毕业设计论文经编机保证各摆臂平面度要求的方案与设计Word格式.docx
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5.3铣床的传动系统‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10
5.4铣床的主要部件结构‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11
5.5基座装置结构设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
5.6导轨设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14
5.7电机的选择‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15
5.8铣刀‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15
6、结构的改进与优化‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥16
结论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18
致谢‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥19
参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20
附图
1问题的提出
卡尔迈耶（中国）有限公司生产纺织机械，为大批量生产。
其中一道工序为保证经编机各摆臂平面度，该件在压铸成型后，需铣削小端面且一致性要好。
根据大批量生产要求，该步骤的时间需控制在8h内完成，所以需设计一小型专机。
如下图所示，Ａ、Ｂ、Ｃ平面是所需铣削平面。
图1（针芯主摆臂）
图2（针床主摆臂）
C平面
图3（沉降主摆臂）
在加工如图所示的摆臂时，以往是采用普通铣床铣端面，由于要求精度高，而且不方便进行连续加工，进行批量加工时就大大降低了生产效率。
并且加工时要用人工操作，平面度不好控制，不能保证加工精度。
为此，我们设计的小型专机，应确保摆臂符合平面度要求从而提高生产效率，降低损耗。
2总体方案构思
设想的方案是：
摆臂经过前面第四工位的安装，已经初步保证各摆臂的位置，因此，我们需要进一步操作来保证摆臂的平面度要求。
专机总体方案如布置图所示。
机体采用垂直安装形式，铣床由行车吊起放到床身上，同时定位，然后控制小手轮摇动控制铣削速度，由松紧装置调节铣削深度，进刀与退刀顺序动作，以保证在规定时间内内完成工件端面铣削。
加工时的铝削由吸尘尘装置吸走。
底座
手轮
铣刀
电机
图4（铣床简图）
图5（TM3经编机）
3第四工位在保证摆臂精度下的装配流程
3.1第四工位装配流程：
Num
检验项目
关键数值
1
交接处理
看质量问题描述表：
明确机器是否存在问题，如有问题是否影响本工位装配
看交接单：
确认上一工位机器的完工状态，有无其他注意事项
Guide：
尽可能解决前一班次的遗留问题再开始当天的工作，以免问题被拖延升级！
零件清点
计划匹配：
看机器信息纸，确保工装选用与机器型号一致
清点本工位白班、中班使用的零部件
零件、标准件归类放置到待安装的机器旁，区分TM2/TM3避免错装漏装
1、缺件汇报必须以书面形式明确缺件名称、K3代码、缺件数量、缺件时间
2、如缺件造成本工位无法装配，则为本工位下一班次做准备以争取追赶时间
2
摆臂对中
1、主摆臂摇晃对中后，接杆能轻松转动上下调节，大螺母能用手有效拧紧
2、观察针芯摆轴和针床上的钢套紧圈是否成90°
夹角
90°
3
主轴零位
1、主轴在355度、5度处，针床主摆臂高度差值在1丝内
2、TM3主轴在183度处，主轴带轮的凹凸对准端轴组件上的圆点标记
0.01mm
3、TM2主轴在172.5度处，主轴带轮的凹凸对准端轴组件上的圆点标记
172.5度
4
连杆架行程预检
1、针芯、针床、沉降主摆臂转到最高点，平面高度差10丝内
0.1mm
如超出10丝，用精调表再次测量，仍然超出10丝则汇报准备更换连杆架
沉降摆轴
1、转角定在51丝位置
5
轴向调整
1、定位：
主摆臂螺孔间距与标准的差值小于0.5MM
0.5MM
2、运动：
