刀架说明书
沈阳建筑大学
毕业设计说明书
毕业论文题目HTM125车铣复合加工中心左刀架设计
学院专业班级交通与机械工程学院机械1004班学生姓名侯天博性别男
指导教师赵德宏职称副教授
2014 年 6 月13 日
摘要
随着现代制造业的飞速发展，制造业企业越来越关注加工效率，加工质量和加工成本，所以机床制造商为了满足制造业的需求，提出了“一次装夹，全部完工”的设计理念，生产出车铣复合，铣车复合等多种类型数控车床。
复合加工作为机械加工的发展方向之一，也是数控设备发展的一个主要方向。在多种复合加工的领域上，车铣复合加工是目前发展最完善的一个领域。在国内外的各种展会上，我们可以看到很多机床厂家纷纷推出此类设备，作为高端设备的展示内容。
HTM125重型双刀架五轴联动卧式车铣复合加工中心，获2011年度机械工业科学技术二等奖。该加工中心具有主轴和刀具主轴的输出扭矩大、刚性高、配有可实现外铣加工的右刀架、机床承重大等优点，满足了船舶、能源等领域典型零件的车铣五轴加工需求，其综合性能达到了国际先进水平，本设计题目是根据实际生产需要，在原有基础上对加工中心左刀架装备图纸的基础上，进行结构零部件的细化，完成全套图纸的设计，并根据实际设计计算进行装配图纸改进。
本文给出了刀架结构设计，还对左刀架进给所需丝杠，轴承设计计算和校核，最后对所有零件进行建模和装配成一个装配体，最后进行了总结说明。
关键词：左刀架进给系统；校核计算；总体设计；装配
Abstract
With the rapid development of modern manufacturing industry, manufacturing companies are increasingly concerned about the processing efficiency, processing quality and costs, so the machine tool manufacturers in order to meet the needs of the manufacturing industry, proposed "a fixture, fully completed" design philosophy, production of the bus milling,
mill-turn CNC lathes and other types of composites.
Composite processing as the direction of machining, CNC equipment is also one of the main directions of development. In a variety of areas of composite machining, milling machining is the most developed one in the field. In various exhibitions at home and abroad, we can see a lot of machine tool manufacturers have introduced such devices as high-end devices show content.
HTM125 heavy twin turret milling complex five-axis horizontal machining center, won the 2011 Machinery Industry Science and Technology Award.The machining center has a spindle and tool spindle output torque, high rigidity can be achieved with the outer right turret milling machine tools for a major, etc., to meet the ship, energy and other areas of a typical five-axis milling machining parts demand , its overall performance has reached international advanced level, the design is based on the actual production of the subject needs, based on the original basis of the machining center equipped with drawings on the left turret, to refine the structure of parts to complete the design of a full set of drawings and improvements for assembly drawings based on the actual design calculations.
Key words:Left turret feed system；Check Calculation；Overall design；Assembly
目录
目录 (1)
第一章绪论 (1)
1.1 车铣复合加工的定义 (1)
1.2 复合加工机床的发展历史 (1)
1.3 刀架简介 (2)
1.3.1 我国数控刀架的现状和发展趋势 (2)
1.3.2 数控刀架的开发应用 (3)
1.3.3 数控刀架的功能 (3)
1.3.4 数控刀架的基本要求 (4)
1.3.5 数控刀架的类型 (4)
1.4 刀库 (5)
1.4.1 主要构件 (5)
1.4.2 刀库的类型 (5)
1.4.3 自动换刀系统 (6)
1.4.4 刀库的发展趋势 (6)
1.5 设计的内容、目的和方法 (7)
第二章总体方案设计 (9)
2.1 方案设计及总体布局 (9)
2.2 主切削力的计算 (9)
2.3 刀架应满足的要求 (11)
第三章刀架系统 (13)
3.1 已知技术参数 (13)
3.2 滚珠丝杠的计算及选择 (13)
3.2.1 滚珠丝杠导程的确定 (13)
3.2.2 确定丝杠的等效转速 (14)
3.2.3 估计工作台质量及工作台承重 (14)
3.2.4 确定丝杠的等效负载 (14)
3.2.5 确定丝杠所受的最大动载荷 (15)
3.2.6 选择滚珠丝杠型号 (16)
3.3 校核 (16)
3.3.1 临界压缩负荷 (17)
3.3.2 临界转速 (17)
3.3.3 丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率 (18)
3.3.4 丝杠扭转刚度 (19)
3.3.5 传动精度计算 (20)
3.3.6 伺服电机计算 (21)
3.3.7 电机的选择 (22)
第四章丝杠支承轴承的设计 (23)
4.1 影响轴承寿命因素 (23)
4.2 轴承的计算及校核 (24)
第五章建模与装配 (26)
5.1 建模 (26)
5.2 零件装配 (29)
第六章经济技术分析 (30)
6.1 经济技术分析的目的 (30)
6.2 经济技术分析 (30)
第七章结论 (32)
参考文献 (33)
致谢 (34)
第一章绪论
1.1 车铣复合加工的定义
车铣是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工, 使工件在形状精度、位置精度、已加工表面完整性等多方面达到使用要求的一种先进切削加工方法。车铣复合加工不是单纯的将车削和铣削两种加工手段合并到一台机床上, 而是利用车铣合成运动来完成各类表面的加工, 是在当今数控技术得到较大发展的条件下产生的一种新的切削理论和切削技术。
国际上对复合化机床尚无明确定义，目前正处于创新发展之中。复合加工又叫完全加工、多功能加工。早期曾将加工中心称为复合加工机床。但是随着复合加工技术的不断发展与进步，现在的复合加工机床与以前所称的复合加工机床有了本质上的区别。复合加工机床通过一次装夹零件完成多种加工工序，缩短了加工时间，提高了加工精度，因而受到用户的欢迎。数控车铣复合机床是复合加工机床的一种主要机型，通常是在数控车床上实现平面铣削、钻孑L攻丝、铣槽等铣削加工工序，具有车削、铣削以及镗削等复合功能，能够实现一次装夹、全部完上的加工理念。
车铣复合加工机床的运动包括铣刀旋转、工件旋转、铣刀轴向进给和径向进给四个基本运动。依据工件旋转轴线与刀具旋转轴线相对位置的不同, 车铣复合加工主要可分为轴向车铣加工、正交车铣加工以及一般车铣加工。其中轴向车铣和正交车铣是应用范围最广泛的两类车铣加工方法。轴向车铣加工由于铣刀与工件的旋转轴线相互平行, 因此它不但可以加工外圆柱表面, 也可加工内孔表面。正交车铣加工由于铣刀与工件的旋转轴线相互垂直, 在内孔直径较小时它不能对内孔进行加工, 但在加工外圆柱表面时由于铣刀的纵向行程不受限制,且可以采用较大的纵向进给, 因此, 在加工外圆柱表面时效率较高。
1.2 复合加工机床的发展历史
1845年美国丁'菲奇发明转塔车床，1911年美国格林里公司为汽车零件加工开发了第一台组合机床。1952年三轴数控铣床研制成功。1958年美国KT公司研制出带有刀具自动交换装置的加工中心，有力地推动了工序集中的加工方法的发展。复合加工及其制造装备的出现已有百余年的历史，但是真正得到较广泛的应用还是在20世纪80年代，数控技术和数控机床成为制造技术的主流后出现的。20世纪80年代中后期，随着加工
