泵蓋鉆孔組合機床設(shè)計
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1、I摘摘 要要我的畢業(yè)設(shè)計題目是:泵蓋鉆孔組合機床設(shè)計組合機床是以通用部件為基礎(chǔ),配以少量的專用部件,對一種或若干種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的機床。設(shè)計過程包括被加工零件的工藝分析,機床配置形式的選擇,切削用量的確定,刀具的選擇,組合機床的總體設(shè)計,多軸箱齒輪的排布。此外,我還繪制了 4 張圖紙,分別為工序圖,加工示意圖,機床聯(lián)系尺寸圖,多軸箱圖,還有一張生產(chǎn)率計算卡。我本次設(shè)計的重點是多軸箱的設(shè)計,多軸箱是組合機床的重要組成部分,它是選用通用部件,按專業(yè)要求設(shè)計的,其用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應(yīng)的附加結(jié)構(gòu)的,它通用按一定速度比排布傳動齒輪,把動力以動力部件動力頭、動力箱、電動機等
2、、傳遞給各個工作主軸,使其獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。在總體的設(shè)計過程中,對機床的夾具方案也有所考慮,選擇合理的定位方式,保證工件位置正確且裝卸方便,且保證夾具結(jié)構(gòu)簡單成本低,從而體現(xiàn)組合機床自動化程度高,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,勞動強度低,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,工作可靠,使用和維修方便等特點。關(guān)鍵詞:組合機床 工藝方案 生產(chǎn)率 多軸箱IITitle:Title: BoreholeBorehole PumpPump CoverCover CombinationCombination MachineMachine BedBed DesignDesignAbstractAbstractMy topic of
3、design project for graduation is:Borehole Pump cover combination machine bed design.The aggregate machine-tool is take the general part as a found,mathches by the few special-purpose parts,according to the working-prcedure which determined in adcance carries on the processing to one kind of or certa
4、in kind of work pieces the engine bed. the design process including is processed the components the craft analysis,the engine bed configuration form choice,the cutting specifications deter min at on,the cutting tool choice,the aggregate machine-tool system design,the jig design,many gears distributi
5、on.In add it on,I have also drawn up 4 blue prints,respectively be drill hole working procedure chart,processing schematic drawing ,engine bed relation dimensional drawing,jig chart,many gears row of butut,but also some productivity computation card.My this design key point is the Multi-axle box.Com
6、bination of multi-axle box is an important componet of the machine,it is the choice of generic components,according to special requirements of design,and its work for the machine tool spindle arrangement and transmission parts and the corresponding additional structure,which GM row faster than a cer
7、tain cloth gear,the driving force to power parts-head,power boxes,motors and so on,all work delivered to the spindle so that it as required,such as speed and steering.In totally design process,have the consideration to the tongs project of the machine bed,choose the reasonable method of fixed positi
8、on,guarantee the work by having a right position and pack to unload convenient and guarantee construction simple and cost low of the tongs,thus give expression to the high automation degree,the high of producing sfficiency ,the stable of product quantity,the low of labor strength,the stable of const
9、ruction,work dependable,use and maintain convenience etc.IIIKeyKey wordword:Aggregate machine-tool; process program; productivity computation card; Multi-axle box目目 錄錄1 組合機床總體設(shè)計方案.11.1 零件分析.11.1.1 被加工工件的技術(shù)要求.11.1.2 結(jié)構(gòu)方案分析和定位方案的選擇.11.1.3 選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的事項.11.1.4 確定夾壓位置應(yīng)注意的問題.11.2 工藝分析.21.2.1 工藝分析.21.3
10、 確定機床的配置形式.31.3.1 組合機床部件的選擇.31.3.2 不同配置型式組合機床的特點及適應(yīng)性.31.4 確定切削用量及刀具的選擇.41.4.1 確定切削用量時應(yīng)注意的問題.51.4.2 組合機床切削用量選擇及計算.52 組合機床的總體設(shè)計.72.1 被加工零件工序圖的繪制.72.1.1 尾座體蓋工序圖.72.2 軸箱體的加工示意圖繪制.82.2.1 繪制加工示意圖的作用和內(nèi)容.82.2.2 加工示意圖的畫法及注意事項.92.2.3 選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注相關(guān)的位置及尺寸.92.2.4 確定動力部件的工作循環(huán).102.3 機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制.112.3.1 動力部件的選擇
