橡膠輪胎硫化機熱盤加工專用機床設(shè)計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　組合機床是一種高效率專用機床，有特定的使用條件，不是在任何情況下都可以收到良好的經(jīng)濟效益，在確定設(shè)計機床前，應(yīng)該進行具體的經(jīng)濟技術(shù)分析。加工同一個機械產(chǎn)品的零件，通常會有很多種工藝方案，不同的方案會有不同的經(jīng)濟效果，影響技術(shù)經(jīng)濟的因素有很多，有時技術(shù)指標先進的方案，經(jīng)濟指標不一定優(yōu)越，因此，需要對技術(shù)、經(jīng)濟指標作綜合評

2、價，綜合多數(shù)的意見，選出優(yōu)化方案進行經(jīng)濟效果評價，如果滿意即可決定。</p><p>　　本課題設(shè)計的是橡膠輪胎硫化機熱盤加工專用機床。其來源于江陰昌明橡膠機械有限公司。在總體設(shè)計中：根據(jù)合同中的產(chǎn)量要求，來計算工件的加工時間以及專用機床的進給速度等。接著從工件下手，圖紙和工件材料來計算出動力部件所需要的切削力和切削功率等，從而來合理的選擇出所需要的動力部件。然后根據(jù)切削力以及工件的重量來設(shè)計進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局。

3、根據(jù)工件體積重量等相關(guān)資料，合理設(shè)計床身、立柱、橫梁等部件。繪制焊接圖和總裝配圖。本設(shè)計在保證加工效率和質(zhì)量的前提下，盡可能的減少專用機床的制造成本，將效率、效益最大化。</p><p>　　關(guān)鍵詞：專用機床；總體設(shè)計；制造成本</p><p>　　Abstract </p><p>　　Combination machine is a high efficie

4、ncy special purpose machine, there are specific conditions of use, not in any case, it can receive good value for money, in determining the design of the machine, it should carry out specific economic and technical analy

5、sis. Machining of parts with a mechanical product, there is usually a variety of technology programs, different programs have different economic effects, technical and economic factors that affect a lot, and sometimes te

6、chnical indicators adva</p><p>　　Design of this project is a rubber tire vulcanizing machine hot plate special machine. It derives from Jiang Yin Changming Rubber Machinery Co., Ltd.. In the overall design:

7、the production requirements under the contract, to calculate the machining time and the special machine tool feed speed. Then start from the workpiece, workpiece material drawings and to calculate the dynamic component o

8、f the cutting force and the cutting power required, so as to select a reasonable part of the power needed.</p><p>　　Key words: special purpose machine; overall design; manufacturing costs</p><p>

9、;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　目錄V</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p&

10、gt;　　1.1 江陰昌明橡膠機械有限公司簡介1</p><p>　　1.2 本設(shè)計任務(wù)簡介1</p><p>　　1.3 本設(shè)計任務(wù)相關(guān)要求1</p><p>　　1.4 熱盤工件圖樣2</p><p>　　2 加工方法選擇3</p><p>　　2.1 工藝方案的制定3</p><p

11、>　　2.2 采用立式銑削加工的理由3</p><p><b>　　2.3數(shù)控編程4</b></p><p>　　2.3.1機床總體設(shè)計4</p><p>　　2.3.2 數(shù)控編程坐標系的選取4</p><p>　　3 專用機床總體設(shè)計7</p><p>　　3.1 機床的選擇7

12、</p><p>　　3.2 專用機床的設(shè)計8</p><p>　　3.2.1 主要部件8</p><p>　　3.2.2 部件材料及制造方法9</p><p>　　3.3 傳動系統(tǒng)的選擇與設(shè)計9</p><p>　　3.3.1 導(dǎo)軌的選擇9</p><p>　　3.3.2 滾珠絲杠副

13、傳動機構(gòu)10</p><p>　　3.3.3 步進電機的選用13</p><p>　　3.4 確定專機的驅(qū)動，切削力，切削功率、電動機選擇等計算16</p><p>　　3.5 通用部件的選用16</p><p>　　3.5.1 通用部件選用的方法和原則16</p><p>　　3.5.2 動力部件的選用1

14、7</p><p>　　3.5.3 其它通用部件的確定17</p><p>　　3.6 床身部件的設(shè)計18</p><p>　　3.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計19</p><p>　　3.7.1 冷卻液的作用和選擇19</p><p>　　3.7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計19</p><p>　　3

15、.8 繪制專機總圖19</p><p>　　3.8.1專機尺寸聯(lián)系圖19</p><p>　　3.8.2 專機總裝配圖21</p><p>　　4 床身部件的設(shè)計23</p><p>　　4.1 材料的選擇23</p><p>　　4.2 焊接方式以及注意事項23</p><p>　

16、　4.2.1 焊接方式23</p><p>　　4.2.2焊接加工的注意事項23</p><p>　　4.3 加工工藝路線23</p><p>　　4.4 床身圖及技術(shù)要求說明23</p><p>　　5 結(jié)論與展望27</p><p><b>　　5.1 結(jié)論27</b></p

17、><p>　　5.2不足之處及未來展望27</p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　附錄30</b></p><p><b>　　1 緒論</b>

18、;</p><p>　　1.1 江陰昌明橡膠機械有限公司簡介</p><p>　　江陰昌明橡膠機械有限公司,位于風(fēng)景秀麗的江蘇省無錫市江陰祝塘鎮(zhèn)文林社區(qū)，距無錫市五十公里,水陸交通十分便利。</p><p>　　該公司專門從事橡膠機械的生產(chǎn).其各項性能指標均已達到國外同類產(chǎn)品的水平， 目前，該公司設(shè)計和生產(chǎn)的產(chǎn)品已為國內(nèi)外幾十家生產(chǎn)廠家配套。該公司除對現(xiàn)有產(chǎn)品精益求

19、精外,還可根據(jù)用戶需要專業(yè)設(shè)計,制造特殊的產(chǎn)品。</p><p>　　公司秉承“創(chuàng)新理念、追求卓越、迅速改善、永續(xù)經(jīng)營“的經(jīng)營理念；并以“質(zhì)量是第一工作”，“顧客的滿意是我們的榮譽”作為我們永遠不變的質(zhì)量政策；以愛護環(huán)境、回報社會、關(guān)愛雇員等社會責(zé)任為己任；把“誠信、負責(zé)、創(chuàng)新、團隊”作為公司不斷的追求和目標，愿與廣大朋友攜手共創(chuàng)美好的明天！</p><p>　　1.2 本設(shè)計任務(wù)簡介&l

