【正文】 Manufacture, 1997，623629[10] Rajput R K. Elements of Mechanical Engineering. Katson Pub Publ. House,1985[11] Westkaeper E,OstenSacken. Product Life Cycle Costing Applied to Manufacturing System. Annals of the CIRP,:353～356。 在此感謝所有幫助過(guò)我的人，謝謝。通過(guò)這次設(shè)計(jì)也讓我感受到同學(xué)之間的情誼。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，最應(yīng)該感謝的是我的指導(dǎo)教師劉輝老師，在我對(duì)小型多功能工具機(jī)還沒(méi)有任何頭緒的情況下，老師給了很多指導(dǎo)和幫助，使我對(duì)小型多功能工具機(jī)有了明確地認(rèn)識(shí)。要設(shè)計(jì)出一個(gè)完善的多功能加工設(shè)備，還需要我們進(jìn)行不斷的學(xué)習(xí)，不斷的改進(jìn)。在現(xiàn)實(shí)的工作生產(chǎn)中，還有許多要完善的地方，比如加工時(shí)的精度控制、加工操作中的安全性與方便性、機(jī)床的固有剛度與動(dòng)態(tài)剛度、機(jī)床加工的自動(dòng)化程度等。在進(jìn)給方面采用滾珠絲杠副作為運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求。設(shè)計(jì)部分完成了機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵導(dǎo)軌、支承、傳動(dòng)形式的設(shè)計(jì)以及主軸與刀架接口的選取。假設(shè)刀具前端伸出方刀架面，則刀具最前端到主軸中心線的距離為：故車(chē)床的最大車(chē)削直徑可達(dá)： （2）絲杠螺母左移至床鞍支承壁處當(dāng)絲杠螺母左移至支承壁處時(shí)，即刀架位移限制達(dá)到最大值，此時(shí)，螺母左端面至中心線的最大距離為： 同樣假設(shè)刀具最前端伸出方刀架端面,則刀具最前端到主軸中心線的距離為：故車(chē)床的最大車(chē)削直徑可達(dá)： 綜合以上計(jì)算結(jié)果，留出一定的加工余量及計(jì)算誤差，其最大車(chē)削直徑均能達(dá)到60mm的要求，即刀架的尺寸可按此計(jì)算結(jié)果來(lái)確定[8]。這兩方面須同時(shí)滿(mǎn)足最大位移，方能實(shí)現(xiàn)機(jī)床的最大車(chē)削直徑60mm。刀架部件由方刀架、小拖板、中拖板、轉(zhuǎn)盤(pán)及床鞍五部分組成，當(dāng)要求最大車(chē)削直徑60mm時(shí)，橫刀架及其以上部分必須向遠(yuǎn)離主軸中心線方向移動(dòng)，且最大位移應(yīng)使刀具最前端距主軸中心線30mm。7．2 刀架的設(shè)計(jì)計(jì)算1．刀架在中心高上的尺寸確定為滿(mǎn)足在床身上車(chē)削最大工件直徑60mm的要求，刀架部分首先在機(jī)床中心高應(yīng)達(dá)到362mm，即應(yīng)與主軸中心線在同一高度上，這樣保證了所需的加工高度?？ūP(pán)、撥盤(pán)等夾具可通過(guò)卡盤(pán)座用三個(gè)螺栓固定在主軸上,由裝在主軸軸肩端面的套筒來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩,短套筒上有兩個(gè)定位孔用來(lái)定位夾具。主軸前端的莫氏錐孔用來(lái)安裝頂尖或心軸；主軸后端的錐孔是工藝孔。因?yàn)閵A具和刀具都已標(biāo)準(zhǔn)化，所以，通用機(jī)床的主軸軸端形狀和尺寸也已標(biāo)準(zhǔn)化，在設(shè)計(jì)專(zhuān)用機(jī)床時(shí)也應(yīng)根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用相近類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，以利于主軸的制造、裝配和使用維修。主軸端部是主軸與工件或工具聯(lián)系的結(jié)合部位。綜上所述，本設(shè)計(jì)選用的絲杠副，各項(xiàng)性能均滿(mǎn)足要求。（1）推力球軸承，用下式計(jì)算： 63（2）向心推力球軸承，用下式計(jì)算： 64（3）圓錐滾子軸承，用下式計(jì)算： 65（5） 推力滾子軸承，用下式計(jì)算： 66式中：——————軸承的軸向載荷； ——————軸承的滾動(dòng)體數(shù)； ——————軸承的滾動(dòng)體直徑（）； ——————軸承的接觸角； ——————為滾子長(zhǎng)度，為滾子的倒圓角半徑。絲杠的軸向拉伸壓縮變形。因此，滑動(dòng)絲杠副剛度的核算，主要是校核和之和是否大于要求精度的一半。常為絲杠副系統(tǒng)剛度的薄弱環(huán)節(jié)，其變形量計(jì)算較為困難。在絲杠長(zhǎng)度較大時(shí)，較大，此時(shí)占總量的比重也較大。（2） 支承絲杠的軸承的軸向接觸變形。絲杠具有良好穩(wěn)定性時(shí)的最大允許軸向壓縮載荷，又稱(chēng)為臨界力，可用材料力學(xué)的歐拉公式來(lái)計(jì)算: 62式中：——————壓桿穩(wěn)定支承系數(shù)（雙推雙推時(shí)為4，單推單推時(shí)為1，雙推簡(jiǎn)支時(shí)為2，）； ——————材料彈性模量，鋼為； ——————絲杠內(nèi)徑的斷面慣性矩，；為內(nèi)徑；~4，垂 值安裝時(shí)取最小值。螺母的螺紋圈數(shù)一般不超過(guò)10，因?yàn)槿?shù)越多，載荷分布越不均勻，第10圈以后的螺紋，實(shí)際上起不到分擔(dān)載荷的作用[4]。 (2) 對(duì)于半螺母，應(yīng)降低50%。由耐磨性決定絲杠中徑大小的公式為： 61式中：——————絲杠中徑（）；——————絲杠所受的最大軸向力（N）；——————螺母長(zhǎng)徑比；，為螺母的長(zhǎng)度（），~4；為許用單位壓力（）。例如，當(dāng)允許有間隙存在時(shí)（如垂直運(yùn)動(dòng)）可選用單螺母滑動(dòng)絲杠副；當(dāng)必須有預(yù)緊或在使用過(guò)程中因磨損而需要定期調(diào)整時(shí)，應(yīng)采用雙螺母螺紋預(yù)緊或齒差預(yù)緊式結(jié)構(gòu)；當(dāng)具備良好的防塵條件，且只需在裝配時(shí)調(diào)整間隙及預(yù)緊力時(shí)，可采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式結(jié)構(gòu)。