銑床課程設計-- x6132銑床——進給箱

1、<p><b>　　專業(yè)課程設計說明書</b></p><p>　　課程名稱： 機械設計方向課程設計 </p><p>　　題 目： X6132銑床——進給箱 </p><p>　　機械工程 學院（系）機械設計 專業(yè)</p><p>　

2、　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2013年 9月 </p><p>　　《現(xiàn)代機械CAD》課程設計任務書</p>

3、<p><b>　　設計目的和要求</b></p><p>　　《現(xiàn)代機械CAD》課程設計是機械設計專業(yè)方向課程中實踐性較強、綜合性突出的重要教學環(huán)節(jié)，使該專業(yè)方向的學生在校期間最后一次（除畢業(yè)設計外）進行的較長時間、較系統(tǒng)、較全面的工程設計能力訓練，在實現(xiàn)學生總體培養(yǎng)目標中占有特別重要的地位。對于樹立學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生設計的系統(tǒng)性、可靠性、完整性意識，激發(fā)學生用依據(jù)理論結合

4、計算機技術解決工程實踐問題的興趣，加深同學對課程所學內(nèi)容的綜合理解和掌握具有舉足輕重的作用和十分重要的意義。</p><p>　　本教學環(huán)節(jié)的實施目的是：</p><p>　　1、通過課程設計實踐，樹立正確的現(xiàn)代的機械設計思想，培養(yǎng)綜合運用《機械設計》、《現(xiàn)代設計方法學》、《自動機械設計》課程和《計算機輔助設計/輔助分析/輔助制造（CAD/CAE/CAM）》、《有限元分析》、《優(yōu)化設計》、

5、《可靠性設計》等其他先修課程的理論與生產(chǎn)實踐知識來分析和解決用計算技術對現(xiàn)代機械的進行完整設計所涉問題的能力。</p><p>　　2、學習用計算機技術進行現(xiàn)代機械設計的一般方法，掌握計算機輔助現(xiàn)代機械設計的一般規(guī)律和所需技術和軟件。</p><p>　　3、用計算機進行現(xiàn)代機械設計基本技能的訓練：例如計算（Matlab）、分析（UG/Scinario、有限元分析、機構運動分析、結構分析和

6、參數(shù)化設計模塊）、修正、繪圖（UG/Drafting/Assembly/FreeForm）、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范。</p><p>　　4、有條件的話，可熟悉現(xiàn)代設計中涉及的計算機技術（計算機輔助制造UG/Manufacturing）和其他流行CAD軟件（ANSYS、ADAMS、Pro/E）的使用操作，全面掌握現(xiàn)代計算機輔助機械設計的全過程。</p><p>　　課程設計教學的基

7、本要求是：</p><p>　　1、能從機器功能要求出發(fā)，制定或分析設計方案，合理的選擇電動機、傳動機構和零件。</p><p>　　2、能按機器的工作狀況用Matlab分析和計算作用在零件的載荷，合理選擇零件材料，正確計算零件主要參數(shù)及尺寸。</p><p>　　3、能考慮制造工藝、安裝與調(diào)整、使用與維護、經(jīng)濟性和安全性等問題，對機器和零件進行結構設計。</

8、p><p>　　4、繪圖表達設計結果，圖樣符合國家制圖標準，尺寸及公差標注完整、正確，技術要求合理、全面。</p><p>　　5、掌握使用計算機進行設計計算和使用計算機進行結構設計并繪制裝配圖（UG/Assembling）、零件圖（UG/Drafting）的方法。</p><p>　　6、進行有限元分析（UG/Master FEM+或ANSYS）、機械運動動態(tài)分析（U

9、G/Motion或ADAMS）或和機械結構分析（UG/Structures或ADAMS）并對整個裝置進行針對性分析并取得合理的改進。</p><p><b>　　二、設計學時和學分</b></p><p>　　學時：3周 學分：1.5</p><p><b>　　三、設計的主要內(nèi)容</b></p>&l

