X6125型万能升降台铣床插削功能扩展的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 毕业设计 (论文 ) 万能升降台铣床 插削功能扩展的设计 所在学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年 月 日 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 要 本论文说明了 万能升降台铣床 的化 插削功能扩展 的设计过程，较详尽地介绍了 能升降台铣床 机械改造部分的设计及系统部分的设计。 针对现有常规 能升降台铣床 的缺点提出 插削功能扩展 改 造 方案提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。 关键词： 插削功能扩展 ，铣床 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 V 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 录 目 录 . 1 章 万能升降台铣床概述 . 1 题研究背景 . 1 题研究意义 . 2 床 的参数 . 3 削原理与介绍 . 4 床传动系统 . 5 第 2 章铣床总体方案设计 . 6 案设计及方案图 . 6 案 确定 . 9 第 3 章 插削机构部分设计 . 10 系统总体方案的分析 . 10 主轴输出功率的计算 . 11 改进机构切削功率的校核 . 11 切削力的估算 . 11 计算切削功率所需切削速度的确定 . 13 由切削功率推算许用工作转速 . 18 整理数据如下 . 18 切削功率的确以及转速定范围的确定 . 18 心轮机构的选用及计算 . 18 连杆的强度校核 . 22 铰耳 强度校核 . 24 的强度校核 . 26 个零件的 3D 设计 . 27 第 4 章 插削机构的安装以及注意事项 . 31 总结与展望 . 32 参考文献 . 33 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 谢 . 34 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 1 第 1 章 万能升降台铣床 概述 题研究背景 铣床是以各类电动机为 动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。电气系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用。 铣床作为机械加工的通用设备生产中一直起着不可替代的作用。铣床具有工作平稳可靠，操作维护方便，运转费用低的特点，已成为现代生产中的主要设备。铣床系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，铣床的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美，各种参考文献也数不胜数。 插铣头，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小 型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 ，作为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键 槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 2 构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平 面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 为铣床的一 种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 为铣床的一种特殊附件装于卧式铣床上，可使铣床具有插削和铣削两种功能，其插削功能可对各种中小型金属零部件的平面、斜面、盲孔键槽、沟槽、内键槽、方孔及多边形孔进行插削加工，配设分度装置可加工内花键孔及对称键槽，配设仿形机构 还可加工形状复杂的曲面工件，如凸轮和扇形板等；其铣削功能与常规的立铣头相同 . 题研究意义 在某种意义上，一个国家机床设计和制造水平的高低，决定着个国家整个制造业水平的高低。在信息革命的推动下，现代工业技术发展迅猛。近年来，各国在信息工业。航空航天工业，军事工业，电子工业，能源工业等领域竞争日益激烈。随着这些高科技领域日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展，对机床的要求也越来越高。现代机床正向高速、大功率、高精度的方向发展。