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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 設(shè)計(jì) 論文 題目 操縱桿殼鉆 6 M8 底孔專(zhuān)機(jī)及 液壓夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱(chēng) 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 職 稱(chēng) 定稿日期 年 月 日 II 摘 要 應(yīng)用組合機(jī)床加工大批量零件 快捷高效 生產(chǎn)效率高是機(jī)械加工的發(fā)展 方向 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 操縱桿殼鉆 6 M8 底孔專(zhuān)機(jī)及液壓夾具設(shè)計(jì) 在工藝制定過(guò)程中 通過(guò)批量的進(jìn)行鉆底孔的加工方案 并尋求最佳的工藝方 案 借此說(shuō)明了工藝在生產(chǎn)過(guò)程中的重要性 本人的設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是 進(jìn)行 了機(jī)床總體布局設(shè)計(jì) 對(duì)機(jī)床的進(jìn)給和傳動(dòng)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì) 結(jié)合實(shí)例 介紹 了夾具設(shè)計(jì)方法 通過(guò)此設(shè)計(jì) 本機(jī)床完全能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 與傳統(tǒng)的機(jī)床相 比 本機(jī)床具有自動(dòng)化程度高 生產(chǎn)率高 精度高等優(yōu)點(diǎn) 關(guān)鍵詞 組合機(jī)床 鉆底孔 夾具設(shè)計(jì) 手動(dòng) III Abstract Application of combined high volume machining parts high efficiency high productivity is the development direction of machining The topic of this graduation design is a design machine tools for processing the pump body bottom hole drilling 8 M8 modular machine tool design Making process in the process with a mass of bottom hole drilling processing scheme and to seek the best technology solutions which illustrates the importance of process in the production process The main content of my design is on the overall layout of machine tools on the machine feed and transmission parts of the design combined with the example introduces the fixture design method with this design this machine can meet the design requirements compared with traditional machine this machine has high automation high productivity advantages higher accuracy Key Words modular machine tool drilling bottom hole fixture design manual IV 目 錄 1 緒論 1 1 1 組合機(jī)床的簡(jiǎn)介 1 1 2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 2 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 4 2 1 組合機(jī)床方案的制定 4 2 1 1 制定工藝方案 4 2 1 2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 4 2 2 確定切削用量及選擇刀具 6 2 2 1 確定工序間余量 6 2 2 2 選擇切削用量 6 2 2 3 確定切削力 切削扭矩 切削功率 6 2 2 4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 7 2 3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì) 三圖一卡 的編制 7 2 3 1 被加工零件工序圖 7 2 3 2 加工示意圖 8 2 3 3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 12 2 3 4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 14 2 4 多軸箱的設(shè)計(jì) 17 2 4 1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 17 2 4 2 齒輪模數(shù)選擇 18 2 4 3 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 2 4 4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 20 2 4 5 傳動(dòng)零件的校核 20 3 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 21 3 1 研究原始質(zhì)料 21 3 2 定位 夾緊方案的選擇 22 3 3 切削力及夾緊力的計(jì)算 22 3 4 定位誤差的分析 26 3 5 定位銷(xiāo)選用 27 3 6 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計(jì)與選用 27 3 7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 29 結(jié)論 31 參考文獻(xiàn) 32 致謝 33 1 1 緒論 1 1 組合機(jī)床的簡(jiǎn)介 組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ) 根據(jù)特定的形狀和工件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 獨(dú)特 組成的半自動(dòng)或自動(dòng)機(jī)床 組合機(jī)床一般采用多軸 多刀 多進(jìn)程 多或多級(jí)處理 生產(chǎn)效率幾倍比普通 機(jī)床高幾倍 由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化 可根據(jù)需要靈活配置 能縮短設(shè)計(jì) 和制造周期 因此 組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn) 已廣泛應(yīng)用于大批量 大 批量生產(chǎn) 并可用于組成自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn) 組合機(jī)床一般用于加工箱體零件或特殊形狀的 工件的加工 一般不旋轉(zhuǎn) 相 對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具和工件 來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆孔 擴(kuò)孔 鉆孔 擴(kuò)孔 鉆孔 銑削平面 內(nèi) 外螺紋切削加工圓等 夾緊工件的加工頭旋轉(zhuǎn)組合機(jī)床 由刀具作進(jìn) 給運(yùn)動(dòng) 也可達(dá)到一定的旋轉(zhuǎn)部件 如飛輪 汽車(chē)后橋等 的循環(huán)和過(guò)程 在第二十世紀(jì) 70 年代 隨著可轉(zhuǎn)位刀具 