中心功能和结构的完善，显示了这种工序集中数控机床的优越性，开始出现车削中心、磨削中心等，使复合加工得到扩展而不再局限于镗、铣等工序。90年代后期又进一步发展了车铣中心、铣车中心、车磨中心等，近年来又出现由激光、电火花和超声波等特种加工方法与切削、磨削加工方法组合的复合机床，使复合加工技术成为推动机床结构和制造工艺发展的一个新热点。
1.3 刀架简介
刀架是数控车床非常重要的部件。数控车床根据其功能，刀架上可安装的刀具数量—般为4把、6把、8把、10把12把、20把、24把，有些数控车床可以安装更多的刀具。刀架的结构形式一般为回转式，刀具沿圆周方向安装在刀架上，可以安装径向车刀、轴向车刀、钻头、镗刀。车削加工中心还可安装轴向铣刀、径向铣刀。少数数控车床的刀架为直排式，刀具沿一条直线安装。
数控车床可以装配两种刀架；专用刀架由车床生产厂商自己开发，所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低，但缺乏通用性。通用刀架根据一定的通用标准而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。
我国的刀架生产还处在发展阶段，品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善的过程，远远没有达到成熟。基本上采用传统材料和传统，加上部分外购配套件的可靠性较差造成产品整体的可靠性与外国的差距。
随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
国产数控车床今后将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，近年来需要量可达10000～50000台。
1.3.1 我国数控刀架的现状和发展趋势
我国的刀架生产还处在发展阶段，品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善的过程，远远没有达到成熟。基本上采用传统材料和传统，加上部分外购配套件的可靠性较差造成产品整体的可靠性与外国的差距。
随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
国产数控车床今后将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，近年来需要量可达10000～50000台。
一是高速、可靠，追求的目标是换刀时间尽量的短，以换取加工中心和车削中心的高效性；
二是简单实用、造价低、使用可靠，但换刀速度不快。
1.3.2 数控刀架的开发应用
数控刀架是以回转分度实现刀具自动交换及回转动力刀具的传动。因此技术含量高，已趋向专业化开发生产。所以对数控转塔刀架的研究开发及应用已引起数控机床行业重视。
典型数控转塔刀架一般由动力源（电机或油缸、液压马达）、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台（刀盘）、动力刀座等组成。数控转塔刀架的动作循环为：T指令（换刀指令——刀盘旋转——刀位检测——预分——精确定位——刀盘锁紧——结束信号。
1.3.3 数控刀架的功能
数控机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切削工作，如卧式车床上的四方刀架，转塔车床的转塔刀架，回轮式转塔车床的回轮刀架，自动车床的转塔刀架和天平刀架等。这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力作用，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，定现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。因此，刀架的性能和结构往往直接影响到机床的切削性能、切削效率和体现了机床的设计和制造技术水平。
1.3.4 数控刀架的基本要求
（1）换刀时间短，以减少非加工时间。
（2）减少换刀动作对加工范围的干扰。
（3）刀具重复定位精度高。
（4）识刀、选刀可靠，换刀动作简单可靠。
（5）刀库刀具存储量合理。
（6）刀库占地面积小，并能与主机配合，使机床外观协调美观。
（7）刀具装卸、调整、维修方便，并能得到清洁的维护。
1.3.5 数控刀架的类型
按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式，下面对这三种形式的刀架作简单的介绍。
（1）排式刀架
排式刀架一般用于小规格数控车床，以加工棒料或盘类零件为主。其结构形式为：夹持着各种不同用途刀具的刀夹沿着机床的X坐标轴方向排列在横向滑板上。这种刀架在刀具布置和机床调整等方面都较为方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具，一把刀具完成车削任务后，横向滑板只要按程序沿X轴移动预先设定的距离后，第二把刀就到达加工位置，这样就完成了机床的换刀动作。这种换刀方式迅速省时，有利于提高机床的生产效率。
（2）回转刀架
回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架，一般通过液压系统或电气来实现机床的自动换刀动作，根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式刀架，并相应地安装4把、6把或更多的刀具。回转刀架的换刀动作可分为刀架抬起、刀架转位和刀架锁紧等几个步骤。它的动作是由数控系统发出指令完成的。回转刀架根据刀架回转轴与安装底面的相对位置，分为立式刀架和卧式刀架两种。
（3）带刀库的自动换刀装置
上述排刀式刀架和回转刀架所安装的刀具都不可能太多，即使是装备两个刀架，对刀具的数目也有一定限制。当由于某种原因需要数量较多的刀具时，应采用带刀库的自动换刀装置。带刀库的自动换刀装置由刀库和刀具交换机构组成。
1.4 刀库
刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置。其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库，改变了传统以人为主的生产方式。借由电脑程序的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等，大幅缩短加工时程，降低生产成本，这是刀库系统的最大特点。
1.4.1 主要构件
1.4.2 刀库的类型
近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品。其产品品质的优劣，关系到工具机的整体效能表现。
刀库的容量、布局，针对不同的工具机，其形式也有所不同，根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种：
（1）斗笠式刀库
一般只能存16~24把刀具，斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴移动。当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具，这时刀库转动。当要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，夹紧刀具后，刀库退回原来的位置。（2）圆盘式刀库
圆盘式刀库通常应用在小型立式综合加工机上。"圆盘刀库"一般俗称"盘式刀库"，以便和"斗笠式刀库"、"链条式刀库"相区分。圆盘式的刀库容量不大，顶多二、三十把刀。需搭配自动换刀机构ATC(Auto Tools Change)进行刀具交换。
（3）链条式刀库
链条式刀库的特点是可储放较多数量之刀具，一般都在20把以上，有些可储放120把以上。它是藉由链条将要换的刀具传到指定位置，由机械手将刀具装到主轴上。换刀动作均采用马达加机械凸轮的结构，此设计之结构简单、动作快速、确实、可靠，但是价格较高，通常为客制化产品。
1.4.3 自动换刀系统
自动换刀系统是CNC工具机的重要组成部分，主要是将加工所需刀具，从刀库中传送到主轴夹持机构上。刀具夹持元件的结构特性及其与工具机主轴的联结方式，将直接影响工具机的加工性能。刀库结构形式及刀具交换装置的工作方式，则会影响工具机的换刀效率。自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度，又会对整机的成本产生直接影响。
数控工具机的自动换刀系统大概分为1.油压机构2.气压机构3.电气式凸轮机构。在不断追求速度及可靠性提升的数控工具机市场，凸轮式换刀机构就广泛的被采用。此设计只用一个驱动马达就可完成复杂的换刀动作，快速确实，除了换油外没有其他消耗零件及保养需求，故障率最少，寿命超过百万次以上。
一般具有ATC装置者都有ATC臂。换刀时若是需要在刀具库与主轴两处更换，则需要ATC臂来补助。但有些工具机并不需要ATC臂即可完成换刀动作。
1.4.4 刀库的发展趋势
未来工具机产业的发展，均以追求高速、高精度、高效率为目标。随着切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求也在逐步提高；换刀的速度已成为高等级工具机的一项重要指标。
