毕业设计铣床变速机构的原理及主要零件设计.doc
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1、毕业设计(论文)评语:毕业设计(论文)总成绩:毕业设计(论文)答辩负责人签字: 年 月 日摘要本机构组要由操纵件、传动件和执行件组成。由操纵件手轮控制传动件从而带动执行件中的拨叉和滑块的运动,拨叉和滑块则能带动主轴箱中的双联齿轮和三联齿轮与相应的齿轮啮合,使机构得到六级的转速。虽然,操纵机构不直接参加机床的工作运动,与机床的精度和刚度等也无直接影响,但是它将影响机床三维工作性能的发挥和工人的劳动强度。因此,设计时也应足够重视。本次设计是根据操纵机构的工作原理和要求对结构中的主要零件进行设计,知道各零件的结构和作用。 本文对主轴箱操纵机构的设计主要有以下内容:1.根据毕业设计任务书中的要求和已知
2、条件分析机构的工作原理进行。2.查询相关资料对机构中各零件的尺寸进行必要的设计。3.画出机构装配的工程图和重要零件的工程图。关键词:凸轮、杠杆、滑块、摆杆、拨叉、变速、传动比、连杆、运动副目录摘要III目录IV1.引言12.操纵机构的分析12.1操纵机构的简介12.2操纵机构的发展及发展趋势12.3操纵机构的作用32.4本课题研究的重点和意义42.5本课题研究的内容与目的43.操纵机构的设计53.1操纵机构的设计准则53.2操纵机构的组成63.3操纵机构的分类63.4本课题中操纵机构的工作原理73.5 组成操纵机构的零件与各自的作用93.6 机构中零件尺寸的设计104.设计的总结195.致谢1
3、96.参考文献201.引言 机械制造业是国民经济的基础产业,它为国民经济各部门的发展提供所需的机械、仪器、工具等机械装备。据统计,美国68%的社会财富来源于制造业,日本国民总产值的49%来自于制造业,中国的制造业也在工业产业中占有40%多的比例。可说没,有发达的制造业,就不可能有国家的繁荣与富强。因此机械制造业的发展规模和水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一。而机床的发展水平是机械制造业是否发达的重要标志,是反映机械制造水平高低的根本。我国机床中的代表就有CA6140普通车床。 CA6140普通车床属于通用机床,是升降台型卧式铣床,CA6140车床主要用于单件小批生产和工具修
4、理,也可用于成批生产中,是四川长征机床厂的传统产品。该机床基础铸件刚性好,精度保持性好,主轴传动和进给传动均采用18级齿轮变速,具有较宽的变速范围,因而机床具有很宽的加工范围。该铣床可以利用圆柱铣刀、端铣刀、片铣刀、角度铣沟槽刀及成形铣刀加工各种平面等,ca6140若使用万能铣头圆工作台、分度头等附件时,可以扩大机床加工范围;利用插头,还可以完成插削工作。该机床具有如此优良的性能,是因为组成机床的各部件与结构在机床工作过程中发挥着重要的作用。车床主轴箱操作机构是机床最主要的部件之一,它直接影响着机床主轴是否能正确的完成启动与停止、加速与减速。因此,需对机构中各零件进行相应的设计。为了能使设计的
5、零部件满足要求,还要对各零件进行装配与运动仿真,看机构在运动的过程中是否有干涉和其他影响变速的情况出现。2.操纵机构的分析2.1操纵机构的简介变速操纵机构是车床的重要机构之一。它被广泛地应用在C620、C620-1、CA6140等各种机床上。它的主要作用是控制床头相中滑动齿轮的不同位置,从而使车床主轴得到各种不同的转速,以适应加工不同零件的需要.车床主轴转速一般是用床头箱上三个手柄来控制,操作十分简单方便。2.2操纵机构的发展及趋势 因为机床操纵机构是机床的重要部件,所以它的发展的紧跟着机床的发展。 最原始的机床是木制的,所有的劳动力都是有人力或畜力驱动的,主要用于加工木料、石头和陶瓷制品的泥
