立式单轴木工铣床设计.doc

立式单轴木工铣床设计摘要 木工机械是指在木材加工工艺中，将木材加工的半成品加工成为木制品的一类机床。家具机械是木工机械的重要组成部分。 木工机床加工的对象是木材。木材是人类发现利用最早的一种原料，与人类的住、行、用有着密切的关系。人类在长期实践中积累了丰富的木材加工经验。木工机床正是通过人们长期生产实践、不断发现、不断探索、不断创造而发展起来的。 木家具是指用木制材料制成的用具。根据其结构可分为框架式家具和板工家具两大类。典型框架式家具的结构为榫卯结构，材料为天然实木板、方材，如红木家具、明式家具、清式家具、实木餐桌椅等。典型的板式家具是指以人造板为材料，结构采用连接件、圆榫等方式连接的家具。 目前木加工制品在人们的生活当中应用越来越多，因此近些年来木加工行业得到了飞速发展，对木工机械的加工精度和加工效率越来越高，本次设计的立式单轴木工铣床主要是用来完成成形铣削、加工榫头和端面。立式单轴铣床的主要结构是有动力机构、传动机构、夹紧机构和进给机构四个部分组成，具体说，它将包括电动机、皮带传动装置、卡具、直线导轨等部件和组成。本设计的内容主要是掌握机床的技术要求极其工作特点，对该机床进行总体方案的设计、零部件的设计和标准件的选择。方案设计的主要任务有两点：一是结合产品的技术要求和需要的具体条件确认设备的机械机构；二是完成对设备的结构参数和力参数的计算。通过方案的实施初步完成机床的设计，通过对各个部件的校核来确保该方案的可行性。关键字：木工机械； 铣床； 成型铣削目录第1章 绪论11.1 选题的目的及意义11.2 国内外研究现状11.3发展趋势31.4 立式单轴木工铣床的特点41.5主要技术参数4第2章 总体设计方案52.1 传动装置的设计52.2 工件的夹紧装置的设计52.3 机身的设计52.4 本章小结5第3章 切削力计算63.1速度计算63.2 功率计算63.3 选择电机93.4 计算装置的总传动比103.5 计算传动装置的运动和动力参数103.6 本章小结10第4章 皮带传动设计计算及参数选择114.1 确定计算功率Pca（kW）114.2 选定带型124.3 确定带轮直径dd1、dd2124.4 确定中心距a和带长Ld134.5 验算小带轮包角1134.6 确定V带根数134.7 计算单根V带初拉力F0144.8 计算对轴的压力FQ144.9 本章小结14第5章 主轴的设计155.1 轴径的初步估算155.2 轴的结构设计155.3 轴的强度校核165.3.1 轴的疲劳强度校核195.4 本章小结20第6章 轴承的选择和计算216.1 轴承的选用216.2 轴承的寿命计算216.3 本章小结23第7章 机床的使用和保养247.1 润滑的作用247.2 机床的保养25结论26致谢27参考文献28附录29第1章 绪论1.1 选题的目的及意义 我国木工机械行业今年来一直高速发展，在国际行业处于领先地位。生产的木工机械，不仅国内使用，还大量的出口国外，并成了世界贸易的主要组成部分。随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，板式家具在人民生活中的地位也越来越重要，应用越来越广泛。而立式单轴铣床正是随着板式家具的兴起而越来越兴旺。由于工厂规模的限制，小型的立式单轴铣需求量成为木工机械中的佼佼者。 立式单轴木工铣床具有生产效率高，机床结构紧凑，占地面积小，操作灵活方便等特点，它的出现大大的减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。 立式单轴木工铣床只要用于完成成形铣削、加工榫头和端面等工序的作业，尤其是对断面成型的加工灵活方便，同事成型铣削质量好，生产效率高。 板式部件的连接大量的采用圆榫，五金零件逐步取代了其它结合方式。以适应板式家具流水线的需要和连接方便的特点。1.2 国内外研究现状 伦教木工机械起步于上世纪80年代初。当时伦教有一定的机械加工能力，随着顺德家具业兴起，原始型木工机械应运而生。进入90年代开始发展，不断吸收引进东北、华东、台湾的先进技术，实现产品更新换代。1997年以后借助技术创新、机电一体化、会展经济等的内外延发展推动，迎来了跨越式的进步，在国内木工机械行业中占有举足轻重的地位，目前以成为中国木工机械行业最大的制造基地。2004年，伦教的木工机械行业总产值为10.04亿元，拥有制造企业78家，配套企业16家，从业人员近万人。产品主要有四面刨、多排刨、冷热压机、木地板生产线以及各种系列实木家具、纤维板家具的生产设备，产品主要销往全国各地、欧美和东南亚。2004年木工机械销售贸易总额占全省的60%，全国的30%，年出口产品额为1200万美元。 伦教的木工机械行业已经出现了专业化生产的趋势，各企业之间有侧重的发展方向，为整机生产配套刀具、锯片、进料机、刀头组合等。