快速自动换刀技术是以减少辅助加工时间为主要目的，综合考虑工具机的各方面因素，在尽可能短的时间内完成刀具交换的技术方法。一般强调换刀速度快的卧式机台，皆有几个特点：1.刀臂短 2.刀臂不一定成直线 3.两刀可能互相垂直 4.凸轮箱小且可移动。其主要目的是要让换刀时，可动件之转动惯量小，以达到快速换刀之目的。该技术包括刀库的设置、换刀方式、换刀执行机构和适应高速工具机的结构特点等。
衡量换刀速度的方法主要有二种：1.刀到刀换刀时间(T to T) 2.切屑到切屑换刀时间(C to C)。由于切屑到切屑换刀时间基本上就是综合加工机两次切削之间的时间，反映了综合加工机换刀所需的辅助时间，因此切屑到切屑换刀时间应是衡量综合加工机效率高低的最直接指标。而刀到刀换刀时间则主要反映自动换刀装置本身性能的好坏，适合作为工具机自动换刀装置的性能指标，这两种方法通常用来评价换刀速度。至于换刀时间多少才算得上是高速工具机，并没有确定的指标，在技术条件可能的情况下，应尽可能提高换刀速度。
工具机的换刀装置，通常由刀库和换刀机构组成，有些应用机械手臂换刀，有些换刀方式并不需要机械手臂，刀库的形式和摆放位置也不一样。为了适合高速运动的需要，高速工具机在结构上已和传统的工具机不同。以刀具运动进给为主，减小运动工件的质量，已成为高速工具机设计的主流。因此，设计换刀装置时，要充分考虑到高速工具机的结构特征。
适合于工具机的快速自动换刀技术主要有以下几个方面：在传统自动换刀装置的基础上提高动作速度，或采用动作速度更快的机构和驱动元件。例如，机械凸轮结构的换刀速度高于液压和气动结构。根据高速工具机的结构特点设计刀库和换刀装置的形式和位置。例如，传统工具机的刀库和换刀装置多装在立柱一侧，在高速工具机则多为立柱移动的进给方式，为减轻运动件质量，刀库和换刀装置不宜再装在立柱上。采用新方法进行刀具快速交换，不用刀库和机械手方式，而改用其它方式换刀。例如不用换刀，用换主轴的方法。使用适合于高速工具机的刀柄。如HSK刀柄质量轻，装卸刀具的行程短，可以使自动换刀装置的速度提高。快速自动换刀装置采用HSK空心短锥柄刀是发展的趋势。
1.5 设计的内容、目的和方法
设计的内容是机床总体方案设计及刀架系统设计，并撰写毕业设计论文。
设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，提高综合素质和创新能力，受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高，培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度，加强团队合作精神。
在设计中，先通过参观及查阅等了解有关系统的工作原理，作用及结构特点。选择合适的算法，根据计算结果查阅手册，得出相关的结构或零件。在图纸的绘制中，充分利用软件的先进性。最后，完成硬件连接设计，编制典型零件的车削程序，撰写说明书。
第二章 总体方案设计
2.1 方案设计及总体布局
机床结构可以布置成卧式、立式、倒立式及斜置式等，根据设计任务——加工轴类和直径较大的盘、套类零件，采用卧式斜床身形式。主轴水平安装，横向成45°布置。根据纵横向长度定外观总长度。
数控机床的伺服系统是连接数控系统和机床主体的重要部分，在设计中，在伺服方式上选择最广泛应用的半闭环方式。采用螺旋传动，计算滚珠丝杠副尺寸规格，接着进行丝杠的校核并进行精度等验算，根据计算的扭矩选择伺服电机。
2.2 主切削力的计算
切削力的大小可用各种测力仪测得，也可用实验得出的近似公式计算：
PZ PZ X Y Z PZ P C t s k = 2-1
vPZ PZ PZ hPZ PZ k k k k k k ?γ=料 2-2
PZ PZ X Y Z PZ vPZ PZ PZ hPZ PZ P C t s k k k k k ?γ=料(公斤力) 2-3
式中 PZ C ——系数。决定于工件材料和加工方法，在一定的切削条件（v 、s 、t 固定）下，PZ C 为一常数。PZ C 大表示工件材料的加工性差；PZ C 小表示工件材料的加工性好。
k ——总的修正系数。决定于工件材料、切削用量和刀具几何形状等。错误！未指定书签。
vPZ PZ PZ hPZ PZ k k k k k ?γ料——分别为工件材料、切削速度、主偏角、前角、刀具磨损限
度对P 的修正系数。
PZ X 、PZ Y ——指数。一般情况下PZ X >PZ Y 。这说明吃刀深度对切削力的影响要比走刀量对切削力的影响大。
下表所列为的系数、指数和修正系数。这些系数在下列条件下制定：刀片材料为硬
质合金，工件材料为碳素结构钢，275/b σ=公斤力毫米，
50/v =米分，45?=，10γ=+，0λ=，后刀面磨损限度0.9 1.2h =毫米，切削时不用冷却液，车削外圆。它们的系数、指数和修正系数之值也各有不同，可从有关手册中查得。
表 2-1 材料主要参数 2.0 切削功率是切削时在切削区内消耗的功率。当切削速度为已知时，切削功率可用下式计算：
102606120Z Z P v P v N kw ==?切削 2-4
在校验机床选用的电动机功率时应使
N N k η≤切削过
电机 2-5
式中 N 电机——机床电动机名义功率（千瓦）； η——机床效率（一般齿轮机床η=0.70.8）；
k 过——电动机超载时容许的系数（一般k 过=1.25）[5][7]。
如表2-1，取其中各参数的最大值进行估算：
取 PZ C =167， PZ X =1.0， 0.75PZ Y =，
PZ k 料=1.09， PZ k ?=1.08， PZ k γ=1.3， hPZ k =1.05， vPZ k =0.9
取 切深t=5mm ，进给量s=0.3mm/r
则由公式2-3：
0.7516750.3 1.090.9 1.08 1.3 1.05
489.54797Z P kgf N
=???????==
::1:0.25:0.4::4800:1200:1920X Y X Y F F F F =∴=Z Z 而 F F 2-6
切削功率：取切削速度为750m/min ，由公式2-4 2-5得:
489.51058.46120N k ω?==切削
8.48.960.75 1.25N N k k ωη≥
≥≥?切削电机过
取 11N k ω=切削 2.3 刀架应满足的要求
满足工艺过程所提出的要求。机床依靠刀具和工件间相对运动形成工件表面，而工件的表面形状和表面位置的不同，要求刀架能够布置足够多的刀具，而且能够方便而正确地加工各工件表面， 为了实现在工件的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地转位。
在刀架以要能牢固地安装刀具，在刀架上安装刀具进还应能精确地调整刀具的位置，采用自动交换刀具时，应能保证刀具交换前后都能处于正确位置。以保证刀具和工件间准确的相对位置。刀架的运动精度将直接反映到加工工件的几何形状精度和表面粗糙度上，为此，刀架的运动轨迹必须准确，运动应平稳，刀架运转的终点到位应准确。面且这种精度保持性要好，以便长期保持刀具的正确位置。
刀架应具有足够的刚度。由于刀具的类型、尺寸各异，重量相差很大，刀具在自动转换过程中方向变换较复杂，而且有些刀架还直接承受切削力。考虑到采用新型刀具材
料和先进的切削用量，所以刀架必须具有足够的刚度，以使切削过程和换刀过程平稳。
可靠性高。由于刀架在机床工作过程中，使用次数很多，而且使用频率也高，所以必须充分重视它的可靠性。
刀架是为了提高机床自动化而出现的，因而它的换刀时间应尽可能缩短，以利于提高生产率。目前自动换刀装置的换刀时间在0.8—6秒之间不等。而且还在进一步缩短。
操作方便和安全。刀架是工人经常操作的机床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是评价刀架设计好坏的指标。刀架上应便于工人装刀和调刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作调整刀架的手柄（或手轮）要省力，应尽量设置在便于操作的地方。
第三章刀架系统
滚珠丝杠的保护
滚珠丝杠副可用润滑来提高耐磨性及传动效率。润滑剂分为润滑油及润滑脂两大类。润滑油用机油、90～180号透平油或140号主轴油。润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内，而润滑油通过壳体上的油孔注入螺母空间内。
滚珠丝杠副和其它滚动摩擦的传动元件，只要避免磨料微粒及化学活性物质进入，就可以认为这些元件几乎是不产生磨损的情况下工作的。但如果在滚道上落入脏物，或使用肮脏的润滑油，不仅会妨碍滚珠的正常运转，而且使磨损急剧增加。
通常采用毛毡圈对螺母副进行密封，毛毡圈的厚度为螺距的2～3倍，而且内孔做成螺纹的形状，使之紧密地包住丝杠，并装入螺母或套筒两端的槽孔内。密封圈除了采用柔软的毛毡之外，还可以采用耐油橡胶或尼龙材料。由于密封圈和丝杠直接接触，因此防尘效果较好，但也增加了滚珠丝杠螺母副的摩擦阻力矩。为了避免这种摩擦阻力矩，可以采用由较硬塑料制成的非接触式迷宫密封圈，内孔做成与丝杠螺纹滚道相反的形状，并留有一定的间隙。
对于暴露在外面的丝杠，一般采用螺旋刚带、伸缩套筒、锥形套筒以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩，以防止尘埃和磨粒粘附到丝杠表面。除与导轨的防护罩相似外，这几种防护罩一端连接在滚珠螺母的端面，另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。这样就可以更加的牢固了。
