機(jī)械專業(yè)畢業(yè)論文--精密冷輥軋機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一部分 未來掌握在自己手中</p><p><b>　　1 前言3</b></p><p>　　2 機(jī)械行業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況3</p><p>　　3 機(jī)械人才需求狀況4</p><p>　　4 自

2、我評(píng)估與評(píng)價(jià)4</p><p>　　5 強(qiáng)化職業(yè)能力的方案和途經(jīng)5</p><p>　　6 專業(yè)技能展示方案5</p><p>　　6.1 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題5</p><p>　　6.2 研究步驟、方法及措施6</p><p><b>　　7 小結(jié)6</b></p

3、><p>　　第二部分 精密冷輥軋機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要7</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞7</b></p><p><b>　　ABSTRAT8</b></p><p>　　Keywords.8</p>

4、;<p><b>　　1 緒論9</b></p><p>　　1.1 課題簡(jiǎn)介9</p><p>　　1.2 工作原理9</p><p>　　1.3 工藝特點(diǎn)10</p><p>　　1.4 應(yīng)用前景11</p><p>　　2 結(jié)構(gòu)形式的確定11</p>

5、<p>　　3 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核13</p><p>　　3.1 液壓缸的計(jì)算13</p><p>　　3.2 液壓缸的校核14</p><p>　　3.3 拉桿的計(jì)算與校核16</p><p>　　3.4 連接螺栓的計(jì)算與校核16</p><p>　　3.5 油缸流量及管路通徑的計(jì)算16&

6、lt;/p><p>　　4 頂緊缸的設(shè)計(jì)計(jì)算17</p><p>　　4.1 校核中心孔的強(qiáng)度17</p><p>　　4.2 頂緊缸上拉緊螺栓的校核18</p><p>　　5 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與校核20</p><p>　　5.1 齒輪齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算20</p><p>　　5.2 齒根

7、彎曲強(qiáng)度校核22</p><p>　　6 機(jī)身的強(qiáng)度和剛度23</p><p>　　6.1 建立物理模型23</p><p>　　6.2 機(jī)身強(qiáng)度校核25</p><p>　　6.2.1 計(jì)算I-I截面的形心及慣性矩25</p><p>　　6.2.2 底座撓度26</p><p>

8、　　6.3 螺栓的預(yù)緊力28</p><p><b>　　7 結(jié)論32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：34</b></p><p><b>　　致謝35</b></p><p><b>　　第一部分</b></p>&

9、lt;p><b>　　未來掌握在自己手中</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　有人說,21世紀(jì)是屬于中國(guó)的世紀(jì)，那么在21世紀(jì)上半葉，將是我們當(dāng)代機(jī)械業(yè)大學(xué)生一展身手的黃金時(shí)期。但是，如果我們?nèi)狈Ρ匾木蜆I(yè)前的職業(yè)生涯規(guī)劃，缺少就業(yè)的前瞻，將極有可能使我們?cè)谝院蟮穆殬I(yè)中遭遇挫敗與失敗。因此，我們應(yīng)該做好

10、職業(yè)規(guī)劃，為將來的求職做好準(zhǔn)備。好的計(jì)劃是成功的開始，古語(yǔ)講，凡事“預(yù)則立，不預(yù)則廢”就是這個(gè)道理，所以我明白擁有成功的職業(yè)生涯才能實(shí)現(xiàn)完美的人生。</p><p>　　2 機(jī)械行業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況</p><p>　　機(jī)械行業(yè)是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，其水平高低代表著一個(gè)國(guó)家的發(fā)展水平。我國(guó)機(jī)械行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在雖然規(guī)模龐大，但技術(shù)水平相對(duì)偏低。</p><p>　

11、　以精密冷輥軋技術(shù)為例，精密冷滾軋是金屬塑性成形與軋制成形相結(jié)合的一種新的無(wú)切削加工方法，主要應(yīng)用于漸開線花鍵的批量生產(chǎn)。隨著汽車、拖拉機(jī)、摩托車及家電等工業(yè)的迅速發(fā)展，漸開線花鍵作為聯(lián)接軸與軸上回轉(zhuǎn)零件的一種聯(lián)接方式，己得到廣泛應(yīng)用。漸開線花鍵聯(lián)接具有對(duì)軸削弱小，承載能力強(qiáng)，聯(lián)接件對(duì)中性好，聯(lián)接質(zhì)量高，噪音低等優(yōu)點(diǎn)。在汽車、拖拉機(jī)和摩托車等制造行業(yè)中，已逐漸由漸開線花鍵聯(lián)接取代老的聯(lián)接方式，漸開線花鍵的需求量隨之猛增。為了適應(yīng)這種情況

12、，必須采用高效的加工方法生產(chǎn)漸開線花鍵。漸開線花鍵的傳統(tǒng)加工方法為銑削或插齒，此類切削加工方法不僅生產(chǎn)效率低，浪費(fèi)材料，而且花鍵強(qiáng)度弱，壽命短，承載能力也較低。</p><p>　　在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，這些傳統(tǒng)加工方法已逐漸被塑性成形所替代，如冷打花鍵，冷擠花鍵，冷滾軋花鍵等。由于其具有生產(chǎn)效率高，鋼材消耗少，產(chǎn)品性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此在漸開線花鍵生產(chǎn)中獲得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。</p><p&g

13、t;　　目前我國(guó)絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家在漸開線花鍵生產(chǎn)中仍采用銑削加工方法，僅有少數(shù)幾個(gè)廠家引進(jìn)了國(guó)外冷滾軋機(jī)床并同時(shí)購(gòu)進(jìn)了相應(yīng)的花鍵冷滾軋模具。由于引進(jìn)機(jī)床臺(tái)數(shù)有限，生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品品種均受到限制。至今，國(guó)內(nèi)所用冷滾軋機(jī)床與模具一直依靠國(guó)外供應(yīng)，甚至失效模具還要運(yùn)到國(guó)外返修，這不僅影響現(xiàn)行生產(chǎn)，也限制了新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用。因此，研究開發(fā)冷滾軋花鍵工藝及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精密冷滾軋技術(shù)國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。</p><p>　　冷

14、滾軋技術(shù)由美國(guó)安德森·庫(kù)克(Anderson-Cook )公司于五十年代研制成功，美國(guó)、西德在六十年代已將冷滾軋技術(shù)用于花鍵生產(chǎn)。七十年代后，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼引進(jìn)或開發(fā)了精密冷滾軋技術(shù)，并在規(guī)模生產(chǎn)的汽車、摩托車和家電等產(chǎn)業(yè)中得到大量應(yīng)用。具有代表性的冷滾軋機(jī)床生產(chǎn)廠家有美國(guó)安德森·庫(kù)克(Anderson-Cook)公司，日本NACHI公司，德國(guó)的艾·賽羅( EX-CELL-O)公司，上述幾家公司所產(chǎn)的

15、機(jī)床在結(jié)構(gòu)和功用上大致相同。</p><p>　　我國(guó)在八十年代引進(jìn)新型汽車變速箱生產(chǎn)時(shí)，了解到國(guó)外采用冷滾軋工藝加工花鍵軸。86年，唐山齒輪廠率先從日本引進(jìn)一臺(tái)NACHI冷滾軋機(jī)床，用于生產(chǎn)變速箱二、三軸上的漸開線花鍵。目前國(guó)內(nèi)各大齒輪廠、變速箱廠都對(duì)這種工藝及設(shè)備產(chǎn)生了濃厚的興趣，現(xiàn)在已有許多生產(chǎn)冷滾軋機(jī)的廠家。冷滾軋花鍵成型工藝在歐美、日本等國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)得到了很大程度上的開發(fā)和利用。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展

