毕业设计论文经编机保证各摆臂平面度要求的方案与设计.docx

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毕业设计论文经编机保证各摆臂平面度要求的方案与设计

xxx

毕业设计（论文）

作者xxx

班级：

xxx

系部：

机械工程系

专业：

精密机械技术

题目：

经编机保证各摆臂平面度要求的方案与设计

指导者：

Xxx

xxx

评阅者：

2012年4月

毕业设计（论文）论文中文摘要

在保证好各摆臂位置正确的前提下，设计一保证各摆臂平面度的装置，采用精密装配及铣削技术，可按要求加工出符合平面度要求的摆臂；独特的铣床及铣削方法，使摆臂达到要求平面度。

关键字：

摆臂平面度铣床

目录

1、问题的提出‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3

2、总体方案构思‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4

3、第四工位在保证摆臂精度下的装配流程‥‥‥‥‥‥‥5

3.1第四工位装配流程‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5

3.2针床主摆臂的高度精调步骤‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7

4、第五工位流程及铣床铣摆臂‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8

5、铣床‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9

5.1工作原理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9

5.2铣床的运动‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10

5.3铣床的传动系统‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10

5.4铣床的主要部件结构‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11

5.5基座装置结构设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12

5.6导轨设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14

5.7电机的选择‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15

5.8铣刀‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15

6、结构的改进与优化‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥16

结论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18

致谢‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥19

参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20

附图

1问题的提出

卡尔迈耶（中国）有限公司生产纺织机械，为大批量生产。

其中一道工序为保证经编机各摆臂平面度，该件在压铸成型后，需铣削小端面且一致性要好。

根据大批量生产要求，该步骤的时间需控制在8h内完成，所以需设计一小型专机。

如下图所示，Ａ、Ｂ、Ｃ平面是所需铣削平面。

图1（针芯主摆臂）

图2（针床主摆臂）

C平面

图3（沉降主摆臂）

在加工如图所示的摆臂时，以往是采用普通铣床铣端面，由于要求精度高，而且不方便进行连续加工，进行批量加工时就大大降低了生产效率。

并且加工时要用人工操作，平面度不好控制，不能保证加工精度。

为此，我们设计的小型专机，应确保摆臂符合平面度要求从而提高生产效率，降低损耗。

2总体方案构思

设想的方案是：

摆臂经过前面第四工位的安装，已经初步保证各摆臂的位置，因此，我们需要进一步操作来保证摆臂的平面度要求。

专机总体方案如布置图所示。

机体采用垂直安装形式，铣床由行车吊起放到床身上，同时定位，然后控制小手轮摇动控制铣削速度，由松紧装置调节铣削深度，进刀与退刀顺序动作，以保证在规定时间内内完成工件端面铣削。

