【正文】 字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動(dòng)化程度。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段銑床按不同的分類 方式可分為以下幾類： 銑床按其結(jié)構(gòu)分 ： (1)臺(tái)式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。 (3)滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動(dòng)。用于大件加工。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。 (8)搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動(dòng)，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。 (10)專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具 模具 的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 升降臺(tái)銑床有萬(wàn)能式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣；龍門銑床包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動(dòng)，工作臺(tái)作縱向進(jìn) 給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動(dòng)，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。 儀表銑床是一種小型的升降臺(tái)銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬(wàn)能角度工作臺(tái)和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。 按控制方式分 銑床又可分為仿形銑床、程序控制銑床和 數(shù)控銑床 等 [1]。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作平穩(wěn)，為后續(xù)的加工創(chuàng)造了基準(zhǔn)面，降低了加工時(shí)的誤差，為產(chǎn)品的質(zhì)量提供了保障。 各工作部件 要求能 相互協(xié)調(diào)地 緊密配合工作 ，確保 銑床擁有 較高的生產(chǎn) 效 率和 較 好的作業(yè)質(zhì)量； (2).保證 銑削頭加工 機(jī)殼的兩對(duì)立面 時(shí)始終在同一水平面上 。 (3).整體設(shè)計(jì)合理， 生產(chǎn)效率高， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案一： 5. 臥式滑臺(tái) 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 方案一示意圖 該方案的工作過(guò)程是 銑削頭 4 在立柱滑臺(tái) 3 的帶動(dòng)下完成進(jìn)刀和快速退刀的運(yùn)動(dòng)， 進(jìn)刀完成后，機(jī) 殼在中間工作臺(tái) 1 的帶動(dòng)下完成前后方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，左右方向的 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則由臥式滑臺(tái) 5 來(lái)完成。 左右兩端面的加工是同步進(jìn)行，兩銑頭都以相同的轉(zhuǎn)速銑削并且在同一水平面上，左右保證對(duì)稱加工。 銑削頭在 立柱滑臺(tái) 1的帶動(dòng)下完成上下方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 。 總體方案的 確定 方案一加工機(jī)殼時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由中間工作臺(tái)和臥式滑臺(tái)配合來(lái)完成。但此方案只能完成一個(gè)端面的銑削，加工效率較低。但機(jī)殼固定不動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在工作臺(tái)和立柱滑臺(tái)帶動(dòng)下由銑削頭來(lái)完成，銑削頭既要完成旋轉(zhuǎn)銑削山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 運(yùn)動(dòng)而且要完成全部的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，造成了加工過(guò)程中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不夠平穩(wěn)，加工精度不高。而且，將加工時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分別由中間工作臺(tái)帶動(dòng)機(jī)殼完成和立柱滑臺(tái)帶動(dòng)銑削頭完成，這樣就保證了加工過(guò)程中的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了加工的精度。 此方案設(shè)計(jì)的專用機(jī)床 分為 四部分：銑削頭、立柱滑臺(tái)、臥式滑臺(tái)和中間工 作臺(tái) 。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 3 銑削頭的設(shè)計(jì)計(jì)算 銑削頭 設(shè)計(jì) 該部分用于完成銑削機(jī)殼，工作過(guò)程如圖 電機(jī)傳遞的動(dòng)力通過(guò)同步帶的減速后帶動(dòng)銑削頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對(duì)機(jī)殼進(jìn)行銑削加工。 銑刀直徑為 d0=200mm；進(jìn)給量 af=；切削深度 ap=3mm； 切削寬度 ae=（ ~） do=179。 179。 179。 179。 179。 12179。 銑削速度 v=π d0n 刀 /1000=。 103=。 查表取 P=， n 電機(jī) =970r/min 的電機(jī) [3]； 電機(jī)的代號(hào)為 Y160M6B3； 軸的材料為 40Cr。轉(zhuǎn)動(dòng)比i=970/240=4。 P==9Kw。由表 查得其外徑 Da1=； 公式 （ ） （ 5）大帶 輪齒數(shù) Z2 Z2=iZ1=4x21=84；由表 查得其外徑 Da2=； （ 6）大帶輪節(jié)圓直徑 D2=Z2Pb/π =； 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 （ 7）帶速 v=π D1n1/60179。 380+2π (+)+ 3804 )( 2?? =。 公式 （ ） （ 11）小帶輪的嚙合數(shù) Zm Zm=011360??Z 公式 （ ） 式中： 1? = 0000120 4 6 9 3 91 8 8 0 ???????? a DD 6 0 4 02100 ???mZ取 Zm=9； （ 12）基本額定功率 P0 由表 Fa=2100N（工作拉力） m=(單位長(zhǎng)度的質(zhì)量 ) P0= 。則bs= ??? ； 由表 ，應(yīng)選代號(hào)為 300 的 H型帶。 30 177。只考慮扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的影響。選取軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。 30 177。對(duì)于直徑 d＞ 100mm 的軸 ，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸的直徑增大 3％；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)該增大 7％。 有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)該增大 10%~15%。應(yīng)當(dāng)注意，這樣求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。 軸的扭矩 T= mmNn P ???? 46 79 3 35 公式 （ ） 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 55~35][955000033 33??????? TTT dnPWT ?? 符合強(qiáng)度要求。