16、，將對(duì)花鍵生產(chǎn)工藝水平提出更高的要求，冷滾軋花鍵成型這項(xiàng)先進(jìn)的工藝技術(shù)，無(wú)疑具有廣泛的應(yīng)用前景。研究冷滾軋成型工藝及設(shè)備，掌握核心技術(shù)，對(duì)打破完全依靠國(guó)外技術(shù)來維持我國(guó)冷滾軋花鍵生產(chǎn)的現(xiàn)狀、推動(dòng)我國(guó)冷滾軋成型研究及應(yīng)用將具有重要意義。</p><p>　　3 機(jī)械人才需求狀況</p><p>　　長(zhǎng)期以來，高校畢業(yè)生一輪接一輪的就業(yè)潮、下崗職工的再就業(yè)、農(nóng)村人口向城市的流動(dòng)等問題，使得我國(guó)

17、面臨著巨大的就業(yè)壓力。</p><p>　　我國(guó)目前就業(yè)形勢(shì)都趨向飽和，但是由于制造業(yè)的飛速發(fā)展，機(jī)械人才仍然供不應(yīng)去，尤其從機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)狀來看，高技能人才現(xiàn)在十分短缺。預(yù)計(jì)未來十年機(jī)械專業(yè)人才依然走俏。</p><p><b>　　4 自我評(píng)估與評(píng)價(jià)</b></p><p>　　我是一個(gè)善于發(fā)現(xiàn)新事物和探索新事物的人，善于和別人溝通，敢于

18、創(chuàng)新，敢于探索，總是堅(jiān)持不懈！</p><p><b>　　在綜合能力方面，</b></p><p>　　優(yōu)勢(shì)能力：敢于創(chuàng)新、堅(jiān)持不懈，具有積極向上的心態(tài)，自信，有上進(jìn)心。</p><p>　　劣勢(shì)能力：做事邏輯性不強(qiáng)，不能很好的統(tǒng)籌安排時(shí)間，自控能力一般，語(yǔ)言表達(dá)能力一般。專業(yè)知識(shí)方面</p><p><b>

19、;　　在專業(yè)知識(shí)方面，</b></p><p>　　優(yōu)勢(shì)：專業(yè)理論知識(shí)基礎(chǔ)較扎實(shí)，知識(shí)面也較寬。</p><p>　　不足：知識(shí)較陳舊，對(duì)新理論新技術(shù)掌握不足；實(shí)踐能力匱乏。</p><p>　　5 強(qiáng)化職業(yè)能力的方案和途經(jīng)</p><p>　　在校期間，我將認(rèn)真學(xué)習(xí)各種知識(shí)與技能，具體說來有：</p><p&

20、gt;　?。?）認(rèn)真學(xué)習(xí)好專業(yè)知識(shí)和其他知識(shí)。</p><p>　　選修Pro/engineer機(jī)械制圖課程，提高自己計(jì)算機(jī)制圖能力， 為高質(zhì)量就業(yè)提高籌碼；</p><p>　　準(zhǔn)備選修《面試技巧》，提高自己應(yīng)對(duì)面試的能力；</p><p>　　積極關(guān)注機(jī)械行業(yè)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，關(guān)注新技術(shù)和新趨勢(shì)。</p><p>　?。?）拿到相關(guān)的技能證

21、書。</p><p>　?。?）積極參加校內(nèi)外組織的活動(dòng)，提高自己的能力，增大自己的交際面，提高自己的綜合素質(zhì)。</p><p>　　另外，我的畢業(yè)實(shí)習(xí)計(jì)劃和其它專業(yè)實(shí)踐計(jì)劃是聯(lián)系臨沂某家知名機(jī)械廠，進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)和其他專業(yè)實(shí)踐，并爭(zhēng)取能夠留在該廠繼續(xù)工作。在該廠期間，我將爭(zhēng)取做到：</p><p>　　（1）結(jié)合自己所學(xué)知識(shí)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，不斷摸索創(chuàng)新，同時(shí)要勤學(xué)好

22、問。</p><p>　　（2）工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，工作受到領(lǐng)導(dǎo)和員工的肯定。</p><p>　?。?）在實(shí)際工作中不斷總結(jié)，形成自己獨(dú)特的工作特點(diǎn)。</p><p>　?。?）成為公司的正式員工。</p><p>　?。?）成為公司的技術(shù)骨干。</p><p>　?。?）成為該公司的基層管理人員，不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)，認(rèn)識(shí)新

23、的事物。</p><p>　　6 專業(yè)技能展示方案</p><p>　　關(guān)于我的技能展示，我將做一個(gè)精密冷輥軋機(jī)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　密冷滾軋機(jī)主要用于冷滾壓花鍵，是一種很有前景的先進(jìn)設(shè)備。要保證冷滾軋成型的高精度、高效率，必須保證機(jī)床本體有足夠的剛度、安裝齒條模具的上下滑臺(tái)工作時(shí)保持精確同步、滑臺(tái)工作行程快速、平穩(wěn)，使決定工件質(zhì)量的機(jī)身強(qiáng)度、滑塊運(yùn)行同步性

24、等都得以保證，從而確保工件符合要求。</p><p>　　6.1 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題</p><p>　　花鍵滾軋過程中，毛坯被安裝在機(jī)床的前后頂尖上，齒條模具分別置于機(jī)床上下導(dǎo)軌的滑臺(tái)上，模具在滑臺(tái)上通過兩同步油缸驅(qū)動(dòng)作相對(duì)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。由于齒條模具的齒高沿模具長(zhǎng)度方向均勻遞增，因而隨著模具的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，毛坯表面便逐漸形成加深的壓痕，最終滾軋出完整的齒形。而后工件隨動(dòng)頂尖

25、和工件托架一起退出，模具隨滑臺(tái)返回到初始位置，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。</p><p>　　冷滾軋機(jī)床根據(jù)需要可設(shè)有全自動(dòng)或半自動(dòng)循環(huán)裝置。全自動(dòng)循環(huán)時(shí)工件的上下料都是自動(dòng)完成的，不用人工干預(yù)。半自動(dòng)循環(huán)時(shí)需要人工手動(dòng)上下料，每加工一個(gè)零件需重新按動(dòng)一次執(zhí)行開關(guān)。</p><p>　　冷滾軋成型原理雖然簡(jiǎn)單，機(jī)床結(jié)構(gòu)也并不復(fù)雜，但對(duì)機(jī)床整體工作性能要求很高。其中，機(jī)床剛度、齒條模具的同步精度控制

26、是首先要解決的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　6.2 研究步驟、方法及措施 </p><p>　　由冷滾軋機(jī)床的工作原理可知，要保證冷滾軋成型的高精度、高效率，必須具備：</p><p>　?。?）機(jī)床本體有足夠的剛度，并保持整體剛度的一致性；</p><p>　?。?）安裝齒條模具的上下滑臺(tái)工作時(shí)保持精確同步；</p><

27、;p>　?。?）滑臺(tái)工作行程快速、平穩(wěn)；</p><p>　　（4）模具安裝可靠且容易調(diào)整。</p><p>　　上述四點(diǎn)中，機(jī)床本體剛度及同步機(jī)構(gòu)同步精度是保證機(jī)床整體工作性能的關(guān)鍵。因此，確定合理的機(jī)床本體結(jié)構(gòu)及可行的同步運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是冷滾軋機(jī)床本體方案設(shè)計(jì)首先要考慮的問題。具體情況將在以后的設(shè)計(jì)中具體呈現(xiàn)。</p><p><b>　　7 小結(jié)&l

