汽車(chē)與連桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文汽車(chē)連桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件設(shè)計(jì)姓名學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 完成期日全日制本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）承諾書(shū)本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）汽車(chē)連桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件設(shè)計(jì) 是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，嚴(yán)格按照學(xué)校和學(xué)院的有關(guān)規(guī)定由本人獨(dú)立完成。文中 所引用的觀點(diǎn)和參考資料均已標(biāo)注并加以注釋。論文研究過(guò)程中不存在抄襲 他人研究成果和偽造相關(guān)數(shù)據(jù)等行為。如若出現(xiàn)任何侵犯他人知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問(wèn) 題，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。承諾人（簽名）： 日期:汽車(chē)連桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件設(shè)計(jì)摘要汽車(chē)連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳力部件之一，連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐 步變小的工字型截面形狀。連桿的作用是把活

2、塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而 工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。本次設(shè)計(jì)中，要考慮到使設(shè)計(jì)的進(jìn)料部件操作簡(jiǎn)單方便，結(jié)構(gòu)合理，剛性和耐磨性都 滿足要求，工作臺(tái)的縱向行程使用氣壓自動(dòng)移動(dòng)，縱向?qū)к墪r(shí)裝有自動(dòng)潤(rùn)滑裝置。本次連 桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件設(shè)計(jì)中，主要對(duì)進(jìn)料部件工作臺(tái)、滑臺(tái)及氣動(dòng)裝置的選取與設(shè)計(jì)。通過(guò)本 次進(jìn)料部件設(shè)計(jì)，使汽車(chē)連桿能在專(zhuān)用機(jī)床上一次完成鉆孔、攻絲，提高生產(chǎn)率，降低生 產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：汽車(chē)連桿、進(jìn)料、滑臺(tái)、三維建模automotic component dedign feed rod plan

3、eabstractautomobile connecting rod of an automobile engine parts in one of the main power transmission, connecting rod shaft is generally used to head gradually from the bulk of smaller shaped cross section shape. the role of the piston rod and crank link up, so that the piston of the reciprocating

4、linear motion into rotary motion of the crank to power output. therefore, the rod will directly affect the precision performance of the diesel engine, while the choice of technology is also directly affect the accuracy of the main factors.this design, taking into account the feed components to make

5、the design simple operation, reasonable structure, rigidity and wear resistance to meet the requirements of vertical travel table automatically moves with air pressure, the vertical rails with automatic lubricating device fashion. the feed rod plane component design, the main components of the feed

6、table, sliding table and the selection and design of pneumatic devices. the feed components through the design, making the car on the connecting rod in a special machine to complete drilling, tapping, increase productivity, reduce production costs.keywords : auto link, feed, slide, three-dimensional

7、 modeling目錄摘要abstract第1章緒論1.1.1. 設(shè)計(jì)背景1.1.2. 設(shè)計(jì)目的2.1.3. 設(shè)計(jì)流程3.第2章 進(jìn)料部件總體設(shè)計(jì) 4.2.1. 汽車(chē)連桿的主要技術(shù)要求 42.2. 專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)的要求5.2.3. 專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)方案 6.2.4. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)7.2.5. 進(jìn)料部件的潤(rùn)滑9.第3章 進(jìn)料部件工作臺(tái)設(shè)計(jì) 103.1. 工作臺(tái)臺(tái)面設(shè)計(jì) 1.03.2. 滑動(dòng)導(dǎo)軌的選擇與設(shè)計(jì)1.13.2.1. 導(dǎo)軌的要求.1.13.2.2. 導(dǎo)軌的分類(lèi)123.2.3. 導(dǎo)軌白設(shè)計(jì) .123.2.4. 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整133.2.5. 導(dǎo)軌的岡i度計(jì)算143.3. 提高導(dǎo)軌耐磨性措施 143.4.

8、工作臺(tái)的受力分析16第4章 進(jìn)料部件?骨臺(tái)設(shè)計(jì) 194.1. 滑臺(tái)的介紹 1.94.2. 滑臺(tái)的要求 204.3. 滑臺(tái)的設(shè)計(jì) 20第5章 氣動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 225.1. 氣缸的原理與結(jié)構(gòu)225.2. 氣缸的選擇與設(shè)計(jì) 235.3. 氣缸推力的計(jì)算 24第6章總結(jié)266.1. 主要成果266.2. 設(shè)計(jì)心得27參考文獻(xiàn)29致凝日30第1章緒論1.1. 設(shè)計(jì)背景本課題來(lái)源于上海滬東機(jī)床廠zs25htw復(fù)合機(jī)的設(shè)計(jì)。連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳力部件之一，其大小經(jīng)活塞銷(xiāo)與活塞連接，大頭與 曲軸頸相連接，燃燒室中受壓縮的油氣混合氣體經(jīng)點(diǎn)火燃燒后急劇膨脹，以很大的力 傳給曲軸，推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。連桿部件一般有

9、連桿體、連桿蓋和螺栓等所組成。在發(fā)動(dòng) 機(jī)工作過(guò)程中，連桿要承受膨脹氣體的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還 應(yīng)盡量減小連桿自身的重量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小 頭逐步變小的工字型截面形狀如圖1-1所示。圖1-1汽車(chē)連桿在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。 連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端 設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱(chēng)量后切除不平衡質(zhì)量

10、。連桿大、小頭兩端對(duì)稱(chēng) 分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相 等（基本尺寸相同）。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔（或油槽），發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸 的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套 與活塞銷(xiāo)之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又 是直接影響精度的主要因素。汽車(chē)連桿加工面主要是兩端面面和大小頭孔，為了節(jié)省汽車(chē)連桿的加工成本，設(shè) 計(jì)汽車(chē)連桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件，通過(guò)雙軸復(fù)合機(jī)對(duì)連桿進(jìn)行孔加工。復(fù)合機(jī)床是集機(jī)電

11、于一體的綜合自動(dòng)化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它 的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、 輕工、家電等行業(yè)。我國(guó)傳統(tǒng)的復(fù)合機(jī)床主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工 對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類(lèi)和軸類(lèi)零件（近年研制的組合機(jī)床加工連 桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴(kuò)孔、較孔，加工各種螺紋、鏈孔、車(chē)端面 和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鎮(zhèn)各種形狀槽，以及銃削平面和成形面等。組合機(jī)床的分類(lèi)繁多，有 大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復(fù)合式， 還有多工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式復(fù)合機(jī)床等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的復(fù)合機(jī)床一一柔 性組合機(jī)床