各顶杆关节处间隙大于1MM，开机后至少保证0.8MM的间隙
1MM
6
高度调整
确保主摆臂定位销都在同一高度
2、紧固：
主副摆臂扭矩25NM
25NM
3、紧固：
接杆螺母手动拧紧，接头组件扭矩11NM
11NM
4、标注：
记录紧固后的主摆臂待铣平面的高度，超出平均值20丝以上的用记号笔警示
5、关节处的定位销压入
宝塔油封
1、复检：
在油封封闭前统一检查大螺母、接头组件M6螺栓、主副摆臂M8螺钉
2、定位：
油封接缝与床身平行，橡胶外六角头与床身垂直
3、紧固;
上部锁紧圈扭矩2.4NM，下部锁紧圈扭矩1.2NM
7
轴向微调
针芯、针床、沉降三根摆轴轴保险套均紧固并点漆
8
其它
1、取出床身内防油雾喷溅得套管
2、拆除手轮
9
试机运转
1、床身内足量加油，油位达到标记处
2、角度传感器接线在压轮组件背后
3、开机前参考开机条例
4、主电机运转=无异常噪声、震动
5、三角带轮端面无明显跳动
6、转速500转以上，端轴组件无噪声
64mm
10
油路连接
1、床身内无异物遗留
2、加油开机后，油路接头处紧密无泄漏
冷却装置
1、无异常噪声、震动
2、油压在3.8—4.5bar之间
4.5bar
3、编花盘润滑油油管出油量充足无溅射，出油角度正确
3.2针床主摆臂的高度精调步骤
1.释放所有约束
以中间一个主摆臂为基准，将其余四个主摆臂的下部接杆松开（大螺母松开，接杆往上旋入，达到能轻松晃动的程度）
2.基准摆臂的调节
旋转下部接杆至零位，用25nm缩进哈夫盖螺钉（紧完后应该还是零），然后调节紧固下部接杆至零位
3.调节哈夫盖
由中间向两头依次调节其余四个摆臂的哈夫盖（25nm）至零位，误差为正负一丝（此误差为精度误差）
4.检查哈夫盖的调节
由于调节哈夫盖会产生摆轴上应力的传递，调完一个哈夫盖可能会影响之前调完的哈夫盖，所以调完所有的哈夫盖后要重新检查一遍，不合精度要求的再修正一下*（注意检查时要晃动下部接杆，保证下面是完全松弛，不受约束的）
5.接杆的约束
调节紧固下部接杆，缩紧完大小螺母的数值应该和哈夫盖紧完（下面松弛时）的数值一样，误差为正负一丝（此误差为应力误差）
例如：
哈夫盖紧完（下面松弛时）为正负一丝，下部接杆紧完也应该为正负一丝，而不应该为0.
强调：
从某种层面上来说，应力误差比精度误差更重要。
4第五工位铣摆臂工作流程
①、模块化设计。
设计铣床系统，
②、调节铣刀角度，
③、完成针芯,针床,沉降铣削具体要求：
A、针芯
完成针芯床摆臂时直尺应能均匀接触整个基准4100083364
B、针床
用校正工装4100045568和试尺检查,在正常的角度下应该和槽针床轴的缝隙为0,在针芯轴上的缝隙:
上面0.05mm,前面0.2mm
C、沉降主,副摆臂均铣削到
要求：
设计铣摆臂精度控制，达到所需要求：
1.针芯床摆臂时直尺应能均匀接触整个基准4100083364
2.用校正工装4100045568和试尺检查,在正常的角度下应该和槽针床轴的缝隙为0,在针芯轴上的缝隙:
3.主,副摆臂均铣削到
5铣床
5.1工作原理
活动电机身通过导轨与固定机体的导轨作滑动配合。
丝杠
（1）装在机体身上，可以旋转，但不能轴向移动，并与安装在固定机体内的丝杠螺母配合。
当摇动手柄
（2）使丝杠旋转，就可以带动活动钳身相对于固定机体作轴向或角度移动，当转到要求的方向时，扳动夹紧手柄使夹紧螺钉旋紧，起夹紧或放松的作用。
弹簧借助挡圈和开口销固定在丝杠上，其作用是当放松丝杠时，可使活动机体及时地退出。
在固定机体和活动电机身上用螺钉固定。
固定机体与底座滑板通过齿将进行啮合并能左右滑动。
具体结构见下图所示。
图6（原理图）
5.2铣床的运动
5.2.1主运动：
铣刀的旋转运动（r/min）
5.2.2进给运动：
1、一般，由工件在垂直于铣刀轴线方向的直线运动来实现
2、少数，机床的回转运动或曲线运动
3、根据具体要求，可在相互垂直的三个方向上调整位置并实现一个方向上的进给
5.3.铣床的传动系统
5.3.1主运动传动链
主运动传动如图所示，其传动路线为:
共18级转速,30~1500r/min
主轴正反转由电机变向实现，制动由M来实现
5.3.2进给运动传动链
铣床可以在三个垂直的任一方向上实现进给运动及快速移动,进给方向由离合器M3、M4、M5来控制，且互锁；
机动进给和快速移动切换由电磁摩擦离合器M1、M2来控制。
传动路线为下图所示：
由传动路线可知：
三个进给方向各有21级进给量
纵向、横向为10~1000mm/min
垂直为3.3~333mm/min
