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精密深孔加工扭振装置设计【7张图/8500字】【优秀机械毕业设计论文】

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精密深孔加工扭振装置设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A0-装配图.dwg

A1-偏心轴.dwg

A1-底板.dwg

A2-主轴.dwg

A2-大轴承底座.dwg

A3-小轴承底座.dwg

A3-弹性夹头.dwg

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编号：618559 类型：共享资源大小：829.77KB 格式：RAR 上传时间：2016-03-07 上传人：木*** IP属地：江苏

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关键词：: 精密加工装置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，28页。8500字。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共7张，如下所示
A0-装配图.dwg
A1-偏心轴.dwg
A1-底板.dwg
A2-主轴.dwg
A2-大轴承底座.dwg
A3-小轴承底座.dwg
A3-弹性夹头.dwg

摘要
振动钻削是振动切削的一个分支,它与普通钻削的区别在于钻孔过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。振动方式主要有三种,即轴向振动(振动方向与钻头轴线方向相同)、扭转振动(振动方向与钻头旋转方向相同)和复合振动(轴向振动与扭转振动迭加)。其中,轴向振动易于实现,工艺效果良好,在振动钻削中占主导地位。振动的激励方式主要有超声波振动、机械振动、液压振动和电磁振动。其中,超声波振动的频率通常在16ｋＨｚ以上,所以也称为高频振动钻削;其它三种振动方式的频率一般为几百赫兹,故称为低频振动钻削。振动钻削改变了传统钻削的切削机理。在振动钻削过程中,当主切削刃与工件不分离(不分离型振动钻削)时,切削速度、切削方向等参数产生周期性变化;当主切削刃与工件时切时离(分离型振动钻削)时,切削过程变成脉冲式的断续切削。当振动参数(振动频率和振幅)、进给量、主轴转速等选择合理时,可明显提高钻入定位精度及孔的尺寸精度、圆度和表面质量,减小出口毛刺,降低切削力和切削温度,延长钻头寿命。振动钻削良好的工艺效果已引起国内外研究者的普遍关注。

关键词：振动钻削；电机；带传动；偏心轴；主轴

ABSTRACT

Vibration drilling is a branch of vibratory cutting, and it is the difference between ordinary drilling borehole process through the vibrating device bit with workpiece occurs between the relative motion of controllable. There are three main vibration mode, namely axial vibration (vibration direction and drill axis torsional vibration (same), with bits direction of vibration rotation direction the same) and complex vibration (axial vibration and torsional vibration superposition). Among them, the axial vibration easy to realize and good results, in process of vibration drilling dominant. The incentive ways mainly have the vibration ultrasonic vibration, mechanical vibration, hydraulic vibration and electromagnetic vibration. Among them, the ultrasonic vibration frequency usually 16kHz above, so in high frequency vibration drilling, also called; The other three vibration mode frequency general for hundreds of Hertz so called the low frequency vibration drilling. Vibration drilling has changed the traditional drilling cutting mechanism. In vibration drilling process, when the main cutting edge with workpiece are not isolated (not separated type vibration drilling), cutting speed, cutting parameters such as periodic changes direction produced; When the Lord when the cutting edges and workpiece when separated type cut from (vibration drilling), cutting process into pulsing concentres cutting. When the vibration parameters (vibration frequency and amplitude), feeding, reasonable selection of spindle speed etc, can obviously increase the penetration positioning accuracy and pore size precision, roundness and surface quality and reduce export burr, reduce the temperature of cutting force and cutting, prolong drill life. Good vibration drilling process effect by the domestic and international researchers already popular attention.

Key words： vibration drilling； motor； Belt transmission； Eccentric shaft； spindle

目录
1 绪论 1
1.1 振动钻削技术的发展历史 2
1.2 振动钻削的机理 1
2 装置设计 4
2.1 装置总体方案 4
2.2 电机的选择 6
2.3 带传动设计 8
2.4 偏心轴及其附件设计 12
2.5 主轴及其附件设计 18
2.6 底板设计 23
参考文献 24
致谢 25
附录 26

课题名称精密深孔加工扭振装置

内容及任务
1结构特征、装配性能要求；
2.机械加工工艺方案设计；
3.装配图、零件工作图设计；
4.撰写设计说明书（论文）。

拟达到的要求或技术指标 1.完成不少于3张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的1号图纸，同时至少有折合1号图幅以上的图纸用手工绘制；
2.按要求格式独立撰写不少于12000字的设计说明书，且“中文摘要”不少于400字；
3.至少翻译一篇本专业外文文献（10000个以上印刷符号），并附译文；
4.查阅到10篇以上与题目相关的文献；
5.要求设计的夹具总体方案先进、合理，符合国家标准；设计计算、校核正确无误；
6.可调整夹具中可调整、可更换元件精度要求高，位置要准确，安装、调整和检验要方便；
7.制定出合理的装配工艺规程，确保产品质量、提高生产效率、降低生产成本。

进度安排起止日期工作内容备注
2.28-3.11（2周）
3.14-3.25（2周）
3.28-6.3（10周）
6.6-6.10（1周）毕业设计调研
集中实习
毕业设计
答辩时间
主要参考资料 [1] 濮良贵.纪名刚.机械设计[M].第七版.高等教育出版社.2001年 125～197
[2] 刘鸿.材料力学[M].第三版.高等教育出版社.2007年35～58
[3] 马晓湘.钟均祥. 画法几何及机械制图[M] 第二版华南理工大学出版社 2000年117～125
[4] 上海电器科学研究所. 中小型电机产品样本[M] 机械工业出版社1994年27～56
[5] 王光斗.王春福.机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社 1980年 120～140
[6] 杨黎明.黄凯李.恩至陈.仕贤.机械零件设计手册 [M]国防工业出版社1993 年 87～95
[7] 张耀宸. 机械加工工艺设计实用手册 [M] 航空工业出版社 1993年
[8] 隈部淳一郎. 精密加工振动切削基础与应用 [M] 机械工业出版社 1985年 179～226
[9] 李祥林, 薛万夫 ,张日升振动切削及其在机械加工中的应用 [M] 北京科技出版社 1985年 65～98
[10] 姜大志.孙俊兰.振动切削技术与零件加工表面完整性工具技术[J] 200221(5)19～22

