KZ0615.01.01.00軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

PAGEPAGE1密級(jí)：內(nèi)部密級(jí)：內(nèi)部軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計(jì)DesigRollingProductionLine.學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：年月摘要近年來(lái)隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，導(dǎo)致了我國(guó)工業(yè)對(duì)鋼鐵的需求越來(lái)越大。但是，由于我國(guó)工業(yè)起步較晚，發(fā)展期間也走了許多彎路，這就導(dǎo)致我國(guó)的鋼鐵企業(yè)的技術(shù)水平仍然有待提高。所以，國(guó)家近期重大的改革目標(biāo)就是逐步淘汰小型的鋼鐵企業(yè)，大力扶持大型鋼鐵企業(yè)用來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的升級(jí)，這就對(duì)大型鋼鐵企業(yè)的軋鋼生產(chǎn)線提出了新的要求。在接到設(shè)計(jì)任務(wù)后，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的思考和分析，并且結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)備，設(shè)計(jì)了這套軋鋼生產(chǎn)線。在設(shè)計(jì)初步完成后，對(duì)各零件校核合格后，使所設(shè)計(jì)的軋鋼生產(chǎn)線完全了達(dá)到所須要求。經(jīng)大量計(jì)算過(guò)后，發(fā)現(xiàn)新設(shè)計(jì)的軋鋼生產(chǎn)線性質(zhì)比原來(lái)的軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備有所提高，在穩(wěn)定性上也有很大的提高。其經(jīng)濟(jì)性完全也適合現(xiàn)在市場(chǎng)的需求。由于設(shè)計(jì)的是軋鋼生產(chǎn)線的相關(guān)配套設(shè)備，設(shè)計(jì)初根據(jù)任務(wù)書的要求和所需要達(dá)到的使用目的來(lái)設(shè)計(jì)軋鋼生產(chǎn)線。首先設(shè)計(jì)和選用了合適的軋輥，并且選擇了合適的軋輥軸承；然后根據(jù)軋輥的性能將其設(shè)計(jì)加入換輥機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；其次根據(jù)軋制的性能和換輥機(jī)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)了軋機(jī)的機(jī)架和壓下裝置；再次，設(shè)計(jì)完成軋機(jī)后根據(jù)軋機(jī)的各項(xiàng)屬性設(shè)計(jì)出輸入的各項(xiàng)裝置和主電機(jī)；最后，經(jīng)過(guò)力學(xué)計(jì)算后校核主要零件并使之達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，使整套軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)圓滿結(jié)束。關(guān)鍵詞：軋鋼生產(chǎn)線；軋鋼機(jī)；軋輥；軸承AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofChineseeconomic,thedemandforironandsteelinindustryinChinaismoreandmoreexpanding.Becauseofthelatedevelopmentofourindustry,thedevelopmentoftheindustryhasalsoleftmanydetours,whichleadstothetechnicallevelofironandsteelenterprisesinChinastillneedtobeimproved.Sotherecentnationalmajorreformgoalisphasingoutsmallironandsteelenterprises,vigorouslysupportlarge-scaleironandsteelenterprisestoimplementtechnologyupgrade,whichinlargeironandsteelenterprisessteelrollingproductionlineproposednewrequirements.Afterreceivingthedesigntask,bycarefulthinkingandanalysis,andtheexistingequipment,Idesignthisrollingproductionline.WhenIfinishtheelementarydesign,andthecompletionoftheparts,thedesignofthesteelrollingproductionlineisfullyachieved.Afteralotofcalculation,Ifoundthatthenewdesignoftherollingproductionlineisimproved,andthestabilityoftherollingproductionlineisalsogreatlyimproved.Itseconomyisalsosuitableforthepresentmarketdemandcompletely.Thedesignistherelatedequipmentofsteelrollingproductionline,initialdesignaccordingtotherequirementsofthetaskandtheneedtoachievethepurposetodesigntherollingline.Firstly,Idesignandselectoftheappropriateroll,andselecttheappropriaterollbearing.ThenIdesignthechangerollermechanismandtheinputofthedeviceandthemainmotor.Finally,Afterthecalculationofmechanics,themainpartswerecheckedandthedesignrequirementsweremet,andthedesignofthewholerollinglinewasconcludedsuccessfully.Keywords:Rollingproductionline;rollingmill;roller;thebearings

目錄TOC\o"1-5"\h\z\u摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1課題的來(lái)源及選題的依據(jù) 1基本情況介紹 1本課題在國(guó)內(nèi)外研究趨勢(shì) 2本課題的目的與意義 6開(kāi)展研究工作的設(shè)想 61.2課題研究采用哪些方法和手段 71.3完成課題的實(shí)驗(yàn)條件 71.4設(shè)計(jì)總體方案思路 8第2章設(shè)備的主要參數(shù)及計(jì)算 92.1軋機(jī)參數(shù) 92.2軋制力的計(jì)算 92.3軋制力矩的計(jì)算 10第3章軋輥的相關(guān)設(shè)計(jì) 113.1軋輥的工作特點(diǎn) 123.2軋輥的尺寸相關(guān)設(shè)計(jì) 13輥身 13輥頸 14輥頭 143.3軋輥的材料及輥面硬度 14常見(jiàn)的軋輥材料 14軋輥材料的選擇 153.4軋輥的強(qiáng)度驗(yàn)算 18軋輥強(qiáng)度的計(jì)算方法 19軋輥的安全系數(shù) 20軋輥斷裂形式 23軋輥撓度的計(jì)算 23第4章軋輥軸承的設(shè)計(jì) 254.1軸承的概況 254.2軋輥軸承的選擇 25第5章壓下裝置的選擇 275.1壓下裝置簡(jiǎn)介 275.2壓下裝置的分類 275.3壓下裝置的選擇與設(shè)計(jì) 28電動(dòng)壓下裝置的形式 28壓下裝置參數(shù) 29壓下裝置齒輪軸承的選擇 30軸承校核 30第6章結(jié)論 31參考文獻(xiàn) 32致謝 34第1章緒論1.1課題的來(lái)源及選題的依據(jù)基本情況介紹軋鋼(steelrolling）是在運(yùn)轉(zhuǎn)的軋輥之間對(duì)鋼坯形狀的壓力加工過(guò)程。軋鋼過(guò)程的目的一方面是為了生產(chǎn)中所需要得到的形狀，例如：鋼板，帶鋼，線材，棒材及各種型鋼等；另一方面是為了改善鋼坯的內(nèi)部材料性能，例如：我們常見(jiàn)的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板，火車輪等都是通過(guò)軋鋼工藝加工出來(lái)的。軋鋼的分類有多種方式，例如：軋鋼方法按軋制溫度不同可分為熱軋與冷軋；按軋制時(shí)軋件與軋輥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不同可分為縱軋，橫軋和斜軋；按軋制產(chǎn)品的成型特點(diǎn)還可分為一般軋制和特殊軋制。周期軋制，旋壓軋制，彎曲成型等都屬于特殊軋制方法。軋鋼的工藝流程主要包括:原料選定、鋼坯在加熱窯內(nèi)預(yù)加熱、除磷粗軋、預(yù)精軋、精軋、吐絲機(jī)（線材）、切定尺（棒材）、質(zhì)量檢測(cè)、成品打包、成品入庫(kù)等工序。目前，軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)要求不但要將鋼材軋制成功，而且要考慮到在整套軋鋼生產(chǎn)過(guò)程的中，每件工序的安排是否合理。從而可以使整個(gè)軋鋼生產(chǎn)更加高效、安全、適應(yīng)性強(qiáng)。所以，軋鋼生產(chǎn)線的工藝流程應(yīng)該充分考慮合理性、適用性。例如：加熱窯進(jìn)坯輸送線與連鑄出坯線貫通,在主軋線后緊湊地布置棒材線、大盤卷線、線材生產(chǎn)線。合理的工藝流程為整個(gè)軋鋼生產(chǎn)線的高效生產(chǎn)、高品質(zhì)產(chǎn)品和低成本運(yùn)行提供了有力保證[6]。在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)線中，一般都會(huì)采用自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)整套產(chǎn)品的加工工序。自動(dòng)控制能滿足軋制速度的不斷提高和生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)化，多品種范圍的尺寸變更以及對(duì)軋件尺寸的各種精度要求。自動(dòng)控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和可靠性高的檢測(cè)元件組成。