如“富豪”、“锐亚”成为了“中国木工机械四面刨王国”，“马氏”成为了木工机械高速轴生产基地，“银光”成为了木材粗加工机械的排头兵。“威德力”、“同安”成为了木制品冷、热压机床系列专业厂，在深圳经营木工刀具长达10年之久、产品品质已达国际先进水平的“润祥”公司，到伦教投资后仍然专做刀具。此外，伦教木工机械制造行业出现了两种发展倾向，一方面规模企业产品向大型、重型机械发展，与此同时，另一方面涌现出十余家新办的木机厂，它们迅速填补通用、小型产品的空白，使木工制造业出现了分层次梯度发展的鲜明特点。不少企业已近意识到专业化分工协作是降低成本、减少恶性竞争，把产品做精做专做出品牌的必由之路。 据2013-2017年中国木工机械行业产销需求与投资预测分析报告部分数据显示八五到九五期间，伦教均保持着惊人的发展速度，工农业总产值年均递增30.4%。2004年实现地区生产总值40.15亿元，同比增长18.4%，其中三大产业比例为8.74:70.98:20.28，工业总产值205亿元，同比增长41.3%，出口产值19.88亿美元，同比增长47%，比2001年翻了一番。伦教街道拥有工业企业413家，从业人员75000人，其中三资企业143家，出口产值占工业生产总值的50% 以上。2001年伦教被省科技厅认定为广东省专业镇技术创新试点。（1）制造质量、技术性能和可靠性普遍提高。在结构设计方面，讲求紧凑实用。采用计算机优化设计和组成技术设计，对机床的实用安全性、操作、维修、运输方面和舒适性、色调和环境的和谐性、醒目的安全和危险标志、制造的工艺性、外形的美观和人机工程原理方面都给予足够重视。很多厂家都采用了现代化的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助质量保障系统（CAQ）、计算机辅助规划（CAP）、计算机辅助制造（CAM）和计算机控制（CNC）等技术。（2）在进一步完善、发展适合少品种、少规格大批量生产木制品的各类专门化自动生产线、联合机的同时、适用于加工小批量、多变种的木工机械和木材加工机组有较快的发展。（3）木工刀具在品种规格、精度、耐用度、新材料和新技术的应用等方面的发展很受重视。（4）对科研、教育和新技术、产品开发和投资非常重视。木工机械国际市场的竞争在很大程度上是科学技术的竞争。1.3发展趋势 伴随着科学技术的不断地发展，新技术、新材料、新工艺不断涌现。伴随着我国加入WTO的脚步，我国木工机械装备水平与国外的差距会越来越小，国外的先进技术和设备会不断涌入，对国内木工机械而言，挑战与机会并存。电子技术、数字控制技术、激光技术、微波技术以及高压射流技术的发展，给家具机械的自动化、柔性化、智能化和集成化带来了新的活力，使机床的品种不断增加，技术水平不断地提高。 高速铣削技术是目前木工机械发展的主要趋势，它是将计算机数控技术应用于木材加工机械产品中，结合木材加工高速铣削的特性要求，实现加工刀具在各坐标轴之间内联动插补运动，以达到加工程序要求的精确位置和高速度，从而保证加工部件的质量和实现加工复杂的形状，提高加工产品的精确度。国内的发展趋势有以下几点：（1）提高机床的可靠性 由于木工机床较复杂，成本也较高，因此它的可靠性是历来使用者所关心的问题。要使机床不仅好用，而且耐用，机床设计必须合理。（2）提高加工精度和表面加工质量 由于木制品的精度和表面粗糙度要求的提高和木工机床本身的精度与机床寿命密切相关，因而，木工机床精度的确定，必须保证达到最大的经济效益。 要提高机床的加工精度和表面加工质量，就要提高机床的传动精度和抗震性。提高机床的抗震性，不只是要增加刚度，重要的是减少引起震动的因素，如减少高速传动件数量并提高其平衡水平。（3）改善操作的方便性和舒适性现代机床应尽量减轻操作者的体力和脑力劳动强度，使操作者操作机床感到轻松，舒适。为此设计者要特别注意掌握人机工程学和机床艺术造型的理论。（4）提高机械化和自动化水平 为了减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和保证加工精度及精度的稳定性，机床应尽量提高机械化、自动化水平。当前主要是实现辅助工序（供料，卸料，检验，中间输送）的机械化和自动化。（5）工序集中 工序集中即在机床上对木件进行一次装夹和定位中就可以完成多工序的加工。由于避免了多次定位带来的定位误差，提高了加工精度，也节省了辅助时间。多工序同时加工，切削时间重合，将大大提高劳动生产率，如具有立式多片圆锯机构的跑车带锯机，具有卧式多片圆锯机构的卧式带锯机，都是经过一次装夹完成规格板，方才加工的。1.4 立式单轴木工铣床的特点 此机床是木材加工机械产品中，结合木材加工高速铣削的特性要求，实现刀具固定，通过手工送料实现加工过程，通过更换不同的刀具，达到加工不同形状，提高加工产品技术附加值。