機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文--塑鋼門(mén)窗自動(dòng)組裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、-大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 名 稱(chēng) 塑鋼門(mén)窗自動(dòng)組裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 題 目 類(lèi) 別 指導(dǎo)老師課題 學(xué) 院（系） 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化-班 學(xué) 生 姓 名 - 指 導(dǎo) 教 師 - 輔 導(dǎo) 教 師 - 開(kāi)題報(bào)告日期 20011-4-15至20011-4-22 目 錄第一章 前言2第二章 鋁塑門(mén)窗加工設(shè)備8第三章 鋁塑門(mén)窗加工中心的設(shè)計(jì)方案11第四章 床身的設(shè)計(jì)11第五章 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)14參考文獻(xiàn) 19- ii -第一章 前言 1.1塑鋼門(mén)窗的發(fā)展?fàn)顩r： 塑鋼門(mén)窗是一種新型化學(xué)建筑材料，它是繼木、鋼、鋁等門(mén)窗之后在國(guó)際上廣泛應(yīng)用的新一代建材，已被國(guó)家建設(shè)部指定為綠色節(jié)能

2、產(chǎn)品。塑鋼門(mén)窗在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已有 40 多年的歷史，使用率已在 70%以上，個(gè)別國(guó)家和地區(qū)高達(dá)95%，在我國(guó)市場(chǎng)用量亦呈大幅上升的良好趨勢(shì)。早在多年前，我國(guó)化學(xué)工業(yè)部等五部委聯(lián)合簽發(fā)了國(guó)家化學(xué)建材推廣應(yīng)用“九五”計(jì)劃和2010 年發(fā)展規(guī)劃綱領(lǐng) ，其中要求在2000 年前，東北、西北、華北地區(qū)的塑鋼門(mén)窗普及率必須達(dá)到15%以上，沿海地區(qū)達(dá)到30% 以上，而全國(guó)平均使用率必須達(dá)到15%以上，同時(shí)還規(guī)定在腐蝕性環(huán)境的建筑物要盡量采用塑鋼門(mén)窗。按此要求，有關(guān)部門(mén)據(jù)目前建筑情況推算，到2010年，全國(guó)塑鋼門(mén)窗的市場(chǎng)平均應(yīng)用量達(dá)到30%以上，需要塑鋼門(mén)窗1.5億平方米，而目前市場(chǎng)占有率僅為5%，因此，從事

3、塑鋼門(mén)窗加工將會(huì)有很好的前景。但是，目前我國(guó)塑鋼門(mén)窗的加工組裝設(shè)備多為單機(jī)、手動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)械 ,其生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性不高 ,在一定程度上制約了塑料門(mén)窗發(fā)展。開(kāi)發(fā)研制鋸銑組合加工中心是提高塑窗制造和應(yīng)用水平的客觀要求。采用高度機(jī)械化和自動(dòng)化的方式生產(chǎn)塑鋼門(mén)窗五金件 ,盡管初期投入大 ,技術(shù)要求復(fù)雜 ,但能形成規(guī)模化大生產(chǎn) ,勞動(dòng)生產(chǎn)率高 ,綜合生產(chǎn)成本低 ,特別是產(chǎn)品質(zhì)量可靠 ,精度高。國(guó)際上先進(jìn)的塑鋼門(mén)窗五金件生產(chǎn)企業(yè) ,基本上都采用高度機(jī)械化和自動(dòng)化的生產(chǎn)方式。因此，塑鋼門(mén)窗加工組裝設(shè)備的自動(dòng)化，數(shù)控化對(duì)我國(guó)塑鋼門(mén)窗市場(chǎng)快速發(fā)展具有重大意義。1.2塑鋼門(mén)窗面臨的機(jī)遇： 我國(guó)已將房地產(chǎn)業(yè)作為

4、國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)， 隨著奧運(yùn)會(huì)的臨近， 年世博會(huì)在上海的舉辦， 以及其他建設(shè)工程的開(kāi)工， 都為建筑門(mén)窗的發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)遇。中國(guó)是全球門(mén)窗的最大市場(chǎng)， 每年約有 億多平方米的門(mén)窗建設(shè)任務(wù)， 是整個(gè)歐洲每年門(mén)窗建設(shè)面積的四倍以上。因此， 我國(guó)塑鋼門(mén)窗企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇， 全面提升技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量， 盡快由塑鋼門(mén)窗大國(guó)向塑鋼門(mén)窗強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。 第二章 塑鋼門(mén)窗及其加工設(shè)備的概述2.1塑鋼門(mén)窗的定義門(mén)窗是建筑物的重要組成部分，其作用是采光、通風(fēng)，同時(shí)也對(duì)建筑起到裝飾作用。傳統(tǒng)的門(mén)窗主要 是木質(zhì)材料。隨著新材料的不斷出現(xiàn)，鋼門(mén)窗、鋁合 金門(mén)窗、塑料門(mén)窗的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。塑鋼門(mén)窗是以聚氯已烯（UPVC）樹(shù)脂為主要

5、原料，加上一定比例的穩(wěn)定劑、著色劑、填充劑、紫外線吸收劑等，經(jīng)擠出成型材，然后通過(guò)切割、焊接或螺接的方式制成門(mén)窗框扇，配裝上密封膠條、毛條、五金件等，同時(shí)為增強(qiáng)型材的剛性，超過(guò)一定長(zhǎng)度的型材空腔內(nèi)需要填加鋼襯（加強(qiáng)筋），這樣制成的門(mén)戶(hù)窗，稱(chēng)之為塑鋼門(mén)窗。      目前塑鋼門(mén)窗的種類(lèi)很多，按開(kāi)啟方式分類(lèi)：平開(kāi)窗、平開(kāi)門(mén)、推拉窗、推拉門(mén)、固定窗、中旋窗、下旋窗等。      按構(gòu)造分類(lèi):單玻、雙玻、三玻門(mén)窗。      按顏色分類(lèi)：?jiǎn)紊ò咨虿噬?、雙色（共擠、覆膜或噴涂）。

