立式單軸木工銑床設(shè)計.doc

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1、立式單軸木工銑床設(shè)計摘要 木工機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床。家具機械是木工機械的重要組成部分。 木工機床加工的對象是木材。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。人類在長期實踐中積累了豐富的木材加工經(jīng)驗。木工機床正是通過人們長期生產(chǎn)實踐、不斷發(fā)現(xiàn)、不斷探索、不斷創(chuàng)造而發(fā)展起來的。 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)，材料為天然實木板、方材，如紅木家具、明式家具、清式家具、實木餐桌椅等。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。

2、 目前木加工制品在人們的生活當(dāng)中應(yīng)用越來越多，因此近些年來木加工行業(yè)得到了飛速發(fā)展，對木工機械的加工精度和加工效率越來越高，本次設(shè)計的立式單軸木工銑床主要是用來完成成形銑削、加工榫頭和端面。立式單軸銑床的主要結(jié)構(gòu)是有動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)和進給機構(gòu)四個部分組成，具體說，它將包括電動機、皮帶傳動裝置、卡具、直線導(dǎo)軌等部件和組成。本設(shè)計的內(nèi)容主要是掌握機床的技術(shù)要求極其工作特點，對該機床進行總體方案的設(shè)計、零部件的設(shè)計和標準件的選擇。方案設(shè)計的主要任務(wù)有兩點：一是結(jié)合產(chǎn)品的技術(shù)要求和需要的具體條件確認設(shè)備的機械機構(gòu)；二是完成對設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力參數(shù)的計算。通過方案的實施初步完成機床的設(shè)計，通

3、過對各個部件的校核來確保該方案的可行性。關(guān)鍵字：木工機械； 銑床； 成型銑削目錄第1章 緒論11.1 選題的目的及意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3發(fā)展趨勢31.4 立式單軸木工銑床的特點41.5主要技術(shù)參數(shù)4第2章 總體設(shè)計方案52.1 傳動裝置的設(shè)計52.2 工件的夾緊裝置的設(shè)計52.3 機身的設(shè)計52.4 本章小結(jié)5第3章 切削力計算63.1速度計算63.2 功率計算63.3 選擇電機93.4 計算裝置的總傳動比103.5 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)103.6 本章小結(jié)10第4章 皮帶傳動設(shè)計計算及參數(shù)選擇114.1 確定計算功率Pca（kW）114.2 選定帶型124.3 確定帶輪

4、直徑dd1、dd2124.4 確定中心距a和帶長Ld134.5 驗算小帶輪包角1134.6 確定V帶根數(shù)134.7 計算單根V帶初拉力F0144.8 計算對軸的壓力FQ144.9 本章小結(jié)14第5章 主軸的設(shè)計155.1 軸徑的初步估算155.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計155.3 軸的強度校核165.3.1 軸的疲勞強度校核195.4 本章小結(jié)20第6章 軸承的選擇和計算216.1 軸承的選用216.2 軸承的壽命計算216.3 本章小結(jié)23第7章 機床的使用和保養(yǎng)247.1 潤滑的作用247.2 機床的保養(yǎng)25結(jié)論26致謝27參考文獻28附錄29第1章 緒論1.1 選題的目的及意義 我國木工機械行業(yè)今

5、年來一直高速發(fā)展，在國際行業(yè)處于領(lǐng)先地位。生產(chǎn)的木工機械，不僅國內(nèi)使用，還大量的出口國外，并成了世界貿(mào)易的主要組成部分。隨著國民經(jīng)濟的發(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越重要，應(yīng)用越來越廣泛。而立式單軸銑床正是隨著板式家具的興起而越來越興旺。由于工廠規(guī)模的限制，小型的立式單軸銑需求量成為木工機械中的佼佼者。 立式單軸木工銑床具有生產(chǎn)效率高，機床結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，操作靈活方便等特點，它的出現(xiàn)大大的減輕了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。 立式單軸木工銑床只要用于完成成形銑削、加工榫頭和端面等工序的作業(yè)，尤其是對斷面成型的加工靈活方便，同事成型銑削質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。 板

6、式部件的連接大量的采用圓榫，五金零件逐步取代了其它結(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。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 倫教木工機械起步于上世紀80年代初。當(dāng)時倫教有一定的機械加工能力，隨著順德家具業(yè)興起，原始型木工機械應(yīng)運而生。進入90年代開始發(fā)展，不斷吸收引進東北、華東、臺灣的先進技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代。1997年以后借助技術(shù)創(chuàng)新、機電一體化、會展經(jīng)濟等的內(nèi)外延發(fā)展推動，迎來了跨越式的進步，在國內(nèi)木工機械行業(yè)中占有舉足輕重的地位，目前以成為中國木工機械行業(yè)最大的制造基地。2004年，倫教的木工機械行業(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)人員近萬人。產(chǎn)品主