20、t;/p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計題目為“橡膠輪胎硫化機熱盤加工專用機床設(shè)計”，本設(shè)計的專題為“專用機床的總體設(shè)計和床身部件設(shè)計”。課題來源于江陰昌明橡膠機械有限公司。本課題系橡膠輪胎硫化機熱盤加工專用機床設(shè)計，對于橡膠輪胎硫化機及其這一些橡膠輪胎硫化機熱盤加工均有一定得參考價值，在硫化機熱盤加工行業(yè)技術(shù)更新中起相當(dāng)?shù)淖饔谩?lt;/p><p>　　本設(shè)計應(yīng)達到的要求：</p>&l

21、t;p>　　（1）對熱盤加工工藝（經(jīng)簡化）方案的簡要分析比較；</p><p>　?。?）完成本設(shè)計的機床總圖及床身等部件圖；</p><p>　?。?）設(shè)計說明書一份，要求對機床的總體設(shè)計部分詳細分析說明，并包括必要的計算，文字簡潔通順；</p><p>　?。?）對制造廠家調(diào)研，了解其對質(zhì)量、成本要求，所設(shè)計的專機要結(jié)合廠方具體生產(chǎn)條件；</p>

22、;<p>　?。?）作為總體設(shè)計要求對各部件設(shè)計提出恰當(dāng)?shù)囊蟆?lt;/p><p>　　1.3 本設(shè)計任務(wù)相關(guān)要求 </p><p>　　根據(jù)廠方的要求，本設(shè)計于四月初定稿，五月開始試制，七月裝配完成并投入生產(chǎn)。每只零件加工費用為800元到900元，要求年產(chǎn)量1000件并簽訂了兩年的合同，但考慮到今后如有長期合同，則現(xiàn)

23、有的專用機床不能完全滿足生產(chǎn)需要，需購入大型立式鏜銑加工中心加工，但該機床售價160萬左右，目前經(jīng)濟上尚不能實現(xiàn)，所以如果這兩年合同完成后，又有（三年以上）長期加工合同，則可以考慮購買立式加工中心。出于對盈利的考慮，此設(shè)計需要盡量降低造價，力爭造價在5萬元以內(nèi)。</p><p>　　1.4 熱盤工件圖樣</p><p>　　圖1.1 熱盤工件圖樣</p><p>&

24、lt;b>　　2 加工方法選擇</b></p><p>　　2.1 工藝方案的制定</p><p>　　機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法的工藝文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小，工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。因此，機械加工工藝規(guī)程設(shè)計是一項重要而又嚴肅的工作。為能具體確切地說明工藝過程，一般將機械加工工藝過程分

25、為工序、安裝、工位、工步和走刀。</p><p>　　這是設(shè)計組合機床最重要的一步。工藝方案制定得正確與否，將決定機床能否達到“體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求[1]。為了使工藝方案制定的合理，先進，必須從認真的分析被加工的零件（或同類零件）圖紙開始，深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點，加工部位，尺寸精度，表面粗糙度和技術(shù)要求，定位夾緊方式工藝方法和加工過程所采用的刀具，輔具，切屑用量

26、情況及產(chǎn)生率要求高，分析其優(yōu)缺點，總結(jié)設(shè)計，制造，使用單位和操作者的豐富的實踐經(jīng)驗，以求理論緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際，從而確定零件在組合機床上完成的工藝（工序）內(nèi)容及方法，決定刀具種類，結(jié)構(gòu)型式，數(shù)量及切屑用量等。</p><p>　　根據(jù)選定的工藝方案確定機床的配置型式，并定出影響機床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實現(xiàn)工藝方案，以確保零件的加工精度，技術(shù)要求及生產(chǎn)率；又要考慮機床的操作方便可靠，易于

27、維修，且冷卻，排屑情況良好。</p><p>　　以上兩個步驟是十分重要的。對于同一個零件的加工，可能會有各種不同的工藝方案和機床配置方案，在最后決定采取哪種方案時，決不能草率，要全面地看問題，綜合分析各方面的情況，進行多種方案對比，從中選擇最佳方案。</p><p>　　2.2 采用立式銑削加工的理由</p><p>　　由于銑削具有工藝范圍廣、生產(chǎn)效率高、容易產(chǎn)

28、生振動、刀齒散熱條件好等特點，所以立式銑床的銑削加工時中小零件的加工中非常普遍。</p><p>　　立式銑床銑削加工的特點：銑刀是典型的多刃刀具，加工過種有幾個刀齒同時參加切削， 點的切削寬度較大，銑削時的主運動是銑刀的旋轉(zhuǎn)，有利于進行高速切削，故銑刀的生產(chǎn)率高于刨削加工。銑削加工范圍廣，可以加刨削無法加工或難以加工的表面。立式銑床銑削過程中，就每個刀齒而言是依次參加切削，刀齒在離開工件的一段時間內(nèi)，可以得到一

29、次冷卻[2]。因此，刀齒散熱條件好，有利于減少銑刀的磨損，延長了使用壽命。由于是斷續(xù)切削，刀齒在切入切出工件時產(chǎn)生沖擊，而且每個刀齒的切削厚度也時刻在變化，這就引起切削面積和切削力的變化，因此銑削過程不平穩(wěn)，容易產(chǎn)生振動，直接影響工件表面粗糙度。</p><p>　　立式銑床銑刀比刨床刨刀結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，銑刀的制造與刃磨比刨刀困難，所以銑削成本比刨削高。銑削與刨削的加工質(zhì)量大致相同，經(jīng)粗精加工后都可達到中等精度，但在

30、加工大平面時，刨削后明顯接刀痕，而且直徑小于工件寬度的端銑刀加工時，各次走刀間有明顯的接刀痕，影響表面質(zhì)量，銑削加工用于單件小批量生產(chǎn)，也造用于大批量生產(chǎn)。</p><p>　　2.3 數(shù)控編程 2.3.1 關(guān)于數(shù)控編程</p><p>　　我們都知道，在普通機床上加工零件時，一般是由工藝人員按照設(shè)計圖樣事先制訂好零件的加工工藝規(guī)程。在工藝規(guī)程中制訂出零件的加工工序、切削用量、機床的規(guī)

31、格及刀具、夾具等內(nèi)容。操作人員按工藝規(guī)程的各個步驟操作機床，加工出圖樣給定的零件。也就是說零件的加工過程是由人來完成。例如開車、停車、改變主軸轉(zhuǎn)速、改變進給速度和方向、切削液開、關(guān)等都是由工人手工操縱的[3]。 在由凸輪控制的自動機床或由仿形機床加工零件時，雖然不需要人對它進行操作，但必須根據(jù)零件的特點及工藝要求，設(shè)計出凸輪的運動曲線或靠模，由凸輪、靠?？刂茩C床運動，最后加工出零件。在這個加工過程中，雖然避免了操作者直接操縱機床

32、，但每一個凸輪機構(gòu)或靠模，只能加工一種零件。當(dāng)改變被加工零件時，就要更換凸輪、靠模。因此，它只能用于大批量、專業(yè)化生產(chǎn)中。 數(shù)控機床和以上兩種機床是不一樣的。它是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開、關(guān)等)，按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式</p>&

