自制铣榫机主轴进给部分设计【三维PROE】【含8张CAD图纸】.zip

I摘 要铣榫机发展已有多年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也深入到很多行业。是当前急需制造业实现产品更新，进行技术改造，提高木工行业生产效率和高速发展必不可少的设备之一。本次自制铣榫机是利用电机经过皮带传动带动刀具实现主运动，滑块带动工件横向运动完成榫头加工。设备具有结构简单、操作方便、维修容易、成本较低等优点。本次设计的铣榫机主轴及进给装置，由 V 带传动机构、滚珠丝杠螺母进给机构、导向机构组成。本课题重点研究自制铣榫机主轴箱结构的设计和计算。本文首先，调查了铣榫机的研究及现况；接着，通过现有铣榫装置原理进行分析提出了铣榫机主轴及进给装置总体布置方案，并通过对比传动方案优缺点细化了总体结构方案；然后，对各主要机构及其零件进行设计；最后，绘制了本装置的装配图和主要零件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD、软件，对今后的工作与生活具有极大意义。关键词：铣榫；进给；带传动；滚珠丝杠IIAbstractThe development of tenon milling machine has a long history. Its scientific research and production have a considerable foundation, and its application has also penetrated into many industries. It is one of the necessary equipment for the manufacturing industry to realize product renewal, technological transformation, and improve the production efficiency and rapid development of the woodworking industry. The self-made tenon milling machine uses the motor to drive the cutter through the belt drive to realize the main movement, and the slide block drives the workpiece to complete the tenon processing. The equipment has the advantages of simple structure, convenient operation, easy maintenance and low cost. The main shaft and feed device of the tenoning machine designed in this paper are composed of V-belt drive mechanism, ball screw nut feed mechanism and guide mechanism.This paper focuses on the design and calculation of the spindle box structure of the self-made tenoning machine. Firstly, this paper investigates the research and current situation of the tenoning machine; secondly, through the analysis of the principle of the existing tenoning device, it puts forward the general layout plan of the main shaft and feed device of the tenoning machine, and refines the overall structure plan by comparing the advantages and disadvantages of the transmission plan; secondly, it designs the main mechanisms and parts; finally, it draws the assembly drawing and main parts drawing of the device.Through this design, we have consolidated the professional knowledge learned by the University, such as: mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, etc.; we have mastered the design method of common mechanical products and can skillfully use AutoCAD and software, which is of great significance to our work and life in the future.Key words: Milling Tenon; Feed; Belt Drive; Ball ScrewIII目 录摘摘 要要.IABSTRACT .II第第 1 章章 绪绪 论论.11.1 课题背景及意义.11.2 铣榫机概述.11.3 国内外研究现状.21.3.1 国外研究状况.21.3.2 