双向刨削牛头刨床的机构改造设计说明书

双向刨削牛头刨床的机构改造设计摘 要针对传统牛头刨床的空行程和工作效率低这两个缺陷，采用机械传动方式，对牛头刨床进行机构改造设计。使改进后的牛头刨床既能恒力切削，又能是滑枕做匀速直线运动，既能消除空行程，又能变单向切削为双向切削。不仅提高了工作效率，也降低了能耗，而且机构简单，容易进行改造。关键词：牛头刨床 单行程 空行程 双向刨削。Abstract：A simplified calculation scheme for the equivalent stress of vortex dedendum under the effect of uniform internal ores sure was brought forward Simulation has been carried out on the being established 72 finite element models of vortex body with the exertion of fixed end surface constraint and different interior pres suresThe simplified formula was obtained through planning from the analysis of simulated resultThe research indicated that the distribution rules of equivalent stress of vortex dedendum with different parameters were basically identical and presented an exponential distribution along with the involute angles and revealed a linear relationship with the vortex addendum an d interior pressuresThere is evident diference in stress distribution between the portion of end segment of vortex toothwhich corresponds to approximately 1r2 of the portion of involute angle，and the rest portionThe portion that coresponds with the theoretical initial involute angle oof the vortex tooth at the end segment had rapid changes in StressUnder the circumstances of no consideration on the stress concentration at root of vortex tooth，the equivalent stress at the root of vortex toth can be carried out by simplified calculation of segm entationLarge numbers of living examples testified that except the oportion of end segm ent，there was less eror between the result of simplified calculation and that of the finite element simulation，and the maximum eror was not more then 5 Key words：vortex machinery；vortex dedendum；equivalentstress；simplified calculation目录1、毕业设计（论文）选题审批表2、毕业设计（论文）任务书3、毕业设计（论文）评审表4毕业设计（论文）答辩记录文摘 1英文文摘 1第一章 绪论 2第二章 设计方案的拟定 21 刨床整体和各部件的拟订和分析 3211 工作原理与机构组成 4212 牛头刨床及其组成部分的名称和作用 13213 牛头刨床的典型机构及其调整 142 2 牛头刨床尺寸参数的确定 1523 运动设计 292 . 4 B6050 牛头刨床的传动系统31第三章 系统和刀架的分析设计 42第四章 经济性分析 44第五章 结论和展望 46参考文献致谢第一章 引言“九五”期间在机械工业产值在全国工业中的比重超过 25，生产保持稳定增长，为国民经济提供了大量可靠装备；先进制造技术得到大量采用，同时在高新技术产业化方面取得重大进展；研制、制造重大、精密、成套装备的能力显著提高；全方位、多层次的对外开放格局基本形成，机械产品出口的迅速增长，有力地支持了机械工业乃至全国经济的发展；体制改革取得突破性进展，市场机制已在机械工业发展中起主导作用，以建立现代企业制度为目标的国有企业改革稳步推进，民营企业、乡镇企业成为机械工业发展的新兴力量。“十五”期间是机械工业历史上发展最快、变化最迅速的时期。整个行业发展成绩喜人，亮点频现：产出规模增长迅猛、发展环境显著改善、产业结构变化喜人、服务质量明显提高。多年来中国机械工业的高位运行，盈利能力的持续提升，为国民经济可持续发展和综合国力的提高作出了无可替代的贡献。因此，大力发展机械工业，用先进的机械设备去装备国民经济各部门，对促进中国国民经济和社会发展具有重大意义。2008 年机械设备制造行业增长形势较好，投资继续保持较为快速的增长以及国民经济的结构调整、技术改造都对机械制造行业产生了大量的市场需求，为机械设备制造业的稳定增长提供了良好的产业环境。虽然大力发展装备制造业已经成为全社会的共识,但是国内大多数重要机械制造装备的高端先进化却不是中国制造,尤其是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的高档机床。它的大脑的心脏大部分却要从国外引进。所以以高效率高精度为代表的中国制造机床不能没有创意,开发具有自主知识产权的“中国芯”迫在眉睫。