BL系列臺(tái)車設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、0 引言近幾年來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展并應(yīng)用于機(jī)床領(lǐng)域，使機(jī)床的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。自動(dòng)化、精密化、高效化和多樣化成為這一時(shí)代機(jī)床發(fā)展的特征，用以滿足社會(huì)生產(chǎn)多種多樣越來(lái)越高的要求。新技術(shù)的迅猛發(fā)展和客觀需求的多樣化，決定了機(jī)床必須多品種；技術(shù)的加速更新和產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，使機(jī)床行業(yè)必須進(jìn)行多品種的中小批生產(chǎn)，因此現(xiàn)代機(jī)床不僅要保證加工精度、效率和高度自動(dòng)化，還必須有一定的柔性，即靈活性，使之能很方便地適應(yīng)加工任務(wù)的改變。BL系列臺(tái)式車床的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都是固定不變的，所不同的是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸有所不同，而結(jié)構(gòu)尺寸的差異是由于相同數(shù)目及類型的已知條件在不同規(guī)格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中取不同

2、值而造成的。對(duì)于這類產(chǎn)品，我們可以將已知條件和及其它所有的隨著產(chǎn)品規(guī)格而變化的基本參數(shù)用相應(yīng)的變量代替；然后根據(jù)這些已知條件和基本參數(shù)，由UG18.0設(shè)計(jì)出模型及工程圖來(lái)，這就是參數(shù)化的。當(dāng)相關(guān)參數(shù)改變，產(chǎn)品隨之改變，這避免了大量重復(fù)的造型。BL系列臺(tái)式車床有多種形式，可針對(duì)用戶要求的不同而有所不同。本課題對(duì)臺(tái)式車床床腳及防護(hù)罩的不同規(guī)格、不同用戶的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了總結(jié)，獲得其本課題針對(duì)BL系列臺(tái)式車床的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品配置知識(shí)，這種知識(shí)即產(chǎn)品中的部件組成、各部件的功能、各部件之間的關(guān)系、車床零件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、不同部件中零件的精度要求等，以抽象出各類用于車床快速數(shù)字化設(shè)計(jì)的車床數(shù)字模型，為進(jìn)行車床的

3、快速數(shù)字化設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是通過(guò)二維圖形來(lái)表達(dá)三維的產(chǎn)品 ,這是一種間接的設(shè)計(jì)方法 ,二維圖形很不直觀 。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的基本任務(wù)是利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造產(chǎn)品的三維幾何模型 ,記錄產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù) ,直接顯示三維真實(shí)的形狀效果 ,并可以對(duì)三維模型特征進(jìn)行編輯。近年來(lái) ,隨著計(jì)算機(jī)的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展 ,制造行業(yè)CAD水平有了很大的提高 ,用三維CAD軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理已成為設(shè)計(jì)的一種趨勢(shì)。在眾多的CAD軟件中 ,美國(guó)UG公司的UG軟件是集CAD/CAM/CAE一體化的三維參數(shù)化軟件 ,是當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造和分析軟件。UG中的

4、CAD部分是基礎(chǔ) ,主要包括草圖建模 (Sketching)、特征建模 (Feature Modeling)、自由曲面建模 (FreeForm Modeling)、裝配建模(Assembly Modeling)、工程制圖 (Drawing)等。它在設(shè)計(jì)、分析和制造領(lǐng)域里所提供的強(qiáng)大功能 ,將現(xiàn)代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能力提高到了一個(gè)嶄新的水平。本課題利用UG軟件提供的強(qiáng)大功能首先對(duì)BL系列臺(tái)式車床的各零件進(jìn)行特征造型，再生成相應(yīng)的工程圖，這樣不僅能進(jìn)行變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且能進(jìn)行變參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從二維設(shè)計(jì)向三維參數(shù)化建模的飛躍。利用UG軟件的曲線、曲面及實(shí)體造型功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，最終將修改好的數(shù)據(jù)縫合成三維

