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四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
前 言
CA6140車床是普通精度級萬能車床,它運(yùn)用加工各種軸類,套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面,以及車削端面等,是應(yīng)用最廣泛的車床。
CA6140車床床身是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件,機(jī)床的各個(gè)主要部件和零件都裝在床身或床身的導(dǎo)軌上作相對運(yùn)動(dòng)。在切削中,刀具與工件的相互作用力傳遞到床身上而使床身變形
床身的變形和振動(dòng)直影響到被加工零件的精度和表面粗糙度,因此,床身是車床上極為重要的一個(gè)部件。
而導(dǎo)軌,則是床身上極為重要的一個(gè)部分,床身上共有四條導(dǎo)軌,其中,有兩條導(dǎo)軌是拖板用的導(dǎo)軌,另外兩條導(dǎo)軌為尾座導(dǎo)軌,其作用為導(dǎo)向和承載,所以,以導(dǎo)軌要求有較高的的導(dǎo)向精度,結(jié)構(gòu)簡單,工藝好等特點(diǎn)。
本次的設(shè)計(jì)主要就是針對加工床身導(dǎo)軌而進(jìn)行設(shè)計(jì)的,為了保證導(dǎo)軌的精度,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,床身導(dǎo)軌的加工基準(zhǔn)選用導(dǎo)軌本身即“自為基準(zhǔn)”原則。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)節(jié)裝置,其作用就是在加工床身時(shí)對床身在空間的各個(gè)位置進(jìn)行調(diào)節(jié),限于目前的水平有限,希望各位老師給予指正。
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第1章 零件的分析
1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140機(jī)床床身,它是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件。機(jī)床的各個(gè)主要部件和零件都裝在床身上或在床身導(dǎo)軌上作相對運(yùn)動(dòng)。床身是機(jī)床的支承件,裝左床腿和右床腿并支承在地基上。床身上安裝著機(jī)床的各部件,并保證它們之間具有要求的相互準(zhǔn)確位置。
在床身上安裝有刀架、尾座、床頭箱等零件。 在切削中,刀具與工件相互作用力傳遞到床身上而床身變形,床身的變形和振動(dòng)直接影響到被加工零件的精度和表面粗糙度。因此,床身是機(jī)床上極為重要的構(gòu)件。
1.2 零件的工藝分析
該零件主要有四組加工表面,該三組加工表面都要求有較小的表面粗糙度值?,F(xiàn)述如下:
1.2.1 床鞍與床身的結(jié)合面。該平面是床鞍與床身的結(jié)合面,負(fù)責(zé)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。所以,要求該平面的表面粗糙度值不得超過1.6,以保證縱向進(jìn)給的精度。
1.2.2 導(dǎo)軌面。床身上有四條導(dǎo)軌,其中有兩條上安裝拖板,另兩條安裝尾架,導(dǎo)軌面是床身的的一個(gè)重要表面,刀架負(fù)責(zé)安裝車刀,直接影響到工件的切削精度,尾座可以安裝鉆頭進(jìn)行鉆削等工作,因此,要求導(dǎo)軌面有較小的表面粗糙度值和好的直線度,以保證零件的加工精度。
1.2.3 床頭箱的安裝定位面。該平面主要安裝床頭箱,所以,要求該平面要較小的表面粗糙度和好的平面度。
1.2.4 鉆孔。該項(xiàng)加工主要包括鉆床身的安裝孔、齒條安裝孔、床頭箱安裝孔。要求加工這些孔的時(shí)候,保證良好的位置精度,以保證安裝時(shí)的順利。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的制造形式
正確的選擇毛坯,具有重大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)意義,毛坯的材料、制造方法和制造精度對工件的加工過程、加工勞動(dòng)量、材料利用率和工件成本都有很大的影響。
由于床身的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,生產(chǎn)量又為大批量的生產(chǎn),所在毛坯應(yīng)選用鑄件,為了保證床身的鑄造精度和提高其生產(chǎn)率,應(yīng)選用精度和生產(chǎn)率都經(jīng)較高的毛坯制造方法,所以,這里選用機(jī)器造型的砂型鑄造,一是為了提高生產(chǎn)率,二是為了降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2.2 基準(zhǔn)的選擇
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
