目前，木工制品在人們生活中的應用越來越多。因此，近年來木工行業發展迅速。木工機械加工精度和效率越來越高。本文設計的木工銑槽機主要用于兩種木工材料接合處的榫槽加工。這兩種木工材料是用來完成使用榫眼和榫眼通過銑槽。材料連接固定。銑床的主要結構由動力機構、傳動機構、夾緊機構和進給機構四部分組成。具體包括電機、皮帶傳動裝置、夾緊裝置、直線導軌等零部件。本項目的主要內容是掌握機床的技術要求和工作特點，設計機床的總體方案、零部件和標準件。方案設計主要有兩個任務：一是根據產品的技術要求和具體情況確定設備的機械結構；二是完成設備的結構參數和受力參數的計算。通過方案的實施，初步完成關鍵詞木工機械；銑床；槽加工；連接榫槽；木材銑削Withtheuseofwoofproductionandrapiddevelopmentofwoofworkingrecently,thedemandofprecisionandproductivityonwoodbandhigher.Woodworkinslotprocessingoftwotimberconnection,withtheuseofthegrooveoftenonstructurearedynamic,drive,clampingandfeedingelements,specifically,Itincludesmotor,atechnicalrequirementsofmachinetoolsandtheirwoverallprogramdesign,thepartsdesignandchoiceofstantwomaintasks:First,acneedsofproductstoconfirmstructureofmechanicalequipment;Second,thecompletionofequipmentparametersandtheforceparametersofthecalculation.Throughtheimplementationoftheprogramcompletedinitialmachinedesign,thevariouscomponentsofthechecktoensurethefeasibilityoftheprogram.KeywordsWoodMachine;MillingMachine;ConnectiveTenon;Wood-目錄 I Ⅲ第1章緒論 1 1 1 2 3 4 5 5 6 6 72.5本章小結 8第3章切削力的計算 9 9 9 3.6本章小結 4.1V帶參數的設計計算 4.2V帶帶輪結構設計 4.3本章小結 5.1軸徑的初步估算 215.3軸的強度校核 5.3.1軸的疲勞強度校核 5.3.2軸的靜強度校核 5.4本章小結 6.1軸承的選用 6.2軸承的壽命計算 31 第1章緒論1.1選題的目的及意義我國木工機械工業近年來發展迅速，在國際上處于領先地位。生產的木工機械不僅用于國內，而且大量出口國外，已成為世界貿易的重要組成部分。隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，板式家具在人們生活中發揮著越來越重要的作用，其應用越來越廣泛。隨著板式家具的興起，木工榫槽機床日益繁榮。由于工廠規模的限制，對小型榫眼機床的需求已銑床具有生產效率高、定位精度高、機床結構緊湊、占地面積小、操作靈活方便等特點。