曲面印刷机的间歇传动机构设计【三维SW】【含cad图纸+文档全套资料】
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曲面印刷机间歇传动机构设计摘要：曲面印刷机主要是在类似的圆柱形的东西上自动进行对版印刷的机器，而全自动曲面印刷机他对版的准确度高、更便捷，其使用光电对版的速度比传统的印刷机的速度提升了百分之三十，可以成批有效的生产印制各种材料物品的外包装，弥补了我国的高效自动化印刷领域。 本文是针对曲面印刷机的间歇传动机构来设计。间歇传动机构是曲面印刷机a的重要组成部分，它主要实现八工位料盘的间歇转动，为上杯、印刷、下杯提供间歇时间。间歇传动机构由蜗杆蜗轮箱和凸轮箱两部分构成。蜗杆蜗轮箱通过蜗杆蜗轮的传动形式，改变传动方向并为涡形凸轮提供动力。凸轮箱由涡形凸轮和分度盘组成。涡形凸轮入口和出口的槽是四分之一正弦曲线，各占圆周曲线75度，中间一段是直线槽，占圆周曲线210度，两者光滑过渡，机构运行平稳。涡形凸轮通过驱动分度盘上的滚柱装置，使分度盘实现间歇转动。涡形凸轮每转45的角度则分度盘对应的转一圈。因为要设计间歇传动机构的五十多个零部件实行三维实体建模、装置配备、仿真模拟，并生成其装配大图，爆炸图和五个相对应的重要零部件图，所以要熟练操作Solidworks软件系统。为保证按照任务的目的和要求，预先定出工作方案和计划，绘出图样的安全合理，此论文也通过原理方式对轴承、蜗轮、蜗杆、键等重要零部件进行了校对核查，而且对分度盘拟定了相关的制造路线。本文利用大量精确的图表及专业性的理论叙述结合，生动形象的将全自动曲面印刷机间歇传动机构的组成、构造、试用功能进行详细介绍和展示。关键词：印刷机；间歇传动机构；蜗形凸轮；蜗轮蜗杆；SolidworksIThe Design of Intermittent Drive Mechanism for Curved Surface Press Abstract: Surface printing press is mainly for automatic printing on a cylindrical something similar machines, and automatic surface press his version of accurate, more convenient, using photoelectric version faster than conventional presses the speed increase 30 percent effective production batch can be printed all kinds of packaging material goods, the end of our dependence on foreign technology.This design is a design scheme for surface presses intermittent transmission bodies. Intermittent transmission mechanism is an important part of the surface of a printing press, it is mainly to achieve eight-station tray intermittent rotation of the cup, printing cup provided under intermittent time. Intermittent transmission mechanism by the worm gear box and cam box of two parts. Worm gear box via the worm - worm wheel drive form, change the transmission direction and provide the impetus for scroll cam. Scroll cam groove inlet and outlet of a quarter of a sine curve, each peripheral curve 75 degree, the middle section is a straight groove, accounting peripheral curve 210 degree, both smooth transition, smooth mechanism operation. Globoid each rotation angle of the indexing plate 45degree corresponding revolution. Due to the design of more than fifty parts intermittent drive mechanism to implement three-dimensional solid modeling system equipped, simulation, assembly and generates its big picture, and five exploded view corresponding to important parts, so to proficiency Solidworks Software system. In order to ensure accordance with the purpose and requirements of the tasks, pre-fix work programs and plans drawn pattern of reasonable safety, this paper also by way of the principle of the important parts of bearings, worm, the worm, and so the key proof verification, but also for points dial developed related