加工时的铝削由吸尘尘装置吸走。

底座

手轮

铣刀

电机

图4（铣床简图）

图5（TM3经编机）

3第四工位在保证摆臂精度下的装配流程

3.1第四工位装配流程：

Num

检验项目

关键数值

1

交接处理

看质量问题描述表：

明确机器是否存在问题，如有问题是否影响本工位装配

看交接单：

确认上一工位机器的完工状态，有无其他注意事项

Guide：

尽可能解决前一班次的遗留问题再开始当天的工作，以免问题被拖延升级！

零件清点

计划匹配：

看机器信息纸，确保工装选用与机器型号一致

清点本工位白班、中班使用的零部件

零件、标准件归类放置到待安装的机器旁，区分TM2/TM3避免错装漏装

Guide：

1、缺件汇报必须以书面形式明确缺件名称、K3代码、缺件数量、缺件时间

2、如缺件造成本工位无法装配，则为本工位下一班次做准备以争取追赶时间

2

摆臂对中

1、主摆臂摇晃对中后，接杆能轻松转动上下调节，大螺母能用手有效拧紧

2、观察针芯摆轴和针床上的钢套紧圈是否成90°夹角

90°

3

主轴零位

1、主轴在355度、5度处，针床主摆臂高度差值在1丝内

2、TM3主轴在183度处，主轴带轮的凹凸对准端轴组件上的圆点标记

0.01mm

3、TM2主轴在172.5度处，主轴带轮的凹凸对准端轴组件上的圆点标记

172.5度

4

连杆架行程预检

1、针芯、针床、沉降主摆臂转到最高点，平面高度差10丝内

0.1mm

如超出10丝，用精调表再次测量，仍然超出10丝则汇报准备更换连杆架

沉降摆轴

1、转角定在51丝位置

5

轴向调整

1、定位：

主摆臂螺孔间距与标准的差值小于0.5MM

0.5MM

2、运动：

各顶杆关节处间隙大于1MM，开机后至少保证0.8MM的间隙

1MM

6

高度调整

1、定位：

确保主摆臂定位销都在同一高度

2、紧固：

主副摆臂扭矩25NM

25NM

3、紧固：

接杆螺母手动拧紧，接头组件扭矩11NM

11NM

4、标注：

记录紧固后的主摆臂待铣平面的高度，超出平均值20丝以上的用记号笔警示

5、关节处的定位销压入

宝塔油封

1、复检：

在油封封闭前统一检查大螺母、接头组件M6螺栓、主副摆臂M8螺钉

2、定位：

油封接缝与床身平行，橡胶外六角头与床身垂直

3、紧固;上部锁紧圈扭矩2.4NM，下部锁紧圈扭矩1.2NM

7

轴向微调

针芯、针床、沉降三根摆轴轴保险套均紧固并点漆

8

其它

1、取出床身内防油雾喷溅得套管

2、拆除手轮

9

试机运转

1、床身内足量加油，油位达到标记处

2、角度传感器接线在压轮组件背后

3、开机前参考开机条例

4、主电机运转=无异常噪声、震动

5、三角带轮端面无明显跳动

6、转速500转以上，端轴组件无噪声

64mm

10

油路连接

1、床身内无异物遗留

2、加油开机后，油路接头处紧密无泄漏

冷却装置

1、无异常噪声、震动

2、油压在3.8—4.5bar之间

4.5bar

3、编花盘润滑油油管出油量充足无溅射，出油角度正确

3.2针床主摆臂的高度精调步骤

1.释放所有约束

以中间一个主摆臂为基准，将其余四个主摆臂的下部接杆松开（大螺母松开，接杆往上旋入，达到能轻松晃动的程度）

2.基准摆臂的调节

旋转下部接杆至零位，用25nm缩进哈夫盖螺钉（紧完后应该还是零），然后调节紧固下部接杆至零位

3.调节哈夫盖

由中间向两头依次调节其余四个摆臂的哈夫盖（25nm）至零位，误差为正负一丝（此误差为精度误差）

4.检查哈夫盖的调节

由于调节哈夫盖会产生摆轴上应力的传递，调完一个哈夫盖可能会影响之前调完的哈夫盖，所以调完所有的哈夫盖后要重新检查一遍，不合精度要求的再修正一下*（注意检查时要晃动下部接杆，保证下面是完全松弛，不受约束的）

5.接杆的约束

调节紧固下部接杆，缩紧完大小螺母的数值应该和哈夫盖紧完（下面松弛时）的数值一样，误差为正负一丝（此误差为应力误差）

例如：

哈夫盖紧完（下面松弛时）为正负一丝，下部接杆紧完也应该为正负一丝，而不应该为0.

强调：

从某种层面上来说，应力误差比精度误差更重要。

4第五工位铣摆臂工作流程

①、模块化设计。

设计铣床系统，

②、调节铣刀角度，

③、完成针芯,针床,沉降铣削具体要求：

A、针芯

完成针芯床摆臂时直尺应能均匀接触整个基准4100083364

B、针床

用校正工装4100045568和试尺检查,在正常的角度下应该和槽针床轴的缝隙为0,在针芯轴上的缝隙:

上面0.05mm,前面0.2mm

C、沉降主,副摆臂均铣削到

要求：

设计铣摆臂精度控制，达到所需要求：

1.针芯床摆臂时直尺应能均匀接触整个基准4100083364

2.用校正工装4100045568和试尺检查,在正常的角度下应该和槽针床轴的缝隙为0,在针芯轴上的缝隙:

上面0.05mm,前面0.2mm

3.主,副摆臂均铣削到

5铣床

5.1工作原理

活动电机身通过导轨与固定机体的导轨作滑动配合。

丝杠

（1）装在机体身上，可以旋转，但不能轴向移动，并与安装在固定机体内的丝杠螺母配合。

当摇动手柄

（2）使丝杠旋转，就可以带动活动钳身相对于固定机体作轴向或角度移动，当转到要求的方向时，扳动夹紧手柄使夹紧螺钉旋紧，起夹紧或放松的作用。

弹簧借助挡圈和开口销固定在丝杠上，其作用是当放松丝杠时，可使活动机体及时地退出。

在固定机体和活动电机身上用螺钉固定。

固定机体与底座滑板通过齿将进行啮合并能左右滑动。

具体结构见下图所示。

1

2

图6（原理图）

5.2铣床的运动

5.2.1主运动：

铣刀的旋转运动（r/min）

5.2.2进给运动：

1、一般，由工件在垂直于铣刀轴线方向的直线运动来实现

2、少数，机床的回转运动或曲线运动

3、根据具体要求，可在相互垂直的三个方向上调整位置并实现一个方向上的进给

5.3.铣床的传动系统

5.3.1主运动传动链

主运动传动如图所示，其传动路线为:

共18级转速,30~1500r/min

主轴正反转由电机变向实现，制动由M来实现

5.3.2进给运动传动链

铣床可以在三个垂直的任一方向上实现进给运动及快速移动,进给方向由离合器M3、M4、M5来控制，且互锁；机动进给和快速移动切换由电磁摩擦离合器M1、M2来控制。

传动路线为下图所示：

由传动路线可知：

三个进给方向各有21级进给量

纵向、横向为10~1000mm/min

垂直为3.3~333mm/min

进给方向由电机正反转来实现。

5.4铣床的主要部件结构

主轴部件

如图所示：

⑴主轴要求：

较高的刚度和抗振性

⑵主轴结构如图所示，空心阶梯轴结构，前端7：

24精密锥孔。

⑶为提高刚性，主轴采用三支撑结构，主轴回转精度主要由前端轴承和中间轴承保证，调整过程：

要求：

调整后主轴最高转速运转1h，轴承温度不超过60℃。

⑷为减少断续切削引起的冲击和振动，提高主轴运转的平稳性，主轴前端装有飞轮。

5.5基座装置结构设计

在整个专机设计中，基座装置设计是关键，它涉及到铣削工作的精确度。

在底座装置设计过程中本人主要从以下三个方面考虑：

1、基座使用的标准条件：

温度20℃；大气压力101.325KPa；水蒸汽压力（湿度）1.333KPa。

2、基座的用途：

它是卡尔迈耶纺织机械控制铣削尺寸的最基本的量具，是从标准长度到零件之间尺寸传递的媒介，是技术测量上长度计量的基准

3、基座的精度：

根据它的工作尺寸（即中心长度）的精度、和两个测量面的平面平行度的准确程度，分成五个精度级，即00级、0级、1级2级和（3）级。

0级基座的精度最高，工作尺寸和平面平行度等都做得很准确，只有零点几个微米的误差，一般仅用于省市计量单位作为检定或校准精密仪器使用。

4、基座很精密，使用时必须注意以下几点；

①使用前，先在汽油中洗去防锈油，再用清洁的布擦干净。

不要用棉纱头去擦基座的工作面，以免损伤量块的测量面。

②清洗后的基座，应轻拿轻放，不要触及粗糙表面划伤表面。

③把基座放在工作台上时，应使基座的非工作面与台面接触。

④不要使基座的工作面与非工作面进行推合，以免擦伤测量面。

⑤基座使用后，应及时清洗干净，用布擦干净后，涂上防锈油，放在专用的支撑架上。

绝对不允许将基座长时间的粘合在一起，以免由于金属粘结而引起不必要损伤。

具体结构见图。

图7（基座）

5.6导轨设计

在铣床中，导轨设计最为关键，因为如导轨设计偏差或者便面粗糙度过大，安装时不能和基座紧密贴合，会导致铣削过程中铣削摆臂出现误差，从而使后面工序均出现较大误差，严重时导致整台机器的针芯针床报废的状况。