随着机床向高速度、大功率和高精度方向的发展，除了要求机床重量轻、成本 低、使用方便和具有良好的工艺性能以外，而着重要求机床具有愈来愈高的加工能。而机床的加工性能又与其动态特性紧密相关。事实表明，随着机床的加工精度的不断提高，对机床动态特性的要求也愈来愈高。 高等工科院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 3 和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。是学生 在校期间的昀后学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。 床 的参数 主要技术参数 工作台尺寸 200 250 工作台行程（纵向 /横向 /垂向）80/280/400 工作台 “T”型槽槽数 /槽宽 /槽距， Q 11970985 或 401339828 4 主轴变速范围 r/2 级 35 1500 主轴锥度 7:24工作台纵横进给量 级 20工作台升降进给量 mm/ 级 10主轴中心至工作台面距离 5工作台最大回转角度 45 度 主电机功率 进给电机功率 冷却泵流量 L/2 外形尺寸 685机床重量（净重） 350 削原理与介绍 圆周进给传动链决定插齿刀和工件对滚的速度。由于插 齿刀上下往复运动一次时，插齿刀本身转动的快慢，与渐开线齿廓精度有关，同时也决定了插齿刀每一次切削的切削负荷。因此，圆周进给运动是以插齿刀上下往复一次时，插齿刀在节圆上所转过的弧长来表示。 插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。上图为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动等组成。电动机经过传动、齿轮传动减速后带动回转 。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 5 床传动系统 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 6 第 2 章 铣床 总体方案 设计 案设计及方案图 插削机构 1、 凸轮机构实现 插床是常用的机械加工设备，用于齿轮、花键和槽形零件等的加工。图 示 为某插床机构运动方案示意图。该插床主要由带转动、齿轮传动、连杆机构和凸轮机构等组成。电 动机经过带传动、齿轮传动减速后带动曲柄 1 回转，再通过导杆机构 1 2 3 4 5 6，使装有刀具的滑块沿道路 y y 作往复运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴 上的凸轮驱动摆动从动件 和其他有关机构（图中未画出）来实现的。 插床机构运动方案示意图 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 7 2、 不完全齿轮间歇旋转机构 根据 前诉的设计要求和工作台需要直线往复间歇性运动和间歇性转动，还有插刀执行机构在回程阶段应该尽可能的减少时间提高效率，因而采用具有急回特性的曲柄滑块机构。综上制定机构图表 2 插床机械设计的机构选型 功能 执行构件 工艺动作 执行机构 插削成形 插刀 直线往 复运动（具有急回特性） 导杆机构 工作换位 工作台 前后，左右方向的进给运动和间歇性转动 凸轮机构 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 8 3、偏心轮机构自己设想的 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 9 案 确定 由于同组同学已经有做凸轮结构的设计，现在需要做 的不同，根据与指导老师的交流，在这我选择偏心轮机构设计。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 10 第 3 章 插削机构部分设计 系统总体方案的分析 削机构的运动方式是直线往复运动。 根据二者的差别，我们拟采用中间的连接机构将二者互转。利用偏心轮带动大连杆，大连杆驱动小连杆实现的，小连杆带动插刀沿着滑槽运动。 回来之后我们结合所学专业知识分析得如下运动简图： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 11 本次设计已知数据有：主传动电动机 P=3速范围（ 35 主轴输出功率的计算 参考吴宗泽 主编 机械零件设计手册 1 参照如下（图 1得： 普通 传动效率 1 = 圆柱齿轮传动 传动效率 2 = 4对）； 滚动轴承 传动效率 3 = 对）（ 4对）； 圆锥滚子轴承 传动效率 4= 对）（ 1对）； 圆柱滚子轴承 传动效率 5= 对）（ 1对） ; 联轴器 传动效率 6= 系统传动的效率： = 1 24 34 4 5 6 式 4 轴的输出功率： 式 43 注：为原铣床主运动的电动机额定输出功率。 