12、越來(lái)越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具 和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（pl。、數(shù)字控制（nc等，能任意改變工 作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近 年來(lái)組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測(cè)量機(jī)、 試驗(yàn)機(jī)、輸送線）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來(lái)越大。由于復(fù)合機(jī)床是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專(zhuān)用產(chǎn)品，是根據(jù)用戶特殊要求而 設(shè)計(jì)的，它涉及到加工工藝、刀具、測(cè)量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技 術(shù)。我國(guó)復(fù)合機(jī)床總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后，國(guó)內(nèi)所需的一些高水平復(fù)合 機(jī)床幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝

13、裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大，并使產(chǎn)品生 產(chǎn)成本提高。因此，市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝，研制新產(chǎn)品，由過(guò)去的 “剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu)，向“柔性”化方向發(fā)展，滿足用戶需求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖?動(dòng)化裝備。1.2. 設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)對(duì)復(fù)合機(jī)進(jìn)料部件的設(shè)計(jì)，使其能完成汽車(chē)連桿的孔加工。 并使機(jī)床能對(duì)汽車(chē)連桿的鉆孔、攻絲過(guò)程一次完成，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。復(fù)合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效 率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活 配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、

14、 大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。復(fù)合機(jī)床一般用于加工箱體類(lèi)或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由 刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、物孔、較孔、鏈 孔、銃削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車(chē)削頭夾持 工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件的外圓和端面加工。本課題主要研究汽車(chē)連桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件的設(shè)計(jì)，通過(guò)進(jìn)料部件的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中,利用solidworks三維建模軟件，建立機(jī)床各零部件模型以及總裝配模型， 并自動(dòng)生成工程圖和施工圖，優(yōu)化其圖面和格式。并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、剛度分析、運(yùn)動(dòng)特性分 析，以及精度分析，

15、保證其符合設(shè)計(jì)要求。1.3. 設(shè)計(jì)流程圖1-1為本課題研究的流程圖，通過(guò)方案的設(shè)計(jì)，以及結(jié)構(gòu)分析、強(qiáng)度分析、運(yùn) 動(dòng)性能分析和精度分析，生成滿足設(shè)計(jì)要求的模型，并生成標(biāo)準(zhǔn)的工程圖。圖1-1 研究流程圖13第2章進(jìn)料部件總體設(shè)計(jì)2.1. 汽車(chē)連桿的主要技術(shù)要求連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，連桿體與連桿蓋 的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求如圖2-1所示。以 午 一jmiuel一 加支.圖2-1汽車(chē)連桿總成(1)大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷(xiāo)能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響 和便于傳熱。大頭孔公差等級(jí)為it6,表面粗糙度

16、ra應(yīng)不大于0.8 mi大頭孔的圓柱 度公差為0.005 mm,小頭孔公差等級(jí)為it8 ,表面粗糙度ra應(yīng)不大于3.2卜m小頭 壓襯套的底孔的圓柱度公差為 0.0025 mm,素線平行度公差為0.04/100 mm。(2)大、小頭孔軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸 壁磨損不均勻，同時(shí)使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以?xún)煽纵S心線在連桿軸線方 向的平行度公差較小；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對(duì)不均勻磨 損影響較小，因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mmfe度上公差為0.03 mm在垂直

17、與連桿軸心線方向的平行度在100 mmfe度上公差為0.06mm(3)大、小頭孔中心距大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，所以規(guī)定了比 較高的要求：260 0.05 mm。(4)連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引 起燒傷；所以對(duì)它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于it9 (大頭孔兩端面對(duì)大頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm長(zhǎng)度上公差為0.08 mm)。(5)大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術(shù)要求是不同的，大頭兩 端面的尺寸公差等級(jí)為it9 ,

18、表面粗糙度ra不大于0.8仙m,小頭兩端面的尺寸公差等 級(jí)為it12,表面粗糙度ra不大于6.3 m,這是因?yàn)檫B桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸 兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷(xiāo)孔座內(nèi)檔之間沒(méi)有配合要求。 連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這 給連桿的加工帶來(lái)許多方便。2.2. 專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)的要求本機(jī)床經(jīng)精心設(shè)計(jì)和制造后，保證其質(zhì)量?jī)?yōu)良。本機(jī)床能適應(yīng)于管件接頭、燈飾、 機(jī)械、閥門(mén)、水龍頭、汽車(chē)、瓦斯器材等零件加工，用途廣泛。設(shè)計(jì)完成后，使機(jī)床 能一次完成鉆孔和攻絲過(guò)程，以提高其工作效率，降低生產(chǎn)成本。設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮到使本機(jī)床的操作簡(jiǎn)單方便，機(jī)

19、械結(jié)構(gòu)合理，剛性強(qiáng)， 耐磨性高，適合于重切削，生產(chǎn)時(shí)節(jié)省工作物的移動(dòng)時(shí)間，工作臺(tái)縱向行程使用氣壓 來(lái)自動(dòng)移動(dòng)，并且縱向?qū)к壴谝苿?dòng)時(shí)，裝有自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，攻絲時(shí)保證安全可靠，并 裝有緊停和逆轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。表2-1為本次設(shè)計(jì)的主要規(guī)格與參數(shù)：表2-1 :主要規(guī)格與參數(shù)鉆孔能力25mm攻絲能力25mm工作臺(tái)面尺寸230x780mm橫向行程140mm縱向行程265mm主軸行程120mm兩軸中心距離260mm主軸至工作臺(tái)面距離470mm主軸至立柱跑離165mm主軸轉(zhuǎn)速左：688右：402主軸端斜度mt#4mt#4電動(dòng)機(jī)3hp 2.2kw凈重約 750kg毛重1000kg木箱尺寸（長(zhǎng)x寬x高）1288x1074x

