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矩形
端面
铣削
设计
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该方案是矩形型材端面坡口铣削机设计，矩形型材端面坡口铣削机是由大量通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效机床。其特点有: 结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。
机床的总体布局指确定机床的组成部件之间的相对位置及相对运动关系。
合理的总体布局的基本要求有：
(1)保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系；
(2)保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性；
(3)便于操纵、调整、维修，便于输送、装卸工件和排屑等；
(4)节省材料，占地面积小，即经济效果好；
(5)造型美观。
考虑到工件较大，为简化进给机构，采用工件固定在装夹台上不动，而让刀具相对于工 件运动的加工模式。矩形型材安装在工作台上，铣刀动力头带动铣刀作旋转主运动，上下运动为进给运动，且动力头的主轴可以伸缩，这样可以完成进刀和退刀的要求。考虑到节能问题，在机床上安装了链轮和重锤，使重锤平衡掉一部分动力头的重量和滑台的重量，这样使得进给动力变小，选择较小的进给电机即可，如台湾永坤YK立式减速电机。此方案的有点是各部件均是针对矩形型材设计的，因此，结构紧凑，刚性好，生产效率高，加工质量稳定。
由于本设备的制造数量较少，设计本专用机床的出发点，主要考虑其结构设计，保证其适用性及安全性，除一些较大部件或远动部件如支座，滑台采用HT200，其余部件均就地取材。
- 内容简介：
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山东轻工业学院 毕业设计（ 论文 ） 中期进展报告表 学院 机械工程学院 专业班 级 机 械 生姓名 席福洋 学号 200501042108 导师姓 名 宫涛 设计（ 论文 ） 题目 矩形型材端面坡口铣削机设计 一、对照任务书中的进度安排介绍已完成的工作 整个设计的主要部分分为： 铣床的总体设计 、 动力头的运动机构 、 调整极高的设计 ，任务要求为 设计一台用于矩形型材端面坡口铣削加工的专用机床 。 在设计当中遇到了很多问题，先是切削力的计算，但在老师的细心教导之下，终于算出了切削力的大小，选择标准动力头，由于是采用了 双立柱式铣削所以要求使用两个动力头，在动力头的安装 出现了很多问题，最主要的是结构不合理，通过老师的讲解将整体布局做了调整，在安装动力头的滑座上设计了两条链，用于平衡掉滑台和动力头的重力，这样减小的丝杆的轴向压力，使丝杠的受力变小，增加了传动的平稳性和准确性。由于传动精度要求不太高所以 传动装置 选取一般的丝杠，这样有利于节约成本 。 根据丝杠所受的轴向力设计选取合适的丝杠，并进行校核计算。传动装置的动力采用减速电机，减速电机与丝杆之间用联轴器连接。 表现形式中的开题报告，实习报告已经写完上交，装配图设计完成，经 过老师的审核 后 在修改的过程中，零件图纸由于 和 初期设计的 不一样 ， 所以要 重新设计。设计说明书的大概数据已经计算完毕，在 最后几天将逐一编写进设计说明书中。 二、进度安排 5 月 22 日至 6 月 3 日：修改装配图以及部分零件图纸 6 月 4 日至 6 月 15 日：进行最后数据的计算，校核并撰写设计说明书 三、存在的问题及采取措施 在最后的设计任务中主要存在的问题便是校核问题，对于选择或者设计的零件中总会出现不符合使用条件的，修改之后又 会引起其他零件之间配合的问题。再有便是图纸的设计问题，由于对软件掌握的不太熟练，装置里的一些特征无法具体的体现出来，不能明确的表明各机构之间的配合以及传动。针对以上问题，我会认真检查设计中出现的问题，精确的计算每一步，将问题逐个解决掉，对于设计所用的软件，也努力掌握，尽力体现出所设计的装置的每一部分。 2008 年 5 月 22 日 指导教师评价意见 1 设计（ 论文 ） 进展情况评价 （基本完成计划 、部分完成计划、没有完成计划） 2学生工作态度情况评价 （认真、一般、较差） 3已完成 设计（ 论文 ） 质量评价 （较好、一般、较差） 4 设计（ 论文 ） 不足之处及改进意见 指导教师 签字： 年 月 日 注：每名学生填写一份，并由指导教师填写意见、签字后， 返还学生归档。 山 东 轻 工 业 学 院 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 机械 工程学院 2005 级 机械设计 制造及其 自动化 专业 姓名 席福洋 题目 矩形型材端面坡口铣削机设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1. 主要内容： 矩形断面轧制或焊接成型的型材，与底板焊接或是两型材对接时，焊接工艺要求断面倒坡口，以提高焊接强度，保证焊接成品件的连接质量。 设计一台 用于矩形型材端面坡口铣削加工的专用机床，要求对型材端面的两平行边同 时加工，铣削角度（ 520） 450， 进给 速度200mm/材尺寸 200 200400 400大长度 6m。 选用标准动力头，完成该专用铣床的 总体设计，和 动力头运动机构 。 2. 表现形式： 装配 图 及部分零件图（ 3 张零号） ，设计说明书 （ 30页） ，相关英文资料译文，实习报告 。 3. 主要参考资料：机械设计手册，相关产品网站。 完成期限：自 2009 年 3 月 15 日至 2009 年 6 月 15 日 指导教师： 教研室主任： 学院院长 ： 年 月 日 山 东 轻 工 业 学 院 毕业实习报告 院系名称 机械工程学院 学生姓名 席福洋 专业班级 机械 05 指导教师 宫涛 二 九 年 四 月 十五 日 实 习 情 况 一 览 表 时间 地 点 实习内容（讲座、参观、车间工作、总结等） 指导教师 备注 2009中国一拖集团有限公司 进厂前公司介绍及安全教 育，做好实习前的一切准备 宫涛、王明禄 2009中国一拖集团有限公司 中国一拖集团有限公司 宫涛、王明禄 2009中国一拖集团齿轮加工厂 参观齿轮加工车间，近距离观察铣床的结构及工作情况 宫涛、王明禄 2009中国一拖集团有限公司 集中讲座，讲解发动机汽缸体的有关知识 宫涛、王明禄 2009中国一拖集团 动力机械有限公司 了解发动机机体的制作工艺和有关铣床的机床夹具，为毕业设计做准备 宫涛、王明禄 2009午 中国一拖集团 第三装配厂 参观大型拖拉机的装配过程，并收集有关铣床的资料 宫涛、王明禄 一 、 实习目的 或研究目的 通过参观中国第一拖拉机制造厂的生产实习 , 使我学到了很多书本上所不能学到的知识，通过现场的跟班学习 使 我学到了很多知识，为今后的社会工作打下良好的基础。