定位支座機(jī)械加工工藝及銑寬18mm槽夾具設(shè)計(jì),定位,支座,機(jī)械,加工,工藝,18,mm,夾具,設(shè)計(jì) 黃河交通學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目 錄 （學(xué)生要按照目錄內(nèi)容做設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 章節(jié)標(biāo)題 …………………………………………………………………頁(yè)碼 序言 ……………………………………………………………………… 第1章 ××零件的工藝分析…………………………………………… 1.1 零件的功用…………………………………………………………… 1.2零件的工藝分析…………………………………………………………… 第2章 ××零件的工藝路線的擬訂…………………………………………… 2.1 毛坯的選擇……………………………………………………………… 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 2.3 表面加工方法的選擇…………………………………………………… 2.4 工藝路線的擬訂………………………………………………………… 第3章 主要工序設(shè)計(jì)………………………………………………………… （分工序說(shuō)明各工序的具體內(nèi)容） 3.1 ××工序設(shè)計(jì)………………………………………………………… 3.2 ××工序設(shè)計(jì)………………………………………………………… 第4章 夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 4.1 任務(wù)與要求……………………………………………………………… 4.2定位方案設(shè)計(jì)………………………………………………………… 1.定位基準(zhǔn)的選擇 2.定位元件的布置 3.定位誤差分析與計(jì)算 4.3 夾緊方案的設(shè)計(jì)……………………………………………………… 1. 夾緊力計(jì)算 2. 夾緊元件設(shè)計(jì)與校核 4.4 夾具操作使用說(shuō)明……………………………………………… 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………… 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………… 書(shū)寫格式如下： [1] 主編姓名. 書(shū)名[M]. 出版地：出版社，出版年份. [2] [3] 如：任小中. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2015.  序 言 囊括了對(duì)全文的概述，總體方案的對(duì)比設(shè)計(jì)與選擇，X、Y向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算及校核，電機(jī)的選型計(jì)算以及電機(jī)的校核。其中總體方案的設(shè)計(jì)包括了傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇，伺服系統(tǒng)的選擇和傳動(dòng)方式的選擇，以基本的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，將數(shù)控銑床中一些司空見(jiàn)慣的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，布局方式，設(shè)計(jì)計(jì)算方法，裝配配合關(guān)系，以及各部分的功能和作用等內(nèi)容融入全文，在內(nèi)容和排版上突出了重點(diǎn)，各部分相對(duì)獨(dú)立，方便讀者按需取舍，提高閱讀和獲取內(nèi)容的效率，同時(shí)也兼顧了知識(shí)系統(tǒng)化的特點(diǎn)，提升了閱讀的體驗(yàn)和感受。 （注：序言單獨(dú)占1頁(yè)，小四宋體，內(nèi)容自己寫） （以下各章，每一章都要另起一頁(yè)，各章標(biāo)題為三號(hào)黑體，各節(jié)標(biāo)題為四號(hào)黑體，內(nèi)容為小四宋體。建議用格式刷） 第1章 ××零件的工藝分析 §1.1 零件的功用 數(shù)控銑床作為一種集多項(xiàng)高新技術(shù)為一體的典型產(chǎn)品，其包含了機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電氣控制、氣動(dòng)布局、微電子技術(shù)和現(xiàn)代化信息技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，它能夠加工精密復(fù)雜的機(jī)械零件，滿足加工的精度要求，同時(shí)可以做到連續(xù)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，具有高的可靠性能，在國(guó)內(nèi)乃至世界其他國(guó)家的機(jī)械行業(yè)都有大量的應(yīng)用， 由此不難窺見(jiàn)其在未來(lái)巨大的發(fā)展?jié)摿Α？