33、lt;p>　　2.3.2 數(shù)控編程坐標系的選取</p><p>　　2.3.2.1 直角坐標系數(shù)控編程</p><p>　　機床中使用順時針方向的直角坐標系（右手笛卡爾直角坐標系），機床中的運動是指刀具和工件之間的相對運動，是道具相對于靜止工件的運動。 直角坐標系的編程程序更加適用于縱向工作臺?？v向工作臺由縱向絲杠帶動在轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)軌上作縱向移動，以帶動臺面上的工件作縱向進給[4

34、]。臺面上的 T形槽用以安裝夾具或工件。根據(jù)工件加工的需要，在機床上各運動坐標的數(shù)字控制可以是相互獨立的，也可以是聯(lián)動的?？v向工作臺在精度，穩(wěn)定和快速相應(yīng)等方面十分配合系統(tǒng)，且縱向工作臺價格較低，設(shè)計也相對簡單，使用更加便捷。</p><p>　　使用直角坐標系編寫的數(shù)控編程見圖2.1</p><p>　　圖2.1直角坐標系的數(shù)控編程</p><p>　　2.3.2

35、.2 極坐標數(shù)控編程 在數(shù)學(xué)中的極坐標系是由極點、極軸和極角組成，然而在數(shù)控車銑加工中心上的極坐標系的概念與數(shù)學(xué)中的極坐標系完全不同，在車銑加工中心上的極坐標系是在與機床Z軸垂直的平面內(nèi)，由相互垂直的實軸（第一軸）X和虛軸（第二軸）C組成，極坐標系的坐標原點與程序原點重合，且虛軸C的單位不是度或弧度，而是與實軸X軸的單位一樣，均為毫米。 極坐標系編程適應(yīng)回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺是機械加工中常用的機床附件，用于鏜床，銑床，鉆床

36、等需要多面轉(zhuǎn)位加工的工件。</p><p>　　使用極坐標編寫的數(shù)控編程見圖2.2</p><p>　　圖2.2 極坐標系的數(shù)控編程</p><p>　　2.3.2.3 坐標系的選擇</p><p>　　極坐標的數(shù)控編程適合分度回轉(zhuǎn)工作臺，這樣的工作臺，機床占地面積比較小，但是該工作臺上料很不方便，要增加一個工作臺推出機構(gòu)或者一臺上料機，這樣

37、的話，專機的制造成本將會增加，而且分度回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計繁瑣，造價比較昂貴并且不便于大型工件裝夾。</p><p>　　直角坐標系的數(shù)控編程適合縱向移動的工作臺加工，這樣的話，工作臺自己就能縱向推出，方便上料，而且縱向移動的工作臺結(jié)構(gòu)相對于分度回轉(zhuǎn)工作臺來說更加簡單，所以對于它的設(shè)計和制造，跟分度回轉(zhuǎn)工作臺相比之下，成本更低，設(shè)計制造簡單方便。 所以綜上所述，由于造價成本的需求，此次選用直角坐標系進行編程。&

38、lt;/p><p>　　3 專用機床總體設(shè)計</p><p><b>　　3.1機床的選擇</b></p><p>　　立式銑床（見圖3.1）與臥式銑床（見圖3.2）相比較，主要區(qū)別是主軸垂直布置，除了主軸布置不同以外，工作臺可以上下升降， 立式銑床用的銑刀相對靈活一些，適用范圍較廣。可使用立銑刀、機夾刀盤、鉆頭等?？摄婃I槽、銑平面、鏜孔等。臥式銑

39、床也可使用上面各種刀具，但不如立銑方便，主要是可使用掛架增強刀具（主要是三面刃銑刀、片狀銑刀等）強度?？摄姴?、銑平面、切斷等。臥式銑床一般都帶立銑頭，雖然這個立銑頭功能和剛性不如立式銑床強大，但足以應(yīng)付立銑加工。這使得臥式銑床總體功能比立式銑床強大[5]。立式銑床沒有此特點，不能加工適合臥銑的工件。生產(chǎn)率要比臥式銑床高。立式銑床是一種通用金屬切削機床。本機床的主軸錐孔可直接或通過附件安裝各種圓柱銑刀、成型銑刀、端面銑刀、角度銑刀等刀具。

40、</p><p>　　產(chǎn)品用途：適用于加工各種零部件的平面、斜面、溝槽、孔等，是機械制造、模具、儀器、儀表、汽車、摩托車等行業(yè)的理想加工設(shè)備。所以現(xiàn)在很多廠家，都選用臥式銑床加立銑頭，節(jié)省設(shè)備投資。但是由于立銑的零活多，這種臥式銑床加立銑頭的方式，實際上是天天掛著立銑頭，當(dāng)立銑用，反而不如立式銑床更適合。 臥銑多用于齒輪,花鍵,開槽,切割等加工,立式銑床除多用于平面加工方面外,平面有高低曲直幾何形狀的工件,如模具

41、類,立銑也可以發(fā)揮很大的作用。</p><p>　　圖3.1立式銑床 圖3.2臥式銑床</p><p>　　龍門銑床簡稱龍門銑（見圖3.3），是具有門式框架和臥式長床身的銑床。龍門銑床上可以用多把銑刀同時加工表面，加工精度和生產(chǎn)效率都比較高，適用于在成批和大量生產(chǎn)中加工大型工件的平面和斜面。數(shù)控龍門銑床還可加工空

42、間曲面和一些特型零件。龍門銑床的外形與龍門刨床相似，區(qū)別在于它的橫梁和立柱上裝的不是刨刀刀架而是帶有主軸箱的銑刀架，并且龍門銑床的縱向工作臺的往復(fù)運動不是主運動，而是進給運動，而銑刀的旋轉(zhuǎn)運動是主運動[6]。且龍門銑床具有足夠的剛性，效率高，操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，性能全面性等特點。另外，由于龍門銑床的特殊結(jié)構(gòu)，十分便于大型工件的裝夾。</p><p>　　通過對于立式銑床與龍門銑床的性能分析，本次設(shè)計將龍門銑床與立

43、式銑床相結(jié)合，立銑式龍門銑床不僅大大節(jié)約了機床的制造成本，并且提高了工件的裝夾效率。</p><p>　　1—工作臺 2、9—水平銑頭 3—橫梁 4、8—垂直系統(tǒng) </p><p>　　5、7—立柱 6—頂梁 10—床身</p><p><b>　　圖3.3 龍門銑床</b></p><p>　　3.2專用機

44、床的設(shè)計</p><p><b>　　3.2.1主要部件</b></p><p>　?。?）機床立柱是機床重要的結(jié)構(gòu)件之一，起著機床上下運動及支撐作用。立柱主要是對主軸箱起到支撐作用，滿足主軸的Z向運動。普遍采用的是雙立柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，對于大中型的移動立柱固定于滑座上。因為立柱是連接床身與主軸、刀庫的重要部件，所以它的設(shè)計必須得到重視。對于主軸來講，正確的安裝立柱

