实训指导书及实训报告《机电一体化系统的拆装与运行实训1》铣床设计.docx

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（1）实训指导书及实训报告学生姓名杨芳专业机电一体化班级机电1004班起止日期2012-4-5至2012-5-11指导教师胡冬梅中德机电学院控制系2012.1设计电气技能实训考核装置用仿真卧式铣床一、实训目的了解铣床的结构、工作原理，了解产品设计的基本知识，建立机电产品的设计思想，并能运用所学的知识设计简单的机电产品。

使学生具有解决实际生产过程中机电设备的维修、运行管理、改造等实际问题的初步能力。

二、实训内容设计电气技能实训考核装置-仿真卧式铣床根据要求设计总体方案，并使用计算机绘图软件绘制装配图、零件图。

（一）卧式铣床简介1.卧式铣床的工作原理X62W卧式万能铣床具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便、工作台能自动循环加工等特点，主要由底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板和升降台等部分组成。

X62W卧式万能铣床有三台电动机组成，其中M1为主轴拖动电动机，M2为工作台进给拖动电动机，M3为冷却泵拖动电动机。

X62W卧式万能铣床有三种运动方式，即主运动、进给运动和辅助运动。

主轴带动铣刀的旋转运动称为主运动；加工中工作台带动工件的移动或圆工作台的旋转运动称为进给运动；而工作台带动工件在三个方向的快速移动属于辅助运动。

2.应用卧式铣床可用各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种平面、斜面、沟槽等。

如果使用适当铣床附件，可加工齿轮、凸轮、弧形槽及螺旋面等特殊形状的零件，配置万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件，采用镗刀杆后亦可对中、小零件进行孔加工。

加装立铣头，可用立铣刀进行切削加工，（立铣头为特殊附件）可进一步扩大机床使用范围。

（二）设计仿真卧式铣床1.机床的主要结构及运动形式

（1）主要结构由床身、主轴、刀杆、横梁、工作台、横溜板和升降台等几部分组成，如图2所示。

（2）运动形式1）主轴转动是由主轴电动机通过弹性联轴器来驱动传动机构，当机构中的一个双联滑动齿轮块啮合时，主轴即可旋转。

（此装置结构采用由主轴电动机通过弹性联轴器带动主轴旋转）2）工作台面的移动是由进给电动机驱动，它通过机械机构使工作台能进行三种形式六个方向的移动，即：

工作台面能直接在溜板上部的导轨上作纵向（左、右）移动；工作台面借助横溜板作横向（前、后）移动；工作台面还能借助升降台作垂直（上、下）移动。

（此装置结构分别采用电动机驱动丝杆旋转带动工作台移动）2.机床对电气线路的主要要求

（1）机床要求有三台电动机（实际用五台电机），分别称为主轴电动机、进给电动机（为简化机械结构，这里多用二台电机）和冷却泵电动机。

（2）由于加工时有顺铣和逆铣两种，所以要求主轴电动机能正反转及在变速时能瞬时冲动一下，以利于齿轮的啮合，并要求能制动停车和实现两地控制。

（3）工作台的三种运动形式六个方向的移动是依靠机械的方法来达到的，对进给电动机要求能正反转，且要求纵向、横向、垂直三种运动形式相互间应有联锁，以确保操作安全。

同时要求工作台进给变速时，电动机也能瞬间冲动、快速进给及两地控制等要求。

（4）冷却泵电动机只要求正转。

（5）进给电动机与主轴电动机需实现两台电动机的联锁控制，即主轴工作后才能进给。

3.铣床机械结构设计方案型号：

ET-X62W根据要求设计铣床外形尺寸800400300，参见下图三、工作任务主要结构分为5个部件进行设计：

机架、主轴部件、工作台部件、横溜板部件和升降台部件等几部分组成，具体工作及图号分配如下：

铣床总图：

ET-X62W00机架：

ET-X62W01主轴部件：

ET-X62W02工作台部件：

ET-X62W03横溜板：

ET-X62W04升降台部件：

ET-X62W05冷却泵部件：

ET-X62W06零件目录：

专用件目录、标准件及外购件目录设计方案总体设计方案：

根据老师给的图片，同学分四组设计并互相交流讨论出最佳方案，横流板固定在箱体上，高度与箱体高度和升降台和工作台配合。

在箱体与升降台连接时使用焊接的方式；升降台与恒流板连接时使用有四个螺纹孔的连接板连接，另外一侧使用连接架与箱体连接并用螺钉固定；恒流板与工作台用丝杠连接，使工作台能在恒流板上运动。