7、要有四面刨、多排刨、冷熱壓機、木地板生產(chǎn)線以及各種系列實木家具、纖維板家具的生產(chǎn)設(shè)備，產(chǎn)品主要銷往全國各地、歐美和東南亞。2004年木工機械銷售貿(mào)易總額占全省的60%，全國的30%，年出口產(chǎn)品額為1200萬美元。 倫教的木工機械行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)的趨勢，各企業(yè)之間有側(cè)重的發(fā)展方向，為整機生產(chǎn)配套刀具、鋸片、進料機、刀頭組合等。如“富豪”、“銳亞”成為了“中國木工機械四面刨王國”，“馬氏”成為了木工機械高速軸生產(chǎn)基地，“銀光”成為了木材粗加工機械的排頭兵?！巴铝Α薄ⅰ巴病背蔀榱四局破防?、熱壓機床系列專業(yè)廠，在深圳經(jīng)營木工刀具長達10年之久、產(chǎn)品品質(zhì)已達國際先進水平的“潤祥”公司，到倫教

8、投資后仍然專做刀具。此外，倫教木工機械制造行業(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、重型機械發(fā)展，與此同時，另一方面涌現(xiàn)出十余家新辦的木機廠，它們迅速填補通用、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。不少企業(yè)已近意識到專業(yè)化分工協(xié)作是降低成本、減少惡性競爭，把產(chǎn)品做精做專做出品牌的必由之路。 據(jù)2013-2017年中國木工機械行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報告部分數(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年實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值40.15億元，同比增長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2

9、05億元，同比增長41.3%，出口產(chǎn)值19.88億美元，同比增長47%，比2001年翻了一番。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定為廣東省專業(yè)鎮(zhèn)技術(shù)創(chuàng)新試點。（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)計方面，講求緊湊實用。采用計算機優(yōu)化設(shè)計和組成技術(shù)設(shè)計，對機床的實用安全性、操作、維修、運輸方面和舒適性、色調(diào)和環(huán)境的和諧性、醒目的安全和危險標志、制造的工藝性、外形的美觀和人機工程原理方面都給予足夠重視。很多廠家都采用了現(xiàn)代化的計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助質(zhì)量保障系統(tǒng)（CAQ）

10、、計算機輔助規(guī)劃（CAP）、計算機輔助制造（CAM）和計算機控制（CNC）等技術(shù)。（2）在進一步完善、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生產(chǎn)線、聯(lián)合機的同時、適用于加工小批量、多變種的木工機械和木材加工機組有較快的發(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。木工機械國際市場的競爭在很大程度上是科學(xué)技術(shù)的競爭。1.3發(fā)展趨勢 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)。伴隨著我國加入WTO的腳步，我國木工機械裝備水平與國外的差距會越來越小，國外的先進技術(shù)和設(shè)備會不斷

11、涌入，對國內(nèi)木工機械而言，挑戰(zhàn)與機會并存。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，給家具機械的自動化、柔性化、智能化和集成化帶來了新的活力，使機床的品種不斷增加，技術(shù)水平不斷地提高。 高速銑削技術(shù)是目前木工機械發(fā)展的主要趨勢，它是將計算機數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于木材加工機械產(chǎn)品中，結(jié)合木材加工高速銑削的特性要求，實現(xiàn)加工刀具在各坐標軸之間內(nèi)聯(lián)動插補運動，以達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)量和實現(xiàn)加工復(fù)雜的形狀，提高加工產(chǎn)品的精確度。國內(nèi)的發(fā)展趨勢有以下幾點：（1）提高機床的可靠性 由于木工機床較復(fù)雜，成本也較高，因此它的可靠性是歷來使用者所關(guān)心的問題。要

12、使機床不僅好用，而且耐用，機床設(shè)計必須合理。（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床本身的精度與機床壽命密切相關(guān)，因而，木工機床精度的確定，必須保證達到最大的經(jīng)濟效益。 要提高機床的加工精度和表面加工質(zhì)量，就要提高機床的傳動精度和抗震性。提高機床的抗震性，不只是要增加剛度，重要的是減少引起震動的因素，如減少高速傳動件數(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)代機床應(yīng)盡量減輕操作者的體力和腦力勞動強度，使操作者操作機床感到輕松，舒適。為此設(shè)計者要特別注意掌握人機工程學(xué)和機床藝術(shù)造型的理論。（4）提高機械化和自動化水平 為了減輕工人的勞動強度，