刀具的發(fā)展密度 孔尺寸自動(dòng)檢測(cè)和自 動(dòng)刀具補(bǔ)償技術(shù) 提高組合機(jī)床的加工精度 高達(dá) 0 08 毫米和 1000 毫米的銑削平面 表面粗糙度可達(dá) 2 8 0 63 微米低 鏜孔精度可以達(dá)到 IT7 6 孔距精度可達(dá) o 03 o 02 微型計(jì) 專(zhuān)用機(jī)床是隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的興起發(fā)展 在專(zhuān)用機(jī)床的某些部分重復(fù)使 用 并逐漸發(fā)展成一個(gè)通用部件 導(dǎo)致在一個(gè)組合機(jī)床 組合機(jī)床是最早的 1911 在美 國(guó) 為汽車(chē)零部件加工 在每臺(tái)機(jī)器的開(kāi)始 本廠有他們的標(biāo)準(zhǔn)通用部件 為了提高 互換性通用不同配件廠 方便了用戶(hù)的使用和維修 1983 美國(guó)福特汽車(chē)公司和通用汽 車(chē)公司和美國(guó)機(jī)械廠協(xié)商 確定組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則 嚴(yán)格的規(guī)定尺寸的 組件之間的接觸 但部分結(jié)構(gòu)未指定 組合機(jī)床的設(shè)計(jì) 基本上有兩種方式 一 目 前是根據(jù)處理對(duì)象的特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的 這是最常見(jiàn)的做法 其次 在組合機(jī)床廣泛用 于機(jī)械行業(yè)在我國(guó) 大多數(shù)的工人和技術(shù)人員總結(jié)生產(chǎn)和使用組合機(jī)床的經(jīng)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn) 不在其組件共同組合機(jī) 可設(shè)計(jì)成通用的部件 和一些行業(yè)是一個(gè)組合機(jī)床的加工范 圍完成極為相似 它是可能的設(shè)計(jì)的 通用機(jī)床 機(jī)床被稱(chēng)為 專(zhuān)業(yè)的組合機(jī)床 本 機(jī)不根據(jù)具體的處理對(duì)象都需要特殊的設(shè)計(jì)和生產(chǎn) 可設(shè)計(jì)為多功能 組織大批量生 產(chǎn) 然后根據(jù)加工零件的具體需要 夾具和簡(jiǎn)單的切割工具 可以由一個(gè)特定的對(duì)象 2 的高效加工設(shè)備 通用部件按功能可分為動(dòng)力元件 支撐部分 傳輸部分 控制部分和附件五 動(dòng) 力裝置是用于組合機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件 主電源箱 切削頭和動(dòng)力滑臺(tái) 支撐組件用于安裝動(dòng)力滑臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu) 一頭或夾具切割 側(cè)基 中間底座 支架 可調(diào)支架 立柱和立柱底座等 傳動(dòng)部分可用于運(yùn)輸或主軸箱的加工站組成 主要分度回轉(zhuǎn)臺(tái) 環(huán)形分度回轉(zhuǎn)臺(tái) 鼓和往復(fù)工作臺(tái)等 控制單元用以控制機(jī)床的自動(dòng)循環(huán)組成 液壓站 電氣柜和控制表 附件有潤(rùn)滑 裝置 冷卻裝置和排屑裝置等 為了使組合機(jī)床能被用在小批量生產(chǎn)中 常常需要應(yīng)用成組技術(shù) 集中在一臺(tái)組 合機(jī)床類(lèi)似零件的結(jié)構(gòu)和工藝 以提高機(jī)床的利用率 本機(jī)有兩種常見(jiàn)的 但主軸箱 組合機(jī)床和機(jī)床刀架 組合機(jī)床未來(lái)的發(fā)展將更加調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng) 簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu) 縮短生產(chǎn) 周期時(shí)間 采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱 夾具自動(dòng)更換系統(tǒng) 以提高工藝可調(diào)性 柔 性制造系統(tǒng)和成 1 2 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況 在過(guò)去的 20 年中 組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)的技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步 在精密加工 自動(dòng)線(xiàn)的生產(chǎn)效率 巨大的進(jìn)步速度 靈活和綜合自動(dòng)化 是組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)技術(shù)的 發(fā)展達(dá)到了很高的水平 自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展 線(xiàn)切割機(jī) 及其他相關(guān)技術(shù) 尤其是 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展對(duì)自動(dòng)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)變化和靈活性起著決定性的作用 隨著市場(chǎng)需求的變 化 靈活的將越來(lái)越成為在設(shè)備選擇的重要因素 因此 組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)將面臨激烈 的競(jìng)爭(zhēng) 包括高速加工中心的柔性制造系統(tǒng) 組合機(jī)床是一種專(zhuān)用的高自動(dòng)化的技術(shù)和設(shè)備 目前 它仍然是一個(gè)大量的關(guān)鍵 設(shè)備和機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效 高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn) 因此被廣泛用于汽車(chē) 拖拉機(jī) 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 其中 特別是汽車(chē)工業(yè) 是組合機(jī)床的最大用 戶(hù) 如德國(guó)的大眾汽車(chē)廠在該發(fā)動(dòng)機(jī)廠在機(jī)械行業(yè)中 大量生產(chǎn) 大量使用的設(shè)備是 組合機(jī)床 因此 組合機(jī)床與自動(dòng)化水平的技術(shù)性能 工業(yè)部門(mén)的生產(chǎn)效率的結(jié)構(gòu) 3 產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)組織的決定在很大程度上 決定了其產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力在很大程度 上 現(xiàn)代組合機(jī)床和自動(dòng)線(xiàn)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品 它是綜合反映驅(qū)動(dòng) 控制 測(cè)量 監(jiān)測(cè) 工具和機(jī)械組件技術(shù) 在過(guò)去的 20 年中 這些技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 在 組合機(jī)床的汽車(chē)和內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的主要用戶(hù)同樣也有很大的變化 產(chǎn)品生命周期縮短 增加品種和質(zhì)量改進(jìn) 這些因素的發(fā)展 促進(jìn)和刺激組合機(jī)床 組合機(jī)床是高效專(zhuān)用機(jī)床由大量的通用部件和少量的專(zhuān)用部件組成和工藝 通用 機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床的發(fā)展 由于機(jī)械加工的組合是高度集中的 也可完成一個(gè)或幾個(gè)一 機(jī)不同的過(guò)程 