manufacturing line. In this paper, a large number of accurate charts and professional narration combine theory and vivid will be automatic composition, structure, function surface presses trial intermittent transmission mechanism will be described in detail and show. Keywords: Printers; intermittent transmission mechanism; Globoid; worm; Solidworks 目 录摘要Abstract目录1 引言11.1 全自动曲面印刷机的简介11.2 曲面印刷机的工作原理和组成结构11.2.1 工作原理11.2.2 组成结构11.3 曲面印刷机的技术特色 21.4 国内外曲面印刷机的研发状况21.4.1 国内曲面印刷机的研发状况21.4.2 国外曲面印刷机的发展状况41.5 曲面印刷机的用途及经济效益41.6 设计的目的与对象42 间歇传动机构的方案设计62.1 间歇传动机构的分析与方案选择62.2 间歇传动机构材料的选择62.2.1 强度62.2.2 刚度62.2.3 磨损72.2.4 振动稳定性72.2.5 材料的经济性72.3 间歇传动机构的设计技术要求73 间歇传动机构的重要零件设计93.1 蜗形凸轮机构的设计93.2 轴的设计123.2.1 轴的材料123.2.2 轴的失效形式123.2.3轴的可靠定位133.2.4 零件在轴上的周向定位133.3 键的选择143.4 蜗轮蜗杆的设计153.4.1 蜗轮蜗杆传动的失效形式和设计准则153.4.2 蜗轮蜗杆的设计参数153.6 其他零件的设计173.6.1 螺钉的选择173.6.1 箱体的设计184 分度盘的加工工艺204.1 分度盘的的工艺性分析204.2 分度盘的工艺分析及生产类型的确定204.2.1 分度盘的用途204.2.2 分度盘的主要技术要求214.2.3 审查分度盘的工艺性214.2.4 确定分度盘的生产类型214.3 确定毛坯尺寸和绘制毛坯图204.3.1 毛坯选择204.3.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量204.3.3 绘制分度盘毛坯图214.4 拟订加工工艺路线224.4.1 选择定位基准224.4.2 制定工艺路线234.5 选择加工设备和工艺设备234.5.1 机床、刀具、量具的选择234.5.2 夹具的选择244.6 确定工序尺寸244.7 确定切削用量254.7.1 工序1切削用量的确定254.7.2 工序2切削用量的确定254.7.3 工序3切削用量的确定254.7.4 工序4切削用量的确定264.7.5 工序5切削用量的确定264.7.6 工序6切削用量的确定264.7.7 工序7切削用量的确定264.7.8 工序8切削用量的确定264.7.9 工序9切削用量的确定264.7.10 工序10切削用量的确定274.7.11 工序11切削用量的确定274.7.12 工序12切削用量的确定274.7.13 工序13切削用量的确定274.8 制定相关的工艺文件275 总结28参考文献29致谢31附录 A32V中北大学信息商务学院 2016 届毕业设计说明书1 引言1.1 全自动曲面印刷机的简介我们研究的全面曲面印刷机是一种可以在曲面上印刷的机器，诸如我们平时见到的印刷机都是平面印刷机，意思就是可以在平面上印刷，批量复制文字，但是在圆柱形、圆弧形等物品上就显得无能为力。就像我们平时的印章，沾上印泥，只可以在平面上印刻上去，在曲面上就不行了。所以在不同曲面上印刷的机器出现了，它就是曲面印刷机。由程序控制器通过程序把控上下料和各部件的同步联动。曲面印刷机的轮转印刷机构将图案套色于大胶辊圆周之上，再与料盘上模把接触对滚移印在被印刷物的外曲面上。适用于工厂大批量，高效率印刷塑料、金属、纸质成型后的包装容器，及各种电子电器标签。而且凸版和模把更换方便。其使用光电对版的速度比传统的印刷机的速度提升了百分之三十，大大提升了劳动生产力和经济效益1。1.2 曲面印刷机的工作原理和组成结构1.2.1 工作原理 曲面印刷机通过转动大胶辊，原先布置在大胶辊的色块图案组合便会跟着其一起滚动，之后将图案印刷在纸面上。1.2.2 组成结构全自动曲面印刷机，包含有轮转印刷机构和传动机构等，其全部的分布状况如图1-1所示，系统结构阐述如下5： 1. 印刷机构由橡胶、墨辊盒、版辊盒组成。版辊盒和墨辊盒均布在橡胶辊的周围； 2. 料盘机构。其上均布着模把和料盘，作间歇运动。 3. 轮转机构上的橡胶辊版辊墨辊箱与主运动相联作同步运转；1图1-1 曲面印刷机整体布局图1.3 曲面印刷机的技术特色 1. 使用涡形凸轮作间歇传动机构。2. 自动控制接触印刷压力；能够确保被印刷图案的清晰度；3. 主机使用单一传动链，完成了各元件的步调一致；4. 使用光电编码器，保证各元件的协调一致；5. 使用自动版夹将PS感光树脂版放置在版辊上，可以合理安排安装位置和张力；6. 使用空转不印快速控制技术，保证印刷过程中上杯失败时，油墨不污染模头；7. 使用CCD相机图像分析技术，分析色标位置误差，并快速消除误差，实现自动对版。1.4 国内外曲面印刷机的研发状况1.4.1 国内曲面印刷机的研发状况 1. 潮安隆兴彩印工贸有限公司：其特色生产的“隆兴机械彩印”，“隆兴彩印杯”，以及印制各种类型的杯与碗类都是该企业拿得出手的标志性产品。并且，依靠完善的管理、国内外高科技的设备、雄厚科研力量和广大客户的支持，曲面印刷机研发问世，而且顺利进过科技成果鉴定，骄傲的荣获了八项技术专利，其成果也被ISO9001国际质量体系认证。图1-2 LX-WZBA145-160型六色高速自动曲面胶印机2. 广水轻工机械有限责任公司：广水轻工机械有限责任公司，在1954年创立，发展至今已有六十多年的历程了，在时间的考验和见证下，公司系列化的建成了胶印机印刷流水线，包括印杯（碗）机系列、印桶机系列、印盖机系列、印方盒机系列和印软管（铝罐）机系列。