543216 1 ???????? ?? = 22 mkgcmkg ??? = ?JM ?max …………………………………………………………………… （ ） k g fc mM ma z 9 8 61 0 ???? （ 2） 柱銷彎曲應(yīng)力計(jì)算 [11] 轉(zhuǎn)位時(shí)只有一個(gè)柱銷受力，可 將柱銷簡(jiǎn)化成一個(gè)懸臂梁 圖 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 k gfRMp a x ??? 柱銷的懸伸長(zhǎng)度： l =2cm 柱銷受的最大彎矩： plM ?max39。2 k gc mr drhrJ ????????? ?? ??? 239。1 ???????? ?? ??? r drhrJ kgcm2 ? ? 244339。14 k g c mJJJ ????? 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 E. 機(jī)蓋的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 5J 圖 4339。2 k gc mr drhrJ ???????? ?? ??? 239。1 k gc mr drhrJ ????????? ?? ??? ? ? 244339。2 k gc mJJi ????? ? 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 C. 回轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J3 圖 ? ? 244331423 k gc mr drhrJ ???????? ?? ??? D. 頂面軸承蓋的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 4J 圖 ? ? 244339。239。239。239。5 k gc mr drhrJ ????????? ?? ??? 2511 39。4 )( k gc mr drhrJ ????????? ?? ??? ? ? 244339。 k gc mr drhrJ ???????? ?? ??? 244339。2 k gc mr drhrJ ???????? ?? ??? ? ? 244339。1 k gc mr drhrJ ???????? ?? ??? ? ? 244339。 ra d/ 9 ???? Ra? 20 刀盤系統(tǒng)的轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量 [10] KJJJJJJJJJ i i )( 65543216 1 ???????? ?? ………………………………… （ ） 式中： J1——回轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J2 ——中心花鍵軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J3 ——回轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J4 ——頂面軸承蓋的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J5 ——機(jī)蓋的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J6 ——套 20 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 K——考慮附具的影響系數(shù)，取 K= 根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算公式： J= rdrhrdmr rrm?? 23122 ?? ? ………………………………………………………… （ ） A. 回轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1 : 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 ? ? 24432639。 ra d/ ??? Ra? 在凸輪曲線段中點(diǎn)： ?? 43? 秒169?t 則 ???????? tv ?? 32s ?????? ????? 1693432s i ?? 秒/ i mm??? ?? ???????? ta ?? 32c 2 ?????? ??????????? 1693432c 2 ?? 2c 2 ?? ????????? 0? 此時(shí)刀盤系統(tǒng)的角加速度： 0?? 在凸輪曲線段終點(diǎn)： ?? 23? 秒89?t 則 ???????? tv ?? 32s 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 ?????? ??????????? 