28、t;/b></p><p>　　由于前面的路是未知的，途中會(huì)有很多不能人為抗拒的因素，所以計(jì)劃總歸是計(jì)劃，而不可能一成不變，到時(shí)需要適時(shí)的做出相應(yīng)調(diào)整。如果遇到其他因素使我的計(jì)劃不能實(shí)現(xiàn)，我會(huì)盡最大的努力去實(shí)現(xiàn)它，如果實(shí)在不可抗拒，我可能會(huì)選擇經(jīng)商。</p><p>　　計(jì)劃固然好，但更重要的，在于其具體實(shí)踐并取得成效。任何目標(biāo)，只說不做到頭來都會(huì)是一場(chǎng)空。然而，現(xiàn)實(shí)是未知多變的，定

29、出的目標(biāo)計(jì)劃隨時(shí)都可能遭遇問題，要求有清醒的頭腦。其實(shí)，每個(gè)人心中都有一座山峰，雕刻著理想、信念、追求、抱負(fù)；每個(gè)人心中都有一片森林，承載著收獲、芬芳、失意、磨礪。一個(gè)人，若要獲得成功，必須拿出勇氣，付出努力、拼搏、奮斗。成功，不相信眼淚；成功，不相信頹廢；成功不相信幻影，未來，要靠自己去打拼！</p><p><b>　　第二部分</b></p><p><b

30、>　　精密冷輥軋機(jī)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　精密冷滾軋是金屬塑性成形與軋制成形相結(jié)合的一種新的無(wú)切削加工方法，主要應(yīng)用于漸開線花鍵的批量生產(chǎn)。</p><p>　　精密冷滾軋機(jī)主要用于冷滾壓花鍵，是一種很有前景的先進(jìn)設(shè)備。要保證冷滾軋成型的高精度、高效率，必須保證機(jī)床本體

31、有足夠的剛度、安裝齒條模具的上下滑臺(tái)工作時(shí)保持精確同步、滑臺(tái)工作行程快速、平穩(wěn)，使決定工件質(zhì)量的機(jī)身強(qiáng)度、滑塊運(yùn)行同步性等都得以保證，從而確保工件符合要求。</p><p>　　本說明書描述了精密冷滾軋機(jī)的特性，涵蓋了整體設(shè)計(jì)思想以及諸如機(jī)身、液壓缸、頂緊缸、齒輪齒條同步機(jī)構(gòu)、滑塊等重要零部件的設(shè)計(jì)過程。同時(shí)，對(duì)關(guān)鍵性的零部件如液壓缸、拉桿、頂緊缸、連接螺栓、機(jī)架等進(jìn)行了校核。此外，說明書也列出了一些與設(shè)計(jì)相關(guān)的

32、技術(shù)資料。</p><p>　　關(guān)鍵詞：冷滾軋機(jī)；花鍵；滑塊；校核</p><p><b>　　ABSTRAT</b></p><p>　　Precision cold rolling is a rolling metal forming and forming a new combination of non-machining method

33、s, mainly used in involute spline production. Precision cold rolling machine mainly used for cold rolling spline is a promising advanced equipment. To ensure that the cold rolling of high-precision molding, high-eff

34、iciency machine body must ensure there is sufficient rigidity, the mold is installed on a rack down toslider to work to maintain accurate synchronization, slip trip to work fa</p><p>　　This paper describes

35、 the characteristic of the precision cold roll forming machine,the global design thought and the design process of some important parts such as the frame, the hydraulic cylinders rack and pinion，and the sliders are also

36、included. At the same time,some key parts are checked. There are also some technical document about the design in this paper.</p><p>　　Keywords：cold roll forming machine, integral key, sliders, check.</p&

37、gt;<p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題簡(jiǎn)介</b></p><p>　　滾軋工藝是一種先進(jìn)的無(wú)切削加工技術(shù),能有效地提高工件的內(nèi)在和表面質(zhì)量，加工時(shí)產(chǎn)生的徑向壓應(yīng)力，不僅能使工件獲得高硬度和高光潔度的表面，同時(shí)能顯著提高工件的疲勞強(qiáng)度極限和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是一種高效、節(jié)能、低耗的金屬加工工藝。

38、</p><p>　　冷滾軋成形是利用某些金屬材料在冷態(tài)（常溫）下的可塑性來加工工件的，在外力的作用下，通過滾動(dòng)工具使坯件變形，從而形成與滾軋工具截面形狀相適應(yīng)的工件齒廓。冷滾軋典型的加工方法是采用一對(duì)模數(shù)相同的滾軋輪分別安裝在兩根主軸上，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，同向同步旋轉(zhuǎn)，通過冷滾軋使工件產(chǎn)生塑性變形，形成漸開線花鍵。[1]</p><p>　　精密冷滾軋機(jī)是利用模具直線成形來滾扎花鍵的一

39、種先進(jìn)設(shè)備。由于用這種設(shè)備加工的花鍵具有效率高，工件質(zhì)量高，工作可靠，節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用越來越廣泛。</p><p>　　冷滾軋技術(shù)由美國(guó)安德森·庫(kù)克(Anderson-Cook )公司于五十年代研制成功，美國(guó)、西德在六十年代已將冷滾軋技術(shù)用于花鍵生產(chǎn)。七十年代后，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼引進(jìn)或開發(fā)了精密冷滾軋技術(shù)，并在規(guī)模生產(chǎn)的汽車、摩托車和家電等產(chǎn)業(yè)中得到大量應(yīng)用。具有代表性的冷滾軋機(jī)床

40、生產(chǎn)廠家有美國(guó)安德森·庫(kù)克(Anderson-Cook)公司，日本NACHI公司，德國(guó)的艾·賽羅( EX-CELL-O)公司，上述幾家公司所產(chǎn)的機(jī)床在結(jié)構(gòu)和功用上大致相同。[2]</p><p>　　冷滾軋花鍵成型工藝在歐美、日本等國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)得到了很大程度上的開發(fā)和利用。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，將對(duì)花鍵生產(chǎn)工藝水平提出更高的要求，冷滾軋花鍵成型這項(xiàng)先進(jìn)的工藝技術(shù)，無(wú)疑具有廣泛的應(yīng)用前景。研

41、究冷滾軋成型工藝及設(shè)備，掌握核心技術(shù)，對(duì)打破完全依靠國(guó)外技術(shù)來維持我國(guó)冷滾軋花鍵生產(chǎn)的現(xiàn)狀、推動(dòng)我國(guó)冷滾軋成型研究及應(yīng)用將具有重要意義。</p><p>　　目前我國(guó)絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家在漸開線花鍵生產(chǎn)中仍采用銑削加工方法，此類切削加工方法不僅生產(chǎn)效率低，浪費(fèi)材料，而且花鍵強(qiáng)度弱，壽命短，承載能力也較低。近年來，國(guó)內(nèi)也逐漸引進(jìn)一些設(shè)備和相關(guān)技術(shù)，但仍存在許多不盡如人意的地方。因此，研究開發(fā)冷滾軋花鍵工藝及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精

42、密冷滾軋技術(shù)國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。本設(shè)計(jì)即想為這種先進(jìn)設(shè)備和加工工藝更加合理化而努力。[3]</p><p><b>　　1.2 工作原理</b></p><p>　　冷搓花鍵是在冷搓機(jī)床也就是精密冷滾軋機(jī)上進(jìn)行的。工作時(shí)，工件卡裝在機(jī)床的前后頂尖上，齒條刀具分別安裝在裝在機(jī)床上下導(dǎo)軌的滑座上，刀具在滑座上通過液壓缸或在齒條的帶動(dòng)下作相對(duì)往復(fù)同步運(yùn)動(dòng)。由于作為刀具的齒條

