没有吧木工仿形车床设计毕业设计说明书

华东交通大学理工学院毕业设计华东交通大学理工学院毕业设计 题目：题目：木工仿形车床设计木工仿形车床设计 学学院院 ：机电工程分院机电工程分院 姓姓名名 ： 刘九四刘九四 学学号号 ： 2011041022051720110410220517 专专业业 ：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 指导教师姓名：指导教师姓名：林金龙老师林金龙老师 职职称称 ：讲师讲师 第 2页 2 摘要 木工仿形车床， 它由床身、安装在床身的导轨尾部的尾座、安装在床身的导轨中部的刀 架、安装在床身头部的床头箱、安装在床头箱上的主轴及其上的卡盘、安装 在床头箱上的电机、安装在电机轴和主轴及床头箱上的变速传动装置所构 成，其特征在于所说的变速传动装置由固定在主轴端部的从动变速三角带轮 的固定半轮、套装在主轴上且与固定半轮插合的从动变速三角带轮的可动半 轮、以轴承安装在可动半轮端部的推拉臂、安装在推拉臂和床头箱之间的压 簧、固定在推拉臂上与主轴平行并可在床头箱的孔中滑动的齿条、与齿条啮 合端部穿过床头箱的齿轮轴、以小轴安装在齿轮轴端部的开口槽中且带有手 柄的偏心轮、安装在电机轴或其连接轴上的主动变速三角带轮的可动半轮和 固定半轮、安装在可动半轮和电机轴或其连接轴端部的挡圈之间的压簧以及 安装在主动和从动变速三角带轮上的三角皮带所构成。用木工车刀加工木料 旋转表面或复杂外形面的木工仿形机床。 木工仿形车床 工件装夹在卡盘内，或支承在主轴及尾架两顶尖之 间作旋转运动。 车刀装在刀架上， 由溜板箱带动作纵向或横向进给运动， 也可手持车刀靠在托架上进给。 木工仿形车床主要用于车木楼梯栏杆，床柱、桌椅脚、圆木柄、椭圆 等制品的加工。 第 3页 3 目目录录 摘要 1.O 引言.1 1.1.1 木工车床的历史 1 1.1.2 木工车床的发展 2 1.1.3 市场分析3 1.1.4 生产分析.3 1.1.5 综合分析.3 1.2 木工车床的基本结构.4 1.2.1 机床本体 4 1.2.2 按加工工艺分类 4 1.2.3 木工车床按驱动装置的特点分类 4 1.2.4 木工车床的特点.4 1.2.5 木工车床的应用范围.4 第二章主传动系统设计 5 2.1 概述5 2.2 床主传动系统的特点. 5 2.2.1 主传动系统的配置方式. 6 2.2.2 主传动系统的主轴电动机的选型6 2.2.3 交流主轴电机的调速. 8 2.2.4 分级变速齿轮箱的传动系统设计.9 3.2.5 主传动系统组件的结构形式.13 第三章伺服进给系统的结构设计与计算13 3.1 伺服进给传动系统概述.13 3.2 步进电动机及开环进给控制.14 3.3 纵向进给系统的设计计算.15 3.3.1 设计参数 15 3.3.2 纵向进给切削力的确定.16 3.3.3 纵向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型16 3.3.4 纵向进给减速齿轮的设计与校核.19 3.3.5 纵向进给步进电动机的计算和选型.20 3.4 横向进给系统的设计计算.23 3.4.1 横向进给切削力的确定.23 3.4.2 横向进给切削力的确定.23 3.4.3 横向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型24 3.4.4 横向进给减速齿轮的设计与校核.25 第 4页 4 3.4.5 横向进给步进电动机的计算和选型.28 3.5 滚珠丝杠的安装 30 3.5.1 滚珠丝杠的安装形式.30 4.5.2 滚珠丝杠轴承的校核.31 3.5.3 消除齿轮间隙的措施：.34 第四章自动回转刀架的设计 35 4.1 自动回转刀架主要类型及特点.35 4.2 自动回转刀架的设计计算.36 4.2.1 自动回转刀架步进电动机的选用.36 4.2.2 自动回转刀架的蜗轮蜗杆设计计算.36 结论参考文献. 