提纲(开题报告2000字以上)：
1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解
2. 阅读文献资料进行调研的综述
3. 根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划）
精密深孔加工扭振装置设计开题报告
一、文献调研
孔加工是金属切削加工中最常用的加工工艺。据统计,孔加工的金属切除量约占切削加工总金属切除量的1/3,钻头的产量约占刀具总产量的60%。目前用于加工微小孔的工艺方法虽然较多,但应用最广泛、生产实用性最强的仍是采用麻花钻钻削加工。随着对孔加工质量和效率的要求不断提高,传统的钻削工艺已显示出极大的局限性,而近年来迅速发展的振动钻削工艺则日益显示出其独特的优势及广阔的应用前景。振动切削加工是20世纪60年代发展起来的一种先进制造技术,它通过在常规的切削刀具上施加高频振动,使刀具和工件发生间断性的接触,从而使传统切削模式发生了根本性的变化。由于此变化解决了传统切削加工中固有的难题,如切削中的振动和切削热变形等,从而得到了优良的切削效果。迄今为止世界各国虽然在振动切削某些现象的解释上,某些参数的选择上还有一些差别,但对它的工艺效果是一致公认的。作为精密机械加工和难加工材料加工中的一种新技术,它已经渗透到各个加工领域,出现了各种复合加工方法,使传统的加工技术有了一个飞跃。研究表明,由于其在一定范围内能够有效地解决难切削材料的加工及其精密切削加工方面的问题并在加工中具有一系列的特点,因而越来越引起人们的重视而受到世界各国的瞩目。在普通切削中,切削是靠刀具与工件的相对运动来完成的。切屑和已加工表面的形成过程,本质上是工件材料受到刀具的挤压,产生弹性变形和塑性变形,使切屑与母体分离的过程(见图1)。在这种刀具始终不离开切削的普通切削中,刀具的作用包括两个方面:一个是刀刃的作用;一个是形成刀刃的刀面的作用。由于刀刃与被切物接触处局部压力很大,从而使被切物分离。刀面则在切削的同时撑挤被切物,促进这种分离。普通切削中,伴随着切屑的形成,由于切屑与刀具之间的挤压和摩擦作用,将不可避免地产生较大的切削力,较高的切削温度,使刀具磨损和产生切削振动等有害现象。基于这种思想,在和有害的自激振动现象作斗争中产生了一种新的切削方法——振动切削。
二、对课题任务的学习理解
振动削即是通过在切削刀具上施加某种有规律的、可控的振动,使切削速度、背吃刀量发生周期性的改变,从而得到特殊的切削效果的方法。振动切削改变了工具和被加工材料之间的空间与时间存在条件,从而改变了加工(切削)机理,达到减小切削力、切削热,提高加工质量和效率的目的。振动切削按所加频率不同可分为高频振动和低频振动,低频振动仅仅从量上改变切屑的形成条件,主要用来解决断屑问题以及与此相关的一系列问题。而超声振动(高频振动)切削已经使切屑形成机理产生重大变化,可以提高被加工材料的可加工性,提高刀具寿命和工件加工质量。超声加工的工艺效果来自刀具和工件之间的分离运动,即它是一种脉冲式的断续切削过程。所以,作为精密加工和难加工材料加工中的一种新技术,它的切削效果已经得到世界各国的一致公认,认为它是传统加工技术的一个飞跃。振动切削技术是在研究了切削加工本质的基础上所提出的一种精密加工方法,它弥补了普通切削加工的不足,但并不能完全取代普通切削加工,而有一定的适用范围,主要有以下几方面:
(1)难切削材料的加工
不锈钢、淬硬钢、高速钢、钛合金、高温合金、冷硬铸铁以及陶瓷、玻璃、石材等非金属材料由于力学、物理、化学等特性而难以加工,如采用超声振切削则可化难为易。例如用硬质合金刀具振动车削淬硬钢(35～45HRC)外圆、端面、螺纹与镗孔时,不但提高了平行度、垂直度与同心度,而且可达到“镜面”的表面粗糙度,也可用金刚石刀具进行振动精密加工。又如钛历来只能以磨削和研磨作为精加工,现用硬质合金刀具振动车削时,其端面上的最大表面粗糙度值可达Ra=2～3μm,最佳时可达Ra=0.5μm。此外,用普通切削加工石墨与氧化铝等材料时得不到平整的加工表面,只有采用超声振动才能产生微粒式的切削分离并得到整齐的加工表面。国外用超声振动能顺利地切削富铝红柱石,如果将超声波能源切断,工件会马上损坏,根本无法加工。
(2)难加工零件的切削加工
如易弯曲变形的细长轴类零件,小径深孔、薄壁零件,薄盘类零件与小径精密螺纹以及形状复杂、加工精度与表面质量要求又较高的零件,用普通切削与磨削加工很困难,用振动切削,既可提高加工质量,又可提高生产效率,例如用硬质合金车刀超声振动精车细长的退火调质铝棒(Φ7.2mm,长220mm)的外圆,振动频率为F=21.5kHz,振幅为A=15μm,f=0.05mm/r,ap=0.01mm,用全损耗系统用油作为切削液,加工后可获得工件直径精度为4μm,最大表面粗糙度值Ra=1μm。又如超声振动精镗有特殊钢制成的薄壁圆筒(工件长70mm,孔径15mm,壁厚1mm),在镗过的50mm长度上可测出内孔精度为4μm,最大表面粗糙度值Ra=3μm。
(3)高精度、高表面质量工件的切削加工
与普通切削相比,振动切削时切屑变形与切削力小,切削温度低,加工表面上不产生积屑瘤、鳞刺与表面微裂纹,再加上表面硬化程度较大,表面产生残余压应力小,切削过程稳定,容易加工出高精度与高表面质量的工件。例如前述的超声振动车削软铝制成的细长轴(长200mm,7mm)时可得到圆度2μm、圆柱度3μm/170mm的加工精度。超声车削Φ5mm的电动机整流器铜线时,可得到Ra=0.05μm的镜面,用其他加工方法是不可能达到的。
(4)排屑、断屑比较困难的切削加工
钻孔、铰孔、攻螺纹、剖断、锯切、拉削等切削加工时,切屑往往处于半封闭或封闭状态,因而常不得不由于排屑断屑困难而降低切削用量,这时如果用振动切削则可比较顺利地解决排屑断屑,保证加工质量与提高生产效率。随着科学技术的发展和进步,超声波振动切削作为一种新技术正在逐步渗透到各个领域,对超声波振动切削的研究和开发也越来越受到人们的普遍重视。我国在振动切削技术研究利用方面和国外相比有较大差距,大力加强高速超高速磨削加工技术的研究、推广和应用,对提高我国机械制造业的加工水平和加快新产品开发具有十分重要的意义。
三、初步拟定执行方案
（1）完成毕业设计的选题和开题报告；
（2）进行毕业设计课题任务的调研调研；
（3）进行工艺及结构设计，完成数据的计算工作；
（4）绘制零件图和装配图；
（5）对整个设计进行合理性检查；
（6）撰写设计说明书(论文)及毕业答辩的准备；
（7）毕业设计答辩

