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BL系列台式车床进给结构设计【13张图/22800字】【优秀机械毕业设计论文】

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BL系列台式车床进给结构设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A0-装配图.dwg

A2-丝杆.dwg

A2-短轴.dwg

A3-三联齿轮.dwg

A3-离合器.dwg

A3-蜗杆.dwg

A3-蜗轮.dwg

A3-轴.dwg

A3-轴套.dwg

A3-销.dwg

A3-销轴.dwg

A4-齿条.dwg

A4-齿轮.dwg

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关键词：: bl 系列台式车床进给结构设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，56页。22800字。
中期报告一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共13张，如下所示
A0-装配图.dwg
A2-丝杆.dwg
A2-短轴.dwg
A3-三联齿轮.dwg
A3-离合器.dwg
A3-蜗杆.dwg
A3-蜗轮.dwg
A3-轴.dwg
A3-轴套.dwg
A3-销.dwg
A3-销轴.dwg
A4-齿条.dwg
A4-齿轮.dwg

摘要
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

目录
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C 37
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

一、选题的目的和意义：
用以改变机床切削时的进给量(见切削用量)或改变表面形成运动中刀具与工件相对运动关系的机构。车床的进给结构是保证工件的精度的重要部件。先进、精确的进给机构更能保证工件的精度，研究车床的进给结构对提高车床的加工精度有着更加重要的地位，因此，更多的企业愿意花更多的人力和物力在这方面，以期待获得更大的效益，对车床的发展起到推进作用。

二、国内外研究现状简述：
进给箱利用交换齿轮﹑滑移齿轮﹑棘轮机构﹑拉键机构﹑迴曲机构﹑摆移塔齿轮机构﹑双轴滑移公用齿轮机构和三轴滑移公用齿轮机构等(见图改变进给量的机构 )实现进给量的改变。
採用交换齿轮﹑滑移齿轮和无级改变进给量的机构基本上与机床变速箱中的相同﹐但进给机构为恆扭矩传动﹐速度较低﹑功率较小。
棘轮机构曲柄滑块机构使棘爪按顺时针方向摆动﹐推动棘轮转过一个角度﹐并由此传动进给丝杠以实现进给运动。当棘爪逆时针方向摆动时﹐棘轮不动。进给量是通过改变棘爪每摆动一次时棘轮所转过的齿数来调整的﹐因而是等差数列的。棘轮机构通常用於间歇进给的机床﹐如刨床﹑插床和磨床等。
拉键机构齿轮Z 1～Z 是紧固在轴Ⅰ上的﹐齿轮Z ～Z 是空套在轴Ⅱ上的﹐但可以通过能在该轴空心部分中滑动的拉键与轴相联。把拉键拉到不同齿轮的键槽中即可得到Z 1/Z ﹑Z 2/Z …Z /Z 共k个传动比﹐实现等比数列或等差数列的进给量。这种机构结构紧凑﹐操纵方便﹐可使用斜齿轮﹐但刚度较差﹐工作时所有齿轮都在嚙合运转﹐噪声和空转损失较大﹐常用於钻床中。
迴曲机构又称梅安特机构﹐由德文Mander(迂迴曲摺之意)一词而得名。单个的齿轮Z 1 固定在轴Ⅰ上﹐双联齿轮 Z 1Z 2和Z 3Z 4分别空套在轴Ⅰ和轴Ⅱ上。轴Ⅲ上的滑移齿轮Z 5可以在4个不同位置上与轴Ⅱ上的4个齿轮Z 4 嚙合﹐从而得到4个按等比数列排列的传动比﹐其公比为(Z 1/Z 2 )×(Z 3/Z 4)。这种机构尺寸紧凑﹐操纵简单﹐所有双联齿轮可製成两种规格或一种规格﹐工艺性较好﹔但工作时所有齿轮都在嚙合运转﹐噪声和空转损失较大﹐主要用作普通车床中的螺距增倍机构。
摆移塔齿轮机构这种机构为美国人W. P. 诺顿於1892年所创製﹐故又称诺顿机构。轮Z 可沿轴Ⅰ滑动﹐而Z b可绕轴Ⅰ摆动﹐这样可使中间齿轮 Z b与轴Ⅱ上的Z 1﹑Z 2…Z 中的任一个齿轮嚙合﹐并得到k个按等差数列或其他规律排列的传动比。这种机构齿轮数目较少﹐没有多餘空转的齿轮。原来的结构由於存在摆移齿轮及其手柄﹐箱体上开有长孔﹐机构刚度和箱体密封性都较差。后改进为封闭箱体﹐性能有所改善﹐但结构稍复杂。诺顿机构主要用作普通车床的螺距变换机构。

