機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計【全套圖紙】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計【全套圖紙】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計【全套圖紙】（48頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 1 1 緒緒論論 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義本課題的研究內(nèi)容和意義 人們在生活中的每個方面都離不開機(jī)械設(shè)備。專業(yè)為機(jī)械方面的人，畢業(yè)后想要從 事機(jī)械設(shè)計及制造工作都需要具備機(jī)械方面的基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)技能。畢業(yè)設(shè)計是概括性， 綜合性的實踐課程，是工科各專業(yè)學(xué)生的必經(jīng)之路，是所有學(xué)生離開學(xué)校之前最重要的 任務(wù)。 本畢業(yè)設(shè)計是從事專業(yè)機(jī)床設(shè)計。包括總體設(shè)計，進(jìn)給系統(tǒng)，床身部件，液壓系統(tǒng)， 主軸箱和機(jī)床夾具部分。 課程來源于無錫市惠發(fā)特精密機(jī)械有限公司。本課題系機(jī)動車減震器缸筒加工的專 用機(jī)床設(shè)計，對于

2、摩托車及其這一些激動車的減震器缸筒加工均有一定的參考價值，在 減震器行業(yè)技術(shù)更新中起相當(dāng)?shù)淖饔谩?1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外的發(fā)展概況 回首過去幾十年來，機(jī)床行業(yè)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)較快發(fā)展，得益于該行業(yè)在新形勢 下，把握“抓創(chuàng)新，調(diào)結(jié)構(gòu)，促改革”的工作主線，使雖然在此期間顯著改善產(chǎn)業(yè)格局， 廣大員工在機(jī)床行業(yè)和公司的大力支持下，各個方面的共同努力，已取得長足的進(jìn)步， 2009年，中國的機(jī)床產(chǎn)量位居第一，在世界，在國內(nèi)市場占有率國內(nèi)機(jī)床工具的80以 上，但應(yīng)該可以看到機(jī)床行業(yè)，我們只能將其視為一個“發(fā)展中的國家”在中國的機(jī)床 工具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，價格實惠的產(chǎn)品仍然占了很大的比例;國家重點發(fā)展領(lǐng)域的一

3、些必要的高 端產(chǎn)品仍然需要依賴進(jìn)口，我們的機(jī)床出口，仍然依靠大量的低價值，低成本的仿制產(chǎn) 品，以支持，但總是有進(jìn)口進(jìn)出口逆差。盡管多年的努力，中國的機(jī)床工具企業(yè)，有已 經(jīng)被一些國際影響力的群體，一些世界先進(jìn)水平和機(jī)床出口的國際競爭力已經(jīng)開始，但 整個行業(yè)的整體，自主創(chuàng)新能力，基礎(chǔ)制造，低水平的同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，低水平重復(fù)建 設(shè)，難以解決的問題仍然存在自主創(chuàng)新產(chǎn)品推廣應(yīng)用，產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)水平還有待提 高，所以貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，大力調(diào)整的工業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)， 并力求在未來的一個重大突破，這將是中國機(jī)床工具行業(yè)的共同努力我們的方向和目標(biāo)， 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的

4、發(fā)展有28年的歷史，它的研究和生產(chǎn)是相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，應(yīng)用程序也已經(jīng)滲透 到許多行業(yè)。機(jī)械制造行業(yè)目前的產(chǎn)品更新，技術(shù)創(chuàng)新，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展的必 備設(shè)備。如何加快，高效率，高品質(zhì)的加工是一個指導(dǎo)性意義的課題。外國如英國研究 公司哈曼機(jī)械研究項目中的類，具有無可爭議的領(lǐng)導(dǎo)者，在其技術(shù)已經(jīng)非常完善。在我 們的研究在這個項目上，他們?nèi)匀挥休^大的距離。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求本課題應(yīng)達(dá)到的要求 此次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要求機(jī)床功能得到進(jìn)一步的完善，能夠提高零件的加工精度和加 工效率，能夠降低加工成本。該零件屬摩托車減震器用，其材料為鑄鋁，要求單班制生 產(chǎn)，年產(chǎn)量 5 萬件。機(jī)床結(jié)構(gòu)表達(dá)清晰合理，說明書工

5、整并有理論依據(jù)。進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)采 用一般簡易數(shù)控專用機(jī)床的滾珠絲桿付及滾動導(dǎo)軌的傳動方案，并選用步進(jìn)電機(jī)。繪制 進(jìn)給系統(tǒng)總圖一份。繪制夾具總圖一份，所設(shè)計之夾具必須根據(jù)工件尺寸大小有一定的 調(diào)節(jié)范圍。編寫說明書，要求包括必要的計算并且文字簡潔通順，表達(dá)清晰，字?jǐn)?shù)一萬 字左右。專業(yè)英文資料翻譯一萬字左右。此次畢業(yè)設(shè)計從十一月十二日開始至五月二十 五日結(jié)束。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 3 2 對總體設(shè)計的理解對總體設(shè)計的理解 2.1 機(jī)床的主要用途機(jī)床的主要用途 雙工位擴(kuò)絞專用機(jī)床是用于減震器生產(chǎn)線上鋁筒加工的專用設(shè)備。雙工位鉆床的使用 可以穩(wěn)定高效地保證鋁筒加工的精度，得到

6、優(yōu)良的加工質(zhì)量，并可大幅度的降低加工成 本，企業(yè)增效顯著。 雙工位擴(kuò)絞專用機(jī)床是一種簡易的數(shù)控專用機(jī)床，受制造成本的制約，為了節(jié)約成 本結(jié)構(gòu)要求簡單，制造維修方便。 2.2 機(jī)床的主要部件機(jī)床的主要部件 本機(jī)床主要由床身、主軸箱、夾具、進(jìn)給系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等部件組成。 2.3 總體設(shè)計工藝方案的制定總體設(shè)計工藝方案的制定 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法的工藝文件。 生產(chǎn)規(guī)模的大小，工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加 工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計是一項重要而又嚴(yán)肅的工作。為能具 體確切地說明工藝過程，一般將機(jī)械加工工藝過程分為

7、工序、安裝、工位、工步和走刀。 這是設(shè)計專用機(jī)床最重要的一步。工藝方案制定得正確與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到 “體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。我們想讓工藝方 案采用的正確，必定先認(rèn)真的分析加工零件的圖紙，走進(jìn)廠房詳細(xì)的知道產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)突 出點，加工地方，精度要求技術(shù)要求，粗糙度，定位夾緊方式采用的工藝和生產(chǎn)過程所 采用的刀類，輔具，切屑用量情況及產(chǎn)生率要求高，分析其優(yōu)缺點，總結(jié)設(shè)計，制造， 使用單位和操作者的豐富的實踐經(jīng)驗，以求理論緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際，從而確定零件在組 合機(jī)床上完成的工藝（工序）內(nèi)容及方法，決定刀具種類，結(jié)構(gòu)型式，數(shù)量及切屑用量 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文

