毕业设计立式数控加工中心排屑机构设计.docx

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毕业设计立式数控加工中心排屑机构设计

毕业设计——立式数控加工中心—排屑机构设计

济南大学

题目立式数控加工中心—排屑机构设计

专业机械设计制造及其自动化班级学生学号

指导教师

二〇一〇年六月八日

济南大学毕业设计

摘要

本文是关于立式数控加工中心—排屑机构设计的说明书.该排屑装置可以完成对切屑的收集、运输、及进一步的处理功能。

排屑装置以滚动链轮牵引钢制运输送链板在箱体中运转，加工过程中的切屑落到链带上，由链带运送到加工中心外落入到积屑箱。

本设计根据新的需求采用复合原理将链板排屑装置和刮板排屑装置的优点相结合，在普通链板排屑装置的基础上安装刮板,形成一种非常实用的新型排屑装置，从而杜绝了通链板排屑装置将粘附在链板上的碎屑带回排屑体内腔的现象。

细节方面本设计对链板结构加以改进在两端增加滚轮并在箱体内设置滑道以解决切屑的承载问题。

并且设计了独立的滑动轴承座和安装垫板来实现输送链板条和带轮的张紧。

本装置有较好的功能结构及较底的成本将具有良好的市场前景。

关键词:

排屑;复合型;滑动;张紧

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ABSTRACT

Thisarticleisamanualaboutthedesignoftheorganizationofremovingscrap,thisorganizationispartoftheverticalmachiningcenter.Deviceofremovingscrapcanbeusedforthecollection,transportation,andfurtherprocessing.

Deviceofremovingscrapworkintheboxthroughscrollwheeldraggingthe

transportingsteelplate.thescrapswhichprocessedfellchainbelt,transportedoutofthemachinebyachainbeltandfallintothelitterbox.

Underthenewrequirementsofthecompoundingdesignprinciple,wecombinestheadvantagesofdeviceofclosingoutresectionalscrapofthechainplateChipandscraperdevice,installcraperdeviceinthecommonchainwhichisbasedonthedeviceofclosingoutresectionalscrapofthechainplate,thenformaveryusefulnewchipremovaldevice.ThuseliminatethetheChip-boardphenomenonofthebodycavitythroughcommunicationchainplateandchainChipdevicewhichadheretothedebrisback.Detailsofthedesignimprovethestructureofthechainplateandincreaseinbothendsofthewheelandsettheslideofchipload.Anddesignaseparateslidingbearingandmountingpadtoachievetheconveyorslatsandthetensionpulley.Thisdevicefunctionsarebetterthantheendofthecoststructureandwillhavegoodmarketprospects.

Keywords:

Chip;compound;slide;tension

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摘要......................................................................................................................-1-

ABSTRACT.....................................................................................................................II

1前言...............................................................................................................................1

1.1数控加工中心的发展及排屑装置的作用...........................................................1

1.1.1数控加工中心的发展..................................................................................1

1.1.2数控加工中心的发展趋势.........................................................................1

1.1.3排屑装置在数控加工中的作用..................................................................2

1.2典型数控加工中心排屑装置...............................................................................2

1.2.1平板链式排屑装置.....................................................................................2

1.2.2刮板式排屑装置........................................................................................3

1.2.3螺旋式排屑装置.........................................................................................3

1.2.4磁性板式排屑装置.....................................................................................3

1.2.5磁性辊式排屑装置.....................................................................................41.3链板、刮板复合型排屑装置的优点....................................................................4

1.3.1使用范围广范............................................................................................4

1.3.2结构简单....................................................................................................4

2总体设计方案...............................................................................................................5

2.1设计课题..............................................................................................................52.2设计的功能与其具体方案的选择.......................................................................5

2.2.1动力.............................................................................................................5

2.2.2传动功能.....................................................................................................5

2.2.3收集功能.....................................................................................................6

2.2.4过滤切屑液功能.........................................................................................6

3具体机构的设计与计算.................................................................................................73.1电机的选择...........................................................................................................73.2带传动..................................................................................................................7

3.2.1带型的选择..................................................................................................7

3.2.2带轮的尺寸计算.........................................................................................7

3.2.3带轮的其他相关计算..................................................................................93.3链传动................................................................................................................10

3.3.1平顶链的选择...........................................................................................10

3.3.2链轮的计算...............................................................................................10