立式单轴木工铣床为通用的木材加工设备，在木材生产中占有相当大的比例。机床包括机身、工作台、带刃切削刀头。根据用途木工铣床的传动方式主要为主轴电机直接驱动和主轴转动并与进给传动相结合，其中主轴直接驱动和手工进给最为常见。主轴固定不动，通过更换不同的刀具，通过手动来实现进给，它能保证加工面的粗糙度及加工面的深度。木工铣床多采用连续加工，刀具和主轴采用皮带和电机连接，刀具转速在4500r/min。工件的进给采用人工手动进给。 可以说，家具加工行业的发展促进了该机床的进一步完善，而立式单轴木工铣床的出发和发展又促进了木材加工行业的发展。立式单轴铣床成为各个家具厂需求设备。特别是随着今年来乡镇木工企业如雨后春笋般的出现和蓬勃发展，立式单轴木工铣床将会有更为广阔的市场和发展空间。所以设计并改进立式单轴木工铣床是十分必要的。1.5主要技术参数（1）铣刀直径：125mm（2）主轴转速：4500r/min（3）工作台尺寸：1200*600mm（4）电机功率：3.0KW（5）操作高度：850mm第2章 总体设计方案2.1 传动装置的设计 本次设计的立式单轴木工铣床主运动为刀具的旋转运动，进给运动由人工手动控制。为了确保工件运动的准确性，本机床采用了靠板，本机床为木工机床，体积和功率较小，考虑到机床工作时的特点和对工作环境的考虑，并且机床占地面积不大，所以刀具与电机之间采用皮带传动以节省空间，再者刀具在工作时转速在4500r/min以上，考虑用齿轮传动难以适应如此高速的转速，所以综合考虑采用皮带传动。2.2 工件的夹紧装置的设计 为了确保夹紧可靠，动作迅速，操作简便，维护简便，较小成本。该铣床的夹紧采用四轮八速送料机夹紧，同时，用辅以人工固定。2.3 机身的设计 机身由支座、横梁等组成，为了保证机床的刚度与稳定不变形，底座由钢板冲压成矩形并焊接使其具有足够的刚度，机身其它部分都采用焊接而成。整体采用槽钢，从而大大节省了材料，简化了机身，减轻了机身自重，详细的机构见装配图。2.4 本章小结 本章介绍了机床的总体设计方案，对机床的功能进行了讲解，并对各个部件的选取进行了说明，其中包括我对我任务总的要求做出了自己的设计方案和理念。第3章 切削力计算3.1速度计算 速度计算主要包括刀具的切削速度和加工时的进给速度，通过对机床的工作技术参数要求，进行分析计算确定各个速度，进一步选取部件。（1） 切削速度v V = Dn6104 （3-1）式中： D = 铣刀直径mm n = 铣刀转速r/min 刀具的最大切削速度： =29.437m/s （2）进给速度U U = Unn1000 （3-2） 该机床Un一般取（0.1-0.5）mm/r。 Umin=45000.1/1000 = 0.45 m/min Umax=45000.5/1000 = 2.25 m/min3.2 功率计算（1）切削功率Np Np = Kq1000（KW） （3-3）式中：K 切削比功（Jcm3） ；q 每分钟切下的切削体积（cm3s）； q = D24+ID0.1U(cm3) （3-4）D 刀具直径（cm）；U 进给速度（mms）。（2）切削比功K切削比功可根据下式确定 K =K0KhKzKuzKKd 式中K0 系数。表3.1 列出了每刀进给量Uz对切削比功K影响的修正系数Kuz,同时也列出了白桦及云杉K0值，对其他树种的木材必须在乘以树种修正系数。Kh 铣削深度修正系数 （见表3-2）；Kz 刀具侧刃数修正系数（见表3-3）；K 刀具前角的修正系数（见表3-4）；Kd 切削直径的修正系数（见表3-5）。根据上各表确定K值，并求出每秒切削体积q，按公式可求得切削功率。查表得：K0=26.3Kuz=1.50Kh=1.29Kz=4.50K=0.46Kd=0.29Ks = 2.0K = 26.31.501.294.500.460.292.0=61.10 q = D24+ID0.1U(cm3)式中：q 每分钟铣下的木屑体积；D 铣刀直径（cm）D = 1.25cm；l 极端铣头中心间的距离l = 2.7cm；u 进给速度 u = 10cm/s；q = 3.14（1.25）24+2.71.250.1100 =46 cm3 Np= 61.10461000 = 2.8 kW3.3 选择电机（1）选择电机类型 按工作要求条件选用Y系列三项异步电动机。（2）选择电机容量 工作有效功率Pw = 2.8kW 电机输出功率P0 P0= Pw kW （3-5）公式中为电动机到刀具的传动装置总效率。取皮带传功效率带 = 0.96；滚动轴承效率滚 = 0.995 = 0.96 (0.995)4 = 0.941P0= 2.80.941 =2.975 kW 因为载荷平稳，电动机额定功率只需略大于P0即可，查电动机技术数据选择额定功率Pm为3.0kW，型号Y100L-2，最高转速2870r/min。