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畢 業(yè) 論 文 ﹙設(shè) 計(jì)﹚ 開 題 報(bào) 告
題 目 X52K型立式銑床立銑頭設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 鄭 巍 學(xué)號(hào) 0615092005
所在院(系) 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師 張 政 武 (副 教 授)
2008年 3月10日
題 目
X52K型立式銑床立銑頭設(shè)計(jì)
一、 選題的目的及研究意義
（現(xiàn)代機(jī)械加工過程中機(jī)械設(shè)備----機(jī)床的重要性）
目前機(jī)床的發(fā)展趨勢、應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著制造業(yè)的發(fā)展，高速度、高效率、高精度和高剛度已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)床發(fā)展的主要方向。為了滿足當(dāng)前機(jī)床市場的需要，銑床已經(jīng)成為了當(dāng)今機(jī)械行業(yè)一個(gè)重要的發(fā)展趨勢，特別是在工業(yè)制造，加工過程中有著舉足輕重的地位。設(shè)計(jì)的題目是設(shè)計(jì)x52k立式銑床立銑頭設(shè)計(jì)。其主要講述的是x52k立式銑床立銑頭的總體設(shè)計(jì)。該銑床主軸是靠齒輪進(jìn)行傳動(dòng)的。主軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)形式采用集中式傳動(dòng)，主軸變速系統(tǒng)采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、壽命長，傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
我的 畢業(yè)設(shè)計(jì)為：X52K型立式銑床立銑頭設(shè)計(jì) 。
一、X52K型立式銑床外觀圖、電機(jī)概況、銑床特點(diǎn)
(一) X52K型立式銑床外觀圖
1為縱向左右進(jìn)給，
2為十字操作手柄，控制工作臺(tái)垂直升降和前后進(jìn)給
3為操作按鈕臺(tái)，SB5為快速按鈕，
SB3起動(dòng)按鈕
SB1停止按鈕
4為后操作臺(tái)
SA1為圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開關(guān)
SA3為冷卻電機(jī)轉(zhuǎn)換開關(guān)
主電機(jī)換向用轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5和電源開關(guān)QF在兩邊床腳
（二）X52銑床電動(dòng)機(jī)
? X52K銑床有3臺(tái)電動(dòng)機(jī)：
? M1為主電動(dòng)機(jī)，功率7.5KW，用換相轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5選擇主軸的轉(zhuǎn)向，停車時(shí)采用電磁離合器制動(dòng)。
? M2電機(jī)為工作進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，功率為1.5KW。快速移動(dòng)通過電磁離合器械接通快速傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)。
? M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。
（三）X52銑床的特點(diǎn)
? 用換相轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇主電機(jī)的制動(dòng)；
? 主運(yùn)動(dòng)采用電磁離合器制動(dòng)；
? 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速，均有瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)；
? 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)各有單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)的快速移動(dòng)利用電磁離合器接上進(jìn)給的快速傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)；
? 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)是聯(lián)鎖的，只有起動(dòng)主運(yùn)動(dòng)后，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)才能起動(dòng)工作；
? 工作臺(tái)6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) ，具有完備的聯(lián)鎖。
? 具備多地點(diǎn)控制環(huán)節(jié)；
? 具有短路、零壓、過載和超程保護(hù)。
近年來，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成就，為機(jī)床設(shè)計(jì)提供了大量的測試數(shù)據(jù)，理論研究也有的新的發(fā)展尤其是電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使機(jī)床設(shè)計(jì)開始進(jìn)入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段。將有可能利用計(jì)算機(jī)所需的大量資料進(jìn)行檢索，自動(dòng)地多設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較分析，從而選出最佳方案。也對主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的計(jì)算。
我們研究機(jī)床設(shè)計(jì)的意義在于：通過機(jī)床設(shè)計(jì)培養(yǎng)和鍛煉自身的工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。
二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等
（國內(nèi)外在機(jī)（械）床設(shè)計(jì)方面）
一、銑削概述和現(xiàn)狀
（一）銑削加工及特點(diǎn)