使 我在拖拉机厂 认识实习的基础上，更好地熟悉 拖拉机 厂 零件加工 工部分及其 装配线 ，了解 拖拉机 厂的生产组织管理和技术经济指标，培养学生的实际操作能力和分析判断事故的能力，达到以下目的 : 1) 通过实习及其有关规程的学习，进一步提高学生对安全经济运行的认识，树 立严肃认真的工作作风； 2) 通过实习，搜集和积累有关大型综合作业的资料，为 毕业设计做 好准备； 3) 通过实习进一步培养学生的组织性、纪律性、集体主义精神等优良品德，为胜任以后的工作打好基础。 4) 在这次实习中要注意观察与 铣削机或铣床有关的一切东西，为毕业设计积累资料 5) 毕业实习单位的概况 中国一拖集团有限公司是我国 “ 一五 ” 时期兴建的 156 个重点建设项目之一。一拖公司目前已发展成为以农 业装备、工程机械、动力机械、车辆和零部件制造为主要业务的大型综合性机械制造企业集团，最大的子公司 第一拖拉机股份有限公司是我国唯一在香港 上市的农机制造企业。一拖公司所拥有的“ 东方红 ” 商标为中国 “ 驰名商标 ” ，五十年来，累计为社会提供大中小型拖拉机、工程机械、动力机械等产品 300 多万台，向国家上缴利税 45 多亿元，相当于建厂初期国家投资的 16 倍。一拖公司拥有国家首批认定的 42 家国家级企业技术中心。 2003 年至今，完成省级自主创新新产品、新技术鉴定 27 项，获得中国机械工业科学技术奖、省（市）科技进步奖等 67 项。 十一五期间，一拖公司通过建设拖拉机、压路机、非道路柴油机等全国或区域性产业基地，将一拖建 设成为国内先进装备制造 企业，为实现“中原崛起”和新农村建设做出更大的贡献。 追随时代和科技的发展步伐，以品质卓越的产品满足社会的需求，是一拖集团有限公司多年来的信念和追求。在中国缺少粮食的年代，一拖生产的拖拉机，完成了中国机耕地 60%的耕作，为中国人解决吃饭问题做出了贡献。在 1984 年中国首次考察南极、建立长城站时，一拖的产品经受住了恶劣环境的考验。 中国一拖拥有专门的组专机床加工、非标准设备制造、机床修理基地。近年来，该基地又先后开发、研制了大型轮式拖拉机前驱动桥和工程机械类压路机后驱动桥两个新型产品，并已形成批量生产能 力。 加工设备精良，技术力量雄厚，建立了以 术支撑的现代化设计网络。拥有 28000 平方米的加工制造场所，其中恒温精加工场所 1200 平方米。配备有加工中心、数控镗铣床、数控切割机、座标镗床、落地镗床、龙门刨床等大型设备，高精密设备及通用机械加工设备共计 539 台，形成了高、大、精、稀和普通类型设备组合的完整加工体系。 在各类数控组专机床、非标准设备、轮拖及工程机械类驱动桥等产品领域内，具有设计、开发、制造能力。此外，还具备各类机床、电机修理及通用设备数控化改造能力。产品共涉及到航空航天、轻工、 化工、汽车，拖拉机、柴油机、交通、运输等多个行业，遍布全国二十多个省市。 二 、 实习内容 1、 安全教育 2009 年 4 月 7 日上午我们在一拖 培训中心进行了安全教育工作。老师先是给我们看了一拖取得骄人成绩而后还给我们看了一些血淋淋的安全教育案例，这些案例给我们敲响了安全的警钟，同时老师还给我们讲了一些具体的安全知识，如下： 1. 不允许穿凉鞋进厂； 2. 进厂必须穿长裤； 3. 禁止在厂里吸烟，被发现者罚款； 4. 进厂后衣服不准敞开，外套不准乱挂在身上，不得背背包进厂； 5. 人在厂里不要成堆，不要站在主干道上； 6. 注重自身和学校形象； 7. 不准乱按按扭、开关； 8. 注意安全！ 2、 参观一拖第一装配厂 2009 年 4 月 7 日下午我们去了一拖第一装配厂，该厂是我国最大的农业履带拖拉机制造基地。 工厂始建于 1956 年，占地面积 平方米，建筑面积 中国第一个五年计划期间 156 项重点工程之一第一拖拉机制造厂的骨干专业厂。自 1958 年 7 月 20 日装配出中国第一台 54 马力履带拖拉机至今，形成年生产能力 台履带拖拉机的生产能力。经过 40 多年的发展，东方红牌拖拉机和工程机械遍布中国各省、自治区并远销至欧洲、北美、南美、非洲、东亚、中东 等 50 多个国家和地区，深受用户欢迎。第一装配厂实施全面质量管理，于 1997 年 12 月 31 日通过了 190021994 标准认证。第一装配厂注重科技投入和产品研发，使企业的产品开发能力、技术创新能力不断增强。近十年来已实现 15 项重大技术改造项目，涉及冷、热、涂、装、焊等工艺环节并新建一条总装配线，进一步提高了工艺装备水平和生产能力，增强了企业产品的竞争实力。本厂拥有各类现代化设备近千台，包括加工中心柔性加工线、气体保护焊、进口重型立式拉床、多轴自动立式车床、微机控制的多功能可控 气氛多用炉、光亮淬火、数控感应加热处理及全套齿轮件、轴齿件等热处理设备，并有壳体类、拨叉类、轴类零件的专用生产线、静电涂装线。新建成的总装配线科技含量较高、功能齐全，采用了工业自动电脑监控、在线检测、计算机监测磨合试验台、大屏幕物流管理等多项新技术，可实现多品种混流装配及大马力拖拉机的装配。第一装配厂除作为第一拖拉机股份有限公司履带拖拉机、推土机变型产品的主机生产专业厂外，还具备各种拖拉机变型新产品的改进、开发、销售能力；拥有中高级技术人员百余名，能够适应国际国内市场的发展变化及用户不同的需求。工艺设计、产 品开发和企业管理已广泛应用了 计算机网络信息系统 (近年来已先后自行开发研制履拖系列、液压挖掘机系列、运输及农用型轮拖系列及特殊用途履带机械产品等数十种变型产品，深受广大用户欢迎。 “团结、奉献、创一流 ”是一装精神 ,在 21 世纪知识经济时代到来之际，本厂愿意与国内外各企业、科研机构在平等、互惠、互利的原则下广泛地进行技术、产品、贸易合作，振兴农业装备，共谋未来的发展，让 “东方红 ”品牌唱响中国、走遍全球。 我们在进厂之前先有 工人师傅介绍一拖第一装配厂的有关情况，以及参观时应注意的事项知道后，我们进入车间自由参观，在进入车间的一刹那， 我惊呆了，车间真大，机器也多，人就不用说了，肯定少不了，大家都在有条不紊的忙碌着，在他们看来，我们好像不存在，但有一点我们必须注意不要靠的工人师傅太近以免发生安全事故。在车间里我们看到很多不明白的东西，我们就问工人师傅，他们很热心的慢慢的给我们讲解，虽然我们听不太懂，但似乎也明白了点。在这个车间里我学到很多课本中没有的知识，同时也深深的体会到了理论与实际的差距。 3、 参观一拖齿轮厂 2009 年 4 月 8 日 上 午我们参观了一拖齿轮厂。厂里的师傅给我们讲可一下该厂的有关情况，然后我们就进了车间，到这儿同样要很注意安全，各式各样的车床、机床高速旋转着，很是危险，要十分小心，到了这儿就是真的来到了一个齿轮的王国，各种各样的齿轮应有尽有 。 