8、4 等。 根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的 主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實現(xiàn)工藝方案，以確保零件的加工精度，技術(shù)要求及 生產(chǎn)率；又要考慮機(jī)床的操作方便可靠，易于維修，且冷卻，排屑情況良好。 以上兩個步驟是十分重要的。對于同一個零件的加工，可能會有各種不同的工藝方 案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時，決不能草率，要全面地看問題，綜合 分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案對比，從中選擇最佳方案2。 2.3.1 工序工序 被加工零件為一棒鋁合金MgZAlSi9 牌號: 代號 鑄造方法: 金屬型 MgZAlSi9 1104Z 熱處理: 淬火+人工時效 力學(xué)性

9、能: 抗拉強(qiáng)度 伸長率: 2145:/MPab(%)5 布氏硬度 : )30/250/5(HBS50 鑄造鋁合金應(yīng)具有良好的鑄造性能，其成分應(yīng)接近共晶點。此外，為了提高其力學(xué)性能， 常常采用變質(zhì)處理和固溶熱處理。 雙孔加工，左端 14.5，表面粗糙度 Ra=6.3 微米” 右端階梯孔 最大 37.5，最小 28，表面粗糙度 Ra=6.3 微米 其他技術(shù)要求見孔位圖，要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)量 5 萬件，單班制生產(chǎn)。 機(jī)械加工工藝過程的工序是指：一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同 時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 5 圖 2.1

10、減震器零件圖 其加工內(nèi)容是 : 對左右兩端鉆孔 加工深孔 去毛刺 這些加工內(nèi)容安排在 3 個工序中完成，如下表所示。 表 2-1 鋁合金缸筒工序安排方案 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 1 對左右兩端鉆孔 專業(yè)鉆床 2 加工深孔 專業(yè)鉆床 3 手工去毛刺 2.3.2 安裝安裝 在同一個工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個安裝。此次全 部工序的完成需要兩次定位和夾緊。如下表所示。 表 2-2 鋁合金缸筒的工序和安裝 工序 號 安 裝 號安 裝 內(nèi) 容設(shè) 備 11左右兩端鉆孔專業(yè)鉆床 22加工深孔專業(yè)鉆床 2.3.3 擬訂加工工藝路線擬訂加工工藝路線 根據(jù)廠方要求，該零件有兩

11、種加工方案，一是先加工深孔再加工雙端面孔，二是先加 工雙端面孔再加工深孔。金屬切屑機(jī)床又稱工作母機(jī)，是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備。隨著 社會需求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)床設(shè)計技術(shù)要求越來越高。一方面為了適應(yīng)社會需求 的變化，出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)（FMS）等先進(jìn)的自動化制造系統(tǒng)，除了傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計 要求之外，還要求機(jī)床增加柔性，并能與系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。另一方面數(shù)控技術(shù)和 CAD 技術(shù) 的發(fā)展，為機(jī)床設(shè)計提供了新的條件和支撐。因此機(jī)床的設(shè)計方法和設(shè)計技術(shù)也在發(fā)生 著深刻變化。 2.3.4 兩種加工路線的比較兩種加工路線的比較 A 先加工深孔再加工兩端面孔路線 根據(jù)加工深孔時工件旋轉(zhuǎn)而刀具不轉(zhuǎn)的原理，此方案在先加

12、工深孔時需要一個導(dǎo)航設(shè) 備，以確保刀具能夠精準(zhǔn)地校準(zhǔn)工件中心。在工件夾緊方面，工件左面可考慮選用三爪 卡盤夾具，這樣可以帶動工件高速旋轉(zhuǎn)。由于深孔加工的特殊要求，工件若只夾緊一側(cè)， 會由于震動而導(dǎo)致誤差偏大，達(dá)不到工件的精度要求。故而需要設(shè)計一輔助夾具，用來 夾緊工件的另一側(cè)，以確保工件能夠達(dá)到廠方要求。但由于工件需要高速旋轉(zhuǎn)，此輔助 夾具也必須能夠高速旋轉(zhuǎn)。這一特殊要求將給此輔助夾具的設(shè)計帶來相當(dāng)大的困難，暫 考慮以同樣的三爪卡盤來夾緊工件的另一側(cè)。由于深孔加工對刀具的特殊要求，刀具在 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 加工時需要一個導(dǎo)航設(shè)備，以避免刀具在加工時產(chǎn)生較大的偏移。經(jīng)這樣考慮，輔助夾

13、 具和導(dǎo)航設(shè)備的安裝又將是另一難題。若將此兩個設(shè)備以前后順序安裝于同一板墊上， 則或多或少會影響加工精度。 現(xiàn)在來考慮加工兩端面孔。我們要求兩端面孔要同時加工,這樣不僅可以提高工作效 率,對兩端孔的中心線的合一也能夠很好的解決,避免了先后加工兩端面孔時由于拆卸工件 所帶來的認(rèn)為誤差。由于這一要求,所以對夾具的設(shè)計要進(jìn)行一番考慮?，F(xiàn)設(shè)計夾具為臂 桿式,左右各一個,如“T”型狀,利用液壓缸夾緊,簡圖如下。 圖 2.2 夾具簡圖 綜上所述,方案一需消耗人力,才力和資源比較大,成本高,方案實行比較困難. B 先加工兩端面孔再加工深孔路線 兩端面孔的加工要求同步進(jìn)行,并在同時間內(nèi)完成加工任務(wù),在刀具設(shè)計

14、方面同上一方 案。 現(xiàn)在來考慮加工深孔。深孔加工要求工件高速旋轉(zhuǎn)，上一方案考慮用三爪卡盤夾緊 兩端面里帶動工件完成高速運轉(zhuǎn)。此方案在實際亦不可行，現(xiàn)由于工件兩端面孔已經(jīng)加 工完成，故可考慮用頂針頂住工件左端面孔，依靠機(jī)床結(jié)構(gòu)對工件向左的緊壓力所產(chǎn)生 的摩擦力帶動工件高速運轉(zhuǎn)。根據(jù)工件右端面孔的特征，可以設(shè)計一個刀具導(dǎo)向套，利 于機(jī)床部件運動給工件一個向左的壓緊力，此刀具導(dǎo)向套簡圖如下所示。 圖 2.3 刀具導(dǎo)向套簡圖 這樣便可以成功地解決工件高速運轉(zhuǎn)所帶來的夾具設(shè)計困難問題。此方案不僅方便 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 7 可行，而且成本低，運用合理，完全能夠滿足加工要求

15、3。 2.3.5 刀具與夾具的比較刀具與夾具的比較 刀具 兩種方案對刀具的要求是統(tǒng)一的，故不論是哪種方案，其刀具的設(shè)計是完全一樣的， 勿需比較。 夾具 方案一所需要的夾具，在加工兩端面時與方案二是一樣的，但在加工深孔時，夾具的 設(shè)計比較困難，成本較高，較難實現(xiàn)。 方案二所需的夾具在加工深孔時比較容易，設(shè)計簡單，成本低，可以順利達(dá)到工件 的加工要求。 2.3.6 工序的集中與分散工序的集中與分散 同一工件，同樣的加工內(nèi)容可以安排兩種不同的形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中， 另一種是工序分散。 集中工序有幫助保護(hù)各加工面間的相關(guān)地位精確度要求，有效于使用高效率機(jī)床， 節(jié)約裝配工件的長度，減弱工件的搬

