單工位雙面臥式車方組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)

1、、八前言為期四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，最后一項(xiàng)重要任務(wù)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是 工科專業(yè)學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分， 是教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗(yàn)， 其實(shí) 踐性和綜合性是其它教學(xué)環(huán)節(jié)所不能代替的。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得綜合訓(xùn)練， 有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力， 鞏固和提高所學(xué)知識(shí)， 全面提高畢業(yè)生的素質(zhì)， 使 之能較快的適合工程實(shí)踐，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力具有十分重要的作用。通過(guò)這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高了以下能力：1、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；2、綜合運(yùn)用基本技能，包括繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、翻譯、查閱及閱讀文獻(xiàn)等等 的能力；3、調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究的積極性，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織協(xié)作工

2、作的能力，學(xué)習(xí)撰寫 科技論文和技術(shù)報(bào)告，正確運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)語(yǔ)言闡述理論和技術(shù)問(wèn)題 的能力；4、學(xué)會(huì)收集加工各種信息的能力，以及獲取新知識(shí)的能力；5、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。我們的設(shè)計(jì)題目是： 臥式單工位雙面車方組合機(jī)床。 我們知道， 組合機(jī)床是用 按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專 用部件組成的專用機(jī)床。 它專門用于加工一種工件或一種工件的一定工序， 機(jī)床的 輔助部件部分地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化， 大大的提高了生產(chǎn)率。 而車方機(jī)床， 就是用曲率半 徑很大的橢圓短半軸曲線代替直線切削方形工件。 在機(jī)床中間底座上裝有固定夾具 用于安裝工件。機(jī)床工作時(shí) ,裝兩

3、把車刀的車頭主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng) , 同時(shí)車頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一次裝夾 ,一個(gè)工步完成了 4 個(gè) 平面的切削。 與一般銑削相比， 減少了工件的二次裝夾和調(diào)整分度的時(shí)間， 提高了 生產(chǎn)率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本。車方機(jī)床只是眾多機(jī)床類型中的一種，其設(shè)計(jì)也應(yīng)符合一般機(jī)床的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則， 即：（1）工藝可行性。指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)的需要。大致包括以下內(nèi)容：機(jī)床可 完成的工序種類，加工零件的類型、材料和尺寸范圍，毛坯的種類等。（2）加工精度和表面粗糙度。（3）生產(chǎn)率。（4）自動(dòng)化程度。（5）操作安全方便和工作可靠。（6）效率，使用期限和成本等等。 設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該注意使機(jī)床

4、體積小，重量輕，占地面積小，外形美觀以及注意 防止環(huán)境污染，如減少噪音，防止漏油等等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 遇到了很多困難和問(wèn)題， 一方面我們自己不斷查閱相關(guān)資料盡 力去解決，同時(shí)，還得到了許多老師的大力支持，他們有問(wèn)必答，講解耐心詳細(xì)， 誨人不倦，在此表示衷心的感謝。1制定機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：臥式單工位雙面車方組合機(jī)車工件名稱：小型拖拉機(jī)操縱軸生產(chǎn)批量：中批生產(chǎn)材料：45鋼產(chǎn)品圖如下A-A1.2機(jī)床總體設(shè)計(jì)的依據(jù)1.2.1概述機(jī)床設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)人員根據(jù)使用部門的要求和制造部門的可能，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，所進(jìn)行的創(chuàng)造性勞動(dòng)。而機(jī)床設(shè)計(jì)的第一步，就是整體方案的確定。 即在調(diào)查和分

5、析的基礎(chǔ)上，提出所設(shè)計(jì)機(jī)床的工藝方法、運(yùn)動(dòng)和布局、傳動(dòng)和控制、 結(jié)構(gòu)和性能等的初步方案?？傮w方案是部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的影響較大。因此，在擬定總體方案的過(guò)程中，必須綜合地考慮，使所定方案技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效果好。確定機(jī)床的總體方案，包括下列內(nèi)容：（ 1）調(diào)查研究 包括調(diào)查和分析工件、 了解使用要求和制造條件、 調(diào)查研究現(xiàn) 有同類型機(jī)床等。（ 2）工藝分析包括確定機(jī)床上的工藝方法、運(yùn)動(dòng)等。（ 3）機(jī)床總體布局一般包括：分配運(yùn)動(dòng)、選擇傳動(dòng)形式和支承形式、安排手柄等操作件的位置、 擬定從布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施等。 最后， 繪制機(jī)床的總聯(lián)系尺寸圖， 以表達(dá)所采用的總體布局

6、， 規(guī)定聯(lián)系尺寸， 并確定主要 技術(shù)參數(shù)。另外， 當(dāng)機(jī)床的傳動(dòng)和控制較復(fù)雜時(shí)， 須擬定機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的草圖。 對(duì)于不同 類型的機(jī)床， 擬定總體方案的側(cè)重點(diǎn)也是不同的。 通用機(jī)床的工藝比較定型， 一般 是側(cè)重于機(jī)床的系列化工作、 對(duì)現(xiàn)有同類型機(jī)床的調(diào)查分析以及新技術(shù)、 新結(jié)構(gòu)的 應(yīng)用。1.2.2 機(jī)床的總體布局機(jī)床的總體布局是指確定機(jī)床的組成部件， 以及各個(gè)部件和操縱、 控制機(jī)構(gòu)在 整臺(tái)機(jī)床中的配置。合理的總體布局的基本要求是：（1）保證工藝方法所要求的工件和刀具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（2）保證機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗振性。（3）便于操作、調(diào)整、修理機(jī)床；便于輸送、裝卸工件、排除

7、切屑。（4）經(jīng)濟(jì)效果好，如節(jié)省材料、減少機(jī)床占地面積等。（5）造型美觀。機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)的一般步驟是， 首先根據(jù)工藝分析分配機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)， 選 擇傳動(dòng)形式和支承形式； 然后安排操作部位， 并擬定在布局上改善機(jī)床性能和技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施。上述步驟之間有著密切聯(lián)系，必要時(shí)可互相穿插或并進(jìn)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床為一臺(tái)專用組合機(jī)床，組合機(jī)床是針對(duì)被加工零件的特點(diǎn)及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計(jì)的一種高效率專用機(jī)床。設(shè)計(jì)組合機(jī)床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝的一些限制及組合機(jī)床各種工藝方法能達(dá)到的 加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求、解決零件是否可以利用組合機(jī)床加工以及采用 組合機(jī)床加工是否合理的

8、問(wèn)題。如果確定零件可以利用組合機(jī)床加工，那么，為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并達(dá)到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上，全面考慮影響制定零件丁藝方案、機(jī)床配置型式、結(jié)構(gòu)方案的各種因素反應(yīng)注意的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析比較，以確定零件在組合機(jī)床上合理可行的加工方法（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基難及夾壓方案等）、確定工序（或工步）間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機(jī)床 配置型式等等，這些便是組合機(jī)床方案制定的主要內(nèi)容。1.23工件及工藝分析工件是機(jī)床的工作對(duì)象，是機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，必須明確工件的特點(diǎn)和加工要求，諸如：被加工面的尺寸精度、相互

