1、畢業設計（論文）題題 目目: XYXY 軸雙向移動工作平臺軸雙向移動工作平臺學學 院院 機電工程與自動化學院專業專業(層次層次) 機械工程及自動化（專升本、本 ）年年 級級 班班 級級 學生姓名學生姓名 學學 號號 指導教師指導教師 上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 I 頁 共 16 頁目 錄目目 錄錄.I摘要摘要 .IIABSTRACT.III緒緒 論論.IV第一章第一章(第一層次第一層次).1第二章第二章(第一層次第一層次).1第三章第三章(第一層次第一層次).1致致 謝謝.2參考文獻參考文獻.3附錄：附錄：.4上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 II 頁 共 16 頁XY 軸雙

2、向移動工作平臺摘要本次設計從研究移動工作平臺著手，借鑒實際生產經驗，設計了適合一種 XY 軸雙向移動的工作平臺。本次設計的 XY 軸雙向移動工作平臺，主要針對普通的鉆銑床適用，XY 軸移動采用手動搖柄的方式進行移動。整個 XY 軸移動工作平臺包括 XY 向進給機構、底座、工作臺等主要組部件。其中所有進給機構均采用滾珠絲杠進行傳動，并由手動搖手輪進行 X 軸和Y 軸的進給。全面闡述了 XY 軸工作平臺的結構原理，設計特點，詳細介紹了 XY軸工作平臺的結構設計及校核，并進行了分析。另外匯總了有關技術參數。其中著重介紹了滾珠絲杠的原理及選用原則，系統地對滾珠絲杠生產、應用等環節進行了介紹。包括種類選

3、擇、參數選擇、精度選擇、循環方式選擇、與主機匹配的原則以及廠家的選擇等。關鍵詞：工作平臺；滾珠絲杠；鉆銑床上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 III 頁 共 16 頁ABSTRACTThis design is based on the research of mobile work platform, using the actual production experience, designed a kind of XY axis to two-way mobile platform. The design of the XY axis two-way mobile work plat

4、form, mainly for the ordinary drilling and milling machine is applied, the XY axis is moved by the way of manual shake the handle to move. The entire XY axis mobile platform including XY to feed mechanism, the base, the work table and other major components. All of them feed in mechanism with ball s

5、crew drive, and hand wheel by manual X and Y axis feed.The structure principle and design features of the XY axis platform are described in detail, and the structure design and check of the XY axis is introduced in detail. Additional summary of relevant technical parameters.The principle and selecti

6、on principle of ball screw are introduced, and the production and application of ball screw are introduced systematically. Including type selection, parameter selection, precision selection, selection of circular mode, and the principle of host matching, and the choice of the manufacturer.Keywords:

7、Work platform; ball screw; drilling and milling machine上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 IV 頁 共 16 頁第一章 緒 論第一節 背景二十世紀中期以來，由于航空和航天技術的快捷發展，對于各種飛行器的加工提出更好更快的要求。這些零件形狀大都相當復雜，材料多為難加工的合金，用傳統的機床和工藝方法進行加工，不能保證精度，也很難提高生產效率，隨著計算機的發明和發展，是鉆銑機床的設想成為現實，且已經或即將成為現代機械制造生產過程的基本環節。也就是說，結合現實的生產實際，根據我國的國情，在滿足系統基本功能的前提下，盡可能降低價格、提高生產率、

8、提高產品質量、降低廢品率、提高加工精度、節約工裝費用、降低生產成本、縮短生產周期、減輕工人的勞動強度，以致使企業取得最好的技術經濟效果，在這種總的前提和要求下，就必須使機械加工自動化，適應于生產對象經常改變的情況，并且具有較好的通用性，較大的柔性。因此經濟性鉆銑機床以及各種鉆銑床的工作平臺就這樣被設計并被廣泛的應用在現代化生產當中。第二節 鉆銑工作平臺的應用與發展隨著社會生產和科學技術的發展，機械加工產品的形狀和結構不斷改進，對加工質量的要求越來越高。由于產品更新換代的速度加快，目前在一般機械加工中單件、小批量生產的產品約占 70%-80%。為了保證產品的質量，提高生產效率和降低成本，要求機床

9、不僅具有較好的通用性和靈活性，而且加工過程要盡可能實現自動化。鉆銑技術就是在這種條件下發展起來的，適用于精度高、零件形狀復雜的單價及小批量生產，以數字形式實現控制的一門技術。鉆銑床工作臺可縱、橫向移動，主軸垂直布置，通常為臺式、機頭可上下升降，具有鉆、銑、鏜、磨、攻絲等多種切削功能機床。主軸箱可垂直平面內左右回轉 90，部分機型工作臺可在水平面內左右回轉 45，多數機型工作臺可縱向自動走刀。本機床結構先進、合理，操作輕便靈活，維護方便。 本次鉆銑床工作平臺適用于各種中小型零件加工，特別是有色金屬材料；塑料；尼龍的切削，具有結構簡單，操作靈活等優點，廣泛用于單件或是成批上海大學繼續教育學院畢業設