43、的高度是沿刀具的長(zhǎng)度方向均勻遞增的，因而隨著刀具的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在坯料的坯徑表面成形，并逐漸加深印痕，以至最后形成完整是齒形。在通常的情況下，只需要一個(gè)單向行程工件的齒形便可形成，達(dá)到設(shè)計(jì)的各種要求，而后工件隨頂尖和工件托架一起退出，最后刀具隨滑座返回到初始位置。這樣，一個(gè)完整的工作循環(huán)結(jié)束。[4]</p><p>　　冷搓機(jī)床根據(jù)工作需要設(shè)有自動(dòng)或半自動(dòng)循環(huán)裝置，在全自動(dòng)的情況下，工件的上下料都是自動(dòng)完成的，半

44、自動(dòng)循環(huán)需要人工手動(dòng)上下料，每加工一個(gè)零件，重新按一次啟動(dòng)按鈕。</p><p>　　機(jī)床的工作順序是：工件送進(jìn)——刀具進(jìn)給——工件退出——刀具返回。</p><p>　　機(jī)床在搓制偶數(shù)齒工件時(shí)，上下兩把刀具必須嚴(yán)格對(duì)齊。當(dāng)搓制奇數(shù)齒工件時(shí)，上下刀具需要錯(cuò)開半齒節(jié)。</p><p>　　齒條刀具相向進(jìn)給的同步性是由機(jī)床滑座上的同步齒條機(jī)構(gòu)裝置來保證的。</p&

45、gt;<p><b>　　1.3 工藝特點(diǎn)</b></p><p>　　冷搓花鍵的齒條刀具的刀齒高度沿長(zhǎng)度方向均勻遞增，其斜度是1：100，一把模數(shù)是1mm的齒條刀具通常其長(zhǎng)度為600mm，搓刀工作時(shí)進(jìn)給速度一般為200~250mm/s，因此，實(shí)際用于搓制工件的進(jìn)刀時(shí)間只要5s左右。如果將工件進(jìn)退，刀具返回，更換工件等時(shí)間計(jì)算在內(nèi)，一個(gè)工作循環(huán)也只有10~20s的時(shí)間。

46、 另外，如果一個(gè)工件上有幾段花鍵、螺紋或者油溝等，在機(jī)床滑座上還可以同時(shí)裝卡幾把相同或者不同的相應(yīng)的刀具，即可以一次加工完成。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，對(duì)普通工件冷搓花鍵的生產(chǎn)率是銑削加工的30倍左右。</p><p>　　花鍵加工精度的高低，主要取決于機(jī)床和刀具的精度，現(xiàn)今的花鍵精密冷滾軋機(jī)多采用雙墻結(jié)構(gòu)和封閉框架的機(jī)體，并且設(shè)有輔助拉桿，因而有足夠的剛度和很高的工作穩(wěn)定性，機(jī)體的高精度易于保證。同時(shí)，機(jī)床還有同步齒

47、條機(jī)構(gòu)，用于保證上下兩個(gè)齒條刀具同時(shí)進(jìn)給的精確性。</p><p>　　冷搓花鍵的刀具精度很高，據(jù)測(cè)，一把620mm的冷搓齒條刀具在其全長(zhǎng)上的累積誤差只有10μm。</p><p>　　據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)廠家實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證的結(jié)果，在花鍵冷搓機(jī)上搓制模數(shù)為1mm的花鍵時(shí)累計(jì)誤差可達(dá)到30μm，相當(dāng)于五級(jí)精度的花鍵，這種工藝同銑削加工相比起精度可以提高1~2級(jí)。[5]</p><p&

48、gt;　　冷搓花鍵能得到較好的表面質(zhì)量，這是該工藝的又一特點(diǎn)。</p><p>　　花鍵材料以鋼材為宜，硬度最好為HRC20~30。刀具可由高級(jí)工具鋼，鉬基工具鋼等制造，硬度一般為HRC60以上。由于工件為塑性材料，按冷搓成形的機(jī)理，花鍵齒部的纖維沿齒面方向拉長(zhǎng)，從而使晶粒細(xì)化，組織緊密，強(qiáng)度提高，同時(shí)還有冷作硬化的效果，并使表層留有殘余應(yīng)力，使得冷搓件的抗疲勞強(qiáng)度提高大約30%~40%。</p>

49、<p>　　另外，齒形根部也不會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，對(duì)扭曲不敏感。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)冷搓花鍵比銑削加工的花鍵承載能力提高約40%，冷搓后工件的齒面粗糙度達(dá)Ra0.4以下。</p><p>　　由于毛坯是在旋轉(zhuǎn)過程中逐漸壓入模具的，模具和坯料之間接觸面積小，并且模具每個(gè)齒的壓下量也很小，所以在滾軋時(shí)所需成形力小。也就是說，用比較小的成形力在累積過程中得到較大的成形量。</p><p>　　精密

50、冷滾軋機(jī)床身剛性好，模具齒高的變化均勻，模具進(jìn)給過程與工件接觸平穩(wěn)，受力均勻，從而減少了沖擊振動(dòng)，降低了加工噪音。機(jī)床每次更換模具后，模具調(diào)整間隙和加工精度能夠保持長(zhǎng)期不變，直至因模具磨損或更換產(chǎn)品，才需要重新調(diào)整機(jī)床。[6]</p><p>　　在利用精密冷滾軋機(jī)加工工件的同時(shí)，主要?jiǎng)幼骶蓹C(jī)器完成，從而使人的工作量減少，又由于工作環(huán)境有較大改善，可以促進(jìn)工人工作積極性的提高。</p><p

51、>　　以上從幾個(gè)方面分析了用精密冷滾軋機(jī)加工花鍵與傳統(tǒng)的加工工藝相比所具備的優(yōu)點(diǎn)。此外，該工藝還具有節(jié)省材料，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　但這種工藝方法同時(shí)對(duì)機(jī)身剛度以及刀具的加工精度和齒條的加工精度等提出了更高的要求。</p><p><b>　　1.4 應(yīng)用前景</b></p><p>　　精密冷滾軋機(jī)不僅可以用于花鍵

52、的冷加工，還可以用于螺紋、油溝等的加工，不僅可以用于冷搓直齒，還可以用于斜齒的加工，不僅可以冷搓三角形花鍵，還可以冷搓漸開線齒形的花鍵等。[7]</p><p>　　由于精密冷滾軋機(jī)加工花鍵的特有優(yōu)點(diǎn)，這種技術(shù)在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)取得了很大的開發(fā)和利用。這種效率高、質(zhì)量好、消耗低的花鍵加工新工藝特別適用于大批量生產(chǎn)的汽車行業(yè)。在我國(guó)，未來的工業(yè)發(fā)展水平將會(huì)有很大的提高，特別是在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速的今天。

53、因此，花鍵冷滾軋機(jī)這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的研究、開發(fā)和利用，無(wú)疑會(huì)有廣闊的前景。[6]</p><p><b>　　2 結(jié)構(gòu)形式的確定</b></p><p>　　由冷滾軋機(jī)的工作原理可知，要保證冷滾軋成型的高精度、高效率，必須具備：</p><p>　　(1)機(jī)床本體有足夠的剛度，并保持整體剛度的一致性；</p><p>　　(