3.1 已知技术参数
最大行程（Z轴）884 mm；
工作进给速度为1/8000 mm/min；
纵向快速进给速度：15 m/min；
刀架估计质量：150kg；
3.2 滚珠丝杠的计算及选择
3.2.1 滚珠丝杠导程的确定
在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为1
i=，设电机的最高工作转速为
max 1500/min
n r
=，则丝杠导程为：
max max
h v P n ≥ 3-1 3
1510101500
h P ?≥=，取 10h P =
3.2.2 确定丝杠的等效转速 /min h v n r P =
3-2
由公式3-2,最大进给速度时丝杠的转速：3max max
15101500/min 10
h v n r P ?=== 最小进给速度时丝杠的转速： min min 10.167/min 6h v n r P =
==
丝杠等效转速：（取 122t t =） max 1min 212/min m n t n t n r t t +=+ 3-3
1t ，2t ——转速max n ，min n 作用下的时间(s)。
max 1min 212888.94/min m n t n t n r t t +==+
3.2.3 估计工作台质量及工作台承重
刀架质量：11509.81470G N =?=
其他重量：
392400200807.85109.8110520G N -=??????= 总质量：1214705202000G G G N =+=+=
3.2.4 确定丝杠的等效负载
工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的试验公式计算。选定导轨为滑动导轨，取摩擦系数为0.03，K 为颠覆力矩影响系数，一般取1.1 1.5，现取为1.1，则丝杠所受的力为（如图3-1所示）：
图3-1 受力分析
max (
)221.112000.03(20004800)1920200022X Z Y F KF f F F =++-+=?+?++- =2013N 3-4
min 0F N =
其等效负载可按下式估算
（取 21t t =，212n n =）：
t 1，t 2——轴向载荷max F ，min F 作用下的时间(s)。
n 1，n 2——轴向载荷max F ，min F 作用下的转速(r/min)。
1333
max 11min 22112246700m F n t F n t F N n t n t ??+== ?+?? 3-5 3.2.5 确定丝杠所受的最大动载荷
1/360610F f T n m w h m C N a f f f f t h a k τ??= ? ??? 3-6
f w ——负荷性质系数；（查表：当一般运转时，f w 为1.2 1.5，取f w =1.5。）
f t ——温度系数；（查表：）
f h ——硬度系数；（查表：滚道实际硬度≥HRC58时，f h =1。）
f a ——精度系数；（查表：当精度等级为3时，f a =1.0。）
f k ——可靠性系数；(查表：可靠性为90%时，f k =1.00。)
F m ——等效负荷(N)；
亚兴刀架说明书
LDB4-6系列电动刀架 说 明 书 常州市亚兴数控设备有限公司 常州市新墅机床数控设备有限公司地址：常州市武进区遥观镇钱家工业园 电话：（0519）88362511 88771358 88351985 传真：（0519）88361958 邮编：213011 2010年版
刀架使用注意事项 一、本刀架，电机使用电源为：50Hz、三相380V±10％；发讯盘使用电源为： 直流24V或12V（通常为直流24V，如需使用直流12V，请定货时申明）。 二、刀架电机采用三相380V特殊刀架电机，刀架连续运行时，每分钟 换刀次数不得超过6次，否则会烧坏电机。 三、电动刀架上下或四周，请不要使用气枪清理垃圾、铁屑以及污垢，否则刀架体内可能会有垃圾、铁屑和污水，影响刀架正常运行。 四、每班应向油杯处加注清洁机油（磨头油）。 五、为保证刀架使用正常，每3个月应将刀架拆开清洗、保养一次。所有零件 （除发讯盘、电机等电器部件外）清洗上油，传动部位加3号锂基脂。 六、为使刀架运转正常，装夹刀具时，尽量不要造成偏载。 七、夹紧刀具时，请不要使用加力管，以防止上刀体受压变形，影响刀架精度。 八、应避免刀架撞车，尤其是在刀架换刀过程中，撞车会严重损坏刀架内部零 件。 九、如发生撞车，应立即拆开刀架，检查中轴、定位销、外端齿盘安装螺钉是 否损坏、变形或松动。 十、切勿将刀位信号线及正位（锁紧）信号线与电源正极短路，否则会损坏发 讯盘。 十一、该刀架反转锁紧时间为1.2～1.5秒（LDB4-120（6163A）以上刀架为1.5～1.8秒）。反转锁紧时间设置过长会使电机温升过高而损坏电机。反转锁紧时间设置过短会使刀架不能充分锁紧。同时，请不要在刀架电机正转结束与电机反转开始的中间插入延时。 郑重申明：如违反上述注意事项，造成刀架损坏，本公司将不予承担！
锻造加工技术
第四章锻造加工 一、缎造概要 (一)锻造的意义与发展 锻造(Forging)系利用加压机具及工模具产生及传递冲击或挤压的力，使金属材料产生局部或全部的塑性变形，以获得所需几何尺寸、形状及机械性质之制品的加工方法，如图4-1所示。 锻造乃是人类最古老的加工技术之一，因可得坚硬而锐利的制品，故成为古代制作刀剑等兵器或农用器具的主要方法。依据古文献记载与历史学家推论，我国的锻造技术早在战国时代就有相当的技术基础，如传说中的绝世名剑：干将、莫邪、龙渊、太阿等皆是缎造的产物。明宋应星的「天工开物」里第十篇「锤锻
第十」即描述各种我国古代的锻造技术。国外锻造发展方面，在公元前七百年已有发明在压砧的上模锻货币的记载，另外亦有记录利用水车及一些曲柄连杆机构做为锻造工具，但一直到十五世纪才有利用冲压机具来制造货币的记录，而有关使用落锤锻造机的记载则于十七世纪方有记述。(参阅图4-2及图4-3) 经由锻造加工而得之锻件，由于在锻压过程中强迫材料塑性变形，因而可改善晶粒组织，使材质细密化、均质化，并获得优良的抗疲劳性、韧性及耐冲击性等机械性质，故极适合制造各种高强度之金属制品或零组件。因此锻造已是现今产业发展相当重要的加工技术，尤其若需求物理性能高、韧性好、强度高的零件就非锻制品不可。其与汽车工业、重工业、手工具业有密切的关系，从一般典型的民间用品，如船舶用柴油引擎之曲轴、汽车曲柄、轮圈、齿轮、活塞头、连结器、螺栓、手工具，至技术层次较高的产品，如轧钢机转轴、铁道车辆组件、涡轮机圆盘、飞机引擎、电动机转轴、战机及飞弹构件等，皆是锻造加工的产物。
因此锻造加工的应用范围乃涉及机械工业、化学工业、汽车工业、矿业、土木工业等，如表4-1所示。 (二)锻造的特点与目的 锻造在古代即扮演重要加工角色，至今亦能成为现代产业发展相当重要的加工技术，主要是具有下列特点 1. 对于相同零件而言，施以锻造则较其它机械加工法，可获得细密的晶粒组织， 并且可减少零件内部气孔、罅裂等缺陷。
方刀架课程设计说明书
《机械制造技术》课程设计 设计题目：方刀架课程设计 说明书 专业： 班级： 设计者： 指导教师： 年月日
《 课程设计说明书 刀具架机械加工工艺规程及工艺装备设计: 序 言 大二第一学期我们进行了《机械制造技术》课程的学习，并且在大一第一学期进行过金工实习。为了巩固所学知识，在我们进行之后其他各专业课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是作为一次理论联系实际的训练，我们进行了本次课程设计。 通过这次课程设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们通过认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 一、零件的分析 (一)零件的作用 方刀架是作用是通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定，夹紧、转换，为车工提供方便，同时也节省了大量的辅助时间，大大提高了生产效率.方刀架的主要功用就是通过装在刀架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。 (二)零件的工艺分析 本零件从零件图可知： 1）该零件为车床用方刀架，中间周圈槽用于装夹车刀，其C 面直接与车刀接触，所以要求有一定的硬度，因此表面淬火40~45HRC 。 2）该零件左端面与车床拖板面结合，并可以转动，φ15019 .00+mm 孔用于刀架定位时使 用，以保证刀架与主轴的位置，其精度直接影响机床的精度。 3）该零件为锻件，在设选定毛胚时锻件尺寸为135mm ×135mm ×82mm ，根据基准重合 和多次加工的原则选择右端面和φ3603 .00+mm 孔定位，保证加工基准的统一，从而保证了工 件的加工精度。
方刀架《机械制造工艺学》课程设计说明书