11、.112.3.2 夾具輪廓尺寸的確定.122.3.3 機床的裝料高度.122.3.4 中間底座輪廓尺寸.132.3.5 主軸箱輪廓尺寸的確定.132.4 編制生產(chǎn)率計算卡.132.4.1 機床負(fù)荷率.15負(fù)2.4.2 編制生產(chǎn)率計算卡.153 組合機床主軸箱設(shè)計.173.1 多軸箱設(shè)計的原始依據(jù):.173.2 選擇主軸結(jié)構(gòu)型式.183.2.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求.193.3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算.203.3.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求.20I3.3.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計.213.3 潤滑系統(tǒng)的設(shè)計.224 專用夾具.234.1 概述.234.1.1 機床夾具的作用.234.1.2 機床夾具的分類
12、.234.1.3 專用機床夾具的組成.244.2 工件在夾具中的定位.244.3 工件在夾具中的夾緊.254.3.1 夾緊裝置的組成和要求.254.3.2 夾緊力的確定.254.3.3 夾緊力的計算.254.3.4 切削力的計算.274.4 聯(lián)動夾緊機構(gòu).274.4.2 聯(lián)動夾緊機構(gòu)的分類.27畢業(yè)設(shè)計心得體會.29參考文獻(xiàn).3001 組合機床總體設(shè)計方案組合機床總體設(shè)計方案1.1 零件分析零件分析被加工工件:泵蓋材 料:HT200 硬度 HB190-241生產(chǎn)綱領(lǐng) :5.5 萬件/年(單班)1.1.1 被加工工件的技術(shù)要求1.保證孔對基準(zhǔn)中心的位置度。92.保證孔的加工精度。91.1.2 結(jié)
13、構(gòu)方案分析和定位方案的選擇組合機床是針對某種零件或某道工序而設(shè)計的。在設(shè)計前應(yīng)仔細(xì)分析被加工零件的結(jié)構(gòu),合理地選擇最佳定位基準(zhǔn),以確保加工精度的要求。同時也有利于實現(xiàn)最大限度的集中工序,可以減少機床的臺數(shù)。從而也可以降低工件的生產(chǎn)成本。1.1.3 選擇定位基準(zhǔn)的原則及應(yīng)注意的事項1.應(yīng)盡量選擇零件設(shè)計基準(zhǔn)作為組合機床加工的定位基準(zhǔn)。從而可以減少由基準(zhǔn)選擇不佳而產(chǎn)生的誤差,保證加工精度。但對于某些特殊工件,可以改用其它基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。2.選擇定位基準(zhǔn)時應(yīng)確保工件定位穩(wěn)定。盡量選用已加工過的較大平面為定位基準(zhǔn),這點對于工件加工尤為重要。3.統(tǒng)一定位基準(zhǔn)的原則。即在各臺機床上盡量采用同一定位基準(zhǔn)來加
14、工零 鑒賞不同表面的孔或?qū)ν槐砻嫔系目淄瓿刹煌墓ば?。這對工序多的箱體類零件加工尤為重要。1.1.4 確定夾壓位置應(yīng)注意的問題1.在選擇定位基準(zhǔn)面同時,要合理選擇出夾壓位置的基準(zhǔn)面。此時應(yīng)注意的問題如下: 1保證零件夾壓后定位穩(wěn)定。為使工件加工過程中不產(chǎn)振蕩和移動,夾壓力要足夠大,2.壓點應(yīng)均勻分布在夾壓合力落在定位平面上。盡量避免夾壓力過大而造成工件夾壓后產(chǎn)生變形。盡量消除其對加工精度的影響。 1.2 工藝分析工藝分析1.2.1 工藝分析工藝分析是設(shè)計組合機床最重要的一步,必須認(rèn)真分析被加工零件的工藝過程。深入生產(chǎn)現(xiàn)場,全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、定位基準(zhǔn)選擇、夾緊方式、加工部位、工藝方
15、法和加工過程中所用的刀具、切削用量及生產(chǎn)率等。對于本次設(shè)計的零件泵蓋的加工工序為: 鉆孔91加工精度的要求由于加工孔之間軸線的平行度要求較高而采用單工位方法,一次定位,可以減少一定的誤差。2.被加工零件大小形狀特點,加工部位特點要求。 被加工零件的特點,主要依據(jù)零件的材料、硬度、加工部件的結(jié)構(gòu)形狀、零件剛性、定位基準(zhǔn)面的特點。本工件為 HT200,硬度 HBS190-241,孔中心線與定位基準(zhǔn)面垂直,夾緊方式為液壓夾緊。這些特點在很大的程度上決定采用臥式機床、立式或傾斜式機床。一般來說,加工孔的中心線與定位基面平行且需由一面或幾面加工箱體件宜采用臥式機床。所以本次對鉆孔組合機床設(shè)計采用了臥式組
16、合機床。本道工藝的夾緊也非常方便,可以利用上一道工序的加工特點。采用內(nèi)孔定位、端面定位、另一端面夾緊。可使工件定位可靠、夾緊方便、裝卸方便和工藝裝備簡單。根據(jù)上述被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程及生產(chǎn)率,可確定機床的配置形式為單工位臥式單面組合機床,這種配置形式可達(dá)到較高的加工精度,對于精加工機床的夾具公差,一般加工零件的,對于粗加工機床采用固定式導(dǎo)5131向,能達(dá)到。mm2 . 021.3 確定機床的配置形式確定機床的配置形式根據(jù)被加工工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、工藝過程方案及生產(chǎn)率等,可大體確定組合機床的配置型式。一般來說,定位基準(zhǔn)是水平的,且被加工工件與定位基準(zhǔn)平行采用臥式組合機床
17、;垂直時應(yīng)采用立式組合機床。保證排屑順暢、操作簡單以及其它具體方面都應(yīng)簡單、方便。根據(jù)加工部位的特點,孔的直徑相同且在同一加工面內(nèi)位置度要求降低,并且使其設(shè)計的組合機床完全可以滿足其要求。由于軸箱體的結(jié)構(gòu)不是十分復(fù)雜。而且又是單面加工。所以采用單工位臥式組合機床可完全達(dá)到本道工序加工的技術(shù)要求。臥式組合機床優(yōu)點是加工和裝備配置的工藝性好,安裝調(diào)整與運輸比較方便;其缺點是削弱了床身剛性。但是這個弊端通??衫眉訌姴考倪B結(jié)部分的剛度來補償。不同的工藝安排,動力部件的不同配置可能會產(chǎn)生多種配置方案,但是不同的配置方案將對機床的復(fù)雜程度、通用化程度、結(jié)構(gòu)工藝性加工精度以及經(jīng)濟(jì)效果等等都有著不同程度的
18、影響。 1.3.1 組合機床部件的選擇本次設(shè)計的組合機床采用臥式床身。滑臺安裝在側(cè)底座上,底座和中間底座用螺釘聯(lián)為一體,滑臺與側(cè)底座間有一個厚的調(diào)整墊。采用調(diào)整墊對機床的制造mm5和維修都很方便。因為當(dāng)滑臺導(dǎo)軌面磨損或重新組裝時,必須取下滑臺導(dǎo)軌面重新修刮并更換調(diào)整組。使之恢復(fù)應(yīng)有高度即可,而且滑臺可使用較好的材料(耐磨性較好的鑄鐵) ,而側(cè)底座可使用較差的一些材料。1.3.2 不同配置型式組合機床的特點及適應(yīng)性(1) 單工位組合機床 各種型式的單工位組合機床,具有固定式夾具,通常可安裝一個工件,特別適用大、中型箱體類零件的加工。根據(jù)配置動力部件的型式和數(shù)量,這種機床可分為單面、多面及復(fù)合式。
19、利用多軸箱同時從幾個方向3(面)對工件進(jìn)行加工。但其機動時間不能與輔助時間重合,因而生產(chǎn)率也比多工位機床低。由于本次設(shè)計的工件較大以及其它方面的要求,正適合選用單工位組合機床。(2) 多工位組合機床 主要適用于中、小零件加工。所以不能定為本次設(shè)計的選擇對象。1.4 確定切削用量及刀具的選擇確定切削用量及刀具的選擇切削用量是否合理,對組合機床的加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用度、機床的布置型式及正常工作有很大影響。組合機床切削用量的選擇特點:1.大多數(shù)情況下組合機床為多軸、多刀、多面同時加工。因此所選用的切削用量要比一般萬能機床單刀加工低 30%左右。2.組合機床多軸箱上所有刀具共同一個進(jìn)給系統(tǒng),通常