計(jì)算機(jī)控制的過(guò)程有:自動(dòng)出鋼過(guò)程控制、粗、中軋機(jī)的微張力軋制控制、精軋機(jī)的活套無(wú)張力軋制控制、活套的自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)切頭飛剪和自動(dòng)事故剪、盤卷推出機(jī)的自動(dòng)操作等。采用自動(dòng)控制之后將會(huì)有諸多有利因素，比如:采用了計(jì)算機(jī)控制之后,通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)組織,統(tǒng)籌安排,可以使已有的軋鋼生產(chǎn)線內(nèi)設(shè)備安裝的各個(gè)階段有機(jī)的聯(lián)系起來(lái),使加工各工序有效的流暢運(yùn)行，而且也可以使設(shè)備安裝工期壓縮到最少。此外，通過(guò)運(yùn)用合理的控制管理程序和使用先進(jìn)的數(shù)字控制施工技術(shù)及應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬仿真,就可以確保設(shè)備的安裝質(zhì)量和安全生產(chǎn)。所以，通過(guò)對(duì)軋鋼生產(chǎn)線采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備安裝質(zhì)量最高、安裝工期最短的效果。本課題在國(guó)內(nèi)外研究趨勢(shì)自改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的平穩(wěn)迅速發(fā)展,我國(guó)國(guó)內(nèi)的大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)以及其他國(guó)家相關(guān)支柱產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁崛起,目前對(duì)鋼材的需求量越來(lái)越大。由于這些強(qiáng)勁的需求也就促使了我國(guó)鋼產(chǎn)量的快速提升。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的粗年鋼產(chǎn)量,已經(jīng)由幾年前的1億噸增加至2014年的16.62億噸，占全球的49.5%。但是許多鋼材加工企業(yè)的工藝落后，設(shè)備老化，導(dǎo)致軋制出來(lái)的產(chǎn)品廢品率高，精度低。所以，依據(jù)國(guó)家的相關(guān)要求,為了提高生產(chǎn)力和降低能耗、發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、實(shí)現(xiàn)綠色工業(yè)，國(guó)內(nèi)的鋼鐵企業(yè)在幾年前就開(kāi)始進(jìn)行了優(yōu)化、整合和重組,相繼成立了以寶鋼集團(tuán)、首鋼集團(tuán)、武鋼集團(tuán)和鞍本集團(tuán)為代表的國(guó)際化的大型鋼鐵集團(tuán)。這些大型的鋼鐵集團(tuán)現(xiàn)在正根據(jù)各自的企業(yè)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品特點(diǎn),按照市場(chǎng)的需求快速改建和新建各自的鋼材生產(chǎn)線[7]。軋鋼生產(chǎn)線的主要設(shè)備一般是指進(jìn)行軋制的設(shè)備，即軋機(jī)。據(jù)記載，1480年意大利人達(dá)?芬奇就曾經(jīng)設(shè)計(jì)出過(guò)軋機(jī)的草圖。1553年法國(guó)人布律列爾曾經(jīng)將金和銀的板材進(jìn)行軋制,用來(lái)制造錢幣。此后在西班牙、比利時(shí)和英國(guó)相繼出現(xiàn)軋機(jī)，英國(guó)于1766年生產(chǎn)出了串列式小型軋機(jī)。在當(dāng)代，現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線發(fā)展的趨勢(shì)是趨于連續(xù)化、自動(dòng)化、專業(yè)化。這樣發(fā)展使得產(chǎn)品的質(zhì)量高,原料消耗低。60年代以來(lái)世界上的軋鋼生產(chǎn)線在設(shè)計(jì)、研究和建設(shè)方面取得了很大的進(jìn)展，使帶材冷熱軋生產(chǎn)線、厚板軋生產(chǎn)線、高速線材軋生產(chǎn)線、H型材軋生產(chǎn)線和連軋管生產(chǎn)線等性能更加完善，并出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘115米的線材軋制生產(chǎn)線、全連續(xù)式帶材冷軋機(jī)、5500毫米寬厚板軋鋼生產(chǎn)線和連續(xù)式H型鋼軋鋼生產(chǎn)線等一系列先進(jìn)的生產(chǎn)線。目前，生產(chǎn)線用的原料的重量增大，而且采用液壓AGC、板形控制、電子計(jì)算機(jī)程序控制等手段并且測(cè)試控制手段越來(lái)越完善，軋制品種不斷擴(kuò)大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制，還有其它適應(yīng)新的產(chǎn)品質(zhì)量要求和提高經(jīng)濟(jì)效益的各種特殊結(jié)構(gòu)的軋鋼生產(chǎn)線也正在發(fā)展之中。我國(guó)的大型鋼鐵企業(yè)從20世紀(jì)70年代就已經(jīng)開(kāi)始采用先進(jìn)的連軋生產(chǎn)線。連軋生產(chǎn)線采用了一系列整套的先進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，全線軋制生產(chǎn)過(guò)程和操作監(jiān)控過(guò)程全部都由計(jì)算機(jī)控制實(shí)施。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，可以使鋼坯在幾架軋機(jī)上同時(shí)進(jìn)行軋制，大大的提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。圖1-1軋鋼生產(chǎn)線的一般構(gòu)成圖1-2軋鋼生產(chǎn)線的樣式圖1-3鞍鋼1700mm軋鋼生產(chǎn)線圖1-4鞍鋼1700mm軋鋼生產(chǎn)線的產(chǎn)品本課題的目的與意義利用總共18周的畢業(yè)設(shè)計(jì)，來(lái)完成軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，并輝指出其總裝圖及部件圖，而且要對(duì)主要零件進(jìn)行校核計(jì)算。通過(guò)畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)，是本人應(yīng)用所學(xué)知識(shí)完成一個(gè)完整機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。明確整套設(shè)計(jì)流程，可以為畢業(yè)后的實(shí)際設(shè)計(jì)工作奠定基礎(chǔ)。開(kāi)展研究工作的設(shè)想本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在本科四年的生涯中第一次完整的設(shè)計(jì)一個(gè)整套的機(jī)械設(shè)備，意義非常重大。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以讓我初步了解日后實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中所需要進(jìn)行的各項(xiàng)工序，為以后展開(kāi)相關(guān)的研究打下一定基礎(chǔ)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作有:首先，需要了解設(shè)計(jì)的答題要求對(duì)課題由一個(gè)基本的了解，明確索要設(shè)計(jì)的東西；其次，在了解相關(guān)信息后，需要確定合理的設(shè)計(jì)方案。合理的設(shè)計(jì)方案需要查閱相關(guān)資料，包括各類期刊、雜志、會(huì)議、報(bào)刊的關(guān)于軋鋼生產(chǎn)線的有關(guān)記錄，各個(gè)專家所撰寫的有關(guān)軋鋼生產(chǎn)線的書籍，還有專家學(xué)者們關(guān)于軋鋼生產(chǎn)線的有關(guān)成型設(shè)計(jì)等等。而且，這次軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)還需要查閱各個(gè)外國(guó)專家學(xué)者有關(guān)軋鋼生產(chǎn)線的相關(guān)研究成果，了解外國(guó)的相關(guān)發(fā)展結(jié)論。通過(guò)查閱大量的國(guó)內(nèi)國(guó)外的資料，得出最后的總體方案設(shè)計(jì)；在論證完成總體方案設(shè)計(jì)后，就要開(kāi)始繪制所設(shè)計(jì)的軋鋼生產(chǎn)線的總裝圖及部件圖，并且要對(duì)其中主要零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及校核計(jì)算。在該步驟設(shè)計(jì)中，所需要的電機(jī)，減速器及標(biāo)準(zhǔn)件需要通過(guò)查閱機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)來(lái)選擇；完成圖紙的繪制之后，我需要對(duì)之前所完成的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行最后的修改和整理用來(lái)完成最后畢業(yè)論文的書寫。撰寫畢業(yè)論文需要所畫出的總裝圖、部件圖、計(jì)算結(jié)果等統(tǒng)一的整理匯總起來(lái)，并對(duì)其中的錯(cuò)誤進(jìn)行修改，把不合理的步驟進(jìn)行完善和優(yōu)化。通過(guò)一系列的論證完成畢業(yè)論文的書寫并最終完成整個(gè)軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)然后參加畢業(yè)答辯。1.2課題研究采用哪些方法和手段（1）對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行深入探索的方法：在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過(guò)發(fā)掘國(guó)內(nèi)外最新的工程經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)以及有關(guān)理論。參考已有的理論結(jié)果，支撐和組建本課題的理論框架和相關(guān)的方法。（2）深入調(diào)查研究的方法：通過(guò)總結(jié)整理所有最新資料，得出對(duì)軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的最終結(jié)果。