5、實(shí)體模型。如果二維數(shù)據(jù)，則以UGModing、UG/Drafting模塊，根據(jù)產(chǎn)品主要特征建立特征曲線，通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)和布爾運(yùn)算等，形成產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)特征，并利用相關(guān)的基準(zhǔn)面、草圖、曲線等對(duì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化，確定總體參數(shù)和局部參數(shù)，使所有部件整體相關(guān)當(dāng)某個(gè)總體參數(shù)更改后、產(chǎn)品會(huì)按照原來(lái)設(shè)定的控制結(jié)構(gòu)，幾何關(guān)聯(lián)性和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則自動(dòng)地更新產(chǎn)品系統(tǒng)中每一個(gè)需要改變的零部件，并確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖和整體性。在UG18.0平臺(tái)上建立了BL系列臺(tái)式車床床腳及防護(hù)罩的數(shù)字化模板，提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免了重復(fù)勞動(dòng)，縮短了設(shè)計(jì)的周期。從本文可以看出，三維建模有著很大的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：(1)避免了設(shè)計(jì)的重復(fù)BL

6、系列臺(tái)式車床為定型產(chǎn)品，其系列化、通用化的標(biāo)準(zhǔn)化程序較高。進(jìn)行這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)所采用的結(jié)構(gòu)都是固定不變的，所不同的只是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸，而結(jié)構(gòu)尺寸的差異是由于相同數(shù)目及類型的已知條件在不同規(guī)格的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中取值不同造成的，本課題建立了三維模型，當(dāng)要生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品時(shí)，技術(shù)人員只需輸入設(shè)計(jì)的主參數(shù)，就能得到相應(yīng)規(guī)格的產(chǎn)品。從而大大節(jié)省了人力。(2)、提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)周期在設(shè)計(jì)的開(kāi)始，先對(duì)BL系列臺(tái)式車床的總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再利用計(jì)算機(jī)與人的交互作作用，充分發(fā)揮人、機(jī)各自特點(diǎn)，使得BL系列臺(tái)式車床的設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確、快速。運(yùn)用UG軟件進(jìn)行三維建模，避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。BL系列臺(tái)

7、式車床的的設(shè)計(jì)總體思路是：進(jìn)行理論分析、方案比較及完成相關(guān)計(jì)算。同時(shí)利用Unigraphics Solution公司簡(jiǎn)稱(UGS)的UG18.0軟件進(jìn)行建模，建立BL系列臺(tái)式車床防護(hù)罩和床腳的模板。設(shè)計(jì)的具體步驟是：(1)在設(shè)計(jì)前到鹽城機(jī)床廠進(jìn)行設(shè)計(jì)前的實(shí)習(xí)，進(jìn)一步熟悉車床的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及工作方式，為下一步的設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備。(2)進(jìn)行機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)，建立相關(guān)的理論基礎(chǔ)，為下一步的建模作好準(zhǔn)備。(3)根據(jù)BL系列臺(tái)式車床的特點(diǎn)及特征參數(shù)，在UG18.0平臺(tái)上完成該系列的建模。(4)對(duì)皮帶傳動(dòng)進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)。本機(jī)床最終能完成各種車削加工。如：車削各種零件外圓、端面及圓錐面；鉆孔、鉸孔、及車削各種公

8、制、英制模數(shù)、徑節(jié)螺紋。可以廣泛用于機(jī)械及其它行業(yè)，作單件及批量車削加工。1、BL系列臺(tái)式車床的總體方案設(shè)計(jì)1.1、總體設(shè)計(jì)為了設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量好、效率高、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的機(jī)床，在總體設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)機(jī)床的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度、可靠性、效率和壽命及系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度來(lái)進(jìn)行機(jī)床的總體設(shè)計(jì)。1.1.1 主要技術(shù)參數(shù)機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)，基本參數(shù)又包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)。主參數(shù)，或稱主要規(guī)格，表示機(jī)床的加工范圍。機(jī)床的尺寸參數(shù)是指機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)尺寸，包括與被加工零件有關(guān)的尺寸；標(biāo)準(zhǔn)化工具或夾具的安裝面尺寸；主要的結(jié)構(gòu)尺寸。運(yùn)動(dòng)參數(shù)系指機(jī)床執(zhí)行件，如主軸、

9、工作臺(tái)、刀架等的運(yùn)動(dòng)速度。動(dòng)力參數(shù)一般指機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率。BL系列臺(tái)式車床的主要技術(shù)參數(shù)如表1-1所示：表1-1 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào)主要參數(shù)BL-1220BL-1230BL-1340加工能力機(jī)床上最大回轉(zhuǎn)直徑304mm (12)304 mm (12)330 mm (13)橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑170m（675）170m（6 .75）204mm（8）馬鞍內(nèi)最大回轉(zhuǎn)直徑430mm（17）430mm（17）464mm（18 .25）馬鞍內(nèi)有效長(zhǎng)度180mm橫拖板行程184mm（7 .25）主軸主軸轉(zhuǎn)速范圍（9級(jí)）602000rpm （9Steps）主軸孔徑40mm（1.5）主軸內(nèi)孔錐度MT5(M