三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段:
1、发挥独立工作能力设计中发现问题，应该首先自己考虑，提出自己的看法和意见，和指导老师一同研究，不应向指导老师要答案，对设计中的错误和解决途径，可由教师提出，但具体答案也应该由自己去找。 2、设计时应贯彻边画、边算、边修改的设计方法。 3、及时检查和整理计算结果。 4、借阅图书馆的相关书籍及手册、通过网络查找相关资料。 5、向老师请教一些难点、疑点。

四、主要参考文献与资料获得情况：
老师给的一些基本资料，一些网上搜索的资料和一些企业的相似产品的资料等等。
下面是一些毕业设计中要用的参考资料： 1．《机械设计》（第四版）邱宣怀主编高等教育出版社1999； 2.《金属切削机床设计》戴曙主编，机械工业出版社1981； 3．《机床设计手册》机械工业出版社1982； 4．《机械设计手册》第二册（上册）机械工业出版社1978；
五、毕业设计,进度安排（按周说明）：
(1)收集资料,选择毕业设计课题（需要0.25周）； (2)进行文献综述,写开题报告,写毕业实习报告，进行英语翻译（需要一周）；(3)进行相关技术设计,查阅资料参考文献及资料,并进行需求分析（需要0.5周）；(4)编写毕业论文提纲；(5)根据毕业论文的格式确定并编写初步的毕业论文(需要2周左右)；(6)对毕业设计报告进行修改（需要0.25周）；(7)进一步进行归纳总结(需要0.5周)；(8)准备答辩（需要2.5周）