54、2)安裝齒條模具的上下滑臺(tái)工作時(shí)保持精確同步；</p><p>　　(3)滑臺(tái)工作行程快速、平穩(wěn)；</p><p>　　(4)模具安裝可靠且容易調(diào)整。</p><p>　　為了進(jìn)一步滿足精密冷滾軋機(jī)剛度要求，此次設(shè)計(jì)采用梁柱式封閉框架結(jié)構(gòu)代替以往的焊接整體框架的雙墻C型結(jié)構(gòu)。</p><p>　　此種結(jié)構(gòu)的上下梁同前后立柱之間采用大預(yù)緊螺栓聯(lián)

55、結(jié)，在開口端采用輔助拉桿，進(jìn)行預(yù)緊。所以，使精密冷滾軋機(jī)機(jī)身的剛度和強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提高。[8]</p><p>　　其具體的機(jī)構(gòu)形式如圖1所示</p><p>　　圖1 精密冷滾軋機(jī)機(jī)構(gòu)圖</p><p>　　利用拉緊螺栓進(jìn)行預(yù)緊，使得封閉框架在承載前產(chǎn)生預(yù)緊壓應(yīng)力與工作載荷所引起的應(yīng)力異號(hào)，從而抵消大部分甚至全部工作載荷所引起的應(yīng)力。同時(shí)，還可以使壁板上的應(yīng)力循

56、環(huán)幅值減小，因而有利于其承載能力和抗疲勞強(qiáng)度的提高。</p><p>　　滑座在導(dǎo)軌上運(yùn)行的精度可以由零部件的加工精度和裝配精度來保證。同步齒條的精度在6級(jí)以上，在裝配時(shí)采用涂色法可以保證齒條在滑板上安裝的精度要求，從而有效地保證上下滑座在工作過程中同步運(yùn)行的精度性。</p><p>　　滑座在導(dǎo)軌面上運(yùn)行，易使導(dǎo)軌面磨損，特別是與導(dǎo)軌在垂直面上的磨損，會(huì)引起導(dǎo)軌面之間間隙的增大。間隙大到

57、一定程度時(shí)，會(huì)使運(yùn)動(dòng)失去準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性，失去導(dǎo)向精度。另一方面，如果間隙過小，則工作時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力增大，加劇導(dǎo)軌的磨損。因此，滑座上必須有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。綜合各種間隙調(diào)整方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行考慮，這里選用1：100的長(zhǎng)斜鑲條來進(jìn)行間隙調(diào)整。[9]</p><p>　　從提高剛度的角度考慮，鑲條應(yīng)放在不受力或受力較小的一側(cè)，但這樣調(diào)整鑲條后運(yùn)動(dòng)部件有較大的側(cè)位移，影響加工精度。這臺(tái)精密冷滾軋機(jī)，由于同步齒輪齒條的剛度較大

58、，可以平衡一部分導(dǎo)軌在工作時(shí)所承受的側(cè)壓力，使導(dǎo)軌的受力較小。因而，可以把鑲條放在受力的一側(cè)。</p><p>　　考慮到加工不同工件的外徑不一定相同，頂尖在滑座安裝時(shí)需要上下調(diào)整，以滿足不同工件的要求，這種調(diào)整機(jī)構(gòu)是由上下兩塊墊板通過斜面的相對(duì)移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。而斜面的相對(duì)移動(dòng)則是通過與固定塊聯(lián)結(jié)的推拉螺栓的前進(jìn)與后退來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　要使齒條刀具在滑座上安裝牢固，應(yīng)對(duì)齒條刀具

59、在前后、上下、左右六個(gè)方向上都進(jìn)行固定。上下方向上的固定是通過緊固螺釘來實(shí)現(xiàn)的，左右方向上的固定則是由緊推螺栓實(shí)現(xiàn)的。用T型螺栓把刀具固定到滑座的L型板上來實(shí)現(xiàn)對(duì)前后方向的定位。</p><p>　　精密冷滾軋機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　1 冷搓件的最大直徑：ø50mm</p><p>　　2 最大冷搓寬度：110mm</p>

60、<p>　　3 工作行程：1200mm</p><p>　　4 搓絲力：35KN</p><p>　　5 工作缸液體壓力：7MPa</p><p>　　6 滑塊工作速度：12m/min</p><p>　　7 滑塊回程速度：16m/min</p><p>　　8 開?？臻g：140mm</p>

61、<p>　　9 頂緊缸液體壓力：1.5MPa</p><p>　　10 冷搓件長(zhǎng)度范圍：250mm</p><p>　　3 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核</p><p>　　3.1 液壓缸的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)基本參數(shù)，可以得到以下已知條件：</p><p>　　工作缸液體壓力為7MPa，搓絲力F=3

62、5KN，搓刀進(jìn)給速度為12m/min。</p><p>　　利用以上條件可以設(shè)計(jì)工作缸并進(jìn)行校核。</p><p>　　油缸擬采用無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)拖動(dòng)滑座工作的安裝方式。</p><p><b>　　液壓缸內(nèi)徑：</b></p><p><b>　　在式中：</b></p><p&g

63、t;　　D——液壓缸內(nèi)徑(m)</p><p>　　F——液壓缸推力(KN)</p><p>　　P——工作壓力（MPa）</p><p><b>　　取D=80mm</b></p><p><b>　　活塞桿直徑：</b></p><p><b>　　式中<

64、/b></p><p>　　d——活塞桿直徑(m)</p><p>　　D——液壓缸內(nèi)徑(m)</p><p>　　——速度比，==1.33</p><p>　　——活塞桿的縮入速度(m/min)</p><p>　　——活塞桿的伸出速度(m/min)</p><p><b>

65、　　取d=40mm</b></p><p><b>　　液壓缸外徑：</b></p><p>　　3.2 液壓缸的校核</p><p><b>　　筒壁部分強(qiáng)度校核：</b></p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　

66、液壓缸局部應(yīng)力校核：</p><p>　　由于缸筒的退刀槽部分橫截面積最小，應(yīng)力最大，故是危險(xiǎn)截面。其應(yīng)力</p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　活塞桿穩(wěn)定性校核：</b></p><p>　　活塞桿長(zhǎng)度l=1360mm,直徑d=40mm，材料為45號(hào)鋼，，油缸內(nèi)

67、徑D=80mm，油壓p=7MPa安全系數(shù)=6。</p><p>　　根據(jù)以上條件校核活塞桿的穩(wěn)定性。將活塞桿簡(jiǎn)化為鉸支座約束：</p><p><b>　　其柔度：</b></p><p>　　式中 ——桿的長(zhǎng)度系數(shù)，兩端鉸支桿的長(zhǎng)度系數(shù)為1</p><p><b>　　——截面的慣性半徑</b>

68、</p><p>　　所用材料35號(hào)鋼的柔度極限</p><p>　　由于 ，不能應(yīng)用歐拉公式來求極限壓應(yīng)力。將臨界應(yīng)力與柔度的關(guān)系表示成直線型關(guān)系：</p><p>　　對(duì)于45號(hào)鋼，a=461MPa，b=2.568MPa</p><p>　　這樣，材料的最小柔度為：</p><p><b>　　顯

69、然，</b></p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　于是極限壓力為</b></p><p>　　而活塞桿實(shí)際承受的軸向壓力為</p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　故

70、安全。</b></p><p>　　3.3 拉桿的計(jì)算與校核</p><p><b>　　拉桿直徑計(jì)算：</b></p><p><b>　　拉桿的校核：</b></p><p><b>　　可用。</b></p><p>　　3.4 連接螺