所以為了適應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)量 要求精度高 克服了通用機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 勞動(dòng) 強(qiáng)度大 生產(chǎn)效率低 難以保證精度的缺點(diǎn) 專(zhuān)用設(shè)備通用性差 不適應(yīng)現(xiàn)代科技的 迅速發(fā)展 往往更新的要求 因此 組合機(jī)床和自動(dòng)線(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē) 柴油機(jī) 電機(jī) 儀表 軍工產(chǎn)品的生產(chǎn) 并顯示出巨大的優(yōu)越性 4 2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 2 1 組合機(jī)床方案的制定 2 1 1 制定工藝方案 加工技術(shù)將確定組合機(jī)床的加工質(zhì)量 生產(chǎn)率 夾具的總體布局和結(jié)構(gòu) 因此 在計(jì)劃的過(guò)程中 我們必須要被加工零件的分析 和現(xiàn)場(chǎng)的形狀 尺寸 材料 硬度 剛度的深入了解 表面粗糙度的加工精度 加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 和定位 夾緊方法 過(guò)程 和切割工具 生產(chǎn)力的場(chǎng)景 環(huán)境和條件等 與國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料的收集 制定合理的工藝 根據(jù)被加工零件 操縱桿殼 的零件圖 圖 2 1 加工過(guò)程 8 螺紋底孔 1 加工孔的主要技術(shù)要求 6 個(gè)螺紋孔 M8 底孔直徑均為 6 7mm 孔的位置度公差為 0 08mm 工件材料為 HT200 HB170 241HBS 2 工藝分析 加工該孔時(shí) 孔的位置度公差為 0 3mm 根據(jù)組合機(jī)床和精密加工方案的過(guò)程 可以用如下 一次性加工孔 直徑為 6 7mm 3 定位基準(zhǔn)及夾緊點(diǎn)的選擇 為保證加工精度 提高生產(chǎn)效率和降低勞動(dòng)量 工件是批量生產(chǎn) 所以在設(shè)計(jì) 手動(dòng)夾緊 2 1 2 確定組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案 1 被加工零件的加工精度 被加工零件的過(guò)程來(lái)完成組合機(jī)床加工精度應(yīng)保證 是制造機(jī)器的主要依據(jù) 較 高的操縱桿殼鉆孔的精度要求 可用于鉆孔組合機(jī)床 為了機(jī) ra1 6um 孔的表面粗糙 度 改善原機(jī)的制造精度和工件的定位精度和減少夾緊變形的對(duì)策研究 因此 該機(jī) 通常采用的尾部安裝的齒輪傳動(dòng)裝置 進(jìn)給使用液壓系統(tǒng) 被加工零件圖如圖 2 1 所 示 5 圖 2 1 操縱桿殼 2 被加工零件的特點(diǎn) 這主要是指結(jié)構(gòu)形狀的材料 零件加工工件硬度工件剛度 定位基準(zhǔn)特征 他們 有重要影響的機(jī)床工藝方案系統(tǒng) 這個(gè)盒子是 HT200 材料 硬度 HB100 8mm 孔直徑 多孔同步處理 部分的剛度是足夠的 振動(dòng) 和工件變形的影響可以忽略不計(jì)的加熱 在一般情況下 孔的中心線(xiàn)與定位基準(zhǔn)平面平行和由一個(gè)或多個(gè)表面處理身體應(yīng) 橫機(jī) 該機(jī)適用于加工定位面水平和加工孔和垂直參考平面 但不適合加工安裝不方 便或高細(xì)長(zhǎng)件 一個(gè)單一的加工機(jī)適用于大箱 和中小型零件則多采用多處理機(jī) 這些組件的加工特點(diǎn)的中心線(xiàn)與定位基準(zhǔn)面是垂直的 和定位基準(zhǔn)水平 工件較 小 孔隙分布密集 多軸箱體積較大 選擇鉆床 臥式鉆床 3 零件的生產(chǎn)批量 生產(chǎn)批次的部分是由單工位定 在多工位的一個(gè)重要因素 在自動(dòng)線(xiàn)或組合機(jī)床 設(shè)計(jì)的小批量生產(chǎn)的特點(diǎn) 根據(jù)年生產(chǎn)能力的生產(chǎn)程序設(shè)計(jì)的要求 從工件的形狀和 輪廓尺寸 以減少處理時(shí)間 采用多軸 以減少機(jī)床數(shù)量 過(guò)程在一臺(tái)機(jī)器上完成 為了提高利用率 4 機(jī)床使用條件 6 根據(jù)車(chē)間布局 組合機(jī)床的使用選擇合適的組合機(jī)床工藝連接 技術(shù)能力和自然 條件和要求 基于上述 操縱桿殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 加工零件 尺寸精度 表面粗糙度和技術(shù)要求 定位 夾緊方法 過(guò)程 和機(jī)床的總體布局和技術(shù)性能等的影響因素 最終決定設(shè)計(jì) 四軸頭多工位同步鉆床 2 2 確定切削用量及選擇刀具 2 2 1 確定工序間余量 為使加工過(guò)程順利進(jìn)行并穩(wěn)定的保證加工精度 必須合理地確定工序余量 生產(chǎn) 中常用查表給出的組合機(jī)床對(duì)孔加工的工序余量 以消除轉(zhuǎn) 定位誤差的影響 6 7mm 的孔在鉆孔時(shí) 直徑上工序間余量均為 0 2mm 2 2 2 選擇切削用量 技術(shù)含量決定完成機(jī)器的組合 你可以選擇切削參數(shù) 因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下 多 軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床的設(shè)計(jì)組合 切削參數(shù) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 30 低于普通機(jī)床的加工單 多軸 主軸箱的所有工具都有一個(gè)進(jìn)料系統(tǒng) 通常作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電力幻燈片 工作 每分 鐘進(jìn)給量的所有工具的相同 等于每分鐘的動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給 毫米 分鐘 適用于一般 的工具 因此 同一主軸箱上的刀具主軸可設(shè)計(jì)成同轉(zhuǎn)速和同的每轉(zhuǎn) 進(jìn)給量 mm r 與其適應(yīng) 以滿(mǎn)足直徑的加需要 即 2 112 inffnfv 式中 各主軸轉(zhuǎn)速 r min 各主軸進(jìn)給量 mm r 12 iff 動(dòng)力滑臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 mm min vf 由于操縱桿殼鉆孔的加工精度 工件材料 工作條件 技術(shù)要求等 按照經(jīng)濟(jì)地 選擇滿(mǎn)足加工要求的原則 采用查表的方法查得 孔鉆頭直徑 D 8mm 進(jìn)給量 f 0 18mm r 切削速度 v 18m min 2 2 3 確定切削力 切削扭矩 切削功率 根據(jù)選定的切削用量 主要指切削速度 v 及進(jìn)給量 f 確定切削力 作為選擇動(dòng)力 部件 滑臺(tái) 確定切削扭矩 用以確定主軸及其它傳動(dòng)件 齒輪 傳動(dòng)軸等 的尺寸 確定切削功率 用以選擇主傳動(dòng)電動(dòng) 一般指動(dòng)力箱 功率 通過(guò)查表計(jì)算如下 切削力 26 2 2FD8 0f6 HB 7 26 6 7 8 026 0 2378 8N 切削扭矩 10 2 3T9 1D8 0f6 HB 10 7 2 0 9979N mm 切削功率 2 4P 940v 9979 18 9740 3 8 6 7 0 43kw 式中 HB 布氏硬度 F 切削力 N D 鉆頭直徑 mm f 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 mm r T 切削扭矩 N mm V 切削速度 m min P 切削功率 kw 2 2 4 選擇刀具結(jié)構(gòu) 在操縱桿殼的布氏硬度 HB100 孔徑 d 高速鋼鉆頭為 6 7mm 的刀具材料 W18Cr4V 為了使工作可靠 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 加工簡(jiǎn)單 