【正文】 最后，感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過(guò)我?guī)椭娜恕?dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的科研作風(fēng)給本人留下了深刻的印象，使本人受益匪淺，在此謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡闹轮x.感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過(guò)我?guī)椭幕锇閭儯诖髮W(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們?cè)僖淮窝堇[了團(tuán)結(jié)合作的童話，把一個(gè)龐大的，從來(lái)沒(méi)有上手的課題，圓滿地完成了。本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，使我對(duì)機(jī)械產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，同時(shí)對(duì)機(jī)械這門(mén)學(xué)科也有了比較具體的認(rèn)識(shí)，這必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)很大的好處?？紤]到切削切削過(guò)程中刀夾襯套會(huì)受到大量的切削熱，而合金鋼有熱硬性的特性，故選用合金鋼為襯套的材料，牌號(hào)是40Cr。其常見(jiàn)的刀夾刀柄的直徑為60等等，最常用于車床的是直徑為30的刀夾刀柄。本課題針對(duì)目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架的刀夾對(duì)刀夾襯套進(jìn)行設(shè)計(jì)。 刀夾襯套的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述刀夾襯套用于與夾持刀具的刀夾柄配合而使之與刀盤(pán)連接。查手冊(cè)得40Cr的為800MPa，取安全系數(shù)k=，則=把d=14，F(xiàn)=，代入上式得= ， = 。由設(shè)計(jì)手冊(cè)得剪切強(qiáng)度公式： ；[]——材料的許用切應(yīng)力，MPa 。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得=；則由上得到在水平面上每個(gè)插銷軸受到的剪力F為：/6 。把上述具體數(shù)據(jù)代入上面公式計(jì)算得：=。確定切削力。 分度活塞及其活塞桿的零件裝配圖國(guó)家要求優(yōu)先采用基孔制，故孔的基本偏差為H，由國(guó)標(biāo)優(yōu)先推薦的常用配合中試選H7/n6，： 標(biāo)準(zhǔn)公差，上偏差ES=，下偏差EI=0；，上偏差es=，下偏差ei= 。厚度b=35?？偨Y(jié)空套齒輪的參數(shù)：模數(shù)；活塞直徑。由得b=35。對(duì)照m的標(biāo)準(zhǔn)值，取，這樣保證了齒輪在其主要受力方向上有足夠的強(qiáng)度。此時(shí)可取=。事實(shí)上，刀盤(pán)是六角形的，而且內(nèi)部有很大的減重槽，實(shí)質(zhì)質(zhì)量比上面估算的質(zhì)量的十分之一還要低。由體積公式得刀盤(pán)的體積V=；由質(zhì)量與密度的關(guān)系得刀盤(pán)的質(zhì)量M 。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)有產(chǎn)品目測(cè)，設(shè)刀盤(pán)為高h(yuǎn)=145, 直徑為D=294的鑄鋼圓柱體。所以值較大的。故得：；。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 齒輪傳動(dòng)》，得到如下的硬度數(shù)據(jù)：齒輪硬度300~330HBS ， 齒條硬度 260~280 HBS 。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察現(xiàn)有產(chǎn)品的分度轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)速，=6，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 齒輪傳動(dòng)》p1673，取齒輪的精度等級(jí)為8級(jí)，即IT8。反之亦然。但是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，這里取齒數(shù)比u的值為：u=1 ；是齒寬系數(shù)，= 。考慮到齒條的行程直接影響到刀架的體積空間，這里選擇最近簡(jiǎn)單，但相對(duì)最穩(wěn)定的分度方案：齒條的行程等于六分之一的空套齒輪的分度圓圓周長(zhǎng)。由于端齒盤(pán)離合器工作在低載荷低扭矩條件下，故只需要按照上面的抗彎強(qiáng)度公式算出模數(shù)m的值，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法對(duì)照現(xiàn)有產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修正即可。