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哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名 盧悅生 學(xué) 號(hào) 0901010608 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)械 09 6 指導(dǎo)教師 趙巖 2013 年 3 月 15 日 課題題目及來(lái)源 題目 銑槽專用機(jī)床設(shè)計(jì) 來(lái)源 指導(dǎo)教師研究項(xiàng)目 課題研究的意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 課題研究的意義 目前木加工制品在人們的生活當(dāng)中應(yīng)用的越來(lái)越多 因此近些年來(lái)木加工 行業(yè)得到了飛速發(fā)展 對(duì)木工機(jī)械的加工精度和加工效率越來(lái)越高 本次設(shè)計(jì) 的木工銑槽機(jī)床主要是用來(lái)完成兩木料連接處榫槽的加工 兩個(gè)木料通過(guò)銑削 出來(lái)的槽配合榫的使用 以完成兩木料的連接固定 銑槽機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)是有 動(dòng)力機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)四部分組成 具體的說(shuō) 它將包括 電動(dòng)機(jī) 皮帶傳動(dòng)裝置 卡具 直線導(dǎo)軌等部件和組件 本課題所設(shè)計(jì)的內(nèi)容 主要是掌握機(jī)床的技術(shù)要求及其工作特點(diǎn) 對(duì)該機(jī)床進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì) 零 件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 方案設(shè)計(jì)的主要任務(wù)有兩點(diǎn) 一是結(jié)合產(chǎn)品的技術(shù)要 求和需要的具體條件確認(rèn)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu) 二是完成對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力參數(shù) 的計(jì)算 通過(guò)方案的實(shí)施初步完成機(jī)床的設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)各個(gè)部件的校核來(lái)確保 該方案的可行性 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 制造質(zhì)量 技術(shù)性能和可靠性普遍提高 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面 講求緊湊 實(shí)用 采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)和組成技術(shù)設(shè)計(jì) 對(duì)機(jī)床的使用安全性 操作 維 修 運(yùn)輸方便和舒適性 色調(diào)和環(huán)境的和諧性 醒目的安全和危險(xiǎn)標(biāo)志 制造 的工藝性 外形的美觀和人機(jī)工程原理方面都給予足夠重視 很多廠家都采用 了現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保障系統(tǒng) CAQ 計(jì)算機(jī) 輔助規(guī)劃 CAP 計(jì)算機(jī)輔助制造 CAM 和計(jì)算機(jī)控制 CNC 等技術(shù) 2 在進(jìn)一步完善 發(fā)展適合少品種 少規(guī)格大批量生產(chǎn)木制品的各類專 門化自動(dòng)生產(chǎn)線 聯(lián)合機(jī)的同時(shí) 適用于加工小批量 多變種的木工機(jī)械和木 材加工機(jī)組有較快的發(fā)展 3 木工刀具在品種規(guī)格 精度 耐用度 新材料和新技術(shù)的應(yīng)用等方面 的發(fā)展很受重視 4 對(duì)科研 教育和新技術(shù) 產(chǎn)品開發(fā)和投資非常重視 木工機(jī)械國(guó)際市 場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上是科學(xué)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng) 課題研究的主要內(nèi)容和方法 研究過(guò)程中的主要問(wèn)題和解決辦法 我國(guó)木工機(jī)械行業(yè)近年來(lái)一直高速發(fā)展 在國(guó)際行業(yè)處于領(lǐng)先地位 生產(chǎn) 的木工機(jī)械 除供國(guó)內(nèi)使用 還大量出口國(guó)外 并成了世界貿(mào)易的主要組成部 分 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 人民生活水平的提高 板式家具在人民生活中的地 位也越來(lái)越重要 應(yīng)用越來(lái)越廣泛 而木工榫槽機(jī)床正式隨板式家具的興起而 越來(lái)越興旺 由于工廠規(guī)模的限制 小型榫槽機(jī)床的需求量成為鉆孔機(jī)中的佼 佼者 銑床是一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)器 通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)刀具銑刀削減 機(jī)床建立在這 樣一個(gè)固定工件旋轉(zhuǎn)刀具到工作的方式 刀具和夾持裝置品種允許有切割的更 大可能性 立式銑床 俗稱 波特 的風(fēng)格 多功能鋼廠執(zhí)行許多操作 包括一些類 似的對(duì)像進(jìn)行的鉆床鉆 擴(kuò)孔 埋頭 和锪 對(duì)軋機(jī)進(jìn)行其他操作包括但不限 于 三面刃 精切削 精密鏜 機(jī)床被歸類在于其主軸位置的 主軸可工作于 豎直或水平位置 不在于 點(diǎn)或面的加工或者是精加工還是粗加工 銑槽機(jī)床具有生產(chǎn)效率高 定位精度高 機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊 占地面積小 操 作靈活方便等特點(diǎn) 它的出現(xiàn)大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 提高了生產(chǎn)效率 銑槽機(jī)床主要用于圓孔 圓榫孔 補(bǔ)節(jié)孔等工序的作業(yè) 尤其是對(duì)多孔零 部件的加工更為靈活方便 同時(shí)鉆孔質(zhì)量好 生產(chǎn)效率極高 板式部件的連接大量采用圓榫 五金零件并逐步取代了其他結(jié)合方式 以 適應(yīng)板式家具流水線的需要和連接方便的特點(diǎn) 高速銑削技術(shù)是目前木工機(jī)械發(fā)展的主要趨勢(shì) 它是將計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)應(yīng) 用于木材加工機(jī)械產(chǎn)品中 結(jié)合木材加工高速銑削的特性要求 實(shí)現(xiàn)加工刀具 在各坐標(biāo) 軸之間內(nèi)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng) 以達(dá)到加工程序要求的精確位置和高速度 從而 保證加工部件的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)加工復(fù)雜的形狀 提高加工產(chǎn)品的精確度 1 提高機(jī)床的可靠性 由于木工機(jī)床較復(fù)雜 成本也較高 因此它的可靠性是歷來(lái)使用者所關(guān)心 的問(wèn)題 要使機(jī)床不僅好用 而且耐用 機(jī)床設(shè)計(jì)必須合理 2 提高加工精度和表面加工質(zhì)量 由于木制品的精度和表面粗糙度要求的提高和木工機(jī)床本身的精度與機(jī)床 壽命密切相關(guān) 因而 木工機(jī)床精度的確定 必須保證達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益 要提高機(jī)床的加工精度和表面加工質(zhì)量 就要提高機(jī)床的傳動(dòng)精度和抗振 性 提高機(jī)床的抗震性 不只是要增加剛度 重要的是減少引起震動(dòng)的因素 如減少高速轉(zhuǎn)動(dòng)件的數(shù)量并提高其平衡水平 3 改善操作的方便性和舒適性 現(xiàn)代機(jī)床應(yīng)盡量減輕操作者的體力和腦力勞動(dòng)強(qiáng)度 使操作者操作機(jī)床感 到輕松 舒適 為此設(shè)計(jì)者要特別注意掌握人機(jī)工程學(xué)和機(jī)床藝術(shù)造型的理論 4 提高機(jī)械化和自動(dòng)化水平 為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和保證加工精度及精度的穩(wěn)定 性 機(jī)床應(yīng)盡量提高機(jī)械化 自動(dòng)化水平 當(dāng)前主要是實(shí)現(xiàn)輔助工序 供料 卸料 檢驗(yàn) 中間輸送 的機(jī)械化和自動(dòng)化 5 工序集中 工序集中即在機(jī)床上對(duì)木件進(jìn)行一次裝夾和定位中就可以完成多工序的加 工 由于避免了多次定位帶來(lái)的定位誤差 提高了加工精度 也節(jié)省了輔助時(shí) 間 多工序同時(shí)加工 切削時(shí)間重合 將大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 如具有立式多 片圓鋸機(jī)構(gòu)的跑車帶鋸機(jī) 具有臥式多片圓鋸機(jī)構(gòu)的臥式帶鋸機(jī) 都是經(jīng)過(guò)一 次裝夾完成規(guī)格板 方才加工的 此機(jī)床是木材加工機(jī)械產(chǎn)品中 結(jié)合木材加工高速銑削的特性要求 實(shí)現(xiàn) 