6、2.2塑鋼門(mén)窗的特點(diǎn) 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)居住質(zhì)量要求也在提高。塑鋼門(mén)窗作為新型的建筑環(huán)保材料，也就越來(lái)越得到人們的重視。塑鋼門(mén)窗具有的特點(diǎn)如下：1)外觀精密塑門(mén)窗的型材和制造用進(jìn)口設(shè)備加工其質(zhì)色內(nèi)外一致材質(zhì)細(xì)密平滑加工尺寸精度由電腦控制誤差小。2)保溫性好塑料的導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱效果比鋁材優(yōu)1250倍，加上有良好的氣密性，在寒冷地區(qū)盡管室外零下幾十度，室內(nèi)卻是另一個(gè)世界。3)隔音性好其結(jié)構(gòu)經(jīng)精心設(shè)計(jì)，接縫嚴(yán)密，試驗(yàn)結(jié)果，隔音20dB，符合DIDN4109之規(guī)定。4)耐老化 其結(jié)構(gòu)經(jīng)精心設(shè)計(jì)，接縫嚴(yán)密，試驗(yàn)結(jié)果，隔音20dB，符合DIDN4109之規(guī)定。5)防火性好

7、塑鋼門(mén)窗為優(yōu)良絕火材料、不自燃、不助燃、能自熄，是理想的選擇。6)耐沖擊使用特殊耐沖擊配方，型材在10能承受1kg重錘從1米高自由下落的冷沖擊試驗(yàn)不破裂。7)水密性好吸水率0.1%，門(mén)窗設(shè)計(jì)有防雨板、排水槽孔，能將雨水完全隔絕于室外，水密性符合DIDN18055之規(guī)定。8)保養(yǎng)容易塑料異型材不受侵蝕，又不會(huì)變黃、退色、不受灰、水泥及膠合劑影響，幾乎不必保養(yǎng)；臟污時(shí)，可用任何清洗劑，清洗后潔白如初。9)不腐蝕塑料門(mén)窗不受任何酸堿藥物的侵蝕，不受廢氣及鹽份的影響，非常適合沿海地區(qū)、重工業(yè)區(qū)使用。10)氣密性好塑鋼門(mén)窗明隙縫處均裝有三元一炳膠密封條，隙縫單位長(zhǎng)度透氣在4m3/mmhm以下，在有冷暖設(shè)

8、備屋內(nèi)，可充分發(fā)揮空調(diào)效應(yīng)，并可節(jié)約能源。11)電絕緣性好塑鋼門(mén)窗所用的材料是優(yōu)良的電絕緣體絕不導(dǎo)電安全性高12)防盜性好塑鋼門(mén)窗配置優(yōu)良金屬構(gòu)件，窗內(nèi)設(shè)計(jì)裝有玻璃卡條，使偷盜者束手無(wú)策。13)質(zhì)輕、高強(qiáng)鋁合金材料多是空芯薄壁組合斷面，方便使用，減輕重量，且截面具有較高的抗彎強(qiáng)度，做成的門(mén)窗耐用，變形小14)科學(xué)設(shè)計(jì)塑鋼門(mén)窗采用合理節(jié)能型材，經(jīng)過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)可為傳統(tǒng)、現(xiàn)代建筑增添光彩。2.3各種門(mén)窗材料的性能比較 在一般房屋建筑中，窗戶(hù)傳熱量約占22，再加上窗戶(hù)縫隙的傳熱損失約占建筑物全部耗能的50左右。各種材料的不同，門(mén)窗保溫、隔音、密封、防腐等性能也不同。2.3.1木門(mén)窗 我國(guó)最早使用的門(mén)窗都

9、是木門(mén)窗，木門(mén)窗的價(jià)格雖低，但由于制作門(mén)窗的紅、白松資源枯竭，再加上優(yōu)質(zhì)紅、白松100年才能成材，且容易發(fā)生火災(zāi)，截面尺寸大，透光率小，雖然保溫，但戶(hù)外易腐爛，需要涂漆維護(hù)等，因此我國(guó)在20世紀(jì)70年代開(kāi)始啟用鋼門(mén)窗（主要是鋼窗）。 2.3.2鋼門(mén)窗 目前的鋼門(mén)窗主要有空腹、實(shí)腹等類(lèi)型，其中空腹鋼窗應(yīng)用較廣。這種窗雖有截面小、透光率大等優(yōu)點(diǎn)，但也存在易變形、密閉性差、密封不好，尤其是在沿海鹽霧大的地區(qū)、濕度大的南方地區(qū)易銹蝕等缺點(diǎn)，其用量不斷下降，近年來(lái)出現(xiàn)的彩色鋼板門(mén)窗， 雖然密封性、防腐性、裝飾效果均優(yōu)于普通鋼門(mén)窗，但因其價(jià)格高而無(wú)法大量采用。 2.3.3鋁合金門(mén)窗 鋁合金門(mén)窗是門(mén)窗中的高

10、檔產(chǎn)品，因其造價(jià)大大高于其它門(mén)窗型材，故多用于高檔賓館、寫(xiě)字樓、商廈，大量建造的房屋則無(wú)法問(wèn)津。此外，鋁合金門(mén)窗保溫性差，尤其對(duì)于寒冷地區(qū)更不適應(yīng)。一般市場(chǎng)上的鋁合金門(mén)窗，價(jià)格雖便宜，但質(zhì)量很差，目前，已限制生產(chǎn)。 2.3.4塑料門(mén)窗 塑料門(mén)窗比其它門(mén)窗在節(jié)能和改善室內(nèi)環(huán)境方面有更為優(yōu)越的技術(shù)特性。塑料門(mén)窗的生產(chǎn)能耗最低， 生產(chǎn)1噸鋼材的能耗為生產(chǎn)1噸塑料（PVC）的4.5倍； 生產(chǎn)1噸鋁材的能耗則為1噸塑料（PVC）的8倍；即塑料（PVC）：鋼：鋁1：4.5：8。塑料在使用過(guò)程中， 是一種熱損失最小的材料，如UPVC窗材的導(dǎo)熱系數(shù)為鋁窗材的11250、鋼窗材的1357，加之PVC窗可制 成多