16、動來回。分散工序可讓每個工序采取的設(shè)備和夾具 比較容易，對刀也比較簡單，對操作工人的層次要求比較少。 采用高效自動化機(jī)床,以工序集中的形式組織生產(chǎn),除了具有上述工序集中的優(yōu)點以外, 生產(chǎn)適應(yīng)強(qiáng),因而雖然設(shè)備價格昂貴,但仍然受到愈來愈多的重視. 綜上所述,此次加工采用的是工序集中的工藝規(guī)程. 2.3.7 確定加工工藝路線確定加工工藝路線 根據(jù)上述內(nèi)容,對各種方案的比較,選用先加工兩端面孔再加工深孔這一方案比較合理, 也比較科學(xué),這一方案不僅降低了生產(chǎn)成本,提高了生產(chǎn)效率,同時也容易完成加工任務(wù).工 藝路線簡圖如下圖所示. 鉆 兩 端 面 孔 鉆 深 孔 圖 2-3 加工工藝路線簡圖 無錫太湖學(xué)院

17、學(xué)士學(xué)位論文 8 3 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 3.1 確定傳動方式確定傳動方式 機(jī)械部件中我們經(jīng)常用的是螺旋傳動、齒冷傳動、同步帶、和各種非線性傳動部件 等。它的功能主要的是傳輸轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，實際上說就是一種轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化器。目的是 使執(zhí)行機(jī)構(gòu)和負(fù)載之間獲得最佳匹配方面的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。機(jī)械傳動部分的傳動類型、傳 輸模式、剛度和傳輸可靠性的機(jī)電一體化系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)有顯著的影 響, 應(yīng)設(shè)計和選擇傳動間隙小、精度高、體積小、重量輕、運行平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳 動部件。 絲杠螺母機(jī)構(gòu)又稱螺旋傳動機(jī)構(gòu)。它主要用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動或直線運 動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動。螺桿螺母機(jī)構(gòu)滑動摩擦和滾動摩

18、擦的點?；瑒咏z杠螺母機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu) 簡單，易于加工，制造成本低，具有自鎖功能。但摩擦阻力，傳動效率低。滾動絲杠螺 母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，但其最大的優(yōu)點是摩擦阻力小，傳動效率高，因此 在機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 在本設(shè)計中工作臺行程的直線運動導(dǎo)軌，主體，以傳遞運動，需要更高的傳輸精度和緊 湊的，所以使用的進(jìn)給絲杠螺母驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 3.2 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器主要用來聯(lián)接不同部件之間的兩根軸，使其一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩?？煞譃閮?大類彈性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器和聯(lián)軸器。撓性接頭，根據(jù)劃分是否彈性元件的非彈性和彈 性元件彈性聯(lián)軸器的彈性聯(lián)軸器元件。彈性套柱銷聯(lián)軸器加工簡單，裝拆方便，成本

19、較低， 可以補(bǔ)償綜合位移，具有一定的緩沖和吸震能力，適用于正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁的傳遞中。 此次設(shè)計中選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。它屬于非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。其構(gòu)造與 凸緣聯(lián)軸器相似，只是用裝有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。彈性套的變形可以補(bǔ)償兩 軸的徑向位移和角位移。 3.3 導(dǎo)軌形式的確定（選用和載荷計算導(dǎo)軌形式的確定（選用和載荷計算） 3.3.1 選用選用 機(jī)電一體化系統(tǒng)對導(dǎo)軌的基本要求是導(dǎo)向精度高、剛性好、運動輕便平穩(wěn)、耐磨性 好、溫度變化小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 9 按接觸面的摩擦性質(zhì)可分為： A. 滑動導(dǎo)軌副： 滑動導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)簡單，阻尼系數(shù)大，

20、剛度大；但易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象，易磨損?；瑒訉?dǎo) 軌是金屬對金屬型式，目前在數(shù)控機(jī)床上很少采用。摩擦系數(shù)較大，而且變化范圍也大， 對于精度高的工件加工心有余而力不足。承載能力中等。接觸剛度高。滑動導(dǎo)軌一般僅 用于普通精度的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床已不采用。 B. 滾動導(dǎo)軌副： 直線滾動導(dǎo)軌由導(dǎo)軌和滑塊兩部分組成。導(dǎo)軌通常為兩根，裝在支撐件上，每根導(dǎo)軌 上有 2 個滑塊，固定在移動件導(dǎo)軌體上。 直線滾動導(dǎo)軌副的工作原理就是滑塊中裝有四組滾珠，在導(dǎo)軌條的滑塊的斷點，就經(jīng) 合成樹脂制造的端面擋板和滑塊中的回珠孔回到另一端，經(jīng)另一端端面擋板再進(jìn)入循環(huán)。 四組滾珠各有自己的回株孔，分別處于滑塊的四角。四組滾珠和滾道相

21、當(dāng)于四個直線運 動角接觸滾珠軸承。接觸角為 45 度時，四個方向具有相同的承載能力。 C. 液體靜壓導(dǎo)軌： 無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，阻尼系數(shù)大；但設(shè)計、制造、使用較復(fù)雜。 D. 氣浮導(dǎo)軌： 無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，無需回行管道，不產(chǎn)生污染；但剛度小，阻尼 系數(shù)很小，容易引起振蕩。 此次設(shè)計中選用滾動導(dǎo)軌副。 3.3.2 載荷計算載荷計算 垂直載荷為 Fz=1200N，取計算導(dǎo)軌的靜安全系數(shù)，代入式，計0 . 4fSLPCfSL/0 算出為導(dǎo)軌的基本靜額定載荷； 工作載荷： (3.1) 3642 )60841200(5 . 0 )2(5 . 0 FFP NNC14568364

22、24 根據(jù)計算結(jié)果查有關(guān)資料初選導(dǎo)軌：CDA20 依據(jù)速度 v=5.84 m/min 和選定導(dǎo)軌的基本動額定載荷驗算導(dǎo)軌的工作壽命：Ln (3.2) h h v PC Ln 20000 156000 6085 . 5 10501618/16728 60 1050)/( 33 33 ）（ 3.4 滾珠絲桿的機(jī)械特性的設(shè)計計算滾珠絲桿的機(jī)械特性的設(shè)計計算 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 滾珠絲杠被認(rèn)為是如今所有機(jī)床進(jìn)給的主要傳動裝置，以其長使用、高強(qiáng)度、高效 果、高靈活度、無間隔等明顯優(yōu)點而得以寬泛使用，成為各種機(jī)床的關(guān)鍵配合部分，并 已實現(xiàn)了好通用，標(biāo)準(zhǔn)好。數(shù)控機(jī)床，以滿足進(jìn)給速度高，定位精度高