6 7mm 的麻花鉆的選擇標(biāo)準(zhǔn) 孔加工刀具長(zhǎng)度應(yīng)確保在工具和導(dǎo)套的末端之間的螺旋槽加工結(jié)束 30 80mm 范圍 以排出切屑與刀具磨損已調(diào)整了一定量 2 3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì) 三圖一卡 的編制 總體設(shè)計(jì)方案的圖紙表達(dá)形式 三圖一卡 設(shè)計(jì) 其內(nèi)容包括 繪制被加工零件工序圖 加工示意圖 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 編制生產(chǎn)率卡 2 3 1 被加工零件工序圖 1 通過(guò)處理流程圖的作用及內(nèi)容 零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案加工 稱(chēng)為組合機(jī)床的工藝內(nèi)容完整 尺寸 加工零件的精度 表面粗糙度和技術(shù)要求 定位基準(zhǔn) 加工零件和材料零件的夾具加 工圖紙 硬度 它是基于原來(lái)的繪圖 突出本機(jī)床的加工內(nèi)容 再加上畫(huà)出必要的說(shuō) 明 主要是基于組合機(jī)床的設(shè)計(jì) 制造 使用 也是重要的技術(shù)文件 檢查和機(jī)床的 8 調(diào)整 操縱桿殼孔組合機(jī)床是加工零件的過(guò)程如圖 2 2 所示 地圖的主要內(nèi)容 1 被加工零件的形狀 主要尺寸和機(jī)加工零件的尺寸 精度 表面粗糙度 形 狀和位置精度等技術(shù)要求 以及工作程序和技術(shù)要求 2 定位基準(zhǔn)選擇定位夾緊 夾緊方向的過(guò)程 3 加工零件的名稱(chēng) 數(shù)量 材料 硬度和加工件與津貼 2 繪制加工零件的工序圖的注意 1 為了使被加工零件工序圖是明確的 必須通過(guò)處理這臺(tái)機(jī)器的內(nèi)容 繪制時(shí) 要按一定比例 選擇足夠的視圖和剖面看 優(yōu)秀的處理站點(diǎn) 用粗實(shí)線(xiàn) 和零件和機(jī) 床的輪廓 重行標(biāo)記的夾具設(shè)計(jì) 如在參考 2 2 位置 機(jī)械夾緊位置和方向 輔助支 持由符號(hào)部規(guī)定 細(xì)實(shí)線(xiàn) 表清楚 所有的程序來(lái)確保尺寸 角度等 應(yīng)使用尺寸的 數(shù)值表示 圖 2 2 操縱桿殼工序圖 2 加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起 為了便于加工和檢驗(yàn) 有時(shí)為選定的定 位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 應(yīng)處理轉(zhuǎn)換位置精度要求 9 2 3 2 加工示意圖 1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 2 和定位基準(zhǔn)加工零件的注射位置大小 為了便于加工和檢驗(yàn) 有時(shí)為選定的定位 基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 應(yīng)處理網(wǎng)站的轉(zhuǎn)換位置精度要求 與加工示意含量的作用 圖式加工是反映在拉深零件加工工藝方案 表示被加工零件在機(jī)床 刀具和工件 夾具 布局之間的相對(duì)位置的刀具 機(jī)床的工作行程和工作周期 是工具 夾具 主 軸箱 主要對(duì)功率器件依據(jù)電氣和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 是整個(gè)機(jī)床布局原來(lái)的需求 重 要文件也是必要的調(diào)整工具 圖 2 3 是操縱桿殼孔加工示意圖 圖 2 3 加工示意圖 在圖上應(yīng)標(biāo)注的內(nèi)容 1 機(jī)床的加工方法 切削用量 工作循環(huán)和工作行程 2 工件 夾具 刀具及多軸箱端面之間的距離等 3 主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型 尺寸及外伸長(zhǎng)度 刀具類(lèi)型 數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸 接桿 導(dǎo) 向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸 刀具與導(dǎo)向置的配合 刀具 接桿 主軸之間的連接方式 刀具 應(yīng)按加工終了位置繪制 2 繪制加工示意圖之前的有關(guān)計(jì)算 1 刀具的選擇 刀具選擇考慮加工尺寸精度 表面粗糙度 切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素 刀 具的選擇前已述及 此處就不在追述了 10 2 導(dǎo)向套的選擇 在組合機(jī)床主軸孔加工 除了使用剛性方案 工件的尺寸 位置精度主要取決于 夾具指南 所以正確的選擇式導(dǎo)向裝置 合理確定規(guī)模 精度 是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的重 要內(nèi)容 也是解決必須處理內(nèi)容繪制示意圖 1 選擇導(dǎo)向類(lèi)型 根據(jù)刀具導(dǎo)向部分直徑和刀具導(dǎo)向的線(xiàn)速度 v 18m min 選 擇固定式導(dǎo)向 2 導(dǎo)向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導(dǎo)向裝置 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表 表 2 1 固定導(dǎo)向裝置的標(biāo)準(zhǔn)尺 d d1 D D1 D2 l l1 l2 l3 l4 L8 8 8 22 30 34 180 40 8 12 17 46 固定裝置的配合如下表 表 2 2 固定裝置的配合 導(dǎo)向 類(lèi)別 工藝 方法 D D D1 刀具導(dǎo)向 部分外徑 固定 導(dǎo)向 鉆孔 G7 或 F8 H7 g6 H7 n6 g6 固定導(dǎo)向裝置的布置如圖 2 4 所示 圖 2 4 固定導(dǎo)向裝置的布置 3 初定主軸類(lèi)型 尺寸 外伸長(zhǎng)度 因?yàn)檩S的材料為 40Cr 剪切彈性模量 G 81 0GPa 剛性主軸取 1 4 0 m 所以 B 取 2 316 根據(jù)剛性條件計(jì)算主軸的直徑為 d B 2 89 4T 11 式中 d 軸直徑 mm 24 68 T 軸所承受的轉(zhuǎn)矩 N mm B 系數(shù) 本設(shè)計(jì)中主軸直徑 d 28mm 主軸外伸長(zhǎng)度為 L 118mm D 為 40 28 1d 4 選擇刀具接桿 由以上可知 多軸箱各主軸的外伸長(zhǎng)度為一定值 而刀具的長(zhǎng)度也是一定值 因 此 為保證多軸箱上各刀具能同時(shí)到達(dá)加工終了位置 就需要在主軸與刀具之間設(shè)置 可調(diào)環(huán)節(jié) 這個(gè)可調(diào)節(jié)在組合機(jī)床上是通過(guò)可調(diào)整的刀具接桿來(lái)解決的 連接桿如圖 2 8 所示 圖 2 8 可調(diào)連接桿 連接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長(zhǎng)度的內(nèi)孔 D 配合 因此 根據(jù)接桿直徑 d 選擇刀 具接桿參數(shù)如表 2 3 所示 表 2 3 可調(diào)接桿的尺寸 d D1 h6 d2 d3 L l1 l2 l3 螺母 厚度 28 Tr28 2 莫氏 1 號(hào) 12 061 36 88 81 42 80 12 8 確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從加工結(jié)束主軸箱的端到端的所有鏈接的大小來(lái)確定的表面之間的最小距離 加 工示意圖連接尺寸如圖 2 3 所示 面對(duì)的工件端面最重要的連接尺寸 多軸箱的大小 321mm 它等于刀具懸伸長(zhǎng)度 螺母的厚度 主軸伸出長(zhǎng)度和連桿長(zhǎng)度 可調(diào) 和減 去加工 孔的深度和切出值 6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度的確定 12 如圖 2 6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度 