4、 听有关发动机气缸体的讲座 2009 年 4 月 8 日下午组织全体同学集中听有关发动机气缸体的讲座。首先，技术设计师给我们介绍了机体的情况： 机体是骨架。需要有足够的刚性和强度。 材料：气缸体的材料 球墨铸铁 铝合 金。然后，又给我们介绍了气缸体和气缸套的形式： 平分式：上曲轴箱、底平面一体品平分线右同一个平面上。 龙门式气缸体：刚性、强度较好、多用于柴油机。 隧道式气缸体：刚性、强度最好、大型机 、组合式、滚动轴承。 气缸套：灰口铸体、耐磨 . 1 干式气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为 1 4 2 湿式气缸套装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触，壁厚一般为 5 9 最后，设计师给我讲解了气缸体工艺，具体如下： 5、在左侧面铣四个基平面和四个平台 10、粗铣顶面低面和右侧放水阀平面 15、精铣底面 20、在地面钻镗两个定位销孔 25、粗精铣前后端面固定水泵的法兰和起动机进水管法兰 30、粗镗 5 个半圆主轴承孔、 3 个凸轮轴孔和钻一个惰轮轴孔 35、粗镗四个汽缸孔 40、铣燃油滤清器安装面和两个水管平面 45、铣轴承座分平面 50、铣主轴承座端面和轴承固定槽 55、拉主轴承座分平面 60、精铣顶面和左侧面两个长方块 65、在顶面和前后端面钻孔和倒角 70、在顶面和前 后端面攻螺纹 75、钻润滑主油道孔 80、在顶面和右侧面钻孔 85、在底面和左侧面钻孔 90、钻十个润滑支油道孔 95、钻十个固定主轴承盖的螺孔底孔和一个深油孔并在侧面钻油标尺孔底孔 100、在第一轴承座上钻斜油孔 105、攻固定主轴的十个螺孔和一个油标尺孔 110、在底面和左右侧面攻螺纹 115、钻八个挺杆导管底孔 120、扩铰八个挺杆导管 125、精镗四个气缸孔 130、在前后端面主轴承座孔上扩孔攻丝并在前端钻直径为 50油孔 135、清洗和吹干 140、检查水套的密封性 145、准备移交检验 145J、中检 150、在气缸体上安装十个双头螺柱 155、安装主轴孔盖 160、在四个气缸孔中镗阻水圆槽 165、半精镗五个主轴孔，三个凸轮轴孔和一个惰轮轴孔 170、在第五主轴承座两端面镗端面 175、精镗五个主轴承孔，三个凸轮轴孔和一个惰轮轴孔 180、精镗四个气缸上口 190、在气缸体底面，后端面，左右侧面钻孔 195、在气缸体后端面和左右侧面铰孔，攻丝 200、珩磨五个主轴承孔 205、清洗和吹净零件 210、清洗兵吹净全部油道孔 215、压入三个凸轮轴衬套 220、铰三个凸轮轴衬套并铰惰轮轴孔 225、准备已交检验 225J、终检 5、 参观一拖动力机械有限公司 2009 年 4 月 9 日我们参观了动力机械有限公司，先介绍该公司的概况， 该公司是中国一拖集团有限公司骨干专业公司之一，由一拖柴油机公司和第一拖拉机股份有限公司于 2003 年共同投资专业生产动力机械的公司。其前身为第一拖拉机股份有限公司第一发动机厂，自 1958 年建厂以来，已累计生产各类柴油机60 多万余台。一拖动力机械有限公司主导产品为： 列柴油机、东方红4125 系列涡流室柴油机、 列直喷柴油机、 列直喷柴油机 及30 350电机组。东方红 列柴油机秉承一拖柴油机公司 用英国里卡多最新技术，动力强劲，节能环保，使用可靠，是中型轮式拖拉机、叉车、挖掘机、装载机、农用运输车、轻卡、中巴等主机的理想配套动力； 前已经全面采用直接喷射燃烧技术，是东方红履带拖拉机、推土机理想的更新换代产品。一拖动力机械有限公司产品及企业先后被国家及有关部委和行业协会授予 “节能级产品 ”、 “用户信得过产品 ”、 “特级安全级企业 ”称号，并通过了 2000 质量管理体系 认证。 在这个车间里我看到了各种各样的发动机，尤其是在拖拉机生产线上，更令我感到惊讶，就看着一个个没有动力的零件在工人师傅的组装下变成了动力强劲的拖拉机，这真是太神奇了，同时我也佩服前人的聪明智慧，他们为我们的生产和生活带来了太多的方便。同时我更加感觉到自己所学知识的短浅，在这个车间里的收获并不比我在课堂上所学的知识少。 在这里我 更加深刻的认识到理论与实际的差距，尤其是一些重要零件的加工，以及对它们的有序安排。 6、 参观一拖第三装配厂 2009 年 4 月 9 日上午我们去了、一拖第三装配厂，这个厂子是我们 实习的最后一站，所以我格外留意了去厂子的路上开的拖拉机，一开始我还以为他们没事开着拖拉机在厂子里飙车，来到地点才明白，原来他们在试车， 对车进行车厂时的最后一道测试，为了消费者的安全，同时也是为了自己，为了使自己的产品能远销别国做着不懈的努力。 三 、 实习体会 时光荏苒，转眼间大学四年就快过去了，有很多人对本专业的认识还不够，学校为了让我们了解机械类的产品和设备，提高我们对这些东西的认识和理解，不惜大量的人力和财力为我们准备了这次去洛阳第一拖拉机厂参观实习。在工厂里我亲身感受了所学知识与实际的应用，理论与实际 的结合。 同时更感觉到了自己所学专业知识的短浅。 这次一拖实习是我在大学期间收获最多的一次实习，只可惜这是我大学时期的最后一次了。为什么人们都是在最后要失去的时侯才知道珍惜？为什么在前几次的实习中就没有好好的把握和利用这些机会呐！ 在这次的实习中，和铣床有了更进一步的接触，了解了铣床的动力设备传动装置和调整机构，以及不同铣刀的不同用途，为我设计矩形型材端面坡口铣削机准备了大量的实物资料。 通过这次实习，我学到了很到关于铣床的知识， 给我的设计带来了很大的帮助，我相信我能很漂亮的完成这次毕业设计。 最后我要感谢学校 领导和老师给我们这次充实自己、增长见识的机会。 指导教师评语： 实习成绩： 指导教师： 年 月 日 山东轻工业学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称 矩形型材 端面 坡口铣削机 设计 课题类型 工程设计（ X） 导师姓名 宫涛 学生姓名 席福洋 学 号 200501042108 专业班级 机 械 05 概述 在自动化 焊接生产线上，为了提高焊接质量提高生产效率，需要在矩形型材的焊接端面上开坡口， 人工进行坡口工作效率太低而且还浪费人力， 利用矩形型材端面坡口铣削机可以提高工作效率，降低工人的劳动强度，并提高 破 口质量。 二 选题的目的意义： 为了 使 两块矩形钢材能够牢固的 对 接在一起， 需要将两 钢材开坡口， 为了满足这种需要矩形型材端面坡口铣削机就应运而生了， 这台机器具有 操作 少 ，结构 比较 简单， 效率高等优点。 既 提高焊接强度， 又 保证焊接成品件的连接质量。 三 国内外研究现状 ： 我国的无锡大周焊割机械有限公司生产的有关坡口 /端面加工设备就只有三种产品分别是 列端面铣， 剪倒角机。 