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畢 業(yè) 論 文 ﹙設 計﹚ 開 題 報 告
題 目 X52K型立式銑床立銑頭設計
學生姓名 鄭 巍 學號 0615092005
所在院(系) 機 械 工 程 學 院
專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化
指導教師 張 政 武 (副 教 授)
2008年 3月10日
題 目
X52K型立式銑床立銑頭設計
一、 選題的目的及研究意義
（現(xiàn)代機械加工過程中機械設備----機床的重要性）
目前機床的發(fā)展趨勢、應用現(xiàn)狀
隨著制造業(yè)的發(fā)展，高速度、高效率、高精度和高剛度已經(jīng)成為當今機床發(fā)展的主要方向。為了滿足當前機床市場的需要，銑床已經(jīng)成為了當今機械行業(yè)一個重要的發(fā)展趨勢，特別是在工業(yè)制造，加工過程中有著舉足輕重的地位。設計的題目是設計x52k立式銑床立銑頭設計。其主要講述的是x52k立式銑床立銑頭的總體設計。該銑床主軸是靠齒輪進行傳動的。主軸傳動系統(tǒng)采用齒輪傳動，傳動形式采用集中式傳動，主軸變速系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動具有傳動效率高，結構緊湊，工作可靠、壽命長，傳動比準確等優(yōu)點，齒輪機構是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的傳動機構，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運動和動力。
我的 畢業(yè)設計為：X52K型立式銑床立銑頭設計 。
一、X52K型立式銑床外觀圖、電機概況、銑床特點
(一) X52K型立式銑床外觀圖
1為縱向左右進給，
2為十字操作手柄，控制工作臺垂直升降和前后進給
3為操作按鈕臺，SB5為快速按鈕，
SB3起動按鈕
SB1停止按鈕
4為后操作臺
SA1為圓工作臺轉換開關
SA3為冷卻電機轉換開關
主電機換向用轉換開關SA5和電源開關QF在兩邊床腳
（二）X52銑床電動機
? X52K銑床有3臺電動機：
? M1為主電動機，功率7.5KW，用換相轉換開關SA5選擇主軸的轉向，停車時采用電磁離合器制動。
? M2電機為工作進給電動機，功率為1.5KW。快速移動通過電磁離合器械接通快速傳動鏈來實現(xiàn)。
? M3為冷卻泵電動機。
（三）X52銑床的特點
? 用換相轉換開關選擇主電機的制動；
? 主運動采用電磁離合器制動；
? 主運動和進給運動變速，均有瞬時點動；
? 主運動和進給運動各有單獨的電動機驅(qū)動，工作臺的快速移動利用電磁離合器接上進給的快速傳動鏈，實現(xiàn)快速移動；
? 進給運動與主運動是聯(lián)鎖的，只有起動主運動后，進給運動才能起動工作；
? 工作臺6個方向的進給運動 ，具有完備的聯(lián)鎖。
? 具備多地點控制環(huán)節(jié)；
? 具有短路、零壓、過載和超程保護。
近年來，現(xiàn)代科學技術的成就，為機床設計提供了大量的測試數(shù)據(jù)，理論研究也有的新的發(fā)展尤其是電子計算機的應用，使機床設計開始進入計算機輔助設計階段。將有可能利用計算機所需的大量資料進行檢索，自動地多設計方案進行比較分析，從而選出最佳方案。也對主要零部件進行強度、剛度的計算。
我們研究機床設計的意義在于：通過機床設計培養(yǎng)和鍛煉自身的工程素質(zhì)和工程實踐能力。
二、綜述與本課題相關領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究方法及應用領域等
（國內(nèi)外在機（械）床設計方面）
一、銑削概述和現(xiàn)狀
（一）銑削加工及特點
銑削加工是在銑床上用銑刀的旋轉和工件的移動來加工工件，銑刀的旋轉是主運動，工件的移動是進給運動。
銑刀是多齒刀具，切削過程中同時參加工作的刀刃數(shù)多，可采用較大的切削用量，因此，銑削的生產(chǎn)率較高。銑削時，銑刀上的每個刀齒都是間歇地進行切削，刀齒與工件接觸時間短，散熱條件好，有利于延長銑刀使用壽命。但由于銑刀刀齒的不斷切入、切出，銑削力不斷變化，因而銑削容易產(chǎn)生振動。同時，因為銑削加工范圍廣，所以銑刀的制造和刃磨比較困難。