9、位置精度、表面光潔度以及對(duì) 生產(chǎn)率的要求等。選擇典型工件進(jìn)行分析：如圖 1-1A-A30 0.2；外圓后，加工拖拉機(jī)操縱軸方頭（見(jiàn)圖1-1），原工序?yàn)樵谝鸭庸ち擞勉|床銃削方頭，由于需要分度轉(zhuǎn)位，輔助工時(shí)較長(zhǎng)。改為專用臥式組合機(jī)床車削方頭，在機(jī)床中間底座上裝有固定夾具，用于安裝工件。機(jī)床工作時(shí)，裝兩把車刀的車頭 主軸由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)車頭由側(cè)底座上的液壓滑臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一次裝夾，一個(gè)工步完成了 4個(gè)平面的切削，提高了生產(chǎn)效率。 零件材料為45號(hào)鋼，零件工作中受力不很大，可以在車削之后做淬火處理，以提高起剛度強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。 此生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)， 應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率， 降低生

10、產(chǎn)成本，采用專用機(jī) 床生產(chǎn)比較合理。1.3工件加工原理車方機(jī)床由車頭行星輪系機(jī)構(gòu)產(chǎn)生刀尖的橢圓曲線軌跡。圖1-2車方原理見(jiàn)圖1-2，齒輪Z3與 乙的傳動(dòng)比為1 : 2，當(dāng)?shù)都獍惭b在比齒輪 Z3的分度圓小的圓周上時(shí)，則刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。證明如下：設(shè)齒輪Z3的分度圓 半徑為OA=R，O點(diǎn)為齒輪Z3的分度圓中心，刀尖在分度圓內(nèi)定點(diǎn) a處，且Oa/OA=(1)入。當(dāng)Z3的分度圓在 J 上作純滾動(dòng)時(shí)，圓心O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O ,齒輪上a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)(坐標(biāo)為x, y),而Oa = O' a',由圖2可知：x = Pb + ca ' = PO' cos 0 + O' a&

11、#39; cos 0 = R cos 0 +Oa cos 0=R cos 0 + 入 Rcos 0 = R ( 1 + 入)cos 0y = O ' b - O ' c = PO' sin0 - O ' a ' sin 0 = Rsin 0 - Oasin 0=Rsi n0 -入 Rsin 0 = R (sin 02)由式(1)COSX22 2R (1 + )由式(2)sin2Y222R (1 -)則 X2/ R2(1 + 入)2+ y2/ R2(1 -入)2 = COS2+si n2車方機(jī)床的車頭行星輪系如圖1-3所示。,和a點(diǎn)對(duì)稱于中式(3)為橢圓方

12、程，所以a點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。同理可以證明心O點(diǎn)的另一刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一個(gè)橢圓。若入接近于1時(shí),橢圓短半徑處曲率 半徑很大，接近于直線。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)男行禽哯3的分度圓半徑，可以控制用橢圓曲線 代替直線所引起的直線度誤差 ，滿足加工一般方頭的精度要求。1.4行星輪計(jì)算及原理誤差分析7圖1-31行星輪分度圓直徑D3的設(shè)計(jì)計(jì)算圖1.2所示的E點(diǎn)與F點(diǎn)的y坐標(biāo)值之差為計(jì)算直線度誤差的初始值。根據(jù)工件精度要求，給出初始直線度公差0.09mm。由零件簡(jiǎn)圖1的方頭邊長(zhǎng)27°°.i8 = 26.91 ± 0.09和初始線度公差值,我們可以計(jì)算出圖2中E點(diǎn)和F點(diǎn)的坐標(biāo)在E點(diǎn)，零件的

13、直線度誤差大到最大值則:6.912=13.455在F點(diǎn)，零件的直線度誤差達(dá)到最小值，則:yF =26.912-0.09=03.365所以 E點(diǎn)坐標(biāo)為(0 ,13.455),F點(diǎn)坐標(biāo)為(13144 ,13144),顯然刀尖在E點(diǎn)時(shí),0 ( / O' PO) = 90°。但必須注意的是，在 F點(diǎn)時(shí),夾角0不等于45°。將E點(diǎn)0 = 90。和y = 13.455代入式(2)中，得R (1 -入)=13.455(4)將F點(diǎn)坐標(biāo)代入式(1)和(2)中，得R (1 -入)sin B = 13.365聯(lián)立式(4)、(5)和(6)解得R =64.59997mm ,圓整取R =65m

14、m。z3分度圓直徑 D3130mm。將R = 65mm 代入式(4)中得入=0.791 718 22曲線近似直線的車方原理直線度誤差的分析計(jì)算由于工件上有30 0.28的圓角，橢圓曲線近似直線段的長(zhǎng)度小于GF，近似直線段的車方原理直線度誤差值小于計(jì)算給出的初始值。一個(gè)橢圓曲線與圓有4個(gè)交點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)在x方向上的距離為近似直線段的長(zhǎng) 度。交點(diǎn)I的y值與中點(diǎn)E的y值之差即為原理直線度誤差。2 2)2=1橢圓方程：廠x- + 2 yR2(1)2R2(1圓的方程：x2 + y2 = r2聯(lián)立解之得4個(gè)交點(diǎn)，其中第一象限的交點(diǎn)的坐標(biāo)值為2 2 2(1) R r(7)22(8)人二 r y0 28由30

15、0.42變換為29.65 0.07，工件倒圓直徑的基本尺寸d = 29.65mm ,半徑基本尺寸 r = 14.825mm ,將 R =65mm ,入=0.791 718 2 , r = 14.825mm 代入式(7)和(8)得y1 = 13.405mm, x1 = 6.269mm近似直線段的長(zhǎng)度L' = 2 x1= 2 X 6.104 = 12.538mm。令PE = h ,按圖1計(jì)算的直線段長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 2 . r2 h2 = 214.825" 13.455" = 12.448mm兩者之差厶L = L' - L = 12.538 - 12.448 = 0

16、.09mm ,符合零件圖紙的要求。近似直線段的車方原理的直線度誤差計(jì)算值厶=h- % = 13.455 - 13.405 =0.05mm ,即直線段的車方原理直線度誤差是0.05mm,比初始值小的多，完全可以滿足一般方頭的精度要求。2. 機(jī)床配置形式的選擇2.1 機(jī)床配置形式概述機(jī)床的配置形式通常根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 加工要求， 生產(chǎn)率和工藝過(guò)程方案 等就可以確定。 但在在基本形式的基礎(chǔ)上， 由于工藝的組織， 動(dòng)力頭的不同配置方 法， 零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。 他們對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度， 通用化程度， 結(jié)構(gòu)工藝性能， 重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟(jì)效果， 還有維修