13、提高勞動生產(chǎn)率和保證加工精度及精度的穩(wěn)定性，機床應(yīng)盡量提高機械化、自動化水平。當(dāng)前主要是實現(xiàn)輔助工序（供料，卸料，檢驗，中間輸送）的機械化和自動化。（5）工序集中 工序集中即在機床上對木件進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的定位誤差，提高了加工精度，也節(jié)省了輔助時間。多工序同時加工，切削時間重合，將大大提高勞動生產(chǎn)率，如具有立式多片圓鋸機構(gòu)的跑車帶鋸機，具有臥式多片圓鋸機構(gòu)的臥式帶鋸機，都是經(jīng)過一次裝夾完成規(guī)格板，方才加工的。1.4 立式單軸木工銑床的特點 此機床是木材加工機械產(chǎn)品中，結(jié)合木材加工高速銑削的特性要求，實現(xiàn)刀具固定，通過手工送料實現(xiàn)加工過程，通過更

14、換不同的刀具，達到加工不同形狀，提高加工產(chǎn)品技術(shù)附加值。立式單軸木工銑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。機床包括機身、工作臺、帶刃切削刀頭。根據(jù)用途木工銑床的傳動方式主要為主軸電機直接驅(qū)動和主軸轉(zhuǎn)動并與進給傳動相結(jié)合，其中主軸直接驅(qū)動和手工進給最為常見。主軸固定不動，通過更換不同的刀具，通過手動來實現(xiàn)進給，它能保證加工面的粗糙度及加工面的深度。木工銑床多采用連續(xù)加工，刀具和主軸采用皮帶和電機連接，刀具轉(zhuǎn)速在4500r/min。工件的進給采用人工手動進給。 可以說，家具加工行業(yè)的發(fā)展促進了該機床的進一步完善，而立式單軸木工銑床的出發(fā)和發(fā)展又促進了木材加工行業(yè)的發(fā)展。立式單軸銑

15、床成為各個家具廠需求設(shè)備。特別是隨著今年來鄉(xiāng)鎮(zhèn)木工企業(yè)如雨后春筍般的出現(xiàn)和蓬勃發(fā)展，立式單軸木工銑床將會有更為廣闊的市場和發(fā)展空間。所以設(shè)計并改進立式單軸木工銑床是十分必要的。1.5主要技術(shù)參數(shù)（1）銑刀直徑：125mm（2）主軸轉(zhuǎn)速：4500r/min（3）工作臺尺寸：1200*600mm（4）電機功率：3.0KW（5）操作高度：850mm第2章 總體設(shè)計方案2.1 傳動裝置的設(shè)計 本次設(shè)計的立式單軸木工銑床主運動為刀具的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動由人工手動控制。為了確保工件運動的準確性，本機床采用了靠板，本機床為木工機床，體積和功率較小，考慮到機床工作時的特點和對工作環(huán)境的考慮，并且機床占地面積不

16、大，所以刀具與電機之間采用皮帶傳動以節(jié)省空間，再者刀具在工作時轉(zhuǎn)速在4500r/min以上，考慮用齒輪傳動難以適應(yīng)如此高速的轉(zhuǎn)速，所以綜合考慮采用皮帶傳動。2.2 工件的夾緊裝置的設(shè)計 為了確保夾緊可靠，動作迅速，操作簡便，維護簡便，較小成本。該銑床的夾緊采用四輪八速送料機夾緊，同時，用輔以人工固定。2.3 機身的設(shè)計 機身由支座、橫梁等組成，為了保證機床的剛度與穩(wěn)定不變形，底座由鋼板沖壓成矩形并焊接使其具有足夠的剛度，機身其它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，簡化了機身，減輕了機身自重，詳細的機構(gòu)見裝配圖。2.4 本章小結(jié) 本章介紹了機床的總體設(shè)計方案，對機床的功能進行了

17、講解，并對各個部件的選取進行了說明，其中包括我對我任務(wù)總的要求做出了自己的設(shè)計方案和理念。第3章 切削力計算3.1速度計算 速度計算主要包括刀具的切削速度和加工時的進給速度，通過對機床的工作技術(shù)參數(shù)要求，進行分析計算確定各個速度，進一步選取部件。（1） 切削速度v V = Dn6104 （3-1）式中： D = 銑刀直徑mm n = 銑刀轉(zhuǎn)速r/min 刀具的最大切削速度： =29.437m/s （2）進給速度U U = Unn1000 （3-2） 該機床Un一般取（0.1-0.5）mm/r。 Umin=45000.1/1000 = 0.45 m/min Umax=45000.5/1000 =

18、 2.25 m/min3.2 功率計算（1）切削功率Np Np = Kq1000（KW） （3-3）式中：K 切削比功（Jcm3） ；q 每分鐘切下的切削體積（cm3s）； q = D24+ID0.1U(cm3) （3-4）D 刀具直徑（cm）；U 進給速度（mms）。（2）切削比功K切削比功可根據(jù)下式確定 K =K0KhKzKuzKKd 式中K0 系數(shù)。表3.1 列出了每刀進給量Uz對切削比功K影響的修正系數(shù)Kuz,同時也列出了白樺及云杉K0值，對其他樹種的木材必須在乘以樹種修正系數(shù)。Kh 銑削深度修正系數(shù) （見表3-2）；Kz 刀具側(cè)刃數(shù)修正系數(shù)（見表3-3）；K 刀具前角的修正系數(shù)（見表