加工刀具在各坐標(biāo)軸空間內(nèi)聯(lián)動(dòng)的直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng) 以達(dá)到加工程序要求的精確 位置和高速度 從而保證加工部件的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)加工復(fù)雜的形狀 提高加工產(chǎn) 品技術(shù)附加值 木工榫槽機(jī)床為通用的木材加工設(shè)備 在木材生產(chǎn)中占有相當(dāng) 大的比例 機(jī)床包括機(jī)身 壓緊器的工作臺(tái)和帶切削刀頭的刀架 根據(jù)用途木 工銑床的傳動(dòng)方式主要為主軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)和主軸傳動(dòng)并與進(jìn)給傳動(dòng)為結(jié)合 其中主軸直接驅(qū)動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)給最為常見 主軸用直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)實(shí)現(xiàn)開槽運(yùn)動(dòng) 與導(dǎo)軌相比有顯著的優(yōu)越性 它能保證加工面的粗糙度及加工底面的深度 木 工銑床多數(shù)是連續(xù)加工 控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)同時(shí) 進(jìn)行控制 它不僅可控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)和終點(diǎn) 而且還可以控制整個(gè)加 工過(guò)程每一點(diǎn)的位移量 刀架是該機(jī)床最主要的部分 由于刀架布局的不同和 機(jī)床的形式不同 通常刀架使該機(jī)床分為并列式與轉(zhuǎn)塔式 刀架的上下移動(dòng)切 削加工由交流伺服電機(jī)直接帶動(dòng)精密絲杠傳動(dòng) 使刀架在精密直線導(dǎo)軌上移動(dòng) 達(dá)到銑削的深度和寬度的尺寸要求 機(jī)床上裝有兩個(gè)垂直鉆頭 兩個(gè)垂直鉆頭 為 且兩刀具相對(duì)固定 具有橫向縱向兩自由度 兩鉆頭各由一個(gè)三相異步8 交流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 由于在木工加工中工作強(qiáng)度較輕 所以電機(jī)與刀具采用皮帶連 接 刀具轉(zhuǎn)速在 5000 轉(zhuǎn)以上 刀具的進(jìn)給是采取人工手動(dòng)進(jìn)給 為了保證加工 的精度采用了擋鐵 以確保加工的深度 該機(jī)床的加緊機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu) 利 用凸輪機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)確保被加工件的固定 可以說(shuō) 板式家具的興起促進(jìn)了榫槽機(jī)床的產(chǎn)生同時(shí)也促進(jìn)了該機(jī)床的進(jìn) 一步完善 而木工榫槽機(jī)的出現(xiàn)與發(fā)展又促進(jìn)了木材加工行業(yè)的發(fā)展 木工榫 槽機(jī)成了各家具廠的需求設(shè)備 特別隨著 近年來(lái)鄉(xiāng)鎮(zhèn)木工企業(yè)如雨后春筍般 的出現(xiàn)和蓬勃發(fā)展 木工榫槽機(jī)床將會(huì)有更為廣闊的市場(chǎng)和發(fā)展的天地 所以 設(shè)計(jì)并改進(jìn)木工榫槽機(jī)是十分必要的 課題研究所需的參考文獻(xiàn) 1 1 編寫組編 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2 王峰主編 主傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)控技術(shù)改造 3 哈爾濱理工大學(xué)機(jī)床教研室編 機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 4 顧熙常編 金屬切削機(jī)床 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 5 有關(guān)論文 資料等 指導(dǎo)教師審查意見 指導(dǎo)教師簽字 2013 年 月 日 指導(dǎo)委員會(huì)意見審核意見 組長(zhǎng)簽字 2013 年 月 日 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 銑槽機(jī)床設(shè)計(jì) 摘要 木工機(jī)械是指在木材加工工藝中 將木材加工的半成品加工成為木制 品的一類機(jī)床 家具機(jī)械是木工機(jī)械的重要組成部分 木工機(jī)床加工的對(duì)象是木材 木材是人類發(fā)現(xiàn)利用最早的一種原料 與人類的住 行 用有著密切的關(guān)系 人類在長(zhǎng)期實(shí)踐中積累了豐富的木 材加工經(jīng)驗(yàn) 木工機(jī)床正是通過(guò)人們長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐 不斷發(fā)現(xiàn) 不斷探索 不斷創(chuàng)造而發(fā)展起來(lái)的 木家具是指用木制材料制成的用具 根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為框架式家具和 板工家具兩大類 典型框架式家具的結(jié)構(gòu)為榫卯結(jié)構(gòu) 材料為天然實(shí)木板 方材 如紅木家具 明式家具 清式家具 實(shí)木餐桌椅等 典型的板式家 具是指以人造板為材料 結(jié)構(gòu)采用連接件 圓榫等方式連接的家具 目前木加工制品在人們的生活當(dāng)中應(yīng)用的越來(lái)越多 因此近些年來(lái)木 加工行業(yè)得到了飛速發(fā)展 對(duì)木工機(jī)械的加工精度和加工效率越來(lái)越高 本次設(shè)計(jì)的木工銑槽機(jī)床主要是用來(lái)完成兩木料連接處榫槽的加工 兩個(gè) 木料通過(guò)銑削出來(lái)的槽配合榫的使用 以完成兩木料的連接固定 銑槽機(jī) 床的主要結(jié)構(gòu)是有動(dòng)力機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)四部分組成 具體的說(shuō) 它將包括電動(dòng)機(jī) 皮帶傳動(dòng)裝置 卡具 直線導(dǎo)軌等部件和組 件 本課題所設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是掌握機(jī)床的技術(shù)要求及其工作特點(diǎn) 對(duì)該 機(jī)床進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì) 零件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 方案設(shè)計(jì)的主要 任務(wù)有兩點(diǎn) 一是結(jié)合產(chǎn)品的技術(shù)要求和需要的具體條件確認(rèn)設(shè)備的機(jī)械結(jié) 構(gòu) 二是完成對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力參數(shù)的計(jì)算 通過(guò)方案的實(shí)施初步完成 機(jī)床的設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)各個(gè)部件的校核來(lái)確保該方案的可行性 關(guān)鍵詞 木工機(jī)械 銑床 槽加工 連接榫槽 木材銑削 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I Design of Flute Milling Machine Abstract Woodworking machinery is to point to in the wood processing technology will become a wood products of wood processing semi finished products processing of machine tools Furniture machinery is an important part of woodworking machinery Woodworking machine processing object is wood Wood is a kind of raw material using the earliest humans found with human lives the line with has the close relation Human beings in the long term practice has accumulated rich experience in wood processing Woodworking machine is through the long term production practice and constantly find continuously explore and constantly creating and developing Wood furniture is made of wooden materials According to its structure can be divided into the frame type furniture and board two kinds big Typical structure of mortise and tenon joint structure frame type furniture materials for natural solid wood timber such as mahogany furniture bright type furniture clear pattern furniture solid wood chair