張發(fā)廳

摘要： 本文介紹了移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)該機(jī)床機(jī)架的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了描述，詳細(xì)介紹了機(jī)架設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)支撐裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，可為機(jī)床的設(shè)計(jì)提供理論參考。

Abstract： This paper introduces the characteristics of the movable flange end milling machine， focuses on the description of general design scheme of the machine frame， introduces the design process of frame scheme in detail， and describes the design of supporting equipment， which provides references for the design of machine tools.

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床；機(jī)架；支撐裝置；設(shè)計(jì)

Key words： movable flange end milling machine；frame；supporting equipment；design

中圖分類(lèi)號(hào)：TG502.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）29-0050-02

0 引言

移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床又可稱(chēng)為便攜式法蘭盤(pán)端面銑床，是在普通端面銑床和普通車(chē)床的基礎(chǔ)上，用于解決施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題而演化而成的。相對(duì)于普通的銑床來(lái)說(shuō)，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床由于主要面對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的輔助性加工，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床基本原理等同于普通銑床，但其便攜性使其在現(xiàn)場(chǎng)施工領(lǐng)域得以較快發(fā)展。本文通過(guò)分析移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，為移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的設(shè)計(jì)提供參考。

1 總體方案設(shè)計(jì)

1.1 概述 移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床主要由四大部分構(gòu)成：支撐裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)接頭。支撐裝置主要由支撐臂和旋轉(zhuǎn)接頭組成。驅(qū)動(dòng)裝置由液壓馬達(dá)傳遞扭矩，進(jìn)給機(jī)構(gòu)由液壓缸、移動(dòng)刀架和導(dǎo)軌等部分組成。

1.2 機(jī)架設(shè)計(jì)

1.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 機(jī)架是機(jī)器（或儀表）中支撐或容納零部件的零件的統(tǒng)稱(chēng)。如底座、機(jī)體、床身、車(chē)架、橋架、殼體等。機(jī)架設(shè)計(jì)的三個(gè)準(zhǔn)則是應(yīng)滿足剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性的要求。

1.2.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求

①在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕，成本低。②抗振性好，將受迫振動(dòng)振幅限制在允許的范圍內(nèi)，噪聲小。③溫度場(chǎng)布局合理，熱變形對(duì)精度影響小。④結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機(jī)械加工。⑤結(jié)構(gòu)力求便于安裝和調(diào)整，方便修理和更換零件。⑥有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理，耐磨性良好。⑦造型好，使之既適用經(jīng)濟(jì)又美觀大方。

1.2.3 機(jī)架的總體設(shè)計(jì)

①主切削力計(jì)算。主切削力Fc是計(jì)算機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度與刀桿、刀片強(qiáng)度及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具、選擇切削用量等的主要依據(jù)。取切削速度為120mm/mim，背吃刀量為2mm，進(jìn)給量為0.5mm/r，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由計(jì)算主切削力的指數(shù)公式F■=C■·a■■·f■·v■■·K■，可得主切削力 148.75N。

②扭矩計(jì)算。取L=0.8m，由扭矩M=Fc×L，計(jì)算得：M=119.00N.M。

③進(jìn)給力的計(jì)算。進(jìn)給力 Ff 作用在機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，是校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)。相關(guān)參數(shù)同主切削力的計(jì)算，根據(jù)進(jìn)給力的計(jì)算公式，F(xiàn)■=C■·a■■·f■·v■■·K■

可得切削時(shí)進(jìn)給力F■為60.94N。

④機(jī)架設(shè)計(jì)。該移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床通過(guò)支撐臂在工件上進(jìn)行定位后，動(dòng)力源經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭給出需要扭矩分別傳遞給液壓馬達(dá)的的轉(zhuǎn)動(dòng)和帶動(dòng)刀具進(jìn)行圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)法蘭的環(huán)面完成切削。一次切削完成后，通過(guò)搖動(dòng)刀架上面的手柄使刀具向下進(jìn)給，然后進(jìn)行下一輪切削。根據(jù)機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、要求及其加工應(yīng)用特點(diǎn)，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的總體設(shè)計(jì)方案如圖1。

1.3 動(dòng)力裝置的的選取 考慮到便攜性和安裝的問(wèn)題，在選擇機(jī)器動(dòng)力裝置時(shí)，以液壓馬達(dá)為主要選擇對(duì)象。AKS系列擺缸液壓馬達(dá)（內(nèi)五星馬達(dá)）殼體強(qiáng)度增加，內(nèi)部動(dòng)態(tài)原件承載能力增強(qiáng)，具有很高的連續(xù)功率范圍，機(jī)械效率和容積效率高，減少了內(nèi)部單位負(fù)載力，從而減少了熱量產(chǎn)生及相關(guān)的負(fù)面效應(yīng)，特別適用于提升絞盤(pán)、卷筒機(jī)械、各種回轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)、履帶和輪子行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)等傳動(dòng)機(jī)械中，設(shè)計(jì)中選擇AKS系列的液壓馬達(dá)。

