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1、东北大学毕业设计（论文） 目录 辽宁省高等教育自学考试 专业(本科段)毕 业 设 计 (论 文)设计题目: 数控铣床外齿铣刀架结构设计 助学单位 东北大学 姓 名 准考证号 指导教师 2012 年 03 月 10 日The CNC milling machine milling cutter tooth frame structure design By Jiao Xin Supervisor:MiaoJunMing Northeastern University2012 March 10, 数控铣床外齿铣刀架结构设计摘要: 铣齿是一种常用的机械加工方法，普通铣齿不仅生产效率低、加工质量不稳定
2、，而且齿尺寸变化的适应性差，加工成本较高。为了解决这些问题，使加工过程自动化，设计一种专用的数控机床数控滚铣一体机。本文介绍了数控铣齿机的刀架以及分度盘的基本结构，工作原理，铣齿机有关部件的计算及控制。该数控滚铣一体机利用展成法原理，加工直、斜圆柱齿轮、蜗轮、小锥度齿轮、鼓形齿轮、及花键,该机床适用于重型汽车制造、起重机械、矿山、船舶制造、电梯、冶金、发电设备、工程机械行业等。关键词： 铣齿，数控，一体机，刀架，减速器The CNC milling machine milling cutter tooth frame structure designAbstract: the milling
3、gear is a kind of common mechanical processing method and common milling gear production not only low efficiency processing quality is not stable, and tooth the size change of flexible, processing cost is higher in order to solve these problems, so that processing process automation, design a kind o
4、f special numerical control machine tool CNC milling all-in-one PC is introduced in this paper roll CNC milling gear machine tool and indexing plate basic structure, working principle, milling gear machine relevant parts of the calculation and control the nc milling body roll of recent exhibition pr
5、inciple, processing straight diagonal cylindrical gears worm gear drum small taper gear and spline, this machine is suitable for heavy automobile manufacture lifting machinery manufacturing metallurgy mine ship elevator power generation equipment engineering machinery industry, etcKey words: Milling
6、 gear, numerical control, all-in-one PC, the frame, reducer目录任务书i中文摘要iiABSTRACTiii第1章绪论11.1引言11.2设计任务及参数:1第2章设计方案计算说明书22.1 传动方案的拟定32.2切削传动系统设计42.2.1 伺服电机的特点及工作原理42.2.2 切削力的计算以及电机的选择：62.3 铣齿机刀架系统图及传动计算82.4 伺服进给系统的设计步骤及计算102.4.1 修正计算结果122.4.2 再修正计算结果132.4.3 计算几何尺寸152.4.4 校核齿根弯曲疲劳强度152.5 低速级齿轮传动的尺寸152.
7、5.1 选定低速级齿轮的类型、材料及齿数162.5.2修正计算结果182.5.3 再修正计算结果192.5.4 计算几何尺寸202.5.5校核齿根弯曲疲劳强度212.6 轴的设计252.6.1 轴的材料选择和最小直径估算252.6.2轴的结构设计262.7轴的校核282.7.1 轴的力学模型的建立282.7.2计算轴上的作用力292.7.3计算支反力292.7.4弯扭强度校核322.8 键的选择与校核322.9 滚动轴承的选择与校核33第3章液压分度盘的设计和计算343.1 齿盘式分度工作台353.2水平液压缸的选取41第4章使用说明书（SM）424.1 主要参数434.1.1 数控铣齿机的结
8、构434.1.2 刀架结构434.1.3 驱动机构444.2 数控铣齿机的工作原理44第5章标准化审核报告（BS）455.1 产品图样的审查455.2 产品技术文件的审查455.3 标注件的使用情况455.4 审查结论46第6章结 论46参考文献47结束语48附录- 3 -第1章 绪论1.1引言 大模数齿轮在大型工程车辆，工程机械以及矿山煤矿的传送有着广泛的作用。对于模数大于16mm的渐开线直齿圆柱齿轮，受加工范围的限制，在普通铣齿机上跟本无法完成。在数控机床上加工大模数齿轮的前提是数控系统具有渐开线轨迹的加工功能。目前大多数数控系统（除西门子840D、FANUC-Oi的高档数控系统）均不具有
9、渐开线轨迹的加工功能。实际应运中，使用经济数控系统，在普通铣床上采用特殊结构的数控改造，可以使用指状铣刀采用展成法来直接加工齿轮的渐开线齿形，并且加工精度远超出规定要求，使得我国机械加工水平无论在加工质量方面还是在加工效率方面都有提高。 数控滚铣一体机，主要功能是在一个机床本体上，既能完成工件外齿的滚削任务，又能完成内齿铣削任务。当进行滚削加工时，机床大立柱上安装滚齿刀架，这时候相当于一个数控滚齿机。进行内齿加工时，更换铣刀架1。 该机床是采用成型齿轮铣刀对圆柱内、外齿轮的齿型进行铣削加工的机床，该机床可以加工圆柱直齿内、外齿轮，也可以加工圆柱斜齿内、外齿轮。该机床具有高效，高刚度的特点。 毕
10、业设计是对大学期间所学知识的一次总的检验和巩固，是一次很好的理论联系实际的锻炼，相比以前的几次课程设计，毕业设计对所学基础知识和专业知识的涉及面更加广泛，是知识与实践的有机结合。做好本次毕业设计可以为以后的工作打下坚实的基础和积累丰富的经验，因此本次毕业设计具有很重要的意义。1.2设计任务及参数: 1. 设计参数如表1-1。 1-1设计参数工艺条件及要求工件直径最大模数30工件材料硬度刀具垂直行程滚刀中心距工作台面距离滚刀转速3000Hbs2401000mm450-145020-200工艺条件及要求铣刀盘最大直径工作台最大承重立柱水平行程内铣齿最小加工直径电机420mm40000kg17001
11、000mm西门子 2、本次设计是加工30模数齿轮的机床（直齿，斜齿，蜗轮蜗杆）。由于加工时间比较长，刀具磨损严重，要求能在不停机状态下完成，滚刀的自动窜刀（100mm）。本机床可以进行，外齿轮滚削加工，和内齿轮铣削加工，加工时通过更换刀架，刀架上的电机随同刀架一起更换。根据设计要求查阅相关资料，掌握机械设计中减速器和分度盘有关知识，了解各个零件的作用和工艺，在设计中合理运用了解的专业知识，绘制装配图、零件图及剖视图，使所画图纸能清晰的表达设计者思想。本次的任务是设计外齿铣刀架以及带动刀架转动的分度盘2。第2章设计方案计算说明书 (1) 设计任何一项设计，在设计前都要经过充分的论证才能确定最优设计方案。该课题设计思路是先设计出刀架部分，根据刀架部分的体积、质量等定出分度盘旋转速度、分度盘大小、驱动力及刚度等，最后和立柱部分能够合理的衔接。初步讨论，有种方案可供参考：1：刀架铣内齿和铣外齿的设计成一个刀架分度盘选用液压齿条式的液压缸来驱动2：刀架铣内齿和铣外齿设计成两个刀架 分度盘选用步进电机串联一个减速器3：刀架铣内齿和铣外齿的设计成两个刀架分度盘选用液压齿条式的液压缸来驱动 (2) 设计方案分析第一种方案刀架铣内外齿用同一个刀架，这样设计的优点是自动化程度高，节省了一定的人力物力，但是这样设计结构比较复杂，会给后期的工作带来不小