BL系列台式车床进给结构设计

内容简介：: 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师：张燕职称：副教授所在院（系）：机械与动力工程系教研室（研究室）：机械教研室题目列台式车床进给结构学生姓名程勉强专业班级 07 机制 2 班学号 0720150131 一、选题质量：（主要从以下四个方面填写： 1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求； 2、题目难易程度； 3、题目工作量； 4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度） 1. 在用了在大学中所学的各种知识，通过设计加深了对所学知识的认识。选题符合专业培养目标，能体现综合训练要求。 2通过这一个月的设计、计算，我感觉题目难易适中。 3. 题目的工作量大，需要计算和考虑的东西较多，包括了进给箱的设计、丝杠和光杠的设计、溜板箱的设计。 4. 式车床在各种机械加工过程中经常用到，如何提高其加工精度也是各个厂家研究的重点，它对经济的发展也做出了重要的贡献。因此列台式车床进给结构的设计与生产、科研、经济等是紧密相连的。二、开题报告完成情况：完成三、阶段性成果：四、存在主要问题：五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语指导教师：（签名）年月日机械加工介绍（中英文对照） 1 to do is on of do it do to be a of of in of a is of a It is of or or s on of on on an in or to of On to be in a to in of is is in a on at of It a of at it of a in a of to a be at a of 8 in a on be by to An is to a or of a is on it is of in or a be of of be be of A on of a in An on be on of to is is a 1 6 in be in of by of a of a is by is as is of be on a It is on is be in of be in on in 05 10 2 4 10 219 4 8 up 270 0 up 6582 a 30 13 in to be on a on a or of on is 0% of In a is in of s t is by in to or of is of in 2 ne of in of is to C, is of of is to to of of of of a C a to a to be it be a as a to of it C to of in C a of an of to of an so NC in of C in 950s by In NC to a to be to a of to a up is in to be to 959 of is a C to of PT a in on to be by A to on of a in of a of C at in A of It to or a by a on a to be If it to 00 of a it to 00 of a of to of a as a of in as a of of it of it or to on To in a of it to a It to as as to be a C of a as by as In a to a in to an a it is to as on a to of 3 he of a of in in s by a of as of of on a on on of be in of an on by a In an be be of a a In 00 00 it is to In on a of of of a in of a of an in of on on of be if is is on be on In in be on be On is a is on of o to be to of To a an a a or a as up of a of do to be it is to it is of of us to a to by a is a is is a or A of is in be a an a a of a of By be to do be A is a is an of a 1. is 2. is to It is or 3. is is 4. is It is of is 5. is to of A us to a by a be as a as is in . as It be is a is is to be f is so is a is to a it a a be in by a to in of 重杠杆臂用力增益 in a 某种较为方便的方式面力臂载力（重力）性杆度增益入力文中为作用力出力文中为载荷力或阻力 B in to do In or to to of s to in to of in of or by of We in we a We do in an is be as or A is it in it to It is by of in it to an as an an is to to do of is be as or on a or to by of or We on (. of is to a in A is an in a of is A is in a be to By in a a of to at in a in to on as a to a of is in a or is in in bit 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计开题报告题目名称列台式车床进给结构学生姓名程勉强专业班级 07 机制 2 班学号 0720150131 一、选题的目的和意义：用以改变机床切削时的进给量 (见切削用量 )或改变表面形成运动中刀具与工件相对运动关系的机构。