然后，對(duì)結(jié)果進(jìn)行深入的論證，找出其中的不足并加以改進(jìn)。最終確定這次軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的最佳結(jié)論。（3）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)觀察的方法：通過(guò)操作變量的變化，經(jīng)前后測(cè)定對(duì)比，分析該實(shí)驗(yàn)的因果關(guān)系，并最終得出最佳的方案。是整套軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)的最終結(jié)果更加完善。（4）進(jìn)行實(shí)際操作并進(jìn)行研究的方法：軋鋼生產(chǎn)線是一種在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中工作的設(shè)備。所以，對(duì)軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)就要邊實(shí)踐邊總結(jié)邊研究，及時(shí)制定、修訂設(shè)計(jì)方案，真正的把本科四年所學(xué)的理論應(yīng)用恰當(dāng)。在上述四種研究方法中，行實(shí)際操作并進(jìn)行研究的方法，是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究方法。這是因?yàn)樵趯?shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，加工過(guò)程受各種因素、各個(gè)方面的綜合干擾。僅僅通過(guò)查閱相關(guān)資料是不能夠完整的考慮到各個(gè)因素的影響。所以，要親自到實(shí)踐中去，理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能把本次畢業(yè)設(shè)計(jì)做好。1.3完成課題的實(shí)驗(yàn)條件（1）在圖書館網(wǎng)絡(luò)上查閱相關(guān)資料,了解國(guó)內(nèi)外最新的前沿資訊。這是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。（2）指導(dǎo)老師對(duì)本課題的指導(dǎo)。指導(dǎo)教師從業(yè)已有近30年，對(duì)本次的軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計(jì)一定有比本人更高的見(jiàn)解。通過(guò)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)可以少走彎路，更高效的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。（3）充裕的設(shè)計(jì)時(shí)間。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)以來(lái)第一次獨(dú)立完成整套機(jī)械設(shè)備的相關(guān)設(shè)計(jì)。我在很多方面一定會(huì)有各種不足之處，所以我需要18周的時(shí)間來(lái)完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。（4）良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在設(shè)計(jì)中，相關(guān)的計(jì)算及零件選用需要一定的技術(shù)手段來(lái)檢驗(yàn)其是否最優(yōu)，所以，我需要一定的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。這樣才能最終將畢業(yè)設(shè)計(jì)完成至一個(gè)令人滿意的結(jié)果。1.4設(shè)計(jì)總體方案思路（1）總裝配圖的設(shè)計(jì)；（2）壓下裝置的設(shè)計(jì)；（3）機(jī)架的設(shè)計(jì)；（4）換輥裝置的設(shè)計(jì)；（5）電機(jī)的選用。第2章設(shè)備的主要參數(shù)及計(jì)算2.1軋機(jī)參數(shù)軋輥直徑：1200mm；輥身長(zhǎng)度：2050mm；軋制速度：0～1.11/2.12m/s；主電機(jī)功率：2x2850kw；主電機(jī)轉(zhuǎn)速：0—20/30r/min；最大軋制壓力：30000kN；最大軋制力矩：6250kN·m。2.2軋制力的計(jì)算本論文的設(shè)計(jì)采用熱軋鋼板軋機(jī)平均壓力計(jì)算公式：熱軋鋼板軋機(jī)的軋制壓力，可以采用愛(ài)克隆的軋制壓力公式計(jì)算。同時(shí)，熱軋帶鋼渣機(jī)的軋制壓力也可采用R.B.西姆斯公式計(jì)算。在實(shí)際計(jì)算時(shí)，由于西姆斯公式的計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，因此一般用她的簡(jiǎn)化公式。由于變形區(qū)的長(zhǎng)度（即接觸弧水平投影的長(zhǎng)度l與軋件厚度h的比值）是左右單位壓力的大小和分布的主要因素。為乘坐變形區(qū)形狀系數(shù)，其大小反映了接觸面（如摩擦力）對(duì)軋制件變形區(qū)的影響情況。對(duì)于熱帶鋼連軋機(jī)，考慮到前后張力對(duì)軋制壓力的影響，請(qǐng)平均壓力為：（2-1）式中：、——為軋機(jī)單位前后張力（2-2）（2-3）其中：、—機(jī)前后張力（kg）；b—寬度（mm）；h—前后軋件的平均厚度；l—變形區(qū)長(zhǎng)度；—變形阻力。軋制時(shí)，軋件與軋輥接觸弧上軋制單位壓力的總和。軋制總壓力P用下式計(jì)算：P=pF（2-4）經(jīng)過(guò)計(jì)算后并參考設(shè)備許用應(yīng)力及實(shí)際情況取軋制的壓力為18000kN2.3軋制力矩的計(jì)算軋制時(shí)，乍見(jiàn)在軋制壓力的作用之下產(chǎn)生塑性變形，與此同時(shí)，軋件也給軋輥同樣大小但方向相反的作用力，當(dāng)軋件上作用前后不相等的作用力的時(shí)候則軋制力與垂直方向成一個(gè)角度。由此，可以求出所需的兩軋輥上的軋制力矩。（2-5）經(jīng)過(guò)計(jì)算并結(jié)合實(shí)際情況及許用應(yīng)力后取軋制力矩M為3500kN第3章軋輥的相關(guān)設(shè)計(jì)在軋鋼工業(yè)的生產(chǎn)中，軋輥的作用不容置疑。它直接與扎件接觸并且與金屬作用使之產(chǎn)生塑性變形。并且，它也是消耗品，他在軋鋼生產(chǎn)中對(duì)產(chǎn)量的提高、產(chǎn)品質(zhì)量的提升、降低各項(xiàng)物品的消耗等指標(biāo)有很大的影響。軋輥的分類有多種情況，按構(gòu)造分類可分為兩種：應(yīng)用于軋制板帶材料的光面軋輥和應(yīng)用于軋制型鋼線材和鋼坯的有槽軋輥；按照用途分類可分為工作輥和支承輥。生產(chǎn)中的的軋輥選用要根據(jù)實(shí)際的軋制情況進(jìn)行分析。圖3-1軋輥圖3-2軋輥輥頭3.1軋輥的工作特點(diǎn)軋輥在工作時(shí)需要承受很大的軋制壓力和軋制力矩，而且有時(shí)候會(huì)有動(dòng)載荷?；谝陨蠗l件，所以要求軋輥能在高溫或溫度變化很大的條件下工作。并且，由于軋件溫度很高而且需要在冷卻水作用下工作，所以軋輥在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)受到冷熱雙方面的作用，工農(nóng)工作條件極為繁重。經(jīng)過(guò)相關(guān)查閱資料，本設(shè)計(jì)選擇平面軋輥。圖3-3軋輥的結(jié)構(gòu)a—梅花型輥頭；b—扁頭型輥頭；c—帶雙鍵型輥頭；1—輥身；2—輥頸；3—輥頭3.2軋輥的尺寸相關(guān)設(shè)計(jì)輥身軋輥的輥身與軋件直接接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形，它是軋輥的工作部分?，F(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)對(duì)軋輥有很多要求，例如：需要有很高的強(qiáng)度，足夠的剛度，較高的表面硬度和耐磨性，有良好的組織穩(wěn)定性，以抵抗軋件的高溫影響等等。所以，輥身直徑D是軋鋼機(jī)的一個(gè)重要的參數(shù)，這個(gè)參數(shù)在選擇上有多種選法。軋輥的直徑分為兩種，即公稱直徑D和工作直徑Dg。軋輥的公稱直徑D是指軋鋼機(jī)的節(jié)圓直徑或齒輪座的中心距。對(duì)軋輥分別由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的初軋機(jī)來(lái)說(shuō)，公稱直徑D是按最末道次的軋輥中心矩來(lái)計(jì)算；對(duì)于型鋼軋機(jī)來(lái)說(shuō)以齒輪座的中心距作為軋輥公稱直徑；對(duì)于初軋機(jī)則把輥環(huán)外徑稱為公稱直徑。型鋼軋機(jī)以軋輥的公稱直徑來(lái)作為軋機(jī)標(biāo)稱的組成部分，因?yàn)樾弯撈贩N規(guī)格與軋輥輥身直徑的大小成正比，輥身直徑的數(shù)值即可反映該軋機(jī)所生產(chǎn)的品種規(guī)格。但是，由于生產(chǎn)不同品種規(guī)格所對(duì)應(yīng)的軋輥輥身直徑不同，因此通常習(xí)慣采用和軋輥輥身直徑有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系而數(shù)值保持恒定不變的人字齒輪機(jī)座的中心距作為型鋼軋機(jī)的名義直徑。軋輥的工作直徑Dg是指軋輥與軋件接觸進(jìn)行變形而直接工作的直徑，在有槽軋輥上是指槽底處直徑。所以，選擇軋輥的直徑為1200mm。軋輥直徑選擇之后需要滿足一定的工作條件：（3-1）在軋制過(guò)程中，因?yàn)檐堓伇砻娴哪p，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后軋輥的磨損將影響產(chǎn)品的質(zhì)量，此時(shí)需要對(duì)軋輥進(jìn)行重車或重磨。每次重車0.5mm～5mm,重磨量0.01～0.5mm，當(dāng)軋輥直徑減小到一定程度時(shí)，就不能再使用了，但可以采用堆焊辦法修復(fù)以延長(zhǎng)軋輥壽命。一般情況下軋輥允許重車率用新輥直徑百分比數(shù)表示：板軋機(jī)3～6%輥身長(zhǎng)度的確定：對(duì)于一般的鋼板軋機(jī)來(lái)講輥身長(zhǎng)度L都由鋼板的最大寬度b決定：L=b+a（3-2）式中：a—根據(jù)不同鋼板寬度選取的余量；b—鋼板最大的寬度。綜合各項(xiàng)參數(shù)考量之后，選擇輥身長(zhǎng)度為2050mm。輥頸在軋鋼生產(chǎn)中，輥頸直徑d和輥頸長(zhǎng)度l與其軸承的型式和工作載荷有關(guān)，輥頸的直徑受軸承徑向尺寸的限制，而且輥頸與輥身的交界面，往往是最薄弱的環(huán)節(jié)。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的中厚板軋機(jī)而言一般可選輥頸直徑為0.5倍輥身直徑。