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组合式 专用 机床 设计

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本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 江南大学机械工程学院江南大学机械工程学院 本科生毕业设计说明书本科生毕业设计说明书(论文论文)撰写指南撰写指南 2005 年 12 月 本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 为了保证和提高我院本科生毕业设计(论文)质量，根据“江南大学本科生毕业设计(论文)撰写规范”和我院本科生毕业设计(论文)工作细则所规定的要求特制定机械工程学院本科生毕业设计说明书(论文) 撰写规范。 一、毕业设计说明书一、毕业设计说明书(论文论文)与摘要的撰写要求与摘要的撰写要求 1一般格式和顺序 (1) 毕业设计说明书(论文)封面 (格式详见附件 1) ： 1) 题目：设计课题名称，要求简洁、明确、有概括性。题名力求简短，严格控制在 20 字以内。如果有些细节必须放进标题，可以分成主标题和副标题。 2) 专业：机械工程及其自动化、过程装备与控制工程、包装工程 3) 指导导师：指导教师的署名最多两人。 (2) 中文摘要 论文第一页为中文摘要，应扼要叙述本设计的主要内容、特点，或研究工作目的、研究方法、成果和结论；中文摘要约 300500 字；为了便于文献检索，应在本页下方另起一行注明论文的关键词(3-5 个) (格式见附件 2) 。 (3) 英文摘要 中文摘要后为英文摘要。内容与中文摘要同(格式见附件 2)。 (4) 目录 应是毕业设计说明书(论文)的提纲，也是论文组成部分的小标题。 目录按三级标题编写(即： 1、1.1、1.1.1)，要求标题层次清晰。目录中的标题应与正文中的标题一致，附录也应依次列入目录。 (5) 正文 包括绪论、正文主体与结论，其内容分别如下： 绪论(第一章) 应说明本课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求；简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题；说明本课题的指导思想；阐述本课题应解决的主要问题。 正文主体 是对研究工作的详细表述，写作内容可因研究课题性质而不同，一般可包括：理论分析、计算方法、实验装置和测试方法、经过整理加工的实验结果的分析讨论、与理论计算结果的比较，本研究方法与已有研究方法的比较等。 1) 设计方案论证：应说明设计原理并进行方案选择。应说明为什么要选择这个本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 方案(包括各种方案的分析、比较)；还应阐述所采用方案的特点(如采用了何种新技术、新措施、提高了什么性能等)。 2) 计算部分：这部分内容在设计说明书中应占相当的比例。在说明书中要列出各个零部件的工作条件、给定的参数、计算公式以及各主要参数计算的详细步骤和计算结果；根据此计算结果应选用哪些元器件或零部件；对应计算机的设计还应包括各种软件设等。 3) 设计部分：这也是设计说明书的重要组成部分。应包括机械结构设计、计算机控制的硬件装置设计，以及以上各种设计所绘制的图纸等。 4) 样机或试件的各种实验及测试情况：包括实验方法、线路及数据处理等。 5) 方案的校验：说明所设计的系统是否满足各性能指标的要求，能否达到预期效果。校验的方法可以是理论验算，包括系统分析；也可以是实验测试及计算机的上机运算等。 结论(最后一章) 是对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结，应明确、精炼、完整、准确，使人只要一看总结(结论)就能全面了解论文的意义、目的和工作内容。概括说明本设计的情况和价值，创新点，分析指出其中存在的问题和今后的改进方向，特别是对设计中遇到的重要问题提出进一步开展研究的见解与建议。 (6) 致谢 致谢应以简短的文字对在课题研究和设计说明书(论文)撰写过程中曾直接给予帮助的人员或单位表示自己的谢意，这不仅是一种礼貌，也是对他人劳动的尊重，是治学者应有的思想作风。 (7) 参考文献 参考文献是毕业设计(论文)不可缺少的组成部分，凡有引用他人成果之处，均应按论文中所出现的先后次序列于参考文献中。并且只应列出正文中以标注形式引用或参考的有关著作和论文。一篇论著在论文中多处引用时，在参考文献中只应出现一次，序号以第一次出现的位置为准。一般做毕业设计(论文)的参考文献不宜过多，但应列入主要的文献可 10 篇以上(含外文文献)。参考文献一律放在论文结论后，不得放在各章之后。 (8) 附录 可以包括正文内不便列出的冗长公式推导；以备他人阅读方便所需的辅助性数学工具或表格；重复性数据图表；计算程序及说明；设计图纸等。 (9) 主要符号表： 如果毕业设计说明书(论文)中使用了大量的物理量符号、 标志、缩略词、专门计量单位、自定义名词和术语等，应编写成注释说明汇集表。假如上本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 述符号和缩略词使用数量不多，可以不设专门的汇集表，而在毕业设计说明书(论文)中出现时加以说明。 2论文的书写 (1) 语言表述 1) 论文应层次分明、数据可靠、文字简练、说明透彻、推理严谨、立论正确，避免使用文学性质的带感情色彩的非学术性词语。 2)论文中如出现一个非通用性的新名词、新术语或新概念，需立即解释清楚。 (2) 层次和标题 1) 层次要清楚；标题要重点突出，简明扼要。 2) 层次代号的格式如下： 第一章 (居中书写) 1.1 1.1.1 (3) 页眉和页码 页眉：从第一章开始，页眉格式为：奇数页书写“本人毕业(设计)论文的题目” ，偶数页为“江南大学学士学位论文” ，采用宋体小五号字居中书写； 页码：从引言(即第一章)开始按阿拉伯数字连续编排，前置部分(包括中英文摘要、目录)用罗马数字单独编排；页码位于页面底端，居中书写。 (4) 有关图、表等 图： 要精选，要具有自明性，切忌与表及文字表述重复。 要清楚，但坐标比例不要过份放大，同一图上不同曲线的点要分别用不同形状标出。 图中的术语、符号、单位等应同正文表述所用一致。 图序及图名居中置于图的下方。 表：表： 表中参数应标明量和单位的符号。 序及表名置于表的上方。 公式：公式：公式的编号用括号括起写在右边行末，其间不加虚线。 本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 图、表、公式等与正文之间要有 6 磅的行间距。 文中的图、表、附注、公式一律采用阿拉伯数字分章(或连续)编号。如：图 2-5，表 3-2，公式(5-1)等。若图或表中有附注，采用英文小写字母顺序编号，附注写在图或表的下方。 (5) 有关参考文献 参考文献一律放在文后，参考文献的书写格式要按国家标准 GB771487 规定。参考文献按文中出现的先后统一用阿拉伯数字进行自然编号，一般序码宜用方括号括起，不用园括号括起。建议根据中国高校自然科学学报编排规范的要求书写参考文献，并按顺序编码制，即按中文引用的顺序将参考文献附于文末。作者姓名写到第三位，余者写“，等”或“，et al.” 。 几种主要参考文献著录表的格式为： 连续出版物：序号 作者，题名刊名，出版年，期号：起止页码 专(译)著：序号 作者，书名(译者) ，版本(第一版不标注)，出版地，出版年，起止页码 论 文 集：序号 作者，题名见(in)，主编，论文集名，出版地，出版年，起止页码 学位论文：序号 作者，题名，授予单位所在地，授予单位，授予年 专利：序号 申请者，专利名，国名，专利文献种类，专利号，出版日期 技术标准：序号 发布单位，技术标准代号，技术标准名称，出版地，出版日期 举例如下： 1 张昆，冯立群，余昌钰，等. 机器人柔性手腕的球面齿轮设计研究. 清华大学学报，1994, 34(2): 17 2 竺可桢. 物理学. 北京：科学出版社，1973. 5660 3 Dupont B. Bone marrow transplantation in severe combined immunodeficiency with an unrelated MLC compatible donor. In: White H J, Smith R, eds. Proceedings of the Third Annual Meeting of the International Society for Experimental Hematology. Houston: International Society for Experimental Hematology, 1974. 4446 4 郑开青. 通讯系统模拟及软件：学士学位论文. 北京：清华大学无线电系，1987 5 姜锡洲. 一种温热外敷药制备方法.中国专利，881056073，1980-07-26 6 中华人民共和国国家技术监督局. GB31003102. 中华人民共和国国家标准量与单位.北京：中国标准出版社，1994-11-01 (6) 量和单位 本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 要严格执行 GB31003102：93 有关量和单位的规定(具体要求请参阅常用量和单位 计量出版社，1996)； 单位名称的书写，可以采用国际通用符号，也可以用中文名称，但全文应统一，不要两种混用。 二、论文的打印要求二、论文的打印要求 1.封面(格式见附件 1 ) 毕业设计说明书(论文)的封面为 A3 白色铜板纸，采用全校统一格式。 题目：2 号黑体加粗，题目一行排不下时可排两行，行间距为 1.2lines；一级标题：3 号黑体加粗； 二级标题：4 号黑体加粗；三级标题：小 4 号黑体加粗；标题采用自动段前段后。 2.段落及行间距要求 (1) 正文：小 4 号宋体；页码：5 号宋体；数字和字母：Times New Roman 体。版面：A4 幅面，双面印刷；行距：1.2 倍；页码：居中；边距：上空 2.5cm，下左右各空 2cm，装订线一侧增加 5mm 空白；页眉：奇数页书写“本人毕业(设计)论文的题目” ， 偶数页为 “江南大学学士学位论文” ， 用宋体小五号书写； 编辑环境： Microsoft Word97 以上版本，Word 文档.rft 方式存盘，单页为“第一章” 。 (2) 参考文献用 5 号宋体字；参考文献的标题的段后间距同前。注意不要在一篇文献段落的中间换页。 3.用纸及打印规格 纸张规格、尺寸(mm) 每行打印字数 每页打印行数 A4 (210297) 3638 字字 2834 行行 三、论文的装订与归档要求三、论文的装订与归档要求 学生的毕业设计(论文)须按规定顺序由学生本人装订。其顺序为： 1毕业设计说明书(论文)文本装订顺序： 封面 任务书 中文摘要及英文摘要(400 字左右) 本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 设计说明书(论文)目录 正文 致谢 参考文献 附录 2毕业设计(论文)相关资料装订顺序： 课题大纲及选题表 开题报告 外文资料翻译及原文 毕业设计(论文)计划进度检查及落实表 毕业设计(论文)实习调研报告 校外毕业设计情况考核鉴定表 3毕业设计(论文)资料的填写及有关资料的归档要求 毕业设计(论文)统一使用学校规定格式的毕业设计(论文)资料袋、毕业设计(论文)任务书、 毕业设计(论文)封面(白色铜板纸)， 机械工程学院统一格式的毕业设计(论文)相关材料封面(白色铜板纸)、稿纸(使用 A4 打印纸)。 资料归档：毕业设计说明书或毕业论文、毕业设计(论文)相关资料、工程图纸(按国家标准折叠)、软盘或(光盘)等一起放入填写好的资料袋内交指导教师查收，经审阅评定后归档。毕业设计(论文)资料袋按要求认真填写，字体要工整，袋面要整洁，一律用黑或蓝黑墨水。 毕业设计(论文)评审表， 答辩评分记录表以及其他毕业设计(论文)管理工作相关表格资料由学院归档。 