　　　本文介绍了BL台式车床的进给结构的设计过程，主要为机械元件的设计。因BL台式车床为小型车床，故在各个部分和零件的计算和选用过程中在满足设计要求的前提下（刚度、强度等），尽量选用尺寸较小的部件和零件。BL台式车床的进给结构的设计包括了五部分的设计。第一部分，BL台式车床总体方案设计；第二部分，进给箱的设计；第三部分，丝杠、光杠的设计；第四部分，溜板箱的设计；第五部分，刀架的选用。

　　　进给箱是台式车床的主要部件之一，其作用是实现进给量的变换和各种螺纹螺距的变换。丝杠与光杠用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。它的功能是装夹刀具，使刀具作纵向、横向或斜向进给运动。

关键词：BL台式车床进给箱丝杠与光杠溜板箱进给结够

Abstract

　　This article introduces the design process of feeding structure of BL bench-type lathe, mainly for the design of mechanical components. Because BL bench-type lathe is small lathe, so under the premise of each part and parts of computation and selection process meet the design requirements (stiffness, strength, etc), we try to choose smaller parts and components. The structure design of BL bench-type lathe includes five parts design. The first part, the general scheme design. The second part, feed box design. The third part, screw, light poles design. The fourth part, slip board box design. The fifth part, the selection of cutter.

　　Feed box is one of the main parts of bench-type lathe, its role is to realize the federate and various thread pitch transformation. Screw and light poles are to connect feed box and slip board box, and pass on the movement and power of feed box to slip board box, to make slip board box get longitudinal straight-line move. Slip board box: is the manipulation of feeding movement lathe box, equipped with light poles and screw rotation movement into cutter linear motion institution. Through the light poles transmission realize the longitudinal cutter feeding movement, traverse movement and move fast, through the screw drive to make cutter get longitudinal linear motion, in order to cut screw thread. Its function is clamping tool, make cutter for vertical, horizontal or inclined feed movement.

Key words: BL bench-type lathe Feed box Screw and light poles Slip board box Feed structure

1　绪论1

数控车床的概念3

4.2　计算切削力36

4.2.1　横切端面36

4.2.2　纵车外圆37

4.3　丝杠37

4.3.1　计算进给牵引力37

4.3.2　计算最大动负载C37

4.3.3　滚珠丝杠螺母副型号的选择38

4.3.4　传动效率计算38

4.3.5　刚度验算39

5.4 横向进给丝杠47

2　计算载荷Fc(N)47

3　计算额定动载荷计算值48

4　确定丝杠型号以及有关数据48

3.5.5　稳定性验算(采用F-S)49

6　效率验算50

3.5.7　刚度验算50

5.6 轴承的选择和验算51

7 总　结54

参考文献56

　　　　　　　　2. BL 台式车床的总体方案设计

2.1 BL 台车的主要参数

型号

主要参数BL-1220BL-1230BL-1340

加

工

能

力床身上最大回转直径304mm304mm330mm

横滑板上最大回转直径170mm170mm204mm

中心距500mm750mm1000mm

主

轴主轴孔径 40mm

主轴内孔锥度 Morse NO.5

主轴转速范围（9）级　　　　　60-2000(9steps)

进

给公制/英制螺纹范围0.25-9mm(20kinds)/4-72Inch(33kinds)

模数制/径节制螺纹范围0.25-3.5mm(12kinds)/8-144D.P(kinds)

尾

架尾架套筒直径 10mm

尾架套筒行程 115mm

　　　　主电机　　　　　　1.1/1.5kw

表 1

2.2 机床设计的基本要求

（1）保证有较高的加工精度和被加工表面较小的表面粗糙度；

（2）尽可能的提高生产力和自动化程度;

