加工中心可调角度铣头设计陕西理工毕业设计任务说明书

陕西理工学院毕业论文1本科毕业设计任务书院系机械工程学院专业班级机械设计制造及其自动化（含高职）学生姓名一、毕业设计题目加工中心可调角度铣头设计二、毕业设计工作自_2011_年_11_月_1_日起至_2012_年5月_20_日止三、毕业设计进行地点201四、毕业设计内容要求角度头是一种机床附件，安装后可使刀具旋转中心与机床主轴中心成一定角度，可增大机床的加工范围和适应性，能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率，主要用于加工中心。主要设计内容本课题针对立式加工中心设计一种可调度角度铣头，角度调节范围180度。设计内容主要为输入轴刀柄结构、输出轴刀柄结构、传动系统、定位装置、支撑系统等结构设计。设计参数输入轴刀柄结构，HSKA50；最高转速6000RPM；扭矩30NM；输出轴接口ER25。具体任务（1）总体设计，绘制角度头与机床尺寸联系图1张（A1）；（2）结构设计，绘制角度头装配图1张（A0）；（3）绘制主要零件图3张（A1）；（4）编写设计说书，要求过程详细，计算准确，论据可靠，调理清晰，说明书撰写、排版应符合学校有关规定，字数13万字以上。指导教师系教研室机械设计制造及其自动化（含高职）系教研室主任签名批准日期20120101接受设计任务开始执行日期2012415学生签名陕西理工学院毕业论文2加工中心可调角度铣头设计（陕西理工学院机械设计制造及其自动化，陕西汉中723003）指导教师摘要角度头是一种机床附件，安装后可使刀具旋转中心与机床主轴中心成一定角度，可增大机床的加工范围和适应性，能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。广泛应用于航空、汽车、模具等机械加工的各个领域。角度头主要用于加工中心和镗铣床等，可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之间实现自动换刀，设计制造高品质的角度铣头是为了让制造厂家能够实现生产力及附加值的最大化。本课题针对立式加工中心设计一种可调角度铣头，实现刀具旋转中心和机床主轴在180范围内成任意角度。关键字输入轴刀柄结构、输出轴刀柄结构、传动系统、定位装置、支撑系统陕西理工学院毕业论文3PROCESSINGCENTERADJUSTABLEANGLEMILLINGHEADISDESIGNEDGRADE07,CLASS4,MAJORMECHANICALDESIGNANDMANUFACTUREOFEXTREMELYAUTOMATION，MECHANICALENGINEERINGCOLLEGEDEPT，SHAANXIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY，HANZHONG723003，SHAANXITUTORABSTRACTANGLEHEADISAKINDOFMACHINETOOLACCESSORIES,AFTERINSTALLATIONCANMAKETOOLSTOTHESPINDLEROTATIONCENTERINTOCERTAINANGLE,CANCENTEROFTHEPROCESSINGRANGEINCREASEDTOREDUCEANDADAPTABILITY,REPEATCLAMPING,IMPROVETHEWORKPIECEMACHININGACCURACYANDEFFICIENCYWIDELYAPPLIEDINAVIATION,AUTOMOTIVE,MOULDETCMACHINERYPROCESSINGINVARIOUSFIELDSANGLEISMAINLYUSEDFORMACHININGCENTERANDHEADASBORINGANDMILLINGMACHINE,CANBEINSTALLEDINDAOLIBRARIES,ANDCANINDAOLIBRARYANDTHEREALIZATIONOFAUTOMATICCHANGEBETWEENSPINDLEKNIFE,DESIGNANDMANUFACTUREOFHIGHQUALITYANGLEMILLINGHEADISTOALLOWMANUFACTURERSTOACHIEVEPRODUCTIVITYANDADDEDVALUEMAXIMIZATIONTHISTOPICFORVERTICALMACHININGCENTERDESIGNANADJUSTABLEANGLEMILLINGHEAD,ACCOMPLISHTOOLSPINDLEROTATIONCENTERANDIN180DHSRANGEINTOANANYANGLEKEYWORDSINPUTSHAFTHANDLESTRUCTURE,THEOUTPUTSHAFTHANDLESTRUCTURE,TRANSMISSIONSYSTEM,POSITIONINGDEVICE,SUPPORTSYSTEM陕西理工学院毕业论文4目录引言51系统总体方案的设计72传动方案设计83传动机构的总体设计94传动零件的设计计算1041齿轮的计算10411选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数10412斜齿锥齿轮的所有尺寸参数10413按齿面接触强度设计12414按齿根弯曲强度计算1442轴的计算154211轴的设计计算154222轴的设计计算234233轴的尺寸计算255输入轴刀柄结构336输出轴刀柄结构357角度头的安装36致谢37参考文献38陕西理工学院毕业论文5引言立式加工中心是一种重型机床，具有加工范围大，切削力大等特点。适合大型零件的加工，随着零件加工工艺的发展，此机床也由单一面的加工功能向五面加工能力发展，发展至今更具有五轴加工能力，而这一切很大程度取决于机床配备各种功能角度头的性能和加工能力，根据需要合理配备功能角度头，使机床更加经济、实用、加工范围得到更大的扩展，能够更大程度的为使用者创造价值。数控机床技术的发展使大家对加工零件的要求有了更新的标准A）如果一个工件有70需要车削加工，30需要铣削加工，那就在数控车床上加工；B）如果工件的70需要铣削加工，30需要车削加工，则可在加工中心上加工。为了正确加工工件，就要正确配备所需的工装，而现有机床对所要加工的工件不太合适或加工空间限制，这时就需要配备相应功能部件（如加工中心配角度铣头，CNC车床配动力刀夹）。角度头是一种机床附件。机床安上角度头后刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成指定的角度加工工件，广泛应用于航空、汽车、模具等机械加工的各个领域。角度头主要用于加工中心和镗铣床等，可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之间实现自动换刀，设计制造高品质的角度铣头是为了让制造厂家能够实现生产力及附加值的最大化。各行业在追求高加工效率的同时,对数控机床高速化、高精度、高刚性及高可靠性的要求也越来越高。近年来,全球范围内对数控机床提出减少环境污染、降低噪音、节省能源、节省空间等环保新概念。重量轻和结构紧凑而且达到很高的性能是角度铣头的两个主要特点。角度铣头主要适于加工中心，不同制造商对要安装在刀库中的刀具都有不同的重量与尺寸条件下的精度要求，为此，需要满足要求的重量与尺寸标准A）每个角度铣头可以一个接一个地安装在刀库中；B）在回转过程中，角度铣头不会与机床任何部位甚至夹具产生干涉；C）重量轻，当23个动力刀夹一个接一个安装在转塔刀架上时，由于转塔换刀会出现一系列不平衡的现象。角度铣头包括与机床主轴匹配的连接件、锥齿轮副、传动轴和铣头主轴，连接件与锥齿轮副的一端传动连接，锥齿轮副的另一端安装在传动轴上并与其传动连接，传动轴和铣头主轴平行布置，传动轴与铣头主轴之间通过挠性传动副挠性传动连接。采用上述结构的角度铣头具有运转平稳、噪声小、结构简单紧凑、制造成本低、重量轻的优点，陕西理工学院毕业论文6同时还具有刚性好、铣头主轴与机床滑枕端面的悬伸量小、工艺性好的特点，其制造成本低于常规角度铣头的110陕西理工学院毕业论文71系统总体方案的设计可调角度铣头从功能上来讲，一种是在加工过程中可以连续转动到任意角度，另一种是固定角度分度。从结构上来讲，一种方法是通过旋转水平轴和45轴两旋转轴，可实现连续转动到任意角度或固定分度，而耦合成空间加工轨迹或空间角度；另一种是通过旋转水平轴和垂直轴两旋转轴，可连续转动到任意角度或固定分度，而耦合成空间加工轨迹或空间角度。对于可调角度铣头来说，其动力是通过主轴传递过来的，这样可使机械机构非常紧凑。角度铣头和动力头在工作中都要承受很大的压力，因此材料的正确选择是角度头具有高性能的关键因素。在对角度铣头内部零件的制作上，例如轴的制作，这一点便尤为突出。对角度铣头最终的热处理和磨削加工都是提高角度头精度必不可少的过程。角度铣头所有的旋转部位都要求很坚硬，没有弯曲。因此，每个轴都要求有精度很高的轴承支持，并用长寿命的油脂润滑。这些轴承都要达到ABEC环形轴承工程师委员会7级精度标准。