銑削加工是在銑床上用銑刀的旋轉(zhuǎn)和工件的移動(dòng)來加工工件，銑刀的旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)，工件的移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
銑刀是多齒刀具，切削過程中同時(shí)參加工作的刀刃數(shù)多，可采用較大的切削用量，因此，銑削的生產(chǎn)率較高。銑削時(shí)，銑刀上的每個(gè)刀齒都是間歇地進(jìn)行切削，刀齒與工件接觸時(shí)間短，散熱條件好，有利于延長銑刀使用壽命。但由于銑刀刀齒的不斷切入、切出，銑削力不斷變化，因而銑削容易產(chǎn)生振動(dòng)。同時(shí)，因?yàn)殂娤骷庸し秶鷱V，所以銑刀的制造和刃磨比較困難。
銑削加工的精度比較高，一般經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9~IT8級(jí)，表面粗糙度Ra值為12.5-1.6μm。必要時(shí)，銑削加工精度可高達(dá)IT5級(jí)，表面粗糙度Ra值可達(dá)0.20μm。
（二）銑床
銑床種類很多，常用的有臥式萬能銑床和立式銑床，除此外還有工具銑床、龍門銑床、仿形銑床及專用銑床等。
1．臥式萬能銑床
臥式萬能銑床是銑床中應(yīng)用最多的一種，它的主軸是水平的，還可配有立銑頭，完成立銑各種工作。
2．立式銑床
立式銑床與臥式銑床的區(qū)別在于其主軸垂直于工作臺(tái)，有的立式銑床其主軸還可相對于工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一定的角度。它可利用立銑刀和端銑刀進(jìn)行銑削加工，是生產(chǎn)中加工平面及溝槽效率較高的一種機(jī)床。
3．龍門銑床
龍門銑床是一種大型銑床。銑削動(dòng)力頭安裝在龍門橫梁或立柱導(dǎo)軌的刀架上，一般有三至四個(gè)銑削動(dòng)力頭。在橫梁上的垂直刀架可左右移動(dòng)，在立柱上的側(cè)刀架作上下移動(dòng)。每個(gè)刀架都能沿主軸進(jìn)行軸向調(diào)整，并可按生產(chǎn)需要旋轉(zhuǎn)一定角度，其工作臺(tái)帶動(dòng)工件做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？梢杂勉娤鲃?dòng)力頭帶動(dòng)的刀具同時(shí)銑削，所以生產(chǎn)率很高。
這種機(jī)床適于銑削平面、垂直面、傾斜面、導(dǎo)軌面，特別是長度大的工件表面加工。由于生產(chǎn)率較高，適用于成批大量生產(chǎn)的粗精加工。
4．?dāng)?shù)控銑床
數(shù)控銑床是由機(jī)床本體、數(shù)控裝置、液壓泵站、中頻電源機(jī)組四部分組成，并配有紙帶穿孔機(jī)。該機(jī)床加工零件時(shí)，只需將預(yù)先編制好的程序輸入數(shù)控裝置，機(jī)床就能自動(dòng)工作直至完成零件加工。
數(shù)控銑床用來加工齒輪、樣板、模具等形狀復(fù)雜、精度高、難度大、批量大的零件。
二、發(fā)展趨勢
世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家通過發(fā)展數(shù)控技術(shù)、建立數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)，促使制造業(yè)跨入 一個(gè)新的發(fā)展階段，給國民經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)帶來了巨大的變化。數(shù)控機(jī)床是世界第三次 產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容，它不但是機(jī)電工業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，還是汽車、石化、電子 和現(xiàn)代醫(yī)療裝備等產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的主要手段。雖然數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)本身的產(chǎn)值遠(yuǎn)不如汽車、化工等產(chǎn)業(yè)，但高效的數(shù)控機(jī)床給制造業(yè)帶來了現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式以及高倍率 的效益增長，這是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大源動(dòng)力。特別是數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)的擴(kuò)
展與延伸所產(chǎn)生的輻射作用和波及效果，足以給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、 制造方式及管理模式等帶來深刻的變化。
三、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等
制造業(yè)是一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，機(jī)械制造是制造業(yè)的核心。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使得傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對國民經(jīng)濟(jì)起著越來與重要的作用。當(dāng)前數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展的趨勢：
1、高速、精密化 2、可靠性 3、數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)CAD化、功能多樣化 4、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化 5、開放性 6、復(fù)合性 7、串行總線計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 8、重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建
機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的方法
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的步驟設(shè)計(jì)類型而不同。創(chuàng)新設(shè)計(jì)可分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)等四個(gè)階段。
（一）產(chǎn)品規(guī)劃階段
產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場調(diào)查與預(yù)測的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制定設(shè)計(jì)任務(wù)書。