19、3-4）；Kd 切削直徑的修正系數(shù)（見表3-5）。根據(jù)上各表確定K值，并求出每秒切削體積q，按公式可求得切削功率。查表得：K0=26.3Kuz=1.50Kh=1.29Kz=4.50K=0.46Kd=0.29Ks = 2.0K = 26.31.501.294.500.460.292.0=61.10 q = D24+ID0.1U(cm3)式中：q 每分鐘銑下的木屑體積；D 銑刀直徑（cm）D = 1.25cm；l 極端銑頭中心間的距離l = 2.7cm；u 進給速度 u = 10cm/s；q = 3.14（1.25）24+2.71.250.1100 =46 cm3 Np= 61.10461000

20、= 2.8 kW3.3 選擇電機（1）選擇電機類型 按工作要求條件選用Y系列三項異步電動機。（2）選擇電機容量 工作有效功率Pw = 2.8kW 電機輸出功率P0 P0= Pw kW （3-5）公式中為電動機到刀具的傳動裝置總效率。取皮帶傳功效率帶 = 0.96；滾動軸承效率滾 = 0.995 = 0.96 (0.995)4 = 0.941P0= 2.80.941 =2.975 kW 因為載荷平穩(wěn)，電動機額定功率只需略大于P0即可，查電動機技術(shù)數(shù)據(jù)選擇額定功率Pm為3.0kW，型號Y100L-2，最高轉(zhuǎn)速2870r/min。3.4 計算裝置的總傳動比 I = nmnw = 28704500 =

21、 0.6383.5 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1）各傳動部件轉(zhuǎn)速 n電機 = 2870r/min n主軸 = n電機i = 28700.638 = 4500r/min（2）各部件功率 P0 = 3.0 kW（3）各軸扭矩 T電機= 9550 P0nm = 9550 2.82870 = 9.317Nm T主軸= 9550 P0nm = 9550 2.9754500 = 6.313Nm3.6 本章小結(jié) 本章通過對給個部件的分析計算，從基本參數(shù)入手，通過分析計算確定了其它重要的參數(shù)，并通過計算選取電機。第4章 皮帶傳動設(shè)計計算及參數(shù)選擇 傳動裝置是任何機械系統(tǒng)的主要組成部分，傳動裝置的選擇十分重

22、要。此機床為木工機床，體積和功率較小，考慮到機床工作時的特點和對工作環(huán)境的考慮，機床占地面積不大，所以刀具與電機之間采用皮帶傳動以節(jié)省空間，再者刀具在工作時轉(zhuǎn)速在6000r/min以上，考慮用齒輪傳動難以適應(yīng)如此高的轉(zhuǎn)速，所以綜合考慮采用皮帶傳動。4.1 確定計算功率Pca（kW） Pca=KA （4-1）式中：P 傳遞的額定功率（kW），如電機的額定功率； KA 工作情況系數(shù)，見表4-1。注：1.空、輕載啟動電動機（交流啟動、三角啟動、直流并勵），四缸以上的內(nèi)燃機，裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動力機；2.重載啟動電動機（聯(lián)機交流啟動、直流復(fù)勵或串聯(lián)），四缸以下的內(nèi)燃機；3.反復(fù)啟動、正反轉(zhuǎn)

23、頻繁、工作條件惡劣等場合，KA應(yīng)乘以1.2。4.增速傳動時，KA應(yīng)乘以下列系數(shù)： 當(dāng) i1.251.74時為1.05； i1.752.49時為1.11； i2.503.49時為1.18； i3.50時為1.25。由表4.1查得工作情況系數(shù)KA=1.18，故Pca = KAP = 1.18 3 = 3.54 kW4.2 選定帶型根據(jù)Pca和n有機械設(shè)計手冊查得，選擇A型V帶。4.3 確定帶輪直徑dd1、dd2（1）選擇小帶輪基準直徑dd1。由機械設(shè)計手冊查得，取小帶輪直徑dd1 = 75 mm（2）驗算帶速。1 = dd1n1601000 = 754500601000 17.6625 m/s,

24、1在525m/s內(nèi)，帶的速度合適（3）計算大帶輪基準直徑dd2dd2 = idd1 = n1n2dd1 = 45002870 75 = 117.59 mm查機械設(shè)計手機，取dd2 = 118 mm（4）傳動比i = dd1dd2 = 75118 0.635（5）從動輪轉(zhuǎn)速n1n1 = n2i = 28700.635 4519r/min4519-45004500 100% = 0.4% 5% 允許4.4 確定中心距a和帶長Ld（1）初選中心距a0 0.7 （dd1+dd2） a0 2（dd1+dd2） 0.7 （75+118） a0 2（75+118） 135.1 mm a0 386 mm，取a

