5F分析报告.doc

广州大学机械设计制造及其自动化特色专业5F 分 析 报 告分析项目：铣床班级：报告人姓名：学号：报告日期：广州大学机电工程系一、前言随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，给机械制造业的生产方式、产品结构和产业结构带来了深刻的变化。铣床作为金属切削机床之一，利用铣刀进行切削加工。它的特点是以多齿刀具的旋转运动为主运动，而进给运动可根据加工要求，由工件在相互垂直的3个方向中作某一方向运动实现。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、链轮乖、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。本设计报告以实验室的XA6132型万能升降台铣床为研究对象。二 、5F分析Function 用铣刀进行切削加工，在满足润滑条件、温度和负荷功率的情况下工作。Form 1、 结构特点万能铣床的外形结构，主要有床身、悬梁、主轴、工作台、主轴变速盘等组成。（具体参数见附录） 2、加工工艺范围 3、运动类型铣床的主运动是主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动。铣床的进给运动是工件相对于铣刀的移动。悬梁可以沿着水平方向移动，刀杆支架可以在悬梁上水平移动，以便安装不同的轴。铣床的辅助运动是工作台在6个方向的快速移动，即升降台沿垂直导轨的上下移动、溜板沿水平导轨的横向移动、溜板可转动部分的导轨上作垂直于主轴线方向的纵向移动，以及工作台的前后移动。在万能铣床中，主要有主轴电动机、进给电动机、冷却液泵电动机、启动按钮、电源开关、瞬动开关等控制电器，如图所示，这些控制电器将控制铣床进给和升降运动。4、铣削方式（1）端铣和周铣用分布于铣刀端平面上的刀齿进行的铣削成为端铣，用分布铣刀圆柱面上的刀齿进行的铣削称为周铣，如图所示。（2）逆铣和顺铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相反时，称为逆铣。铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相同时，称为顺铣。逆铣和顺铣时，由于切入工件时的切削厚度不同，以及刀齿与工件的接触长度不同，故铣刀磨损程度不同。实践表明：顺铣时铣刀耐用度可比逆铣时提高23倍，表面粗糙度也可以降低。但顺铣不宜用于铣削带硬皮的工作。逆铣时，工件受到的纵向分力与进给运动的方向相反(见下图)，铣床工作台丝杠与螺母始终接触，而顺铣时工件所受纵向分力与进给方向相同，本来是螺母螺纹表面推动丝杠(工作台)前进的运动形式，可能变成由铣刀带动工作台前进的运动形式。由于丝杠、螺母之间有螺纹间隙，就会造成工作台窜动，使铣削进给量不匀，甚至还会打刀。因此铣床上必须配备消除螺纹间隙的装置，才能采用顺铣；否则，只能采用逆铣。5、孔盘变速操纵机构XA6132型铣床的主运动变速操纵机构采用孔盘变速操纵机构。如右图所示为孔盘变速操纵机构原理图。由孔盘3，齿条2和，齿轮4及拨叉1组成。拨叉1固定在齿条2的左端，用它来拨动滑移齿轮。齿条2和右端有圆形推杆，推杆上有直径不同的两段台阶、，齿轮4与齿条2和啮合。在孔盘3的不同直径圆周上钻有直径大小不同的两种孔，齿条上、两段台阶可分别插入孔盘3的相应的孔中。孔盘3山可以沿轴向方向移动，离开两齿条后孔盘3还可能转动。孔盘3圆周上的孔与齿条2和的推杆、台阶对应有三种工作位置，控制拨叉有左、中、右三种位置：如右图a表示孔盘无孔与齿条轴2相对时，向左推进孔盘，其端面推齿条轴2左移，而齿条轴2又通过与齿轮4啮合转动，推动齿条轴右移并插入孔盘的大孔中，直至齿条轴的轴肩与孔盘端面相碰为止。这时，拨叉1拨动三联齿轮处在左端啮合位置。当孔盘两个小孔与齿条轴相对推入孔盘时，两轴的小轴肩靠在孔盘端面而使滑移齿轮处在中位，如图b所示。