式中：a ——中心距，mm；——小齒輪的分度圓直徑，mm；m、——端面模數(shù)及法面模數(shù)，mm；——小齒輪的齒數(shù)；、——齒寬系數(shù)；u——齒數(shù)比，；——復(fù)合齒形系數(shù)；——許用接觸應(yīng)力（MP），簡(jiǎn)化基計(jì)算中近似去，為試驗(yàn)的接觸疲勞極限應(yīng)力（MP），；——許用抗彎強(qiáng)度（MP），簡(jiǎn)化計(jì)算中可以近似取，為齒輪材料的抗彎疲勞強(qiáng)度的基本值，為抗彎強(qiáng)度計(jì)算的最小安全因數(shù)，可取 ；——小齒輪傳遞的額定轉(zhuǎn)矩，；K——載荷系數(shù)，~2，當(dāng)載荷平穩(wěn)，齒寬系數(shù)較小，齒輪對(duì)軸承對(duì)稱布置，軸的剛度較大，齒輪精度高（6級(jí)以上）及齒數(shù)輪的螺旋角較大時(shí)，應(yīng)取較小值，反之取較大值。下部分的端齒齒形參數(shù)跟下端齒盤(pán)參數(shù)相同，故這里設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是上部分的空套齒輪的設(shè)計(jì)。軸環(huán)寬度b1≥，d2為安裝主活塞處的軸徑。主軸上的零件主要是主活塞和端齒盤(pán)離合器，軸的兩端制造螺紋用于頂端連接刀盤(pán)和底端軸向固定端齒盤(pán)。2. 。考慮到最常用的軸類材料是45鋼，故選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。刀架主軸的作用主要是為刀盤(pán)的分度轉(zhuǎn)動(dòng)提供轉(zhuǎn)軸和扭矩傳動(dòng)，為刀盤(pán)的升高和壓緊提供動(dòng)力傳動(dòng)。而六角回轉(zhuǎn)刀架的重復(fù)定位精度是由刀盤(pán)定位系統(tǒng)決定的，故分度機(jī)構(gòu)定位精度沒(méi)有作為重要設(shè)計(jì)要求。刀架主軸設(shè)計(jì)包括主軸的形狀/尺寸設(shè)計(jì)、材料選擇；主活塞設(shè)計(jì)包括其形狀/尺寸、材料選擇；端齒盤(pán)離合器的下端齒盤(pán)是不完全標(biāo)準(zhǔn)件，主要是上端齒盤(pán)是個(gè)特殊結(jié)構(gòu)，要進(jìn)行特別設(shè)計(jì)；分度齒條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要考慮其長(zhǎng)度；分度活塞主要考慮其與活塞桿連接的結(jié)構(gòu)。分度機(jī)構(gòu)主要包括刀架主軸、主活塞、端齒盤(pán)離合器（分上下兩個(gè)端齒盤(pán)）、分度齒條和分度活塞。回轉(zhuǎn)刀架的工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是利用幾何分度，在每個(gè)不同的分度上安裝不同的刀具，并能根據(jù)指令進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)定位。它相對(duì)成熟的技術(shù)使其具有經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，目前，我過(guò)大部分中小企業(yè)還在使用六角回轉(zhuǎn)刀架，常見(jiàn)于數(shù)控車床上的自動(dòng)換刀裝置的應(yīng)用。第6章 數(shù)控車床的六角回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)刀架，它是數(shù)控車床上最常用，也是最簡(jiǎn)單的一種自動(dòng)換刀裝置。4. 定位動(dòng)作結(jié)束的反饋機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)刀架的動(dòng)作啟動(dòng)和結(jié)束是通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的，而液壓系統(tǒng)由數(shù)控系統(tǒng)的CNC控制，因此CNC系統(tǒng)必須獲得反饋信號(hào)。刀盤(pán)在設(shè)計(jì)時(shí)要注意刀具的大小、材料的選擇、大小和重量。1. 回轉(zhuǎn)刀架的分度機(jī)構(gòu)分度機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)刀架的核心機(jī)構(gòu)之一，要特別處理好分度的準(zhǔn)確性?；剞D(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力。如果定位和壓緊動(dòng)作正常，拉桿與相應(yīng)的接觸頭接觸，發(fā)出信號(hào)表示換刀過(guò)程已結(jié)束，可以繼續(xù)進(jìn)行切削加工。（4）轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位。刀架體下降時(shí)，定位活動(dòng)插銷與另一個(gè)固定插銷卡緊，同時(shí)缸體與壓盤(pán)的錐面接觸，刀架在新的位置定位并壓緊。刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油從B孔進(jìn)入壓緊液壓缸的上腔，活塞帶動(dòng)刀架體下降。