畢業(yè)設(shè)計(jì)---sk05-xc銑齒機(jī)的設(shè)計(jì)與試制

1、<p>　　SK05-XC銑齒機(jī)的設(shè)計(jì)與試制</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　SK05-XC主要是用來(lái)銑鑰匙的，加工工序通過(guò)數(shù)控技術(shù)來(lái)控制，是機(jī)械與電子結(jié)合的典型。</p><p>　　該設(shè)備的主要組成系統(tǒng)分為控制系統(tǒng)、加工系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。控制部分由程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。加工系統(tǒng)由夾具和動(dòng)力頭組成，夾具是

2、用來(lái)固定待加工的半成品，夾緊完畢后對(duì)其進(jìn)行銑齒，直至完成產(chǎn)品的加工制造。加工時(shí)使用的動(dòng)力源是電力，整個(gè)工作中由于加工工藝的要求，動(dòng)力頭部件必須是步進(jìn)電機(jī)。冷卻環(huán)節(jié)中，由于加工時(shí)，刀頭和待加工金屬頻繁和劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生局部高溫，為了保證產(chǎn)品的性能，必須要設(shè)有冷卻系統(tǒng)，以冷卻高溫地帶。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 冷卻 控制系統(tǒng) 夾具</p><p>　　SK05-XC ma

3、chine lock design with billiards Trial</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　SK05-XC machine lock the main work is manufacturing the key, through CNC technology to control. It’s the Comb

4、ination of mechanical and electrical models.</p><p>　　The main components of the equipment system is divided into control systems, processing systems and cooling systems ,.It’s Controlled by the proces

5、s to achieve. Processing systems and power from the first fixture of the fixture is fixed to be used for processing semi-finished products，After clamping, it’s drilling until the completion of product manufacturing 

6、. The use of processing power source is electric . As a result of the entire work process requirements, must be the driving force for the</p><p>　　Keywords：CNC technology cooling system Control Syst

7、em Fixture </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　Abstractii</p><p><b>　　目 錄iii</b></p><p>&l

8、t;b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 鎖文化發(fā)展簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.2 鎖的分類(lèi)1</p><p>　　1.3 鎖的工作原理2</p><p>　　1.4 未來(lái)制鎖機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　1.5 論文內(nèi)容概述4<

9、;/p><p>　　第二章 SK05-XC型數(shù)控鑰匙牙花銑齒機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理6</p><p>　　2.1 SK05-XC的工作原理6</p><p>　　2.2 動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.3 夾具結(jié)構(gòu)8</p><p>　　2.4 工作臺(tái)機(jī)構(gòu)10</p><

10、;p>　　2.5 冷卻系統(tǒng)11</p><p>　　2.6 控制面板11</p><p>　　第三章 總體設(shè)計(jì)方案14</p><p>　　3.1 動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案14</p><p>　　3.2 帶動(dòng)動(dòng)力電機(jī)以及銑刀左右運(yùn)動(dòng)的方案設(shè)計(jì) .....................................

11、..............15</p><p>　　第四章 主要部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算17</p><p>　　4.1 動(dòng)力電機(jī)參數(shù)要求,型號(hào)以及啟動(dòng)方法17</p><p>　　4.1.1 動(dòng)力電機(jī)的選擇...........................................................................

12、....................17</p><p>　　4.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性...........................................................................18</p><p>　　4.2 普通V帶設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.3 銑刀軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21&

13、lt;/p><p>　　第五章 整體布置及效果圖24</p><p>　　第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)...............................................................................................................26</p><p><b>　　參考文

14、獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　致謝28</b></p><p><b>　　附圖紙</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 鎖文化發(fā)展簡(jiǎn)史 </p><p>　　鎖具不僅僅

15、是人類(lèi)的生活用品，而且是文化物，它代表著一個(gè)國(guó)家和民族不同歷史時(shí)期的文化。我國(guó)鎖具已綿延了數(shù)千年，它和人類(lèi)的私有制幾乎同時(shí)誕生。最初，人類(lèi)只是簡(jiǎn)單地把個(gè)人貴重財(cái)物用獸皮包起來(lái)，外面用繩索牢牢捆縛，最后在開(kāi)啟處打上特殊的繩結(jié)。這種緊緊捆死的繩結(jié)，只能用一個(gè)叫“錯(cuò)”的工具才能挑開(kāi)。錯(cuò)，又叫“肖”、“刀”、“起子”。它用獸牙或獸骨制成，形狀像把鐮刀狀的鉤子，實(shí)際上繩結(jié)就是最早的鎖具，“錯(cuò)”就是最早的鑰匙，這就是我國(guó)鎖具的雛形。</p&g

16、t;<p>　　到了距今5000年的仰韶文化時(shí)期，我國(guó)先民創(chuàng)造了裝在木結(jié)構(gòu)框架建筑上的木鎖。這是世界上最古老的鎖具，可稱(chēng)得是“世界第一鎖”。這種木鎖一直在民間傳承，如明代的白木鎖，就曾在浙江地域的建筑上使用。在如今昆明彝族山寨里也有類(lèi)似的木鎖。殷商雖然已進(jìn)入青銅時(shí)代，但主要用銅來(lái)制作大型飲器、食器和祭器，尚未用來(lái)制鎖。  其發(fā)展期為春秋戰(zhàn)國(guó)經(jīng)秦漢魏晉南北朝直至隋唐宋元時(shí)期。繼殷商青銅時(shí)代之后，春秋時(shí)期

17、進(jìn)入鐵器時(shí)代，考古證明，在這一時(shí)期人們大量的是使用鐵鎖、銅鎖，還有銀鎖、鎏金鎖等，其中有代表性的如西周的青銅鎖、東漢的金屬鎖，唐代的蝦尾銀鎖和宋代的方身鎖等，都具有相當(dāng)高的技術(shù)水平。  特別是漢代的鐵制三簧鎖，在我國(guó)前后沿用了1000多年。其繁榮期為明清時(shí)期，各種質(zhì)材的鎖具同步發(fā)展，以銅鎖、鐵鎖居多，工藝更加精巧，在開(kāi)鎖難度和外形制造上有很大創(chuàng)新。如明代的三色銅鎖、清代的白鶴鎖、密碼鎖、暗門(mén)鎖、四開(kāi)鎖、倒拉鎖以及各