精密深孔加工扭振装置设计

内容简介：: 1 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）课题任务书 (一 ) 系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化指导教师罗清红学生姓名杨志伟课题名称精密深孔加工扭振装置内容及任务 1 结构特征、装配性能要求；件工作图设计；文）。拟达到的要求或技术指标张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制； 2000 字的设计说明书，且“中文摘要 ” 不少于 400 字； 10000 个以上印刷符号），并附译文； 0 篇以上与题目相关的文献；理，符合国家标准；设计计算、校核正确无误；更换元件精度要求高，位置要准确，安装、调整和检验要方便；保产品质量、提高生产效率、降低生产成本。 2 进度安排起止日期工作内容备注 2 周） 2 周） 10 周） 1 周）毕业设计调研集中实习毕业设计答辩时间主要参考资料 1 濮良贵机械设计 M高等教育出版社 125 197 2 刘鸿 M高等教育出版社 35 58 3 马晓湘画法几何及机械制图 M 第二版华南理工大学出版社 2000 年 117 125 4 上海电器科学研究所 . 中小型电机产品样本 M 机械工业出版社1994 年 27 56 5 王光斗机床夹具设计手册 M1980年 120 140 6 杨黎明恩至陈机械零件设计手册 M国防工业出版社 1993 年 87 95 7 张耀宸 . 机械加工工艺设计实用手册 M 航空工业出版社 1993年 8 隈部淳一郎 . 精密加工振动切削基础与应用 M 机械工业出版社 1985 年 179 226 9 李祥林 , 薛万夫 ,张日升振动切削及其在机械加工中的应用 M 北京科技出版社 1985 年 65 98 10 姜大志振动切削技术与零件加工表面完整性工具技术 J 200221(5)19 22 教研室意见年月日系主管领导意见年月日 1 外文原文 A is a of of of to to is in a to in in of in as of as a in or be to a by as or or n to to of if in in of is to up of in in a of 2 in as or a be a of be be by of as of of of of of of of of be by of in a be by a or is a or to of an be or of is to in In of a) t or to (b) to as to In in of (c) of or of is (d) is (e) by to is to of to be to 3 on of to to a a be If it to be in at a of is to as or as n it is a to to of To 1. A of of 2. 3. 4. 5. 6. to 7. a of 8. 9. a to 10. of in 1. an to 2. 3. of 4 4. on to is in of 5. of 6. 7. . a to of a to 9. 10. 11. of he of a is a is a in in so on of in of is to is to be to s of of of in a A of of a. be to to of a In of it is to in of is of of an of be is a to to of 5 on of to s is to is an to to in is be to on In to to on on is is If is to on to on in a do of as is on a to to is is to in a On be on if a to A to is to is to to to A of is an A 6 of in it 外文资料翻译译文 7 机械设计摘要：机器是由机械装置和其它组件组成的。它是一种用来转换或传递能量的装置，例如：发动机、涡轮机、车辆、起重机、印刷机、洗衣机、照相机和摄影机等。许多原则和设计方法不但适用于机器的设计，也适用于非机器的设计。术语中的“机械装置设计” 的含义要比“机械设计”的含义更为广泛一些，机械装置设计包括机械设计。在分析运动及设计结构时，要把产品外型以及以后的保养也要考虑在机械设计中。在机械工程领域中，以及其它工程领域中，所有这些都需要机械设备，比如：开关、凸轮、阀门、船舶以及搅拌机等。关键词：设计流程设计规则机械设计设计流程设计开始之前就要想到机器的实际性，现存的机器需要在耐用性、效率、重量、速度，或者成本上得到改善。新的机器必需具有以前机器所能执行的功能。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不要受到任何约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即在绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于阻断创新的思路。通常 ,还要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在这个计划最后决定中 ,使用了某些不在计划之内的一些设想。一般的当外型特点和组件部分的尺寸特点分析得透彻时，就可以全面的设计和分析。接着还要客观的分析机器性能的优越性，以及它的安全、重量、耐用性，并且竞争力的成本也要考虑在分析结果之内。每一个至关重要的部分要优化它的比例和尺寸，同时也要保持与其它组成部分相协调。也要选择原材料和处理原材料的方法。通过力学原理来分析和实现这些重要的特性，如那些静态反应的能量和摩擦力的最佳利用，像动力惯性、加速动力和能量；包括弹性材料的强度、应力和刚度等材料的物理特性，以及流体润滑和驱动器的流体力学。设计的过程是重复和合作的过程，无论是正式或非正式的进行，对设计者来说每个阶段都很重要。最后，以图样为设计的标准，并建立将来的模型。