3.4 计算装置的总传动比 I = nmnw = 28704500 = 0.6383.5 计算传动装置的运动和动力参数（1）各传动部件转速 n电机 = 2870r/min n主轴 = n电机i = 28700.638 = 4500r/min（2）各部件功率 P0 = 3.0 kW（3）各轴扭矩 T电机= 9550 P0nm = 9550 2.82870 = 9.317Nm T主轴= 9550 P0nm = 9550 2.9754500 = 6.313Nm3.6 本章小结 本章通过对给个部件的分析计算，从基本参数入手，通过分析计算确定了其它重要的参数，并通过计算选取电机。第4章 皮带传动设计计算及参数选择 传动装置是任何机械系统的主要组成部分，传动装置的选择十分重要。此机床为木工机床，体积和功率较小，考虑到机床工作时的特点和对工作环境的考虑，机床占地面积不大，所以刀具与电机之间采用皮带传动以节省空间，再者刀具在工作时转速在6000r/min以上，考虑用齿轮传动难以适应如此高的转速，所以综合考虑采用皮带传动。4.1 确定计算功率Pca（kW） Pca=KA （4-1）式中：P 传递的额定功率（kW），如电机的额定功率； KA 工作情况系数，见表4-1。注：1.空、轻载启动电动机（交流启动、三角启动、直流并励），四缸以上的内燃机，装有离心式离合器、液力联轴器的动力机；2.重载启动电动机（联机交流启动、直流复励或串联），四缸以下的内燃机；3.反复启动、正反转频繁、工作条件恶劣等场合，KA应乘以1.2。4.增速传动时，KA应乘以下列系数： 当 i1.251.74时为1.05； i1.752.49时为1.11； i2.503.49时为1.18； i3.50时为1.25。由表4.1查得工作情况系数KA=1.18，故Pca = KAP = 1.18 3 = 3.54 kW4.2 选定带型根据Pca和n有机械设计手册查得，选择A型V带。4.3 确定带轮直径dd1、dd2（1）选择小带轮基准直径dd1。由机械设计手册查得，取小带轮直径dd1 = 75 mm（2）验算带速。1 = dd1n1601000 = 754500601000 17.6625 m/s, 1在525m/s内，带的速度合适（3）计算大带轮基准直径dd2dd2 = idd1 = n1n2dd1 = 45002870 75 = 117.59 mm查机械设计手机，取dd2 = 118 mm（4）传动比i = dd1dd2 = 75118 0.635（5）从动轮转速n1n1 = n2i = 28700.635 4519r/min4519-45004500 100% = 0.4% 5% 允许4.4 确定中心距a和带长Ld（1）初选中心距a0 0.7 （dd1+dd2） a0 2（dd1+dd2） 0.7 （75+118） a0 2（75+118） 135.1 mm a0 386 mm，取a0 = 292 mm（2）计算带的基准长度L0 L0 = 2a0 + 2(dd1+dd2) + (dd2-dd1)24a0= 2 292 + 2(75+118)+ (118-75)24292888mm取带的基准长度Ld = 900（3）计算实际中心距a = a0 + Ld- L0 2 = 292 + 900-888 2 = 298 mm（4）确定中心距调整范围amax = a + 0.03Ld = 298 + 0.03 900 325 mmamin = a - 0.015Ld = 298 0.015 900 284.5 mm4.5 验算小带轮包角11 = 180d2- d1 a 60 = 180 118-75 298 60 171.34 120 满足4.6 确定V带根数（1）查表的 dd1 = 75 mm，n1=4500 r/minP0 = 1.07 kW（2）查表的P0 = 0.48 kW（3）查表得包角系数K 0.98（4）查表得长度系数KL = 0.87（5）计算V带根数z z Pca(P0+P0)KKL = 3.541.07+0.480.980.87 2.403 ， 取z = 3 根。4.7 计算单根V带初拉力F0F0 = 500Pcauz（2.5K - 1）+ qv2 =500 3.5417.663 （2.50.98 - 1）+ 0.1 17.662 83 N4.8 计算对轴的压力FQ由公式：FQ 2zF0sin12 = 2 3 83 sin1712 495 N4.9 本章小结 本章主要对转动装置进行了选取，通过分析选用皮带作为传动装置，并对皮带进行了设计计算和校核，以确保机床工作时的稳定性。第5章 主轴的设计轴的结构设计必须经过初步强度计算，在确定了轴的最小直径之后才能进行。主要的步骤为：1.