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3.4张紧机构的设计.................................................................................................11

3.4.1链传动的张紧设计...................................................................................11

3.4.2带传动的张紧设计...................................................................................14

3.5输送链板的设计.................................................................................................15

3.5.1问题的来源...............................................................................................15

3.5.2侧挡屑板的设计.......................................................................................15

3.5.3轴销与其配套滚轮的设计........................................................................17

3.5.4挡屑板与复合刮板的设计........................................................................18

3.6箱体上罩的设计.................................................................................................19

3.7结构尺寸的设计.................................................................................................19结论.........................................................................................................................21参考文献...................................................................................................................22致谢.........................................................................................................................23

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1前言

1.1数控加工中心的发展及排屑装置的作用

1.1.1数控加工中心的发展

自从进入二十一世纪以来，随着科技的快速发展数控技术得到了进一步的发展。

数控加工中心取代旧加工中心已经变为一种不可逆转的趋势。

许多企业从自身生存和发展的需要,购置了适应性强、加工质量好、生产效率高、工人劳动强度低的数控加工中心。

1.1.2数控加工中心的发展趋势

（1）智能化

智能化虽然不是一个新兴名词，但“数控加工中心的智能化”依然处于研究起步阶段，还没有确切的内容和概念。

专家曾对智能化做了一个形象比喻，说智能化的加工中心只需要一个人和一条狗，人的主要作用是照顾狗，狗的主要作用是防止人去乱动加工中心。

在论坛上，Mazak公司的山琦高嗣先生对“数控加工中心的智能化”从7个方面进行了阐述，即智能化主轴监控功能、智能化热位移补偿功能、智能化维护监控功能、智能化振动防止功能、智能化防止干涉功能、语音导航功能、智能化平衡失调检测功能。

这些功能技术，就加工中心本身需求而言，是值得国内加工中心企业

,1去研究、应用的。

（2）复合化

一台加工中心就是一个加工厂的理念早被人们接受，一次装夹完全加工的技术已经得到应用，在立式加工中心加工中心上集成车削功能的加工中心也已问世。

相信，针对用户的多样化需求研发多功能复合加工中心和专用复合加工中心将是未来立式加工中心技术竞争的制高点。

（3）精密化

制造业精度越来越高，也要求加工中心精度更高。

因此，立式加工中心也会向高精度方向发展。

（4）高速度高效率

速度和效率并未发展至极值，因此，立式加工中心依然会向更高速度更高效率方向发展。

（5）绿色加工中心、安全环保

安全环保、节能减排，既是人类生存生活的需要，也是工业化进程中技术发展之必须面对的问题。

所以，各国通过立法、标准等措施设置贸易壁垒，因此，未来对加

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工中心产品的要求将更高。

这既是必然的技术发展方向，也将是未来竞争制胜的重要的技术指标。

1.1.3排屑装置在数控加工中的作用

数控加工中心的出现和发展，使机械加工的效率大大提高，在单位时间内数控加工中心的金属切削量大大高于普通加工中心，而工件上的多余金属在变成切屑后所占的空间将成倍加大。

这些切屑堆占加工区域，如果不及时排除，必将会覆盖或缠绕在工件和刀具上，使自动加工无法继续进行。

此外，灼热的切屑向加工中心或工件散发的热量，会使加工中心或工件产生变形，影响加工精度。

因此，迅速而有效地排除切屑，对数控加工中心加工而言是十分重要的，而排屑装置正是完成这项工作的一种数控加工中心的必备附属装置。

排屑装置的主要作用是将切屑从加工区域排出数控加工

,2中心之外。

1.2典型数控加工中心排屑装置

排屑装置是一种具有独立功能的附件，它的工作可靠性和自动化程度随着数控加工中心技术的发展而不断提高，并逐步趋向标准化和系列化，由专业工厂生产。

数控加工中心排屑装置的结构和工作形式应根据加工中心的种类、规格、工件的材质和使用的切削液种类等来选择。

图1.1平板链式排屑装置

1.2.1平板链式排屑装置

该装置以滚动链轮牵引钢制平板链带在封闭箱中运转，加工中的切屑落到链带

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上，经过提升将废屑中的切削液分离出来，切屑排出加工中心，落人存屑箱。