20、2008mm機(jī)床外形尺寸（長(zhǎng)x寬x高）1110x850x1800mm2.3.專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)方案通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)目的的了解，確定本次汽車(chē)連桿專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件設(shè)計(jì)中所需的零部件， 主要為工作臺(tái)、十字滑臺(tái)、氣動(dòng)裝置等。通過(guò)對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成的了解及性能功用的 分析，選擇合適的材料及合適、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)參數(shù)要求（如表 2-1 所示），以及參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)合理的進(jìn)料部件。各類(lèi)機(jī)床通常由下列基本部分組成： 支承部件，用于安裝和支承其他部件和工件， 承受其重量和切削力，如床身和立柱等；變速機(jī)構(gòu)，用于改變主運(yùn)動(dòng)的速度；進(jìn)給機(jī) 構(gòu)，用于改變進(jìn)給量；主軸箱用以安裝機(jī)床主軸；刀架、刀庫(kù)；控制和操縱系統(tǒng)；潤(rùn)

21、 滑系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)。機(jī)床附屬裝置包括機(jī)床上下料裝置、機(jī)械手、工業(yè)機(jī)器人等機(jī)床附加裝置，以及 卡盤(pán)、吸盤(pán)彈簧夾頭、虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和分度頭等機(jī)床附件。機(jī)床配件的合理運(yùn)用 有助于提高工作效率和節(jié)約成本，在機(jī)加工中已經(jīng)得到了廣泛的注意和運(yùn)用。本設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)進(jìn)料部件的設(shè)計(jì)，保證其運(yùn)動(dòng)性能及精度要求，使其滿足設(shè)計(jì)要 求，其布局圖如圖2-2所示。圖2-2專(zhuān)機(jī)進(jìn)料部件布局圖通過(guò)分析后，首先對(duì)工作臺(tái)面進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，并根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中燕尾槽 的標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的參數(shù)配置。然后選擇控制工作臺(tái)面橫向移動(dòng)所需的汽缸，并安置 于十字滑臺(tái)中。并進(jìn)行整體布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其經(jīng)濟(jì)、安全，并滿足運(yùn)動(dòng)性能要求。在設(shè)計(jì)中保證本機(jī)床

22、的操作簡(jiǎn)單方便，機(jī)械的結(jié)構(gòu)合理，剛度性強(qiáng)，耐磨性高， 適合于重切削，生產(chǎn)時(shí)盡量節(jié)省工作物移動(dòng)時(shí)間，工作臺(tái)縱向行程使用氣壓自動(dòng)移動(dòng), 并且縱向?qū)к壱苿?dòng)時(shí)，裝有自動(dòng)潤(rùn)滑裝置以保證潤(rùn)滑良好，攻絲時(shí)要保證安全可靠， 并在機(jī)床上安裝緊停和逆轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。2.4. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)機(jī)床本身質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響所造機(jī)器的質(zhì)量。衡量一臺(tái)機(jī)床的質(zhì)量是多方面 的，但主要是要求工藝性好，系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕， 工作可靠，生產(chǎn)率高等。本設(shè)計(jì)中進(jìn)料部件的具體指標(biāo)如下：1 .工藝的可能性工藝的可能性是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。本設(shè)計(jì)中，通過(guò)氣動(dòng)裝置控制 縱向行程，并自動(dòng)運(yùn)行，是生產(chǎn)操作方便，可以提高生

23、產(chǎn)率，適用于零件的批量生產(chǎn)， 降低機(jī)床成本。2 .加工精度和表面粗糙度要保證被加工零件的精度和表面粗糙度，機(jī)床本身必須具備一定的幾何精度、運(yùn) 動(dòng)精度及動(dòng)態(tài)精度等。幾何精度是指機(jī)床在不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)部件間相互位置精度和主要零件的形狀精度、位置 精度。機(jī)床的幾何精度對(duì)加工精度有重要的影響，因此是評(píng)定機(jī)床精度的主要指標(biāo)。 本設(shè)計(jì)中，需保證工作臺(tái)臺(tái)面的幾何精度。運(yùn)動(dòng)精度是指機(jī)床在以工作速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主要零部件的幾何位置精度，幾何位置的 變化量越大，運(yùn)動(dòng)精度越低。 本設(shè)計(jì)中，通過(guò)夾具定位加工零件后，通過(guò)控制氣缸及 撞塊來(lái)保證運(yùn)動(dòng)精度。如圖2-3所示：工作臺(tái)搔塊1撞塊2撞塊圖2-3進(jìn)料部件圖（運(yùn)動(dòng)性能的控制）以上兩種

24、種精度指標(biāo)都是在空載條件下檢測(cè)的，為全面反映機(jī)床的性能，必須要 求機(jī)床有一定的動(dòng)態(tài)精度和溫升作用下主要零部件的形狀、位置精度。影響動(dòng)態(tài)精度 的主要因素有機(jī)床的剛度、抗振性和熱變形等。機(jī)床的剛度指機(jī)床在外力作用下抵抗變形的能力，機(jī)床的剛度越大，動(dòng)態(tài)精度越 高。機(jī)床構(gòu)件本身的剛度主要取決于構(gòu)件本身的材料性質(zhì)、截面形狀、大小等。構(gòu)件 之間的接觸剛度不僅與接觸材料、接觸面的幾何尺寸和硬度有關(guān)，而且還與接觸面的 表面粗糙度、幾何精度、加工方法、接觸面介質(zhì)、預(yù)壓力等因素有關(guān)。本設(shè)計(jì)中，設(shè) 計(jì)好工作臺(tái)后，對(duì)其進(jìn)行 solidworks simulationxpress 仿真分析，以保證其受力合 理。3 .生

25、產(chǎn)率合理的設(shè)計(jì)機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使操作簡(jiǎn)單化、自動(dòng)化、一體化，本設(shè)計(jì)通過(guò)使鉆 孔、攻絲一次完成，并使用啟動(dòng)裝置使工作臺(tái)縱向自動(dòng)移動(dòng)，這樣可以提高工作效率， 從而提高生產(chǎn)率。4 .系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度機(jī)床的系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化是密切聯(lián)系的，本設(shè)計(jì)中，各零部件的尺寸都按 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以保證其合理，操作方便簡(jiǎn)潔。5 .機(jī)床的壽命機(jī)床結(jié)構(gòu)的可靠性和耐磨性是衡量機(jī)床壽命的主要指標(biāo)。影響壽命的主要因素有 腐蝕、磨損、疲勞以及操作的規(guī)范性等。進(jìn)料部件設(shè)計(jì)好后，要經(jīng)常保養(yǎng)，防止腐蝕， 并通過(guò)潤(rùn)滑來(lái)減少磨損，機(jī)床工作不要過(guò)度，以免降低其壽命。2.5. 進(jìn)料部件的潤(rùn)滑本進(jìn)料部件的潤(rùn)滑主要是工作臺(tái)及滑臺(tái)導(dǎo)軌的潤(rùn)