所以，最終選取的輥身直徑為600mm。輥頭輥頭的作用是傳遞軋輥扭矩，其參數(shù)根據(jù)各個(gè)形式而不同。其中輥頭形狀最常見(jiàn)的是梅花形，它主要使用于轉(zhuǎn)速不高、壓下調(diào)整量小的軋鋼機(jī)當(dāng)中。本文根據(jù)各項(xiàng)情況考量后選擇梅花輥頭。3.3軋輥的材料及輥面硬度軋鋼生產(chǎn)已經(jīng)經(jīng)過(guò)多年，經(jīng)驗(yàn)積累也越來(lái)越豐富。各種軋鋼機(jī)軋輥的選材，根據(jù)具體情況，還可以根據(jù)自己設(shè)計(jì)的常見(jiàn)形式的造成損傷的原因選擇合適的材料。生產(chǎn)板帶材料時(shí)，由于產(chǎn)品精度的不斷提高，軋制的工藝條件越來(lái)越嚴(yán)格。軋輥的質(zhì)量好壞對(duì)板材的質(zhì)量，生產(chǎn)率，作業(yè)率影響非常大。如果有一個(gè)破碎輥，輥面或滾筒表面不耐磨，熱裂紋等問(wèn)題，就會(huì)使軋輥成本升高并繼續(xù)影響生產(chǎn)。在軋鋼生產(chǎn)中，尤其是在薄板生產(chǎn)，相當(dāng)大比例的費(fèi)用是軋輥產(chǎn)生的。為此，各國(guó)都進(jìn)行了軋輥材質(zhì)，加工和熱處理工藝的研究。常見(jiàn)的軋輥材料常見(jiàn)的軋輥材料主要有：鑄鐵軋輥，合金鍛鋼軋輥，合金鑄鋼軋輥和半鋼軋輥。（1）鑄鐵軋輥鑄鐵可分為普通鑄鐵，合金鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄鐵軋輥不同硬度是由不同硬度的鑄型得到。其主要種類有半冷硬，冷硬鑄鐵軋輥，和無(wú)限冷硬軋輥。（2）合金鍛鋼軋輥按我國(guó)Q/ZB62-73標(biāo)準(zhǔn)，熱軋和冷軋機(jī)軋輥材料有：熱軋軋輥：55Mn2、55Cr、60CrMnMo、60SiMemos冷軋軋輥：9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60Cr2MoV、80CrNi3W、8CrMoV（3）合金鑄鋼沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并與電渣重熔技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，合金鑄鋼的質(zhì)量逐漸提高。（4）半鋼含碳量1.4%~1.8%，雜質(zhì)含量低，具有共析鋼，成分也添加Ni，Cr，Mo加強(qiáng)基礎(chǔ)組織，它既有鋼的強(qiáng)度和耐熱鑄鐵耐磨性綜合性能的優(yōu)點(diǎn)。軋輥材料的選擇（1）初軋和型鋼軋機(jī)的軋輥這類軋輥經(jīng)常受到?jīng)_擊載荷且受力較大。因此，應(yīng)該要有的強(qiáng)度。但是，輥面的硬度卻又不能過(guò)高（HS〈35~40）。所以，主要的材料有40Cr、50CrNi、60CrMoV、60SiMnMo等。軋制合金鋼適合用含有Cr、Ni、Mo等合金元素的軋輥。軋制普通碳鋼的粗軋機(jī)的機(jī)座上常用含Mn和高碳鑄鋼軋輥。球墨鑄鐵軋輥的低價(jià)格，抗磨損，而且具有高的強(qiáng)度的特點(diǎn)，適用于在橫列式的型鋼軋機(jī)的第二架粗軋機(jī)的機(jī)座上使用。（2）熱連軋帶鋼軋機(jī)的工作輥與支撐輥在熱軋帶鋼四輥軋機(jī)中，除了一些粗軋機(jī)的工作輥由于強(qiáng)度和咬入條件有限采用鑄鋼材料外，其它各類軋機(jī)工作輥的工作特點(diǎn)是主軸承的扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，轉(zhuǎn)速高，用以確保工件表面質(zhì)量的軋輥表面的要求。因此，工作輥的材料選擇依據(jù)是輥面硬度，故多采用鑄鐵軋輥。一些工業(yè)企業(yè)使用冷硬鑄鐵（C=3.0～3.5%；Si=0.5～1.87%；Mn=0.4～0.7%；Mo≈0.3%；P≤0.4%；S≤0.11%，輥面硬度58~68）來(lái)制作軋輥；還有些工業(yè)企業(yè)在粗軋生產(chǎn)線中采用半鋼軋輥，以減緩表面糙化過(guò)程，然后再布置精軋生產(chǎn)線。然后，在精軋生產(chǎn)線中采用含Ni、Cr較高的高硬度鑄鐵復(fù)合澆鑄以使表面形成無(wú)線冷硬層，這樣來(lái)提高輥面的硬度（HS=75~83）并且也提高了精度。另一些工業(yè)企業(yè)在精軋部分使用硬度層很厚、耐磨、使用壽命長(zhǎng)的高鉻鑄鐵復(fù)合澆鑄軋輥來(lái)提高精軋的軋制精度。熱連軋帶鋼四輥軋機(jī)的支承輥所受應(yīng)力主要為彎曲應(yīng)力而且其直徑較大?？紤]到這些特點(diǎn)這些輥的材料一般采用9Cr2Mo、9CrV鍛鋼（輥面硬度HS=45～50）來(lái)制造。這些材料中Cr占據(jù)重要作用?？紤]到大直徑系列軋輥的淬透性，所以選擇Cr合金鋼。在國(guó)產(chǎn)的1700mm熱連軋生產(chǎn)線的鑲套支承輥之中，輥套采取8CrMoV或8Mn2MoV鍛鋼制造，輥心采取37SiMn2MoV鍛鋼制造。為了保證輥套的高強(qiáng)度，國(guó)產(chǎn)的輥套常使用C=0.4～0.8%、Ni=2.5～3%、Cr=0.6～2.0%、Mo=0.6%的合金鑄鋼鑄造而成。此外，也有的工業(yè)企業(yè)的棍套是有鑄鋼或鑄鐵制成的。（3）冷軋帶鋼四輥軋機(jī)的工作輥和支撐輥冷軋生產(chǎn)機(jī)組四輥軋機(jī)的工作輥、支撐輥所受的壓力打，軋制速度高，且有高質(zhì)量的軋輥表面要求。所以，其對(duì)輥身強(qiáng)度及輥面硬度都有很高的要求。在中國(guó)，9Cr2W、9CrV鍛鋼等這些材料常用來(lái)鑄造冷軋工作輥。而國(guó)外的軋輥近年來(lái)使用復(fù)合鑄鋼材料制成，這種材料的輥心強(qiáng)度、韌性好并且輥面的硬度高、耐磨。所以，我國(guó)的材料仍需改進(jìn)以跟進(jìn)先進(jìn)制造的腳步。（4）疊軋薄板軋機(jī)軋輥疊軋薄板軋機(jī)軋輥工作在400~450℃之間，軋輥的表面比較光滑，軋制的壓力較大。所以，該軋輥的硬度要求較高，多用冷硬球墨鑄鐵澆鑄成軋輥。參考上述各個(gè)資料并匯總，本文的軋鋼生產(chǎn)線中的軋機(jī)為二輥熱軋機(jī)，由于沒(méi)有支承輥導(dǎo)致軋輥需要有足夠的強(qiáng)度和硬度。綜上，本次設(shè)計(jì)采用半鋼作為軋機(jī)軋輥的材料。

圖3-4輪式離心鑄造機(jī)1—電機(jī)；2—主動(dòng)軸；3—拖輪；4—鑄型；5—軸承；6—澆口小車3.4軋輥的強(qiáng)度驗(yàn)算軋輥的性質(zhì)決定整個(gè)軋機(jī)的負(fù)荷能力。它屬于消耗性零件，直接承受軋制壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥的傳動(dòng)力矩。他的安全性在軋機(jī)的整體中是最小的。軋輥需要有足夠的抗彎曲，扭轉(zhuǎn)，接觸應(yīng)力的能力來(lái)保證產(chǎn)品的高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、消耗低。在實(shí)際生產(chǎn)中影響軋輥復(fù)合的因素有許多。所以，本文采用靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，并且將其他影響因素歸入軋輥安全系數(shù)中。在計(jì)算中，對(duì)軋輥計(jì)算彎曲應(yīng)力，對(duì)傳動(dòng)端輥頭計(jì)算扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，對(duì)輥頸計(jì)算彎曲應(yīng)力和扭矩強(qiáng)度。下圖為軋輥受力的簡(jiǎn)圖：圖3-5軋輥的受力簡(jiǎn)圖軋輥強(qiáng)度的計(jì)算方法（1）輥身的強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于鋼板軋機(jī)而言。在平輥軋制條件下，設(shè)軋制壓力沿軋制寬度均勻分布，支反力左右相等各位P/2，并作用在壓下螺絲中心線位置上。鋼板軋輥輥身危險(xiǎn)斷面位于輥身中間。則此斷面的彎曲應(yīng)力為：MD=P（a/4-b/8）(3-3)式中：P——作用在軋輥上的軋制力（kg）；a—壓下螺絲間的中心距離（cm）；b—鋼板厚度（cm）。（2）輥頸的強(qiáng)度計(jì)算輥頸斷面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力分別為：（3-4）（3-5）式中：d—輥頸直徑；、：輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩。鋼板軋鋼機(jī)的輥頸彎矩為：=P/2×c=P1（3-6）式中：c—輥身邊緣至壓下螺絲中心線的距離，可近似取c=0.5。（3）輥頭軋輥的的傳動(dòng)端輥頭只受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，輥頭是屬于非圓截面扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，使用彈性力學(xué)有薄膜理論方法求解。本次設(shè)計(jì)選用的是最大的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力產(chǎn)生在槽底上的梅花形輥頭，對(duì)于一般的梅花型輥頭來(lái)說(shuō)，它的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：（3-7）式中：—花輥頭外徑；—梅花輥頭槽底直徑。設(shè)計(jì)部件時(shí)，采用靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)由于忽略了其他情況所以需要引入材料強(qiáng)度極限來(lái)對(duì)軋輥進(jìn)行安全系數(shù)校核。安全系數(shù)n：（3-8）在實(shí)際生產(chǎn)中，精確計(jì)算軋輥實(shí)際負(fù)荷是困難的。原因是軋鋼生產(chǎn)工藝對(duì)軋輥負(fù)荷影響因素較多，波動(dòng)較大，還有沖擊動(dòng)負(fù)載、疲勞、溫度等因素影響。所以，采用靜浮載計(jì)算軋輥強(qiáng)度是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的一般方法。這種計(jì)算方法已經(jīng)經(jīng)過(guò)了生產(chǎn)實(shí)踐的證實(shí)，大家一般公認(rèn)的安全系數(shù)為n=5是足夠的。表3-1各種軋輥材料許用應(yīng)力值材料名稱極限強(qiáng)度（kg/mm2）許用應(yīng)力（kg/mm2）合金鍛鋼碳素鍛鋼碳素鑄鐵球墨鑄鐵合金鑄鐵鑄鐵70～12060～7050～6050～6040～4535～4014～2412～1410～1210～128～97～8圖3-6型鋼軋輥的受力圖圖3-7四輥軋機(jī)受力分析圖a—工作輥驅(qū)動(dòng)；b—支承輥驅(qū)動(dòng)軋輥斷裂形式保證工廠正常生產(chǎn)的重要部件為軋輥。