11、空腔結(jié)構(gòu)，其中的死空腔中空氣的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.04Calmh。由此可見(jiàn)，塑料門(mén)窗是熱損失最小的窗種。優(yōu)質(zhì)塑料窗的隔聲性能達(dá)到30dB以上，鋼鋁窗的隔聲性能約為19dB，據(jù)日本資料介紹，要達(dá)到同樣降低噪聲的要求，安裝鋁窗的建筑物與交通干道必須相距50m，而安裝塑料門(mén)窗后，距離可縮短到16m。另 外塑料門(mén)窗耐腐蝕，可用于沿海、化工廠等腐蝕嚴(yán)重的環(huán)境中。普通用戶(hù)使用，也能減少油漆維護(hù)費(fèi)用。 塑料門(mén)窗外觀好，能和國(guó)內(nèi)的裝飾要求相適應(yīng)，而且人體接觸感覺(jué)比金屬門(mén)窗舒適。雖然塑料門(mén)窗具有上述優(yōu)點(diǎn)，但要達(dá)到實(shí)用要求，必須克服一般塑料的弱點(diǎn)，如變形、老化等問(wèn)題，這也是一般人所擔(dān)心的問(wèn)題。下表5-1給出了不同材料

12、門(mén)窗的優(yōu)缺點(diǎn)性能比較；表5-2給出了塑料門(mén)窗與其他材質(zhì)門(mén)窗的建筑2性能比較。從表中可以看出，塑料門(mén)窗的性能雖然不是樣樣最優(yōu)，但卻能兼具各種門(mén)窗的優(yōu)點(diǎn)，并能滿足建筑和使用需求，而且在節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，美化建筑，改善居住條件方面更勝一籌，因此可稱(chēng)之為建材領(lǐng)域的新秀。2.4塑鋼門(mén)窗相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.5安裝塑鋼門(mén)窗的施工要點(diǎn)1.檢查門(mén)窗空口是否符合安裝尺寸，如不符合應(yīng)給以修整。按不同門(mén)窗的要求選定直徑不同的螺絲進(jìn)行安裝。2.把塑鋼門(mén)窗按規(guī)定位置立好，并將門(mén)窗框一側(cè)的螺釘或螺絲擰入塑鋼脹管。3.將塑鋼門(mén)窗暫時(shí)安裝在框中，當(dāng)門(mén)窗與框的配合位置找正后，將門(mén)從框中拆下，然后再將礦的另一側(cè)固定好。4.用塑膠

13、條或礦棉條填滿縫隙，然后用密封膏嵌實(shí)。5.在門(mén)框上安裝合頁(yè)和五金件。6.最后進(jìn)行修整，保證門(mén)窗開(kāi)閉自如，安裝牢固。使用時(shí)除去保護(hù)膜。2.6塑鋼門(mén)窗的質(zhì)量鑒定在家庭裝修中，塑鋼門(mén)窗一般不由裝潢公司的施工隊(duì)伍安裝，而是由安裝塑鋼門(mén)窗的專(zhuān)業(yè)人員，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后制作安裝。塑鋼門(mén)窗安裝的尺寸要求是：門(mén)窗框、門(mén)窗扇的外形尺寸在1.5米以?xún)?nèi)的，誤差不得超過(guò)2毫米；相鄰構(gòu)件裝配間隙小于0.4毫米，焊接處高低差不得超過(guò)0.6毫米，裝配合頁(yè)縫隙小于1.5毫米，門(mén)窗的框與扇搭接誤差不得大于1毫米，窗扇玻璃誤差不得超過(guò)2毫米。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，安裝后的塑鋼門(mén)窗應(yīng)符合下表要求。2.7國(guó)外門(mén)窗現(xiàn)狀 國(guó)外的門(mén)主要以金屬、木質(zhì)等

14、為主，還有一些是按要求制作的特種門(mén)，一般外門(mén)需具有防火、防盜、 保溫等性能。窗一般以塑鋼和帶熱隔斷的鋁合金為主，少量采用彩板鋼窗，高級(jí)木窗在高檔建筑中也有需求。 國(guó)際上的塑鋼門(mén)窗開(kāi)始應(yīng)用于本世紀(jì)50年代末，首先由前西德開(kāi)發(fā)而成的。1959年在德國(guó)杜塞爾多夫舉行的世界塑料展覽會(huì)上，該國(guó)的赫特公司首先展出了塑料窗樣品，并受到了廣大消費(fèi)者和政府的重視。從70年代開(kāi)始，該國(guó)對(duì)塑料窗的發(fā)展實(shí)行了扶持政策，使這種新型門(mén)窗得到了迅速發(fā)展。到1978年塑料門(mén)窗 所占比例已達(dá)40左右，到1986年達(dá)到44，居各類(lèi)門(mén)窗之首。此外，歐洲的奧地利、意大利、英國(guó)、法 國(guó)、瑞典、瑞士等國(guó)家也積極地開(kāi)展了塑料門(mén)窗的研 制與

15、生產(chǎn)，到本世紀(jì)80年代末期已達(dá)到了相當(dāng)大的市 場(chǎng)占有率和生產(chǎn)規(guī)模。其中奧地利塑料門(mén)窗占有率已 超過(guò)90。美國(guó)雖然起步較晚，但年增長(zhǎng)速度超過(guò)15，是所有建材產(chǎn)品中增長(zhǎng)速度最快的。日本在其最寒冷的地區(qū)北海道，大力推廣防寒塑料窗，目前普及率已達(dá)35。2.8我國(guó)門(mén)窗現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)建筑門(mén)窗行業(yè)形成了以工程塑料、建筑鋁材、彩色涂層鋼板、不銹鋼板為主的多元化，多層次的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系。 目前，我國(guó)已成為建筑門(mén)窗產(chǎn)量最多的國(guó)家，全國(guó)城鎮(zhèn)建筑市場(chǎng)門(mén)窗需求量已經(jīng)達(dá)到1億m2，比1978年 增長(zhǎng)兩倍。2000年，我國(guó)建筑門(mén)窗市場(chǎng)的總需 求量達(dá)到1.2億m2左右。市場(chǎng)潛力很大。目前，塑料 門(mén)窗年產(chǎn)量1500萬(wàn)m2