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要結(jié)合上述特點(diǎn)，選擇雙推自由式安裝方式。63 雙推簡(jiǎn)支 1．軸向剛度不高，與螺母位置有關(guān)；2．雙推端可預(yù)拉伸安裝；3．適宜中速、精度較高的長(zhǎng)絲杠。61 單推單推1．軸向剛度較高；2．預(yù)拉伸安裝時(shí)，須加載荷較大，軸承壽命比方案2低；3．適宜中速、精度高。為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承組合，僅當(dāng)軸向載荷很小時(shí)，才用向心推力軸承。8級(jí)和8級(jí)以上精度等級(jí)的絲杠需淬硬的可選用合金剛40Cr等，不淬硬的可選用45鋼等。應(yīng)用舉例：精密機(jī)床進(jìn)給幾分離機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋根據(jù)上述的絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用滑動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)[1]。 （2）滾動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng) 特點(diǎn): ①傳動(dòng)效率高達(dá)，平均為滑動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的倍，可節(jié)省動(dòng)力，有利于主機(jī)的小型化及建勤勞動(dòng)強(qiáng)度；②有效力矩小，解除剛度高，使升溫及熱變性減小，有利于改善主機(jī)的動(dòng)態(tài)性能和提高工作精度；③工作壽命長(zhǎng)，平均可達(dá)滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)的10倍左右；④傳動(dòng)無(wú)間隙，無(wú)爬行，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)精度高；⑤具有很好的高速性能，其臨界轉(zhuǎn)速之值（為軸徑，單位為，為轉(zhuǎn)速，單位為）可達(dá)4萬(wàn)以上，可實(shí)現(xiàn)線速度高速驅(qū)動(dòng)；⑥具有傳動(dòng)的可逆性，即可把螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，又可把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺旋運(yùn)動(dòng)，且逆?zhèn)鲃?dòng)效率與正傳動(dòng)的相近；⑦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)系列尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，并出現(xiàn)了冷軋滾珠絲杠，提供了多用途的廉價(jià)產(chǎn)品，共精度要求不很高的場(chǎng)合使用，節(jié)能并延長(zhǎng)壽命；⑧不能自鎖；⑨抗沖擊正當(dāng)性能較差；⑩承受徑向載荷的能力差；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高（但結(jié)構(gòu)比靜壓絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且維修方便）。 它們的特點(diǎn)和應(yīng)用如下：（1）滑動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng) 特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成本廉價(jià)；②當(dāng)螺紋升角小于摩擦角時(shí)，能自鎖；③傳動(dòng)平穩(wěn)；④摩擦阻力大，效率低，~，~；⑤螺紋間有側(cè)向間隙，反向時(shí)有空行程，定位精度及軸向剛性較差；⑥磨損快；⑦低速及微調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)爬行。綜上所述，根據(jù)本設(shè)計(jì)機(jī)床的具體工作情況，選擇導(dǎo)軌的材料為灰鑄鐵。軟帶是以聚四氟乙烯為基摩材，添加合金粉和氧化物的高分子復(fù)合材料。3）有色金屬常用的有色金屬有黃銅,錫青銅，鋁青銅和鋅合金等。淬硬鋼導(dǎo)軌的耐磨性比不淬硬的鋼導(dǎo)軌高出5~10倍。5．5 導(dǎo)軌的材料1）鑄鐵鑄鐵具有耐磨性和減振性好，熱穩(wěn)定性高，易于鑄造和切削加工，成本低等特點(diǎn)，常用鑄鐵有灰鑄鐵、高磷鑄鐵、低合金鑄鐵、稀土鑄鐵和孕育鑄鐵等。圓形導(dǎo)軌用于承受軸向載荷的場(chǎng)合。（4）圓形導(dǎo)軌 圓形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過(guò)珩磨，可達(dá)到較高的配合精度；但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。但其剛度較大，摩擦力較大，制造、檢驗(yàn)和維修都不方便。 （3）燕尾形導(dǎo)軌 燕尾形導(dǎo)軌磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，需設(shè)調(diào)整間隙裝置。（2）矩形導(dǎo)軌 矩形導(dǎo)軌的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、檢驗(yàn)和維修方便，導(dǎo)軌面較寬，承載能力大，剛度高，應(yīng)用廣泛。截面形狀不同的各種滑動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)如下：（1）三角形導(dǎo)軌 在垂直載荷的作用下，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，不會(huì)產(chǎn)生間隙，故導(dǎo)向精度較高。凹形導(dǎo)軌則相反，可用于高速，但必