角度铣头中，机身是主要部件，齿轮是其核心，当将其安装在机床主轴上时，该铣头就成了主轴的延伸。用以传递机床的动力。实际上，铣头的最大输出功率取决于内部的齿轮。因此，齿轮的机械性能越好，所传递的功率就越大。所以齿轮材料的选择也是关键因素之一。陕西理工学院毕业论文82传动方案设计根据以上分析，为了满足角度头工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、工艺性和经济性合理等要求，传动方案设计如图1图11传动方案简图锥齿轮可改变轴的布置方向，弧齿轮传动的平稳性较直齿轮和斜齿轮的好，常用于高速级或要求传动平稳的场合。所以传动机构用弧齿锥齿轮。陕西理工学院毕业论文93传动机构的总体设计31计算总传动比及分配各级传动比根据题目要求和传动装置的结构尺寸，及传动机构的传动方式I1可知，所选四个弧齿锥齿轮的齿数和结构选成相同。32计算传动装置的运动和动力参数从主轴到输出轴有三轴，依次为、轴321各轴转速MIN/6000321RNNN322各轴功率KWNTP851895506000309550333取各轴间的传动效率097KWPP2097085182232KWPP2521970202221323各轴转矩MNT303KWTT8831232KWTT8833221陕西理工学院毕业论文104传动零件的设计计算41齿轮的计算根据传动方案可知需要使用四个弧齿锥齿轮，传动比U为1，齿轮结构成对相同使用，这样可使结构变得简单和紧簇，方便设计。411选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按图所示方案，选用弧齿锥齿轮传动2）角度头为机床附件，速度高，所以选择精度等级为5级。3）材料选择由机械设计（第八版）P191表101选择齿轮材料均为20CR渗碳后淬火，硬度为5862HRC412弧齿锥齿轮的所有尺寸参数项目弧齿锥齿轮主动轮从动轮齿数比I1大端分度圆直径MMUKTDHPE097216363112取为MMDE721齿数根据1ED查机械设计手册图1645选取224321ZZZZ大端模数MDMEE1MMME3分锥角45ARCTAN21ZZ外锥距MMDE30842SIN2R1E中点分度圆直径MMBDDEMSIN当量齿轮分度圆直径MMUUDDMV828712当量齿顶圆直径MMMHDHDDNMAVAVVA3059122当量齿轮基圆直径9623COSMMDDVTVVB当量齿轮传动中心距MMDDAVVV82875021陕西理工学院毕业论文11当量齿轮基圆螺旋角6132COSARCSINSINNMVB当量圆柱齿轮齿数1131COSZZV当量法面圆柱齿轮齿数5353COSCOSCOS2MVBVNZZ当量齿轮基圆端面齿距MMMPVTMVB197COS啮合线长度MMDDDDGVBVAVBVAVA8975022222121齿宽系数30R齿宽ERRB适当圆整取为14MM中点模数5052501REMMM中点法向模数052COSMMNMMM切向变为系数查1649021TT径向变为系数0113902U齿宽中点螺旋角35M齿形角20N齿顶高850552AEAAHMMMHH齿跟高18801143CMMMCHHEAF顶隙MMMCCE5640齿顶角等顶隙收缩齿2142141221FAFA齿根角214RARCTANE121FFFH顶锥角214921FAA陕西理工学院毕业论文12根锥角794021FFF齿顶圆直径MMHDDDAEAEAE6175COS221锥顶到轮冠距离MMHDAAAEKK2034SIN221中点法向齿厚MMMXXSSMTNMMNMN223TAN2COS50121中点法向齿厚半角02770COSCOS2MMMNMNZMS中点齿厚角系数9870612MNMNK中点分度弦齿厚1783MNMNMNKSS中点分度圆弦齿高0752250TAN50NMMNFAAMSBHH切齿刀盘直径查16411D130MM当量齿数6056COSCOS3MVMZZ端面重合度查1646221V纵向重合度查1647251V总重合度75122VVV齿中部接触线长度MMBLVBVVBMV5911COS,1751齿中部接触线的投影长度MMLLVBBMBM769COS413按齿面接触疲劳强度设计计算公式HKLSEHMBBMMTHHVAHZZZZZZLDUFKKKK121确定式中的参数中点分度圆切向力NDTFM用系数查表机械设计手册16236251AK由5级精度和中点节线SMNDVMM/51191000601动载荷系数查图机械设计手册16428081VK陕西理工学院毕业论文13查表机械设计手册16。