而国外也只是有一些管道坡口机等等之类的坡口机，像这种用于铣削矩形型材的坡口铣削机还不多。 国外具有代表性的坡口机产品有以下几种火焰切割 /坡口机，由美国 H&M 公司生产，这种坡口机身采用铝制的，重量 轻，破口角度可调 。管端坡口机，由意大利“古倍喜”公司生产，管端坡口机分为内卡式和外卡式，可以满足不同工作环境的需求。全自动柔性切管机，由日本开发研制。美国的爬管式管道切割 /坡口机是一种便携式铣削机，包括美国瓦奇 管式切割 /坡口机，以及美国 司生产的爬管式切割 /坡口机，德国 司 生产的用于薄壁细长管切割 /开坡口的 列管道切割兼坡口机。 外国研发和生产的大多数都是管道式坡口机或铣削机，他们并没有太多的涉猎用于矩形型材的坡口铣削机，也可以说这是他们的空白，具有很大的发展潜力。 四 矩形型材坡口铣削机的主要要求 1 方案设计要求： 设计一台用于矩形型材端面坡口铣削加工的专用机床，要求对型材端面的两平行边同时加工，铣削角度（ 520） 450， 铣削速度 200mm/材尺寸 200 200400400大长度 6m。选用标准动力头，完成该专用铣床的总体设计，和动力头运动机构 。 2 方案设计方法： 1） 拿到毕业设计题目和任务说明书， 开始查阅相关资料 并根据要求初步规划设计方案。 2）画出装置的草图，对设计方案进行修正完善。 3）用计算机进行绘图（装配图、零件图）。 4）完善绘图，并整理资料，编写设计说明书。 第 七 周 至第八周 ： 开始上网查阅资料 ， 撰写开题报告和毕业实习报告 。 第九 周： 提出初步设计方案 。 第十周 至第十一周 :画出装配草图。 第十二周至十六 周：根据设计方案和资料进行装置的设计。 第十七 周 :完善制图，整理资料编写设计 说明书。 4方案设计的一般过程： 1） 2） 条件计算 选择合适的 传动机构 。 3） 4） 计底座导轨、以及 该专用铣床的中提设计 。 5） 行计算、校核。 五、主要参考文献 1王美兰 . 画法几何及工程制图 M械工业出版社， 2002. 2吴宗泽，罗圣国 . 机械设计课程设计手册 M等教育出版社， 3乔世民 M高等教育出版社， 4梁景凯，盖玉先 . 机电一体化技术与系统 M机械工业出版社， 5齐乐华 M高等教育出版社， 6王伯平 . 互换性与测量技术基础 M机械工业出版社， 7孙恒 ,陈作模 ,葛文杰 . 机械原理 M. 北京 :高等教育出版社， 8邓星钟 . 机电传动控制 M华中科技大学出版社 ,9弓海霞，房晓明，孟庆鑫，刘富强 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 注：课题类型填写：工程设计 、技术开发、软件工程、理论研究等，同时注明 X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题。 该方案是矩形型材端面坡口铣削机设计，矩形型材端面坡口铣削机是由大量通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效机床。其特点有: 结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。机床的总体布局指确定机床的组成部件之间的相对位置及相对运动关系。合理的总体布局的基本要求有：(1)保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系；(2)保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性；(3)便于操纵、调整、维修，便于输送、装卸工件和排屑等；(4)节 材 ， 面 ， 经济效果好；(5)造型 。工件 大， 机构， 用工件 定 装 动， 刀具相对于工 件运动的加工 。矩形型材 装 工作 ，铣刀动 动铣刀作运动， 运动 运动，动 的可，可 刀和 节， 机床 装和 ， ”部动的 量和 的 量， 动 ， 的 机 可， 机。方案的有点是部件 是对矩形型材设计的，结构紧凑，刚性好，生产效率高，加工质量定。由于本设的制造 量 少，设计本专用机床的 点，要 其结构设计，保证其适用性及 性， 大部件 动部件 ， 用 部件 材。山 东 轻 工 业 学 院 中英文翻译 院系名称 机械工程学院 学生姓名 席福洋 专业班级 机械设计制造及其自动化 05 指导教师 宫涛 二九 年 五 月 十 日 a as a of is a in on to be in of in no of to of is to of of a of a to of to on of to a on in of In of be of to of as as it is of a of of or to is of on if of to is a of on of to of It is in to no is as as to be of on to of a be of a to it be - to - be is of it is to In to to of - to is If or of to or on of in is of of a - to - is to it to or to of of a e of we in On in an If to to no it is of of In as in be on in of in of so in is to of a of a is is of an In to as a of in of of is by in is in is is is as on is by in of of as to as it is of on is f If of to be a to no it is of in of a on of to of to a is of In to is on an in n is in in a A of is in it be as be is a of as is in is a in to as is in to a a up a in is it be of an in of in is An in is An in to be a of to in in to be in of of in to be of in in no on of no on of no on it in a on it is to be in is on in to of a of by to of of to in in of to or in of it or to a or is by or to or is a it to to of a of is to .2 5 of 400of in of of to be is to to of of as in of it is to In - of to on so in to be on of of be of as a or a or or of To to a to to of to in to a in on it to it be or be so by In be is to of to be is to A is to be in an of of In be to of of up 0% of is of 加工基础 作为产生形状的一种加工方法，机械加工是所有制造过程中最普遍使用的而且是最重要的方法。