本条例自公布之日起执行。 江南大学机械工程学院江南大学机械工程学院 2005 年年 12 月月 本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 附件附件 1： 编 号编 号 毕业设计毕业设计(论文论文) 题目：题目： 学 院学 院 (系系 ) 专 业专 业 学 号： 学生姓名： 指导教师： (职称： ) (职称： ) 年年 月月 本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 附件附件 2： 中 文 摘 要 格 式 中文摘要 内容：300-500 字 (小 4 号宋体字) 关键词：不超过六个，中间用“， ”号分开 (小 4 号宋体) 摘要的写作注意事项 1、摘要中应排除本学科领域已成为常识的内容；切忌把应在引言中出现的内容写入摘要；一般也不要对论文内容作诠释和评论(尤其是自我评价)。 2、不得简单重复题名中已有的信息。比如一篇文章的题名是几种中国兰种子试管培养根状茎发生的研究 ，摘要的开头就不要再写： “为了，对几种中国兰种子试管培养根状茎的发生进行了研究” 。 3、结构严谨，表达简明，语义确切。摘要先写什么，后写什么，要按逻辑顺序来安排。句子之间要上下连贯，互相呼应。摘要慎用长句，句型应力求简单。每句话要表意明白，无空泛、笼统、含混之词，但摘要毕竟是一篇完整的短文，电报式的写法亦不足取。摘要不分段。 4、用第三人称。建议采用“对进行了研究” 、 “报告了现状” 、 “进行了调查”等记述方法标明一次文献的性质和文献主题，不必使用“本文” 、 “作者”等作为主语。 5、要使用规范化的名词术语，不用非公知公用的符号和术语。新术语或尚无合适汉文术语的，可用原文或译出后加括号注明原文。 6、除了实在无法变通以外，一般不用数学公式和化学结构式，不出现插图、表格。 7、不用引文，除非该文献证实或否定了他人已出版的著作。 8、缩略语、略称、代号，除了相邻专业的读者也能清楚理解的以外，在首次出现时必须加以说明。科技论文写作时应注意的其他事项，如采用法定计量单位、正确使用语言文字和标点符号等，也同样适用于摘要的编写。目前摘要编写中的主要问题有：要素不全，或缺目的，或缺方法；出现引文，无独立性与自明性；繁简失当。 英 文 摘 要 格 式 Abstract Content (与中文摘要同，Times New Roman 字体，字号同中文摘要 ) Key words: 不超过六个，中间用“， ”号分开 (字号同中文摘要 Times New Roman) 4号黑体 打印不含此框本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 毕业设计说明书毕业设计说明书(论文论文)目录格式目录格式 目目 录录(居中居中 小三黑体小三黑体) 第一章第一章 绪论绪论(宋体宋体 四号四号 加黑加黑)1 1.1 课题来源与意义(宋体 小四号 加黑)1 1.1.1 课题的意义(宋体 小四号 加黑) 1 (1.2 行距行距) 2.5cm 2.0cm打印不含此框 2.0cm 2.0cm 本科生毕业设计（论文）工作细则 江南大学机械工程学院 正文正文 2.5cm 2.0cm2.0cm常州工学院成人教育学院第 1 页 共 25 页目目 录录第第 1 1 章章 绪论绪论.31.1 毕业设计研究的意义及目的.31.2 组合机床简介.31.2.1 组合机床的组成 .31.3 组合机床的发展概况.41.4 齿轮加工机床概述.41.4.1 各种类型齿轮加工机床 .41.4.2 铣床 .4第第 2 2 章章 机床结构方案制定机床结构方案制定.52.1 组合式专用铣齿机床.52.1.1 机床的组成及配置 .52.1.2 机床的技术规格 .52.2 组合式专用铣齿机床结构.52.2.1 机床结构特点 .52.2.2 机床的冷却系统.62.2.3 机床的润滑系统 .72.2.4 机床的安全维护 .8第第 3 3 章章 机床部件设计选型机床部件设计选型.83.1 通用部件简介.83.1.1 组合机床通用部件规格、型号及其配套表 .83.2 通用部件计算选型.93.2.1 切削用量选择 .93.2.2 电机功率计算 .113.3 组合机床部件选型.123.3.1 铣削头的选择 .123.3.2 机械滑台的选择 .153.3.3 立柱的选择 .163.4 选型配套表.16第第 4 4 章章 回转工作台回转工作台.174.1 回转工作台概述.174.1.1 分度工作台 .174.1.2 铣内齿回转工作台工作原理 .174.2 驱动设备选择.174.2.1 减速机的选用 .17组合式专用铣齿机床第 2 页 共 25 页4.3 齿轮强度校验.18第第 5 5 章章 组合机床刀具及工具组合机床刀具及工具.215.1 组合机床刀具的特点.215.2 铣齿刀具的选择.225.2.1 选择铣齿刀具的主要因素 .225.2.2 指形铣刀 .225.2.3 指形刀架的主要技术性能 .22第第 6 章章 结论结论.23结束语结束语.24参考文献参考文献.25常州工学院成人教育学院第 3 页 共 25 页第第 1 1 章章 绪论绪论1.11.1 毕业设计研究的意义及目的毕业设计研究的意义及目的发展组合机床及其自动线，广泛的推广使用组合机床，对于机械制造工业，特别是汽车、拖拉机、柴油机、电动机仪器仪表以及军工部门等生产的发展，有着很重要的意义。目前，组合机床在机械制造工业中应用越来越普遍，并已经显示出巨大的优越性。本毕业设计的研究目的，就是要设计出一台组合式的铣齿机床，实现齿轮加工，提高效率，减少成本，并且在保证工作的前提下，尽可能的满足客户需求。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，使真正成为刚柔兼备的自动化装备。1.21.2 组合机床简介组合机床简介 以系列化和标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件对一种或多种工件按预先确定的工序进行切削加工的机床。兼有万能机床和专用机床的优点。