机电及自动化学院 《机械制造工艺学》课程设计说明书 设计题目：方刀架工艺规程设计 姓名： 学号： 0811111043 班级：机电（1）班 届别： 2008级 指导教师： 2011 年 07月 前言 《机械制造工艺学》课程设计是我们学完了机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM 等专业基础课和主要专业课，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节，特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识解决问题能力的练习。并且，这次课程设计同样也会用到以前的金工实习和认知实习的相关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程。 通过课程设计达到以下目的：
1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养我分析问题和解决问题的能力。 2、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强我解决工程实际问题的独立工作能力。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指正和改善。 目录 1、任务介绍 (1) 2、方刀架工艺分析 (1) 2.1、零件的作用 (1) 2.2、零件的工艺分析 (1) 3、方刀架工艺规程设计 (2) 3.1、确定方刀架毛坯的制造形式 (2) 3.2、基准选择 (2) 3.3、制定工艺路线 (3) 3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 (5) 3.5、各种机床与刀具选择 (7) 3.6、确定切屑用量 (7) 3.7、基本工时的确定 (7) 3.8、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介 (13) 3.9、工艺方案的技术经济分析 (13) 4、小结 (14) 5、参考文献 (14) 6、附件 (14)
LDB4刀架设计说明书
目录 1.绪论............................................ 错误!未定义书签。国内外数控机床状况分析............................ 错误!未定义书签。自动刀架状况分析.................................. 错误!未定义书签。刀架设计总体方案.................................. 错误!未定义书签。 2.刀架机械结构设计................................ 错误!未定义书签。刀架机械结构设计总体方案.......................... 错误!未定义书签。 减速传动机构方案设计............................ 错误!未定义书签。 上刀体锁紧与精定位机构设计...................... 错误!未定义书签。 刀架抬起机构设计................................ 错误!未定义书签。刀架机械结构设计工作原理.......................... 错误!未定义书签。主要传动部件功能及设计............................ 错误!未定义书签。 三相异步电机的选用.............................. 错误!未定义书签。 蜗杆和蜗轮的设计................................ 错误!未定义书签。 蜗杆轴的设计.................................... 错误!未定义书签。 中心轴的设计.................................... 错误!未定义书签。 轴承的选用...................................... 错误!未定义书签。 齿盘的设计...................................... 错误!未定义书签。 3.刀架电气系统设计................................ 错误!未定义书签。刀架电气系统设计方案.............................. 错误!未定义书签。刀架电气系统工作原理.............................. 错误!未定义书签。刀架电气系统硬件组成.............................. 错误!未定义书签。 控制系统的选取.................................. 错误!未定义书签。 交流接触器的选取................................ 错误!未定义书签。 电磁继电器的选取................................ 错误!未定义书签。 4.设计总结........................................ 错误!未定义书签。 5. 谢辞........................................... 错误!未定义书签。 6.参考文献........................................ 错误!未定义书签。
锻造工艺
复杂弯轴类锻件辊锻-摩擦压力机模锻复合锻造工艺 一、前言 复杂弯轴类锻件的最佳成形法一直是锻造行业致力研究的问题，前些年我国轻轿车生产数量不大，没有形成规模经营，故轻轿车复杂弯轴锻件的生产主要以传统的锤上模锻工艺进行小批量生产，有的厂家甚至采用自由锻—胎模锻工艺，需几火次才能锻成。近年来，我国轻轿车生产迅速发展，生产批量越来越大，整机制造水平越来越高，对复杂弯轴类锻件而言，不仅形状复杂，而且锻件尺寸精度，表面质量等方面的要求也更加严格，故探索轻轿车复杂弯轴类锻件的合理锻造方法，显得尤为重要。根据一汽轻轿车生产实际需求，在试验研究的基础上，我们采用了辊锻制坯—摩擦压力机模锻复合工艺替代传统的锤上模锻，生产了轻型车左转向节臂，奥迪轿车左、右下控制臂等五种复杂弯轴类锻件，其锻件技术水平达到了轻型车、奥迪轿车原图纸设计要求，各项技术经济指标均达到了预期目标。 二、工艺分析与方案确定 轻轿车复杂弯轴类锻件，其特点是轴线呈空间曲线形，多向弯曲，截面差与落差大，外形复杂，锻造成形与模具加工难度较大。以左转向节臂（图1）为例，按传统的锤上模锻工艺，一般要采用拨长—滚压—弯曲—锻造等工步。其突出缺点是锻件精度较差，工作时震动噪音大，材料消耗与能耗大，劳动条件差。如采用较先进的热模锻压力机成形法，虽然工人劳动条件好，生产率及锻件尺寸精度较高，也便于实现机械化和自动化，但其突出缺点是制造成本高，不便于拔长、滚压等制坯工步，需配其它辅助设备制坯。 图1 针对现有锻造工艺的诸多问题及复杂弯轴类锻件自身的技术特点，我们确定了辊锻——摩擦压力机模锻复合锻造工艺的方案，其工艺流程为：下料→中频感应加
电动套丝机使用说明
电动套丝机使用说明 操作指南 A 装夹管子 1）松开前后卡盘，从后卡盘一侧将管子穿入。 2）用右手抓住管子，先旋转后卡盘，再旋紧前卡盘将管子夹牢，然后将锤击盘按逆时针方向适当捶紧，管子就加紧了。 3）完成套丝倒角工作后，只要朝相反方向推动捶击盘，就能将管子松开。 4）在装夹短管时够不着后卡盘，只要将前卡盘稍松开，放入短管，并使其与板牙斜口接触，这有助于捶紧前卡盘时保证管子正确中心。 B 套丝准备工作： 1）将板牙按编号装入板牙头。 2）松开手柄螺母，使板牙锁紧。 3）将变距盘旋到所需规格位置 4）根据管子尺寸，将手柄螺母置于图四位置。 C 套丝 1）扳起割刀架和倒角架，让开位置，放下板牙头，使其与仿形块接触，待板牙头可靠定位时，再焮按钮，启动机器。 2）必须使管子逆时针方向旋转，然后旋转滑架手轮，使时板牙头朝管子靠近，在开始套丝前，必须先调节好冷却润滑油量 3）在滑架手轮上施力，直到板牙头在管子上套出3-4牙螺纹。 4）此后放开滑架手轮（松手），机器开始自动套切，当板牙头的滚子越过仿形块落下时，板牙会自动张开，套丝结束。
5）停机：退回滑架，直到整个板牙头都从管子端退出，拉出板牙头锁紧倪手，同时扳起板牙头。 D 套丝注意事项： 1)在板牙与管子接触时旋紧滑架手轮的力应逐渐增大，直至板牙与管子咬人3-4牙为止。假如此后你能在滑架手柄上稍用力以保持与板牙同步时，便能获得最佳套丝质量。 2）必须保证滑架处于前导柱红线的右方可进行套丝，若在红线左方开始套丝，就会造成板牙与前卡盘相撞，损坏机器。 E 螺纹规格调整：螺纹规格调整度位置已在出厂前标定，如有必要可按下述方法重标。 1）现套制2-3个实验螺纹，以确定正确的规格。在此位置扳紧手柄。 2）松开规格刻度尺两端的螺钉，然后移动刻度尺，使得规格刻度线与指示线对准，再重新拧紧螺钉。 F 卸板牙 1）松开板牙头手柄螺母，将它移到最远端，再将它稍稍扳紧。 2）朝右方移动仿形块，直至板牙头滚子与底板接触，至此，可将板牙取出。 G 装板牙：向板牙的槽内插入对应的板牙，插入板牙时，须注意：板牙是成套配置的，所以必须成套使用，当一块板牙损坏时，就得同时更换其它三块板牙，以避免影响套丝质量。注：当板牙插入槽中至正确深度时，其锁紧口就会与曲线盘锁键齿合，然后扳动曲线盘，该
丝杠加工工艺说明书
课程设计任务书 课程名称：机械制造工艺学 设计题目：丝杠的工艺设计 课程设计内容与要求： 内容：设计一套丝杠的加工工艺 设计要求： 1.要求绘制零件图一张，毛坯图一张，设计说明书一 份。 2.工艺设计要求合理，有利于提高加工精度，保证加 工质量，降低加工成本，提高劳动生产率。 图纸共2张 说明书共15页
