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铣床设毕业计论文
摘要
根据设计目的的要求，这次对X62型铣床进给箱的设计主要是完成对进给箱中各传动件和控制件的结构设计和分析。
根据要求设计的进给箱能实现18种进给速度，同时实现生产中的快速后退运动。
本次设计主要内容包括：
运动方案的设计、动力分析计算及校核、结构工程图的设计，以及对操纵机构的设计等内容。
其中，我的任务是设计运动方案和进给箱部分的操作机构。
另外，这次设计还包括翻译相关的专业英文资料和利用计算机三维绘图软件对部分零件进行了三维造型和分析。
本次设计还要求我们熟练掌握计算机基础知识的应用。
我的主要任务是了解进给箱部分的操纵机构的原理，对各种操纵机构进行优缺点的比较，从而选出最适当的可行方案。
进而对选定方案进行具体的结构设计。
本次设计需要用展开图来表示主轴箱中各传动件的结构和装配关系。
为了清楚表示出进给箱内各传动件和控制件的位置关系，还需有必要的向视图和剖视图。
并且对典型零件进行三维CAD造型，以加深对设计内容的理解和直观感觉。
用三维装配的方式可以更清楚地展现出个构件之间的联接关系。
关键词：
X62操纵机构变速盘
Abstract
Accordingtothedesignedrequirements,TheX62-typemillingmachinetofeedbinsaredesignedprimarilytothecompletionofthefeedboxpiecesofthetransmissionandcontrolpartsandsub-structuredesignAnalysis.Accordingtotherequirementsofthefeedbinscanachieve18speciesfeedrate,whileachievingrapidproductionofbackwardmovement.Themaindesignelementsinclude:
exerciseprogramdesign,dynamicanalysisandverification,structuralengineeringdesignplans,andthemanipulationofthedesignelements.Amongthem,Idesignthefeedboxispartoftheoperator.Inaddition,ThedesignalsoincludestranslationoftherelevantprofessionalEnglishandtheuseof3Dcomputergraphicssoftwareforsomeofthepartsof3Dmodelingandanalysis.Thisdesignalsorequiresustoskillfullymasterthebasicknowledgeofcomputerapplication.
Mymaintaskistounderstandthefeedboxpartofthemanipulationoftheprincipleofmanipulationofthevariousagenciesoftheadvantagesanddisadvantages,Theselectionofthemostappropriateoptions.Thenselectedtocarryoutspecificprogramsinthestructuraldesign.
Thedesignplansneedtostartspindleboxsaidthedrivepiecesofthestructureandassembly.Inordertoclearlyshowthefeedboxatthedrivepiecesandcontrollingthelocation,theneedtobenecessarytoviewandcutawayview.Andthetypicalcomponentsfor3DCADmodeling,inordertodeepentheunderstandingofthedesignandvisualimpression.3Dassemblywiththewaymoreclearlydemonstratesacomponentofthelinkrelationship.
Keywords:
X62-typemillingmachinecontrolagenciesvariablespeed
目录
摘要I
AbstractII