若孔盘无孔处对着齿条轴时，将其推至左端而使齿条轴2移至最右端滑移齿轮被拨至右位，如图c所示。孔盘变速操纵机构的操纵过程是：向右移动孔盘，使孔盘与二齿条的推杆脱开，然后根据所需要的转速(拨叉位置)转动孔盘，再把孔盘向左移动，推动二齿条，使拨叉和滑移齿轮得到一个新的工作位置。X6132型万能升降台铣床的变速操纵机构立体示意图如图所示。该变速机构操纵了主运动传动链的二个三联滑移齿轮和一个双联滑移齿轮，使主轴获得十八级变速，孔盘每转改变一种速度。变速是由手柄l和速度盘4联合操纵。变速时，将手柄1向外拉出，使手柄1绕销子3摆动而脱开定位销2，然后逆时针转动手柄1约250度，经操纵盘5、平键带动齿轮套筒6转动，再经齿轮9使齿条轴10向右移动，其上拨叉11拨动孔盘12右移并脱离各组齿条轴；接着转动速度盘4，经心轴，一对锥齿轮使孔盘12转过相应的角度(由速度盘4的速度标记确定)；最后反向转动手柄时，通过齿条轴10，由拨叉将孔盘12向左推人，推动各组变速齿条轴作相应的移位，改变三个滑移齿轮的位置，实现变速，当手柄l转回原位并由销2定位时，各滑移齿轮达到正确的啮合位置。变速时，为了使滑移齿轮在移位过程易于啮合，变速机构中设有主电动机瞬时冲动控制。变速操纵过程，齿轮9上的凸块8压动微动开关7（），瞬时接通主电动机，使之产生瞬时点动，带动传动齿轮慢速转动，使滑移齿轮容易进入啮合。6、纵向进给操纵机构如图所示为纵向进给操纵机构结构示意图。拨叉轴6上装有弹簧7，在弹簧力的作用下，拨叉轴具有向左移动的趋势。操纵手柄18在中间位置时，凸块2顶住轴6，使其不能在弹簧力作用下左移，离合器无法啮合，从而使进给运动断开。此时，手柄18下部的压块16也处于中间位置，使控制进给电动机正转或反转的微动开关15(SQl)和微动开关17(SQ2)均处于放松状态，因而进给电动机不转。将手柄18向右扳动寸，压块16也向右摆动，触压微动开关15，使进给电动机正转。同时，手柄垂直轴14中部叉子13向左摆动，并通过销子12带动摆动轴11，摆块1及固定在摆块上的凸块2逆时针转动，使其凸缘离开拨叉轴6，从而使轴6及拨叉5在弹簧7 的作用下左移，并使牙嵌离合器右半块左移，与左半块4结合，接通工作台向右的纵向进给运动。 将手柄18向左扳动时，凸块2顺时针转动，同样不能顶住轴6。离合器也能得以结合。此时压块16向左摆动，触压动微动开关17，使进给电动机反转，从而使工作台得到向左的纵向进给运动。机床侧面另有一侧手柄可通过杠杆（图中未示出)及销子10拨动摆块1下部的叉子9，亦能使门块2及压块16摆动从而控制纵向进给运动。7、横向及垂直进给操纵机构如图所示，横向及垂直进给运动由一个可以前后、上下扳动的手柄1进行操纵。前后扳动手枘l，可通过手柄前端的球头带动轴8及与其用销连接的鼓轮7作轴向移动；上下扳动手柄1时，可通过毂体9上的键槽、平键2、轴8使鼓轮7在一定角度范围内往复转动。在鼓轮两侧安装着四个微动开关，其中SQ3及SQ4用于控制进给电动机的正转和反转；SQ7用于控制电磁离介器；SQ8用于控制电磁离介器。鼓轮7的圆周上有带斜面的槽(见图中E-E、F-F截而图)。鼓轮在移动或转动时，可通过槽上的斜面使顶销3、4、5、6压动或松开微动开关SQ7、SQ8、SQ3和)SQ4，从而实现工作台前、后，上、下的横向或垂自进给运动。向前扳动手柄1时，鼓轮7向左移动，其圆柱面压下顶销3，从而使微动开关SQ3动作，进给电动机十转；与此同时，鼓轮圆柱面又顶起顶销5，压动微动开关SQ7，使控制横向进给的电磁离合器通电接合，从而实现工作台向前的横向进给运动。向后扳动手柄1时，鼓轮?7向右移动，其圆柱面压下顶销4，微动开关SQ4动作，进给电动机反转；同时，顶销5仍处于鼓轮圆柱面上，压住微动开关SQ7，使离合器通电接合。此时，工作台得到向后的横向进给运动。向上扳动手柄l时，鼓轮7顺时针转动，顶销4被斜面压下，微动开关SQ4动作，进给电动机反转，此时顶销6处于鼓轮7的圆柱面上，从而压动微动开关SQ8，使电磁离合器接合。