（3）机床应有较高的可靠性和较长的寿命。

2.3 机床组建的设计要求

（1）主轴部件是机床的重要部件之一，其通常有主轴，主轴轴承和安装在主轴上的传动件等组成。在机床工作时，有主轴带动工件或刀具直接参加表面成形运动，因此对主轴有以下较高要求：应有较高的旋转精度和刚度，刚度不足，将使主轴在切削力和传动力的作用下，产生较大的弹性变形，并且还容易引起振动这样不仅会降低加工精度和表面光洁度，也还好使齿轮等传动件和轴承等因不能均匀受力而恶化工作条件。主轴还必须有较高的抗振性和足够的耐磨性，以便能长期的保持精度。BL系列台式车床的主轴箱有主传动系统和进给换向机构两部分组成，主传动系统采用了分支传动链，高速时传动链很短；同时由主轴部件进行了精度的平衡，机床噪音低，热变形小。

（2）进给箱满足体积小，重量轻、结构简单、使用方便、效率高及质量好的要求。在使用要求方面，首先应满足机床的运动特性的要求和具有较高的传动效率，还应便于操纵，确保安全，便于观察、调整和维修。进给箱内的传动件应能传递一定的功率和扭矩，具有较高的刚度、强度、耐磨和抗振性等方面的性能，并应运转平稳和噪音小。

（3）床身应具有足够的刚度，在许用最大载荷作用下，其变形量不得超过许用值，以保证机床的加工精度。另外，床身还应有良好的抗振性

　　　机床是使用切削方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。它是制造机器的机器,称为“工作母机”习惯上称为机床。机床的母机属性决定了它在国民经济中的重要地位,机床的技术水平直接影响机械制造工业产品质量和劳动生产率,标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平[1]。在当前的制造业中，生产效率低、成本高是一种普遍现象。在机械设备的设计及制造中，因为不同的用户对设备有不同的要求，使得设备有多种型号即使同种型号也有不同规格。

　　　车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。在我国香港等地也有人叫旋床。

　古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。　普通车床　主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置。　主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。　进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。　丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。　溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。刀架：有两层滑板(中、小滑板)、床鞍与刀架体共同组成。用于安装车刀并带动车刀作纵向、横向或斜向运动。尾架：安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾架主要用来安装后顶尖，以支撑较长工件，也可安装钻头、铰刀等进行孔加工。床身：是车床京都要求很高的带有导轨(山形导轨和平导轨)的一个大型基础部件。用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。冷却装置：冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削液加压后喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，润滑加工表面，以提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量。

数控车床的概念

　　　　　机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。普通机床经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力，使原来不能解决的许多问题，找到了科学解决的途径。数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。要学好数控车床理论和操作，就必须勤学苦练，从平面几何，三角函数，机械制图，普通车床的工艺和操作等方面打好基础。因此，必须首先具有普通车工工艺学知识然后才能从掌握人工控制转移到数字控制方面来，另一方面，若没有学好有关数学、电工学、公差与化合及机械制造等深内容，要学好数控原理和程序编制等，也会感到十分困难。熟悉零件工艺要求，正确处理工艺问题。由于数控机床加工的特殊性，要求数控机床加工工人既是操作者，又是程序员，同时具备初级技术人员的某些素质，因此，操作者必须熟悉被加工零件的各项工艺（技术）要求，如加工路线，刀具及其几何参数，切削用量，尺寸及形状位置公差。只有熟悉了各项工艺要求，并对出现的问题正确进行处理后，才能减少工作盲目性，保证整个加工工作圆满完成。　　　BL 系列台式车床是一种小型车床，在制造业中主要用于中小型零件的加工，不同的用户对其有不同的要求，从而使得BL系列台车有多种形式，因此该台式车床有着个性化的设计特点。针对这种情况，我们对台式车床的不同规格、不同用户的设计要求进行总结，以获得其产品配置知识，并利用CAD计算机辅助设计软件，对台车的各个组成部件进行参数化设计。

　　本设计主要是对进给结构进行相关设计，说明书分为五大部分。第一部分；BL台式车床总体方案设计；第二部分，进给箱的设计；第三部分，丝杠、光杠的设计；第四部分，溜板箱的设计；第五部分，刀架的选用。

　　　在第一部分BL台式车床总体的设计方案中，首先说明了机床设计的基本要求，即保证有较高的加工精度和被加工表面较小的表面粗糙度，尽可能提高其生产力和自动化程度以及较高的可靠性和较长的寿命。在满足上述要求的前提下，根据BL台车的主要参数，提出了台车组件的设计要求。同时规定了该台车的总体布局，即将主轴箱固定在床身的左端，进给箱固定在床身的左侧前端，溜板箱与刀架的最下层——纵向溜板相连，尾座安装在床身右端的尾座导轨上，床身固定在左右床腿上。

