2039 B655型牛頭刨床總體布局及主軸箱設計

2039 B655型牛頭刨床總體布局及主軸箱設計,b655,牛頭,刨床,總體布局,主軸,設計 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告設 計 題 目 :B655 型牛頭刨床總體布局及主軸箱設計院 系 名 稱: 機電工程學院 專 業(yè) 班 級: 機械設計制造及其自動化 08-12 學 生 姓 名: 蔡新藝 導 師 姓 名: 金慧芳 開 題 時 間: 2012 年 3 月 15 日 1 課題研究的目的和意義指導委員會審查意見：簽字： 年 月 日在現(xiàn)代化的加工技術中隨著電子技術計算機技術信息技術以及激光技術等的發(fā)展并應用于機床領域,數(shù)控刨床應運而生，使刨床的發(fā)展進入了一個新時代。不斷提高勞動生產率和自動化程度是刨床發(fā)展的基本方向, 國外數(shù)控刨床的普及率十分高例如日本、德國所生產的數(shù)控刨床占總量的 95%以上，加工精度高。通過改進結構使刨床可以實現(xiàn)雙向加工，成倍的提高了生產率，并且利用數(shù)控技術使刨床的加工領域不再僅僅局限在平面內，可以實現(xiàn)曲面的加工，使刨床更加廣泛的應用于現(xiàn)代化加工工業(yè)中。牛頭刨床是直線型運動機床，它的生產效率比較低，可以用來加工中、小型的工件，有一定的工作長度。它的工件裝夾可調整的工作臺上或夾在工作臺上的平口鉗內，利用刨刀的直線往復運動（切削運動）和工作臺的間歇移動（進刀運動）進行刨削加工的。本課題研究的意義是通過對傳統(tǒng)刨床基礎結構的研究可以對刨床的運動特點，力學性能有更深層次的了解從而為設計研究更精密更加現(xiàn)代化的刨床鋪平道路。2 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）2.1 牛頭刨床的發(fā)展現(xiàn)狀2.1.1 牛頭刨床國內發(fā)展現(xiàn)狀我國現(xiàn)有的刨床大多是 60 年代的產品，隨著現(xiàn)代加工工業(yè)的發(fā)展，老式的牛頭刨床逐漸暴露出效率、精度較低等問題。很難適應產品在質量和產量上的要求，成為阻礙生產的“ 瓶頸 ”。采用先進、科學、可靠的技術改造在線設備，是充分發(fā)揮設備效能，優(yōu)化設備結構、促進設備資源有效利用的重要途徑。有許多公司早已開始研究并取得了很好的效果，實踐證明這種辦法是可行的。同時有的公司加大投入力度研制出更加先進的刨床。如2006 年2 月14-17 日在上海浦東新國際展覽中心舉辦了“ 中國數(shù)控機床展覽會”，國內外著名機床廠家都展示了最新數(shù)控機床產品。在南京新方達數(shù)控有限公司的展臺上展出了一臺令人耳目一新的數(shù)控機床———雙向數(shù)控曲面刨床（圖1.1）。該機床既不像傳統(tǒng)的牛頭床，又不像一般的龍門刨床，外形看上去象一臺加工中心，但是它又在雙向往復刨削曲面零件這臺機床改變了人們對傳統(tǒng)刨床的認識，開創(chuàng)了刨床的新時代。它具有三項最新國家專利技術，獨特的雙向刨刀是高效加工的核心，使得刨床能夠雙向刨削，加工效率成倍提高；創(chuàng)新的雙支承結構是高精度的可靠保證，使得加工精度大大提高；特有的三軸交流伺服數(shù)控系統(tǒng)，使得刨床的加工領域充分拓展，可以加工兩個剖面方向的曲面、斜面、平面等特型面，甚至擴展加工螺旋面圖1.1 數(shù)控刨床外觀圖2.1.2 牛頭刨床國外發(fā)展現(xiàn)狀在國外刨床的應用比較早，所以研究比較深入。隨著各種先進技術的產生尤其是計算機技術的發(fā)展使數(shù)控技術應運而生。數(shù)控刨床無須人工操作,而是靠數(shù)控程序完成加工循環(huán)。