这种装置主要用于收集和输送各种卷状、团状、条状、块状切屑，广泛应用于各类数控加工中心、加工中心和柔性生产线等自动化程度高的加工中心。

图1.2刮板式排屑装置

1.2.2刮板式排屑装置

该装置传动原理与平板链式的基本相同，只是链板不同，它带有刮板。

刮板两边装有特制滚轮链条，刮屑板的高度及间距可随机设计，有效排屑宽度多样化，因而传动平稳，结构紧凑，强度好，工作效率高。

这种装置常用于输送各种材料的短小切屑，尤其是在处理磨削加工中的砂粒、磨粒以及汽车行业中的铝屑效果比较好，排屑能力较强，可用于数控加工中心、加工中心、磨床和自动线，应用广泛。

因其负载大。

1.2.3螺旋式排屑装置

该装置是采用电动机经减速装置驱动安装在沟槽中的一根长螺旋杆进行驱动的。

数控加工中心螺旋杆转动时，沟槽中的切屑即由螺旋杆推动连续向前运动，最终排人切屑收集箱。

它主要用于输送金属、非金属材料的粉末状、颗粒状和较短的切屑。

这种装置占据空间小，安装使用方便，传动环节少，故障率极低，尤其适于排屑空隙狭小的场合。

1.2.4磁性板式排屑装置

本装置是利用永磁材料的强磁场的磁力吸引铁磁材料的切屑，在不锈钢板上滑动达到收集和输送切屑的目的（不适用大于100mm长卷切屑和团状切屑），数控加工中心广泛应用在加工铁磁材料的各种机械加工工序的加工中心和自动线，也是水冷却和油冷却加工加工中心切削液处理系统中分离铁磁材料切屑的重要排屑装置.

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1.2.5磁性辊式排屑装置

磁性辊式排屑机是利用磁辊的转动，摇臂钻床将切屑逐级在每个磁辊间传动，以达到输送切屑的目的。

1.3链板、刮板复合型排屑装置的优点

链板、刮板复合型排屑装置是一种使用范围较广并且结构简单的排屑装置，是一种较为受大众欢迎的排屑装置。

1.3.1使用范围广范

目前，数控加工中心、数控加工中心、专用加工中心等常用机械加工设备最广泛使用的自动排屑装置是普通链板排屑装置与普通刮板排屑装置，特别是在中低档数控

,4。

加工中心上使用这两种排屑装置更为普遍

普通链板排屑装置的特点:

主要适用于卷状、团状、条状、块状切屑，它属于机械连续输送装置，其工作区域在链条的上行区，具有排屑效率较高，输送范围选择性大，并能减轻操作者的劳动强度的优点。

但它对颗粒状、细小的切屑排屑效率不高，切屑很容易通过链板之间及排屑装置的运动部件和固定部件之间的间隙进入排屑装置主体的内腔。

同时，对于带状、团状切屑极易回带到排屑装置主体的内腔，形成积屑死区，造成排屑装置堵塞，用户必须定期清理排屑装置体内腔积屑。

如果无法定期清理，或者受使用环境限制而无法清理的场合，很可能会影响排屑装置的可靠性，最终会导致排屑装置的损坏。

普通刮板排屑装置的特点:

适用于金属和非金属材质的颗粒状碎屑，它属于机械断续推动装置。

其工作区域在链条的下行区，与普通链板排屑装置相比排屑效率不高，但在排屑装置整体区域没有积屑死区。

由于上述两种普通排屑装置的特点，结合了两者优点的链板、刮板复合型排屑装置具有更广泛的使用空间和用户范围。

1.3.2结构简单

链板排屑装置和刮板排屑装置在外形和几何尺寸上相近，但功能却完全不同。

在普通链板排屑装置的基础上，安装刮板，就能形成一种非常实用的新型排装置.将刮板固定在链钣排屑装置的链板上，链板在上行区执行正常的运屑功能，将大量的切屑由链板输送到加工中心外部，形成一种排屑装置与外界的输出循环。

同时，在下行区的复合刮板将渗漏在排屑装置体内腔底部的少数残留积屑刮到排屑装置的上行区，使得排屑装置内腔底部积屑得到及时清理。

排屑刮屑共用一条传动链，实现了自动清理的功能，结构简单易于生产和操作。

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2总体设计方案

2.1设计课题

要求:

查阅数控加工中心相关的资料，了解数控加工中心的工作原理，对典型立式数控加工中心的结构进行比较，提出本次设计的总体方案。

了解排屑