893432s i ?? ?? ?? 0? ???????? ta ?? 32c 2 ?????? ??????????? 593432c 2 ?? 2/ 秒mm?? 220039。a 為： 220039。 柱銷強(qiáng)度的校核 在刀盤分度轉(zhuǎn)位時(shí)，由凸輪強(qiáng)制撥動(dòng)柱銷推動(dòng)回轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)，所以有必要對(duì)柱銷的強(qiáng)度進(jìn)行校核。的引入端。為直線輪廓，如圖 所示。越有利于回轉(zhuǎn)輪的驅(qū)動(dòng)，在結(jié)構(gòu)條件許可的情況下，盡量加大凸輪直徑，根據(jù)結(jié)構(gòu)安排，現(xiàn)取凸輪輪廓外徑D2 =100mm. 20 凸輪餓升程等于兩個(gè)柱銷間的距離： S= mmcmR 8s i n92s i n2 1 ????? ?? 其中 S——凸輪的升程 3 0 凸輪滾道中心線軌跡為正弦曲線，其升程 S= 所以該曲線方程為：y= ?????? ? ??…………………………………………………………… （ ） ? 的范圍為 0~ ?32 整個(gè)凸輪在前 270176。 /??? ?? 所以油杠蓋螺栓安全 。 現(xiàn)選用 M12 普通粗牙螺栓，由 [機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ]查得該種螺栓內(nèi)徑 d1 = 則：? ? 4 7 8 341 2121 ????? ???? zdp= kgf/cm2 9 9 3 0 39。~176。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 油杠蓋螺栓的計(jì)算 [9] 根據(jù)公式： 拉應(yīng)力： ? =zdp2141? ………………………………………………………… （ ） 式中： p——油杠蓋受的載荷 p= ? ? ? ? k gfpdD 222020 ?????? ?? z——螺栓個(gè)數(shù) 剪應(yīng)力： ? ?zddtgp????31216239。]= P3≥ 即當(dāng)轉(zhuǎn)塔夾緊力大于 時(shí)，刀架系統(tǒng)具有足夠的剛性和抗振性。py =400（－ 365）－ 250（－ 35） =－ 137250 kgfmm zM = yP px － xP pz =1000（ 35） +40050=－ 15000kgf=2 對(duì)于 ck3232 系列數(shù)控車床來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)最大主切削力 ： zP =1000kgf. 根據(jù)一般情況下，車削力的分布規(guī)律： zP : yP : xP =1:: 則： zP =1000kgf yP =400kgf xP =250kgf 設(shè)： px py pz 為切削點(diǎn)到齒盤嚙合平面中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)軸的距離 圖 根據(jù)刀架結(jié)構(gòu)安排： px =365mm py =35mm pz =50mm ?。航雍厦孀钚∝?fù)載點(diǎn)最小允許比壓 [ minq ]=10kgf/cm2 則計(jì)算出： xM = zP QF =2bhz tg? 其中： b——齒長(zhǎng)，為 15mm h——平均嚙合深度，為 z——齒數(shù)為 72 ? ——齒形半角，為 45176。 根據(jù)公式： 3P ≥[ minq ]FQ+Pz+1/Rcp [ yx MM 22 ? +∣ zM ∣ tg? ]……………………………… （ ） 式中： 3P ——轉(zhuǎn)塔夾緊力 cpR ——鼠牙盤平均半徑（因鼠壓盤的齒數(shù)比其直徑小的多，內(nèi)徑與外徑上的比壓差別不大，因此計(jì)算可取位于平均半徑上的相應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行） zp ——主切削力 [ minq ]——接合面最小負(fù)載總最小允許比壓 xM 、 yM 、 zM ——切削力在鼠牙盤接合面處的扭矩。當(dāng)比壓低于某一極限值時(shí)，接觸面處的接觸剛度將集聚下降。 當(dāng)轉(zhuǎn)塔夾緊時(shí)，定位副一對(duì)鼠牙盤的接觸面上產(chǎn)生比壓。在給定齒數(shù)，結(jié)合 參數(shù)和負(fù)荷下，有某個(gè)適宜的 3P ，減小它完全導(dǎo)致轉(zhuǎn)塔剛度顯著下降。此時(shí)，齒側(cè)面上產(chǎn)生過(guò)盈。 