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臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 1 1 磨扁方夾具工作原理 圖 1 1 磨扁方夾具 磨扁方夾具是平面磨床上的一種夾具 它用彈簧夾頭夾緊軸類工件 由支承滑塊 和支承座組成輔助支承架 利用 斜面調(diào)節(jié)所需支承面的高度 夾具利用分度盤分度 10o 可以用來磨削對扁方形對稱度要求較高的工件 2 定心夾緊機構(gòu)設(shè)計 2 1 定心夾緊機構(gòu)的工作原理 定心夾緊機構(gòu)是機床夾具中的一種特殊夾緊機構(gòu) 它是在實現(xiàn)準確定心或?qū)χ械?同時夾緊工件 故稱為定心夾緊機構(gòu)或自動定心夾緊機構(gòu) 定心夾緊機構(gòu)中與工件定 位基準相接觸的元件 既是定位元件又是夾緊元件 定心夾緊機構(gòu)是利用定位 夾緊的等速移動或均勻彈性變形的方式 來消除定位尺 寸偏差對工件定心或?qū)χ械牟焕绊?因此 此類機構(gòu)亦可分為等速移動的定心夾緊 機構(gòu)和均勻彈性變形的定心夾緊機構(gòu) 本設(shè)計課題中的定心夾緊機構(gòu)為均勻彈性變形 的定心夾緊中的一種 彈性夾頭 2 2 彈性夾頭的設(shè)計與計算 查表 1 3 1 1 得如下參數(shù) 當(dāng) 1 0 2 0 時1Dd注 彈簧夾頭配合直徑1d 結(jié)構(gòu)參數(shù) 計算公式 單位 m機構(gòu)參數(shù) 計算公式 單位 m D D 2t1 68 5 L L 16 3 d98 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 2 l l 341d l1 112 79 23ld h h 0 712 6 t1 t1 0 51 6 b b 31d b1 b1 82d 3 K K 2 91 0m 4 51 6 d 30 30 80 80 R R 10 d 5 i 3 4 5 圖 2 1 彈性夾頭的結(jié)構(gòu)圖 本設(shè)計課題是針對 30mm 圓柱軸類零件的磨削 故選用 i 3 根據(jù)加工的實際情況 雖然能加工出上述零件的規(guī)格 但加工耗費量大 加工時間較長 成本較高 出于上 述因素的考慮 故零件尺寸以零件圖上的尺寸為準 2 3 彈性夾頭夾緊力的計算 查表 1 3 2 1 可知彈性夾頭夾緊的方式分為軸向夾緊和無軸向夾緊兩種夾緊方式 而 本設(shè)計課題的夾緊方式為為無軸向定位 不用機床尾座頂尖支承就能定位夾緊 故采 用無軸向定位計算公式計算夾緊力 W 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 3 23sin10 1875 sinco 1aEhDRal 302 50 1875 6 39 46 9 N 1QWRtga 3952 84 928 30 R 夾爪的變形阻力 E 材料的彈性模數(shù) h 夾爪彎曲部分的厚度 D 夾爪彎曲部分的外徑 夾爪與工件的徑向間隙 l 夾爪的根部至錐面中點的距離 彈性夾爪每瓣所占扇型角的 1 4 n 夾爪的瓣數(shù) 1a 夾爪與套筒間的摩擦角1 W 總的徑向夾緊力 Q 軸向作用力 彈性夾爪錐角之半a 3 螺紋心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 軸是組成機械的重要零件之一 它用于各種傳動機械中傳遞轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運動 并 通過軸承與機架或機座相連接 2 在本設(shè)計中軸所受載的情況為心軸 心軸 只支承旋轉(zhuǎn)機件而不傳遞轉(zhuǎn)矩 即 只承受彎矩作用 心軸又可分為固定心軸 工作時軸不轉(zhuǎn)動 和轉(zhuǎn)動心軸 工作時軸 轉(zhuǎn)動 兩類 這里設(shè)計的軸是通過螺紋固定連接的 只能固定不能轉(zhuǎn)動 故按照心軸的 規(guī)格來設(shè)計 心軸 通常為鋼制的圓柱體 用于支承已經(jīng)過粗加工要作精加工的工件 在切削 加工中作為支承時 心軸一般稍帶錐度 以便在壓入預(yù)裝孔中時 使心軸與孔壁間有 較強的摩擦黏接力 