23、，穩(wěn)定性高，響 應(yīng)速度快的要求，必須選擇滾珠絲桿，并進(jìn)行必要的驗算。 表 3 -1 滾珠絲杠的計算列表 說明備注 1.1 額定 動載荷 在軸向載荷 Fa 以較高速運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。其 6 10 90%的滾珠絲桿副不產(chǎn)生疲勞剝落，此時的 Fa 即 為 Ca， 1.2 額定 靜載荷 滾珠絲桿副在靜止或者轉(zhuǎn)速較低狀態(tài)下， 承受最大接觸應(yīng)力的滾珠和滾珠接觸面的塑性變 形量之和為鋼珠直徑的十萬分之一的軸向載荷 13 回轉(zhuǎn) 壽命 L 700936210 6 3 aw a Ff C L 式中 L回轉(zhuǎn)壽命 額定動載荷 a C NCa16728 軸向載荷 a F NFa7284 載荷系數(shù) w f 2 . 1 w f 1

24、軸 向 載 荷 壽 命 1.4 時間 壽命 n L Lh 60 式中年回轉(zhuǎn)壽命5 .13L N轉(zhuǎn)速=5.84，r/min 見尺寸規(guī)格表 )( 100 3 N ff F LnCa ca m hmm 式中 預(yù)期工作時間，H h L 2 按 預(yù) 期 工作時 間 確定預(yù) 普通機(jī)械10005000 h L 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 11 普通機(jī)床1500010000 h L 數(shù)控機(jī)床 20000 h L 精密機(jī)床 20000 h L 測試機(jī)床 15000 h L 期 額定動 載 荷 航空機(jī)床 1000 h L 續(xù)表 3-1 說明備注 精度系數(shù) a f 精度 1.2.3 0 .

25、1 a f 4.5 0.9 7 0.8 10 0.8 可靠性系數(shù)，一般 c f 1 c f 載荷系數(shù) w f 無沖擊平穩(wěn) 2 . 11 w f 輕微沖擊5 . 12 . 1 拌有沖擊，震動25 . 1 當(dāng)量轉(zhuǎn)速,r/min, m n 92 . 2 2 minmax nn nm 3. 按預(yù)期 工作時 間確定 預(yù)期額 定動載 荷 Cam 當(dāng)量載荷,N, m F N FF Fm4876 3 2 minmax 3.1 滾珠 絲桿螺母間的 預(yù)加負(fù)荷 N F F m P 1625 3 式中當(dāng)量載荷,N m F 當(dāng)軸向載荷不能確定時取 108 a P C F 過大， 影響壽命及 摩擦力矩增 大；過小， 會出

26、現(xiàn)軸向 間隙，影響 定位精度 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3.2 對預(yù) 拉伸滾珠絲桿 副的行程補(bǔ)償 值 C 和預(yù)緊 3.2.1 滾珠絲桿軸在制造時，可提出目標(biāo)行程的行 程補(bǔ)償 C，mmttLuaC0354 . 0 10 8 . 11 3 式中 溫度變化值，一般取3t32 滾珠絲桿副的有效行程， u L mm418 a絲桿膨脹系數(shù)為 16 10 8 . 11 C 續(xù)表 3-1 說明備注 3.22 滾珠絲桿副安裝時絲桿的拉伸力 NtdE d ta L EAL F a t pl 455395 . 1 4 2 2 2 2 式中 滾珠絲桿的溫升，一般取 3 t 滾珠絲桿螺紋底徑， 2 d mm 9

27、. 27 E彈性模量， 25 /101 . 2mmNE 全長總修正量, t LmmtaLL st , 絲桿在兩支撐軸間距離， Ls mm395 4 滾珠 絲桿 副的 極限 轉(zhuǎn)速 和允 許轉(zhuǎn) 速 4.1 極限轉(zhuǎn) 速 min)/(rnc min)/(3510 2 60 2 2 2 2 r L d f A EI L kn b b c 式中 k 安全系數(shù)，一般去 0.8 安裝間距 35mm b L A絲桿橫截面積 611mm 滾珠絲桿螺紋底徑 27.9mm 2 d I絲桿最小截面慣性矩 29728mm E彈性模量 材料密度 、 表示與支撐形式有關(guān)的系數(shù) f 高速運 轉(zhuǎn)時，避免 產(chǎn)生震動現(xiàn) 象 減震器鋁

28、合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 13 固定自由 875 . 1 4 . 3f 支持支持 142 . 3 7 . 9f 固定支持 927 . 3 1 . 15f 固定固定703 . 4 9 .21f 續(xù)表 3-1 說明備注 4.2 允 許轉(zhuǎn)速 min)/( max rN 式 D滾珠絲桿的公稱直徑，2063 70000 max D N 32mm 3.5 滾珠絲桿副的選用滾珠絲桿副的選用 綜合上述所選主要技術(shù)參數(shù)，根據(jù)滾珠絲杠產(chǎn)品樣本，即可確定所選滾珠絲杠副型 號規(guī)格 3207-4。 圖 3-1 滾珠絲杠 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 3.6 滾珠絲桿的驗算滾珠絲桿的驗算 (1) 剛度

29、驗算 滾珠絲杠副在工作載荷 F=7284Nmax 和扭矩 M1 共同作用下，所引起的螺紋每米導(dǎo) 程變形總誤差 按下式計算： 3max 10) 15001000 ( GI M EA F K （3.3） 式中：A絲杠截面積，rdA 2 4 1 2 mm G絲杠材料剪切彈性模量，對鋼 2 /82400mmNG K安裝方式系數(shù)(固定自由：K=1；固定固定：K=0.25)。 驗算不等式為：(300mm 單一導(dǎo)程變動量)。300V (2) 效率驗算 (3.4)%90 )( %100 tg tg 式中：絲杠螺紋螺旋升角；=arctg 為摩擦角。 如上述驗算不滿足要求，需另選其它型號，重復(fù)以上步驟，直至滿足要

30、求為止。 絲杠受工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計。就不在具體計算總長變形量、 滾道接觸變形量、軸承軸向變形量了10。 3.7 步進(jìn)電機(jī)的選用步進(jìn)電機(jī)的選用 A 步進(jìn)電機(jī)的分類及優(yōu)缺點 步進(jìn)電機(jī)的運動是由輸入的電脈沖信號控制的，每當(dāng)電機(jī)繞組接收一個脈沖，轉(zhuǎn)子 就轉(zhuǎn)過一個相應(yīng)的角度。其角位移量與輸入脈沖的個數(shù)嚴(yán)格成正比，在時間上與輸入脈 沖同步。因而，只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可得到所需轉(zhuǎn)動 的速度和方向。 步進(jìn)電機(jī)有反應(yīng)式、永磁式和混合式三種類型。 步進(jìn)電機(jī)的主要特性指標(biāo)：步距角、最高啟動頻率、最高連續(xù)工作頻率等。 步進(jìn)電機(jī)的主要特性：1 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動才能運轉(zhuǎn)

31、，動力來源必須是脈沖號碼， 沒有脈沖的時候，步進(jìn)電機(jī)關(guān)閉，當(dāng)加入合理的脈沖信源，就會轉(zhuǎn)動一定角度。轉(zhuǎn)動的 速度和脈沖的頻率成一定關(guān)系；2 步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為 7.5 度，一圈 360 度，需要 48 個脈沖實現(xiàn)；3 步進(jìn)電機(jī)含有瞬時啟動并且快速停住的好處；4 為實現(xiàn)改變轉(zhuǎn)動方位可以 改變脈沖順序。步進(jìn)電機(jī)有其獨特的優(yōu)點，歸納起來主要有： 1)步矩值不受各種干擾因素的影響 2)誤差不長期積累 3)控制性能好 B 伺服電機(jī)的分類及優(yōu)缺點 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 15 直流伺服電動機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應(yīng)。 所以區(qū)分步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的依據(jù)條件主要視具體