目录 前言 (2) 第1章零件的分析 (3) 1.1 零件的作用 (3) 1.2零件的工艺分析 (3) 第2章工艺规程设计 (5) 2.1确定毛坯的制造形式 (5) 2.2基面的选择 (6) 2.3 制订工艺路线 (6) 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (8) 2.5确定切削用量 (10) 第3章绘制零件图 (13) 总结 (14) 致谢 (15) 参考文献 (16)
前言 机械制造工艺学的研究对象是机械产品的制造工艺，包括零件加工和装配两方面，其指导思想是在保证质量的前提下达到高生产率、经济性。研究的重点是工艺过程，同样也包括零件加工工艺过程和装配工艺过程。 工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程，它是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实在的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。
第1章零件的分析 1.1 零件的作用 题目给定的零件是丝杠，丝杠是将旋转运动变成直线运动的传动副零件，它被用来完成机床的进给运动。机床丝杠不仅要能传递准确的运动，而且还要能传递一定的动力。所以它在精度、强度以及耐磨性各个方面，都有一定的要求。 其功用为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）、传动扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔。 1.2零件的工艺分析 丝杠是细而长的柔性轴，它的长径比往往很大，一般都在20～50左右，刚度很差。加上其结构形状比较复杂，有要求很高的螺纹表面，又有阶梯及沟槽，因此，在加工过程中，很容易产生变形。这是丝杠加工中影响精度的一个主要矛盾。 主要技术要求： 1、尺寸精度 轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6～IT9，精密轴颈可达IT5。 2、几何形状精度 轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），一般应限制在直径公差点范围内。对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。 3、位置精度 主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据使用要求，规定高精度轴为0.001～0.005mm，而一般精度轴为0.01～0.03mm。 此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。 4．表面粗糙度
[精编]方刀架工艺课程设计
方刀架工艺课程设计
课程设计 机械制造工艺与夹具 课程设计说明书 设计题目：设计零件的 机械加工工艺规程及工艺装备 （生产纲领：4000件） 班级： 设计者：快快下吧 指导教师：520 评定成绩：100 设计日期：年月日至年月日
目录 设计任务书…………………………………………………………………… 一、零件的分析……………………………………………………………… 二、工艺规程设计…………………………………………………………… (一)确定毛坯的制造形式………………………………………………… (二)基面的选择…………………………………………………………… (三)制定工艺路线………………………………………………………… (四)确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………… (五)确定切削用量及基本工时…………………………………………… 三、专用夹具设计…………………………………………………………… (一)设计主旨……………………………………………………………… (二)夹具设计……………………………………………………………… 四、课程设计心得体会……………………………………………………… 方刀架 技术要求
1、C面淬火硬度40~45HRC。 2、未注倒角1×45°。 3、材料45。 1、零件图样分析 1）φ15mm孔对基准B的位置度公差为φ0.05mm。2）图中左端面(方刀架底面)平面度公差为0.008mm。3）图中左端面对基准B的垂直度公差为0.05mm。4）C表面热处理40~45HRC。 5）材料45。 2、方刀架机械加工工艺过程卡(表2-49) 表2-49方刀架机械加工工艺过程卡
LDB4刀架设计说明书
目录 1.绪论 (1) 1.1国内外数控机床状况分析 (1) 1.2自动刀架状况分析 (1) 1.3刀架设计总体方案 (2) 2.刀架机械结构设计 (3) 2.1刀架机械结构设计总体方案 (3) 2.1.1减速传动机构方案设计 (3) 2.1.2上刀体锁紧与精定位机构设计 (3) 2.1.3刀架抬起机构设计 (3) 2.2刀架机械结构设计工作原理 (4) 2.3主要传动部件功能及设计 (5) 2.3.1三相异步电机的选用 (5) 2.3.2蜗杆和蜗轮的设计 (5) 2.3.3蜗杆轴的设计 (7) 2.3.4中心轴的设计 (9) 2.3.5轴承的选用 (10) 2.3.6齿盘的设计 (11) 3.刀架电气系统设计 (13) 3.1刀架电气系统设计方案 (13) 3.2刀架电气系统工作原理 (13) 3.3刀架电气系统硬件组成 (15) 3.3.1控制系统的选取 (15) 3.3.2交流接触器的选取 (15) 3.3.3电磁继电器的选取 (15) 4.设计总结 (17) 5. 谢辞 (18) 6.参考文献 (19)
本设计是根据通过电动机正反转，来实现换刀和锁紧的；利用涡轮蜗杆传动，蜗杆传动单级传动能得到很大的传动比，传动平稳，无噪声，冲击载荷小，而且能优化整体结构，做到外型轮廓小，结构紧凑。上、下刀体的两个端面齿脱离，就必须设计合适的机构使上刀体抬起，采用的螺杆-螺母副。 [关键词]电动刀架工作原理电气控制
电动刀架是数控车床进行自动换刀的实现机构，实现刀架上刀盘的转动和刀盘的开定位、定位与夹紧的运动，以实现刀具的自动转换，具有传动机械结构、电气正反转控制、PLC编程控制等数控机床的核心内容，是每一个学习数控机床结构的学生必须掌握的，具有机械、电气的综合特点。 本设计分为三部份，第一部分为绪论，包括国内外数控机床状况分析、自动刀架状况分析、刀架设计总体方案等。第二部分为刀架机械结构设计，包括刀架机械结构设计总体方案、刀架机械结构设计工作原理和主要传动部件功能和设计等。第三部分为刀架电气系统设计。包括刀架电气系统设计方案、刀架电气系统工作原理和刀架电气系统硬件组成等。 由于本人的实际水平有限，本设计依然会有很多不足之处，错误与不妥之处在所难免，故恳请老师批评指正。
齿轮锻造工艺设计说明书
齿 轮 锻 造 工 艺 设 计 说 明 书 姓名：xxx 学号：xxxxxxxx 班级：xxxxxxx 日期；xxxxxxx
齿轮锻造工艺设计说明书 摘要：锻造生产的目的是坯料成型、及控制其内部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件，钢和大多数非铁金属及合金具有不同程度的塑性，均可在冷态或热态下进行塑性加工成型。齿轮的锻造采用的是自由锻工艺。本文主要介绍的是齿轮的自由锻工艺。自由锻是利用压力或冲击力是金属在上下抵铁之间产生塑性变形，从而获得所需锻件形状及尺寸的方法。确定自由锻的工艺成为了自由锻加工的关键。本文着重介绍的就是齿轮的自由锻的工艺流程。 关键词：自由锻、齿轮加工、塑性变形、工艺流程。
目录 一．绪论 (1) 二．总体设计方案 (1) 三．具体的设计方法与步骤 (3) 3.1绘制锻件图 (3) 3.2确定变形工艺 (3) 3.2.1镦粗 (3) 3.2.2冲孔 (4) 3.2.3扩孔 (4) 3.2.4修整锻件 (4) 3.3计算坯料质量和尺寸 (4) 3.4选定设备及规范 (5) 四．工艺流程（工艺卡） (6) 五．结论 (7) 六．致谢 (7) 七．参考文献 (8)
一、绪论 锻造的目的是使坯料成形及控制其内部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件。锻造的基本工艺有自由锻、模锻、板料冲压等，其中自由锻和模锻是热塑性成型，而板料冲压是冷塑性成形，两者的基本原理相同。 锻造件占得比例说明了一个国家生产水平、生产率、材料利用率、生产成本及产品品质在国际竞争中的地位。在新中国成立之前，锻造基本上是手工作坊式的延续，生产效率低，劳动强度大。然而在改革开放之后我国的锻造工艺水平得到了迅猛的发展，从而带动了诸如汽车工业的跨越式发展。但我们还应该清醒的看到我们的锻造工艺水平与欧美发达国家还有一定差距，这更加促使我们努力发展新技术，赶超国际先进水平。 齿轮是现代工业大量使用的零件，本文就是讨论齿轮的自由锻生产。自由锻能进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工序、及精整工序三大类。它的基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形以达到所需的形状和尺寸的工艺过程，如镦粗，拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转及错移等工序。 二、总体设计方案 1.绘制锻件图 根据零件图的基本图样，结合自由锻工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。 2.计算坯料质量及尺寸 (1)坯料质量的计算 根据锻件的形状和尺寸，可先计算锻件的质量，再考虑加热时的氧化损失，冲孔时冲掉的芯料以及切头的损失，可先计算锻件所用的坯料的质量，其计算公式为 m坯=m锻+m烧+m头+m芯 (2)坯料尺寸确定 皮料尺寸与所用第一个基本工序有关，由于齿轮是饼块类或空心类锻件，用镦粗工序锻造时，为了避免镦弯，应使坯料高度h不超过直径D的2.5倍，即坯