在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運(yùn)用技術(shù)預(yù)測、市場學(xué)、信息學(xué)等理論和方法來解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題。
1、 需求分析
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是為了滿足市場的要求，而市場的需求往往是不具體的，有時(shí)是模糊的 、潛在的，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。需求分析的任務(wù)是使這些需求具體化和恰到好處。明確設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。需求分析的任務(wù)本身就是設(shè)計(jì)工作的一部分，是設(shè)計(jì)工作的一部分，是設(shè)計(jì)工作的開始，而且自始至終指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。
需求分析一般包括對銷售市場和原材料市場的分析
1、 調(diào)查研究
調(diào)查研究包括市場調(diào)研、技術(shù)調(diào)研和社會(huì)環(huán)境調(diào)研三個(gè)部分
2、 預(yù)測
定性預(yù)測和定量預(yù)測
3、 可行性分析
4、 編制設(shè)計(jì)任務(wù)書
(二) 方案設(shè)計(jì)階段
1、對設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象
2、建立功能結(jié)構(gòu)
3、尋求原理與求解方法
4、初步設(shè)計(jì)方案的形成
5、設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與賽選
（三） 技術(shù)設(shè)計(jì)階段
1、確定結(jié)構(gòu)原理方案
2、總體設(shè)計(jì)
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（四）工藝設(shè)計(jì)階段
1、零件圖設(shè)計(jì)
在零件圖中包含了為制造零件所需的全部信息，這些信息包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度、材料和熱處理要求、其他特殊技術(shù)要求等。
2、完善裝配圖
在繪制零件圖時(shí)，更加具體地從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化等方面進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不可避免地要對技術(shù)設(shè)計(jì)階段提供的裝配圖做些修改
3、編寫技術(shù)文檔
三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）方案進(jìn)行說明，論文要寫出相應(yīng)的寫作提綱
（一）x52k型立式銑床立銑頭的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求
1、 x52k型立式銑床立銑頭應(yīng)滿足的基本要求
x52k型立式銑床立銑頭應(yīng)滿足如下的要求：
1）具有足夠的靜剛度和剛度。
2）具有良好的快速響應(yīng)性，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高。
3）抗震性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪音。
4）具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量，以適應(yīng)不同加工材料，使用不同的零件加工要求，有更廣泛的加工范圍。
5）立銑頭的傳動(dòng)精度和定位精度要高
6）機(jī)構(gòu)簡單，加工和裝配工藝性好。 調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活，便于安裝、調(diào)試。
（二）X52k立式銑床立銑頭設(shè)計(jì)的步驟：
X52k立式銑床立銑頭設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工作大體的可分為三個(gè)步驟：
1、調(diào)查研究
調(diào)查研究的內(nèi)容一般包括有：
①學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)的方針、政策，明確設(shè)計(jì)要求；
②到使用單位調(diào)查了解所涉及機(jī)床所要承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)和加工工藝，了解使用單位的對機(jī)床的要求；
③到制造單位調(diào)查，了解制造廠的設(shè)備條件、技術(shù)能能力和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；
④收集國內(nèi)外同類型機(jī)床的技術(shù)文獻(xiàn)和圖紙資料，并注意調(diào)查它的結(jié)構(gòu)性能、使用和制造情況等，尤其注意了解新技術(shù)在同類機(jī)床上應(yīng)用的情況，以及在設(shè)計(jì)新機(jī)床時(shí)將要進(jìn)行那些科學(xué)試驗(yàn)；
⑤對于新采用的工藝和結(jié)構(gòu)，必須先經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)取得足夠的數(shù)據(jù)后，才能應(yīng)用于設(shè)計(jì)。
2、方案擬定
在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，通?？蓴M定出多個(gè)方案進(jìn)行比較分析。每個(gè)方案所包括的內(nèi)容有：工藝分析、主要技術(shù)參數(shù)、總體布局、主要部件的結(jié)構(gòu)草圖、試驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等
在制定方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
①處理好使用和制造之間的關(guān)系：應(yīng)首先滿足使用要求，其次是盡可能便于制造。
②注意傾聽各方面意見，經(jīng)過分析比較，去粗取精，最后形成一個(gè)比較使用方案。
③ 實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)必須以生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，凡是未經(jīng)實(shí)踐考驗(yàn)的方案，必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明可考后采用與設(shè)計(jì)，