10、t;p>　　課程設計題目常以一般用途的機械裝置為主，也可以做其他設計題目，其他工作量相當于X6132機床的進給箱部分設計。</p><p>　　每個學生應相對獨立完成：確定機器或傳動裝置的總體方案，選定電動機和傳動機構，并完成其運動學計算；進行傳動零件以及軸、軸承、鍵聯(lián)接、聯(lián)軸器的設計計算，選擇有關零、部件的規(guī)格；結合設計計算，穿插進行主要零件的結構設計；用繪圖機器或傳動裝置的總體結構設計并綜合考慮其潤滑與

11、密封等問題；進行軸的精確校核計算；用計算機繪圖軟件（Ug或Pro/E）繪制正式裝配圖和零件圖；用有限元分析模塊（UG/Motion 或ADAMS）和機械結構分析模塊（UG/Structures或ADAMS）對整個裝置進行分析并取得合理的改進，整理、撰寫設計說明書；總結設計，準備答辯內(nèi)容。</p><p>　　設計題目可僅給機器所需實現(xiàn)的功能，由學生自行設計傳動方案；亦可給定傳動方案，由學生分析后進行設計。學生應提

12、交的設計成果包括：</p><p>　　機器或部件正式計算機裝配圖1張（UG/Assembly），A0圖紙。</p><p>　　零件工作圖3張（UG/Drafting），A2、A3或A4圖紙。通常為關鍵軸、關鍵零件工作圖。</p><p>　　有限元分析效果圖1張（UG/Master FEM+）</p><p>　　設計計算說明書一份，說明

13、書應包括：確定裝置總體方案，運動學、動力學計算（Matlab程序），關鍵零件的設計計算，軸、軸承、鍵聯(lián)接的校核計算（Matlab程序）等內(nèi)容。</p><p><b>　　四、設計的進行方式</b></p><p>　　由指導老師給出設計課題，學生在規(guī)定時間內(nèi)。在規(guī)定的地點由教師指導獨立完成設計。</p><p><b>　　五．設計

14、時間安排</b></p><p>　　按以下進程安排3周，共15天設計周期：</p><p>　　方案設計（含選電動機、傳動裝置的運動學、動力學計算）（1天）；</p><p>　　傳動件設計（0.5-1天）；</p><p>　　裝配草圖設計（3-4天）；</p><p>　　裝配工作圖設計（2.5-3.

15、5天）；</p><p>　　零件工作圖設計（0.5天）；</p><p>　　有限元分析效果（2天）；</p><p>　　機械運動動態(tài)分析圖（1.5-2天）；</p><p>　　機械結構分析圖（1.5-2天）；</p><p>　　某個零部件的修正圖（0.5-1天）；</p><p>　　

16、編寫設計計算說明書（1-2天）；</p><p><b>　　答辯（1天）。</b></p><p>　　設計過程中安排一次機床或成熟機械裝置裝拆試驗和觀摩模型實物展覽室，進一步增強學生的感性認識；安排16-24學時集中講課，講解各軟件及其模塊的使用要點；其他時間采取集體輔導與個別指導相結合的指導方式。</p><p>　　其中講課、輔導穿插在

17、各階段進行。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章X6132機床的規(guī)格和用途．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6</p><p>　　第二章 X6132 機床主要技術參數(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7</p><p>　　第三章 總體裝

18、配圖和傳動方案、傳動系統(tǒng)圖．．．．．．．．．．．．．．．．8-13</p><p>　　第四章 進給箱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13-25</p><p>　　4.1進給箱傳動機構總述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13</p><p>　　4.2 進給箱的裝配 ．．．．．．．．．

19、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13-16</p><p>　　4.3進給箱進給運動的轉速圖 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17</p><p>　　4.4零件圖和裝配圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17-19</p><p>　　第五章 運動仿真及有限元分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

20、．．．．．19-31</p><p>　　第六章 設計優(yōu)缺點和設計體會 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32</p><p>　　附錄： 參考資料編目．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33</p><p>　　第一章X6132機床的規(guī)格和用途</p><p>　　X6132臥式銑

