专用落地刨床的毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目录 引言 1 第一章专用落地刨床的总体方案设置 2 4 件 4 具 4 艺分析 4 艺方法的确定 4 床运动的确定 3 用刨床的总体布局 4 动的分配 4 床支承形式的选择 5 善机床性能和技术经济指标的措施 5 用机床的总体布局图 6 床的进给部件布局 6 床运动的确定 7 第二章进给组件的设计 8 轨的设计 8 轨选用形式方案论证 8 轨的材料选用 8 轨组件的选择 9 轨的验算 9 珠丝杠的设计 11 给方向最大负载力 11 算丝杠寿命 11 大动载荷 12 选丝杠 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 度校核 12 形量的校核 13 歇进给机构设计 15 歇进给机构的选取 15 轮机构齿形的选择 15 轮转角大小的调整 15 歇进给机构的计算 16 结论 17 致谢 18 参考文献 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 引言 毕业设计是培养大学生综合运用所学知识和技能解决问题能力的一个重要环节， 是我学习生涯 的最后一个环节，是对大学生阶段最具有的智力和能力的一个总检验。通过这次检验，不但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次 十分难得的提高创新能力的机会，并从下面几个方面得到训练： （ 1）学会进行方案的比较和可行性的论证； （ 2）了解设计的一般步骤； （ 3）正确使用各种工具书和查阅各种资料； （ 4）培养发现和解决实际问题的能力。 本设计来源于某新建锻压设备生产企业，计划生产 80T 闭式单点压力机，为解决床身工作台的加工，急需研制一台专用刨床。由于该企业规模较小，又在初创时期，该设备以“适用、经济、先进”为设计原则，以 减少 投入。 在本设计中，主要方案思路是 让去掉原有 的工作台，在刨床床身下加装滑台及导轨，在导轨中加入丝杠螺母 副，与车床丝杠不同的是，此设计中丝杠固定不转，而使螺母转动，带动刨床床身在导轨上滑动。该方案的重点在如何实现螺母的转动及其定位，并使其转动与刨床本身的主运动相关联。 设计 专用刨床 第一步是进给部件总体方案设计确定出床身布局、主要技数参数以及运动形式。然后对 丝杠、导轨、螺母副的定位等方案部分进行方案论证及选用各种标准件组成其机构，并进行方案验证。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 专用落地刨床的总体方案设置 设计机床的第一步，是确定总体方案。总体方案是机床部件和零件的设计依据，对整个设计的影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须 全面地、周密地考虑， 按照设计任务书的要求，尽量做到“适用、经济、先进”。 体方案设计的依据 专用车床总体方案设计的主要依据包括工件、刀具、同类型机床、有关的科技成就、使用要求以及制造条件等。设计者应作充分的调查，明确设计要求，掌握有关资料，在深入分析的基础上，拟定机床的总体方案。 件 工件是机床总体方案设计的重要依据之一，设计者必须明确工件的特点和加工要求。诸如被加工面的尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度以及生产率等。本次毕业设计要求设计一台 专用刨床，用于加工 80T 闭式单点压 力机的床身加工问题 主要 参数如下： 刨削最大长度 650削最大宽度 900工件加工的高度 800胚材料 灰铸铁 生产批量 100 个 /年 另外，由于毛胚较重 ，装卸工件必须借助于起重设备。 具 刀具是机床总体方案设计的又一重要依据。刀具材料性能的优劣对切削加工的过程、加工精度、表面质量及生产效率有着直接的影响。 艺分析 艺方法的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 机床的工艺方法是多种多样的，按工种可 分为车、铣、刨、钻、镗、磨、研磨、电加工、振动加工、激光加工等；每一种还可再分，如车削加工有车外圆、车端面、车槽、车球面等之分；按加工精度各表面粗糙度可分为粗加工、半精加工、光整加工等；按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、多工件、单工位、多工位等；按作业形式可分平行作业、顺序作业、平行 工艺方法对机床的结构和性能的影响很大，工艺方法的改变常导致机床的运动、传动、布局、结构、性能以及经济效果等方面的一系列变化。 