所以，除了正常磨損期進(jìn)行更換外，消滅斷輥事故也是非常重要的。軋輥的斷裂原因有兩類：第一類為軋輥材質(zhì)或制造質(zhì)量等內(nèi)在原因造成;第二類是由工藝條件和使用情況等外在原因?qū)е?。由于制造缺陷或軋輥材質(zhì)造成的斷裂，一般在斷口處可檢查出，如沙眼、夾雜、裂紋、沙眼等。在實(shí)際生產(chǎn)中，曾經(jīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸或軋輥突然斷裂的事故。經(jīng)過(guò)專業(yè)的研究后發(fā)現(xiàn)，這種事故的原因是傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)現(xiàn)象有關(guān)。它可使應(yīng)力負(fù)荷增加數(shù)倍，并且扭轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力也會(huì)引起零件的疲勞破壞。由于目前高速度、大功率、多電樞電機(jī)傳動(dòng)為發(fā)展趨勢(shì)，這將會(huì)導(dǎo)致這一現(xiàn)象日益嚴(yán)重。解決這種現(xiàn)象需要提高部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。圖3-8軋輥斷裂形式圖軋輥撓度的計(jì)算在工業(yè)生產(chǎn)中，需要計(jì)算軋輥輥身中間的總撓度與邊緣和輥身中間饒度差值來(lái)確定軋機(jī)的剛度。以此來(lái)確保軋出的鋼板厚度均勻。由于軋輥支點(diǎn)與軋輥直徑距離比值較大，所以計(jì)算軋輥的撓度量需要考慮到切應(yīng)力的影響。故，軋輥中間得總撓度為：f=f1+f2（3-9）式中：f1—彎曲應(yīng)力引起的撓度量f2—剪切應(yīng)力引起的撓度量由卡氏定理：.（3-10）（3-11）式中：U1—系統(tǒng)中僅彎曲力矩作用的變形能U2—系統(tǒng)中由于切力作用的變形能R—在計(jì)算撓度位置所作用的外力與—在任意截面上的彎矩和切力E與G—性摸量和剪切摸量I與F—斷面慣性矩和斷面面積輥身中間總撓度：f=（3-12）綜上并經(jīng)過(guò)計(jì)算，此軋輥合格。第4章軋輥軸承的設(shè)計(jì)4.1軸承的概況軸承的大類有兩種，即滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。其中，滾動(dòng)軸承的功率消耗少，摩擦阻力小，啟動(dòng)容易而且大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以它是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。本次設(shè)計(jì)中，除了要使設(shè)計(jì)的部件的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求而且要使設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性最好。滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)包括內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架等四部分組成。其中各項(xiàng)部件的主要作用為：內(nèi)圈用來(lái)和軸頸裝配：外圈用來(lái)和軸承座孔裝配。通常情況是內(nèi)圈會(huì)隨著軸頸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，外圈固定不動(dòng)。但是，有些情況下也可以內(nèi)圈不動(dòng)而外圈動(dòng)。滾動(dòng)體是在內(nèi)圈的滾道間滾動(dòng)。常用的滾動(dòng)體有球，圓柱滾子，球面棍子，圓錐棍子，滾針，球面棍子等幾種。軸承內(nèi)外圈的滾道的作用是限制滾動(dòng)體沿軸向的位移。保持架的主要作用是均勻的隔開(kāi)滾動(dòng)體。并且阻止相鄰滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因?yàn)榻佑|處產(chǎn)生較大的相對(duì)滑動(dòng)速度而導(dǎo)致的磨損。滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈和滾動(dòng)體一般使用高碳鉻軸承鋼（GCr15）或滲碳軸承鋼（G20CrNi4A）制造的，經(jīng)過(guò)熱處理之后硬度一般不低于60HRC。并且經(jīng)過(guò)150℃的回火處理，所以元件硬度在工作溫度不超過(guò)120℃時(shí)不會(huì)下降。綜上，本文使用滾動(dòng)軸承作為軋輥軸承與壓下裝置軸承。4.2軋輥軸承的選擇軋輥軸承用來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥，而且要保持軋輥在機(jī)架中正確的位置。這就導(dǎo)致軋輥軸承應(yīng)具有較小的摩擦系數(shù)，壽命長(zhǎng)，足夠的強(qiáng)度和剛度，而且還要便于換輥。本次設(shè)計(jì)選擇深溝球軸承作為軋輥軸承，型號(hào)為60/600.軸承內(nèi)徑為600mm外徑870mm，軸承寬度為118mm。選擇軸承之后，需要對(duì)軸承進(jìn)行校核。軸承的強(qiáng)度的校驗(yàn)檢測(cè)軸承是否達(dá)到額定的要求。軸承壽命計(jì)算公式為： （4-1） n= （4-2）（4-3）式中：Lh—軸承額定壽命（h）n—軸承的轉(zhuǎn)速（r/min）p—當(dāng)量動(dòng)載荷（kg）c—軸承額定動(dòng)載荷v—線速度R—軋輥半徑Fa—軸向載荷Fr—徑向載荷X—徑向動(dòng)載荷系數(shù)Y—軸向動(dòng)載荷系數(shù)—指數(shù)，對(duì)于球軸承為3，對(duì)于滾子軸承為。對(duì)軋輥軸承計(jì)算：=3600h所以，此軸承滿足設(shè)計(jì)要求。第5章壓下裝置的選擇5.1壓下裝置簡(jiǎn)介壓下裝置主要用來(lái)調(diào)整換輥機(jī)構(gòu)在機(jī)架中的位置。用來(lái)保證獲得所需要的壓下量、形狀和正常的軋制條件、精確的軋件尺寸。其主要作用有：（1）調(diào)整工作輥軸線之間的距離，以保證正確的輥縫，給定所需的壓下量；（2）調(diào)整工作輥高度，保證軋制線高度一致；（3）調(diào)整工作輥的平行度；（4）軸向調(diào)整與固定，帶孔型的初軋機(jī)、型鋼軋機(jī)：對(duì)正孔槽；板帶軋機(jī)：板型控制，如HC、CVC軋機(jī)等。（5）板帶軋機(jī)上的軸向調(diào)整，保證輥型和板型；（6）換輥和事故處理操作5.2壓下裝置的分類壓下裝置的分類有許多種：例如：按軋輥調(diào)整移動(dòng)方向可分為軸向調(diào)整裝置和徑向調(diào)整裝置；按軋機(jī)類型及工藝要求可分為一般軋機(jī)壓下裝置和特種軋機(jī)壓下裝置：按驅(qū)動(dòng)方式可分為手動(dòng)壓下裝置、電動(dòng)壓下裝置、液壓壓下裝置。（1）手動(dòng)壓下裝置手動(dòng)壓下裝置主要用在不經(jīng)常調(diào)整輥縫的型鋼軋機(jī)和線材軋機(jī)上也用于小型熱軋或冷軋鋼板和帶鋼軋機(jī)上。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是壓下速度和壓下能力較小，體力勞動(dòng)繁重壓下速度和壓下能力較小。（2）電動(dòng)壓下裝置電動(dòng)壓下裝置是目前最常用的壓下裝置。它的原理是電動(dòng)機(jī)通過(guò)渦輪減速箱或圓柱齒輪減速箱（有時(shí)也用行星輪減速箱）來(lái)傳遞傳遞運(yùn)動(dòng)并最終實(shí)現(xiàn)壓下功能。它的用途十分廣泛幾乎可以用于所有軋機(jī)上，如：它可以用于所有的軋機(jī)上，如初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、厚板、薄板及熱、冷板帶軋機(jī)。電動(dòng)壓下裝置的優(yōu)點(diǎn)是可移動(dòng)較大的數(shù)值，達(dá)到較高的速度和加速度，壓下能力也較大。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率較低、反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。（3）液壓壓下裝置隨著目前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼材的軋制速度逐漸提高，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的精度要求也日益嚴(yán)格。由于電動(dòng)壓下裝置傳動(dòng)效率低、運(yùn)動(dòng)部分慣量大、反應(yīng)速度慢、調(diào)整精度低等缺點(diǎn)，已不能滿足目前的工藝要求。所以，近年來(lái)在高速精鋼軋機(jī)上已經(jīng)開(kāi)始采用液壓壓下裝置?，F(xiàn)在，新建的冷連軋機(jī)組幾乎全部采用液壓壓下裝置，熱帶鋼連軋機(jī)的精軋機(jī)組的最后一架也往往使用液壓壓下裝置。液壓壓下裝置的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整精度高，過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單、可靠，采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，快速性好。他的缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，對(duì)操作維護(hù)的要求高，對(duì)故障的分析、排除較困難。對(duì)檢測(cè)元件、液壓元件要求制造精度高。液壓系統(tǒng)對(duì)油的臟污也很敏感。5.3壓下裝置的選擇與設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)的軋鋼生產(chǎn)線為初軋生產(chǎn)線，其軋機(jī)為初軋機(jī)。對(duì)精度要求不高，需要控制成本。所以，本文采用電動(dòng)壓下裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。電動(dòng)壓下裝置的形式本次設(shè)計(jì)中的軋機(jī)為立式軋機(jī)，所以壓下裝置需要使用立式壓下裝置。立式壓下裝置中，使用圓柱齒輪傳動(dòng)可以使傳動(dòng)效率高，零件的壽命長(zhǎng)，并且節(jié)約了有色金屬。所以本次設(shè)計(jì)采用圓柱齒輪電動(dòng)壓下裝置圖5-1立式電動(dòng)機(jī)圓柱齒輪壓下裝置原理圖

