45 度角度头设计及仿真［摘要］ 角度头是一种机床附件安上后刀具旋转中心线可以与主轴 心线成指定的角度加工件，无需改变机床结构就可以增大其范围和适应 性并能减少工件重复装夹，提高加精度和效率角头主要用于中心镗铣 床等，可以装在刀库中并和机床主轴之间实现自动换本次毕业设计是 进行角度头的三维模型建立，并进行运动仿真及结构分析具体参数为： 输出轴与输入轴成 45 °，输出最大扭矩 10Nm ，最高转速 2000r/min， 刀柄形式为 BT40［关键字］：角度头、结构设计、运动仿真Processing center 45° Angle head is designed andsimulation[Abstract] Angle head is a machine tool accessories. The placement of the centerline of rotation of the tool into the spindle center line the specified angle machining parts, without changing the machine tool structure can increase its scope and versatility and can reduce repeat work piece clamping, increase the added accuracy and efficiency. Angle head for the center boring and milling machine can be installed in the magazine and between the machine tool spindle wrap. The graduation project is the head angle three-dimensional model, and motion simulation and structural analysis of the specific parameters: the output shaft and the input shaft into a 45°maximum torque of 10nm, the maximum speed of 2000r/min holder in the form of BT40 .[Key words]: Angle head, motion simulation, structural analysis目录1 绪论 11.1 角度头的定义 11.2 角度头的分类 11.3 角度头应用场合及注意事项 22 45 度角度头的结构分析 42.1 产品外形及内部结构 42.2 零件选型 63 锥齿轮及齿轮轴的设计 错误！未定义书签。
3.1 锥齿轮的计算 错误！未定义书签3.2 齿轮轴的计算 错误！未定义书签4 三维建模与仿真 错误！未定义书签4.1 锥齿轮建模（45 度） 错误！未定义书签4.1.1 锥齿轮简介 错误！未定义书签4.1.2 参数输入 错误！未定义书签4.1.3 生成锥齿轮 错误！未定义书签4.1 BT40 输入轴的建模 错误！未定义书签4.1 仿真分析的总体界面及使用环境 错误！未定义书签4.2 机械设计模块的分析流程 错误！未定义书签4.3 运动副及驱动的建立 错误！未定义书签4.3.1 连接的作用 错误！未定义书签4.3.2设置铰链运动副、齿轮运动副 错误！未定义书签4.4.3 定义驱动 错误！未定义书签4.4 运行分析 错误！未定义书签结论 错误！未定义书签参考文献 错误！未定义书签致谢 错误！未定义书签1 绪论1.1 角度头的定义角度头是一种机床附件，机床安上角度头后刀具旋转中心线可以与 主轴旋转中心线成角度加工工件原产于欧洲，现已广泛应用于航空、 汽车、模具等机械加工的各个领域使用角度头，无需改变机床结构就 可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以 实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。