零件在加工時(shí),考慮到粗基準(zhǔn)的幾個(gè)選擇原則,以及更好的制訂合理的加工工藝路線,這里,零件的粗基準(zhǔn)按預(yù)先劃好的加工線來找正,這樣,更有利于保證準(zhǔn)確的加工位置,對于劃線的基準(zhǔn),由于床身上導(dǎo)軌面是一個(gè)重要面,所以這里先用導(dǎo)軌面作為基準(zhǔn)。
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
一般的零件在加工前,都應(yīng)對基準(zhǔn)進(jìn)行的合理的選擇,這樣,才有利于保證零件加工時(shí)的精度。但是對于床身來說,這就不一樣了,因?yàn)榇采硎菍儆谳^大型的工件,同時(shí)又比較重,在加工過程在只要調(diào)節(jié)好了床身和刀具的相對位置,就相當(dāng)于保證了床身加工時(shí)的精度,因?yàn)榇采磔^重,在加工過程中可以以自身的重量來限制某些自由度。
2.3 制定工藝路線
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn), 應(yīng)盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率,保證零件的各部份精度,除此以外,還應(yīng)降低生主成本。
工序1:鑄造毛坯
工序2:清理、噴砂后上底漆
工序3:劃線,劃底面及導(dǎo)軌面的刨加工線及校正線
工序4:粗刨床身底面 按劃線找正,以導(dǎo)軌面為安裝基準(zhǔn)
工序5:粗銑各導(dǎo)軌面及結(jié)合面
按劃線找正,以底面為安裝基準(zhǔn)
工序6:人工時(shí)效處理
工序7:半精刨底面
以導(dǎo)軌面為基準(zhǔn)
工序8:半精銑導(dǎo)軌面、床身內(nèi)側(cè)面、結(jié)合面、外側(cè)面
找正導(dǎo)軌側(cè)面,以底面為安裝基準(zhǔn)
工序9:熱處理、導(dǎo)軌表面高頻淬火
工序10:精刨底面、壓板面和齒條安裝面
以導(dǎo)軌面為安裝基準(zhǔn)
工序11:鉆齒條安裝孔、進(jìn)給箱安裝孔及攻螺紋
以底面為基準(zhǔn)
工序12:鉆床身的安裝孔
以底面為基準(zhǔn)
工序13:精磨床頭箱定位安裝面及壓板面
找正導(dǎo)軌面,以底面為安裝基準(zhǔn)
工序14:粗、精磨導(dǎo)軌面
找正導(dǎo)軌面,以底面為安裝基準(zhǔn)
工序15:終檢
2.4 機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定
2.4.1 確定零件毛坯的尺寸公差等級
查《機(jī)械制造工藝簡明手冊》 表2.2—3可知
鑄件的尺寸公差為8—10級
2.4.2 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定零件各加工表面的機(jī)械加工余量、毛坯尺寸如下:
查《機(jī)械制造工藝簡明手冊》 表2.2—1和《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》表
6—84可知
1、 高度方向尺寸:
毛坯的底面加工余量為2.8、頂面加工余量為2.8,所以該方向的毛坯尺寸為
2、 結(jié)合面尺寸:
壓板面寬度尺寸:該方向的加工余量為4,所以,毛坯尺寸為和
床頭箱面寬度尺寸:該方向的加工余量為4,所以,毛坯尺寸為和
壓板面高度尺寸:該方向的加工余量為2.6,所以,毛坯尺寸為
床關(guān)箱面高度尺寸:該方向的加工余量為2.6,所以,毛坯尺寸為
3、 頂面槽尺寸:該方向的加工余量為1.5,所以,其槽深方向尺寸為1.5
4、 導(dǎo)軌的加工余量為1.5 導(dǎo)軌尺寸為
5、 底面厚度尺寸:
6、 底面寬度尺寸: 該方向的加工余量是4,所以,毛坯尺寸的
第3章 確定切削用量及基本工時(shí)
3.1 工序1、粗刨床身底面:
工零件材料:HT150 鑄件
機(jī)床選用:因床身是較大零件,故選用龍門刨床,型號為B2010A
刀具選用:選用YG8刨刀,刀桿尺寸b×h 為 20×30
3.1.1 切削用量的選擇:
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—32可知,取相應(yīng)的切削用量如下:
切削深度1.5 mm
進(jìn)給量f=1.8 mm/r
切削速度v=45 m/s
3.1.2 計(jì)算切削時(shí)間
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—11 可知:
查表1.4—10,取 K=0.4---0.75
所以有:
刨削床身右底面切削時(shí)間
所以,總切削時(shí)間
3.2 工序2、 粗銑導(dǎo)軌面及結(jié)合面
工零件材料:HT150 鑄件
機(jī)床的選擇:選擇龍門銑床X2010C P=13kw
刀具:選用高速鋼圓柱銑刀 d=60 z=16
3.2.1 粗銑導(dǎo)軌面:
3.2.1.1、切削用量的確定:
(1)、銑削寬度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1—27可知:
粗銑:3—8 這里取3
(2)、銑削每齒進(jìn)給量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—28 3—29可知:
0.1—0.3 這里取0.2 1