L 與刀具切入長(zhǎng)度 和切出長(zhǎng)工L 1L 度 之和 切入長(zhǎng)應(yīng) 應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在 8 10mm 之間選擇 誤差大時(shí)取2L1 大值 因此取 8mm 切出長(zhǎng)度 1 3d 3 8 x8 7 12mm 所以12 13 8 12 12 32mm 工 7 快進(jìn)長(zhǎng)度的確定 考慮實(shí)際加工情況 在未加工之前 保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間 也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導(dǎo)套內(nèi)而不影響工件裝卸 這里取快 速退回行程為 120mm 快退長(zhǎng)度等于快速引進(jìn)與工作工進(jìn)之和 因此快進(jìn)長(zhǎng)度 120 48 78mm 圖 2 6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 13 2 3 3 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 圖 2 7 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 1 聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 在一般情況下 組合機(jī)床是由通用部件標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)力箱 動(dòng)力滑臺(tái) 柱 柱腳及特殊 部件的裝配 聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件相互組裝 在該系統(tǒng)中 相對(duì)位置和尺寸的機(jī)器部件接觸測(cè)試是否滿(mǎn)足要求 通用部件的選擇是 適當(dāng)?shù)?并對(duì)主軸箱設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展提供基礎(chǔ) 夾具等專(zhuān)用部件 零件 聯(lián)系尺寸 圖也可以被視為一個(gè)簡(jiǎn)化的設(shè)備布局 它代表了機(jī)床的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和總體布局 如圖 2 7 所示 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖包括機(jī)床的布局 主要接觸尺寸電機(jī)尺寸 規(guī)格 通 用組件和電機(jī)的主要參數(shù)的動(dòng)態(tài)組件 工件和各部分之間的特殊部位 外形尺寸 2 選用動(dòng)力部件 選用動(dòng)力部件主要選擇型號(hào) 規(guī)格合適的動(dòng)力滑臺(tái) 動(dòng)力箱 1 滑臺(tái)的選用 通常 根據(jù)滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式 所需進(jìn)給力 進(jìn)給速度 最大 行程長(zhǎng)度和加工精度等因素來(lái)選用合適的滑臺(tái) 1 驅(qū)動(dòng)形式的確定 根據(jù)對(duì)液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的性能特點(diǎn)比較 并結(jié)合具 體的加工要求 使用條件選擇 HY 系列液壓滑臺(tái) 2 確定軸向進(jìn)給力 滑臺(tái)所需的進(jìn)給力 6 2378 8 988N進(jìn)Fi 式中 各主軸加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力i 14 由于滑臺(tái)工作時(shí) 除了克服各主軸的軸的向力外 還要克服滑臺(tái)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的 摩擦力 因而選擇滑臺(tái)的最大進(jìn)給力應(yīng)大于 9 88KN 進(jìn)F 3 確定進(jìn)給速度 液壓滑臺(tái)的工作進(jìn)給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速 對(duì)液 壓滑臺(tái)確定切削用量時(shí)所規(guī)定的工作進(jìn)給速度應(yīng)大于滑臺(tái)最小工作進(jìn)給速度的 0 8 1 倍 液壓進(jìn)給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時(shí) 實(shí)際進(jìn)給速度應(yīng)更大一些 本系統(tǒng)中進(jìn)給速度 n f 18mm min 所以選擇 1HY32 A 液壓滑臺(tái) 工作進(jìn)給速度范圍vf 20 680mm min 快速速度 10m min 4 確定滑臺(tái)行程 滑臺(tái)的行程除保證足夠的工作行程外 還應(yīng)留有前備量和 后備量 前備量的作用是動(dòng)力部件有一定的向前移動(dòng)的余地 以彌補(bǔ)機(jī)床的制造誤差 以及刀具磨損后能向前調(diào)整 本系統(tǒng)前備量為 20mm 后備量的作用是使動(dòng)力部件有一 定的向后移動(dòng)的余地 為方便裝卸刀具 這里取 80mm 所以滑臺(tái)總行程應(yīng)大于工作行程 前備量 后備量之和 即 行程 L 120 20 80 220mm 取 L 400mm 綜合上述條件 確定液壓動(dòng)力 滑臺(tái)型號(hào) 1HY32 A 以及相配套的滑臺(tái)底座 1CC321 型 2 由下式確定動(dòng)力箱的選用 動(dòng)力箱主要依據(jù)多軸所需的電動(dòng)機(jī)功率來(lái)選用 在多軸箱沒(méi)有設(shè)計(jì)之前 可算主P 2 6主 切P 6 0 43 0 8 3 228KW 式中 多軸箱傳動(dòng)效率 加工黑色金屬時(shí) 0 8 0 9 有色金屬時(shí) 0 7 0 8 本系統(tǒng)加工 HT200 取 0 8 動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于計(jì)算功率 并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇 因此 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M1 6 的 1TD32I 型動(dòng)力箱 動(dòng)力箱輸出軸至箱底面高度為 180mm 主要技術(shù)參數(shù)如下表 表 2 4 電機(jī)型號(hào)及參數(shù) 轉(zhuǎn)速范圍 r min 主電機(jī)傳動(dòng)型號(hào) 電機(jī)轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)速 主電機(jī)功率 kw 配套主軸部件型號(hào) D80 Y132M1 6 960 470 4 1HY32 A 1CC321 1CD321 3 配套支承部件的選用 立柱底座 1CD322 15 4 確定裝料高度 裝料高度指工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離 在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí) 裝 料高度可視具體情況在 H 880 1060mm 之間選取 本系統(tǒng)取裝料高度為 800mm 8 中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿(mǎn)足滑臺(tái)在其上面聯(lián)接安裝的需要 又考慮到與立柱底座 相連接 因此 中間底座采用側(cè)底座 1CD321 6 確定多軸箱輪廓尺寸 本機(jī)床配置的多軸箱總厚度為 340mm 寬度和高度按標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選取 計(jì)算時(shí) 多 軸箱的寬度 B 和高度 H 可確定為 B 400 H 320 根據(jù)上述計(jì)算值 按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn) 最后確定主軸箱輪廓尺寸 B H 400 320mm 2 3 4 