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1、丽水学院毕业设计（论文）2013 届）题 目小型铸件粗加工专业龙门铣设计指导教师院 别班 级学 号0姓 名二O 三年五月二十一日小型铸件粗加工专用龙门铣设计机械设计制造及其自动化 机自 091 廖鹏超 指导教师 叶晓平摘要本课题为解决机械粗加工时，生产效率跟机床寿命之间的矛盾。根据生产效率的要求，我们把原来有的普通龙门铣床简化结构，使其在满足加工要求的情况下，尽可能的增加切削量和进给速度，在很大程度上来缩短毛胚机械粗加工的时间，同时也保证了机床的使用寿命，尽可能的减少机床导轨的磨损和变形。综合运用所学的基本理论，基本知识和相关的机械设计专业知识，拟定小型龙门铣的总体方案，解决 加工难题。并绘制
2、总装图和必要的零件图。关键词：龙门铣Special gantry milling small cast rough designAbstractTo address this issue mechanical roughing, the production efficiency with the contradiction between the tool life. According to the requirements of efficiency, we had some general milling machine simplified structure, to meet th
3、e processing requirements in the case as far as possible the Zengjia cutting Volume and the feed rate to shorten the hair in Largely roughing the embryo Jixie time, but also ensure the service life of machine tools, machine tools as possible to reduce rail wear and deformation. Integrated use of the
4、 basic theory, basic knowledge and expertise related to mechanical design, develop small-scale gantry milling of the overall program to address the processing problems. And draw the necessary parts assembly diagrams and plans.Keywords: gantry milling目录第一章 绪论 21.1 研究动机与目的 21.2 课题主要研究内容 3第二章微型龙门铣设计方向及
5、达到的效果 42.1 龙门铣的设计标准及加工零件范围 42.2 本章小结 4第三章微型龙门铣零部件设计及其他相关参数 53.1 机床底座 53.2 工作台底座 53.3工作台 63.4立柱 73.5 滑动横梁 83.6 主轴相关参数设计及主轴选用 93.7 其他机构相关设计 153.8 本章小结 17第四章结论与展望 18致谢 19参考文献 20第一章 绪论1.1 课题研究目的科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。机械 加工工艺过程的改进是实现上述要求的最重要措施之一。它不仅能够提高产品的质量和生产效 率，降低生产成本，还能够大大性改善工人的劳动条件。许多
6、生产企业（例如汽车，拖拉机，家 用电器等制造厂）已经采用了自动机床，组合机床和专用自动生产线。导轨是机床的基础件，其性能的对机床的整体性能有较大的影响。在毛胚粗加工的时候，很 多机床都不能用大切削量和大进给量，因为大的切削和大的进给会直接影响机床的整体精度，尤 其是对铸件的断续切削，对机床的导轨和主轴的精度都是一种严厉的考验。现在的铣床还是以其精度来作为衡量它的标准，一台铣床一旦失去了它应有的精度，也就意 味着失去它应有的价值。虽然很多时候，一些重型的铣床，例如北京1 号万能铣床，龙门铣床等， 可以满足粗加工时的各种要求，但是，这些机床的价格很高，而且如果用作中小件的毛胚件加工 的话，这些机床
7、就有些杀鸡用牛刀的味道了不合算！而且，许多低层次的企业，做的是薄利 的毛胚粗加工，那么去购买这些重型机床是不现实的，进而购买的都是些像杭州铣床厂产的 XQ6225 这种机型的万能铣床。相对于别的机床来说，这些机床性价比较高，而且这种机床生产时 间相对于别的而言要长很多，是比较成熟的一种机型。那么一旦长期进行断续的大刀量的机加工时，这些机床不论是导轨，还是主轴头，都会出现 严重的磨损和变形。小的磨损和变形可以进行适当的修复，一旦到了不能修复的地步，那么这台 机床就失去了它应有的价值了。怎样去解决既要保证加工效率又要保证机床使用寿命呢？一，不减少加工时的进给量和背吃 刀量；二，要有足够的刚度和强度
8、，保证机器运行时的平稳；三，保证机器运行时的功率够大； 四，降低机床产成本，简化机床多余功能。1.2 研究主要内容普通龙门铣由立柱和顶梁构成门式框架。横梁可沿两立柱导轨区别在于它横梁和立柱上装的 不是刨刀刀架而是带有主轴箱的铣刀架，外形与龙门刨床相似。并且龙门铣床的纵向工作台的往 复运动不是主运动，而是进给运动，而铣刀的旋转运动是主运动。由于其框式结构的稳定性，时其在进行大进给量大背吃刀量的切削运动时，显得十分扎实和 平稳。在市场上出现的龙门铣床都是比较大型的，适用的加工对象也是比较大件的导轨，平面，端 面等等。而对于一些小型的铸件加工时，显得很不方便。而微型龙门铣正好弥补了这个领域的空 白。