因此調整方便,適應靈活多變的加工任務,使得中小批生產自動化成為可能。國外數(shù)控刨床的普及率十分高例如日本、德國所生產的數(shù)控刨床占總量的 95%以上。而且他們所生產的刨加工床精度、效率十分高,廣泛的應用于柔性自動化生產系統(tǒng)中。2.2 牛頭刨床的類型根據(jù)所能加工工件的長度，牛頭刨床可分為大、中、小型三種：小型牛頭刨床可以加工長度為 400mm 以內的工件，如 B635-1 型牛頭刨床；中型牛頭刨床可以加工長度為 400-600mm 的工件，如 B650 型牛頭刨床；大型牛頭刨床可以加工長度為 400-1000mm 的工件，如 B665 型和 B69O 型牛頭刨床。2.3 牛頭刨床的特點 牛頭刨床主要用于單件小批生產中刨削中小型工件上的平面、成形面和溝槽。它的主要五大特點有：1、牛頭刨床的工作臺具有橫向和升降的快速移動機構，用以刨削傾斜的平面，從而擴大了使用范圍。2、刨床的進給系統(tǒng)采用凸輪機構，有 10 級進給量。改變走刀量，也非常方便。3、牛頭刨床在走刀系統(tǒng)內裝有過載安全機構，當由于操作不慎或者受到外力影響與切削超載時，走刀自行打滑，無損機件保證機床的正常運行。4、滑枕和床身導軌間以及具有速度的齒輪付和主要的滑動導軌面，均有油泵打出的潤滑油進行循潤滑。5、牛頭刨床裝有離合器及制動停車機構，所以在變換速度，啟動機床及停車時，可不必切斷電源，制動停車機構能使滑枕當離合器脫開時之慣性沖程量不大于 10 毫米。3 設計的基本內容、擬解決的主要問題3.1 本設計結構組成本設計的刨床主體結構是由 1 床身、2 變速箱、3 滑枕、4 工作臺、和 5搖臂機構組成。3.1.1 床身床身為鑄鐵的箱形殼體固定在底座上。床身內裝有變速機構和搖臂機構，床身上部裝有兩斜箱條與床身上平面組成供滑枕移動用的燕尾形導軌，二箱條中一個是固定的，另一個可以調整滑枕與導軌的間隙，床身前面為垂直方形導軌，橫梁滑面沿此導軌移動，后面裝一后罩，作防護用。3.1.2 變速箱變速箱由 P=3 千瓦， n=960 轉/分三相異步電動機驅動，電動機固定在床身后壁的支架上，變速箱內裝有三根支撐于滾動軸承上的平行軸，下軸裝有由齒輪，通過三角皮帶得轉動，伸在外面的操縱手柄，將這些齒輪撥到適當位置，與中軸上的齒輪相嚙合，使中軸得到三種速度。3.1.3 搖臂機構變速箱里的旋轉運動，經過搖臂機構變成滑枕的直線往復運動。搖臂上部用接頭與滑枕活動連接，使滑枕產生往復運動?；硪苿佑辛壦俣?。 3.1.4 滑枕滑枕是一個長的空心鑄件，其下面為燕尾形導軌，上面有長槽，穿以連接螺桿，將滑枕和搖臂機構連接起來?；硪耘傧餍泵妫匮辔残螌к?，刀架溜板可垂直移動。刨刀裝于刀夾坐中刀夾座可以繞一水平小軸轉動，以使刨刀于返回行程時在工件上滑行。3.1.5 工作臺工作臺橫行滑板都是夾固工件用的，為此在工作臺上面和右惻面有 T 形槽和固定圓形工件用的菱形槽，左惻面還有幾列圓孔，在用戶提出要求時可拆下工作臺，則用橫行滑板來固定夾具，工作臺前部支持在支架上，以保證有足夠的剛性。 3.2 牛頭刨床的運動形式牛頭刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金屬切削機床，多用于單件或小批量生產。為了適用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主執(zhí)行構件—刨刀能以數(shù)種不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往復直線移動，且切削時刨刀的移動速度低于空行程速度，即刨刀具有急回現(xiàn)象。刨刀可隨小刀架作不同進給量的垂直進給；安裝工件的工作臺應具有不同進給量的橫向進給，以完成平面的加工，工作臺還應具有升降功能，以適應不同高度的工件加工。