(3)、銑削速度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—30可知:
V = 0.4—0.6 m/s 這時(shí)取0.5m/s = 30m/min
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表11—51
取
3.2.2、 計(jì)算切削時(shí)間
由于是粗銑,故整個(gè)銑刀盤不必銑過整個(gè)工件
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知:
所以,
由于床身上共有二條導(dǎo)軌,所以,該項(xiàng)工序要加工四次,所以,總的切削時(shí)間
為
3.2.3、計(jì)算銑削力
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—25有 :
式中:
所以,
3.2.4、校核機(jī)床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以,機(jī)床的功率足夠
3.3 工序3、 粗銑結(jié)合面B
工件材料:HT150 鑄件
機(jī)床的選擇:選擇龍門銑床 X2010C P=13kw
刀具:選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》
3.1—39,刀具數(shù)據(jù)如下:
3.3.1 切削用量的選擇
3.3.1.1、銑削寬度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1—27可知
3—8 這里取3
3.3.1.2、銑削每齒進(jìn)給量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—28 3—29可知
0.1—0.3 這里取0.2 1.5
3.3.1.3、銑削速度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—30可知
所以:
3.3.2、 計(jì)算切削時(shí)間
由于是粗銑,故整個(gè)銑刀盤不必銑過整個(gè)工件
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知:
所以,
3.3.3、計(jì)算銑削力
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—25有 :
式中:
所以,
3.3.4、校核機(jī)床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以,機(jī)床的功率足夠
3.4 工序4、 半精刨底面
工件材料:HT150 鑄件
機(jī)床的選擇:選擇龍門刨床 B2010A
刀具:選用YG3寬刃刨刀, 刀桿尺寸b×h 為 20×30
3.4.1、切削用量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—33有
半精加工精度
切削深度
切削速度 —— 這里取
進(jìn)給量
3.4.1.1 切削時(shí)間的計(jì)算
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—11 1.4—10可知:
式中:
刨削寬度
0.4—0.75
所以有:
刨削床身右底面切削時(shí)間
所以,總切削時(shí)間
3.5 工序5、 半精銑床身導(dǎo)軌面、內(nèi)外側(cè)面及各結(jié)合面
3.5.1、半精銑導(dǎo)軌面
工件材料:HT150 鑄件
機(jī)床的選擇:選擇龍門銑床 X2010C
刀具:選用高速鋼圓柱銑刀, z=16 d=60
3.5.1.1、切削用量的選擇
(1)、銑削寬度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1—27有
半精銑— 這里取
(2)、銑削每齒給量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—28有
(3)、銑削深度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—29有
(4)、銑削速度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—30有
所以:
3.5.2、 計(jì)算切削時(shí)間
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知:
所以,
3.5.3、計(jì)算銑削力
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—25有 :
式中:
所以,
3.5.4、校核機(jī)床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以,機(jī)床的功率足夠
3.6、半精銑齒條安裝面
工件材料:HT150 鑄件
機(jī)床的選擇:選擇龍門銑床 X2010C P=13kw
刀具:選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》
3.1—39,刀具數(shù)據(jù)如下:
3.6.1 切削用量的選擇
