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1、 摘 要 本文主要论述了TH6363B卧式加工中心的回转工作台的设计过程。工作台是加工中心的重要部分。加工中心机床除了沿X、Y和Z三个坐标轴直线进给运动外,往往还带有绕X、Y和Z轴的圆周进给运动。一般圆周进给运动由回转工作台来实现。TH6363B卧式加工中心的回转工作台是采用分度工作台的设计。工作台分度转位动作包括:工作台抬起,齿盘脱离啮合,完成分度前的准备工作;回转分度;工作台下降,齿盘重新啮合,完成定位夹紧共三个步骤。正文部分着重讲述了电机、同步带和主要轴承的选择及鼠牙盘、同步带轮、液压系统和传动齿轮的设计计算。设计过程中使用CAD技术进行设计。 关键词:工作台分度转位齿盘Abstract
2、This article discusses TH6363B horizontal machining center of the rotary table of the design process. Table is an important part of the processing centers. In addition to machine processing center along the X, Y and Z coordinates of three straight into the shaft to the movement, often with around X,
3、 Y and Z axis into the circle to the campaign. General circle feed from the rotary table movement to achieve. TH6363B horizontal machining center of the rotary table is used at the design of the workstation. Table-degree turn in action include: table lifted, the tooth was out of mesh, at the complet
4、ion of the preparatory work before; rotary points; table dropped, Gear re-engagement, targeting completion of clamping a total of three steps. Focus on the body of the motor, belt and the main bearings and the choice of mice teeth set, timing belt pulleys, hydraulic systems and transmission gear des
5、ign and calculation. The process of designing the use of CAD technology design.Key words:Table IndexingTranspositionGear目 录前言第一章 绪论11.1加工中心的功能及其特点11.2加工中心的结构组成21.3加工中心的发展趋势31.4本文研究目的和主要研究内容6第二章 TH6363B加工中心回转工作台设计方案的拟订72.1 加工中心常用回转工作台简介72.2本课题设计方案的拟订72.3本课题设计的回转工作台原理简介82.4设计方案具体操作技术路线简介9第三章 回转工作台设计10
6、3.1回转工作台的主要设计内容103.1.1电机的选择103.1.2传动比的分配及传动效率的计算113.1.3同步带的选择及同步带轮的设计计算123.1.4圆锥齿轮的设计计算123.1.5圆柱齿轮的设计计算153.1.6鼠牙盘的设计计算193.1.7液压系统的设计计算233.1.8主要轴承的选择243.1.9润滑与密封263.1.10其他元件的选择273.2绘制回转工作台总图和零件图27结论28谢辞29参考文献30前 言 机械工业担负着国民经济各部门,包括工业、农业、和社会生活各个方面提供各种性能先进、价格低廉、使用安全可靠的技术装备的任务,所以在现代化建设中是举足轻重的。市场竞争的生命力在于
7、产品的水平。任何科技成果要转变为竞争力的商品,设计起着关键性的作用。机械设计是机械产品研制的第一道工序,设计工作的质量和水平,直接关系到产品质量、性能、研制周期和技术经济效益。工业发达的国家都十分重视产品设计:美国认为,设计是一本万利的事,对产品设计投资1美元,带来的利润却是1500美元;英国认为:产品设计是英国工业的命脉,英国工业革新必须以设计为中心,始终应把产品设计多为企业的头等大事,应时常探索研究使产品设尽善尽美;法国认为:设计是工业的生命,要培养超一流设计大师,要大胆启用有才华和有实践工作经验的设计人员。 随着科学技术的进步与发展,数控机床及加工中心的应用已日趋普及,现代数控加工技术使
8、得制造过程发生了巨大的变化,对技术人员的要求也越来越高。因此,我们要充分了解和熟悉现代数控机床的基本知识,使企业尽可能投入少,见效快,让资源合理化运用、让投资更加合适已成为众多企业所不可忽视的一项重要任务。 课题的设计对于我们综合运用所学的理论知识和技能方面有很大的帮助,并要求我们必须具备扎实的机械设计基础,具有全方面的机械专业知识,熟悉组合机床等相关部件的设计原理,并且在设计过程中遇到的问题要及时反馈和查阅相关资料,对于那些计算的设计过程,更是要保证计算数据的准确,同时也要考虑设计的情况能否符合实际生产加工中的要求。第一章 绪 论1.1加工中心的功能及其特点 1.1.1 加工中心的功能 加工