16、，市場(chǎng)占有率15左右；鋁門(mén)窗、 鋁幕墻年產(chǎn)量4500萬(wàn)m2，市場(chǎng)占有率45左右；彩板 門(mén)窗年產(chǎn)量500萬(wàn)m2，市場(chǎng)占有率5；鋼門(mén)窗（包括 鋼復(fù)合門(mén)、鋼防火門(mén)、鋼防盜門(mén)等）年產(chǎn)量1500m2左 右，市場(chǎng)占有率15；其它門(mén)窗（包括木門(mén)窗、木復(fù)合門(mén)、不銹鋼門(mén)窗、卷簾門(mén)窗、玻璃鋼門(mén)窗等）年產(chǎn) 量2000萬(wàn)m2，市場(chǎng)占有率20左右。門(mén)窗使用性能要求的提高，促使新材料的發(fā)展取代傳統(tǒng)的門(mén)窗材料，特別是進(jìn)入到80年代后，全國(guó)掀起了引進(jìn)國(guó)外塑料門(mén)窗生產(chǎn)技術(shù)和裝備熱。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有150多個(gè)廠家從德國(guó)、奧地利、意大利等國(guó)家引進(jìn)了具有國(guó)際80年代先進(jìn)水平的塑料擠出機(jī)生產(chǎn)線 670多條，形成型材設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力約為

17、20萬(wàn)噸年，門(mén)窗 組裝線1400多條，形成組裝能力1500萬(wàn)m2。到90年代經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，建筑業(yè)水平不斷提高， 建筑節(jié)能已提到重要的議事日程，隨著玻璃鋼行業(yè)自 身技術(shù)的進(jìn)步，建筑用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用有了新進(jìn)展。 這時(shí)，我國(guó)開(kāi)始研制玻璃鋼門(mén)窗，玻璃鋼門(mén)窗的問(wèn)世， 彌補(bǔ)了塑鋼門(mén)窗強(qiáng)度低、易老化等欠缺。我國(guó)玻璃鋼門(mén)窗的研制是從90年代初開(kāi)始，到1994年黑龍江省美城集團(tuán)引進(jìn)6條生產(chǎn)線，因材料、設(shè)備、 模具不配套，一直沒(méi)有投入生產(chǎn)。我國(guó)研制開(kāi)發(fā)玻璃鋼門(mén)窗已經(jīng)7年了，現(xiàn)已面市。經(jīng)國(guó)家玻璃鋼制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心和國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心分別對(duì)玻璃鋼型材和窗戶(hù)的檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到了國(guó)家門(mén)窗標(biāo)準(zhǔn)。 塑鋼門(mén)窗是以

18、鋼襯為骨架， 來(lái)增加其型材鋼性的。塑鋼門(mén)窗是新代的門(mén)窗材料，因其抗風(fēng)壓強(qiáng)度高、氣密性水密性好，空氣、雨水滲透量小，傳熱系數(shù)低，保溫節(jié)能，隔音隔熱，不易老化等優(yōu)點(diǎn)， 近年來(lái)， 隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)能政策的實(shí)施， 塑鋼門(mén)窗得到迅猛發(fā)展，正在迅速取代鋼窗、鋁合金窗，成為了我國(guó)建筑門(mén)窗行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。我國(guó)發(fā)展塑料（PVC）節(jié)能窗的有利條件原料。我國(guó)在石油化工的開(kāi)發(fā)利用方面取得了舉世矚目的進(jìn)展，作為塑料窗的基本原料PVC產(chǎn)量已達(dá)90萬(wàn)噸/年。以原蘇聯(lián)幫德國(guó)為例（其塑料窗發(fā)展居世界領(lǐng)先地位），全國(guó)有塑料窗發(fā)展廠3000多家、異型材廠70多家，每年耗用PVC樹(shù)脂僅為1516萬(wàn)噸。設(shè)備。90年代，我國(guó)先后

19、從西歐引進(jìn)了180條生產(chǎn)線，又分別從德國(guó)的萊芬豪塞、威波，以及奧地利的辛辛那提公司等世界廠家引進(jìn)了軟件圖紙，從而具備了能生產(chǎn)具有世界先進(jìn)水平塑料窗的全套生產(chǎn)設(shè)備。問(wèn)題是，目前各廠尚充分發(fā)揮其生產(chǎn)能力。技術(shù)。自1990年以來(lái)，化學(xué)工業(yè)部北京化工研究院先后承擔(dān)了國(guó)家科委“六五、”“七五”五項(xiàng)國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目，如：中寒地區(qū)塑料窗、高寒地區(qū)塑料窗、防腐窗（工廠用）、塑料門(mén)、高抗沖耐低溫窗用配方等。目前，在塑料窗制造的11個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)上，我國(guó)已完全掌握并發(fā)出一整套適合我國(guó)國(guó)情，經(jīng)濟(jì)上可以承受，有較長(zhǎng)使用壽命（20年以上）的塑料窗生產(chǎn)技術(shù)。這一成果，特別適用于發(fā)展中國(guó)家，因而博得聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織的好評(píng)。 據(jù)了

20、解，歐美等許多國(guó)家已把塑料作為一種帶革命性變革的新型建筑材料，以取代傳統(tǒng)建材，不僅有利于建筑節(jié)能保溫，而且緩解了能源緊缺的矛盾。因此，大力發(fā)展我國(guó)的塑料窗，無(wú)疑是一條節(jié)能效益顯著的戰(zhàn)略措施。從歷史上，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于塑料窗的開(kāi)發(fā)與推廣，都采用過(guò)各種經(jīng)濟(jì)上的扶持政策，我國(guó)政府有關(guān)部門(mén)也應(yīng)采取必要的經(jīng)濟(jì)措施，如減免稅、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助等扶持政策以促進(jìn)我國(guó)塑料窗事業(yè)的大發(fā)展。2.9數(shù)控門(mén)窗加工設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀門(mén)窗幕墻加工工藝中主要的幾個(gè)加工工序是型材下料、各種孔型鉆銑、組裝等，針對(duì)這些工序國(guó)內(nèi)外門(mén)窗加工設(shè)備制造公司主要生產(chǎn)的設(shè)備有數(shù)控切割鋸、多軸數(shù)控鉆銑床、多軸加工中心等，加工具體內(nèi)容主要是鋸切、銑、鏜、攻螺絲、組