3.6.1.1、銑削進(jìn)寬度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1—27可知
1—2 這里取1.5
3.6.1.2、銑削每齒進(jìn)給量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—28 3—29可知
0.25
3.6.1.3、銑削速度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—30可知
所以:
3.6.2、 計(jì)算切削時(shí)間
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—15 可知:
所以,
3.6.3、計(jì)算銑削力
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—25有 :
式中:
所以,
3.6.4、校核機(jī)床功率
查《切削用量簡明手冊》表3.28有
所以,機(jī)床的功率足夠
3.7 工序6、精刨床身底面,齒條安裝面
工件材料 HT150 鑄件
機(jī)床的選用: 選用龍門刨床 B2010A
刀具的選擇: 選擇YG3寬刃刨刀 刀桿尺寸 b×h=20×30
3.7.1、精刨床身底面
3.7.1.1、切削用量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—33有
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
3.7.1.2、切削工時(shí)的計(jì)算
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—11 1.4—10可知:
式中:
刨削寬度
0.4—0.75
所以有:
精刨床身右底面的切削時(shí)間
所以,總切削時(shí)間
3.7.2、精刨齒條安裝面
工件材料 HT150 鑄件
機(jī)床的選用: 選用龍門刨床 B2010A
刀具的選擇: 選擇YG3寬刃刨刀 刀桿尺寸 b×h=20×30
3.7.2.1、切削用量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—33有
切削深度
進(jìn)給量
切削速度
3.7.2.2、切削工時(shí)的計(jì)算
查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表1.4—11 1.4—10可知:
式中:
刨削寬度
0.4—0.75
所以有:
3.8 工序7、鉆齒條安裝孔(6—10錐孔)
工件材料 HT150 鑄件
機(jī)床的選用: 選用搖臂鉆床Z32K P=1.5kw
鉆頭的選擇: 因一本次加的的是錐孔,所以要分為鉆削和鉸削兩部分。
查《鉗式工藝與技能訓(xùn)練》表6—10可知鉸削的余量為 0.2—0.3,這里選用0.2
所在,鉆頭直徑
3.8.1、切削用量的選擇
(1)、鉆削進(jìn)給量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—38 選取
(2)、鉆削速度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—42 選取
所以,
3.8.2、計(jì)算切削扭矩
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36 有
切削扭矩
式中:
所以,
3.8.3、計(jì)算軸向力
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36有
軸向力
式中
所以
因零件材料為HB=150,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36有
所以,實(shí)際的切削扭矩和軸向力分別為:
3.8.4、計(jì)算切削功率
因?yàn)?
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36有
所以,機(jī)床功率足夠
3.9 工序8、鉆床身安裝孔(8—22)
工件材料 HT150 鑄件
機(jī)床的選用: 選用搖臂鉆床Z32K P=1.5kw
鉆頭的選擇: 選用22麻花鉆 材料為高速鋼
3.9.1、鉆削用量的選擇
3.9.1.1、鉆削進(jìn)給量的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—42有
3.9.1.2、鉆削速度的選擇
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—42有
所以
3.9.1.3、計(jì)算切削深度
3.9.1.4、鉆削扭矩的計(jì)算
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36有
式中:
所以,
3.9.2、計(jì)算軸向力
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36有
軸向力
式中
所以
因零件材料為HB=150,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36有
所以,實(shí)際的切削扭矩和軸向力分別為:
3.9.3、計(jì)算切削功率
因?yàn)?