致谢.40 绪论 传动系统 传动方案设计 确定各级传动比 设计带传动 皮带类型 根数，基准长度=，皮带轮设计 设计齿轮传动 齿数模数，厚度等参数 齿轮的变位 轴设计 1,2 轴结构设计、/、强度设计， 轴承设计与计算 进给系统 横向进给 径向进给 机体的设计 总结 展望 参考文献 致谢 第 5页 5 第一章第一章 概述概述 1.O 引言 木工车床，它由床身、安装在床身的导轨尾部的尾座、安装在床身的导轨中 部的刀架、 安装在床身头部的床头箱、 安装在床头箱上的主轴及其上的卡盘、 安装在床头箱上的电机、安装在电机轴和主轴及床头箱上的变速传动装置所 构成，其特征在于所说的变速传动装置由固定在主轴端部的从动变速三角带 轮的固定半轮、套装在主轴上且与固定半轮插合的从动变速三角带轮的可动 半轮、以轴承安装在可动半轮端部的推拉臂、安装在推拉臂和床头箱之间的 压簧、固定在推拉臂上与主轴平行并可在床头箱的孔中滑动的齿条、与齿条 啮合端部穿过床头箱的齿轮轴、以小轴安装在齿轮轴端部的开口槽中且带有 手柄的偏心轮、安装在电机轴或其连接轴上的主动变速三角带轮的可动半轮 和固定半轮、安装在可动半轮和电机轴或其连接轴端部的挡圈之间的压簧以 及安装在主动和从动变速三角带轮上的三角皮带所构成 。 1.1.1 木工车床的历史木工车床的历史 用于加工木材的车床出现较早。15世纪末，欧洲有了人力、畜力、 风力和水力驱动的简单木工锯机。1791年，英国的S.边沁先后发明了平 刨床、单轴木工铣床、镂铣机和木工钻床等。1805 年，英国的M.I.布津 内尔发明圆锯机。1828年，美国的W.伍德沃思发明压刨机。1834年，美 国的G.佩奇和J.A.费伊分别发明榫槽机和开榫机。1880 年 ，发明了框 锯机。1900年，发明了多联带锯机。此后随着电子技术和计算机技术的 发展，各种自动木工机床相继出现。 1.1.2木工车床的发展木工车床的发展 国内木工机械以山东青岛，广东伦教较为集中。 改革开放以来，以 第 6页 6 前的老国有企业纷纷改制，转变经营理念，像哈尔滨木工机械，苏州福 马集团，山西榆次热压机厂，山东威海木工机械厂，青岛木工机械总公 司等等，都完全转变为市场经营体制。 砂光机以德国，意大利见长，台湾产砂光机在 50-80 年代占据了中 低端市场，近二十年来，大陆产砂光机异军突起，在大陆及世界各地运 转生产，但是质量仍然有待提高，质量及性价比上以青岛千川木业设备 有限公司的“千川”牌，青岛建成豪，新动力等市场占有率较高，目前在 国内山东临沂，菏泽，江苏邳州，浙江嘉善，南浔，福建莆田，广西， 四川等木业加工密集地区都有大量分布；目前我国的木工机械出口势头 甚猛，主要市场以第三世界国家为主，东南亚，南亚地区为主，有些质 量比较好的甚至出口到美洲，欧洲市场。 总之，我国的木工机械发展已经有了很大提高，但是质量上仍然亟 需提高才能在世界木机之林占有一席之地。 1 1.11.3 3 市场分析市场分析 据国内资料统计，订购新的木工车床的交货周期一般较长，往往不能满 足用户需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。 1 1.11.4 4 生产分析生产分析 在现代木材制造工业中，多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的 比重。 若要完成这些生产任务， 不外乎选择通用机床、 专用机床或木工车床， 其中木工车床是最能适应这种生产需要的。 1 1.11.5 5 综合分析综合分析 木工机电一体化技术的新成果不断涌现， 木工机械从纯粹机械产品想机 电一体化技术过渡，数控机械的普及率大大提高，加强数控数控技术在木工 机床上的应用，重视和发展数控车床，以适应多品种小批量生产需要的木工 机械，发展木材加工机械的新产品 第 7页 7 。 1.2 木工车床的基本结构木工车床的基本结构 1.2.11.2.1 机床本体机床本体 木工车床的机床本体与传统机床相似， 由主轴传动装置、 进给传动装置、 床身、工作台以及辅助运动装置 1.2.21.2.2 按加工工艺方法分类按加工工艺方法分类 木材切削类木工车床 有木工车床、刨床、钻床、磨床等。 