概论1
第1章绪论2
1.1机械制造装备的重要地位2
1.2机械制造装备类型3
1.2.1加工装备3
1.2.2工艺装备3
1.2.3输送及仓储装备4
1.2.4辅助装置4
1.3机床设计概论4
1.4机床的分类及型号编制5
1.4.1机床的分类5
1.4.2机床型号的编制方法5
1.5X62的特点和用途8
第2章机床进给传动系统设计10
2.1机床设计概论10
2.1.1.机构总体设计的任务和原则10
2.1.2结构总体设计步骤10
2.2主要技术参数的确定11
2.2.1机床主要技术参数的确定11
2.3机床进给传动系统设计12
2.3.1设计原则12
2.3.2机床传动方式和变速方式的选择12
2.4进给运动转速图拟定13
2.4.1拟定转速图一般原则13
2.4.2拟定转速图14
2.5计算转速和齿轮齿数的确定17
2.5.1计算转速的确定17
2.5.2齿轮齿数的确定18
2.6传动装置运动参数计算19
2.6.1各轴功率计算19
2.6.2各轴扭拒计算20
第3章操纵机构的设计21
3.1概述21
3.1.1操纵机构的功用和要求21
3.1.2操纵机构的组成21
3.1.3操纵机构的分类22
3.2操纵机构方案设计22
3.2.1摆动式操纵机构22
3.2.2凸轮操纵机构23
3.2.3移动式操纵机构24
3.3移动式操作机构的设计原理和结构设计25
3.3.1设计原理:
25
3.3.2操作机构的结构设计27
第4章计算机辅助设计32
4.1SolidWorks简介32
4.2实体建模32
4.3装配体35
4.4应力分析37
第5章计算机辅助制造40
5.1CAD/CAM（Mastercam）软件简介40
5.2Mastercam绘图和模拟加工过程40
结论45
参考文献46
附录：
47
致谢51
概论
机械工业肩负着为国家经济各部门提供各种先进装备的任务，而机床工业则是机械工业的重要组成部分，是为机械工业提供制造技术和装备的工业。
机床的拥有量，产量，品质和质量，是衡量一个国家工业水的重要标志之一。
因此机床工业在国民经济中占有极其重要的地位。
机床工作母机的属性，决定了它与国民经济各工业部门之间的关系。
机床工业可以生产出各种各样的基础机械产品，专业设备和机电一体化的产品，为能源，交通，农业，轻纺，石油化工，冶金，电子，兵器，航空航天和矿山工程等各种行业部门提供先进的制造技术与优质高效的工艺装备，从而推动这些行业的发展。
机床工业对国民经济和社会进步起着重大的作用。
金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，再一般情况下约占机器的总制造工作量的40%-50%，它的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质量和劳动生产率。
这次对进给箱变速机构的设计，可以使我们对进给箱内部传动系统的传动过程和操纵变速机构的原理有一个更深层的了解。
通过本次设计，有利于我们掌握和灵活运用所学的知识，提高我们的动手能力。
第1章绪论
1.1机械制造装备的重要地位
制造业是一个国家经济发展的重要支柱，是国民经济的主要来源，可以说，制造业的发展水平是一个国家或地区经济实力，科技水平和综合国力的重要标志之一。
机械制造是制造业核心，是向其它部门提供工具，仪器及各种先进制造装备的部门。
机械制造业的生产能力和制造水平是衡量一个国家工业水平的标志之一。
因此，机械制造业在国民经济中占据着重要地位。
而机械制造业的生产能力和水平主要取决于机械制造装备的先进程度。
随着科学技术的迅速发展，机械制造生产模式发生了巨大的演变。
19世纪20年代制造业开始起家，二次世界大战期间，大规模军工生产，使的制造业得到飞速发展。
20世纪50年代，产品品种单一，为了提高生产率，满足市场需要，广泛采取自动机床，组合机床和专门生产线。
在大批量生产条件下，这种生产方式可以实现刚性自动化，大幅度降低成本，极大的提高劳动生产率。
20世纪70年代后期，社会需求日益多样化，市场竞争日益激烈，为了在竞争中求的生存和发展,生产企业不仅要求提高产品质量,而且频繁的改变,以满足市场不断的发展。
数控机床就是在这样的背景下发展起来的，她极其有效的为单件小批量生产的精密复杂零件提供了自动加工手段。
20世纪70年代初研制出的计算机数控（CNC），使数控机床得到了迅速的发展和普及。
20世纪80年代初，市场上出现了更多系统化，规模化更大的柔性制造系统（FMC）它是采用一组数控机床和其它自动化的工艺装备，由计算机信息控制系统和物料储运系统有机结合的整体。