26、滑；機(jī)床潤(rùn)滑油脂包括：液壓油、液壓導(dǎo)軌油和潤(rùn)滑油(脂)，不同的機(jī)床種類(lèi)及工況的不同對(duì)潤(rùn)滑油品的性能有不同的 要求。(1)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑本進(jìn)料部件的潤(rùn)滑主要是導(dǎo)軌的潤(rùn)滑，導(dǎo)軌的負(fù)荷及速度變化很大，一般導(dǎo)軌面 的負(fù)荷為3-8n/cm2,但由于導(dǎo)軌頻繁的進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此容易產(chǎn)生邊界潤(rùn)滑，甚至 半干潤(rùn)滑而導(dǎo)致爬行現(xiàn)象，機(jī)床設(shè)計(jì)和材料潤(rùn)滑不良是導(dǎo)致爬行的主要原因。(2)潤(rùn)滑的特點(diǎn)本專(zhuān)機(jī)的潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑油脂的選擇是根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化程度、機(jī)床使用 的工況及對(duì)精密度的要求進(jìn)行綜合衡量而作出決定的，本設(shè)計(jì)中，通過(guò)潤(rùn)滑使各零部 件減磨降耗，同時(shí)也力求避免溫升和振動(dòng)。第3章 進(jìn)料部件工作臺(tái)設(shè)計(jì)3.1. 工作臺(tái)臺(tái)

27、面設(shè)計(jì)工作臺(tái)是零件加工平臺(tái)，臺(tái)面采用刮削工藝，工作面上可加工成v型槽、t型槽、u型槽等，本設(shè)計(jì)中采用的是t型槽，t型槽工作臺(tái)又稱(chēng)t型槽平板，是工業(yè)量具的一 種，主要用來(lái)固定工件，是鉗工工人用來(lái)調(diào)試設(shè)備，裝配設(shè)備，維修設(shè)備的基礎(chǔ)工作 平臺(tái)。采用高強(qiáng)度鑄鐵ht200-300為工作面的材質(zhì)，其硬度為 hb170-24q經(jīng)過(guò)兩次 人工處理使用該產(chǎn)品 的精度穩(wěn)定，耐磨性能好。精度按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量檢定規(guī)程執(zhí)行，t型槽工作臺(tái)分為四個(gè)等級(jí)，分別為0、1、2、 3四個(gè)等級(jí)（數(shù)值越小精度越高）。由表2-1中規(guī)格參數(shù)知工作臺(tái)臺(tái)面尺寸參數(shù)為 230x780mm并通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)手 冊(cè)中t型槽的規(guī)格中（如圖3-1和表3-1所

28、示）選取合適的尺寸：a=18mm p=80mm圖3-1進(jìn)料部件工作臺(tái)示意圖表3-1 t型槽間距尺寸（摘自 gb/t 158-1996 ）t形槽寬度。皿t形槽間距p/mmt形槽間距f7所t形櫓間距f/所t形槽間距p/廝5202532625324083240501040506312(40)50638014(50)638010018（63）8010012522(so)10012610028100125160200一36125iso200250421602002503204s2co250320400542503304005003.2. 滑動(dòng)導(dǎo)軌的選擇與設(shè)計(jì)滑動(dòng)導(dǎo)軌是機(jī)床導(dǎo)軌中使用最廣泛的類(lèi)型，也是其他

29、類(lèi)型導(dǎo)軌的基礎(chǔ)。直線運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)軌的作用是用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件按給定的方向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌可以是一 個(gè)專(zhuān)門(mén)的零件，也可以是一個(gè)零件上起導(dǎo)向作用的部分?；瑒?dòng)摩擦導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)件與承 導(dǎo)件直接接觸。具優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、接觸剛度大；缺點(diǎn)是摩擦阻力大、磨損快、低速 運(yùn)動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。按照機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，一個(gè)剛體在空間有六個(gè)自由度，即沿x、y、z軸移動(dòng)和繞它們轉(zhuǎn)動(dòng)（圖3-2所示）。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，必須限制運(yùn)動(dòng)件的五個(gè)自由度，僅保 留沿一個(gè)方向移動(dòng)的自由度。3.2.1 .導(dǎo)軌的要求1、導(dǎo)向精度高。導(dǎo)向精度是指運(yùn)動(dòng)件按給定方向作直線運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確程度，它主要 取決于導(dǎo)軌本身的幾何精度及導(dǎo)軌配合間隙。導(dǎo)軌的幾何

30、精度可用線值或角值表示。2、運(yùn)動(dòng)輕便、平穩(wěn)、低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象。導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)性主要表現(xiàn)在低速運(yùn) 動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌速度的不均勻，使運(yùn)動(dòng)件出現(xiàn)時(shí)快時(shí)慢、時(shí)動(dòng)時(shí)停的爬行現(xiàn)象。爬行現(xiàn)象主 要取決于導(dǎo)軌副中摩擦力的大小及其穩(wěn)定性。為此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇導(dǎo)軌的類(lèi)型、 材料、配合間隙、配合表面的幾何形狀精度及潤(rùn)滑方式。3、耐磨性好。導(dǎo)軌的初始精度由制造保證，而導(dǎo)軌在使用過(guò)程中的精度保持性則 與導(dǎo)軌面的耐磨性密切相關(guān)。導(dǎo)軌的耐磨性主要取決于導(dǎo)軌的類(lèi)型、材料？導(dǎo)軌表面的 粗糙度及硬度、潤(rùn)滑狀況和導(dǎo)軌表面壓強(qiáng)的大小。4、對(duì)溫度變化的不敏感性。即導(dǎo)軌在溫度變化的情況下仍能正常工作。導(dǎo)軌對(duì)溫 度變化的不敏感性主要取決于導(dǎo)軌