但由于本設(shè)計課題中連接中是以螺紋來連接增強摩擦力 故其沒 有錐度 3 1 軸的材料 軸常用的材料是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 如 35 45 和 50 其中以 45 號鋼最為常用 不 太重要的及受載較小的軸可用 Q235 Q237 等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 對于受力較大 軸的尺 寸受限制 以及某些有特殊要求的軸可用合金結(jié)構(gòu)鋼 當(dāng)采用合金鋼時 應(yīng)優(yōu)先選用 符合我國資源情況的硅錳鋼 硼鋼等 對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸 例如花鍵軸 空心軸等 為保證尺寸穩(wěn)定性和減少熱處理變形可選用鉻鋼 對于大截面非常重要的軸可選用鉻 鎳鋼 對于高溫或腐蝕條件下工作的軸可選用耐熱鋼或不銹鋼 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 4 在一般的工作溫度下 合金結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近 所以只為了提 高軸的剛度而選用合金結(jié)構(gòu)鋼是不合適的 同樣的材料 在熱處理工藝不同時 其所得到的靜強度 硬度和疲勞極限等也會 不同的 所以在選擇材料時 還應(yīng)確定熱處理工藝 心軸的材料為碳素合金鋼的 45 其毛坯直徑 查表 5 1 1 2 得熱處理采用正火熱處理 毛坯的硬度為10m 主要的力學(xué)性能 如 抗拉強度 彎曲疲勞極限17 2HB 60baMP 許用靜應(yīng)力 4aMP 1240pa 3 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 3 1 螺紋軸的結(jié)構(gòu)圖 由于已知條件未知 故采用反算法來求出 值 所謂的反算法 就是先估算軸徑 確2d 2d 定 M 軸在計算截面縮所受的彎矩 確定 m 質(zhì)量 求出 d5 再和原先的 d2 相比 較 1 估算 軸徑2d 根據(jù)估算值算出圖上測量的彈性夾頭的尺寸和實際算出的彈性夾頭的尺寸比例 大致為 1 3 所以可得 24dm 2 確定 L 的長 查表 5 1 13 2 得長系列 L 110 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 5 3 確定 及Mm 圖 3 2 螺紋軸的受力分析圖 3 查 5 1 21 2 按彎扭合成強度計算軸徑的公式 32401 68Md 載荷平穩(wěn) 1pm 34 68240 得 75MN 1ABFl 又 398 mgkc 1 6 根據(jù)實際情況可得 符合加工要求 然后驗證 d5 是否足要求 k 4 驗證 d5 1 698 HARgN 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 6 15 680724 8BHABMRl Nm 5 3321 68240d 故 滿足要求2dm 5 確定各部分尺寸 根據(jù)公式 2 4 dc 得 141 635m 根據(jù)圖上各尺寸的比例長度關(guān)系可以計算出 28L 10 由于已知小徑尺寸 可查表 4 1 3 4 得2d 即螺紋規(guī)格為345dm45M 3 3 軸的加工和裝配工藝性 進行軸的結(jié)構(gòu)時 應(yīng)考慮便于便于軸的加工 測量 裝配和維修 通常應(yīng)注意以 下幾個方面的要素 1 合理確定軸與零件的配合性質(zhì) 加工精度和表面粗糙度 2 配合直徑一般應(yīng)按 GB T 2822 1981 圓整為標準值 3 確定各段軸長度時盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊 同時還應(yīng)保證零件所需的滑動距離 裝 拆和調(diào)整所需的空間 并注意轉(zhuǎn)動零件不得與其他零件相碰 與輪轂裝配的軸段 長度一般應(yīng)略小于輪轂 2 3 以保證軸向定位可靠 m 4 除特殊要求外 一般軸上所有的零件都應(yīng)無過盈的到達配合要求 5 為便于導(dǎo)向和避免擦傷配合面 