10、orse.)主軸端部尺寸ISO-D5/ ISO- C5進(jìn)給縱向進(jìn)給量范圍橫向進(jìn)給量范圍公制螺紋加工范圍0.25-9mm(20種)英制螺紋加工范圍4-72 n/1(33種)模數(shù)螺紋加工范圍0.25-3.5(12種)徑節(jié)螺紋加工范圍8-144D.P(30種)尾架尾架套筒直徑10mm（1.25）尾架套筒行程115mm尾架套筒錐度MT3主電機(jī)1.1 KW /1.5KW1.1.2 總體布局及結(jié)構(gòu) 機(jī)床的總體布局設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)床的制造和使用有很大影響。進(jìn)行機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)時(shí)可從兩方面來(lái)考慮。一方面從機(jī)床內(nèi)部考慮，要處理好工件與刀具相對(duì)關(guān)系，例如位置與工件、工件重量和形狀特點(diǎn)等。同時(shí)還要保證機(jī)床的加工范圍、工作精

11、度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等要求。確保所采用的工藝方法能實(shí)現(xiàn)所要求的工件和刀具之間相對(duì)位置關(guān)系和相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。另一方面還要考慮到機(jī)床外部的因素，也就是人機(jī)之間的關(guān)系。例如：外形、操作和維護(hù)等。工件的表面形成運(yùn)動(dòng)及機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)分配基本相同，但是工件的尺寸、重量和形狀不同，這會(huì)引起機(jī)床布局的變化。車削盤類工件時(shí)，工件的尺寸不同、重量不同而使機(jī)床布局變化不一。當(dāng)盤類工件d<1250時(shí)，可用普通車床加工。當(dāng)工件直徑d>1500時(shí)，一般用端面車床加工。當(dāng)直徑d<2000mm時(shí)，可采用單柱立式車床，只有一個(gè)垂直刀架，橫梁較短。當(dāng)直徑d在25008000mm之間，可采用雙柱立式車床。當(dāng)直徑更大時(shí)

12、，往往要用龍門移動(dòng)式立式車床來(lái)加工。為提高機(jī)床的傳動(dòng)精度，必須盡量縮短傳動(dòng)鏈。為了減少振動(dòng)和考慮熱變形對(duì)加工精度的影響，對(duì)機(jī)床布局提出新的措施，例如高速車床采用分離傳動(dòng)。由于生產(chǎn)規(guī)模大小和生產(chǎn)率的要求，必定會(huì)對(duì)機(jī)床布局提出不同要求，如考慮主軸數(shù)目、刀架形式、自動(dòng)化程度、排屑和裝卸等問(wèn)題，從而導(dǎo)致機(jī)床布局變化。車削盤類零件，在單件小批生產(chǎn)時(shí)，可在普通車床上加工；在中批生產(chǎn)時(shí)，可用轉(zhuǎn)塔車床加工，在加工中心不需換刀，對(duì)刀測(cè)量，因而縮短了輔助時(shí)間、提高了生產(chǎn)率。在大批大量生產(chǎn)時(shí)，就要考慮安放自動(dòng)上下料裝置；采用多主軸、多刀架同時(shí)加工；控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或自動(dòng)循環(huán)等措施，以提高生產(chǎn)率 ；同時(shí)還應(yīng)考慮床

13、身導(dǎo)軌成傾斜或垂直布置以利于排屑。機(jī)床的總體布局還必須充分考慮到人的因素，處理好人機(jī)關(guān)系。注意減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，為操作者提供舒適的工作條件，保障操作者的身心健康，提高工作效率。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到部件相對(duì)位置安排、操縱部位和安裝工件部位便于觀察、操作，并且和人體基本尺寸和四肢活動(dòng)相適應(yīng)。同時(shí)為了便于檢修，考慮到人體蹲下時(shí)較適于工作的區(qū)域。還考慮到操作可能達(dá)到的最大視眼和反應(yīng)敏銳區(qū)等等。常用的操縱機(jī)構(gòu)，與集中在便于操作的區(qū)域；床身底部結(jié)構(gòu)可容納腳伸入，使操作者能貼近機(jī)床而便于操作。機(jī)床的性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的改善，可借助于結(jié)構(gòu)、布局等多方面的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。就布局方面來(lái)說(shuō)，采用適當(dāng)?shù)拇胧┛筛纳茩C(jī)床的性能(