31、類(lèi)型、材料及導(dǎo)軌配合間隙等。5、足夠的剛度。在載荷的作用下，導(dǎo)軌的變形不應(yīng)超過(guò)允許值。剛度不足不僅會(huì) 降低導(dǎo)向精度，還會(huì)加快導(dǎo)軌面的磨損。剛度主要與導(dǎo)軌的類(lèi)型、尺寸以及導(dǎo)軌材料 等有關(guān)。6、結(jié)構(gòu)工藝性好。導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、便于制造、檢驗(yàn)和調(diào)整，從而降低成 本。3.2.2 .導(dǎo)軌的分類(lèi)直線運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)軌截面形狀：主要有三角形、矩形、燕尾形、圓柱形，都有凹凸 之分。1、三角形導(dǎo)軌：磨損后，能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，導(dǎo)向精度隨其頂角的減小而提高，但 頂角的減小使承載能力和剛性下降；三角形導(dǎo)軌的制造工藝較復(fù)雜。2、矩形導(dǎo)軌：承載能力大，剛性較高，形狀規(guī)則，制造和維修方便；但矩形導(dǎo)軌 側(cè)面有間隙，磨損后不能自動(dòng)

32、補(bǔ)償間隙，導(dǎo)向精度不如三角形導(dǎo)軌。3、燕尾形導(dǎo)軌：主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整間隙方便。缺點(diǎn)是幾何形狀比較復(fù)雜, 難于達(dá)到很高的配合精度，并且導(dǎo)軌中的摩擦力較大，運(yùn)動(dòng)靈活性較差，因此，通常 用在結(jié)構(gòu)尺寸較小及導(dǎo)向精度與運(yùn)動(dòng)靈便性要求不高的場(chǎng)合。4、圓柱形導(dǎo)軌：導(dǎo)向性好，剛性高；但其制造精度要求較高，磨損后，導(dǎo)軌間隙 調(diào)整較困難。3.2.3 .導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)通過(guò)性能參數(shù)分析，本設(shè)計(jì)中選擇燕尾形導(dǎo)軌的 t型槽工作臺(tái)，并根據(jù)機(jī)械設(shè) 計(jì)手冊(cè)中燕尾形導(dǎo)軌規(guī)格尺寸選擇合適的參數(shù)，如圖 3-5和表3-2所示。圖3-6燕尾形導(dǎo)軌圖圖3-6中，b為斜鑲條小端厚度，滑座及鑲條斜度k為1: 50; 1:100,鑲條法向斜度

33、垂直于550方向斜度k為1.82:50 ; 0.82:100 。表3-2燕尾形導(dǎo)軌規(guī)格尺寸（注：?jiǎn)挝粸?mmh環(huán)dbabr善f2021124so85108114.432115,052和舞118124,4l25.052100105128b4.4135.052nohs138144.4145.052125130153159.4160.05225262s5100105135141.440173.024110h5145151.4183.025125130160166.419102514gms175l81.4213 025160165195201.4233.025323332125bl169 s177.2

34、501 瞅 025140146is4.81 兆一 22b.o25160166204.8212.2233.0251801s6224.s232 225w5200206244.8, 252.2273.0253.2.4 .導(dǎo)軌間隙的調(diào)整為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過(guò)小會(huì)增大摩 擦力，間隙過(guò)大又會(huì)降低導(dǎo)向精度。為此常采用以下辦法，以獲得必要的間隙。1、采用磨、刮相應(yīng)的結(jié)合面或加墊片的方法，以獲得合適的間隙。2、采用平鑲條調(diào)整間隙。3、采用斜鑲條調(diào)整間隙。這種間隙調(diào)整法是本設(shè)計(jì)中所用到的調(diào)隙法。斜鑲條的 側(cè)面磨成斜度很小的斜面，導(dǎo)軌間隙是用鑲條的縱向移動(dòng)來(lái)調(diào)整的，為了縮短鑲條

35、長(zhǎng) 度，一般將其放在運(yùn)動(dòng)件上。本設(shè)計(jì)中，用塞鐵和調(diào)節(jié)螺釘來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙，如圖 3-5和圖3-6所示：圖3-5用塞鐵調(diào)整導(dǎo)軌間隙圖3-5和3-6中，標(biāo)號(hào)1、2分別為塞鐵和調(diào)節(jié)螺釘，通過(guò)螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)，使塞鐵處于合適的位置，以此來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。3.2.5 .導(dǎo)軌的剛度計(jì)算為了保證機(jī)構(gòu)的工作精度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)軌的最大彈性變形量不超過(guò)允許值。 必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)軌的剛度計(jì)算或驗(yàn)算。由于導(dǎo)軌主要受靜載荷作用，故導(dǎo)軌的剛度主 要是指靜剛度。如果忽略機(jī)座變形對(duì)導(dǎo)軌剛度的影響（假設(shè)機(jī)座為絕對(duì)剛體），則導(dǎo)軌的剛度主要 取決于在載荷作用下，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)件和承導(dǎo)件的彎曲變形和它們工作面間接觸變形的大 小。在計(jì)算導(dǎo)軌的彎曲

36、變形時(shí)，可將與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)件連成一體的工作臺(tái)簡(jiǎn)化成梁，按工 程力學(xué)中梁的變形公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。為了提高導(dǎo)軌的剛度，除必要時(shí)增大導(dǎo)軌尺寸 外，常采用合理布置加強(qiáng)筋的辦法，以達(dá)到既保證剛度又減輕重量的目的。導(dǎo)軌的接觸變形可按經(jīng)驗(yàn)公式估算，對(duì)于名義接觸面積不超過(guò)100150cm2的鋼和鑄鐵的接觸，其接觸變形6 （單位為小苗為：6 = c . p式中p 接觸面間的平均壓力（n/cm2）;c 系數(shù)，對(duì)于精刮導(dǎo)軌面（每25mme 25mme 16點(diǎn)以上）和磨削導(dǎo)軌面（粗 糙度r a為0.160.32 n）為1.471.94,研磨表面（粗糙度 ra為0.010.02 m）為 0.69。本設(shè)計(jì)中接觸面間的平均壓力

37、約為 5n/cm2,即p=5n/cn2,選c=1.80因此，接觸變形約為：6 = c . p =1.80x2.24=4.02 m所以，導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求。3.3. 提高導(dǎo)軌耐磨性措施為使導(dǎo)軌在較長(zhǎng)的使用期間內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，必須提高導(dǎo)軌的耐磨性。由 于磨損速度與材料性質(zhì)、加工質(zhì)量、表面壓強(qiáng)、潤(rùn)滑及使用維護(hù)等因素直接有關(guān)，故 欲想提高導(dǎo)軌的耐磨性，須從這些方面采取措施。1、合理選擇導(dǎo)軌的材料及熱處理用于導(dǎo)軌的材料，應(yīng)具有耐磨性好，摩擦系數(shù)小，并具有良好的加工和熱處理性 質(zhì)。常用的材料有：(1)鑄鐵 如ht20。ht300等，均有較好的耐磨性。采用高磷鑄鐵(含磷量質(zhì)量 分?jǐn)?shù)高于0.3%)、