20、為標(biāo)準(zhǔn)滑臺。工作時要求所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同,并且等于標(biāo)準(zhǔn)滑臺的每分鐘進(jìn)給量。這個每分鐘進(jìn)給量應(yīng)是適用于所有刀具的平均值。即 1122nfnffiivfn式中: 各主軸轉(zhuǎn)速;innn,2, 1min)(r各主軸進(jìn)給量;ifff,21)(rmm 滑臺每分進(jìn)給量 。 fvmin)(mm3.組合機床切削用量選擇及計算(1).切削力 F、切削轉(zhuǎn)矩 M、切削功率 P、刀具耐用度 T 的計算公式由組合機床設(shè)計可知計算公式如下: 6 . 08 . 026HBfDF (1-1)6 . 08 . 09 . 110HBfDM (1-2)DMvP9740 (1-3)83 . 155. 025. 0)9600(H
21、BfvDT (1-4)式中:F切削軸向力(N); D鉆頭直徑(mm); f每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r);4M切削轉(zhuǎn)矩(N.mm); P切削功率(KW); T刀具耐用度(min); v切削速度(m/min),通常根據(jù)鉆孔深度 L 考慮修正系數(shù)kv(表3-14),;vkvv公稱HB零件的布氏硬度值,通常給出一個范圍。對于公式(1-1)(1-3)取最大值; 對于公式(1-4)取最大硬度減去硬度偏差值的 1/3. 1.4.1 確定切削用量時應(yīng)注意的問題1盡量做到合理利用所有刀具,充分發(fā)揮其性能,鉆孔要求切削速度高而每分鐘進(jìn)給量小。2選擇切削用量時應(yīng)注意零件生產(chǎn)批量的影響,生產(chǎn)率要求不高時就沒有必要將切削用量
22、選的太高,以免降低刀具耐用度。3對于復(fù)雜的刀具切削用量應(yīng)考慮刀具的使用壽命;進(jìn)給量按刀具最小直徑選擇;切削速度按最大直徑選擇。4切削用量選擇應(yīng)有利于多軸箱設(shè)計,還必須考慮動力滑臺性能。1.4.2 組合機床切削用量選擇及計算1確定切削力由組合機床設(shè)計表(3-7)用高速鋼鉆頭加工鑄鐵的切削用量,查取在HT200 鑄鐵上鉆 9mm 孔的切削速度。根據(jù)工件材料可選公稱 f=0.14mm/r vmin13mL/D=30/9=3.33 由組合機床設(shè)計P62頁查取為, . vk8 . 09 . 09 . 00k7 .239190/241241HBmin9 .119 . 013計算硬度公稱mmvv切削速度:v
23、=11.9m/min 由此修正系數(shù) Kv=0.9,Vc=13m/min進(jìn)給量:f=0.15mm/r 5min/4 .6414. 0460:min/460914. 3/131000/1000:1000/:mmnfvfrdVcndnVc式中 n主軸轉(zhuǎn)速(r/min)f主軸進(jìn)給量(mm/r)vf滑臺每分鐘進(jìn)給量(mm/min)由此可計算出: 6 . 08 . 026HBfDF N12972394 . 09266 . 08 . 06 . 08 . 09 . 110HBfDM min.361123914. 09106 . 08 . 09 . 1Nmin4 . 239. 223914. 09 . 1199
24、600960083 . 155. 025. 083 . 155. 025. 0HBfvDTKWDMVP17. 0997401336119740KWPP02. 117. 046 電機功率 , , 取電NP8 . 09 . 09 . 0KWN13. 19 . 09781. 0電總軸向力NF7782129766由此可初步定義主軸直徑,由組合機床設(shè)計頁表(3-19)中公式73P B 取1004MBd 3 . 7 mm89.1710036113 . 74由組合機床設(shè)計頁表(3-22)查取主軸直徑為。75Pmm2062 組合機床的總體設(shè)計組合機床的總體設(shè)計(三圖一卡)(三圖一卡) 組合機床總體設(shè)計方案包括
25、繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率計算卡。2.1 被加工零件工序圖的繪制被加工零件工序圖的繪制被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案表示一臺機床自動完成的工藝內(nèi)容,加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求,加工的定位基準(zhǔn),夾緊部位及被加工零件的材料、硬度、重量及在本工序前毛坯或半成品情況的圖紙。它是組合機床設(shè)計的主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)條件。2.1.1 尾座體蓋工序圖1.被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容被加工零件工序圖是根據(jù)選定工藝方案。表示一臺組合機床式自動線完成工藝內(nèi)容、加工部位尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件
26、材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或半成品情況的圖紙。它不能用用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替,而須在原零件圖基礎(chǔ)上突出本機床自動線加工內(nèi)容,加上必要的說明而繪制的。它是組合機床設(shè)計主要依據(jù),也是制造、使用、檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。在工序圖上應(yīng)表示:(1)被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機床設(shè)計有關(guān)的部位結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。(2)加工用定位基準(zhǔn),夾壓部位及夾壓方向。(3)本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀、位置、尺寸精度及技術(shù)要求,還包括本道工序?qū)η肮ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)) 。(4)必要的文字說明(即被加工零件編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位余量等) 。被加工工件泵蓋的工序
27、圖見圖紙 A1所示。2.繪制被加工零件工序圖的注意事項(1)為了使被加工零件工序圖清晰明了,一定要突出該機床的加工內(nèi)容,繪制時應(yīng)按一定比例(本圖選用 1:2 比例)選擇足夠視圖及剖視,突出加工部位(加工孔)用粗實線表7示,并把零件輪廓及與機床、夾具設(shè)計有關(guān)的部位用細(xì)實線表示清楚、凡在本工序要保證的尺寸、角度、均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫粗實線標(biāo)記,加工用定位基準(zhǔn)符號用“ ”表示,夾壓位置及方向符號“”和“”表示,輔助支承符號用“ ”表示,具體詳見該零件工序圖所示。(2)加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為了便于加工及檢查,尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注,而不采用極坐標(biāo)系。但有時因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重
