臥式加工中心的鏈式刀庫設(shè)計

1、第一章 前言1.1 數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1 國際數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀1、國際機床市場的消費主流是數(shù)控機床。1998 年世界機床進口額部分是數(shù)控機床， 美國進口機床的數(shù)控化率達70， 我國為 60%。目前世界數(shù)控機床消費趨勢已從初期以數(shù)控電加工機床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床為主轉(zhuǎn)向以加工中心、專用數(shù)控機床、成套設(shè)備為主。2、國外數(shù)控機床的網(wǎng)絡(luò)化。隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普遍運用，數(shù)控機床走向網(wǎng)絡(luò)化、集成化已成為必然的趨勢和方向， 互聯(lián)網(wǎng)進入制造工廠的車間只是時間的問題。 從另一角度來看，目前流行的ERPW工廠信息化對于制造業(yè)來說，僅僅局限于通常的管理部門（人、財、物、產(chǎn)、供、銷）或設(shè)計、開發(fā)等

2、等上層部分的信息化是遠遠不夠的，工廠、車間的最底層加工設(shè)備數(shù)控機床不能夠連成網(wǎng)絡(luò)或信息化就必然成為制造業(yè)工廠信息化的制約瓶頸，所謂的ER磯比較“虛”沒有能夠真正地解決制造工廠的最關(guān)鍵的問題。 所以， 對于面臨日益全球化競爭的現(xiàn)代制造工廠來說， 第一是要大大提高機床的數(shù)控化率， 即數(shù)控機床必須達到起碼的數(shù)量或比例； 第二就是所擁有的數(shù)控機床必須具有雙向、 高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能， 以保證信息流在工廠、 車間的底層之間及底層與上層之間通訊的暢通無阻。1.1.2 國控機床的發(fā)展狀況1 、近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機

3、床中，除少量機床以FMS莫式集成使用外，大都處于單機運行狀態(tài)，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。2、新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位。3、數(shù)控機床產(chǎn)量大幅度增長，數(shù)控化率顯著提高。2001 年國數(shù)控金切機床產(chǎn)量已達1.8 萬臺， 比上年增長 28.5% 。金切機床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從 2000年的17.4%提高到2001 年的 22.7% 。4、數(shù)控機床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。近年來通過政府的支持，數(shù)控機床配套生產(chǎn)得到了快速發(fā)展。近我國數(shù)控機床的產(chǎn)量持續(xù)增長，數(shù)控化率也顯著提高。另一方面我國數(shù)控產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量也不斷提高。目前我國一部分普及型數(shù)控機床的

4、生產(chǎn)已經(jīng)形成一定規(guī)模，產(chǎn)品技術(shù)性能指標較為成熟，價格合理，在國際市場上具有一定的競爭力。我國數(shù)控機床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)較成熟，并已有成熟商品走向市場。我國在數(shù)控機床高端產(chǎn)品的生產(chǎn)上取得了一定的突破。目前我國已經(jīng)可以供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、集成化、柔性化的數(shù)控機床。同時，我國也已進入世界高速數(shù)控機床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機床生產(chǎn)國的行列。目前我國已經(jīng)研制成功一批主軸轉(zhuǎn)速在800010000轉(zhuǎn)/分以上的數(shù)控機床。但是，和發(fā)達國家相比，我國數(shù)控機床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上仍然存在很多不足。一、信息化技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，對國外技術(shù)依存度高。我國數(shù)控機床行業(yè)總體的技術(shù)開發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，信息化技術(shù)應(yīng)用程度不高

5、。行業(yè)現(xiàn)有的信息化技術(shù)來源主要依靠引進國外技術(shù)，對國外技術(shù)的依存度較高，對引進技術(shù)的消化吸收仍停留在掌握已有技術(shù)和提高國產(chǎn)化率上，沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。具有高精、高速、高效、復(fù)合功能、多軸聯(lián)動等特點的高性能數(shù)控機床基本上還得依賴進口。二、產(chǎn)品成熟度較低，可靠性不高。國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間在10000 小時以上，國自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅30005000小時；整機平均無故障工作時間國外達800小時以上，國最好只有 300 小時。三、創(chuàng)新能力低，市場競爭力不強。我國生產(chǎn)數(shù)控機床的企業(yè)雖達百余家，但大多數(shù)未能形成規(guī)模生產(chǎn)，信息化技術(shù)利用不足，創(chuàng)新能力低，制造成本高，產(chǎn)品