1—立式電動(dòng)機(jī)；2—制動(dòng)器；3—平衡液壓缸；4—圓柱齒輪機(jī)構(gòu)；5—壓下螺絲；6—壓下螺母壓下裝置參數(shù)壓下電機(jī)功率：110kw；壓下電機(jī)轉(zhuǎn)速：0—1020r/minS3—30%ED；壓下速度：20mm/s；壓下螺絲直徑：500mm；壓下螺絲螺距：30mm。本此設(shè)計(jì)的壓下裝置如下圖：-圖5-2壓下裝置壓下裝置齒輪軸承的選擇由于壓下裝置為立式壓下裝置，所以齒輪軸同時(shí)受徑向力和軸向力。因此，本次設(shè)計(jì)采用角接觸球軸承作為所選軸承。軸承型號(hào)：QJ1060M內(nèi)徑：300mm；外徑：460mm；寬度：74mm。Cr=630kn脂潤(rùn)滑轉(zhuǎn)速：700r/min；油潤(rùn)滑轉(zhuǎn)速：950r/min；重量：27.5kg。采用第四章所述的方法對(duì)軸承壽命進(jìn)行校核：Lh=1334h該軸承可以實(shí)施更換，所以該軸承壽命合格。第6章結(jié)論在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)線中，其發(fā)展的趨勢(shì)是趨于連續(xù)化、自動(dòng)化、專業(yè)化。這樣發(fā)展使得產(chǎn)品的質(zhì)量高,原料消耗低?，F(xiàn)在，世界上的軋鋼生產(chǎn)線在設(shè)計(jì)、研究和建設(shè)方面取得了很大的進(jìn)展，使帶材冷熱軋生產(chǎn)線、厚板軋生產(chǎn)線、高速線材軋生產(chǎn)線、H型材軋生產(chǎn)線和連軋管生產(chǎn)線等性能更加完善，并出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘115米的線材軋制生產(chǎn)線、全連續(xù)式帶材冷軋機(jī)、5500毫米寬厚板軋鋼生產(chǎn)線和連續(xù)式H型鋼軋鋼生產(chǎn)線等一系列先進(jìn)的生產(chǎn)線。目前，生產(chǎn)線用的原料的重量增大，而且采用液壓AGC、板形控制、電子計(jì)算機(jī)程序控制等手段并且測(cè)試控制手段越來(lái)越完善，軋制品種不斷擴(kuò)大。經(jīng)過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)有了一定的了解，經(jīng)過(guò)整理分析后確定了合理的設(shè)計(jì)方案，對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。整個(gè)軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)側(cè)重于軋鋼機(jī)部分，在選擇設(shè)計(jì)重要零部件時(shí)，對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了校核。（1）對(duì)軋鋼生產(chǎn)線的工作原理進(jìn)行闡述，正確地選擇各項(xiàng)參數(shù)，用來(lái)提高所設(shè)計(jì)的軋鋼生產(chǎn)線的工作能力。（2）設(shè)計(jì)了換輥機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)線的快速換輥，以此優(yōu)化軋鋼生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。將軋輥整合于換輥機(jī)構(gòu)中并用軌道實(shí)現(xiàn)換輥機(jī)構(gòu)的進(jìn)入與放出，便于軋輥的快速調(diào)整和拆裝。以此實(shí)現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)線的模塊化，便于安裝和日后的維修。（3）對(duì)壓下裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，用來(lái)將換輥機(jī)構(gòu)更好的固定在軋機(jī)機(jī)架上并可以調(diào)整輥縫。其工作原理為電動(dòng)圓柱齒輪式，該裝置技術(shù)成熟，而且本生產(chǎn)線為粗軋生產(chǎn)線，所以其精度也可達(dá)到要求。而且電動(dòng)圓柱齒輪式壓下裝置成本較低，壽命可靠，易于維護(hù)，較好的符合本設(shè)計(jì)的理念。參考文獻(xiàn)[1]陳講孝.12萬(wàn)噸/年軋鋼生產(chǎn)線擴(kuò)能技術(shù)改造[J].甘肅冶金,2005,27(3).[2]曹劍釗,彭文，龔殿堯,張殿華.６２０ｍｍ熱連軋窄帶鋼生產(chǎn)線快節(jié)奏軋制的全線跟蹤[J].中國(guó)冶金,2013,23(12).[3]魏宏武.安鋼1780mm熱連軋生產(chǎn)線的工藝及設(shè)備[J],2011.[4]李龍珍.鞍鋼1780生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].鞍鋼技術(shù),2004,3.[5]李龍珍.鞍鋼熱軋帶鋼廠自動(dòng)化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)[J].鞍鋼技術(shù),2000,11.[6]許亞非,劉劍恒,王至道,劉全.寶鋼特殊鋼分公司長(zhǎng)型材軋鋼生產(chǎn)線的新工藝和新技術(shù)[J].寶鋼技術(shù),2005,5.[7]夏友木.大型熱連軋軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備安裝工藝優(yōu)化研究[D].西安，西安建筑科技大學(xué)，2009[8]王震宙,孫強(qiáng).東北特鋼高線公司軋鋼生產(chǎn)線的新工藝和新技術(shù)[J].[9]楊固川.寬帶鋼熱連軋機(jī)設(shè)備技術(shù)分析.重型機(jī)械科技[J],2011,3.[10]董洪山.南鋼高速線材軋機(jī)生產(chǎn)線的技術(shù)改造[J].2003.[11]張偉.設(shè)備故障診斷技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2011,10(13).[12]楊廣,金學(xué)俊,解建平.現(xiàn)代化的寶鋼2050mm熱軋機(jī)組[J].軋鋼，2002,19(2).[13]李太福,馮國(guó)良,鄧仁明.軋鋼生產(chǎn)線的集散控制.儀器儀表學(xué)報(bào)[J],2004,24(4)增刊.[14]郝秀峰.軋鋼生產(chǎn)線的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案分析[J].中國(guó)儀器儀表,2011.[15]喬雷永.軋鋼自動(dòng)化的簡(jiǎn)易分析與研究[D].天津市，天津冶金軋一鋼鐵集團(tuán).[16]ChenWei,FangKangling,LiuXinhai.ADesignofVision-basedLocationControlSystemforSteelRollingMill[R].Zhangjiajie,Hunan,China.CollegeofInformationScienceandEngineering,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan,2007.[17]Won-HoLee.MathematicalModelforColdRollingandTemperRollingProcess.1296KSMEInternationalJournalVol16No.10,pp.1296--1302,2002.Instrumentation&ControlResearchGroup,TechnicalResearchLaboratories,POSCO,Kyungbuk790-785,Korea.[18]ZhouWan,XiaodongWang.ModelAdaptiveLearningforSteelRollingMillControl.FacultyofInformationEngineeringandAutomation,KunmingUniversityofScienceandTechnologyKunming,China.[19]YezhongheLanzhaohuiMR，Smith.MechanismsandMachineTheory[M].HIGHEREDUCATIONPRESS.[20]DavidG.Ullman.MechanicalDesignProcess[M].ChinaMachinePress.致謝在王老師的帶領(lǐng)與指導(dǎo)下，緊張而短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿結(jié)束了。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)我我學(xué)到了很多，就我個(gè)人而言我有三點(diǎn)體會(huì)：一：在設(shè)計(jì)當(dāng)中要認(rèn)真考慮絕不能草率在這次設(shè)計(jì)中，我想趁趁這次的機(jī)會(huì)為以后的實(shí)際工作做準(zhǔn)備。開(kāi)始設(shè)計(jì)前面部分是很認(rèn)真，后來(lái)漸漸心態(tài)比較急躁了，設(shè)計(jì)時(shí)遇到小問(wèn)題的計(jì)算時(shí)很不放在心上。后來(lái)在王老師的認(rèn)真指導(dǎo)下，我重新查閱了相關(guān)書籍，最終成功完成了設(shè)計(jì)。所以我學(xué)到了做事要認(rèn)真，不要急躁不耐心。二：設(shè)計(jì)時(shí)要綜合分析在設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)設(shè)計(jì)零件是合格，是否容易生產(chǎn)，在非用不可的情況下考慮是否容易制造；零件是專用的還是通用的，在組裝配合時(shí)，是否影響機(jī)械精度，必須設(shè)計(jì)合理。所以設(shè)計(jì)是要考慮周密。三：在設(shè)計(jì)中要取長(zhǎng)補(bǔ)短發(fā)揮集體合作這次設(shè)計(jì)老師給予了我莫大的指導(dǎo)，鍛煉了我的設(shè)計(jì)能力?，F(xiàn)在社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)激烈，在企業(yè)單位都講究集體合作，所以老師教育我們不懂就查閱資料，再不懂就多問(wèn)同學(xué)問(wèn)老師，學(xué)會(huì)依靠集體發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。所以我們要相互幫助，團(tuán)結(jié)緊密。最后我要衷心感謝我們的王老師，對(duì)她的親切指導(dǎo)表示感謝。本論文共有圖紙5張，換輥機(jī)構(gòu)裝配圖一張、壓下裝置齒輪軸一張、壓下裝置裝配圖一張、軋輥圖一張、總裝配圖一張（需要聯(lián)系qq：2162795109）