18、種人物、動(dòng)物和文字造型的鎖具，琳瑯滿(mǎn)目，美不勝收。有的鎖具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)巧妙，機(jī)關(guān)奇特，一般人很難打開(kāi)。</p><p>　　1.2 鎖的分類(lèi)</p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)鎖的種類(lèi)很多，其工作原理不盡相同或相似。目前，一般常耳聞的鎖有密碼鎖、電子鎖、普通鎖等。其中，每一個(gè)分類(lèi)中又不一樣。比如密碼鎖，有純機(jī)械的密碼鎖和智能密碼鎖。純機(jī)械的密碼鎖工作原理和制造工藝及材料均是機(jī)械的，這種鎖一

19、般都是靠機(jī)械式來(lái)加鎖解鎖的，其安全度取決于材料和工藝（相同原理下）；智能的則不一樣。智能的是通過(guò)其他的伺服控制系統(tǒng)來(lái)加鎖和解鎖的，比如，通過(guò)微機(jī)的控制鎖的運(yùn)動(dòng)部件的涌動(dòng)，進(jìn)而來(lái)控制鎖的工作。目前，先進(jìn)的智能型是指紋識(shí)別系統(tǒng)。</p><p>　　電子鎖一般不是實(shí)體的，而是程序的，比如，電腦開(kāi)機(jī)畫(huà)面設(shè)置密碼的話(huà)，那登陸和使用電腦就要輸密碼。雖然這種“鎖”和傳統(tǒng)上的鎖有不同：傳統(tǒng)的鎖是用來(lái)保護(hù)實(shí)體財(cái)物的，而這種鎖則是

20、用來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)的。</p><p>　　當(dāng)然，用得最多的是普通鎖。普通鎖一般也是機(jī)械的，它在實(shí)際生活中應(yīng)用很廣泛。不同的型號(hào)用于不同的場(chǎng)合。普通鎖也分為單排鎖和多排鎖，他們的工作原理相似，差別是他們的安全可靠性有差異。從字面就可了解到，多排的鎖藥比單排的安全、可靠。</p><p>　　當(dāng)然，鎖的分類(lèi)是基于標(biāo)準(zhǔn)的，例如，鎖根據(jù)鎖孔外觀分類(lèi)的話(huà)可以這樣分：</p><p&g

21、t;　　一字型:(定義:廣義上說(shuō) 鎖孔外觀為一條線(xiàn)的為一字鎖,包括普通的一字鎖,還有電腦鎖) 我們通常所說(shuō)的一字鎖是不包含電腦鎖在內(nèi)的. </p><p>　　兩面型: (定義:鑰匙孔里面有兩排彈子的鎖,這種鎖都是電腦鎖 顧名思義,就是鑰匙是用電腦打孔作出的鑰匙,這種鑰匙表面有點(diǎn)的均為電腦鎖,包括卡巴鎖也是電腦鎖的一種.) </p><p>　　三面型: (定義:鑰匙孔里面有兩排彈子的鎖,

22、這種鎖都是電腦鎖 顧名思義,就是鑰匙是用電腦打孔作出的鑰匙,這種鑰匙表面有點(diǎn)的均為電腦鎖,包括卡巴鎖也是電腦鎖的一種.) </p><p>　　四面型: (定義:鎖孔四面有彈子,如十字鎖,圓柱鎖等,包含部分電腦鎖)</p><p>　　圓柱型: (定義;鎖孔為圓柱型,周?chē)植妓呐艔椬?有的沒(méi)有彈子,如圓柱磁性鎖)</p><p>　　半圓型: (鎖外觀為半圓型,如月

23、牙型的保德安鎖等) </p><p>　　多面型: (鎖孔周?chē)植妓呐乓陨系膹椬?如梅花鎖等) </p><p>　　密碼鎖: (定義:通過(guò)數(shù)字組合達(dá)到開(kāi)啟的鎖為密碼鎖)</p><p>　　異型鎖: (定義:鎖孔外觀為不常見(jiàn)的鎖)</p><p>　　俗話(huà)說(shuō)“殺雞焉用宰牛刀”，雖然當(dāng)今社會(huì)鎖有這么多，但是人們的活動(dòng)都是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，正常人不可能

24、黃金當(dāng)鐵使。鎖的使用也是如此，根據(jù)不同的要求，決定配上什么類(lèi)型的鎖，有點(diǎn)類(lèi)似前人的觀念“門(mén)當(dāng)戶(hù)對(duì)”。鎖放有貴重物品的地點(diǎn)使用高級(jí)地、可靠度高地鎖，次要的使用次等鎖，以實(shí)現(xiàn)利益的最大化和成本的最低化。</p><p>　　1.3 鎖的工作原理</p><p>　　這里主要是以單排彈子孔鎖來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。</p><p>　　關(guān)鍵是鎖芯中的彈子, 它有長(zhǎng)有短, 鎖芯上有

25、一排小孔,每個(gè)小孔中裝一顆彈子, 鑰匙放入鎖芯后, 每孔中的彈子露出量剛好跟鎖芯外表一樣, 不高不低, 這時(shí), 將鎖芯裝入鎖中, 再由對(duì)應(yīng)的孔分別裝入一顆彈子和小彈簧, 封住孔, 鎖就成了. 如果換一把鑰匙, 鑰匙上的口深淺不一樣, 剛才鎖芯上的彈子高矮就不一樣了, 所以, 鎖芯就被彈子卡住了而轉(zhuǎn)不動(dòng), 起到了保險(xiǎn)的作用。</p><p><b>　　具體如下：</b></p>

26、<p>　　圖1.1 鎖未開(kāi)狀態(tài)</p><p>　　未放入鑰匙的時(shí)候，鎖內(nèi)的藍(lán)色的平頭彈子(driver pins，亦稱(chēng)上鎖簧或上珠)往下推，令鎖芯(plug)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p><b>　　圖1.2 插入鑰匙</b></p><p>　　放入正確的鑰匙，藍(lán)色的平頭彈子、紅色的下彈子(key pins, 亦稱(chēng)下鎖簧或下珠)

27、之間空位成一直線(xiàn)，與黃色的鎖芯對(duì)齊。</p><p><b>　　圖1.3 打開(kāi)鎖</b></p><p>　　當(dāng)彈子之間的空位與轉(zhuǎn)線(xiàn)對(duì)齊，黃色的鎖芯便可轉(zhuǎn)動(dòng)。 </p><p>　　1.4 未來(lái)制鎖機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　現(xiàn)在市場(chǎng)上的制鎖機(jī)雖然自動(dòng)化的水平還是比較高的，但是還都局限于實(shí)現(xiàn)了一部分功能的自動(dòng)