14、例如，提高剛度、減少振動(dòng)、改善排屑狀況等)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(例如，節(jié)省材料、縮小占地面積等)。 (1)減少振動(dòng) 不平衡的電動(dòng)機(jī)常常是機(jī)床的一個(gè)受迫振源。為了減少由于電動(dòng)機(jī)不平衡所激勵(lì)的受迫振動(dòng)，應(yīng)合理安排電動(dòng)機(jī)的位置。(2)縮小機(jī)床占地面積 通過(guò)充分利用支承大件內(nèi)部的空間，將電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件、操縱控制部件等安裝在支承大件內(nèi)部或上面的辦法來(lái)縮小機(jī)床占地面積。例如，電動(dòng)機(jī)安裝在床腿內(nèi)部，比安裝在機(jī)床外側(cè)，占地面積小得多，但前一方案的散熱情況較差，必要時(shí)須加風(fēng)扇。BL系列臺(tái)式車床的總體布局采用普通車床的布局，床頭箱在左邊，刀架布置在工件的前面。電動(dòng)機(jī)安裝在底板上，把底板作為支承部件。這樣放置電動(dòng)機(jī)支承

15、部件的固有頻率較高，遠(yuǎn)離激振頻率(電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)頻率),因此機(jī)床的振動(dòng)小。BL系列臺(tái)式車床主要由六部分組成，分別為主軸箱、刀架、尾座、進(jìn)給箱、溜板箱以及床身，如圖1-1所示。車床的帶輪裝在主軸驅(qū)動(dòng)件的一端是以螺紋進(jìn)行緊固，在裝配過(guò)程中以車床床身為裝配基準(zhǔn)件，分別將各部件按一定順序通過(guò)緊固件以一定配合組裝。主軸箱固定在床身的左端，內(nèi)部裝有主軸和變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。工件通過(guò)卡盤等夾具裝在主軸前端。主軸箱的功用是支承主軸并把動(dòng)力經(jīng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。刀架可沿床身上的刀架導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)。刀架部件由幾層組成，它的功用是裝夾車刀，實(shí)現(xiàn)縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。尾座安裝在床

16、身右端的尾座導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整其位置。它的功用是用后頂尖支承長(zhǎng)工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進(jìn)行孔加工。進(jìn)給箱固定在床身的左端前側(cè)。進(jìn)給箱內(nèi)裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變換機(jī)構(gòu)，用于改變機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量或所加工的螺紋導(dǎo)程。溜板箱與刀架的最下程縱向溜板相連，與刀架一起作縱向運(yùn)動(dòng)，功用是把進(jìn)給箱傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)傳遞給刀架，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向和橫向進(jìn)給或快速移動(dòng)或車螺紋。溜板箱上裝有各種操作手柄和按鈕。床身固定在左右床腿上。在床身上安裝著車床的各個(gè)主要部件，使它們?cè)诠ぷ魇潜３譁?zhǔn)確的相對(duì)位置或運(yùn)動(dòng)軌跡。 主軸箱 尾架進(jìn)給箱 導(dǎo)軌床腳溜板箱 刀架 擋板圖1-1 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)圖1.1.3 主傳動(dòng)方案機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)

17、用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)，它對(duì)機(jī)床的使用性能、結(jié)構(gòu)都有明顯的影響。機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)往往必須變換速度，以適應(yīng)各種不同的要求。實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)變速的方法很多，可以采用液壓傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)的方法，這二種方法容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。常見(jiàn)的是采用機(jī)械變速，它可分為無(wú)級(jí)變速和有級(jí)變速兩種，機(jī)械無(wú)級(jí)變速有一定的缺點(diǎn)，本車床使用的是帶有齒輪變速箱的有級(jí)變速的齒輪傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)(1.5KW 1440r/min)經(jīng)V帶輪傳動(dòng)副71/142傳到主軸箱中的軸。BL系列臺(tái)式車床通過(guò)電機(jī)控制的方法，使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、或停止，對(duì)BL這類中小型機(jī)床這樣可以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本。齒輪變速箱同其它的變速方法(如液壓、電氣、機(jī)械式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu))相比