这样就使工作台向上移动。向下扳动手柄时，鼓轮7逆时针转动，顶销3被压下，触动微动开关SQ3，进绐电动机正转，此时顶销6仍处于鼓轮7的圆柱面上，使离合器接合。这样就使工作台向下移动。操纵于柄1处于中间位置时，顶销3、4均位于鼓轮的凹槽之中，微动开关SQ3和SQ4均处于放松状态，进给电动机不运转。同时顶销5、6也均位于鼓轮7的槽中，放松微动开关SQ7和sQ8，使电磁摩擦离合器及均处于失电不接合状态，故工作台的横向和垂直均无进Physics TypeEquationDescription切削速度切削速度是指主运动在最大切削直径上的线速度，单位为D刀具最大切削直径（mm）N刀具的转速（）进给速度 （） （）进给量是指工件或刀具每转一周，刀具与工件之间沿进给方向的相对位移。外圆车削的进给量是指工件每转一周刀具沿进给方向移动的距离，单位铣削是，由于铣刀是多齿工具，所以规定了每齿的进给量，单位是。每齿进给量、进给量和进给速度之间的关系切削深度切削深度是指待加工表面与已加工表面的垂直距离单位为式中 工件待加工表面的之间（）已加工表面的之间（）Flow 以铣床的工具为研究对象质量流 = 0= 0= 0初始状态，发动机未起动，刀具的质量没有发生变化 = 0= 0= 0初始工作状态，发动机启动，轴带动刀具转动，其转速不断增加，刀具的质量没有发生变化 = 0= 0= 0工作平衡状态，发动机匀速转动，轴带动刀具转动，其转速不变，刀具的质量没有发生变化 = 0= 0= 0工作结束状态，发动机停止工作，轴的转速降低，刀具的转速也降低，刀具的质量没有发生变化能量流 = 0 = 0 = 0初始状态，发动机未起动，轴没有转动，刀具没有转动，刀具的能量没有发生变化 = = 0 = 初始工作状态，发动机起动，输入能量，轴的转速不断增加，刀具获得能量，跟着转动 = = = 0平衡状态，发动机匀速转动，轴匀速转动，刀具也匀速转动，输入的能量与输出的能量达到一个平衡 = 0 = = 工作结束状态，发动机停止工作，没有能量输入，轴的转速不断减小，刀具的转速也不断减小，刀具的能量不断损耗，直至为零三、分析结论XA6132是一种高效率的加工机械，在机械加工和机械修理中得到广泛的应用。系统的分析过程也是对学习的总结过程，更是进一步学习和探讨的过程。在这个过程中，通过老师的讲解，课后在图书馆和利用网络查阅相关资料，对机械的工作原理有了进一步的理解和掌握，对系统分析有了切身的认识与体会。在分析过程中体会到理论必须与实践相结合。可以天马行空的去想，但还需脚踏实地的去实践，去探索。通过收集大量资料，可以发现实际应用中有很多的差异，出现很多意想不到的问题。许多问题在书本上是这样，而在实际运用中却是另一回事，在经过多次的分析之后，才能认清这个系统。参考文献1 白婕静，万宏强.机械制造工程学M.北京：兵器工业出版社，20082 马光.机械制造工程学 M. 杭州: 浙江大学大学出版社, 20083 韩广兴.企业电工技能学用速成 M. 北京: 电子工业出版社, 20094 王英杰，金 升.金属工艺学M. 北京: 高等教育出版社, 20085 丁树模.机械工程学 M. 北京: 机械工业出版社, 20036 黄 海，谢国明.数控铣床与加工中心实训教程 M. 北京: 国防工业出版社, 2008附录XA6132型万能铣床的主要技术参数项 目单 位XA6132B1-400W工作台工作面积 宽*长mm320*1250400*1600承载重量kg500800T型槽数目个33T型槽宽度mm1818T型槽间距mm7090行程X向（工作台纵向）手动/机动mm700/680900/880Y向（滑座横向）手动/机动mm255/240315/300Z向（升降台垂向）手动/机动mm320/300380/360主轴最大回转角度deg4545转速r/min30-1500300-1500转速级数Step1818锥孔.ISO7：24 NO.50ISO7：24 NO.50轴向移动距离mm.垂直导轨面至工作