9、很多时候，在粗加工一些小的毛胚铸件时，并不需要太多的变速要求，也不需要复杂的角度 变化，只需要切削时的功率大，运行时平稳，切出来的面平整，加工速度快，生产效率能提高就 行。而微型龙门铣正是出于这个目的而设立。第二章 微型龙门铣设计方向及达到效果2.1 设计标准及加工零件范围1. 微型龙门铣采用类似于大型龙门铣的门式框架，由机床底座，工作台底座，工作台，立柱， 横梁和移动横梁等组成。为了简化其导轨的复杂性，一律采用相对应要求的直线滚动导轨来代替 各种滑动组合导轨。一则简化了加工时的难度；二则，降低了生产时的成本；三则，容易更换和 维护；四则，可长期性的使用机架。2. 微型龙门铣必须简化普通龙门铣
10、的铣头。很多龙门铣都配备的是动力头，带变速功能，成 本大，使用性能好，使用范围广。然而对于一些相对于比较单一的零件加工时，并不需要这些优 点。于是，微型龙门铣去掉了其繁琐的齿轮箱结构，铣头直接由轴和轴承构成，主轴箱不具备了 变速结构。这样有一个好处，虽然速度相对而言比较单一了，但是主轴的结构更加稳固，使用寿 命也更加的长。而变速采用的是2 档皮带轮变速。不仅降低了生产成本，还减轻了主轴头的重量， 使切削时的负荷可以降低。3. 进给系统中应该去掉普通龙门铣的变频电机加变速箱走刀，采用手动加减档的机动设施， 因为机身比较小，加工工件也比较轻，或者说工作台移动比较轻松，能降低生产成本.4. 微型龙门
11、铣应改掉普通龙门铣很长的工作台，使其工作台长度降为跟机身相适应的长度。 这也意味着如果想像普通龙门铣加工侧面或者说两面同时加工时造成一定的不便。5. 微型龙门铣是针对于粗加工毛胚铸件设计的，不适宜精加工。适于一些细长型的平板等零 件加工，例如动导轨下的压板，和导轨贴合的镶板，一些细长的平面尺等。机床的具体信息为，电机功率2.2Kw，主轴内孔为4号莫氏锥度，使用盘形铳刀加工平面。机床总高为1560mm，总长为1600mm，总宽为1000mm机床加工工件尺寸：长W900mm，宽 400mm，高 195mm2.2 本章小结通过以上设计使微型龙门铣在降低成本的情况下，提高工作效率，能更好的加工小型零件
12、。第三章 微型龙门铣零部件设计及其他相关参数3.1 机床底座机床底座用HT200通过砂型铸造制得，HT250主要用于承受较大的弯曲应力（3*107Pa）,摩 擦面间压强大于5*105Pa的铸件。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于 砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均 能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组 合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度 高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各 种附加
13、物。因此采用砂型铸造机床底座。也在一定程度上降低了生产成本。而工作台的结构为长方体台状，基本长度为1600mm，宽度为1000mm，高度。为500mm。此结构设计一是为了有较大的 质量，能是能使机床工作时相对平稳可靠，其次是四角结构对机床安放要求低，简化机床水平调整的时间。n11图 3-1 底板3.2 工作台底座工作台底座采用HT200砂型铸造而成,HT150流动性好。用于承受中等弯曲应力（约为107Pa）， 摩擦面间压强大于5*105Pa的铸件。工作台的结构为长方形，基本长度为1400mm，宽度为500mm， 高度为200mm。工作台底座与机床底座用简单的螺丝螺母连接。主要考虑是为了拆装和安
14、装的方 便，以及更改结构时的方便。工作台底座的两边采用传统式的滑动组合导轨，两个方导轨组合， 在长期使用过程中，容易磨损，尤其是加工铸铁工件，铁末飞进导轨之后，对导轨的磨损会大大 的加剧，从而影响到导轨的精度，减少机床的使用寿命。而现在解决的办法就是在磨损之后采用贴塑导轨贴上去修补。采用贴塑导轨的好处有以下几点：1，安装方便，运动平稳，不会出现滑动导轨的一些爬坡等问题；2，贴塑导轨价格便宜，购买方便，一旦精度达不到要求或者磨损严 重了之后，可以及时的更换；3，滑动导轨一旦严重磨损之后就不能再使用连体的机架了，而贴 塑导轨可以弥补这个漏洞，使机架使用寿命更长。图 3-2.1 导轨剖面H:25B:
15、40100B 16,201:A:180500h:16h：24.5b：81图 3-2.2 工作台底座3.3 工作台工作台也用HT200浇注。工作台具有较大的台面，主要考虑是一次装夹多个小型的零件，然 后一次加工完成，能有效的提高生产效率。工作台的台面采用的是与 XQ6225 万能铣床的工作台 面相似的结构，只是工作台取消了蓄水的功能，也就意味着加工时的冷却液不能像XQ6225 一样, 能顺着下水管流回冷却液池。T形槽的尺寸与XQ6225万能铳床的工作台的尺寸一样，方便各种铳 床夹具的通用。工作台底部留有两个平整的平面，是用于安装直线导轨的滑块。这两个导轨和平 面平行，保证工件加工之后的平面度与垂直度。由于采用的是 GGB30AAL 四方向等载荷型滚动直 线导轨，所以工作台本身并不具备导轨，于是对于工作台的加工就变得非常的简单和方便，在一 定程度上也大大降低了龙门铣床的生产成本和使用价值。图 3-3 工作台简图3.4 立柱同样，立柱也是通过铸造工艺加工而成的，立柱的整体结构于普通龙门铣床类似，只是在立 柱上的本来的燕尾型导轨被取消了，同样是为了降低生产成本于简化加工过程，同时也为了时立 柱使用寿命增加。立柱上所使用的也是方型滑动导轨副。由于该导