3.3 設計基本內容（1）闡述課題背景，對國內外相關研究現(xiàn)狀進行總結和分析；（2）根據(jù)主要技術指標，在分析國內外研究現(xiàn)狀的基礎上制定總體設計方案，并闡明方案制定依據(jù)；（3）完成刨床傳動方案設計、零部件的具體結設計；（4）對所設計的結構進行精度和剛度校核；（5）得出設計結論：滑枕最大行程，滑枕最小行程，刀架最大垂直行程，刀架最大調轉角度。3.4 擬解決的主要問題本題以刨床為研究對象，根據(jù)主要技術指標，在分析國內外研究現(xiàn)狀的基礎上制定合理的總體結構設計方案，并闡明方案制定的依據(jù)。在設計過程中主要解決的問題是對刨床的傳動系統(tǒng)及曲柄擺桿機構的設計，各個零部件的結構設計，并完成精度和剛度的校驗4 技術路線（1）收集資料，分析研究資料，明確設計內容；（2）查閱有關的資料，弄清楚刨床的工作原理和工作過程，擬定設計方案；（3）根據(jù)擬定的設計方案進行尺綜合，以滿足根據(jù)刨床的用途，功能和工藝性要求；（4）根據(jù)刨床加工的精度和運動的要求，以及工作環(huán)境、成本、效率等條件，設計刨床的床身工作臺及傳動系統(tǒng)結構組成；（5）對主要零件進行工作能力設計，確定其合理的幾何形狀和結構尺寸。5 進度安排3 月 1 日-3 月 7 日：查閱相關資料，熟悉課題意義，理解題目設計意義；3 月 8 日-3 月 23 日：撰寫開題報告，制定總體設計方案；3 月 24 日-4 月 23 日：計算數(shù)據(jù)，進行具體結構設計；4 月 24 日-5 月 24 日：細化結構設計，完成設計圖紙；5 月 25 日-6 月 9 日：完善結構設計，整體設計說明書；6 月 10 日-6 月 15 日：完成設計，提交所有文件，準備答辯。6 參考文獻[1] 王正山.牛頭刨床的平面六桿機構運動分析[J].科技信息出版社，2006.[2] 何建民.刨工操作技術與竅門[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.[3] 陳江義.課程設計任務[J].鄭州工業(yè)大學學報：2009.35（1）：101-106.[4] 吳宗澤.機械設計課程設計手冊[S].北京：高等教育出版社，2007. [5] 尚德波.現(xiàn)代機床數(shù)控技術發(fā)展動態(tài)[J]. 職大學報, 2005, (04) .[6] 陳華.牛頭刨床上用的安全防護裝置[J]. 機械工人.冷加工, 2008, (11). [8] 吳坷軍.刨床加工快速對刀裝置[J].工具技術,2003(10):55-57.[9] 鹿躍麗,陳江義,張明成,熊濱生.牛頭刨床六桿機構的優(yōu)化設計[J]. 鄭州工業(yè)大學學報,2009,(03).[10] 胡志剛，王旺平，張永林，王玉成.牛頭刨床六桿機構的多體動力學分析及優(yōu)化設計[J].三峽大學學報（科學自然版）.2006(03).[11] 陳麗萍.刨床的刨削[J].山東農機化,2005（4）：16-17.[12] 鄧文英.金屬工藝學[M].北京：高等教育出版社，2001[13] 王三民.機械原理與設計課程設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.[14] 柯開波,邱復興.刨床的幾種誤區(qū)[J].汽車維修與保養(yǎng),2002（1）：35-36.[15] 徐國紅.在牛頭刨床上加工大型機體底面 [J]. 機械工人.冷加工, 2007.09.[16] 王鳳蘭,沙玉章.雙向刨削牛頭刨床的機構創(chuàng)新設計[J].機械設計.2007(11).[17] HU YUE.MARKET MACHINE[J].Bejing Review,2011,49.[18] JIAO PENG.The Big Green Machine[J].CHINA TODAY,2009,11.