17、操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情 況下，多工藝過(guò)程方案不大的更改或重新安排，往往會(huì)使機(jī)車簡(jiǎn)單，工作可靠，結(jié) 構(gòu)緊湊，更符合實(shí)際生產(chǎn)的要求。因此，在最后決定機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必 須注意下面一些問(wèn)題。（1）加工精度的要求影響 固定式夾具組合機(jī)床能達(dá)到的加工精度最高，帶移動(dòng)式加具機(jī)床精度相對(duì)較 差。（2）機(jī)床生產(chǎn)率的影響機(jī)床要求的生產(chǎn)率對(duì)機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案有很大影響， 它是決定采單工位機(jī) 床，多工位機(jī)床或自動(dòng)線， 還是按中小批生產(chǎn)所需組合機(jī)床的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要 因素。有時(shí)從工件外形及輪廓尺寸來(lái)看， 完全可以采用單工位固定夾具的機(jī)床形式。 但由于生產(chǎn)率要求很高

18、， 就不得不采用多工位的方案， 使裝卸時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間相重 合。（3）被加工零件的大小、形狀、加工部位特點(diǎn)的影響 這些特點(diǎn)很大程度上決定了采取臥式、立式或是傾斜式機(jī)床。一般來(lái)說(shuō)，臥 式機(jī)床多用于加工孔中心線與定位基準(zhǔn)面平行， 又需要由一面或是幾面同時(shí)加工的 箱體。 一些在立式機(jī)床上安裝不方便或者受到高度限制的細(xì)長(zhǎng)工件， 也適宜采用臥式機(jī)床加工。立式機(jī)床則適于加工定基面是水平的，而加工面的孔與基面相垂直的工件?？傊跀M訂機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時(shí)，必須認(rèn)真分析工件加工工藝的要求及加工部位的特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)姆桨浮?.2機(jī)床支撐形式的選擇機(jī)床中常用的支承件有床身、底座、立柱、橫梁、橫臂、刀架及工作臺(tái)等。

19、這 些支承件，或單獨(dú)使用，或組合使用。支承件應(yīng)滿足的基本要求：1應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度一一質(zhì)量比。2應(yīng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性，包括較大的位移阻抗和阻尼，整機(jī)的低階頻較高， 若階頻不致引起結(jié)構(gòu)共振，不會(huì)因薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。3熱穩(wěn)定性好，熱變形對(duì)機(jī)床加工精度的影響較小。排屑暢通，吊運(yùn)安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。機(jī)床支承形式可歸納為下列5種：（1）一字形（“一”形）支承 支承件是床身，或床身與底座的組合。具有這 種支承形式的機(jī)床，稱為臥式機(jī)床。（2）柱形（“丨”形）支承 支承件是立柱，或立柱與底座的組合。具有這種 支承形式的機(jī)床，稱為立式機(jī)床。（3）倒丁字形（“”形）支承 支承件是床身和立柱的

20、組合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為復(fù)合式機(jī)床。（4） 槽形（“ ”形）支承 支承件是床身（或底座）、立柱、橫臂三者的組 合。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為單臂式機(jī)床。（5） 框形（“”形）支承 機(jī)床的支承件由床身、 橫梁及雙立柱組合而成,形成封閉的框形結(jié)構(gòu)。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為龍門式機(jī)床。由于支承件的結(jié)構(gòu)形狀十分復(fù)雜，受力條件也很復(fù)雜，所以對(duì)支承件主要是進(jìn)行近似的工程技術(shù)計(jì)算， 用近似的技術(shù)計(jì)算結(jié)果， 來(lái)和已有的經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的 同類型支承件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，進(jìn)而評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的支承件。由工件的形狀及加工原理知，宜采用臥式形式（帶一固定式夾具）工液壓滑臺(tái)ZL主軸箱電動(dòng)機(jī)工件左主軸頭夾具右

21、主軸頭液壓滑臺(tái)床身圖2 12.3床身設(shè)計(jì)臥式床身有3種結(jié)構(gòu)形式：中小型機(jī)床的床身是安裝在床腿上的，例如回轉(zhuǎn)直徑在630毫米及以下的車床，六角車床等；大型機(jī)床的床身是直接安裝在基礎(chǔ)上的， 如大型臥式車床臥式鏜床等；某些臥式床身是框架式的，如仿行車床，多刀車床等。 從載荷的觀點(diǎn)來(lái)分析，有的床身主要是在切削力的作用下受兩個(gè)方向的彎曲和扭轉(zhuǎn) 載荷，如車床，六角車床和鏜床床身； 有的床身主要是在重力的作用下受豎直面內(nèi) 的彎曲載荷，如龍門刨床和龍門銃床的床身。表2-1鑄鐵件的推薦壁厚當(dāng)量尺寸（m）0.751.01.51.82.02.533.54.5外壁厚（mm）81012141618202225隔板或筋厚

22、（mm）68101212141618201.截面形狀床身的截面形狀決定于剛度要求，導(dǎo)軌的位置，內(nèi)部需要安裝的零，部件，排 屑等。2.截面寬度和高度截面的寬度由工件大小，剛度要求和刀架或工作臺(tái)的導(dǎo)向性決定。普通車床床身截形的最佳比例為高比寬約等于1。這里借鑒CA6140車床的床身設(shè)計(jì)。床身采用鑄鐵件（材料是 HT30-45號(hào)灰鑄鐵）。截面形狀如圖2 2。整體圖如圖23所示3. 動(dòng)力部件的選擇3.1切削力的計(jì)算及刀具的選擇車方機(jī)床的主軸上對(duì)稱安裝了兩把車刀，但由圖2可知，兩把刀不會(huì)同時(shí)3027切削,切削深度從 F點(diǎn)ap= 0逐漸增大至E點(diǎn)ap = 1.5mm ,再逐漸P P 2減小至G點(diǎn)ap= 0

23、。其它3個(gè)面的切削深度也依次作同樣改變。所以最大切深度ap = 1.5mm ,根據(jù)零件表面粗糙度的要求 ,選f =0.3mm/ r。由Vf = fn可以計(jì)算滑臺(tái)速度vf。刀具材料選用YT15 (適合加工鋼料及斷續(xù)切削)。為了保證一定的刀具耐用度，選 v = 90m/ min = 1.5m/ s 。零件材料45鋼，加工時(shí)的材料硬度為187HB ,查機(jī)械加工工藝手冊(cè)，F(xiàn)z =883NP =1.32kWpE =1.76kW得：?jiǎn)挝磺邢髁?p = 1 962N/ mm2 ;切削力 Fz = p apf = 1 962 X 1.5 X 0.3 =33883N ;切削功率 P = FZ v X 10 =

24、883 X 1.5 X 10 =1.3245kW;取機(jī)床總效率n = 0.75 ,則電機(jī)功率 pE= P/ n = 1.3245/ 0.75 = 1.766kW。3.2電動(dòng)機(jī)的選擇1.電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)要考慮的問(wèn)題：(1) 由于一般生產(chǎn)單位多采用三相交流電源，故無(wú)特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)。其中以三相異步帶能動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，常用為Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。(2) 電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。 功率選的過(guò)小不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞；功 率選的過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又得不到充分的發(fā)揮，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng) 常不在滿載下運(yùn)轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都