21、床是一種通用的多用途機床，也是一種較為精密的加工設備，該機床剛性強，進給變速范圍廣，能承受重負荷切屑。主軸錐孔可直接或通過附件安裝各種圓柱銑刀、圓片銑刀、成型銑刀、端面銑刀等刀具，適于加工各種零件的平面、斜面、溝槽、齒輪等，回轉臺可繞垂直軸在水平面±450范圍內(nèi)調(diào)整，如采用分度頭附件，還可加工螺旋表面。在床身的頂部有水平導軌，其上裝有帶著一個或兩個刀桿支架的懸梁。刀桿支架用來支承安裝銑刀心軸的一端，而心軸的另一端則固定在主軸上

22、。在床身的前方有垂直導軌，一端懸持的升降臺可沿之作上下移動。在升降臺上面的水平導軌上，裝有可平行于主軸軸線方向移動（橫向移動）的溜板。工作臺可沿回轉臺上部轉動部分的導軌在垂直與主軸軸線的方向移動（縱向移動）。這樣，安裝在工作臺上的工件可以在三個方向調(diào)整位置或完成進給運動。此外，由于轉動部分回轉臺可繞垂直軸線轉動一個角度（通常為±450），這樣，工作臺于水平面上除能平行或垂直于主軸軸線方向進給外，還能在傾斜方向進給，從而完成銑螺

23、旋槽的加工。</p><p>　　X6132臥式銑床結構的主要部件組成有①主傳動部分，主傳動部分由主傳動變速箱及主軸部件組成。主軸是空心的，前端有錐孔，用以安裝銑刀桿和刀具。通過兩個三聯(lián)滑移齒輪及一個雙聯(lián)滑移齒輪，使主軸得到18種轉速。②機床進給變速部分，由進給變速箱與變速操縱機構組成，由獨立的電動機驅動。運動由電動機軸輸出，工作進給時，經(jīng)過變速箱逐級變速可得21種進給速度，通過電磁片式摩擦離合器實現(xiàn)安全保護，快

24、速進給時，通過電磁離合器直接傳動實現(xiàn)快進。變速操縱機構采用孔盤集中操作，孔盤的移動由一套螺紋差動機構實現(xiàn)。③升降臺部分，升降臺與床身以矩形導軌、壓板的結構相互聯(lián)接，提高了導軌的剛性，便于維修，還可沿床身導軌作垂直移動，調(diào)整工作臺至銑刀的距離。在升降臺內(nèi)部，裝有完成升降臺上下移動、溜板橫向進給及工作臺縱向進給的傳動機構，各方向的進給運動由一套鼓輪機構及臺面操縱機構集中操縱。④工作臺及溜板，在工作臺與溜板之間還有一個回轉盤，下面用螺釘與橫溜

25、板相連，松開螺釘可使回轉盤帶動工作臺在水平面內(nèi)回轉一定角度（左右最大可轉過450）。工作臺進給絲杠的軸向定位依靠右邊軸架上的一對推力軸承，另一端是可以自由伸縮的。工作臺的橫向進給</p><p>　　第二章 X6132 機床主要技術參數(shù)</p><p><b>　　主要技術參數(shù)</b></p><p>　　工作臺尺寸（長×寬）．．．．

26、．．．．．．．．．．．．．．．．．．1250×320毫米</p><p><b>　　工作臺最大行程：</b></p><p>　　縱向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．800毫米</p><p>　　橫向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．300毫米</p&

27、gt;<p>　　垂直．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．400毫米</p><p>　　主軸轉速范圍（18級）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30～1500轉/分</p><p>　　主軸端孔錐度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7:24</p><p>　　主軸孔徑．．．．．．

28、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29毫米</p><p>　　主軸中心線到工作臺面見距離．．．．．．．．．．．．．．．．30～430毫米</p><p>　　主軸中心線到懸梁間距離．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．155毫米</p><p>　　床身垂直導軌到工作臺面中心距離．．．．．．．．．．．．215～515毫米</p>

29、<p>　　刀桿直徑（三種）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22、27、32毫米</p><p>　　進給量范圍（21級）：</p><p>　　縱向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10～1000毫米/分</p><p>　　橫向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