如果它的测试是符合事先要求的，则再将对初步设计进行某些修改，使它能够在制造成本上有所降低。产品的设计需要不断探索和发展。许多方案必须被研究、试验、完善，然后决定使用还是放弃。虽然每个工程学问题的内容是独特的，但是设计师可以按照类似的步骤来解决问题。 8 产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（ a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料； (b)未能预见和考虑材料的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）； (c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其性能数据长期不更新； (d)质量控制方法不适当和未经验证； (e)由一些完全不称职的人员选择材料。通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由而存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现而指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。在随后生产和售后服务的几年中，要接受新观念的变化，或者由试验和经验为基础，进一步分析并改进。一些设计规则在本节中，建议要运用创造性的态度来替代和改进。也许会创造出更实用、更经济、更耐用的产品。为了激发创造性思维，下列是设计和分析的建议规则。前六个规则对设计者来说特别适用。 1. 要有创造性的利用所需要的物理性质和控制过程。 2. 认识负载产生的影响及其意义。 3. 预测没有想到的负载。 4. 创造出对载荷更为有利的条件。 5. 提供良好的应力分布和最小的刚度条件。 6. 运用最简单的方程来优化体积和面积。 7. 选择组合材料。 8. 仔细选择所备的原料和不可缺少的组件。 9. 调整有效的设计方案，以适应生产过程和降低成本。 10. 规定好准确的位置条件为了使组件安装时不干涉。机械设计包括一下内容： 1. 对设计过程、设计所需要公式以及安全系数进行介绍。 2. 回顾材料特性、静态和动态载荷分析，包括梁、振动和冲击载荷。 3. 回顾应力的基本规律和失效分析。 9 4. 介绍静态失效理论和静态载荷下机械断裂分析。 5. 介绍疲劳失效理论并强调在压力条件下接近高循环的疲劳设计，这通常用在旋转机械的设计中。 6. 深入探讨机械磨损机理、表面接触应力和表面疲劳现象。 7. 使用疲劳分析技术校核轴的设计。 8. 讨论润滑油膜与滚动轴承的理论和应用。 9. 深入介绍直齿圆柱齿轮的动力学、设计和应力分析，并简单介绍斜齿轮、锥齿轮和涡轮有关方面的问题。 10. 讨论弹簧设计、螺杆等紧固件的设计，包括传动螺杆和预紧固件。 11. 介绍盘式和鼓式离合器以及制动器的设计和技术说明。机械设计一台完整机器的设计是一个复杂的过程。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。任何产品在设计时第一步就是选择产品每个部分的构成材料。许多的材料被今天的设计师所使用。对产品的功能，它的外观、材料的成本、制造的成本作出必要的选择是十分重要的。对材料的特性必须事先作出仔细的评估。仔细精确的计算是必要的，以确保设计的有效性。在任何失败的情况下，最好知道在最初设计中有有缺陷的部件。计算（图纸尺寸）检查是非常重要的。一个小数点的位置放错，就可以导致一个本可以完成的项目失败。设计工作的各个方面都应该检查和复查。计算机是一种工具，它能够帮助机械设计师减轻繁琐的计算，并对现有数据提供进一步的分析。互动系统基于计算机的能力，已经使计算机辅助设计（计算机辅助制造（为了可能。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系 10 统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。 1 湖南工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表题目精密深孔加工扭振装置学生姓名杨志伟学号 214070136 专业机械设计制造及其自动化指导教师罗清红内容综述（对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请）：本人设计的是用于车床上的低频扭振装置。研究的方法是根据振动切削的原理设计这个精密深孔加工扭震装置。振动切削的原理是在普通切削过程中给刀具活工件人为地加上某种有规律的、可控的振动，从而形成在机理上不同于普通切削的切削方法。具体的研究方法是在普通的车床上，卸下刀架，在小溜板上安装上机械式扭转振动钻削装置。这种装置由偏心式振动机构、钻枪、导向机构和切削液循环系统等组成，车床主轴通过夹盘带动工件做旋转运动偏心振动机构带动枪钻作圆周方向振动，小溜板带动枪钻作轴向进给运动高压切削液通过枪钻中心孔注入切削液，通过这种方法实现小径深孔低频扭振钻削加工。研究步骤： 1 方案设计； 2 设计电机； 3 带传动设计； 4 偏心轴及其附件设计；5 主轴及其附件设计； 6 底板设计。主要内容：电机选用电机；带传动采用一根 V 带， V 带轮设计是：小轮结构为实心式，大轮结构为腹板式；偏心轴轴端偏心位置安装销钉，销钉选用的是槽销，偏心轴轴承选用的是深沟球轴承 6204；主轴的右端利用轴肩和螺母见摆杆固定，主轴轴承选用的是圆锥滚动轴承 30210 297 94；摆杆为一中间开有滑槽的长条。本装置的创新之处在于在偏心轴轴端的偏心位置安装偏心销钉，通过偏心轴旋转动偏心销钉旋转，在带动摆杆绕主轴轴心线作往复扭转，最终主轴便带动筋骨在弹性夹头上的钻头做扭转运动，从而实现所需的扭振。申请人签名：日期： 2 资格审查项目是否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等） 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）指导教师签名：毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见：符合答辩资格，同意答辩不符合答辩资格，不同意答辩审查小组成员签名：年月日 1 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告题目精密深孔加工扭振装置学生姓名杨志伟班级学号 214070136 专业机械设计制造及其自动化提纲 (开题报告 2000 字以上 )： 1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解 2. 