28、合則須對加工部門要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外應(yīng)將零件圖上不對稱位置尺寸公差換算成對稱尺寸公差,其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面。一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度,二是要采用組合機床能夠加工出來,以便在進(jìn)行夾具和主軸箱設(shè)計時,確定導(dǎo)向孔與位置坐標(biāo)尺寸。(3)應(yīng)注明零件加工對機床提出的某些特殊要求。2.2 軸箱體的加工示意圖繪制軸箱體的加工示意圖繪制2.2.1 繪制加工示意圖的作用和內(nèi)容零件的加工工藝方案是通過加工示意圖反應(yīng)出來的。加工示意圖表示被加工零件在機床的加工過程、刀具、輔具的布置狀況以及工件、刀具、夾具等機床各部件間的相對位置關(guān)系,機床的工作行程及工作循環(huán)等。加工示意圖是組合機床設(shè)計的
29、主要圖紙之一,在總體設(shè)計中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、多軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計及通用部件選擇的主要原始資料,也是整臺組合機床布局和性能的原始要求。同時還是調(diào)整機床、刀具、及鉆孔的依據(jù)。其主要內(nèi)容如下:(1)應(yīng)反映機床的加工方法、加工條件及加工過程。(2)根據(jù)加工部位特點及加工要求,決定刀具類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸(直徑和長度) 。(3)決定主軸的結(jié)構(gòu)、類型、規(guī)格、尺寸及外伸長度。(4)選擇標(biāo)準(zhǔn)式設(shè)計專用接桿、浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、靠模裝置、刀桿和托架等。并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。(5)標(biāo)明主軸、接桿(卡頭) 、夾具(導(dǎo)向)與工件之間的聯(lián)系尺寸和配合精度。(6)根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料
30、等特點,合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。(7)決定機床動力部件的工作循環(huán)及工作行程。泵蓋鉆 6 個孔的加工示意圖見 A1所示。82.2.2 加工示意圖的畫法及注意事項(1)加工示意圖的繪制順序是:先按比例(本圖為 1:1)用細(xì)實線繪出工件部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖,加工表面用粗實線畫,為簡化設(shè)計,相同加工部位的加工示意圖指對同一規(guī)格的孔加工用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等規(guī)格尺寸精度完全相同允許只表示其中之一。即同一多軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可以只畫一根,但必須在主軸上標(biāo)注軸號(與工件孔號相對應(yīng)) ,當(dāng)軸數(shù)較多時可縮小比例,用細(xì)實線畫出工件加部位簡圖,并標(biāo)注孔號,以便設(shè)計和調(diào)整機床。(2)在加工示意圖上
31、,主軸分布可不按真實距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需要設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時,相鄰主軸必須按嚴(yán)格比例繪制,以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向等是否干涉。(3)主軸應(yīng)用多軸箱端面畫起。刀具通過加工終了位置,標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫外輪廓,并須加注規(guī)格代號。對一些專用結(jié)構(gòu)須剖視,并標(biāo)注尺寸、精度及配合。2.2.3 選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注相關(guān)的位置及尺寸(1)刀具的選擇根據(jù)接頭體工件的材料和加工尺寸精度、表面粗糙度、切屑的排除及生產(chǎn)率要求等因素選擇。 查金屬機械加工工藝人員手冊選取錐柄麻花鉆刀具如圖所示: 如圖所示:d=9mm L=188mm l1=107mm根據(jù)給定零件特點,所加工孔為
32、 9mm92.2.4 確定動力部件的工作循環(huán)是指加工時動力部件從原始位置的動作過程。包括快速進(jìn)給、工作進(jìn)給、快速退刀等動作。(1)工作進(jìn)給長度的確定工作長度工等于工件加工部位長度 (多軸加工時應(yīng)按最長計算)與刀具切入ll長度1和切出長度2之和。ll切入長度1根據(jù)本工件端面誤差情況分析選取1=12mm ;ll因為本機床是專用鉆孔機床,所以螺紋孔無須攻透,切出長度2=9。 工12+ =9+30+12=50;lllll具體如下圖所示: (2)快退長度的確定快速退刀長度等于快進(jìn)和工進(jìn)長度之和??焱碎L度必須保證刀具在攻絲完畢后,必須回到初始位置,而不影響工件裝卸;快速進(jìn)給是指動力部件把主軸連同刀具以原始
33、位置送入到工作位置,其長度按具體情況而定。10所以 快退長度快進(jìn)長度工進(jìn)長度mm16050110(3)動力部件的總行程長度 動力部件的總行程除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)和工作行程外,還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便,即考慮前后備量。前備量是指因刀具磨損或補償制造安裝誤差,動力部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。所以根據(jù)加工要求選擇前備量為;后備量是指刀mm20具從接桿或接桿連同刀具一起從主軸孔中所需的軸向距離。所以根據(jù)加工要求選擇后備為。mm220所以, 總快退前后llllmm400220201602.3 機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制機床聯(lián)系尺寸圖清楚地表明了機床的型式和布局,規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相
34、互間的裝配關(guān)系和運動關(guān)系,以檢驗機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求,通用部件的選擇是否合理,并為進(jìn)一步開展主軸箱、夾具等設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡化的機床總圖。它表示機床的配置型式及總體布局。聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下:以適當(dāng)數(shù)量的視圖按同一比例畫出機床各主要組成部件的外形輪廓及相關(guān)位) 1 (置,表明機床的配置型式及總體布局、主視圖的選擇應(yīng)與機床實際加工狀態(tài)一致。圖上應(yīng)盡量減少不必要的線條及尺寸。但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專用部件)2(的主要輪廓尺寸、運動部件的極限位置及行程尺寸,必須完整齊全。至于各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫出,留在具體設(shè)計部件時完成。 為便于開展部件設(shè)計,聯(lián)系尺
35、寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號,電動機型)3(號、功率及轉(zhuǎn)速,并注明機床部件的分組情況及總行程。2.3.1 動力部件的選擇組合機床的動力部件是配置組合機床的基礎(chǔ)。組合機床動力部件包括實現(xiàn)刀具主軸旋轉(zhuǎn)的主運動的動力箱,各種工藝切削頭及實現(xiàn)進(jìn)給運動的動力滑臺,具體選擇如下:11(1)選擇動力箱由組合機床設(shè)計附表選擇動力箱為。電電NKW13. 124P)152( 32ITD動機型號 Y100L-6,功率,電機轉(zhuǎn)速為 940r/min,動力箱輸出軸轉(zhuǎn)速KWN5 . 1;動力箱與動力滑臺結(jié)合面尺寸:多軸箱的厚度為、高度為min470rmm325、寬度為。動力箱輸出軸距箱底面高度為mm400mm400mm