28、化，比如自動(dòng)牙花銑齒機(jī)，自動(dòng)裝彈子孔機(jī)等。而當(dāng)今制鎖行業(yè)里，新的發(fā)展方向是及鉆孔，裝上下彈子，裝彈簧，封塊，以及檢測(cè)于一身的多功能的數(shù)控機(jī)器。自動(dòng)化水平更高，功能更加強(qiáng)大，能夠大幅度的減少人的勞動(dòng)量。而且向小型化，智能化方向發(fā)展。制鎖機(jī)的體積逐漸減小，性能更加穩(wěn)定，廢品率也降低了許多。如現(xiàn)在公司在研發(fā)的一款多功能的制鎖機(jī)就是一個(gè)很好的例子。該機(jī)器首先通過(guò)一個(gè)傳感器，自動(dòng)檢測(cè)出插進(jìn)去的鑰匙的牙花的孔的每個(gè)型號(hào)，該傳感器是利用了位移傳感器的

29、功能。將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸送到PLC里面的CPU，CPU通過(guò)數(shù)據(jù)分析，控制旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，依次運(yùn)動(dòng)到裝下彈子，上彈子，檢測(cè)器，彈簧，封子工位。檢測(cè)器能夠檢測(cè)出是否裝配成功。</p><p>　　1.5 論文內(nèi)容概述</p><p>　　SK05-XC型數(shù)控鑰匙牙花銑齒機(jī)控制器采用單片機(jī)為主機(jī)，十字拖板工作臺(tái)由高精度絲桿和滾動(dòng)導(dǎo)軌組成，體積小、重量輕、運(yùn)行穩(wěn)定可靠?？刂破鳌⑹滞习骞ぷ髋_(tái)和氣

30、動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等共同構(gòu)成完整的銑齒設(shè)備明顯地提高了密鑰量，而且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了輔助操作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)材曲線(xiàn)槽鑰匙尤為適合。 該設(shè)備的機(jī)械特點(diǎn)是主軸通過(guò)同步帶輪與動(dòng)力電機(jī)輸出軸相連，從而有效的避免了因?yàn)橐恍┮馔鉅顩r時(shí)銑刀發(fā)生卡死，從而導(dǎo)致電機(jī)燒毀的危險(xiǎn)；工作臺(tái)機(jī)構(gòu)采用了高精度的絲桿螺母副和滾動(dòng)導(dǎo)軌傳動(dòng)，傳動(dòng)精度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠；裝夾機(jī)構(gòu)采用了氣動(dòng)夾緊裝置，鑰匙坯裝夾方便、安全可靠?？刂破鞑捎脟?guó)際先進(jìn)的單片機(jī)為主

31、機(jī)，具有參數(shù)設(shè)置、邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)顯示、檢測(cè)控制等功能，不僅能存儲(chǔ)、修改、查看牙花編碼，而且與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)組合成一個(gè)完善的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。按照牙花編碼數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)并控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，使鑰匙能準(zhǔn)確的到達(dá)計(jì)算機(jī)預(yù)定設(shè)計(jì)的位置，從而能夠準(zhǔn)確完成鑰匙牙花的銑制。該控制器采用人性化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)新穎合理、功能齊全先進(jìn)、操作直觀簡(jiǎn)便、控制平穩(wěn)快速。</p><p>　　論文框架如圖1.4所示。</p>&

32、lt;p>　　圖1.4 論文框架</p><p>　　本課題理論結(jié)合實(shí)際，將學(xué)校的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)靈活地結(jié)合到實(shí)際企業(yè)上，為以后走上社會(huì)提前作好準(zhǔn)備。</p><p>　　SK05-XC型數(shù)控鑰匙牙花銑齒機(jī)的 結(jié)構(gòu)組成與工作原理</p><p>　　2.1 SK05-XC的工作原理</p><p>　　SK05-XC型數(shù)控鑰匙牙

33、花銑齒機(jī)控制器以單片機(jī)為主機(jī)，十字拖板工作臺(tái)由高精度絲桿和滾動(dòng)導(dǎo)軌組成，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)和氣缸的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制工作臺(tái)的上下和前后運(yùn)動(dòng)，而銑刀頭是由動(dòng)力電機(jī)提供其動(dòng)力的?？刂破?、十字拖板工作臺(tái)和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等共同構(gòu)成完整的銑齒設(shè)備。以數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在銑齒機(jī)上，使得該設(shè)備不但明顯地提高了密鑰量，而且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了輔助操作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)材曲線(xiàn)槽鑰匙尤為適合。</p><p>　　在氣缸的

34、推動(dòng)下，壓塊可以沿著導(dǎo)柱移動(dòng)，壓塊的一頭與鑰匙夾具接觸。當(dāng)壓塊在氣缸的帶動(dòng)下向夾具方向移動(dòng)時(shí)，夾具被推著向左擋板移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到左擋板時(shí)，夾具就被壓塊和左擋板夾死在中間。夾緊力是很大的，所以完全使鑰匙在銑的過(guò)程中保持穩(wěn)定，提高了銑鑰匙的精度。當(dāng)鑰匙銑制好了后，氣缸的活塞帶著壓塊向右擋板方向移動(dòng)，從而可以取出夾具和夾具里面的鑰匙。夾具根據(jù)制造商的要求，可以是3到6片不等。</p><p>　　該銑齒機(jī)的銑刀動(dòng)力源是一

35、個(gè)三相異步交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的輸出軸與一個(gè)大帶輪通過(guò)鍵相連，大帶輪通過(guò)V型帶與小帶輪相連。小帶輪與動(dòng)力主軸相連，主軸的一端與銑刀相連，這樣電機(jī)就能帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)，從未銑鑰匙了。</p><p>　　銑刀和動(dòng)力電機(jī)是由三個(gè)氣缸共同作用帶動(dòng)左右運(yùn)動(dòng)的。一個(gè)大氣缸是主要的動(dòng)力源，兩個(gè)小氣缸是起著緩沖作用的。當(dāng)大氣缸的左腔排除空氣，右腔充入空氣，右邊的小氣缸的左腔沖入空氣，右腔排出空氣；需要執(zhí)行向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，大氣缸的左腔充入

36、空氣，右腔排除空氣，左邊的小氣缸的右腔充入空氣，左腔排除空氣。由于氣缸的運(yùn)動(dòng)有緩沖作用，使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，而且動(dòng)力足夠，運(yùn)動(dòng)迅速。即使銑刀頭由于一些原因而卡死，也能起到保護(hù)設(shè)備的作用。</p><p>　　2.2 動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)</p><p>　　動(dòng)力電機(jī)必須提供給銑刀所需要的切削力，是這個(gè)設(shè)備的重要結(jié)構(gòu)。要是不能提供足夠的切削力，則必然會(huì)影響鑰匙的質(zhì)量。根據(jù)需要，我們選擇的動(dòng)力電機(jī)是