etc Typically refers to man made board board type furniture structure using the furniture fittings round tenon connection With the use of woof production and rapid development of woof working recently the demand of precision and productivity on wood becomes higher and higher Woodworking groove milling machine used to complete the tenon slot processing of two timber connection with the use of the groove of tenon fitting to complete the connection and fixation of two timber Plate cutter main structure are dynamic drive clamping and feeding mechanism of four elements specifically It includes motor a belt transmission device fixtures linear guide and so on The topics are mainly designed to master the technical requirements of machine tools and their work features machine overall program design the parts design and choice of standard parts Design of two main tasks First according to the technical requirements and the specific needs of products to confirm structure of mechanical equipment Second the completion of equipment parameters and the force parameters of the calculation Through the implementation of the program completed initial machine design the various components of the check to ensure the feasibility of the program Keywords Wood Machine Milling Machine Connective Tenon Wood milling 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II 目錄 摘要 I Abstract II 第 1 章 緒論 1 1 1 選題的目的及意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1 3 發(fā)展趨勢(shì) 2 1 4 木工銑槽機(jī)床的特點(diǎn) 2 1 5 主要技術(shù)參數(shù) 3 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 4 2 1 木工銑槽機(jī)床構(gòu)成 4 2 2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 4 2 3 工件的加緊裝置的設(shè)計(jì) 5 2 4 機(jī)身的設(shè)計(jì) 5 2 5 本章小結(jié) 6 第 3 章 切削力的計(jì)算 7 3 1 速度計(jì)算 7 3 2 功率計(jì)算 7 3 3 選擇電機(jī) 10 3 4 計(jì)算裝置的總傳動(dòng)比 10 3 5 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 10 3 6 本章小結(jié) 11 第 4 章 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇 12 4 1 確定計(jì)算功率 kW 12caP 4 2 選擇帶型 13 4 3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 13 4 4 確定皮帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 13 4 5 演算主動(dòng)輪上的包角 14 4 6 計(jì)算皮帶根數(shù) 14 4 7 計(jì)算初拉力 14 4 8 計(jì)算軸上的壓力 14 4 9 本章小結(jié) 14 第 5 章 主軸的設(shè)計(jì) 15 5 1 軸徑的初步估算 15 5 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 5 3 軸的強(qiáng)度校核 15 5 3 1 軸的疲勞強(qiáng)度校核 17 5 3 2 軸的靜強(qiáng)度校核 18 5 4 本章小結(jié) 19 第 6 章 軸承的選擇與計(jì)算 20 6 1 軸承的選用 20 6 2 軸承的壽命計(jì)算 20 6 3 本章小結(jié) 22 第 7 章 機(jī)床的使用與保養(yǎng) 23 7 1 潤(rùn)滑的作用 23 7 2 機(jī)床的保養(yǎng) 23 結(jié)論 24 致謝 25 參考文獻(xiàn) 26 附錄 A 27 附錄 B 32 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 0 第 1 章 緒論 1 1 選題的目的及意義 我國(guó)木工機(jī)械行業(yè)近年來(lái)一直高速發(fā)展 在國(guó)際行業(yè)處于領(lǐng)先地位 生產(chǎn)的木工機(jī)械 除供國(guó)內(nèi)使用 還大量出口國(guó)外 并成了世界貿(mào)易的主 要組成部分 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 人民生活水平的提高 板式家具在人 民生活中的地位也越來(lái)越重要 應(yīng)用越來(lái)越廣泛 而木工榫槽機(jī)床正式隨 板式家具的興起而越來(lái)越興旺 由于工廠規(guī)模的限制 小型榫槽機(jī)床的需 求量成為鉆孔機(jī)中的佼佼者 銑槽機(jī)床具有生產(chǎn)效率高 定位精度高 機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊 占地面積小 操作靈活方便等特點(diǎn) 它的出現(xiàn)大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 提高了生 產(chǎn)效率 銑槽機(jī)床主要用于圓孔 圓榫孔 補(bǔ)節(jié)孔等工序的作業(yè) 尤其是對(duì)多 孔零部件的加工更為靈活方便 同時(shí)鉆孔質(zhì)量好 生產(chǎn)效率極高 板式部件的連接大量采用圓榫 五金零件并逐步取代了其他結(jié)合方式 以適應(yīng)板式家具流水線的需要和連接方便的特點(diǎn) 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 倫教木工機(jī)械起步于上世紀(jì)80年代初 當(dāng)時(shí)倫教有一定的機(jī)械加工能 力 隨著順德家具業(yè)興起 原始型木工機(jī)械應(yīng)運(yùn)而生 進(jìn)入90年代開始發(fā) 展 不斷吸收引進(jìn)東北 華東 臺(tái)灣的先進(jìn)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代 1997年以后借助技術(shù)創(chuàng)新 機(jī)電一體化 會(huì)展經(jīng)濟(jì)等的內(nèi)外延發(fā)展推動(dòng) 迎來(lái)了跨越式的進(jìn)步 在國(guó)內(nèi)木工機(jī)械行業(yè)中占有舉足輕重的地位 目前 已成為中國(guó)木工機(jī)械行業(yè)最大的制造基地 2004年 倫教的木工機(jī)械行 業(yè)總產(chǎn)值為10 04億元 擁有制造企業(yè)78家 配套企業(yè)16家 從業(yè)人員近 萬(wàn)人 產(chǎn)品主要有四面刨 多排刨 冷熱壓機(jī) 木地板生產(chǎn)線以及各種系 列實(shí)木家具 纖維板家具的生產(chǎn)設(shè)備 產(chǎn)品主要銷往全國(guó)各地 歐美和東 南亞 2004年木工機(jī)械銷售貿(mào)易總額占全省的60 全國(guó)的30 年出口產(chǎn) 品額為1200萬(wàn)美元 倫教的木工機(jī)械行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)的趨勢(shì) 各企業(yè)之間有側(cè) 重性的發(fā)展方向 為整機(jī)生產(chǎn)配套刀具 鋸片 進(jìn)料機(jī) 刀頭組合等 如 富豪 銳亞 成為了 中國(guó)木工機(jī)械四面刨王國(guó) 馬氏 成為了木 工機(jī)械高速軸生產(chǎn)基地 銀光 成為木材粗加工機(jī)械的排頭兵 威德力 同安 成為了木制品冷 熱壓機(jī)床系列專業(yè)廠 在深圳經(jīng)營(yíng)木工刀具 長(zhǎng)達(dá)10年之久 產(chǎn)品品質(zhì)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平的 潤(rùn)祥 公司 到倫教投資 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 后仍然專做刀具 此外 倫教木工機(jī)械制造行業(yè)出現(xiàn)了兩種發(fā)展傾向 一 方面規(guī)模企業(yè)產(chǎn)品向大型 重型機(jī)械發(fā)展 與此同時(shí) 另一方面涌現(xiàn)出十 余家新辦的木機(jī)廠 它們迅速填補(bǔ)通用 小型產(chǎn)品的空白 使木工制造業(yè) 