6、市場競爭能力不強。1.2 加工中心箱體類加工中心是一種備有刀庫刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數(shù)控機床， 零件的加工中心，一般是在鏜、銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，可稱為鏜銑加工中心，習(xí)慣上簡稱為加工中心。加工中心的功能加工中心是一種功能較全的數(shù)控加工機床。 它把銑削、 鏜銷、 鉆削和切削螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝功能。加工中心設(shè)置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或量具，在加工過程中由程序自動選用和更換。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。加工中心與同類數(shù)控機床相比機構(gòu)較復(fù)雜，控制系統(tǒng)功能較多。加工中心最少有三個運動坐標系，多的達十幾個。其控制功能最少可實現(xiàn)兩軸聯(lián)

7、動控制，實現(xiàn)刀具直線插補和圓弧插補。多的可實現(xiàn)五軸聯(lián)動、六軸聯(lián)動，從而保證刀具進行復(fù)雜加工。加工中心還具有不同的輔助功能；如：各種加工固定循環(huán)，刀具半徑自動補償，刀具長度自動補償，刀具破損報警，刀具壽命管理，過載超程自動保護，絲杠螺距誤差補償，絲杠間隙補償，故障自動診斷，工件與加工過程圖形顯示，人機對話，工件在線檢測和加工自動補償、離線編程等，這些攻能提高了數(shù)控機床的加工效率，保證了產(chǎn)品的加工精度和質(zhì)量，是普通加工設(shè)備無法相比的。1.2.1 加工中心用途和特點加工中心與普通機床的區(qū)別主要在于它能在一臺機床上完成多臺機床才能完成的自動換到裝置，使工件再一次裝夾之后，可以連續(xù)完成對工件便面自動進行

8、鉆孔、擴孔、絞孔、鏜孔、攻螺紋，銑削等多工步的加工，工序高度集中。第二，加工中心一般帶有自動分度回轉(zhuǎn)工作臺或主軸箱可自動轉(zhuǎn)角度，從而使工件一次裝夾后，自動完成多個平面或多個角度位置的多工序加工。第三， 加工中心能自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速， 進給量和刀具想對工件的運動軌跡及其其他輔助機能。第四，加工中心如果帶有交換工作臺，工件在工作位置的工作臺進行加工的同時，另外的工件在裝卸位置的工作臺上進行裝卸，不影響正常的加工工件。加工中心 是典型的集高新技術(shù)于一體的機械加工設(shè)備， 它的發(fā)展代表了一個國家設(shè)計、 制造的水平，因此在國外企業(yè)界都 受到高度重視。加工中心綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加

9、工步驟， 加工精度較高， 對于中等加工難度的批量工件， 其效率是普通設(shè)備的510倍。加工中心對形狀較復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適合。 特別是對于必須采用工裝和專機設(shè)備來保證產(chǎn)品質(zhì)量和效率的工件， 采用加工中心加工， 可以省去工裝和專機。 這為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省 大量的時間和費用， 從而使企業(yè)具有較強的競爭能力。 因此它也是判斷企業(yè)技術(shù)能力和工藝水平標志的一個方面。 如今， 加工中心已成為現(xiàn)代機床發(fā)展的主流方向， 廣泛用于機械制造中。與普通數(shù)控機床相比，它有以下幾個突出特點。(1) 工序集中 加工中心備有刀庫，能自動換刀，并能對工件進行多工序加工。現(xiàn)代加工中心可使

10、工件在一次裝夾后實現(xiàn)多表面、多工位的連續(xù)、高效、高精度加工， 即工序集中。這是加工中心最突出的特點。(2) 加工精度高 加工中心同其他數(shù)控機床一樣具有加工精度高的特點， 而加工中心可一次裝夾工件， 實現(xiàn)多工序集中加工， 減少了多次裝夾帶來的誤差。 故加工精度更高，加工質(zhì)量更加穩(wěn)定。(3) 適應(yīng)性強 加工中心對加工對象的適應(yīng)性強。加工中心改變加工零件時，只需重新編制 ( 更換 ) 程序， 輸入新的程序就能實現(xiàn)對新的零件的加工， 這對結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的單件、 小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品試制帶來極大的方便。 同時， 它還能自動加工普通機床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜零件。(4) 生產(chǎn)效率高 加工中心帶有刀庫，

