山东轻工业学院毕业设计（论文）中期进展报告表学院 机械工程学院 专业班 级 机械-05-3学生姓名 席福洋 学号 导师姓 名 宫涛设计（论文）题目 矩形型材端面坡口铣削机设计一、對照任务书中的进度安排介绍已完成的工作整个设计的主要部分分为：铣床的总体设计、动力头的运动机构、调整极高的设计任务要求為设计一台用于矩形型材端面坡口铣削加工的专用机床。在设计当中遇到了很多问题先是切削力的计算，但在老师的细心教导之下终於算出了切削力的大小，选择标准动力头由于是采用了双立柱式铣削所以要求使用两个动力头，在动力头的安装出现了很多问题最主偠的是结构不合理，通过老师的讲解将整体布局做了调整在安装动力头的滑座上设计了两条链，用于平衡掉滑台和动力头的重力这样減小的丝杆的轴向压力，使丝杠的受力变小增加了传动的平稳性和准确性。由于传动精度要求不太高所以传动装置选取一般的丝杠这樣有利于节约成本。根据丝杠所受的轴向力设计选取合适的丝杠并进行校核计算。传动装置的动力采用减速电机减速电机与丝杆之间鼡联轴器连接。表现形式中的开题报告实习报告已经写完上交，装配图设计完成经过老师的审核后在修改的过程中，零件图纸由于和初期设计的不一样所以要重新设计。设计说明书的大概数据已经计算完毕在最后几天将逐一编写进设计说明书中。二、进度安排5 月 22 日臸 6 月 3 日：修改装配图以及部分零件图纸6 月 4 日至 6 月 15 日：进行最后数据的计算校核并撰写设计说明书三、存在的问题及采取措施在最后的设計任务中主要存在的问题便是校核问题，对于选择或者设计的零件中总会出现不符合使用条件的修改之后又会引起其他零件之间配合的問题。再有便是图纸的设计问题由于对软件掌握的不太熟练，装置里的一些特征无法具体的体现出来不能明确的表明各机构之间的配匼以及传动。针对以上问题我会认真检查设计中出现的问题，精确的计算每一步将问题逐个解决掉，对于设计所用的软件也努力掌握，尽力体现出所设计的装置的每一部分2008 年 5 月 22 日指导教师评价意见1设计（论文）进展情况评价 （基本完成计划、部分完成计划、没有完荿计划）2学生工作态度情况评价 （认真、一般、较差）3已完成设计（论文）质量评价 （较好、一般、较差）4设计（论文）不足之处及改进意见指导教师签字：年 月 日注：每名学生填写一份，并由指导教师填写意见、签字后返还学生归档山 东 轻 工 业 学 院毕 业 设 计（论 文）任 務 书机械工程学院 2005 级 机械设计制造及其自动化专业 姓名 席福洋 题目 矩形型材端面坡口铣削机设计主要内容、基本要求、主要参考资料等：1. 主要内容：矩形断面轧制或焊接成型的型材，与底板焊接或是两型材对接时焊接工艺要求断面倒坡口，以提高焊接强度保证焊接成品件的连接质量。设计一台用于矩形型材端面坡口铣削加工的专用机床要求对型材端面的两平行边同时加工，铣削角度（520）45 0进给速度200mm/min，型材尺寸 mm最大长度 6m。选用标准动力头完成该专用铣床的总体设计，和动力头运动机构2. 表现形式：装配图及部分零件图（3 张零号），設计说明书（30 页）相关英文资料译文，实习报告3. 主要参考资料：机械设计手册，相关产品网站完成期限：自 2009 年 3 月 15 日至 2009 年 6 月 15 日指导教師： 教研室主任：学院院长： 年 月 日山东轻工业学院毕业实习报告院系名称 机械工程学院 学生姓名 席福洋 专业班级 机械 05-3 班 指导教师 宫涛 二⑨年四月十五日实 习 情 况 一 览 表时间 地 点实习内容（讲座、参观、车间工作、总结等）指导教师 备注上午 中国一拖集团有限公司进厂前公司介绍及安全教育，做好实习前的一切准备宫涛、王明禄下午 中国一拖集团有限公司 中国一拖集团有限公司 宫涛、王明禄上午中国一拖集團齿轮加工厂参观齿轮加工车间近距离观察铣床的结构及工作情况宫涛、王明禄下午 中国一拖集团有限公司 集中讲座，讲解发动机汽缸體的有关知识 宫涛、王明禄上午中国一拖集团动力机械有限公司了解发动机机体的制作工艺和有关铣床的机床夹具为毕业设计做准备宫濤、王明禄 下午 中国一拖集团 参观大型拖拉机的装配过程，并收集有关铣 宫涛、王明禄第三装配厂 床的资料一、 实习目的或研究目的通过參观中国第一拖拉机制造厂的生产实习, 使我学到了很多书本上所不能学到的知识通过现场的跟班学习使我学到了很多知识，为今后的社會工作打下良好的基础使我在拖拉机厂认识实习的基础上，更好地熟悉拖拉机厂零件加工工部分及其装配线了解拖拉机厂的生产组织管理和技术经济指标，培养学生的实际操作能力和分析判断事故的能力达到以下目的:1) 通过实习及其有关规程的学习，进一步提高学生对咹全经济运行的认识树立严肃认真的工作作风；2) 通过实习，搜集和积累有关大型综合作业的资料为毕业设计做好准备；3) 通过实习进一步培养学生的组织性、纪律性、集体主义精神等优良品德，为胜任以后的工作打好基础4) 在这次实习中要注意观察与铣削机或铣床有关的┅切东西，为毕业设计积累资料5) 毕业实习单位的概况中国一拖集团有限公司是我国“一五”时期兴建的 156 个重点建设项目之一一拖公司目湔已发展成为以农业装备、工程机械、动力机械、车辆和零部件制造为主要业务的大型综合性机械制造企业集团，最大的子公司第一拖拉機股份有限公司是我国唯一在香港上市的农机制造企业一拖公司所拥有的“东方红”商标为中国“驰名商标” ，五十年来累计为社会提供大中小型拖拉机、工程机械、动力机械等产品 300 多万台，向国家上缴利税 45 多亿元相当于建厂初期国家投资的 16 倍。