阅读文献资料进行调研的综述 3. 根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划）精密深孔加工扭振装置设计开题报告一、文献调研孔加工是金属切削加工中最常用的加工工艺。据统计 ,孔加工的金属切除量约占切削加工总金属切除量的 1/3,钻头的产量约占刀具总产量的 60%。目前用于加工微小孔的工艺方法虽然较多 ,但应用最广泛、生产实用性最强的仍是采用麻花钻钻削加工。随着对孔加工质量和效率的要求不断提高 ,传统的钻削工艺已显示出极大的局限性 ,而近年来迅速发展的振动钻削工艺则日益显示出其独特的优势及广阔的应用前景。振动切削加工是 20 世纪 60 年代发展起来的一种先进制造技术 ,它通过在常规的切削刀具上施加高频振动 ,使刀具和工件发生间断性的接触 ,从而使传统切削模式发生了根本性的变化。由于此变化解决了传统切削加工中固有的难题 ,如切削中的振动和切削热变形等 ,从而得到了优良的切削效果。迄今为止世界各国虽然在振动切削某些现象的解释上 ,某些参数的选择上还有一些差别 ,但对它的工艺效果是一致公认的。作为精密机械加工和难加工材料加工中的一种新技术 ,它已经渗透到各个加工领域 ,出现了各种复合加工方法 ,使传统的加工技术有了一个飞跃。研究表明 ,由于其在一定范围内能够有效地解决难切削材料的加工及其精密切削加工方面的问题并在加工中具有一系列的特点 ,因而越来越引起人们的重视而受到世界各国的瞩目。在普通切削中 ,切削是靠刀具与工件的相对运动来完成的。切屑和已加工表面的形成过程 ,本质上是工件材料受到刀具的挤压 ,产生弹性变形和塑性变形 ,使切屑与母体分离的过程 (见图 1)。在这种刀具始终不离开切削的普通切削中 ,刀具的作用包括两个方面 :一个是刀刃的作用 ;一个是形成刀刃的刀面的作用。由于刀刃与被切物接触处局部压力很大 ,从而使被切物分离。刀面则在切削的同时撑挤被切物 ,促进这种分离。普通切削中 ,伴随着切屑的形成 ,由于切屑与刀具之间的挤压和摩擦作用 ,将不可避免地产生较大的切削力 ,较高的切削温度 ,使刀具磨损和产生切削振动等有害现象。基于这种思想 ,在和有害的自激振动现象作斗争中产生了一种新的切削方法振动切削。二、对课题任务的学习理解振动削即是通过在切削刀具上施加某种有规律的、可控的振动 ,使切削速 2 度、背吃刀量发生周期性的改变 ,从而得到特殊的切削效果的方法。振动切削改变了工具和被加工材料之间的空间与时间存在条件 ,从而改变了加工 (切削 )机理 ,达到减小切削力、切削热 ,提高加工质量和效率的目的。振动切削按所加频率不同可分为高频振动和低频振动 ,低频振动仅仅从量上改变切屑的形成条件 ,主要用来解决断屑问题以及与此相关的一系列问题。而超声振动 (高频振动 )切削已经使切屑形成机理产生重大变化 ,可以提高被加工材料的可加工性 ,提高刀具寿命和工件加工质量。超声加工的工艺效果来自刀具和工件之间的分离运动 ,即它是一种脉冲式的断续切削过程。所以 ,作为精密加工和难加工材料加工中的一种新技术 ,它的切削效果已经得到世界各国的一致公认 ,认为它是传统加工技术的一个飞跃。振动切削技术是在研究了切削加工本质的基础上所提出的一种精密加工方法 ,它弥补了普通切削加工的不足 ,但并不能完全取代普通切削加工 ,而有一定的适用范围 ,主要有以下几方面 : (1)难切削材料的加工不锈钢、淬硬钢、高速钢、钛合金、高温合金、冷硬铸铁以及陶瓷、玻璃、石材等非金属材料由于力学、物理、化学等特性而难以加工 ,如采用超声振切削则可化难为易。例如用硬质合金刀具振动车削淬硬钢 (35 45圆、端面、螺纹与镗孔时 ,不但提高了平行度、垂直度与同心度 ,而且可达到 “镜面 ”的表面粗糙度 ,也可用金刚石刀具进行振动精密加工。又如钛历来只能以磨削和研磨作为精加工 ,现用硬质合金刀具振动车削时 ,其端面上的最大表面粗糙度值可达 3m,最佳时可达外 ,用普通切削加工石墨与氧化铝等材料时得不到平整的加工表面 ,只有采用超声振动才能产生微粒式的切削分离并得到整齐的加工表面。国外用超声振动能顺利地切削富铝红柱石 ,如果将超声波能源切断 ,工件会马上损坏 ,根本无法加工。 (2)难加工零件的切削加工如易弯曲变形的细长轴类零件 ,小径深孔、薄壁零件 ,薄盘类零件与小径精密螺纹以及形状复杂、加工精度与表面质量要求又较高的零件 ,用普通切削与磨削加工很困难 ,用振动切削 ,既可提高加工质量 ,又可提高生产效率 ,例如用硬质合金车刀超声振动精车细长的退火调质铝棒 ( 220外圆 ,振动频率为 F=幅为 A=15m,f=r,全损耗系统用油作为切削液 ,加工后可获得工件直径精度为 4m,最大表面粗糙度值 m。又如超声振动精镗有特殊钢制成的薄壁圆筒 (工件长 70径 15厚1在镗过的 50度上可测出内孔精度为 4m,最大表面粗糙度值m。 (3)高精度、高表面质量工件的切削加工与普通切削相比 ,振动切削时切屑变形与切削力小 ,切削温度低 ,加工表面上不产生积屑瘤、鳞刺与表面微裂纹 ,再加上表面硬化程度较大 ,表面产生残余压应力小 ,切削过程稳定 ,容易加工出高精度与高表面质量的工件。例如前述的超声振动车削软铝制成的细长轴 (长 200可得到圆度 2m、圆柱度 3 3m/170加工精度。超声车削 5电动机整流器铜线时 ,可得到镜面 ,用其他加工方法是不可能达到的。 (4)排屑、断屑比较困难的切削加工钻孔、铰孔、攻螺纹、剖断、锯切、拉削等切削加工时 ,切屑往往处于半封闭或封闭状态 ,因而常不得不由于排屑断屑困难而降低切削用量 ,这时如果用振动切削则可比较顺利地解决排屑断屑 ,保证加工质量与提高生产效率。随着科学技术的发展和进步 ,超声波振动切削作为一种新技术正在逐步渗透到各个领域 ,对超声波振动切削的研究和开发也越来越受到人们的普遍重视。我国在振动切削技术研究利用方面和国外相比有较大差距 ,大力加强高速超高速磨削加工技术的研究、推广和应用 ,对提高我国机械制造业的加工水平和加快新产品开发具有十分重要的意义。