11、在一臺機床上能集中完成多種工序因而可減少工件裝夾、測量和機床的調(diào)整時間，減少工件半成品的周轉(zhuǎn)、搬運和存放時間，機床的切削利用率( 切削時間和開動時間之比 ) 高。(5) 經(jīng)濟效益好加工中心加工零件時， 雖分攤在每個零件上的設(shè)備費用較昂貴，但到單件、小批量生產(chǎn)的情況下，可節(jié)省許多其它方面的費用。由于是數(shù)控加工，加工中心不必準備鉆模等工藝裝備， 加工之前節(jié)省了劃線工時， 零件安裝到機床上之后可以減少調(diào)整、加工和檢驗時間。另外，由于加工中心的加工穩(wěn)定，減少了廢料率，使生產(chǎn)成本進一步下降。(6) 自動化程度高，勞動強度低加工中心的加工零件是按事先編好的程序自動 完成的， 操作者除了操作鍵盤、 裝卸零件

12、、 進行關(guān)鍵工序的中間測量以及觀察機床的運行之外，不需要進行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動強度可大為減輕。(7) 有利于生產(chǎn)的現(xiàn)代化管理用加工中心加工零件， 能夠準確地計算零件的加工工時， 并有效地簡化檢驗和工夾具、 半成品的管理工作。 這些特點有利于于使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。當前有許多大型CAD CAMe成軟件已經(jīng)開發(fā)了生產(chǎn)管理模塊，實現(xiàn)了計算機輔助生產(chǎn)管理。 加工中心使用數(shù)字信息與標準代碼輸入， 最適宜計算機聯(lián)網(wǎng)及管理。由于加工中心具有上述機能，因而可以大大減少工件裝夾，測量和機床的調(diào)整時間，減少工件的周轉(zhuǎn)，搬運，和存放時間，使機床的切削時間利用率高與普通機床3-4 倍，大大提高了生產(chǎn)率， 尤其是在

13、加工形狀比較復(fù)雜， 精度要求高， 品種更換頻繁的工件時， 更具有良好的經(jīng)濟性。1.2.2 加工中心的組成及其工作原理加工中心子問世至今已有三十多年了， 世界出現(xiàn)了各種類型的加工中心， 雖然外形結(jié)構(gòu)各異，但從總體來看主要由以下幾大部分組成。（ 1） 基礎(chǔ)部件它是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由床身，立柱和工作臺等組成，它們主要承受加工中心的靜載荷以及在加工時產(chǎn)生的切削負載，因此必須有足夠的剛度。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的剛結(jié)構(gòu)件，它們是加工中心體積和重量最大的部件。（ 2 ） 主軸部件由主軸箱，主軸電機，主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟，停和變速等動作均有數(shù)控系統(tǒng)控制，并且通過裝在主軸上的刀

14、具參與切削運動，是切削加工的功率輸出部件。（ 3） 數(shù)控系統(tǒng)加工中心的數(shù)控部分是cnc 裝置， 可編程控制器， 四幅驅(qū)動裝置以及操作面板的等組成。 它是執(zhí)行順序控制動作和完成加工過程的控制中心。（ 4） 自動換刀系統(tǒng)由刀庫、機械手等部件組成。當需要換刀時，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，由機械手（或通過其他方式）將刀具從刀庫取出裝入主軸孔中。（ 5） 輔助裝置包括潤滑、 冷卻、 排屑、 防護、 氣壓和檢測系統(tǒng)等部分。 這些裝置雖然不直接參與切削運動、但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用，因此也是加工中心中不可缺少的部分。第二章 加工中心刀庫方案設(shè)計2.1 加工中心刀庫換刀系統(tǒng)概述加工中心要完