方刀架程设计说明书
**** 《数控加工工艺》课程设计说明书设计题目：方刀架数控加工工艺课程设计 专业：* * * * 班级：* * * * 学生姓名：* * * * 学号：* * * * 指导教师：* * * * 机电工程系 年月
《数控加工工艺》课程设计任务书
目录 绪论 (1) 第1章零件的分析 (2) 1.1 零件的作用 (2) 1.2零件图分析 (2) 1.3零件分析 (3) 1.4 工艺分析 (3) 第2章毛坯的确定 (4) 2.1确定毛坯余量公差 (4) 第3章工艺规程的拟定 (6) 3.1确定毛坯的制造形式 (6) 3.2 定位基准的选择 (6) 3.3粗基准的选择 (6) 3.4精基准的选择 (6) 第4章切削用量的选择 (7) 4.1确定切削用量 (7) 4.2加工余量与公差 (8) 第5章机械加工过程 (9) 结论 (10) 参考文献 (11) 数控加工工艺过程卡片 (12) 数控加工工序卡片 (14) 程序 (18)
绪论 数控加工工艺课程设计综合了机械制造工艺学和其它专业课知识，充分展现了学生在生产实习中的实践能力。本说明书是关于方刀架的一个简单工艺设计过程，在这次为期两个星期的设计，不仅让我们对所学课程进行了一次全面深入的总复习，而且为毕业设计提供了一次热身的机会，真正实现了理论联系实际。 就我个人而言，在这次设计中，我最大的收获是我懂得了要当一名合格的设计师是多么的不容易，在此谢谢老师和同学们在设计过程中给我的帮助。本课程设计通过方刀架零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，确定了该零件的加工工具，编写了详细的数控加工工艺文件：工艺过程卡片和工序卡片。 由于本人能力和经验有限，难免出现一些错误和不足。望老师指正批评！
hcp说明书1
机械制造技术基础 课程设计说明书 设计题目设计“传动箱壳体”零件的机械加工工艺及工 艺设备 设计者胡春鹏 指导教师 黑龙江东方学院 年月日
目录 设计任务书 一.零件的分析--------------------------------- 3 二.工艺过程设计------------------------------- 3 （一）确定毛坯的制造形式---------------------3 （二）基面的选择---------------------------- 3 （三）制订工艺路线-------------------------- 4 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-8 （五）确定切削用量及基本工时-----------------10 三.夹具设计------------------------------------14 定位分析----------------------------------14 夹紧装置设计------------------------------15 夹具的平衡设计----------------------------15 公差确定----------------------------------16 夹紧力分析--------------------------------16 四.参考文献------------------------------------17 附录相关机械图
1零件的分析 1.1零件的作用 题目所给零件是CA6140车床的上刀架,它位于车床床身的上半部,与夹持刀具的分刀架相连,通过一系列的构件相互作用实现刀具的快速更换。零件上部有Φ82凸圆,用以安装方刀架并将其固定。 1.2零件的工艺分析 上刀架属于车床床身上比较精密的部件,所以有一系列的形状与位置要求,现分析如下: 1.上表面A对下表面的平行度公差为0.02㎜ 2.Φ82H7对上表面A的垂直度公差为0.02㎜ 2工艺规程设计 2.1确定毛胚的制造形式零件材料为HT200考虑到车床在使用过程中零件的冲击载荷比较稳定;选用铸件即可满足使用要求;且零件为CA6140车床标准件，符合大批生产要求。 2.2基面的选择 基面的选择是工艺规程中的重要工作之一;基面选择得正确与合理;可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则加工工艺过程中会问题百出;更有甚者;还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 2.2.1粗基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理
切菜机说明书
切菜机说明书 Prepared on 24 November 2020
小型切菜机——《机电产品创新设计》课程设计说明书 学号： 8 姓名：姜宏 同组成员：于培、姜宏、王琼、魏鹏娜 指导教师：千学明 摘要 本作品为厨用电器，主要用于切菜，适用于小餐饮商户，由小型电机带动刀架旋转，通过随刀架高速旋转的弧形刀片切割来自直线进给的蔬菜。使用时只需开将菜放入，打开电源，合上进给开关，即可自动切菜。机子配备了几套刀具可将日常蔬菜如土豆，萝卜，黄瓜等根菜切割成丝，片，条，丁，还可将芹菜，韭菜等叶段切，通过变换刀具可得到不同形状大小的菜品。机形小，功能多，效率较高。 目录 摘要 (1) 一、课题背景 (1) 1．1市场调研 (1) 1．2产品功能 (3) 二、方案设计 (4) 2．1切菜机的原理和应用分析 (4)
2．1．1切片运动形式的选择 (4) 2．1．2切菜机技术条件 (5) 2．2 多功能切菜机方案确定 (6) 2．2．1刀具方案选择 (8) 2．2．2进给方案的选择 (9) 2．3．1控制方案 (9) 三、结构设计 (10) 3．1方案一 (8) 3．2方案二 (9) 3．2．1方案简介 (9) 3．2．2工作原理 (10) 3．2．3刀架与刀具 (12) 3．3方案三 (14) 3. 4技术设计 (15) 3. 技术要求 (15) 3. 电机的选择 (15) 3. 带传动的设计 (16) 3. 齿轮的设计 (20) 3. 轴的设计 (23) 四、参考文献 (28) 致谢 (30) 一、课题背景 1．1市场调研 切菜是日常饮食的一项必要环节。居家环境下，由于需求量小，切菜工作可以手工完成。而对于工作量较大，追求高效率的情况，则需要机器来辅助人们完成这项工作。市面上的切菜机种类繁多，但大都使用离心的原理，使菜品旋转并于一定的力与固定的刀片接触摩擦致蔬菜被切碎。使用离心原理的缺点是噪音大，机器震动大，而且体积很难压缩。 因此我们小组将题目建立在这一缺点上进行研究。 21世纪以来，我国食品工业较改革开放初期有了很大的
四工位自动旋转刀架设计说明书
机电一体化课程设计题目:数控车床自动回转刀架系统设计
摘要 传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。因此，本文对数控车床回转刀架的机电系统的相关内容进行研究，探索数控车床刀架的组成和工作原理，对普通机床的换刀装置进行改进，使一台四工位的立式自动回转刀架数控化，使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。 本文主要完成数控车床回转刀架的机械部分和电气部分的设计。机械部分为其组成的各个机械部件进行计算与选用，电气部分为编制刀架自动转位控制软件。设计的数控換刀装置功能更强，换刀装置通过刀具快速自动定位，可以提高数控车床的效率，缩短加工时间；同时其可靠性更稳定，结抅简单。 关键词自动回转刀架；换刀装置；机电系统；电气控制
目录 摘要.................................................................................................................................. 设计任务书.. (1) 一绪论 (2) 1.1题目的背景和意义 (2) 1.2 国内外研究现状 (2) 1.3 存在的问题和发展趋势 (2) 二自动回转刀架的工作原理 (2) 三总体结构设计 (5) 3.1 减速机构的设计 (5) 3.2 上刀体锁紧与精定位机构的设计 (5) 3.3 刀架抬起机构的设计 (5) 四主要传动部件的设计计算 (7) 4.1 蜗杆副的设计计算 (7) 4.1.1 蜗杆的选型 (7) 4.1.2 蜗杆的材料 (7) 4.1.3 按涡轮齿面接触疲劳强度进行设计 (7) 4.1.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 (8) 4.2蜗杆轴的设计 (8) 4.2.1 蜗杆轴的材料选择，确定许用应力 (8) 4.2.2按扭转强度初步估算轴的最小直径 (8) 4.2.3 确定各轴段的直径和长度 (9) 4.3螺杆的设计及上盖圆盘旋转角度的计算 (10) 4.3.1螺杆螺纹类型的选择 (10) 4.3.2选取螺杆材料 (10) 4.3.3螺杆的计算 (10) 4.3.4螺杆自锁验算 (10) 4.3.5 上盖圆盘旋转角度的计算 (11) 五其他部件的说明 (11) 六电气控制部分设计 (13) 6.1 收信电路 (14) 6.2发信号电路 (14) 6.3控制软件的设计 (14) 结论 (15) 参考文献 (16)
