单轴仿形铣床设计.doc

济南大学泉城学院毕业设计--1前言随着铝塑门窗型材的广泛应用，门窗组装设备技术同样发展很快，产品品种齐全配套，基本满足生产各种类型档次门窗的要求。一部分企业还开发出数控双角锯、锯切加工中心、数控角缝清理机和数控四角焊接机等具有较高自动化程度的设备。[4]1.1铣削类设备概述水槽铣、仿形铣、端面铣、封盖铣、锁孔槽加工机等是以圆柱棒铣刀或组合圆盘铣刀作为切削工具，以刀具圆周上的切削刃进行周铣，同时垂直于刀杆进给方向，能够实现各类铝塑型材中的槽孔、端面的铣削加工，这一类设备被我们称之为铣削类设备。仿形铣、水槽铣等采用与电机同轴或经皮带增速的（10000r/min以上）双直刃、单螺旋刃的特殊棒铣刀的高速铣削方式，使得塑料型材加工表面光滑、整齐；采用气动夹紧、手动或气动进给等方式使得铣削更加可靠；并且塑料型材铣削刀具刃部是不需要冷却的。端面铣及封盖铣等则是采用手动或气动进给的硬质合金三面刃成型或组合铣刀，能够实现塑料型材的异形铣削。削铣类设备的整体特点是设备专用性强、加工效率高，主要适用于批量、中高档塑料门窗的加工。塑料门窗组装工艺中，排水槽、气压平衡槽、锁孔等的铣削加工的一般工艺条件如表1.1所示。[5]表1.1空槽铣削工艺一般技术条件加工项目工艺项目水槽及气压平衡槽的铣削仿形铣削端面铣削封盖铣削铣刀转速（r/min）250001100028002800铣刀线速度（m/s）6.53.223.523.5进给速度（m/min）0.2～1.00.2～1.00.2～1.00.2～1.01.2铣削类设备品种铣削类设备主要包括下列6种。（1）仿形铣用于铝塑门窗各类槽孔如排水槽、轮滑槽、锁孔等的仿形铣削加工。①单头仿形铣——只有一个仿形铣头，一次加紧完成一处孔槽的铣削仿形铣。②双头仿形铣——有两个仿形铣头，一次夹紧可以实现垂直和水平两个方向的仿形铣。（2）水槽铣水槽铣是塑料门窗框、扇下边料有排水要求的型材排水槽的铣削加工及型材气压平衡孔的铣削加工的专用设备。按结构分为：①单轴水洗槽——仅有一把可在0°～45°范围内倾角的铣刀的水槽铣；②双轴水洗槽——设有上下两个铣削机头，一次装夹可实现两个方向铣削的水槽铣；③三轴水洗槽——共有三个机头，上机头铣刀可分别与下机铣头或水平机头铣刀组合的水槽铣；④四轴水槽铣——有上部并列两个铣削机头、下部及水平方向各一个机头共四个机头（即共有四把铣刀）的水槽铣。按功能分为：①自动水槽铣——自动完成铣削加工的水槽铣；②普通水槽铣——需要手动实现进刀和进给运动的水槽铣。（3）端面铣用于铝塑门窗螺接时中挺的端面铣削，通过更换不同刀具，可以铣削不同端面的型材。（4）封盖铣用于塑料推拉门窗封盖的两端与上下滑道配合的封盖槽的铣削，不同的型材系统配以相应的成型刀具与响应导料槽可加工不同形状的封盖槽。（5）门板锁孔组合钻用于加工塑料整体门板及各类普通门板球形门锁孔的专用设备。一次装夹，可同时自动完成门板锁体孔和所设空的加工，生产效率高、加工精度高。（6）锁孔槽加工机该机是加工塑料门窗传动器类五金件安装孔槽的专用设备，一次装夹可完成水平方向三个空的钻削和垂直方向长圆孔的仿形铣削。[12]1.3研究内容铝、塑门窗为了安装各种五金件需要许多孔、槽，其形状多样，既有规则形状，同时也有不规则形状。仿形铣床通过仿形板设计、仿形加工可以实现多种规格及异型孔槽的加工。本次设计内容为单轴仿形铣床，用来加工铝塑型材门窗的各类型孔、榫槽、流水口等。要求对整机结构进行设计计算，按照国家标准设计装配图、零件图。所设计的铣床结构紧凑、体积小，型材夹紧采用气压传动。本次设计主要完成机械结构设计。2总体方案设计铝塑型材仿型铣床是通过仿形触头沿着仿形板中轮廓运动带动铣头运动铣削可实现多种规则以及异形孔槽的加工。一次装夹可完成同一方向的铣削。其中，仿形铣削槽孔的技术要求见表2.1。表2.1仿形铣削槽孔的技术要求项目数值项目数值加工面的直线度/mm0.1加工面对垂直定位的平行度/mm0.3加工面的粗糙度Ra/μm12.5仿形尺寸的仿形精度/mm0.3J加工面对水平定位基准的垂直度/mm0.3根据上表所示仿形铣削设备的各种要求经过分析论证，确定了三种设计方案。2.1设计方案一设计方案1结构如图2.1所示。1-y轴丝杠2-x轴丝杠3-电动机4-机械传动系统5-仿形铣头6-气压缸7-仿形板8-仿形触头图2.1单轴仿形铣床结构简图1-电动机2-传动齿轮3-铣刀图2.2齿轮传动的机械传动系统结构简图本设计方案是基于仿型原理设计而出的，其结构简图如图2.1所示。仿形触头8和仿型铣头5是由机械传动系统4连接一起的。当仿形触头8运动的时候带动机械传动系统4上的仿型铣头5一起运动铣削，从而能够铣削出所需要的形状。仿形触头8和仿型铣头5的X轴、Y轴以及Z轴的运动皆