生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過(guò)程 動(dòng)作時(shí)間 切削用量 生產(chǎn)率 負(fù)荷率等技術(shù)文件 通過(guò)生產(chǎn)率計(jì)算卡 可以分析擬定的方案是否滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)生產(chǎn)率 及負(fù)荷率的要求 計(jì)算如下 切削時(shí)間 T 切 L vf t 停 2 7 48 74 7 10 418 0 628 min 式中 T 切 機(jī)加工時(shí)間 min L 工進(jìn)行程長(zhǎng)度 mm vf 刀具進(jìn)給量 mm min t 停 死擋鐵停留時(shí)間 一般為在動(dòng)力部件進(jìn)給停止?fàn)顟B(tài)下 刀具 旋轉(zhuǎn) 8 10 r 所需要時(shí)間 這里取 10r 輔助時(shí)間 T 輔 t 移 t 裝 2 8fkvL43 78 120 1000 0 13 2 2 328min 式中 L 3 L 4 分別為動(dòng)力部件快進(jìn) 快退長(zhǎng)度 mm vfk 快速移動(dòng)速度 mm min t 移 工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間 min 一般為 0 08 0 13min 取 0 13 min 16 t 裝 裝卸工件時(shí)間 min 一般為 0 8 1 8min 本例取 2min 機(jī)床生產(chǎn)率 Q1 60 T 單 2 9 60 T 切 T 輔 60 0 628 3 298 18 3 件 h 機(jī)床負(fù)荷率按下式計(jì)算 Q Q 1 100 2 10 A Q1tk 100 18000 18 3 1980 100 67 04 式中 Q 機(jī)床的理想生產(chǎn)率 件 h A 年生產(chǎn)綱領(lǐng) 件 tk 年工作時(shí)間 單班制工作時(shí)間 tk 1980h 表 2 8 生產(chǎn)率計(jì)算卡 17 2 4 多軸箱的設(shè)計(jì) 2 4 1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖是根據(jù) 三圖一卡 繪制的如圖 2 8 所示 圖 2 8 鉆孔組合機(jī)床多軸箱 圖中多軸箱的兩定位銷(xiāo)孔中心連線(xiàn)為橫坐標(biāo) 工件加工孔對(duì)稱(chēng) 選擇箱體中垂線(xiàn) 18 為縱坐標(biāo) 在建立的坐標(biāo)系中標(biāo)注輪廓尺寸及動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)位置尺寸 主軸部 為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 面對(duì)主軸看 主軸的工序內(nèi)容 切削用量及主軸尺寸及動(dòng)力部件的型號(hào)和性能參數(shù)如表 2 6 所 示 表 2 6 主軸外尺寸及切削用量 主軸外伸尺寸 切削用量 軸號(hào) D d L 工序 內(nèi)容 N r min V m min f mm r Vf mm min 1 2 3 4 40 28 118 鉆 6 7 418 18 0 18 74 7 注 1 被加工零件編號(hào)及名稱(chēng) 箱體材料 HT200 JB297 62 硬度 HB170 241 前 后 側(cè)蓋等材料為 HT180 2 動(dòng)力部件型號(hào) 1TD32I 動(dòng)力箱 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y112M 6 功率 P 2 2kw 2 4 2 齒輪模數(shù)選擇 本組合機(jī)床主要用于鉆孔 因此采用滾珠軸承主軸 齒輪模數(shù) m 可按下式估算 m 30 32 32 1 9 2 113 ZNP3 4159 2 式中 m 估算齒輪模數(shù) P 齒輪所傳遞的功率 kw Z 對(duì)嚙合齒中的小齒輪數(shù) N 小齒輪的轉(zhuǎn)速 r min 多軸箱輸入齒輪模數(shù)取 m 2 2 4 3 多軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1 根據(jù)原始依據(jù)圖 圖 2 8 畫(huà)出驅(qū)動(dòng)軸 主軸坐標(biāo)位置 如下表 表 2 7 驅(qū)動(dòng)軸 主軸坐標(biāo)值 坐標(biāo) 銷(xiāo) O1 驅(qū)動(dòng)軸 O 主軸 1 主軸 2 主軸 3 主軸 4 X 178 0 37 37 37 37 Y 0 86 8 103 8 89 8 89 8 103 8 2 確定傳動(dòng)軸位置及齒輪齒數(shù) 19 圖 2 9 齒輪的最小壁厚 1 最小齒數(shù)的確定 為保證齒輪齒根強(qiáng)度 根據(jù) 組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 可知 驅(qū)動(dòng)軸齒數(shù)要在 21 24 之間 2 傳動(dòng)軸 2 為主軸 1 2 3 4 都各自在同一同心圓上 多軸箱的齒輪模數(shù)按驅(qū)動(dòng)軸齒輪估算 2 8 30 2Pmzn 多軸箱輸入齒輪模數(shù)取 m 2 主軸 1 2 3 4 要求的轉(zhuǎn)速一致且較高 所以采用 降速傳動(dòng) 主軸齒數(shù)選取 Z 20 傳動(dòng)齒輪采用 z 20 齒的齒輪 變位系數(shù) 0 18x 傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為 2 18740 minr 由于前面選取了主軸直徑為 40 顯然傳動(dòng)軸直徑都選取 40 這樣為了減少傳動(dòng)軸 種類(lèi)和設(shè)計(jì)題目需要由于傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是 則驅(qū)動(dòng)軸至傳動(dòng)軸的傳動(dòng)比為 i 2 161740i 所以選擇兩級(jí)傳動(dòng) 且傳動(dòng)比分配為 一級(jí)為 1 0 1 0 二級(jí)為 1 4 1 0 驅(qū)動(dòng)軸的直徑為 40mm 由 組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 查得知 t 33 3mm 當(dāng) m 3 時(shí) 20 驅(qū)動(dòng)軸上的齒數(shù)為 Zmin 2 17303 2 1 5 2 1 25 8dmt 去驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù) Z 24 通用的齒輪有三種 即傳動(dòng)齒輪 動(dòng)力箱齒輪和電機(jī)齒輪 材料均為 48 鋼 熱處 理為齒部高頻淬火 G84 本機(jī)床齒輪的選用按照下表選用 表 2 8 齒輪種類(lèi)及參數(shù) 齒輪種類(lèi) 寬度 mm 齒 數(shù) 模數(shù) mm 孔徑 mm 驅(qū)動(dòng)軸齒輪 24 32 17 80 連續(xù) 17 70 2 2 8 3 2 2 8 3 4 18 20 30 38 40 28 30 38 40 80 傳動(dòng)軸齒輪 44 B 型 21 24 3 28 30 38 40 80 輸出軸齒輪 32 21 24 3 18 22 28 32 36 計(jì)算各主軸轉(zhuǎn)速 使各主軸轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速損失在 8 以?xún)?nèi) 由公式 V 知 140Dn n1 n2 n3 n4 18x1000 3 8 8 418r min 2 18 2 4 4 繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 傳動(dòng)系統(tǒng)圖是表示傳動(dòng)關(guān)系是示意圖 即用以確定的傳動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連 接起來(lái) 繪制在多軸箱輪廓內(nèi)的傳動(dòng)示意圖 如圖 2 10 所示 21 圖 2 10 鉆孔多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖中傳動(dòng)軸齒輪和驅(qū)動(dòng)軸齒輪為第 排 在圖中標(biāo)出齒輪的齒數(shù) 