18、具有一些優(yōu)點(diǎn)，如變速范圍可較大，傳遞功率也可較大，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠等。但是由于采用齒輪傳動(dòng)，齒輪變速箱也存在一些缺點(diǎn)，如不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，齒輪傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜用于高速精加工機(jī)床上。主傳動(dòng)系統(tǒng)的功用是將電動(dòng)機(jī)的恒定轉(zhuǎn)速改變?yōu)樗璧闹鬏S各級(jí)轉(zhuǎn)速，在實(shí)現(xiàn)變速的同時(shí)，還要傳遞扭矩。一般主傳動(dòng)系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部分：(1)固定傳動(dòng)比結(jié)構(gòu)；(2)變速機(jī)構(gòu)；(3)主軸部件；(4)開(kāi)停裝置；(5)制動(dòng)裝置；(6)換向裝置；(7)操縱機(jī)構(gòu)；(8)潤(rùn)滑裝置。BL系列臺(tái)式車床主軸箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主軸箱固定在床身的左端，內(nèi)部裝有主軸和變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。工件通過(guò)卡盤等夾具裝在主軸前端。主軸箱的功用是支

19、承主軸并把動(dòng)力經(jīng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動(dòng)工件按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。主軸箱有主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給換向機(jī)構(gòu)兩部分組成，主傳動(dòng)系統(tǒng)采用了分支傳動(dòng)鏈，高速時(shí)傳動(dòng)鏈很短；同時(shí)由主軸部件進(jìn)行了精密的動(dòng)平衡，機(jī)床噪聲底，熱變形小。BL系列臺(tái)式車床的最大回轉(zhuǎn)直徑304；主軸轉(zhuǎn)速范圍（正、反9級(jí)）602000r/min；主軸錐孔MT5；主電機(jī)功率1.5KW；主電機(jī)轉(zhuǎn)速1440r/min。采用變速方式為有級(jí)變速；使用的滑移齒輪為雙聯(lián)齒輪和三聯(lián)齒輪。根據(jù)條件可確定主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列公比為1.41，主軸的轉(zhuǎn)速n=602000r/min。電動(dòng)機(jī)和主軸的轉(zhuǎn)速是已定的，當(dāng)選定了結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式后，就可分配傳動(dòng)組的傳

20、動(dòng)比并確定中間軸的轉(zhuǎn)速。再加上定比傳動(dòng)，就可畫(huà)出轉(zhuǎn)速圖。1.1.4 進(jìn)給傳動(dòng)方案進(jìn)給箱固定在床身的左端前側(cè)。進(jìn)給箱內(nèi)裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變換機(jī)構(gòu)，用于改變機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量或所加工的螺紋導(dǎo)程。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度比較低，進(jìn)給力也較小，所需的功率也小，一般進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率Ps與主運(yùn)動(dòng)切削功率Pv之比為： 因此在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)共用一個(gè)電機(jī)時(shí)，進(jìn)給功率可以不計(jì)，當(dāng)用單獨(dú)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)時(shí)，其電動(dòng)機(jī)功率可類比同類型的機(jī)構(gòu)確定。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為恒扭矩傳動(dòng)，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)荷與主傳動(dòng)不一樣。以重負(fù)荷粗加工為例，當(dāng)切削深度較大時(shí)，應(yīng)采用較小的進(jìn)給量；當(dāng)切削深度較小時(shí)，可采用較大的進(jìn)給量，所以在采用各種不同的進(jìn)給量時(shí)，切削分力大致

21、相同，都有可能達(dá)到最大進(jìn)給力，因而得到結(jié)論：在使用各級(jí)進(jìn)給量時(shí)，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)最后輸出軸的扭矩可近似地認(rèn)為相等，都有可能達(dá)到最大值，這即是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)恒扭矩工作的特點(diǎn)。傳統(tǒng)機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)包括：運(yùn)動(dòng)源、變速系統(tǒng)、換向機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)、安全機(jī)構(gòu)、直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和手動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)等。本車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)共用運(yùn)動(dòng)源，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般以主軸為始端，進(jìn)給量表示為mm/r。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中的變速系統(tǒng)用以改變進(jìn)給量的大小，變速系統(tǒng)設(shè)置在運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)之前，這樣安置可以簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)一般都放在變速系統(tǒng)的后面，運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)安排在后是為簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)；換向機(jī)構(gòu)安排在后，可使換向時(shí)沖擊較小，因?yàn)檫@時(shí)參與換向的零件少一些