机械加工过程是一个产生形状的过程，在这过程中，驱动装置使工件 上的一些材料以切屑的形式被去除。尽管在某些场合，工件无承受情况下，使用移动式装备来实现加工，但大多数的机械加工是通过既支承工件又支承刀具的装备来完成。 机械加工在知道过程中具备两方面。小批生产低费用。对于铸造、锻造和压力加工，每一个要生产的具体工件形状，即使是一个零件，几乎都要花费高额的加工费用。靠焊接来产生的结构形状，在很大程度上取决于有效的原材料的形式。一般来说，通过利用贵重设备而又无需特种加工条件下，几乎可以以任何种类原材料开始，借助机械加工把原材料加工成任意所需要的结构形状，只要外部尺寸足够大，那都 是可能的。因此对于生产一个零件，甚至当零件结构及要生产的批量大小上按原来都适于用铸造、锻造或者压力加工来生产的，但通常宁可选择机械加工。 严密的精度和良好的表面光洁度，机械加工的第二方面用途是建立在高精度和可能的表面光洁度基础上。许多零件，如果用别的其他方法来生产属于大批量生产的话，那么在机械加工中则是属于低公差且又能满足要求的小批量生产了。另方面，许多零件靠较粗的生产加工工艺提高其一般表面形状，而仅仅是在需要高精度的且选择过的表面才进行机械加工。例如内螺纹，除了机械加工之外，几乎没有别的加工方法能进行加工 。又如已锻工件上的小孔加工，也是被锻后紧接着进行机械加工才完成的。 基本的机械加工参数 切削中工件与刀具的基本关系是以以下四个要素来充分描述的：刀具的几何形状，切削速度，进给速度，和吃刀深度。 切削刀具必须用一种合适的材料来制造，它必须是强固、韧性好、坚硬而且耐磨的。刀具的几何形状 以刀尖平面和刀具角为特征 对于每一种切削工艺都必须是正确的。 切削速度是切削刃通过工件表面的速率，它是以每分钟英寸来表示。为了有效地加工，切削速度高低必须适应特定的工件 刀具配合。一般来说，工件材料越硬，速度越低。 进给速 度是刀具切进工件的速度。若工件或刀具作旋转运动，进给量是以每转转过的英寸数目来度量的。当刀具或工件作往复运动时，进给量是以每一行程走过的英寸数度量的。一般来说，在其他条件相同时，进给量与切削速度成反比。 吃刀深度 以英寸计 是刀具进入工件的距离。它等于旋削中的切屑宽度或者等于线性切削中的切屑的厚度。粗加工比起精加工来，吃刀深度较深。 切削参数的改变对切削温度的影响 金属切削操作中，热是在主变形区和副变形区发生的。这结果导致复杂的温度分布遍及刀具、工件和切屑。图中显示了一组典型等温曲线，从中可以看出：像所 能预料的那样，当工件材料在主变形区被切削时，沿着整个切屑的宽度上有着很大的温度梯度，而当在副变形区，切屑被切落时，切屑附近的前刀面上就有更高的温度。这导致了前刀面和切屑离切削刃很近的地方切削温度较高。 实质上由于在金属切削中所做的全部功能都被转化为热，那就可以预料：被切离金属的单位体积功率消耗曾家的这些因素就将使切削温度升高。这样刀具前角的增加而所有其他参数不变时，将使切离金属的单位体积所耗功率减小，因而切削温度也将降低。当考虑到未变形切屑厚度增加和切削速度，这情形就更是复杂。未变形切屑厚度的增加趋势必导致 通过工件的热的总数上产生比例效应，刀具和切屑仍保持着固定的比例，而切削温度变化倾向于降低。然而切削速度的增加，传导到工件上的热的数量减少而这又增加主变形区中的切屑温升。进而副变形区势必更小，这将在该区内产生升温效应。其他切削参数的变化，实质上对于被切离的单位体积消耗上并没有什么影响，因此实际上对切削温度没有什么作用。因为事实已经表明：切削温度即使有小小的变化对刀具磨损率都将有实质意义的影响作用。这表明如何人从切削参数来确定切削温度那是很合适的。 为着测定高速钢刀具温度的最直接和最精确的方法是 W&T 法，这方法 也就是可提供高速钢刀具温度分布的详细信息的方法。该项技术是建立在高速钢刀具截面金相显微测试基础上，目的是要建立显微结构变化与热变化规律图线关系式。当要加工广泛的工件材料时，经论述过测定高速钢刀具的切削温度及温度分布的方法。这项技术由于利用电子显微扫描技术已经进一步发展，目的是要研究将已回过火和各种马氏体结构的高速钢再回火引起的微观显微结构变化情况。这项技术亦用于研究高速钢单点车刀和麻花钻的温度分布。 刀具磨损 从已经被处理过的无数脆裂和刃口裂纹的刀具中可知，刀具磨损基本上有三种形式：后刀面磨损，前刀面磨损和 V 型凹口磨损。后刀面磨损既发生在主刀刃上也发生副刀刃上。关于主刀刃，因其担负切除大部金属切屑任务，这就导致增加切削力和提高切削温度，如果听任而不加以检查处理，那可能导致刀具和工件发生振动且使有效切削的条件可能不再存在。关于副刀刃，那是决定着工件的尺寸和表面光洁度的，后刀面磨损可能造成尺寸不合格的产品而且表面光洁度也差。在大多数实际切削条件下，由于主前刀面先于副前刀面磨损，磨损到达足够大时，刀具将实效，结果是制成 不合格零件。 由于刀具表面上的应力分布不均匀，切屑和前刀面之间滑动接触区应力，在滑动接触区的起始处最大，而在接触区的尾部为零，这样磨蚀性磨损在这个区域发生了。这是因为在切削卡住区附近比刀刃附近发生更严重的磨损，而刀刃附近因切屑与前刀面失去接触而磨损较轻。这结果离切削刃一定距离处的前刀面上形成麻点凹坑，这些通常被认为是前刀面的磨损。通常情况下，这磨损横断面是圆弧形的。在许多情况中和对于实际的切削状况而言，前刀面磨损比起后刀面磨损要轻，因此后刀面磨损更普遍地作为刀具失效的尺度标志。然而因许多作者已经表示过的那样 在增加切削速度情况下，前刀面上的温度比后刀面上的温度升得更快，而且又因任何形式的磨损率实质上是受到温度变化的重大影响。因此前刀面的磨损通常在高速切削时发生的。 刀具的主后刀面磨损带的尾部是跟未加工过的工件表面相接触，因此后刀面磨损比沿着磨损带末端处更为明显，那是最普通的。这是因为局部效应，这像未加工表面上的已硬化层，这效应是由前面的切削引起的工件硬化造成的。不只是切削，还有像氧化皮，刀刃产生的局部高温也都会引起这种效应。这种局部磨损通常称作为凹坑性磨损，而且偶尔是非常严重的。尽管凹坑的出现对刀具的切削性质无 实质意义的影响，但凹坑常常逐渐变深，如果切削在继续进行的话，那么刀具就存在断裂的危机。 