雙軸臥式銑床及夾具設(shè)計(jì)

方存恩

摘要：雙軸臥式銑床是機(jī)加工中的重要組成部分，論文將結(jié)合筆者的研究工作經(jīng)驗(yàn)，分析雙軸臥式銑床及其夾具設(shè)計(jì)，為相關(guān)的研究提供一定的參考，文中的觀點(diǎn)存在一定的不足，有待進(jìn)一步的深入探討。

關(guān)鍵詞：雙軸臥式銑床；傳動(dòng)；夾具；設(shè)計(jì)

1.雙軸臥式銑床的設(shè)計(jì)

1.1傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

銑床中的傳動(dòng)裝置大部分為減速裝置，工作與工作機(jī)和原動(dòng)機(jī)之間，由蝸桿傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)組成，傳動(dòng)比固定，可以用來(lái)增大轉(zhuǎn)矩和降低轉(zhuǎn)速，能夠適應(yīng)特定的工作場(chǎng)合。

雙軸臥式銑床的工作空間有限，要盡量控制傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，選擇緊湊、效率高的機(jī)構(gòu)，并方便維護(hù)，減少維修的時(shí)間，提高其工作的效率。

1.2電動(dòng)機(jī)的選擇

電動(dòng)機(jī)的選擇要盡量采用體積小、重量輕的型號(hào)，本文設(shè)計(jì)的雙軸臥式銑床的傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩T=500N.M，輸出轉(zhuǎn)速為n=200r/min，減速結(jié)構(gòu)的功率Pw=1.047KW，估算電動(dòng)機(jī)的額定功率P=1.396KW，因而選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y90L-4，其滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min，額定功率為1.5KW，電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑為24mm，伸出端安裝長(zhǎng)度為50mm，重量為27Kg

1.3傳動(dòng)方案的選擇

本文研究的雙軸臥式銑床的總傳動(dòng)比為i=70，并要求傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率高，要盡量簡(jiǎn)化傳動(dòng)環(huán)節(jié)，以便減少故障出現(xiàn)的幾率。傳動(dòng)鏈小其能量損耗小，機(jī)器的效率也能提高，有利于提高其可靠性和傳動(dòng)的精度。在選擇傳動(dòng)方案時(shí)，需要注意幾個(gè)方面的問(wèn)題，提高傳動(dòng)效率、傳動(dòng)比和傳動(dòng)順序，每一級(jí)的傳動(dòng)比都在常用的范圍內(nèi)，傳動(dòng)件的尺寸必須協(xié)調(diào)，避免零件之間的干涉，可以分多級(jí)傳動(dòng)，改善傳動(dòng)性能。

傳動(dòng)方案示意圖

1.4減速器箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)

減速器箱體是重要部件，必須有足夠的剛度和強(qiáng)度，一般采用灰鑄鐵鑄造，其切削加工、鑄造性優(yōu)良，減震性和承壓強(qiáng)度好，采用剖分式箱體，傳動(dòng)軸線與剖分面在同一平面內(nèi)。箱體的設(shè)計(jì)目前還沒(méi)有完整的理論設(shè)計(jì)方法，一般是在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，方便制造、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。為了確保減速器的正常工作，要重視齒輪、軸、軸承和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要考慮潤(rùn)滑油、排油等油面高度方面的內(nèi)容。為了檢查傳動(dòng)零件的齒合情況，要向箱體內(nèi)注入潤(rùn)滑油，在箱體的上部適當(dāng)?shù)脑O(shè)置觀察孔，為了密封安全，采用通氣器和排油孔一體的設(shè)計(jì)。減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)的壓力增大，氣體膨脹，為了確保受熱氣體能自由排出，通常在箱體頂部裝通氣孔。采用圓形油標(biāo)，可以保證箱體的完整，油面指示器應(yīng)設(shè)置在易于觀察的部位。

1.5聯(lián)軸器的選擇

聯(lián)軸器主要有高速軸輸入端聯(lián)軸器和減速器之間的聯(lián)軸器，本文采用的載荷系數(shù)為K=1.5，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T=360N.M，工作轉(zhuǎn)速為1400r/min，高速軸輸入端聯(lián)軸器的型號(hào)為

TL5 YA30×62/JA28×44 GB/T4324-84，合乎設(shè)計(jì)的需求。減速器之間的聯(lián)軸器選用的型號(hào)為TL7 YA40×60/JA40×82 GB/T4324-84，合乎設(shè)計(jì)的需求。

2.夾具設(shè)計(jì)

夾具的設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際加工零件的需求進(jìn)行分析，以氣門搖臂軸支座零件為例，需要設(shè)計(jì)銑直徑為18mm的孔兩端面的銑夾具，端面的表面粗糙度小于3.2um，圓跳動(dòng)小于0.05mm，采用兩把高速鋼三面刃銑刀，同時(shí)銑削兩個(gè)端面。在擬定定位方案和選擇定位元件時(shí)，以某一面的直徑為11mm的孔作為基準(zhǔn)，加一個(gè)防轉(zhuǎn)銷，限制其他五個(gè)自由度，這樣就限制了全部六個(gè)自由度，定位元件采用帶臺(tái)肩的定位銷。由于加工的要求不高，定位銷與定位孔為任意邊接觸，一般的定位精度足夠。采用M8螺母將工件軸夾緊在定位銷上，用雙螺母將定位銷和夾具固定工件軸下端。對(duì)刀裝置的塞尺符合GB2240-80標(biāo)準(zhǔn)，尺寸偏差為0/-0.014mm，計(jì)算時(shí)把尺寸化為雙向?qū)ΨQ偏差。夾具安裝面與對(duì)刀塊工作表面的垂直度、夾具安裝面與定位銷軸線的平行度都為0.03mm。

3.雙軸臥式銑床及夾具設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

3.1要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行，禁止有隨意性的設(shè)計(jì)行為，在設(shè)計(jì)之前需要經(jīng)過(guò)充分的調(diào)研，論證其可行性和經(jīng)濟(jì)性；

3.2設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)必須明確，去電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、齒輪類型、傳動(dòng)比、軸的類型、鍵的型號(hào)等，確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性；

3.3要驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)、應(yīng)力范圍、壽命等，確保在要求的范圍內(nèi)；

3.4結(jié)合先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)輔助制造，這樣能減少很多不必要的工作，提高設(shè)計(jì)的精度，此外，還能進(jìn)行模擬計(jì)算，如有限元分析，充分論證。

4.結(jié)束語(yǔ)

雙軸臥式銑床是機(jī)械制造中的重要設(shè)備，因而研究雙軸臥式銑床及夾具設(shè)計(jì)，對(duì)于改善設(shè)備的性能，提高加工的精度，優(yōu)化結(jié)構(gòu)等具有積極的意義。

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