确定轴上零件的装配方案，轴的结构形式与轴上主要零件的位置及装配方案有关，确定装配方案就是定出轴上主要零件的装配方向和顺序；2.确定轴上的零件定位和固定方法；3.确定各个轴段的直径长度；4.对轴进行校核。5.1 轴径的初步估算轴的材料选用45钢。根据表得A = 107-118。 d A3Pn （5-1）式中： A 与材料有关的系数； P 轴传递的功率kW； n 轴的转速r/min； d 危险截面的直径尺寸mm。 故d （107-118）33 0.964500 = 9.22 10 mm又因为铣刀的直径为125mm，刀体的安装尺寸为30mm，所以，轴的最小直径选择为30mm。5.2 轴的结构设计（1）拟定装配方案。 轴上的上端盖，套，上端轴承，以及仿型靠轮刀体由轴的上端装配；下端盖，下端轴承由下端装配。（2）根据轴向定位及固定要求，确定轴的各段直径和长度见下表轴段位置轴段直径和长度说明1-2D1-2 = 22mm、L1-2 = 15mm自由段2-3D2-3 = 30mm、L2-3 = 30mm上端螺帽位置3-4D3-4 = 30mm、L3-4 = 204mm刀体安装位置4-5D4-5 = 35mm、L4-5 = 17mm轴承安装位置5-6D5-6 = 44mm、L5-6 = 237mm自由段6-7D6-7 = 35mm、L6-7 = 44mm轴承安装位置7-8D7-8 = 30mm、L7-8 = 65mm带轮安装位置（3）轴上零件的周向固定 带轮的固定采用平键连接，刀体的固定采用螺纹与压板的压紧力固定。按轴的直径尺由手册查得，D7-8初采用的平键尺寸为b h l = 8 7 63（GB/T 1095-2003），同时为了保证带轮与轴有良好的对中性，故采用H7/k6的配合。5.3 轴的强度校核 强度校核计算是设计轴的重要内容之一，其目的在于根据轴的受载荷情况及相应的强度条件来确定轴的直径。若轴的直径已由经验方法或结构设计所确定，则计算的目的就是验算已确定的轴的直径是否满足强度条件。常用的轴的强度计算方法有：（1）按扭转强度条件计算；（2）按弯扭合成强度条件计算；安全系数校核计算。本章选用按弯扭合成条件计算，当轴的支撑位置和轴所受载荷的大小、方向及作用点等均已确定，支点反力及弯矩可以求得时，可按弯扭合成强度条件对轴进行强度计算。 轴的材料：该轴吴特殊要求，因而选用45钢，调质处理。查机械设计手册可得，由需要调质处理，因此，性能数据按毛坯直径200mm的选用，查得 B = 650 MPa， S = 360 MPa， -1 = 300 MPa， -1 = 155 MPa。 许用应力：查机械设计手册可得+1b = 215 MPa，0b = 100 MPa，-1b = 155 MPa。 由（3-1）和（3-3）得知刀具的切削速度v = 29.437m/m，功率P = 2.8kW FAH = pv = 280029.437 = 98.51N 对B点求矩： FAH 158 - FCH 258 = 0 FAH + FBH + FCH = 0 从而求得FBH = -158.81N ，FCH = 60.32 N 对B点求矩： FCY 158 Q 74.5 = 0 FCY + FBY Q = 0 Q = 495 N 从而求得FCY =142.93 N，FBY = 352.07N。5.3.1 轴的疲劳强度校核确定危险截面根据载荷分布及应力集中部选取截面B为危险截面。校核危险截面安全系数S = SSS2+S2 S因计算不够精确，材质不够均匀 S 取1.5 1.8S = -1k a+m S = -1k a+m 式中 K 弯曲疲劳极限的综合影响系数； a 平均应力幅； m 平均应力； 、 材料特性。计算轴的工作应力首先计算弯曲正应力及其循环特征 M = FAH 158 = 98.51 158 = 15564.58 Nmm 取 = 1,扭转剪应力按对称循环变化，由计算可得T = 6.313Nm。 Me = M2+（T）2 = 16796 Nmm W = 0.1d3 = 0.1 (0.035)3 = 0.0000042875 m3 a = MeqmaxW = 167960.0000042875 = 39.17 Mpa m = 0其次计算扭转切应力及其循环特征 Wt = 0.2d3 = 0.2 (0.035)3 = 0.000008575 m3 max = TmaxWt = 6.3130.000008575 = 0.73 Mpa m = a = max2 = 0.365 Mpa查手册确定各系数 S = -1k a+m = 3001.90.820.88 39.17+0 = 8.183S = -1k a+m = 1551.50.820.81 0.365+0.210.365 = 188S = SSS2+S2 = 8.183 1888.1832+1882 8.183 S由计算所得安全系数大于许用值，故轴的疲劳强度合适。