模數(shù) 變位系 數(shù) 以校核驅(qū)動(dòng)軸是否正確 另外 應(yīng)檢查同排的非嚙合齒輪是否齒頂干涉 還畫(huà)出 主軸直徑和軸套直徑 以避免齒輪和相鄰的主軸軸套相碰 2 4 5 傳動(dòng)零件的校核 1 驗(yàn)算傳動(dòng)軸的直徑 校核傳動(dòng)軸以承受的總扭矩最大傳動(dòng)軸 8 由它驅(qū)動(dòng)的有主軸 1 2 3 4 主軸扭矩 T 1 T2 T3 T4 9979N mm 油泵軸的扭矩 查得 R12 1A 油泵的最高壓力為 0 3MPa 排量為 8 88ml r 假設(shè)在 理想無(wú)泄漏狀態(tài) 即 P q T 式中 P 油泵的壓力 N q 油泵的排量 m3 s T 輸入扭矩 N m 輸入角速度 rad s 單位換算 P 0 3MPa 0 3 106Pa n 880r min 9 17r s 2 19 22 q 8 88 9 17 83 92ml r 83 92 10 6m3 s 2 20 2 n 60 2 3 8 880 60 2 21 87 87rad s 代入公式 P q T 2 22 83 92 10 6 0 3 106 87 87T6 解得 T 6 281N mm T8 T1 i8 1 T2 i8 2 T3 i8 3 T4 i8 4 T6 i8 6 2 23 4 9979 0 98 281 0 667 44093 06N mm 根據(jù) d B 2 316 33 6mm Ff1 所以 時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) 故本夾具可安全工作 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 決定選用手動(dòng)螺 旋夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊裝置可以分為力源裝置 中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置 在此套夾具中 中間傳動(dòng)裝置和夾 緊元件合二為一 力源為機(jī)動(dòng)夾緊 通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板 達(dá)到夾緊和定心作用 1 液動(dòng)夾緊裝置 液動(dòng)夾緊裝置以壓縮空氣作為動(dòng)力源推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件 常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩 種 活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類(lèi)有固定式 擺動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式三種 按工作方式分類(lèi)有單向作用和 雙向作用兩種 應(yīng)用最廣泛的是雙作用固定式氣缸 2 液壓夾緊裝置 液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與液動(dòng)夾緊裝置相同 所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油 與氣壓夾緊裝置相比 液壓夾緊具有以下優(yōu)點(diǎn) 傳動(dòng)力大 夾具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較小 油液不可壓 縮 夾緊可靠 工作平穩(wěn) Z 噪聲小 它的不足之處是須設(shè)置專(zhuān)門(mén)的液壓系統(tǒng) 應(yīng)用范圍受限制 根據(jù)切削力 夾緊力的影響因素 在夾緊不利狀態(tài)過(guò)程 該夾緊力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡 原理來(lái)設(shè)計(jì) 最后 為了確保可靠夾緊 數(shù)值乘以安全系數(shù)實(shí)際所需夾緊力 初步確定液壓缸參數(shù) 表 5 1 按負(fù)載選擇工作壓力 1 負(fù)載 KN 50 工作壓力 MPa 0 8 1 1 5 2 2 5 3 3 4 4 5 5 表 5 2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 1 機(jī) 床 機(jī)械類(lèi)型 磨床 組合 機(jī)床 龍門(mén) 刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī)大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 工作壓力 MPa 0 8 2 3 5 2 8 8 1 0 10 18 20 32 由于鉆削力為 4239N 往往要取大一些 在這取負(fù)載約為 10000N 初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力 P1 3MPa 為了滿(mǎn)足工作這里的液壓缸課選用單桿式的 并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接 則液壓缸無(wú)桿腔與 有桿腔的等效面積 A1 與 A2 應(yīng)滿(mǎn)足 A1 2A2 即液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 應(yīng)滿(mǎn)足 d 0 707D 為防止切削后工件突然前沖 液壓缸需保持一定的背壓 暫取背壓為 0 5MPa 并取液壓缸機(jī)械效 25 率 則液壓缸上的平衡方程9 0m 1212PAFAP 故液壓缸無(wú)桿腔的有效面積 2232551 46106 410 2032 cmmb 液壓缸直徑 cAD8 73 461 液壓缸內(nèi)徑 按 GB T2348 1980 取標(biāo)準(zhǔn)值 D 80mm 因 A1 2A 故活塞桿直徑 d 0 707D 56mm 標(biāo)準(zhǔn) 直徑 則液壓缸有效面積為 222 6 580 4 4 521 cmdDAc 2 缸體壁厚 的校核 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 取壁厚為 10mm 則 15 08D 根據(jù) 時(shí) 4 2 3 0 8 max3p 2 可算出缸體壁厚為 1 25 滿(mǎn)足最低速度的要求 12c2 2 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 56mm 4 4 mF150 18374 d6 式中 許用應(yīng)力 Q235 鋼的抗拉強(qiáng)度為 375 MPa84n b 500MPa 取 400MPa 為位安全系數(shù)取 5 即活塞桿的強(qiáng)度適中 3 活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動(dòng)電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接 為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù) 載力 適應(yīng)液壓缸的安裝要求 提高其作用效率 應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況 選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部 結(jié)構(gòu) 4 活塞桿的密封與防塵 活塞桿的密封形式有 Y 形密封圈 U 形夾織物密封圈 O 形密封圈 V 形密封圈等 6 采用薄 鋼片組合防塵圈時(shí) 防塵圈與活塞桿的配合可按 H9 f9 選取 薄鋼片厚度為 0 5mm 為方便設(shè)計(jì)和 維護(hù) 本方案選擇 O 型密封圈 由上述計(jì)算易得 KW 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 決定選用液壓缸 夾緊機(jī)構(gòu) 夾具在裝夾時(shí) 由在定位時(shí)造成圓周上存在定位誤差 夾具體在零件的內(nèi)孔端面上定位時(shí) 也存在定位誤差 從而會(huì)造成由原來(lái)的面接觸變成點(diǎn)接觸 從而使零件在定位時(shí)發(fā)生 3 4 定位誤差的分析 該夾具以一個(gè)平面和一個(gè)定位銷(xiāo)和兩個(gè)左右調(diào)節(jié)支撐定位 要求保證孔軸線(xiàn)間的尺寸公差 27 