30、．．．10～1000毫米/分</p><p>　　垂直．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.3～333毫米/分</p><p><b>　　快速進給量：</b></p><p>　　縱向與橫向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2300毫米/分</p><p>　

31、　垂直．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．766.6毫米/分</p><p><b>　　主電機：</b></p><p>　　功率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7.5千瓦</p><p>　　轉速．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

32、50轉/分</p><p>　　總體裝配圖和傳動方案、傳動系統(tǒng)圖</p><p>　　X6132總體裝配圖</p><p><b>　　圖 3.1</b></p><p><b>　　圖 3.2</b></p><p><b>　　圖 3.3</b>&l

33、t;/p><p><b>　　圖 3.4</b></p><p>　　X6132傳動系統(tǒng)圖</p><p><b>　　圖 3.5</b></p><p><b>　　第四章 進給箱</b></p><p>　　4.1進給箱傳動機構總述</p>

34、<p>　　進給箱是一個圓筒式獨立部件，裝在升降臺內(nèi)部。運動由齒輪傳入。工作進給時，電磁離合器吸合，運動由齒輪，通過軸Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ間兩組三聯(lián)滑移齒輪和一套回曲機構，經(jīng)電磁離合器，由齒輪傳至升降臺部件，使工作臺得到18級進給速度。若電磁離合器吸合時，運動由雙聯(lián)齒輪，經(jīng)齒輪、電磁離合器直接傳至齒輪，使工作臺實現(xiàn)快速進給。機床工作超載或發(fā)生故障時，電磁片式摩擦離合器可起安全保護作用。兩者并由電氣開關實現(xiàn)互鎖。</p>

35、<p>　　變速時，順時針轉動手柄一周，雙向螺桿-螺母副使孔盤相對分離，將螺母套脫離導向桿。當孔盤和軸套相碰時，繼續(xù)轉動手柄，孔盤跟隨轉動，經(jīng)螺母套上的小槽，銷子，帶動軸套和速度盤一起轉動。當所需的進給速度和固定標記對準，再將手柄反轉一周，此時孔盤左移，推動軸Ⅴ、Ⅲ、Ⅵ上的撥叉，移動進給箱中的相應齒輪，實現(xiàn)工作臺進給速度的變換。</p><p>　　變換進給速度時，由孔盤上的擋塊撞擊沖動開關，進給電機作

36、點動，使滑移齒輪順利地移動并嚙合。</p><p><b>　　4.2進給箱的裝配</b></p><p><b>　　圖 4.1</b></p><p><b>　　圖 4.2</b></p><p><b>　　圖 4.3</b></p>

37、<p>　　4.3進給箱進給運動的轉速圖</p><p><b>　　圖 4.4</b></p><p>　　個人所畫零件圖零件二維圖及裝配圖：</p><p><b>　　圖 4.5</b></p><p><b>　　圖 4.6</b></p>&

38、lt;p><b>　　圖 4.7</b></p><p><b>　　圖 4.8</b></p><p><b>　　圖 4.9</b></p><p>　　第五章 局部運動仿真及有限元分析</p><p>　　1.應用UG軟件進給箱的運動仿真：</p>&

39、lt;p>　　進給箱局部運動仿真步驟如下：</p><p><b>　?、俳⑦\動仿真模型</b></p><p><b>　　②確定連桿</b></p><p>　?、圻B桿間施加各種運動副</p><p>　?、芴砑映跏歼\動速度，實現(xiàn)仿真。具體過程見視頻文件。</p><

40、p><b>　　新建運動仿真：</b></p><p><b>　　圖 5.1.1</b></p><p><b>　　新建連桿：</b></p><p><b>　　圖 5.1.2</b></p><p><b>　　新建運動副：<

41、/b></p><p><b>　　圖 5.1.3</b></p><p><b>　　建立解算方案：</b></p><p><b>　　圖 5.1.4</b></p><p><b>　　求解生成動畫</b></p><p&g

42、t;<b>　　圖 5.1.5</b></p><p>　　零部件應用UG軟件進行有限元分析</p><p><b>　　模型的建立</b></p><p>　　利用UG8.0/ Modeling 模塊建立模型，如圖1所示：</p><p><b>　　圖 5.2.1</b>&