45、對于加工中心加工出合格的零件有著不能忽視的作用，而立柱的安裝主要反映在其與工作臺的垂直度上。 （2）橫梁是機床的主要支承件，對整個機床的性能影響非常大。因此應(yīng)該根據(jù)載荷情況以及機床的使用要求，設(shè)計橫梁的結(jié)構(gòu)形式。龍門式機床橫梁的受力結(jié)構(gòu)為兩點簡支梁支承形式，造成橫梁變形的主要原因是重力和加工時的切削力。除了衡量本身重量大造成穩(wěn)定變形以外，當(dāng)考慮橫梁上的托板和主軸箱等移動不見從一端移動到中部時，引起橫梁不穩(wěn)定的彎曲變形。由于結(jié)構(gòu)

46、的原因，主軸箱呈懸臂結(jié)構(gòu)，其重力會引起橫梁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。對于大型和重型機床，移動件的重量大，切削力也很大，因此進行受力分析時，必須同時考慮移動件重力和切削力等載荷作用[7]。要根據(jù)機床的受力結(jié)構(gòu)和工作要求，分析得出極限工作載荷，作為設(shè)計橫梁結(jié)構(gòu)的依據(jù)。 （3）機床床身</p><p>　?。?）機床工作臺分為開槽工作臺，焊接工作臺，鏜銑床工作臺等。工作臺主要用于機床加工工作平面使用，上面有孔和T型槽，用來

47、固定工件，和清理加工時產(chǎn)生的鐵屑。按JB/T7974-99標準制造，產(chǎn)品制成筋板式和箱體式，工作面采用刮研工藝，工作面上可加工V形、T型、U型槽和圓孔、長孔。 3.2.2部件材料及制造方法</p><p>　　機床部件結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜時，可以選擇使用焊接方式將其焊接起來。這樣極大得節(jié)省了加工時間和人力物力。較之鑄造結(jié)構(gòu)具有強度和剛度高、重量輕、生產(chǎn)周期短以及施工簡單等優(yōu)點。焊接后同樣需經(jīng)過熱處理過程。</p

48、><p>　　焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應(yīng)力，矯正焊接變形。 現(xiàn)代焊接技術(shù)已能焊出無內(nèi)外缺陷的、機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭，接頭處的強度除受焊縫質(zhì)量影響外，還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關(guān)。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(

49、正交接)和角接等。 對接接頭焊縫的橫截面形狀，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時，為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時，除保證焊透外還應(yīng)考慮施焊方便，填充金屬量少，焊接變形小和坡口加工費用低等因素。 厚度不同的兩塊鋼板對接時，為避免截面急劇變化引起嚴重的應(yīng)力集中，常把較厚的板邊逐漸削薄，達到兩接邊處等厚。對

50、接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接，常優(yōu)先采用對接接頭的焊接[8]。 搭接接頭的焊前準備工作簡單</p><p>　　3.3.1導(dǎo)軌的選擇</p><p>　　機電一體化系統(tǒng)對導(dǎo)軌的基本要求是導(dǎo)向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性好、溫度變化小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。</p><p>　　按接觸面的摩擦性質(zhì)可分

51、為：</p><p>　?。?） 滑動導(dǎo)軌副：</p><p>　　滑動導(dǎo)軌機構(gòu)簡單，阻尼系數(shù)大，剛度大；但易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象，易磨損?；瑒訉?dǎo)軌是金屬對金屬型式，目前在數(shù)控機床上很少采用。摩擦系數(shù)較大，而且變化范圍也大，對于精度高的工件加工心有余而力不足。承載能力中等。接觸剛度高。滑動導(dǎo)軌一般僅用于普通精度的機床。數(shù)控機床已不采用。</p><p>　?。?） 滾動

52、導(dǎo)軌副：</p><p>　　直線滾動導(dǎo)軌由導(dǎo)軌和滑塊兩部分組成。導(dǎo)軌通常為兩根，裝在支撐件上，每根導(dǎo)軌上有2個滑塊，固定在移動件導(dǎo)軌體上。 </p><p>　　直線滾動導(dǎo)軌副的工作原理就是滑塊中裝有四組滾珠，在導(dǎo)軌條的滑塊的斷點，就經(jīng)合成樹脂制造的端面擋板和滑塊中的回珠孔回到另一端，經(jīng)另一端端面擋板再進入循環(huán)。四組滾珠各有自己的回株孔，分別處于滑塊的四角[9]。四組滾珠和滾道相當(dāng)于四個

53、直線運動角接觸滾珠軸承。接觸角為45度時，四個方向具有相同的承載能力。</p><p>　?。?） 液體靜壓導(dǎo)軌：</p><p>　　無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，阻尼系數(shù)大；但設(shè)計、制造、使用較復(fù)雜。</p><p><b>　　（4） 氣浮導(dǎo)軌：</b></p><p>　　無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，無

54、需回行管道，不產(chǎn)生污染；但剛度小，阻尼系數(shù)很小，容易引起振蕩。</p><p>　　此次設(shè)計中選用滾動導(dǎo)軌副。 </p><p>　　3.3.2 滾珠絲杠副傳動機構(gòu)</p><p><b>　?。?）特點</b></p><p>　　滾珠絲杠螺母機構(gòu)是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置。它具有下列特點。</p&g

55、t;<p>　?、倌Σ翐p失小、傳動效率高 滾珠絲杠螺母機構(gòu)的傳動效率可達0.92～0.96，是普通滑動絲螺母機構(gòu)的3～4倍，而驅(qū)動轉(zhuǎn)矩僅為滑動絲杠螺。機構(gòu)的25%。運動平穩(wěn)，摩擦力小、靈敏度高、低速時無爬行 由于主要存在的是滾動摩擦，不僅動、靜摩擦因素都很小，且其差值很小，因而啟動轉(zhuǎn)矩小，動作靈敏，即使在低速情況下也不會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。</p><p>　?、谳S向剛度高、反向定位精度高 由于可以完全

56、消除絲杠與螺母之間的間隙，并可實現(xiàn)滾珠的預(yù)緊，因而軸向剛度高，反向時無空行程，定位精度高。</p><p>　?、蹅鲃泳哂锌赡嫘?、不能自鎖 由于摩擦因數(shù)小、不能自鎖，因而使該機構(gòu)的傳動具有可逆性，即不僅可以把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，而且還可以吧直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動。由于不能自鎖，在某些場合，如傳動垂直運動時應(yīng)附加制動裝置或防止逆轉(zhuǎn)的裝置，以免工作臺等因自重下降。</p><p>　　④同