38、磷銅鈦鑄鐵和銳鈦鑄鐵作導(dǎo)軌，耐磨性比普通鑄鐵分別提高14倍。鑄鐵導(dǎo)軌的硬度一般為180200hbs為提高其表面硬度，采用表面淬火工藝， 表面硬度可達(dá)55hbc導(dǎo)軌的耐磨性可提高13倍。(2)鋼 常用的有碳素鋼(40、50、t8a t10a)和合金鋼(20cr、40cr)。淬硬后 鋼導(dǎo)軌的耐磨性比一般鑄鐵導(dǎo)軌高 510倍。要求高的可用20cr制成，滲碳后淬硬至 5662hbc要求低的用40cr制成，高頻淬火硬度至5258hrc鋼制導(dǎo)軌一般做成 條狀，用螺釘及銷(xiāo)釘固定在鑄鐵機(jī)座上，螺釘?shù)某叽绾蛿?shù)量必須保證良好的接觸剛度， 以免引起變形。(3)有色金屬 常用的有黃銅、錫青銅、超硬鋁(lc4)、鑄鋁(

39、zl6)等。(4)塑料 聚四氟乙烯具有優(yōu)良的減摩、耐磨和抗振性能，工作溫度適應(yīng)范圍廣 (-200+280 c),靜、動(dòng)摩擦系數(shù)都很小，是一種良好的減摩材料。以聚四氟乙烯 為基體的塑料導(dǎo)軌性能良好，它是一種在鋼板上燒結(jié)球狀青銅顆粒并浸漬聚四氟乙烯 塑料的板材。導(dǎo)軌板的厚度為1.53mm在多孔青銅顆粒上面的聚四氟乙烯表層厚為 0.025mm這種塑料導(dǎo)軌板既有聚四氟乙烯的摩擦特性，又具有青銅和鋼鐵的剛性與導(dǎo) 熱性，裝配時(shí)可用環(huán)氧樹(shù)脂粘接在動(dòng)導(dǎo)軌上。這種導(dǎo)軌用在數(shù)控機(jī)床、集成電路制板 設(shè)備上，可保證較高的重復(fù)定位精度和滿足微量進(jìn)給時(shí)無(wú)爬行的要求。2、減小導(dǎo)軌面壓強(qiáng)導(dǎo)軌面的平均壓強(qiáng)越小，分布越均勻，則磨

40、損越均勻，磨損量越小。導(dǎo)軌面的壓 強(qiáng)取決于導(dǎo)軌的支承面積和負(fù)載，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)軌工作面的最大壓強(qiáng)不超過(guò)允許值。 為此，許多精密導(dǎo)軌，常采用卸載導(dǎo)軌，即在導(dǎo)軌截荷的相反方向給運(yùn)動(dòng)件施加一個(gè) 機(jī)械的或液壓的作用力(卸載力)，抵消導(dǎo)軌上的部分載荷，從而達(dá)到既保持導(dǎo)軌面 間仍為直接接觸，又減小導(dǎo)軌工作面的壓力。一般卸載力取為運(yùn)動(dòng)件所受總重力的2/ 3左右o3、保證導(dǎo)軌良好的潤(rùn)滑保證導(dǎo)軌良好的潤(rùn)滑，是減小導(dǎo)軌摩擦和磨損的另一個(gè)有效措施。這主要是潤(rùn)滑 油的分子吸附在導(dǎo)軌接觸表面，形成厚度約為0.0050.008mm的一層極薄的油膜，從 而阻止或減少導(dǎo)軌面間直接接觸的緣故由于滑動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)速度一般較低，并且

41、往復(fù)反向，運(yùn)動(dòng)和停頓相間進(jìn)行，不易 形成油楔，因此，要求潤(rùn)滑油具有合適的粘度和較好的油性，以防止導(dǎo)軌出現(xiàn)干摩擦 現(xiàn)象。選擇導(dǎo)軌潤(rùn)滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的粘度應(yīng)越大；垂直導(dǎo) 軌的潤(rùn)滑油粘度，應(yīng)比水平導(dǎo)軌潤(rùn)滑油的粘度大些。在工作溫度變化時(shí)，潤(rùn)滑油的粘 度變化要小。潤(rùn)滑油應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑性能和足夠的油膜強(qiáng)度，不浸蝕機(jī)件，油中的 雜質(zhì)應(yīng)盡量少。對(duì)于精密機(jī)械中的導(dǎo)軌，應(yīng)根據(jù)使用條件和性能特點(diǎn)來(lái)選擇潤(rùn)滑油。常用的潤(rùn)滑 油有機(jī)袖，精密機(jī)床液壓導(dǎo)軌油和變壓器油等。還有少數(shù)精密導(dǎo)軌，選用潤(rùn)滑脂進(jìn)行 潤(rùn)滑。關(guān)于潤(rùn)滑方法，對(duì)于載荷不大、導(dǎo)軌面較窄的精密儀器導(dǎo)軌，通常只需直接在導(dǎo) 軌上定期地用手加油

42、即可，導(dǎo)軌面也不必開(kāi)出油溝。對(duì)于大型及高速導(dǎo)軌，則多用手 動(dòng)油泵或自動(dòng)潤(rùn)滑，并在導(dǎo)軌面上開(kāi)出合適形狀和數(shù)量的油溝，以使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌工 作表面上分布均勻。4、提高導(dǎo)軌的精度提高導(dǎo)軌精度主要是保證導(dǎo)軌的直線度和各導(dǎo)軌面間的相對(duì)位置精度。導(dǎo)軌的直 線度誤差都規(guī)定在對(duì)導(dǎo)軌精度有利的方向上，如精密車(chē)床的床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直 線度誤差只允許上凸，以補(bǔ)償導(dǎo)軌中間部分經(jīng)常使用而產(chǎn)生向下凹的磨損。適當(dāng)減小導(dǎo)軌工作面的粗糙度，可提高耐磨性，但過(guò)小的粗糙度不易貯存潤(rùn)滑油, 甚至產(chǎn)生“分子吸力”，以致撕傷導(dǎo)軌面。粗糙度一般要求 rae0.32nm。3.4. 工作臺(tái)的受力分析圖3-7為本次進(jìn)料部件設(shè)計(jì)中工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，