43、lt;/p><p><b>　　新建有限元模型</b></p><p>　　單擊【開始】→【高級仿真】命令彈出【新建FEM】對話框，設置求解器為 NX NASTRAN。分析類型為結構分析。單擊【確定】按鈕，進入了創(chuàng)建有限元模型的環(huán)境。</p><p>　　單擊工具欄的【材料屬性】圖標。</p><p>　　單擊工具欄中的【網(wǎng)

44、格捕集器】圖標</p><p><b>　　圖 5.2.2</b></p><p>　　得到的的網(wǎng)格劃分后的效果圖所示：</p><p>　　單擊工具欄中的【約束類型】圖標</p><p>　　單擊工具欄中的【載荷類型】圖標</p><p>　　在鍵上有力矩，軸上各處有扭矩。</p>

45、<p><b>　　圖 5.2.3</b></p><p><b>　　3.模型求解</b></p><p>　　單擊工具欄中的【求解】圖標，彈出【求解】對話框，單擊【確定】按鈕。分別出現(xiàn)【分析作業(yè)監(jiān)視器】和【解算監(jiān)視器】窗口，等待【分析作業(yè)監(jiān)視器】中出現(xiàn)【Completed】的提示，此時意味分析作業(yè)順利完成。</p>

46、<p><b>　　圖 5.2.4</b></p><p><b>　　結果：</b></p><p><b>　　圖 5.2.5</b></p><p><b>　　圖 5.2.6</b></p><p><b>　　圖 5.2.7&

47、lt;/b></p><p><b>　　材料：45鋼 </b></p><p>　　抗拉強度：≥600Mpa 屈服強度：≥355Mpa 延長率：≥16％</p><p>　　斷面收縮率：≥40％</p><p>　　本次有限元分析，附加的扭矩為500Nmm，由此產(chǎn)生的拉力為550Mpa，小于抗拉強度60

48、0Mpa 。因為要考慮實際使用的很多因素，比如材料的缺陷，環(huán)境溫度，疲勞破壞等。不同的零部件通常會取不同的安全系數(shù)，但是其目的主要在于保證零部件在實際使用過程中的安全性與可靠性。個人的學習經(jīng)驗，僅供參考！</p><p>　　第六章 設計優(yōu)缺點和設計體會</p><p>　　回顧起此次課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同

49、時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。我認為，在這次課程設計中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。

50、更重要的是，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。</p><p>　　實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成

51、功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。此次設計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網(wǎng)查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。</p><p><b>　　參考資料編目</b></p><p>　　任殿閣，張佩勤 。機床設計手冊。遼寧科學技術出版社。1991年9

52、月</p><p>　　東南大學機械學學科組 鄭文緯 吳克堅。機械原理。高等教育出版社。1997年7月</p><p>　　付鐵。計算機輔助機械設計實訓教程。北京理工大學出版社。</p><p>　　查康 楊萬能 麥燦基 王玉海 董敏。產(chǎn)品造型設計白金案例。山東電子音響出版社。2005年1月</p><p>　　方世杰 。機械優(yōu)化設計。機械工

53、業(yè)出版社。2003年3月</p><p>　　曹桄 高學滿。金屬切削機床掛圖。上海交通大學出版社。1984年8月</p><p>　　宋寶玉。簡明機械設計手冊。哈爾濱工業(yè)大學出版社。2008年8月</p><p>　　華東紡織工學院 哈爾濱工業(yè)大學 天津大學。機床設計圖冊。上?？茖W技術出版社。</p><p>　　陳易新。金屬切削機床課程設計

54、指導書。機械工業(yè)出版社。1985年11月</p><p>　　戴曙。金屬切削機床。機械工業(yè)出版社。2000年5月</p><p>　　機械設計手冊編寫組。機械設計手冊。機械工業(yè)出版社。1986年12月</p><p>　　周四新。PROE實用設計百例。清華大學出版社。2005年3月</p><p>　　翁世修 王良申。金屬切削機床設計指導書。