第1章緒論1.1引言機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上，用某一種加工方法就能完成的，而是要經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，對(duì)零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來(lái)。對(duì)于某個(gè)具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來(lái)合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，可能其中有種方案比較合理且切實(shí)可行。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬訂較為合理的工藝過(guò)程。合理的夾具設(shè)計(jì)，不僅僅是為了夾緊、固定被加工零件，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，將直接影響被加工零件的精度要求，在機(jī)械加工工藝過(guò)程中起到重要的作用。1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成了大學(xué)的全部課程之后進(jìn)行的一次理論與實(shí)際的綜合運(yùn)用，是工科學(xué)生在校學(xué)習(xí)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和理論知識(shí)，使其對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有進(jìn)一步的提高；通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)及熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的能力，學(xué)會(huì)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，提高綜合素質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，使學(xué)生具有一定的機(jī)械設(shè)計(jì)技能和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，樹(shù)立良好的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)1.3組合機(jī)床概述組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，再配以少量專用部件而組成的專用機(jī)床，具有一般專用機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度高，易保證加工精度的特點(diǎn)，又能適應(yīng)工件的變化，具有一定的重新調(diào)整、重新組合的能力。組合機(jī)床可以對(duì)工件采用多刀、多面及多方位加工，特別適于在大批、大量生產(chǎn)中對(duì)一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。組合機(jī)床可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻螺紋、車、銑、磨削以及滾壓等工序。組合機(jī)床具有以下特點(diǎn)：組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占全機(jī)的70～80%，因而設(shè)計(jì)和制造的周期短、投資少、經(jīng)濟(jì)效果好。組合機(jī)床采用多刀加工并且自動(dòng)化程度高，不僅生產(chǎn)效率高，而且勞動(dòng)強(qiáng)度低。組合機(jī)床的通用部件都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，因而不但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，而且使用和維修方便。在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置，因而加工質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)操作工人的技術(shù)要求不高。組合機(jī)床便于產(chǎn)品更新，當(dāng)改過(guò)加工對(duì)象時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件可以重復(fù)使用，而不必另行設(shè)計(jì)和制造。用組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線，以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)需要。組合機(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、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。

組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。1.4本課題研究的基本內(nèi)容(1)零件分析仔細(xì)閱讀所拿到的零件圖紙，分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求。(2)擬定零件工藝方案確定零件加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，加緊方案以及零件的加工工藝方案，并設(shè)計(jì)一套專用夾具。(3)總體方案設(shè)計(jì)確定機(jī)床的配置形式及總體結(jié)構(gòu)方案。(4)組合機(jī)床設(shè)計(jì)——三圖一卡設(shè)計(jì)確定被加工零件的工序圖，零件加工示意圖，繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡。(5)主軸箱設(shè)計(jì)繪制主軸箱草圖，選擇主軸結(jié)構(gòu)形式及動(dòng)力計(jì)算，設(shè)計(jì)主軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)。第2章組合機(jī)床總體方案的制定2.1零件分析被加工零件：變速器殼體圖1被加工零件圖工件材料：HT200零件的技術(shù)要求：上表面6個(gè)孔位置度0.15mm，后表面6個(gè)孔位置度0.15mm.2.2工藝分析零件的加工工藝將決定組合機(jī)床的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率，總體布局和夾具結(jié)構(gòu)等，所以，在制定工藝方案時(shí)，必須計(jì)算分析被加工零件圖，深入現(xiàn)場(chǎng)全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位，夾緊方式，工藝方法和加工過(guò)程所用的刀具，切削用量及生產(chǎn)率，現(xiàn)場(chǎng)所采用的加工環(huán)境和條件等。根據(jù)被加工零件的零件圖，加工12個(gè)螺紋底孔的工藝過(guò)程。選擇單工位，雙面組合機(jī)床，使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件可靠，更符合多，快，好，省的要求。(a)加工精度的要求由于加工孔的位置度要求比較高，因此采用單工位方法一次裝夾定位，可以減少定位誤差。（b)被加工零件大小形狀特點(diǎn)，加工部位特點(diǎn)要求。由于被加工零件是箱體類零件，加工工序是上表面和后表面的螺紋底孔。故加工本工序宜采用立臥式機(jī)床。該工序加工12個(gè)6.7的螺紋底孔，位置度要求0.15mm，因此采用專用夾具定位夾緊。加工孔要求倒角，故采用鉆-倒復(fù)合刀具一次加工加工出螺紋底孔。復(fù)合鉆倒8的倒角孔，鉆6.7的螺紋底孔。2.3定位基準(zhǔn)及夾緊方案的選擇本工序定位基準(zhǔn)為底面和2孔。加工此箱體的孔，以底面限制3個(gè)自由度，以兩個(gè)孔分別配以一圓柱銷限制2個(gè)自由度，一削邊銷限制1個(gè)自由度。達(dá)到本工序的加工要求。夾緊力應(yīng)與零件的主定位基面垂直，由于為大批量生產(chǎn)，盡量采用簡(jiǎn)便的夾緊方式以及有足夠的夾緊力，受加工零件結(jié)構(gòu)限制，本設(shè)計(jì)采用兩邊用液壓缸通過(guò)連桿壓緊機(jī)構(gòu)夾壓工件。2.4確定機(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，大體上就可以確定應(yīng)采用哪種基本形式的組合機(jī)床。但在基本形式的基礎(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。它們對(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，對(duì)于工藝過(guò)程方案做不大的更改或重新安排，往往會(huì)使機(jī)床簡(jiǎn)單，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，更符合多快好省的要求。被加工零件的特點(diǎn)在很大程度上決定了機(jī)床的配置形式。本設(shè)計(jì)加工的零件材料是HT200，硬度HB160-200，上表面加工孔在箱體四周均布，后表面孔關(guān)于箱體中心線對(duì)稱，采用多孔同步加工，零件的剛度足夠，工件受力不大，振動(dòng)及發(fā)熱變形對(duì)工件影響可不計(jì)。本設(shè)計(jì)的加工零件較大，且是雙面同時(shí)加工，基于這點(diǎn)考慮，本設(shè)計(jì)采用單工位立臥式組合機(jī)床是合適的。(3)零件的生產(chǎn)批量零件的生產(chǎn)批量是決定采用單工位、多工位、自動(dòng)線或按中小批量生產(chǎn)特點(diǎn)設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要因素。按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年生產(chǎn)量為5萬(wàn)件，從工件外形及輪廓尺寸，為了減少加工時(shí)間，采用多軸頭，為了減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，此工序盡量在一臺(tái)機(jī)床上完成，以提高利用率。2.5組合機(jī)床切削用量及刀具的選擇選擇切削用量是否合理對(duì)組合機(jī)床的加工精度，生產(chǎn)線，刀具耐用度，機(jī)床的形式及工作穩(wěn)定性都有很大的影響。在大多數(shù)情況下，組合機(jī)床為多軸，多刀，多面同時(shí)加工。因此，所選用的切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)比一般萬(wàn)能機(jī)床單刀加工低30%左右。為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度，必須合理地確定工序余量，生產(chǎn)中常用查表給出組合機(jī)床對(duì)孔加工的工序余量。由于在本鉆床上鉆孔后重新安裝或在其他機(jī)床上加工下道工序，應(yīng)適當(dāng)加大余量，以消除轉(zhuǎn)、定位誤差的影響。6.7的孔在鉆孔后攻螺紋孔，直徑上工序間的余量0.2.2.5.2選擇切削用量確定了在組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容了，就可以著手選擇切削用量了。