6、坯。现代意义上用于金属加工的机床,是在18世纪中叶才发展起来的。当时,欧美一些工业发达的国家开始了从工厂手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度,需要越来越多的机器,这就推动了机床的迅速发展。随着蒸汽机的问世,1770年前后创制了镗削蒸汽机内孔用的镗床,1797年发明了带有机动刀架的车床,开创了由机械代替人手的先声,不仅解放了人的双手还使机床的加工精度和生产效率产生了质的飞跃。初步形成了现代机床的雏形,也就是金属切削机床的开始。继车床之后,随着机械制造业的发展,其他机床也被陆续创造出来,到19世纪末,车床,钻床,镗床、铣床、磨床等基本类型的机床也向后形成。我国的机床工业是在1949年新中国成立
7、后才建立起来的。解放前,由于长期的封建统治和19世纪中叶后帝国主义的侵略和剥削,我国工业生产非常落后,没有独立的机械制造业,根本谈不上机床的制造,只有一些规模很小的机械厂,制造少量得皮带机床,牛头刨床和砂轮机等;1949年后全国机床产量仅1000台左右,品种不到10个。解放后,党和国家非常重视机床工业的发展。在解放初期的三年经济恢复时期,就把以前的一些机械修配厂,改建为专业机床厂。在随后开展的几个五年计划期间,又陆续开建和新建了一系列机床厂,同时还先后成立了各种综合的和专业的机床研究所,开展机床设计和研究工作。 金属切削机床是一种用金属切削的方法将金属毛坯加工成零件的机器。在现代化机械制造工业
8、中,切削加工是将零件毛坯切除多余材料的方法加工成一定尺寸、形状和精度零件的主要加工方法。本世纪初以来,由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料的出现,刀具性能不断提高和加工零件的日趋复杂,促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率、增强结构刚度和主轴具有多级变速的方向发展。于此同时,由于电动机、齿轮、轴承、电器、液压等技术的发展。使机床的结构、变速传动和结构得到了相应的改进。加工精度和生产效率显著提高,机床以及机床中的结构有了迅猛的发展。 科学技术和社会生产的不断发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。为了能满足机械制造业日益广阔的各种使用要求,机床及其机构的发展也日益剧增,例如各种高效半自
9、动化机床、仿真机床、重型机床、精密机床以及适应加工特殊材料需要的特种机床相继问世。采用这些高度自动化和高效率的设备,尽管需要很大的初始投资以及较长的生产准备时间,但在大批大量的生产条件下,由于分摊到每个工件上的费用很少,经济效益也使非常显著的。 但是,在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量,单件与小批量生产的零件月占机械加工总量的80%以上。尤其是造船、航空、航天、机床、重型机械以及国防部门,其生产特点是批量小、改型频繁、零件的形状复杂而且精度要求高。采用专用化程度很高的自动化机床加工这类零件就显得很不合理。因为需要经常改装和调整设备,对于专用生产线来说,这种改装与调整是不可能实
10、现的。近几年来,由于市场竞争日趋激烈,为在竞争中求得生存与发展,各企业不仅要提高质量的产品,而且必须频繁的改型、缩短生产周期,一满足市场不断发展的需求。因此,即使是大批量生产,也改变不了产品长期一成不变的做法。频繁的开发新产品,使“刚性”的自动化设备在大批量生产中也日益暴露其缺点。 已经使用了的各类仿形加工机床部分的解决了小批量、曲面轮廓组成的复杂零件的加工,但在更换零件时,必须制造靠模和调整机床,不但要要耗费大量的手工劳力,还延长了生产准备周期。而且由于靠模误差的影响,加工零件的精度很难达到要求。 为了解决这些问题,来满足多品种、小批量的自动化生产。迫切需要一种灵活的通用的、能够适应产品日益
11、变化的柔性自动化机床。 数字控制机床在这样的背景下诞生于发展起来。它极其有效的解决了以上的问题,为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化加工的手段。由于数控技术综合运用了计算机、自动控制、精密检测等方面的技术成果。具有高柔性、高精度和高自动化的特点。因此,采用数控加工手段,解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的单件小批量,特别是复杂型面零件自动化加工的问题。应用数控技术是机械制造业得一次技术革命,它将引导机床及其机构继续沿着数控化方向发展。2.3操纵机构的作用 由于商家的要求和零件加工的经济效益,机床在零件加工的过程中不得不考虑零件的精度、表面粗糙度、和机床、刀具的耐用度。合理