第一组主轴机架设计方案：

1、箱体：

使用3mm厚的钢板主体采用折弯技术，部分两侧采用焊接技术连接。

2、电机：

用10w电机，在固定时使用连接板用M10螺钉固定在箱体上。

3、主轴：

两端的连接使用铜套连接在电机的出轴上做一个键槽与主轴配合，使电机能够带动主轴使其能够旋转。

主轴铜套连接板电机后盖设计步骤总体设计步骤：

1、参照老师给的铣床图片，参阅各种机械参考书，综合考虑各个部分的连接方式和如何选材，怎样做到最经济、设计方便、操作方便。

2、分组进行设计：

升降台、横流板、工作台、主轴机架，各组在进行过程中互相交流信息。

3、各组完成后进行组装，完成最后的组装图。

4、画出各组的部件工程图、标准件等5、写实训报告。

第一组主轴机架设计步骤：

1、根据整体效果以及实际制作方式的可行性确定箱体的大小、形状。

2、查阅老师给的资料和参考书上的资料以及实际当中所要带动的物体的重量确定电机的型号、外形尺寸。

3、根据箱体的总重及外形，以及主轴所要带动的物体确定主轴的直径30，与电机的连接方式使用铜套。

4、画出各个部件的零件图和工程图并装配。

总图部件图横溜板升降台主轴机架工作台专用件目录1、工作台：

2、主轴机架：

3、横溜板：

4、升降台：

标准件及外购件目录1、工作台：

2、主轴机架：

3、横溜板：

4、升降台：

五、参考资料现代实用机床设计手册机械工业出版社机械设计手册成大先主编化学工业出版社SolidWorks2008典型范例赵罘王平张云杰编著清华大学出版社SolidWorks2008高级装配（美）SolidWorks公司著叶修梓陈超祥主编机械工业出版社六、机电一体化系统的拆装与运行实训

（1）成绩评定表评分项目满分分数实得分数学习态度、完成任务情况40查阅中外文献资料、综合运用所学知识能力15分析能力、解决问题能力20实训报告编写能力（资料齐全、书写规范、条理清晰等）15有独特见解或创造性10实训等级指导教师评语：

指导教师（签名）年月日实训报告连续四周的机电一体化系统的拆装与运行实训已经结束，同时我现在也看到了自己的成果。

细细想来，受益匪浅从开始的一头雾水到现在成功的完成了这个项目，这中间走了不少的弯路。

从设计来说，对于以前从未做过如此大工程的设计的我们来说相当困难，没有工作的实际经验，只懂得老师讲过的皮毛，不知从何入手。

经过老师的慢慢讲解，加上在图书借的现代实用机床设计手册、机械设计手册、SolidWorks2008典型范例等等的书，开始懂得怎样设计，需要考虑什么。

在设计、画图过程中，曾经失去过信心。

比如，在设计主轴时，查不到应该怎么跟电机连接，用多大的直径，如何解决与箱体的摩擦问题。

后来通过跟老师的沟通和参考其他同学的设计方案搞懂了应该怎样解决我考虑到的问题。

还有就是在设计过程中各个小组的交流不够，比如，当我完成了我们小组的总装设计和总装配之后再与其他小组做最后的总装配时发现我的箱体的高度太小导致顶盖碰撞到了其他零件，因为这个小错误，导致我必须修改箱体的高度，最终导致很多装配好配合面丢失，出现了大量的错误。

当时真想把所有的东西都放弃，但老师耐心的跟我讲解了主轴机架上的其他错误并说明了该如何改正，给我以信心。

所以我把所有的主轴机架的各部分零件重新修改，设计出来了。

在第二次设计过程中，并没有第一次的那么艰难，我在一上午的时间就完成了，那个时候，我想我看到了自己的进步！

在后期的零件装配过程中，我很快的完成了任务，如鱼得水一样我想这四周机电一体化系统的拆装与运行实训我已经出色的完成了吧。

我对SolidWorks软件操作已经很熟练了，不知不觉中对CAD软件的操作也上升了一个档次。

这次机电一体化系统的拆装与运行实训的意义最重要的不是在这次实训中你学到了什么，而是在以后学习工作中可以把你学到的发挥到什么程度。