32、應(yīng)用情況而定，簡單地說要確 定：負(fù)載的性質(zhì)（如水平還是垂直負(fù)載等） ，轉(zhuǎn)矩、慣量、精度、加減速等要求，上位控 制條件（如對端口界面條件和通訊方面條件的使用條件） ，主要控制形式是方位、轉(zhuǎn)矩還 是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或者是電池供電，電壓范圍。以此為依據(jù) 來確定電機(jī)和配用驅(qū)動器或控制器的型號。 還可以按照下表區(qū)別選擇步進(jìn)系統(tǒng)還是伺服系統(tǒng)（步進(jìn)電機(jī)的負(fù)荷及扭矩計算）: 表 3-2 步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng) 伺服電機(jī)系統(tǒng) 小扭矩范圍扭矩 （20Nm 的普遍以下）小， 中，大，全范圍 低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)（通常在不到 2000RPM，高扭矩電機(jī)小于 1000RPM） 高（可達(dá) 5000RPM） ，直 流伺

33、服電機(jī)和 1 至 20000 轉(zhuǎn)/分 鐘 控制方式主要是位置控制多元化智能控制，位置/速 度/轉(zhuǎn)矩模式 平滑性低速振動（但與驅(qū)動器的子類型可 以顯著改善） 好，運行平滑 精度一般較低，細(xì)分型驅(qū)動時較高高 矩頻特性高速時，力矩下降快力矩特性好，特性較硬 過載特性過載時會失步可 310 倍過載（短時） 反饋方式的開環(huán)控制，也可以被連接到 編碼器，以防止失步 閉環(huán)方式，編碼器反饋 編碼器類型光電旋轉(zhuǎn)編碼器（增量/絕對）旋轉(zhuǎn)變壓器型 旋轉(zhuǎn)變壓器型一般快 溫升運行溫度高一般 維護(hù)性基本可以免維護(hù)較好 價格低較高 所以考慮到這次設(shè)計的要求，為了在不影響工作精度條件下，我選擇了步進(jìn)電機(jī)。 表 3-3 步進(jìn)電

34、機(jī)計算列表 說明備注 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 5 電機(jī) 選擇 51 外部載荷所產(chǎn)生 的摩擦力鋸 p T =9696式中軸)( 2 mN N Fal Tp MN a F 向載荷，=7284N NWFFa 切削力，7224N F 工作臺總重量，1200N W N摩擦系數(shù) 0.05（滑動或滾珠） 導(dǎo)程，418mm l 續(xù)表 3-3 說明備注 5.2 預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦 力矩 D T MNmN lF T P D 30.1)(10 1 2 3 2 式中預(yù)緊力，1618N p F 導(dǎo)程，0.418m l 預(yù)緊滾珠杠副的效率（0.850.9） 5.3 支承軸承產(chǎn)生的摩 擦力矩 查閱軸承 樣本 5.4

35、加速度產(chǎn)生的負(fù)荷 扭矩 j T 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速從升至?xí)r: 1 n 2 n )(17803 60 )(2 21 mN t nn jT a j 當(dāng)電機(jī)從靜止升至?xí)r: max n max max 508 60 2 n t N jT a j 式中 j加在電機(jī)上的慣性矩，9720 2 mkg 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，35 r/min max n 加速時間，2s a t 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 17 5.5 電機(jī)總扭矩 m T26532N.M bjDPm TTTTT 通常將限制在電機(jī)輸出功率的 DP TT 10%30%左右，尤其是選用小電機(jī)時更要注意 11 5.6 進(jìn)給系統(tǒng)的剛度 )/(mN

36、K4321 11111 KKKKK 式中滾珠絲杠的軸向剛度， 1 KmN/ 螺母的軸向剛度， 2 KmN/ 支承軸承的軸向剛度， 3 KmN/ 所以步進(jìn)電動機(jī)型號選擇為0501350110BHBYG 3.8 傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.8.1 螺母螺母 螺母的工作原理是采用螺母和螺栓之間的摩擦力進(jìn)行自鎖的。但是在動載荷中這種 自鎖的可靠性就會降低。在一些重要的場合我們就會采取一些防松措施，保證螺母鎖緊 的可靠性。其中用鎖緊螺母就是其中的一種防松措施。 鎖緊螺母也有兩種，一種是用兩個一樣的螺母擰在同一支螺栓上，在兩個螺母之間 附 加一個擰緊力矩，使得螺栓連接可靠。 另一種是專用的防

37、松螺母，需要和一種可以防松墊片一起使用。專用的防松螺母不 是六角螺母，而是一中圓螺母，在螺母的圓周上開有 6 個缺口，這六個缺口既是擰緊工 具的著力點，又是防松墊片卡口的卡入處。13 第二種防松方式比第一種更可靠，但是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。 這次設(shè)計我們選用第 2 種方案 3.8.2 活靈座活靈座 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 3.2 活靈座 主軸箱上電機(jī)只帶動主軸旋轉(zhuǎn)，和進(jìn)給運動無關(guān)聯(lián)，所以我們用到了活靈座，起連 接絲桿與進(jìn)給的橋梁。 活靈座固定絲桿的螺母，一頭固定在滑臺上，絲桿軸向固定，旋轉(zhuǎn)時帶動螺母和活 靈座再帶動滑臺，實現(xiàn)進(jìn)給運動。 數(shù)據(jù)顯示：長 90mm 寬 98mm 高 112mm

38、表面粗糙度為 0.8 3.8.3 軸承座軸承座 軸承座顧名思義就是軸承的支撐座。軸承座的作用是穩(wěn)定軸承及其所連接的回轉(zhuǎn)軸， 確保軸和軸承內(nèi)圈平穩(wěn)回轉(zhuǎn)避免因承載回轉(zhuǎn)引起的軸承扭動或跳動！螺孔是上軸承蓋的。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 19 圖 3.3 軸承座 3.8.3.1 軸承軸承 滾動軸承的種類、類型及尺寸是多種多樣的。為使機(jī)械裝置發(fā)揮出預(yù)期的性能，選 擇最適宜的軸承是非常關(guān)鍵的。選它，我們分析多個原因，從各種角度評審選擇軸承的 條件，并無特殊規(guī)格，但一般順序如下： (1)掌握機(jī)械物件和軸承的要求 (2)明確對軸承的使用環(huán)境 (3)選定軸承的類型 (4)選定軸承配置方