齒數(shù) z： 查得當(dāng)外徑 d=480mm 時(shí)，齒數(shù)可以 72，它們的最小分度角分別為 ?6 和 ?5 ， 本次設(shè)計(jì)的動(dòng)力刀架工位數(shù)為 8 工位，轉(zhuǎn)一個(gè)工位從動(dòng)盤需要轉(zhuǎn)過(guò) ?45 角度，應(yīng)該是最小分度角的倍數(shù)關(guān)系，所以選取最小分度角為 ?5 ，從 而選取 z=72 正好合適。在結(jié)構(gòu)允許 的情況下，外徑越大越好，這樣可以增強(qiáng)分度或定位機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。這一設(shè)計(jì)也可減少活塞的行程，節(jié)省功率。 為了保證 鼠牙盤 的定位精度和剛度，對(duì) 鼠牙 盤做以下技術(shù)要求： 鼠牙 盤材料采用40Cr，齒部滲氮后磨齒加工；齒寬接觸率為 70%以上；齒高接觸為嚙合高度 85%以上，兩齒盤嚙合時(shí)的接觸齒數(shù)應(yīng)在 90%以上，接觸不良的齒不嚙合；安裝基準(zhǔn)孔軸線對(duì)分度中心的位置度，一般取 ~，對(duì)精密齒盤應(yīng)在 ；安裝基準(zhǔn)端面對(duì)分度的平行度，一般取 ~，對(duì)精密齒盤應(yīng)在 。即可到達(dá)第八工位，節(jié)省了換刀時(shí)間，提高了機(jī)床效率。例如，刀架要從第一工位換到第八工位工作，由于只能作單方向旋轉(zhuǎn)，所以刀盤得旋轉(zhuǎn) 315176。的引入端，這樣一來(lái)就避免了在轉(zhuǎn)位過(guò)程中的剛性和柔性沖擊，達(dá)到轉(zhuǎn)位平穩(wěn)可靠，轉(zhuǎn)位精度高。 凸輪的曲線段輪廓設(shè)計(jì)為正弦曲線（嚴(yán)格來(lái)說(shuō)應(yīng)該是凸輪輪廓形成凹槽的中心線為正弦曲線，而兩側(cè)的輪廓為圓柱銷磙子的包絡(luò)線），因?yàn)閳A柱銷按正弦曲線的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，使銷子在轉(zhuǎn)位開(kāi)始時(shí)和轉(zhuǎn)位終了時(shí)的線速度均為零，在凸輪曲線中點(diǎn)處即曲線 拐點(diǎn)處的加速度為零。因?yàn)殚g隙是很小的 .回轉(zhuǎn)輪刀盤系統(tǒng)左右搖擺的范圍是微乎其微的。所以將這種結(jié)構(gòu)用于轉(zhuǎn)塔刀架上是完全沒(méi)有問(wèn)題的，轉(zhuǎn)塔刀架上的回轉(zhuǎn)輪是通過(guò)花鍵來(lái)帶動(dòng)中心花鍵軸及刀盤作分度定位動(dòng)作的。同時(shí) B 銷與凸輪輪廓脫離，就這樣下去，凸輪每轉(zhuǎn)過(guò)一周，多銷回轉(zhuǎn)輪就被沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 撥過(guò)一個(gè)銷子，回轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)過(guò) 1/8 周。使凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回轉(zhuǎn)輪不動(dòng)即實(shí)現(xiàn)間歇，在間歇 階段 B 銷和 C銷同時(shí)貼在凸輪直線輪廓段的兩側(cè)，完全限制了回轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。時(shí)轉(zhuǎn)位動(dòng)作終了， B銷接觸凸輪輪廓將由曲線段過(guò)渡到直線段。凸輪驅(qū)使回轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)位，與此同時(shí)， A 銷與凸輪輪廓脫開(kāi)。圖 為圓柱子凸輪輪廓的展開(kāi)簡(jiǎn)圖，這是一個(gè) k=1 的間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。間隔為 45176。從動(dòng)件回轉(zhuǎn)盤是一個(gè)端面多銷圓盤。凸輪式步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的凸輪有圓柱式和圓弧式二種，由于圓弧式凸輪的加工難度大而且成本高，所以 圖 圖 本設(shè)計(jì)不采用圓弧式結(jié)構(gòu)，而采用圓柱式凸輪結(jié)構(gòu)。即轉(zhuǎn)位部件的運(yùn)動(dòng)始終靠凸輪輪廓強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)。以沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 上 過(guò)程實(shí)現(xiàn)了刀架的轉(zhuǎn)位動(dòng)作。而回轉(zhuǎn)盤 18 上裝有一個(gè)隨中心花鍵軸 58 同步動(dòng)作的撞快，中心花鍵軸 58 每轉(zhuǎn)過(guò)一