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表3—36有
所以,機(jī)床功率足夠
3.10 工序9、精磨床頭箱定位安裝面
工件材料: HT150 鑄件
選擇機(jī)床: 本次工序選用導(dǎo)軌磨床MM52125A進(jìn)行加工
3.10.1、砂輪的選擇
查《切削用量簡明手冊》 第三章中磨料選擇各表,結(jié)果為:
其含義為: 砂輪磨料為白剛玉,粒度號為46,硬度為中軟1級,樹脂結(jié)合劑,6號組織,平型
砂輪尺寸
3.10.2、 切削用量的選擇
(1)、砂輪速度、砂輪轉(zhuǎn)度的選擇
查《機(jī)械制造工藝手冊》表3—110
(2)、軸向進(jìn)給量的計(jì)算
(3)、工件速度
(4)、徑向進(jìn)給量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》 表3—106
3.10.3、計(jì)算切削工時(shí)
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表6.2—8有
式中: —加工長度
—加工寬度
—單面加工余量
— 平面磨削系數(shù)
=1.0 見《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表7—15
— 工作臺移動(dòng)速度
— 工作臺往返一次砂輪的軸向進(jìn)給量
— 工作臺往返一次砂輪的徑向進(jìn)給量
所以
3.11 工序10、粗、精磨導(dǎo)軌
工件材料: HT150 鑄件
選擇機(jī)床: 本次工序選用導(dǎo)軌磨床進(jìn)行加工
機(jī)床型號: MM52125A 磨削最大尺寸:
最大磨削高度: 1250
3.11.1、砂輪的選擇
導(dǎo)軌加工為床身加工的一道最重要的工序,為了保證導(dǎo)軌的表面粗糙度,所以要對砂輪的材料和粒度進(jìn)行選擇
查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》 表3—91
選取材料為GB
查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》 表3—93
選擇粒度號 40
查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》 選擇砂輪:
其含義為: 砂輪磨料為白剛玉,粒度號為40,硬度為中軟1級,樹脂結(jié)合劑,6號組織,平型
砂輪尺寸
3.11.2、 切削用量的選擇
(1)、砂輪速度、砂輪轉(zhuǎn)度的選擇
查《機(jī)械制造工藝手冊》表3—110
(2)、軸向進(jìn)給量的計(jì)算
(3)、工件速度
(4)、徑向進(jìn)給量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》 表3—106
3.11.3、計(jì)算切削工時(shí)
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表6.2—8有
式中: —加工長度
—加工寬度
—單面加工余量
— 平面磨削系數(shù)
=1.0 見《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表7—15
— 工作臺移動(dòng)速度
— 工作臺往返一次砂輪的軸向進(jìn)給量
— 工作臺往返一次砂輪的徑向進(jìn)給量
所以
注:在磨削過程中,由于磨削的切削用量很小,且磨削面積也很小,所以,磨削力也很小,由于床身是重型工件,所以,在加工過程中,可以不考慮床身的定位問題,只要調(diào)整好床身和砂輪的相對位置關(guān)系,就可以保證加工的精度,僅靠床身的自身定位就可以滿足加工要求,這就是“自為基準(zhǔn)”。
第4章 夾具設(shè)計(jì)
4.1 問題的提出
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)一個(gè)專用的調(diào)節(jié)裝置。
經(jīng)指導(dǎo)教師安排,決定設(shè)計(jì)第十四道工序——磨削床身導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)床身位置的一個(gè)調(diào)節(jié)裝置,該裝置主要用于調(diào)節(jié)床身在水平面內(nèi)的微量旋轉(zhuǎn)和鉛垂面的微量旋轉(zhuǎn)。
4.2 調(diào)節(jié)原理
該裝置用于導(dǎo)軌磨床上,安裝在導(dǎo)軌磨床的工作臺上。該裝置由兩部分構(gòu)成,其中左邊部分用于調(diào)節(jié)床身鉛垂面的旋轉(zhuǎn),右邊部分用于調(diào)節(jié)床身在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。床身在鉛垂面內(nèi)的調(diào)節(jié),這里采用了一端固定,一端用楔塊原理來實(shí)現(xiàn),由于床身是屬于較重的零件,所以,這里采用了兩個(gè)支點(diǎn)調(diào)節(jié),以減小受力,同時(shí),為了減小楔塊的斜面的摩擦力,這里采用的是滾動(dòng)摩擦,以減小其摩擦力。