71、栓的計(jì)算與校核 </p><p>　　連接螺栓承受橫向載荷，故選用鉸制孔螺栓連接。</p><p>　　螺栓取4.8級(jí)，，其許用應(yīng)力為</p><p><b>　　初選M16的螺栓</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——螺栓所受橫向載荷&l

72、t;/p><p><b>　　——螺栓受剪面?zhèn)€數(shù)</b></p><p><b>　　——受擠壓高度</b></p><p><b>　　可用！</b></p><p>　　3.5 油缸流量及管路通徑的計(jì)算</p><p>　　已知條件為，缸徑D=80mm，

73、工作時(shí)活塞桿移動(dòng)速度v=12m/min,油缸的容積效率。</p><p>　　當(dāng)向無(wú)桿腔供油使活塞前進(jìn)時(shí)，</p><p>　　選用型號(hào)為YB-C129B-JF的單級(jí)葉片泵。 </p><p>　　其流量為=118.6L/min,功率W=17.7KW,故每個(gè)缸的實(shí)際流量為</p><p><b>　　活塞的實(shí)際速度為</b&g

74、t;</p><p>　　與油缸相接的管道里油的流速取，如果選擇的鋼管的公稱通徑=20mm，鋼管外徑為28mm，壁厚為2mm，則其內(nèi)油的流速</p><p><b>　　在的范圍內(nèi)。</b></p><p>　　4 頂緊缸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由于頂緊缸驅(qū)動(dòng)的后頂緊裝置，在工作過程中，后頂尖需要經(jīng)常調(diào)整，以滿足

75、加工不同工件的要求。采用頂緊缸直接驅(qū)動(dòng)拖板，而后頂尖通過“T”型螺栓與拖板相連，并通過平鍵定位。這樣，既可以滿足后頂尖前后移動(dòng)的需要，又可以使頂緊缸的工作行程小些，使結(jié)構(gòu)緊湊。[10]</p><p>　　4.1 校核中心孔的強(qiáng)度</p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　頂緊缸液體壓力為p=1.5MPa，缸徑50mm，工

76、件上開的是A型中心孔。校核中心孔的強(qiáng)度。</p><p><b>　　液壓缸的頂緊力為</b></p><p>　　A型中心孔的尺寸如圖2，L1=3.9，D=8.50，D1=4.00

77、 </p><p>　　圖2 A型中心孔</p><p>　　設(shè)后頂尖與中心孔的錐面接觸良好，其接觸面的壓應(yīng)力為。則可得</p><p><b>　　對(duì)于鋼件，</b></p><p><b>　　故中心孔安全。</b></p><p>　　4.2 頂緊缸上拉緊

78、螺栓的校核</p><p>　　由于頂緊缸內(nèi)油壓p在0~1.5MPa之間變化，拉緊螺栓承受變載荷作用。因而，既要進(jìn)行靜強(qiáng)度校核，還需要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。[11]</p><p>　　已知，油缸內(nèi)徑D=50mm，油壓p在0~1.5MPa之間變化，現(xiàn)在進(jìn)行拉緊螺栓的校核。</p><p>　　螺栓的最大工作拉力Fmax：</p><p>　　螺栓

79、數(shù)z=4，則每個(gè)螺栓上的平均拉力為：</p><p><b>　　螺栓總工作拉力</b></p><p>　　油缸的端蓋取取剩余預(yù)緊力</p><p><b>　　按靜強(qiáng)度校核螺栓</b></p><p>　　所選用的螺栓為M16C級(jí)螺栓，性能等級(jí)為4.8，其強(qiáng)度極限。其安全系數(shù)S=4，其許用應(yīng)力&

80、lt;/p><p><b>　　由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，</b></p><p><b>　　故靜強(qiáng)度校核通過。</b></p><p><b>　　驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度：</b></p><p><b>　　螺栓的相對(duì)剛度系數(shù)</b></p><p>

81、;<b>　　應(yīng)力幅</b></p><p><b>　　而許用應(yīng)力幅</b></p><p>　　式中 ——螺栓的尺寸系數(shù)，</p><p>　　——螺栓疲勞缺口系數(shù)，</p><p>　　——應(yīng)力幅安全系數(shù)，</p><p>　　——螺栓材料在對(duì)稱循環(huán)下拉壓疲勞極限，

82、</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　校核通過。</b></p><p>　　5 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　齒輪齒條機(jī)構(gòu)在冷滾軋機(jī)中具有非常重要的作用。要滾軋出合格的產(chǎn)品必須保證上下模具進(jìn)給速度的同步性，而模具進(jìn)給速度的同步性是由齒輪齒條機(jī)構(gòu)來保證的。

83、只有齒輪齒條機(jī)構(gòu)的精度高于所需加工工件的精度，才能保證加工出合格的產(chǎn)品。[12]</p><p>　　根據(jù)設(shè)備要求，采用5級(jí)精度的硬齒面齒輪。并初選齒輪參數(shù)：</p><p>　　m=4mm，z=52，齒寬b=70mm</p><p><b>　　然后進(jìn)行校核</b></p><p>　　5.1 齒輪齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算<

84、;/p><p><b>　　載荷計(jì)算為：</b></p><p><b>　　名義圓周力：</b></p><p><b>　　實(shí)際圓周力：</b></p><p>　　其中： 為載荷系數(shù)</p><p><b>　　為使用系數(shù)</

85、b></p><p><b>　　為動(dòng)載系數(shù)</b></p><p><b>　　齒間載荷分布系數(shù)</b></p><p><b>　　齒向載荷分布系數(shù)</b></p><p><b>　　對(duì)于使用系數(shù)，</b></p><p&g

86、t;　　由于條件為中等平穩(wěn)，取</p><p><b>　　對(duì)于動(dòng)載系數(shù)，</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)備技術(shù)參數(shù)得，齒輪圓周線速度v=12m/min,可=1.05</p><p>　　對(duì)于齒間載荷分布系數(shù)，</p><p><b>　　重合度</b></p><p>

87、<b>　　為螺旋角，取</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　查表得，</b></p><p>　　對(duì)于齒向載荷分布系數(shù)，</p><p>　　查表，取齒寬系數(shù)，則可取</p><p><b>　　所以，

88、載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　所以，實(shí)際圓周力</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩為：</b></p><p>　　在正常的工作情況下，油缸驅(qū)動(dòng)力P基本上通過模具作用在工件上，使工件產(chǎn)生塑性變形，同步齒輪齒條機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)只需要很小一部分油缸驅(qū)動(dòng)力。但是當(dāng)加工工件卡住時(shí)，同步齒輪齒條機(jī)構(gòu)所承受的

89、驅(qū)動(dòng)力就會(huì)急劇增大。設(shè)計(jì)時(shí)，假定油缸驅(qū)動(dòng)力全部由齒輪齒條機(jī)構(gòu)來承受，這樣才能保證機(jī)床工作的安全。[13]</p><p><b>　　彈性工作系數(shù)為：</b></p><p>　　取齒輪和齒條的材料為鋼，查表得</p><p>　　節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù):查圖得，</p><p><b>　　重合度系數(shù)為：</b&

90、gt;</p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力：</b></p><p><b>　　接觸疲勞極限</b></p><p><b>　　選用調(diào)質(zhì)鋼，</b></p><p>　　假設(shè)發(fā)生卡住現(xiàn)象，齒條傳遞動(dòng)力，則選取許用應(yīng)力1200MPa。</p><p&