关于校核，根据相关数据如：机床输出转速范围为 35 r/ 主轴输出功率为 P= 改进机构切削功率的校核 机构能否最终实现切削，主要是看机构的输出功率（ 否满足切削材料所需的功率（ ,而 切削力， 切削速度。 切削力的估算 切削力的大小由很多因素决定，如工件材料、切削用量、刀具角度、切 削液和刀具材料等等。而一般对切削力影响最大的是工件材料和切削用量。在实际的生产生活中，切削力的计算可用经验公式来计算（经验公式是建立在实验基础上，并综合了影响切削力的各个因素）。 另外经验公式中的系数和指数，可从有关资料（“切削用量手册” 等）中查出。 生产中常用切削层单位面积切削力 为 切削力 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 12 与切削层公称横截面积 以 = 式 4 = N 式 4 公式中： 切削层单位面积切削力， )； 切削层公称宽度， 切削层公称厚度； 再定假设： 4由设计装刀杆孔尺寸得）； = 1合式 6 数值可以从相关资料中查出，下表摘选了几种常用材料的 表 4 料 牌 号 制造、热处理状态 硬度 C/构钢 45(40热轧或正火 调 质 187（ 212） 229（ 285） 1962 2305 灰铸铁 铅黄铜 硬铝合金 火 热 轧 淬火及时效 170 78 107 1118 736 834 以上所有内容均摘自 邓文英 宋力宏 主编 的金属工艺学 下册 相关叙述。由此可知，一般应用中， 2305 但插削加工时不很常用，所以在此取结构钢热轧或正火时的 962 所以 = = 4 1 1962 = N 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 13 计算切削功率所需切削速度的确定 切削速度（ 要由所设计的偏心轮的转速（铣床主轴的输出转速）、以及转动的位置等决定。经过分析，当转速一定 为 到一个转速最大的位置，从而分析此位置，并进行计算。 下图 4们可以借助它来进行分析。 图 4构运动位置图 我们可以按照机械原理课程设计的方法对机构运动的速度进行分析，从而得到一个最大速度的运动点。 经过分析，易得运动左右两部分为对称结构，速度也相互对称，所以只需要分析一边（取右边）进行。 导杆机构运动分析 1、 求原动件上运动副中心 A 的 和 1 s 式中 B 点速度（ m/s）方向丄 1 2 式中 A 点加速度 (m/ ,方向 A O 2 2、解待求点的速度及其相关构件的角速度 由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体，利用绝对运动与牵连运动购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 14 和相对运动关系矢量方程式，作图求解。 列出 A 点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系 绝对速度 =牵连速度 +相对速度 先列出构件 2、 4 上瞬时重合点 A（ 的方程，未知数为两个，其速度方程： + 丄 大小： ？ 1 定出速度比例尺 ， 在图纸中，取 p 为速度极点，取矢量 表 速度比例尺 v（ m ） v=A =m，求出 2 、 4 根据矢量方程式作出速度多边形的 分，则 m/s)为 s 4 = s 其转向为顺时针方向。 4 m/s B 点速度为 向与 图 2 位置 5 速度多边形 求解 C 点速度矢量方程作图 + 平 丄 丄 小：？ 4 通过作图，确定点速度为 43s s 式中 点速度，方向为 pc 。 3、 解待求点的加速度及其相关构件的角加速度 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 15 1) 列出点加速度矢量方程式 牵连速度为移动时 ， 绝对加速度牵连加速度相对加速度 ， 牵连运动为转动时，（由于牵连运动与相对运动相互影响）绝对加速度牵连加速度相对加速度哥氏加速度 ， 要求点加速度，得先求出点加速度， a + a A = + 丄 丄 大小：？ 4 2 2 ? 24 定出加速度比例尺 在一号图纸中取 p 为加速度极点，去矢量 表 a 则加速度比例尺 a（ m） a=.2 m/) 作加速度多边形，求出 a B 、 据矢量方程图则 a A =a=m/=方向为 水平向右下 12 a B = a A a 4 2 m/4） 列出 C 点加速度矢量方程 5） 作图求解 a a a a + a a B 方向：水平 丄 丄 小： ？ ? 4 2 a = 确定构件 4 的角加速度 理论力学可知，点 绝对加速度与其重合点 绝对加速度之间的关系为 ： 3343444 k 方向： 大小： ？ 24 ? 2422 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 16 其中 a 的是和444 4为科氏加速度。 