v觀世界各國(guó)的高新技術(shù)領(lǐng)域，無(wú)一不與高端數(shù)控裝備的進(jìn)步與發(fā)展有關(guān)，小到惠及民生的醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域，大到關(guān)系國(guó)家命運(yùn)的國(guó)防航天領(lǐng)域，處處都有它們的身影。國(guó)外掌握了高端數(shù)控的關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)家，為了遏制我國(guó)高端制造業(yè)和國(guó)防工業(yè)的發(fā)展，在核心技術(shù)方面對(duì)我國(guó)進(jìn)行了長(zhǎng)期的技術(shù)封鎖，使我國(guó)長(zhǎng)期依賴于進(jìn)口價(jià)格高昂的國(guó)外數(shù)控裝備，在生產(chǎn)作業(yè)和機(jī)床使用方面被迫受到廠商的監(jiān)管和限制，這使得我國(guó)發(fā)展真正屬于自己的高端數(shù)控設(shè)備已迫在眉睫。 §1.2 零件的工藝分析 §1.2.1 國(guó)內(nèi)數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的數(shù)控技術(shù)自發(fā)展以來(lái)經(jīng)歷了多個(gè)不同的階段，從最初封閉式的發(fā)展逐漸向開(kāi)放式發(fā)展轉(zhuǎn)化。從最初價(jià)格高昂的技術(shù)引進(jìn)，消化磨合逐漸到自主研發(fā)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新。從受制于人到自力更生，這一路走來(lái)使我國(guó)逐漸形成了自己的發(fā)展體系和科研隊(duì)伍，在建立完成自己的研發(fā)生產(chǎn)基地的同時(shí)也使我國(guó)孕育出一批科技人才的種子，此后便逐漸涌現(xiàn)出大量出類拔萃的研究學(xué)者，使我國(guó)在數(shù)控技術(shù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)道路上再次邁出了穩(wěn)健扎實(shí)的一步，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展埋下了希望的種子，促使國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批初具規(guī)模的數(shù)控企業(yè)，研發(fā)設(shè)計(jì)了真正屬于自己的數(shù)控裝備。國(guó)內(nèi)數(shù)控企業(yè)在之后的幾年中不斷的發(fā)展與壯大，其自主開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)在加工控制精度和機(jī)床可靠性等方面的性能都得到了不小的提升，研發(fā)體系不斷完善，再加上其相對(duì)國(guó)外而言低廉的價(jià)格，開(kāi)始逐漸取得國(guó)內(nèi)用戶的認(rèn)可和青睞，在國(guó)內(nèi)的數(shù)控市場(chǎng)上逐漸有了自己的一席之地。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品暫時(shí)還無(wú)法與國(guó)外成熟的技術(shù)相抗衡，我們還有諸多的缺陷和不足需要改進(jìn)，在今后的發(fā)展道路中還應(yīng)繼續(xù)完善創(chuàng)新發(fā)展的大環(huán)境，自身發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)中、小型企業(yè)發(fā)展，幫助它們實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型。 第2章 總體方案計(jì) §2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)選擇 電機(jī)與絲桿之間的傳動(dòng)方式有三種不同的方式可供選擇：一種是采用聯(lián)軸器直接連接，第二種是采用同步齒形帶來(lái)傳動(dòng)，第三種是采用精密的齒輪來(lái)作傳動(dòng)。 精密齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)有： 1. 小模數(shù)的傳動(dòng)的使用較為廣泛。 2. 在運(yùn)動(dòng)傳遞的準(zhǔn)確性方面有較高的要求，即傳動(dòng)精度與回轉(zhuǎn)誤差。 3. 具有高的傳動(dòng)效率，其包括平均和瞬時(shí)兩個(gè)方面。 4. 一般而言其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不會(huì)太大。 