91、gt;<b>　　接觸安全系數(shù)</b></p><p><b>　　查表可得：</b></p><p><b>　　總工作時(shí)間</b></p><p>　　使用期限為10年，每年300個(gè)工作日，每個(gè)工作日實(shí)行8小時(shí)制，使用期工作時(shí)間占50%，故總的工作時(shí)間;</p><p>&

92、lt;b>　　應(yīng)力循環(huán)系數(shù)</b></p><p><b>　　齒條的應(yīng)力循環(huán)系數(shù)</b></p><p><b>　　接觸壽命系數(shù)</b></p><p><b>　　故許用接觸應(yīng)力</b></p><p><b>　　齒輪直徑：</b>

93、;</p><p><b>　　確定傳動(dòng)尺寸：</b></p><p><b>　　取模數(shù)m=4</b></p><p><b>　　故實(shí)際分度圓直徑</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)備和實(shí)際空間情況，取齒輪寬</p><p><b>　　取

94、齒條寬</b></p><p>　　5.2 齒根彎曲強(qiáng)度校核</p><p><b>　　經(jīng)查圖可得齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　應(yīng)力修正系數(shù)取</b></p><p><b>　　重合度系數(shù)：</b></p><p><

95、;b>　　需用彎曲引力</b></p><p><b>　　彎曲疲勞極限</b></p><p><b>　　查圖可得，</b></p><p><b>　　彎曲安全系數(shù)</b></p><p>　　查表得， </p><p&g

96、t;<b>　　應(yīng)力循環(huán)系數(shù) </b></p><p><b>　　彎曲壽命系數(shù)</b></p><p><b>　　尺寸系數(shù) </b></p><p><b>　　查表可得， </b></p><p><b>　　故許用彎曲應(yīng)力</b

97、></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　故齒輪能滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p><p>　　6 機(jī)身的強(qiáng)度和剛度</p><p>　　6.1 建立物理模型</p><p>　　由于機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受力情況比較復(fù)雜，要想準(zhǔn)確地求出其變形的大小有些困難。因此將機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受力

98、情況簡(jiǎn)化為一種比較簡(jiǎn)單，但是保證安全的情況進(jìn)行校核。</p><p>　?。?）機(jī)身結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化</p><p>　　要保證加工工件的精度，要求機(jī)架有很大的剛度，特別是加工時(shí)在變形區(qū)內(nèi)機(jī)身的剛度必須得以保證。</p><p>　　為了使機(jī)身具備良好的剛度，這里采用閉式組合機(jī)架的形式，用拉緊螺栓進(jìn)行預(yù)緊，使立柱、底座、上梁之間在工作時(shí)不產(chǎn)生間隙和位移。因此，機(jī)構(gòu)可簡(jiǎn)化成

99、簡(jiǎn)支梁，主要變形區(qū)在中間兩排螺栓之間，整個(gè)底座可以簡(jiǎn)化成為雙鉸支的超靜定梁，如下圖所示。[14]</p><p>　　圖3 機(jī)身結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　圖4 底座簡(jiǎn)化圖</b></p><p><b>　?。?）受力情況簡(jiǎn)化</b></p><p>　　在滾軋過程中產(chǎn)生的垂直力，絕大

100、部分由前導(dǎo)軌板在變形區(qū)的那部分承受。不妨假設(shè)垂直分力全部以集中力的形式作用在簡(jiǎn)化框架的a、b兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)即為刀具工作時(shí)垂直分力的位置。</p><p>　　圖5 機(jī)身受力簡(jiǎn)圖</p><p>　　6.2 機(jī)身強(qiáng)度校核</p><p>　　6.2.1 計(jì)算I-I截面的形心及慣性矩</p><p><b>　　圖6 I-I截面<

101、;/b></p><p><b>　　I-I截面的形心：</b></p><p>　　I-I截面對(duì)軸的慣性矩</p><p>　　6.2.2 底座撓度</p><p>　　由機(jī)架受力簡(jiǎn)圖可以看出，機(jī)架底座可以簡(jiǎn)化為圖7。此梁為超靜定梁。</p><p>　　求各力對(duì)1點(diǎn)的撓度：</p&

102、gt;<p>　　圖7 機(jī)架受力簡(jiǎn)圖</p><p>　　又因?yàn)榈鬃鶠閷?duì)稱機(jī)構(gòu)，所以</p><p>　　求各力對(duì)2點(diǎn)的撓度：</p><p>　　即為工作變形區(qū)的變形。因?yàn)樗庸さ墓ぜ膹较蛱鴦?dòng)要求</p><p>　　，所以可知設(shè)備的剛度滿足生產(chǎn)要求。</p><p>　　6.3 螺栓的預(yù)緊力<

103、;/p><p>　　采用預(yù)緊結(jié)構(gòu)，一方面使機(jī)身在承受工作載荷之前產(chǎn)生與工作載荷所引起的應(yīng)力異號(hào)的應(yīng)力，以抵消大部分或全部工作載荷引起的應(yīng)力。另一方面，對(duì)于承受交變載荷的螺栓聯(lián)結(jié)，可以減小機(jī)身所承受的交變載荷的應(yīng)力幅。這一作用，可以通過立柱和拉緊螺栓的受力和變形情況來分析。[15]</p><p>　?。?）預(yù)緊結(jié)構(gòu)的變形和受力分析</p><p>　　在圖示的螺栓聯(lián)結(jié)中

104、，螺栓通過上下兩墊板與中間立柱相連。假定墊板不變形。圖a是螺母未擰緊的情況，此時(shí)螺栓不受力，當(dāng)螺母擰緊后，由于預(yù)緊力F’是作用，螺栓受力被拉長(zhǎng)，變形量為 。同時(shí)，立柱由于受壓而被產(chǎn)生變形，變形量為。當(dāng)上下墊板受到工作拉力F后，螺栓繼續(xù)伸長(zhǎng)，而立柱則因螺栓的伸長(zhǎng)而被放松回彈，其壓縮量減少了，在而立柱和墊板之間未出現(xiàn)縫隙的情況下，由變形協(xié)調(diào)條件可知</p><p>　　圖8 螺栓連接示意圖</p>

105、<p>　　與此相適應(yīng)，立柱上的壓力由減小到，而作用在螺栓上的拉力為。在彈性范圍內(nèi)，其受力與變形之間成線性關(guān)系，而變形載荷的關(guān)系如圖9所示。</p><p>　　當(dāng)預(yù)緊完畢后，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)達(dá)到平衡狀態(tài)b點(diǎn)，加載時(shí)預(yù)緊件沿ob增加變形，而被預(yù)緊件則沿著減小變形。當(dāng)ac等于工作載荷P時(shí)，它所引起的構(gòu)件的變形為。顯然，若將P單獨(dú)作用在預(yù)緊件和被預(yù)緊件上引起的變形超過。</p><p&g

106、t;　　從圖中可以看到，當(dāng)加上工作載荷后，預(yù)緊件和被預(yù)緊件的載荷波動(dòng)量都比較小，則載荷的波動(dòng)也比較小。這也是預(yù)緊力結(jié)構(gòu)能夠提高疲勞強(qiáng)度的原因。</p><p><b>　　圖9</b></p><p><b>　　（2）立柱受力面積</b></p><p>　　立柱受力面積即為Ⅱ-Ⅱ截面的面積，Ⅱ-Ⅱ截面如圖10所示。&l

107、t;/p><p><b>　　圖10 Ⅱ-Ⅱ截面</b></p><p>　　對(duì)于圖10中上面的圖形，各面積計(jì)算如下：</p><p>　　圖10下面的圖中各面積計(jì)算如下：</p><p>　?。?）計(jì)算拉緊螺栓的預(yù)緊力</p><p>　　求預(yù)緊力是按工作載荷增加到(z為預(yù)緊系數(shù))時(shí)立柱的變形量為零