軸的直徑為 72mm，因此花鍵的外徑 D=72mm；經(jīng)過(guò)查表得花鍵的配合為： 991277721212628 dHfHbHD ???? ? 花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算 花鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算與鍵連接相似，首先根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件選定花鍵的類型和尺寸，然后進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核計(jì)算。因此，靜連接通常按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，動(dòng)連接則按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度計(jì)算。 h=m，α =45176。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。設(shè)計(jì)時(shí) ，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體的分析。 根據(jù)實(shí)際的工作過(guò)程，銑削軸的裝配方案是：花鍵、右端軸承、軸承端蓋、圓螺母、套筒、左端軸承、密封壞、軸承端蓋依次從軸的右端向左安裝。 軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸承擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來(lái)保證的。常用的周向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過(guò)盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處 [7]。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)取定。鍵高 h表示）與長(zhǎng)度 L。 h按軸的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選定。一般輪轂的長(zhǎng)度可取為 dL )2~(?? ，這里 d為軸的直徑。重要的鍵山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 連接在選出鍵的類型和尺寸后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。 h=12179。 大 帶輪上的鍵： b179。 18 L=90。 （ 2）鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，連接中各零件的受力情況如圖： 圖 平鍵的受力圖 對(duì)于采用常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵連接（靜連接），其主要失效形式是工作面被壓潰。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。因此，通常按工作 面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。 式中： T— 傳遞的轉(zhuǎn)矩（ 2dFFyT ?? ）， N178。 [8] （ 3）軸承的選擇 ①軸承的載荷 選用軸承時(shí)，首先是選擇軸承類型。 根據(jù)載荷的大小選擇軸承時(shí)，由于滾子軸承中主要元件是線接觸，宜用于承受較大的載荷 ，承載后的變形也較小。 根據(jù)載荷的方向選擇軸承類型時(shí)，對(duì)于純軸向載荷，一般選用推理軸承。對(duì)于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。 ②軸承的速度 在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會(huì)有比較顯著的影響。但是，由于極限轉(zhuǎn)速主要是受工作時(shí)溫升的限制，因此，不必認(rèn)為樣本中的極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)絕對(duì)不可超越的界限。 ，外徑越小，則滾動(dòng)體就越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體加在外圈滾道上的離心力也就越小，因而也就更適于在更高的轉(zhuǎn)速下工作。外徑較大的軸承，宜用于低速重載荷的場(chǎng)合。實(shí)體保持架比沖壓保持架允許高一些的轉(zhuǎn)速，青銅實(shí)體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不十分大，可以采用角接觸球軸承承受純軸向力。若工作轉(zhuǎn)速超過(guò)極限轉(zhuǎn)速較多時(shí)，山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 應(yīng)選用特制的高速滾動(dòng)軸承。這時(shí)，應(yīng)采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心軸承或帶座外球面軸承。 滾子軸承對(duì)軸承的偏斜最為敏感，這類軸承在偏斜狀態(tài)下的承載能力可能低于球 軸承。 ④軸承的安裝和拆卸 便于裝卸，也是在選擇軸承類型時(shí)應(yīng)考慮的一個(gè)因素。當(dāng)軸承在長(zhǎng)軸上安裝時(shí)，為了方便裝拆，可以選用其內(nèi)圈孔位 1： 12 的圓錐孔（用以安裝在緊定軸套上）的軸承。 考慮到以上 因素又因?yàn)樽钚≥S徑套的花鍵的外徑為 Ф 105mm，第二段軸的直徑為 Ф 75mm。所以，這兩處分別選取深溝球軸承和圓柱滾子軸承。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 4 滑臺(tái) 的設(shè)計(jì)計(jì)算 此專用機(jī)床的滑臺(tái)分為兩大部分，一個(gè)是立柱滑臺(tái)，另一個(gè)為臥式滑臺(tái)。因此，采用相同的設(shè)計(jì)方案 ，只對(duì)其中的臥式滑臺(tái)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算 。 圖 滑臺(tái)部分示意圖 電機(jī)的選用 因?yàn)榛_(tái)要完成進(jìn)刀和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，控制 量要求較高， 功率范圍大，可以做到很 大的功率。 而交流伺服電機(jī)能達(dá)到此性能要求。 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 傳導(dǎo)螺旋的設(shè)計(jì)計(jì)算 螺旋傳動(dòng)由螺旋（或螺桿）和螺母組成，主要將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 螺旋傳動(dòng)按用途分，可有三種類型； 1. 傳力螺旋 它以傳遞動(dòng)力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服工件阻力，如各 種起重或加壓裝置的螺旋。 2. 傳導(dǎo)螺旋 它以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大的軸向載荷，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。 3. 調(diào)整螺旋 它用以調(diào)整、固定零件的相對(duì)位置，如機(jī)床、儀器及測(cè)試位置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。 因?yàn)樵诖擞玫降慕z杠以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，承受的軸向力不是很大。 螺旋輸出 功率 P2=1Kw，螺母的 移動(dòng)速度 v=，螺距 S=8mm，螺旋頭數(shù) a=2，螺桿工作長(zhǎng)度 l=，軸承效率 ?? ，螺紋效率 ?? 。 8/2精度。 公式 （ ） 山東科技大學(xué) 泰山科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 螺桿強(qiáng)度 （ 1）螺紋升角 ??????? ??? 1 3 2 1121 tgtgdLtg ??? 公式 （ ） ?????? ??? 6 5 9 o s o stg 111 tgtgf ?? ? 公式 （ ） （ 2）合成應(yīng)力 6 6 0 5 8245)(3 3 6 8 02)(T 21 ??????? tgdF t g v??N178。