如果任何进行性形式 的磨损任由继续发展，最终磨损速率明显地增加而刀具将会有摧毁性失效破坏，即刀具将不能再用作切削，造成工件报废，那算是好的，严重的可造成机床破坏。对于各种硬质合金刀具和对于各种类型的磨损，在发生严重失效前，就认为已达到刀具的使用寿命周期的终点。然而对于各种高速钢刀具，其磨损是属于非均匀性磨损，已经发现：当其磨损允许连续甚至到严重失效开始，最有意义的是该刀具可以获得重磨使用，当然，在实际上，切削时间远比使用 到失效的时间短。以下几种现象之一均是刀具严重失效开始的特征：最普遍的是切削力突然增加，在工件上出现烧损环纹和噪音严重增加等。 自动夹具设计 用做装配设备的传统同步夹具把零件移动到夹具中心上，以确保零件从传送机上或从设备盘上取出后置于已定位置上。然而在某些应用场合、强制零件移动到中心线上时，可能引起零件或设备破坏。当零件易损而且小小振动可能导致报废时，或当其位置是由机床主轴或模具来具体时，再或者当公差要求很精密时，那宁可让夹具去适应零件位置，而不是相反。为着这些工作任务，美国俄亥俄州 司已经开发了一般性功能数据的非同步西类柔顺性夹具。因为夹具作用力和同步化装置是各自独立的，该同步装置可以用精密的滑移装置来替换而不影响夹具作用力。夹具规格范围是从 寸行程， 5 英镑夹紧力到6 英寸行程、 400 英寸夹紧力。 现代生产的特征是批量变得越来越小而产品的各种规格变化最大。因此，生产的最后阶段，装配因生产计划、批量和产品设计的变更而显得特别脆弱。这种情形正迫使许多公司更多地致力于广泛的合理化改革和前面提到过情况那样装配自动化。尽管柔性夹具的发展很快落后与柔性运输处理装置的发展，如落后于工业机器人 的发展，但仍然试图指望增加夹具的柔顺性。事实上夹具的重要的装置 生产装置的专向投资就加强了使夹具更加柔性化在经济上的支持。 根据它们柔顺性，夹具可以分为：专用夹具、组合夹具、标准夹具、高柔性夹具。柔性夹具是以它们对不同工件的高适应性和以少更换低费用为特征的。 结构形式可变换的柔性夹具装有可变更结构排列的零件（例如针形颊板，多片式零件和片状颊板），标准工件的非专用夹持或夹紧元件（例如：启动标准夹持夹具和带有可移动元件的夹具配套件），或者装有陶瓷或硬化了的中介物质（如：流动粒子床夹具和热夹具紧夹具）。为了生产 ，零件要在夹具中被紧固，需要产生夹紧作用，其有几个与夹具柔顺性无关的步骤： 根据被加工的即基础的部分和工作特点，确定工件在夹具中的所需的位置，接着必须选择若干稳定平面的组合，这些稳定平面就构成工件被固定在夹具中确定位置上的夹持状轮廓结构，均衡所有各力和力矩，而且保证接近工件工作特点。最后，必须计算、调整、组装可拆装的或标准夹具元件的所需位置，以便使工件牢牢地被夹紧在夹具中。依据这样的程序，夹具的轮廓结构和装合的规划和记录过程可以进行自动化控制。 结构造型任务就是要产生若干稳定平面的组合，这样在这些平面上的各 夹紧力将使工件和夹具稳定。按惯例，这个任务可用人 机对话即几乎完全自动化的方式来完成。一人 机对话即以自动化方式确定夹具结构造型的优点是可以有组织有规划进行夹具设计，减少所需的设计人员，缩短研究周期和能更好地配置工作条件。简言之，可成功地达到显著提高夹具生产效率和效益。 在充分准备了构造方案和一批材料情况下，在完成首次组装可以成功实现节约时间达 60%。 因此夹具机构造型过程的目的是产生合适的编程文件。 矩形型材端面坡口铣削机设计 2 目 录 摘 要 1 第一章 绪论 2 题来源及意义 2 形型材断面坡口铣削机的国内外研究现状 2 械铣削机发展趋势 3 第二章 机床总体设计 4 床总体方 案设计的依据 4 件 4 具 5 艺分析 5 艺方法的确定 5 床总体布局 5 床运动的确定 6 床主要参数的确定 6 定工件余量 6 择切削用量 7 动参数 主运动驱动电动机功率的确定 7 削力的计算 7 削功率的计算 8 给驱动电动机功率的确定 8 第三章 端面坡口铣削机的机械部分设计 9 动部分的设计 9 杠选取和设计 9 10 承的 选取 12 轴器的选 取 12 轨的选取 12 1 摘 要 矩形型材端面坡口铣削机是由大量通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效机床。其特点有 : 结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。 本次设计的题目是矩形型材端面坡口铣削机设计。首先针对要加工的型材入手，对机床进行总体方案设计，进而确定机床的总体布局，随后，对铣削力进行计算，根据要求选择合适的动力头，以加工要求为线索，在满足要求的前提下完成其它（如丝杠、导轨）所有零件的设计。 关键词 ： 坡口铣削机； 动力头运动机构。 2 by of a of of is a of of to of of of in of to of to of 3 第一章 绪论 在自动化焊接生产线上，为了提高焊 接质量提高生产效率，需要在矩形型材的焊接端面上开坡口，人工进行坡口工作效率太低而且还浪费人力，利用矩形型材端面坡口铣削机可以提高工作效率，降低工人的劳动强度，并提高 破 口质量。 为了 使 两块矩形钢材能够牢固的对接在一起， 需要将两钢材开坡口， 为了满足这种需要矩形型材端面坡口铣削机就应运而生了，这台机器具有 操作少，结构比较简单， 效率高等优点。既提高焊接强度，又保证焊接成品件的连接质量。 在型钢非标准设备现场制作中，经常遇到一些尺寸较大、重量较重的部件的破口加工，如型钢的焊缝坡口加工、短侧板的焊缝坡口加工、分解槽壁板 纵焊缝坡口加工等， 对于这些 焊缝坡口加工，如果使用火 自动切割机切割，坡口尺寸偏差较大，互换性差，而如果使用刨边机，龙门铣等大型机床切削，不仅加工台班费昂贵，而且大型机床不适于在各个施工现场之间频繁搬，针对以上情况，我们提出了研制坡口专用铣削机床的课题。为了使研制工作切合实际、有的放矢，我们首先认真分析了 矩形型钢端面的加工特点。 最近由于金融危机的影响， 机床行业受宏观经济形势的影响，呈现出增长逐步减缓的趋势。自去年下半年以后，机床市场需求出现了严重滑坡。普通机床和 经济型数控机床产品市场需求急剧下滑，传统普通产 品生产企业库存量大幅增加。而中、高档数控机床，成套设备和大型重型数控机床需求相对集中，这说明行业产品结构发生了非常大的变化，单台产品平均价格走高，市场需求继续向高端倾斜，重型机床领域竞争将更加激烈。 为了使适应广大客户的需要，我们要求设计了矩形型材端面坡口铣削机，这种机械有很大的发展潜力，在这次金融危机的影响下会有更好的发展。 我国的无锡大周焊割机械有限公司生产的有关坡口 /端面加工设备就只有三种产品分别是 国外也只是有一些管道坡口机等等之类的坡口机， 还有 十一冶安装工程公司制作了两套卧式坡口铣削专用机床，一次试车成功，并先后在云南铝业公司，河南焦作 4 万方铝业公司、山东鲁西铝厂和四川广兴铝业公司的电解槽制作工程中投入使用 ，发挥了重要的作用，解决了电解槽等非标设计超大零部件坡口机械化生产问题，保证了质量和工期，节约了成本 像这种用于铣削矩形型材的坡口铣削机还不多。 