5. 采用這種傳動(dòng)方式時(shí)其整體結(jié)構(gòu)不宜復(fù)雜。 同步齒形帶傳動(dòng)的特點(diǎn)： 1. 其通過(guò)齒輪的嚙合來(lái)傳動(dòng)，這樣以來(lái)就不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象,保證其能做到傳動(dòng)的同步。 2. 同步齒形帶可用于高速傳動(dòng)，因其在經(jīng)過(guò)特殊的制造后具備了輕量、高強(qiáng)度的特點(diǎn)。 3. 由于齒形帶傳動(dòng)的性質(zhì)并非摩擦傳動(dòng)，所以其能夠以較大的傳動(dòng)比做單級(jí)傳動(dòng)。 4. 同步齒形帶的傳動(dòng)效率較高，因其沒(méi)有特別張緊，所以在軸上所受的力較小。 聯(lián)軸器的連接： 1. 能夠?qū)ο噙B兩軸軸線的相對(duì)偏移量給予補(bǔ)償功能的為撓性聯(lián)軸器，其同時(shí)對(duì)由垂直度等原因引起的干涉也能起到補(bǔ)償作用。 2. 無(wú)法對(duì)相連兩軸軸線的相對(duì)偏移量給予補(bǔ)償功能的為剛性聯(lián)軸器，其同時(shí)也不具備減震緩沖的功能。 螺桿、滾子和螺母共同組成了滾珠絲杠螺母副。滾珠絲杠的功能促使其螺母副內(nèi)部的滾子、滾道得到更深層次的發(fā)展，其之所以能夠在國(guó)內(nèi)各機(jī)械行業(yè)中得到大量的使用，正是因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)的變化改變了摩擦的性質(zhì)，滾子的加入使?jié)L動(dòng)摩擦代替了原有的滑動(dòng)摩擦，這在減小內(nèi)部摩擦阻力的同時(shí)有效提升了絲杠的傳動(dòng)精度。 。 §2.3 傳動(dòng)方式選擇 對(duì)于傳動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，這里有兩種傳動(dòng)方式：一種是將絲桿與工作臺(tái)通過(guò)軸承連接在一起，把螺母副與螺母座連接為一體后再把他們固定于靜導(dǎo)軌之上，這樣通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)了絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)從而再帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。第二種方式是將絲桿通過(guò)軸承與靜導(dǎo)軌固定在一起，而螺母副與X向的工作臺(tái)或Y向的滑座 固定在一起，絲杠將動(dòng)力傳遞給螺母后使得螺母度帶動(dòng)工作臺(tái)和滑座移動(dòng)，我們采用了第一種方法。 第3章 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) §3.1 銑削力的計(jì)算 §3.1.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 以已有數(shù)控銑床的各項(xiàng)數(shù)據(jù)作為參照，具體數(shù)據(jù)如下表3-1給出: 表3-1 數(shù)控銑床設(shè)計(jì)參數(shù) §3.1.2 工作臺(tái)尺寸及重量估算 (1) 工作臺(tái)尺寸：X =900(mm) Y =420(mm) X向拖板尺寸：1300mm×550mm×50mm X向拖板重量：1300×550×50×10-3×7.8×10-2 =2788.5 N 上導(dǎo)軌座重量：1300×550×5×10-3×7.8×10-2 =278.85 N X向總重量：Gx =2788.5＋278.85 =3067.35 N (2) Y向拖板尺寸：900mm×420mm×50mm Y向拖板重量： 導(dǎo)軌座重量： 夾具及工件重量約為：150N X-Y工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分的總重量為：Gx-y =12547.086 N 銑削力與刀具材料、工件、刀具進(jìn)給量有關(guān)。銑刀為硬質(zhì)合金圓柱銑刀，銑削材料為45鋼,銑削力計(jì)算公式為 (3-1) 式中：—主銑削力(N)； —銑削接觸弧深度，=4(mm)； —銑刀齒數(shù)， =6； —銑削深度，=20(mm)； —每齒進(jìn)給量， =0.1(mm/齒)； —銑刀直徑， =50(mm)； 主銑削力Fc = 1020×40.88×0.10.75×50-0.87×20×6 = 2451.83 N 逆銑： FH/Fc =1.2 FH =2942.19 N Fve/Fc =0.3 Fve =735.55 N 順銑： FH/Fc =0.9 FH =2206.64 N Fve/Fc =08 Fve =1961.46 N 水平面內(nèi)走到抗力 FH =2942.19 N、最大垂直分Fve =1961.46 N §3.2 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 §3.2.1 計(jì)算進(jìn)給牽引力 絲杠所承受的進(jìn)給牽引力數(shù)值的大小會(huì)因其導(dǎo)軌類型的不同而不同，之所以這樣是因?yàn)檫@個(gè)牽引力是由工作臺(tái)等移動(dòng)部件的重量和銑削加工時(shí)刀具的走刀抗力以及由這兩個(gè)力在靜導(dǎo)軌上引起的摩擦力的總和所構(gòu)成的。 