主要用于加工中 心和龙门铣床，其中轻型可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之 间自由转换；中型及重型拥有较大的刚性和扭矩，可适用于大部分加工 需求因角度头扩充了机床的使用性能，相当于给机床增加了一根轴， 甚至在某些大型工件不易翻转或是高精度要求的情况下，比第四轴更实 用1.2 角度头的分类1）按加工情况分类（1） 轻型角度头——此类角度头特点为质量轻（一般5-15kg，市 场上甚至有3kg的超轻型）、精度高、扭矩偏小、可进刀库进行自动换刀 此类角度头用定位块定位，输出一般为筒夹或 BT30 锥柄，有时也有特殊 的可以输出 CAT 或 HSK 刀柄，也有部分特殊的直接连接丝攻或面铣刀2） 重型角度头——此类角度头特点为质量重（一般为50kg以上）、 精度一般、扭矩大等特点，一般只能应用在龙门机床上此类角度头用 连接盘固定及锁紧，可支持任何类型的输出进行加工3） 中型角度头——此类角度头特点为质量中等（一般为15-20kg）、 毕业设计论文 精度高、扭矩中等此类角度头同时拥有轻、重型的优点，精度比重型 高，加工范围比轻型广，因此近几年在市场上大受推崇2）按输出情况分类（1） 单输出角度头——该类型的角度头较为常见，刚性较佳，可广 泛应用于各类使用场合。
2） 双输出角度头——该角度头采用双向输出，且双向的同心精度、 垂直精度较佳，可以很好地解决使用者在需求高精度时手动转角度、打 表校正的麻烦，避免重复误差，提高生产加工效率和精度3） 立卧两用角度头——该角度头可同时进行立式及卧式加工，采 用双向止推轴承及伞形齿轮分离式原理，校正更显得方便快速，其内部 采用高速止推轴承，由两方向固定，可承受重切削4） 万向角度头——又称万能角度头，该角度头刀具的旋转中心线 与机床主轴旋转中心线所成角度可调，可调角度范围一般为 0~90 度，但 也有一些特殊的可调超过 90 度1.3角度头应用场合及注意事项1） 应用场合（1） 大型工件固定困难时，简单加工中使用时；（2） 精密工件，一次性固定，需加工多个面时；（3） 相对基准面，进行任意角度的加工时；（4） 加工保持在一个特殊角度进行仿形铣销，如球头端铣加工时；（5） 孔中孔，铣头或者其它工具无法探进孔中加工小孔时；（6） 加工中心无法加工的斜孔、斜槽等，如发动机、箱壳内部孔2） 注意事项（1）一般角度头均采用非接触式油封，在加工过程中如有使用冷却 毕业设计论文 水，需要在喷水前先运转，并调整冷却水喷嘴方向，使之朝刀具喷水， 可避免冷却水渗入本体之虞，以延长寿命。
2） 避免长时间在最高转速持续加工运转3） 参照各型号角度头的参数特性，在适当的加工条件下使用4） 使用前，需先确认试运转数分钟热机每次加工时，需选择适 当的转速和进给加工加工时的转速、进给与切深应以渐进方式做调整， 直到获得最大加工效率5） 一般标准角度头加工时，需避免加工会产生灰尘、微粒的材质 （如：石墨、碳、镁及其他复合材料等）2 45度角度头的结构分析2.1 产品外形及内部结构45 度角度头的产品外形图，如图 2-1 所示图 2-1 45 度角度头产品外形图90 度角度头的内部结构，如图 2-2 所示，45 度的角度头结构基本一 样只是锥齿轮的轴夹角是 45度的主要包括快装夹头轴、三个90 度锥齿 轮、调节螺母、锁紧装置、密封圈、滚动轴承、外壳等组成其主要结 构是快装夹头轴和三个 90 度锥齿轮本课题主要对快装夹头轴和 90 度 锥齿轮进行详细的分析计算、校核等t-M yc." M j .洛1!小Z匸:h l«■ °r<| I~t?rrii n^lwniiT v vj-i im^^.'lI uYi l*n I riH-.fi-. giI 订 31 科 p ■ Hr '?D° -IpA.? IbJ4图 2-2 90 度角度头内部结构锥齿轮位置设计三个锥齿轮的传动比为 1：1，轴夹角为45，如图2-3 锥齿轮的位置布置所示。
图 2-3 锥齿轮的位置布置2.2 零件选型根据设计输出轴与输入轴成 45 °，输出最大扭矩 10Nm ，最高转 速 2000r/min ，刀柄形式为 BT40 刀柄形式为BT40,直径63mm公差是-0.05到0；梯形槽底直径 53mm；梯形槽槽顶部宽度为10mm公差是0至到+0.1；梯形槽的角度是上 下各30度公差是-15'到0；梯形槽中心到主轴端面（刀柄锥面大头端点） 距离是16.6mm公差是正负0.1型号BT40的角度头尺寸如图2-5 BT40 尺寸所示优秀毕设后续全套：儿四 6一儿六零7儿9。