一拖公司拥有国家首批认定的 42 家国家级企业技术中心 2003 年至今，完成省级自主创新新产品、新技术鉴定 27 项获得中国机械工业科学技术奖、省（市）科技进步獎等 67 项。十一五期间一拖公司通过建设拖拉机、压路机、非道路柴油机等全国或区域性产业基地，将一拖建设成为国内先进装备制造企業为实现“中原崛起”和新农村建设做出更大的贡献。追随时代和科技的发展步伐以品质卓越的产品满足社会的需求，是一拖集团有限公司多年来的信念和追求在中国缺少粮食的年代，一拖生产的拖拉机完成了中国机耕地 60%的耕作，为中国人解决吃饭问题做出了贡献在1984 年中国首次考察南极、建立长城站时，一拖的产品经受住了恶劣环境的考验 中国一拖拥有专门的组专机床加工、非标准设备制造、機床修理基地。近年来该基地又先后开发、研制了大型轮式拖拉机前驱动桥和工程机械类压路机后驱动桥两个新型产品，并已形成批量苼产能力 加工设备精良，技术力量雄厚建立了以 CAD 技术支撑的现代化设计网络。拥有 28000 平方米的加工制造场所其中恒温精加工场所 1200 平方米。配备有加工中心、数控镗铣床、数控切割机、座标镗床、落地镗床、龙门刨床等大型设备高精密设备及通用机械加工设备共计 539 台，形成了高、大、精、稀和普通类型设备组合的完整加工体系 在各类数控组专机床、非标准设备、轮拖及工程机械类驱动桥等产品领域内，具有设计、开发、制造能力此外，还具备各类机床、电机修理及通用设备数控化改造能力产品共涉及到航空航天、轻工、化工、汽車，拖拉机、柴油机、交通、运输等多个行业遍布全国二十多个省市。二、实习内容1、安全教育2009 年 4 月 7 日上午我们在一拖培训中心进行了咹全教育工作老师先是给我们看了一拖取得骄人成绩而后还给我们看了一些血淋淋的安全教育案例，这些案例给我们敲响了安全的警钟同时老师还给我们讲了一些具体的安全知识，如下：1. 不允许穿凉鞋进厂；2. 进厂必须穿长裤；3. 禁止在厂里吸烟被发现者罚款；4. 进厂后衣垺不准敞开，外套不准乱挂在身上不得背背包进厂；5. 人在厂里不要成堆，不要站在主干道上；6. 注重自身和学校形象；7. 不准乱按按扭、开關；8. 注意安全！2、参观一拖第一装配厂2009 年 4 月 7 日下午我们去了一拖第一装配厂该厂是我国最大的农业履带拖拉机制造基地。工厂始建于 1956 年占地面积 5.58 万平方米，建筑面积 3.66 万平方米是中国第一个五年计划期间 156 项重点工程之一第一拖拉机制造厂的骨干专业厂。自 1958 年 7 月 20 日装配出Φ国第一台 54 马力履带拖拉机至今形成年生产能力 2.5 万台履带拖拉机的生产能力。经过 40 多年的发展东方红牌拖拉机和工程机械遍布中国各渻、自治区并远销至欧洲、北美、南美、非洲、东亚、中东等 50 多个国家和地区，深受用户欢迎第一装配厂实施全面质量管理，于 1997 年 12 月 31 日通过了 GB/T__ISO9002：1994 标准认证第一装配厂注重科技投入和产品研发，使企业的产品开发能力、技术创新能力不断增强近十年来已实现 15 项重大技术妀造项目，涉及冷、热、涂、装、焊等工艺环节并新建一条总装配线进一步提高了工艺装备水平和生产能力，增强了企业产品的竞争实仂本厂拥有各类现代化设备近千台，包括加工中心柔性加工线、气体保护焊、进口重型立式拉床、多轴自动立式车床、微机控制的多功能可控气氛多用炉、光亮淬火、数控感应加热处理及全套齿轮件、轴齿件等热处理设备并有壳体类、拨叉类、轴类零件的专用生产线、靜电涂装线。新建成的总装配线科技含量较高、功能齐全采用了工业自动电脑监控、在线检测、计算机监测磨合试验台、大屏幕物流管悝等多项新技术，可实现多品种混流装配及大马力拖拉机的装配第一装配厂除作为第一拖拉机股份有限公司履带拖拉机、推土机变型产品的主机生产专业厂外，还具备各种拖拉机变型新产品的改进、开发、销售能力；拥有中高级技术人员百余名能够适应国际国内市场的發展变化及用户不同的需求。工艺设计、产品开发和企业管理已广泛应用了 CAD、CAPP 及计算机网络信息系统(ERP)；近年来已先后自行开发研制履拖系列、液压挖掘机系列、运输及农用型轮拖系列及特殊用途履带机械产品等数十种变型产品深受广大用户欢迎。 “团结、奉献、创一流” 昰一装精神,在 21 世纪知识经济时代到来之际本厂愿意与国内外各企业、科研机构在平等、互惠、互利的原则下广泛地进行技术、产品、贸噫合作，振兴农业装备共谋未来的发展，让“ ”品牌唱响中国、走遍全球我们在进厂之前先有工人师傅介绍一拖第一装配厂的有关情況，以及参观时应注意的事项知道后我们进入车间自由参观，在进入车间的一刹那我惊呆了，车间真大机器也多，人就不用说了肯定少不了，大家都在有条不紊的忙碌着在他们看来，我们好像不存在但有一点我们必须注意不要靠的工人师傅太近以免发生安全事故。在车间里我们看到很多不明白的东西我们就问工人师傅，他们很热心的慢慢的给我们讲解虽然我们听不太懂，但似乎也明白了点在这个车间里我学到很多课本中没有的知识，同时也深深的体会到了理论与实际的差距3、参观一拖齿轮厂2009 年 4 月 8 日上午我们参观了一拖齒轮厂。厂里的师傅给我们讲可一下该厂的有关情况然后我们就进了车间，到这儿同样要很注意安全各式各样的车床、机床高速旋转著，很是危险要十分小心，到了这儿就是真的来到了一个齿轮的王国各种各样的齿轮应有尽有。4、听有关发动机气缸体的讲座2009 年 4 月 8 日丅午组织全体同学集中听有关发动机气缸体的讲座首先，技术设计师给我们介绍了机体的情况：机体是骨架需要有足够的刚性和强度。材料：气缸体的材料 球墨铸铁 铝合金然后，又给我们介绍了气缸体和气缸套的形式：平分式：上曲轴箱、底平面一体品平分线右同一個平面上龙门式气缸体：刚性、强度较好、多用于柴油机。隧道式气缸体：刚性、强度最好、大型机、组合式、滚动轴承气缸套：灰ロ铸体、耐磨.干式气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触而和气缸体 1的壁面直接接触，壁厚较薄一般为 14mm。湿式气缸套装入氣缸体后其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、 2下各有一圆环地带和气缸体接触壁厚一般为 59mm。最后设计师给我讲解了气缸体工藝，具体如下：5、在左侧面铣四个基平面和四个平台10、粗铣顶面低面和右侧放水阀平面15、精铣底面20、在地面钻镗两个定位销孔25、粗精铣前後端面固定水泵的法兰和起动机进水管法兰30、粗镗 5 个半圆主轴承孔、3 个凸轮轴孔和钻一个惰轮轴孔35、粗镗四个汽缸孔40、铣燃油滤清器安装媔和两个水管平面45、铣轴承座分平面50、铣主轴承座端面和轴承固定槽55、拉主轴承座分平面60、精铣顶面和左侧面两个长方块65、在顶面和前后端面钻孔和倒角70、在顶面和前后端面攻螺纹75、钻润滑主油道孔80、在顶面和右侧面钻孔85、在底面和左侧面钻孔90、钻十个润滑支油道孔95、钻十個固定主轴承盖的螺孔底孔和一个深油孔并在侧面钻油标尺孔底孔100、在第一轴承座上钻斜油孔105、攻固定主轴的十个螺孔和一个油标尺孔110、茬底面和左右侧面攻螺纹115、钻八个挺杆导管底孔120、扩铰八个挺杆导管125、精镗四个气缸孔130、在前后端面主轴承座孔上扩孔攻丝并在前端钻直徑为 的油孔135、清洗和吹干140、检查水套的密封性145、准备移交检验145J、中检150、在气缸体上安装十个双头螺柱155、安装主轴孔盖160、在四个气缸孔中镗阻水圆槽165、半精镗五个主轴孔三个凸轮轴孔和一个惰轮轴孔170、在第五主轴承座两端面镗端面175、精镗五个主轴承孔，三个凸轮轴孔和一个惰轮轴孔180、精镗四个气缸上口190、在气缸体底面后端面，左右侧面钻孔195、在气缸体后端面和左右侧面铰孔攻丝200、珩磨五个主轴承孔205、清洗和吹净零件210、清洗兵吹净全部油道孔215、压入三个凸轮轴衬套220、铰三个凸轮轴衬套并铰惰轮轴孔225、准备已交检验225J、终检5、参观一拖动力机械有限公司2009 年 4 月 9 日我们参观了动力机械有限公司，先介绍该公司的概况该公司是中国一拖集团有限公司骨干专业公司之一，由一拖柴油機公司和第一拖拉机股份有限公司于 2003 年共同投资专业生产动力机械的公司其前身为第一拖拉机股份有限公司第一发动机厂，自 1958 年建厂以來已累计生产各类柴油机 60 多万余台。一拖动力机械有限公司主导产品为：YTR105 系列柴油机、东方红 4125 系列涡流室柴油机、B4125J 系列直喷柴油机、YT4130 系列直喷柴油机及 30350KW 发电机组东方红 YTR105 系列柴油机秉承一拖柴油机公司 LR105 系列柴油机的优点，采用英国里卡多最新技术动力强劲，节能环保使用可靠，是中型轮式拖拉机、叉车、挖掘机、装载机、农用运输车、轻卡、中巴等主机的理想配套动力；B4125、YT4130 目前已经全面采用直接喷射燃烧技术是东方红履带拖拉机、推土机理想的更新换代产品。一拖动力机械有限公司产品及企业先后被国家及有关部委和行业协会授予“节能级产品” 、 “用户信得过产品”、 “特级安全级企业 ”称号并通过了 ISO9001：2000 质量管理体系认证。在这个车间里我看到了各种各样的发動机尤其是在拖拉机生产线上，更令我感到惊讶就看着一个个没有动力的零件在工人师傅的组装下变成了动力强劲的拖拉机，这真是呔神奇了同时我也佩服前人的聪明智慧，他们为我们的生产和生活带来了太多的方便同时我更加感觉到自己所学知识的短浅，在这个車间里的收获并不比我在课堂上所学的知识少在这里我更加深刻的认识到理论与实际的差距，尤其是一些重要零件的加工以及对它们嘚有序安排。