軸的兩端及有過盈配合的臺階處應(yīng)制成導(dǎo)角 6 為了減少加工刀具的種類和提高勞動生產(chǎn)率 軸上的倒角 圓角 鍵槽等都應(yīng)可 能取相同尺寸 或者盡量減少不同尺寸的倒角 圓角 鍵槽的數(shù)量 4 夾具機座 4 1 材料的選擇 性能及用途 牌號為 HT250 的灰鑄鐵件 其適用范圍一般為閥殼 液壓缸 汽缸 聯(lián)軸器 機 體 齒輪 齒輪箱外殼 飛輪 稱筒 凸輪 軸承座等 在本設(shè)計中鑄件壁厚 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 7 則根據(jù)查表 2 123 4 可得 30m 最小抗彎強度 160b aMP 抗拉疲勞極限強度 10 25 3 ba 抗彎疲勞極限強度 1 4 7bba 4 2 鑄件壁厚過渡分析 如圖 1 4 1 據(jù)估算得 查表 2 101 4 得 所以30am 1 5b 所以根據(jù)公式 可得35bm 2bR 47 5 圖 4 1 鑄件壁厚過渡 為什么 與 之間為什么要以圓弧過渡 原因是為了加工的方便性與完整性 在加ab 工時是用立銑刀進行銑削平面 由于立銑刀是進行圓周銑削 在垂直面與水平面之間 的過度夾角面之間很難加工到 以至于留下一些凸臺 至于如果選擇小規(guī)格的立銑刀 雖然能銑削大立銑刀難加工的面 但總會留下一些凸臺 所以為了加工的便方起見 在設(shè)計時候選擇以圓弧過渡 讓銑刀銑削到這某一尺寸的時候就停下來 這樣加工出 來的 面既簡潔又美觀 又便于操作 4 3 鑄件肋板的厚度分析 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 8 圖 4 2 鑄件肋板厚度 查表 2 104 4 得到 由零件圖可知 30 所以5HA Am 10 此肋為鑄件外部的肋 則鑄件外部的肋 與外壁厚 的關(guān)系為a 824a 2537 s 5 軸套 5 1 軸套的作用 在運動部件中 因為長期磨擦而造成零件的磨損 當(dāng)軸和孔的間隙磨損到一定程 度的時候必須要更換零件 因此在設(shè)計的時候選用硬度較低 耐磨性較好的材料為軸 套或襯套 這樣可以減少軸和座的磨損 當(dāng)軸套或襯套磨損到一定程度進行更換 這 樣可以節(jié)約因更換軸或座的成本 一般來說 襯套與座采用過盈配合 而與軸采用間 隙配合 因為無論怎么樣還是無法避免磨損的 只能延長壽命 而軸類零件相對來說 比較容易加工 也有設(shè)計人員不喜歡這樣設(shè)計 認為這樣是在制造的時候增加成本 但經(jīng)過一段時間使用后 維修時還是要按這種方法改造 但改造容易造成設(shè)備的精度 降低 原因很簡單 二次加工是無法保證座孔中心的位置 5 2 軸套局部尺寸的確定 1 由前面的設(shè)計可知 心軸是一根帶螺紋的心軸 因此配合的時候是采用螺紋配合 來設(shè)計的 既螺紋孔的規(guī)格為 45M 2 軸套尾部孔 50 的設(shè)計是根據(jù)彈性夾頭 d1 的尺寸來設(shè)計的 由于采用間隙配合 查表 3 11 5 得配合公差為 查表 3 1 5 和表 3 3 5 得此孔的偏差為 76Hh 0 25 3 圓臺面上螺紋孔的尺寸是根據(jù)手輪的規(guī)格來設(shè)計的 查表 4 3 4 定下來的 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 9 4 各段軸長則根據(jù)裝配關(guān)系確定下來的 6 彈簧 6 1 圓柱螺旋彈簧的制造 彈簧的卷制方法有冷卷法和熱卷法 當(dāng) d 8 10 mm 卷繞后低溫回火 D 8 10 mm 卷繞后淬火和回火處理 6 2 彈簧的選材 由于彈簧是一種彈性元件 它具有剛性小 強度大 在載荷作用下能產(chǎn)生彈性變 形的特點 要求彈簧材料應(yīng)具有高的彈性極限和疲勞極限 足夠的韌性和塑性 良好 的熱處理性能 常用的彈簧材料有 碳素彈簧鋼 如 60 75 65Mn 等 硅錳彈簧鋼 如 60Si2MnA 鉻釩彈簧鋼 如 50Cr VA 不銹鋼 如 1Cr18Ni9 及青銅 如 QBe2 等 6 3 圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計計算 圖 6 1 壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)圖 