10、計(論文)第 V 頁 共 16 頁的機械制造；儀表工業；建筑裝飾和修配部門。 鉆銑床是一種中小型通用金屬切削機床，即能臥銑，又能立銑。它適用于鉆、擴、鉸、鏜、孔加工；如用圓片銑床、角度銑刀、形成銑刀及端面銑刀，能銑削平面、斜面、垂直面和溝槽等。裝上附件立銑頭后，可作為多方向的銑削工作。在裝上附件分度頭后，可作摸數 m=3 毫米以下的直齒、錐齒輪及螺旋齒等的銑削工作。由于本機床應用廣泛，故適合一般修理與工具車間；單件或小批生產車間使用為宜。 上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 VI 頁 共 16 頁第二章 XY 工作平臺設計方案XY 工作平臺的總體設計方案由以下三部分組成： 1.技術參數設計

11、：主要尺寸規格、運動參數。 2.總體布局設計：相互位置關系、運動分析、運動仿真（干涉檢查） 、外觀造型。 3.結構優化設計：整機靜剛度、整機的運動性能、整機的熱特性。總布局與使用要求： 第一節 工作平臺的設計要求本工作平臺的設計，按照符合國家機床標準。已定設計參數： 工作臺：1000250mm 工作臺最大荷重 100Kg高速高效，結構簡單可靠，功能強大，性能穩定，精度較高，可用于銑削板材以及多種工件等。第二節 設計方案我設計的主要內容是適用于鉆銑床適用的 XY 軸雙向移動工作平臺。工作臺的最大特點是：（1）造價便宜,容易制造生產。 （2）機床的動態響應好。工作臺 XY 雙向移動可以銑刀做切削運

12、動時更加穩定，從而保證了加工精度和機床的響應性能。工作臺是本次設計工作的基礎，工作臺的尺寸設計影響著對整機的設計，而且設計的合理性直接影響到整機的剛度。工作臺的上平面即工作臺面設計有 K 條 T 形槽，為方便工作臺工作臺面和 T 形槽的精刨加工，槽完全貫通。工作臺的左、右兩下腳各設計有一個狹長平面，用來安放滾動直線導軌副。我把導軌面設計在工作臺的兩下側，主要是考慮力的傳遞方向與卸荷問題。因工作臺會受到龍門框架的重力、切削力和工件的重力，這樣的設計可使龍門框架的重力直接傳入到機床的基礎上，而工作臺只受到工件的重力。XY 雙向移動的滑臺的設計是在工作臺的幾何尺寸確定后，按照主軸的中心盡量貼近橫梁上

13、的導軌面為原則，并把 Z 軸驅動安裝位置設計在滑臺上，有上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 VII 頁 共 16 頁效地減輕滑臺的重量。設計進給驅動機構的構思如下： XY 軸雙向移動均采用滾珠絲杠傳動副，這樣設計使機床的整體進給性能得以協調，各軸的進給速度和進給力得到了最佳匹配。 上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 1 頁 共 16 頁第三章 XY 雙向進給系統設計第一節 進給系統的設計要求 機床的位置調節對進給 系統提出了很高的要求。其中在靜態設計方面有： 1能夠克服摩擦力和負載； 2很小的進給位移量； 3高的靜態扭轉剛度； 4足夠的調速范圍，滿足快進和工進的需要； 5進給速度均勻，

14、在速度很低時，無爬行現象。在動態設計方面的要求有： 1具有足夠的加速和制動轉距，以便快速地完成啟動和制動過程。 2具有良好的動態傳遞性能，以保證在加工中獲得高的軌跡精度和滿意地表面質量； 3負載引起的軌跡誤差盡可能小；對于鉆銑機床機械傳動部件則有以下要求： 1被加速的運動部件具有較小的慣量； 2，高的剛度； 3良好的阻尼； 4傳動部件在拉壓剛度、扭轉剛度、摩擦阻尼特性和間隙等方面具有盡可能小的非線性。第二節 滾珠絲杠的選擇 在鉆銑床工作平臺的設計中，滾珠絲杠副的作用是將旋轉運動轉變為直線運動，用較小的轉矩可以獲得很大的推力。滾珠絲杠副的傳動是一種應用較廣的機構，尤其是將旋轉運動變為直線運動的各

15、種機構中，滾珠絲杠副是傳動最簡單、經濟而又可靠的。所以滾珠絲杠副的選擇對整個機床的制造起著不可忽視的作用。滾珠絲杠副的精度是影響機床的定位精度及重復定位精度的最主要的因素。 為了在機床的設計中更合理的選用滾珠絲杠副，使其充分發揮效能，必須進行一系列的計算。上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 2 頁 共 16 頁3.1 滾珠絲杠副的導程滾珠絲杠副的導程hP工作臺 Y 向行程 630mm，速度為 2m/min，速度傳動比為 i=0.5， 手搖最大轉速為 100r/min,，工作臺進給速度為 0-100mm/min,算得其導程為：maxmax2/ min30.63 100 / minhVmPmm