57、步性好，用幾套相同的滾珠絲杠副同時傳動幾個相同的部件或裝置時，可獲得較高的同步性。有專業(yè)廠生產(chǎn)，選用配套方便。</p><p>　　（2）滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　滾珠的循環(huán)方式可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩大類型。 </p><p><b>　?、賰?nèi)循環(huán)</b></p><p>　　滾珠在循環(huán)過程中與絲杠始

58、終保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。喂了保證承載能力，一個螺母中要保證有3～4圈滾珠工作。內(nèi)循環(huán)滾珠的回路短，滾珠數(shù)目少，流暢性好，摩擦損失小，傳動效率高，且徑向尺寸緊湊，軸向剛度高。但此種循環(huán)方式不能用于多頭螺紋傳動，回珠槽形狀復(fù)雜，需要用三坐標數(shù)控銑床加工。適用于各種高靈敏、高剛度的精密進給定位系統(tǒng)。重載荷、多頭螺紋、大導(dǎo)程不宜采用。</p><p><b>　?、谕庋h(huán)</b></p>

59、<p>　　滾珠在循環(huán)回路中與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)。根據(jù)滾珠循環(huán)回路結(jié)構(gòu)形式的不同可分為螺旋槽式、插管式和蓋板式等。</p><p>　　螺旋槽式的結(jié)構(gòu)在螺母體上的回珠螺旋槽與回珠孔不易準確平滑連接，拐彎處曲率變化較大，滾珠運動不平穩(wěn)。擋珠機構(gòu)剛性差，易磨損，適用于一般機床，在高剛度傳動和高速運轉(zhuǎn)的場合不宜采用。</p><p>　　插管式滾珠螺母是利用插入螺母的管道作為

60、回珠槽，分為凸出式插管型和內(nèi)包式插管型。其結(jié)構(gòu)簡單，工藝性優(yōu)良，適合成批生產(chǎn)。回珠管可設(shè)計制造成較理想的運動管道。適用于重載荷傳動、高速驅(qū)動及精密定位系統(tǒng)[10]。在大導(dǎo)程、小導(dǎo)程、多頭螺紋中顯示出獨特優(yōu)點，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）滾珠絲杠副的預(yù)緊</p><p>　　滾珠絲杠副的預(yù)緊方式主要有三種：增大鋼球直徑、變位導(dǎo)程和墊片預(yù)緊。詳見表3-1。</p&

61、gt;<p>　　表3-1 滾珠絲杠副的預(yù)緊方式</p><p><b>　　續(xù)表3-1 </b></p><p>　　滾珠絲杠預(yù)緊力的大小應(yīng)使得滾珠絲杠副在承受最大軸向工作載荷時，絲杠螺母副部出現(xiàn)軸向間隙為最好，要求預(yù)緊力的數(shù)值應(yīng)大于最大軸向工作載荷的1/3。由于雙螺母機構(gòu)加預(yù)載后會引起附加摩擦力矩，因此還要考慮效率與壽命問題。所以一般取預(yù)緊力<

62、/p><p><b>　　F0≈1/3Ft</b></p><p>　　式中 F0——預(yù)緊力，N；</p><p>　　Ft——最大軸向載荷，N。</p><p>　　這時滾珠絲杠與螺母的接觸變形量比無預(yù)緊力時減少1/2。</p><p>　?。?）滾珠絲杠副的支承形式</p><

63、p>　　機床進給系統(tǒng)要求獲得較高的傳動剛度，除了加強滾珠絲杠螺母本身的剛度外，滾珠絲杠的正確安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。滾珠絲杠螺母機構(gòu)安裝不正確以及支承剛度不足，還會使?jié)L珠絲杠的使用壽命大大下降。常見的絲杠安裝形式有：</p><p>　?、僖欢斯潭?，一端自由 這種支承形式結(jié)構(gòu)簡單，絲杠的軸向剛度比兩端固定低，絲杠的壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速都較低，設(shè)計時盡量使絲杠受拉伸。對于行程小、轉(zhuǎn)速較低的短

64、絲杠和豎直的絲杠可采用懸臂支承機構(gòu)。</p><p>　?、趦啥擞蝿?兩端支承的安裝方法屬于一般的安裝方法，適用于中等轉(zhuǎn)速的場合。</p><p>　　③一端固定，一端游動 對于高精度、中等轉(zhuǎn)速的較長的臥式安裝絲杠，為了防止熱變形造成絲杠伸長的影響，常采用一端軸向固定的支承方式。</p><p>　?、軆啥斯潭?對于高精度、高速旋轉(zhuǎn)地滾珠絲杠應(yīng)采用兩端固定的安裝方式

65、。</p><p>　　由于現(xiàn)在的機床都采用的滾珠絲桿傳動機構(gòu)，本設(shè)計的雙頭加工機床的傳動機構(gòu)采用的是內(nèi)循環(huán)，一端固定、一端自由的滾珠絲杠副。</p><p>　　3.3.3 步進電機的選用</p><p>　?。?）步進電機的分類及優(yōu)缺點</p><p>　　步進電機的運動是由輸入的電脈沖信號控制的，每當(dāng)電機繞組接收一個脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個

66、相應(yīng)的角度。其角位移量與輸入脈沖的個數(shù)嚴格成正比，在時間上與輸入脈沖同步。因而，只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序，即可得到所需轉(zhuǎn)動的速度和方向。</p><p>　　步進電機有反應(yīng)式、永磁式和混合式三種類型。</p><p>　　步進電機的主要特性指標：步距角、最高啟動頻率、最高連續(xù)工作頻率等。</p><p>　　步進電機的主要特性：</p>

67、;<p>　?、俨竭M電機必須加驅(qū)動才能運轉(zhuǎn)，驅(qū)動型號必須是脈沖信號，沒有脈沖的時候，步進電機靜止，如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號，就會以一定的角度轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比；</p><p>　?、诓竭M電機的步進角度為7.5度，一圈360度，需要48個脈沖完成；</p><p>　?、鄄竭M電機具有瞬間啟動我急速停止的優(yōu)越性；</p><p>　?、芨淖?/p>

68、脈沖的順序，可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向。步進電機有其獨特的優(yōu)點，歸納起來主要有：</p><p>　　步矩值不受各種干擾因素的影響 </p><p>　　誤差不長期積累 </p><p><b>　　3)控制性能好</b></p><p>　?。?）伺服電機的分類及優(yōu)缺點</p><p>　

69、　直流伺服電動機具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應(yīng)。</p><p>　　所以區(qū)分步進電機與伺服電機的依據(jù)條件主要視具體應(yīng)用情況而定，簡單地說要確定：負載的性質(zhì)（如水平還是垂直負載等），轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對端口界面和通訊方面的要求）[11]，主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，亦或電池供電，電壓范圍。據(jù)此以確定電機和配用驅(qū)動器或控制器的型號。還

