机械毕业设计1189坡口机毕业设计

矩形型材端面坡口铣削机设计作者姓名专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名专业技术职务高级试验师目录摘要……………………………………………………………1第一章绪论…………………………………………………21.1课题来源及意义……………………………………………………21.2矩形型材断面坡口铣削机的国内外研究现状……………………21.3机械铣削机发展趋势………………………………………………3第二章机床总体设计………………………………………42.1机床总体方案设计的依据…………………………………………42.1.1工件………………………………………………………………42.1.2刀具………………………………………………………………52.2工艺分析……………………………………………………………52.2.1工艺方法的确定…………………………………………………52.2.2机床总体布局……………………………………………………52.2.3机床运动的确定…………………………………………………62.3机床主要参数的确定………………………………………………62.3.1确定工件余量……………………………………………………62.3.2选择切削用量……………………………………………………72.3.3运动参数—主运动驱动电动机功率的确定……………………72.3.3.1切削力的计算…………………………………………………72.3.3.2切削功率的计算………………………………………………82.4进给驱动电动机功率的确定………………………………………8第三章端面坡口铣削机的机械部分设计…………………93.1传动部分的设计…………………………………………………93.1.1丝杠选取和设计………………………………………………93.1.2.丝杠的校核计算………………………………………………103.2轴承的选取………………………………………………………123.3联轴器的选取……………………………………………………123.4导轨的选取………………………………………………………121摘要矩形型材端面坡口铣削机是由大量通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效机床。其特点有:结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。本次设计的题目是矩形型材端面坡口铣削机设计。首先针对要加工的型材入手，对机床进行总体方案设计，进而确定机床的总体布局，随后，对铣削力进行计算，根据要求选择合适的动力头，以加工要求为线索，在满足要求的前提下完成其它（如丝杠、导轨）所有零件的设计。关键词：坡口铣削机；动力头运动机构。ABSTRACTModularMachine,bythelargenumberofcommonpartsandasmallnumberofspecializedcomponentsoftheprocessfocusedefficientmachine.Itsfeaturesinclude:compact,reliablequality,designandmanufacturingcycleshorter,lessinvestmentandeconomiceffects,andhigherproductivity.Thedesignisarectangularprofileofthesubjectfacegroovemillingmachinedesign.ofall,totheprocessingoftheprofilesforthestartoftheoverallmachinedesign,machinetoolandthendeterminetheoveralllayout,thenthecalculationofthemillingforce,inaccordancewiththerequirementsofthedrivingforceforthefirstchoiceforprocessingrequestsforcluestomeettherequirementsofundertheother(eg,screw,rail)toallpartsofthedesign.Keywords:Groovemillingmachine；Poweragencyheadmovement.2第一章绪论1.1课题来源及意义在自动化焊接生产线上，为了提高焊接质量提高生产效率，需要在矩形型材的焊接端面上开坡口，人工进行坡口工作效率太低而且还浪费人力，利用矩形型材端面坡口铣削机可以提高工作效率，降低工人的劳动强度，并提高破口质量。为了使两块矩形钢材能够牢固的对接在一起，需要将两钢材开坡口，为了满足这种需要矩形型材端面坡口铣削机就应运而生了，这台机器具有操作少，结构比较简单，效率高等优点。既提高焊接强度，又保证焊接成品件的连接质量。在型钢非标准设备现场制作中，经常遇到一些尺寸较大、重量较重的部件的破口加工，如型钢的焊缝坡口加工、短侧板的焊缝坡口加工、分解槽壁板纵焊缝坡口加工等，对于这些焊缝坡口加工，如果使用火自动切割机切割，坡口尺寸偏差较大，互换性差，而如果使用刨边机，龙门铣等大型机床切削，不仅加工台班费昂贵，而且大型机床不适于在各个施工现场之间频繁搬，针对以上情况，我们提出了研制坡口专用铣削机床的课题。为了使研制工作切合实际、有的放矢，我们首先认真分析了矩形型钢端面的加工特点。最近由于金融危机的影响，机床行业受宏观经济形势的影响，呈现出增长逐步减缓的趋势。自去年下半年以后，机床市场需求出现了严重滑坡。普通机床和经济型数控机床产品市场需求急剧下滑，传统普通产品生产企业库存量大幅增加。而中、高档数控机床，成套设备和大型重型数控机床需求相对集中，这说明行业产品结构发生了非常大的变化，单台产品平均价格走高，市场需求继续向高端倾斜，重型机床领域竞争将更加激烈。为了使适应广大客户的需要，我们要求设计了矩形型材端面坡口铣削机，这种机械有很大的发展潜力，在这次金融危机的影响下会有更好的发展。