公司产品的主要电气部件由德国西门子、日本三菱提供，并凭借机械的高稳定性、经久耐用等品质，公司一直在同行业中保持着领先地位。公司产品通过CE认证，企业通过ISO9001，ISO14001认证，并拥有多项发明专利和实用新型专利。图1-3 JYT/B.W-6 PLC型六色曲面胶印机 图1-4 对开单色双面平版印刷机1.4.2 国外曲面印刷机的发展状况图1-5 LITHOCUP塑料杯印刷机意大利卡夫公司：以具备完善体系的研发设计团队、创新的开发能力和强大的制造生产能力以及高速自动曲面容器印刷设备为人们所熟知、并且通ISO9001:2000国际质量体系认证。软管印刷自动线：整理加料机、印刷机、表面处理装备、紫外线干燥装备、管口通孔、密封管口、拧盖装备；塑料杯印刷机；塑料瓶罐印刷机；圆形容器印刷机。最高印刷速度：20000 只塑料杯/小时。1.5 曲面印刷机的用途及经济效益曲面印刷机主要是通过自动对版，在类似的圆柱形的物品上进行印刷的设备，使用在大规模、高生产速率的批量印刷塑料物品、金属物品以及纸张等成型后的罐装容器是最适合不过的，因为性能灵活也可用于较少的多品种高速率彩色印刷。在日常生活中因为产品包装不仅起到美观的作用而且也是产品介绍的重要途径之一，所以在市场的占有率极大，成为了必不可少的技术。进而通过这几个方面的比较曲面印刷机比过去传统的丝网印刷机具有更大的优点和竞争力，因为它比过去的印刷速度更快，印刷的形状更为丰富多样，原材料的本钱减少，而印刷质量却有了显著的提高和改善。1.6 设计的目的与对象间歇运动机构是本次设计的主要目标，其基本原理是原动机通过减速器将动力输送给蜗轮蜗杆机构，因其可以垂直传递动力的缘由，很容易将力传动到与之相互垂直的方向上去，随后将力传递到分度轴进而带动蜗形凸轮，用其特殊的构造完成间歇传动的目的，最后将动力传递给八工位料盘。2 间歇传动机构的方案设计2.1 间歇传动机构的分析与方案选择在一个机械系统中，最核心的原件便是其独有的传动机构，它是最终所要达到的运动目的的实现组织。可以分为两部分：一是步进间歇，二是瞬时停歇。其中，间歇式棘轮轮机构、针轮机构、不完全齿轮机构、圆柱分度凸轮机构属于步进传动机构。瞬时间歇机构的最基本的机制是对你多种机构进行组合。 根据设计要求，我计划使用蜗形凸轮和蜗轮蜗杆机构作为实现间歇传动目的的主要原件本设计简图如图2-1所示：图2-1 间歇传动机构简图2.2 间歇传动机构材料的选择综上所述，想要选择间歇传动机构的材料，首先要全面掌握所需材料的各方面优缺点以及各零部件的最适合的使用情况，并且想要精益求精还需要在以下几个方面多做参考：2.2.1 强度 根据受力、载荷分布等条件。脆性材料可以使用与机构中不太关键的地方。当出现在交变应力条件中，应使用具有韧性的材料。不同的热处理方式有不同的金属晶格结构，宏观上表达出来的物理性能也不尽相同。当原件接触应力时，允许使用局部强化的热处理方式，如淬火、渗碳、氮化等，以提高材料的表面综合性能。材料的优选对于机械性能的提高有着巨大的意义。2.2.2 刚度 机械原件的平稳传动最主要的便是传动的精确性，只有这样，机械才能不会变成一滩烂泥，这时，必须依靠机械原件个部分过硬的刚度要求。2.2.3 磨损 磨损是机械系统最大敌人，过大的磨损会加剧机械原件的过快老化，极大的影响使用寿命。要想避免磨损，就要采用许多特殊的结构或者组成金属，其中耐摩性能好的有钢-青铜，钢轴承合金。 2.2.4 振动稳定性 振动会造成原件的老化，加剧裂隙的深入，使用过程中还会产生许多噪音。2.2.5 材料的经济性 任何机械元件都是在设计要求的基础上，采用最优化的金属选用，因为过高的成本会影响整体产品的推广。综上所述原则材料选择如下：凸轮箱体 HT200蜗杆箱体 HT200 蜗轮 ZQSn10-1蜗杆 40Cr分度轴 1 （凸轮） 45钢分度轴 2（分度盘） 40Cr 凸轮 QT500-7分度盘 45钢2.3 间歇传动机构的设计技术要求想要将曲面印刷机的间歇传动机构完善好，在其使用的各方面性能上要多做考虑和创新，并将所有在内的情况都要考虑到。我做了以下五个方面的阐述：1. 结实可靠:曲面印刷机要求在长时间的运行中保持不太大的误差并且在使用年限上不能太低。2. 保险靠谱：在设备的运转工作进程时，一定要确保操作工人的自身安全及其设备的正常运转，所以一定要在设备上面安装安全保护装置，同时为了以防万一也一定要加装安全保险配置。一旦机器设备出现任何突发状况时必须做到立马停止工作状态。 3. 使用简单：工人在操作过程中需要简单明了的了解设备的使用，特别在操作大机器时，一定根按照实际情况添加适量的调控盘，以确保工作人员在各个所分配的操作位置都能够轻松自如的操作设备并使其正常的运转。4. 系统稳定：就得使蜗杆和蜗轮、凸轮轴承和分度盘在运动速度变化成不同速度下，保证机床系统稳定运行，避免剧烈颤抖噪声，使的完成印刷后的效果不佳，影响其最后产品的彩印质量。 5. 控制速度：在想要调控间歇传动机构运动速度时，只要调节输入蜗杆轴的速度进而完成对其的改变就可。3 间歇传动机构的重要零件设计3.1 蜗形凸轮机构的设计如图3-1所示，为蜗形凸轮传动机构。它是实现间歇运动的核心原件，蜗形凸轮与分度盘共同作用，将蜗轮的连续运动通过蜗形凸轮槽与分度盘中心线转角的不连续变化从而带动分度盘转动，实现把连续运动转换为间歇运动。凸轮通过分度盘上的滚柱连接实现分度盘的间歇运动，分度盘转八圈涡形凸轮才转一圈。图3-1 蜗形凸轮传动机构如图3-2所示，为了实现间歇运动该机构分为了转位角和停歇角两部分。图3-2 蜗形凸轮为了有一定的打印时间，需要设置一定的停歇角。转位角不能设置得太小，当其小于停歇角时，料盘位移时，其他组件便不会很好的协调，为了不影响正常运转。达到最优化的设计，转位角采用150，停歇角使用210。如下图所示为近似正弦曲线的运动曲线：图3-3 蜗形凸轮与分度盘相对位置曲线蜗形凸轮很难使用CAD表达清楚。但可以采用三维化的设计方案。凸轮的设计应该满足以下三个条件： 1. 两曲面上的共轭接触点必须重合； 2. 两曲面在共轭接触点处必须相切，不能产生干涉，且在共轭接触点的临域也无曲率干涉； 3. 在共轭接触点处，两曲面间的相对运动速度必须与其公法线垂直13。 