　　　进给箱是台式车床的主要部件之一，其作用是实现进给量的变换和各种螺纹螺距的变换。一般机床的进给箱主要分为三跨：左边一跨内螺纹种类的移换机构；中间一跨内为基本组；右边一跨内为扩大组。由于本设计的台车尺寸较小，其进给箱虽然也分为三跨，但我们将左跨内螺纹种类的移换机构放在主轴箱中，在其内布置了变速机构。在BL台车进给箱的设计过程中，首先介绍了进给箱的组成和应满足的要求。接着进行了BL台车进给箱设计方案的选择。由于该台式车床是一种小型化的车床，因此选择了两轴滑移式结构。在变速机构中选择三联滑移齿轮来进行啮合传动。对进给箱内的传动轴提出了强度和刚度方面的具体要求。在丝杠和光杠的运动转换机构中选择了啮合式离合器来实现这种运动转换。另外对操纵机构的设计也提出了相关的要求。

　　　其次，我们对涉及到的齿轮、轴以及轴承等零件进行了设计和校核。

　　　接着，我们对箱体内各元件进行了布置。箱体内轴线的布置，即与相同的形状有关，也与操纵机构的设计有关。齿轮在轴上的布置和排列方面，我们将固定齿轮安装在一根轴上。并且满足在一个变速传动组内，当变换转速时，使一个处于啮合的齿轮完全脱开后，另一个齿轮才进入啮合。传动轴安装时，选用单列向心球轴承安装在转动轴两端，且每根传动轴的轴承成对使用。我们将传动轴通过轴承在箱体内的轴向固定选为两端固定的方式。在确定齿轮的宽度时将大小齿轮的宽度设计为相同。

　　　丝杠、光杆、溜板箱、刀架是进给结构的重要组成部分。主要计算确定丝杠光杠的型号，刚度和强度是否满足要求以及溜板箱内部齿轮的确定和其之间的配合。最后正确的选用刀架。　　　刀架：刀架部件由几层刀架组成，它的功能是装夹刀具，使刀具作纵向、横向或斜向进给运动。

　　　要根据车床的具体用途、加工的零件种类以及用户的要求等方面进行考虑。BL系列台式车床是一种小型的车床，它只要达到普通车床的用途即可，即：能车削内外圆柱面，内内外圆锥面、环槽及成形回转表面；车削端面及加工各种常用的公制、英制、模数制和径节制螺纹；能够进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花等操作。鉴于此，在设计BL系列台式车床的刀架和拖板时选择普通的方刀架，大、中、小拖板均可。这种刀架可以同时装夹四把车刀或四组刀具，方刀架体可以转到四个位置（间隔90度），从而使四把刀轮流进行车削。　　

7 总　结

　　　进给结构的设计是机床设计中比较复杂也比较重要的一部分，我们将其分为三大方面的内容，一是机床总体的设计方案，二是进给箱设计方案的选定，三是丝杠和光杠的选定，四是溜板箱设计方案选定，五是刀架的选用。在进给箱选定时，针对BL系列台车的独特特点，我们选择了最适合的其结构特点的设计方案——两轴滑移式结构。

　　　经过这次毕业设计,我体会到任何一向设计都是不容易的。要经过严格的计算、选择，重要的是要与实际相结合，才能设计出经济、实用的产品，这也是设计的主要目的之一。同时我也意识到自己还有许多不足之处，知识掌握得不够牢固，今后需要不断的努力来弥补自己的不足。

　　　通过分析设计题目和要求之后，特别是机械部分的计算，有时不只一次计算，还要进行多次反复的计算和校核，可能才能符合要求。同时还必须不断翻阅多本参考书目，查找所需的相关信息。所以通过这次毕业设计我又重新学习了很多知识，对我以后的发展已到了非常重要的作用。

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BL系列台式车床进给结构装配图.gif

离合器.gif

三联齿轮.gif

丝杆.gif

轴.gif

轴套.gif

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