428251EHK有效工作齿宽BBE850按机械设计手册式1642875151EHHKH端面载荷系数MMNMMNBFBF/100/69由机械设计手册式1642901HAK节点区域系数由机械设计手册式164413122SIN/COS2VTVBHZ中点区域系数由机械设计手册1645得06111TAN2222211211VVBVAVVBVAVTZFBBZFBBZ其中21FF按机械设计手册表16430计算22121VFF弹性系数由机械设计手册表162432/8189MMNZE螺旋角系数由机械设计手册式1646计算9050COSMZ锥齿轮系数由机械设计手册式164780KZ载荷分布系数由机械设计手册计1,2LSVZ80905018189131206159111062218966018751081251H2/4680MMN计算接触应力WXLVRNTHHHPZZZZSLIMLIM试验齿轮的接触疲劳极限由机械设计手册图16217PAHM850LIM寿命系数1NTZ长期工作取为无限寿命润滑油系数由机械设计手册图16219930LVRZ陕西理工学院毕业论文14工作硬化系数由机械设计手册图1621711170013021HBSZW尺寸系数由机械设计手册图1622201XZ最小安全系数11LIMHS许用接触应力值2/57901101930111850MMNHP齿面接触强度校核结果HPH安全414齿根弯曲疲劳强度设计计算公式FPLSKFSNMTFFVAFYYYYBMFKKKKNFKKKKKKTHFHPFVA18966,01,8751,081,251复合齿形系数由6056VNZ，查机械设计手册图16425得394FSY重合度系数查图机械设计手册164146250Y锥齿轮系数查图机械设计手册164152/52411033162503940521418966018751081251MMNF齿根许用弯曲应力XTRRETRENTFFEFPYYYYS11MIN齿根弯曲疲劳强度基本值2/450MMNFE寿命系数1NTY长期工作，取为无限寿命设计相对齿根圆角敏感系数查机械设计手册表1624811TRER相对齿根表面状况系数11TRRER尺寸系数查机械设计手册图162281XY最小安全系数41LIMFS许用弯曲应力值2/4321111141450MMNFPFPF安全陕西理工学院毕业论文1542轴的设计计算421I轴的结构尺寸设计计算轴上的功率、转速、转矩KWP25211MIN/60001RNMNT88331作用在齿轮上的力作用在齿面参考点M的法向力可分解为圆周力TF，其方向与主动轮圆周速度方向相反，与从动轮圆周速度方向相同，径向力RF指向齿轮轴心为正，离开齿轮轴心为负，轴向力AF指向齿轮大端为正，指向齿轮小端为负。已知输出轴的大端分度圆直径为MMD721中点分度圆的切向力NDTFMT96610628833200020001螺旋方向凸面为左旋，主动轮为顺时针径向力NFFMMNTR8174SINTANCOSCOSTAN轴向力NFFMMNTA8781COSTANCOSSINTAN2121,ARRAFFFF冷却孔尺寸的确定孔的内径计算公式VQD4Q为通过孔的最大流量SM/3，V为通路中允许流速取SMV/3选机床供液压泵选为齿轮泵，结构简单，价格低廉，D取为5MMI轴的设计计算初步确定轴的最小直径陕西理工学院毕业论文16先按机械设计式153初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为40CR，调质处理，根据机械设计取A110MMNPAD13171340取50又因为MMD100的轴，有一个键槽，则将轴径增大57,然后将轴径圆整为标准直径，查机械设计手册1924取D25MM1MMD2512,齿轮轮毂长度12211DL，取MMDL5271112，锥齿轮用圆螺母和套筒进行轴上固定，根据机械设计课程设计手册表56，选圆螺母的规格为105125MMMM,套筒长度取10MM,则MML5475271010122轴肩DA10070，取MMA52751取MMA52，则MMD3052523，取MML30233由MMD3023，查机械设计课程设计手册表56，选圆螺母的规格为105120MMMMM，则MML1534，取MMA312取MMA3，则MMD36344轴承的选择，MMA63522用SHAEFFLER的FAG轴承，选用陕西理工学院毕业论文17型号HCB7009CTP4S，各参数如图所示规格为167545MMBDD,MMBMMD322,4545,取套筒的长度MMLMML37,