1 估算彈簧鋼絲直徑 d4 4 82FKCP 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 10 許用切應(yīng)力 查表 17 9 4 得p 471paMP 繞旋比 查表 17 4 4 得CC 曲度因素 查表 17 3 4 得到計算公式K4 10 6540 65k 1 29 87 73d 2 查標準得參數(shù)值 由于 查表 17 14 4 得標準值6 58d 由于螺紋心軸右端直徑為 同上查表 17 2 4 得m 彈簧中徑 30D 2 自由高度 H118d 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 隨著寫總結(jié)的開始 2007 年的的畢業(yè)設(shè)計將到此結(jié)束 同時也意味著我在臺州職 業(yè)技術(shù)學(xué)院三年學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束 即將告別校園 步入社會謀求更好的發(fā)展 我不 再是學(xué)生 而是社會工作者 未來個人發(fā)展要靠自己的雙手去締造 我不再是嗷嗷待 哺的小孩 而是要擔(dān)負起家庭責(zé)任的青年 為家庭的幸福 和諧與安康貢獻自己的一 切 本次的畢業(yè)設(shè)計共經(jīng)歷了兩個半月的時間 這次的設(shè)計與前兩次的不同之處在于 你前前后后沒有一人和你的題目一樣的 想要完成設(shè)計 就得自己動手去翻閱資料 沒有任何一個人會無故的幫助你完成 因為你在設(shè)計而同學(xué)也同樣在設(shè)計 他們根本 就沒有多大的時間和精力去管你 本來設(shè)計就是一件非常困難和煩瑣的事 這樣自己 獨自一人做又增加了難度系數(shù) 用我的口頭禪就是 很富有挑戰(zhàn)性 不過萬事開頭 難 等到我真正入門了那也就無所謂難了 我會隨著自己的靈感走 直到設(shè)計完成為 止 通過本次的設(shè)計 使得我對本專業(yè)有了更進一步的感性認識 這次的設(shè)計也相當(dāng) 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 11 于把以前所學(xué)過的知識再溫熟一遍 并且培養(yǎng)自己的自學(xué)能力 努力去探索新的知識 領(lǐng)域 是一個很好的鍛煉機會 在這里我特別要感謝的一位人是我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老 師熊志慶老師 我的設(shè)計主要是靠熊老師的悉心教誨才能夠順利完成的 因為當(dāng)設(shè)計 遇到瓶頸的時候 我會找熊老師請教 而熊老師會不厭其煩的指導(dǎo)我如何做 給我指 明正確的方向 即使在他眼里看起來很簡單的問題而在我看起來很難的情況下 他也 會耐著性子一遍一遍的講解 直到我明白為止 這讓我非常的感動 有時甚至晚上過 去請教 熊老師也會非?？蜌獾恼埼疫M去 不惜犧牲個人的時間替我解答疑問 這讓 我感到非常的溫暖 在這里我想向熊老師由衷的說一聲 謝謝 從開始做到完成 我耗費了大量的時間和精力 但這無所謂 關(guān)鍵是能做好 能 弄出一個成品的設(shè)計交上去并得到別人的認可 那才是最重要的 是最能夠感到欣慰 的 在設(shè)計過程中 我培養(yǎng)了自己的獨立思考的能力 快速翻閱材料的能力 網(wǎng)上搜 查的能力 總之使自己的整體能力都得到了升華 使自己獲益良多 對自己踏入社會 相信會有很大的用處 參考文獻 1 王光斗 王春福 主編 機床夾具設(shè)計手冊 第三版 上海科學(xué)技術(shù)出版 社 2 成大先主編 機械設(shè)計手冊單行本 軸及其連接 化學(xué)工業(yè)出版社 3 范順成主編 機械設(shè)計基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 4 朱龍根主編 簡明機械零件設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 5 陳于萍 高曉康主編 互換性與測量技術(shù) 高等教育出版社 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 論文 12