37、Y132S1-2籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組為星型，額定電壓為380V，額定功率為5.5KW，額定電流為11.1A，轉(zhuǎn)速2700r/min，效率:85.5%，功率因數(shù)：0.88，最大額定轉(zhuǎn)矩為2.3N.M，完全能夠滿(mǎn)足對(duì)其轉(zhuǎn)矩的要求。其結(jié)構(gòu)如圖2.1：</p><p>　　圖2.1 動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)</p><p>　　它通過(guò)電機(jī)法蘭固定在主軸箱體上，主軸通過(guò)S7203角接觸球軸承固定在主軸箱體

38、上。動(dòng)力頭部件的組成比較復(fù)雜，其零件包含如下：固定柱、帶輪、電機(jī)板、電機(jī)、電機(jī)軸、主軸箱、導(dǎo)桿、絲桿、導(dǎo)桿座、連接板、滑塊、絲桿螺母、軸承座、電機(jī)法蘭、步進(jìn)電機(jī)、主軸套、前防屑蓋、銑刀。電機(jī)出來(lái)的電機(jī)軸連接一個(gè)大帶輪，大帶輪通過(guò)V型帶連接小帶輪連接動(dòng)力主軸。主軸一端可直接帶動(dòng)銑刀。這樣，在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)皮帶的拖動(dòng)下，就使得銑刀旋轉(zhuǎn)，如此就實(shí)現(xiàn)了銑牙花。動(dòng)力電機(jī)下的氣缸在單片機(jī)的控制下，帶動(dòng)整個(gè)動(dòng)力電機(jī)以及銑刀左右移動(dòng)，而十字托盤(pán)的兩個(gè)步

39、進(jìn)電機(jī)使托盤(pán)上下，前后運(yùn)動(dòng)，從而可以實(shí)現(xiàn)在電腦預(yù)定的控制下，實(shí)現(xiàn)銑出不同的牙花。</p><p>　　一般的鑰匙由電腦控制能銑出6種不同深淺的牙花，排除了幾種特別的深淺一致的幾種，然后就可以通過(guò)電腦隨機(jī)控制，達(dá)到很多種組合。</p><p><b>　　圖2.2電機(jī)法蘭</b></p><p><b>　　2.3 夾具</b&

40、gt;</p><p>　　夾具的由許多部件組成，包括夾具座、中心定位塊、定位頭、導(dǎo)桿、壓腳固定座、活動(dòng)板、汽缸連接塊、汽缸固定板、壓塊。設(shè)備再加工鎖芯時(shí)，通過(guò)中心定位塊和定位頭，將鎖芯定位，為了限制其在加工時(shí)可能的旋轉(zhuǎn)，故設(shè)置了限制它轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)-壓腳固定板和壓腳。壓塊由氣缸連接桿推動(dòng)，可以沿著導(dǎo)柱滑動(dòng)，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鑰匙夾具的夾緊和放松。裝夾機(jī)構(gòu)采用了氣動(dòng)夾緊裝置，鑰匙坯裝夾方便、安全可靠。在Y軸和Z軸方向上一

41、定范圍內(nèi)可進(jìn)行的調(diào)節(jié)，它通過(guò)氣缸連接在工作臺(tái)機(jī)構(gòu)中，活塞桿和氣缸螺母連接在裝夾機(jī)構(gòu)新壓板上，加工時(shí)將鑰匙放在舌頭片中，通過(guò)氣缸的小絲桿帶動(dòng)新壓板夾緊，以實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)夾緊鑰匙的功能。夾具整體外形如圖2.3所示。</p><p><b>　　圖2.3 夾具外形</b></p><p><b>　　其優(yōu)點(diǎn)如下：</b></p><p&g

42、t;　　保證了工件的加工精度。保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，該氣動(dòng)夾具提供的夾緊力能夠滿(mǎn)足銑齒的要求，能滿(mǎn)足工件的加工精度要求。</p><p>　　提高了生產(chǎn)效率。其該氣動(dòng)夾具快速高效，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　工藝性能好。該氣動(dòng)夾具簡(jiǎn)單

43、、合理，由于該氣動(dòng)夾具制造屬于標(biāo)準(zhǔn)件，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。</p><p>　　1.4使用性能好。專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。專(zhuān)用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來(lái)大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。</p><p&g

44、t;　　鑰匙夾具是根據(jù)鑰匙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，當(dāng)鑰匙的大小長(zhǎng)短變化時(shí)，夾具也應(yīng)該跟著變化。下圖就是鑰匙夾具的形狀示意圖。</p><p><b>　　圖2.4 鑰匙夾具</b></p><p>　　2.4 工作臺(tái)機(jī)構(gòu)</p><p>　　工作臺(tái)機(jī)構(gòu)下接機(jī)座，上接主軸電動(dòng)機(jī)的箱體，直接與夾具固定。由十字托盤(pán)的前后上下的移動(dòng)，以及銑齒刀的左右移動(dòng)，便可

45、將牙花銑出。兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)組合而成一個(gè)十字托盤(pán)，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿的旋轉(zhuǎn)，絲桿的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成滑塊的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)該工作臺(tái)機(jī)構(gòu)在X軸和Y軸方向上的運(yùn)動(dòng)，確保了工作臺(tái)的前后上下的移動(dòng)。工作臺(tái)機(jī)構(gòu)采用了高精度的絲桿螺母副和滾動(dòng)導(dǎo)軌傳動(dòng)，傳動(dòng)精度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，按照牙花編碼數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)并控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)鑰匙牙花級(jí)差和中心距的位移，完成鑰匙牙花的銑齒。</p><p>　　圖2.5 托盤(pán)工作臺(tái)面</

46、p><p>　　2.5 冷卻系統(tǒng)</p><p>　　一般地，刀具在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)與周?chē)奈镔|(zhì)產(chǎn)生高頻率的摩擦，摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱。但是這種熱是我們不希望有的。刀具是高精密的工具，刀具的刀刃的鋒利程度決定著一把刀的好壞與是否還可以繼續(xù)使用。倘若在加工時(shí)使用磨損嚴(yán)重的刀具，那么加工就達(dá)不到所要求或所希望的精度等要求，簡(jiǎn)而言之，就是加工好了也是廢品。</p><p>　