国外具有代表性的坡口机产品有以下几种火焰切割 /坡口机，由美国 H&种坡口机身采用铝制的，重量轻，破口角度可调。管端坡口机，由意大利“古倍喜” 公司生产，管端坡口机分为内卡式和外卡式，可以满足不同工作环境的需求。全自动柔性切管机，由日本开发研制。美国的爬管式管道切割 /坡口机是一种便携式铣削机，包括美国瓦奇 管式切割 /坡口机，以及美国 坡口机，德国 的用于薄壁细长管切割 /开坡口的 外国研发和生产的大多数都是管道式坡口机或铣削机，他们并没有太多的涉猎用于矩形型材的坡口铣削机，也可以说这是他们的空白，具有很大的发展潜力。 机械制造业在国民经济 中占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。 伴随着国际经济危机的不断加深及全球经济增长的放缓，机床行业受宏观经济形势的影响，呈现出增长逐步减缓的趋势。自去年下半年以后，机床市场需求出现了严重滑坡。 机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制 造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削机床，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的40% 60%，金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之，一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。 纵观几十年来的历史，机械制造业从早期降低成本的竞争，经过 20 世纪70 年代、 80 年代发展到 20 世纪 90 年代乃至 21 世纪初的新的产品的 竞争。目前，我国已加入世界贸易组织，经济全球化时代已经到来，我国机械制造业面临严峻的挑战，也面临着新的形势：知识 技术 产品的更新周期越来越短，产品的批量越来越小，产品的性能和质量的要求越来越高，环境保护意识 5 和绿色制造的呼声越来越强，因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手段。 矩形型材端面坡口铣削机，是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。它具有：生产率高；加工精度稳定；研制周期短，便于设计 、制造和使用维护，成本低；配置灵活等。正是由于这些特点的存在，决定了端面坡口铣削机在焊接领域的广泛应用。 矩形型材端面坡口铣削机采用高速铣削加工，而这种 加工可获得较高的金属切除率、很高的加工精度和良好的加工表面质量，因此，在现代制造业中受到普遍重视，发展也相当迅速。相对于传统的切削加工，高速加工中切削速度、进给速度都有了很大的提高，而且切削机理也不相同。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其是在加工机床、数控系统、刀具系统、 件等相关技术的推动下，高速切削加工技术已越来越多地应用于模具型腔的加 工中。高速铣削加工的特点是 热变形小等优点，其单位功率的金属切除率提高了 30%40%，切削力降低了 30%，刀具的切削寿命提高了 70%，留于工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间毛坯材料的去除率增加了，切削时间减少了，加工效率提高了，从而缩短了产品的制造周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速加工的小吃刀量、大进给速度减少了作用在工件上的切削力，切屑的高速排出减少了传递到工件上的切削热，相应地减少了热应力变形，从而提高了工件的加工刚性，并为薄壁零件的切削加工提供了可能。对硬 度超过 材料进行高速铣削加工，可在一定程度上替代效率较低的电火花加工，这样，一定程度上缩短了模具的制造周期。与传统铣削加工相比，高速切削加工具有温升低 等优点 9。 此次设计的是由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 第二章 坡口铣削机的总体设计 设计机床的第一步，是确定总体方案。总体方案是机床部件和零件的设计依据，对整个设计的影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须全面地、周密地考虑，使所定方案技术先进、经济合理。 床总体方案设计的依据 6 件 工 件是机床总体方案设计的重要依据之一，设计者必须明确工件的特点和加工要求。本次毕业设计要求设计一台矩形型材端面坡口铣削机，用于矩形型材断面轧制或是焊接成型的型材，与底板焊接或是两型材对接时，焊接工艺要求断面到坡口，工件材料为热轧 45号钢，矩形型材 200 200 400 400，硬度为 207 241产批量为中小批量。加工部位的加工要求如下： (1)被加工表面的粗糙度均为 (2)铣削角度（ 5 20） 450 。 具 机床设计力求简单实用，考虑到切削材质单一，切削参数变化范围十分有限， 因此铣削转速不分档，铣削 高速钢角铣刀 1，刀齿材料为 =450， d=80，B=22,D=27,Z=22。 艺分析 艺方法的确定 机床的工艺方法是多种多样的，按工种可分为车、铣、刨、钻、镗、磨、研磨、电加工、振动加工、激光加工等；每一种还可再分，如车削加工有车外圆、车端面、车槽、车球面等之分；按加工精度各表面 粗糙度可分为粗加工、半精加工、光整加工等；按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、多工件、单工位、多工位等；按作业形式可分平行作业、顺序作业、平行 工艺方法对机床的结构和性能的影响很大，工艺方法的改变常导致机床的运动、传动、布局、结构、性能以及经济效果等方面的一系列变化。 加工断面坡口的方法有很多，比如说，铣削，刨削。对于对于矩形型材断面，用刨床进行刨削加工时，机床需要两个运动，机床和刀具结构简单，装夹在工件台上快速，稳固，但生产率低，加工精度也达不到工件要求；用角铣刀进行铣削加工时，生产率不 仅提高了，也能满足工件所要求的加工精度，且装夹快速，方便。与其它机床相比，矩形型材断面铣削机具有生产率高，加工精度稳定，研制周期短，便于设计、制造和使用维护、成本低、自动化程度高、劳动强度低，配置灵活等特点，因此，当生产量很大时，用矩形型材断面铣削机进行加工更合理 2。 床总体布局 机床的总体布局指确定机床的组成部件之间的相对位置及相对运动关系。 