21、角等工序。一般來(lái)說(shuō)3軸鉆銑床只能加工正上面的孔形，4軸可繞型材進(jìn)行180度角度加工，5軸鉆銑床可在360角度內(nèi)進(jìn)行斜孔加工。國(guó)外專(zhuān)業(yè)從事門(mén)窗加工設(shè)備制造的公司有德國(guó)和意利合資安美百事達(dá)（AME PRESSTA），德國(guó)葉魯（ELUMATEC）意大利飛幕（FOM）等，這些公司這些年來(lái)相續(xù)生產(chǎn)，研制出數(shù)控門(mén)窗加工設(shè)備，包括可達(dá)6個(gè)控制軸的加工中心，技術(shù)已達(dá)相當(dāng)水平。國(guó)內(nèi)目前只有幾家設(shè)備生產(chǎn)廠能夠生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備，北京市平和機(jī)器制造公司（PINGHE）在國(guó)內(nèi)率先推出了數(shù)控雙頭切割鋸、數(shù)控?cái)[角雙頭切割鋸、數(shù)控鉆銑床、單頭加工中心、雙頭加工中心，數(shù)控?cái)[角雙頭切割鋸，實(shí)現(xiàn)三軸運(yùn)動(dòng)控制。雙頭加工中心及數(shù)控鉆銑床采

22、用3×2軸運(yùn)動(dòng)控制，可雙頭同時(shí)操作，大大提高工作效率。數(shù)控鉆銑床、加工中心可完成六軸運(yùn)動(dòng)控制。在控制軟件的方便性，人性化方面已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，而且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備物美價(jià)廉，將在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上占有一席之地。2.10數(shù)控門(mén)窗加工設(shè)備發(fā)展方向 a) 字化、網(wǎng)絡(luò)化：將來(lái)的企業(yè)，需要通過(guò)提高管理水平、技術(shù)水平、運(yùn)營(yíng)方法等來(lái)增強(qiáng)企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力，以后生產(chǎn)管理逐步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)和管理，并逐步提出電子商務(wù)的概念，從訂單開(kāi)始，到設(shè)計(jì)、加工、組裝、儲(chǔ)存、交貨的所有流程通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在只具備這種生產(chǎn)形式的雛形，只實(shí)現(xiàn)了單個(gè)工序或部分工序組合的自動(dòng)化。 產(chǎn)品制造的全過(guò)程也具有網(wǎng)絡(luò)化和

23、數(shù)字化的特性，在這種環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)數(shù)控成為各種先進(jìn)制造系統(tǒng)的基本單元，是各種先進(jìn)制造系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。    b) 柔性加工系統(tǒng)：多臺(tái)數(shù)控機(jī)床在統(tǒng)一的管理下，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一輸送、統(tǒng)一下料、統(tǒng)一鉆銑、統(tǒng)一組裝、入庫(kù)等工序，這樣就構(gòu)成柔性加工系統(tǒng)（FMS），這樣發(fā)展必然要求數(shù)控設(shè)備進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)。這與網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展相互促進(jìn)、相互制約。    雖然數(shù)控技術(shù)在門(mén)窗幕墻加工行業(yè)的應(yīng)用是最近幾年才以展起來(lái)的，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，科技水平的進(jìn)步，門(mén)窗加工技術(shù)也將有一個(gè)嶄新的發(fā)展空間，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用也將越來(lái)越廣，各個(gè)工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化或

24、半自動(dòng)化控制，通過(guò)傳輸皮帶就可以組成自動(dòng)化生產(chǎn)線，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將整個(gè)控制系統(tǒng)連入公司局域網(wǎng)中，在辦公室即可完成程序設(shè)計(jì)、參數(shù)輸入、程序執(zhí)行等功能，還能監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，等等，這樣可以大提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本、減少人力，這樣全自動(dòng)化或半自動(dòng)化生產(chǎn)車(chē)間的出現(xiàn)將會(huì)有力地促進(jìn)門(mén)窗幕墻加工業(yè)的發(fā)展。 第三章塑鋼門(mén)窗組裝機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案3.1設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 縱向行路程（X軸）：1400mm X軸運(yùn)行速度：050m/min工件最大受力1800N 夾具形式：氣動(dòng)夾具、手動(dòng)定位鎖緊 加工尺寸范圍（寬×高×長(zhǎng)）：200×200×1400mm 系統(tǒng)功能：鉆孔、攻絲.3.2確

25、定主傳動(dòng)系統(tǒng)3.2.1主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。數(shù)控鉆床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過(guò)帶傳動(dòng)和主軸箱的變速齒輪帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于這種電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣，又可以無(wú)級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。主軸電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時(shí)輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的變化，功率和轉(zhuǎn)矩將發(fā)生變化。在調(diào)壓范圍內(nèi)（從額定轉(zhuǎn)速調(diào)到最低轉(zhuǎn)速）為恒轉(zhuǎn)矩，功率隨轉(zhuǎn)速成正比下降，在調(diào)速范圍內(nèi)（從額定轉(zhuǎn)速調(diào)到最高轉(zhuǎn)速）為恒功率，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速升高成正比減少。這種變化規(guī)律是符合正常加工要求的。為了滿足主傳動(dòng)系統(tǒng)的高精度、高剛度和低噪聲的要求，主軸箱的傳動(dòng)齒輪都要經(jīng)過(guò)高速滑移齒輪（一般都用花鍵傳動(dòng)），采用內(nèi)徑定心、側(cè)面定心的花

26、鍵對(duì)降低噪聲更為有利，因?yàn)檫@種定心方式傳動(dòng)間隙小，接觸面大，但加工需要專(zhuān)門(mén)的刀具和花鍵磨床。帶傳動(dòng)容易產(chǎn)生振動(dòng)，在傳動(dòng)帶長(zhǎng)度不一致的情況下更為嚴(yán)重。因此，在選擇傳動(dòng)帶時(shí)，應(yīng)盡可能縮短帶的長(zhǎng)度。如圖結(jié)構(gòu)限制，帶長(zhǎng)度無(wú)法縮短時(shí)，可增設(shè)壓緊輪，將帶張緊，以減少振動(dòng)。3.2.2主傳動(dòng)系統(tǒng)的分類(lèi) 為了適應(yīng)不同的加工要求，目前主傳動(dòng)大致可以分為三類(lèi)：（1） 二級(jí)以上變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)：變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。圖1（a）所示時(shí)使用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)二級(jí)變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)，滑移齒輪的移位大都采用液壓缸和撥叉或直接由液壓缸帶動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。因數(shù)控鉆床使用可調(diào)無(wú)級(jí)變速交流，調(diào)速范圍增加，而且具有大范圍調(diào)節(jié)速度的能力。但由