39、式 (5)選定軸承尺寸 (6)選定軸承規(guī)格 (7)選定軸承的安裝方法 3.8.3.2 軸承的使用條件與環(huán)境條件軸承的使用條件與環(huán)境條件 正確把握軸承在機(jī)械裝置的使用部位及使用條件與環(huán)境條件是選擇適宜軸承的前提。 為之，需要取得以下幾個方面的數(shù)據(jù)和資料： (1)機(jī)械裝置的功能與結(jié)構(gòu) (2)軸承的使用部位 (3)軸承負(fù)荷(大小、方向) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 (4)旋轉(zhuǎn)速度 (5)振動、沖擊 (6)軸承溫度(周圍溫度、溫升) (7)周圍氣氛(腐蝕性，清潔性，潤滑性) 3.8.3.3 軸承配置方式的選擇軸承配置方式的選擇 通常，軸是以兩個軸承在徑向和軸向進(jìn)行支撐的，此時，將一側(cè)的軸承稱為固定

40、側(cè) 軸承，它承受徑向和軸向兩種負(fù)荷，起固定軸與軸承箱之間的相對軸向位移的作用。將 另一側(cè)稱之為自由側(cè)，僅承受徑向負(fù)荷，軸向可以相對移動，以此解決因溫度變化而產(chǎn) 生的軸的伸縮部題和安裝軸承的間隔誤差。 對于固定側(cè)軸承，需選擇可用滾動面在軸向移動(如圓柱滾子軸承)或以裝配面移動 (如向心球軸承)的軸承。在比較短的軸上，固定側(cè)與自由側(cè)無甚別的情況下，使用只單向 固定軸向移動的軸承(如向心推力球軸承)。 3.8.3.4 軸承類型的選定軸承類型的選定 選擇軸承類型時，全面掌握軸承的使用條件是至關(guān)重要的。下表列出了主要的分析 項目: 表 3-4 軸承類型選擇應(yīng)注意問題 分析項目作用選擇方法 1)軸承的 安

41、裝空間 能容納于軸承安裝空 間內(nèi)的軸承型 由于設(shè)計軸系時注重軸的剛性和強(qiáng)度，因此一般先確定軸 徑，即軸承內(nèi)徑。但滾動軸承有多種尺寸系列和類型，應(yīng)從中 選擇最為合適的軸承類型。 2)負(fù)荷 軸承負(fù)荷的大小、方 向和性質(zhì)軸承的負(fù)荷能力 用基本額定負(fù)荷表示，其 數(shù)值載于軸承尺寸表 軸承負(fù)載的變化，如負(fù)載的大小，是否只有徑向負(fù)荷，軸 向負(fù)荷是單向的或雙向的，所以振動或沖擊的程度。在考慮這 些因素后，再選擇最合適的軸承類型。一般來說，相同內(nèi)徑的 軸承的徑向負(fù)荷能力按下列順序：深溝球軸承 20 米/分鐘。一般用于 這些孔的直徑 25 孔的加工，特別是在應(yīng)用程序中的多個大直徑鏜。 b.確定導(dǎo)向數(shù)量，選擇導(dǎo)向參

42、數(shù) 導(dǎo)向件的形狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剛性工具，精密的加工和特定的情況下，應(yīng)根據(jù)編號。 通常鉆，擴(kuò)，鉸孔孔或單壁與小懸鏜桿鏜，擴(kuò)，鉸孔深度是不是一個大洞，選擇一個單 加工為主。鉸孔時，在工件施放時，加強(qiáng)工具導(dǎo)向，通常采取兩種加工為主的剛性;離開 植樹節(jié)限制長懸伸或擴(kuò)，鉸長孔的位置精度的工件時的內(nèi)部結(jié)構(gòu)高外，還應(yīng)考慮一個長 單或雙導(dǎo)向的外向型加工的布局。鏜孔時或大型多系列薄壁工件同軸孔，具體的結(jié)構(gòu)和 形狀的工件提供雙重引導(dǎo)或引導(dǎo)的過程。導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：管直徑和公差，導(dǎo)套長 度，導(dǎo)套和工件的端面的距離。必須強(qiáng)調(diào)的是，不擴(kuò)，鉸只相當(dāng)無聊，只能用旋轉(zhuǎn)方向 與固定導(dǎo)。實際使用中，擴(kuò)，鉸，也是相當(dāng)沉悶的旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)

43、面向固定的情況下使用。有 時，由于結(jié)構(gòu)上的限制，在使用雙取向或取向處理，以及固定和旋轉(zhuǎn)面向混合使用的情 況。 還應(yīng)當(dāng)指出的是，使用的復(fù)合材料模具孔導(dǎo)向的引導(dǎo)，一定要檢查到引導(dǎo)部分長度 L（LD，D-型直徑） ，以防止的制導(dǎo)或?qū)в伍L度不足的加工情況開始加工，涼亭。c.初 定主軸類型，尺寸，外伸長度和選擇接桿 主軸型式主要取決于進(jìn)給抗力和主軸-刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù) 選定的切削用量計算出切削扭矩 M，查表初定主軸直徑 d，再綜合考慮加工精度和具體工 作條件，根據(jù)表決定主軸外伸部分尺寸及配套的刀具接桿莫氏錐號，攻絲靠模規(guī)格代號 等5 4.4 工件夾緊工件夾緊方案確定方案確定 4.4

44、.1 夾緊方向夾緊方向 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 31 圖 4.5 零件夾緊示意圖 4.4.2 夾緊部件夾緊部件 圖 4.6 固定 V 型塊 對其去毛刺，然后淬火 HRC 5662。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 銳角倒鈍；倒角 1 45；然后調(diào)制、滲碳。 圖 4.7 壓桿 調(diào)制 HRC 3235； 未注倒角 1 45； 發(fā)黑。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 33 圖 4.8 拉桿 圖 4.9 壓緊塊 壓緊塊為材料 pvc，防止出現(xiàn)壓痕 圖 4.10 斜契 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 全部倒角 1 45；發(fā)黑。 圖 4.11 活塞壓緊塊 本

45、次設(shè)計中定位誤差選用 V 型塊，零件以 V 型塊定位時工序定位誤差 在機(jī)械零件的設(shè)計和制造中，一般應(yīng)確定零件的設(shè)計基準(zhǔn)，進(jìn)而確定零件各尺寸； 在制造中，先根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)功能特殊處選取加工工藝路線、工序定位基準(zhǔn)、余量等， 再行加工。工序的定位和及定位誤差解析在計算零件設(shè)計和機(jī)械加工中起著至關(guān)重要的 作用。加工質(zhì)量、和生產(chǎn)的成本直接與定位誤差的確定有很大關(guān)系。通常設(shè)計師或工藝 師用經(jīng)驗判定定位誤差的大小。 a.定位誤差的基本概念及組成 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序 尺寸（通常指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 jbjwdw （4.