它的出現大大降低了工人的勞動強度，提高了生產效銑床主要用于操作圓孔、凸榫孔、連接孔等工藝，特別是對于加工多圓榫廣泛應用于板類零件的連接。五金件逐漸取代了其他組合方式。(1)制造質量、技術性能和可靠性普遍得到提高。在結構設計方面，應力求緊湊實用。通過計算機優化設計和部件技術設計，充分重視機床的安全、操作、維護、運輸的方便和舒適性、色調和環境的協調性、醒目的安全和危險標志、制造工藝性、美觀性和人機工程學原理。許多制造商采用了現代計算機輔助設計、計算機輔助質量保證系統、計算機輔助規(2)在進一步完善和發展適合大批量生產品種、規格較少的木制品的各種專用自動化生產線和組合機的同時，適合小批量、各種類型加工的(3)木工工具的品種、規格、精度、耐久性、新材料和新技術的應(4)十分重視科學研究、教育和新技術、產品開發和投資。國際木高速銑削技術是當前木工機械發展的主要趨勢。它將計算機數控技術應用于木材加工機械產品中，根據木材加工中高速銑削的特點，實現坐標軸間插補運動能達到加工程序要求的精確位置和高速，保證加工件的(1)提高機床的可靠性由于木工機床的復雜性和高成本，其可靠性一直是用戶關注的問題。(2)提高加工精度和表面加工質量由于木工制品的精度和表面粗糙度與木工機床本身的精度和機床的壽為了提高機床的加工精度和表面質量，必須提高機床的傳動精度和抗振性。提高機床的抗震性能，不僅要提高機床的剛度，而且要減少引起振(3)提高操作的方便性和舒適性現代機床應盡量減少操作者的身心勞動強度，使操作者能夠輕松、舒適地操作機床。為此，設計人員應特別注意掌握人機工程學理論和機床藝術造型。(4)提高機械化、自動化水平為了降低工人的勞動強度，提高勞動生產率，保證加工精度和精度的穩定性，機床應努力提高機械化和自動化水平。目前主要實現輔助工序 (上料、下料、檢驗、中間運輸)的機械化和自動化。(5)工藝濃度工序集中是指在機床上對木件進行一次夾緊定位，即可完成多工序加工。避免了多次定位造成的定位誤差，提高了加工精度，節省了輔助時間。多工序同時加工，切割時間吻合，將大大提高勞動生產率，如跑車帶鋸機采用立式多刃圓鋸機，臥式多刃圓鋸機采用臥式多刃帶鋸機，都是通本機床是一種木材加工機械產品。根據木材加工中高速銑削的特點，實現刀具在坐標軸空間的直線插補運動，達到加工程序要求的精確位置和高速，保證加工件的質量，實現T形件的復雜形狀。他加工，提高加工產品的附加值，而木工榫槽機床是通用的。木材加工設備在木材生產中占有相當大的比重。機床包括機體、壓路機工作臺和帶刀頭的刀架。根據木工銑床的使用情況，其主要驅動方式是主軸電機直接驅動和主軸驅動與進給驅動相結合，其中主軸直接驅動和手動進給最為常見。與導軌相比，主軸直線運動導軌具有顯著的優越性。保證加工表面的粗糙度和加工底部的深度。大多數木工銑床都是連續加工。控制系統的特點是可以同時控制兩個或多個坐標。它不僅可以控制機床運動部件的起點和終點，而且可以控制整個加工過程中各點的位移。刀架是機床最重要的部件。由于刀架布局的不同和機床形式的不同，刀架通常將機床分為并聯型和轉塔型。刀架上下移動切削由交流伺服電機直接驅動，使刀架在精密直線導軌上移動，以滿足銑削深度和寬度的尺寸要求。這臺機床裝有兩個立式鉆頭。兩個垂直鉆為8毫米，兩個工具相對固定。它們在橫向和縱向上有兩個自由度。兩臺鉆機均由三相異步交流電動機驅動。由于木工工作強度輕，電機與刀具之間采用皮帶連接，刀具轉速在5000轉以上。刀具送料為手動送料，為保證加工精度，采用鐵夾持器保證加工深度。