分度盘是是由盘体和滚柱构成的，滚柱通过圆柱销与分度盘连接，如图3-4所示：图3-4 分度盘图3-5 分度盘盘体 如图3-5所示，分度盘的盘体，由连接滚柱与轴组成。滚柱孔内分别插入八个均布分度盘，分度盘固定有圆柱销。分度盘外圆周为平面结构，并能够保证滚柱壳在轴向方向的精确定位。分度盘的螺孔和销孔用来固定滚柱孔间的孔。图3-6 滚柱 如图3-6所示，滚柱体的选用GCr15制造。中间体为了减小摩擦，而采用滚针。为保证机械的运行可靠、并减小机器的震动，蜗形凸轮与分度盘的配合必须达到一定的精确值。主要件的技术要求说明如下：1. 分度销盘的技术要求：材料选择45钢调制处理25-35HRC822H7孔的等分角45相邻分度偏差不大于10累积分度偏差不大于转盘静平衡 2. 蜗形凸轮技术要求：凸轮定位环面左右两侧45夹角的公差为热处理30-35HRC 调质后氮化，深度0.5mm,表面硬度为900HV凸轮工作轮廓面最后加工工艺中心轴与凸轮内孔的配合为，以中心轴顶针孔定位凸轮端面对内孔基准的垂直度0.01mm3.2 轴的设计 轴是机械原件中主要的承受载荷的部件，其设计关乎机械的整体运行。3.2.1 轴的材料：应该根据实际的应用场合，合理选材，并使用最优化的设计方案。1. 强度高（ 1 ）的 。 (2) maximum mechanical steel, commonly used in the manufacture of high-speed, heavy-duty axle, or force requires large size, light weight shaft. For those shafts in high temperature, low temperature or corrosive media work, most just manufacturing alloys.2. 械性能好 （ 2 ）金 。 (3) is usually carried out various heat treatment, chemical treatment and surface hardening treatment can improve strength and wear resistance of carbon steel or alloy steel shaft. In particular, alloy steel, heat-treated after only to fully display its superior mechanical properties.3. 优越的力学性能（ 3 ）能 。 (4) alloy steel for high stress concentration sensitivity, the structure shape steel shaft must be reasonable, otherwise we lose the significance of alloy steel. In addition, general operating temperature, alloy steel and carbon steel elastic modulus very close, and therefore rely on the choice of alloy steel to increase shaft stiffness is not enough, this time by increasing the shaft diameter should be other ways to solve.4. 结构设计合理，能够发挥轴的最大的优势（ 4 ）决 。 (5) high-strength cast iron and ductile iron mechanical strength lower than that of steel, but the casting process, and easy to get more complex external resistance, wear resistance, low sensitivity to stress concentration, low cost, so the application of increasingly increase.5. 耐磨性能好 3.2.2 轴的失效形式：疲劳断裂、塑性变形、脆性破坏、过度磨损轴的设计应符合下列条件：1. 选择合理的生产工艺2. 优化轴的结构形式和尺寸，即轴的结构设计； 3. 校核振动稳定性 3.2.3轴的可靠定位： 1. 轴肩：轴肩是轴上一部分，用于定位安装齿轮，如图为设计图例。图3-7 轴设计图例 2. 轴套：轴套使用两个端面做定位端面，拥有较高的平行度和垂直度。 3. 圆螺母：当轴上设置有螺纹时，可用圆螺母的端面来定位。3.2.4 零件在轴上的周向定位：定位方式根据实际情况选择。有键、销、过盈等方式。 间歇传动箱内轴具体结构如图3-7，3-8所示： 图3-7 分度盘轴图3-8 蜗轮轴3.3 键的选择 本次设计中主要用到了平键，选择时应考虑以下情况：传递转矩；轴向滑动距离；连接对中；轴向固定；键等。 挡圈使用国标号为GB886-86 2527，的轴肩挡圈。而平垫圈选用GB 97.1-85，性能等级为8-140HV，其中d=13,D=24,h=2.5。图3-9 距离套结构图3.4 蜗轮蜗杆的设计 蜗轮蜗杆常用于传递垂直方向的力。3.4.1 蜗轮蜗杆传动的失效形式和设计准则 点蚀、磨损、轮齿弯曲、胶合碎是蜗轮蜗杆常见的失效形式，其传动效率不高。制造材料必须具有抗摩擦、耐磨、抗胶合性能3.4.2 蜗轮蜗杆的设计参数 如图3-10所示为蜗轮蜗杆机构，及其设计参数，蜗杆的参数：模 数 头 数 K=6压 力 角 螺旋方向 左旋导 程 角 导 程 材 料 40Cr 蜗轮的参数：模 数 齿 数 压 力 角 螺旋方向 左旋节 径 114mm厚 度 B=66mm材 料 ZQSn10-1中 心 距 a=180mm由于蜗杆的轴向力较大，故选择在蜗杆两端使用圆锥滚子轴承。 图3-10 蜗轮蜗杆传动副3.5 轴承的选择 1. 轴承的选择顺序：1） 熟悉运用机械装备和轴承的工作状态；2） 明确对轴承的要求；3） 选定轴承的类型；4） 选定轴承配置方式；5） 选定轴承尺寸；6） 选定轴承规格；7） 选定轴承的安装方法。