出現(xiàn)了分層次梯度發(fā)展的鮮明特點(diǎn) 不少企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到專業(yè)化分工協(xié)作 是降低成本 減少惡性競(jìng)爭(zhēng) 把產(chǎn)品做精做專做出品牌的必由之路 據(jù) 2013 2017年中國(guó)木工機(jī)械行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告 部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示八五到九五期間 倫教均保持著驚人的發(fā)展速度 工農(nóng)業(yè)總 產(chǎn)值年均遞增30 4 2004年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值40 15億元 同比增長(zhǎng)18 4 其中三大產(chǎn)業(yè)比例為8 74 70 98 20 28 工業(yè)總產(chǎn)值205億元 同比增 長(zhǎng)41 3 出口產(chǎn)值19 88億美元 同比增長(zhǎng)47 比2001年翻一番 倫教 街道擁有工業(yè)企業(yè)413家 從業(yè)人員75000人 其中三資企業(yè)143家 出口 產(chǎn)值占工業(yè)生產(chǎn)總值的50 以上 2001年倫教被省科技廳認(rèn)定為廣東省專 業(yè)鎮(zhèn)技術(shù)創(chuàng)新試點(diǎn) 1 制造質(zhì)量 技術(shù)性能和可靠性普遍提高 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面 講 求緊湊實(shí)用 采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)和組成技術(shù)設(shè)計(jì) 對(duì)機(jī)床的使用安全性 操作 維修 運(yùn)輸方便和舒適性 色調(diào)和環(huán)境的和諧性 醒目的安全和危 險(xiǎn)標(biāo)志 制造的工藝性 外形的美觀和人機(jī)工程原理方面都給予足夠重視 很多廠家都采用了現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD 計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保障 系統(tǒng) CAQ 計(jì)算機(jī)輔助規(guī)劃 CAP 計(jì)算機(jī)輔助制造 CAM 和計(jì)算機(jī) 控制 CNC 等技術(shù) 2 在進(jìn)一步完善 發(fā)展適合少品種 少規(guī)格大批量生產(chǎn)木制品的 各類專門化自動(dòng)生產(chǎn)線 聯(lián)合機(jī)的同時(shí) 適用于加工小批量 多變種的木 工機(jī)械和木材加工機(jī)組有較快的發(fā)展 3 木工刀具在品種規(guī)格 精度 耐用度 新材料和新技術(shù)的應(yīng)用 等方面的發(fā)展很受重視 4 對(duì)科研 教育和新技術(shù) 產(chǎn)品開發(fā)和投資非常重視 木工機(jī)械 國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上是科學(xué)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng) 1 3 發(fā)展趨勢(shì) 伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷地發(fā)展 新技術(shù) 新材料 新工藝不斷涌現(xiàn) 伴隨我國(guó)加入 WTO 的腳步 我國(guó)木工機(jī)械裝備水平與國(guó)外的差距會(huì)越來(lái)越 小 國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備會(huì)不斷涌入 對(duì)國(guó)內(nèi)木工機(jī)械而言 挑戰(zhàn)與機(jī) 會(huì)并存 電子技術(shù) 數(shù)字控制技術(shù) 激光技術(shù) 微波技術(shù)以及高壓射流技 術(shù)的發(fā)展 給家具機(jī)械的自動(dòng)化 柔性化 智能化和集成化帶來(lái)了新的活 力 使機(jī)床的品種不斷增加 技術(shù)水平不斷提高 高速銑削技術(shù)是目前木工機(jī)械發(fā)展的主要趨勢(shì) 它是將計(jì)算機(jī)數(shù)控技 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 術(shù)應(yīng)用于木材加工機(jī)械產(chǎn)品中 結(jié)合木材加工高速銑削的特性要求 實(shí)現(xiàn) 加工刀具在各坐標(biāo)軸之間內(nèi)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng) 以達(dá)到加工程序要求的精確位 置和高速度 從而保證加工部件的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)加工復(fù)雜的形狀 提高加工 產(chǎn)品的精確度 國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn) 1 提高機(jī)床的可靠性 由于木工機(jī)床較復(fù)雜 成本也較高 因此它的可靠性是歷來(lái)使用者 所關(guān)心的問(wèn)題 要使機(jī)床不僅好用 而且耐用 機(jī)床設(shè)計(jì)必須合理 2 提高加工精度和表面加工質(zhì)量 由于木制品的精度和表面粗糙度要求的提高和木工機(jī)床本身的精度與 機(jī)床壽命密切相關(guān) 因而 木工機(jī)床精度的確定 必須保證達(dá)到最大的經(jīng) 濟(jì)效益 要提高機(jī)床的加工精度和表面加工質(zhì)量 就要提高機(jī)床的傳動(dòng)精度和 抗振性 提高機(jī)床的抗震性 不只是要增加剛度 重要的是減少引起震動(dòng) 的因素 如減少高速轉(zhuǎn)動(dòng)件的數(shù)量并提高其平衡水平 3 改善操作的方便性和舒適性 現(xiàn)代機(jī)床應(yīng)盡量減輕操作者的體力和腦力勞動(dòng)強(qiáng)度 使操作者操作機(jī) 床感到輕松 舒適 為此設(shè)計(jì)者要特別注意掌握人機(jī)工程學(xué)和機(jī)床藝術(shù)造 型的理論 4 提高機(jī)械化和自動(dòng)化水平 為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和保證加工精度及精度的 穩(wěn)定性 機(jī)床應(yīng)盡量提高機(jī)械化 自動(dòng)化水平 當(dāng)前主要是實(shí)現(xiàn)輔助工序 供料 卸料 檢驗(yàn) 中間輸送 的機(jī)械化和自動(dòng)化 5 工序集中 工序集中即在機(jī)床上對(duì)木件進(jìn)行一次裝夾和定位中就可以完成多工序 的加工 由于避免了多次定位帶來(lái)的定位誤差 提高了加工精度 也節(jié)省 了輔助時(shí)間 多工序同時(shí)加工 切削時(shí)間重合 將大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 如具有立式多片圓鋸機(jī)構(gòu)的跑車帶鋸機(jī) 具有臥式多片圓鋸機(jī)構(gòu)的臥式帶 鋸機(jī) 都是經(jīng)過(guò)一次裝夾完成規(guī)格板 方才加工的 1 4 木工銑槽機(jī)床的特點(diǎn) 此機(jī)床是木材加工機(jī)械產(chǎn)品中 結(jié)合木材加工高速銑削的特性要求 實(shí)現(xiàn)加工刀具在各坐標(biāo)軸空間內(nèi)聯(lián)動(dòng)的直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng) 以達(dá)到加工程序要 求的精確位置和高速度 從而保證加工部件的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)加工復(fù)雜的形狀 提高加工產(chǎn)品技術(shù)附加值 木工榫槽機(jī)床為通用的木材加工設(shè)備 在木材 生產(chǎn)中占有相當(dāng)大的比例 機(jī)床包括機(jī)身 壓緊器的工作臺(tái)和帶切削刀頭 的刀架 根據(jù)用途木工銑床的傳動(dòng)方式主要為主軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)和主軸傳 動(dòng)并與進(jìn)給傳動(dòng)為結(jié)合 其中主軸直接驅(qū)動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)給最為常見 主軸用 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)實(shí)現(xiàn)開槽運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)軌相比有顯著的優(yōu)越性 它能保證加工 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 面的粗糙度及加工底面的深度 木工銑床多數(shù)是連續(xù)加工 控制系統(tǒng)的特 點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)同時(shí)進(jìn)行控制 它不僅可控制機(jī)床移動(dòng) 部件的起點(diǎn)和終點(diǎn) 而且還可以控制整個(gè)加工過(guò)程每一點(diǎn)的位移量 刀架 是該機(jī)床最主要的部分 由于刀架布局的不同和機(jī)床的形式不同 通常刀 架使該機(jī)床分為并列式與轉(zhuǎn)塔式 刀架的上下移動(dòng)切削加工由交流伺服電 機(jī)直接帶動(dòng)精密絲杠傳動(dòng) 使刀架在精密直線導(dǎo)軌上移動(dòng) 達(dá)到銑削的深 度和寬度的尺寸要求 機(jī)床上裝有兩個(gè)垂直鉆頭 兩個(gè)垂直鉆頭為 8 且兩刀具相對(duì)固定 具有橫向縱向兩自由度 兩鉆頭各由一個(gè)三相異步交 