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的組合機(jī)床為多軸同步加工在大多數(shù)情況下，所選切削用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)比一般通用機(jī)床單刀加工低30%左右．多軸主軸箱上所有刀具共用一個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)，通常為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，工作時(shí)，要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量（mm/min）應(yīng)是適合有刀具的平均值。因此，同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）與其適應(yīng)。以滿足不同直徑的加需要，即：·=·=…=·=式中：…——各主軸轉(zhuǎn)速（r/min）…——各主軸進(jìn)給量（mm/r）——?jiǎng)恿_(tái)每分鐘進(jìn)給量（mm/min）由于變速器殼體孔的加工精度、工件材料、工作條件、技術(shù)要求都是相同的。按照經(jīng)濟(jì)地選擇滿足加工要求的原則，采用查表的方法查得：鉆頭直徑D=6.7mm,鑄鐵HB175～255、進(jìn)給量f=0.2mm/r、切削速度v=18m/min.根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度v及進(jìn)給量f）確定切削力，作為選擇動(dòng)力部件（滑臺(tái)）及夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其它傳動(dòng)件（齒輪，傳動(dòng)軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動(dòng)電動(dòng)（一般指動(dòng)力箱）功率，通過(guò)查表計(jì)算如下：布氏硬度：HB=HBmin－(HBmax－HBmin) =200－(200－160)=187由于兩面加工的孔徑相同，只是加工深度不同，故立式和臥式切削力，切削扭矩，切削功率都相同。切削力：=26=26×6.7××=1109.11N切削扭矩：=10=10×××=2363.03N·mm切削功率：==2363.03×18/(9740×3.14×6.7)=0.213kw式中：HB——布氏硬度F——切削力（N）D——鉆頭直徑（mm）f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）T——切削扭矩(N·mm)V——切削速度（m/min）P——切削功率(kw)變速器殼體的布氏硬度在HB160～200孔徑D為6.7mm，刀具的材料選擇高速鋼鉆頭（W18Cr4V），為使加工方便，減少工步，選用鉆-倒復(fù)合刀具?？准庸さ毒叩拈L(zhǎng)度應(yīng)保證加工終了時(shí)刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30～50mm的距離，以便排出切屑和刀具磨損后有一定的向前的調(diào)整量。第3章組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制前面對(duì)單工位雙面同步鉆床工藝方案及配置型式、結(jié)構(gòu)方案確定的有關(guān)問(wèn)題，它是鉆床總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。下面就以鉆床加工箱蓋總體設(shè)計(jì)的另一個(gè)問(wèn)題，既總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式——“三圖一卡”設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。3.1被加工零件工序圖1、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品狀況的圖紙，它不能用用戶提供的圖紙代替，而是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床的加工的內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。變速器殼體鉆孔組合機(jī)床的被加工零件工序圖如圖所示。圖上主要內(nèi)容：（1）被加工零件的形狀，主要外廓尺寸和本機(jī)床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技術(shù)要求，以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求等。（2）本工序所選定的定位基準(zhǔn)、夾緊部位及夾緊方向。（3）加工時(shí)如需要中間向?qū)?，?yīng)表示出工件與中間向?qū)в嘘P(guān)部位結(jié)構(gòu)和尺寸，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉。（4）被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。2、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng)（1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要圖出被本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定的比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)部位（用細(xì)實(shí)線）表清楚，凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方面用粗實(shí)線標(biāo)記。如圖中2－Φ10孔加工用定位基準(zhǔn)，機(jī)械夾壓位置及方向，均須用規(guī)定的符號(hào)表示出來(lái)。圖2被加工零件工序圖附注：1.被加工零件名稱及編號(hào)：變速器殼體；2.材料及硬度：灰鑄鐵HT200HB175-255；3.“——”上尺寸為本工序保證尺寸。（2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起，為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)出，而不采用極坐標(biāo)，但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，則須對(duì)加工部位要求位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。3.2加工示意圖1、加工示意圖的作用和內(nèi)容加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等，是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必需的重要文件。圖3為箱蓋上4孔立式鉆床加工示意圖。圖3加工示意圖在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容：（1）機(jī)床的加工方法，切削用量，工作循環(huán)和工作行程。（2）工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等。（3）主軸的結(jié)構(gòu)類型，尺寸及外伸長(zhǎng)度；刀具類型，數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸；刀具與導(dǎo)向置的配合，刀具、接桿、主軸之間的連接方式，刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。2、繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算（1）刀具的選擇刀具選擇考慮加工尺寸精度、表面粗糙度、切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素。刀具的選擇前已述及，此處就不在追述了。（2）導(dǎo)向套的選擇在組合機(jī)床上加工孔，除用剛性主軸的方案外，工件的尺寸、位置精度主要取決于夾具導(dǎo)向。因此正確選擇導(dǎo)向裝置的類型，合理確定其尺寸、精度，是設(shè)計(jì)組合機(jī)床的重要內(nèi)容，也是繪制加工示意圖時(shí)必須解決的內(nèi)容。1）選擇導(dǎo)向類型根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑d=8mm和刀具導(dǎo)向的線速度v=18m/min，選擇固定式導(dǎo)向。2）導(dǎo)向套的參數(shù)根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置，如圖4所示圖4導(dǎo)向裝置表1固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺DD1D2LL26.522152510固定裝置的配合如下表：表2固定裝置的配合導(dǎo)向類別工藝方法DDD2刀具導(dǎo)向部分外徑固定導(dǎo)向鉆孔G7（或F8）g6初定主軸類型、尺寸、外伸長(zhǎng)度因?yàn)檩S的材料為40Cr，剪切彈性模量G=81.0GPa,剛性主軸取ψ＝1／4（0）／m,所以B取7.3，根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為：dB=7.3×=16.09mm式中：d——軸直徑（mm）T——軸所承受的轉(zhuǎn)矩（N·mm）B——系數(shù)本設(shè)計(jì)中所有主軸直徑皆取d=20mm,主軸外伸長(zhǎng)度為：臥式L=115mm，立式L=100mm,D/為30/20，內(nèi)孔長(zhǎng)度為：l1=77mm.選擇刀具接桿由以上可知，多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值，而刀具的長(zhǎng)度也是一定值，因此，為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置，就需要在主軸與刀具之間設(shè)置可調(diào)環(huán)節(jié)，這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過(guò)可調(diào)整的刀具接桿來(lái)解決的。本設(shè)計(jì)所選的接桿為組合機(jī)床用接桿其參數(shù)如下表所示DD1零件編號(hào)d3Ll1螺母厚度2018莫氏1號(hào)2-LT0635-411721511012（5）確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸從保證加工終了時(shí)主軸箱端面到工件端面