25、0 = 292 mm（2）計算帶的基準長度L0 L0 = 2a0 + 2(dd1+dd2) + (dd2-dd1)24a0= 2 292 + 2(75+118)+ (118-75)24292888mm取帶的基準長度Ld = 900（3）計算實際中心距a = a0 + Ld- L0 2 = 292 + 900-888 2 = 298 mm（4）確定中心距調(diào)整范圍amax = a + 0.03Ld = 298 + 0.03 900 325 mmamin = a - 0.015Ld = 298 0.015 900 284.5 mm4.5 驗算小帶輪包角11 = 180d2- d1 a 60 = 18

26、0 118-75 298 60 171.34 120 滿足4.6 確定V帶根數(shù)（1）查表的 dd1 = 75 mm，n1=4500 r/minP0 = 1.07 kW（2）查表的P0 = 0.48 kW（3）查表得包角系數(shù)K 0.98（4）查表得長度系數(shù)KL = 0.87（5）計算V帶根數(shù)z z Pca(P0+P0)KKL = 3.541.07+0.480.980.87 2.403 ， 取z = 3 根。4.7 計算單根V帶初拉力F0F0 = 500Pcauz（2.5K - 1）+ qv2 =500 3.5417.663 （2.50.98 - 1）+ 0.1 17.662 83 N4.8 計算

27、對軸的壓力FQ由公式：FQ 2zF0sin12 = 2 3 83 sin1712 495 N4.9 本章小結(jié) 本章主要對轉(zhuǎn)動裝置進行了選取，通過分析選用皮帶作為傳動裝置，并對皮帶進行了設(shè)計計算和校核，以確保機床工作時的穩(wěn)定性。第5章 主軸的設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計必須經(jīng)過初步強度計算，在確定了軸的最小直徑之后才能進行。主要的步驟為：1.確定軸上零件的裝配方案，軸的結(jié)構(gòu)形式與軸上主要零件的位置及裝配方案有關(guān)，確定裝配方案就是定出軸上主要零件的裝配方向和順序；2.確定軸上的零件定位和固定方法；3.確定各個軸段的直徑長度；4.對軸進行校核。5.1 軸徑的初步估算軸的材料選用45鋼。根據(jù)表得A = 107-1

28、18。 d A3Pn （5-1）式中： A 與材料有關(guān)的系數(shù)； P 軸傳遞的功率kW； n 軸的轉(zhuǎn)速r/min； d 危險截面的直徑尺寸mm。 故d （107-118）33 0.964500 = 9.22 10 mm又因為銑刀的直徑為125mm，刀體的安裝尺寸為30mm，所以，軸的最小直徑選擇為30mm。5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定裝配方案。 軸上的上端蓋，套，上端軸承，以及仿型靠輪刀體由軸的上端裝配；下端蓋，下端軸承由下端裝配。（2）根據(jù)軸向定位及固定要求，確定軸的各段直徑和長度見下表軸段位置軸段直徑和長度說明1-2D1-2 = 22mm、L1-2 = 15mm自由段2-3D2-3 = 3

29、0mm、L2-3 = 30mm上端螺帽位置3-4D3-4 = 30mm、L3-4 = 204mm刀體安裝位置4-5D4-5 = 35mm、L4-5 = 17mm軸承安裝位置5-6D5-6 = 44mm、L5-6 = 237mm自由段6-7D6-7 = 35mm、L6-7 = 44mm軸承安裝位置7-8D7-8 = 30mm、L7-8 = 65mm帶輪安裝位置（3）軸上零件的周向固定 帶輪的固定采用平鍵連接，刀體的固定采用螺紋與壓板的壓緊力固定。按軸的直徑尺由手冊查得，D7-8初采用的平鍵尺寸為b h l = 8 7 63（GB/T 1095-2003），同時為了保證帶輪與軸有良好的對中性，故采

30、用H7/k6的配合。5.3 軸的強度校核 強度校核計算是設(shè)計軸的重要內(nèi)容之一，其目的在于根據(jù)軸的受載荷情況及相應(yīng)的強度條件來確定軸的直徑。若軸的直徑已由經(jīng)驗方法或結(jié)構(gòu)設(shè)計所確定，則計算的目的就是驗算已確定的軸的直徑是否滿足強度條件。常用的軸的強度計算方法有：（1）按扭轉(zhuǎn)強度條件計算；（2）按彎扭合成強度條件計算；安全系數(shù)校核計算。本章選用按彎扭合成條件計算，當(dāng)軸的支撐位置和軸所受載荷的大小、方向及作用點等均已確定，支點反力及彎矩可以求得時，可按彎扭合成強度條件對軸進行強度計算。 軸的材料：該軸吳特殊要求，因而選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查機械設(shè)計手冊可得，由需要調(diào)質(zhì)處理，因此，性能數(shù)據(jù)按毛坯直徑20