流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 由于在木工加工中工作強(qiáng)度較輕 所以電機(jī)與刀具采用皮帶 連接 刀具轉(zhuǎn)速在 5000 轉(zhuǎn)以上 刀具的進(jìn)給是采取人工手動(dòng)進(jìn)給 為了 保證加工的精度采用了擋鐵 以確保加工的深度 該機(jī)床的加緊機(jī)構(gòu)采用 凸輪機(jī)構(gòu) 利用凸輪機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)確保被加工件的固定 可以說(shuō) 板式家具的興起促進(jìn)了榫槽機(jī)床的產(chǎn)生同時(shí)也促進(jìn)了該機(jī)床 的進(jìn)一步完善 而木工榫槽機(jī)的出現(xiàn)與發(fā)展又促進(jìn)了木材加工行業(yè)的發(fā)展 木工榫槽機(jī)成了各家具廠的需求設(shè)備 特別隨著 近年來(lái)鄉(xiāng)鎮(zhèn)木工企業(yè)如 雨后春筍般的出現(xiàn)和蓬勃發(fā)展 木工榫槽機(jī)床將會(huì)有更為廣闊的市場(chǎng)和發(fā) 展的天地 所以設(shè)計(jì)并改進(jìn)木工榫槽機(jī)是十分必要的 1 5 主要技術(shù)參數(shù) 1 刀具個(gè)數(shù) 2 2 兩刀具間距 20mm 3 加工榫槽尺寸 35 35 9mm 4 機(jī)床總功率 0 75kw 2 1 5kw 5 刀具最高轉(zhuǎn)速 6000r min 6 機(jī)床外型尺寸 861 x 539 1048mm 7 重量 約 1000kg 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 2 1 木工銑槽機(jī)床構(gòu)成 12345678 1 擋板 2 工件壓緊平臺(tái) 3 壓緊裝置 4 底座 5 刀具 6 移動(dòng)平臺(tái) 7 電機(jī)工作平臺(tái) 8 電動(dòng)機(jī) 圖 2 1 銑槽機(jī)床結(jié)構(gòu)圖 此機(jī)床主要由兩部分構(gòu)成 工件壓緊平臺(tái)和刀具移動(dòng)平臺(tái) 工件壓緊 平臺(tái)主要有水平壓緊器和垂直壓緊器各兩個(gè) 配合擋板以確保被加工件的 定位 刀具移動(dòng)平臺(tái)主要由主電機(jī) 刀架 橫向移動(dòng)平臺(tái)和縱向移動(dòng)平臺(tái) 其中橫 縱向移動(dòng)平臺(tái)都是由直向?qū)к壟浜匣瑝K使用 另外還有其它輔助 部件其中包括底座 機(jī)架 刀具和電機(jī) 其中底座與地面采用地角螺栓連 接 以確保在工作是整個(gè)機(jī)體的穩(wěn)定 機(jī)架采用角鋼焊接 由于此機(jī)器同 時(shí)在一個(gè)被加工件上加工兩個(gè)槽 考慮到加工的準(zhǔn)確度和刀具在高轉(zhuǎn)速時(shí) 減小振動(dòng) 所以選用兩個(gè)相同型號(hào)的小型電機(jī) 并緊固于底座 2 2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的木工榫槽機(jī)床主運(yùn)動(dòng)為刀具的橫向和縱向的交叉運(yùn)動(dòng) 進(jìn) 給運(yùn)動(dòng)由人工手動(dòng)控制 為了確保刀架運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 本機(jī)床采用高精度 直線滑塊導(dǎo)軌 由于采用了人工手動(dòng)進(jìn)給 為了確保加工槽的深度和寬度 在設(shè)計(jì)時(shí)采用了擋鐵以確保刀具的行進(jìn)范圍 本機(jī)床為木工機(jī)床 體積和 功率較小 考慮到機(jī)床工作時(shí)的特點(diǎn)和對(duì)工作環(huán)境的考慮 所以機(jī)床占地 面積不大 刀架的空間大小和兩刀之間的距離有限 刀架與電機(jī)在同一運(yùn) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 動(dòng)平臺(tái) 所以限制了刀具平臺(tái)的大小 所以刀具與電機(jī)之間采用皮帶傳動(dòng) 以節(jié)省空間 再者刀具在工作時(shí)轉(zhuǎn)速在 6000 r min 以上 考慮用齒輪傳動(dòng) 難以適應(yīng)如此高的轉(zhuǎn)速 所以綜合考慮采用皮帶傳動(dòng) 2 3 工件的加緊裝置的設(shè)計(jì) 為了確保夾緊可靠 動(dòng)作迅速 操作簡(jiǎn)便 維護(hù)簡(jiǎn)便 減小成本 該 銑床的夾緊采用凸輪機(jī)構(gòu) 利用凸輪機(jī)構(gòu)死點(diǎn)原理對(duì)工件進(jìn)行夾緊 其原 理圖如圖 2 2 1 凸輪機(jī)構(gòu) 2 彈簧 3 夾緊手柄 4 橡膠墊片 圖 2 2 壓緊器原理圖 由于機(jī)床在工作時(shí)刀具轉(zhuǎn)速高 切削力大 所以一定要確保被加工件 的固定 為此機(jī)床上設(shè)置了四個(gè)壓緊器 兩個(gè)豎直兩個(gè)水平 以確保工件 的固定 由于被加工件的加工端面為斜度是 的斜面 所以為了確保加45 工精度采用擋鐵對(duì)被加工件進(jìn)行定位 詳細(xì)見裝配圖 2 4 機(jī)身的設(shè)計(jì) 機(jī)身由支座 導(dǎo)軌 橫梁等組成 為了保證機(jī)床的剛度與穩(wěn)定不變形 底座由鋼板沖壓成矩形并焊接使具有足夠的剛度 機(jī)身其他部分都采用焊 接而成 整體采用槽鋼 從而大大節(jié)省了材料 簡(jiǎn)化了機(jī)身 減輕了機(jī)身 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 的自重 詳細(xì)的機(jī)構(gòu)見裝配圖 2 5 本章小結(jié) 本章介紹了機(jī)床的總體設(shè)計(jì)方案 對(duì)機(jī)床的功能進(jìn)行了講解 并對(duì)各 個(gè)部件的選取進(jìn)行了說(shuō)明 其中包括我對(duì)我任務(wù)中的要求做出的自己的設(shè) 計(jì)方案和理念 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 第 3 章 切削力的計(jì)算 3 1 速度計(jì)算 速度計(jì)算主要包括刀具的切削速度和加工時(shí)的進(jìn)給速度 通過(guò)對(duì)機(jī)床 的工作技術(shù)參數(shù)的要求 進(jìn)行分析計(jì)算確定各個(gè)速度 進(jìn)一步選取部件 1 切削速度 v 3 1 DnV 60 式中 D 鉆頭直徑 mm n 鉆頭轉(zhuǎn)速 r min 刀具的最大切削速度 2 512 m s 2 進(jìn)給速度 U m min 3 2 10n 該機(jī)床 一般取 0 1 0 5 mm r n 6000 0 1 1000 0 6 m minmi 6000 0 5 1000 3 m minax 3 2 功率計(jì)算 1 切削功率 Np KW 3 3 Kq10p 式中 切削比功 J K3cm 每分鐘切下的切屑體積 s q3c 3 4 2D 1U4ql 鉆頭直徑 cm D 進(jìn)給速度 mm s U 2 切削比功 K 切削比功可根據(jù)下式確定 0hzudK 式中 系數(shù) 表 3 1 列出了每刀進(jìn)給量 對(duì)切削比功 K 影響的修正0 Uz 系數(shù) 同時(shí)也列出了白樺及云杉的 值 對(duì)其他樹種的木材必須在乘以u(píng)z 0 樹種修正系數(shù) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 鉆削深度修正系數(shù) 見表 3 2 hK 刀具側(cè)刃數(shù)修正系數(shù) 見表 3 3 z 刀具前角的修正系數(shù) 見表 3 4 切削直徑的修正系數(shù) 見表 3 5 d 根據(jù)上各表確定 值 并求出每秒切削體積 按公式可求得切削功率 q 表 3 1 每刀進(jìn)給量 對(duì)切削比功 K 影響的修正系數(shù)Uz uz 表 3 2 鉆削深度修正系數(shù) hK 表 3 3 刀具側(cè)刃數(shù)修正系數(shù) zK 當(dāng)沒(méi)齒進(jìn)給量 為下列值是的 uz 樹 種 0 K 0 0 1 0 0 2 0 04 0 06 0 08 0 10 0 15 0 30 0 35 0 4 0 0 45 云 杉 8 2 16 2 10 6 7 12 5 48 4 61 3 15 2 88 2 68 2 52 2 4 1 2 32 白 樺 26 3 12 5 8 1 1 5 60 4 50 3 24 2 76 2 36 2 11 1 95 1 8 6 1 83 鉆削深度為 h mm 時(shí)的修正系數(shù) h 樹 種 10 20 30 40 50 60 云 杉 1 27 1 38 1 42 1 47 1 50 1 53 白 樺 1 52 1 72 1 85 1 95 2 03 2 10 刀具側(cè)刃數(shù)為 z 時(shí)的修正系數(shù) z 樹種 1 2 3 云杉 1 0 1 17 1 29 白樺 1 0 1 40 1 71 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 表 3 4 刀具前角的修正系數(shù) K 表 3 5 切削直徑的修正系數(shù) dK 表 3 6 樹種修正系數(shù) sK 樹 種 椴木 山楊 云杉 松木 赤揚(yáng) 落葉 松 楊木 水青 岡 櫟木 水曲 柳 系 數(shù) 0 8 0 85 0 9 1 0 1 05 1 1 1 2 1 3 1 3 1 5 1 5 1 2 1 5 2 0 查表得 26 3 1 50 1 29 4 50 0 460KuzhKzK 0 29 2 0ds 26 3 1 50 1 29 4 50 0 46 0 29 2 0 61 10 2Dl0 1U4q 3cm 式中 q 每分鐘鉆下的木屑體積 鉆頭直徑 cm 0 8cm DD 極端位置鉆頭中心間的距離 2 7cm l l 進(jìn)給速度 10cm s u u2 33 14 0 8 q 70 1 027cm p6N 6kW 刀具前角 的修正系數(shù) 樹種 15 20 25 30 35 云杉 0 29 0 26 0 23 0 21 0 20 白樺 