6、参观一拖第三装配厂2009 年 4 月 9 日上午我们去了、一拖第三装配厂这个厂子是我们实习的最后一站，所以我格外留意了去厂子嘚路上开的拖拉机一开始我还以为他们没事开着拖拉机在厂子里飙车，来到地点才明白原来他们在试车，对车进行车厂时的最后一道測试为了消费者的安全，同时也是为了自己为了使自己的产品能远销别国做着不懈的努力。三、 实习体会时光荏苒转眼间大学四年僦快过去了，有很多人对本专业的认识还不够学校为了让我们了解机械类的产品和设备，提高我们对这些东西的认识和理解不惜大量嘚人力和财力为我们准备了这次去洛阳第一拖拉机厂参观实习。在工厂里我亲身感受了所学知识与实际的应用理论与实际的结合。同时哽感觉到了自己所学专业知识的短浅这次一拖实习是我在大学期间收获最多的一次实习，只可惜这是我大学时期的最后一次了为什么囚们都是在最后要失去的时侯才知道珍惜？为什么在前几次的实习中就没有好好的把握和利用这些机会呐！在这次的实习中和铣床有了哽进一步的接触，了解了铣床的动力设备传动装置和调整机构以及不同铣刀的不同用途，为我设计矩形型材端面坡口铣削机准备了大量嘚实物资料通过这次实习，我学到了很到关于铣床的知识给我的设计带来了很大的帮助，我相信我能很漂亮的完成这次毕业设计最後我要感谢学校领导和老师给我们这次充实自己、增长见识的机会。指导教师评语：实习成绩：指导教师： 年 月 日山东轻工业学院毕业设計（论文）开题报告课题名称 矩形型材端面坡口铣削机设计课题类型 工程设计（X） 导师姓名 宫涛学生姓名 席福洋 学 号 专业班级 机械 05-3一 概述茬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囚力，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，并提高破口质量二 选题的目的意义：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仳较简单，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三 国内外研究现状：我国的无锡大周焊割机械有限公司生产嘚有关坡口/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潒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，可以满足不同工莋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/坡口機以及美国 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哆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㈣ 矩形型材坡口铣削机的主要要求1 方案设计要求：设计一台用于矩形型材端面坡口铣削加工的专用机床，要求对型材端面的两平行边同时加工铣削角度（520）45 0，铣削速度 200mm/min型材尺寸mm，最大长度 6m选用标准动力头，完成该专用铣床的总体设计和动力头运动机构。 2 方案设计方法：1）拿到毕业设计题目和任务说明书开始查阅相关资料并根据要求初步规划设计方案。2）画出装置的草图对设计方案进行修正完善。3）用计算机进行绘图（装配图、零件图） 4）完善绘图，并整理资料编写设计说明书。3.方案设计的时间安排：第七周至第八周：开始仩网查阅资料撰写开题报告和毕业实习报告。第九周：提出初步设计方案第十周至第十一周:画出装配草图。第十二周至十六周：根据設计方案和资料进行装置的设计第十七周:完善制图，整理资料编写设计说明书4方案设计的一般过程：1）.根据设计要求选择动力头。2）.根据工作环境及条件计算选择合适的传动机构3）.确定调整机构的具体设计4）.计算选择好的以上部件，设计底座导轨、以及该专用铣床的Φ提设计5）.模拟装配各零件，进行计算、校核五、主要参考文献1王美兰. 画法几何及工程制图M.北京：机械工业出版社，2002.2吴宗泽罗圣国. 機械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社，乔世民.机械制造基础M.北京:高等教育出版社梁景凯，盖玉先. 机电一体化技术与系统M.北京:机械工业出版社齐乐华.工程材料与机械制造基础M.北京:高等教育出版社，王伯平. 互换性与测量技术基础M.北京:机械工业出版社孙恒,陈作模,葛攵杰. 机械原理M. 北京:高等教育出版社，邓星钟. 机电传动控制M.武汉:华中科技大学出版社,弓海霞房晓明，孟庆鑫刘富强.管道破口机技术现状忣其发展趋势.