1.3.31.3.3 木工车床按驱动装置的特点分类木工车床按驱动装置的特点分类 1开环控制木工车床 控制系统不带反馈装置，使用功率步进电动机为伺服执行机构。 开环控制系统结构简单，成本低。但是不能进行误差校正，步进电动机的失 步、步距角误差、齿轮与丝杠等的传动误差将影响被加工零件的精度。开环 系统仅适用于加工精度要求不是很高的中小型木工车床，特别是简易小型经 济型木工车床。 第 8页 8 2半闭环控制木工车床 半闭环控制木工车床的特点是，在伺服电动机的轴或木工车床的传动丝 杠上装有角度检测的装置（如光电编码器等） ，通过检测丝杠的转角间接地 检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，对误差进行修正。半 闭环数控系统的调试比较方便，且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测 装置和伺服电动机设计成一体，并使结构更加紧凑。 3闭环控制木工车床 闭环控制木工车床的特点是在机床移动部件上直接安装直线位移检测 装置，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比 较，用差值对机床进行控制，且使移动部件 第 9页 9 1.41.4 木工车床的特点木工车床的特点 1对加工对象的适应性强 在木工车床上改变加工零件时，只需重新编制（更换）程序，输入新的 程序就能实现新零件的加工。 2生产效率高 木工车床能有效的减少机动时间和辅助时间，每一道工序都能选用最有 利的切削用量，选用了很高的空行程运动时间。因而消耗在快进、快退、和 定位的时间比手工少得多 3.加工精度高 木工车床加工精度高，比手工加工精度高，适合对工件尺寸要求高的生 产 4良好的经济效益 在单件、 小批量生产的情况下， 可以节省工艺装备费用、 辅助生产工时、 生产管理费用及降低废品率，从而能够获得良好的经济效益。 1.4.21.4.2 木工车床的应用范围木工车床的应用范围 木工车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的 运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切 削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹 中完成多个工序的加工，提高加工精度和生产效率，尤其适合于复杂形状回 转类零件的加工。 第 10页 10 第二章主传动系统设计第二章主传动系统设计 2.1 概述概述 主传动系统是实现机床主运动的传动系统，它具有一定的转速和一定的变速 范围，能方便地实现运动的开停、变速、换向和和制动。 主传动系统包括电动机、传动系统和主轴部件，相比普通车床的主传动系统 结构上比较简单，因为变速功能由主轴电动机的无级调速来承担，省去了复 齿轮变速机构，只有二级或三级齿轮变速系统以扩大电动机无级调速的变速 范围。 2.1.12.1.1 木工车床主传动系统的特点木工车床主传动系统的特点 与普通机床比较，木工车床主传动系统具有下列特点： 1) 转速高、功率大。使木工车床能进行大功率切削和高速切削，实 现高效率加工。 2) 变速范围宽。一般 Rn100,以保证加工时能选用合理的切削用 量，获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。 3) 主轴变速迅速可靠。木工车床的变速是按照控制指令自动进行 的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。 主轴组件的耐磨性高，使传动系统具有良好的精度保持性。 第 11页 11 2.1.22.1.2 木工车床主传动系统的设计要求 1) 主轴具有一定的转速和足够的转速范围、 转速级数，以实现运动 的开停、变速、换向和和制动。 2) 主电动机具有足够的功率，机构和元件具有足够的强度和刚度， 以满足机床的动力要求。 3) 主传动的有关结构，主轴组件要有足够高的精度、抗振性，热变 形和噪声小，传动效率高，以满足机床的工作性能要求。 4) 操纵灵活可靠，调整