46、1） b.確定定位誤差方法 分析工序基準(zhǔn)的兩個極端情況，然后根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動量。如圖 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 35 12，兩個極端情況：情況 1，使工序基準(zhǔn)盡可能地“高”得加工尺寸； minmax 2,11dddd 情況 2， 使工序基準(zhǔn)盡可能的“低”得加工尺寸。且該工序東位誤差 maxmin 2,11dddd 1212)(PPHHHdw （4.2） H2 H1 O1 O2 P2 P1 1 2 圖 4.12 按概念確定的定位誤差 2/2)2/sin2/(1 2/)22(2(21 2/2)2/221()( minmax TdTd TdddOO ddOOH

47、dw （4.3） 更為簡單的情況 兩個極端情況:情況 1， 使工序基準(zhǔn) A 獲得最高)(Hdw max dd 點；情況 2， 時 A 獲得最低點；兩者之差即為該工序的定位誤差。 min 2dd 設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則： (1) 夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位； (2) 工件和夾具變形必須在允許的范圍內(nèi)； (3) 必須有可靠的夾緊機(jī)構(gòu)。有足夠剛度和強(qiáng)度的夾緊機(jī)構(gòu)各種元件，手動夾緊機(jī) 構(gòu)必須保證能夠自鎖，機(jī)動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)備，有足夠的夾緊行程； (4)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全，省力，方便，快捷，根據(jù)工人操作實踐; (5)所述夾持機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，程度的自動化和工廠的生產(chǎn)程序必須

48、氣動夾緊裝置采用空氣作為夾緊裝置的動力源。壓縮空氣具有粘度小，不污染，傳 送分配方便的優(yōu)點。缺點是夾緊力比液壓夾緊小，一般壓縮空氣工作壓力為 0.40.6MPa，結(jié)構(gòu)尺寸較大，有排氣噪音。 液壓夾緊裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)基本上與氣動夾緊裝置相似，它與氣動夾緊裝置相 比有下列優(yōu)點: (1) 壓力油工作壓力可達(dá) 6MPa,因此液壓缸尺寸小，不需增力機(jī)構(gòu)，夾緊裝置緊湊； 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 36 (2) 壓力油具有不可壓縮性，因此夾緊裝置剛度大，工作平穩(wěn)可靠； (3) 液壓夾緊裝置噪聲小。 其缺點是需要有一套供油裝置，成本要相對高一些。因此適用于具有液壓傳動系統(tǒng) 的機(jī)床和切削力較大的場合。 本設(shè)

49、計采用的是液壓夾緊裝置6。 4. 5 定位元件，夾緊元件的設(shè)計定位元件，夾緊元件的設(shè)計 由于定位元件的精度對工件的加工精度影響很大，所以在設(shè)計定位元件時，其材料 的選擇和技術(shù)條件應(yīng)有較高要求，定位元件與工件定位基準(zhǔn)面或與夾具體接觸或配合的 表面，一般不低于 IT8，常選 IT7 甚至 IT6 制造；定位元件工作表面粗糙度一般不應(yīng)大于 Ra1.6 微米，常選 Ra0.8 和 Ra0.4 微米；采用調(diào)整法和修配法提高裝配精度，以保證支承 釘和支承板的等高性以及夾具安裝面的平行度或垂直度等要求；定位元件可選用 45、40Cr 等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金鋼制造；或選用 T8、T10 等碳素工具鋼制造，并經(jīng)

50、淬 火處理提高表面硬度及耐磨性；對于尺寸較大或裝配時需要做定位銷孔的定位元件，如 加緊力等負(fù)荷較大時可采用 20、20Cr 等低碳鋼經(jīng)滲碳并淬火后再磨制。 4.5.1 定位元件的設(shè)計定位元件的設(shè)計 工件以外圓柱面作定位基準(zhǔn)時，根據(jù)外圓柱面的完整程度、加工要求和安裝方式， 可以在 V 形塊、定位套、半圓套及圓錐套中定位。其中最常用的是在 V 形塊上定位。 根據(jù)工件與 V 形塊的接觸母線長度，固定式 V 形塊可以分為短 V 形塊和長 V 形塊， 前者限制工件兩個自由度，后者限制工件四個自由度。 V 形塊定位的優(yōu)點是：對中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對中在 V 形塊兩斜 面的對稱平面上，在左右方向

51、上的不會發(fā)生偏移，且安裝方便；應(yīng)用范圍較廣。不論 定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用 V 形塊定位。 V 形塊上兩斜面間的夾角一般選用 60、90和 120，其中以 90應(yīng)用最多。其典 型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可查國家標(biāo)準(zhǔn)手冊。V 形塊的材料一般用 20 鋼，滲碳 深 0.81.2mm，淬火硬度為 6064HBC。 工件以外圓柱表面定位有兩種形式，一種是定心定位，另一種是支承定位。 (1) 定心定位 與工件以圓柱孔定心類似，用各種卡頭或彈性筒夾代替心軸或柱銷， 來定位和夾緊工件的外圓。有時也可以采用套筒和錐套來定位 (2) V 型塊定位 工件外圓以 V 型塊

52、定位是最常見的定位方式之一，兩斜面夾角有 60、90、120等，90V 型塊使用最廣泛，其定位精度和定位穩(wěn)定性介于 60和 120V 型塊之間，精度比 60V 型塊高，穩(wěn)定性比 120V 型塊高。使用 V 型塊定位的 優(yōu)點是對中性好，可用于非完整外圓柱表面定位。V 型塊有長短之分，長 V 型塊限制 4 個自由度，其寬度 B 與圓柱直徑 D 之比 B/D1，短 V 型塊只能限制兩個自由度，其寬 度有時僅 2mm。它們均已標(biāo)準(zhǔn)化，可以選用，特殊場合也可以自行設(shè)計。 本設(shè)計采用的是 V 型塊定位的方式。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 37 4.5.2 夾緊元件設(shè)計夾緊元件設(shè)計

53、在車床上用來加工工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具稱為車床夾具。車床夾具多數(shù)安 裝在主軸上；少數(shù)安裝在床鞍或床身上。后一類屬機(jī)床改裝范疇，應(yīng)用較少，不做介紹。 車床夾具按工件定位方式不同分為：定心式、角鐵式和花盤式等。 (1).定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 (2)角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復(fù)雜， 難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為 角鐵式車床夾具。 (3)花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個 T 形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分 度

54、元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 7 4.6 夾緊力計算夾緊力計算 根據(jù)總體設(shè)計得 切削軸向力： NF6176mNM/70123 6543210KKKKKKKK （4.4） 取 2.538 . 1 0 . 10 . 10 . 115 . 1 0 . 12 . 1 )( 2 sin 2 sin 21 N RuRu KM WK 05 . 0 7 . 0 2 2 05. 07 . 0 2 2 701235 . 2 N2074707 （4.5） （4.6) )( 2 sin 2 sin 43 N uu KF WK f 7 . 0 2 2 7 . 0 2 2

55、61765 . 2 N9136 由圖 NF F FF 2593984 1201502074707 120150 2 2 21 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 4.13 夾具聯(lián)系尺寸圖 4.7 夾緊油缸設(shè)計夾緊油缸設(shè)計 4.7.1 液壓缸的載荷組成與計算液壓缸的載荷組成與計算 圖 4.71 所示的液壓缸的液壓系統(tǒng)的組成部分的計算圖的實施。由參考文獻(xiàn)8，相 關(guān)參數(shù)標(biāo)記在地圖上，其中，fw 是在活塞桿上的外部負(fù)載的作用，F(xiàn)M 是在活塞與氣缸壁 和活塞桿和導(dǎo)套之間的密封阻力。 在活塞桿上的外部負(fù)載的工作量纖維蛋白原，F(xiàn)f 和軌面摩擦而產(chǎn)生的慣性力 Fa 的速 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系