43、圖中 1為t型槽，用于加工零件的 定位；2為燕尾形導(dǎo)軌，用于與滑臺(tái)聯(lián)接；3為t型槽，用于安裝撞塊。完成工作臺(tái)的 設(shè)計(jì)后，運(yùn)用solidworks simulationxpress 進(jìn)行仿真受力分析，在確定工作臺(tái)的材 料（鑄鐵）、固定及受力面后，對(duì)工作臺(tái)面施加500n的壓力。在運(yùn)行前，改變網(wǎng)格密度，以提高分析的精度，如圖3-8所示。圖3-8工作臺(tái)網(wǎng)格化運(yùn)行之后，查看結(jié)果，選擇”顯示 von mises應(yīng)力，如圖3-9所示，由于鑄鐵 的屈服強(qiáng)度為2.75742e+008n/ma2,而工作臺(tái)所受的屈服力皆小于此屈服強(qiáng)度，所以該 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)符合要求。29圖3-9 von mises 應(yīng)力圖第4章 進(jìn)

44、料部件滑臺(tái)設(shè)計(jì)4.1. 滑臺(tái)的介紹滑臺(tái)工作原理是滑板在床身上做縱向運(yùn)動(dòng)， 因其絲杠傳動(dòng)，再加上變速箱的作用， 可獲得快慢等多種運(yùn)行速度。隨著近年來(lái)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。在原有的機(jī)械滑臺(tái)基礎(chǔ)上， 演變出數(shù)控機(jī)床滑臺(tái)，即在原來(lái)機(jī)床滑臺(tái)的基礎(chǔ)上，把普通絲杠更換成滾珠絲杠，在 鑄鐵的導(dǎo)軌面上鑲嵌直線導(dǎo)軌。把變速箱電機(jī)更換成伺服電機(jī)，使滑臺(tái)可以快速進(jìn)退。 利用滾珠絲杠和線軌獲得較高的精度。本設(shè)計(jì)中滑臺(tái)剛度高，熱變形小，進(jìn)給穩(wěn)定性 高。機(jī)械滑臺(tái)專(zhuān)用機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式， 生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需 要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造

45、周期。因此專(zhuān)用機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大 批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。機(jī)械滑臺(tái)專(zhuān)用機(jī)床一般用于加工箱體類(lèi)或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不 旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔、擴(kuò)孔、物孔、 較孔、鎮(zhèn)孔、銃削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機(jī)床采用車(chē) 削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件（如飛輪、汽車(chē)后橋半軸等）的外圓和端面加工。機(jī)械滑臺(tái)的用途及性能：在滑臺(tái)上安裝工件后做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可在滑臺(tái)上安裝動(dòng) 力頭等相關(guān)附件后，通過(guò)滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行各種切削、鉆削、鏈削運(yùn)動(dòng)。用多 個(gè)不同規(guī)格的滑臺(tái)組

46、合可進(jìn)行復(fù)雜零部件的加工或進(jìn)行批量生產(chǎn)，滑臺(tái)可以快速運(yùn)動(dòng) 和慢速運(yùn)動(dòng)，是機(jī)械加工行業(yè)中一種重要的機(jī)床附件。生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程：產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程是指把原材料變?yōu)槌善返娜^(guò)程。本滑臺(tái)的生產(chǎn)過(guò)程主要包括：1、生產(chǎn)與技術(shù)的準(zhǔn)備 如工藝設(shè)計(jì)和專(zhuān)用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造、生產(chǎn)計(jì)劃的編 制、生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備等；2、毛坯的制造如鑄造、鍛造、沖壓等；3、零件的加工切削加工、熱處理、表面處理等；4、產(chǎn)品的裝配如總裝、部裝、調(diào)試檢驗(yàn)和油漆等；5、生產(chǎn)的服務(wù)如原材料、外購(gòu)件和工具的供應(yīng)、運(yùn)輸、保管等；工藝過(guò)程中，若用機(jī)械加工的方法直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸和表面質(zhì)量， 使之成為合格零件的工藝過(guò)程，稱(chēng)為機(jī)械加工工藝過(guò)程。同

47、樣，將加工好的零件裝配 成機(jī)器使之達(dá)到所要求的裝配精度并獲得預(yù)定技術(shù)性能的工藝過(guò)程，稱(chēng)為裝配工藝過(guò) 程。機(jī)械滑臺(tái)加工工藝過(guò)程和裝配工藝過(guò)程是機(jī)械制造工藝學(xué)研究的兩項(xiàng)主要內(nèi)容。 在生產(chǎn)過(guò)程中改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成 品的過(guò)程，稱(chēng)為工藝過(guò)程。如毛坯的制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配等均為工藝過(guò)程,4.2. 滑臺(tái)的要求本進(jìn)料部件設(shè)計(jì)中，滑臺(tái)是聯(lián)接工作臺(tái)和機(jī)床升降臺(tái)的重要部件?；_(tái)通過(guò)導(dǎo)軌 與工作臺(tái)聯(lián)接，并在滑臺(tái)上安裝氣缸，使工作臺(tái)能縱向移動(dòng)，并由氣缸自動(dòng)控制；滑 臺(tái)通過(guò)導(dǎo)軌與機(jī)床升降臺(tái)聯(lián)接，通過(guò)絲杠傳動(dòng)，使滑臺(tái)沿導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，從而使進(jìn)料 部件具備橫向移動(dòng)的功能。使進(jìn)

48、料部件具有橫縱向移動(dòng)的功能，是滑臺(tái)設(shè)計(jì)的主要要 求。同時(shí)，選用合適的滑臺(tái)也關(guān)系到組合機(jī)床整機(jī)的性能和經(jīng)濟(jì)性，該滑臺(tái)通常設(shè)計(jì) 時(shí)往往根據(jù)主動(dòng)力部件的大小選用。4.3. 滑臺(tái)的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，根據(jù)表2-1中所給出的參數(shù)規(guī)格，設(shè)計(jì)合適大小的滑臺(tái)，并且要與地 三章中所設(shè)計(jì)的工作臺(tái)配合安裝。因此，本滑臺(tái)設(shè)計(jì)中導(dǎo)軌也選擇燕尾形導(dǎo)軌，參數(shù) 如表3-2所示，具體可參照第三章中工作臺(tái)的設(shè)計(jì)。對(duì)滑臺(tái)參數(shù)確定后，對(duì)其建模，并與工作臺(tái)組合，如圖 4-1和圖4-2所示。圖4-1滑臺(tái)設(shè)計(jì)圖圖4-1呈現(xiàn)出了進(jìn)料部件滑臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)，圖中 1處用于安裝撞塊，以保證進(jìn)料 部件縱向行程260mm勺要求；圖中2處用于安裝耳座，用于安裝