70、可以按照表3-2來進行電機的選擇。</p><p>　　表3-2步進電機和伺服電機的區(qū)別</p><p>　　綜上所述，考慮到這次設(shè)計的要求，為了在不影響工作精度條件下，我選擇了步進電機。</p><p>　　3.4 確定專機的驅(qū)動方式，切削力，切削功率、電動機選擇等計算</p><p>　　切削力、切削扭矩M、切削功率P</p>

71、<p><b>　?。∟）</b></p><p><b>　　（N﹒m）</b></p><p>　　(kw) 其中（m/s），,</p><p>　?。姷锻鈴絤m；－銑刀轉(zhuǎn)速（r/s）；Z－銑刀齒數(shù)； ap－銑削深度（mm）；ae－銑削接觸弧深度（mm）；af－每齒進給量(mm/Z)；－每秒（分）進給

72、量(mm/s,mm/min)；f－每轉(zhuǎn)進給量(mm/r)。</p><p>　　公式中的系數(shù)及指數(shù)見表3-3、3-4</p><p><b>　　表3-3 公式系數(shù)</b></p><p>　　表3-4切削條件變化后的修正系數(shù)</p><p><b>　　切削力</b></p><

73、;p><b>　　=</b></p><p><b>　　=387.6N</b></p><p><b>　　切削扭矩</b></p><p><b>　　==9.69N﹒m</b></p><p><b>　　切削功率</b>

74、</p><p><b>　　==3.04kw</b></p><p><b>　　其中=7.8m/s</b></p><p>　　查設(shè)計手冊，選擇電機功率為4 kw，型號Y112M-4的電動機</p><p>　　3.5 通用部件的選用</p><p>　　3.5.1 通用

75、部件選用的方法和原則</p><p>　　通用部件的選用是組合機床設(shè)什的主要內(nèi)容之一。選用的基本方法是:根據(jù)所需的功率,進給力，進給速度等要求，選擇動力部件及其配套部件。選用原則如下:</p><p>　?。?）切削功率應(yīng)滿足加工所需的計算功率(包括切削所需功率，空轉(zhuǎn)功率及傳動功率)。</p><p>　?。?）進給部件應(yīng)滿足加工所需要的最大計算進給力、進給速度和工

76、作行程及工作循環(huán)的要求，同時還需考慮裝刀、讓刀的方便性。</p><p>　　（3）動力箱與多軸箱尺寸應(yīng)相適應(yīng)和匹配。根據(jù)加工主軸分布位置可大致算出多軸箱尺寸（邊緣主軸與多軸箱邊緣最小距離為70~100mm），并圓整后選用相近尺寸的標準規(guī)格多軸箱，據(jù)此選擇結(jié)合尺寸相適應(yīng)的動力箱。</p><p>　?。?）應(yīng)滿足加工精度的要求。選用時應(yīng)注意結(jié)構(gòu)不同或者結(jié)構(gòu)相同、精度等級不同的動力部件所能達

77、到的加工精度是不同的。</p><p>　?。?）盡可能按通用部件的配套關(guān)系選用有關(guān)通用部件。</p><p>　　3.5.2 動力部件的選用</p><p>　?。?）動力部件品種的確定在設(shè)計組合機床時，究竟選用哪種動力部件，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的加工要求、機床的配置型式、制造及使用條件等確定。對于完成主運動的動力部件，如鉆削頭、銑削頭、錘削頭等，通常是根據(jù)加工工藝要求和

78、配置型式等確定。</p><p>　?。?）動力部件規(guī)格的確定影響動力部件規(guī)格的因素有功率、進給力、進給速度、最大行程及多軸箱外形尺寸等。在確定動力部件規(guī)格時，一般先進行功率和進給力計算，再根據(jù)選用動力部件的原則，綜合地、全面地考慮其它因素來確定其規(guī)格。必須強調(diào)的是最后所確定的動力部件的規(guī)格，應(yīng)全部滿足原則中的各項要求[12]。當(dāng)遇到動力部件的功率或進給力不能滿足要求，但又相差不太大時，不要輕易地選用大一規(guī)格的動

79、力部件，而應(yīng)適當(dāng)調(diào)整切削用量或改變工藝方法，如將同一面部分通孔順序鉆削刮削端面改為車端面等，但必須以不影響加工精度和生產(chǎn)率要求為前提。</p><p>　?。?）為了滿足加工的需求，這次動力部件選用1TX32銑削動力頭（見圖3.4），前備量與后備量共70mm，可以根據(jù)工件進行調(diào)節(jié)，便于銑刀的裝卸。</p><p>　　圖3.4 1TX32銑削動力頭</p><p>

80、　　3.5.3 其它通用部件的確定</p><p>　　對于支承部件如側(cè)底座、立柱等通用部件，可選與動力滑臺規(guī)格相配套的相應(yīng)規(guī)格。對于輸送部件可按所需工作臺的運動形式、工作臺臺面尺寸(根據(jù)估算或夾具草圖)、工位數(shù)、驅(qū)動方式及定位精度等來選用。通常根據(jù)運動形式及驅(qū)動方式等要求，確定輸送部件的品種，很據(jù)所需工作臺臺面的大小、工位數(shù)及行程等要求，確定輸送部件的規(guī)格。選擇通用部件時，還應(yīng)根據(jù)加工精度要求、制造成本等確定通

81、用部件的精度等級。</p><p>　　3.6 床身部件的設(shè)計</p><p>　　機床床身的加工工藝方案一般分為鑄造式和焊接式。表3-5是兩種加工方式特點比較。</p><p>　　表3-5 鑄鐵機架和焊接機架特點比較</p><p>　　分別看一下兩種加工工藝的加工方法。</p><p><b>　　（1

82、）鑄造加工工藝</b></p><p>　　床身部件尺寸輪廓較大，為箱形結(jié)構(gòu)，有較復(fù)雜的內(nèi)外結(jié)構(gòu)。宜采用鑄造方式加工。若為鑄加工。材料選擇為HT200.</p><p>　　鑄造方法可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。其中砂型澆注的鑄件占鑄件總量的90%以上。特種鑄造是一種少用砂或不用砂，采用專用的工藝裝備使金屬熔液成型 的鑄造方法，能獲得比砂型鑄造更細的表面粗糙度。更高尺寸精度和

83、力學(xué)性能的鑄件，但鑄造成本較高。選擇普通砂型鑄造[13]。</p><p>　　普通砂型鑄造，又可分為手工造型，一般機器造型以及高壓造型?？紤]到本機床無須大量生產(chǎn)，尺寸輪廓較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，選擇手式造型里的組芯造型。砂型選擇自硬型，其特點是“一般不需烘干，強度高，硬化快，勞動條件好，鑄型精度較商。適用于單件，小批或成批生產(chǎn)的中、大型鑄件。對大型鑄件，效果較好。機床表面導(dǎo)軌有一定的力學(xué)性能要求。需進行淬火熱處理。&