5.4 本章小结本章通过计算对轴进行了设计和校核，从轴的工作要求以及装配条件出发，对轴的外形进行设计，并结合传动装置，考虑力和力矩的作用对其进行校核，选取危险截面进行计算，结果轴符合要求。第6章 轴承的选择和计算 选用轴承首先是选择类型。要合理选择轴承的类型，则必须根据各类轴承的结构和性能特点，综合考虑轴承的载荷、转速、刚度及调心性能要求、装配条件、经济性等各种因素来进行。6.1 轴承的选用（1）由工作条件及轴颈直径，查机械设计手册，初选深沟球轴承 6207-LS。按轴承样本和机械手册查得轴承的Cr = 25500 N，C0 = 15200 N。（2）由于单面防尘深沟球在承受径向力时不会引起轴向力，所以在一根上装两个轴承以使主轴能够稳定工作。（3）根据要求的精度，选轴承精度0级。（4）轴向固定方式：采用双固定方式。6.2 轴承的寿命计算（1）对两个轴承进行受力分析。（2）计算轴承的径向载荷Fr1、Fr2由静力学公式计算轴承支反力。得FCY =142.93 N，FBY = 352.07N；轴承的径向载荷Fr1 = FBY= 352.07N，Fr2 = FCY =142.93 N（3）计算轴承的轴向载荷S1、S2轴承的内部轴向力为： S = 0.68F S = 0.68Fr1 = 239.4 N S = 0.68Fr2 = 91.19 N S + Fa = 239.4 + 168.2 = 407.6 S故 S1 = S = 239.4 N，S2 = S +Fa = 239.4 + 168.2 = 407.6 N（4）轴承当量载荷计算当量载荷P 的一般计算公式 P = fp（XFr+YFa）式中X 、 Y 为径向和轴向的载荷系数，其值见表6-2.fp 为考虑载荷性质引入的载荷系数。 S1C0 = 0.0157，按表， S1C0 在0.014 0.028 之间，e应该在0.19 0.22 之间。取 e = 0.014 S1Fr1 = 239.4352.07 = 0.67 e按表，则 X1 = 0.56，Y1 = 2.30 S2C0 = 0.0268，按表， S1C0 在0.014 0.028 之间，e应该在0.19 0.22 之间。取 e = 0.014 S2Fr2 = 407.6142.93 = 2.85 e按表，则 X2 = 0.56，Y2 = 2.30按表6 2 fp = 1.2 1.8，取fp = 1.5.P1 = fp（X1Fr1+Y1S1）= 1121.65 NP2 = fp（X2Fr2+Y2S2）= 1526.28 N（5）计算轴承的基本额定寿命Lh （P1 P2,故以轴承二为标准计算）Lh2 = 166704500 255001526.283 = 17240轴承的寿命足够大，故选用深沟球轴承 6207-LS符合要求。6.3 本章小结本章通过计算对轴承进行了选取和校核，考虑到对轴承的工作要求以及传动方式的限制，采用双固定方式。通过力和力矩的计算对轴承行了校核，结论两个轴承全部符合要求。第7章 机床的使用和保养7.1 润滑的作用润滑对机械设备的正常运转起着重要的作用。其作用主要是：（1）控制摩擦 在摩擦表面之间加入润滑剂，形成润滑油膜层，就可以降低摩擦系数，减低摩擦阻力，减少功率消耗。例如在良好的液体摩擦条件下，其摩擦系数可以降低到0.001，甚至更低。此时的摩擦阻力主要是液体润滑膜内部分子间互相滑移的剪切阻力。（2）减少磨损 润滑剂在摩擦表面之间，可以减少硬粒磨损，表面锈蚀和金属表面间咬焊与撕裂等造成的磨损。只要选用合适的润滑剂，就能形成良好的润滑条件，避免油膜的破坏，保持零件配合精度，从而大大较少磨损。（3）降低温度 润滑剂能够降低摩擦系数，减少摩擦热的产生。机床运转时，摩擦消耗的机械能转化为热能，引起摩擦部件的温度升高。使用润滑剂，不仅降低了摩擦阻力，使摩擦产生的热量减少，部件的温度相应的降低，可使摩擦表面温度降低，起到降温冷却的作用，使机械控制在所要求的温度范围内运转。（4）防止腐蚀，保护金属表面机械表面不可避免地要和周围介质接触（如空气，水湿，蒸汽，腐蚀性气体以及液体等），而使机械的金属表面生锈，腐蚀进而被损坏。尤其是高温及腐蚀性很强的工作环境，腐蚀磨损显得更为严重。（5）密封作用润滑剂不仅能起到润滑减摩作用，而且还有增强密封的效果，防止水湿或其它灰尘，杂质侵入摩擦副而起到良好的密封效果。此外，润滑油还可以起到减少震动和噪音的效能。7.2 机床的保养 每日操作准备：（1）开始安装（开动机床前），应看懂熟悉装配图。（2）严格按照机床润滑点润滑。（3）电源为3相 380V，需4 6mm 2铜导线接在电源上，然后检查旋转方向是否正确，方能切削。 