0 52 0 49 0 46 0 44 0 43 切削直徑 D mm 的修正系數(shù) d 樹 種 6 0 8 00 10 0 12 0 15 0 20 0 云 杉 0 58 0 53 0 49 0 46 0 43 0 40 白 樺 0 51 0 36 0 32 0 30 0 27 0 23 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 3 3 選擇電機(jī) 1 選擇電機(jī)類型 按工作要求條件選用微型異步電動(dòng)機(jī) B 型號(hào) 2 選擇電機(jī)容量 工作有效功率 0 16 kWwP 電機(jī)輸出功率 0 3 5 w0PkW 公式中 為電動(dòng)機(jī)到刀具的傳動(dòng)裝置總效率 取皮帶傳動(dòng)效率 0 96 帶 滾動(dòng)軸承效率 0 995滾 4 0 96 5 0 91 1P7k 因?yàn)檩d荷平穩(wěn) 電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于 即可 查電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)0P 選擇額定功率 為 0 25kw B3 微型電動(dòng)機(jī) 最高轉(zhuǎn)速 1500 mP 3 4 計(jì)算裝置的總傳動(dòng)比 mwn150i 26 3 5 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1 各傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)速 1500 r minn電 機(jī) 150r 6mini 2電 機(jī)主 軸 2 各部件功率 0P 7kw AHMF813 N 3 各軸扭矩 0m 7T 95 02mn15 電 機(jī) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 P0 235T 950 74Nmn6 主 軸主 軸 主 軸 將上述結(jié)果匯總于表 3 7 以備查用 表 3 7 匯總表 軸名 功率 P kw 轉(zhuǎn)矩 T Nm 轉(zhuǎn)速 n r min 轉(zhuǎn)動(dòng)比 i 效率 電機(jī)軸 0 17 1 082 1500 1 0 990 主軸 0 235 0 374 6000 0 25 0 941 3 6 本章小結(jié) 本章通過(guò)對(duì)各個(gè)部件的分析計(jì)算 從基本參數(shù)入手 通過(guò)分析計(jì)算確 定了其它重要的參數(shù) 并通過(guò)計(jì)算選取電機(jī) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 第 4 章 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇 傳動(dòng)裝置是任何機(jī)械系統(tǒng)的主要部分 傳動(dòng)裝置的選擇十分重要 此 機(jī)床為木工機(jī)床 體積和功率較小 考慮到機(jī)床工作時(shí)的特點(diǎn)和對(duì)工作環(huán) 境的考慮 所以機(jī)床占地面積不大 刀架的空間大小和兩刀之間的距離有 限 刀架與電機(jī)在同一運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 所以限制了刀具平臺(tái)的大小 所以刀具 與電機(jī)之間采用皮帶傳動(dòng)以節(jié)省空間 再者刀具在工作時(shí)轉(zhuǎn)速在 6000 r min 以上 考慮用齒輪傳動(dòng)難以適應(yīng)如此高的轉(zhuǎn)速 所以綜合考慮采用 皮帶傳動(dòng) 4 1 確定計(jì)算功率 kW caP 4 1 caA KP 式中 P 傳遞的額定功率 kW 如電機(jī)的額定功率 工作情況系數(shù) 見表 4 1 AK 表 4 1 工作情況系數(shù) AA 軟 起 動(dòng) 負(fù) 載 起 動(dòng) 每天工作小時(shí) h 工 況 10 10 16 16 10 10 16 16 載荷變 動(dòng)微小 液體攪拌機(jī) 通風(fēng)機(jī)和 鼓風(fēng)機(jī) 離心泵和壓縮 機(jī) 輕型輸送機(jī) 1 0 1 1 1 2 1 1 1 2 1 3 載荷變 動(dòng)小 帶式輸送機(jī) 不均勻載 荷 通風(fēng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)式 水泵和壓縮機(jī) 發(fā)電機(jī) 金屬切削機(jī)床 印刷機(jī) 鋸木機(jī)和木工機(jī)械 1 1 1 2 1 3 1 2 1 3 1 4 載荷變 動(dòng)較大 制磚機(jī) 斗式提升機(jī) 往復(fù)式水泵和壓縮機(jī) 起重機(jī) 磨粉機(jī) 沖剪 機(jī) 橡膠機(jī)械 震動(dòng)篩 紡織機(jī)械 重載運(yùn)輸機(jī) 1 2 1 3 1 4 1 4 1 5 1 6 載荷變 動(dòng)很大 破碎機(jī) 旋轉(zhuǎn)式 顎式 等 磨碎機(jī) 球磨 棒磨 管磨 1 3 1 4 1 5 1 5 1 6 1 8 注 1 軟起動(dòng) 電動(dòng)機(jī) 交流起動(dòng) 三角形起動(dòng) 直流并勵(lì) 四缸以上的內(nèi)燃 機(jī) 裝有離心式離合器 液力聯(lián)軸器的動(dòng)力機(jī) 負(fù)載起動(dòng) 電動(dòng)機(jī) 聯(lián)機(jī)交流起動(dòng) 直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì) 四缸以下的內(nèi)燃機(jī) 2 反復(fù)起動(dòng) 正反轉(zhuǎn)頻繁 工作條件惡劣等場(chǎng)合 應(yīng)乘以 1 2 AK 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 3 增速傳動(dòng)時(shí) 應(yīng)乘以下列系數(shù) AK 增速比 1 25 1 74 1 75 2 49 2 5 3 49 3 5 系 數(shù) 1 05 1 11 1 18 1 28 由表 4 1 查得工作情況系數(shù) 1 2 故A 1 2 2 5 3 caAP kW 4 2 選擇帶型 根據(jù) 和 n 有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)手冊(cè)查得 確定選用氨酯高速平皮帶 ca 4 3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)1D60m 4 2 12wni 2D0 56 驗(yàn)算帶的速度 1n1V4 735s60 帶的速度合適 4 4 確定皮帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 0 4 3 c1212 7DaD 2S 226 3578 63578 S 由計(jì)算所得安全系數(shù)大于許用值 故軸的疲勞強(qiáng)度合適 5 3 2 軸的靜強(qiáng)度校核 1 確定危險(xiǎn)截面 根據(jù)載荷較大及截面較小的原則選取截面 B 為危險(xiǎn)截面 2 校核危險(xiǎn)截面系數(shù) 0002S 因 0 55 0 6 故 取 1 2 1 4sb 353 10 32 2089 534 16 570maxsS axseqWM3 353 10 16 374 185 23 16 50as 3 2216 578 3 因 故軸的靜強(qiáng)度足夠 0 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 表 5 1 軸的材料及其主要機(jī)械性能 鋼號(hào) 45 熱處理 調(diào)質(zhì) 毛坯直徑 200 硬度 217 255HBS 抗拉強(qiáng)度 637b MPa屈服強(qiáng)度 353s MPa 彎曲疲勞強(qiáng)度 2681 許用靜應(yīng)力 216 1 扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度 155 a許用脈動(dòng)應(yīng)力 980a 許用疲勞應(yīng)力 59 1 等效系數(shù) 0 2 0 1 5 4 本章小結(jié) 本章通過(guò)計(jì)算對(duì)軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核 從軸的工作要求以及裝配條件出發(fā) 對(duì) 軸的外形進(jìn)行了設(shè)計(jì) 并結(jié)合傳動(dòng)裝置 考慮力和力矩的作用對(duì)其進(jìn)行校核 選取危險(xiǎn)截面進(jìn)行計(jì)算 結(jié)果軸符合要求 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 第 6 章 軸承的選擇與計(jì)算 選用軸承首先是選擇類型 要合理選擇軸承的類型 則必須根據(jù)各類 軸承的結(jié)構(gòu)和性能的特點(diǎn) 綜合考慮軸承的載荷 轉(zhuǎn)速 剛度及調(diào)心性能 要求 裝配條件 經(jīng)濟(jì)性等各種因素了來(lái)進(jìn)行 6 1 軸承的選用 1 由工作條件及軸頸直徑 初選單面防塵深溝球軸承 2060800 和 1060098 按軸承樣本和設(shè)計(jì)手冊(cè)查得軸承的 8300N 13200N 0C 2 由于單面防塵深溝球軸承在承受徑向力時(shí)不會(huì)引起軸向力 所 以在一根上裝四個(gè)軸承以使主軸能穩(wěn)定工作 3 根據(jù)受力情況 將這對(duì)軸承安裝成正排方式 4 根據(jù)要求的精度 選軸承精度 0 級(jí) 5 軸向固定方式 采用雙固定方式 游隙的調(diào)整采用加調(diào)整墊片 方式 6 2 軸承的壽命計(jì)算 1 對(duì)兩軸承進(jìn)行受力分析 如圖 6 1123456 1 軸承座 2 擋圈 3 單面防塵深溝球軸承 2060800 4 前座壓蓋 5 單面防塵深溝 球軸承 1060098 6 O 型密封圈 圖 6 1 刀架 2 計(jì)算軸承的徑向載荷 和1rF2r 由靜力學(xué)公式計(jì)算軸承支反力 