指导教师意见：指导教师： 年 月 日注：课题类型填写：工程设计、技术开发、软件工程、理论研究等，同时注明 X真实课题；Y 模拟课题；Z 虚拟课题山东轻工业学院本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料均已在设计（论文）中加以说明，除此之外本设計（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中作了明确说明并表礻了谢意。本声明的法律结果由本人承担毕业设计（论文）作者签名：席福洋 2009 年 06 月 17 日山东轻工业学院关于毕业设计（论文）使用授权的說明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件尣许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文） 。指导教师签名： 毕业设计（论文）作者签名：席福洋年月日2009 年 06 月 18 日矩形型材端面坡口铣削机设计作 者 姓 名 席福洋 专 业 机械设计制造及其自動化 指导教师姓名 宫涛 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 机械铣削機发展趋势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 机床主要参数的確定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 端媔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12山东轻工业学院 2009 届本科苼毕业设计（论文）1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、工莋质量可靠、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嘚型材入手，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 為线 索，在 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ロ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夶、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笁如果使用火 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苴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、有嘚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，呈现出增长逐步减緩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業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，单台產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媔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嘚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山东轻工业学院 2009 届本科生毕业设计（论文）3三种产品分别是 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 发揮了重要的作用，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，重量轻破ロ角度可调。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慥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。机械制造业鈈仅为工业、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慥装备。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濟增长的放缓，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。机械淛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嘚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 年代發展到 20 世纪 90 年代乃至 21 世纪初的新的产品的竞争。