47、　假如使用冷卻水冷卻，流過(guò)需要降溫的生產(chǎn)設(shè)備使其降溫，而冷水溫度上升。冷卻水系統(tǒng)分為直流冷卻水系統(tǒng)和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。如果冷水降溫生產(chǎn)設(shè)備后即排放，此時(shí)冷水只用一次，稱(chēng)直流冷卻水系統(tǒng)。但是冷卻水冷卻時(shí)，會(huì)使鑰匙發(fā)生一定程度的偏移，導(dǎo)致牙花的變形，加上切割鑰匙的牙花，切削量不大，所以采用空冷比較合適。設(shè)備在加工時(shí)，采用了步進(jìn)電機(jī)，即，加工一段時(shí)間，后退一段時(shí)間，在這個(gè)時(shí)間差控制好加工進(jìn)給可以 用空冷來(lái)冷卻。另外，空冷相對(duì)于另外兩種冷卻方法，

48、即經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。</p><p>　　2.6 控制面板</p><p>　　控制器面板示意圖如圖2.6所示。</p><p>　　圖2.2 控制器面板</p><p><b>　　圖2.6 控制面板</b></p><p>　　這個(gè)控制面板很容易看，簡(jiǎn)單，以下就簡(jiǎn)單介紹下：</p>

49、<p><b>　　按鍵Ⅰ如圖2.6：</b></p><p><b>　　圖2.6 按鍵Ⅰ</b></p><p>　　復(fù)位鍵：用于系統(tǒng)復(fù)位；</p><p>　　設(shè)置鍵：用于參數(shù)設(shè)置；在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下直接進(jìn)行翻頁(yè)；</p><p>　　確認(rèn)鍵：對(duì)已設(shè)定的參數(shù)予以確定及查看參數(shù)；光標(biāo)位

50、置的下移；</p><p>　　←：刪除鍵，用于參數(shù)設(shè)置中錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的剔除；</p><p>　　↑：用于設(shè)置時(shí)光標(biāo)位置的上移；</p><p>　　夾緊鍵：用手動(dòng)于切換工件的夾緊或松開(kāi)兩種狀態(tài)；</p><p>　　清零鍵：用于當(dāng)前計(jì)數(shù)清零；</p><p>　　模擬鍵：用于模擬加工，不需要放鎖體，可直接觀看機(jī)器的加工

51、動(dòng)作；</p><p><b>　　●：小數(shù)點(diǎn)；</b></p><p>　　執(zhí)行鍵：按鍵系統(tǒng)自動(dòng)校正工作原點(diǎn)并進(jìn)入鎖體機(jī)器工作狀態(tài)；</p><p>　　數(shù)字鍵：0-9：用于輸入相應(yīng)數(shù)值。 </p><p><b>　　按鍵Ⅱ如圖2.7：</b></p><p><b

52、>　　圖2.7 按鍵Ⅱ</b></p><p>　　主軸：用于控制主軸開(kāi)、關(guān)。</p><p>　　調(diào)整：用于工作原點(diǎn)的調(diào)整。</p><p>　　X：按鍵選擇X向工作原點(diǎn)的調(diào)整；</p><p>　　Y：按鍵選擇Y向工作原點(diǎn)的調(diào)整；</p><p>　　Z：按鍵選擇Z向工作原點(diǎn)的調(diào)整；</p&

53、gt;<p>　　U/W：按鍵選擇U/W向工作原點(diǎn)的調(diào)整；</p><p>　　↑：按鍵(點(diǎn)動(dòng))拖板沿對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸方向位移0.02mm。</p><p>　　↑↑：按鍵(點(diǎn)動(dòng))拖板沿對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸方向位移0.10mm。</p><p>　　↑↑↑：按鍵(點(diǎn)動(dòng))拖板沿對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸方向位移0.50mm。</p><p>　　↓：按鍵(點(diǎn)動(dòng))

54、拖板沿對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸反方向位移0.02mm。</p><p>　　↓↓：按鍵(點(diǎn)動(dòng))拖板沿對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸反方向位移0.10mm。</p><p>　　第三章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　本章介紹主要結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)和比較選擇，分析方案的利弊以及對(duì)設(shè)備的貢獻(xiàn)或帶來(lái)的不足。</p><p>　　3.1 動(dòng)力傳遞設(shè)計(jì)方案</p>&

55、lt;p>　　動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)主要考慮是動(dòng)力電機(jī)直接連接銑刀頭，還是要通過(guò)帶輪的作用，間接連接銑刀的問(wèn)題。 </p><p>　　方案一：將刀具直接安裝到步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸上，采用1級(jí)傳動(dòng)。</p><p>　　圖3.1 動(dòng)力傳遞方案一</p><p>　　方案二：設(shè)計(jì)一個(gè)主軸箱，將步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)帶傳動(dòng)傳遞

56、到主軸箱。將刀具安裝到主軸箱的主軸上，用主軸來(lái)帶動(dòng)刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　圖3.2 動(dòng)力傳遞方案二</p><p>　　如果采用動(dòng)力電機(jī)輸出軸直接連接銑刀的話(huà)，那么在銑刀頭意外遇到阻力而卡死的情況下,將極有可能使動(dòng)力電機(jī)產(chǎn)生的熱量過(guò)多而發(fā)生電機(jī)的燒毀。所以我們選擇動(dòng)力電機(jī)的輸出軸先連接大帶輪，然后大帶輪通過(guò)同步帶連接小帶輪，小帶輪再連接主軸帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)的方案。由于銑刀的轉(zhuǎn)速直接影

57、響到銑出鑰匙的質(zhì)量，轉(zhuǎn)速越高，鑰匙牙花的粗糙度越好，質(zhì)量越高，精度也越高。由我們選擇的動(dòng)力電機(jī)的轉(zhuǎn)速是2700r/min，我們希望能再高點(diǎn)。所以我們選擇了大帶輪的直徑是小帶輪的2倍，從而銑刀的轉(zhuǎn)速是5400r/min，能更好的滿(mǎn)足工作要求。</p><p>　　3.2 帶動(dòng)動(dòng)力電機(jī)以及銑刀左右運(yùn)動(dòng)的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　左右運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)主要考慮動(dòng)力能否足夠，以及運(yùn)行是否平穩(wěn)的問(wèn)

58、題。</p><p>　　方案一：運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)，在單片機(jī)的控制下，定時(shí)給其脈沖，使其左右運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　方案二：一個(gè)大氣缸用來(lái)帶動(dòng)氣動(dòng)托盤(pán)的左右運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)小氣缸用來(lái)起緩沖作用。 </p><p>　　兩者都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于方案一，由于用到了步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)容易對(duì)其控制，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行準(zhǔn)確，調(diào)速也容易。但是考慮到在銑刀左右運(yùn)動(dòng)的情況下，可能會(huì)產(chǎn)生銑刀卡