从任意极点 O 连续作矢量 O3a和 k代表 科氏加速度，其加速度比例尺 1:过点 o 作矢量 表 4，然后过点 k作直线 ka4 平行于线段 表相对加速度的方向线，并过点 作直线 直与线段 ka4，代表 们相交于则矢量 代表 件 3 的角加速度为 代表 ka4 平移到机构图上的点 知 4 的方向为逆时针方向。 图 3 位置 5 加速度多边形 3 导杆机构的 动态静力分析 已知 各构件的重量 G（曲柄 2、滑块 3 和连杆 5 的重量都可忽略不计），导杆4 绕重 心的转动惯量 切削力 P 的变化规律。 要求 求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的同一张图纸上。 步骤 1） 选取阻力比例尺Q= 500 )(据给定的阻力 Q 和滑块的冲程 H 绘制阻力线图。 CB 小 方向 5 时针 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 17 2） 根据个构件的重心的加速度即角加速度，确定各构件的惯性力 矩 将其合为一力，求出该力至重心的距离。 3）按杆组分解为示力体，用力多边形法决定各运动副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。 将所有位置的机构阻力，各运动副中的反作用力和平衡力矩 动态静力分析过程： 在分析动态静力的过程中可以分为，摇杆滑块，曲柄三个部分。 对于可以列出以下力的平衡方程式： F=0 P + + + 0 方向： x 轴 y 轴 与 向 y 轴 大小： 7000 700 ? ? 以作图法求得 : 位置 5 位置 5 116. 力矩平衡方程式： M=0 P*6*i6*16* 对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式： F=0 + + + 方向 : y 轴 ? 大小： ？ 220 ? 力矩平衡方程式： M=0 由此可以求得 大小： 2283 N 最后可以利用力的平衡方程式做力的多边形解出位置 5 ， 在摇杆上可以得到 终得出位置 5 5 扭矩图 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 18 由切削功率推算许用工作转速 整理数据如下 由以上求得的计算用切削用力 ： = 计算用切削速度 ： = 再根据切削功率的计算公式 ： 以 ： N 14 式 4 注： r/W。 切削功率的确以及转速定范围的确定 由于切削功率 必须小于铣床可以输出的功率 1（一般机床传动效率 所以取： W 所以插削机构运行合理的主轴转速： N 、先将偏心轮与主轴端固定得当偏心轮上的 4个 2、先将连接轴螺纹端拧进偏心轮的配合偏心孔（尽可能的紧），然后将连杆轴直径轴段配合，在此轴端用螺母拧住（保留一定的空间，保证连杆的正常转动）； 3、安装机构的底座：首先将连杆放在运动在最低点时的位置，然后（至少两 人）将底座抬到工作台上，继而将其抬起用铣床主轴端的法兰盘定位，一个人拖住，保证不向前掉下来。 4、连接壳体：然后将壳体抬起，并与底座相结合，用 证连杆的上联孔与滑枕的上端的轴连接）。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 32 总结与展望 毕业设计是对我们大学期间所学知识的一次总结与运用，是对以前每门课程设计的综合，是对所学知识的彻底检验。刚开始选择课题的时候，我因为对铣床比较感兴趣，所以选择了关于铣床方面的课题。我所在的组设计的是一台铣床，我主要对其中的横向进给系统及纵向进给系统进行设计。开始设计之前，我首先上网搜 索了有关铣床方面的知识，对铣床的发展现状和发展趋势有了进一步的了解，也让我学习到了很多新的知识。设计的时候，我们对学校的一些铣床进行了观察，我主要观察了机床的进给系统结构，同时并结合自己的课题对机床的总体布局做了进一步的研究，并通过查阅资料和相关图册，设计出了满足铣床需要的横向进给系统及纵向进给系统。 毕业设计是我们走向工作岗位的最后一次练兵，是一次理论和实践完美结合的过程。在近三个月的毕业设计当中，使我更加认识到理论联系实际的重要性，只有理论而不去进行实践是不行的。在设计过程中，我参考了一些图纸，在参考的 基础上，理解并分析其优缺点，取长补短，对自己其中不合理的部分进行了充分改进。通过这次设计，自己在查阅资料、运用资料、中英文翻译、运用专业知识及 图等方面的能力有了较大地提高，对如何将机、电互相结合起来有了较深刻的认识，弥补了原来学习中的很多不足之处，为以后从事机械方面的工作打下了一定的基础，积累了一定的经验，对设计工作有了一定的认识。 总之，这次设计顺利完成使我受益匪浅，不但巩固了我以前学习的东西，而且学到了很多新东西，为我走向社会打下了深厚的基础。同时也使我懂得了一个真正设计的步骤以及方法。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或