床身在水平面的調(diào)節(jié),這里采用了螺旋傳動(dòng)原理來實(shí)現(xiàn),用螺桿帶動(dòng)一個(gè)面將工作帶動(dòng),使其在水平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)位移,滑動(dòng)面的設(shè)計(jì),這里采用了導(dǎo)軌,這樣,可以大大的減小摩擦面,同時(shí)也大大的減小了摩擦力,
4.3 非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)
4.3.1 滾子心軸的設(shè)計(jì)
材料: 考慮到其受剪切,這里選用材料為45鋼。
床身重量:1000kg=10KN
查《材料力學(xué)》可知:
由《材料力學(xué)》式3.15有
所以:
取
4.3.2 支承軸的設(shè)計(jì)
材料: 考慮到其受剪切,這里選用材料為45鋼。
查《材料力學(xué)》有:
所以:
因?yàn)槠湟c上述心軸配合,所以,這里選用取
4.3.3 螺旋傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及校核
4.3.3.1 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
零件圖如上;該零件直徑16和直徑38與夾具體配合,以支承該零件,在直徑30臺階用于該零件的定位,該臺階將與一個(gè)擋板配合,以限制該軸的往右方運(yùn)動(dòng),左邊的24臺階與夾具體配合,起到限制軸的左方運(yùn)動(dòng),同時(shí)也便于裝配。右邊的方頭是用于安裝一個(gè)扳手等零件,以便于旋轉(zhuǎn)時(shí)省力。
4.3.3.2 旋轉(zhuǎn)力的確定
查《機(jī)械原理》圖4—2如上,這就是導(dǎo)軌與零件的運(yùn)動(dòng)原理,上此可知零件給下方施加的力就為:
為摩擦系數(shù), 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表1—10可得:
鑄鐵的有潤滑的滑動(dòng)摩擦系數(shù)
所以:
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6.1可知:
其中;為擰緊矩系數(shù) 為螺桿直徑
所以,要使螺桿旋轉(zhuǎn),施加的最小力為:
這里,設(shè)扳手力臂長為200,有:
所以,要使桿動(dòng)作,施加的最小力為45N
4.3.3.3 螺紋強(qiáng)度的校核
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6.4可知
校核式為: 查《材料力學(xué)》可知
所以,可以得出:
所以,該螺紋的強(qiáng)度足夠
4.3.4 鉛垂凋節(jié)力的計(jì)算
4.3.4.1 斜楔受力形式如下
其中,楔塊的角度為
查《機(jī)械原理》 式4—9 有
其中 見《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表1—10
所以:
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6.1可知:
其中;為擰緊矩系數(shù) 為螺桿直徑
所以,要使螺桿旋轉(zhuǎn),施加的最小力為:
這里,扳手力臂長為140,有:
4.3.4.2 螺紋強(qiáng)度校核
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6.4可知
校核式為: 查《材料力學(xué)》可知
所以,可以得出:
所以,該螺紋的強(qiáng)度足夠
4.3.5、導(dǎo)軌的設(shè)計(jì):
該導(dǎo)軌的工作條件是在低速下工作,所以,選用凸形的導(dǎo)軌,該種導(dǎo)軌不易積存切屑等臟物,適用于低速運(yùn)動(dòng)中。在導(dǎo)軌工作中,導(dǎo)軌的受力是垂直向下的,由于床身會引起導(dǎo)軌的磨損,所以,這里選用導(dǎo)軌的截面形狀為三角形導(dǎo)軌,該導(dǎo)軌具有較高的導(dǎo)向精度,它的工作面為兩側(cè)面,故承載能力較大,兩邊的磨損量是一樣的,磨損后能夠起到自動(dòng)補(bǔ)償作用,所以,工作時(shí)導(dǎo)向精度也高。
而導(dǎo)軌材料則選用鑄鐵,鑄鐵具有較好的耐磨性和減振性、高的熱穩(wěn)定性、并且易于鑄造和切削加工,成本也較低,因此在工業(yè)中用途較多。
對于導(dǎo)軌的剛度,由于三角導(dǎo)軌的工作面是兩側(cè)面,受力面共有四個(gè)面,工作過程中載荷也較平穩(wěn),無沖擊現(xiàn)像等發(fā)生,且支承方式為兩邊同時(shí)支承,故導(dǎo)軌的剛度足夠。
4.4安裝、調(diào)試及維護(hù)
4.4.1 安裝
4.4.1.1 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝
1、 將螺紋襯套裝入面板下方的通孔中,并用螺釘固定
2、 將兩個(gè)圓柱襯套分別裝入支承座的孔中
3、 將面板裝入支承座中的導(dǎo)軌上
4、 裝入螺旋傳動(dòng)桿
5、 裝入右端限位擋板,并用螺栓固定
6、 將導(dǎo)軌擋塊裝入面板上,并用螺釘固定
7、 將整體裝在導(dǎo)軌磨床的工作臺上,