通用零部件通常占整个机床零部件的 7090，只需要根据被加工零件的形状及工艺改变极少量的专用部件就可以部分或全部进行改装，从而组成适应新的加工要求的设备。由于在组合机床上可以同时从几上方向采用多把刀具对一个或数个工件进行加工，所以可减少物料的搬运和占地面积，实现工序集中，改善劳动条件，提高生产效率和降低成本。将多台组合机床联在一起，就成为自动生产线。组合机床广泛应用于需大批量生产的零部件，如汽车等行业中的箱体等。另外在中小批量生产中也可应用成组技术将结构和工艺相似的零件归并在一起，以便集中在组合机床上进行加工。1.2.11.2.1 组合机床的组成组合机床的组成 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。通用部件按配置型式，组合机床可分为单工位和多工位两大类。其中单工位组合机床按被加工面的数量又有单面、双面、三面和四面 4 种，通常只能对各个加工部位同时进行一次加工；多工位组合机床则有回转工作台式、往复工作台式、中长立柱式和回转鼓轮式 4 种。 1.2.21.2.2 组合机床的特点组合机床的特点组合机床按系列化标准化设计的由大量的通用部件和少量的专用部件组合的工序集中的高效率专用机床。它能对工件进行多刀，多轴，多面，多工位，同时加工。组合式专用铣齿机床第 4 页 共 25 页组合机床与通用机床，其它专用机床比较，具有以下特点：A. 设计和制造周期短，经济效益好。B.比通用机床生产效率高，产品质量稳定劳动强度低。C.结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。D. 产品加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。E.通用部件可以重复使用。不必进行设计和制造。F.适应大规模和自动化生产需要1.31.3 组合机床的发展概况组合机床的发展概况最早的组合机床于 1911 年在美国制成，用于加工汽车零件。1953 年，美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则。1973 年，国际标准化组织（ISO）公布了第一批组合机床通用部件标准。1975 年，中国第一机械工业部颁布了中国的第一批组合机床通用部件标准。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。1.41.4 齿轮加工机床概述齿轮加工机床概述1.4.11.4.1 各种类型齿轮加工机床各种类型齿轮加工机床齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。常用的有滚齿机，插齿机、铣齿机、剃齿机等。1.4.21.4.2 铣床铣床铣床是一种用途广泛的机床。它可以加工平面（水平面、垂直面）铣床 一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面） 、沟槽（键槽、T 形槽、燕尾槽等） 、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。常州工学院成人教育学院第 5 页 共 25 页第第 2 2 章章 机床结构方案制定机床结构方案制定2.12.1 组合式专用铣齿机床组合式专用铣齿机床2.1.12.1.1 机床的组成及配置机床的组成及配置机床主要由铣削头、动力滑台、工作台、专用工装组成，其中工作台在外周，铣削头及滑台在中央，通过工作台的分度转动实现内齿轮的加工。机床的部件选用与设计：铣削头：可以实现垂直进给，按技术要求选用标准件； 动力滑台：可以实现径向进给，选用标准件；水平移动滑台：根据加工直径的不同用来调整铣削头的水平位置，选用标准件；工作台：具有分度功能；专用工装：根据铣削头垂直行程以及工作台面的位置而设计的。2.1.22.1.2 机床的技术规格机床的技术规格1) 加工齿轮直径范围：25003500mm2) 最大加工宽度：250mm 3) 最大模数：40mm4) 主轴中心位置最大垂直移动距离：280mm5) 工作台最大直径：4000mm6) 外形尺寸：4000x4000x2000mm2.22.2 组合式专用铣齿机床结构组合式专用铣齿机床结构2.2.12.2.1 机床结构特点机床结构特点本机床主要由床身、铣削头、工作台、主轴传动、进给传动和其相应的变速操纵机构、冷却与电气设备等部分组成。现在将各部分概述如下：(1)床身部分：由床身和底座以螺钉紧固连接而成，为箱形结构的铸件，内部采用合理布筋增强刚性，是铣头、等的支承部件，床身后侧装置主传动电机，内部安装主传动系统同时也作润滑油储存槽。中部左右两侧开有两方形窗口，左边装置动变速操纵箱，右边作检查调整用，下部左右两侧则为安装电气设备壁龛；壁龛的门上设有开门断电及密封装置，底座是整个机床的支承，其上还装置冷却液泵，并兼作冷却液箱。组合式专用铣齿机床第 6 页 共 25 页主传动机构直接安装在床身内部，轴一端以弹性联轴器与主轴电机相连，轴末端以螺旋伞齿轮与立铣头相连，中间以直齿轮传递动力，各轴用滚动轴承装在床身壁上，在轴的另一端装有一制动电磁离合器作主轴制动，打开床身右侧方窗口，即可见到主要的传动部分或作检查调整。(2)铣削头部分：铣头安装在床身上部弯头的前面。铣头内装着主轴，主传动系统中输出轴上的伞齿轮与立铣头的伞齿轮啮合，在经过一对正齿轮传动而带动轴套旋转，主轴的上半部分即装于此轴套内，轴套通过滑健带动主轴一同旋转，主轴并可以在轴套内轴向移动。主轴的下半部分则以精密滚动轴承安装在轴套内，套筒能连同主轴一起相对于立铣头本体作轴向移动，最大行程为 85 毫米，用手轮操纵，当摇动手轮时，经一对伞齿轮，再传动丝杠，带动固定于套筒上的托架内的螺母，丝杠转动时，螺母则带着套筒和主轴作轴向移动，以便铣削不同深度的加工面和钻孔，如果加工的轴向精度要求高时，还可以装上千分表，以便观察和检查。主轴套筒在不同的轴向位置上都可以用手柄夹紧。(3)主轴变速操纵部分：变速操纵箱是一个独立的部件，它安装在床身左侧窗口上。利用孔盘齿轮条、拔叉操纵各滑动齿轮的位置，外露部分是转速盘手柄。