36、140(2)選擇動力滑臺計算得出7782N 查組合機床設(shè)計頁表,可612976FF16P)42( 知 1HY32-1 型滑臺總行程為,其具體性能參數(shù)如下:mm400臺面寬,臺面長,行程長,滑座長,允許最大進(jìn)mm320mm630mm400mm790給力為,快速行程速度為,工進(jìn)速度范圍為。NF12500進(jìn)min12mmin65020mm配套通用部件)3(側(cè)底座、其高度、寬度為、長度3211CCmmH560mmB520mmL1180繪制聯(lián)系尺寸圖應(yīng)考慮的主要問題:繪制聯(lián)系尺寸圖,一般是在已畫出被加工零件工序圖、加工示意圖,并初選動力部件及與其配套的通用部件之后進(jìn)行的。對于機床的某重要尺寸也應(yīng)在畫聯(lián)系
37、尺寸圖之前的方案設(shè)計階段初步確定,如機床的裝料高度 H,多軸箱輪廓尺寸及夾具輪廓尺寸等。尤其對于加工精度要求較高,比較復(fù)雜的組合機床,往往需要預(yù)先畫出夾具方案的詳細(xì)草圖以確定其主要輪廓尺寸。2.3.2 夾具輪廓尺寸的確定夾具輪廓尺寸的確定主要是指夾具底座和長 寬 高,根據(jù)工件的尺寸、形狀、具體結(jié)構(gòu)及考慮布置下保證加工要求的定位、限位、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)及與其它部件的聯(lián)系尺寸最后確定。關(guān)于夾具的詳細(xì)資料將在夾具的具體方案設(shè)計中體現(xiàn)出來。2.3.3 機床的裝料高度機床的裝料高度是指機床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。設(shè)計組合機12床時裝料高度 H 應(yīng)考慮的主要因素是:應(yīng)與車間運送工件的滾道相適
38、應(yīng),工件最低孔位置,主軸最低高度和選用通用部件、中間底座、夾具等高度限制。由于本次設(shè)計受四個孔的位置影響。即四個孔的中心線,裝料高度選取了。此時工mmH955人操作時可加腳踏板以便操作者裝卸工件和調(diào)整機床、刀具方便。2.3.4 中間底座輪廓尺寸中間底座輪廓尺寸要滿足夾具在其上面安裝過程的需要,所選長度方向尺寸要依據(jù)動力部件(滑臺和滑座以及其配套部件側(cè)底座)的位置關(guān)系。照顧各部件聯(lián)系尺寸的合理性來確定。非常重要的一定要保證加工終了位置時,工件端面至主軸箱端面的距離不小于加工示意圖的要求。本次設(shè)計這一距離為,同時考慮動力部mm383件處于加工終了位置時,主軸箱與夾具外輪廓間應(yīng)有利于機床調(diào)整和維修的
39、距離,為了便于切屑和冷卻液回收。中間底座長, 高。mm710mm560中間底座輪廓尺寸為5604507102.3.5 主軸箱輪廓尺寸的確定繪制主軸箱時,著重確定的尺寸就是主軸箱的寬度 B 和高度 H。據(jù)機床設(shè)計手冊選取主軸箱輪廓尺寸為:400400HB2.4 編制生產(chǎn)率計算卡編制生產(chǎn)率計算卡根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度、切削用量、動力部件的快速及工進(jìn)速度等,就可以計算機床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡,用以反映機床的加工過程、完成每一動作所需要的時間、切削用量、機床生產(chǎn)率及機床負(fù)荷率等。1.理想生產(chǎn)率1Q指完成年生產(chǎn)率綱領(lǐng) A(包括各種品及廢品率在內(nèi))所要求的機床生產(chǎn)率。它與全年工時
40、總數(shù)有關(guān),一般情況下,單班制生產(chǎn) K 取 2350h,兩班制生產(chǎn),KhK4600取則 )(40.232350550001hKAQ件132.實際生產(chǎn)率Q指實際設(shè)計機床每小時實際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 )(60hTQ件單式中: 生產(chǎn)一個零件所需的時間,它可根據(jù)下式計算:單T(min) (min)2211裝卸移快退快進(jìn)停輔切單ttvLLtvLvLttTfkff式中:、分別為刀具第、第工作進(jìn)給行程長度;1L2L)(mm 、分別為刀具第、第工作進(jìn)給量;1fv2fv)min(mm 當(dāng)加工沉孔、止口,锪窩、倒角、光整表面時,動力滑 停t 臺在死擋鐵上的停留時間,通常指刀具在加工終了時無 進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)所需時間
41、;105r(min) 、分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度;快進(jìn)L快退L)(mm 動力部件快速行程速度。采用機械動力部件取fkv液壓動力部件取;)min(86m)min(124m 直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間,一般可取移t;min1 . 0 工件裝卸(包括定位、夾壓及清除鐵屑等)時間,它取決裝卸t于工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。根據(jù)各類組合機床的統(tǒng)計,一般取。min5 . 15 . 0 裝卸移快退快進(jìn)停輔切單ttvLLtvLvLttTfkff2211 12000/ )160110(5 . 11 . 00114/5014 =2.06min. )(29.1306. 2606
42、0小時件單TQ2.4.1 機床負(fù)荷率負(fù)當(dāng)時,計算二者的比值即為負(fù)率。QQ 1 QQ1負(fù)%80.3313.294 .23根據(jù)組合機床的使用經(jīng)驗,適宜機床負(fù)荷率為,但本次設(shè)計由負(fù)90. 075. 0于客車廠年生產(chǎn)緩沖桿座的數(shù)量不大,所以機床負(fù)荷率偏小,可見機床的工作效率可進(jìn)一步提高。2.4.2 編制生產(chǎn)率計算卡生產(chǎn)率計算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機床上的加工過程、工作時間、機床生產(chǎn)率、機床負(fù)荷率的簡明表格。具體內(nèi)容如下頁表所示:157654321序號被加工零 件卸下工件松開工件動力部件快退左動力部件工進(jìn)左動力部件快進(jìn)工件定位、夾緊裝入工件工步名稱工序名稱材 料名 稱圖 號1被加工零件數(shù)(個
43、)9加 工直徑(mm)20加工長度(mm)16050110工作行程(mm)本機床裝卸工件時間取為 1.5min11.9切削速度m/min鉆孔HT200泵蓋460每分鐘轉(zhuǎn)速r/min0.14每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/r負(fù)荷率機床理想生產(chǎn)率 Q1機床實際生產(chǎn)率 Q單件總工時100006410000每分鐘進(jìn)給量mm/min工序號硬度毛坯重量毛坯種類0. 430.43機動時間1.62890.80.0510.01590.0110.0510.7輔助時間80.33%23.4(件/小時)20589(件/小時)2.0589共計工時(min) HB 163-229灰鑄件163 組合機床主軸箱設(shè)計組合機床主軸箱設(shè)計主軸箱是組