銑削加工的精度比較高，一般經(jīng)濟加工精度為IT9~IT8級，表面粗糙度Ra值為12.5-1.6μm。必要時，銑削加工精度可高達IT5級，表面粗糙度Ra值可達0.20μm。
（二）銑床
銑床種類很多，常用的有臥式萬能銑床和立式銑床，除此外還有工具銑床、龍門銑床、仿形銑床及專用銑床等。
1．臥式萬能銑床
臥式萬能銑床是銑床中應用最多的一種，它的主軸是水平的，還可配有立銑頭，完成立銑各種工作。
2．立式銑床
立式銑床與臥式銑床的區(qū)別在于其主軸垂直于工作臺，有的立式銑床其主軸還可相對于工作臺偏轉一定的角度。它可利用立銑刀和端銑刀進行銑削加工，是生產(chǎn)中加工平面及溝槽效率較高的一種機床。
3．龍門銑床
龍門銑床是一種大型銑床。銑削動力頭安裝在龍門橫梁或立柱導軌的刀架上，一般有三至四個銑削動力頭。在橫梁上的垂直刀架可左右移動，在立柱上的側刀架作上下移動。每個刀架都能沿主軸進行軸向調(diào)整，并可按生產(chǎn)需要旋轉一定角度，其工作臺帶動工件做縱向進給運動?？梢杂勉娤鲃恿︻^帶動的刀具同時銑削，所以生產(chǎn)率很高。
這種機床適于銑削平面、垂直面、傾斜面、導軌面，特別是長度大的工件表面加工。由于生產(chǎn)率較高，適用于成批大量生產(chǎn)的粗精加工。
4．數(shù)控銑床
數(shù)控銑床是由機床本體、數(shù)控裝置、液壓泵站、中頻電源機組四部分組成，并配有紙帶穿孔機。該機床加工零件時，只需將預先編制好的程序輸入數(shù)控裝置，機床就能自動工作直至完成零件加工。
數(shù)控銑床用來加工齒輪、樣板、模具等形狀復雜、精度高、難度大、批量大的零件。
二、發(fā)展趨勢
世界各工業(yè)發(fā)達國家通過發(fā)展數(shù)控技術、建立數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)，促使制造業(yè)跨入 一個新的發(fā)展階段，給國民經(jīng)濟的結構帶來了巨大的變化。數(shù)控機床是世界第三次 產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容，它不但是機電工業(yè)的重要基礎裝備，還是汽車、石化、電子 和現(xiàn)代醫(yī)療裝備等產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的主要手段。雖然數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)本身的產(chǎn)值遠不如汽車、化工等產(chǎn)業(yè)，但高效的數(shù)控機床給制造業(yè)帶來了現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式以及高倍率 的效益增長，這是促進國民經(jīng)濟發(fā)展的巨大源動力。特別是數(shù)控技術在制造業(yè)的擴
展與延伸所產(chǎn)生的輻射作用和波及效果，足以給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構、產(chǎn)品結構、 制造方式及管理模式等帶來深刻的變化。
三、研究方法及應用領域等
制造業(yè)是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，機械制造是制造業(yè)的核心。數(shù)控技術的應用使得傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對國民經(jīng)濟起著越來與重要的作用。當前數(shù)控技術及其裝備的發(fā)展的趨勢：
1、高速、精密化 2、可靠性 3、數(shù)控機床設計CAD化、功能多樣化 4、智能化、網(wǎng)絡化、柔性化、集成化 5、開放性 6、復合性 7、串行總線計算機數(shù)控系統(tǒng) 8、重視新技術標準、規(guī)范的建
機械裝備設計的方法
機械制造裝備設計的步驟設計類型而不同。創(chuàng)新設計可分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設計、技術設計和工藝設計等四個階段。
（一）產(chǎn)品規(guī)劃階段
產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務是明確設計任務，通常應在市場調(diào)查與預測的基礎上識別產(chǎn)品需求，進行可行性分析，制定設計任務書。