三、初步拟定执行方案（ 1）完成毕业设计的选题和开题报告；（ 2）进行毕业设计课题任务的调研调研；（ 3）进行工艺及结构设计，完成数据的计算工作；（ 4）绘制零件图和装配图；（ 5）对整个设计进行合理性检查；（ 6）撰写设计说明书 (论文 )及毕业答辩的准备；（ 7）毕业设计答辩。指导教师批阅意见指导教师 (签名 )：年月日 4 2011 届毕业设计说明书精密深孔加工扭振装置系、部：机械工程系学生姓名：杨志伟指导教师：罗清红职称讲师专业：机械设计制造及其自动化班级：机本 0701 班完成时间： 2011 I 摘要振动钻削是振动切削的一个分支 ,它与普通钻削的区别在于钻孔过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。振动方式主要有三种 ,即轴向振动 (振动方向与钻头轴线方向相同 )、扭转振动 (振动方向与钻头旋转方向相同 )和复合振动 (轴向振动与扭转振动迭加 )。其中 ,轴向振动易于实现 ,工艺效果良好 ,在振动钻削中占主导地位。振动的激励方式主要有超声波振动、机械振动、液压振动和电磁振动。其中 ,超声波振动的频率通常在 16以上 ,所以也称为高频振动钻削 ;其它三种振动方式的频率一般为几百赫兹 ,故称为低频振动钻削。振动钻削改变了传统钻削的切削机理。在振动钻削过程中 ,当主切削刃与工件不分离 (不分离型振动钻削 )时 ,切削速度、切削方向等参数产生周期性变化 ;当主切削刃与工件时切时离 (分离型振动钻削 )时 ,切削过程变成脉冲式的断续切削。当振动参数 (振动频率和振幅 )、进给量、主轴转速等选择合理时 ,可明显提高钻入定位精度及孔的尺寸精度、圆度和表面质量 ,减小出口毛刺 ,降低切削力和切削温度 ,延长钻头寿命。振动钻削良好的工艺效果已引起国内外研究者的普遍关注。关键词：振动钻削；电机；带传动；偏心轴；主轴 is a of it is of of to in of 6so in so In as of of by 录 1 绪论 . 1 振动钻削技术的发展历史 . 2 振动钻削的机理 . 1 2 装置设计 . 4 装置总体方案 . 4 电机的选择 . 6 带传动设计 . 8 偏心轴及其附件设计 .主轴及其附件设计 .底板设计 .考文献 . 谢 . 25 附录 . 26 1 1 绪论振动钻削技术的发展历史孔加工是金属切削加工中最常用的加工工艺。据统计 ,孔加工的金属切除量约占切削加工总金属切除量的 1/3,钻头的产量约占刀具总产量的 60%。目前用于加工微小孔的工艺方法虽然较多 ,但应用最广泛、生产实用性最强的仍是采用麻花钻钻削加工。随着对孔加工质量和效率的要求不断提高 ,传统的钻削工艺已显示出极大的局限性 ,而近年来迅速发展的振动钻削工艺则日益显示出其独特的优势及广阔的应用前景。振动钻削是振动切削的一个分支 ,它与普通钻削的区别在于钻孔过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。振动方式主要有三种 ,即轴向振动 (振动方向与钻头轴线方向相同 )、扭转振动 (振动方向与钻头旋转方向相同 )和复合振动 (轴向振动与扭转振动迭加 )。其中 ,轴向振动易于实现 ,工艺效果良好 ,在振动钻削中占主导地位。振动的激励方式主要有超声波振动、机械振动、液压振动和电磁振动。其中 ,超声波振动的频率通常在 16以上 ,所以也称为高频振动钻削 ;其它三种振动方式的频率一般为几百赫兹 ,故称为低频振动钻削。振动钻削改变了传统钻削的切削机理。在振动钻削过程中 ,当主切削刃与工件不分离 (不分离型振动钻削 )时 ,切削速度、切削方向等参数产生周期性变化 ;当主切削刃与工件时切时离 (分离型振动钻削 )时 ,切削过程变成脉冲式的断续切削。当振动参数 (振动频率和振幅 )、进给量、主轴转速等选择合理时 ,可明显提高钻入定位精度及孔的尺寸精度、圆度和表面质量 ,减小出口毛刺 ,降低切削力和切削温度 ,延长钻头寿命。振动钻削良好的工艺效果已引起国内外研究者的普遍关注 ,自 1954 年日本宇都宫大学的隈部淳一郎教授提出振动钻削理论以来 ,各国学者对振动钻削进行了大量理论研究及实验分析 ,取得了许多有价值的研究成果 ,其中一些成果已逐步应用于加工领域。低频振动切削技术目前已应用于孔加工 (包括钻、扩、铰、锁、攻丝等 )和外圆车削加工等领域，解决实际生产中诸如切屑处理、改善切削加工性、提高加工质量、延长刀具寿命等问题，理论上也获得了许多发展。振动钻削的机理振动切削是在普通切削过程中给刀具或工件人为地加上某种有规律的、可控的振动 ,从而形成在机理上不同于普通切削的切削方法可分为高频振动切削超声振动切削和低频振动切削 f 200不论是高频还是低频振动切削 ,只要振动参数和切削用量选择得当 ,都能产生普通切削 2 所无法比拟的切削效果 ,如改善难加工材料的可加工性 ,可靠地断屑、排屑 ,显著减小切削力 ,降低切削温度 ,降低表面粗糙度 ,提高切削液的使用效果 ,从而大大地提高刀具的耐用度尤其在难加工材料和精密零件的加工中 ,振动切削已成为一种不可忽视的加工方法振动切削时 ,振动形式有扭振主切削方向上的振动、轴向振动进给方向上的振动和复合振动同时进行扭振和轴向振动。一般认为 ,当钻头进行扭振时 ,仅仅改变了切削速度 ,并没有形成切削厚度的变化 ,因而 ,从运动学上分析 ,在认为刀具是刚性的条件下 ,扭振并无断屑条件 ,对于复合振动中的扭振成分也是如此由于扭振是在钻头外缘部分的主切削方向上的振动 ,能起到减小切削力的作用 ;另一方面 ,它所产生的圆周方向上的切削速度的波动 ,与进给运动合成 ,仍然形成了切削厚度的变化 ,也有利于断屑振动方向与切削方向一致 ,使横刃部分的冲剪作用有规律地进行 ,从而使作用在横刃上的脉冲力发挥作用 ,这时 ,对钻头外缘附近的切削刃而言 ,就形成吃刀方向振动切削机理振动切削过程中 ,由于刀具与工件之间断续接触 ,使得切削温度降低 ,正应力减小 ,内摩擦向外摩擦转化 ,而且刀具的动态冲击力产生了高于静态剪应力的波前剪切应力 ,这些也是切削力降低 ,工件材料更容易被破坏的原因 . 钻削工艺引入振动方式以后 ,由于受到振动、切削力、冲击等互相作用 ,加工表面的各种参数呈周期性变化 ,切屑不像麻花钻钻出来呈带状的切屑 ,而是片状、颗粒状、线性状等不同的形式。