车床的进给结构是保证工件的精度的重要部件。先进、精确的进给机构更能保证工件的精度，研究车床的进给结构对提高车床的加工精度有着更加重要的地位，因此，更多的企业愿意花更多的人力和物力在这方面，以期待获得更大的效益，对车床的发展起到推进作用。二、国内外研究现状简述：进给箱利用交换齿轮滑移齿轮棘轮机构拉键机构迴曲机构摆移塔齿轮机构双轴滑移公用齿轮机构和三轴滑移公用齿轮机构等(见图改变进给量的机构 )实现进给量的改变。採用交换齿轮滑移齿轮和无级改变进给量的机构基本上与机床变速箱中的相同但进给机构为恆扭矩传动速度较低功率较小。棘轮机构曲柄滑块机构使棘爪按顺时针方向摆动推动棘轮转过一个角度并由此传动进给丝杠以实现进给运动。当棘爪逆时针方向摆动时棘轮不动。进给量是通过改变棘爪每摆动一次时棘轮所转过的齿数来调整的因而是等差数列的。棘轮机构通常用於间歇进给的机床如刨床插床和磨床等。拉键机构齿轮 Z 1 Z 是紧固在轴上的齿轮 Z Z 是空套在轴上的但可以通过能在该轴空心部分中滑动的拉键与轴相联。把拉键拉到不同齿轮的键槽中即可得到 Z 1/Z Z 2/Z Z /Z 共 k 个传动比实现等比数列或等差数列的进给量。这种机构结构紧凑操纵方便可使用斜齿轮但刚度较差工作时所有齿轮都在嚙合运转噪声和空转损失较大常用於钻床中。迴曲机构又称梅安特机构由德文迴曲摺之意 )一词而得名。单个的齿轮 Z 1 固定在轴上双联齿轮 Z 1Z 2 和 Z 3Z 4 分别空套在轴和轴上。轴上的滑移齿轮 Z 5 可以在 4 个不同位置上与轴上的 4 个齿轮 Z 4 嚙合从而得到 4 个按等比数列排列的传动比其公比为 (Z 1/Z 2 )(Z 3/Z 4)。这种机构尺寸紧凑操纵简单所有双联齿轮可製成两种规格或一种规格工艺性较好但工作时所有齿轮都在嚙合运转噪声和空转损失较大主要用作普通车床中的螺距增倍机构。摆移塔齿轮机构这种机构为美国人 W. P. 诺顿於 1892 年所创製故又称诺顿机构。轮 Z 可沿轴滑动而 Z b 可绕轴摆动这样可使中间齿轮 Z b 与轴上的 Z 1 Z 2Z 中的任一个齿轮嚙合并得到 k 个按等差数列或其他规律排列的传动比。这种机构齿轮数目较少没有多餘空转的齿轮。原来的结构由於存在摆移齿轮及其手柄箱体上开有长孔机构刚度和箱体密封性都较差。后改进为封闭箱体性能有所改善但结构稍复杂。诺顿机构主要用作普通车床的螺距变换机构。三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段 : 1、发挥独立工作能力设计中发现问题，应该首先自己考虑，提出自己的看法和意见，和指导老师一同研究，不应向指导老师要答案，对设计中的错误和解决途径，可由教师提出，但具体答案也应该由自己去找。 2、设计时应贯彻边画、边算、边修改的设计方法。 3、及时检查和整理计算结果。 4、借阅图书馆的相关书籍及手册、通过网络查找相关资料。 5、向老师请教一些难点、疑点。四、主要参考文献与资料获得情况：老师给的一些基本资料，一些网上搜索的资料和一些企业的相似产品的资料等等。下面是一些毕业设计中要用的参考资料： 1机械设计（第四版）邱宣怀主编高等教育出版社 1999； 2.金属切削机床设计戴曙主编，机械工业出版社 1981； 3机床设计手册机械工业出版社 1982； 4机械设计手册第二册（上册）机械工业出版社 1978；五、毕业设计 ,进度安排（按周说明）： (1)收集资料 ,选择毕业设计课题（需要）； (2)进行文献综述 ,写开题报告 ,写毕业实习报告，进行英语翻译（需要一周）； (3)进行相关技术设计 ,查阅资料参考文献及资料 ,并进行需求分析（需要 (4)编写毕业论文提纲； (5)根据毕业论文的格式确定并编写初步的毕业论文 (需要 2 周左右 )； (6)对毕业设计报告进行修改（需要）；(7)进一步进行归纳总结 (需要 )； (8)准备答辩（需要）六、指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定）：指导教师：（签名）年月日本科毕业设计（论文）题目院（系部）专业名称年级班级学生姓名指导教师年月日河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 I 摘要本文介绍了要为机械元件的设计。因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。第一部分，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：进给箱丝杠与光杠溜板箱进给结够河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 of L of L is so of of we to L of is of of is to to on of to to is of to in to is or 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 ey BL 录 1 绪论 . 1 数控车床的概念 . 3 算切削力 . 36 切端面 . 36 车外圆 . 37 杠 . 37 算进给牵引力 . 37 算最大动负载 C . 37 珠丝杠螺母副型号的选择 . 38 动效率计算 . 38 度验算 . 39 向进给丝杠 . 47 2 计算载荷 ) . 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 定性验算 (采用 . 49 6 效率验算 . 50 度验算 . 50 承的选择和验算 . 51 7 总结 . 