25、較低而造成能源的浪費(fèi)(3 )電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對(duì)數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價(jià)格愈低。但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)于工作機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高勢(shì)必使總傳動(dòng)比加大，致使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，外廓尺寸增加，制造成本提高。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)缺點(diǎn)剛 好相反。因此，在確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分析比較，權(quán)衡利弊，按最佳 方案選擇。2.電動(dòng)機(jī)功率的選擇考慮到減速器的降速比不宜過(guò)大，所以初步選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ns 710r/min再根據(jù)所須電動(dòng)機(jī)功率為 Pr 1.766 kw。查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) r25 續(xù)表但是，考慮到機(jī)床可能調(diào)整加工其它尺寸、材料的方頭或六方頭工件，取電機(jī)功率為2.2kW。選用封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，型

26、號(hào)為 Y132S-8，其輸出功率 P=2.2kw。其主要性能參數(shù)如表3-1所示。表3-1電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)電動(dòng)機(jī)的功率P22 kw額定電流5.5A額定轉(zhuǎn)距2.0電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n710 r/mi n堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.0電動(dòng)機(jī)的效率0.81電動(dòng)機(jī)的重量63kg3電動(dòng)機(jī)的安裝型式選用B5基本結(jié)構(gòu)型式，機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣。安裝結(jié)構(gòu)型式為制造范圍（機(jī)座號(hào)）為80-315。其示意圖如圖3-1所示：圖3-1電動(dòng)機(jī)的安裝示意圖主要安裝型式尺寸如表 3-2所示。表3-2電動(dòng)機(jī)主要安裝尺寸電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D48mm電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度 E110mm軸伸上鍵槽的尺寸14mm 9mm電動(dòng)機(jī)法蘭外徑尺寸350mm電動(dòng)

27、機(jī)法蘭內(nèi)徑尺寸250mm'電動(dòng)機(jī)法蘭螺栓孔均不圓直徑300mm法蘭螺栓孔的數(shù)量和直徑419電動(dòng)機(jī)的總高度 L710mm4. 液壓滑臺(tái)的設(shè)計(jì)4.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)概述4.1.1液壓滑臺(tái)系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）滑臺(tái)的主要負(fù)載是切削力、摩擦力和啟動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程的慣性力，最大負(fù)荷一般<10kN。為保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和工作可靠性，一般都采取中低壓系統(tǒng)，壓力在6MPa以下。液壓系統(tǒng)的流量是根據(jù)滑臺(tái)快速進(jìn)退的速度確定的，一般<100L/min。（2） 通?；_(tái)快進(jìn)與快退的速度大致相等，因此多采用差動(dòng)連接的單出桿液 壓缸。（3）為解決工進(jìn)與快進(jìn)、快退對(duì)流量需求差別較大的矛盾，提高系統(tǒng)效率，除采用差動(dòng)缸外，通

28、常采用限壓式變量泵、高低壓雙泵或單定量泵加蓄能器的供油方式。（4） 各工況速度換接多采用行程控制，如行程閥，或電器行程開(kāi)關(guān)與電磁閥 組合方式。4.1.2滑臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求（1）能在變負(fù)載或在斷續(xù)負(fù)載下工作，能保證滑臺(tái)的進(jìn)給速度特別是最低進(jìn)給速度（一般約為5mm/min ）穩(wěn)定，以保證加工精度。（2） 能承受規(guī)定的最大載荷，并具有較大的工進(jìn)調(diào)速范圍（通常為（5900）mm/min ）,以適應(yīng)不同工序的工藝需求。（3）能實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)退及各進(jìn)給速度間的平穩(wěn)換接。(4) 對(duì)于多個(gè)滑臺(tái)同時(shí)工作的系統(tǒng)，應(yīng)防止各液壓執(zhí)行元件的壓力、流量相互影響引起動(dòng)作上的干擾。(5) 合理利用能量，提高系統(tǒng)效率，減少發(fā)熱。

29、合理解決工進(jìn)速度與快速進(jìn) 退速度差值，造成流量值較大的矛盾。4.2導(dǎo)軌的選擇4.2.1導(dǎo)軌的功用和分類導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。即保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下，能淮確地沿著 一定的方向運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌剮中，運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌叫做動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的導(dǎo)軌叫做支承 導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌通常只有一個(gè)自由度，即直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1. 導(dǎo)軌可按下列性質(zhì)分類：(1) 按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和移置導(dǎo)軌。移置導(dǎo)軌只 用于調(diào)整部件之間的相對(duì)位置，在加工時(shí)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如車床昆座用的導(dǎo) 軌。(2) 按摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌按兩導(dǎo)軌面問(wèn)的摩擦 狀態(tài)又可分為混合摩擦導(dǎo)軌、邊界摩擦導(dǎo)軌、液體動(dòng)壓

30、導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌。 滾動(dòng)導(dǎo)軌按其滾動(dòng)體不同又可分為滾珠導(dǎo)軌，滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌。(3) 按受力情況可分為開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。如圖4 1所示，在部件自重和外載荷作用下，導(dǎo)軌面 c和d在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上始終可以貼合的稱為開(kāi)式導(dǎo)軌。在 受較大的傾覆力矩時(shí)，如圖，部件的自重不能伎主導(dǎo)軌面e、f始終貼合，就必須增加壓板1和2.形成輔助導(dǎo)軌面 g和h，稱為閉式導(dǎo)軌。圖41開(kāi)式導(dǎo)軌與閉式導(dǎo)軌2、導(dǎo)軌應(yīng)滿足的基本要求機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度，工作能力和使用壽命，因此必須滿足下列基本要求：（1）導(dǎo)向精度導(dǎo)軌在空載和在切伊陳件下運(yùn)動(dòng)時(shí)，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度軌運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確度。 影響導(dǎo)向精度的主

31、要因素有導(dǎo)軌的幾何精度、導(dǎo)軌的接觸精度、導(dǎo)軌及其支承件的自身剛度及熱變形等。2）精度保持性為了能長(zhǎng)期保持導(dǎo)向精度、對(duì)導(dǎo)軌提出了剛度和耐磨件的要求。若剛度不足， 則直接影響部件之間的相對(duì)位置精度和導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，使導(dǎo)軌面上的壓強(qiáng)分 布不均，加劇導(dǎo)軌的磨損。所以剛度是導(dǎo)軌工作質(zhì)量的另一個(gè)重要指標(biāo)。導(dǎo)軌 的耐磨性是決定導(dǎo)向精度能否長(zhǎng)期保持的關(guān)鍵，是衡量機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo)。導(dǎo)軌耐磨性與導(dǎo)軌材料、導(dǎo)軌受的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌受力情況及兩導(dǎo)執(zhí)相對(duì)運(yùn)動(dòng) 速度有關(guān)。（3）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性即應(yīng)保證在作低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)不出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)將使加工表面粗糙度增大；定位運(yùn)動(dòng)時(shí)的不平穩(wěn)，將降低定位精度。低速