15、成對工件的多工序加工，必須要在加工過程中自動更換刀具，為完成這項工作而設(shè)置的儲存及更換刀具的系統(tǒng)統(tǒng)稱為自動換刀系統(tǒng)。 自動換刀系統(tǒng)中的刀庫， 換得刀可靠性，即換刀速度直接影響到加工中心的工作效率。利用刀庫換刀， 是目前加工中心量使用的換刀方式。 由于有了刀庫， 機床只要一個固定主軸夾持刀具，有利于提高主軸剛度。獨立的刀庫大大增加了刀具的儲存數(shù)量，有利于擴大機床的功能，并能較好地隔離各種影響加工精度的干擾刀庫式換刀裝置有一個轉(zhuǎn)做儲存用的刀庫, 刀庫中刀具的數(shù)目可根據(jù)工藝要求與機床的結(jié)構(gòu)布局而定， 數(shù)量可較多。 刀庫可布置在遠離加工區(qū)的地方， 從而消除了它與工件相干擾的可能性。刀庫不承受切削加工的

16、作用力，它的工作條件比較有利。自動換刀裝置應(yīng)當滿足的基本要求1 ） 換刀時間短。2 ）刀具重復(fù)精度高。3 ）刀具儲存足夠。4 ）刀庫占地面積小。5 ）安全可靠。2.2 刀庫方案設(shè)計2.2.1 刀庫方案的確定依據(jù)設(shè)計任務(wù)書， 我們的任務(wù)是給加工中心數(shù)機床設(shè)計安裝合適的刀具庫。 主要技術(shù)參數(shù)為：1 ）刀庫容量：最大容量40 把 2 ）選刀方式：隨機選刀 3 ）選用刀具： BT50 刀柄決定刀庫容量時， 首先要考慮用戶加工工藝的需要， 同時還調(diào)查分析同類型、 相同規(guī)格的自動換刀機床的刀庫容量及其發(fā)展趨勢。由于帶自動換刀裝置的數(shù)控機床主要是在多品種、單件小批生產(chǎn)時使用， 因而應(yīng)根據(jù)廣泛的工藝統(tǒng)計， 以

17、大多數(shù)工件加工是需要的刀具數(shù)來確定刀庫容量。當有數(shù)量較小的加工件需要叫多的工具時， 可考慮使刀庫設(shè)計成在機床加工過程中能方便的更換個別或少量刀具的辦法來加以解決，而不在增大刀庫容量。根據(jù)用成組技術(shù)法對15000 中工件進行分組， 并統(tǒng)計了各種切削加工所必須的刀具數(shù)之后， 統(tǒng)計的結(jié)果，知道經(jīng)常使用的刀具種數(shù)并不多。 如切削加工，約占工彳量的90%是僅用四種銃刀 加工的。在即需銃又需鉆的工件中，有 7080%只需14把刀具（3把銃刀，11把孔加工刀具）也 就夠了。又根據(jù)另一種統(tǒng)計，加工中等尺寸、一般復(fù)雜程度的工件，完成其全部加工任務(wù)所需的刀具種類，有80%在104種之間，只有極少數(shù)復(fù)雜零件所需的刀

18、具數(shù)目在200把以上。決定刀具容量時，還必須考慮機床的類型和規(guī)格。車床類刀庫容量一般比較小，轉(zhuǎn)、鏈類機床的刀庫容量應(yīng)該比較大。機床規(guī)格小的，所配的刀庫容量也較?。阂?guī)格大，所配刀庫的容量就 較大。但是，為了簡化刀庫的規(guī)格品種，對同一廠家生產(chǎn)的各種規(guī)格的自動換刀數(shù)控機床，也可 考慮同一種刀庫。根據(jù)用戶的需要，大規(guī)格機床也可配小容量刀庫。2.3總體方案設(shè)計2.3.1 刀庫的總體設(shè)計刀庫的主運動是鏈式運動，分別是由一個導(dǎo)向輪，調(diào)節(jié)輪，驅(qū)動輪組成。電機提供動力， 使電動機轉(zhuǎn)速調(diào)定為 30 r/min 。這樣電動機通過皮帶輪、蝸桿、蝸輪驅(qū)動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn) 整個刀庫的轉(zhuǎn)動。如圖所示：2.3.2 確定刀