機床的強化機構采用凸輪機可以說，板式家具的興起促進了榫眼機床的生產和機床的進一步完善，而木工榫眼機的出現和發展促進了木材加工業的發展，木工榫眼機已成為家具的需求設備。工廠。特別是近年來隨著鄉鎮木工企業的興起和蓬勃發展，木工榫眼機床將有更廣闊的市場和發展。因此，有必要對木工榫(1)刀具個數：2(2)兩刀具間距：20mm(3)加工榫槽尺寸：35×35×9mm(4)機床總功率：0.75kw×2=1.5kw(5)刀具最高轉速：6000r/min(6)機床外型尺寸：861×539×1048mm(7)重量：約1000kg第2章總體設計方案該機床主要由兩部分組成：工件沖壓平臺和刀具移動平臺。有兩個主要的工件壓實平臺，一個是水平壓實機，另一個是垂直壓實機，與擋板配合，確保工件的定位。工具移動平臺主要由主電機、刀架、水平移動平臺和垂直移動平臺組成，其中水平和垂直移動平臺由帶滑塊的直線導軌使用。此外，還有其它輔助部件，包括底座、機架、切割機和電機，底座與地角螺栓連接，以確保整個機體在工作中的穩定性，機架與角鋼焊接。由于機床同時加工工件上的兩個槽，考慮到加工精度和刀具高速減振，選用了兩臺同型號的小電機并固定在底座上。本文設計的木工榫槽機床的主要運動是刀具在水平和垂直方向上的橫向運動，進給運動由手動控制。為了保證刀架運動的精度，機床采用高精度直線導軌。由于采用手動送料，為了保證加工槽的深度和寬度，在設計中采用了擋鐵，以保證刀具的范圍。本機床是一種體積小、功率小的木工機床。針對機床工作的特點和工作環境的考慮，設計了機床。刀架的尺寸和兩個刀片之間的距離是有限的。刀架與電機的尺寸在同一移動平臺上，因此刀架的尺寸受到限制。因此，為了節省空間，在刀具和電機之間使用皮帶傳動。此外，該工具在工作時的速度超過6000r/min。齒輪傳動很難適應這樣的高速行駛，因此對皮革進行了綜合考慮。皮帶傳動。為了保證夾緊可靠，動作迅速，操作簡單，維護簡單，降低成本。銑床的夾緊機構為凸輪機構，采用凸輪機構的死點原理夾緊工件。其原理圖如圖2-2。由于機床工作時刀具速度快，切削力大，必須保證工件的固定。為此，在機床上安裝了四臺壓路機和兩個垂直水平儀，以保證工件的固定。由于加工件的加工端面傾斜45度，為了保證加工精度，采用鐵夾持器對加工件進行定位。詳見裝配圖。機身由支架、導軌和橫梁組成。為了保證機床的剛度和穩定性，將底座用鋼板沖壓成矩形，焊接成足夠的剛度。機身的其他部分是焊接的。整體采用槽鋼，大大節省材料，簡化機身，減輕機身重量。具體機構見裝配本章介紹了機床的總體設計方案，闡述了機床的功能，并說明了各種部件的選擇，包括我自己的設計方案和概念，以滿足我的任務要求。第3章切削力的計算3.1速度計算速度計算主要包括刀具的切削速度和加工過程中的進給速度。通過對機床工作技術參數要求的分析計算，確定了機床各轉速，并對各部件進行了進一步的選型。式中：D—鉆頭直徑mmn—鉆頭轉速r/min刀具的最大切削速度：Umin=6000×0.1/1000=0.6Umax=6000×0.5/1000=33.2功率計算式中：K—切削比功(J/cm3);q—每分鐘切下的切屑體積(cm3/s);D—鉆頭直徑(cm);U—進給速度(mm/s)。(2)切削比功KK=K?·K·K?·K·K,·KaK,—鉆削深度修正系數(見表3-2);K?—刀具側刃數修正系數(見表3-3);K,—刀具前角的修正系數(見表3-4);Ka—切削直徑的修正系數(見表3-5)。樹種當沒齒進給量U?