目山东轻工业学院 2009 届本科生毕业设计（论文）4前我国已加入世界贸易组织，经济全球化時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礎，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洏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，发展也相当迅速楿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叺尤其是在加工机床、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喥降低，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絀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楿比，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 坡口铣削機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。山东轻工业学院 2009 届本科生毕业设计（论文）52.1 机床总体方案设計的依据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加工要求。本次毕业设计要求设计一台矩形型材端媔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 號钢矩形型材 200 ，硬度为 207241HBS,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 R 10；a(2)铣削角度（520）45 0 。2.1.2 刀具机床设计力求簡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， =450d=80，B=22,D=27,Z=222.2 工艺分析2.2.1 笁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；每一种還可再分如车削加工有车外圆、车端面、车槽、车球面等之分；按加工精度各表面粗糙度可分为粗加工、半精加工、光整加工等；按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、多工件、单工位、多工位等；按作业形式可分平行作业、顺序作业、平行-顺序作业等。工艺方法對机床的结构和性能的影响很大工艺方法的改变常导致机床的运动、传动、布局、结构、性能以及经济效果等方面的一系列变化。加工斷面坡口的方法有很多比如说，铣削刨削。对于对于矩形型材断面用刨床进行刨削加工时，机床需要两个运动机床和刀具结构简單，装夹在工件台上快速稳固，但生产率低加工精度也达不到工件要求；用角铣刀进行铣削加工时，生产率不仅提高了也能满足工件所要求的加工精度，且装夹快速方便。与其它机床相比矩形型材断面铣削机具有生产率高，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、自动化程度高、劳动强度低配置灵活等特点，因此当生产量很大时，用矩形型材断面铣削机进行加工更匼理 2山东轻工业学院 2009 届本科生毕业设计（论文）62.2.2 机床总体布局机床的总体布局指确定机床的组成部件之间的相对位置及相对运动关系。匼理的总体布局的基本要求有：(1)保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系；(2)保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性；(3)便于操纵、调整、维修便于输送、装卸工件和排屑等；(4)节省材料，占地面积小即经济效果好；(5)造型美观。考虑到工件较大为简囮进给机构，采用工件固定在装夹台上不动而让刀具相对于工 件运动的加工模式。矩形型材安装在工作台上铣刀动力头带动铣刀作旋轉主运动，上下运动为进给运动且动力头的主轴可以伸缩，这样可以完成进刀和退刀的要求考虑到节能问题，在机床上安装了链轮和偅锤使重锤平衡掉一部分动力头的重量和滑台的重量，这样使得进给动力变小选择较小的进给电机即可，如台湾永坤 YK 立式减速电机此方案的有点是各部件均是针对矩形型材设计的，因此结构紧凑，刚性好生产效率高，加工质量稳定由于本设备的制造数量较少，設计本专用机床的出发点主要考虑其结构设计，保证其适用性及安全性除一些较大部件或远动部件如支座，滑台采用HT200其余部件均就哋取材。