19、具的選擇方式按數(shù)控裝置的刀具指令， 從刀庫中將所需要的刀具轉(zhuǎn)換到取刀位置， 稱為自動選刀。 在刀庫中選擇刀具通常采用兩種方式。（一）順序選擇刀具刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫的刀座中， 使用時按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。 用過的刀具放回原來的刀座，也可以按加工順序放入下一個刀座。該法不需要刀具識別裝置，驅(qū)動控制也比較簡單，工作可靠。但刀庫中每一把刀具在不同工序中不能重復(fù)使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，這就降低了刀具和刀庫的利用率。此外，裝刀時必須十分謹慎，如果刀具不按順序裝在刀庫中，將會產(chǎn)生嚴重的后果。（二）任意選擇刀具這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具， 刀具在刀

20、庫中不必按照工件加工順序排列，可以任意存放。每把刀具（或刀座）都編上代碼，自動換刀時，刀庫旋轉(zhuǎn)，每把刀具（或刀座）都經(jīng)過“刀具識別裝置”接受識別。當某把刀具（或刀座）的代碼與數(shù)控指令相符合時，該把刀具被選中，刀庫將刀具送到換到位置，等待機械手來抓取。任意選擇刀具法的優(yōu)點是刀庫中刀具的排列順序與工作加工順序無關(guān)，刀具可重復(fù)使用。因此，刀具數(shù)量比較順序選擇法少一些。刀庫也相應(yīng)地簡單些。任意選擇法主要有三種編碼方式：刀具編碼方式、刀座編碼方式和編碼附件方式。在以上確定刀庫容量時已經(jīng)討論可知數(shù)控銑床用 4 把刀就可完成大多數(shù)的銑削加工。 所以這個容量為 6 把刀的刀庫，幾乎不存在加工過程中需要重復(fù)利用

21、刀具的情況，所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。該法不需要刀具識別裝置，驅(qū)動控制也比較簡單，工作可靠。本次設(shè)計的機構(gòu)是任意選擇刀具2.3.3 刀庫的驅(qū)動系統(tǒng)刀庫的運動特點是，時間短的間歇運動：起停平穩(wěn)無沖擊，定位準確，任意選刀方式的刀庫有的要能正、反運動；運動速度不高。對刀庫運動速度的要求與刀庫類型、 選刀方式以及選刀運動是否占用換刀時間有關(guān)。 多數(shù)任意選刀方式的刀庫分度回轉(zhuǎn)運動可在機床加工時進行，不影響加工時間，少數(shù)換刀裝置要在自動換刀時進行刀庫選到運動，一般也不占用太長時間，因此要求刀庫的運動速度不高。刀庫回轉(zhuǎn)運動多數(shù)采用液壓馬達、 直流電動機驅(qū)動。 由于本刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小， 且所需轉(zhuǎn)速

22、 小，所以決定采用直流伺服電動機驅(qū)動。直流伺服電動機具有體積小，重量輕、伺服性好、力能指標高等優(yōu)點，且該電機可用信號電壓進行無級調(diào)速。由參考資料查選電動機型號為90SZ03的SZ系列電磁式直流伺服電動機，功率為0.092 kw。2.3.4 刀庫運動的定位裝置鏈式刀庫由于不易在鏈條上裝定位元件，通常實在傳遞運動的其他環(huán)節(jié)上設(shè)置定位元件。本次設(shè)計采用托架定位。如圖所示：III II2.3.5 刀庫運動中力的傳輸?shù)稁鞛殒準降稁?，分別是由一個導(dǎo)向輪，調(diào)節(jié)輪，驅(qū)動輪組成，電動機通過皮帶輪帶動蝸桿蝸輪，驅(qū)動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)整個刀庫的轉(zhuǎn)動。而選用渦輪蝸桿傳動的原因則是由曷桿傳動有以下特點：1 .傳動比大