31、0mm的選用，查得 B = 650 MPa， S = 360 MPa， -1 = 300 MPa， -1 = 155 MPa。 許用應(yīng)力：查機械設(shè)計手冊可得+1b = 215 MPa，0b = 100 MPa，-1b = 155 MPa。 由（3-1）和（3-3）得知刀具的切削速度v = 29.437m/m，功率P = 2.8kW FAH = pv = 280029.437 = 98.51N 對B點求矩： FAH 158 - FCH 258 = 0 FAH + FBH + FCH = 0 從而求得FBH = -158.81N ，F(xiàn)CH = 60.32 N 對B點求矩： FCY 158 Q 74

32、.5 = 0 FCY + FBY Q = 0 Q = 495 N 從而求得FCY =142.93 N，F(xiàn)BY = 352.07N。5.3.1 軸的疲勞強度校核確定危險截面根據(jù)載荷分布及應(yīng)力集中部選取截面B為危險截面。校核危險截面安全系數(shù)S = SSS2+S2 S因計算不夠精確，材質(zhì)不夠均勻 S 取1.5 1.8S = -1k a+m S = -1k a+m 式中 K 彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)； a 平均應(yīng)力幅； m 平均應(yīng)力； 、 材料特性。計算軸的工作應(yīng)力首先計算彎曲正應(yīng)力及其循環(huán)特征 M = FAH 158 = 98.51 158 = 15564.58 Nmm 取 = 1,扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力按對

33、稱循環(huán)變化，由計算可得T = 6.313Nm。 Me = M2+（T）2 = 16796 Nmm W = 0.1d3 = 0.1 (0.035)3 = 0.0000042875 m3 a = MeqmaxW = 167960.0000042875 = 39.17 Mpa m = 0其次計算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力及其循環(huán)特征 Wt = 0.2d3 = 0.2 (0.035)3 = 0.000008575 m3 max = TmaxWt = 6.3130.000008575 = 0.73 Mpa m = a = max2 = 0.365 Mpa查手冊確定各系數(shù) S = -1k a+m = 3001.90.82

34、0.88 39.17+0 = 8.183S = -1k a+m = 1551.50.820.81 0.365+0.210.365 = 188S = SSS2+S2 = 8.183 1888.1832+1882 8.183 S由計算所得安全系數(shù)大于許用值，故軸的疲勞強度合適。5.4 本章小結(jié)本章通過計算對軸進行了設(shè)計和校核，從軸的工作要求以及裝配條件出發(fā)，對軸的外形進行設(shè)計，并結(jié)合傳動裝置，考慮力和力矩的作用對其進行校核，選取危險截面進行計算，結(jié)果軸符合要求。第6章 軸承的選擇和計算 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)和性能特點，綜合考慮軸承的載荷、轉(zhuǎn)速、剛度

35、及調(diào)心性能要求、裝配條件、經(jīng)濟性等各種因素來進行。6.1 軸承的選用（1）由工作條件及軸頸直徑，查機械設(shè)計手冊，初選深溝球軸承 6207-LS。按軸承樣本和機械手冊查得軸承的Cr = 25500 N，C0 = 15200 N。（2）由于單面防塵深溝球在承受徑向力時不會引起軸向力，所以在一根上裝兩個軸承以使主軸能夠穩(wěn)定工作。（3）根據(jù)要求的精度，選軸承精度0級。（4）軸向固定方式：采用雙固定方式。6.2 軸承的壽命計算（1）對兩個軸承進行受力分析。（2）計算軸承的徑向載荷Fr1、Fr2由靜力學(xué)公式計算軸承支反力。得FCY =142.93 N，F(xiàn)BY = 352.07N；軸承的徑向載荷Fr1 =

36、FBY= 352.07N，F(xiàn)r2 = FCY =142.93 N（3）計算軸承的軸向載荷S1、S2軸承的內(nèi)部軸向力為： S = 0.68F S = 0.68Fr1 = 239.4 N S = 0.68Fr2 = 91.19 N S + Fa = 239.4 + 168.2 = 407.6 S故 S1 = S = 239.4 N，S2 = S +Fa = 239.4 + 168.2 = 407.6 N（4）軸承當(dāng)量載荷計算當(dāng)量載荷P 的一般計算公式 P = fp（XFr+YFa）式中X 、 Y 為徑向和軸向的載荷系數(shù)，其值見表6-2.fp 為考慮載荷性質(zhì)引入的載荷系數(shù)。 S1C0 = 0.015