④繼承性和創(chuàng)造性的相結(jié)合，盡量采用先進(jìn)技術(shù)，迅速提高生產(chǎn)力。
3、工作圖設(shè)計(jì)
首先，繪制X52k立式銑床立銑頭設(shè)計(jì)總裝圖。為使各零部件能溝通是比較協(xié)調(diào)的進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般應(yīng)畫出機(jī)床的總體尺寸參數(shù)圖，在圖中確定各部件的輪廓尺寸和各部件有聯(lián)系的相關(guān)尺寸，以保證各部件在空間不發(fā)生干涉并能配合工作。同時(shí)畫出機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，并進(jìn)行必要的計(jì)算。
4、說明書的撰寫
在銑床上銑削時(shí)，為了適應(yīng)不同零件的加工，常常采用各種附件如壓板、角鐵、V形鐵、平口鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、立銑頭、分度頭以及組合夾具等。這些附件的應(yīng)用，擴(kuò)大了銑削的加工范圍。
1、 平口鉗
又稱虎鉗，其構(gòu)造簡單，夾緊牢靠。尺寸規(guī)格以鉗口寬度表示，通常在100~200毫米之間。它底部有兩個(gè)定位鍵與工作臺(tái)中間的T 形槽配合定位，然后再用兩只T 形螺栓固緊在銑床工作臺(tái)上。可用于對小型和形狀規(guī)則件的夾緊。
2、 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)
它的結(jié)構(gòu)如同一對蝸輪副，搖動(dòng)手輪而帶動(dòng)蝸桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過內(nèi)部蝸輪使圓轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。圓轉(zhuǎn)臺(tái)中央有一圓錐孔，便于工件定位，并與圓轉(zhuǎn)臺(tái)同軸中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，為了確定圓轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)位置，圓轉(zhuǎn)臺(tái)的外圓柱面上帶有刻度。此回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可用于加工圓弧表面或圓弧曲線外形、溝槽以及分度零件的銑削加工。
3、立銑頭
立銑頭可根據(jù)需要把銑刀軸調(diào)整到任意角度，以加工各種角度的傾斜表面，也可在一次裝夾中，進(jìn)行不同角度的銑削。
4、萬能分度頭
（1）分度頭組成及作用 分度頭是一種用來進(jìn)行分度的裝置，由底座、轉(zhuǎn)動(dòng)體、分度盤、主軸及頂尖等組成。主軸裝在轉(zhuǎn)動(dòng)體內(nèi)，并可隨轉(zhuǎn)動(dòng)體在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)成水平、垂直或傾斜位置。例如在銑六方、齒輪、花鍵等工件時(shí)，要求工件在銑完一個(gè)面或一條槽之后轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，再銑下一個(gè)面或一條槽，這種使工件轉(zhuǎn)過一定角度的工作即稱分度。分度時(shí)搖動(dòng)手柄，通過蝸桿、蝸輪帶動(dòng)分度頭主軸，再通過主軸帶動(dòng)安裝在主軸上的卡盤使工件旋轉(zhuǎn)。
1
1
（2）簡單分度
簡單分度是最常用的分度方法。它利用分度盤上不同的孔數(shù)和定位銷通過計(jì)算來實(shí)現(xiàn)工件所需的等分?jǐn)?shù)。
計(jì)算方法如下：
n——定位銷（即分度手柄）轉(zhuǎn)數(shù)
Z——工件所需等分?jǐn)?shù)
n=
若計(jì)算值含分?jǐn)?shù)，則在分度盤中選擇具有該分母整數(shù)倍的孔圈數(shù)。
例：用分度頭銑齒數(shù)Z=36的齒輪。
N==1
在分?jǐn)?shù)度盤中找到孔數(shù)為9×6=54的孔圈，代入上式：
n==1=1=1
這種分度方法稱為簡單分度。此外，尚有直接分度法、差動(dòng)分度法和角度分度法等
四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡要說明
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[6].《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》（第二版）吳宗澤 羅圣國 北京 高等教育出版社 1999
[7].《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊》 上海紡織工學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1979
[8].《幾何量公差與檢測》 （第七版） 甘永立 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2005
五、畢業(yè)論文進(jìn)程安排
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)劃 周時(shí)間完成。各部分所占時(shí)間分配大致如下：
1.收集閱讀相關(guān)資料，完成開題報(bào)告 ····························
2.確定設(shè)計(jì)方案 ···········································
3.確定整體結(jié)構(gòu) ·················································
4.繪制裝配圖 ·················································
5繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 ············································
6寫說明書、打印有關(guān)資料 ······································
7準(zhǔn)備答辯、參加答辯 ·······································
六、指導(dǎo)教師意見
1．對開題報(bào)告的評(píng)語
2．對開題報(bào)告的意見及建議
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
所在院（系）審查意見：
負(fù)責(zé)人簽字(蓋公章)
年 月 日