23、在分度機構(gòu)中可達1000以上。與其他傳動形式相比，傳動比相同時，機構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。2 .傳動平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動平穩(wěn)，噪聲低。3 .可以自鎖 當蝸桿的導(dǎo)程角小于齒輪間的當量摩擦角時，若蝸桿為主動件，機構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動常用于起重裝置中。第三章參數(shù)的確定3.1 電機的選用刀庫回轉(zhuǎn)運動多數(shù)采用液壓馬達、直流電動機驅(qū)動。由于本刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小，且所需轉(zhuǎn)速小，所以決定采用直流伺服電動機驅(qū)動。直流伺服電動機具有體積小，重量輕、伺服性好、力能指標高等優(yōu)點，且該電機可用信號電壓進行無級調(diào)速。由參考資料查選電動機型號為90SZ03的SZ系列電磁式直流伺服電動

24、機，功率為0.092 kw。3.2 蝸輪及蝸桿的選用與校核1 .選擇蝸桿傳動類型根據(jù)GB10085-88的推薦，采用漸開線蝸桿(ZI)。2 .選擇材料, 一 一 一 一 .一 、一 一一 一 一一,一 '蝸桿米用45鋼，齒面淬火，硬度為 4550HRC蝸輪用金屬模鑄造，HP2 =220 MPa。3 .確定主要參數(shù)蝸桿蝸輪傳動，以蝸桿為主動，蝸輪為從動。為了提高傳動效率，取乙=6,傳動比取6,單向旋轉(zhuǎn)，單工作制，則 Z2= Zix6=36。4 .按齒面接觸疲勞強度設(shè)計2150002： -3md1zKT2 (mm )乙 2 HP2(1)計算蝸輪軸轉(zhuǎn)矩 T2初估傳動效率Y =0.95,則RR

25、0.092T2=9594 一=9594刀=9594 x 0.95=166.92 N m山n1/i30/6(2) 載荷系數(shù)K=1.05(3) 許用接觸應(yīng)力 HP2hp2 = hp2 Zvs Z n =220 x 0.9 x 1.48=293.04 MPa式中, HP2 =220 MPa,FP2=70 MPa(4)計算m2di值，并選定模數(shù) m和蝸桿分度圓直徑di215000m2di36293 04 x 1.05 x 166.92=354.34 mm 3；按表查得模數(shù) m=3.15(mm), d 1=45 (mm)5 .驗算蝸輪齒彎曲強度驗算公式為666T2KaKvKF 2；-；YFSYFP2d1

26、d2m(1) 使用系數(shù)Ka=1(2) 動載荷系數(shù)KV =1.03(3) 載荷分布系數(shù)K =1(4) d1=45 mmn, d2 =mZ2 =3.15 36=113.4 mm,其中模數(shù) m=3.15(mm)。(5) 蝸輪齒形系數(shù)Yfs =3.92按蝸輪當量齒數(shù) Zv2 = Z2 / cos3 =36/ cos3 22.780 =45.93 ,(6) 導(dǎo)程角系數(shù) Y =1- /120 =1- 22.780/120 0=0.81(7) 許用彎曲應(yīng)力 HP 2'-一hp2 = hp2 Yn =70 0.542=37.94 MPa(8)計算彎曲應(yīng)力F2666 166.92 1 1.03 145

27、113.4 3.153.92 0.81=22.618由于F2< HP2 ,幫滿足蝸輪輪齒強度條件。6 .計算蝸桿蝸輪的主要參數(shù)(1分度圓直徑d1 =45, d2 =mz2 =3.15 36=113.4mm(2) 中心距aa=( di+d2+2X2m)/2=45+113.4+2(-0.1349)3.15/2=79 mm(3)蝸桿導(dǎo)程角22.78o7 .計算其他尺寸(1)蝸桿齒頂圓直徑da1 da1=d1+2ha1 =45+2 3.15=51.3 mm,其中ha1為蝸桿齒頂高，且 ha1 =m=3.15 mm;(2)蝸輪喉圓直徑 da2 da2=d2+2 ha2 =113.4+2 0.865

28、13.15=118.85 mm,其中 ha2 為蝸輪齒頂高，且 ha2 = ha + X2=1-0.1349=0.8651 mm ;(3)蝸輪外圓直徑de2 = da2 +m=118.5+3.15=122 mm ;(4)蝸桿齒寬bl由于Z1 =6,故b1按結(jié)構(gòu)設(shè)計，取bi =64 mm(5)蝸輪齒寬 b2b2 0。67da1=0.67 51.3 =34.371mm,取b?=34 mm；d.45(6)蝸輪齒頂圓弧半徑Ra2Ra2 =m=3.15=19.35 mm22(7)蝸輪齒根圓弧半徑 Rf2Rf2 = d1 +c= da1 +0.2m=-5113 +0.2 3.15=26.28 mm；222