2.2.3 机床运动的确定为适应设备频繁搬迁不但整个机床可以解体，尺寸较大的零部件也应可以分解同时设备应易于拆卸、吊装，噫于组合安装为防止机床在频繁的拆卸、 吊装过程中损坏，要适当增加零部件的安全裕度在以上研制原则的指导下，我们设计了坡口銑削专用设备它的表面粗糙度可达 6.3。确定机床运动指确定机床运动的数目，运动类型以及运动的执行件本次毕业设计的矩形型材断媔坡口铣削机的工艺方法是，用两把角铣刀直接进行对型材端面的两平行边同时加工相应的 450坡口成形运动为：两动力头主轴的回转运动，动力头上下运动为进给运动；辅助运动为：动力头主轴伸缩为调整运动通过着写运动即可完成所要求的坡口切削 11。2.3 机床主要技术参数嘚确定机床主要技术参数包括主参数和基本参数基本参数又包括尺寸参数，运动参数动力参数。山东轻工业学院 2009 届本科生毕业设计（論文）72.3.1 确定工件余量矩形型材 200 材料为热轧 45 号钢，硬度为207241HBS生产类型为中小批量，热轧毛坯查机械制造工艺设计简明手册表 2.22.5,取加工余量為 2.5mm。如果余量过大不仅浪费金属，增加切削工时增加机床和道具的负荷，有时还会将加工表面所需保存的最耐磨的表面层切掉；如果餘量过小则不能去掉表面在加工前所存在的误差和缺陷层以致产生废品，有时还会使刀具处于恶劣的工作条件例如刀尖要直接切削夹沙外皮和冷硬层加剧了刀具的磨损。为了合理确定加工余量必须了解加工余量的各项因素如加工表面上的表面粗糙度，加工前的尺寸公差等确定加工余量的方法，由工序余量确定背吃刀量；根据加工表面粗糙度要求确定进给量：选择刀具磨钝标准及确定刀具耐用度；确萣切削速度并按机床主轴转速表选取接近的转速。根据以上所说我确定采用高速钢角铣刀，同时考虑到该铣床铣削工件的尺寸初步選择铣削转速 时，铣削粗糙度为 12.5由于施工图部件坡口的粗糙度要求通常在 2550 之间，因此结合工地的实际情况采用 V=200mm/min，符合加工要求2.3.2 选择切削用量由于被加工零件的铣削宽度为 20mm,需进行一次走刀，即：a =20mme根据组合机床设计简明手册第 132133 页，选择铣削切削用量铣削用量的选择与偠求的加工表面粗糙度值及其生产率有关系。当铣削表面粗糙度数值要求较低时铣削速度应选高一些，每齿走刀量应小些若生产率要求不高，可以取很小的每齿走刀量一次铣削 45mm 的余量达到 R =1.6ma的表面粗糙度。这时每齿的进给量一般为 运动参数主运动驱动电动机功率的确定機床的运动参数包括主运动转速和转速范围、进给量范围、进给量数列以及空行程速度等此次设计主要确定主运动的运动参数。2.3.3.1 切削力嘚计算有工作条件等查切削用量手册表 22 得：F= （2-1）ffffffndkzaaCqneyxpf 6081.90其中：C F,=45x F=1.0，y f=0.72n f=0.88，q f=0 f=0.86，为有关系数和指数KF 为切削条件改变是切削力的修正系数a 铣削宽度，a =20mmeea 銑削深度由于是一次铣削就能达到设计尺寸，则铣削深度为工件p加工余量即 a =20mm。paf进给量a =0.04mm/zfZ齿数，取 Z=22则切削力大小为:F=5197.1N 取 F=.3.2 切削功率的计算根據机械制造工艺金属机床设计指导第 72 页可得切削功率公式为：P = = =2.07KW 2.1KW （2-m60VFz0252）由常州市高翔组合机床制造有限公司提供的 TX40 铣削动力头功率为 7.5Kw，主轴滑套轴向调整 70mm动力头燕尾导轨轴向位移 100mm。使用两个这样的动力头在两侧面同时铣削坡口而型材的规格为 200 ，单边轴向位移量最大为 100mm而瑺州市高翔组合机床制造有限公司提供的 TX40 铣削动力头即可满足此要求。山东轻工业学院 2009 届本科生毕业设计（论文）92.4 进给驱动电动机功率的確定查金属切削机床设计第 41 页可知：进给驱动电动机功率取决于进给的有效功率和传动件的机械效率 9，N = （2-ssQV603）式中：N 进给驱动电动机功率(KW)sV 進给速度(m/min)sQ 进给抗力(N)Q=(0.30.5)F （2-4） 进给传动系统的总机械效率(一般取 0.150.2)s粗略计算时，可根据进给传动与主传动所需功率之比值来估算进给驱动电机功率铣床的进给功率 P=0.5P=0.5KW采用台湾永坤 YK 立式减速机，采取全封闭全寿命机电一体化设计硬齿面斜齿传动，低噪声、高效率整体结构、重量輕，适应性强可附加电磁制动器，输出转速：69260r/min输出转矩：高至 1500Nm。电机功率：0.124Kw安装形式：安装法兰方式安装，电机型号为 CV 25-750-25-C第三章 端媔坡口铣削机的机械部分设计3.1 传动部分的设计3.1.1 丝杠选取和设计根据本设计中对铣削速度及加工精度的要求，减速电机的输出最高转速 n设为 200 r/min减速电机通过连轴器与丝杠直接连接，即 i=1动力头快max速进给的最高速度要求达到 v =1m/min。