12、的改变机床的转速可以有效的提高零件的精度和机床、刀具的耐用度。 例如,在一定的切削速度和保持连续切削的情况下,加工塑性材料时,在刀具前刀面常常粘结一块刨面呈三角形的硬块叫做积屑瘤。它的存在虽然可以增大刀具的前角,让刀具变得锋利,但是它及不稳定经常会破裂,破裂的部分随切削排除另一部分粘在加工表面上,影响工件的表面粗糙度,并且它在脱落的时候还会带走刀具表面的金属,从而加大了刀具的磨损。又如,机床在功率一定的条件下,提高转速还可以减小切削力,使机床的使用寿命延长。并且零件在粗、精加工的时候机床主轴的转速也不一样。可见,改变机床主轴的转速在零件加工的过程中有着多么重要的地位。 操纵机构是工人有效控制机
13、床主轴转速的重要部件,它的驱动是由人的手臂带动手轮的旋转。在手轮的旋转过程中,机构中的凸轮和摆杆也随之运动,凸轮和摆杆则可带动拨叉的摆动,从而拨动主轴箱中相应齿轮的啮合。当手轮运到不同的位置和圈数时,主轴将有对应的转速输出。它不当结构简单而且操作方便,在机床部件中有着举足轻重的地位,对准确控制机床转速有着重要的作用。2.4本课题研究的重点和意义 本课题研究的重点是对机构进行分析推断出该结构的工作原理,在机构的工作原理明白的情况下,就能很自然的知道机构中各零件的作用。进而就需对机构中的零件进行设计,由于要满足机构的功能,所以在零件设计时必须以此为依据对零件的重要尺寸进行设计。具体内容如下:1、查
14、找有关操纵机构工作原理和过程的资料,了解和熟悉操纵机构的各个组成部件在其工作过程中所起的作用。2、根据各零件在机构中的作用对零件的尺寸进行设计。3、绘制机构的工程图。 机构零件的设计可以使我们对机械设计有近一步的认识,明白在设计过程中的准则与要求。在机械行业的应用的理解,通过亲自实践,增强我们大学生对实践操作的进一步的了解,为今后的学习和发展打下坚实的基础。因此本课题的研究对我们来说有着极其深远的意义。2.5本课题研究的内容与目的本次设计包含三个大内容:机构工作原理的分析、零件的设计、应用软件画出只要零件图。1、机构的分析是将机构的工作原理,结构特点等分析清楚。在明白机构工作原理的前提条件下对
15、机构中各零件的作用要有所了解,以便更好的理解操纵机构的工作过程及其结构特点、运动情况。2、 零件的设计是将将机构中各零件的尺寸进行必要的设计。 3、绘制工程图明白机构中各零件之间的配合。 本次设计的目的:可以很熟练的查阅相关手册与资料,并对操纵机构有一定的分析能力与设计能力,能够运用软件画出相应的零件图,进而能够对绘图软件用了更好的认识,让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用,在理论与实践上有机结合;使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解,并为以后的实际工作奠定坚实的基础。3.操纵机构的设计3.1操纵机构的设计准则1.操纵安全可靠在设计操纵机构是,首先应充分保证操纵人员的安全。为此,必须考虑
16、:(1)各操纵件之间及操纵件与机床壁之间应保持一定的距离和一定的空间,以免碰伤操作工人的手,或者因误碰其他元件而造成事故。(2)对转速高的快速传动或尺寸大的手轮,应在机床运转时自动地与运动件脱离开。这种手轮不能带手把,以免在高速转动时打伤工人。(3)为保证工人的安全,停止按钮必须安置在最方便的位置,并凸出在机床外表面,使工人很易摸到。(4)为保证机床能安全生产,互相干涉的运动,必须互锁,操纵机构的定位必须可靠,不得自动松开。2.操纵轻便、省力为了减轻操作人员的劳动强度,操纵手柄必须灵活轻便。按照标准GC1-60中规定:用于台式精密机床的位移手轮,操纵力应小于2kg;普通机床的精密位移手轮,操纵
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