活塞的行程應(yīng)等于齒輪節(jié)圓周長(zhǎng)的1/6，并由限位開(kāi)關(guān)控制。同時(shí)，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪結(jié)合（2）刀架轉(zhuǎn)位。這種刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過(guò)電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制，其換刀過(guò)程如下四個(gè)步驟： 數(shù)控車床的六角回轉(zhuǎn)刀架（1）刀架抬起。，它適用于盤(pán)類零件的加工?；剞D(zhuǎn)刀架可以設(shè)計(jì)成四方刀架、六角刀架或圓盤(pán)式軸向裝刀刀架等多種形式，其上可安裝4把、6把或更多的刀具，并可按數(shù)控裝置的指令換刀。第5章 數(shù)控車床的六角回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì)原理和依據(jù)回轉(zhuǎn)刀架也稱為轉(zhuǎn)塔式刀架，它是數(shù)控車床上最常用，也是最簡(jiǎn)單的一種自動(dòng)換刀裝置。2. 降速傳動(dòng)中，最小傳動(dòng)比umin≥1/4。4) 齒輪傳動(dòng)比的限制 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動(dòng)比：1. 升速傳動(dòng)中，最大傳動(dòng)比umax≤2?！?m/s（可用7級(jí)精度齒輪）。確定中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況作相應(yīng)修正：，一般主軸轉(zhuǎn)速較低，中間軸的轉(zhuǎn)速適當(dāng)取高一些，對(duì)減小結(jié)構(gòu)尺寸的效果較明顯。車床K=54，銑床K=。 （）（mz）a—所有中間傳動(dòng)齒輪的分度圓直徑的平均值mm；（mz）主—主軸上齒輪的分度圓的平均值mm；q傳到主軸所經(jīng)過(guò)的齒輪對(duì)數(shù)；β主軸齒輪螺旋角；CK系數(shù)，根據(jù)機(jī)床類型及制造水平選取。 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)（如采用先升后降的傳動(dòng)），中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸和齒輪承受扭矩小，可以使用軸徑和齒輪模數(shù)小寫(xiě)：d∝ 、 m∝，從而可以使用結(jié)構(gòu)緊湊。另外，也要注意到電機(jī)與Ⅰ軸間的傳動(dòng)方式，如用帶傳動(dòng)時(shí)，降速比不宜太大，否則Ⅰ軸上帶輪太大，和主軸尾端可能干涉。 但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類部件時(shí)，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速不宜太高。電機(jī)轉(zhuǎn)速和主軸最高轉(zhuǎn)速應(yīng)相接近。具體的安裝圖可由手冊(cè)查到。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)機(jī)床的需要，所選用的是：雙速電機(jī) 根據(jù)電機(jī)不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，用的最多的有底座式和發(fā)蘭式兩種。但電機(jī)產(chǎn)品的功率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。1) 主電機(jī)的選定 中型機(jī)床上，一般都采用三相交流異步電機(jī)為動(dòng)力源，可以在系列中選用。極限傳動(dòng)比及指數(shù)x，值為：極限傳動(dòng)比指數(shù)x：umin==6值；umax==23（x+）值：umin==89(7) 最后擴(kuò)大傳動(dòng)組的選擇正常連續(xù)的順序擴(kuò)大的傳動(dòng)（串聯(lián)式）的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為： Z=Z1［1］Z2［Z1］Z3［Z1Z2］即是： Z=16=2［2］2［1］2［2］2[8] 運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定以后，主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速就已知，切削耗能確定了電機(jī)功率。這種擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序一致，稱為順序擴(kuò)大傳動(dòng)。由于D=630mm，則主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為：加工條件硬質(zhì)合金刀具粗加工鑄鐵件30～50硬質(zhì)合金刀具半精或精加工碳鋼工件150～300螺紋（絲杠等）加工鉸孔3～8 nmax=r/min （） =758～1517r/m