由M=119.00N.·M，結(jié)合機(jī)床實(shí)際工作情況，通過(guò)相關(guān)計(jì)算取機(jī)械效率ηm =91%，計(jì)算壓強(qiáng)△P=13.92MPa，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知AKS05-60五星擺缸液壓馬達(dá)的額定壓強(qiáng)為25MPa，符合要求，所以選用AKS05-60五星擺缸液壓馬達(dá)。

2 支撐裝置的設(shè)計(jì)

支撐裝置由轉(zhuǎn)盤(pán)軸承和支撐架組成。

2.1 轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的選擇及使用 轉(zhuǎn)盤(pán)軸承是一種能夠同時(shí)承受較大的軸向負(fù)荷、徑向負(fù)荷和傾覆力矩等綜合載荷的大型特殊結(jié)構(gòu)軸承。

根據(jù)支撐架的大小和強(qiáng)度，選擇具有較高的動(dòng)負(fù)荷能力的四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，基本型號(hào)為010.25.315，外形尺寸D=408mm，d=222mm。單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾翻力矩。

2.2 支撐架的的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中的外圓內(nèi)徑卡盤(pán)裝置，其是以?xún)?nèi)徑為加工基準(zhǔn)而對(duì)圓筒狀的法蘭端面進(jìn)行加工時(shí)所使用的端面銑床的內(nèi)徑卡盤(pán)裝置，基準(zhǔn)軸以相對(duì)于主軸定心的狀態(tài)一體地安裝在該主軸的前端部，在設(shè)計(jì)中使用了8個(gè)卡盤(pán)爪，它們能以相對(duì)于上述基準(zhǔn)軸的外周面沿著周向等間距間隔地在徑向上頂在入基準(zhǔn)軸的內(nèi)周面上，多個(gè)卡盤(pán)爪用于卡緊該工件的內(nèi)周面，從而卡緊該工件的內(nèi)周面；使用過(guò)程中用扳手把爪盤(pán)上的螺柱旋轉(zhuǎn)而使爪盤(pán)外張，頂緊內(nèi)壁后，使用扳手旋轉(zhuǎn)防松螺母，固定后調(diào)整平面度進(jìn)行加工。

3 結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床由于其便攜性使其在現(xiàn)場(chǎng)施工領(lǐng)域得以較快發(fā)展。本文通過(guò)分析移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，重點(diǎn)介紹了該機(jī)床機(jī)架設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)支撐裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，為移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的設(shè)計(jì)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭堤，唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[2]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]周開(kāi)勤.機(jī)械零件手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2003.

[5]王愛(ài)珍.機(jī)械工程材料[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[6]黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.endprint

摘要： 本文介紹了移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)該機(jī)床機(jī)架的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了描述，詳細(xì)介紹了機(jī)架設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)支撐裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，可為機(jī)床的設(shè)計(jì)提供理論參考。

Abstract： This paper introduces the characteristics of the movable flange end milling machine， focuses on the description of general design scheme of the machine frame， introduces the design process of frame scheme in detail， and describes the design of supporting equipment， which provides references for the design of machine tools.

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床；機(jī)架；支撐裝置；設(shè)計(jì)

Key words： movable flange end milling machine；frame；supporting equipment；design

中圖分類(lèi)號(hào)：TG502.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）29-0050-02

0 引言

移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床又可稱(chēng)為便攜式法蘭盤(pán)端面銑床，是在普通端面銑床和普通車(chē)床的基礎(chǔ)上，用于解決施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題而演化而成的。相對(duì)于普通的銑床來(lái)說(shuō)，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床由于主要面對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的輔助性加工，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床基本原理等同于普通銑床，但其便攜性使其在現(xiàn)場(chǎng)施工領(lǐng)域得以較快發(fā)展。本文通過(guò)分析移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，為移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的設(shè)計(jì)提供參考。

1 總體方案設(shè)計(jì)

1.1 概述 移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床主要由四大部分構(gòu)成：支撐裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)接頭。支撐裝置主要由支撐臂和旋轉(zhuǎn)接頭組成。驅(qū)動(dòng)裝置由液壓馬達(dá)傳遞扭矩，進(jìn)給機(jī)構(gòu)由液壓缸、移動(dòng)刀架和導(dǎo)軌等部分組成。