44、合機床的重要組成部分,它是選用通用部件,按專用要求進(jìn)行設(shè)計的,其用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應(yīng)的附加機構(gòu)的。它通過按一定速比排布傳動齒輪,把動力以動力部件動力頭、動力箱、電動機等、傳遞給各工作主軸,使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等。主軸箱輪廓尺寸 400 400mm。由箱體、主軸、傳動軸、齒輪、軸套和通用(專用)的附加機構(gòu)組成。主軸箱厚度為 325mm。主軸 1、2、3、4、5、6 傳動軸 7、8驅(qū)動軸 0 其作用是供更換、調(diào)整刀具和主軸箱裝配及維修檢查主軸精度時回轉(zhuǎn)主軸用。主軸箱前蓋厚 55mm,后蓋厚 90mm,箱體厚 80mm。材料:HT15-33主軸材料 40Gr 鋼,熱處理 C4
45、2。傳動軸材料用 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理 T215。齒輪均用 45 鋼,熱處理為齒部高頻淬火 G54。鍵是用來聯(lián)接軸與帶轂零件(如帶輪、齒輪等)的主要用來實現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩。本設(shè)計中,主軸箱中的各軸與齒輪的聯(lián)接均采用導(dǎo)向平鍵,具體型號標(biāo)準(zhǔn)由機械零件設(shè)計手冊288 頁表 3.25 中查取3.1 多軸箱設(shè)計的原始依據(jù):多軸箱設(shè)計的原始依據(jù):多軸箱設(shè)計的原始依據(jù)圖,是根據(jù)“三圖一卡”整理編制出的,包括設(shè)計的原始要求和已知條件。在已經(jīng)編制的“三圖一卡”中有: I多軸箱輪廓尺寸 400 400mm II工件輪廓尺寸及各加工孔的位置尺寸。 III工件與多軸箱的位置尺寸。 其中的一些重要數(shù)據(jù)如下:(1) 名
46、稱:泵蓋17材料:HT200硬度:HBS190-241(2) 主軸外伸尺寸:115mm,直徑為 30。切削用量:v=11.9m/min , n=460r/min , f=0.14mm/r (3)動力部件:動力箱 1TD32 型,電動機為 Y100L-6 型,功率 1.5KW,轉(zhuǎn)速 940r/min,輸出軸轉(zhuǎn)速 470r/min,輸出軸距離箱底面距離為140mm.多軸箱的原始依據(jù)圖應(yīng)包含以下內(nèi)容:1)所有主軸的位置尺寸及工件與多軸箱的相關(guān)尺寸。在標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時,首先保證多軸箱與被加工零件在機床上是面對面擺放的,所以多軸箱橫截面上的水平方向尺寸應(yīng)與被加工零件工序圖的水平尺寸方向相反。其
47、次由于多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的尺寸基準(zhǔn)一般不相重合,要根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn),并標(biāo)注出其相對位置關(guān)系尺寸。2)圖上要標(biāo)注主軸的轉(zhuǎn)向。標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋,所以要求主軸一般為逆時針轉(zhuǎn)向,逆時針可不標(biāo),一般只標(biāo)順時針轉(zhuǎn)向。3)圖上標(biāo)出多軸箱的外形尺寸。4)表中要表工件材料,加工表面要求,及主軸工序,主軸外伸尺寸,切削用量5)表中注明動力箱的型號,功率,轉(zhuǎn)速等參數(shù)。 3.2 選擇主軸結(jié)構(gòu)型式選擇主軸結(jié)構(gòu)型式 (1)軸承的選擇:主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定,并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸結(jié)構(gòu)的主要特征,由于本組合機床是進(jìn)行鉆削加工,主軸的軸向切削
48、力很大,所以一般采用推力球軸承承載軸向力,用向心球軸承承載徑向力。因為鉆孔時的軸向力是單向的,所以把推力球軸承安排在主軸前端。(2)軸頭的選擇:除此之外,軸頭的結(jié)構(gòu)也應(yīng)考慮。因為本次設(shè)計是長主軸。長主軸軸頭內(nèi)孔較長,可以增大與刀尾的接觸面,增強了刀具與主軸的連接剛度,減少刀具前端下垂??梢赃x用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向套。(3)初定主軸直徑和齒輪模數(shù)在編寫“三圖一卡”時,已初定主軸直徑。初步選定模數(shù)可由以下公式估算,再類比確定:18 330 32Pmmmz n其中, z 一對齒輪中小齒輪的模數(shù)P齒輪傳遞功率kWminrn小齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)目前大型組合機床通用多軸箱常用的齒輪模數(shù)有 2、2.5、3、3.5、4 等幾種,
49、一般在同一多軸箱中齒輪模數(shù)不多于兩種。 4.5 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算多軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計,就是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸(即多軸箱驅(qū)動軸)傳過來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。3.2.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求:1)盡量用一根中間軸帶動多根主軸。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時,可以用變位齒輪或略微變化傳動比的方法解決。2)為避免增加主軸的負(fù)荷,盡量不采用主軸帶動主軸的方案。當(dāng)主軸分布密集且切削力不大時,也可用 1 根主軸帶動多根主軸的傳動方案。3)為使結(jié)構(gòu)緊湊,多軸箱體內(nèi)齒輪最佳傳動比為,在多軸箱后蓋內(nèi)第 IV 排11.5或第 V 排齒輪,傳動比可以大些,不超過 33.5。4)一般情況下驅(qū)動軸
50、轉(zhuǎn)速較高時,可采用逐步降速傳動,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時,可先升再降。組合機床多軸的傳動和結(jié)構(gòu)與普通機床差異較大。5)粗加工切削力大,主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承,以減少主軸扭轉(zhuǎn)變形。6)齒輪的排法:I不同軸上的齒輪不能相碰,可以放在箱體同一排上。II不同軸上齒輪與軸或軸套不能相碰,可放在不同排上。III齒輪與軸相碰,可放在后蓋子內(nèi)。IV驅(qū)動軸直接帶動的傳動軸數(shù)目不要過兩根,否則會造成裝配困難。193.3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算傳動系統(tǒng)是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸傳進(jìn)來的動力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。主軸外伸尺寸及切削用量3.3.1 對傳動系統(tǒng)的一般要求在保證主軸強度、剛度、
51、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下,力求使主要傳動件的規(guī)格小,數(shù)量少,體積小。因此,要注意以下幾點:(1)盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸。(2)一般情況下,盡量不采用主軸帶動主軸的方案。(3)多軸箱內(nèi)齒輪傳動副傳動比為 11.5。(4)若驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較高,可采用逐步降速傳動,若驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低,可選使速度升高一點再降速。(5)主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。(6)驅(qū)動軸直接帶動的傳動軸不超兩根。軸 號工序內(nèi)容加工直徑(mm)主軸直徑(mm)主軸及外伸尺 D/d(mm)l=115mmvm/minn r/minfmm/rVfmm/min1、2、3、4、5、6鉆孔92030/2011.94600