FMS既是自动化，又是柔性的，比单台数控机床的经济效益有大幅度提高，特别用于中小批量生产。
随着计算机辅助技术向智能化，网络化和集成化方向发展，为了充分利用企业的软硬件资源，发挥企业的整体效益，国外20世纪80年代出现了一种新的生产模式-CIMS。
CIMS技术的出现使机械制造自动化水平开始由系统自动化向综合自动化方向发展。
20世纪90年代，随着信息技术的发展，快速响应为市场制造发展的重要方向。
为加快响应市场，相继提出了精良生产（LP），敏捷制造（AM）,虚拟公司（VirtureCompration）精良-敏捷-柔性（LAF）生产系统等许多新的生产模式和新的哲理。
我国的机械制造业是在1949年建国后建立和发展起来的，以成为一个规模宏大，门类齐全的工业部门。
由于20多年内我国处于闭关锁国状态下发展自我。
我国的机械制造装备水平还很落后，产品种类少，档次低，多数装备还处于20世纪60~70年代水平。
机械制造水平落后，又严重影响了机械制造业，及其整个制造业的振兴。
因此我们必须深入广泛的开展科学研究和技术革命，把学习外国的先进技术和自己的创新结合起来，迅速提高我国机械制造装备产品的技术水平和时常竞争力。
1.2机械制造装备类型
机械制造装备包括，加工装备，工艺装备，仓储输送装备和辅助装备四种类型。
1.2.1加工装备
⑴金属切削机床
金属切削机床种类繁多，按使用范围可分为：
通用机床，专用机床，和专门化机床。
①通用机床：
又称万能机床，这类机床可加工多种工件，完成多种工序，使用范围广，通用性高，主要用于单件小批量生产。
按切削方式通用机床可分：
车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨床，拉床，切断机床，锯床，和其它机床。
②专用机床：
是用于加工特定工件的特定工序的机床，是为特殊工序要求专门设计，制造的加工设备。
③专门化机床：
这类机床用于加工形状相似而尺寸不同的工件特定工序，生产率很高，是用于成批生产。
⑵特种加工机床
①电加工机床：
是直接利用电能对工件进行加工的机床主要有点火花加工机床，点火化线切割机床和电解加工机床。
②声波加工机床：
是利用工具端面作超生频振动，通过工作液中的悬浮磨料对工件进行加工和抛磨实现加工的。
③激光加工机床：
采用激光能量对材料进行加工的设备。
④电子束加工机床：
加工范围广，可对任何金属导体，半导体和非半导体材料进行加工。
⑶锻压机床
锻锤是利用锻头与砧座之间撞击能量对金属进行压力加工。
曲柄液压机是锻压生产中广泛应用的一种锻压机床，它可以用于板料冲击，冷热加工等。
1.2.2工艺装备
⑴刀具
切削加工时，能从工件上切除多余材料或切断材料的工具，称之为刀具。
⑵夹具
在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用各种不同的用于使工件正确的位置，然后使工件加紧的工艺装备，统称夹具。
⑶模具
在工业生产中，用各种压力机和压力机上的压力工具。
通过压力把金属和非金属制出所需形状和制品。
这种专用工具称模具。
⑷量具
以固定形式复现量值的计量器。
1.2.3输送及仓储装备
⑴物料输送装置（有三种形式）：
①重力输送装置：
靠工件自身重力或退力，使工件在滚道上前行实现输送。
②强制输送装置：
由链条式输送带，莲板式输送带带动工件或随行夹具；采用输送机械手柄在两工位之间输送工件。
③步伐式输送装置：
自动线中最常用的是步伐式输送装置，其作用是在自动线上输送工件和随行夹具。
⑵仓储
仓储是用于存储原料，外购器材，半成品，成品，工具，胎夹模具，托盘，分别归厂和车间管理。
1.2.4辅助装置
辅助装置包括清洗机，排屑和计量等装备。
1.3机床设计概论
机床设计的基本要求及评价指标：
⑴工艺范围
机床是用来完成工件表面加工的，应该具备完成一定工艺范围（包括加工方法，工件类型，加工表面形状，尺寸等）的加工功能，因此也可以把工艺范围称之为机床的加工功能。
⑵精度
加工中保证被加工工件达到要求的精度，和表面粗糙度。
⑶生产率与生产自动化
生产率的要求根据生产纲领决定，常用单位时间机床所能加工出的工件数量表示。
机床自动化有半自动化和全自动化之分。
⑷可靠度
可靠度是在规定条件下和规定时间内，机床完成规定的能力及其稳定性。
⑸宜人性
①造型与色彩。
②噪音，一般机器允许噪音不大于85dB，精密机床不大于75dB。
⑹成本
价值=功能/成本
1.4机床的分类及型号编制
1.4.1机床的分类
金属切削机床种类繁多，为了便于区分，使用和管理，有必要对机床进行分类和型号编制。