1.2 機(jī)架設(shè)計(jì)

1.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 機(jī)架是機(jī)器（或儀表）中支撐或容納零部件的零件的統(tǒng)稱(chēng)。如底座、機(jī)體、床身、車(chē)架、橋架、殼體等。機(jī)架設(shè)計(jì)的三個(gè)準(zhǔn)則是應(yīng)滿足剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性的要求。

1.2.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求

①在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕，成本低。②抗振性好，將受迫振動(dòng)振幅限制在允許的范圍內(nèi)，噪聲小。③溫度場(chǎng)布局合理，熱變形對(duì)精度影響小。④結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機(jī)械加工。⑤結(jié)構(gòu)力求便于安裝和調(diào)整，方便修理和更換零件。⑥有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理，耐磨性良好。⑦造型好，使之既適用經(jīng)濟(jì)又美觀大方。

1.2.3 機(jī)架的總體設(shè)計(jì)

①主切削力計(jì)算。主切削力Fc是計(jì)算機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度與刀桿、刀片強(qiáng)度及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具、選擇切削用量等的主要依據(jù)。取切削速度為120mm/mim，背吃刀量為2mm，進(jìn)給量為0.5mm/r，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由計(jì)算主切削力的指數(shù)公式F■=C■·a■■·f■·v■■·K■，可得主切削力 148.75N。

②扭矩計(jì)算。取L=0.8m，由扭矩M=Fc×L，計(jì)算得：M=119.00N.M。

③進(jìn)給力的計(jì)算。進(jìn)給力 Ff 作用在機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，是校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)。相關(guān)參數(shù)同主切削力的計(jì)算，根據(jù)進(jìn)給力的計(jì)算公式，F(xiàn)■=C■·a■■·f■·v■■·K■

可得切削時(shí)進(jìn)給力F■為60.94N。

④機(jī)架設(shè)計(jì)。該移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床通過(guò)支撐臂在工件上進(jìn)行定位后，動(dòng)力源經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭給出需要扭矩分別傳遞給液壓馬達(dá)的的轉(zhuǎn)動(dòng)和帶動(dòng)刀具進(jìn)行圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)法蘭的環(huán)面完成切削。一次切削完成后，通過(guò)搖動(dòng)刀架上面的手柄使刀具向下進(jìn)給，然后進(jìn)行下一輪切削。根據(jù)機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、要求及其加工應(yīng)用特點(diǎn)，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的總體設(shè)計(jì)方案如圖1。

1.3 動(dòng)力裝置的的選取 考慮到便攜性和安裝的問(wèn)題，在選擇機(jī)器動(dòng)力裝置時(shí)，以液壓馬達(dá)為主要選擇對(duì)象。AKS系列擺缸液壓馬達(dá)（內(nèi)五星馬達(dá)）殼體強(qiáng)度增加，內(nèi)部動(dòng)態(tài)原件承載能力增強(qiáng)，具有很高的連續(xù)功率范圍，機(jī)械效率和容積效率高，減少了內(nèi)部單位負(fù)載力，從而減少了熱量產(chǎn)生及相關(guān)的負(fù)面效應(yīng)，特別適用于提升絞盤(pán)、卷筒機(jī)械、各種回轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)、履帶和輪子行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)等傳動(dòng)機(jī)械中，設(shè)計(jì)中選擇AKS系列的液壓馬達(dá)。

由M=119.00N.·M，結(jié)合機(jī)床實(shí)際工作情況，通過(guò)相關(guān)計(jì)算取機(jī)械效率ηm =91%，計(jì)算壓強(qiáng)△P=13.92MPa，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知AKS05-60五星擺缸液壓馬達(dá)的額定壓強(qiáng)為25MPa，符合要求，所以選用AKS05-60五星擺缸液壓馬達(dá)。

2 支撐裝置的設(shè)計(jì)

支撐裝置由轉(zhuǎn)盤(pán)軸承和支撐架組成。

2.1 轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的選擇及使用 轉(zhuǎn)盤(pán)軸承是一種能夠同時(shí)承受較大的軸向負(fù)荷、徑向負(fù)荷和傾覆力矩等綜合載荷的大型特殊結(jié)構(gòu)軸承。

根據(jù)支撐架的大小和強(qiáng)度，選擇具有較高的動(dòng)負(fù)荷能力的四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，基本型號(hào)為010.25.315，外形尺寸D=408mm，d=222mm。單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾翻力矩。