27、于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要增加潤(rùn)滑及溫度控制裝置，成本較高，此外制造和維修也比較困難。圖1（a）是一個(gè)典型的二級(jí)齒輪變速主軸結(jié)構(gòu)。 （a） (b) (c) 圖1主傳動(dòng)系統(tǒng)的三種類(lèi)型（2） 一級(jí)變速器的主傳動(dòng)系統(tǒng)：目前多采用帶（同步齒形帶）傳動(dòng)裝置，如圖1（b）所示。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試方便，且在一定條件下能滿足轉(zhuǎn)速與扭矩的輸出要求。但系統(tǒng)的調(diào)速范圍與電動(dòng)機(jī)一樣，受到電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍的約束。這種傳動(dòng)方式可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)與噪聲，適應(yīng)于低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。（3） 調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1（c）所示，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，轉(zhuǎn)換效率高。但是主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動(dòng)機(jī)的

28、輸出特性完全一致，因而使用受到限制。綜上所述，為了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試方便，且在一定條件下能滿足轉(zhuǎn)速與扭矩的輸出要求和避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)與噪聲，應(yīng)選用一級(jí)變速器的主傳動(dòng)系統(tǒng)。3.2.3確定進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)滑動(dòng)絲杠螺母是指螺紋的表面直接接觸的絲杠螺母機(jī)構(gòu)?；瑒?dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：（1） 降速比大：絲杠導(dǎo)程小，當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)速較高時(shí)，螺母的移動(dòng)速度仍較低，因此，在傳動(dòng)鏈中其他傳動(dòng)副降低比不大的情況下就能獲得低速運(yùn)動(dòng)，換句話說(shuō)，可以縮短傳動(dòng)鏈，有利于提高傳動(dòng)精度。因此，這種機(jī)構(gòu)適用于中、低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（2） 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)精度高：適用于精密位移傳動(dòng)，如果與螺矩校正裝置和消除間隙機(jī)構(gòu)配合應(yīng)用，則可用于精密位

29、移，位移精度可達(dá)0.001毫米，一般在精密絲杠車(chē)床和螺紋磨床等內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)中廣泛應(yīng)用。（3） 軸向單引力大：由于降速比大，在傳遞扭矩較小的境況下，可獲得較大的軸向牽引力。（4） 自鎖性能好：一般螺旋角小于摩擦角，有自鎖性能。因此，適用于垂直移動(dòng)部件的傳動(dòng)（如轉(zhuǎn)床工作臺(tái)或衡量升降），可防止部件因自垂而下滑。（5） 傳動(dòng)效率低：螺旋面之間屬于滑動(dòng)摩擦，摩擦損失大，其機(jī)械效率一般為0.2-0.4，與滾動(dòng)摩擦相比，其磨損較快。（6） 剛度低，絲杠為細(xì)長(zhǎng)軸，依靠?jī)啥酥С?，不能像齒條那樣固定在床身或工作臺(tái)上，因此剛度較低。滾動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)工作原理和特點(diǎn)：滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)是指在絲杠和螺母之間裝有一定數(shù)量的等直

30、徑滾珠的機(jī)構(gòu)。當(dāng)絲杠或螺母?jìng)鲃?dòng)時(shí)，滾珠沿著絲杠螺旋滾道滾動(dòng)。為了防止?jié)L珠從螺母中滾出來(lái)，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，使?jié)L珠逐個(gè)地又回到絲杠和螺母之間，構(gòu)成了一個(gè)閉合的循環(huán)回路。 目前，滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)在精密機(jī)床，、數(shù)控機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用。 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)有如下特點(diǎn)：（1） 摩擦損失小，傳動(dòng)效率高：一般情況下，傳動(dòng)效率可達(dá)90以上，比普通滑動(dòng)絲杠螺母效率提高3-4倍。因此，在同樣載荷中，驅(qū)動(dòng)扭矩較滑動(dòng)絲杠大為減少。（2） 動(dòng)作靈敏，低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象。由于是滾動(dòng)摩擦，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相差很小，所以啟動(dòng)力矩小，動(dòng)作靈敏，而且在速度很低的情況下，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。（3） 磨損小，精度保持性好：

31、滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦的磨損小很多，而且滾珠絲杠和螺母的螺旋槽都是淬硬的，故使用壽命長(zhǎng)，精度保持性好。（4） 可消除軸向間隙，軸向剛度高。滾珠絲杠通過(guò)預(yù)緊，可完全消除軸向間隙，使反向無(wú)空間隙，反向定位精度高。（5） 摩擦系數(shù)小，無(wú)自鎖現(xiàn)象：這種機(jī)構(gòu)不僅能把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，還可以將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即有運(yùn)動(dòng)的可逆性。因此，當(dāng)用于垂直傳動(dòng)時(shí)須有制動(dòng)或自鎖機(jī)構(gòu)。（6） 工藝復(fù)雜，成本高：滾珠絲杠、螺母等零件的形狀復(fù)雜，加工精度和表面質(zhì)量要求高，所以制造工藝復(fù)雜、成本高。 圖（2）支架如圖（2）所示，由于滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)自鎖性能好，一般螺旋角小于摩擦角，有自鎖性能，適用于垂直移動(dòng)部件的傳動(dòng)（如轉(zhuǎn)

32、床工作臺(tái)或衡量升降），可防止部件因自垂而下滑，所以橫梁的垂直運(yùn)動(dòng)利用滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)（圖中已經(jīng)標(biāo)出）。 圖（3）滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)由于滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)圖（3）摩擦損失小，傳動(dòng)效率高、動(dòng)作靈敏，低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象、磨損小，精度保持性好等好處，橫梁的前后運(yùn)動(dòng)應(yīng)通過(guò)滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)（由于視圖關(guān)系，圖2中沒(méi)標(biāo)出）。3.2.4支架兩腳使用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的選擇支架兩腳使用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，是由于直線滾動(dòng)導(dǎo)軌在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得如下優(yōu)點(diǎn)：a. 動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性很好，既驅(qū)動(dòng)信號(hào)與機(jī)械動(dòng)作滯后的時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)