结论4月我开始了我的毕业设计，时至今日，设计基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个设计过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。 我在图书馆搜集资料，还在网上查找各类相关资料，将这些宝贵的资料全部记在U盘上，尽量使我的资料完整、精确、数量多，这有利于完成设计。然后我将收集到的资料仔细整理分类。资料查找完了，我开始着手设计。在设计过程中遇到困难我就及时和指导老师联系，并和同学互相交流，请教专业课老师。在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，设计也慢慢成型。 当我终于完成了所有打字、绘图、排版、校对的任务后整个人都很累，但同时看着电脑荧屏上的毕业设计稿件我的心里是甜的，我觉得这一切都值了。这次毕业设计的设计过程是我的一次再学习，再提高的过程。在设计中我充分地运用了自考期间所学到的知识。 我不会忘记这难忘的几个月的时间。毕业设计的制作给了我难忘的回忆。在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋；亲手设计零件图的时间里，记忆最深的是每一步小小思路实现时那幸福的心情；为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里满满的只有喜悦毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的收集中，掌握了很多机械制造的知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对当今机械制造的最新发展技术有所了解。在整个过程中，我学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。 脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。致谢 本设计是对自考所学知识的综合运用。通过本次设计，我对以前所学的知识又进行了一遍复习，解决了以前存在的一些问题，更深一层的理解力已经掌握的知识。本次设计是在李老师的关系和悉心指导下完成的。从选题到结束李老师都给予了我许多的帮助。在老师的帮助和指导下，我现在已熟练掌握了CAXA等软件，并对铣床有了一定的了解。我向李老师表示诚挚的谢意。在此期间很多自考的同学也给予了我很多帮助，再次也一并表示深深的感谢。参考文献1 闻邦椿 机械设计手册.第3卷.-5版 北京：机械工业出版社，2010.12吴总泽/罗圣国 机械设计课程设计手册-3版 北京：高等教育出版社，2006.53陈于萍/高晓康 互换性与测量技术-2版 北京：高等教育出版社，2005.74马永林 机械原理 北京：高等教育出版社，1992.45郑志祥 机械零件-2版 北京：高等教育出版社，20006吴清 木材切削原理与刀具 北京：中国林业出版社，19957东北林业大学机械系木工机械教研室编 木工铣床设计 哈尔滨：东北林业大学出版社，198334附录铣床 铣床（millingmachine）系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主要运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、齿轮、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T型槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮）、螺旋线表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可以用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而铣床生产效率较高。简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。 铣床最早是由美国人E.惠特尼于1818年创制的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人J.R.布朗于1862年创制了第一台万能铣床，是为升降台铣床的雏形。1884年前后出现了龙门铣床。20世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。 1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。 随着机械化进程不断加剧，数控编程开始广泛应用与于机床类操作，极大的释放了劳动力。数控编程铣床将逐步取代人工操作。