49、的固定氣缸，并通過(guò)氣缸使進(jìn)料部件縱向移動(dòng)；圖中3為導(dǎo)軌，滑臺(tái)通過(guò)該導(dǎo)軌與升降臺(tái)聯(lián)接，并通過(guò)手 柄使滑臺(tái)沿導(dǎo)軌橫向移動(dòng)。圖4-2滑臺(tái)與工作臺(tái)裝配圖圖4-2中，顯現(xiàn)了本次設(shè)計(jì)中滑臺(tái)的具體位置與安裝，滑臺(tái)通過(guò)燕尾形導(dǎo)軌與升 降臺(tái)聯(lián)接，使進(jìn)料部件具有橫向移動(dòng)的功能， 并且通過(guò)導(dǎo)軌與進(jìn)料部件的工作臺(tái)聯(lián)接, 使工作臺(tái)沿著導(dǎo)軌，具有縱向移動(dòng)的功能?；_(tái)在本次設(shè)計(jì)中，還起到安裝氣缸的作 用。第5章氣動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)5.1. 氣缸的原理與結(jié)構(gòu)氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5-1所示:圖雙作用氣缸fcm2摹列）1、】3_彈性擋回2一的塵腆壓板3-防至質(zhì)4一號(hào)向套5一桿儲(chǔ)陶芾島一活h桿7缸

50、箭g-健曲型 務(wù)一潘寄10一活累密封耀】1f都封赭1z用磨桿14 -元桿期青圖5-1 smc氣缸原理圖1）缸筒缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)， 缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 ra0.8um5對(duì)鋼管缸筒，內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬銘，以減小 摩擦阻力和磨損，并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外，還是用高強(qiáng)度鋁合金 和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣 缸，缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。smc cm五缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓怫鏈接， 不用螺母。2）端蓋端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口，有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)

51、構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈 和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo) 向套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時(shí)的 下彎量，延長(zhǎng)氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過(guò)去 常用可鍛鑄鐵，現(xiàn)在為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料 的。3）活塞活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設(shè)有活塞密封圈。活塞上的耐磨環(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨 環(huán)長(zhǎng)使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹(shù)脂等材料?；钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅?要的滑動(dòng)部分長(zhǎng)度來(lái)決定?；瑒?dòng)部分太短

52、，易引起早期磨損和卡死?；钊牟馁|(zhì)常用 鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。4）活塞桿活塞桿是氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼，表面經(jīng)鍍硬銘處理，或使 用不銹鋼，以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。5）密封圈回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱(chēng)為動(dòng)密封，靜止件部分的密封稱(chēng)為靜密封。缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種：整體型、怫接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤(rùn)滑。也有小部分免潤(rùn)滑氣缸。5.2. 氣缸的選擇與設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，通過(guò)氣缸來(lái)控制工作臺(tái)的縱向移動(dòng)，選擇氣缸時(shí)，要根據(jù)氣缸推桿所需的推力來(lái)確定氣缸的直徑，根據(jù)工作臺(tái)的體積計(jì)算出工作臺(tái)的質(zhì)量約為140kg,

53、根據(jù)表氣缸搬送質(zhì)量與氣缸密度查詢(xún)表得，當(dāng)搬送質(zhì)量為153kg左右時(shí)，選擇內(nèi)徑為63mm 的氣缸。確定氣缸的內(nèi)徑后，再參考表 5-1基本型氣缸參數(shù)表，選擇ca2圓柱形氣缸， 行程為280mm表5-1基本型氣缸參數(shù)表圓柱形至列尺寸崛ee）尺寸 (amm)尾大行程（eefcjp6.10,15星本型闕柱形正方方任方形cjt2網(wǎng)410cj26.10.1642010cm220,25.32,4066060cg120,26.32,40,50,63,80,10010150ca240,50,63,80.1001230mb/mb132,40.50,63,80,100.1261620060cs1125.140,160

54、,180,200,250,30020150050100c 85符含鼠用曲8.1o,12j6,20.2525300c95aismftj32,40.50,63,00:100,125,160,160200,25032402000300501500正方形acqs12,16.20,2563cq21262025,3240.50,63,80.100125,140,160,180,200so100rq20,25.32.40,50.63.80,1001251600ncq8o56.o75jo6d1so,2oo.25o(0inch)140160* mec 55用含出版20.25.32.40,5663wcuj4.6,

55、8,101bu z 口。2000cu6j0j6,2o.25.322502400mu25.32.4050.63300氣缸的安裝，依不同場(chǎng)合而不同，本設(shè)計(jì)中，氣缸選擇軸向支座安裝法(如圖5-2 所示)。耳環(huán)4r圖5-2氣缸安裝方法確定好氣缸的設(shè)計(jì)和安裝方法后，將氣缸安裝于滑臺(tái)中，如圖5-3所示:圖5-3氣缸與滑臺(tái)的裝配如圖5-3所示，氣缸安裝于滑臺(tái)中，滑臺(tái)通過(guò)導(dǎo)軌與機(jī)床升降臺(tái)聯(lián)接，滑臺(tái)沿導(dǎo) 軌運(yùn)動(dòng)時(shí)，使整個(gè)進(jìn)料部件橫向移動(dòng)，氣缸固定在滑臺(tái)上后，通過(guò)活塞桿推動(dòng)工作臺(tái) 的縱向移動(dòng)，從而保證了進(jìn)料部件具有橫縱向移動(dòng)的功能，并且縱向移動(dòng)是由氣缸自 動(dòng)控制，滿足了設(shè)計(jì)的要求。5.3. 氣缸推力的計(jì)算氣缸理論最大推力為：(5-1)f= ptt (d2-d2) /4式中p-公稱(chēng)壓力，本設(shè)計(jì)中為0.7mpd-氣缸內(nèi)徑，mmd-活塞桿直徑，mm本設(shè)計(jì)中，