专用机床的工艺方法通常借助于方案对比法加以确定。即根据特定工件的加工要求，提出若 干个方案，进行对比分析，权衡利弊，选择其中较为合理的一个。由于工件的加工要求为 工件表面，能够完成这一任务的加工方法有很多，比如说 铣削，刨削等。 在刨削条件 下 ，下 面就提出两种加工 平面 的的方案，加以对比分析。 方案一 在改造刨床的时候采用液压滑台， 液压传动是以液压油为工作介质进行能量转换和动力传递的，它具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、换向方便、转动平稳均匀、容易完成复杂动作等优点，因而广泛应用于工程机械领域。但是，液压传动的故障往往不容易从外部表面现象和声响特征中准确地判断出故障发生的部位和原因，而准确迅速地查出故障发生的部位和原因，并及时排除。 且易泄露液压油，对周围环境造成污染 。 方案二 采用 机械滑台的形式，采用丝杠螺母机构使滑台产生位移。 丝杠的应用是将旋转运动通过丝母转变为直线运动。丝杠传动， 刚 性较好，可以传递较大扭力，位置准确，频繁换向时容易产生冲击振动。 这种结构较为简单，且可以传递一定的载荷 。 分析和比较这两个方案， 由于该厂处于初创时期，资金较少，切任务书里要求也有经济性的要求，故 决定选用第二个方案 ， 根据要求 对 地刨床 进行技术改造，使其可以 满足工件的加工要求 。 与其它机床相比，专用机床 床具有加工精度 稳定，研制周期短，便于设计、制造和使用维护、成本低、自动化程度高、劳动强度低，配置灵活等特点 ，故此次设计的主要方向是专用机床的设计。 床运动的确定 确定机床运动，指确定机床运动的数目，运动类型以及运动的执行件。 必须指出，不同类型的运动，在速度、功率、精度等方面的要求也不同。表面成形运动直接参加被加工表面的形成过程，运动误差直接影响加工精度和表面粗糙度。因此，对表面成形运动的要求高。其中，主运动的速度高、功率大。故对其传动和支承有较高的要买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 求。在辅助运动中，快速移动的速度高，但精度要求不高；调整运 动和分度运动的速度低、功率小，但位置精度要求高。对于复合运动，要求内联系传动链有较高的传动精度；而对于简单运动，传动精度的要求不高。因此，确定机床运动时，应在满足工作要求的前提下，尽可能减少要求高的运动数目。 为了简化结构，还应尽可能减少运动执行件的数目，用一个执行件完成多个运动。 一般来说， 工艺方法决定机床运动。本次毕业设计的专用机床的工艺方法是用一把刨刀直接进行加工。相应的 运动为原有的刨床主进给运动、床身间隙进给运动、床身快进快退。 用刨 床的总体布局 总体设计的任务是解决机床各部件的相对运动 和相对位置的关系，并使机床具有一个协调完美的造型。工艺分析和工件的形状、尺寸和重量，在很大程度上左右着机床的布局形式。 合理的总体布局的基本要求有： (1)保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系； (2)保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性； (3)便于操纵、调整、维修，便于输送、装卸工件和排屑等； (4)节省材料，占地面积小，即经济效果好； (5)造型美观。 机床总体设计的一般步骤是，首先是根据工艺分析分配机床部件的运动，选择传动形式和支承形式；然后安排操作部位，并拟定好在布局上改善机床 性能和技术经济指标的措施。上述步骤之间有着密切联系，必要时可互相穿插或并进。 动的分配 机床上的工艺方法确定后，刀具和工件在切削加工时的相对运动亦随着被规定了。但是这个相对运动可分配给刀具，也可分配给工件，或者由刀具和工件共同来完成。机床运动的合理分配，是有多方面因素决定的。 （ 1） 简化机床的传动和结构 （ 2） 提高加工精度 （ 3） 缩小机床占地面积 本设计的专用车床运动分配为： 原有 刀具的进给运动 、床身的 间歇 进给运动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 床传动形式的选择 机床的传动形式有机械的、液压的、气动的、 电气的及其综合的等多种形式。