54 参考文献 . 56 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 1 绪论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。脚踏车床 1797 年，英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床，并于 1800 年采用交换齿轮，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817 年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。为了提高机械化自动化程度， 1845 年，美国的菲奇发明转塔车床。 1848 年，美国又出现回轮车床 1873 年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 20 世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率， 40 年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。 50 年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于 60 年代开始用于车床， 70 年代后得到迅速发展。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。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 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。国机床行业的研究现状改革开放以来，我国机床行业取得了突飞猛进的发展，但是跟国外同河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 行业相比，我过机床事业还是有很大的不足，国产机床的发展仍然难以支撑国民经济和国防军工的需要。与世界先进水平相比差距仍然十分明显。具体表现在以下几个方面。 (1) 产量总体规模已居世界前列。 2005年金切机床产量 45万台，为“十五”初的；锻压机床产量 63万吨，是“十五”初的 005年机床工具全行业工业总产值 1260亿元，是“十五”初期的均年增长约 26%，其中金属加工机床产值达到了 51亿美元，总体经济规模已超过意大利，跃居世界第三位。其中，数控机床产值从“九五”末的五”末的平均增长数控金切机床的产量从“九五”末的五”末的均增长达到数控机床产量占全部机床的比重同时由长到 2005年的 (2) 产品技术水平明显提高在常规数控机床领域，如数控车床、立式加工中心、数控铣床、数控镗床、数控齿轮机床、数控磨床、电加工机床、数控重型机床和数控成形机床等一大批产品，我国已经拥有自主知识产权，具有较强的市场竞争力，基本满足国内需求。在高档数控机床研发方面取得了新的突破，代表产品有五轴联动横梁移动式高速龙门铣床、五轴联动龙门加工中心、五轴联动车铣中心、五轴联动立式叶片加工中心。 (3) 产业组织结构初步优化随着近年来机床行业的快速发展，其产业组织结构也得到了明显优化。 2005 年，数控机床年产量达到 1000 台的企业已有 11家。数控机床年产量前 10名企业的产量集中度达到沈阳机床集团公司年产数控金切机床达到 10008 台，大连机床集团公司年产数控金切机床 4734 台，双双进入世界数控金切机床生产大企业行列。截至 2006年 6月，共有大连机床、沈阳机床、秦川机床、上海电气机床集团、哈尔滨量具刃具集团公司、北京第一机床厂、杭州机床集团公司等 7 家国内企业，并购了 10家国外知名的机床工具企业，在国际化经营中迈出了可喜的一河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 步，提高了中国机床工业在国际上的知名度，为行业引进技术、发展成套和扩大出口创造了条件。目前，我国是机床生产大国，但不是机床制造强国，国产机床的发展仍然难以支撑国民经济和国防军工的需要。与世界先进水平相比差距仍然十分明显。一是国产高档数控机床在品种、水平和数量上远远满足不了国内发展需求。尽管近几年国产机床市场销售量不断提高，至 2005年进口机床在国内市场占有率仍高达 60%，其中汽车、航空、航天、兵器、造船、通用机械等行业是主要进口大户。 2002 2005 年，我国已经连续四年成为世界最大的机床进口国，以 2004 年进口为例，从日本、台湾、德国进口分别占国内市场二是国产功能部件和数控系统发展滞后，成为数控机床产业发展的瓶颈，尤其是为高档数控机床配套的关键功能部件和数控系统。三是机床制造企业技术装备水平不高，行业制造能力、综合管理和服务能力等方面不能满足市场快节奏的要求。我国机床行业的发展前景 21 世纪 ,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机 ,也遭遇到加入技术层面上来讲 ,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。 (1) 高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术，使追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。 (2) 多功能化动换刀机构 (刀库容量可达 100 把以上 )的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。 (3) 智能化控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对统本河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。 (4) 数控编程自动化算机应用技术的发展，目前数控技术发展的新趋势。它是利用制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成件加工程序，以实现集成。随着术的发展，当前又出现了成的全自动编程方式，它与编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的据库获得。 (5) 可靠性最大化床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计，以实现故障自恢复；利用各种测试、监控技术，当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。 (6) 控制系统小型化数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。列台式车床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；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，但我们将左跨内螺河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 纹种类的移换机构放在主轴箱中，在其内布置了变速机构。在先介绍了进给箱的组成和应满足的要求。接着进行了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。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 2. 式车床的总体方案设计车的主要参数型号主要参数工能力床身上最大回转直径 3040430滑板上最大回转直径 1707004心距 50050000 轴主轴孔径 40轴内孔锥度轴转速范围（ 9）级 60进给公制 /英制螺纹范围 043模数制 /径节制螺纹范围 28(尾架尾架套筒直径 10架套筒行程 115南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 主电机 1 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。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。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河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 和较小的热变形，以保证工件的加工表面质量和加工精度。在于床身允许的最大回转直径只有 330我们将其固定在床腿上。（ 4）导轨是连接主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、床脚和防护板等部件的载体，它的功用是导向和承载，即引导运动部件沿一定轨迹准确的运动，并承受运动部件及其上安装的重量和切削力。导轨是机床的关键部件之一，其性能的好坏，将直接影响机床的加工精度、承载能力和使用寿命。因此，它满足以下的基本要求：要有足够高的导向精度，这是保证机床加工精度的前提，因而它是对导轨的最基本要求。同时他还有较高的耐磨性、足够的刚度和低速运动的平稳性。此外，导轨还要结构简单，工艺性好，便于间隙调整，具有良好的润滑和防护等。在本设计中我们用的是导轨的组合形式，为双三角形导轨组合。该种组合形式导向精度高，磨损后能自动补偿间隙，精度保持性较好；但加工、检修困难，要求四个表面都接触良好，且其工艺性差。（ 5）对于刀架的选择，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。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、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。 L 台车的总体布局（ 1）主轴箱固定在床身的左端，工件通过卡盘等夹具装夹在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 轴带动工件按规定的转速旋转，以实现运动。（ 2）进给箱固定在床身的左侧前端。进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变机动进给的进给量或所加工螺纹的导程。（ 3）溜板箱与刀架的最下层纵向溜板箱相连，与刀架一起作纵向运动，功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有各种操纵手柄和按钮。（ 4）刀架可沿床身上的刀架导轨作纵向移动，刀架部件有几层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向、斜向运动。 (5)尾座安装在床身右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。（ 6）床身固定在左右床腿上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。其整体结构去下图所示。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 3 车进给箱的设计给箱的组成和要求一般来说，机床的进给箱有以下几部分组成：变换螺纹导程和进给量的变换机构，变换螺纹种类的移换机构、丝杠和光杠转换机构、以及操纵机构等。进给箱的功用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需的各种机动进给量。加工不同种类的螺纹由调整进给箱中的移换机构和挂轮架上的挂轮来实现。相似，也有以上几部分组成。