2.2 支撐架的的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中的外圓內(nèi)徑卡盤(pán)裝置，其是以?xún)?nèi)徑為加工基準(zhǔn)而對(duì)圓筒狀的法蘭端面進(jìn)行加工時(shí)所使用的端面銑床的內(nèi)徑卡盤(pán)裝置，基準(zhǔn)軸以相對(duì)于主軸定心的狀態(tài)一體地安裝在該主軸的前端部，在設(shè)計(jì)中使用了8個(gè)卡盤(pán)爪，它們能以相對(duì)于上述基準(zhǔn)軸的外周面沿著周向等間距間隔地在徑向上頂在入基準(zhǔn)軸的內(nèi)周面上，多個(gè)卡盤(pán)爪用于卡緊該工件的內(nèi)周面，從而卡緊該工件的內(nèi)周面；使用過(guò)程中用扳手把爪盤(pán)上的螺柱旋轉(zhuǎn)而使爪盤(pán)外張，頂緊內(nèi)壁后，使用扳手旋轉(zhuǎn)防松螺母，固定后調(diào)整平面度進(jìn)行加工。

3 結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床由于其便攜性使其在現(xiàn)場(chǎng)施工領(lǐng)域得以較快發(fā)展。本文通過(guò)分析移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，重點(diǎn)介紹了該機(jī)床機(jī)架設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)支撐裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，為移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的設(shè)計(jì)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭堤，唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[2]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]周開(kāi)勤.機(jī)械零件手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2003.

[5]王愛(ài)珍.機(jī)械工程材料[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[6]黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.endprint

摘要： 本文介紹了移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)該機(jī)床機(jī)架的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了描述，詳細(xì)介紹了機(jī)架設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)支撐裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，可為機(jī)床的設(shè)計(jì)提供理論參考。

Abstract： This paper introduces the characteristics of the movable flange end milling machine， focuses on the description of general design scheme of the machine frame， introduces the design process of frame scheme in detail， and describes the design of supporting equipment， which provides references for the design of machine tools.

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床；機(jī)架；支撐裝置；設(shè)計(jì)

Key words： movable flange end milling machine；frame；supporting equipment；design

中圖分類(lèi)號(hào)：TG502.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）29-0050-02

0 引言

移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床又可稱(chēng)為便攜式法蘭盤(pán)端面銑床，是在普通端面銑床和普通車(chē)床的基礎(chǔ)上，用于解決施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題而演化而成的。相對(duì)于普通的銑床來(lái)說(shuō)，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床由于主要面對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的輔助性加工，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床基本原理等同于普通銑床，但其便攜性使其在現(xiàn)場(chǎng)施工領(lǐng)域得以較快發(fā)展。本文通過(guò)分析移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，為移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的設(shè)計(jì)提供參考。

1 總體方案設(shè)計(jì)

1.1 概述 移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床主要由四大部分構(gòu)成：支撐裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)接頭。支撐裝置主要由支撐臂和旋轉(zhuǎn)接頭組成。驅(qū)動(dòng)裝置由液壓馬達(dá)傳遞扭矩，進(jìn)給機(jī)構(gòu)由液壓缸、移動(dòng)刀架和導(dǎo)軌等部分組成。

1.2 機(jī)架設(shè)計(jì)

1.2.1 機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 機(jī)架是機(jī)器（或儀表）中支撐或容納零部件的零件的統(tǒng)稱(chēng)。如底座、機(jī)體、床身、車(chē)架、橋架、殼體等。機(jī)架設(shè)計(jì)的三個(gè)準(zhǔn)則是應(yīng)滿足剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性的要求。

1.2.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求

①在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕，成本低。②抗振性好，將受迫振動(dòng)振幅限制在允許的范圍內(nèi)，噪聲小。③溫度場(chǎng)布局合理，熱變形對(duì)精度影響小。④結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機(jī)械加工。⑤結(jié)構(gòu)力求便于安裝和調(diào)整，方便修理和更換零件。⑥有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理，耐磨性良好。⑦造型好，使之既適用經(jīng)濟(jì)又美觀大方。

1.2.3 機(jī)架的總體設(shè)計(jì)

①主切削力計(jì)算。主切削力Fc是計(jì)算機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度與刀桿、刀片強(qiáng)度及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具、選擇切削用量等的主要依據(jù)。取切削速度為120mm/mim，背吃刀量為2mm，進(jìn)給量為0.5mm/r，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由計(jì)算主切削力的指數(shù)公式F■=C■·a■■·f■·v■■·K■，可得主切削力 148.75N。