为了变速时齿轮容易啮合，电气上使手柄转动过程中，主电机有一冲动，其冲动时间的长短与手柄运动的速度有关，为了避免齿轮的过度撞击，希望冲动时间短些为好，因此当手柄退回原位时，要求速度快一些，但得接近终点位置时，又必须把推动减慢，以利啮合。为了避免打开，变速不宜在主轴上高速转动中进行。(4) 进给变速部分：进给变速控制工作台的进给速度和快速移动。由进给电机和快进电机控制。(5) 工作台部分：回转工作台由电机带动减速机，减速机和齿轮通过螺栓连接，同时齿轮与三排滚柱回转支承的外齿圈啮合，同理回转支承的内齿圈通过螺栓与底座相连。制齿工装台与回转支承连接起来，所以当电机通电是，减速机带动齿轮，齿轮带动回转支承，从而实现工件的分度转动，达到生产设计的要求。(6) 冷却部分：冷却液装在机床的底座内，打开床身后罩可以看到冷却液泵将冷却液沿着管子输送到喷嘴，输送量用阀门调节。2.2.22.2.2 机床的冷却系统机床的冷却系统切削液回路先经铁屑箱，过滤后流回流油箱，在油箱内设有磁棒吸引油中的微小铁屑。（1） 切削液的作用在铣削加工过程中，切削液起到冷却、润滑、排屑的作用。若在切削液中加入防锈剂，还有防锈作用。常州工学院成人教育学院第 7 页 共 25 页（2） 切削液的选择切削液有两种：起冷却作用的水溶液、起润滑作用的油溶液和固体润滑剂。选择切削液要能满足铣削加工又要比较经济。表 2-1 列举了各种切削液对铰孔表面粗糙度影响。从表 2-1 看出，用序号 1 N5-N7 高速机油，表面粗糙度虽然不是最低，但是从经济合理以及满足工件表面粗糙度要求方面考虑，完全合适。内齿轮的表面粗糙度要求为 Ra10m，选择序号 1 N5-N7 高速机油是最合适的。表 2-1 切削液序号切削液种类表面粗糙度 mRa1N5N7 高速机油2.5210%氯化石蜡+3.5%硫化棉籽油+86.5% N5-N7 高速机油2.5320%氯化石蜡+80%高速机油1.254乳化液0.805极压乳化油0.706极压切削油（20%氯化石蜡+1%二烷基二硫代磷酸锌+79% N5-N7 高速机油0.632.2.32.2.3 机床的润滑系统机床的润滑系统机床中有两个润滑油泵润滑各个主要部件，传动箱中油泵除供给润滑油外还供给两个反向结构的电磁达到移动活塞完成反向的目的。传动箱中的油泵还润滑立柱及主刀架。机床的润滑系统：（a）整机的润滑设有油泵站，油箱上面放置齿轮油泵，其流量 Q=25 公升/分，压力P=2.5Mpa，油箱容积为 1100 公升。供立柱卸荷，润滑油泵的压力分三路输出二路供传动箱，其一供进给子及反向的驱动油缸，其二是传动箱各部的润滑、箱内还接出铜管供床身前后支架的润滑。压力油另一路通至立柱前面的油管座体。油管座体内分一路供立柱的润滑；一路经伸缩管通油至滑座及主刀架。（b）工作台的润滑是由静压油泵站分支油路，供应导轨，蜗杆支架及付传动箱。工作台主轴是静压轴承，不再供润滑油。（c）床身导轨及立柱垂直导轨的润滑是间断的，当移动时才加润滑油，在立柱侧润滑开关，手动调节，供立柱移动时的润滑。滑座右侧有润滑开关，手动调节，供滑座移动时的润滑。（d）定期加油点，主刀架主轴齿轮付加油点，主刀架后支座加油点，指形刀架加油组合式专用铣齿机床第 8 页 共 25 页点，内指形刀架加油点，切向刀架齿轮付加油点。切向刀架后支座加油点，切向刀架滑板加油点。2.2.42.2.4 机床的安全维护机床的安全维护机床在工作过程中，应注意下列事项，以确保机床安全运转。1）随时观察分度蜗轮的啮合情况，注意润滑是否充分；2）刀架后支承是否充满油；3）机床上切屑要及时清理，以免影响冷却液的回流；4）冷却箱要定期清除其吸收的铁屑；5）机床工作一段时间后，检查蜗轮运转的振摆，发现超差时及时处理；6）在加工过程中，要经常注意油压是否稳定，如果压力降低，要调整到所要求的压力，尤其特别注意油泵的滤油器有无堵塞；7）铣齿进行中停车，必须脱开进给结合子，在无进给的情况下运转几圈后再停车。第第 3 3 章章 机床部件设计选型机床部件设计选型3.13.1 通用部件简介通用部件简介3.1.13.1.1 组合机床通用部件规格、型号及其配套组合机床通用部件规格、型号及其配套表表表表 3-1 通用部件配套表名 义 尺 寸 （mm）部件名称标准号200250320400500630液压滑台HY20AHY20BHY25AHY25BHY32AHY32BHY40AHY40BHY50AHY50BHY63AHY63B机械滑台JB1521-75HJ20AHJ20BHJ25AHJ25BHJ32AHJ32BHJ40AHJ40BHJ50AHJ50BHJ63AHJ63B齿轮传动的动力箱JB1523-75XTD25TD32TD40TD50TD63侧底座JB1525-75XCC25CC32CC40CC50CC63立柱JB1526-75XCL25ACL25BCL32ACL32BCL40ACL40BCL50ACL50BCL63ACL63B立柱底座JB1527-75XCD25CD32CD40CD50CD63铣削头JB1530-75TX20ATX20BTX25ATX25BTX32ATX32BTX40ATX40BTX50ATX50BTX63ATX63B镗削头JB1531-75TA20TA25TA32TA40TA50TA63常州工学院成人教育学院第 9 页 共 25 页钻削头JB1532-75TZ20TZ25TZ32TZ40TZ50TZ63液压镗孔车端面头JB1533-75-TC25ATC25BTC32ATC32BTC40ATC40BTC50ATC50BTC63ATC63B注：注：1.表中“x” 表示标准中无此规格， “-”表示尚未设计。2. 铣削头与大一规格的滑台配套使用，其他部件均为同一规格配套使用。3.立柱型号中带“A”的用于配置液压滑台，带“B”的用于配置机械滑台。3.23.2 通用部件计算选型通用部件计算选型3.2.13.2.1 切削用量选择切削用量选择在铣床上（或者加工中心等机床上）用铣刀进行切削的过程称为铣削。铣削是一种应用非常广泛的切削加工方法。它可以对许多不同形状的表面进行粗加工和半精加工，其加工精度一般为 IT9IT8，表面粗糙度为 Ra=6.31.6m。由于铣刀多为多齿刀具，所以具有较高的生产率。