选择机床传动形式的基本要求是： （ 1）实现所需运动，例如，所需运动轨迹是直线运动，回转运动还是其他运动；需运动是简单运动还是复合运动；是否变速，换向；是否要求按自动循环进行等等。 （ 2） 满足运动性能要求，例如，要求无级变速还是有级变速；要求的变速范围和行程范围；对传动精度、定位精度、运动平稳性的要求等。 （ 3） 经济效益高。 由本次设计任务书的要求可知， 本设计的专用刨 床运动的传动形式为机械传动。 床支承形式的选择 机床中常用的支承件有床身、底座、立柱、横梁、横臂等 。这些支承件或单独使用，或综合使用。机床支承形式可归纳为下列五种： （ 1） 一字型支承 支承件是床身，或床身与底座的组合，具有这种支承形式的机床，称为卧式机床 （ 2） 柱形支承 支撑件是立柱，或立柱与底座的组合。具有这种支承形式的机床，称为立式机床。 （ 3） 倒丁字形支承 支承件事床身和立柱的组合。具有这种支承形式的机床，称为复合式机床。 （ 4） 槽形支承 支承件是床身、立柱、横臂三者的组合。具有这种支承形式的机床，称为单臂式机床。 （ 5） 框形支承 机床的支承件事由床身、横梁及双立柱组合而成，形 成封闭的框形机构。具有这种支承形式的机床，称为龙门式机床。 由于本次设计选用要求床身可做间歇运动的条件得， 本设计的专用刨 床支承形式选择为一字形支承。 善机床性能和技术经济指标的措施 机床性能和技术经济指标的改善，可借助于结构、布局等多方面的措施来实现。就布局方面说，采取适当的措施可改善机床的性能（例如，提高刚度、减少振动、改善排屑状况等）和技术经济指标 (例如，节省材料、缩小占地面积等 )。 在本次设计中，采取了以下方法： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 （ 1）尽量使丝杠中线靠近导轨平面，使丝杠受载复杂性降低，可大大减小丝杠横截面积； （ 2） 在底座中部加筋板固定丝杠一端，从而使丝杠长度大大降低，降低丝杠成本，使丝杠可加工性增加。 （ 3）采用两端固定的支撑方法，使丝杠在工作中尽量收拉应力，提高丝杠稳定性，提高运动精度。 用机床的总体布局图 根据 床身平面的 加工要求及以上所述，机床的总体布局图如图 1示： 图 1总体布局图 665 床身 床的进给部件布局 方案 a 对于所加工的零件，采用 刀具主运动方向 与床身长度方向垂直放置。 使工 作台沿传统的垂直于主运动方向间歇进给，从而实现长平面刨削 。 方案 b 对于所加工的零件， 采用刀具主运动方向与床身长度方向垂直放置。使床身沿垂直于主运动方向间歇进给 由于 加工平面尺寸过长，如还用 a 方案则使成本升高且不利于间歇进给运动关联刨床买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 主运动。由此可得，选用 b 方案为最佳方案。 床运动的确定 确定机床的运动指确定机床的运动数目，运动类型及运动的执行件。一般来说，工艺方法决定机床的运动，机床运动的确定又反过来影响工艺方法的选择，从简化机床结构的原则出发，应优先选择运动数目少，对运动要求低，执行件数目少 的工艺方法。 本任务中要求加 工较长的平面，所以除了刨床刀具主进给运动外，还要有床身的垂直于主运动方向上的间歇进给运动，以使其 满足加工需要 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第二 章进给组件的 设计 轨 的设计 轨选用形式方案论证 直线运动滑动导轨截面形状主要有三角形、矩形、燕尾型和圆形。 方案 1 ： 双三角形导轨。它的导向性和精度保持性都高，当导轨面有了磨损时会自动下沉补偿磨损量。但是，由于超定位，加工、检验和维修都比较困难，而且当量摩 擦系数也搞。以此，多用于精度要求较高的机床。 方案 2： 双矩形导轨。这种导轨的刚度高，当量摩擦系数比三角形导轨低，承载能力高，检验和维修都方便，而被广泛地采用。特别是数控机床，双矩形，动导轨贴塑料软带，是滑动导轨的主要形式。 方案 3：三角形和矩形导轨的组合。 兼有导向性好、制造方便和刚度高的优点而应用而应用很广。 方案 4：燕尾形导轨，它的高度较小，可以承受颠覆力矩，是闭式导轨中接触面最少的一种结构。间隙调整方便，用一根镶条就可以调节各接触面的间隙。这种导轨刚度较差，加工、检验和维修都不大方便，适用于受力小、层次 多、要求间隙调整方便的地方。 方案 5：矩形和燕尾形导轨的组合，由于它兼有调整方便和能承受较大力矩的优点，多用于横梁、立柱和摇臂的导轨副。 