2. 需要的数据和资料：1） 机械装置的功能与结构；2） 轴承的使用部位；3） 轴承负荷（大小、方向）；4） 旋转速度；5） 振动、冲击；6） 轴承温度（周围温度、温升）；7） 周围气氛（腐蚀性，清洁性，润滑性）。本设计中间歇式变速箱所使用的滚动轴承使用圆锥滚子轴承。图3-11 圆锥滚子轴承3.6 其他零件的设计3.6.1 螺钉的选择此次设计中多处用到螺钉，它们的型号分别为：M815、M1080、M1230、M520、M58。它们主要起连接、定位和轴向的推动作用。其相关示意图如下所示：图3-12 螺钉3.6.2 箱体的设计 蜗形凸轮箱体是间歇传动机构的保护零件，而且箱体的设计决定着传动的精确性。图3-11 蜗形凸轮箱体三维图(a)图3-12 蜗形凸轮箱体三维图(b)图3-13 蜗轮箱体三维图（a）图3-14 蜗轮箱体三维图（b）4 分度盘的加工工艺4.1 分度盘的的工艺性分析1. 该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。2. 工序安排以上下端面和90的圆定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。3. 分度盘端面对92H7mm孔中心线有垂直度要求；外圆周面对上端面有垂直度要求；上端面与22H7mm的轴线有平行度要求。4.2 分度盘的工艺分析及生产类型的确定4.2.1 分度盘的用途 如图4-1所示，为曲面印刷机间歇传动机构中的分度盘零件。它位于输出轴上，使主轴回转运动按照工作的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件外圆上的22孔与滚珠轴相连，通过下方蜗形凸轮运动带动滚珠轴，从而带动所有其他的构件的运动。图4-1 分度盘 4.2.2 分度盘的主要技术要求 见表4-1。4.2.3 审查分度盘的工艺性 1. 零件材料45钢，切削加工性良好。 2. 主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来。4.2.4 确定分度盘的生产类型 由于零件的尺寸不是很大，生产纲领以达到成批生产的水平，因此可以采用较先进的锻造而得，这对于提高生产率，切削加工的劳动量，保证加工精度，都是很有利的。本零件不是很复杂，可大批生产。表4-1分度盘的主要技术要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度 Ra/m形位公差/mm上下端面166IT121.60.015C822孔IT71.60.02圆周面170IT73.20.026孔86IT1212.510孔410IT1212.5螺纹孔M104M10IT63.24.3 确定毛坯尺寸和绘制毛坯图4.3.1 毛坯选择在工作时零件要经常来回的拨动。要求有较强的刚度，因此选择材料为锻件，正火处理，粗加工后调质HRC35-40。4.3.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 1. 公差等级 由分度盘零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2. 锻件重量 根据机械加工后零件的形状及零件材料，估算锻件毛坯重量为=7.50kg。 3. 锻件材质系数 由于该分度盘零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数为级。4.3.3 绘制分度盘毛坯图 零件尺寸单面加工余量毛坯尺寸备注166217090192421.545表4-2 毛坯的尺寸和加工余量 /mm由表4-2所得结果，绘制毛坯简图如图4-2所示。图4-2 分度盘毛坯图4.4 拟订加工工艺路线4.4.1 选择定位基准 基面选择很重要，选择的正确与否，直接影响到生产率，否则的话，加工会出现问题，严重的可导致零件报废。 基准选择：对于零件来讲，它尽量选择的加工面为粗基准。 精基准的选择：，按“基准重合”和“基准统一”的原则。4.4.2 制定工艺路线 采用专用工具和固定装置争取同时进行提高生产效率。此外，要经济节约。采取的零部件制造方式和工艺方案如下：工序一 粗铣上端面工序二 粗铣-半精铣下端面工序三 半精铣-精铣上端面工序四 粗镗内圆工序五 粗车-半精车-精车外圆工序六 半精镗内圆工序七 钻-铰-精铰圆锥孔6工序八 钻-铰-精铰圆锥孔10工序九 钻孔-铰孔M10工序十 插键槽工序十一 磨内孔工序十二 铣圆周面工序十三 钻铰精铰孔22工序十四 检查4.5 选择加工设备和工艺设备4.5.1 机床、刀具、量具的选择 见表4-3表4-3 分度盘机床、刀具、量具的选择工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣上端面铣床X5020圆柱形铣刀游标卡尺2粗铣-半精铣-精铣下端面铣床X5020圆柱形铣刀游标卡尺3半精铣-精铣上端面铣床X5020圆柱形铣刀游标卡尺4粗镗内孔镗床T5120镗刀游标卡尺5粗车-半精车-精车外圆车床C6140偏刀游标卡尺6半精镗内孔镗床T5120镗刀游标卡尺7钻-铰-精铰圆锥孔6卧式钻床Z6220麻花钻，1:50锥铰刀内径千分尺、塞规8钻-铰-精铰圆锥孔10卧式钻床Z6220麻花钻，1:50锥铰刀内径千分尺、塞规9钻孔-铰孔M10卧式钻床Z6220麻花钻，铰刀，丝锥塞规、百分表、卡尺等10插键槽插床B5020插刀游标卡尺11磨内孔万能磨床M1432A砂轮游标卡尺12铣圆周面铣床X5020圆柱形铣刀游标卡尺13钻铰精铰孔22卧式钻床Z6220麻花钻，铰刀游标卡尺、塞规14检查塞规、百分表、游标卡尺等4.5.2 夹具的选择 该分度盘的生产纲领为大批生产，所以采用普通夹具。4.6 确定工序尺寸 零件表面多次加工的工序尺寸只和加工余量有关，前面已确定的零件表面的毛坯余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。 根据各加工方法能达到的公差等级，确定零件的工序余量。