如圖 6 2 所示 得 1686 88N CYF 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 597 88N 軸承的徑向載荷 1686 88N 597 88N BYF1rFBY2rFCY 圖 6 2 軸承支反力 3 計(jì)算軸承的軸向載荷 1S2 軸承的內(nèi)部軸向力為 0 68F 1147 08N 1r 406 56N 2 S N 47309 8A S 故 1147 08N N 1S 2 47162309 8A 4 軸承當(dāng)量載荷計(jì)算 當(dāng)量載荷 P P 或 P N 的一般計(jì)算公式ra 6 1 PrafXFY 式中 X Y 為徑向和軸向載荷系數(shù) 其值見表 6 2 為考慮載荷性質(zhì)引入的載荷系數(shù) Pf 表 6 2 載荷系數(shù) 載荷性質(zhì) Pf 舉例 無(wú)沖擊或輕微沖擊 1 0 1 2 電機(jī) 氣輪機(jī) 通風(fēng)機(jī) 水泵等 中等沖擊或中等慣 性力 1 2 1 8 車輛 動(dòng)力機(jī)械 起重機(jī) 造紙機(jī) 冶 金機(jī)械 選礦機(jī) 卷?yè)P(yáng)機(jī) 機(jī)床等 強(qiáng)大沖擊 1 8 3 0 破碎機(jī) 軋鋼機(jī) 鉆探機(jī) 振動(dòng)篩等 0 138 按表 在 0 094 0 141 之間 e 應(yīng)在 0 30 0 34 之間 10SC10SC 線形插值得 0 314 34 1380 94 25e 1147 08 1686 88 0 68 e1rSF 按表 則 0 56 在 1 45 1 31 之間1XY 線形插值得 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 1 4513 0 4 138 3 9Y 0 157 按附表 E 查得 1 0 20SC2X2Y 按表 6 2 取 1 5 28pfpf 688 72N111 rPFS 96 82N22pf 5 計(jì)算軸承的基本額定壽命 故以軸承一為準(zhǔn) hL1P 184036h0 64hC 式中 軸承壽命指數(shù) 深溝球軸承 3 軸承壽命足夠大 故初選軸承 2060800 和軸承 1060098 符合要求 6 3 本章小結(jié) 本章通過(guò)計(jì)算對(duì)軸承進(jìn)行了選取和校核 考慮到對(duì)軸的工作要求以及傳 動(dòng)方式的限制 所以在一根軸上選用了四個(gè)軸承來(lái)確保工作的穩(wěn)定 通過(guò)力 和力矩的計(jì)算對(duì)軸承進(jìn)行了校核 結(jié)論四個(gè)軸承全部符合要求 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 第 7 章 機(jī)床的使用與保養(yǎng) 7 1 潤(rùn)滑的作用 潤(rùn)滑對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要的作用 其作用主要是 1 控制摩擦 在摩擦表面之間加入潤(rùn)滑劑 形成潤(rùn)滑油膜 減磨層 就可以減低摩 擦系數(shù) 減少摩擦阻力 減少功率消耗 例如在良好的液體摩擦條件下 其摩擦系數(shù)可以降低到 0 001 甚至更低 此時(shí)的摩擦阻力主要是液體潤(rùn) 滑膜內(nèi)部分子間互相滑移的剪切阻力 2 減少磨損 潤(rùn)滑劑在摩擦表面之間 可以減少硬粒磨損 表面銹蝕和金屬表面間 咬焊與撕裂等造成的磨損 只要選用合適的潤(rùn)滑劑 就能形成良好的潤(rùn)滑 條件 避免油膜的破壞 保持零件配合精度 從而大大減少磨損 3 降低溫度 潤(rùn)滑劑能夠降低摩擦系數(shù) 減少摩擦熱的產(chǎn)生 機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 摩擦消 耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能 引起摩擦部件的溫度升高 使用潤(rùn)滑油 不僅降 低了摩擦阻力 使摩擦產(chǎn)生的熱量減少 部件的溫度相應(yīng)降低 可使摩擦 表面溫度降低 起到降溫冷卻作用 使機(jī)械控制在所要求的溫度范圍內(nèi)運(yùn) 轉(zhuǎn) 4 防止腐蝕 保護(hù)金屬表面 機(jī)械表面不可避免地要和周圍介質(zhì)接觸 如空氣 水濕 蒸汽 腐蝕 性氣體及液體等 而使機(jī)械的金屬表面生銹 腐蝕進(jìn)而被損壞 尤其是 高溫及腐蝕性很強(qiáng)的工作環(huán)境 俯視磨損顯得更為嚴(yán)重 5 密封作用 潤(rùn)滑劑不僅能起到潤(rùn)滑減摩作用 而且還有增強(qiáng)密封的效果 防止水 濕或其他灰塵 雜質(zhì)侵入摩擦副而起到良好的密封效果 此外 潤(rùn)滑油還可以起到減少震動(dòng)和噪音的效能 7 2 機(jī)床的保養(yǎng) 每日操作準(zhǔn)備 a 開始安裝 開動(dòng)機(jī)床前 應(yīng)看懂熟悉裝配圖 b 嚴(yán)格按照機(jī)床潤(rùn)滑點(diǎn)潤(rùn)滑 c 電源為 3 相 380V 需 4 6mm2 銅導(dǎo)線接在電源上 然后檢查鉆組 鉆軸旋轉(zhuǎn)方向是否正確 方能切削 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 結(jié)論 1 通過(guò)對(duì)產(chǎn)品技術(shù)要求和具體條件的分析 討論 完成了木工銑槽機(jī) 床的方案設(shè)計(jì) 在此過(guò)程中 計(jì)算出設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力參數(shù) 依據(jù)木工銑 床的工作特點(diǎn) 完成了進(jìn)給裝置的原理設(shè)計(jì)并計(jì)算出其主要的參數(shù) 2 在方案的基礎(chǔ)上 對(duì)其機(jī)架進(jìn)行靜力分析和機(jī)構(gòu)優(yōu)化 利用現(xiàn)有公 式對(duì)方案中的機(jī)架靜態(tài)應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算 結(jié)合應(yīng)力的分布情況對(duì)其從機(jī)構(gòu)和 強(qiáng)度兩方面進(jìn)行校核 使該機(jī)床在機(jī)身強(qiáng)度和加工精度上達(dá)到最佳 3 對(duì)機(jī)架的工作狀態(tài)進(jìn)行應(yīng)力分析 并對(duì)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的應(yīng)力值進(jìn)行計(jì)算 計(jì)算出的應(yīng)力值進(jìn)行比較和分析 對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 并與被加工件 硬度結(jié)合選擇刀具及其轉(zhuǎn)速 計(jì)算出驅(qū)動(dòng)功率并選擇適合的電機(jī) 對(duì)被加 工件進(jìn)行受力分析 計(jì)算出夾具所受的應(yīng)力從而選擇加緊裝置 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 致謝 本設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 我對(duì)以前 所學(xué)的知識(shí)又進(jìn)行了一遍復(fù)習(xí) 解決了以前存在的一些問(wèn)題 更深一層的 理解了已經(jīng)掌握的知識(shí) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在趙巖老師的關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下 完成的 從選題到說(shuō)明書的撰寫趙老師都給予了我許多幫助 在整個(gè)畢業(yè) 設(shè)計(jì)過(guò)程中 趙老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng) 刻苦鉆研的學(xué)術(shù)精神和誨人不倦的 教師風(fēng)范給我留下了深刻的印象 他不但在設(shè)計(jì)中給予我細(xì)心指導(dǎo) 而且 不斷鼓勵(lì)我在學(xué)習(xí)中的探索創(chuàng)新精神 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 他嚴(yán)格要求我們 但對(duì)我的提問(wèn)總是不厭其煩地講解 并為我提供了豐富的資料 以助于我 的理解運(yùn)用 在老師的幫助和指導(dǎo)下 我現(xiàn)已熟練掌握了 CAD 等軟件 并對(duì)銑槽機(jī)床有了一定的了解 我向趙老師表示誠(chéng)摯的謝意 在此期間很 多老師給我很大幫助 在此謝謝給我?guī)椭拿课焕蠋?