32、 運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，以及傳動(dòng)動(dòng)導(dǎo)軌 運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度等有關(guān)。(4) 結(jié)構(gòu)工藝性在可能的情況下，應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和維護(hù)。對(duì)于刮研導(dǎo)軌，應(yīng)盡量減少刮研量；對(duì)于鑲裝導(dǎo)軌，應(yīng)做到更換容易。3、導(dǎo)軌的磨損形式滑動(dòng)導(dǎo)軌磨損的基本形式是磨粒磨損和咬合磨損。這兩種磨損常同時(shí)發(fā)生，它們既相互聯(lián)系，又相互影響。磨粒磨損往往是咬合磨損的起因，咬合磨損反 過(guò)來(lái)又會(huì)加劇磨粒磨損，只是有時(shí)其中一種磨損可能起主要作用。滾動(dòng)導(dǎo)軌則 主要是疲勞磨損。(1) 磨粒磨損磨粒主要是指存在于導(dǎo)軌面之間的微小硬粒如切屑、塵粒和導(dǎo)軌自身磨 損后的殘余產(chǎn)物等。這些微小硬粒在有一定的壓強(qiáng)作

33、用并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面 之間起著切刮或刻劃導(dǎo)軌面的作用，使導(dǎo)軌面產(chǎn)生機(jī)械劃傷或磨損溝痕。磨粒 磨損與導(dǎo)軌間的相對(duì)滑動(dòng)速度及導(dǎo)軌面比壓成正比。這種磨損是不可避免的， 只能采取某些措施，努力減少這種磨損。(2) 咬合磨損咬臺(tái)磨損又稱咬焊。它是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)表固互相咬合，并在表面產(chǎn)生撕裂的現(xiàn)象。這是由于導(dǎo)軌面相互運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌表面覆蓋的一層氧化膜因摩擦發(fā) 熱而受到破壞，裸露的金屬表面因分子問(wèn)的相互吸弓I、滲透，使接觸點(diǎn)粘結(jié)而 發(fā)生咬焊，隨著接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，咬焊點(diǎn)被拉開(kāi)，如此反復(fù)多次，就產(chǎn)生撕 裂性破壞。嚴(yán)重的咬合磨損將使兩個(gè)導(dǎo)軌面無(wú)法相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，這種磨損是 不允許發(fā)生的。(3) 疲勞磨損和壓演

34、現(xiàn)象滾動(dòng)導(dǎo)軌疲勞磨損主要是因?yàn)閷?dǎo)軌表面受滾動(dòng)體局部應(yīng)力作用而產(chǎn)生彈性 變形，當(dāng)滾動(dòng)體離開(kāi)后，變形得到恢復(fù)，這種現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，達(dá)到一定循環(huán)次 數(shù)后，就使導(dǎo)軌表層產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕現(xiàn)象，這就是滾動(dòng)導(dǎo)軌的疲勞磨損。如果局部應(yīng)力過(guò)大而使表層產(chǎn)生凹坑狀的塑性變形，這就是壓潰現(xiàn)象，這種破壞是不 允許發(fā)生的。4.2.2滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌足最常見(jiàn)的導(dǎo)軌，其他類型的導(dǎo)軌部是在滑動(dòng)導(dǎo)軌的基礎(chǔ)上逐步 發(fā)展起來(lái)的，由于滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)，有良好的工藝性，剛度利精度易于保證， 所以在一般機(jī)床上仍然得到廣泛的應(yīng)用。1. 導(dǎo)軌的材料和熱處理（1）對(duì)導(dǎo)軌材料的要求和搭配對(duì)導(dǎo)軌材料的主要要術(shù)是耐磨件好、工藝件好、成本低。常用的導(dǎo)軌材料有鑄

35、鐵、鋼、有色金屬和塑料其中以鑄鐵應(yīng)用最為廣泛。為了提高耐磨性.動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用不同的材料，如果選用相同的材料，也一定要采取不同的熱處理方式以使其具有不同的硬度。在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中，長(zhǎng)導(dǎo)軌（通常是支承導(dǎo)軌）要用耐磨性較好和硬度較高的 材料制造。這是因?yàn)橹С袑?dǎo)軌各處使用機(jī)會(huì)難以均等，且修復(fù)困難，而動(dòng)導(dǎo)軌 總是全長(zhǎng)接觸，且動(dòng)導(dǎo)軌短，磨損后易于維修；長(zhǎng)導(dǎo)軌不易防護(hù)等原因：在回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中，一般均是將較軟的材料用于動(dòng)導(dǎo)軌：因?yàn)榛ūP或圓工作臺(tái)導(dǎo)軌 比底座加工方便些，磨損后易于在機(jī)床上加工，可減少修理的工作量。表4-1導(dǎo)軌材料的搭配序號(hào)123456相對(duì)壽命12-3>24-5動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵鑄鐵鑄鐵

36、淬硬鑄鐵有色金屬塑料支撐導(dǎo)軌鑄鐵淬硬鑄鐵淬硬鋼淬硬鋼鑄鐵鑄鐵導(dǎo)軌常用材料搭配見(jiàn)表 4 1。除鑄鐵外，其余導(dǎo)軌都是鑲裝的。(2) 鑄鐵鑄鐵是一種成本低，有良好減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。導(dǎo)軌常用的鑄鐵有灰鑄鐵、孕育鑄鐵和耐磨鑄鐵等。灰鑄鐵府用最多的牌號(hào)是 HT200b在較好的潤(rùn)滑與防護(hù)條件下，具有一定的 耐磨性。適用于需手工刮研的導(dǎo)軌；潤(rùn)滑和防護(hù)條件好、輕載荷的機(jī)床導(dǎo)軌； 不經(jīng)常工作的導(dǎo)軌(包括移置導(dǎo)軌)；對(duì)精度要求不高的次要導(dǎo)軌等。常用的孕育鑄鐵牌號(hào)足HT300b耐磨性高于灰鑄鐵，但較脆硬，不易刮研，且成本較高。常用于較精密的機(jī)床導(dǎo)軌。為了提高鑄鐵導(dǎo)軌的硬度，以增強(qiáng)抗磨粒磨損