方案 6：双圆柱导轨的组合，圆柱形导轨 具有制造方便，不易积存较大的切屑的优点，但间隙难以调整，磨损后也不易补偿。常用于移动件只受轴向力的场合，如推床、攻螺纹机和机械手的导轨副等。 本次设计的机床为专用机床， 承载 较大， ，采用广泛使用的双矩形导轨。 轨的材料选用 对导轨材料的主要要求是耐磨性好、工艺性好、成本低。常用的导轨材料有铸铁、 钢，其中以铸 铁应用最为普遍。 也可以使用有色金属和特种塑料在导轨面上外包，使其达到各种使用要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 为了提高耐磨性和防止咬焊，动导轨和支承导轨应尽量采用不同的材料。如果选用相同的材料，也一定要采取不同的热处理方式以使其具有不同的硬度。 材料以铸铁为例，铸铁是一种成本低，良好减震性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。导轨常用的铸铁材料有灰铸铁、孕育铸铁和耐磨铸铁等。 灰铸铁常用的牌号是 较好的润滑与防护条件下，具有一定的耐磨性。适用于不经常工作且对精度保持性要求不高的导轨。 孕育铸铁常用的牌号是 磨性高于灰铸铁，但较脆硬，不易刮研，且成本较高。常用于较精密的机床导轨。 耐磨铸铁中应用较多的是高磷铸铁、磷铜钛铸铁及钒钛铸铁。与孕育铸铁相比，其耐磨性提高 12 倍，但成本较高，常用于精密机床导轨。 通过对材料的类比，由于我设计的是 专用 车床，考虑经济性等原因，选用灰铸铁作为导轨材料。 轨 组件 的选择： 由于采用了双矩形导轨面，存在侧向间隙，故应加镶条来调整导轨的间隙 镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧隙，以保证导轨面的正常接触。镶条应放在导轨受力较小的一侧。常用的有平镶条和楔形镶条两种。平镶条 调 整方便，制造容易，但容易变形，刚度较低。楔形镶条比平镶条刚度高，但加工困难。故由本次设计任务可得出选用平镶条来进行调节间隙。 轨的验算 切削力 进给力 背向力分别为：c p c c p p p f p f f pF c F a F f F K F NF c F F f F K F NF c F a F f F K F（ 2 5pa f=r N=2 其他各值查表求得算出各值为： 2 0 3 0 01 2 1 4 各外力分别对坐标轴取矩 : x c F f F Q Qy f F p F Q F c F x z F y F x F z F y F x W x （ 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 各导轨的支反力分别为： /a c W （ 2 各导轨的支反力矩 /2A B （ 2 牵引力 ()Q f A B CQ f f R R R F F W f f 为导轨的摩擦系数 （ 2 其中 4 8 5 3 4 58 2 3 3 9 51 3 1 6 1 4 0m m x m my m m x m mz m m y m m1500Xw 1 6 7 2 . 9 /1 0 0 9 . 2 /6 0 7 . 0 7 / m算出 : 2 7 4 4 7 5 8 1 4 8 0 导轨的压强计算： 2100f Fp l m （ 2 0 P a 26m Mp （ 2 2 0 4 1 . 6 /0 . 16 / 1 P l所以须采用有压板的闭式导轨 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 表 3轨基本尺寸 单位： 称 尺寸 导轨面形状 双矩形导轨 导轨厚度 50 导轨长度 2100 导轨面 最小 宽度 100 机身高度 500 珠丝杠 的设计 给方向最大负载力 向进给为综合型导轨，按照综合型导轨计算丝杠轴向切削力， 即 / ()m f F f F W ， （ 2 其中 K= /f 轴套和轴架以及主轴的键上摩擦系数， / 0 f 取 W 移动部件的重量 由于刨床的进给运动是间歇运动，且在做快速进给运动时主运动为空程，故 y,则 0 . 1 2 * 1 5 0 0 * 1 0 /k g N k g=1800N （ 2 算 丝杠 寿命 最大切削力下的进给速度 去最高进给速度的 1/2 1/5（取 1/2）纵向最大进给速度为 杠导程 0 6L 则丝杠转速为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 01000 1 0 0 0 0 . 