22、，但各運(yùn)動(dòng)鏈不能共用一個(gè)換向機(jī)構(gòu)。BL系列臺(tái)式車床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1-2所示：主軸轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)變速系 統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分配與換向機(jī)構(gòu)快速運(yùn) 動(dòng)手動(dòng)機(jī)構(gòu)縱向齒條齒輪機(jī)構(gòu)橫向絲杠圖1-2 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)圖 1.2 支承件及剎車設(shè)計(jì)支承件是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件，包括床身、立柱、橫梁、床腳、刀架、工作臺(tái)、箱體等。這些件一般都比較大，所以也稱為“大件”。這類大件的作用是支承其他機(jī)床零部件、保持它們的相互位置、承受各種作用力等。如車床床身支承著床頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、光杠和絲杠，有時(shí)還支承中心架或跟刀架等。它不僅承受重力，還承受切削力、摩擦力、夾緊力等。其內(nèi)部空間常作為切削液、潤(rùn)滑液的儲(chǔ)存器或液壓油的油箱，有時(shí)電動(dòng)機(jī)和電

23、器箱也放在里面。機(jī)床的各種支承件有的互相固定連接，有的則在導(dǎo)軌上作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在切削時(shí)，刀具與工件之間的相互作用力沿大部分支承件逐個(gè)傳遞并使之變形。機(jī)床的動(dòng)態(tài)力(如變動(dòng)的切削力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性、旋轉(zhuǎn)件的不平衡等)使支承件和整機(jī)振動(dòng)。支承件的變形和振動(dòng)將直接影響加工精度和光潔度。此外，支承件一般附有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌主要起定位作用，所以支承件還保證其所支承的部件之間有正確的相互位置關(guān)系中相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡。因此，支承件是機(jī)床十分重要的構(gòu)件。支承件的種類很多，它們形狀、尺寸和材料是多種多樣的，但是支承件都應(yīng)滿足剛度、抗振性、熱變形、內(nèi)應(yīng)力等要求。對(duì)支承件的基本要求是：(1)應(yīng)具有足夠的剛度。即支承件在規(guī)定的最大載

24、荷(額定載荷)作用下，變形不得超過(guò)一定數(shù)值，以便保證刀具和工件間的相對(duì)位移不超過(guò)加工精度允差。(2)應(yīng)具有足夠的抗振性?？拐裥园▋煞矫娴囊饬x：a、抵抗受迫的能力限制受迫振動(dòng)的振幅不超過(guò)允許值；b、抵抗自激振動(dòng)的能力在給定的切削條件下保證切削的穩(wěn)定性。(3)一般應(yīng)具有較小的熱變形和熱應(yīng)力。(4)應(yīng)該排屑暢通，吊運(yùn)安全，并具有良好的工藝性以便于制造和裝配。支承件的重量往往占機(jī)床總重的8085。因此，減輕支承件的重量對(duì)節(jié)約金屬特別有效。為此，應(yīng)正確地進(jìn)行支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并對(duì)主要支承件進(jìn)行必要的驗(yàn)算以保證用最少的材料達(dá)到最好的性能。支承件根據(jù)其形狀，可分為三大類：(1)一個(gè)方向的尺寸比另兩個(gè)方向大得

25、多的零件。如床身、立柱、橫梁、搖臂及滑枕等。這一類零件可以看成是梁件。(2)兩個(gè)方向的尺寸比第三個(gè)方向大得多的零件。如底座、工作臺(tái)及刀架等。這一類零件可看是板件。(3)三個(gè)方向的尺寸都差不多的零件。如箱體及升降臺(tái)等。這類零件可看作是箱體件。1.2.1 床腳設(shè)計(jì)概述床腳的空間常作為切削液、潤(rùn)滑液的儲(chǔ)存器或液壓油的油箱，有時(shí)電動(dòng)機(jī)和電器箱也放在里面，以及安放電機(jī)的布線等。因此在進(jìn)行機(jī)床的床腳設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到床腳里面的相關(guān)設(shè)計(jì)。就機(jī)床冷卻潤(rùn)滑方面來(lái)說(shuō)，所有的冷卻液根據(jù)其性能可以分為兩大類，第一類用于冷卻刀具和工件；第二類用于潤(rùn)滑刀具和工件之間的接觸面。在鋼件、可鍛鑄鐵和鋁合金工件上用較高的切削速度和