37、的能力和防止撕傷，鑄鐵導(dǎo)軌經(jīng)常采用高頻淬火、小頻淬火及電接觸自冷淬火等表面淬火方法。(3) 鋼在耐磨性要求較高的機(jī)休上，可采用淬硬鋼制成的鑲鋼導(dǎo)軌。淬火鋼的耐磨 性比普通鑄鐵高5-10倍。鑲鋼導(dǎo)軌通常采用 45鋼或45cr等材料，表面淬硬或全淬透，硬度達(dá)到HRc52 58;或者采用20Cr，20CrMn等滲碳淬硬至 HRc56- 62。鑲鋼導(dǎo)軌工藝復(fù)雜， 成本高，目前國(guó)內(nèi)主要用于數(shù)控機(jī)床的滾動(dòng)導(dǎo)軌上。(4) 有色金屬有色金屬鑲裝導(dǎo)軌常用于重型機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌上，與鑄鐵的支承導(dǎo)軌搭配， 以防止咬合磨損，保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和提高運(yùn)動(dòng)精度。常用的材料有錫青銅ZQS n663,鋁青銅ZQA194和鋅鋁銅合金

38、ZZnAL10 5等。(5) 塑料塑料導(dǎo)軌具有良好的耐磨性能，落在導(dǎo)軌表面上的硬粒可擠入導(dǎo)軌內(nèi)部，避免了磨粒磨損和撕傷。常用的塑料材料有環(huán)氧樹(shù)脂耐磨涂料和聚四氟乙烯基 滑動(dòng)導(dǎo)軌軟帶等。適用于中、小型精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌，用于豎直導(dǎo)軌 更可顯示其優(yōu)點(diǎn)。這里我選用鑄鐵導(dǎo)軌。2. 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)1 ）截面形狀滑動(dòng)導(dǎo)軌可分為凸形和凹形兩大類。對(duì)于水平布置的機(jī)床，凸形導(dǎo)軌不易 積存切屑，但難以保存潤(rùn)滑油，因此只適用于低速運(yùn)動(dòng)；凹形導(dǎo)軌潤(rùn)滑性能良 好適用于高速運(yùn)動(dòng)，但為防止落入切屑等必須配備良好的防護(hù)裝置。直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌截面的基本形狀見(jiàn)圖42。Abcd圖4 2三角形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖 a。支承導(dǎo)軌為凸形時(shí)，稱為山形

39、導(dǎo)軌；支承導(dǎo)軌為凹 形時(shí)，稱為V形導(dǎo)軌。三角形導(dǎo)軌依靠二角形的兩個(gè)斜面導(dǎo)向，磨損后能自動(dòng) 補(bǔ)償，不影響導(dǎo)向精度。但水平和垂直兩個(gè)方向上的誤差相萬(wàn)影響，給制造和 檢修帶來(lái)困難。導(dǎo)向精度隨頂角。的增加而降低；承載面積隨的增加而增加。當(dāng)兩導(dǎo)軌面上受力不對(duì)稱且相差較大時(shí)，可采用不對(duì)稱三角形導(dǎo)軌，以保證導(dǎo) 軌面壓力分布均勻。通常取 =90°。對(duì)于受力較大的大型或重型機(jī)床，可取=110°- 120° ；對(duì)于精密機(jī)床，常取=90°。支承導(dǎo)軌為V形時(shí)，不易積存放大的切屑，也不易存留潤(rùn)滑油，適用于不易防護(hù)、速度較低的進(jìn)結(jié)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。支承導(dǎo)軌為V形時(shí)，由于能得到較充足的潤(rùn)滑，

40、除用于精密和大型機(jī)床的進(jìn)給導(dǎo)軌外，還可用于主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，如龍門刨 床床身導(dǎo)軌。但是必須很好地防護(hù)，以防止落人切屑和塵土。矩形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖 b。矩形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單，剛度高，承載能力大，具有水平 和垂直兩個(gè)方向的導(dǎo)軌面而且兩個(gè)導(dǎo)軌面的誤差不會(huì)相互影響，便于安裝調(diào) 整。但側(cè)面磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需要有間隙調(diào)整裝置，因此導(dǎo)向件較差。適 用于載荷較大而導(dǎo)向性要求不高的機(jī)床。根據(jù)導(dǎo)向形式的不同，矩形導(dǎo)軌又可 分為窄式組合和寬式組合兩種。燕尾形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖 G燕尾形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)緊湊、高度尺寸較小，可承受顛覆 力矩，但磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，需用鑲條調(diào)整，剛性較差，摩擦力較大， 制造和檢修都比較復(fù)雜，一般用作中、低速的多

41、層導(dǎo)軌。圓體形導(dǎo)軌，見(jiàn)圖 0圓柱形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單，不易積存較大的鐵屑。但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，通常用在承受軸向載荷的場(chǎng)合。這里選用矩形導(dǎo)軌。2）組合形式為了限制運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一般都由兩條導(dǎo)軌組合而戍。對(duì)重型機(jī)床，由于共移動(dòng)部件寬度較大，又承受較重載荷，因此常采用3條或3條以上導(dǎo)軌，來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向外承受載荷。常見(jiàn)的導(dǎo)軌組合形式見(jiàn)圖43。mh士V凹也° $f雙二角形組合（圖a）導(dǎo)向精度高，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償具有較好的精度保 持性，但很難達(dá)到 4個(gè)表面同時(shí)接觸的要求，制造較困難。適用于精度要求較 高的機(jī)床，如高精度絲杠機(jī)床刀架導(dǎo)軌和滾齒機(jī)立體導(dǎo)軌等。雙矩形組合（圖b）具有較

42、大的承載能力，制造調(diào)整比較簡(jiǎn)單，但導(dǎo)向性差, 磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)加工精度有較大影響；多用于普通精度機(jī)床和重型機(jī) 床，如萬(wàn)能升降臺(tái)銃床工作臺(tái)導(dǎo)軌等。三角形-矩形組合（圖4 c） 這種組合形式兼有導(dǎo)向性好、制造方便和剛度 高的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最廣泛，如普通車床溜板、龍門刨床工作臺(tái)導(dǎo)軌、萬(wàn)能外因磨 床砂輪架導(dǎo)軌等。燕尾形組合（圖d）兩個(gè)燕尾平面同時(shí)起導(dǎo)向及壓板作用，用一根鑲條就可調(diào)整各接觸面的間隙，但不能承受過(guò)大的顛覆力矩，摩擦損失也較大。用于要 求層數(shù)多、尺寸小、調(diào)整間隙方便和移動(dòng)速度不大的場(chǎng)合，如車床刀架、牛頭 刨床滑枕導(dǎo)軌等。燕尾形一矩形組合（圖e）能承受較大力矩，間隙調(diào)整也比較方便，多用于 橫

43、梁、立柱、搖臂等的導(dǎo)軌，如龍門刨床橫梁導(dǎo)軌等。雙圓柱形組合（圖f） 容易制造，但磨損后不易補(bǔ)償。常用于僅受軸向力的 場(chǎng)合，如壓力機(jī)、機(jī)械手的導(dǎo)軌。這里選用雙矩形組合3 ）間隙調(diào)整閉式導(dǎo)軌的結(jié)合面之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙。若間隙過(guò)小，不但增加運(yùn)動(dòng)阻力， 而且會(huì)加速導(dǎo)軌磨損；若間隙過(guò)大，又會(huì)使導(dǎo)向精度降低，還容易產(chǎn)生振動(dòng)。 因此，除裝配過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙外，在使用一段時(shí)間后，因磨損還 需重調(diào)。常用鑲條和壓板來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。（1）壓板壓板用于調(diào)整間隙和承受顛覆力矩下圖所示為矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。圖44 壓板1-動(dòng)導(dǎo)軌2-支承導(dǎo)軌3-壓板4-墊片5-平鑲條6-螺釘圖a所示的壓板裝置通過(guò)磨削