在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運用技術預測、市場學、信息學等理論和方法來解決設計中出現(xiàn)的問題。
1、 需求分析
產(chǎn)品設計是為了滿足市場的要求，而市場的需求往往是不具體的，有時是模糊的 、潛在的，甚至是不可能實現(xiàn)的。需求分析的任務是使這些需求具體化和恰到好處。明確設計任務的要求。需求分析的任務本身就是設計工作的一部分，是設計工作的一部分，是設計工作的開始，而且自始至終指導設計工作的進行。
需求分析一般包括對銷售市場和原材料市場的分析
1、 調(diào)查研究
調(diào)查研究包括市場調(diào)研、技術調(diào)研和社會環(huán)境調(diào)研三個部分
2、 預測
定性預測和定量預測
3、 可行性分析
4、 編制設計任務書
(二) 方案設計階段
1、對設計任務的抽象
2、建立功能結構
3、尋求原理與求解方法
4、初步設計方案的形成
5、設計方案的評價與賽選
（三） 技術設計階段
1、確定結構原理方案
2、總體設計
3、結構設計
（四）工藝設計階段
1、零件圖設計
在零件圖中包含了為制造零件所需的全部信息，這些信息包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和熱處理要求、其他特殊技術要求等。
2、完善裝配圖
在繪制零件圖時，更加具體地從結構強度、工藝性和標準化等方面進行零件的結構設計，不可避免地要對技術設計階段提供的裝配圖做些修改
3、編寫技術文檔
三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術路線）或設計（實驗）方案進行說明，論文要寫出相應的寫作提綱
（一）x52k型立式銑床立銑頭的設計應滿足的要求
1、 x52k型立式銑床立銑頭應滿足的基本要求
x52k型立式銑床立銑頭應滿足如下的要求：
1）具有足夠的靜剛度和剛度。
2）具有良好的快速響應性，運動平穩(wěn)，靈敏度高。
3）抗震性好，不會因摩擦自振而引起傳動件的抖動或齒輪傳動的沖擊噪音。
4）具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實現(xiàn)所要求的進給量，以適應不同加工材料，使用不同的零件加工要求，有更廣泛的加工范圍。
5）立銑頭的傳動精度和定位精度要高
6）機構簡單，加工和裝配工藝性好。 調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活，便于安裝、調(diào)試。
（二）X52k立式銑床立銑頭設計的步驟：
X52k立式銑床立銑頭設計設計工作大體的可分為三個步驟：
1、調(diào)查研究
調(diào)查研究的內(nèi)容一般包括有：
①學習有關機床設計的方針、政策，明確設計要求；
②到使用單位調(diào)查了解所涉及機床所要承擔的生產(chǎn)任務和加工工藝，了解使用單位的對機床的要求；
③到制造單位調(diào)查，了解制造廠的設備條件、技術能能力和生產(chǎn)經(jīng)驗；
④收集國內(nèi)外同類型機床的技術文獻和圖紙資料，并注意調(diào)查它的結構性能、使用和制造情況等，尤其注意了解新技術在同類機床上應用的情況，以及在設計新機床時將要進行那些科學試驗；
⑤對于新采用的工藝和結構，必須先經(jīng)科學實驗，通過實驗取得足夠的數(shù)據(jù)后，才能應用于設計。
2、方案擬定
在調(diào)查研究的基礎上，通?？蓴M定出多個方案進行比較分析。每個方案所包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術參數(shù)、總體布局、主要部件的結構草圖、試驗結果及技術經(jīng)濟分析等
在制定方案時應注意以下幾點：
①處理好使用和制造之間的關系：應首先滿足使用要求，其次是盡可能便于制造。
②注意傾聽各方面意見，經(jīng)過分析比較，去粗取精，最后形成一個比較使用方案。
③ 實驗是檢驗真理的唯一標準，設計必須以生產(chǎn)實踐和科學實驗為依據(jù)，凡是未經(jīng)實踐考驗的方案，必須經(jīng)過實驗證明可考后采用與設計，
④繼承性和創(chuàng)造性的相結合，盡量采用先進技術，迅速提高生產(chǎn)力。
3、工作圖設計