37、7，按表， S1C0 在0.014 0.028 之間，e應(yīng)該在0.19 0.22 之間。取 e = 0.014 S1Fr1 = 239.4352.07 = 0.67 e按表，則 X1 = 0.56，Y1 = 2.30 S2C0 = 0.0268，按表， S1C0 在0.014 0.028 之間，e應(yīng)該在0.19 0.22 之間。取 e = 0.014 S2Fr2 = 407.6142.93 = 2.85 e按表，則 X2 = 0.56，Y2 = 2.30按表6 2 fp = 1.2 1.8，取fp = 1.5.P1 = fp（X1Fr1+Y1S1）= 1121.65 NP2 = fp（X2Fr

38、2+Y2S2）= 1526.28 N（5）計算軸承的基本額定壽命Lh （P1 P2,故以軸承二為標準計算）Lh2 = 166704500 255001526.283 = 17240軸承的壽命足夠大，故選用深溝球軸承 6207-LS符合要求。6.3 本章小結(jié)本章通過計算對軸承進行了選取和校核，考慮到對軸承的工作要求以及傳動方式的限制，采用雙固定方式。通過力和力矩的計算對軸承行了校核，結(jié)論兩個軸承全部符合要求。第7章 機床的使用和保養(yǎng)7.1 潤滑的作用潤滑對機械設(shè)備的正常運轉(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滑劑，形成潤滑油膜層，就可以降低摩擦系數(shù)，減低摩擦阻力，減

39、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。此時的摩擦阻力主要是液體潤滑膜內(nèi)部分子間互相滑移的剪切阻力。（2）減少磨損 潤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。只要選用合適的潤滑劑，就能形成良好的潤滑條件，避免油膜的破壞，保持零件配合精度，從而大大較少磨損。（3）降低溫度 潤滑劑能夠降低摩擦系數(shù)，減少摩擦熱的產(chǎn)生。機床運轉(zhuǎn)時，摩擦消耗的機械能轉(zhuǎn)化為熱能，引起摩擦部件的溫度升高。使用潤滑劑，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)的降低，可使摩擦表面溫度降低，起到降溫冷卻的作用，使機械控制在所要求的

40、溫度范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。（4）防止腐蝕，保護金屬表面機械表面不可避免地要和周圍介質(zhì)接觸（如空氣，水濕，蒸汽，腐蝕性氣體以及液體等），而使機械的金屬表面生銹，腐蝕進而被損壞。尤其是高溫及腐蝕性很強的工作環(huán)境，腐蝕磨損顯得更為嚴重。（5）密封作用潤滑劑不僅能起到潤滑減摩作用，而且還有增強密封的效果，防止水濕或其它灰塵，雜質(zhì)侵入摩擦副而起到良好的密封效果。此外，潤滑油還可以起到減少震動和噪音的效能。7.2 機床的保養(yǎng) 每日操作準備：（1）開始安裝（開動機床前），應(yīng)看懂熟悉裝配圖。（2）嚴格按照機床潤滑點潤滑。（3）電源為3相 380V，需4 6mm 2銅導(dǎo)線接在電源上，然后檢查旋轉(zhuǎn)方向是否正確，方能切削。

41、結(jié)論4月我開始了我的畢業(yè)設(shè)計，時至今日，設(shè)計基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個設(shè)計過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 我在圖書館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記在U盤上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于完成設(shè)計。然后我將收集到的資料仔細整理分類。資料查找完了，我開始著手設(shè)計。在設(shè)計過程中遇到困難我就及時和指導(dǎo)老師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，設(shè)

42、計也慢慢成型。 當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務(wù)后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在設(shè)計中我充分地運用了自考期間所學(xué)到的知識。 我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業(yè)設(shè)計的制作給了我難忘的回憶。在我徜徉書海查找資料的日子里，面對無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；親手設(shè)計零件圖的時間里，記憶最深的是每一步小小思路實現(xiàn)時那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。這段旅程看似荊棘密布，實則蘊藏著無盡的寶藏。我從資料

43、的收集中，掌握了很多機械制造的知識，讓我對我所學(xué)過的知識有所鞏固和提高，并且讓我對當(dāng)今機械制造的最新發(fā)展技術(shù)有所了解。在整個過程中，我學(xué)到了新知識，增長了見識。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。 腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。致謝 本設(shè)計是對自考所學(xué)知識的綜合運用。通過本次設(shè)計，我對以前所學(xué)的知識又進行了一遍復(fù)習(xí)，解決了以前存在的一些問題，更深一層的理解力已經(jīng)掌握的知識。本次設(shè)計是在李老師的關(guān)系和悉心指導(dǎo)下