切屑原理分析 :设由于施振系统的作用 ,刀头产生振动为 1A 式中 : 1 为振幅 , 为振动频率 ( ), 为时间。刀头的轴向位移 ( ) ( )= 0/ + 1A （ 1）式中 :f 为走刀量 ( ); n 为主轴转速 ( r )。设为前后两刀波纹的重迭系数 =60 = + （ 2）式中 :为整数 ;0 1。设 2/)2c o s ()s 231210 +=（ 3）当 0a 0,即 f ) 1 （ 4）实现断屑 (理论上 )。 3 实验证明 ,振动钻削在加工过程中都能断屑 ,其原理是刀具与工件进行间歇、断续的切削 ,所形成的切屑在切削力振动挤压 ,冲击负荷的周期变化的共同作用下形成断裂 ,所以断屑在振动钻削加工中最易形成。 4 2 装置设计装置总体方案精密深孔钻削是机械加工中较难的问题 ,特别是在难加工材料上的钻削小直径深孔 ,难度更大。一般情况下 ,用枪钻来加工小直径深孔 ,虽然冷却润滑和排屑都有较大的改善 ,但断屑并未解决。振动钻削技术是一种新的钻削方法 ,在小直径深孔加工中能有效地断屑 ,有利于深孔钻削中排屑问题的解决。由于振动钻削所具有的特点 ,国内外已在许多难加工材料的钻削中采用了振动钻削。实现振动钻削的关键之一是振动钻削装置。各种振动钻削装置所能产生的稳定的振动参数差别很大 ,因此 ,在实用上都有一定的局限性。枪钻是一种外排屑深孔钻，其结构如图 1 所示。通常切屑是被由刀具孔内流入切削区的高压切削油冲出孔的。如果切屑为连续不断的带状屑，即使增大供抽压力也难以可靠地冲出切屑，因此导致扭断刀头或刀杆的现象，所以枪钻加工深孔时的切屑处理主要是断屑问题。图 1 钻枪一般来说 ,振动装置应满足下列一些要求 : (1)即在一定的功率下具有最小的轮廓尺寸 ,能够满足尽可能广泛的工艺要求 ; (2)频率与振幅 )最好能单独无级调节 ,可调范围要尽可能大 ,以便使同一种振动装置能满足不同工种、不同工序的特殊需要 ; (3)即要求受负载的影响越小越好 ; (4)适当 ,即要求附加的振动部分质量不会引起工艺系统的振动 ,以保证在切削过程中工艺系统能平稳工作 ; 5 (5)振动装置中的易损件要便于更换 ; (6)噪声要小 ; (7)制造要方便 ,要容易和现有机床配套使用 ,甚至成为通用的机床部件 ; (8)靠 ,若用螺纹一类的连接方式 ,必须采取防松措施。振动装置的类型若按振动的能源分类 ,可分为强迫振动装置和自激振动装置。强迫振动装置可根据实际需要 ,在一定范围内随机改变振动参数 ,它受切削过程的影响较小 ,在切削过程中容易维持振动参数的稳定性 ,因此应用最多。强迫振动切削装置有机械、电磁、电气、气动和液压等形式 ;也可以根据具体需要组成各种组合形式的振动装置 ,如机械气械式振动装置结构简单 ,造价低 ,使用和维护方便 ,切削过程中振动参数受负载影响较小 ,其结构有偏心式、曲柄连杆机构等。偏心式振动装置由电动机、振动轴、偏心轮、偏心轮轴等组成。本人设计的是可用在车床上的低频扭振装置。为了使制造简单方便，并考虑到工厂生产时加工工序比较固定，所以本装置采用偏心量不可调的方案，取最常用的 1为偏心量。结合各种因素初步设计方案如下：在普通车床上 ,卸下刀架 ,在小溜板上安装上机械式扭转振动钻削装置。这种装置由偏心式振动机构、枪钻、导向机构和切削液循环系统等组成 ,车床主轴通过夹盘带动工件作旋转运动 (主运动 ),偏心振动机构带动枪钻作圆周方向振动(扭振 ),小溜板带动枪钻作轴向进给运动 ,高压切削液通过枪钻中心孔注入切削液 ,通过这种方法实现小径深孔低频扭振钻削加工。如图所示。电动机转速为 1,经一级皮带带动偏心轴产生 2 转速使偏心旋转 ,利用偏心轴轴端的偏心销钉使摆杆上下摆动 ,摆杆与振动轴相连接 ,枪钻夹持在振动轴的中心内 ,这样枪钻就在圆周方向以 100 /左右的振动频率进行扭振钻削加工。调节枪钻扭振频率的方法 :一是更换皮带轮改变传动比 ;二是采用调速电机实现无级调速。本装置选用调速电机实现无级调速。 6 图 2 偏心式振动装置图 3 扭转振动钻削结构件图电机的选择本装置定为低频扭振，所以取其振动频率 f =0100设偏心轴转速为则由公式 f = 60/1n （ 5）可算出 6000 7 图 4 偏心轴与电机如上图：中间轴为偏心轴，右端为电机，它们之间用带传动，当偏心轴以6000 的速度高速旋转时设电机转速为 n, 取带传动公比 i=公式 1= （ 6）可得 n=03000 调速电机有直流调速和交流调速两大类。因为在工件加工时，主切削力由机床主轴提供，所以本装置只是使夹持钻头的振动轴产生很微小的振动，所需功率很小。本着造价经济，实用简单的原则，查阅相关资料后，决定选用该电机参数和样本图如下：型号：定功率：定电压： 220V 额定电流：磁调速时最大转速： 3000 r/ 率： 68% 飞轮力矩： D2/量： 30 8 图 5 电机表 1 电机外形尺寸带传动设计带传动是由联于主动轴上的带轮 1（主动轮），固联于从动轴上的带轮 3（从动轮）和紧套在两轮上的传动带 2 组成的（如图）。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。带传动具有结构简单，传动平稳，造价低以及缓冲吸振等特点，在近代机械中被广泛应用。 9 图 6 带传动示意图 (1) 确定计算功率根据传递的功率 P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。