16、inr3.2 滾珠絲杠副的載荷及選絲杠：滾珠絲杠副的載荷及選絲杠： 1.最小載荷 機床空載時滾珠絲杠副的傳動力，如工作臺重量引起的摩擦力：minF= G=0.04 1000 9.8=392Nf 2.最大載荷選機床承受最大負荷時滾珠絲杠的傳動力。如機床切削時，切削力在滾珠絲杠副軸向的分力與導軌摩擦力之和即為 Fmax（這時導軌摩擦力是由工作臺、工件、夾具三者總的重量以及切削力在垂直導軌方向的分量共同引起的） 。 maxfpF=kF + (+F +G)=3592 cf F3.平均載荷平均載荷為： maxminm2F =13283FF4.當量載荷工作臺進給速度為 0-100mm/min，故平均轉速為

17、：上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 3 頁 共 16 頁2 100 1nr/min=66r/min3av絲杠的工作壽命取為 10000h。故：1af1.5wf6660240 1010avn hLh當量動載荷3m1328240 1.523541CNN2.選擇滾珠絲杠查滾珠絲杠樣本，選上海縉云機械設備有限公司的型號為，SFU8010-4 的絲杠。額定動載荷為。符合要求。絲杠直徑為 20mm，導程75aCkNmaCC5mm, 珠圈數 90，珠徑為 4mm。圖 滾珠絲桿及螺母副結構圖上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 4 頁 共 16 頁3.3 滾珠絲杠副的安全使用滾珠絲杠副的安全使用3.3

18、.1 潤滑潤滑 為使滾珠絲杠副充分發揮機能，在其工作狀態下，必須潤滑，潤滑的方式主要有以下兩種： 1潤滑脂 潤滑脂的給脂量一般是螺母內部空間容積的 13，滾珠絲杠副出廠時在螺母內部已經加注 GB7324942#鋰基潤滑脂。 2潤滑油 運動粘度 28574cst(400T)的潤滑油，給油量隨使用條件等的不同而有所變化。 3.3.2 防塵防塵 滾珠絲杠與滾動軸承一樣，如果污物及異物進入就很快使它磨損，成為破損的原因。因此，考慮有污物異物進入時，必須采用防塵裝置，將絲杠軸完全保護起來。另外，如沒有異物，但有浮沉時可以在滾珠螺母兩端增加防塵圈。3.3.3 使用使用 滾珠絲杠副在使用時應注意以下事項：

19、1滾珠螺母應在有效行程內運動，必要時在行程兩端配置限位，以免螺母約程脫離絲杠軸而使滾珠脫落。 2滾珠絲杠副由于傳動效率高，不能自鎖，在用于垂直方向傳動使，如部件重量未加平衡，必須防止傳動停止或電機失電后，因部件自重而產生的逆傳動。 3滾珠絲杠副正常工作環境溫度為60C。 3.3.4 安裝安裝 滾珠絲杠副在安裝時應注意以下事項： 上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 5 頁 共 16 頁 1.滾珠絲杠副僅用于承受軸向載荷。徑向載荷、彎矩會使滾珠絲杠副產生附加表面接觸應力等負荷，從而造成絲杠的永久性破壞。因此，滾珠絲杠副安裝到機床時，應注意： 1）絲杠的軸線必須和其配套導軌的軸線平行，機床的兩端

20、軸承座與螺母座必須三點成一線； 2）安裝螺母時，應盡量靠近支撐軸承； 3）同時，安裝支撐軸承時，應盡量靠近螺母安裝部位。 2.滾珠絲杠安裝到機床時，盡量不要把螺母從絲杠上卸下來，如 必須卸下來時要使用輔助套，否則裝卸時滾珠有可能脫落。螺母裝卸時應注意以下幾點： 1）輔助套外徑應小于絲杠底徑 0.1-0.2 mm 2）輔助套早使用中必須靠緊絲杠螺紋軸肩； 3）裝卸時，不可使用過大力以免螺母損壞； 4）裝入安裝孔時要避免撞擊和偏心。上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 6 頁 共 16 頁結論本次設計的課題為 XY 軸工作臺。整個 XY 軸工作平臺主要包括 XY 進給機構、工作臺等主要組部件。其

21、中所有進給機構均采用滾珠絲杠進行傳動，并由手動手輪搖動進行驅動。由于設計的是適用于立式鉆銑床的工作平臺，是個非常接近于實際的題目，也是個較現實的想法。其中參考了許多機床廠、零件生產公司的此類型銑床及主要部件。從整體上說，本次設計較好的實現了設計要求，控制簡單，加工精度比較高等特點，基本達到了設計目的。當然由于經驗上的欠缺，本設計還存在一些不足，真誠地希望老師和同學們給予批評指正。上海大學繼續教育學院畢業設計(論文)第 7 頁 共 16 頁致 謝經過這段時間的畢業設計，我在指導老師 xxx 教授的悉心指導下，順利完成了。另外也得到了機制教研室其他老師的幫助，以及許多同學的幫助，在此一并表示感謝。畢業設計作為大學四年所學的一次總的檢查，我在設計前做好了充分的思想