33、控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。b. 驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。c. 與V型十字交叉導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約40倍。d. 適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約十倍。e. 能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。第四章：工作臺(tái)設(shè)計(jì)4.1工作臺(tái)外形設(shè)計(jì)： 圖（4）工作臺(tái)如圖所（4）示，工作臺(tái)設(shè)計(jì)成總體平板型，中間開(kāi)孔的形狀，是因?yàn)橐獙?duì)零件進(jìn)行鉆孔、攻絲，將要加工的工件部分放在孔的上面，這樣可以避免損壞工作臺(tái)，影響工作臺(tái)的精度。4.2工作臺(tái)材料的選擇： 工作臺(tái)的材料選用鋁，是因?yàn)樗茕撻T(mén)窗材料比較輕，用鋁工作臺(tái)就可以滿足其要求，另外相對(duì)鋼等重材料來(lái)說(shuō)，還可以減輕重量的作用。4.3運(yùn)動(dòng)

34、導(dǎo)軌的選擇：選用滾動(dòng)導(dǎo)軌套，它由直線運(yùn)動(dòng)球軸承，支撐座，導(dǎo)軌軸支撐座構(gòu)成的圓柱形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副，由于結(jié)構(gòu)上的原因，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副只能在導(dǎo)軌上作軸向直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而不能旋轉(zhuǎn)。負(fù)載滾珠與導(dǎo)軌軸外圓作凸圓之間的點(diǎn)接觸，因而作用載荷較小。這種軸承運(yùn)動(dòng)輕便，靈活，精度較高，價(jià)格較低，維護(hù)方便，更換省事。根據(jù)直線運(yùn)動(dòng)球軸承結(jié)構(gòu)類(lèi)型的不同，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副分為：標(biāo)準(zhǔn)型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副（GTB,GTBt）,調(diào)整型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副（GTB-t），開(kāi)放型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副(GTA,GTAt).選用開(kāi)放型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副，如圖（5）所示，是因?yàn)槠湓谥本€運(yùn)動(dòng)球軸承外套筒和擋圈上開(kāi)有軸向扇形切口，可以調(diào)整間隙，適于加

35、工過(guò)程中載荷變化較小，顛覆力矩較小的場(chǎng)合。 圖（5）開(kāi)放型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副4.4 導(dǎo)軌的選擇支撐工作臺(tái)的導(dǎo)軌采用圓柱滾動(dòng)直線導(dǎo)軌（圓柱型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌由直線運(yùn)動(dòng)球軸承、導(dǎo)軌軸、直線運(yùn)動(dòng)球軸承支座及導(dǎo)軌支撐座組成）。這是因?yàn)閳A柱滾動(dòng)直線導(dǎo)軌有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 摩擦系數(shù)小，只有0.001-0.004，功率消耗低，節(jié)省電能。（2） 微量移動(dòng)靈活、準(zhǔn)確、低速時(shí)無(wú)蠕動(dòng)爬行。（3） 具有結(jié)構(gòu)自調(diào)整能力，可降低相配件加工精度。（4） 潤(rùn)滑簡(jiǎn)便，維修、更換快速方便。（5） 移動(dòng)速度快，精度高，行程長(zhǎng)。（6） 導(dǎo)軌軸采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，經(jīng)中頻感應(yīng)淬硬HRC58-63，耐用，性有良好的精度保持性。本設(shè)計(jì)采用GAT4

36、0型。型號(hào)d(js6)d1d2D(h6)LL1AA1(-0.2)A2JJ1GTA4040896020001508056.5386025KCWW1BB1GG1hHH1H215501009680537136581001420H3M1*l額定動(dòng)載荷額定靜載荷74M8*1620503520 表（6）因?yàn)楣ぷ髋_(tái)長(zhǎng)1770，所以選用L2000的GAT40型導(dǎo)軌副。4.5工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪，齒輪帶動(dòng)滾珠絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。圖1（a）所示時(shí)使用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)二級(jí)變速的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，由于交流電動(dòng)機(jī)比較常用，價(jià)格相對(duì)直流電動(dòng)機(jī)較便宜，因此選用交流電動(dòng)機(jī)，由于齒輪傳動(dòng)可調(diào)無(wú)級(jí)變速，調(diào)速范圍增加，具有大

37、范圍調(diào)節(jié)速度的能力，而且傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，因此選用齒輪傳動(dòng)。因?yàn)闈L珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)相對(duì)滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)有以下優(yōu)點(diǎn)：摩擦損失小，傳動(dòng)效率高，驅(qū)動(dòng)扭矩較滑動(dòng)絲杠大為減少。動(dòng)作靈敏，低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象。磨損小，精度保持性好?？上S向間隙，軸向剛度高。摩擦系數(shù)小，無(wú)自鎖現(xiàn)象。所以選用滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)。4.6工作臺(tái)的計(jì)算：4.6.1工作臺(tái)板的計(jì)算：=（1.67×0.55-15×0.25×0.08）×0.05 m =（0.9185-0.3）×0.05 m =0.0309 m= ×=0.0673×2700=181.71= 

38、15;=181.71×9.8N=178.758N4.6.2導(dǎo)軌軸的計(jì)算：=×=3.14××2 m=2.5 × m= ×=7.8××2.5 ×=19.5= ×=19.5×9.8N=191.1N4.6.3導(dǎo)軌支承座的計(jì)算：=0.071×0.1×0.014+0.036×（100-74-14）×0.15 =9.94×+6.48× =1.64× m= ×=7.8××1.64× =0.12

39、79= ×=0.1279×9.8 N=1.254 N用6個(gè)導(dǎo)軌支承座，所以，=6×1.254 N=7.522N因?yàn)楣ぷ髋_(tái)長(zhǎng)1670，所以選擇L2000的GAT40型導(dǎo)軌副，而1780.758 N2050 N，所以直線滾動(dòng)導(dǎo)軌套副滿足要求。第五章床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1床身設(shè)計(jì)的技術(shù)要求： 機(jī)身用來(lái)支承整個(gè)工作平臺(tái)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，工作氣缸等，必須保證一定的強(qiáng)度和剛度以保證零件的正常工作和部件的工作精度。要求配合表面必須具有一定的精度，以保證安裝零部件的安裝位置精度，其他表面的精度要求不高，可以不加工。5.2床身材料的選擇： 機(jī)身的材料多為鑄鐵或鋼（1）鑄鐵：容易鑄成形狀復(fù)雜的