26、切除金屬較多時(shí)需要采用冷卻液(通常是10%的乳化液).加工灰鑄鐵工件時(shí)一般不用冷卻液。對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求是：(1)冷卻液要充分，以確保刀具能獲得連續(xù)和充分的冷卻，使刀具在加工中保持較低的溫度，同時(shí)在冷卻工件和沖刷掉鐵屑的作用。(2)在冷卻管路各冷卻點(diǎn)盡可能的設(shè)置各自調(diào)節(jié)的開(kāi)關(guān)，以保證各冷卻點(diǎn)都能有充分的冷卻液。(3)冷卻液必須在開(kāi)始工作進(jìn)給時(shí)就供給，并確保整個(gè)加工過(guò)程中連續(xù)不斷，在加工結(jié)束時(shí)結(jié)束。(4)配置冷卻液的防護(hù)裝置和回收裝置，以免冷卻液到處飛濺。機(jī)床大多采用傳統(tǒng)的冷卻液方式冷卻。為提高刀具耐用度 ,在機(jī)床冷卻系統(tǒng)方面的主要是改變冷卻液的配方。本機(jī)床采用的是制冷機(jī)做冷源來(lái)冷卻刀具 ,以適應(yīng)

27、自動(dòng)化的要求。該冷卻系統(tǒng)的主要目的是為了增加切削刀具的耐用度。該系統(tǒng)要滿足以下要求：(1)、降低切削區(qū)溫度2 0 0左右;(2)、不影響刀具的剛度、強(qiáng)度;(3)不影響刀具的切削功能;(4)使用、制造方便,制冷效果好,成本低,可靠性高,便于操作。在機(jī)械加工車間內(nèi)采用集中供應(yīng)冷卻液的方法。加工車間內(nèi)，要完成冷卻液的自動(dòng)供給，由以下各部分組成，如圖1-3所示。儲(chǔ)液槽中的冷卻液通過(guò)泵由傳輸管道供給機(jī)床，用作冷卻后的冷卻液流回過(guò)濾格經(jīng)過(guò)過(guò)濾，除去冷卻液中的雜質(zhì)。重新流回儲(chǔ)液槽，如此循環(huán)使用。 圖1-3 冷卻液循環(huán)使用示意圖冷卻過(guò)濾裝置是機(jī)床等精密加工設(shè)備不可缺少的裝置之一。在切削過(guò)程中，使用冷卻潤(rùn)滑液既

28、可以吸收和帶走大量的切削熱，防止工件表面燒傷，又可以沖走工件表面的切屑，從而提高工件表面質(zhì)量和切削效率。冷卻液要保持清潔，盡可能減少冷卻液中雜質(zhì)的含量。傳統(tǒng)乳化油型冷卻液其缺點(diǎn)是夏季使用周期短、不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)加大了污水處理量當(dāng)夏季溫度高，機(jī)床開(kāi)機(jī)一段時(shí)間后液溫升高，這時(shí)冷卻液中的細(xì)菌繁殖快這種細(xì)菌貪食乳化劑的能力極強(qiáng)，其副產(chǎn)物中有硫化氫，如不及時(shí)更換新液，將導(dǎo)致被加工產(chǎn)品及床面腐蝕生銹。為了避免或減少冷卻液的變質(zhì)，提高冷卻液的使用周期，降低成本，改善環(huán)境衛(wèi)生，本機(jī)床在冷卻液中加了碘。 冷卻液在切削加工中起冷卻、潤(rùn)滑及沖洗作用。冷卻液的流量取決于切削時(shí)產(chǎn)生的熱量和散熱條件，它與被加工工件的材料、加

29、工方法、刀具的直徑、類型以及刀具結(jié)構(gòu)、切削用量有密切關(guān)系。本機(jī)床大流量冷卻時(shí)的冷卻液流量選定方法。依據(jù)加工工件的材質(zhì)和機(jī)床的配置形式(單機(jī)還是自動(dòng)線，自動(dòng)線是否帶有隨行夾具)，按主鈾根數(shù)來(lái)計(jì)算冷卻液流量的。機(jī)床變速箱多采用集中潤(rùn)滑的方法，通過(guò)油泵把油池中的潤(rùn)滑油送到各個(gè)需要的位置，以后油液流回油池。本車床采用的是把油泵油箱放在床腿上，采用箱外循環(huán)，散熱條件好。對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行潤(rùn)滑的目的是：降低摩擦力以提高機(jī)械效率；減少磨損以延長(zhǎng)壽命；降低溫度以改善工作條件；防止生銹。導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方法很多，最簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑方法就是人工定期在導(dǎo)軌上澆油。這種方法不能保證充分的潤(rùn)滑，因此一般只用于低速的中小型機(jī)床導(dǎo)軌。為了使?jié)?/p>