国内研究状况.2第第 2 章章 总体方案设计总体方案设计.42.1 设计要求.42.2 方案选择.42.2.1 总体布置.42.2.2 动力类型的选择.42.2.3 传动机构选择.52.3 方案确定.5第第 3 章章 整机参数选择与计算整机参数选择与计算.73.1 切削用量的确定.73.1.1 切削用量选择.73.1.2 确定切削力、切削转矩、切削功率.73.1.3 确定主轴类型、尺寸、外伸长度.83.2 电动机选择.83.2.1 电动机概述.83.3.2 选择电动机系列.93.2.3 选择电动机功率.93.3 运动和动力参数计算.10第第 4 章章 主要零部件的设计与校核主要零部件的设计与校核.114.1 V 带传动的设计.114.1.1 V 带传动概述 .114.1.2 V 带的基本参数计算 .114.1.3 带轮结构的设计.134.2 滚珠丝杆副的选型与校核.134.2.1 型号选择.144.2.2 滚珠丝杠稳定性验算.154.2.3 滚珠丝杠刚度验算.16IV4.2.4 滚珠丝杠效率验算.174.3 传动轴的设计.174.3.1 尺寸与结构设计计算.174.3.2 强度校核计算.184.4 轴承及键的选用与校核.194.4.1 轴承.194.4.2 键.204.5 导向轴的设计.204.6 机座的设计.20总总 结结.22参考文献参考文献.23致致 谢谢.241第 1 章 绪 论1.1 课题背景及意义自制铣榫机是利用电机经过皮带传动带动刀具实现主运动，滑块带动工件横向运动 完成榫头加工.设备具有结构简单、操作方便、维修容易、成本较低等优点。毕业设计作为大学里一个实践性教学环节，对巩固所学专业课程和基础课程起着非常重要的作用。毕业实习作为毕业设计的主要内容，是增加学生感性认识、提高理论联系实际的一个必不可少过程。通过毕业设计能够培养学生综合运用基础理论和专业知识独立解决工程实践能力，通过调查研究，收集资料，现场学习，使学生初步具有工程结构设计、解决生产中实际问题以及在总结编写设计资料设计论文的能力。通过毕业实习，可以培养学生严肃认真的工作作风，培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册的能力，培养学生独立思考、解决实际问题的能力。总之，毕业设计对提高毕业生全面素质具有很重要的意义。1.2 铣榫机概述加工木制品榫头（阳榫）的木工机床。开榫机有直榫开榫机和燕尾榫开榫机两类，前者又分为单头和双头两种，后者又分为立式和卧式两种。单头直榫开榫机 有 46 根主轴，分别由单独的电动机驱动。6 轴开榫机有 4 个工位,各轴的配置为：1 个圆锯轴、2 个水平铣刀轴、2 个垂直铣刀轴和 1 个中槽铣刀轴，分别用来截齐端头和铣削榫颊、榫肩、中槽。刀轴距离可以调节，工件夹紧在活动工作台上，用手推送至各刀轴处加工。双头直榫开榫机 实际上是两台位于工件两侧的单头直榫开榫机的组合用于两端同时开榫。工件压紧在两条同步运转的履带送料装置上向刀轴进给。移动活动立柱可调节榫槽宽度，这种榫槽机生产率高，适用于大批量生产。燕尾榫开榫机 用于加工贯通燕尾榫或半隐燕尾榫。燕尾形铣刀装在垂直主轴上，两块板料工件互相垂直地夹紧在工作台上。工作台沿靠模作“U”字形轨迹的运动,同时加工出阴阳燕尾榫。也有工作台固定，刀轴作“U”字形轨迹运动的。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究状况1952 年美国生产出了第一台数控机床，此后，日本、德国、意大利等国家的一些木工机床的制造厂家应用机电一体化技术，相继推出了各种先进的机床。目前，螺纹加工机床已经与液压系统，气压系统和数控系统结合生产出了很多先进的铣榫机，例如：西班牙的才 CMA 铣榫机系列，等等。目前，机床加工正在向复合化，高速化，精密化，高效能化，智能化，环保化方向发2展而螺纹加工正在向高效率，高自有度，高生产率，高自动化，高定位速度和高切削速度，低成本方向发展。1.3.2 国内研究状况我国自改革开放以来，虽然机床加工机械的技术水平及产品质量有着显著的提高，但与先进的发达国家相比差距较大，主要存在的问题有：水平低、仿制多、品种少、自动化程度不高，外观质量不高，机床机械合格率低，远低于同类机械产品的平均合格率。螺纹加工机床和其他机床一样发展缓慢。但在中、高档数控机床方面，与国外一些先进产品相比，仍存在较大差距。螺纹加工的数控化程度也很低。虽然我国现在的水平很低不过我们有很好的发展前景：首先，我国的政策调整有利于车床行业的发展；第二，产业转移给车床行业的发展带来了机遇；第三，下游行业成长较快；第四，数控车床消费增长较快。而螺纹加工的铣榫机只是车床中的一个部分，当然也具有很好的发展前景。目前国内有很多的组合机床仍然采用继电器控制，使用不便，且较为落后。而国外同行业则较多采用 PLC 先进技术集成控制来实现生产自动化，已形成一系列自动化程度较高的生产流水线，大大提高了生产效率和节省了成本。3第 2 章 总体方案设计2.1 设计要求自制铣榫机是利用电机经过皮带传动带动刀具实现主运动，滑块带动工件横向运动 完成榫头加工.设备具有结构简单、操作方便、维修容易、成本较低等优点。本课题重点研究自制开榫机主轴箱结构的设计和计算。给定参数：床身尺寸，长宽高=12001000400mm。2.2 方案选择2.2.1 总体布置根据设计要求，床身尺寸，长宽高为 12001000400mm，因此采用如下图示跨距为 1000mm 的龙门式结构，两侧立柱与床身通过螺栓连接。主电机通过主轴传动机构带动主轴旋转，进给电机通过进给传动机构带动主轴轴向进给。其总布置方案如下图 2-1 所示。图 2-1 总布置方案图2.2.2 动力类型的选择在机械系统设计过程中，原动机的选择是非常重要的一个环节，因为它直接影响到动力输出的稳定性、系统运行效率和总体结构。现代机械中，常见的原动机有热机、电动机、4液动机和气动机，各自具有不同的特点和应用。热机包括蒸汽机和内燃机，其应用