小型多功能工具机的设计毕业设计.docx

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小型多功能工具机的设计毕业设计

毕业设计（论文）

小型多功能工具机的设计

DesignofSmallMulti-FunctionMachineTools

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

作者签名：

日期：

毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。

有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。

学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。

保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

作者签名：

指导教师签名：

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日期：

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

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3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

摘要

随着社会生产和科学技术的不断发展，在机械制造业中，产品种类不断增加，形状结构日趋复杂，精度和质量也在不断提高。

普通机床越来越难以满足这种生产需要，因此急需能最大限度满足用户需求的加工设备。

多功能工具机，不论就其加工能力还是构造而言，都是最佳的选择。

本设计阐明了多功能工具机的总体结构形式及其工作原理，分析了机械结构。

就其加工能力来讲，可以完成简单的车、钻、铣功能，本设计同时也完成了机械部件的设计计算过程，主要包括了主电动机的计算选型、支承部件、主传动部件的设计、进给部件的设计。

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关键词：

多功能工具机，支承部件，传动部件，进给部件

Abstract

Withthedevelopmentofthesocialproductionandtechnology,Inmechanicalmanufacturing,theproducttypeisincreasinglyvarying,theshapeandstructureismoreandmorecomplex,andtheprecisionandqualityofproductareimprovinginmanyindustries.Thegeneralmachinetoolmoreandmoredifficulttomeetthisproductionneed,Thereforestarvefortheprocessingequipmentthatcanmaximizetomeettheuserneeds.Themulti-functionalmachinetools,Regardlessofitsprocessingcapacityorstructure,thatisthebestoption.Thedesignhasclarifiedtheoverallstructureanditsworkingprincipleofamulti-functinalmachinetools,Analysisedofthemechanicalstructure.Onitsprocessingcapacity,Itcancompleteasimpleturning,drillingandmilling.Atthesametime,thisdesignalsocompletedthedesignofmechanicalcomponentscalculation,Includingthecalculationofthemainmotorselection,thedesignofsupportingparts,themaindrivecomponentsandfeedcomponents.濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。

Keywords:

multi-functionmachinetools,supportingparts,transmissionparts,feedcomponents銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。

第一章前言

1.1研究目的和意义

机床既是实施先进制造技术的重要装备，也是制造信息集成的一个重要载体，因此，机床的发展和创新在一定程度上映射出加工技术的主要趋向。

多功能机床，就其加工能力和构造而言，摆脱了传统的车削加工和加工中心的限制，给沉闷的机床市场带来几缕火花。

多功能机床的销量在所有机床的销量比例增加迅速，一些人甚至认为，多功能机床有可能成为将来的主导机床。

多功能机床的主要优点是在相同设置时，可以对机床进行车削、铣削、钻削及其他操作。

由于使用同一夹具固定，从而消除了使用多个夹具时产生的公差累积问题。

缩短或消除了繁冗的加工工艺，减少了换刀次数，从而为企业增加了利润。

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当前机床主要沿着以下几个方面迈进：

（1）以发展高速切削为先导，并重视对空运行过程的提速，使高速化力求做到全面缩短切削工时和辅助工时。

（2）高效加工在注意提高机床的材料切除率的同时，大力推进以缩短加工过程链目标的复合加工技术。

（3）发展多样化的适用产品，如对于生产中大批生产，以数控机床为核心的柔性生产线仍是主要的发展方向，它们在可重构制造技术支持下构建的制造系统具有高效柔性化的特点。

（4）数控机床的工作精度正以平均每年提长8%~10%的幅度（约8~10年提高1倍），向亚微米级精度迈进，并不断地拓展新的精密加工方法。

（5）多功能、多用途机床，从20世纪60年代起美国提出适应控制机床至今已近半个世纪，由于其技术难度大，目前正由单因素约束控制向多因素控制发展，逐渐向多功能化机床进行探索和高精度发展。

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1.2国内外研究现状

现在美、德、日工业发达国家，正逐步进入知识经济时代，知识在推动工业生产、需求技术方面发展的作用将愈益明显突出。

各种工厂、软件将发挥更大的作用。

因此，各种产品，特别是作为复杂生产工具机床的先进科研、设计方法，经营方法等将是迅猛发展。

目前美国设计的相关产品依然占有大部分市场，同时也是质量较好，能够满足用户需要的。

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国内有些公司已经能够批量生产低速、小型化产品，特别是近年来，从国内机床的设计制造水平和引进国外先进加工制造技术水平来看，已形成了多样化、多功能、高效自动化的生产模式，  我国科技界，特别是高校科研群体以敏锐的创新和实力同样在几年内取得突破，除了研制裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。