84、lt;/p><p><b>　?。?）焊接加工工藝</b></p><p>　　床身結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜時，可以選擇使用焊接方式將床身焊接起來。這樣極大得節(jié)省了加工時間和人力物力。較之鑄造結(jié)構(gòu)具有強度和剛度高、重量輕、生產(chǎn)周期短以及施工簡單等優(yōu)點。焊接后同樣需經(jīng)過熱處理過程。</p><p>　　3.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</p><p&g

85、t;　　3.7.1 冷卻液的作用和選擇</p><p>　　冷卻液起相當(dāng)大的作用，最基本的要求是提高加工精度、減少刀具砂輪的磨損，同時還必須具有防銹性、防霉性、清洗性，現(xiàn)在又增加了環(huán)保性――不傷害皮膚、無有毒、有害添加劑(如亞硝酸鹽、硝酸鹽、毒性較強的殺菌劑等)、不含礦物油等。</p><p>　　目前國內(nèi)使用的機加工冷卻液大致分為三類：第一類為傳統(tǒng)的完全水溶型冷卻液(含大量的亞硝酸鹽)、

86、乳化液或叫肥皂水(含大量的機油及亞硝酸鹽等)及礦物油和動植物油；這一類冷卻液主要是成本低，潤滑性能差。第二類為國外進口冷卻液，有完全水溶型、乳化型和油基三種，這一類冷卻液使用效果較好，但成本較高。第三類是國內(nèi)近幾年開發(fā)的新型冷卻液，具有國外產(chǎn)品同等的性能，環(huán)保性好。這一類冷卻液價格適中，特別適合于配套設(shè)施好的磨床、加工中心、大型機加工設(shè)備。</p><p>　　水基冷卻液在機加工過程中主要存在的問題是：1、易變質(zhì)

87、；2、防銹性差；3、清洗性差。(油基冷卻液一般用于加工精度更高，加工量小的機床上，一般比較穩(wěn)定。)</p><p>　　綜上所述,這次冷卻液選擇乳化液。</p><p>　　3.7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　冷卻系統(tǒng)通過一3KW立式電機帶動一齒輪泵，使切削能順利的排出。本系統(tǒng)油箱內(nèi)裝有三層過濾網(wǎng)，油泵進油口裝有濾油器，應(yīng)定期清洗和更換。</p&g

88、t;<p>　　冷卻泵采用電機泵最大壓力2.5Mpa；泵最大流量100L/min；泵轉(zhuǎn)速1450r/min；機床儲液量450Kg；電機Y132S-6，3KW，960r/min。</p><p>　　冷卻排屑系統(tǒng)的外形比較自由。放置位置也較自由。相對貼近于床身即可。</p><p>　　3.8 繪制專機總圖</p><p>　　3.8.1專機尺寸聯(lián)系圖&

89、lt;/p><p>　　圖3.5 專機尺寸聯(lián)系圖正視圖</p><p>　　圖3.6 專機尺寸聯(lián)系圖左視圖</p><p>　　圖3.7 專機尺寸聯(lián)系圖剖視圖</p><p>　　3.8.2 專機總裝配圖</p><p>　　圖3.8 總裝配圖正視圖</p><p>　　圖3.9 總裝配圖側(cè)視圖&l

90、t;/p><p><b>　　4 床身部件的設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1 材料的選擇</b></p><p>　　在床身焊接材料的選擇上，考慮到材料焊接性能的因素，故我們選擇低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼牌號：Q345（即16Mn），主要特性：綜合力學(xué)性能好，焊接性、冷、熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級鋼具有良好

91、的低溫韌性。多使用于較高載荷的焊接結(jié)構(gòu)件。</p><p>　　我們選擇Q345（即16Mn）型材料作為焊接材料。</p><p>　　4.2 焊接方式以及注意事項</p><p>　　4.2.1焊接方式 </p><p>　　焊接方式可分為熔焊，壓焊和釬焊三大類。由于我們選擇的材料為Q345，其優(yōu)越的焊接性能使得基本上任何一種焊接方式

92、都可以實現(xiàn)對其的焊接加工。在這個基礎(chǔ)上，我們從本床身要求數(shù)量不多，以及經(jīng)濟費用等方面出發(fā)考慮，選擇電弧焊方式中，較為普通的涂藥焊物權(quán)法電弧焊，也就是我們常說的手工電弧焊。該焊接方式具有靈活、機動，的特點，適用性廣泛，可進行全位置焊接，所用設(shè)備簡單，耐用性好、維護費用低等優(yōu)點[14]。</p><p>　　顯然，由于本機床床身結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，內(nèi)腔均可以用鋼板的焊接構(gòu)成。對于本機床床身，選擇焊接加工為宜?？s短了加工周期，

93、省卻了較多的財力、物力。并且使得床身更加輕便。</p><p>　　4.2.2焊接加工的注意事項</p><p><b>　　（1）材料可焊性</b></p><p>　　焊接件鋼析的選擇要考慮可焊性，可焊性差的材料會造成焊接，合焊縫可靠性降低。一般C含量<0.25%的碳鋼和C含量<0.2%的低合金鋼的可焊性良好 。</p&

94、gt;<p>　?。?）合理布置焊縫</p><p>　　① 焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的機構(gòu)</p><p>　　② 為減小焊縫應(yīng)力集中和變形，焊縫布置盡量能對稱，最好距中性軸的距離相等</p><p>　?、?盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，且焊線要短</p><p>　?、?焊縫不要布置在加工面和需要表面處理

95、的部件上</p><p>　　⑤ 若條件允許應(yīng)將工作焊縫變成聯(lián)系焊縫</p><p>　?、?避免焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫連接</p><p>　?。?）提高抗振能力</p><p>　　由于普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，故對于抗振能力要求高的焊接件應(yīng)采取抗振措施，如利用板材間的摩擦力來吸收振動，利用填充物吸振。</p&

96、gt;<p>　　（4）提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力</p><p>　?、?減少應(yīng)力集中，如盡量采用對接接頭iv厚度不等的鋼板對接時要以1：4至1：10的斜度預(yù)加工厚板采用刻槽影響小的接頭;焊縫避開高應(yīng)力區(qū)；焊趾部加工時焊縫向母材質(zhì)圓滑過渡</p><p>　?、?減少或消除焊接殘余應(yīng)力，如采用合理的焊接方法和工藝參數(shù)；焊接后處理等</p><p

97、>　?、?減少結(jié)構(gòu)剛度，以期降低應(yīng)力集中和附加應(yīng)力的影響</p><p><b>　?、?調(diào)整殘余應(yīng)力場</b></p><p>　　（5）坯料選擇的經(jīng)濟性</p><p>　?、?盡可能選用標準型材、板材、幫料，減少加工量</p><p>　?、?拐角處用壓彎可節(jié)省材料和焊接費用</p><