56、統(tǒng)和夾具設(shè)計 39 度變化的作用。 圖 4.14 液壓系統(tǒng)計算簡圖 一種常見的工作負(fù)載軸重力作用在活塞桿上，切削力，擠壓力。的力的方向在活塞運動 的方向相同的方向為負(fù)，相反的是正 NFg6176 （1）導(dǎo)軌摩擦載荷 Ff 對于平導(dǎo)軌 對于 V 型導(dǎo)軌)(FnGuFf 2/sin/ )(FnGuFf （4.7） 式中 G運動部件所受的重力（N） ； Fn外載荷作用與導(dǎo)軌上的正壓力（N） ； 摩擦系數(shù)，見表 1； Q235B 級是 20 度常溫沖擊; Q235C 級，是 0 度沖擊; Q235D 水平是-20 度沖擊。不同的溫 度的影響，值的影響是不同的 Q235 各個級別的化學(xué)成份： Q235

57、分 A、B、C、D 四級(GB700-88) Q235A 級含 C0.140.22% Mn0.300.65 Si0.30 S0.050 P0.045 Q235B 級含 C0.120.20% Mn0.300.670 Si0.30 S0.045 P0.045 Q235C 級含 C0.18% Mn0.350.80 Si0.30 S0.040 P0.040 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 45 Q235D 級含 C0.17% Mn0.350.80 Si0.35 S0.040 P0.035 就其脫氧方法而言，可以采用 F,b,z 分別表示為沸騰鋼、平鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼 是脫氧不完

58、全的鋼，塑性和韌性較差。用這種材料制成的焊接結(jié)構(gòu)，受動力載荷作用時 接頭容易出現(xiàn)裂縫。不宜在低溫下工作，有時會產(chǎn)生硬化現(xiàn)象。相比之下，鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)優(yōu) 而勻，塑性和韌性都好9。 Q235 的機(jī)械性能： 在板材里，是最普通的材質(zhì)，屬普板系列。過去的一種叫法為：A3。 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：外部標(biāo)準(zhǔn)為：GB709，內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)為：GB3274-88。 4.9 夾具的安裝與調(diào)整夾具的安裝與調(diào)整 4.9.1 安裝安裝 法一：在 V 形塊和壓緊塊之間夾緊一個芯棒，芯棒的表面光潔度要高，且長度是 300 毫米，在芯棒下方處安裝兩個千分表，轉(zhuǎn)動芯棒，表無變化，即可以進(jìn)行安裝。 方法二：在主軸箱兩端安裝千分表，繞芯棒一周，表無變化

59、，可見芯棒與主軸箱同 軸度好，可進(jìn)行安裝。 4.9.2 調(diào)整調(diào)整 一 調(diào)整規(guī)格，用斜面 二 調(diào)整位置 同上在 V 形塊和壓緊塊之間夾緊一個芯棒，并在兩端導(dǎo)軌上安裝千分 表，滑動導(dǎo)軌，千分表是否能達(dá)到軸端面，達(dá)到即可，達(dá)不到就進(jìn)行調(diào)整。 4.9.3 夾具的可調(diào)節(jié)性夾具的可調(diào)節(jié)性 通過固定 V 形塊的上下位置調(diào)整，使得夾具可夾取不同規(guī)格的工件。 調(diào)整范圍在 0-16mm 之間，不得超過 16mm。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 46 5 5 總結(jié)與展望總結(jié)與展望 時光荏苒，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾個月的戰(zhàn)斗，我的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了。 在沒有接受論文題目以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對幾年來所學(xué)東西的簡單總結(jié)

60、，但是經(jīng)過這 次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計不僅是對以前所學(xué)的知識的一種檢驗，而且也是對自己能力 的一種提高。 這次畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計雙工位鉆床，是一次非常好的演練機(jī)會。盡管我們 對專業(yè)知識的掌握還不夠透徹，我們?nèi)匀幌Ｍㄟ^自己的努力完成設(shè)計并希望有所突破。 下面就對我們這次設(shè)計的過程做個簡單的小結(jié)： 第一，課題分析。在接到畢業(yè)設(shè)計題目后，我認(rèn)真翻閱了指導(dǎo)老師提供的資料，對 課題進(jìn)行了深刻的分析，并向老師請教了設(shè)計中的一些要點及難點。 第二，總體設(shè)計。在對課題進(jìn)行仔細(xì)分析以后，我和廖成威概括出了這次設(shè)計的大 體框架，并將設(shè)計劃分成了若干模塊，由我們分別完成。 第三，資料整理。我的任務(wù)是夾具和進(jìn)給設(shè)計，

61、通過書籍、互聯(lián)網(wǎng)等途徑積極查閱 資料，并與廖成威進(jìn)行資源共享，以達(dá)到最大的資源利用率及工作效率。 第四，課題實現(xiàn)。在資料準(zhǔn)備充分后，大家開始著手論文的撰寫，大家精誠協(xié)作、 共同探討，充分體現(xiàn)出了團(tuán)結(jié)精神。過程中，大家也越到不少問題，通過一起討論、請 教老師、以及翻閱資料等方式將問題一一解決。 第五，論文整理。在我們完成了各自的模塊以后，一起將論文進(jìn)行了整合，并整理 成冊。 我們這次的設(shè)計大體過程就是這樣。在此，要感謝我們的指導(dǎo)老師張大俊老師對我 們的悉心指導(dǎo)，給予了我們很大的幫助。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我們對機(jī)械設(shè)計過程有 了一定的了解，大家充分的將所學(xué)理論知識運用到了實踐當(dāng)中。我們通過查閱資料

62、、跟 其他小組探討、以及請教老師等方式學(xué)到了不少東西，雖然經(jīng)歷了一些困難，但同樣收 獲巨大。這次設(shè)計不僅提升了大家的業(yè)務(wù)能力，也加強(qiáng)了我們的團(tuán)隊意識，對我們以后 的工作有非常大的幫助。雖然這個方案做的還不夠?qū)I(yè)，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東 西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，將使我們終身受益。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計 47 致致 謝謝 大四最后的半學(xué)期，我們進(jìn)行了大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計，既為了考察我們在大學(xué)時期的學(xué) 習(xí)進(jìn)度，同時由為我們的知識進(jìn)行了一次溫故而知新。 在這短暫的幾個月中，我感到非常充實，期間我們多次到工廠見習(xí)，得到了豐富的 實踐知識，這離不開張大駿老師與同學(xué)的共

63、同團(tuán)結(jié)合作。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，由于 專業(yè)知識的不扎實我遇到了各種各樣的問題，有時候覺得不可能完成，但是在同學(xué)老師 的鼓勵下，我堅持了下來，回首以前的日子感覺到了溫暖，是他們讓我走過了一步又一 步。畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，留下了看的見的，看不見的，厚厚的圖紙，豐富的見識。我想在 此再次感謝各位同學(xué)，尤其是張大駿老師，感謝你們的熱情無私的幫助，同時我也想感 謝自己，功夫不負(fù)有心人。 感謝張大俊老師。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 48 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 盧秀春，李鳳云. 組合機(jī)床設(shè)計M. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985 年：108-119. 2 杜華，王敏. 機(jī)械工程手冊M. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999

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