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1、课程设计计报告课程名称称：机械制制造基础础设计题目目：滚齿机机专用工工装原理理设计系别：机机电工程程系专业班级级：机电一一体化三三班学生姓名名：张波学号：002044320008111指导老师师：周永设计时间间： 20111.112月河南质量量工程学学院目录1 前言言31.1 课题题背景331.2 机床床改造的的研究内内容41.3 机床床改造的的研究意意义42 设设计概述述主要要任务及及目标52.1 设计计要求553.2主主要任务务及目标标5_3 总总体方案案设计553.1 总体体方案设设计思路路5_3.2 注意意事项112_前言1.1 课题题背景随着我国国机床消消费迈向向世界第第一，机机床改
2、造造在工业业装备的的份量也也加重了了筹码。我我国近7700万万台的机机床保有有量让机机床改造造潜在的的市场商商机再现现，同时时随着生生产工艺艺的不断断进步和和数控技技术的不不断发展展，我国国特殊的的机床服服役年限限架构把把大量的的早年进进口老、旧旧机床推推向了改改造的道道路上。机床改造造即为机机床再制制造，通通过对旧旧机床的的改造，可可以使其其精度恢恢复，功功能升级级，技术术性能达达到甚至至超过新新机床的的水准，为为企业节节省大量量开支，带带来丰厚厚的经济济效益，为为社会节节能省材材，促进进我国现现代制造造业更加加环保。据统计,目前我我国机床床种类已已达到335000余种,其中数数控类及及高科
3、技技类产品品已达到到15000多种种,很多机机床产品品在技术术上已经经达到国国际先进进水平。我我国拥有有和使用用的机床床数量高高达3778万台台,其中金金属切削削机床为为2944万台,锻压机机床为884万台台。如今,这这些机床床设备有有的已经经服役了了10多年年,有的甚甚至超过过了200年,迫切需需要更新新或改造造。机床床的改造造,不仅是是企业发发展的需需要,也是市市场经济济发展的的需要,更是国国家发展展,社会资资源再利利用,走可持持续发展展道路的的需要。机机床改造造即为机机床再制制造，通通过对旧旧机床的的改造，可可以使其其精度恢恢复，功功能升级级，技术术性能达达到甚至至超过新新机床的的水准，
4、为为企业节节省大量量开支，带带来丰厚厚的经济济效益，为为社会节节能省材材，促进进我国现现代制造造业更加加环保。在美国、日日本和德德国等发发达国家家，它们们的机床床改造作作为新的的经济增增长行业业，生意意盎然，正正处在黄黄金时代代。由于于机床以以及技术术的不断断进步，机机床改造造是个永恒的课题题。在美美国，机机床改造造业称为为机床再再生（RRemaanuffactturiing）业业。从事事再生业业的著名名公司有有：Beertsschee工程公公司、aaytoon机床床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改
5、装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。1.2 机床改改造的研研究内容容机床改造造主要是是指为提提升原机机床的精精度、效效率与功功能所进进行的一一系列的的活动和和工程，因因为改造造的机床床多半都都是早年年生产的的，除严严重磨损损造成精精度下降降、或某某些零部部件年久久失修需需要更换换之外，机机床本体体的刚度度稳定性性、抗震震性以及及精度保保持性等等相对来来说都很很好。通过技术术改造对对机床的的加工范范围进行行扩大，使使改造后后的机床床既保持持了原机机床的功功能，又又增加了了新的功功能。本本
6、设计通通过对YYC31180型型滚齿机机改装，使用滚齿齿机专用用工装，使使原滚齿齿机具有有了插齿齿机的功功能，扩扩大了滚齿机机的工艺艺范围，以以最少的的投资进进行直齿齿、斜齿齿、多联联齿轮和内齿齿轮的加加工。使其扩扩大加工工范围。这这样既减减少了设设备的投投入，又又充分的的利用了了现有设设备，将将为企业业带来良良好的经经济效益益。1.3机机床改造造的研究究意义企业要在在当前市市场需求求多变，竞竞争激烈烈的环境境中生存存和发展展就需要要迅速地地更新和和开发出出新产品品，以最最低价格格、最好好的质量量、最短短的时间间去满足足市场需需求的不不断变化化。对原有的的机床进进行工艺艺和装备备的改造造，使旧