表4-4 零件表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度/mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/m粗半精精粗半精精粗半精精92H71.00.750.259191.7592H7Ra6.3Ra3.2Ra1.6M1081.50.589.5M10Ra12.5Ra6.3Ra3.222H7201.50.52021.522H7Ra6.3Ra3.2Ra1.616621.50.5168169.5170Ra12.5Ra6.3Ra3.2641.50.545.56Ra12.5Ra6.3Ra3.21081.50.589.510Ra12.5Ra6.3Ra3.24220.750.254342.2542Ra6.3Ra3.2Ra1.64.7 确定切削用量 切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度c。切削用量的选择原则：在保证加工质量，降低成本和提高生产效率的前提下，使ap、f、c的乘积最大。当ap、f、c的乘积最大时，工序的切削时间最短。 选择切削用量时先选择背吃刀量，进给量，再确定切削速度。4.7.1 工序1切削用量的确定本工序为粗铣上端面。已知加工材料为45钢，锻件；机床为X5020型铣床。所选刀具为高速钢圆柱形铣刀。确定背吃刀量。 ap1=1.0mm。确定进给量f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每齿进给量为0.15mm/z，铣刀有10齿，即1.5mm/r。确定切削速度。:查机械加工实用手册42m/min。4.7.2 工序2切削用量的确定本工序为粗铣、半精铣、精铣下端面。机床为X5020铣床。刀具为高速钢圆柱形铣刀。 1. 确定背吃刀量 ap2=0.25mm。 2. 确定进给量f：高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为0.15mm/z，铣刀有10齿，即1.5mm/r。 3. 确定切削速度:查机械加工实用手册42m/min。4.7.3工序3切削用量的确定本工序为半精铣、精铣上端面；机床为铣床X5020，刀具为高速钢圆柱形铣刀； 1. 确定背吃刀量ap3=0.25mm。 2. 确定进给量f：选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.0mm/r。 3. 确定切削速度:查机械加工实用手册42m/min。4.7.4 工序4切削用量的确定本工序为粗镗92mm孔；机床为T5120型立式镗床。所选刀具硬质合金镗刀，YG8材质。 1. 确定背吃刀量ap4=0.5mm。 2. 确定进给量f：选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.5mm/r。 3. 确定切削速度:查机械加工实用手册60m/min。4.7.5 工序5切削用量的确定本工序为粗车-半精车-精车外圆；机床为C6140车床。确定粗车、半精车、精车的切削用量。所选刀具45. 1. 确定背吃刀量ap1=0.5mm。 2. 确定进给量f：选用硬质合金车刀，车刀每转进给量为0.5mm/r。 3. 确定切削速度:查机械加工实用手册60m/min。4.7.6 工序6切削用量的确定 本工序为半精镗（90H7孔）。机床为T5120型立式镗床。刀具硬质合金镗刀，YG6材质； 1. 确定背吃刀量ap：粗镗双边余量为0.75mm，则ap为单边余量，ap=1/2=0.375mm。 2. 确定进给量f：选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.5mm/r。 3. 确定切削速度:查机械加工实用手册80m/min；4.7.7 工序7切削用量的确定本工序为钻圆锥孔6，机床为卧式钻床Z6220，直接用直径为4钻头钻底孔，单边余量为ap =2mm，然后扩孔至5.5，单边余量为ap =0.75mm，最后用1:50锥铰刀铰孔至6。 确定切削速度:查机械加工实用手册500r/min。4.7.8 工序8切削用量的确定本工序为钻圆锥孔10，机床为卧式钻床Z6220，直接用直径为8钻头钻底孔，单边余量为ap =4mm，然后扩孔至9.5，单边余量为ap =0.75mm，最后用1:50锥铰刀铰孔至10。确定切削速度:查机械加工实用手册500r/min。4.7.9 工序9切削用量的确定本工序为钻螺纹孔M10，机床为卧式钻床Z6220，先用直径为8钻头钻底孔，单边余量为ap =4mm，然后扩孔至9.5，单边余量为ap =0.75mm，最后用丝锥铰孔至M10。 确定切削速度:查机械加工实用手册500r/min。4.7.10 工序10切削用量的确定 本工序为插键槽宽度10mm,高度为96，机床为插床B5020，单边余量为ap =5mm，高度的双边余量为5.75mm。4.7.11 工序11切削用量的确定本工序为磨内孔92mm，并间接保证键槽高度96mm,使用机床为万能磨床M1432A。选用中等硬度的砂轮。 1. 确定单边余量为ap =0.25mm。 2. 确定进给量f：查机械加工实用手册， 砂轮每转进给量为0.05mm/r。 3. 确定切削速度:查机械加工实用手册150m/min。4.7.12 工序12切削用量的确定本工序为粗铣、半精铣圆周面。机床为X5020铣床。刀具为高速钢圆柱形铣刀。 1. 确定背吃刀量ap：粗铣、半精铣下端面双边余量为3mm、1mm，则ap为单边余量，ap1=1.5mm，ap2 =0.5mm； 2. 确定进给量f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.5mm/r。 3. 确定切削速:查机械加工实用手册42m/min；4.7.13 工序13切削用量的确定 1. 本工序为钻圆柱孔22，机床型号为卧式钻床Z6220，首先选用直径为20钻头钻底孔，单边余量为ap =10mm，然后扩孔至21.5，单边余量为ap =0.75mm，最后用铰刀铰孔至22mm。 2. 确定切削速度:查机械加工实用手册500r/min。4.8 制定相关的工艺文件 通过上述过程中对分度盘的工艺技术的分析，拟定了机械加工工艺过程卡（见附录A1）和机械加工工序卡片一套（附录A2）。