本次設(shè)計(jì)的數(shù)控銑床X向的導(dǎo)軌類型為燕尾形導(dǎo)軌則X向絲杠牽引力： （3-2） = 2942.19+1.414×0.04×3067.35 = 3115.679N 本次設(shè)計(jì)的數(shù)控銑床Y向的導(dǎo)軌類型為燕尾形導(dǎo)軌則Y向絲杠牽引力： （3-3） = 2942.19+1.414×0.04×12547.086 = 3651.85N Y向滾珠絲杠螺母幾何參數(shù)計(jì)算如表3-3所示： 表3-3 Y向絲杠螺母副幾何參數(shù) 名稱 符號(hào) 計(jì)算結(jié)果 公稱直徑 d0 50mm 螺距 L 10mm 鋼球直徑 dq 5.953mm 螺距法面半徑 R 3.096mm 表3-3 Y向絲杠螺母副幾何參數(shù) (續(xù)） 偏心距 e 0.085 螺紋升角 γ 螺桿外徑 48.5mm 螺桿內(nèi)徑 42.978mm 螺母螺紋外徑 56.022mm 螺母內(nèi)徑 48.8094mm §3.3 傳動(dòng)效率的計(jì)算 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率： （3-7） 式中： φ—摩擦角，滾珠絲桿副中滾動(dòng)體的摩擦系數(shù) ，其摩擦角； γ—滾珠絲杠的螺紋升角； ηx =ηy =tanγ/tan（γ+φ） = tan4°10′/tan(4°10+10′)= 0.963 §3.4 剛度校核 如若滾珠絲杠的軸向剛度不滿足要求則會(huì)使絲杠產(chǎn)生軸向變形，如果絲桿發(fā)生了變形那么數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和機(jī)加工的定位精度將會(huì)受到很大的影響。為了避免此種情況的發(fā)生，這里對(duì)絲杠的剛度進(jìn)行校核。 由銑床工作負(fù)載所引起的絲杠導(dǎo)程的變化量計(jì)算如下： （3-8） 式中：—滾珠絲杠的導(dǎo)程的變化量（在加工負(fù)荷Fm的影響下）； —滾珠絲杠收到的進(jìn)給牽引力(N)； —滾珠絲杠導(dǎo)程(mm)； —材料彈性模量，對(duì)于鋼； —滾珠絲杠橫截面積（按絲杠內(nèi)徑計(jì)算）(cm2)； §3.6.2 聯(lián)軸器類型的選擇 圖3-1梅花形彈性聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器是具有一定彈性的，如圖3-1為梅花形彈性聯(lián)軸器，擁有緩解沖擊和減緩震動(dòng)的功能，其適宜的工作溫度范圍為負(fù)三十?dāng)z氏度到正八十?dāng)z氏度，能夠?qū)λB兩軸軸線相對(duì)的偏移量給予一定的補(bǔ)償，擁有高的靈敏度和高剛性，在中、小功率的軸系傳動(dòng)中得到了廣泛的運(yùn)用。對(duì)于長(zhǎng)期使用來(lái)說(shuō)，其具有免維護(hù)，抗油污和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，這使得它在國(guó)內(nèi)眾多的伺服控制系統(tǒng)中都得到了應(yīng)用。 在這里我們選擇了梅花形彈性聯(lián)軸器來(lái)連接電機(jī)和絲杠的傳動(dòng)。 第4章 電機(jī)的選型 §4.1 X向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)伺服電機(jī)的選擇 1. 額定轉(zhuǎn)速的選擇 （4-1） 式中： －X向最大進(jìn)給速度，； －滾珠絲杠螺距，； －傳動(dòng)比，初選i=2； 取額定轉(zhuǎn)速； 2. 折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JZ的選擇 在實(shí)際的生產(chǎn)工程中，我們通常使用飛輪的轉(zhuǎn)矩GDZ2來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 （4-2） 式中： —伺服電機(jī)軸上的飛輪轉(zhuǎn)矩（N·m2）； —經(jīng)換算后作用在伺服電機(jī)軸上的總飛輪轉(zhuǎn)矩（N·m2）； —實(shí)際負(fù)載飛輪轉(zhuǎn)矩（N·m2）； ＝1.1～1.2（中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸越多，值越大）； 若以加速時(shí)間最短為約束條件則： GDM2 = GDL2 GDL2 = 4W（Δr/2π×103）2 GDZ2 = （δ+i2）4W（Δr/2π×103）2 式中： W —重力，W =2788.5 (N)； Δr —轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，Δr =B/i=10×2=20 (mm)； 取δ=1.2； 則： GDL2 = 4W（Δr/2π×103）2 =4×2788.5×（20/2π×103）2 =0.113 N·m2 GDZ2 = （δ+i2）4W（Δr/2π×103）2 =（1.2+1/4）×0.113 =0.134 N·m2 根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪的轉(zhuǎn)矩的關(guān)系可知： （4-3） 式中： JZ —轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（Kg·m2）； G —重力加速度（9.8m/s2）； JZ = GDZ2/4g=0.134/（4×9.8）=3.42×10-3 Kg·m2 3. 負(fù)載慣量的選擇 JN ≥ JZ 取 JN=90.1×10-4 Kg·m2 GD2N =4g·JN =3.532×10-3 Kg·m2 式中: GD2N —額定飛輪轉(zhuǎn)矩(Kg·m2）； 4. 額定轉(zhuǎn)矩MN的選擇 負(fù)載轉(zhuǎn)矩： =（0.3728+0.19）×1300/（375×0.2） = 9.755N·m 加速轉(zhuǎn)矩為： Mma = ML+Ma=11.07+9.755=20.825N·m﹤MN =48 N·m 減速轉(zhuǎn)矩為： Mmd = ML－Ma=11.07-9.755=1.315 N·m﹤MN =48 N·m 滿足要求 Mma﹤MN 及 Mmd﹤MN 3. 連續(xù)工作電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 連續(xù)工作時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)有的轉(zhuǎn)矩是： M = = = 6.74 N·m ﹤MN = 48 N·m 結(jié)束語(yǔ)（占一頁(yè)） 本次課程設(shè)計(jì) ，通過(guò)此次的學(xué)習(xí)實(shí)踐，讓我切身體會(huì)了實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程與操作過(guò)程，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段中都面臨著諸多的困難和疑惑，在一步步的實(shí)際操作中深刻體會(huì)到了一個(gè)正真滿足各方需求的合格產(chǎn)品，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中的復(fù)雜程度，認(rèn)識(shí)到自己所欠缺的專業(yè)知識(shí)和能力，看到了在長(zhǎng)期實(shí)踐的考驗(yàn)下自己已學(xué)知識(shí)體系的缺失部分，不過(guò)在老師長(zhǎng)期耐心細(xì)致的輔導(dǎo)下，最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 本著嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度和求實(shí)創(chuàng)新的精神及價(jià)值觀，現(xiàn)就本次設(shè)計(jì)與已有結(jié)果的比較及其中依然存在的問(wèn)題和進(jìn)一步研究的建議作出以下總結(jié)：與現(xiàn)有數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)相比其在總體結(jié)構(gòu)的受力，懸臂梁的設(shè)計(jì)，和部分細(xì)小零件的選用方面可能存在著欠缺和不足，同時(shí)在各傳動(dòng)件的受力和布局方面還能做更深一步的分析和優(yōu)化，在今后進(jìn)一步的研究過(guò)程中還能更加完善其相應(yīng)的輔助設(shè)施和零部件的設(shè)計(jì)，使其更具完整性和實(shí)用性。 參考文獻(xiàn)（占一頁(yè)） [1] 杜國(guó)臣. 機(jī)床數(shù)控技術(shù)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2015. [2] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2001. [14] 蔡蘭. 機(jī)械零件工藝性手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. [15] 李靜. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007. [16] 朱龍根. 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997. [17] 高俊婷. 機(jī)械制圖[M]. 第二版. 北京：高等教育出版，2003. 致 謝（占一頁(yè)） 24