10455DA10070,取MMA52则MMLMMD30,5256566MMDMMD50,427867至此已初步确定了轴的各段直径和长度7轴上零件的轴向定位齿轮采用平键连接,根据MMD2512,轮毂长度为MM527查机械设计课程手册查表1069/TGB键2578MMLHB（8）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表机械设计表152，取轴端倒角为451，各轴肩处的圆角半径如图所示（9）求轴上的载荷首先根据轴的结构图（图1），做出轴的计算简图（图2）在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取A值，对于HCB7009CTP4S角接触轴承，由手册中查的MMA16，因此作陕西理工学院毕业论文18为简支梁的轴支承跨距MMLMMLMML92,26,105321根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出轴的危险截面，现计算出截面的受力如下（1）计算I轴的自反力NFFFNHTNH3418,0922611NFFFFNHTNHNH43842,21MNDFMMA3242NFMFFNHRNH315,0922611NFFFFFNNHNH140,2212计算I轴上的弯矩和扭矩MNFMMNHHCHB98826,01MNFMMNVVCVB19826,01MNMMMMVCHCCB389,022MNDFTMT3023按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度即C处根据机械设计式155上述中的数据，以及轴陕西理工学院毕业论文19的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取60，轴的计算应力1330110,10433DWMPAWTMCCA前已选定轴的材料为40CR，调质处理，查机械设计表151查得MPA701，因此1CA故安全角接触轴承的计算由前面可知，角接触轴承型号HCB7009CTP4S，基本规格为MMBDD167545轴承的受力情况如下陕西理工学院毕业论文20由上表可知NFFFNVNHR7316321211NFFFNVNHR2438622222求轴承的计算轴向力21AAFF轴承派生的轴向力为RDFF6802211680,680RDRDFFFF2122933DADFFF则轴承1被压紧，轴承2被放松NFFFNFFADADA22933,629821122轴承2的受力较大，所以用轴承2来验算轴承的寿命，用轴承专用软件SPICAS2000IV进行寿命验算，验算结果如下（图1图2图3图4）（图1）陕西理工学院毕业论文21（图2）（图3）陕西理工学院毕业论文22（图4）（图5）由上图可知，所选轴承满足要求陕西理工学院毕业论文23键的校核（1）选择键连接的类型和尺寸，一般8级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选要平键连接。由于齿轮在轴端，选要普通平键（A型）根据D25MM机械设计手册查的键的规格2578LHB，采用单键连接，（2）校核键的连接强度，轴和轮毂的材料都是刚，查机械设计表62查得许用挤压应力MPP200100，键的工作长度MMBLL17825，采用单键连接，键与轮毂键槽的接触高度MMHK5,350，由机械设计式61MPKLDTP55451023，PP满足要求。422II轴的设计计算1求轴上的功率、转速、转矩MNTRNKWP8831MIN,/6000,20222初步确定轴的最小直径先按机械设计式153初步计算轴的最小直径，选择轴的材料40CR，调质处理，根据表机械设计表153，取1100A于是得MMNPAD43163220MIN取MMD20轴的结构设计陕西理工学院毕业论文24各轴段直径的确定（1）取MMLMMD17,171212，选轴承型号SHAEFFLERFAG轴承BT1804CTPAP4规格MMBDD73220两对,各参数如图所示2选取圆螺母型号5120M两对,MMM8套筒的长度取为6MM，则MML26728623陕西理工学院毕业论文253DA10070，取A2MM,MMBDLMMDM148,243434至此已初步确定了II轴的各段直径和长度4确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表152取轴端倒角451，各轴肩处的圆角半径如图所示5II轴和I轴的结构尺寸和材