44、完成的。從選題到結(jié)束李老師都給予了我許多的幫助。在老師的幫助和指導(dǎo)下，我現(xiàn)在已熟練掌握了CAXA等軟件，并對銑床有了一定的了解。我向李老師表示誠摯的謝意。在此期間很多自考的同學(xué)也給予了我很多幫助，再次也一并表示深深的感謝。參考文獻1 聞邦椿 機械設(shè)計手冊.第3卷.-5版 北京：機械工業(yè)出版社，2010.12吳總澤/羅圣國 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊-3版 北京：高等教育出版社，2006.53陳于萍/高曉康 互換性與測量技術(shù)-2版 北京：高等教育出版社，2005.74馬永林 機械原理 北京：高等教育出版社，1992.45鄭志祥 機械零件-2版 北京：高等教育出版社，20006吳清 木材切削原理與刀具

45、北京：中國林業(yè)出版社，19957東北林業(yè)大學(xué)機械系木工機械教研室編 木工銑床設(shè)計 哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，198334附錄銑床 銑床（millingmachine）系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運動為主要運動，工件和銑刀的移動為進給運動。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、齒輪、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。 銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T型槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪

46、）、螺旋線表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可以用于對回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刃斷續(xù)切削，因而銑床生產(chǎn)效率較高。簡單來說，銑床可以對工件進行銑削、鉆削和鏜孔加工的機床。 銑床最早是由美國人E.惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人J.R.布朗于1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，是為升降臺銑床的雛形。1884年前后出現(xiàn)了龍門銑床。20世紀20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快速”或“快速-進給”的自動轉(zhuǎn)換

47、。 1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。 隨著機械化進程不斷加劇，數(shù)控編程開始廣泛應(yīng)用與于機床類操作，極大的釋放了勞動力。數(shù)控編程銑床將逐步取代人工操作。對員工要求也會越來越高，當(dāng)然帶來的效率也會越來越高。按布局形式和適用范圍加以區(qū)分銑床（1）升降臺銑床：有萬能式、臥式和立式等，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣。（2）龍門銑床：包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件。（3）單柱銑床和單臂銑床：前者的水平銑頭可沿

48、立柱導(dǎo)軌移動，工作臺作縱向進給；后者的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。兩者均用于加工大型零件。（4）工作臺不升降銑床：有矩形工作臺式和圓工作臺式兩種，是介于升降臺銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。其垂直方向的運動由銑頭在立柱上升降來完成。（5）儀表銑床：一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件。（6）工具銑床：用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進行鉆削、鏜削和插削等加工。（7）其他銑床：如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。按結(jié)構(gòu)分（1）臺式銑床：小型的用于銑削

49、儀器、儀表等小型零件的銑床。（2）懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂一般可沿床身一側(cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動。（3）滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床。（4）龍門式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動，工作臺可沿床身導(dǎo)軌縱向移動，用于大件加工。（5）平面銑床：用于銑削平面和成形面的銑床。（6）仿形銑床：對工件進行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。（7）升降臺銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。（8）搖臂銑床

50、：搖臂銑床亦可稱為炮塔銑床，搖臂銑，萬能銑，機床的炮塔銑床是一種輕型通用金屬切削機床，具有立、臥銑兩種功能，可銑削中、小零件的平面、斜面、溝槽和花鍵等。（9）床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床座導(dǎo)軌作縱向、橫向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。（10）專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。按控制方式分（1）銑床又可分為仿形銑床。（2）程序控制銑床和數(shù)控銑床。銑刀分類銑刀按用途區(qū)分有多種常用的型式：（1）圓柱形銑刀：用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少，刀齒強度高，容屑空間大

51、，適用于粗加工；細齒銑刀適用于精加工。（2）面銑刀：用于立式銑床、端面銑床或、龍門銑床、上加工平面，端面和圓周上均有刀齒，也有粗齒和細齒之分。其結(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式3種。（3）立銑刀：用于加工溝槽和臺階面等，刀齒在圓周和端面上，工作時不能沿軸向進給。當(dāng)立銑刀上有通過中心的端齒時，可軸向進給（通常雙刃立銑刀又被稱之為“鍵槽銑刀”可軸向進給）。（4）三面刃銑刀：用于加工各種溝槽和臺階面，其兩側(cè)面和圓周上均有刀齒。（5）角度銑刀：用于銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。（6）鋸片銑刀：用于加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦，刀齒兩側(cè)有151的副偏角。此外，還有鍵槽銑刀 燕尾槽銑刀 T形槽銑刀和各種成形銑刀等。銑刀的結(jié)構(gòu)分為4種：（1）整體式：刀體和刀齒制成一體。（2）整體焊齒式：刀齒用硬質(zhì)合金或其他耐磨刀具材料制成，并釬焊在刀體上。（3）鑲齒式：刀齒用機械夾固的方法緊固在刀體上。這種可換的刀齒可以是整體刀具材料的刀頭，也可以是焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝在刀體上刃磨的銑刀稱為體內(nèi)刃磨式；刀頭在夾具上單獨刃磨的稱為體外刃磨式。（4）可轉(zhuǎn)位式：這種結(jié)構(gòu)已廣泛用于面銑刀、立銑刀和三面刃銑刀等。