108、來求得的。</p><p>　　這時(shí)，可以得到以下關(guān)系式：</p><p>　　其中，為拉緊螺栓的剛度</p><p><b>　　式中取</b></p><p><b>　　為立柱的剛度</b></p><p><b>　　式中</b></p&g

109、t;<p><b>　　綜上，預(yù)緊力</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算預(yù)緊角度</b></p><p><b>　　由公式：</b></p><p>　　式中S為螺距，這里選S=4mm。故</p><p>　?。?）校核螺栓和立柱的強(qiáng)度</p&

110、gt;<p><b>　　立柱強(qiáng)度</b></p><p><b>　　校核通過。</b></p><p><b>　　螺栓強(qiáng)度</b></p><p><b>　　而</b></p><p><b>　　校核通過。</b&g

111、t;</p><p>　　因此，設(shè)備的剛度和強(qiáng)度都能符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　7 結(jié)論</b></p><p>　　本文從花鍵冷滾軋成型工藝特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)冷滾軋機(jī)床進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)，對(duì)冷滾軋機(jī)床的原理、結(jié)構(gòu)和工藝有了更深刻的理解和掌握。</p><p>　　本說明書中主要確定了滾軋機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，為了滿

112、足冷滾軋機(jī)床的剛度要求，機(jī)架采用鋼板拼焊成的雙墻式C型結(jié)構(gòu)，并在兩壁板間布置肋板。此外，在C型框架開口端主要承載處設(shè)有輔助拉桿，以進(jìn)一步提高機(jī)架剛度。進(jìn)行了上下液壓缸、頂緊缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，設(shè)計(jì)并校核了上面的拉桿和連接螺栓。設(shè)計(jì)了作為同步機(jī)構(gòu)的齒輪齒條裝置，并校核了齒根彎曲強(qiáng)度的校核。還建立了機(jī)身的物理模型，校核了機(jī)身的強(qiáng)度和剛度。</p><p>　　今后，滾軋機(jī)會(huì)進(jìn)一步朝著計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展。而滾軋

113、機(jī)的精度、穩(wěn)定性和可控性是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化的基礎(chǔ)，所以需要進(jìn)一步提高滾軋機(jī)的裝備水平和穩(wěn)定性。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]秦建平.帥美榮. 特種軋制技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008</p><p>　　[2]劉仲文.花鍵軸冷成形技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展[C]. 第九屆全國(guó)塑性工程學(xué)術(shù)

114、年會(huì)、第二屆全球華人先進(jìn)塑性加工技術(shù)研討會(huì)論文集，2005年</p><p>　　[3]倪壽勇.漸開線螺旋花鍵的冷滾軋成形[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2008年第01期</p><p>　　[4]孫士寶.漸開線花鍵冷搓工藝的研究[D].秦皇島：燕山大學(xué)，1993</p><p>　　[5]張慶.精密冷滾軋機(jī)床本體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[M]. 鍛壓機(jī)械，2002,3</p

115、><p>　　[6]富壯.精密冷滾軋機(jī)床本體關(guān)鍵技術(shù)研究[D].秦皇島：燕山大學(xué)，2002</p><p>　　[7]金良.小模數(shù)漸開線花鍵滾軋輪的設(shè)計(jì)制造[M]. 金屬成形工藝,2002,2</p><p>　　[8]鐘煒華.小模數(shù)漸開線花鍵和螺紋滾軋加工[J].現(xiàn)代零部件，2008年第4期</p><p>　　[9]王學(xué)永.高精度數(shù)控滾軋機(jī)的

116、多軸同步控制[J]. 鍛壓裝備與制造技術(shù)，2003年第03期</p><p>　　[10]陳奎生.液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[11]俞新陸.液壓機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982</p><p>　　[12]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)Ⅳ[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p>&

117、lt;p>　　[13]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)Ⅱ[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[14]王少懷.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（中冊(cè)）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[15]孫鳳勤.沖壓與塑壓設(shè)備[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p><b>　　致謝</b></p

118、><p>　　通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲頗多。使我進(jìn)一步鞏固和加深了對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握，使之綜合化，并且培養(yǎng)了獨(dú)立思考、運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，尤其是嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。</p><p>　　本文從選題、方案論證到課題的研究都是在導(dǎo)師劉東東老師的全面悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、豐富的創(chuàng)造力、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)術(shù)思想，始終令學(xué)生敬佩，并將

119、影響我的一生。值成文之際，謹(jǐn)向?qū)煴磉_(dá)我深深的敬意和衷心的感謝!在四年的學(xué)習(xí)和生活期間，始終得到臨沂師范學(xué)院工程學(xué)院各位老師的無(wú)私幫助，在此深表感謝!</p><p>　　特別要感謝的是我的父母和家人!感謝父母在我成長(zhǎng)的道路上給予的無(wú)私的愛，他們的理解和全力支持使我的論文得以順利完成。同時(shí)還要感謝所有關(guān)心和幫助過我的人們!</p><p>　　最后，向所有為我的論文提出寶貴意見的評(píng)閱專家們

120、表示衷心的感謝和崇高的敬意!</p><p>　　薀薆肇腿莃裊肆節(jié)蕿螁肅莄莂蚇膄肄薇薃螁膆莀葿螀羋薅袈蝿肈莈螄螈膀蚄蝕螇節(jié)蒆薆螆蒞艿襖螅肄蒅螀裊膇羋蚆襖艿蒃薂袃罿芆薈袂膁薁袇袁芃莄螃袀莆薀蠆衿肅莂薅衿膈薈蒁羈芀莁蝿羇罿薆蚅羆肂荿蟻羅芄蚄薇羄莆蕆袆羃肆芀螂羃膈蒆蚈羂芁羋薄肁羀蒄蒀肀肅芇蝿聿膅蒂螅肈莇芅蟻肇肇薀薆肇腿莃裊肆節(jié)蕿螁肅莄莂蚇膄肄薇薃螁膆莀葿螀羋薅袈蝿肈莈螄螈膀蚄蝕螇節(jié)蒆薆螆蒞艿襖螅肄蒅螀裊膇羋蚆襖艿蒃薂袃

121、罿芆薈袂膁薁袇袁芃莄螃袀莆薀蠆衿肅莂薅衿膈薈蒁羈芀莁蝿羇罿薆蚅羆肂荿蟻羅芄蚄薇羄莆蕆袆羃肆芀螂羃膈蒆蚈羂芁羋薄肁羀蒄蒀肀肅芇蝿聿膅蒂螅肈莇芅蟻肇肇薀薆肇腿莃裊肆節(jié)蕿螁肅莄莂蚇膄肄薇薃螁膆莀葿螀羋薅袈蝿肈莈螄螈膀蚄蝕螇節(jié)蒆薆螆蒞艿襖螅肄蒅螀裊膇羋蚆襖艿蒃薂袃罿芆薈袂膁薁袇袁芃莄螃袀莆薀蠆衿肅莂薅衿膈薈蒁羈芀莁蝿羇罿薆蚅羆肂荿蟻羅芄蚄薇羄莆蕆袆羃肆芀螂羃膈蒆蚈羂芁羋薄肁羀蒄蒀肀肅芇蝿聿膅蒂螅肈莇芅蟻肇肇薀薆肇腿莃裊肆節(jié)蕿螁肅莄莂蚇膄肄薇薃螁