52、.1464.4203.3.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計六主軸多軸箱傳動方案圖該主軸箱有六根主軸:1、2、3、4、5、6已知:各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動軸到主軸之間的傳動比。主軸轉(zhuǎn)速:n1=n2=n3=n4=n5=n6=460r/min驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速:n0=470r/min各主軸總傳動比:2 .1167688A22i總=n主/n驅(qū)=460/470=1/1.02進(jìn)行齒輪排列和傳動比分配??捎脙奢S間齒輪嚙合中心距公式: 式中: m 齒輪模數(shù) Z1主動齒輪齒數(shù); Z2被動齒輪齒數(shù); 齒數(shù)和。z取 m=4,z驅(qū)=23,由 i總= z驅(qū)/ z主=460/470=1/1.02則 z主= z驅(qū)/ i總=23 1.0223考慮結(jié)構(gòu)緊湊
53、,選用中間 2 齒輪分布圓直徑 D1=92mm、D2=52mm, 則齒數(shù)z1=23、z2=26,其位置通過做圖法決定。驗算各主軸轉(zhuǎn)速)()(mmzmzzmA2211min/46028262323470654321rnnnnnn21轉(zhuǎn)速相對損失在 5%以內(nèi),符合設(shè)計要求中間軸轉(zhuǎn)速 位置適當(dāng),可滿足要求。3.3 潤滑系統(tǒng)的設(shè)計潤滑系統(tǒng)的設(shè)計多軸箱應(yīng)有潤滑油泵,油泵軸的位置要盡量靠近油池,滿足離油面高度不大于400500mm,,油泵軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)工作條件而定。因為選用的是 R12-1 型葉片泵,所以,油泵轉(zhuǎn)速的選擇范圍為 400-800r/min 之間。由傳動關(guān)系,有, (取=22)22inznz油泵
54、油泵z油泵代入數(shù)值,則 =586r/min , 所以符合要求。z油泵為便于維修,油泵齒輪最好放在第 I 排,油泵安裝在前蓋內(nèi),在前蓋上與油泵相應(yīng)的位置開一窗口。如有結(jié)構(gòu)限制,也可以放在第 IV 排。油泵的放置要保證進(jìn)油口到排油口轉(zhuǎn)過。270臥式多軸箱箱內(nèi)三排齒輪是用油盤潤滑的,后蓋內(nèi)的第 IV 排齒輪,則單獨引油管潤滑,還要引油管潤滑動力箱齒輪。此外,分油器的位置要選擇靠近操作者一側(cè),一邊觀察和檢查油泵的工作情況min/4702323470rn224 專用夾具專用夾具4.1 概述概述在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中,工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具是工藝系統(tǒng)的重要組成部分,它在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣
55、泛。4.1.1 機床夾具的作用1.保證加工精度用機床夾具裝夾工件,能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機床之間的相對位置關(guān)系,可以保證加工精度。2.提高生產(chǎn)率機床夾具能快速地將工件定位和夾緊,可以減少輔助時間,提高生產(chǎn)效率。3.減輕勞動強度 機床夾具采用機械、氣動、液壓夾緊裝置,可以減輕工人的勞動強度。4.擴(kuò)大機床的工藝范圍利用機床夾具,能擴(kuò)大機床的加工范圍,例如,在車床或鉆床上使用鏜??梢源骁M床鏜孔,使車床、鉆床具有鏜床功能。4.1.2 機床夾具的分類1.按夾具的應(yīng)用范圍分類1)通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,且有較大適用范圍的夾具,例如,車床用的三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤,銑床用的平口鉗及分度
56、頭等。2)專用機床夾具 專用機床夾具是針對某一工件的某道工序?qū)iT設(shè)計制造的夾具。專用機床夾具適于在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場合使用。3)組合夾具 組合夾具是用一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組裝而成的夾具。組合夾具結(jié)構(gòu)靈活多變,設(shè)計和組裝周期短,夾具零部件能長期重復(fù)使用,適于在多品種單件小批量生產(chǎn)或新品種試制等場合應(yīng)用。4)成組夾具 成組夾具是在采用成組加工時,為每各零件組設(shè)計制造的夾具,當(dāng)改換加工同組內(nèi)另一種零件時,只需調(diào)整或更換夾具上的個別零件,即可進(jìn)行加工。成組夾具適合在多品種、中小批量生產(chǎn)中應(yīng)用。235)隨行夾具 它是一種在自動線上使用的移動式夾具,在工件進(jìn)入自動線加工之前,先將工件裝在
57、夾具中,然后夾具連同被加工工件一起沿著自動線依次從一個工位移到下一個工位,直到工件在退出自動線加工時,才將工件從夾具中卸下。隨行夾具是一種始終隨工件一起沿著自動線移動的夾具2.按使用機床類型分類機床類型不同,夾具結(jié)構(gòu)各異,由此可將夾具分為車床夾具、轉(zhuǎn)床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和組合機床夾具等類型。3.按夾具動力源分類按夾具所使用的夾緊動力源,可將夾具分為手動夾緊夾具、氣動夾緊夾具、液壓夾緊夾具、氣液聯(lián)動夾緊夾具、電磁夾具、真空夾具等類型。4.1.3 專用機床夾具的組成夾具一般由下列元件或裝置組成。1.定位元件 定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直
58、接接觸或相配合。 “緩沖桿座”采用定位板作為定位元件2.夾緊裝置 夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。 “緩沖桿座”采用壓板作為夾緊裝置。3.對刀元件、導(dǎo)向元件 對刀元件、導(dǎo)向元件是指夾具中用于確定(或引導(dǎo))刀具相對于夾具定位元件具有正確位置關(guān)系的元件,例如:鉆套、鏜套、對刀塊等。4. 連接元件 夾具連接元件是指用于確定夾具在機床上具有正確位置并與之聯(lián)接的元件,例如安裝在銑床夾具底面上的定位鍵等。 “緩沖桿座”采用螺栓作為連接元件。5.其他元件及裝置 根據(jù)加工要求,有些夾具尚需設(shè)置分度轉(zhuǎn)位裝置、靠模裝置、工件抬起裝置和輔助支承等裝置。6.夾具體 夾具體是用于聯(lián)接夾具元件和
59、有關(guān)裝置使之成為一個整體的基礎(chǔ)件,夾具通過夾具體與機床聯(lián)接。定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分,其它部分可根據(jù)需要設(shè)置。4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位夾具的定位元件采用支撐釘,以中心孔為定位基準(zhǔn). 244.3 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊4.3.1 夾緊裝置的組成和要求1.加緊裝置的組成工件在夾具中正確定位后,由夾緊裝置將工件夾緊。夾緊裝置的組成有 1)動力裝置 產(chǎn)生夾緊動力的裝置;2)夾緊元件 直接用于夾緊工件的元件;3)中間傳力機構(gòu) 將原動力以一定大小和方向傳遞給夾緊元件的機構(gòu)2.對夾緊裝置的要求1)夾緊過程不得破壞工件在夾具中占有的定位位置;2)夾緊力要