（一）机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。
根据我国制定的机床型号编制方法，将机床分为12大类：
车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨床，拉床，切断机床，锯床，和其它机床。
同类型机床按应用范围（通用性程度）又可分为：
（1）通用机床：
又称万能机床，这类机床可加工多种工件，完成多种工序，使用范围广，通用性高，主要用于单件小批量生产。
（2）专用机床：
是用于加工特定工件的特定工序的机床，是为特殊工序要求专门设计，制造的加工设备。
（3）专门化机床：
这类机床用于加工形状相似而尺寸不同的工件特定工序，生产率很高，是用于成批生产。
（二）同类型机床按工作精度又可分：
普通精度机床、精密机床和高精度机床。
机床还可按自动化程度分为：
手动、机动、半自动和自动的机床。
机床还可按重量和尺寸分为：
仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（重量达10t）、重型机床（大于30t）和超重型机床（大于100t）。
按机床主要工作部件的数目，可以分为单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。
1.4.2机床型号的编制方法
机床型号就是按一定的规律、赋予每种机床一个代号，以便于机床的管理和使用。
我国机床型号的编辑，是采用汉语拼音加阿拉伯数字按一定规律组成的，它可简明地表达出机床的类型，主要规格几有关特征等。
普通机床型号：
1.普通机床型号用下列方式表达：
其中：
1）有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母；
2）有“◎”符号者，为阿拉伯数字；
3）“（）”的代号或数字，当无内容时，则不表示。
若有内容时，则不带括号。
2.机床类、组、系的划分及其代号。
机床的类别用汉语拼音大写字母表示，例如：
“铣床”的汉语拼音是“xichuang”,所以用“X”表示。
当需要时，每类又可分为若干分类；分类代号用阿拉伯数字表示，在类代号之前，居于型号的首位，但第一分类不予表示，例如：
磨床类分为M、2M、3M三类。
普通机床的类别代号及其读音如表1-1：
表1-1普通机床的类别代号
类
别
车
床
钻
床
磨床
镗
床
齿轮
加工机床
螺纹
加工机床
铣
床
刨
插床
拉
床
特种
加工机床
锯
床
其它机床
代号
C
Z
M
2M
3M
T
Y
S
X
B
L
D
G
Q
读音
车
钻
磨
二磨
三磨
镗
牙
丝
铣
刨
拉
电
割
其
机床的组别和系别代号用两位数字表示。
每类机床按其结构性能及使用范围划分为10个组，用数字0-9表示。
每组机床又分为若干个系列，系的划分原则是：
主参数相同，并按一定的公比排列，工件和刀具本身的和相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局形式相同的机床，即划分为同一系。
3.机床的特性代号
机床的特性代号表示机床具有的特出性能，包括通用特性和结构特性，当木类型机床除有普通型外，还具有某种通用特性，则在类别代号之后加上相应的特性代号。
为了区分主参数相同而结构不同的机床，在型号中用结构特性代号表示。
结构特性代号为汉语拼音字母。
例如：
CA6140型卧式车床型号中的“A”，可理解为这种型号车床在结构上区别于C6140型车床。
结构特性的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的，再不同型号中的意义可不一样。
4.机床主参数、第二主参数和设计顺序号。
机床主参数代表机床规格的大小，用折算值（主参数乘以折算系数）表示。
5.机床的重大改进顺序号当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别与原机床型号。
序号按A、B、C、……字母的顺序选用。
6.同一型号机床的变形代号某些机床，根据不同的加工需要，在基本机床型号的基础上仅改变机床的部分性能结构时，则在基型机床型号之后加1、2、3、……变形代号。
机床的型号是机床产品的代号，用以简明的表示机床类型，主要技术参数，性能和结构特点。
本次设计机床型号：
X62
X：
类别代号（铣床类）；
6：
组别代号（落地式卧试铣床组）
2：
主要参数代号（机床工作台宽度为320mm）
1.5X62的特点和用途
1）x62型卧式铣床有以下特点：
1.机床结构本身具有足够的刚性，使能承受重负荷的切削工作。