98、p>　　③ 合理確定焊接尺寸，角焊縫的焊角尺寸的增加將合角焊縫的面積和焊接量成平方關(guān)系增加</p><p><b>　　（6）操作方便</b></p><p>　?、?避免仰焊縫，減少立焊縫，盡量采用自動焊接，減少手工焊和工地焊接量</p><p><b>　?、?要考慮可焊性</b></p><

99、;p>　　4.3 加工工藝路線</p><p>　　如上，選擇本機床的加工方式為焊接。確定工藝路線如下 ：</p><p><b>　?。?）焊接：</b></p><p>　　采用鑄鐵焊條，手工電弧焊方式進行無縫焊接。</p><p><b>　?。?）熱處理：</b></p>

100、<p>　　①開爐（蓋蓋）后，慢慢升溫，2h內(nèi)，升溫到400℃以下；2h后，以每小時100℃的速度，加熱到640℃～660℃，并保持爐內(nèi)在加熱過程中，各區(qū)的溫度差不大于20℃。</p><p>　　②加熱到640℃～660℃，在爐內(nèi)進行保溫，其溫度時間，由計算決定，以焊接零件最厚的斷面為準，每25㎜為1h，但不得少于4h（即保溫時間，經(jīng)過計算，不足4h者，應(yīng)保溫4h）[15]。</p>

101、<p><b>　　其中：</b></p><p>　　a.  帶“號字”產(chǎn)品的機座、支架的保溫時間，要保持到5.5h～6h。</p><p>　　b.  超高強度鋼的焊接結(jié)構(gòu)件的保溫時間，保持到5h～5.5h。</p><p>　?、?在關(guān)閉的爐中，冷卻到200℃以下時，將退火件從爐中移出，置于靜止的空氣中，冷卻

102、到室溫。</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　在②條中a、b件，在室溫低于20℃時，工件隨爐冷卻200℃以下后，吊開爐蓋，在爐腔內(nèi)冷卻到室溫，再移出。</p><p><b>　?。?）刨削平面</b></p><p>　　刨削機床的兩個主要平面---工作平面和放置平面。

103、首先以機床未成型的工作平面為基準面，刨削底面。要求保證一定的平面度。再以底面為基準面，刨削床身的工作平面。由于本機床導(dǎo)軌部分設(shè)計采用了滾動直線導(dǎo)軌副，其“誤差均化效應(yīng)”特性降低了對導(dǎo)軌安裝面的加工精度要求。通過精刨即可滿足表面精度要求[16]。</p><p>　?。?）去浮渣，銳邊倒角</p><p>　?。?）非加工表面去繡涂漆。</p><p>　　4.4床身

104、圖及技術(shù)要求說明</p><p>　　（1）材質(zhì)為16Mn,采用焊接方式加工，外形尺寸3500×2200×610mm，床身主要壁厚40mm。</p><p>　　（2）除床身內(nèi)腔,部分端面,側(cè)面,底面為毛面,其余均為加工面.要求粗加工后進行熱處理,導(dǎo)軌面硬度不得低于175,各處硬度差不得超出25。</p><p>　?。?）有密封內(nèi)腔的焊接件，在

105、熱處理之前，應(yīng)在中間隔板上適當(dāng)?shù)奈恢眉庸う?0mm孔，使其空腔與外界相通，需在外壁上鉆孔的，在熱處理后要重新堵上。</p><p>　　圖4.1 床身焊接圖左視圖</p><p>　　圖4.2 床身焊接圖正視圖</p><p>　　圖4.3 床身焊接圖俯視圖</p><p><b>　　5 結(jié)論與展望</b></p

106、><p><b>　　5.1 結(jié)論</b></p><p>　　轉(zhuǎn)眼之間，歷經(jīng)整整大四的下半個學(xué)期、近四個月的畢業(yè)設(shè)計馬上就要結(jié)束了，這是我們大學(xué)之中最后一個也是最重要的一個設(shè)計、一個階段。畢業(yè)設(shè)計是考驗我們大學(xué)這四年來的所學(xué)，它要求我們將大學(xué)這四年來所學(xué)到的知識能夠融會貫通、熟練應(yīng)用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)我們的綜合運用能力以及解決實際問題的能力。</p

107、><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。</p><p>　　通過這次實踐，鍛煉了工程設(shè)計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計能力。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。&

108、lt;/p><p>　　畢業(yè)設(shè)計收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標準，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 </p><p>　　5.2不足之處及未來展望</p><p>　　經(jīng)過幾個月與同學(xué)和導(dǎo)師的討論和努力，我終于完成了此次設(shè)計。不過該設(shè)計并不完善，為了降低專機的制造成本，難免會存

109、在一些不足之處。專機的橫梁是不可活動的，由此導(dǎo)致加工范圍很難有調(diào)節(jié)的余地。同時切削動力頭也同樣是不可活動的，這一不足將會帶來刀具裝卸的不便，不過切削動力頭的前備量和后備量總共有70mm，依靠動力頭主軸的伸縮調(diào)節(jié)，并在工作臺上開一凹陷來保證刀具的裝卸。</p><p>　　改進方向：我們可以在懸掛板和動力頭之間加上一燕尾導(dǎo)軌，依靠絲杠螺母來進行移動，可手動操作也可選用一小電機，通過齒輪傳動副的減速或皮帶輪減速來解決

110、傳動，經(jīng)過初步的計算，電機的功率大概約為1.5kw。</p><p>　　本次設(shè)計限于個人經(jīng)驗和能力水平，定有諸多不足以及不完善之處。歡迎批評指正。同時感謝本次設(shè)計的指導(dǎo)導(dǎo)師張大駿張老師，以及各位與本人共同經(jīng)歷本次設(shè)計的風(fēng)風(fēng)雨雨，共同研討，共同完成學(xué)生生涯最后一份答卷的同學(xué)們。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　

111、[1] 隋秀凜, 高安邦. 實用機床設(shè)計手冊[J]. 機械設(shè)計與研究， 2010， 26(003)： 132-132.</p><p>　　[2] 王洪光. 實用焊接工藝手冊[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社， 2010. </p><p>　　[3] 李育錫. 機械設(shè)計課程設(shè)計[M]. 西安:高等教育出版社，2008：152-154.</p><p>　　[4] 紀名剛.

112、機械設(shè)計[M]. 高等教育出版社，2010. </p><p>　　[5] 金大鷹.機械制圖[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001：351-355.</p><p>　　[6] 李秀珍.曲玉峰.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社，2001：45-66.</p><p>　　[7] 顧京.現(xiàn)代機床設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：122-153.</p>

113、;<p>　　[8] 華大年.機械原理[C].北京：高等教育出版社，1984：122-165.</p><p>　　[9] 吳祖育.數(shù)控機床[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996：138-155.</p><p>　　[10] 華大年.機械原理[C].北京：高等教育出版社，1984：122-165.</p><p>　　[11] 關(guān)慧貞. 機械制造