此次設(shè)計(jì)中也得到了許多同學(xué)的幫助 在此也一并向他們表示深深的 感謝 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 參考文獻(xiàn) 1 陳立周 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 M 上海 科學(xué)技術(shù)出版社 2005 45 87 2 王海文 首鋼機(jī)械設(shè)計(jì) 第 I 版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1983 37 62 3 雷天覺(jué) 高等工程手冊(cè) S 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 35 125 4 張英會(huì) 木工加工 M 北京 中國(guó)林業(yè)出版社 1993 1 75 5 吳清 木材切削原理與刀具 北京 M 中國(guó)林業(yè)出版社 1995 58 72 6 王三民 機(jī)械原理與設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 42 101 7 王立秋等 工程數(shù)值分析 山東 山東大學(xué)出版 2002 78 114 8 東北林業(yè)大學(xué)機(jī)械系木工機(jī)械教研室編 木工銑床設(shè)計(jì) M 哈爾濱 東北 林業(yè)大學(xué)出版社 1983 59 87 9 王世剛 張秀親 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐 M 哈爾濱工程大學(xué)出版社 2001 28 87 10 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫組編 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三冊(cè) G 機(jī)械工業(yè)出版 社 2000 98 144 11 機(jī)械工程手冊(cè) 編輯委員會(huì)編 機(jī)械工程手冊(cè) 第 6 卷 G 機(jī)械工業(yè) 出版社 2000 11 118 12 Patton Mechanical Power Transmission New York printice hall 1996 5 11 13 Meirovich L Eliements of Vibration analysis New York McGraw Hill 1994 18 25 14 D G Flom lmplementation of High Speed Machining SME Technical Paper 2002 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 附錄 A Milling Machines Milling machine refers to the main processing of various milling cutter on the workpiece surface of machine tools Usually cutter rotating movement is given priority to and the movement of the cutter for the workpiece feeding movement It can be made flat grooved can also be processing of curved surface the gear etc Milling machine is a workpiece in milling cutter milling machine tool Milling machine in addition to milling flat grooved screw thread gear and spline shaft still can processing complex surface high efficiency of a planer widely used in machinery manufacturing and repair department Milling machine is a kind of widely used machine tools can be processed on milling machine plane horizontal plane vertical plane trench key T slot dovetail groove etc gear parts gear spline shaft wheel spiral surface threads spiral groove and various surface In addition can also be used on the surface of a solid of revolution the inner hole machining and cutting work Milling machine at work the workpiece on the workbench or dividing first class accessories cutter rotating movement accompanied by a table or milling head feed movement the workpiece can obtain the required processing surface Because it is intermittent cutting blade and the productivity of milling machine is higher Simply put the workpiece for milling drilling and milling machine can bore processing of machine tools A milling machine is a power driven machine that cuts by means of a multitooth rotating cutter The mill is constructed in such a manner that the fixed work piece is fed into the rotating cutter Varieties of cutters and holding devices allow a wide rage of cutting possibilities The mills in the Student Shop are vertical milling machines commonly called Bridgeport style mills These versatile mills are capable of performing many operations include some that are similar to those performed on the drill press like drilling reaming countersinking and counter boring Other operations performed on the mill include but are not limited to side and face milling fly cutting and precision boring Mills are classified on the basis of the position of their spindle The spindle operates in either vertical or horizontal position The amount of horsepower the mill is able to supply to the cutter is also often important Mill Construction The vertical milling machine is made up of five major groups base and column knee saddle table and head see figure The base and column are one piece that forms the major structural component of the milling machine They 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 are cast integrally ad provide the mill with its stability and rigidity The front of the column has a machined face which provides the ways for the vertical movement of the knee The knee supports the saddle and table It contains the controls for raising and lowering the saddle Sitting atop the knee is the saddle which supports the table The saddle slides in dovetailed grooves into and away from the machine providing the mill with its Y axis movement On top of the saddle sits the table Being moved side to side left right over the saddle furnishes the mill with its X axis movement The work piece is secured to the table through the use of various types of holding devices The head is the most complex assembly in the major parts groups This contains The following components 1 The drive motor and on off switch 2 Drive belt gear train and range lever selector 3 Quill spindle and draw bar 4 Quill feed lock and digital depth read out Z axis The on off switch is an electrical switch with positions marked high and low This is nothing more than an electrical reversing drum switch Its position selection is done to match that of the range lever selector Changing the range from high to low or vice versa is done through the use of the range lever selector and not the on off drum switch This is a static adjustment and done with the motor turned OFF Check to be sure the gears are fully engaged bef