为防止底座表面高低不等，有划痕等状况，导轨用65Mn钢淬火并经定性处理，底面经精磨削处理。

结构如图4所示。

齿

图8（导轨）

材料的选择：

高锰钢

铸造工艺设计

　　锰钢的特点是凝固收缩大，散热性差，据此，在工艺设计中铸造收缩率取2.5%－2.7%，铸件越长大、越应取上限。

型砂与砂芯的退让性一定要好。

浇注系统采取开放式。

多个分散的内浇道从铸件的薄壁处引入，且成扁而宽的喇叭状，靠近铸件处的截面积大于与横浇道相联的截面积，使金属液快速平稳地注入铸型，防止整个铸型内的温差过大。

冒口直径要大于热节直径，紧靠热节，高度是直径的2.5－3.0倍，必须采用热冒口甚至浇冒口合一，让充足的高温金属液来不足铸件在凝固收缩时之空位。

将直浇道、冒口位于高处（砂箱有5－8。

的斜度）也是正确的。

浇注时尽可能低温快浇。

一旦凝固，要及时松砂箱。

聪明的设计师总是善于利用冷铁，包括内冷铁于外冷铁，它既细化一次结晶，消除缩孔、缩松，又提高工艺出品率，当然，适宜的用量和规格是应该考虑的。

内冷铁要干净、易熔，用量以少为宜。

外冷铁的三维尺寸与冷却物的三维尺寸为0.6－0.7倍的函数关系。

过小不起作用，过大造成铸件开裂。

铸件在型内要长时间保温，直到低于200℃再开箱。

5.7电机的选择

1.三相异步电动机

电机的参数：

1.马力3mot2.功率：

0.55KW3.电压：

380-420/220-240V4.频率：

50HZ

电机原理：

当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

5.8铣刀：

GENTIL直径50mm立铣刀

材料：

高速钢

性能及特点：

硬度高、强度大、韧性好、抗震性强

图9（铣刀）

6结构的改进与优化

由于该铣床为铣削摆臂专用铣床，所以该操作过程为手动操作，用手轮摇动均为匀速，在空运程时做无用功，浪费时间，因此我认为加一个孔盘操纵机构

①作用：

操纵铣床主运动、进给运动变速

②工作原理：

利用孔盘上不同孔的组合，使其控制的齿条实现不同位置的组合形式，从而达到带动上面的拨叉拨动相应的滑移齿轮实现不同位置的传动

其工作原理如下图所示：

图10（原理图）

铣床的变操纵机构工作原理

1外拉,逆时针旋转,带动5转动,使6旋转,带动10向右运动,使12脱离各组齿条轴.转动4到合适转速,使心轴上齿轮传动带动12转到相应的孔的位置,然后反向操纵1复位.

图11（主轴变速机构）

结论

作为精机专业方向学生，我们已学了不少专业理论课程，如机械设计、机械制造基础、液压与气动等，对设计和加工有一定了解，但觉得光有理论知识还不够，主要是缺乏运用知识解决实际问题的能力，虽然以前经历了制图测绘、减速机课程设计等实践课程，但总觉时间有限，有很多专业知识还没真正掌握。

这次毕业设计的项目，是针对企业的具体工程项目，涉及到的知识面和所学专业联系很多，要充分运用机械制图、机械设计、制造和力学计算方面的专业基础知识，要和工厂设计人员经常协商、沟通，是我们熟悉设计过程、拓展知识面的一次极好的综合训练机会。

因此，它在几年的学习中占有重要的地位。

通过这次毕业设计，使自己对精密机械设计和制造工作有了亲身的体验。

从中学会了查阅各种设计资料的方法和途径，在设计过程中基本掌握了装配和零件图的各种表达方法、零件精度的标注、常用材料的选择和热处理，了解了各种夹紧机构的工作原理和工作过程。

项目设计不是孤立的，它要求我们先熟悉工艺流程，不断和工厂技术人员密切交流，从中选择合适的解决问题方法。

就我们个人而言，通过这次毕业设计，对自己今后将从事的工作进行了一次适应性训练，通过设计和制造过程锻炼自己分析问题、解决问题的能力。

同时也学会了查图表、资料、手册等工具书。

通过对专用夹紧装置的设计、制造和装配，提高了我们的专业综合素质。

总之，通过这次毕业设计使我们受益匪浅，为以后的工作打下一个良好的基础，同时与人沟通能力和上网查阅资料的能力也有显著提高。

致谢

几个月的毕业设计时间虽短，但受益匪浅，为以后的工作打下一个良好的基础。

在此，感谢学院为我们精心安排的毕业课程设计和良好的学习环境，使我们能更快更好的完成毕业设计。

特别感谢企业老师为我们提供的具有代表性的课题，以及在毕业设计中为我们答疑解难，不仅帮助我们克服了重重困难，还对我们提出一些方案比较，并提供了很多相关资料，让我们了解更多的夹具类型，同时指出我们问题所在，从根本上提高了我们的设计能力。

总之，通过这次毕业设计会使我终身受益。

在此，衷心感谢各位老师和同学的帮助和指导。

由于能力所限，设计中许多不足之处，希望各位老师给予批评指教。

参考文献

1、《机械设计手册》联合编写组《机械设计手册》上册（第二册）第二版

化学工业出版社1987年12月第2版

2、《机械设计手册》联合编写组《机械设计手册》中册第二版

化学工业出版社1982年10月第2版

3、《机械设计手册》编委会《机械设计手册》新版第2卷

机械工业出版社2004年8月第3版

4、《机械设计手册》编委会《机械设计手册》新版第3卷

机械工业出版社2004年8月第3版

5、《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社

6、《公差与配合技术手册》北京出版社

7、刘守勇主编《机械制造工艺与机床夹具》2000第二版机械工业出版社

8、薛彦成主编《公差配合与技术测量》1987机械工业出版社，