59、死的情況，容易導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)燒毀，所以方案一不合理。</p><p>　　對(duì)于方案二，由于運(yùn)用了兩個(gè)小氣缸的緩沖作用，需要執(zhí)行向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，只需大氣缸的左腔排除空氣，右腔充入空氣，右邊的小氣缸的左腔沖入空氣，右腔排出空氣；需要執(zhí)行向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，大氣缸的左腔充入空氣，右腔排除空氣，左邊的小氣缸的右腔充入空氣，左腔排除空氣。由于氣缸的運(yùn)動(dòng)有緩沖作用，使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，而且動(dòng)力足夠，運(yùn)動(dòng)迅速。即使銑刀頭由于一些原因而卡死，

60、也能起到保護(hù)設(shè)備的作用，所以方案二更優(yōu)。下圖是氣缸的三維模型。</p><p>　　圖3.3 氣缸的三維模型 </p><p>　　第四章 主要部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　本章主要介紹重要部件的選用，以及使用的方法。包括尺寸的數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)件的強(qiáng)度驗(yàn)證等。</p><p>　　4.1 動(dòng)力電機(jī)參數(shù)要求,型號(hào)以及啟動(dòng)方法<

61、/p><p>　　4.1.1 動(dòng)力電機(jī)的選擇</p><p>　　要選擇所需要或合適的電機(jī)，必須得先了解下電機(jī)的一些基本知識(shí)。電機(jī)再工作時(shí)涉及到的物理參數(shù)有轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率（交流電機(jī)）。</p><p>　　電機(jī)工作時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩記為T(mén)M，生產(chǎn)機(jī)械所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為T(mén)L，轉(zhuǎn)速為n0，則TM-TL=Td。其中，</p><p>　　Td=

62、 （4.1）</p><p><b>　　示意圖如圖4.1：</b></p><p>　　圖4.1 電機(jī)輸出動(dòng)力</p><p>　　設(shè)備在加工時(shí)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)處于工進(jìn)狀態(tài)時(shí)，TM>TL，電機(jī)轉(zhuǎn)子不斷加速，它所產(chǎn)生的切削力也就越大，自然切削的效率就高了，同時(shí)，加工成本也提高了。根據(jù)能量守恒定律，我們給予電機(jī)的電信號(hào)脈

63、沖，當(dāng)脈沖電最強(qiáng)時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就最大。</p><p>　　當(dāng)實(shí)際拖動(dòng)為多軸拖動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，為了列出系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，必須先將各轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量都折算到某一根軸上，一般折算到電動(dòng)機(jī)軸上，折算成最簡(jiǎn)單的典型單軸系統(tǒng)。折算的基本原則是，折算前的多軸系統(tǒng)在能量關(guān)系上或者功率關(guān)系上保持不變。</p><p>　　我們正確選用電機(jī)主要考慮的問(wèn)題是1. 根據(jù)電源電壓、使用條件、拖

64、動(dòng)對(duì)象選擇電動(dòng)機(jī)，要求電源電壓與電動(dòng)機(jī)額定電壓相符。2. 根據(jù)安裝地點(diǎn)和工作環(huán)境選擇不同型式的電動(dòng)機(jī)。3. 根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電動(dòng)機(jī)。如果容量選擇過(guò)小,就會(huì)發(fā)生長(zhǎng)期過(guò)載現(xiàn)象,影響電動(dòng)機(jī)壽命甚至燒毀。如果容量選擇過(guò)大,電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率不能充分利用,功率因數(shù)也不高。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率是隨著負(fù)載變化的。4. 電動(dòng)機(jī)在恒定負(fù)載運(yùn)行下,功率計(jì)算公式如下:</p><p>　　P1　　　　　　　

65、　　　　　　　 P＝---------　　　　　　　　　　　　　　　　　η1η　式中:　　P－－－－-電動(dòng)機(jī)的功率(KW);　　P1－－－－生產(chǎn)機(jī)械功率(KW);　　η1－－－－生產(chǎn)機(jī)械本身效率;　　η －－－－電動(dòng)機(jī)效率.　　上式計(jì)算出的功率不一定與產(chǎn)品規(guī)格相同,所以選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率(P1)應(yīng)等于或稍大于計(jì)算所得的</p><p>　　下面來(lái)計(jì)算下生產(chǎn)機(jī)械功率。</p><

66、p>　　假設(shè)道具的直徑為D，刀具工作時(shí)的即時(shí)速度為n，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，切削點(diǎn)在這個(gè)時(shí)刻所產(chǎn)生的力為F=m*a，這里，m為選取的參考點(diǎn)的質(zhì)量。于是，F(xiàn)=m*=m* （4.2）</p><p>　　只要電機(jī)在工作時(shí)能保證刀具能獲得足夠的切削力和轉(zhuǎn)矩時(shí)，刀具就能正常進(jìn)行作業(yè)。綜合考慮刀具的工作環(huán)境要求和加工的成本，我們選用Y2-71M2-2籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組為

67、星型，額定電壓為380V，額定功率為5.5KW，同步轉(zhuǎn)速為2740r/min。這里的額定轉(zhuǎn)速不能直接作用于刀具。因?yàn)樵趧?dòng)力頭的設(shè)計(jì)中，刀具不是直接安裝在電機(jī)軸上的，而是通過(guò)一帶傳動(dòng)來(lái)進(jìn)行傳遞動(dòng)力的。一般地，帶傳動(dòng)是有能量損耗，正常地，它的傳遞效率為0.94～0.98.雖然傳遞動(dòng)力有損失，但是刀具所得到的力和轉(zhuǎn)矩仍然足夠保證其正常的作業(yè)。</p><p>　　4.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性：</p>

68、;<p>　　采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要要求如下。</p><p>　　有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)機(jī)械能正常啟動(dòng)。一般場(chǎng)合下希望啟動(dòng)速度越快越好，以提高生產(chǎn)效率。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。</p><p>　　在滿(mǎn)足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動(dòng)電流越小越好。因?yàn)檫^(guò)大的啟動(dòng)電流沖擊，對(duì)電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)本身是不利的。</p>

69、<p>　　要求啟動(dòng)平穩(wěn)，即要求啟動(dòng)時(shí)平滑加速，以減少對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。啟動(dòng)設(shè)備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。</p><p>　　籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法主要有</p><p><b>　　1、直接啟動(dòng)</b></p><p>　　直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備少，啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單，成本低。電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的電流是正常運(yùn)行的5倍左右，理論