44、或副研壓板3與動(dòng)導(dǎo)軌1相接觸的d面，或磨、刮與支承導(dǎo)軌2相接觸的e面來(lái)調(diào)整垂直方向的間隙。間隙過(guò)大時(shí)磨、刮d面:間隙過(guò)小則磨、刮e面。壓板上的d, e面需用空刀槽分開(kāi)。 這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 但調(diào)整比較麻煩。圖 b所示是采用在壓板與動(dòng)導(dǎo)軌接觸處放幾層薄墊片4來(lái)調(diào)整垂直方向的間隙。隨著摩擦表面的不斷磨損，逐次取下一層墊片。這種方法 比磨、刮省力，但調(diào)整量受墊片厚度限制。圖c所示是在壓板與支承導(dǎo)軌間用平鑲條5來(lái)調(diào)整間隙。只要擰動(dòng)帶有鎖緊螺母的螺釘6即可調(diào)整間隙，故調(diào)整方便。但由于鑲條下面只與幾個(gè)螺釘接觸，因此剛度較差。（2）.鑲條鑲條用來(lái)調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)面間隙，以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。 常用

45、的鑲條有平鑲條和斜鑲條兩種。3. 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與防護(hù)1 ）導(dǎo)軌潤(rùn)滑導(dǎo)軌潤(rùn)滑的目的是：減少磨損以延長(zhǎng)導(dǎo)凱使用壽命；降低溫度以改善工作條件；減小摩擦力以提高機(jī)械效率；保護(hù)導(dǎo)軌表面以防止生銹。導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方法很多，最簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑方法是人工定期地直接在導(dǎo)軌上澆油或 油杯供油。這種方法成本低廉，但不能保證充分的潤(rùn)滑。一般用于移置導(dǎo)軌或移動(dòng)速度較低的滑動(dòng)導(dǎo)軌及滾動(dòng)導(dǎo)軌。另一種手動(dòng)潤(rùn)滑方式是在機(jī)床上裝手動(dòng) 油泵，在工作前拉動(dòng)油泵幾次，進(jìn)行人工潤(rùn)滑，這種方式操作方便但不能保證連續(xù)供油，用于低中速、低載荷、小行程或不經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌上?，F(xiàn)代機(jī)床上多采用全自動(dòng)壓力油強(qiáng)制潤(rùn)滑，這種方法效果較好可保證充分潤(rùn)滑，不斷地沖洗和冷

46、卻表面，與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，但必須有專門的供油系統(tǒng)，成本較高。為了使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌向上均勻分布，保證充分的潤(rùn)滑效果，應(yīng)在導(dǎo)軌面上開(kāi)出油溝。2）導(dǎo)軌的防護(hù)導(dǎo)軌的防護(hù)裝置應(yīng)盡可能使導(dǎo)軌面封閉起來(lái)，如果不能封閉，則應(yīng)能將落在 導(dǎo)軌上的塵屑較徹底地清除，還應(yīng)具有耐紅熱切屑的能力，防冷卻液浸蝕的能 力，便于裝卸及清洗導(dǎo)軌，制造容易、耐用和美觀。圖45導(dǎo)軌的防護(hù)圖示為幾種導(dǎo)軌的防護(hù)方式。圖 a為刮板式防護(hù)裝置。在動(dòng)導(dǎo)軌的端面上 裝有毛氈I，并用金屬刮板 2及螺釘壓緊，當(dāng)動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)，通過(guò)毛氈排除落 在支承導(dǎo)軌上的切屑及灰塵。這種裝置容易被細(xì)小的切屑及雜物填塞，對(duì)導(dǎo)軌產(chǎn)生刮磨作用，因此僅適用于移動(dòng)速度較低的導(dǎo)軌。

47、圖b,為鋼帶式防護(hù)單，韌帶4的一端繞在床身端部的滾輪 3上，另一端則固定在運(yùn)動(dòng)部件上，運(yùn)動(dòng)部 件移動(dòng)時(shí)，鋼帶隨著展開(kāi)或卷在滾輪上。這種防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但切屑及雜物 在滾輪卷動(dòng)時(shí).容易被帶至鋼帶內(nèi)表面而掉在導(dǎo)軌面上，影響防護(hù)效果。圖c為固定式防護(hù)罩、鐵皮罩固定在運(yùn)動(dòng)部件上，以蓋住導(dǎo)軌表面。這種隊(duì)護(hù)罩結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，但密封性較差，且使機(jī)床外形尺寸增大，僅通用于行程不大的中小型 機(jī)床。圖d為層疊式防護(hù)罩，用多段金屬薄板制成，最外層蓋板6和最內(nèi)層蓋板7分別固定在運(yùn)動(dòng)部件 5和床身8上，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，防護(hù)罩可隨之伸 長(zhǎng)或縮短。這種防護(hù)罩耐熱性好，使用壽命長(zhǎng)，但制造較復(fù)雜，成本較高，適 用于大型及精密機(jī)床

48、。圖 c為折疊式防護(hù)罩，用皮革、塑料或帆布制成，這種 防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防護(hù)效果好但容易損壞，成本高，常用于磨床和精密機(jī)床 上。這里選用刮板式防護(hù)裝置。4. 滑動(dòng)導(dǎo)軌的驗(yàn)算設(shè)計(jì)滑動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，先參考同類型機(jī)床， 初步擬定導(dǎo)軌的形狀和尺寸， 然后再 進(jìn)行驗(yàn)算。滑動(dòng)導(dǎo)軌的驗(yàn)算，主要是通過(guò)受力分析，求出導(dǎo)軌的平均壓強(qiáng)和最大壓強(qiáng)、 與導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng)相對(duì)照，判斷導(dǎo)軌設(shè)計(jì)是合合理。根據(jù)壓強(qiáng)分布情況，判斷 是合需用壓板。*1 ）導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度大于接觸剛度時(shí)，可忽略導(dǎo)軌自身變形的影響，而只考慮接觸變形的影響。這時(shí)，沿導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向的接觸變形和壓強(qiáng)可視為線性分布， 沿寬度方向可視為均勻分布。當(dāng)導(dǎo)軌的自身