5 总结 曲面印刷机主要是在类似的圆柱形的东西上自动进行对版印刷的机器，而全自动曲面印刷机他对版的准确度高、更便捷，其使用光电对版的速度比传统的印刷机的速度提升了百分之三十，可以成批有效的生产印制各种材料物品的外包装。我写这个论文有以下心得总结： 1. 利用三维软件SolidWorks对间歇传动机构的工件进行三维建模、装配、仿真和制作出装配图纸及相关零件图。2. 进过理论研究对相应的关键部件进行检查校准，最终完成了分度盘的加工技术。3. 通过本次论文设计，机电控制有了更深的 理解。4. 通过对间歇传动部件的三维建模、爆炸视图、组装、模拟、让我在使用SolidWorks软件时更熟练。 参 考 文 献1 马维金.全自动曲面印刷机P.中国专利: CN2179822 ，1994-08-17.2 许文才,智文广.现代印刷机械M.北京：印刷工业出版社，2003-3-1.201.3 李文学.实用印刷机知识问答M.北京：印刷工业出版 ，1998-5-1.235.4 马奔 .我国印刷及设备器材行业与国外的主要差距J . 中国印刷，2001.5 于云满，张敏，张义选.精密间歇机构M.机械工业出版社，1998.5-10.6 濮良贵，纪名刚.机械设计M.高等教育出版社.1996.7 陈亚娣. CAD支持机械创新设计的方法和途径J. 机械管理开发，2006.8 叶红，韩俊平.蜗轮蜗杆传动的软件模块设计J.现代企业教育.2009.7：:147.9 孙淑霞，常江，李彦斌.蜗行凸轮分度机构共轭曲面研究N.沈阳工业大学学报. 2011.23(2):96-97.10 邹慧君，傅祥志，张春林，李杞仪.机械原理D.高等教育出版社.1999.11 濮良贵，纪名刚.机械设计D.高等教育出版社.1996.12 吴宗泽，罗圣国. 机械设计课程设计手册G. 高等教育出版社.1999.13 杨晶，刘云.机械工程材料基础M.兵器工业出版社.2002.14 王先逵.机械制造工艺学M. 机械工艺出版社.1995.15 夏祖印，张能武.机械加工实用手册G.合肥：安徽科学技术出版社，2008.9.16 张世昌，李旦，高航.机械制造技术基础M.北京：高等教育出版社，2007.5.17 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M，化学工业出版社，2009；18 陈立德.机械制造装备设计课程设计M，高等教育出版社， 2007；19 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M，冶金工业出版社，2003；20 王爱玲，沈兴全.现代数控编程技术及应用M. 国防工业出版社.2005.21 王爱玲.机床数控技术M. 高等教育出版社.2006.22 李梦群，庞学慧，刘兆华，樊旭梅.机械工程英语教程M.兵器工业出版社.2002.23 廖念钊，莫雨松. 互换性与技术测量M.中国计量出版社.1985.24 湖南大学机械系机制教研室编.机床设计试用教材G.北京.国防工业出版 社.1979.8.25 D. Tomasi; T. Ernst. A simple theory for vibration of MRI gradient coilsN. 26 James Rise . Solid-ink technology may make color output as common as laser printsJ. MACHINE DESIGN，2003-8-5.27 Boothroyd GS Alting L. Design for assembly and disassemblyJ. Annals of the CIRP, 1992,41(2):625-635.致 谢时光如沙漏里的沙子，飞快的流转，转眼间，就到了大学的尾巴。回首望去，大学时光里留下了许多美好的印记。结交了很多良师益友。感谢我的家人对我大学四年学习的默默支持。在这里，在毕业设计的最后，我想说很多话，我感谢大学老师，教我学习很多专业课方面的东西，教我很多做人的道理，让我在即将面对社会的时候，能够更好的拥有一技之长来面对这个竞争激烈的社会。 感谢毕业设计的带我的马老师，马老师不仅术业有专攻，而且对于我的人生道理的感悟也都很强的启蒙作用。在这几个月里的相处中，马老师不辞辛苦，耐心的为我指导毕业设计中的各种问题，让我更加顺利清楚的完成整个工作，从方案的选定到最终的定稿。马老师都一步一步的教我们，引导我们，让我们顺利完成。46附 录A机械加工工艺过程卡片中北信商机械加工工艺过程卡片产品型号零（部件）图号产品名称曲面印刷机零（部件）名称分度盘共1页第1页材料牌号45钢毛坯种类锻件毛坯外形尺寸17045mm每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺设备工时/S准终单件1粗铣上端面粗铣上端面铣床X5020通用夹具2粗铣半精铣精铣下端面粗铣下端面，半精铣下端面，精铣下端面铣床 X5020通用夹具3半精铣精铣上端面半精铣上端面，粗铣上端面铣床 X5020通用夹具4粗镗内孔粗镗内孔92镗床 T5120通用夹具5粗车半精车精车圆周面粗车圆周面，半精车圆周面，精车圆周面车床C6140通用夹具6半精镗内孔半精镗内孔92镗床 T5120通用夹具7钻圆锥孔6钻孔4，扩孔5.5，铰孔6卧式钻床Z6220分度夹具8钻圆锥孔10钻孔8，扩孔9.5，铰孔10卧式钻床Z6220分度夹具9钻螺纹孔M10钻孔8，扩孔9.5，铰孔M10卧式钻床Z6220分度夹具10插键槽插键槽插床B5020通用夹具11磨内孔磨内孔92万能磨床M1432A通用夹具12粗铣半精铣圆周面粗铣圆周面，半精铣圆周面铣床 X5020通用夹具13钻圆孔22钻孔20，扩孔21.5，铰孔22卧式钻床Z6220分度夹具14检查设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工艺卡片中北信商机械加工工序卡片产品型号零件图号A2产品名称曲面印刷机零件名称分度盘共13页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号1粗铣上端面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件45mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X50201夹具编号夹具名称切削液无工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣上端面铣床、游标卡尺、圆柱形铣刀200421.51.012 