本机床是设计用来铣削直齿圆柱齿轮的齿廓面的，其所使用的刀具为指形铣刀，与常规的盘形齿轮铣刀切削方式类似，故在计算铣削力和铣削功率方面采用了下面所引用的方法。(1)铣削要素铣削时调整机床的参量称为铣削用量要素，如图 3-1 示。图 3-1 铣削用量要素铣削速度铣削速度为铣刀主运动的线速度（单位为 m/min）,可用公式计算：cv10000ndvc式中 d0-铣刀直径，mm;n -铣刀转速，r/min.进刀量 进刀量是铣刀与工件在进给运动方向上的相对运动位移量。它有进给速度（） ，每进给量（f） ，每齿进给量（）等三种表示方式：fvzf组合式专用铣齿机床第 10 页 共 25 页进给速度单位时间内工件与铣刀的相对位移，单位为 mm/min.tv每进给量 f 铣刀每转一转时，工件与铣刀的相对位移，单位为 mm/r。每齿进给量 铣刀每转过一个刀齿时，工件与铣刀的相对位移，单位为 mm/zzf通常铣床铭牌上只列出进给速度，因此首先应根据具体加工条件选择,然后计算出zf，并按铭牌上实有的调整机床。三种进给量的关系为fvfvnzfnfvzf式中 z-铣刀齿数。背吃刀量背吃刀量指在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀刃pa量。它是平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为 mm。侧吃刀量 侧吃刀量平行于工作平面并垂直于切削刃基点的进给运动方向上测量的ea吃刀量，即垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为 mm。切削层横截面积 铣刀每个切削齿的切削层公称横截面积。铣刀的总DavADDDbhA 切削层横截面积应为同时参加切削的刀齿切削层面积之和。但是由于切削时切削厚度、切削宽度和同时工作的齿数均随时间变化而变化，所以总切削面积也随时间而变化，从而计算较为复杂。为了简化计算，常采用平均切削总面积这一参数，其计算公式如DavA下：00dzfaandvaavQAzpefpecDav式中 -平均切削面积，DavA2mmQ-材料切除率，min/3mm切削力一般只计算切削力，然后算出其他力的大小。计算切削力的实验公式很cFcF多，但大多较烦琐，现介绍一种简便实用的公式如下： HBSAFDavC式中：-多刃刀具切削面积的平均值，；DavA2mmHBS -被加工材料的布氏硬度。式中算出切削力为铣刀个同时工作刀齿切削力的平均值，铣刀的总切削力应为CFezCF常州工学院成人教育学院第 11 页 共 25 页与的乘积，即CFezecCzFF从式中可直接看出，工件材料的硬度很高，切削力很大。还可通过切削面积间接得知，切削时的背吃刀量和进给量的增大，都会导致切削力的增大，但是对的影pazfCFzf响要比对影响小。这一点与车削时是相同的。所以在生产中常在切削面积一定的条paCF件下，选用较小的背吃刀量和较大的进给量，以减小切削变形和振动，从而减小铣削力和铣削功率。基于以上原理，在粗铣平面时，常采用阶梯形面铣刀，使到齿在颈向和轴向呈阶梯形分布，以减小，增大。pazf3.2.23.2.2 电机功率计算电机功率计算铣削功率的计算：铣削时消耗的功率（单位为 KW）其计算方法与车削相同。即按总切削力CP和主运动的切削速度来计算：CFcv100060ccCvFP式中 的单位 N，单位为 m/min。CFcv根据实际情况，进给运动所消耗的功率一般为 0.15左右，所以总的铣削功率fPcP为：mPcfcmPPPP15. 1机床的电动功率应为=EPEP/EP式中： -机床效率，一般=0.700.85。本组合铣床铣削功率计算如下： 所需铣削加工的齿的最大模数 m=40mm，铣削加工时刀具进给速度=1.3mm/r，Zf指状铣刀转速 n=75r/min。040 7530min100010001000cd nm nvm 组合式专用铣齿机床第 12 页 共 25 页20062.187540753 . 14025. 2405 . 025. 25 . 0mmnmnfmmdzfaandvaavQAZzpefpecDavNHBSAFDavC586. 530062.18说明：由于目前所需要加工的工件的硬度一般为 HB207262，故本计算中取 HBS为 300，这也是为了以后可以对机床加工能力进行一定的扩展。NzFFecC586. 5KWvFPccC8 . 210006030586. 5100060KWPPPPcfcm3 . 315. 1为了保证机床的足够动力、载荷承受及其购买价格等要素，选用功率 5.5KW 的主轴电机。3.33.3 组合机床部件选型组合机床部件选型3.3.13.3.1 铣削头的选择铣削头的选择*1TX 系列铣削头 GB 3668.9-83本系列铣削头用于钢、铸铁及有色金属零件的平面铣削和铣槽及铣扁工艺。普通级精度的铣削头用于粗铣，采用密齿端铣刀可以进行大走刀强力铣削；高精度级(G)铣削头用于高效高精度铣削，最大进给速度可达 2500mm/min，最高加工精度：平面度 0.01-0.03/1000,表面粗糙度为。常州工学院成人教育学院第 13 页 共 25 页本铣头分为：I 型(手动移动和夹紧滑套)，II 型(带液压自动让刀机构)。 铣削头配有四种传动装置：皮带传动装置，主轴转速较高，用于有色金属的加工；尾置式传动装置，主要用于立式配置型式；手柄变速传动装置，用于要求经常改变切削速度的场合；顶置式传动装置，应用范围较广。 