70、上來(lái)說(shuō)，只要向電動(dòng)機(jī)提供電源的線(xiàn)路和變壓器容量大于電動(dòng)機(jī)容量的5倍以上的，都可以直接啟動(dòng)。這一要求對(duì)于小容量的電動(dòng)機(jī)容易實(shí)現(xiàn)，所以小容量的電動(dòng)機(jī)絕大部分都是直接啟動(dòng)的，不需要降壓?jiǎn)?dòng)。對(duì)于大容量的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一方面是提供電源的線(xiàn)路和變壓器容量很難滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的條件，另一方面強(qiáng)大的啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命，對(duì)電網(wǎng)不利，所以大容量的電動(dòng)機(jī)和不能直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)都要采用降壓?jiǎn)?dòng)。</p><p&

71、gt;<b>　　2、Y－△啟動(dòng)</b></p><p>　　Y－△啟動(dòng)適用與定子繞組為△連接的電動(dòng)機(jī)，采用這種方式啟動(dòng)時(shí)，可使每相定子繞組降低到電源電壓的58％，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)時(shí)的33％，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接啟動(dòng)時(shí)的33％。啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 </p><p>　　3、三相電阻降壓?jiǎn)?dòng)</p><p>　　電阻減壓?jiǎn)?dòng)一般用于輕載啟動(dòng)的

72、籠型電動(dòng)機(jī)，且由于其缺點(diǎn)明顯而很少采用。定子回路接入對(duì)稱(chēng)電阻，這種啟動(dòng)方式的啟動(dòng)電流較大而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。如啟動(dòng)電壓降至額定電壓的65％，其啟動(dòng)電流為全壓?jiǎn)?dòng)電流的65％，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅為全壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩的42%,且啟動(dòng)過(guò)程中消耗的電能較大。</p><p>　　4、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)</p><p>　　這種方式通常用于要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大而啟動(dòng)電流較小的場(chǎng)合，采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

73、電流及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成比例降低，相同的啟動(dòng)電流的情況下能獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如啟動(dòng)電壓降至額定電壓的65％，其啟動(dòng)電流為全壓?jiǎn)?dòng)電流的42％，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅為全壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩的42%。</p><p>　　5、軟啟動(dòng)器降壓?jiǎn)?dòng)</p><p>　　其特點(diǎn)是啟動(dòng)平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)沖擊少；不必考慮對(duì)被啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的加強(qiáng)設(shè)計(jì)；啟動(dòng)裝置功率適度，一般只為被啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的5～25%；允許啟動(dòng)的次數(shù)較

74、高；但目前設(shè)備造價(jià)昂貴；主要用于大型機(jī)組及重要場(chǎng)所。 </p><p>　　SK05-XC型數(shù)控銑齒機(jī)有獨(dú)立的變壓器供電，雖然電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁，但是電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量的20%，則允許直接啟動(dòng)。</p><p>　　4.2 普通V帶的設(shè)計(jì)</p><p>　　由上文討論可得，如果采用動(dòng)力電機(jī)輸出軸直接連接銑刀的話(huà)，那么在銑刀頭意外遇到阻力而卡死的情況下,將極有

75、可能使動(dòng)力電機(jī)產(chǎn)生的熱量過(guò)多而發(fā)生電機(jī)的燒毀。所以我們選擇動(dòng)力電機(jī)的輸出軸先連接大帶輪，然后大帶輪通過(guò)V帶連接小帶輪，小帶輪再連接主軸帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)的方案。</p><p><b>　　確定設(shè)計(jì)功率。</b></p><p>　　選取帶型。根據(jù)、，由圖查取，選A型帶。</p><p>　　確定帶輪的基準(zhǔn)直徑。初選小帶輪直徑，則大帶輪直徑為<

76、/p><p>　　其傳動(dòng)比誤差，故可用。</p><p><b>　　驗(yàn)算帶的速度。</b></p><p><b>　　故符合要求。</b></p><p>　　確定V帶長(zhǎng)度和中心距。根據(jù)初步確定中心距</p><p><b>　　初選。</b></

77、p><p><b>　　計(jì)算V帶基本長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　選V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度為。</b></p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際中心距</b></p><p><b>　　計(jì)算小輪包角。</b></p><p>　　確定V

78、帶根數(shù)。查得單根V帶所能傳遞的功率為，彎曲影響系數(shù)，傳動(dòng)比系數(shù)，計(jì)算功率增量。</p><p>　　查得，，則帶的根數(shù)為</p><p><b>　　取根。</b></p><p><b>　　計(jì)算初拉力</b></p><p><b>　　查得，初拉力</b></p&g

79、t;<p><b>　　9．材料的選擇。</b></p><p>　　帶輪材料選擇45#。</p><p>　　4.3 銑刀軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　已知傳遞的功率P=5.5kw，轉(zhuǎn)速n=5400r/min,傳遞的轉(zhuǎn)矩T=400Nm</p><p>　　1.選擇軸的材料確定許用應(yīng)力</p>

80、;<p>　　由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率，材料無(wú)特殊要求，故選用45#鋼調(diào)質(zhì)處理，查得強(qiáng)度極限σB=650Mpa，許用彎曲應(yīng)力【σ-1b】=60Mpa</p><p>　　2.按扭矩強(qiáng)度估算最小直徑</p><p>　　考慮到軸的最小直徑處會(huì)有鍵槽存在，故將計(jì)算直徑加3%～5%取14,由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=14mm</p><p>　

81、　3.軸上零件的定位，固定和裝配</p><p>　　選用45#，輸出軸安排在箱體中央。由于在軸向會(huì)受到推力作用，所以選用角接觸球軸承。聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸承蓋和套筒定位，采用過(guò)渡配合固定。</p><p>　　4.確定軸各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　小帶輪孔徑為14mm,該軸的最小直徑為14mm。與小帶輪孔用平鍵相連接。軸承是在第二段軸段

82、上的，第二段軸段的長(zhǎng)為70mm。第三段軸段是在主軸箱之外的，與銑刀通過(guò)螺紋固定相連。軸的總的長(zhǎng)度是219mm。圖4.2是動(dòng)力主軸的三維圖模型。 </p><p>　　圖4.2 動(dòng)力主軸三維圖</p><p>　　5.初步選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)</p><p>　　刀具在作業(yè)時(shí)，根據(jù)它的受力分析可知，主軸會(huì)受到軸向的力的作用，因此，必須要平衡這個(gè)力，故采用角接觸球軸承來(lái)