49、剛度較低時(shí)，既要考慮導(dǎo)軌表面接 觸變形，又要考慮導(dǎo)軌自身變形，這時(shí)壓強(qiáng)為非線性分布，下面只討論線性分 布的導(dǎo)軌壓強(qiáng)的計(jì)算。每條導(dǎo)軌面所受的載荷， 都可以簡(jiǎn)化為一個(gè)距導(dǎo)軌中心距離為x的力，這個(gè)力的作用又等價(jià)于一個(gè)位于導(dǎo)軌中心的力F和一個(gè)顛覆力矩 M的作用。如圖46所示。圖4 6導(dǎo)軌受力情況在力F作用下，導(dǎo)軌面的壓強(qiáng) pF （單位為MPa :Pf =FaL(1)在力矩m作用下，導(dǎo)軌面產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)pM （單位為MPa由于 M=2 PM13l2l=12Pm a L因此FPm= aL2式中F 導(dǎo)軌承受的集中力，單位為N;M導(dǎo)軌承受的顛覆力矩，單位為 N mma導(dǎo)軌的寬度，單位為 mmL動(dòng)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度，單

50、位為 mmPf -集中力F力引起的壓強(qiáng)，單位為MPaPm -顛覆力矩M引起的最大壓強(qiáng)，單位為 MPa由于力F與力矩M同時(shí)作用，閱此尋軌所承受的最大、最小、平均壓強(qiáng)分別為：F6M)Pmax =;Pf +Pm =(1 +(3)aLFLF6M、Pmin =:pF 'pM =(1 )(4)aLFL1 (Pmax +pmin )=L2F.(5)2aL從式(4 7)可見(jiàn)，平均壓強(qiáng)Pav只與力F的大小和導(dǎo)軌幾何尺寸有關(guān)，而與 力的作用點(diǎn)無(wú)關(guān)。從式(4 5)、(44)可知：(1) X = 0,即力F作用于導(dǎo)軌中點(diǎn)，M=Fx=0, Pmax= Pmin =0,壓強(qiáng)呈矩形分 布(如下圖a),導(dǎo)軌受力均勻，

51、但實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)這種情況。(2) XVL/ 6,即M=FxVFL/ 6 時(shí)，6MT FLV1 ,Pmax < 2 Pav ,Pmin 0,壓強(qiáng)呈梯形分布(如圖b)。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能保證導(dǎo)軌在這種受力狀態(tài)下工作。(3) X=L / 6，即 M= Fx = FL/6 時(shí)，6M/FL=1 , Pmax =0, Pmin =2 Pav，壓強(qiáng)呈三角形分布(圖c)。導(dǎo)軌兩端壓強(qiáng)分布相差較大，但仍保持了導(dǎo)軌面全長(zhǎng)接觸， 設(shè)計(jì)時(shí)也可采用。(4) xL/ 6，即 M=FxFL/6 時(shí)，6M/FL 1, pmin < 0。這時(shí)，導(dǎo)軌一端將出現(xiàn)間隙(圖d)。為此，需要在導(dǎo)軌下面安裝壓板，形成輔助導(dǎo)軌面。

52、設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。T門社業(yè)上4丄L<4LF-WFL . =4圖4 7導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布表4 2鑄鐵導(dǎo)軌的壓強(qiáng)分布/MPa導(dǎo)軌種類機(jī)床類別平均壓強(qiáng)最大壓強(qiáng)主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和速度較高 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型機(jī)床0.40.50.8 1.0重型機(jī)床0.20.30.4 0.6直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌速度較低的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型機(jī)床1.21.52.5 3.0重型機(jī)床0.51.0 1.5磨床0.025-0.040.050.08主運(yùn)動(dòng)和速度較高的圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌D<30000.4D導(dǎo)軌直徑，mmD>30000.2 0.3環(huán) 行0.152 ）導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng)導(dǎo)軌的壓強(qiáng)是影響導(dǎo)軌耐磨性的一個(gè)主要因素。導(dǎo)軌的支承面積應(yīng)與導(dǎo)軌

53、所 承受的載荷相適應(yīng)。如果導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)很大，導(dǎo)軌表面將因油膜壓破而加劇磨 損。為此，應(yīng)保證導(dǎo)軌面上的平均壓強(qiáng)不超過(guò)許用值。由于導(dǎo)軌面上的壓強(qiáng)分 布不可能完全均勻，所以還必須保證最大壓強(qiáng)不超過(guò)許用值。機(jī)床鑄鐵鑄鐵、鑄鐵鋼導(dǎo)軌副的許用壓強(qiáng)按表42選取。始終以固定切削條件工作的專用機(jī)床，許用壓強(qiáng)應(yīng)比表中數(shù)值減小25% 30%。鋼一鋼導(dǎo)軌副的許用壓強(qiáng)可比表中數(shù)值增加20% 30%。動(dòng)導(dǎo)軌上鑲裝以聚四氟乙烯為基體的導(dǎo)軌板時(shí)，如滑動(dòng)速度v 1m/min時(shí)，則pv植不宜超過(guò)o.2MPam/min; 如滑動(dòng)速度v 1m/min時(shí)，則許用壓強(qiáng)取 0.2MPa。鋅鋁銅合金ZZnAII0 5導(dǎo)軌的許用平均壓強(qiáng)p 0

54、.2MPa。5. 提高導(dǎo)軌耐磨性的措施1 )力求無(wú)磨損磨損的原因是配合面在一定的壓強(qiáng)作用下直接接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此不磨損的條件是配合面在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)不直接接觸，接觸時(shí)則無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。靜壓導(dǎo)軌與動(dòng)壓導(dǎo)軌可以實(shí)現(xiàn)完全的液體潤(rùn)滑狀態(tài)，潤(rùn)滑油使兩導(dǎo)軌面分開(kāi)而不直接接觸，這種導(dǎo)軌的耐磨性最好。2) 力求少磨損在有些場(chǎng)合既不便采用靜壓導(dǎo)軌，也不能采用動(dòng)壓導(dǎo)軌，就只能爭(zhēng)取少磨損。減少磨損的措施有：(1) 降低導(dǎo)軌面間的壓強(qiáng)，減小單位面積上承受的摩擦力，可采用加大接觸面積和減輕負(fù)荷的辦法來(lái)降低壓強(qiáng)。采用卸荷導(dǎo)軌可以減輕負(fù)荷，加寬導(dǎo)軌面或加長(zhǎng)動(dòng)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度可以加大接觸面積，提高導(dǎo)軌接觸精度和減小表面粗糙度，也可以增加實(shí)際接觸面積。(2) 降低摩擦系數(shù)，例如采用滾動(dòng)導(dǎo)軌：在滑動(dòng)導(dǎo)軌中正確選擇摩擦副的材料；正確選擇潤(rùn)滑油或采用循環(huán)潤(rùn)滑方式來(lái)改善潤(rùn)滑條件。(3) 適當(dāng)?shù)臒崽幚矸绞娇商岣邔?dǎo)軌抗磨損的能力。(4) 加強(qiáng)防護(hù)。3) 均勻磨損(1)力求使摩擦面上的壓強(qiáng)均勻分布，例如導(dǎo)軌的形狀和尺寸要盡可能與集中載荷對(duì)稱。(2) 盡量