7、旧设备满满足生产产的需要要，这样样不仅造造价低、上上马快，而而且还可可弥补设设备的不不足，减减少投资资。设备备是企业业生产技技术发展展和实现现经营目目标的物物质基础础。设备备性能和和技术状状况的好好坏，直直接影响响到企业业的产品品质量和和经济效效益。为为了减少少企业的的生产投投入，利利用原有有的旧机机床进行行翻新改改造，既既得到了了性能比比改造前前甚至比比新机床床更优越越的设备备，又减减少了资资金投入入；并且且为后期期维修费费用的降降低打下下了良好好基础，或或者可以以配套本本企业的的生产装装备扩大大加工规规模，迅迅速提升升其加工工能力，技技术经济济效益十十分明显显。2 设设计概述述2.1 设计
8、计要求在许多的的小型工工厂里滚滚齿机是是普遍使使用的机机床，但但滚齿机机不能加加工内齿齿齿轮具具有一定定的局限限性。为为了节省省企业开开支设计计一套滚滚齿机专专用工装装，使用用滚齿机机专用工工装，在在原机床床主要结结构布局局不变，尽尽量减少少改动量量。使原原滚齿机机具有了了插齿机机的功能能，扩大大了滚齿齿机的工工艺范围围，以最最少的投投资进行行直齿、斜斜齿、多多联齿轮轮和内齿齿轮的加加工。22设计的的主要任任务及目目标使用滚齿齿机专用用工装，使使原滚齿齿机具有有了插齿齿机的功功能，扩扩大了滚齿机机的工艺艺范围，以以最少的的投资进进行直齿齿、斜齿齿、多联联齿轮和内齿齿轮的加加工。通过滚齿齿机专用
9、用工装原原理设计计，得到到设计构构思、方方案分析析、机床床改装、机机床传动动原理设设计等方方面的综综合训练练，树立立正确的的设计思思想，掌掌握基本本的设计计方法，并并树立创创新设计计的思想想和思维维。不改变变滚齿机机原有的的性能；安装此此工装后后即可作作插齿机机用3 总总体方案案设计3.1 总体体方案设设计思路路一比较较滚齿机机和插齿齿机的异异同：1）滚齿齿机滚齿齿原理滚齿加工工是根据据展成法法原理来来加工齿齿轮轮齿齿的。滚切直齿齿圆柱齿齿轮下图为滚滚直齿的的传动原原理图，图图中标“A”为直线运动、标“B”为旋转运动，滚刀、工件、电机、进给传动的丝杠螺母副及刀架均画成示意简图，而菱形小块则是一
10、种可变传动比的换置器官符号。滚切直齿齿圆柱齿齿轮的传传动原理理图11、形成成母线（渐渐开线）的的运动和和传动链链需要滚刀刀和工件件之间的的复合运运动（图图1中B1+B2）,称展成成运动。由由动力源源（电机机）到刀刀具主轴轴的传动动链称为为外联系系传动链链，即电电机-11-2-iv-3-44-滚刀刀。由于于滚刀的的旋转BB1是主主运动，故故这条传传动链称称为主运运动传动动链。联联系滚刀刀和工件件之间的的传动链链，称展展成传动动链。它它用以保保持B11和B2之间间的严格格传动比比关系，故故称内联联传动链链，设滚滚刀的头头数为KK，工件件的齿数数为Z，则滚滚刀每转转1/KK转，工工件应转转1/ZZ转
11、。图图1中，这这条传动动链是：滚刀（B1）-4-5-ix-6-7-工件（B2）。2、形成成导线（直直线）的的运动和和传动链链形成直线线导线运运动是滚滚刀的旋旋转和滚滚刀（刀刀架）沿沿工件轴轴线方向向的竖直直进给运运动。为为了保证证加工工工件表面面粗糙度度要求，操操作者真真正关心心的是工工件每转转时刀架架的轴向向移动量量（mmm/r）。因因此，进进给传动动链为：工件-7-88-iss-9-10-刀架升升降丝杠杠-刀架。综上所述述，滚切切直齿圆圆柱齿轮轮所需要要的传动动链为：两个外外链-主运动动传动链链、进给给运动传传动链；一个内内链-展称运运动链。外外链的功功能是实实现执行行件的简简单运动动，或