进给方向由电机正反转来实现。
5.4铣床的主要部件结构
主轴部件
如图所示：
⑴主轴要求：
较高的刚度和抗振性
⑵主轴结构如图所示，空心阶梯轴结构，前端7：
24精密锥孔。
⑶为提高刚性，主轴采用三支撑结构，主轴回转精度主要由前端轴承和中间轴承保证，调整过程：
调整后主轴最高转速运转1h，轴承温度不超过60℃。
⑷为减少断续切削引起的冲击和振动，提高主轴运转的平稳性，主轴前端装有飞轮。
5.5基座装置结构设计
在整个专机设计中，基座装置设计是关键，它涉及到铣削工作的精确度。
在底座装置设计过程中本人主要从以下三个方面考虑：
1、基座使用的标准条件：
温度20℃；
大气压力101.325KPa；
水蒸汽压力（湿度）1.333KPa。
2、基座的用途：
它是卡尔迈耶纺织机械控制铣削尺寸的最基本的量具，是从标准长度到零件之间尺寸传递的媒介，是技术测量上长度计量的基准
3、基座的精度：
根据它的工作尺寸（即中心长度）的精度、和两个测量面的平面平行度的准确程度，分成五个精度级，即00级、0级、1级2级和（3）级。
0级基座的精度最高，工作尺寸和平面平行度等都做得很准确，只有零点几个微米的误差，一般仅用于省市计量单位作为检定或校准精密仪器使用。
4、基座很精密，使用时必须注意以下几点；
①使用前，先在汽油中洗去防锈油，再用清洁的布擦干净。
不要用棉纱头去擦基座的工作面，以免损伤量块的测量面。
②清洗后的基座，应轻拿轻放，不要触及粗糙表面划伤表面。
③把基座放在工作台上时，应使基座的非工作面与台面接触。
④不要使基座的工作面与非工作面进行推合，以免擦伤测量面。
⑤基座使用后，应及时清洗干净，用布擦干净后，涂上防锈油，放在专用的支撑架上。
绝对不允许将基座长时间的粘合在一起，以免由于金属粘结而引起不必要损伤。
具体结构见图。
图7（基座）
5.6导轨设计
在铣床中，导轨设计最为关键，因为如导轨设计偏差或者便面粗糙度过大，安装时不能和基座紧密贴合，会导致铣削过程中铣削摆臂出现误差，从而使后面工序均出现较大误差，严重时导致整台机器的针芯针床报废的状况。
为防止底座表面高低不等，有划痕等状况，导轨用65Mn钢淬火并经定性处理，底面经精磨削处理。
结构如图4所示。
齿
图8（导轨）
材料的选择：
高锰钢
铸造工艺设计
锰钢的特点是凝固收缩大，散热性差，据此，在工艺设计中铸造收缩率取2.5%－2.7%，铸件越长大、越应取上限。
型砂与砂芯的退让性一定要好。
浇注系统采取开放式。
多个分散的内浇道从铸件的薄壁处引入，且成扁而宽的喇叭状，靠近铸件处的截面积大于与横浇道相联的截面积，使金属液快速平稳地注入铸型，防止整个铸型内的温差过大。
冒口直径要大于热节直径，紧靠热节，高度是直径的2.5－3.0倍，必须采用热冒口甚至浇冒口合一，让充足的高温金属液来不足铸件在凝固收缩时之空位。
将直浇道、冒口位于高处（砂箱有5－8。
的斜度）也是正确的。
浇注时尽可能低温快浇。
一旦凝固，要及时松砂箱。
聪明的设计师总是善于利用冷铁，包括内冷铁于外冷铁，它既细化一次结晶，消除缩孔、缩松，又提高工艺出品率，当然，适宜的用量和规格是应该考虑的。
内冷铁要干净、易熔，用量以少为宜。
外冷铁的三维尺寸与冷却物的三维尺寸为0.6－0.7倍的函数关系。
过小不起作用，过大造成铸件开裂。
铸件在型内要长时间保温，直到低于200℃再开箱。
5.7电机的选择
1.三相异步电动机
电机的参数：
1.马力3mot2.功率：
0.55KW3.电压：
380-420/220-240V4.频率：
50HZ
电机原理：
当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
5.8铣刀：
GENTIL直径50mm立铣刀
材料：
高速钢
性能及特点：
硬度高、强度大、韧性好、抗震性强
图9（铣刀）
6结构的改进与优化
由于该铣床为铣削摆臂专用铣床，所以该操作过程为手动操作，用手轮摇动均为匀速，在空运程时做无用功，浪费时间，因此我认为加一个孔盘操纵机构
①作用：
操纵铣床主运动、进给运动变速
②工作原理：
利用孔盘上不同孔的组合，使其控制的齿条实现不同位置的组合形式，从而达到带动上面的拨叉拨动相应的滑移齿轮实现不同位置的传动
其工作原理如下图所示：
图10（原理图）
铣床的变操纵机构工作原理
1外拉,逆时针旋转,带动5转动,使6旋转,带动10向右运动,使12脱离各组齿条轴.转动4到合适转速,使心轴上齿轮传动带动12转到相应的孔的位置,然后反向操纵1复位.