表 3-2 主要技术性能及配套关系主要技术性能及配套关系 主轴转速(r.p.m)型号传动装置型号功率(kw)低速组(A 型)高速组(B 型)套筒调整(mm)主轴端号(mm)刀盘直径(mm)1TX201TX20GINGe20I 型：1.1II 型：1.5125-630200-10006340(88.882)80-2001TX251TX25GINGe25I 型：2.2II 型：3100-500160-8006340(88.882)100-2501NG32I 型：3500-16001NGb3280-400125-6301NGC32125-400320-10001TX321TX32G1NGd32II 型：4III 型：5.5100-320200-630125-3201NG40400-12501NGb40I 型：7.563-320100-5001NGc40100-320250-8001TX401TX40G1NGd40II 型：1180-250160-50050(128.57)160-4001NG5015320-10001NGb5050-25080-4001NGc5080-250200-6301TX501TX50G1NGd50I 型：15II 型：18.5III 型：22低速 A 型 63-125，中速 B 型 125-250，高速 C 型 200-4008060(221.44)200-5001TX631NGb63I 型：22II 型：30III 型：3740-16080-320100250-630组合式专用铣齿机床第 14 页 共 25 页1TX63G1NGc63I 型：15II 型：18.5III 型：22IV 型：3063-200160-500注 1、1NG*为皮带传动装置；1NGb*、1NGe*为顶置式齿轮传动装置；1NGc*，为尾置式齿轮传动装置；INGd*为手柄变速齿轮传动装置。 2、订货时必须说明传动装置的型号、转速范围、电机功率 主轴端部尺寸主轴端部尺寸(JB2324-78) （单位（单位 mm）表 3-3 主轴端部尺寸表型 号 D D1 B D3 D4 D2 H L L1 d 1TX201TX20G 88.882 44.45 15.9 26 17 66.7 8 100 18 M12 1TX251TX25G 88.882 44.45 15.9 26 17 66.7 8 100 18 M12 1TX321TX32G 1TX401TX40G 128.57 69.85 25.4 42 27 101.6 12.5 140 30 M16 1TX501TX50G 1TX63 1TX63G 221.44 107.95 25.4 62 35 177.8 12.5 220 35 M20 注：1TX为普通级，1TXG 为高精度级根据铣削力和铣削功率的计算，选择型号 1TX32 的铣削头。由表 3-1 选择组合机床的其他部件。现将滑台和立柱的标准列如下。常州工学院成人教育学院第 15 页 共 25 页3.3.23.3.2 机械滑台的选择机械滑台的选择*1HJ.1HJb 系列机械滑台 GB 3668.4-83本系列机械滑台是根据国家标准 GB3688.4-83( 等效国际标准 IS02562-1973) 设计的，它是用来实现进给运动的动力部件。 1HJ 系列采用滚珠丝杠， 1HJb 系列采用铜螺母丝杠。本滑台选用优质铸铁导轨或镶钢导轨，电气挡铁安装位置有左型或右型等型式。本滑台采用 ( 两导轨之间 ) 双封闭结构，精度高；精密级采用塑料导轨板，动态性能好。本滑台刚度高，热变形小，进给稳定性高，从而保证了加工状态下 ( 负荷下 ) 的实际精度。本滑台很容易实现无级变速及数控化。所以本滑台是实现高精度柔性化的理想部件。表 3-5 主要技术性能表最大行程 (mm) 工作进给 快速移动 型号 滑台台 面宽 (mm) 滑台台 面长 (mm) I II III 最大 进给 力(N) 电机 功率 (kw) 速度范围 mm/min 电机 功率 (kw) 移动 速度 (m/min) 制动器额定制动扭矩(Nm) 1HJ25 1HJ25M 20.6380 8.01 1HJb25 1HJb25M 250 500 250 400 8000 0.37 20.8383 1.1 8.07 20 1HJ32 1HJ32M 19.14530.8 1HJb32 1HJb32M 320 630 400 630 12500 19.22533.4 7.8 1HJ40 1HJ40M 9.62425.8 1HJb40 1HJb40M 400 800 400 630 1000 20000 0.55 或 0.75 15.4681.4 1.1 或 1.5 6.3 50 1HJ50 1HJ50M 12.3561 6.8 1HJb50 1HJb50M 500 1000 400 630 1000 32000 1.5 或 2.2 12.2557 2.2 成 3 6.03 100 组合式专用铣齿机床第 16 页 共 25 页1HJ63 1HJ63M 12.5569 6.16 1HJb63 1HJb63M 630 1250 400 630 1000 50000 12.3561 6.8 注：最大进给力为在滑台中心线上距台面高等于台面宽 1/2 处所能保证的进给力。本设计中需要用到两个机械滑台,水平移动滑台用来调整铣削头的水平位置，满足各种不同直径大小的工件加工；垂直径向滑台用来实现径向进给，实现刀具切削。又因为要满足组合机床的通用部件配置，因此机械滑台的选型是一样的，只是滑台的行程不一样。3.3.33.3.3 立柱的选择立柱的选择立柱、立柱底座是滑台的支承部件，它与相应的液压滑台及机械滑台配套，用以组成立式组合机床及其自动线。3.43.4 选型配套表选型配套表由切削用量计算得到电机主轴功率,从而对组合机床的通用部件基本选型如下图 3-8 所示:表 3-8 选型配套表选型型号1T X32 传动型号1NGb32功率5.5KW主轴转速500-160080-400r/m刀盘直径125-320mm铣销头外形910mm320mm590mm型号1HJ40台面宽长400mm800mm行程400mm、630mm最大进给力20000N滑台外形1873mm473mm320mm立型号1CLb40常州工学院成人教育学院第 17 页 共 25 页柱800mm500mm2785mm注：水平机械滑台选用行程 630mm，垂直径向滑台选用行程 400mm.第第 4 4 章章 回转工作台回转工作台4.14.1 回转工作台概述回转工作台概述回转工作台是数控铣床、数控镗床、加工中心等数控机床不可缺少的重要附件 ( 或部件 ) 。它的作用是按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，以使数控机床能完成指定的加工工序。