12、把把动力源源接通到到内链。内内链唯一一功能是是实现执执行件之之间的复复合（严严格的传传动比关关系）运运动。3）插齿齿机插齿齿原理插齿机加加工原理理为一对对圆柱齿齿轮的啮啮合，同同样是按按展成法法加工圆圆柱齿轮轮。插齿机图图示4）插齿齿机所需需的运动动展成运动动插齿刀刀和工件件的相对对转动时时一个复复合运动动，用以以型巡航航渐开线线齿廓。展展成运动动可以被被分解成成两部分分：插齿齿刀的旋旋转和工工件的旋旋转。插插齿刀的的上下往往复运动动是一个个简单的的成型运运动，用用以形成成轮齿齿齿面的导导线直线线。这个个运动是是主运动动。插齿齿开始时时，插齿齿刀和工工件除做做展成运运动外，还还要作相相对的径径
13、向切入入运动，直直到全齿齿深为止止；然后后，工件件在转过过一圈，全全部轮齿齿就切削削完毕；插齿刀刀与工件件分开，机机床停止止。插齿齿刀在往往复运动动的回程程时不切切削。为为了减少少刀刃的的磨损，还还需要又又让刀运运动，及及刀具在在回程时时径向退退离工件件，切削削时复原原。5）插齿齿机的传传动原理理图用齿形插插齿刀插插削直齿齿圆柱齿齿轮时，机机床的传传动原理理图如上上图，BB和B是一一个复合合运动，需需要一条条内联系系传动链链和一条条外联系系传动链链。图中中8点到111点之间间的传动动链是内内联系传传动链即即展成连连。圆周周进给以以插齿刀刀每往复复一次，插插齿刀所所转过得得分度圆圆弧长计计。因此
14、此，外联联系传动动链以驱驱动插齿齿刀往复复的偏心心轮为间间接动源源来联系系插齿刀刀转动，图图中为44点到8点。插插齿刀的的往复运运动A 是一个个简单运运动，它它只有一一个外联联系传动动链，即即由电动动机轴处处得点11至曲柄柄偏心轮轮处得点点4.这条条传动链链是主运运动链。由以上插插齿机与与滚齿机机切削直直齿齿轮轮的对比比可得出出他们的的共同点点：1. 切削时都都为展成成运动。2. 主运动均均为竖直直往复运运动。但是插齿齿机在切切削直齿齿圆柱齿齿轮时还还有一个个径向的的切入运运动。并并且通过过对比插插齿机和和滚齿机机的传动动系统图图可以清清楚的发发现插齿齿机与滚滚齿机的的刀具安安装存在在明显的的
15、差异。滚滚齿机的的径向进进给运动动的速度度远比滚滚齿机的的径向进进给速度度。插齿机传传动YC31180滚滚齿机由此可得得将滚齿齿机改装装成插齿齿机需要要克服三三个方面面：1. 解决加工工直齿圆圆柱齿轮轮时的径径向进给给。2. 如何安装装插齿刀刀。3. 如何解决决滚齿机机的径向向进给速速度。解决方法法：1. 径向进给给在滚滚齿机加加工蜗轮轮时，用用到了径径向进给给法滚切切蜗轮。滚滚切蜗轮轮时主运运动链和和展成连连与滚切切直齿齿齿轮是相相同。进进给为床床身溜板板连同工工作台和和后立柱柱在床身身的导轨轨上作水水平的进进给。径径向进给给行程较较短。用用此法可可以良好好的解决决滚齿机机径向进进给的问问题
16、。2. 安装专用用工装将滚滚齿机安安装滚刀刀的主轴轴拆卸掉掉，将装装用工装装的主轴轴代替安安装滚刀刀的主轴轴，专用用工装中中加入一一对传动动比为11:1的的锥齿轮轮所以不不会影响响到内联联系传动动链。3. 滚齿机的的径向进进给速度度通过过外部手手柄将滚滚齿机的的主运动动链断开开。滚齿齿机专用用工装加加入传动动比为11:1的的直齿轮轮，从动动直齿轮轮同轴上上加装一一个偏心心轮，偏偏心轮带带动齿条条作往复复运动，齿齿条带动动齿轮运运动，齿齿轮带动动刀具上上的齿条条使刀具具实现快快速竖直直往复运运动。滚齿机专专用工装装安装滚齿齿机专用用工装后后的传动动原理图图内传动链链展成运运动滚刀刀1111004
17、5667工件。主运动电电机11234489112滚滚刀3.2 注意事事项1、由于于工作台台分度蜗蜗杆转速速不能超超过其允允许速度度，所以以刀具必必须采用用很低的的转速，否否则会造造成工作作台涡轮轮副过快快磨损；径向进进给量不不宜过大大，否则则加工效效率较低低。2、滚齿齿机刀架架主轴的的轴向游游动对加加工质量量影响比比滚齿大大得多，因因此轴向向间隙应应调整到到.0007mmm内，另另外轴向向振摆要要求也要要好。3、插齿齿刀在刀刀具轴上上安装时时，刃口口端面必必须与刀刀架回转转中心重重合，以以减小工工件齿形形压力角角误差。主要参参考文献献1 张世昌昌.机械制制造技术术基础.北京:高等教教育出版版社,20110.222戴戴曙.金属切切削机床床.北京:机械工工业出版版社,220099.33 刘文剑剑.夹具工工程师手手册.黑龙江江科学技技术出版版社，119922.815