34 设 计（日 期）审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期中北信商机械加工工序卡片产品型号零件图号A2产品名称曲面印刷机零件名称分度盘共13页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号2粗铣半精铣精铣下端面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件45mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X50201夹具编号夹具名称切削液无工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣下端面铣床、游标卡尺、圆柱形铣刀200421.51.012半精铣下端面铣床、游标卡尺、圆柱形铣刀200421.50.37513精铣下端面铣床、游标卡尺、圆柱形铣刀200421.50.12514 设 计（日 期）审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期中北信商机械加工工序卡片产品型号零件图号A2产品名称曲面印刷机零件名称分度盘共13页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号3半精铣精铣上端面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件45mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X50201夹具编号夹具名称切削液无工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1半精铣上端面铣床、游标卡尺、圆柱形铣刀200421.00.37512精铣上端面铣床、游标卡尺、圆柱形铣刀200421.00.125134 设 计（日 期）审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期中北信商机械加工工序卡片产品型号零件图号A2产品名称曲面印刷机零件名称分度盘共13页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号4粗镗内孔45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件90mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T51201夹具编号夹具名称切削液无工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗内孔镗床、游标卡尺、镗刀100600.50.51234 设 计（日 期）审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期中北信商机械加工工序卡片产品型号零件图号A2产品名称曲面印刷机零件名称分度盘共13页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号5粗车半精车精车圆周面45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件170mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床C61401夹具编号夹具名称切削液无工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车圆周面车床、游标卡尺、45偏刀500601.0112半精车圆周面车床、游标卡尺、45偏刀500601.00.7513精车圆周面车床、游标卡尺、45偏刀500601.00.2514 设 计（日 期）审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期中北信商机械加工工序卡片产品型号零件图号A2产品名称曲面印刷机零件名称分度盘共13页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号6半精镗内孔45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件90mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T51201夹具编号夹具名称切削液无工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1半精镗内孔镗床、游标卡尺、镗刀100800.50.3751234 设 计（日 期）审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期中北信商机械加工工序卡片产品型号零件图号A2产品名称曲面印刷机零件名称分度盘共13页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号7钻圆锥孔645钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件170mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式钻床Z62201夹具编号夹具名称切削液无工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔4卧式钻床、游标
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