8、 安裝完成,調(diào)試使用
4.4.1.2 滾子斜楔機(jī)構(gòu)的安裝
1、將兩個(gè)圓柱襯套、兩個(gè)螺襯套紋裝入支座上
2、將楔塊和十字頭壓緊螺釘連成整體
3、將楔塊和十字頭壓緊螺釘連成的這個(gè)整體裝入支座內(nèi)
4、將滾子和支承桿用銷聯(lián)接
5、將這個(gè)聯(lián)接裝入支承座
6、安裝完成,調(diào)節(jié)使用
4.4.2、 調(diào)試
1、裝配完成后,在不安裝工件的情況下,扳動(dòng)手柄,看各導(dǎo)軌面和螺旋傳動(dòng)面的運(yùn)動(dòng)是否靈活,有無卡死現(xiàn)像。
2、裝上工件后,再檢查看各部分之間的相對運(yùn)動(dòng)是否靈活,行程能否達(dá)到要求。
4.4.3、 維護(hù)
1、定期對導(dǎo)軌進(jìn)行潤滑 (潤滑方式為澆油潤滑)
2、定期對調(diào)節(jié)裝置的各個(gè)部分進(jìn)行檢查,查看導(dǎo)軌、螺紋,支承桿等主要部位有無磨損,如有磨損,應(yīng)及時(shí)更換
第五章 結(jié)論
此次設(shè)計(jì)的凋節(jié)裝置特點(diǎn)如下:
1)、結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,使用、調(diào)試、維修方便;
2)、可縮短調(diào)節(jié)的時(shí)間,有利于提高了生產(chǎn)率;
3)、各受力件磨損后可以更,換降低了成本;
4)、導(dǎo)軌面采用澆油潤滑,摩擦系數(shù)小,運(yùn)動(dòng)靈活;
5)、用于中批量生產(chǎn),調(diào)節(jié)方便,操作簡單;
一個(gè)零部件其質(zhì)量的高低取決于設(shè)計(jì)、加工等因素,那么機(jī)械加工就是不可缺少的一部分,零件從設(shè)計(jì)好,到拿到工廠去加工,要加工出合格的產(chǎn)品,就必須在工藝以及夾具上下工夫,工藝編制的合不合理,夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合不合理這些都是很重要的因素。因此在加工零件之前,要認(rèn)真的分析,然后編制合理的工藝和對夾具進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。
床身作為機(jī)床的一個(gè)基礎(chǔ)構(gòu)件,其性能直接影響到機(jī)床的工作精度,進(jìn)而影響到加工零件的精度、表面質(zhì)量等。因此,我們要求床身的剛度,抗振性要高,熱變形小等
本次設(shè)計(jì)的是工藝和調(diào)節(jié)裝置主要就是為了保證床身的精度,進(jìn)而保證機(jī)床的工作精度。
通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我對這四年的總體知識進(jìn)行了一次總的復(fù)習(xí),同時(shí),也對自身在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的不足有了一個(gè)總體認(rèn)識,以方便日后的更好學(xué)習(xí),不斷完善和沖實(shí)自己。通過老師的講解,也明白了很多書本上沒有的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),為今后的工作打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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致 謝
通過將近三個(gè)月的忙碌,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成, 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以完成,在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師高一知老師。在我完成畢業(yè)的過程中,從查閱資料,初稿的確定和修改到最終的完成,在這整個(gè)過程中,遇到了許許多多的因難,有了高老師給予我的指導(dǎo),使得這些困難都迎刃而解。除了敬佩高一知老師的專業(yè)水平外,他的作風(fēng),精神更讓我敬佩。
其次要感謝這四年里所有老師對我的精心指導(dǎo)和幫助這,使我在專業(yè)方面使我打下了較為扎實(shí)的基礎(chǔ)。正因?yàn)橛辛四銈兊膸椭c指導(dǎo),才使得此次畢業(yè)設(shè)計(jì)得已完成。
4年的大學(xué)生活即將結(jié)束,也許我將不會再有機(jī)會進(jìn)入校園深入地學(xué)習(xí)知識,我將不會有機(jī)會再接受文化的熏陶,我將不會再有機(jī)會聆聽各位尊敬師長的教誨,在將要離開的時(shí)候,我要十分感謝四川理工學(xué)院給我提供了一個(gè)培養(yǎng)我各方面能力舞臺。在這四年里使我得到了很大的發(fā)展,也更加清楚地認(rèn)識了自己,明白了自己將來的人生目標(biāo)。
最后,真誠地感謝四川理工學(xué)院在這大學(xué)四年來對我的培養(yǎng),衷心地祝愿四川理工學(xué)院的明天更加輝煌!