图11（主轴变速机构）
结论
作为精机专业方向学生，我们已学了不少专业理论课程，如机械设计、机械制造基础、液压与气动等，对设计和加工有一定了解，但觉得光有理论知识还不够，主要是缺乏运用知识解决实际问题的能力，虽然以前经历了制图测绘、减速机课程设计等实践课程，但总觉时间有限，有很多专业知识还没真正掌握。
这次毕业设计的项目，是针对企业的具体工程项目，涉及到的知识面和所学专业联系很多，要充分运用机械制图、机械设计、制造和力学计算方面的专业基础知识，要和工厂设计人员经常协商、沟通，是我们熟悉设计过程、拓展知识面的一次极好的综合训练机会。
因此，它在几年的学习中占有重要的地位。
通过这次毕业设计，使自己对精密机械设计和制造工作有了亲身的体验。
从中学会了查阅各种设计资料的方法和途径，在设计过程中基本掌握了装配和零件图的各种表达方法、零件精度的标注、常用材料的选择和热处理，了解了各种夹紧机构的工作原理和工作过程。
项目设计不是孤立的，它要求我们先熟悉工艺流程，不断和工厂技术人员密切交流，从中选择合适的解决问题方法。
就我们个人而言，通过这次毕业设计，对自己今后将从事的工作进行了一次适应性训练，通过设计和制造过程锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
同时也学会了查图表、资料、手册等工具书。
通过对专用夹紧装置的设计、制造和装配，提高了我们的专业综合素质。
总之，通过这次毕业设计使我们受益匪浅，为以后的工作打下一个良好的基础，同时与人沟通能力和上网查阅资料的能力也有显著提高。
致谢
几个月的毕业设计时间虽短，但受益匪浅，为以后的工作打下一个良好的基础。
在此，感谢学院为我们精心安排的毕业课程设计和良好的学习环境，使我们能更快更好的完成毕业设计。
特别感谢企业老师为我们提供的具有代表性的课题，以及在毕业设计中为我们答疑解难，不仅帮助我们克服了重重困难，还对我们提出一些方案比较，并提供了很多相关资料，让我们了解更多的夹具类型，同时指出我们问题所在，从根本上提高了我们的设计能力。
总之，通过这次毕业设计会使我终身受益。
在此，衷心感谢各位老师和同学的帮助和指导。
由于能力所限，设计中许多不足之处，希望各位老师给予批评指教。
参考文献
1、《机械设计手册》联合编写组《机械设计手册》上册（第二册）第二版
化学工业出版社1987年12月第2版
2、《机械设计手册》联合编写组《机械设计手册》中册第二版
化学工业出版社1982年10月第2版
3、《机械设计手册》编委会《机械设计手册》新版第2卷
机械工业出版社2004年8月第3版
4、《机械设计手册》编委会《机械设计手册》新版第3卷
机械工业出版社2004年8月第3版
5、《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社
6、《公差与配合技术手册》北京出版社
7、刘守勇主编《机械制造工艺与机床夹具》2000第二版机械工业出版社
8、薛彦成主编《公差配合与技术测量》1987机械工业出版社，
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