即（ 7）式中：计算功率，单位为 p 传递的额定功率（如电动机的额定功率），单位为工作情况系数查相关资料，取 =则 = (2) 选择带型根据计算功率相关资料选用窄 3) 确定带轮的基准直径由于本装置是用带传动增速，故主动轮为大带轮，从动轮为小轮，已知传动比 i =结构紧凑为指导原则，参考相关标准，取主动轮1125取从动轮267 验算带的速度8.5 合理 (4) 确定中心距 a 和带的基准长度由公式 10 )(2)(1021 + （ 8）代入 125 27 得 134 0a384 取 0a=200 0 据带传动的几何关系，按下式计算所需的基准长度 dL)4/()-()(2/20212120 + （ 9）代入相关数值后，得 705 参考相关标准，取 10 再根据由于可采用下式作近似计算，即 2/)-(0 = (10) 代入数据得 a 考虑安装调整和补偿预紧力的需要，中心距的变动范围为： =综合考虑，取 a = 210(5) 确定轮上的包角 -(21 = 20度，合理 (6) 确定 V 带的根数 )/( 00 += (11) 式中：考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数 0P 单根 V 带的基本额定功率 0计入传动比的影响时，单根 V 带额定功率的增量查表得： 0P=0 11 所以； Z =(1 因此取 V 带根数 Z =1 (7) 确定带的预紧力0 20 1-/(500 = ） (12) 查表再代入其它已知的数据，算得： (8) 计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力） )2/s 210 p =(13) 代入数据得 2N (9) V 带轮设计设计 V 带轮时应满足的要求有：质量小；结构工艺性好；无过大的铸造应力；质量分布均匀；转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细加工，以减小带的磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较均匀等。带轮材料可用铸铁，铸钢和铸铝。本装置因带轮转速较高，故采用铸钢。由设计标准：小轮结构为实心式，大轮结构为腹板式。它们的结构图如下所示：图 7 实心式小 V 带轮 12 图 8 腹板式大 V 带轮 (10) V 带传动的张紧装置各种材质的 V 带都不是完全的弹性体，在预紧力的作用下，经过一定时间的运转后，就会由于塑性变形而松弛，使预紧力低。为了保证带传动的能力，应定期检查预紧力的数值。如发现不足时，必须重新张紧，才能正常工作。如下图，电机安装在滑槽上，张紧装置为一焊在底板上的钢块，钢块上开有螺纹孔，装上一螺栓后，调节螺栓即可调节电机的位置。张紧装置图 9 V 带传动张紧装置 13 心轴及其附件设计 . 图 10 偏心轴及其附件偏心轴是本装置最关键的零件，如上图所示：在轴端偏心位置安装有销钉，当 V 带轮带动该轴旋转时，销钉便以偏心轴中心线为中心作圆周运动，其运动轨迹的圆周半径即是偏心量， V 带轮的固定方法是轴肩加螺母，整个轴在两端装上轴承后安装在轴承座上。偏心轴转速最高为 6000 r/以其制造精度要求较高。偏心轴的结构图如下：图 11 偏心轴的结构图 14 轴的强度校核：偏心轴只受径向力，主要是皮带轮附加的压轴力，由于偏心轴转速较高 ,轴的微变形都会产生较显著的影响，因此需要校核轴的刚度，因为轴的两端用轴承支承，两轴承间的轴部分无载荷，因此只需计算皮带轮到其最近轴承上的部分轴的刚度。该轴段可简化为下图：图 12 偏心轴简化图选取坐标系如图所示，任意横截面上的弯矩为 M= 由公式 )/(/ 22 (14) 得挠曲线的微分方程为 )-(- = 积分得 += 2 (15) v X += 2/23 (16) 在轴承端 A，转角和挠度均应等于零，即当 x=0 时 0 0 把边界条件入公式（ 15）， A v 代入公式（ 16），得 C= =0 D= 0 再将所得积分常数 C 和 D 代回，得转角方程和挠曲线方程分别 15 为 PL v = (17) 2/23 v = (18) 以截面 B 的横坐标 x=L 代入以上两式，得截面 B 的转角和挠度分别为 )2/(- 2 (19) )3/(- 3 (20) 负，表示截面 B 的转角是顺时针的。为负，表示 B 点的挠度下，令 P=92N, E=210L=45I=4=7850 查资料验证，刚度合格 (1) 轴承的选用轴承的选取依据是： a 轴承的载荷，包括大小，方向和性质 b 轴承的转速 c 轴承的调心性能 d 轴承的安装和拆卸已知偏心轴只受径向力，主要是 V 带轮附加的压轴力，该压轴力为 92N，轴的转速最高为 6000 r/心销钉绕轴心线旋转时以 0100频率与摆动杆碰撞，具有冲击性质。由偏心轴的工作性质，并按轴承的选用原则，参考相关的资料后，决定选用深沟球轴承。由相关资料，设轴承预期寿命 0000 h 已知载荷 P =92N N 转速 n =6000 r =3 则所需轴承应具有的基本额定动载荷 C（单位为 N）可根据公式计算得出： /16 )10/60( (20) 代入数据，算出 C =2034N 由轴承内径 d ，基本额定动载荷 C ，转速 n 参考相关标准后选用深沟球轴承 6204 标准摘自 276照单位 (轴承代号 : 6204 尺寸 d: 20 尺寸 D: 47 16 尺寸 B: 14 额定动载荷 C( 定静载荷 C0( 限转速 ( 14000(脂润滑 ) 18000（油润滑）重量 ( : 13 深沟球轴承 6204 (2) 轴承底座轴承座用来支承轴承和轴，要求刚度足够，工作时稳定振动小，轴承座一般是用铸铁铸造，其中与轴承配合接触的内孔壁有较高的尺寸公差要求。偏心轴轴承座结构图如下：图 14 偏心轴轴承座结构图 (3) 端盖和透盖为了阻止灰尘，水，酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而必需对轴承进行密封，本装置采用毡圈油封形式。 17 具体方法是在轴承盖上开出梯形槽，将毛毡按标准制成环形或带形，放置在梯形槽中以与轴密合接触。如下图，透盖是中间开有孔的轴承盖，以使轴可以伸出来，孔壁上开有梯形槽，用来安放毛毡圈。端盖是中间不通孔的轴承盖，安装在偏心轴不需伸出的另一端。它们都是使用镙钉固定在轴承座上。图 15 透盖图 16 端盖 (4) 偏心销钉偏心销钉选用槽销，该类销上辗压或锻出的三条纵向的沟槽，打入销孔后与孔壁压紧，不易松脱，能承受振动和变载荷，销孔不需铰制，可多次装拆，一般用于有严重振动和冲击载荷的场合。图 17 槽销 18 轴及其附件设计弹性夹头摆动杆图 18 主轴及其附件主轴为一空心轴，如上图，在右端利用轴肩和螺母将摆动杆固定在轴上，摆杆和轴之间通过键来传递力；轴的左端装有弹性夹头，可将钻头夹紧。当偏心轴旋转使摆杆绕主轴轴心线作微小往复扭转时，整个主轴便带动紧固在弹性夹头上的钻头作扭转运动，即实现了本装置所要求的扭振。 (1) 主轴主轴上装有钻头，钻削加工时，钻头所受的扭矩要附加在主轴上，所以要求主轴具有足够的扭转强度。另外，为

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