6 / m i n 0 . 5 5 0 / m i m m (2丝杠使用寿命时间取 T=10000h，则丝杠的计算寿命 L 为 6666 0 6 0 5 0 / m i n 1 0 0 0 0 3 0 ( 1 0 )1 0 1 0n T r (2大动载荷 根据工作载荷 寿命 L，计算滚珠丝杠副承受的最大动载荷 取 1 1 3 3 4 5 1 . 5 1 8 0 0 9 6 0 3 . 61aL f F (2冲击取 般情况取 冲击取 度为 1、 2 级时取 1， 2、 4 级取 初选丝杠 由 照滚珠丝杠副产品样本，可采用 5006 3G 内循环 螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副， 1 列 3 圈，起额定动栽荷为 18000N，强度足够用，精度等级选为 2 级，起几何参数如下：公称直径 0/005 0 , 6 , 2 4 4d m m l m m 导 程 螺 纹 升 角， 摩擦角 /10 ，4 , 4 9 1wd m m d m m m m钢 珠 直 径 丝 杠 外 径 ， 丝 杠 内 径 d = 4 5 . 5。 度 校核 纵向进给滚珠丝杠支撑方式草图如下 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 2验滚珠丝杠螺母副的传动效率，其中摩擦角 /10 ， 0/0 / /2 4 4 0 . 9 5( ) ( 2 4 4 1 0 )t g t gt g t g (2形量的 校核 支撑间距 L=1257丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力最大为轴向负荷的 1/3，丝杠的变形量计算如下： 滚珠丝杠截面积，按丝杠螺纹的底径确定 即 2 2 24 5 . 5 1 6 2 5 . 14A m m m m (2工作载荷引起的导程 0L 的变化量 0l 可用下式计算 400 41 8 0 0 6 0 . 3 2 3 1 02 0 . 6 1 0 1 6 2 5 . 1m m m (2轴向平均载荷 ， E 材料的弹性模量， A 丝杠的横截面积， 则丝杠的拉伸或压缩变形量 1 4 30100 . 3 2 3 1 0 1 2 5 7 6 . 7 7 1 06L m mL m m (2买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 由于两端均固定，且丝杠又进行了预紧，故其拉压刚度比一端固定的丝杠提高 4 倍，其实际变形量为 2111 0 . 1 7 1 04 （ 2 滚珠丝杠中滚珠与螺纹道间得接触变形量 2 该变形量与滚珠列、圈数有关，即与滚 珠总数量有关，与滚珠丝杠的长度无关，可从工厂的产品样本中查出，或用下式计算： 2 () （ 2 式中： D 为滚珠直径 Z 为滚珠总数量 Z Z圈数 列数 Z 为一圈的滚珠数， Z / (2滚珠丝杠的公称直径， Z / 32/4 Z圈数列数； 3 1 2 向接触变形 3 支撑滚珠丝杠的轴承 51208 型推力球轴承几何参数为 1 3 5 , 6 . 3 5 , 1 8d m m d m m Z 轴承的轴向接触 变形 3 为： 3 33 33 22 18000 . 0 2 4 0 . 0 2 4 0 . 0 0 7 86 . 3 5 1 8 (2 根据以上计算 3 1 1 2 0 . 0 0 7 8 0 . 0 0 3 9 1 2 3 0 . 0 1 1 0 7 (2三级精度丝杠允许的螺距误差为 15刚度足够。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 因为丝杠两端都采用推力球轴承并预紧，因此不会产生失稳现象，故不用做稳定性校核。 歇进给机构 设计 间歇运动机构是将主动件的均匀转动转换为时动时停的周期 性运动的机构。例 如牛头刨床 工作台的横向进给运动， 电影放映机 的送片运动等都用有间歇运动机构。常用的间歇运动机构有 棘轮机构 和 槽轮机构 。 歇进给机构的选取 根据工厂的实际情况， 现有两个方案可供选择： 方案一：轮齿式棘轮机构。 轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严重。故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控制。 方案二： 摩擦式棘轮机构传递运动较平稳，无噪音，从动件的转角可作无级调