②扭矩計(jì)算。取L=0.8m，由扭矩M=Fc×L，計(jì)算得：M=119.00N.M。

③進(jìn)給力的計(jì)算。進(jìn)給力 Ff 作用在機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，是校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)。相關(guān)參數(shù)同主切削力的計(jì)算，根據(jù)進(jìn)給力的計(jì)算公式，F(xiàn)■=C■·a■■·f■·v■■·K■

可得切削時(shí)進(jìn)給力F■為60.94N。

④機(jī)架設(shè)計(jì)。該移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床通過(guò)支撐臂在工件上進(jìn)行定位后，動(dòng)力源經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭給出需要扭矩分別傳遞給液壓馬達(dá)的的轉(zhuǎn)動(dòng)和帶動(dòng)刀具進(jìn)行圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)法蘭的環(huán)面完成切削。一次切削完成后，通過(guò)搖動(dòng)刀架上面的手柄使刀具向下進(jìn)給，然后進(jìn)行下一輪切削。根據(jù)機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、要求及其加工應(yīng)用特點(diǎn)，移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的總體設(shè)計(jì)方案如圖1。

1.3 動(dòng)力裝置的的選取 考慮到便攜性和安裝的問(wèn)題，在選擇機(jī)器動(dòng)力裝置時(shí)，以液壓馬達(dá)為主要選擇對(duì)象。AKS系列擺缸液壓馬達(dá)（內(nèi)五星馬達(dá)）殼體強(qiáng)度增加，內(nèi)部動(dòng)態(tài)原件承載能力增強(qiáng)，具有很高的連續(xù)功率范圍，機(jī)械效率和容積效率高，減少了內(nèi)部單位負(fù)載力，從而減少了熱量產(chǎn)生及相關(guān)的負(fù)面效應(yīng)，特別適用于提升絞盤(pán)、卷筒機(jī)械、各種回轉(zhuǎn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)、履帶和輪子行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)等傳動(dòng)機(jī)械中，設(shè)計(jì)中選擇AKS系列的液壓馬達(dá)。

由M=119.00N.·M，結(jié)合機(jī)床實(shí)際工作情況，通過(guò)相關(guān)計(jì)算取機(jī)械效率ηm =91%，計(jì)算壓強(qiáng)△P=13.92MPa，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知AKS05-60五星擺缸液壓馬達(dá)的額定壓強(qiáng)為25MPa，符合要求，所以選用AKS05-60五星擺缸液壓馬達(dá)。

2 支撐裝置的設(shè)計(jì)

支撐裝置由轉(zhuǎn)盤(pán)軸承和支撐架組成。

2.1 轉(zhuǎn)盤(pán)軸承的選擇及使用 轉(zhuǎn)盤(pán)軸承是一種能夠同時(shí)承受較大的軸向負(fù)荷、徑向負(fù)荷和傾覆力矩等綜合載荷的大型特殊結(jié)構(gòu)軸承。

根據(jù)支撐架的大小和強(qiáng)度，選擇具有較高的動(dòng)負(fù)荷能力的四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，基本型號(hào)為010.25.315，外形尺寸D=408mm，d=222mm。單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾翻力矩。

2.2 支撐架的的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中的外圓內(nèi)徑卡盤(pán)裝置，其是以?xún)?nèi)徑為加工基準(zhǔn)而對(duì)圓筒狀的法蘭端面進(jìn)行加工時(shí)所使用的端面銑床的內(nèi)徑卡盤(pán)裝置，基準(zhǔn)軸以相對(duì)于主軸定心的狀態(tài)一體地安裝在該主軸的前端部，在設(shè)計(jì)中使用了8個(gè)卡盤(pán)爪，它們能以相對(duì)于上述基準(zhǔn)軸的外周面沿著周向等間距間隔地在徑向上頂在入基準(zhǔn)軸的內(nèi)周面上，多個(gè)卡盤(pán)爪用于卡緊該工件的內(nèi)周面，從而卡緊該工件的內(nèi)周面；使用過(guò)程中用扳手把爪盤(pán)上的螺柱旋轉(zhuǎn)而使爪盤(pán)外張，頂緊內(nèi)壁后，使用扳手旋轉(zhuǎn)防松螺母，固定后調(diào)整平面度進(jìn)行加工。

3 結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床由于其便攜性使其在現(xiàn)場(chǎng)施工領(lǐng)域得以較快發(fā)展。本文通過(guò)分析移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，重點(diǎn)介紹了該機(jī)床機(jī)架設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)支撐裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，為移動(dòng)式法蘭盤(pán)端面銑床的設(shè)計(jì)提供參考。

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