為下列值是的K05云杉12白樺63表3-2鉆削深度修正系數K樹種云杉白樺樹種123云杉白樺表3-4刀具前角的修正系數K,樹種刀具前角γ的修正系數K,云杉白樺表3-5切削直徑的修正系數K。樹種切削直徑D(mm)的修正系數Kd云杉白樺表3-6樹種修正系數K,樹種山楊云杉赤揚松岡水曲柳系數K?=26.3K=1.50K=1.29K?=4.50K,=K=26.3×1.50×1.29×4.50×0.46×0.29×2.0式中：q—每分鐘鉆下的木屑體積；D—鉆頭直徑(cm)D=0.8cm;l—極端位置鉆頭中心間的距離3.3選擇電機(1)選擇電機類型按工作要求條件選用微型異步電動機B型號(2)選擇電機容量工作有效功率P=0.16kW電機輸出功率P?公式中η為電動機到刀具的傳動裝置總效率。取皮帶傳動效率7帶=0.96;因為載荷平穩，電動機額定功率只需略大于P?即可，查電動機技術數據選擇額定功率Pm為0.25kw,B3微型電動機(最高轉速1500)。3.4計算裝置的總傳動比3.5計算傳動裝置的運動和動力參數(1)各傳動部件轉速(2)各部件功率(3)各軸扭矩將上述結果匯總于表3-7,以備查用。表3-7匯總表軸名轉動比i效率η電機軸1主軸3.6本章小結本章通過對各個部件的分析計算，從基本參數入手，通過分析計算確定了其它重要的參數，并通過計算選取電機。傳動裝置是任何機械系統的主要組成部分，傳動裝置的選擇是非常重要的。本機床是一種體積小、功率小的木工機床。考慮到機床的工作特點和工作環境的考慮，機床占地面積小，刀架的空間尺寸和兩個刀具之間的距離有限，刀架與電機在同一個移動平臺上，因此刀架的尺寸有限。因本設計選擇普通V帶形式進行傳動，本設計中選用的原動機是型號B3的微型電動機，該型號的電動機對應的額定功率大小為p=2.5Kw,該型號的電動機對應的速度是1500r/min,對應的V帶傳動比大小是i=4。本設計中的載荷變動相對較大，而且設計中V帶的速度也是頻繁的變Pa=KAP=1.2×2.5=3Kw2.對本設計中的V帶帶型進行選擇確定通過分析功率以及該設計中電機轉速大小，本設計先用B型V帶進本設計中的V帶對應的小帶輪基準直徑為：d?=15mm,對應的大V帶帶速v的速度范圍為5~25m/s,計算得到的帶速較為合適。為了設計的V帶的傳送能力最大使用，實際生產中V帶帶傳動的最佳帶速度在10-20m/s的范圍之中。5.對本設計中的V帶中心a以及該V帶的基準長度進行設計在0.7(D?+D?)<a?<2(D?+D)的中心范圍中，初定該設計V帶的中根據設計經驗，選定A型V帶的標準基準長度為：L=360mm。則該V帶對應的實際中心距大小計算如下：中心距可調范圍：amin=a-0.015L=(111.25-0.015×360amax=a+0.03L=(111.25+0.03×366.對本設計的V帶的小帶包角進行驗算計算得該包角適宜7.對本設計的V帶帶的根數Z進行確定由n電機=1500r/min,D?=60查手冊的Ka=0.98;K,=1.0,于是8.對本設計的V帶的初拉力進行確定計算單根普通V帶對應的初拉力大小是：9.對本設計的V帶帶軸所受壓力進行計算可得1、V帶帶輪設計原則首先需輕量化，帶輪的質量應該要??；帶輪的結構工藝性要好，便于生產；帶輪的制造內應力不能太大；所設計帶輪的質量分布需要均勻，使其在高速運轉下可以處于動態平衡；所設計帶輪與V帶所接觸的面需要盡量高的精度，從而減少V帶損耗。2、確定所設計帶輪的制造材料根據條件V帶的帶速應該是小于30m/s,故本設計V帶的帶輪選擇鑄鐵HT200進行制造即可。