进给箱首先应满足运动方面的要求，如变速范围、变速级数、转速或进给量数列等。此外，还要具有较高的传动效率，保证传动件具有足够的强度或刚度，降低噪声，提供抗振性和耐磨性，操纵方面，并具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏等。固定在床身左前面，内装有进给变速机构，用来变换进给量和各种螺纹的导程，进给运动链使刀架实现纵向或横向的进给运动及变速换向。如图 1 进给链从主轴起经换向机构、挂轮、进给箱，再经光杠或丝杠，溜板箱最后至纵溜板或横溜板。电动机主换向机构主轴刀架车纵挂轮进给换向机构丝杠螺母河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 图 1求进给传动链的变速机构能严格准确地按照标准螺距数列来变化。所以普通车床进给传动链的变速机构（包括挂轮和进给箱的变速机构）主要是依据各种螺纹的标准螺距数列的有要求，同时兼顾到以便车削的进给量范围来设计的。传动链中的螺纹进给传动链是主轴一转，刀架移动程 T=中 1ici ai ut 1=其中 ic,ia,别为传动链中固定传动比，挂轮传动比。进给箱传动给箱切螺纹机构设计方法、英制螺纹、模数螺纹和径节螺纹的功能，机床的纵向丝杠螺纹用公制，螺距 2主轴每转一下，刀架移动量为 T 毫米，这即为车削螺纹的导程值。对于单头螺纹是螺距值，因此当螺纹的基本参数不是用螺距表示时必须将其加以换算，然后代入式（具体方法如下：进给箱变速机构转换机构光杠转换机构河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 公制螺纹：其基本参数为螺距 t(因而 T= 英制螺纹：基本参数 l 为每一英寸长度内包含的牙数 a 即 a（牙 /英寸）因而，英制螺纹的螺距为 4.5/ 模数螺纹：公制螺杆上的螺纹称模数螺纹，它的基本参数是以螺杆相啮合的蜗轮模数 m（表示，因而，模数螺纹的螺距 m；径节螺纹：英制蜗杆上的螺纹称为径节螺纹，它的基本参数是以与螺杆相啮合的蜗轮参数径节节的（牙 /英寸）其中分别为蜗轮的齿数和分度圆直径（英寸），即蜗轮或齿轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数。因而径节螺纹的导程为： / 于是根据式（得车削 4种螺纹的运动平衡式分别为： 1i ci ai ut 1=T=t( 1i ci ai ut 1=5.4/a( 1i ci ai ut 1= m( 1i ci ai ut 1=( 从上各式中可知，为了车削一定范围的螺纹就必须根据各种螺纹的标准数列变换传动链中的可变换传动比。一、米制螺纹将常用的米制螺纹标准数据 t 的数列 1、 2、、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12排列成下表河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 表标准米制螺纹导程 1 3 7 8 9 10 11 12 由表中可以看出各横行的螺距数列是等差数列，而纵列是等比数列即 1、 2、 4、 8 的公比数是 2，根据这些特点，在进给箱中可用一个变速组来变换得到某一横行的等差数列，这个变速组的传动比应是等差数列，通常称为基本组。以此为基础，再串联一个扩大组，把基本组得到的螺距按 1： 2： 4： 8关系增大或缩小，而得到全部螺距数列，此扩大组通常称“增倍组”。根据进给传动降速机构在后的原则，取、 1/2、 1/4、1/8。机床所能加工的其他三种螺纹中，径节螺纹较少用，这三种螺纹的公称参数列在表表螺纹种类螺纹公称参数螺纹种类参数代号单位螺距 S（公制螺纹螺距 P =制螺纹每英寸牙数 a 牙 /英寸 Ta=a 模数螺纹模数 m m=节螺纹径节寸 P 由表 1以看出，常用的四种螺纹的螺距值之间有如下关系：公制和英制螺纹及模数和径节螺纹之间的倒数关系和特殊因子为河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19 制和模数螺纹及英寸和径节螺纹之间特殊因子为。上述倒数关系和特殊因子的关系都要在设计切螺纹系统时给予解决。现将车床上这四种螺纹所能加工的螺距 T 及其和公制螺纹的关系列于表表倍比关系公制及模数螺纹（ T及 m） 1/32 1/16 1/8 1 1/4 1/2 6 7 8 9 10 12 11 注：内数值为模数螺纹所独有。表式车床加工英制及径节螺纹的基本参数排列倍比数英制及径节螺纹 8 (56) (64) (72) (80) (88) (96) 4 28 32 36 40 44 48 2 14 16 18 19 20 22 24 1 7 8 9 10 11 12 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 1/2 4 5 6 1/4 2 3 ：（）内数值为径节螺纹独有。从表中可以看出这四种螺纹的基本参数有一个共同的变化特点，即在横行上是等差数列，而在纵行上按 2 倍的关系扩大或缩小，我们可以考虑到用车公制螺纹的基本组和扩大组来加工另外三种螺纹。二、模数螺纹我们只需改变公制螺纹传动链中的某个传动比，使平衡式左边产生一个特殊因子，以便在运动中与螺距而变换基本组和增倍组的传动比，就可以像公制螺纹那样，得到分段等差数列的模数系列。三、英制螺纹它和公制螺纹螺距数列有两点区别： a、英制螺纹每英寸牙数 a=25.4/a(，基本组的传动比变为 1/么就可以利用具有等差数列的传动比 b、英制螺纹的螺距数值中有一个数字因子需要改变其中的某些传动比，使平衡式左边能产生一个因子此外，当英制螺纹要车制 9时，公制螺纹的基本组少两个传动比，故在表 9和们仅仅为了与英寸与径节螺纹统一而列入的。故表河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21

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