7 合理的总体布局的基本要求有： (1)保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系； (2)保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性； (3)便于操纵、调整、维修，便于输送、装卸工件和排屑等； (4)节省材料，占地面积小，即经济效果好； (5)造型美观。 考虑到工件较大，为简化进给机构，采用工件固定在装夹台上不动，而让刀具相对于工 件运动的加工模式。 矩形型材安装在工作台上，铣刀动力头带动铣刀作旋转主运动，上下运动为进给运动，且动力头的主轴可以伸缩，这样可以完成进刀和退刀的要求。 考虑到节能问题，在机床上安装了链轮和重锤，使重锤平衡掉一部分动力头的重量和滑台的重量，这样使得进给动力变小，选择较小的进给电机即可，如台湾永坤 此方案的有 点是各部件均是针对矩形型材设计的，因此，结构紧凑，刚性好，生产效率高，加工质量稳定。 由于本设备的制造数量较少，设计本专用机床的出发点，主要考虑其结构设计，保证其适用性及安全性，除一些较大部件或远动部件如支座，滑台采用余部件均就地取材。 床运动的确定 为适应设备频繁搬迁，不但整个机床可以解体，尺寸较大的零部件也应可以分解，同时设备应易于拆卸、吊装，易于组合安装，为防止机床在频繁的拆卸、 吊装过程中损坏，要适当增加零部件的安全裕度。在以上研制原则的指导下，我们设计了坡口铣削专用设备 ，它的表面粗糙度可达 确定机床运动，指确定机床运动的数目，运动类型以及运动的执行件。 本次毕业设计的矩形型材断面坡口铣削机的工艺方法是，用两把角铣刀直接进行对型材端面的两平行边同时加工。相应的 450坡口成形运动为：两动力头主轴的回转运动，动力头上下运动为进给运动；辅助运动为：动力头主轴伸缩为调整运动。 通过着写运动即可完成所要求的坡口切削 11。 床主要技术参数的确定 机床主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数，动力参数。 定工件余量 矩形型材 200 200 400 400，材料为热轧 45号钢，硬度为 207 2418 生产类型为中小批量，热轧毛坯。查机械制造工艺设计简明手册表 加工余量为 如果余量过大，不仅浪费金属，增加切削工时，增加机床和道具的负荷，有时还会将加工表面所需保存的最耐磨的表面层切掉；如果余量过小，则不能去掉表面在加工前所存在的误差和缺陷层以致产生废品，有时还会使刀具处于恶劣的工作条件，例如刀尖要直接切削夹沙外皮和冷硬层加 剧了刀具的磨损。为了合理确定加工余量，必须了解加工余量的各项因素如加工表面上的表面粗糙度，加工前的尺寸公差 等。 确定加工余量的方法，由工序余量确定背吃刀量；根据加工表面粗糙度要求确定进给量：选择刀具磨钝标准及确定刀具耐用度；确定切削速度，并按机床主轴转速表选取接近的转速。 根据以上所说，我 确定采用高速钢角铣刀，同时考虑到该 铣 床铣削工件的尺寸 ，初步选择铣削转速 1440r/此前提下，我查阅资料得出： a：当进给速度在 V=440mm/270mm/范围内、铣削深度为3 t 削粗糙度为 100 50： b：当进给速度在 V=270mm/180mm/范围内、铣削深度为3 t 削粗糙度为 50 25： c：当进给速度在 V=170mm/范围内、铣削深度为 t ，铣削粗糙度为 由于施工图部件坡口的粗糙度要求通常在 25 50 之 间，因此结合工地的实际情况，采用 V=200mm/合加工要求。 择切削用量 由于被加工零件的铣削宽度为 20进行一次走刀，即： 0 根据组合机床设计简明手册第 132 133页，选择铣削切削用量。 铣削用量的选择与要求的加工表面粗糙度值及其生产率有关系。当铣削表面粗糙度数值要求较低时，铣削速度应选高一些，每齿走刀量应小些。若生产率要求不高，可以取很小的每齿走刀量，一次铣削 4 5余量达到 时每齿的进给量一般为 根据本次设计所加工的零件要求，其表面粗糙度数值较低，加工材料为热轧钢，查切削用量手册表 4得： z,V=15 35m/ z。 动参数 主运动驱动电动机功率的确定 机床的运动参数包括主运动转速和转速范围、进给量范围、进给量数列以 9 及空行程速度等。此次设计主要确定主运动的运动参数。 削力的计算 有工作条件等查切削用量手册表 22得： F= （ 2 其中： 45， ， f=有关系数和指数 切削条件 改变是，切削力的修正系数 铣削宽度， 0mm 铣削深度，由于是一次铣削就能达到设计尺寸，则铣削深度为工件加工余量，即 0 进给量， z Z 齿数，取 Z=22 则切削力大小为 : F= 取 F=5200N 削功率的计算 根据机械制造工艺金属机床设计指导第 72页，可得切削功率公式为： 00000000205200 = （ 2 由常州市高翔组合机床制造有限公司提供的 轴滑套轴向调整 70力头燕尾导轨轴向位移 100使用两个这样的动力头在两侧面同时铣削坡口，而 型材的规格为 200 200 400 400，单边轴向位移量最大为 100 常州市高翔组合机床制造有限公司提供的 削动力头 即可满足此要求。 给驱动电动机功率的确定 查金属切削机床设计第 41 页，可知：进给驱动电动机功率取决于进给的有效功率和传动件的机械效率 9， Ns=0000（ 2 式中： 进给驱动电动机功率 ( 10 进给速度 (m/Q 进给抗力 (N)， Q=( （ 2 s 进给传动系统的总机械效率 (一般取 粗略计算时，可根据进给传动与主传动所需功 率之比值来估算进给驱动电机功率。 铣床的进给功率 P =用 台湾永坤 采取全封闭全寿命机电一体化设计，硬齿面斜齿传动，低噪声、高效率。整体结构、重量轻，适应性强，可附加电磁制动器 ，输出转速： 69 260r/出转矩：高至 1500机功率： 4装形式：安装法兰方式安装 ，电机型号为 5 第三章 端面坡口铣削机的机械部分设计 动部分的设计 杠选取和设计 根据本设计中对铣削速度及加工精度的要求，减速电 机的输出最高转速00 r/速电机通过连轴器与丝杠直接连接，即 i=1，动力头快速进给的最高速度要求达到 m/给速度为 v=200mm/速电机的输出最高转速为 200 r/丝杠的最高转速也为 200 r/本丝杠导程 P h = v=200 11000 =5( （ 3 丝杠中径 d2=30 （ 3 13料为钢， 查机械零件设计手册 19表 5 d=48mm,p=5mm,2=4=9,目工作高度 H= 3 670 11 螺纹的工作高度 h=牙根部的宽度 b=杠所受的轴向力为 Q=(=1560 取 Q=1600N 驱动转矩 T=2+ （ 3 3 轴承摩擦力矩 螺纹力矩 ) 2 M （ 3 3= M T=25 N M,减速电机的转矩为 26 N M，符合
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