同時V帶帶輪直徑需要滿足d?≤300mm以及V帶輪有橢圓輪輻式、實心式、孔板式、腹板式4種。D?<2.5d,用實心式；當D?<300mm,用腹板式；當D?>300mm,用輪輻式。根據V帶帶輪對應的基準直徑進行選擇，故本設計用實心式V4.3本章小結本章主要對轉動裝置進行了選取，通過分析第5章主軸的設計軸是一種非常重要的機械部件，生產實際中應用頗多，凡是需要進行旋轉運動的機械零件全都需要安裝在對應的軸上，才可以完成所需要的旋轉運動，也只有軸方便運動與動力的同時傳遞。故此，軸較為主要的功用便是作為支撐回轉的機械零部件，起到傳遞運動以及傳遞動力的作用。影響軸結構設計的因素有很多，首先需要滿足軸上各個相應零件的安裝需求，對各個零件實現定位限制，軸的生產工藝及其制造要求，較為合理便于使用安裝的結構及其尺寸。軸的結構設計一旦不合理，便會對其本身以及工作設備產生相應的影響，會影響到各個部件的工作性能，嚴重的還會存在安全隱患。在考慮機構的設計同時，軸的設計還需要考慮到軸的工作計算。一般情況下，從設計軸需要安裝的零件，軸上零件的定位，該設計軸制造過程中所需要的工藝等三個較為重要的方面進行考慮，從而對該設計軸的結構形式及其各個部位尺寸進行設計確定。正常情況下，軸零件在裝配中對應的難度以及設計軸在工作中的工作狀態都會直接影響到該軸的制造成本。軸的工作能力的好壞常常是取決于該設計軸的振動穩定性好壞，以及該設計軸的強度大小與該設計軸剛度的大小。任何時候，軸對應的強度大小都將是軸工作能力評定的重要指標參數。盡量保證軸的彈性變形不要太大，需要對應力較大的軸進行必要的剛度計算設計，從而避免該軸在使用過程中產生影響使用的共振效應，需要進行高速使用的軸還需要對其振動穩定性進行設計計算，在軸的結構設計方面，其對應的外形形狀及其尺寸大小都是十分重要的考慮方面。軸的生產制造工藝，與各配套配件的連接型式，軸各部位對應的尺寸大小，配套配件的數量，軸對應的負荷特性以及軸向尺寸大小與分布，軸對應的機械總成相應位置與形式等諸多方面都會直接影響到軸的結構設計。軸的結構設計影響因素諸多，軸的結構也沒有一個統一的標準，往往情況不同，所設計的軸的結構也是不一樣的。軸類零件要容易的進行處理以及進行調整；軸的各個工作部件的位置以及配合零件的位置需要準確；軸的加工制作需要較好的工藝9等方面都是非常值得考慮的因素。5.1軸徑的初步估算式中：c—與材料有關的系數；P—軸傳遞的功率kW;n—軸的轉速r/min;d—危險截面的直徑尺寸mm。5.2軸的結構設計如圖5.1所示，根據軸的受力選2060800型和1060098型軸承，為便于裝配軸承內經，取端部尺寸d=8mm裝軸處d=10mm左端軸承內經d=10mm軸環取直徑d=12mm。軸的軸向尺寸如圖5.1強度驗算是軸設計的重要內容之一。其目的是根據軸的載荷條件和相應的強度條件來確定軸的直徑。如果軸的直徑是通過經驗法或結構設計確定的，計算的目的是檢查確定的軸的直徑是否滿足強度條件。常用的軸強度計算方法有：(1)按扭轉強度條件計算；(2)按彎扭復合強度條件計算；(3)安全系數計算。本章根據彎扭復合強度條件計算軸的強度，確定軸的支承位置和載荷大小、方向和作用點，得到支點反作用力和彎曲距離。Qp=0.16kW對B點求矩：從而求得FH=-98.66N,FcH=-34.97NFcr+FBy-Q=05.3.1軸的疲勞強度校核確定危險截面根據載荷分布及應力集中部位選取截面B為危險截面。校核危險截面的安全系數因計算不夠精確，材質不夠均勻[S]取1.5-1.8式中K。