60、適當(dāng),即要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定,又要防止因夾緊力過大損傷工件表面或使工件產(chǎn)生過大的夾緊變形。3)操作安全、省力。4)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡力簡單,便于制造,便于維修。4.3.2 夾緊力的確定 夾緊力應(yīng)大于切削軸向力。1.夾緊力作用點的選擇1)夾緊力作用點應(yīng)正對定位元件或位于定位元件所形成的支撐面內(nèi)2)夾緊力的作用點應(yīng)位于工件鋼性較好的部位3)夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工表面,使加緊穩(wěn)固可靠4.3.2.2 夾緊力作用方向的選擇1)夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件上的主要定位基面2)夾緊力的作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致,以減少工件的夾緊變形3)夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致,
61、這樣可以減少夾緊力。4.3.3 夾緊力的計算1)摩擦系數(shù) f,根據(jù)金屬切削機床夾具設(shè)計手冊 第二板表 3-19 查得f=0.22)安全系數(shù) 25Q= P 為切削力=1297N,H 為工件高度=65 mmHfHKpH 計算加緊力時,通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力,夾緊力(大型工件還應(yīng)考慮工件重力,運動的工件還應(yīng)考慮慣性力等)的作用情況,找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài),按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。既 kWWK式中 實際所需夾緊力() ;kWN 在一定條件下,由靜力平衡計算出的理論夾緊力()WN 安全系數(shù)。K
62、 組合機床設(shè)計30 頁 安全系數(shù)可按下式計算:K 0123456KKKKKKKK式中: 為各種因素的安全系數(shù),見下面06KK考慮工件及加工余量均勻性的基本安全系數(shù) 1.2-1.50K 因為工件均勻,所以取 1.2加工性質(zhì) 粗加工 1.21K 精加工 1.0 因為本工件的這道工序是精加工,所以取 1.0刀具頓化程度 取 1.152K切削特點 連續(xù)切削 1.03K 斷續(xù)切削 1.2夾緊力的穩(wěn)定性 手動夾緊 1.24K 機動夾緊 1.0手動夾緊時的受柄位置 方便操作 1.05K 不方便操作 1.2僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件與支承面接觸情況6K 接觸點確定 1.0 接觸點不確定 1.5注:若安全系數(shù) K
63、 的計算結(jié)果小于 2.5 時,K 取 2.5。綜上所述:1.2 1.0 1.15 1.0 1.0 1.0 1.01.38K 2.5所以 K 取 2.5根據(jù)書組合機床設(shè)計 34 頁和 36 頁,可知切削力和夾緊力是相對的,而不是相互垂直的,所以根據(jù) 34 頁公式可知:切削扭轉(zhuǎn)計算公式為:20.70.21MD sKp26理論夾緊力計算公式為 0.8419xPDsKp式中: ;M 切削扭矩(N . m m )D鉆頭直徑(m m );xP 軸向切削力(N );s每鉆進(jìn)給量(m m ); 取 1.0531 28Kp修正系數(shù),按表選取。Kp20.70.21MD sKp = 3611.24N*mm0.841
64、9xPDsKp =0.17KW因為: 2.5K xPW所以: =1700 2.5 4250kWWK4.3.4 切削力的計算 F=26 DH=26 9229=1297N 8 . 0f6 . 0B 8 . 02 . 06 . 04.4 聯(lián)動夾緊機構(gòu)聯(lián)動夾緊機構(gòu)聯(lián)動夾緊機構(gòu)是由一個原始作用力來完成若干個夾緊動作的機構(gòu)。采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)不僅能保證在多點、多向或多件上同時均勻的夾緊工件,而且由于各點的夾緊動作在機構(gòu)上是聯(lián)動的,因此輔助工時短,生產(chǎn)率高,廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的夾具中。設(shè)計聯(lián)動夾緊機構(gòu)時應(yīng)考慮的問題1)保證在幾個夾緊位置上同時并均勻的夾緊2)在選擇多件聯(lián)動夾緊機構(gòu)的類型時,對加工的加工精度作
65、出估計,以免影響工件的加工精度。3)夾持工件數(shù)量的多少,應(yīng)從夾緊動作的可靠性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、效率高低等因素綜合考慮。4)注意進(jìn)行運動分析和受力分析,以確保機構(gòu)設(shè)計的可靠性。274.4.2 聯(lián)動夾緊機構(gòu)的分類1)多點聯(lián)動夾緊機構(gòu) 多點聯(lián)動夾緊機構(gòu)是由一個原始作用力,通過浮動壓頭或浮動夾緊機構(gòu)使工件在同一方向上,同時獲得多點均勻架緊的機構(gòu)。2)多向聯(lián)動夾緊機構(gòu) 多向聯(lián)動夾緊機構(gòu)是由一個原始作用力,通過浮動壓頭或浮動夾緊機構(gòu)在不同方向上同時架緊的機構(gòu)。3)多件聯(lián)動夾緊機構(gòu) 多件聯(lián)動夾緊機構(gòu)是由一個原始作用力,將一次裝夾的若干個工件同時并均勻的架緊的機構(gòu)。它有兩種基本形式,即多件平行夾緊機構(gòu)和多件依
66、次連續(xù)夾緊機構(gòu)。夾具草圖:28畢業(yè)設(shè)計心得體會畢業(yè)設(shè)計心得體會: 通過這三個月的畢業(yè)設(shè)計,使我對組合機床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和零件的加工過程有了更深刻的了解。我本次設(shè)計的題目是:接頭體組合機床設(shè)計,通過在長春第一汽車廠生產(chǎn)車間的實際調(diào)研,和老師的講解,使我對我所要設(shè)計的組合機床完全由理性的認(rèn)識轉(zhuǎn)到實踐設(shè)計環(huán)節(jié),真正的將書本上知識轉(zhuǎn)變到現(xiàn)實。隨著畢業(yè)時間的不斷臨近,我所做的畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。本論文是荊丹老師和郝成弟老師的悉心教導(dǎo)下完成的。老師淵博的專業(yè)知識,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,精益求精的工作作風(fēng),誨人不倦的高尚師德,嚴(yán)紀(jì)律己、寬以待人的崇高風(fēng)范,樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法,還使我明白了許多代人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成,每一步都是在老師的指導(dǎo)下完成的,傾注了老師的大量心血。在此,謹(jǐn)向老師表示崇高的敬意和衷心的感謝!當(dāng)然了,學(xué)生的能力是有限的,現(xiàn)今所掌握的知識也是膚淺的,畢竟是缺少實踐環(huán)節(jié)中的經(jīng)驗,在本次設(shè)計中難免會出現(xiàn)許多不足之處,還請答辨組的各位老師多多指點,學(xué)生一定會虛心接受。2930參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1叢鳳廷,遲建山.
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