9、中心是一种功能较全的数控加工机床。它把铣削、镗销、钻削和切削螺纹等功能集中在一台设备上,使其具有多种工艺功能。加工中心设置有刀库,刀库中存放着不同数量的各种刀具或量具,在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。加工中心与同类数控机床相比机构较复杂,控制系统功能较多。加工中心最少有三个运动坐标系,多的达十几个。其控制功能最少可实现两轴联动控制,实现刀具直线插补和圆弧插补。多的可实现五轴联动、六轴联动,从而保证刀具进行复杂加工。加工中心还具有不同的辅助功能;如:各种加工固定循环,刀具半径自动补偿,刀具长度自动补偿,刀具破损报警,刀具寿命管理,过载超程自动保护,丝杠螺距
10、误差补偿,丝杠间隙补偿,故障自动诊断,工件与加工过程图形显示,人机对话,工件在线检测和加工自动补偿、离线编程等,这些攻能提高了数控机床的加工效率,保证了产品的加工精度和质量,是普通加工设备无法相比的。 1.1.2 加工中心的特点 加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备,它的发展代表了一个国家设计、制造的水平,因此在国内外企业界都受到高度重视。加工中心综合加工能力较强,工件一次装夹后能完成较多的加工步骤,加工精度较高,对于中等加工难度的批量工件,其效率是普通设备的510倍。加工中心对形状较复杂,精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适合。特别是对于必须采用工装和专机设备来保证产品质
11、量和效率的工件,采用加工中心加工,可以省去工装和专机。这为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用,从而使企业具有较强的竞争能力。因此它也是判断企业技术能力和工艺水平标志的一个方面。如今,加工中心已成为现代机床发展的主流方向,广泛用于机械制造中。与普通数控机床相比,它有以下几个突出特点。 1 工序集中 加工中心备有刀库,能自动换刀,并能对工件进行多工序加工。现代加工中心可使工件在一次装夹后实现多表面、多工位的连续、高效、高精度加工,即工序集中。这是加工中心最突出的特点。 2 加工精度高 加工中心同其他数控机床一样具有加工精度高的特点,而加工中心可一次装夹工件,实现多工序集中加工,减少了多次装
12、夹带来的误差。故加工精度更高,加工质量更加稳定。 3 适应性强 加工中心对加工对象的适应性强。加工中心改变加工零件时,只需重新编制更换程序,输入新的程序就能实现对新的零件的加工,这对结构复杂零件的单件、小批量生产及新产品试制带来极大的方便。同时,它还能自动加工普通机床很难加工或无法加工的精密复杂零件。 4 生产效率高 加工中心带有刀库,在一台机床上能集中完成多种工序因而可减少工件装夹、测量和机床的调整时间,减少工件半成品的周转、搬运和存放时间,机床的切削利用率切削时间和开动时间之比高。 5 经济效益好 加工中心加工零件时,虽分摊在每个零件上的设备费用较昂贵,但到单件、小批量生产的情况下,可节省
13、许多其它方面的费用。由于是数控加工,加工中心不必准备钻模等工艺装备,加工之前节省了划线工时,零件安装到机床上之后可以减少调整、加工和检验时间。另外,由于加工中心的加工稳定,减少了废料率,使生产成本进一步下降。 6 自动化程度高,劳动强度低加工中心的加工零件是按事先编好的程序自动完成的,操作者除了操作键盘、装卸零件、进行关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外,不需要进行繁重的重复性手工操作,劳动强度可大为减轻。 7 有利于生产的现代化管理 用加工中心加工零件,能够准确地计算零件的加工工时,并有效地简化检验和工夹具、半成品的管理工作。这些特点有利于于使生产管理现代化。当前有许多大型CAD/CAM
14、集成软件已经开发了生产管理模块,实现了计算机辅助生产管理。加工中心使用数字信息与标准代码输入,最适宜计算机联网及管理。 1.2加工中心的结构组成 加工中心是计算机控制下的自动化机床,其总体结构主要由以下几部分组成。 (1)基础部件 由床身、立柱和工作台等大件组成。它们是加工中心的基础结构,这些大件可以是铸铁件也可以是焊接的钢结构件,它们要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负载,因此必须是刚度很高的部件,也是加工中心中质量和体积最大的部件。 (2)主轴部件 由主轴伺服电源、主轴电机、主轴箱、主轴、主轴轴承和传动轴等零件组成。主轴的启动、停止和变速等均由数控系统控制,并通过装在主轴上的刀具参与
15、切削运动,是切削加工的功率输出部件。主轴是加工中心的关键部件,其结构的好坏对加工中心的性能有很大的影响,它决定着加工中心的切削性能、动态刚度、加工精度等。主轴内部刀具自动夹紧机构是自动刀具交换装置的组成部分。 (3)数控系统 单台加工中心的数控部分由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及电机等部分组成。CNC装置根据它的包含功能、可控轴数、主运算器的性能等分成各种供配置加工中心用的系统,它采用微处理机、存储器、接口芯片等,通过软件实现数控机床要求的各种功能。可编程序控制器替代一般机床中机床电气柜,执行数控系统指令,控制机床执行动作。数控系统主要功能有:控制功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具功能和第二辅助功能、补偿功能、字符图形显示功能、自诊断功能、通信功能、人机对话程序编制功能等。数控系统是加工中心执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。 (4)自动换刀系统 该系统是加工中心区别于其他数控机床的典型装置,它解决工件一次装夹后多工序连续加工中,工序与工序间的刀具自动储存、选择、搬运和交换任务。它由刀库、机械手等部件组成。刀库是存放加工过程所要使用的全部刀具的装置;当需要换刀时,根据数控系统的指令,由机械手或通过别的方式将刀具从刀库取出装人主轴孔中。刀库有盘式,鼓式和链式等多种形式,容量从几把到几百把。机械手的结构