对员工要求也会越来越高，当然带来的效率也会越来越高。按布局形式和适用范围加以区分铣床（1）升降台铣床：有万能式、卧式和立式等，主要用于加工中小型零件，应用最广。（2）龙门铣床：包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件。（3）单柱铣床和单臂铣床：前者的水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给；后者的立铣头可沿悬臂导轨水平移动，悬臂也可沿立柱导轨调整高度。两者均用于加工大型零件。（4）工作台不升降铣床：有矩形工作台式和圆工作台式两种，是介于升降台铣床和龙门铣床之间的一种中等规格的铣床。其垂直方向的运动由铣头在立柱上升降来完成。（5）仪表铣床：一种小型的升降台铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件。（6）工具铣床：用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。（7）其他铣床：如键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等，是为加工相应的工件而制造的专用铣床。按结构分（1）台式铣床：小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。（2）悬臂式铣床：铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂一般可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。（3）滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床。（4）龙门式铣床：床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动，用于大件加工。（5）平面铣床：用于铣削平面和成形面的铣床。（6）仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。（7）升降台铣床：具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。（8）摇臂铣床：摇臂铣床亦可称为炮塔铣床，摇臂铣，万能铣，机床的炮塔铣床是一种轻型通用金属切削机床，具有立、卧铣两种功能，可铣削中、小零件的平面、斜面、沟槽和花键等。（9）床身式铣床：工作台不能升降，可沿床座导轨作纵向、横向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。（10）专用铣床：例如工具铣床：用于铣削工具模具的铣床，加工精度高，加工形状复杂。按控制方式分（1）铣床又可分为仿形铣床。（2）程序控制铣床和数控铣床。铣刀分类铣刀按用途区分有多种常用的型式：（1）圆柱形铣刀：用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工；细齿铣刀适用于精加工。（2）面铣刀：用于立式铣床、端面铣床或、龙门铣床、上加工平面，端面和圆周上均有刀齿，也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种。（3）立铣刀：用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给（通常双刃立铣刀又被称之为“键槽铣刀”可轴向进给）。（4）三面刃铣刀：用于加工各种沟槽和台阶面，其两侧面和圆周上均有刀齿。（5）角度铣刀：用于铣削成一定角度的沟槽，有单角和双角铣刀两种。（6）锯片铣刀：用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有151的副偏角。此外，还有键槽铣刀 燕尾槽铣刀 T形槽铣刀和各种成形铣刀等。铣刀的结构分为4种：（1）整体式：刀体和刀齿制成一体。（2）整体焊齿式：刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成，并钎焊在刀体上。（3）镶齿式：刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头，也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式；刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。（4）可转位式：这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。