40、零件；價(jià)格較便宜；鑄鐵的內(nèi)摩擦大，有良好的抗振性。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，單件生產(chǎn)成本較高；鑄件易產(chǎn)生廢品，質(zhì)量不易控制；鑄件的加工余量大，機(jī)械加工費(fèi)用大。常用的灰口鑄鐵有兩種：HT200適用于外形較簡(jiǎn)單，單位壓力較大（p>49N/cm2）的導(dǎo)軌，或彎曲應(yīng)力較大的（2.94×103/cm2）床身等；HT150的流動(dòng)性較好，但機(jī)械性能稍差，適用于形狀復(fù)雜而載荷不大的機(jī)座。若灰口鑄鐵不能滿足耐磨性要求，應(yīng)采用耐磨鑄鐵。（2）鋼：用鋼材焊接成機(jī)架。鋼的彈性模量比鑄鐵大，焊接機(jī)架的壁厚較薄，其重量比同樣剛度的機(jī)座約輕20%50%；在單件小批量生產(chǎn)情況下，生產(chǎn)周期較短，所需設(shè)備簡(jiǎn)單；焊接機(jī)架

41、的缺點(diǎn)是鋼的抗振性能較差，在結(jié)構(gòu)上需采取防振措施；鉗工工作量較大；成批生產(chǎn)時(shí)成本較高。焊接箱體，由鋼板、型鋼或鑄鋼件焊接而成，結(jié)構(gòu)要求較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期較短。焊接箱體適用于單件小批量生產(chǎn)，尤其是大件箱體，采用焊接件可大大降低成本。焊接箱體一般比鑄造箱體輕，鑄造箱體的熱影響變形小，吸振能力較強(qiáng)，也容易獲得較好的結(jié)構(gòu)剛度?？紤]到鑄鐵件笨重，焊接機(jī)身壁厚薄，剛度高，重量輕，易加工，雖然焊縫處抗震性較差，但仍能滿足一般工業(yè)場(chǎng)合的特點(diǎn)，機(jī)身采用低碳鋼（焊接性能良好的Q235）方形型鋼和矩形型鋼的焊接結(jié)構(gòu)，手工電弧焊就可以滿足需求，焊接完成后在常溫狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)效處理，消除焊接應(yīng)力。為了防止焊接后不方便加工，

42、在焊接應(yīng)力引起的變形不足以影響設(shè)備性能的前提下，焊接之前開(kāi)出必要的安裝口。5.3 床身（機(jī)座）的時(shí)效處理制造機(jī)座時(shí)，鑄造（或焊接）、熱處理及機(jī)加工等都會(huì)產(chǎn)生高溫，因各部分冷卻速度不同而收縮不均勻，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。如果不進(jìn)行時(shí)效處理，將因內(nèi)應(yīng)力的逐漸重新分布而變形，使機(jī)座喪失原有的精度。為了消除剩余變形和剩余應(yīng)力，保證箱體加工后的穩(wěn)定性，必須進(jìn)行一定的時(shí)效處理。時(shí)效處理就是在精加工之前，使機(jī)座充分變形，消除內(nèi)應(yīng)力，提高其尺寸的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的方法有自然時(shí)效、人工時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效等幾種，其中以人工時(shí)效應(yīng)用最廣。5.4床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：5.4.1隔板與加強(qiáng)筋封閉空心截面的剛度較好，但為了鑄造清砂及其

43、內(nèi)部零部件的裝配和調(diào)整，必須在機(jī)座壁上開(kāi)"窗口"，其結(jié)果使機(jī)座整體剛度大大降低。若單靠增加壁厚提高剛度，勢(shì)必使機(jī)座笨重、浪費(fèi)材料，故常用增加隔板和加強(qiáng)筋來(lái)提高剛度。加強(qiáng)筋常見(jiàn)的有直形筋、斜向筋、十字筋和米字筋四種（如圖7）。直形筋的鑄造工藝簡(jiǎn)單，但剛度最小；米字筋的剛度最大，但鑄造工藝最復(fù)雜。加強(qiáng)筋和隔板的厚度，一般取壁厚的0.8倍。圖（7） 箱體各加強(qiáng)筋5.4.2連接剛度為提高結(jié)合表面的連接剛度，可采取如下措施：1）根據(jù)受力大小和方向，合理選擇緊固螺釘?shù)闹睆健?shù)量及其位置。必要 時(shí)，可使螺釘產(chǎn)生預(yù)緊力，來(lái)提高連接剛度。2）提高結(jié)合表面的光潔度和形狀精度，使結(jié)合表面上的接觸

44、點(diǎn)增多，從而提高結(jié)合面的接觸剛度。3）增加局部剛度來(lái)提高連接剛度，如圖（8），圖（8） 增強(qiáng)剛度方式 在安裝螺釘處加厚凸緣；或用壁龕式螺釘孔；或用加強(qiáng)筋等辦法增加局部剛度，從而提高連接剛度。(4)、結(jié)構(gòu)的工藝性床身也屬于箱體類(lèi)零件，體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于制造和降低成本。(5)、連接和固定箱體連接處的剛度主要是結(jié)合面的變形和位移，它包括結(jié)合面的接觸變形，連接螺釘?shù)淖冃魏瓦B接部位的局部變形。為了保證連接剛度，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：1、） 重要結(jié)合面表面粗糙度值Ra應(yīng)不大于3.2um，接觸表面粗糙度值越小，則接觸剛度越好。2、）通過(guò)合理的選擇聯(lián)結(jié)螺釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量，保證結(jié)合面的預(yù)緊力。保證結(jié)合面之間的壓強(qiáng)，不使螺釘直徑太大，結(jié)合面的實(shí)際接觸面積必須在允許范圍內(nèi)盡可能減小。5.4.3機(jī)床的計(jì)算： 圖（9）=0.7×0.1×0.40.4×0.05×2×0.4= 0.0280.016 m=0.044 m= ×=7.8××0.044=343.2= ×=343