而现有机床很多都是低效率,精度不高的普通车床,因此改造普通车床提高其生产效率以及精度也是一条可行的路。传统的牛头刨床不论是机械传动式，还是液压传动式都只能做单向刨削，也就是滑枕在一个往复运动当中只有一个方向是刨削行程，而回程是空行程，不做刨削。虽然靠传动的急回特性可以缩短空行程的时间，但是也只是个改善，没有从根本上解决加工效率低空耗大的问题。正因为有空行程和刨削力不均匀这两个致命的缺陷，导致牛头刨床在实际生产中的应用受到很大限制。如果牛头刨床能消除空行程，变单向刨削为双向刨削，同时提供稳定均衡的刨削力，会带来良好的经济效益和社会效益。根据传统牛头刨床工作特征，实现双向刨削的技术难点：要解决滑枕往复运动提供一个始终相同的作用力和等速运动；要提供能双向刨削的刨刀。第二章 设计方案的拟定21 刨床整体和各部件的拟定和分析刨床机械制造行业中，刨床占有一定的位置。它适合加工一些狭窄、细长的零件。如机床的床身、箱体及其它零件上的平面、沟槽、成形面等。（一）刨床的分类及型号按刨床的结构特征可分为二类：牛头刨床、龙门刨床和插床。其应用范围各有不同。如 B6050 型，其中 B 表示属刨床类，6 表示属牛头刨床组， 0 表示属牛头刨床型，50 表示了该刨床最大行程的 1/10(即 500mm)。刨削加工能达到的精度等级为IT9 IT7，表面粗糙度 Ra=6.31.6m。211 二、工作原理与结构组成1. 牛头刨床简介牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量图 1 牛头刨床外形图生产。为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。2. 牛头刨床传动系统及结构组成图 2 表明了牛头刨床的传动系统怎样把电动机的回转运动转变成刨刀的切削运动和工作台的进给运动。打开牛头刨床的外壳，对它的内部结构加以分析研究。装在电动机 1 的伸出轴端上的小皮带轮 2，通过一组三角皮带 3，驱动固定在轴 I 上的大皮带轮 4，再由轴 I 借助于摩擦离合器 8，转动空套在轴 I 上的三联齿轮 5、6、7，驱动花键轴 II 右端的三联滑移齿轮 9、10、11(三联滑移齿轮是用来变换相啮合的齿轮对，以改变转速，从而调整刨削速度的。图示为齿轮 6 与 10 相啮合)，并由轴 II 转动左端的三联滑移齿轮 12、13，14，驱动固定在轴 III 上的三联齿轮 15、16、17(图示为齿轮 13与 16 相啮合) ，再由固联于轴 III 右端的齿轮 18，驱动固定在轴 IV 上的大齿轮 19。由图 1-2b 可见，在大齿轮 19 上，装有用销钉 20 联接的滑块 21，此滑块可绕销钉 20 转动，并可在导杆 22 的导槽中滑动(销钉 20 到大齿轮中心的距离可由图 1-2c 所示的机构进行调整) ，所以当大齿轮转动时，便可借助滑块 21 来拨动导杆 22 绕固定支点(销钉23)左右摆动 (同时导杆下端的导槽与滑块 24 之间可作相对滑动，以改变导杆的有效长度)。大齿轮每转一周，导杆便往复摆动一次。又由于导杆的上端是用销钉 25 与调整块 26 相联的，而调整块又在拧紧手柄 27 时被紧固在滑枕 28 上。所以当导杆 22 摆动时，滑枕 28 便沿着导轨 29 作前后往复运动。于是由图 2 可知，安装在滑枕前端刀架30 上的刨刀 31 便作切削运动工作台 32 由如下方式获得到适时的、间歇的进给运动。在大齿轮 19 的空心轴 IV 上，固定着凸轮 33。当轴 IV 转动时，凸轮便推动滚子34 而使 L 形推杆 35 绕其轴 VIII 往复摆动，于是推杆 35 的另一端的扇形齿轮 36 也往图 2 牛头刨床机构组成图 3 曲柄长度调节机构 图 4 主执行机构复摆动，以驱动空套在轴 V 上的扇形齿轮 37 摆动。又由于在扇形齿轮 37 下部的小轴上，装有一个棘爪 38，所以当扇形齿轮 37 摆动时，棘爪 38 便间歇地拨动空套在轴 V上的棘轮 39 转动一个角度，并遇过牙嵌离合器 40，使轴 V 带着其左端的圆锥齿轮 47间歇地转动一个角度，以驱动与其相啮合的圆锥齿轮 42，从而通过伸缩轴 VI 使其另一端的圆锥齿轮 43 间歇地转动，再通过轴 VII 上的圆锥齿轮 44 和牙嵌离合器 45，使螺杆 46 间歇地转动，以推动固联在工作台 32 上的螺母 47 间歇地移动。这样，工作台32 便沿着滑轨 48 间歇地进行进给运动。切削运动和进给运动恰当地配合起来，便可实现其刨削平面的功能。由上述分析知，电动机是它接受外界输入能量的原动部分，刨刀和工作台(包括夹持装置) 是它的执行部分，从原动部分到执行部分之间所经过的一系列装置则是它的传动部分。所以就其主体来说，这部机器是由原动部分、传动部分和执行部分三个组成部分所构成的。我们还可以对多种机器进行类似的分析，由此知，任何一部完整的机器，其主体都是由主动部分、传动部分和执行部分所组成的。图 2 所示的牛头刨床由以下机构组成皮带传动(机构) ：小皮带轮 2、皮带 3 和和大皮带轮 4(包括轴，轴承、机架等，下同)。齿轮机构：齿轮 6 和 10(或 13 和 16,18 和 19，36 和 37 等)。螺旋机构：螺杆 46 和螺母 47。摆动导杆机构：大齿轮 19(包括销钉 20)，滑块 21、导杆 22，滑块 24 等。凸轮机构：凸轮 33 和推杆 35(包括滚子 34) 。棘轮机构：扇形齿轮 37，棘爪 38 和棘轮 39。组成上述各机构用的皮带轮、皮带，齿轮、螺杆、螺母、滑块，导杆、凸轮，椎杆、棘爪、棘轮等，以及联接用的螺栓、销钉等，支承用的轴、机架等都叫做零件。离合器、轴承等叫做部件或组件。3. 牛头刨床传动系统机构简图设计要求与技术条件1. 要考虑如何控制刨床走第二刀的精度（也就是要利用的刨床回来的那一次） 。2. 走第一刀的时候怎么不碰走第二刀的刀具3. 第一次走刀后平面校合4. 走刀速度总之一定好考虑第一刀的退和第二刀怎么进的交替过程牛头刨床操作规程 一、 认真执行金属切削机床通用操作规程有关规定。认真执行下列有关规定。二、 认真执行下述有关龙门刨床通用规定：1、 工件的安装应使工作台受力均匀，避免受力不均导致工作台变形。2、 工件装卡完毕后，须先低速移动工作台，检查无碰撞和行程、换向等均无问题后，方可工作。3、 工作台运行及横梁升降不准同时进行。横梁每次下降后，应再上升少许，以消除丝杆螺母间