2.机床有足够的功率和很广的变速范围，能充分发挥刀具的效能，并能使用硬质合金刀具进行高速切削。
3.在机床的前面和左面，各有一套功能相同的按钮和操纵手柄（即复式操纵装置），使工作者能选择最方便的位置进行操纵。
4.机床具有各种连续的往复循环和间断的循环运动，能简化操纵动作，提高生产效率，并且可以进行多机床管理。
5.主轴的启动、停止和快进行程的开动都有明显的按钮，工作台的进给由手柄操纵，其送进方向和操纵手柄所指方向一致，主轴的转速和工作台的进给速度用转盘来操作，所有这些，搜使机床的操纵简单，操作机床的工人也不需要高熟练的技术。
6.机床的重要传动零件均用合金钢制成，并经特殊处理，容易磨损的件均用耐磨材料制成，机床导轨有防削装置这些都保证了机床有足够长的使用寿命。
7.容易磨损的部件都有消除间隙的调整装置，保证机床的精度和工作平稳
8.机床有良好的安全装置，手动进给和机动进给间有互锁机构，再进给量过大时，保险结合处能自动脱开，使机床零件不致损坏，同时有保证了操作者的安全。
9.机床迅速有效地进行制动，当加工完毕或其他原因而需要停车时，只需按一下“停止”按钮，机床的全部运动立即停止。
10.机床能进行顺铣和逆铣工作，操作者可根据需要灵活运动。
11.工作台在三个方向上（纵向、横向、垂直）都能进行快速移动，减少辅助时间，提高生产率。
12.工作台横向和垂直方向的移动集中的由一个手柄操纵可控制两个方向的进给和快速移动。
13.机床有完善的润滑系统，重要的传动件和轴承是由机动泵进行自动润滑，同时设有指示器进行经常检查，需用手动润滑的部位，其加油点均设有明显的标志。
14.各重要传动轴和主轴均安装有滚动轴承上，提高传动效率，主轴上的滚锥轴承，还能进行调整，以保证主轴精度。
2）机床的用途
x62型卧式铣床适用于圆柱、圆片铣刀，角度铣刀，成型铣刀及端面铣刀来铣切各种零件，也可以加工平面，斜面，沟槽，齿轮等。
装上分度头，可以铣切直齿齿轮和铰刀等零件，此时每当零件被加工完第一个齿后，利用手动使零件绕自己的中心转动一定的角度，以便进行下一个齿的加工。
x62型卧式铣床还可以安装万能铣头及圆工作台，用以铣切凸轮及圆弧形槽。
因此x62型卧式铣床能适用于各种企业，从小规模的机械修理厂到大量生产的的汽车制造厂都可以使用。
第2章机床进给传动系统设计
2.1机床设计概论
2.1.1.机构总体设计的任务和原则
⑴结构总设计的任务及重要性
结构总体设计的任务是将原理方案设计结构化，即把一维或三维的原理方案图转化为三维的可制造形状过程，包括“质”的设计和“量”的设计。
⑵结构总体设计原则
明确，简单，安全可靠是结构总体设计阶段必须遵循的三项基本原则。
2.1.2结构总体设计步骤
⑴初步设计
1明确设计要求
2主功能载体的初步设计
3按比例绘制主要结构草图
4检查主，辅助功能载体结构
5设计结果初评及选择
⑵详细设计
1各功能载体的详细设计
2补充完善结构总体设计草图
3对完善的结构总体草图进行审核
4进行技术经济评价
⑶结构总体设计的完善与审核
2.1.3结构设计基本原理
⑴任务分配原理
⑵自补偿原理
⑶力传递原理
⑷变形协调原理
⑸等强度原理
⑹稳定性原理
2.2主要技术参数的确定
2.2.1机床主要技术参数的确定
机床主要技术参数包括机床的主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数，运动参数及动力参数。
⑴主参数和尺寸参数
机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作性能的一种参数。
尺寸参数是指机床的主要结构尺寸参数。
选择的机床型号是X62
主轴转速种数18级
转速范围（转/每分）30～1500
⑵运动参数
①主轴转速的合理安排
根据nmax,nmin，在已知变速范围内若采用有级变速，则应进行转速分级。
所谓分级即在变速范围内确定中间各级转速。
目前，多数机床主轴转是速是按等比级数排列，其公比为φ。
则转速排列为
n1=nmin,n2=nminφ,n3=nminφ2，······，
nz=nminφz-1
主轴转速排列是等比级数规律分布。
主要原因是在转速范围转速相对损失均匀，如在加工中某一工序要求的合理转速为n,而在Z级转速中没有这个最佳转速，它是处于nj和nj+1，若采用nj+1，比转速高，由于过高的切削速度会使刀具耐用度下降。
为了不降低刀具耐用度，一般选用nj，将造成转速损失，其转速损失为（n-nj）,当n趋近nj|+1时，仍
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