1.2矩形型材断面坡口铣削机的国内外研究现状我国的无锡大周焊割机械有限公司生产的有关坡口/端面加工设备就只有三种产品分别是DZXB-铣边机，DZX系列端面铣，GD-20滚剪倒角机。而国外也只是有一些管道坡口机等等之类的坡口机，还有十一冶安装工程公司制作了两套卧式坡口铣削专用机床，一次试车成功，并先后在云南铝业公司，河南焦作万方铝业公司、山东鲁西铝厂和四川广兴铝业公司的电解槽制作工程中投入使用，发挥了重要的作用，解决了电解槽等非标设计超大零部件坡口机械化生产3问题，保证了质量和工期，节约了成本像这种用于铣削矩形型材的坡口铣削机还不多。国外具有代表性的坡口机产品有以下几种火焰切割/坡口机，由美国H&M公司生产，这种坡口机身采用铝制的，重量轻，破口角度可调。管端坡口机，由意大利“古倍喜”公司生产，管端坡口机分为内卡式和外卡式，可以满足不同工作环境的需求。全自动柔性切管机，由日本开发研制。美国的爬管式管道切割/坡口机是一种便携式铣削机，包括美国瓦奇T-L-C爬管式切割/坡口机，以及美国Mathey公司生产的爬管式切割/坡口机，德国GF公司生产的用于薄壁细长管切割/开坡口的RA系列管道切割兼坡口机。外国研发和生产的大多数都是管道式坡口机或铣削机，他们并没有太多的涉猎用于矩形型材的坡口铣削机，也可以说这是他们的空白，具有很大的发展潜力。1.3机械铣削机发展趋势机械制造业在国民经济中占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。伴随着国际经济危机的不断加深及全球经济增长的放缓，机床行业受宏观经济形势的影响，呈现出增长逐步减缓的趋势。自去年下半年以后，机床市场需求出现了严重滑坡。机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削机床，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%～60%，金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之，一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。纵观几十年来的历史，机械制造业从早期降低成本的竞争，经过20世纪70年代、80年代发展到20世纪90年代乃至21世纪初的新的产品的竞争。目前，我国已加入世界贸易组织，经济全球化时代已经到来，我国机械制造业面临严峻的挑战，也面临着新的形势：知识——技术——产品的更新周期越来越短，产品的批量越来越小，产品的性能和质量的要求越来越高，环境保护意识和绿色制造的呼声越来越强，因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手4段。矩形型材端面坡口铣削机，是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。它具有：生产率高；加工精度稳定；研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低；配置灵活等。正是由于这些特点的存在，决定了端面坡口铣削机在焊接领域的广泛应用。矩形型材端面坡口铣削机采用高速铣削加工，而这种加工可获得较高的金属切除率、很高的加工精度和良好的加工表面质量，因此，在现代制造业中受到普遍重视，发展也相当迅速。相对于传统的切削加工，高速加工中切削速度、进给速度都有了很大的提高，而且切削机理也不相同。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其是在加工机床、数控系统、刀具系统、CAD/CAM软件等相关技术的推动下，高速切削加工技术已越来越多地应用于模具型腔的加工中。高速铣削加工的特点是热变形小等优点，其单位功率的金属切除率提高了30%～40%，切削力降低了30%，刀具的切削寿命提高了70%，留于工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间毛坯材料的去除率增加了，切削时间减少了，加工效率提高了，从而缩短了产品的制造周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速加工的小吃刀量、大进给速度减少了作用在工件上的切削力，切屑的高速排出减少了传递到工件上的切削热，相应地减少了热应力变形，从而提高了工件的加工刚性，并为薄壁零件的切削加工提供了可能。对硬度超过HRC60的材料进行高速铣削加工，可在一定程度上替代效率较低的电火花加工，这样，一定程度上缩短了模具的制造周期。与传统铣削加工相比，高速切削加工具有温升低等优点[9]。此次设计的是由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。第二章坡口铣削机的总体设计设计机床的第一步，是确定总体方案。总体方案是机床部件和零件的设计依据，对整个设计的影响较大。因此，在拟定总体方案的过程中，必须全面地、周密地考虑，使所定方案技术先进、经济合理。2.1机床总体方案设计的依据2.1.1工件工件是机床总体方案设计的重要依据之一，设计者必须明确工件的特点和5加工要求。本次毕业设计要求设计一台矩形型材端面坡口铣削机，用于矩形型材断面轧制或是焊接成型的型材，与底板焊接或是两型材对接时，焊接工艺要求断面到坡口，工件材料为热轧45号钢，矩形型材200200～400400，硬度为207～241HBS,生产批量为中小批量。加工部位的加工要求如下：(1)被加工表面的粗糙度均为Ra10；(2)铣削角度（5～20）×450。2.1.2刀具机床设计力求简单实用，考虑到切削材质单一，切削参数变化范围十分有限，因此铣削转速不分档，铣削高速钢角铣刀[1]，刀齿材料为YG6，=450，d=80，B=22,D=27,Z=22。2.2工艺分析2.2.1工艺方法的确定机床的工艺方法是多种多样的，按工种可分为车、铣、刨、钻、镗、磨、研磨、电加工、振动加工、激光加工等