料相同，所以II轴的强度也同样满足423III轴的结构尺寸设计轴上的功率、转速、转矩MNTRNKWP30MIN,/6000,8518333作用在轴上的力根据结构的相对性，III轴上的齿轮与I轴上的齿轮受力情况相同冷却液孔尺寸的确定由于I轴的冷却液要流向III轴，VQD4式中的参数都不变，所以选D5MMIII轴的设计计算初步确定轴的最小直径先按机械设计表153初步估算轴的最小直径，选取轴的材料40CR,调质处理，根据机械设计表153取1100A50,4616134330MINMMNPAD陕西理工学院毕业论文26又因为MMD100的轴，由一个键槽，将轴径增大57,然后将轴径圆整为标准直径，查机械设计手册表1924，取D25MMIII轴的结构尺寸的确定1MMD2512,齿轮轮毂长度L275MM,圆螺母的型号MMMM10,5125,则53712L2DA10070选择III轴轴承HC71906CTP4S,规格MMBDD94730各参数如图所示陕西理工学院毕业论文27MMDMMLMMLMMLMMD48,21,34,281029,304545342323至此已初步确定了轴的各段直径和长度3确定轴上的圆角和倒角尺寸参考机械设计表152，取轴端倒角为451，各轴肩的圆角半径如图所示（4）轴上零件的轴向固定，齿轮采用平键连接，根据MMD2512，轮毂长度275MM，查机械设计手册表41选键25781096/LHBTGB。轴上的载荷首先根据轴的结构图，做出轴的计算简图，对于轴承HC71906CTP4S,计算各跨距,根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图,从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出轴的危险截面,计算出截面的受力如下陕西理工学院毕业论文28计算自反力NFFFNHNHT1893,1919251811NFFFFNHNHNH927,221MNDFMMA3242NFFFMNHNHR936,01919251811NFFFFNHRNHNH2761,221计算弯矩0,0,0CCVCHMMMMNFMNHBH617192MNFMNVBV414192MNTTT30,03按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度（即A处）根据机械设计式155及上述中的数据，以及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取60轴的计算应力1330,51110,1620343232MDWMPAWTMCCA前已选定轴的材料为40CR，调质处理，查机械设计表151查的MPA701，因此1CA故安全角接触轴承的计算由前面可知，角接触轴承选用HC91906CTP4S基本规格为MMBDD94730陕西理工学院毕业论文29轴承的受力情况如下由上表可知NFFFNVNHR211112121NFFFNVNHR119922222轴承的计算轴向力21AAFF，轴承的派生的轴向力RDFF680NFFNFFRDRD815680,143568022111281596DDAFNFF轴承1被压紧，轴承2被放松NFNFFADA81596,815122陕西理工学院毕业论文30轴承1的受力较大，所以用轴承1来验算轴承的寿命，用轴承专用软件SPICAS2000IV进行寿命验算，验算结果如下（图1图2图3图4）由图可知，所选轴承满足要求（图1）（图2）陕西理工学院毕业论文31（图3）（图4）陕西理工学院毕业论文32（图5）425键的校核由于III轴与I轴所选键的结构尺寸相同，所受力的大小和方向相同，所以III轴上的键同样满足强度条件。陕西理工学院毕业论文335输入轴刀柄结构的设计在高速切削加工已成为机械加工制造技术重要的环节。传统的BT刀具系统的加工性能已难以满足高速切削的要求。目前高速切削应用较广泛的有德国的HSK（德文HOHLSHAFTKEGEL缩写）刀具系统、美国的KM刀具系统、日本的NC5、BIGPLUS刀具系统等以上皆属于两面拘束刀柄。而刀具系统能在高速下进行切削加工，应满足以下基本条件1较高的系统精度2较高的系统刚度3较好的动平衡性从1987年开始，由德国阿亨工业大学机床实验室以及一些工具制造厂、机床制造厂、用户企业等30多个单位成立了专题工作组，在MWECK教授领导下开始了新型工具系统的研究开发工作。经过第一轮研究，工作组于1990年7月向德国工业标准组织提交了自动换刀空心柄标准建议。