83、平衡這個(gè)軸向力。選擇軸的型號(hào)為7010C.其中內(nèi)徑d為50mm.角接觸球軸承結(jié)構(gòu)圖如圖4.3。 </p><p>　　圖4.3 角接觸球軸承</p><p>　　選擇了軸承型號(hào)后，要對(duì)其進(jìn)行使用壽命的校驗(yàn)，看是否符合使用要求。查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，這個(gè)設(shè)備對(duì)軸承壽命的要求LA為20000～30000h，校驗(yàn)的結(jié)果必須是計(jì)算的使用壽命要不低于這個(gè)預(yù)期壽命，否則軸承不合格。</p>

84、<p><b>　　軸承的使用壽命，</b></p><p>　　L10h=（） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C-----軸承的基本額定動(dòng)載荷值，查表知，這里C取26.5KN；</p><p>　　P-----軸承所受的當(dāng)量動(dòng)

85、載荷；</p><p>　　w-----軸承的壽命指數(shù)，這里w取3（球軸承）；</p><p>　　L10-----可靠度為90%時(shí)軸承的基本額定壽命（r）。</p><p>　　軸承所受的當(dāng)量載荷P=XFr+YFa,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知，取X=1,Y=0。故P=Fr，即徑向載荷量。由于主軸箱采用帶傳動(dòng)，非齒輪的嚙合傳動(dòng)，故，它的徑向力（不多于100N）很小，因而軸承的

86、使用壽命很大，完全比它的預(yù)期壽命大很多，故軸承的使用壽命合格的。</p><p>　　L10h=106*26.53*103/(60*980*1003)=31650h>30000h，故，使用壽命是有保障的。</p><p>　　第五章 整機(jī)布置及效果圖</p><p>　　通過(guò)前幾張的方案設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，我們已經(jīng)初步掌握了本次設(shè)計(jì)中的重要結(jié)構(gòu)的布局和尺寸關(guān)

87、系，以及所要滿(mǎn)足的條件。為了加深對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的印象和以后更高層次的改進(jìn)，有必要給出設(shè)計(jì)的整體布局圖，這樣對(duì)設(shè)計(jì)是有側(cè)面的幫助的，而且也可以即時(shí)發(fā)現(xiàn)和改正設(shè)計(jì)中的缺陷和不足。設(shè)計(jì)的整機(jī)布置裝配</p><p>　　如圖5.1裝配圖所示。</p><p>　　圖5.1 整機(jī)裝配圖</p><p>　　由上圖可以看出，夾具底部有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，前面也有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。兩個(gè)步進(jìn)電

88、機(jī)由單片機(jī)控制，從而可以實(shí)現(xiàn)托盤(pán)的前后上下運(yùn)動(dòng)。而后面的動(dòng)力電機(jī)則通過(guò)V帶輪控制銑刀的旋轉(zhuǎn)。三個(gè)氣缸的組合，能夠平穩(wěn)的實(shí)現(xiàn)銑刀和動(dòng)力電機(jī)的左右運(yùn)動(dòng)。只要開(kāi)始時(shí)單片機(jī)通過(guò)控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)時(shí)托盤(pán)夾具達(dá)到預(yù)定的位置，銑刀銑過(guò)的時(shí)候，就可以實(shí)現(xiàn)銑齒。如圖5.2整機(jī)三維造型所示效果圖。</p><p>　　圖5.2 整機(jī)三維造型</p><p>　　第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)</p>&l

89、t;p>　　本論文主要是基于杭州新智遠(yuǎn)數(shù)控設(shè)備有限公司的的銑齒機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算SK05-XC數(shù)控銑齒機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。制鎖機(jī)結(jié)構(gòu)很多，其中涉及知識(shí)復(fù)雜，很多都是以前沒(méi)有遇見(jiàn)過(guò)的，對(duì)于鞏固已學(xué)知識(shí)和拓展新知識(shí)和深化專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)起了很好的幫助作用。該款銑齒機(jī)是機(jī)械與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，在國(guó)內(nèi)的銑齒行業(yè)里是領(lǐng)先的，基于該款銑齒機(jī)的結(jié)構(gòu)分析以及后期的優(yōu)化處理，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，精益求精的過(guò)程。對(duì)于自己，是一次將自

90、己學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到平時(shí)的實(shí)際工作中去，在實(shí)習(xí)中不斷的磨練自己，增加一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程里，我從中找出自己的不足之處，虛心學(xué)習(xí)一些實(shí)用知識(shí)，在實(shí)習(xí)工作中不斷學(xué)習(xí)，反復(fù)推敲，事事總結(jié)，增加自己的經(jīng)驗(yàn)。讓我對(duì)與如何設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一款機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品有了深刻的認(rèn)識(shí)，更重要的是，通過(guò)實(shí)習(xí)，我深刻認(rèn)識(shí)到自己關(guān)于電方面知識(shí)的不足，在以后的學(xué)習(xí)中，一定要加強(qiáng)電工電子的學(xué)習(xí)，而且要學(xué)習(xí)一些三維軟件。</p><p><b>

91、;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 馮清秀.機(jī)電傳動(dòng)控制 . 華中科技大學(xué)出版社.2011</p><p>　　[2] 董景新、趙長(zhǎng)德、熊沈蜀、郭美鳳 .控制工程基礎(chǔ). 清華大學(xué)出版社.2003.8</p><p>　　[3] 周明衡.聯(lián)軸器選用手冊(cè) [M].周明衡.化學(xué)工業(yè)出版社.2003</p><p>　　[

92、4] 楊明盅，朱家誠(chéng).機(jī)械設(shè)計(jì)（第二版）.武漢理工大學(xué)出版社.2001</p><p>　　[5] 朱龍根.機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2005</p><p>　　[6] 趙家新.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.遼寧省機(jī)械研究院.1963</p><p>　　[7] 于永泗、劉民.機(jī)械工程材料.機(jī)械工業(yè)出版社.2003</p><p>　　[8] 賀

93、石中.潤(rùn)滑與密封.廣州機(jī)械科學(xué)研究院.2008</p><p>　　[9] J.E.Shigley. Mechanical Engineering Design.2001</p><p>　　[10] Arthur.H.Burr. mechanical Analysis And Design.2006</p><p>　　[11] P.C.Sharma. Mach

94、ine Design. 1998</p><p>　　[12] Dr.Jaodish.LAl. Theory of Machines &Mashines.2000</p><p>　　[13] R.K.Rajput. Mechanical Engineering.1999</p><p><b>　　致 謝</b></p>

95、<p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師陳冰老師。陳老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。其次要感謝杭州新智遠(yuǎn)數(shù)控設(shè)