常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。 4.1.14.1.1 分度工作台分度工作台 分度工作台的功能是完成回转分度运动，即在需要分度时，将工作台及其工件回转一定角度。其作用是在加工中自动完成工件的转位换面，实现工件一次安装完成几个面的加工。由于结构上的原因，通常分度工作台的分度运动只限于某些规定的角度；不能实现 范围内任意角度的分度。 为了保证加工精度，分度工作台的定位精度 ( 定心和分度 ) 要求很高。实现工作台转位的机构很难达到分度精度的要求，所以要有专门定位元件来保证。按照采用的定位元件不同，有定位销式分度工作台和鼠齿盘式分度工作台。 4.1.24.1.2 铣内齿回转工作台工作原理铣内齿回转工作台工作原理回转工作台由电机带动减速机，减速机和齿轮通过螺栓连接，同时齿轮与三排滚柱回转支承的外齿圈啮合，同理回转支承的内齿圈通过螺栓与底座相连。制齿工装台与回转支承连接起来，所以当电机通电是，减速机带动齿轮，齿轮带动回转支承，从而实现工件的分度转动，达到生产设计的要求。4.24.2 驱动设备选择驱动设备选择 4.2.14.2.1 减速机的选用减速机的选用回转支承的摩擦力矩（主要是由于外载所引起的摩擦力矩）：LrLakrDFDFMM05. 21 . 42驱动回转支承所需功率：组合式专用铣齿机床第 18 页 共 25 页55. 91nMMPrr其中， 径向负荷 KNrF 轴向负荷 KNaF 倾翻力矩 KNmkM 滚道中心圆直径 mLD 摩擦系数 角速度 每分钟转速n 传动效率计算如下：=177.43 KN =1774 KN = 0 KN =4000mmaFrFkMLD=0.003 =0.5r/m =0.75n带入数据计算：LrLakrDFDFMM05. 21 . 42 =4177405. 2443.17701 . 42003. 0 =1282.78Nm =1.28KNm由于考虑到其他参数影响的情况下，取参考系数为 1.5，因此=1.281.5 =1.92 KNmMr通过查阅湖北行星减速机产品目录得，选取减速机型号为 PX190 的产品。4.34.3 齿轮强度校验齿轮强度校验工作台驱动部分齿轮的强度分析：所设计的机床的工作台部分的驱动使用的是直齿圆柱齿轮传递运动的形式，使用的是小齿轮驱动回转支承的形式。工作过程中，回转支承转速为 0.5r/min，回转支承上部负荷总计为：轴向力 Fa=177428N，径向力 Fr=17742.8N，倾翻力矩 Mk=0。工作台每天工作24 小时，使用寿命 10 年，间歇转动，齿轮为非对称放置，轴的刚性较大，原动机为伺服常州工学院成人教育学院第 19 页 共 25 页电动机，工作机载荷为轻微冲击载荷。，181Z1802Zmmm24mmb1801。大齿轮（回转支承）材料为 42CrMo，调质，小齿轮材料为 45，调质。齿mmb1702轮精度为 10 级，则有如下计算：以下所有图与表均查来自钟毅芳，吴昌林主编,机械设计（第二版） 武汉：华东科技大学出版社，20011） 、确定许用应力查图 3-16，得；MPaHH7002lim1lim查图 3-17，得；MPaFF2802lim1lim查表 3-4，取，；1 . 1minHS5 . 1minFS1012ZZu6221062. 224365105 . 06060tanN76211062. 2101062. 2uNN查图 3-18，得 ，；1 . 11NZ3 . 12NZ查图 3-19，得 。121NNYYMPaMPaSZHNHHP7001 . 11 . 1700min11lim1MPaMPaSZHNHHP27.8271 . 13 . 1700min22lim2MPaMPaYSYNFSTFFPFP33.3731 . 112280minlim212）验算齿面接触疲劳强度条件a)计算工作转矩回转支承的摩擦力矩（主要是由于外载所引起的摩擦力矩）：LrLakrDFDFMM05. 21 . 42驱动回转支承所需功率：55. 91nMMPrr组合式专用铣齿机床第 20 页 共 25 页其中， 径向负荷 KNrF 轴向负荷 KNaF 倾翻力矩 KNmkM 滚道中心圆直径 mLD 摩擦系数 角速度 每分钟转速n 传动效率LrLakrDFDFMM05. 21 . 42 1282804Nmm28. 147428.1705. 24428.17701 . 42003. 0KNm55. 91nMMPrrKW1 . 0075.55. 95 . 028. 1b)确定载荷系数 K工作机为回转工作台，可以认为有轻微冲击，查表 3-1 ，。齿轮精度较25. 1AK高，取；齿轮非对称布置，取；。06. 1vK08. 1K1 . 1K574. 11 . 108. 106. 125. 1KKKKKvAc)计算齿面接触应力查图 3-11， 。查表 3-2，。MPaZE8 .189因齿数较多，取。86. 0ZubduKTZZZEHH212) 1(2常州工学院成人教育学院第 21 页 共 25 页21262.151043201701101282804574. 1288. 08 .1895 . 2HPHPMPa齿面接触强度满足要求。3） 、验算轮齿弯曲强度由图 3-14 查得，；92. 21FaY15. 22FaY查图 3-15 得，。取。53. 11SaY84. 12SaY68. 0YYYYmbdKTSaFaF222222262. 068. 084. 115. 22443201701282804574. 12FPMPa221121SaFaSaFaFFYYYY170. 084. 115. 253. 192. 262. 0FPMPa故两齿轮的轮齿弯曲强度都满足要求。第第 5 5 章章 组合机床刀具及工具组合机床刀具及工具5.15.1 组合机床刀具的特点组合机床刀具的特点组合机床刀具是组合机床主要组成部分之一。组合机床刀具设计、制造和使用的情况，将影响到组合机床加工出零件的质量、组合机床的生产率及经济效果。要使组合机床刀具很好的工作，就必须了解组合机床刀具与一般刀具不同的特点。（1） 要求有较高的耐用度和可靠性，并用于装卸和调整。（2） 有较高的复合程度（3） 有良好