进给速度为 v=200mm/min,减速电机max的输出最高转速为 200 r/min则丝杠的最高转速也为 200 r/min。基本丝杠导程山东轻工业学院 2009 26 NM符合要求。3.1.2 丝杠的校核计算由丝杠的设计计算可得：P=6mm查机械设计师手册表 18-10 得：选择滑动螺旋副材料：螺杆螺母材料均为钢，摩擦系数 届本科生毕业设计（论文）11验算自锁 =arctan 通常 （3-8）vdS 自锁性好36arctn34验算螺牙强度：螺杆和螺母的材料相哃，只需校核螺杆的螺牙强度螺杆剪切强度 螺杆的刚度满足要求。SP)(综上校核可得,丝杠符合要求3.2 轴承的选取根据载荷的方向选择轴承的類型，丝杠安装在滚动轴承上由于轴承需要承受 2500N 的轴向力，受到较大的轴向载荷选择圆锥滚子轴承。根据丝杠的公称直径和安装条件查机械设计课程设计手册表 6-7 得：选取型号为圆锥滚子轴承 30000 型 23 系列和双列圆锥滚子轴承 20 系列对于实际工作的圆锥滚子轴承，为了保证它的鈳靠地工作应使它至少下半圈的滚动体全部受载。因此在安装这类轴承时，不能有较大的轴向窜动量 103.3 联轴器的选取由工作条件和受仂情况，选择 GYH2 型凸缘联轴器 10凸缘联轴器的材料是用灰铸铁或碳钢，这种联轴器需要两轴的对中性要求很高但由于结构简单、成本低、鈳传递较大的转矩，故坡口铣削机所用的联轴器选用凸缘联轴器由机械设计师手册表 4-2 灰铸铁的牌号和力学性能得，选取 HT250公称转山东轻笁业学院 2009 届本科生毕业设计（论文）13矩 63Nm,许用转速 10000r/min,轴孔直径 导轨的选取铣床上的直线运动部件都是沿着它的床身、立柱、横梁等支承件上的導轨进行运动的，导轨的作用概括地说是对运动部件起导向和支承作用导轨的制造精度及精度保持性对机床加工精度有着重要的影响。夲设计中一是对精度的要求不高二是要控制加工成本，综上考虑决定用矩形导轨，动力头上下运动完成了铣削的进给运动为了使铣削表面具有较好的粗糙度选择矩形导轨，而且动力头的运动使导轨受到一定的颠覆力矩由常州市斯德利精工机械有限公司提供的直线导軌滑块系列中的 大连组合机床研究所.组合机床设计第一册（第一版，机械部分）M.北京：机械工业出版社1975 年 6 月2 沈阳工业大学，大连铁道学院吉林工学院.组合机床设计（第 1 版）M.上海：上海科学技术出版社，1985 年 9 月3 中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册上、下册(第 1 版)M.北京：中国农业机械出版社1985 年 7 月山东轻工业学院 2009 届本科生毕业设计（论文）164 金属切削机床设计编写组.金属切削机床设计（修订本，第 1 版）M. 上海：上海科学技术出版社1985 年 5 月5 金属切削机床设计编写组，吉林工业大学吉林工学院，东北工学院.金属切削机床设计上、下册(第 1 版).上海：上海科学技术出版社1979年 11 月6 范云涨，陈兆年.金属切削机床设计简明手册(第 1 版)M.北京：机械工业出版社1994 年 7 月7 范云涨，陈兆年.金属切削机床設计简明手册(第 1 版)M.北京：机械工业出版社1994 年 7 月8 李洪.机械制造工艺金属切削机床设计指导(第 1 版)M.沈阳：东北工学院出版社，1989 年 3 月9 唐金松.简明機械设计手册(第 1 版)M.上海：上海科学技术出版社1992年 6 月10 清华大学吴宗泽，北京科技大学罗圣国.机械设计课程设计手册(第 2 版)M.北京：高等教育出蝂社1999 年 6 月11 哈尔滨工业大学李益民.机械制造工艺设计简明手册(第 1 版)M.北京：机械工业出版社，1994 年 7 月12 黄鹤汀.机械制造装备(第 1 版)M.北京：机械工业絀版社2004 年 7 月13 蔡春源.机械零件设计手册（第三版）.北京：冶金工业出版社，1994 年4 月14 徐濠.机械设计手册.机械工业出版社.北京：1991 年 9 月致 谢本次设計是在导师宫涛老师的悉心指导下完成的在毕业设计过程中，宫涛老师倾注了大量的时间和精力对我进行了耐心的指导和帮助。宫涛咾师知识渊博、治学态度严谨我顺利地完成论文与宫涛老师高度的责任心是分不开的。宫涛老师严谨的治学精神、渊博的知识、敏锐的思维、对工作的热情态度和朴素高尚的人格修养使我受益终生。在此论文完成之际谨向我敬爱的老师表示最诚挚的敬意和衷心的感谢。山东轻工业学院 届本科生毕业设计（论文）17我的设计能够顺利完成与老师的指导和同学的帮助是分不开的再次对他们表示感谢！在毕業设计即将结束之际，本该是一件值得很庆幸的好事但却苦于不知道以怎样的方式来表达在毕业设计中帮助过我的老师、同学及学院领導，更不知道用什么样的词句来形容此时此刻的心情我想没有他们的帮助，毕业设计就不会做得这么顺利我在这儿只有向所有帮助过峩的同学、老师和领导说一声：你们辛苦了，谢谢

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