—彎曲疲勞極限的綜合影響系數；計算軸的工作應力首先計算彎曲正應力及其循環特征α=1,扭轉剪應力按對稱循環變化；由表5.2得知T=0.374N·m。其次計算扭轉切應力及其循環特征確定疲勞極限影響系數根據;查表得K。=1.98,由計算所得安全系數大于許用值，故軸的疲勞強度合適。5.3.2軸的靜強度校核1.確定危險截面根據載荷較大及截面較小的原則選取截面B為危險截面2.校核危險截面系數,因S?>[S。],故軸的靜強度足夠。鋼號熱處理調質毛坯直徑硬度抗拉強度屈服強度彎曲疲勞強度許用靜應力扭轉疲勞強度許用脈動應力許用疲勞應力5.4本章小結在本章中，通過計算對軸進行了設計和檢查。根據軸的工作要求和裝配條件，設計了軸的形狀。結合傳動裝置，考慮受力和力矩的影響，對軸進行檢查，選擇危險截面進行計算。結果表明，該軸滿足設計要求。軸承的選擇是首選類型。為了合理選擇軸承的類型，需要根據各種軸承的結構和性能特點，綜合考慮載荷、速度、剛度、對中性能要求、裝配(1)由工作條件及軸頸直徑，初選單面防塵深溝球軸承2060800和(2)由于單面防塵深溝球軸承在承受徑向力時不會引起軸向力，所(3)根據受力情況，將這對軸承安裝成正排方式。(4)根據要求的精度，選軸承精度0級。(5)軸向固定方式：采用雙固定方式，游隙的調整采用加調整墊片(1)對兩軸承進行受力分析。如圖6-14前座壓蓋5.單面防塵深溝球軸承(1060098)6.0型密封圈圖6-1刀架(2)計算軸承的徑向載荷F?和F?由靜力學公式計算軸承支反力，如圖6.2所示。得Fcr=1686.88N,Fpy=597.88N;軸承的徑向載荷F?=Fgy=1686.88N,F??=Fcγ=597.88N。(3)計算軸承的軸向載荷S?、S?軸承的內部軸向力為：故S?=S'=1147.08N,S?=S+FA=11(4)軸承當量載荷計算當量載荷P(P,或P。)(N)的一般計算公式式中X、Y為徑向和軸向載荷系數，其值見表6-2。fp為考慮載荷性質引入的載荷系數。載荷性質舉例電機、氣輪機、通風機、水泵等中等沖擊或中等慣性力車輛、動力機械、起重機、造紙機、冶強大沖擊,按表，在0.094-0.141之間，e應在0.3間。線形插值得按表，則X?=0.56,Y在1.45-1.31之間線形插值得,,式中：8—軸承壽命指數(深溝球軸承ε=3)。6.3本章小結本次設計是對一個榫槽成型切削機床進行設計，使其結構能夠滿足絕大多數實際使用要求。然后利用二維軟件對其結構進行二維繪圖的處理，讓他的結構可以進行直觀表達出來。通過對本設計的結構進行分析設計，使其自由度能夠符合實際應用，并對該設計的動力傳遞進行針對性設計。并對該產品的具體使用范圍做了說明，對其重要部件傳動結構進行設計，同時完成必要的校核，保證該設計使用的安全性和可靠性。本次設計完成對榫槽成型切削機床的設計，讓我更加深入的了解了榫槽成型切削機床，通過整個設計過程，讓我將所學的各種知識進行一個融合，進行綜合使用的鍛煉。同時設計需要繪制圖紙，鍛煉了我圖紙設計和二維繪圖的水平。通過學習已讓我看到國內外這方面設計的差距，讓我有動力去提升自身素質，為祖國的機械制造業添磚加瓦。此次設計雖初步完成榫槽成型切削機床整體設計方案，但是不足之處依然，像此機構的實際生產簡單與否，工作運動合理與否都有待驗證，設計精度也欠考慮，后續再有此類設計的人員，可進行完善，讓此類設計更加能夠符合實際的應用需求，提高質量，實現真正的中國制造、中國創畢業設計完成在即，感慨頗