阶梯轴锻造工艺设计说明书
阶梯轴锻造工艺设计说明书 一、绘制锻件图第1页 二、确定锻造工序第2页 三、计算坯料质量和尺寸第2页 四、锻造设备及吨位第4页 五、锻造温度范围加热冷却及热处理规范第4页
阶梯轴锻造工艺设计说明书 1、绘制锻件图 原理：锻件图是拟定锻造工艺规程、选择工具、指导生产和验收锻件的主要依据，它是以机械零件图为基础，结合自由锻工艺特点，考虑到机械加工余量、锻造公差、工艺余块、检验试样及工艺卡头等绘制而成。 根据零件图上阶梯轴长340mm、最大直径为100mm，对照《金属成形工艺设计》中表3-3中所列的零件总长为630∽1000mm、最大直径80∽120mm，可查得锻造精度为F级的锻件余量及公差为10±4mm。 作图大概步骤：先用双点划线按照已知尺寸画出零件尺寸轮廓，再按照求的的尺寸用粗实现画出锻件的轮廓形状，并用细实线划出各尺寸引出线及标注线。然后，再在下面标出名义尺寸，并加上括号，如图1-1所示。 图1-1 阶梯轴的锻件图
2、确定锻造工序 原理：根据锻件形状、尺寸、技术要求等进行选择，并且先确定锻件成形所需的基本工序、辅助工序、修整工序，再选择所需的工具并确定工序顺序和工序尺寸等。 由于阶梯轴是形状较简单的轴杆类锻件，变形工艺简单，且材料为常用45钢，塑性较好、容易变形，因此其主要变形工艺一般为下料、拔长、镦粗、拔出锻件等，如下图： 3、计算坯料质量及尺寸 （1）坯料质量计算 m坯=m锻+m烧+m头 根据阶梯锻件图，可将锻件自左至右分为四个圆柱体，分别计算其质量m1、m2、m3、m4、m5、m6，单位为kg,即
m1= π×1.12×0.4×7.8=2.97 4 m2= π×0.72×0.3×7.8=0.90 4 m3= π× 0.642×0.7×7.8=1.77 4 m4= π×0.52×1.5×7.8=2.30 4 m5= π×0.452×0.3×7.8=0.37 4 m6= π×0.342×0.3×7.8=0.21 4 锻件质量（单位kg）为 m锻=m1+m2+m3+m4+m5+m6=8.52 任务书给出加热烧损率按锻件质量的2%计算 m烧=2%×m锻=0.17 截料损失按锻件质量的4%计算 m头=4%×m锻=0.34 坯料质量m坯=m锻+m烧+m头=9.03kg （2）坯料尺寸计算 此锻件以钢材为坯料，锻比取1.2，可按锻件最大截面Ф110mm对照《金属成形工艺设计》中表3-11所列热轧圆钢标准直径，并结合S坯>Y·S锻 m=Vρ算出坯料体积为1157.7cm3再max选用Ф120m的热轧圆钢。并由公式
方刀架工艺设计与夹具设计
机制2班工艺与夹具设计 设计要求及分组情况说明 一、设计要求 本课程设计要求每位同学为一个中等复杂程度的零件编制一套机械加工工艺规程，为其中的某道不方便使用通用夹具的工序设计一套专用夹具，并编写相应的设计说明书。 具体要求： 产品零件图1张 产品毛坯图1张 机械加工工艺过程卡片（按附表格式填写）1套 机械加工工序卡片（按附表格式填写）1套 夹具装配图1张 夹具主要零件图2-3张 课程设计说明书（不少于15页）1份 说明书要求包括以下内容：封面、目录、设计任务书、正文、设计心得、参考文献（说明书格式参考附件）。同组三人的加工工艺可以相同，但必须选择不同的工序做夹具。完成后装在一个档案袋中。 二、分组情况 课程设计题目来自《机械制造技术课程设计指导书》，按照学号顺序3人一组一题随机分配。如哪个组不想选取我给的题目也可以自选（选择不是指导书上的题
也可），但是不能与其他组的题目相同，最终选题要汇总到学习委员。具体情况如下： 广州番禺职业技术学院 机械制造工艺学
课程设计说明书 设计题目：设计“方刀架”零件的机械加工 工艺规程及工艺装备（生产纲领：4000件） 班级：14机械制造与自动化1班 设计者：林建宁 指导教师：刘杰 评定成绩： 设计日期：2016 年5月30 日至2016 年6月19 日
目录 设计任务书…………………………………………………………………… 一、零件的分析……………………………………………………………… 二、工艺规程设计…………………………………………………………… (一)确定毛坯的制造形式………………………………………………… (二)基面的选择…………………………………………………………… (三)制定工艺路线………………………………………………………… (四)确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………… (五)确定切削用量及基本工时…………………………………………… 三、专用夹具设计…………………………………………………………… (一)设计主旨……………………………………………………………… (二)夹具设计……………………………………………………………… 四、课程设计心得体会………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………
AK21136X4型数控转塔刀架说明书文档
方圆牌 AK21 136X4型数控转塔刀架技术文件 使用说明书 合格证明书 中华人民共和国 瓦房店机床附件厂
使用说明书 1．产品外形照片 2．主要用途和特点 该刀架是卧式数控车床的功能部件之一，具有四个工作位置，以电动机作动力。 该刀架与数控车床控制系统联用，能完成车床自动加工工件的功能，刀架采用了三齿盘结构，并设有减震装置，刀台旋转时不需抬起，转动平稳，噪音小，刚性好，重复定位精度高。 该刀架改变了传统的外冷却方式，采用内冷却系统，使刀架外观结构更加紧凑，使用更加方便。 发讯元件采用无触点的磁性开关传感器，具有寿命长，动作可靠等优点。还可以通过改变调整垫厚度调整刀尖高度，以适用于不同回转直径的车床使用。 3．基本结构和动作说明： 3.1基本结构见图1 3.2动作说明（参看图1） 动作传动路线是由电动机(1)→传动套(3)→蜗杆轴(4)→蜗轮(7)→螺杆(16)→螺母(14)→传动盘(17)→传动销(13)→夹紧齿盘(12)→连接盘(18)→方刀台(11)（来完成方刀台的松开、转动和夹紧）。 基本动作是主机控制系统发出指令，电动机(1)转动，螺母(14)带动夹紧齿盘(12)升起，传动销(13)与螺杆上的传动盘(17)接合，从而带动夹紧齿盘，连接盘和方刀台一起旋转。当方刀台转动到预先选好的位置时，永久磁铁(19)感应磁性开关(20)发出信号，主机控制系统发出指令，电动机反向旋转，螺母带动夹紧齿盘下降，三个齿盘啮合锁紧后，主机控制系统发出指令，电机停止转动。 4．主要技术参数和外形（参见图1） 见表1
图1 1电动机、2电机座、3传动套、4蜗杆轴、5调整垫、6底座、7蜗轮、8定齿盘、9动齿盘、10定位盘、11方刀台、12夹紧齿盘、13传动销、14螺母、15定位销、16螺杆、17传动盘、18连 接盘、19固定环、20垫、21螺母、22覆铜板、23永久磁铁、24磁性开关、25罩
机械加工工艺说明书
机械加工工艺说明书 一、零件工艺性分析： (1)零件的功用：Cr12MoV用于制造要求高耐磨性的大型复杂 冷作模具，如冷切剪刀、切边模、拉丝模、搓丝板、 螺纹滚模、滚边模和要求高耐磨的冷冲模和冲头等。 （2）零件分析： A，材料：该加工零件的材料是Cr12MoV，具有较好 的机械加工性能。 B，零件的结构：该零件结构简单、对称；表面光度要 求高。 C，主要技术要求：热处理60~64HRC，修钝非轫口锐边； 端面粗糙度在Ra0.8um，并保证两端平行度， 其余按图纸技术要求加工零件。 结论：Cr12MoV的淬透性、淬火、回火的硬度，耐磨性、强度均比C r12高，具有高刃性，高耐磨性及良好的综合机械 性能。可制造形状复杂的冲孔凸凹模，滚边模、拉丝模 及标准量具等。 二、毛坯的选择 （1）毛坯种类的确定：由于该要加工工件为落料拉深凸凹模，，为了使零件材料内部组织细密、炭化物分布和流 线分布合理，从而提高模具的质量和使用寿命；所以选 择锻造方法来获得毛坯。
（2）毛坯尺寸、形状的确定： a，模具零件毛坯应考虑为模具加工提供方便应尽可能 根据所需的尺寸确定毛坯，以免浪费加工工时，提高模 具成本。 b，确定毛坯尺寸还应考虑毛坯在制造过程生产的各 种缺陷（如锻造夹层、裂纹、脱碳层、氧化皮等）， 在加工时必须完全去除以免影响模具的质量。 c，毛坯形状应尽可能与模具零件形状一致，以减少 机械加工的工作量。 综上所述：选择空心锻造棒料并根据查表毛坯的锻造尺寸为如下： 主要外表面尺寸φ180mm、65mm 主要内表面φ100mm （3）安装方法： 加工大端面及内孔时，可直接采用三爪卡盘装夹， 粗加工小端可采用反爪大端，半精、精加工小端时， 则应配以心轴，以内孔φ109mm定位轴向夹紧工件， 型孔加工时，可采用分度头安装，将主轴上抬90度， 并采用直接分度法，保证2*φ8、4*ΦM10在零件圆 周上的均分度位置。 （4）表面加工方法： φ116φ176φ109.4φ140.4采用精度达到精度及