29、(8)蝸桿軸向齒厚 Sx1Sx1= Px/2= m/2 =3.15/2=4.948 mm其中 px為蝸桿軸向齒距；(9)蝸桿法向齒厚Sm(10)蝸輪分度圓齒厚S2Sn1 = Sx1 COS =4.948 cos22.78o=4.562 mm；S2=0.5m=0.53.15=4.948 mm。3.3刀庫驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的校核蝸輪轉(zhuǎn)速n2=5r/min,所能傳遞的功率為 P=0.092 80% 0.95=0.07 Kw,此時刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為：T=9549 =95490.90 =120.3N m>T0=8N m 其中=0.9為普通平鍵帶動驅(qū)動n5輪回轉(zhuǎn)的傳動效率。所以，刀庫驅(qū)動轉(zhuǎn)矩滿足要求。3.4 軸

30、承的選用滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點。并且常用的滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標準化，因此使用滾動軸承時， 只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。 驗算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計”問題。3. 4. 1 軸承的類型考慮到軸各個方面的誤差會直接傳遞給加工工件時的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的圓錐滾子軸承。此類軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，外圈可分離，安裝時可調(diào)整軸承的游隙。其機構(gòu)代碼為3000，然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的

31、型號為： 30208。4. 4. 2軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配軸承的游隙和欲緊時靠端蓋下的墊片來調(diào)整的，這樣比較方便。5. 4. 3滾動軸承的配合滾動軸承是標準件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承孔的尺寸為基準；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準。6. 4.4 滾動軸承的潤滑考慮到電動刀架工作時轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。7. 4. 5 滾動軸承的密封裝置軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接

32、觸式及非接觸式兩大類。此處，采用接觸式密封，唇形密封圈。唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上， 以便起密封作用。 唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。 即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝；如果主要是為了防止外物浸入，蜜蜂唇應(yīng)朝外。第四章 刀庫的維護想要保證工件質(zhì)量穩(wěn)定， 并不斷，并確立有效地解決措施。因無需保養(yǎng)維修就能始終保持理想精度的加工中心式?jīng)]有的。由所提高，則必須經(jīng)常檢查機床的精度，分析可能將出現(xiàn)的問題 此，要求加工中心的操作人員必須掌握進行這些工作的各方面技術(shù)，合理的使用加工中心。刀庫的精度相比于加工中心的其他部分， 起精度要求并不高， 因此， 其維修處

33、理九相對簡單。1 、要及時處理廢屑，盡量避免廢屑進入刀庫傳動系統(tǒng)中，注意及時清理。2 、 操作人員要按規(guī)定及使用說明認真操作，避免發(fā)生事故或惡性事件，造成人員的傷亡和加工中心的損傷。3 、 刀庫要進行定期維護和檢查，及時校正精度。4 、刀庫的使用中回有磨損，及部件老化問題存在，為了避免這些問題要定期輸油，及時更換易損部件，5 、加工中心工作需要高精度，因此刀庫裝配好后，應(yīng)盡量避免刀庫的拆卸及挪動，以保持高精度。第五章 結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計是一次新的嘗試，經(jīng)過努力，終于完成。在著手設(shè)計之前，我們在指導(dǎo)老師的 帶領(lǐng)下，進行了畢業(yè)實習(xí)，為畢業(yè)設(shè)計工作做好了充分的，直觀的準備。實習(xí)過程中，我們在車 間里實地觀摩機床，參觀其結(jié)構(gòu)、工作流程，聽技術(shù)人員介紹其工作原理，使自己的設(shè)計有了較 為全面的概念，并利用廠里實際條件廣泛收集資料，所有這些都為畢業(yè)設(shè)計的進行奠定了良好的 基礎(chǔ)。在隨后的設(shè)計過程中，依據(jù)畢業(yè)實習(xí)時所掌握的材料及老師提