首先，繪制X52k立式銑床立銑頭設計總裝圖。為使各零部件能溝通是比較協(xié)調(diào)的進行設計，一般應畫出機床的總體尺寸參數(shù)圖，在圖中確定各部件的輪廓尺寸和各部件有聯(lián)系的相關尺寸，以保證各部件在空間不發(fā)生干涉并能配合工作。同時畫出機床的傳動系統(tǒng)圖，并進行必要的計算。
4、說明書的撰寫
在銑床上銑削時，為了適應不同零件的加工，常常采用各種附件如壓板、角鐵、V形鐵、平口鉗、回轉工作臺、立銑頭、分度頭以及組合夾具等。這些附件的應用，擴大了銑削的加工范圍。
1、 平口鉗
又稱虎鉗，其構造簡單，夾緊牢靠。尺寸規(guī)格以鉗口寬度表示，通常在100~200毫米之間。它底部有兩個定位鍵與工作臺中間的T 形槽配合定位，然后再用兩只T 形螺栓固緊在銑床工作臺上?？捎糜趯π⌒秃托螤钜?guī)則件的夾緊。
2、 回轉工作臺
它的結構如同一對蝸輪副，搖動手輪而帶動蝸桿軸轉動，再通過內(nèi)部蝸輪使圓轉臺旋轉。圓轉臺中央有一圓錐孔，便于工件定位，并與圓轉臺同軸中心線轉動。另外，為了確定圓轉臺轉動位置，圓轉臺的外圓柱面上帶有刻度。此回轉工作臺可用于加工圓弧表面或圓弧曲線外形、溝槽以及分度零件的銑削加工。
3、立銑頭
立銑頭可根據(jù)需要把銑刀軸調(diào)整到任意角度，以加工各種角度的傾斜表面，也可在一次裝夾中，進行不同角度的銑削。
4、萬能分度頭
（1）分度頭組成及作用 分度頭是一種用來進行分度的裝置，由底座、轉動體、分度盤、主軸及頂尖等組成。主軸裝在轉動體內(nèi)，并可隨轉動體在垂直平面內(nèi)轉動成水平、垂直或傾斜位置。例如在銑六方、齒輪、花鍵等工件時，要求工件在銑完一個面或一條槽之后轉過一個角度，再銑下一個面或一條槽，這種使工件轉過一定角度的工作即稱分度。分度時搖動手柄，通過蝸桿、蝸輪帶動分度頭主軸，再通過主軸帶動安裝在主軸上的卡盤使工件旋轉。
1
1
（2）簡單分度
簡單分度是最常用的分度方法。它利用分度盤上不同的孔數(shù)和定位銷通過計算來實現(xiàn)工件所需的等分數(shù)。
計算方法如下：
n——定位銷（即分度手柄）轉數(shù)
Z——工件所需等分數(shù)
n=
若計算值含分數(shù)，則在分度盤中選擇具有該分母整數(shù)倍的孔圈數(shù)。
例：用分度頭銑齒數(shù)Z=36的齒輪。
N==1
在分數(shù)度盤中找到孔數(shù)為9×6=54的孔圈，代入上式：
n==1=1=1
這種分度方法稱為簡單分度。此外，尚有直接分度法、差動分度法和角度分度法等
四、檢索與本課題有關參考文獻資料的簡要說明
[1].《機械制造裝配設計》 （第二版） 馮辛安 北京 機械工業(yè)出版社 2005
[2].《機械加工設備》 張普禮 北京 機械工業(yè)出版社 1999
[3].《機械原理》 （第六版） 孫恒 陳作模 北京 高等教育出版社 2001
[4].《現(xiàn)代數(shù)控機床設計》 王愛玲 北京 國防工業(yè)出版社 2003
[5].《金屬切削機床設計》 戴曙 北京 機械工業(yè)出版社
[6].《機械設計課程設計手冊》（第二版）吳宗澤 羅圣國 北京 高等教育出版社 1999
[7].《機床設計圖冊》 上海紡織工學院 哈爾濱工業(yè)大學 上?？茖W技術出版社 1979
[8].《幾何量公差與檢測》 （第七版） 甘永立 上海 上?？茖W技術出版社 2005
五、畢業(yè)論文進程安排
此次畢業(yè)設計劃 周時間完成。各部分所占時間分配大致如下：
1.收集閱讀相關資料，完成開題報告 ····························
2.確定設計方案 ···········································
3.確定整體結構 ·················································
4.繪制裝配圖 ·················································
5繪制非標準零件圖 ············································
6寫說明書、打印有關資料 ······································
7準備答辯、參加答辯 ·······································
六、指導教師意見
1．對開題報告的評語
2．對開題報告的意見及建議
指導教師（簽名）：
年 月 日
所在院（系）審查意見：
負責人簽字(蓋公章)
年 月 日