出并联结构的虚拟轴机床（例如哈工大一哈量，天津大学一天津一厂，清华大学一大连机床集团，清华大学一昆明机床厂的组合），同时还实现了结合不同用途、巧妙地运用串联—并联结构、运用虚拟轴原理达到简化编程、扩大加工空间的目的（清华一江东机床厂，西安交大一秦川机床厂），这些产品或技术都已在中国国际机床展览会上分别登场。

以上这些创新之举，说明我国在机床前沿技术探索方面的敏锐性和具备软硬件基础实力。

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我国机床工业从整体上说，已跨入世界行列的第一方阵，但摆在我们面前的将是更为激烈的竞争。

任重道远，时不我待，必须奋力前进，迎接更大的挑战。

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1.3研究内容和方法

本设计介绍采用单相感应电动机带动V带传动，及滑动丝杠传动研究设计方案；电动机的设计，包括电动机的计算与选型；V带传动设计，包括V带的概述，特点，带传动的失效形式和计算准则，V带的设计计算；导轨的设计，包括导轨副的概述，导轨副应满足的基本要求，导轨副间隙调整，滑动导轨特点及选型；丝杠螺母的设计，包括螺旋传动的类型和应用，滑动丝杠副的特点，及滑动丝杠副的选择方法。

主轴头形式的选择；刀架的设计，包括刀架尺寸的计算及结构形式。

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本设计通过查阅网络资料和书籍资料，以及老师的指导和同学之间的讨论，了解多功能机床的总体结构和工作原理，掌握整体部件是如何工作的，并进行设计计算，最后通过图纸表现出来。

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第二章小型多功能工具机的总体方案设计

2．1设计方案的确定

本设计小型多功能工具机是一种可用于生产实际或教学用的轻型多用机床，能在黑色金属、有色金属、塑料及其其他材料上进行轴类零件、套类零件的车削和镗孔加工，还能车削常用的公制、英制螺纹，利用钻铣头能实现钻孔、铰孔、铣槽、铣平面等加工。

它由原动机、立柱、主轴箱、床身、溜板工作台、底板、刀架、尾架等十类模块组成，具有不同性能的各类模块可组成满足用户要求的各种功能机床，其基本型主轴箱模块具有卧式和立式两个主轴[1]。

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技术分析：

（1）最大加工直径60mm，最大加工长度170mm。

（2）床身上回转直径360mm，两顶间距离300mm。

（3）纵向行程210mm，横向行程145mm。

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（4）钻铣轴行程80mm。

钻孔16mm,铣削直径12mm。

（5）设备的操作方式以手动为主。

综合上述分析，该设备的指标要求均为普通级别的精度，适合小行程和小切削力，无特殊要求。

机械部件是系统的基础，一般按设备功能来确定系统的基本机构。

本多功能机床有两个可控制的轴，即两个可控制的直线运动，考虑到制造成本和工作性能情况，可采用单相感应电动机来作为控制位移的电机。

主轴传动机构均采用V带与主轴相连的方式，进给机构均采用滑动丝杠副作为运动形式的转化机构。

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2．2机械结构

1.导轨结构

（1）平导轨平导轨有滚动和滑动导轨两种。

滑动导轨的特点是结构简单、成本中等、导向精度高，但摩擦力大、行程控制精度低。

相比之下，滚动导轨的结构复杂、成本高、导向精度高、摩擦力较小、行程的控制精度较高。

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（2）圆柱导轨圆柱导轨也有滚动和滑动两种结构。

滑动圆柱导轨的特点是结构简单、加工方便、成本低、导向精度尚好，但精度保持特性较差，摩擦力大，磨损后不能修复，需要更换零件，行程的控制精度较低。

滚动圆柱导轨可用直线轴承结构，结构较复杂，且直线轴承需专业厂生产，总成本比滑动圆柱导轨高，但其导向性能好，摩擦力小，精度保持性较好，行程控制精度较高。

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（3）三角导轨三角导轨的特点是结构比上述两种类型稍复杂，制造成本