30、滑油在導(dǎo)軌上均勻分布，保證充分的潤(rùn)滑效果，必須在導(dǎo)軌上開(kāi)出油溝。對(duì)潤(rùn)滑的要求是：保證按規(guī)定供應(yīng)清潔的潤(rùn)滑油，油量可以調(diào)節(jié)，盡量采用自動(dòng)和強(qiáng)制潤(rùn)滑；簡(jiǎn)化潤(rùn)滑裝置，潤(rùn)滑元件要可靠；確保安全。1.2.2 床腳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)床腳的高度一般是600mm或800mm，本機(jī)床床腳的總體尺寸是600mm260mm。床腳是機(jī)床支承件的一部分，因此在進(jìn)行床腳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可從機(jī)床支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手。1、床腳的材料和熱處理床腳常用的材料是鑄鐵和鋼，傳統(tǒng)機(jī)床采用的都是鑄鐵材料，本機(jī)床采用的是鋼板的焊接結(jié)構(gòu)。(1)鑄鐵床腳常用鑄鐵制成。因其鑄造性能好，容易獲得各種復(fù)雜形狀；并具有較大的內(nèi)摩擦力，抗振性好；當(dāng)加入少量合金元

31、素或作孕育處理時(shí)，可提高耐磨性；其成本也低。其缺點(diǎn)是需要制做木模，制造周期長(zhǎng)，有時(shí)產(chǎn)生鑄造缺陷。鑄件壁厚，應(yīng)盡量均勻，以避免因厚薄不勻而導(dǎo)致厚處產(chǎn)生縮孔。拐角處應(yīng)圓角過(guò)渡，避免突拐。 常用的灰鑄鐵有HT200、HT150、HT300。通常，可根據(jù)載荷大小，機(jī)床精度和支承件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度來(lái)選擇。 HT200 適用于外形較簡(jiǎn)單，抗壓、抗彎應(yīng)力較大的支承件，如大多數(shù)機(jī)床的床身。當(dāng)導(dǎo)軌與支承件做成一體，導(dǎo)軌要求淬硬時(shí)，采用這種材料效果很好。 HT150 它的流動(dòng)性好，鑄造性也和好，但機(jī)械性能稍差，適用于形狀復(fù)雜的床身及大多數(shù)機(jī)床的底座。 HT300 它的強(qiáng)度和耐磨性都很好，鑄造工藝較復(fù)雜，多用于導(dǎo)軌和

32、支承件做成一體的自動(dòng)車床承受重載荷的床身。(2)鋼采用鋼板、角鋼焊接的床腳，可克服鑄件存在的缺點(diǎn)，而且可根據(jù)受力情況布置隔板和加強(qiáng)筋，從而提高抗扭和抗彎剛度。由于鋼的機(jī)械性能好，還可減輕支承件的重量。焊接用的鋼板和角鋼，常用的材料為A3鋼和A5鋼。支承件在鑄造和焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，致使支承件產(chǎn)生變形，必須時(shí)效處理。床腳鋼板和型鋼焊有許多優(yōu)點(diǎn)：(1)不需要制造木模和澆鑄，生產(chǎn)周期短。又不易出廢品。(2)減輕重量。鋼的彈性模量約為鑄鐵的1.5至2倍。在形狀和輪廓尺寸相同的前提下，如果要求支承件本身的剛度相同，則鋼焊接件的壁厚可比鑄鐵薄。(3)可以采用完全封閉的箱形結(jié)構(gòu)，不像鑄件那樣要留出砂孔。(4)如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有缺陷，例如發(fā)現(xiàn)剛度不足，焊接件可以補(bǔ)救。例如可加焊隔板和筋。鋼板焊接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：(1)焊接結(jié)構(gòu)在中、小型機(jī)床成批生產(chǎn)時(shí)成本比鑄造高，手工勞動(dòng)多。因此在這種條件下宜鑄造。(2)鋼的材料內(nèi)磨擦阻尼約為鑄鐵的1/3。但是，整機(jī)的阻尼，主要是由支承件間的結(jié)合面決定的。支承件本身振動(dòng)的阻尼和鋼板薄壁振動(dòng)的阻尼比鑄鐵低。焊接支承件的導(dǎo)軌，可以是鋼的，也可以鑄鐵的。與支承件本體的聯(lián)接，鋼導(dǎo)軌可以焊，也可以用螺釘、銷等固定。鑄鐵導(dǎo)軌則只能用螺釘、銷等固定。 由于鋼板焊接件本身的阻尼能力較差，在焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生變形和殘余應(yīng)力等，所以應(yīng)采