德国于1991年7月公布了HSK刀具系统的DIN标准草案，并向国际标准化组织建议制定相关ISO标准。1992年5月，国际标准化组织ISOT/TC29（工具技术委员会）决定暂不制订自动换刀空心柄的ISO标准。经过工作组的第二轮研究，德国于1993年制定了HSK工具系统的正式工业标准DIN69893。1996年5月，在ISO/TC29/WG33审议会上，制订了陕西理工学院毕业论文34以DIN69893为基础的HSK刀具系统的ISO标准草案ISO/DIS12164。经过多次修订后，于2001年颁布了HSK刀具系统正式ISO标准ISO12164。根据设计任务书上要求，角度头使用的是HSKA100刀柄，A型为自动换刀刀柄，适用于中等扭矩、中等转速的一般加工。具有供机械手加持的V形槽，有放置控制芯片的圆形孔，有内部冷却液通道，锥体尾部有两个传递扭矩的键槽。本设计采用DIN标准进行结构设计，可以看到，在DIN标准中，HSK刀柄圆锥部分由两个断面的直径（大端，小端），两个断面的位置尺寸及锥度110来控制。对应的主轴安装孔由大端直径，断面的位置尺寸，与锥度110所对应的锥角来控制。如图所示图51HSK刀柄陕西理工学院毕业论文356输出轴刀柄结构每一种弹性刀柄都配上相对应的ER弹簧筒夹使用。刀柄规格有ER16、ER20、ER25、ER32、ER40、ER50，则相对应的配套的筒夹是ER16、ER20、ER25、ER32、ER40、ER50的筒夹。设计题目规定使用的是ER25筒夹，则可夹持范围为直径116MM的刀具。如图所示ER25筒夹和UM螺帽结构图图61ER筒夹结构尺寸图图62UM螺帽尺寸图陕西理工学院毕业论文367角度头的安装角度头安装时主要依靠角度头上的HSK刀柄和油路刀柄。HSK锥柄夹紧时，主轴内的夹紧单元整体进入锥柄的空心孔中，然后涨开心轴向上退出，将卡爪涨开与锥柄孔内的30内锥面接触，首先使锥度为1998的锥柄大端与主轴锥孔接触，涨开心轴再向上退出时使法兰端面与主轴端面接触，最后卡爪将锥柄完全张开，再加上锥柄是中空的，使刀柄重量减轻很多。短锥柄使自动换刀的路径减少一半，有利于缩短换刀时间，提高加工效率。HSK刀柄定位精度高，轴向和径向跳动不大于0002MM；静、动态刚度高于7、24锥柄；尺寸小、重量轻、换刀速度快；经动平衡可满足高速加工的要求。油路刀柄的主要作用是对角度头在主轴上的定位，利用定位块连接油路刀柄将整个角度头的壳体和主轴连接起来。陕西理工学院毕业论文37致谢在毕业设计完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师彭老师老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意在学校的学习生活即将结束，回顾四年来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢在毕业设计工作中，遇到了许许多多这样那样的问题，有的是专业上的问题，有的是论文格式上的问题，一直得到彭老师的亲切关怀和悉心指导，使我的论文可以又快又好的完成，彭老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘我的彭老师对我的亲切关怀和悉心指导，再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助值此毕业设计完成之际，谨向彭老师致以最崇高的谢意最后，衷心地感谢在百忙之中评阅毕业设计和参加答辩的各位专家、教授陕西理工学院毕业论文38参考文献1孙学职,汤宗法怎样使立铣头在不同方向转动任意角度J机械工人，冷加工，1959,（08）P45492侯慧人铣床回转部位“0”位误差的弊病（一）J机械工人，冷加工，1981，（9）P50533侯慧人铣床回转部位“0”位误差的弊病（二）J机械工人，冷加工，1981,（10）P48534朱明阳万能铣头工作角度的计算J华侨大学学报，1999，（01）P1091125北京正科科技有限公司角度铣头及其技术J现代制造，2004，（16）P37396王险锋万能角度镗铣头的设计J机械工程师，2002，（10）P53547倪爱礼，徐增豪，余为民，韦连山一种龙门加工中心的立卧复合镗铣头设计J机械，2007，（11）P6263898韩国玲角度头刀具在数控加工中的应用J制造技术与机床，2007，（11）P839帕莱克帕莱克与格瑞德签署合作协议J工具技术，2010，（3）P910陈振玉，周小青基于模具加工的VMC1100立式加工中心的设计和改进J组合机床与自动化