為了滿(mǎn)足工序的加工要求 必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差 由 5 和 6 可得 1 定位誤差 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) minDWd 2 通過(guò)分析可得 0 5D 1dmin 因此 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 0 63DWm 2 夾緊誤差 cos inaxyj 其中接觸變形位移值 mSNcHBKRknZaZy 014 8 9 1 cos0 3jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過(guò)Mj 05 夾具相對(duì)刀具位置誤差 取AD1 誤差總和 0 96jwm 從以上的分析可見(jiàn) 所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求 28 3 5 定位銷(xiāo)選用 本夾具選用一可換定位銷(xiāo)和棱形銷(xiāo)來(lái)定位 其參數(shù)如下表 表 3 1 定位銷(xiāo) D d H 公稱(chēng)尺寸 允差 1h1b1dC1 11 16 15 0 011 22 5 1 4 M12 4 3 6 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿(mǎn)足加工要求 故選用可換鉆套 其結(jié)構(gòu)如下圖所 示 以減少更換鉆套的輔助時(shí)間 圖 6 1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 6 4 表 6 4 鉆套 d H D 12Dh1mCr 29 公 稱(chēng) 尺 寸 允差 8 12 12 0 0 18 0 0 07 2 2 1 8 1 0 4 9 0 5 1 8 0 5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示 圖 6 2 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 6 5 表 6 5 固定襯套 d D 公稱(chēng)尺寸 允差 H 公稱(chēng)尺 寸 允差 C 1 8 0 034 0 016 12 10 0 023 0 012 0 5 2 鉆模板選用固定式鉆模板 用 4 個(gè)沉頭螺釘和 2 個(gè)錐銷(xiāo)定位于夾具體上 3 7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 30 為提高生產(chǎn)率 經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較 選用了液壓夾緊方式 螺旋機(jī)構(gòu) 這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 夾緊可靠 通用性大 在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用 此外 當(dāng)夾具有制造誤差 工作過(guò)程出現(xiàn)磨損 以及零件尺寸變化時(shí) 影響定位 31 夾緊的可靠 為防止此現(xiàn)象 選用可換定位銷(xiāo) 以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取 32 結(jié)論 本課題開(kāi)發(fā)研制的鉆孔組合機(jī)床 用于加工操縱桿殼的 6 個(gè)孔 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中 針對(duì)加工過(guò)程中存在的難點(diǎn)進(jìn)行了攻關(guān) 在鉆床的設(shè)計(jì)上采取了一系列的措施 保證 了被加工孔的加工精度 主要完成了以下工作 1 對(duì)操縱桿殼的 6 個(gè)孔的加工工藝進(jìn)行了分析研究 明確了 6 個(gè)孔加工的技術(shù)要 求和工藝要點(diǎn) 2 恰當(dāng)?shù)剡x擇了機(jī)床的切削參數(shù) 動(dòng)力頭及液壓滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 3 采用液壓滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭和多軸箱實(shí)現(xiàn)進(jìn)給 驅(qū)動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)兩工位運(yùn)動(dòng) 制定 了液壓滑臺(tái)的進(jìn)給工作循環(huán) 經(jīng)分析證明可以滿(mǎn)足工藝要求 4 設(shè)計(jì)了穩(wěn)定可靠的多軸箱和鉆模板 從而保證了被加工孔的精度要求 5 根據(jù)通用 經(jīng)濟(jì)的原則 選擇了刀具 滿(mǎn)足了工藝的需要 設(shè)計(jì)的鉆孔組合機(jī)床 保證了加工孔的生產(chǎn)質(zhì)量 提高工效 3 倍以上 加工成本 大幅下降 這項(xiàng)工作還存在許多值得完善的地方 例如 夾緊定位 由人工完成 效率低 自動(dòng)化程度有待提高等問(wèn)題 這些問(wèn)題 通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì) 改進(jìn)技術(shù) 不斷的實(shí)踐 總 結(jié) 肯定會(huì)有提高 33 參考文獻(xiàn) 1 謝家瀛 組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 2 金振華 組合機(jī)床及其調(diào)整與應(yīng)用 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 3 李慶余 張佳 機(jī)械裝備設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 4 顧維邦 金屬切削機(jī)床概論 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 8 戴曙 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 6 華東紡織工學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 天津大學(xué) 機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1984 7 徐景輝 機(jī)床裝配 四川 四川人民出版社 1982 8 儲(chǔ)凱 許斌 機(jī)械工程材料 重慶 重慶大學(xué)出版社 2002 9 邱宣懷 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京 高等教育出版社 2003 10 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000 11 龔桂 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 北京 高等教育出版社 1990 12 章宏甲 黃誼 液壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 13 左健民 液壓與氣壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 34 致謝 過(guò)了許久 終于比較成功地完成了設(shè)計(jì)任務(wù) 回顧日日夜夜 我脾氣后得感覺(jué) 通過(guò)方法得書(shū)籍 網(wǎng)絡(luò) 教師 學(xué)生和其他可用 鞏固了自己得專(zhuān)業(yè)知識(shí) 理解和運(yùn) 用所學(xué)知識(shí)有更深刻得認(rèn)識(shí) 在這一刻 我要感謝我得導(dǎo)師得精心指導(dǎo)下 不僅指導(dǎo)咱解決得關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 更重要得是為咱引導(dǎo)設(shè)計(jì)思路 并解釋咱在實(shí)際得工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于設(shè)計(jì)因此 不 僅如此 教師得敬業(yè)精神深深地感染了我 我愛(ài)和未來(lái)奉獻(xiàn)骨刺得工作 導(dǎo)師是真得 做得傳道 授業(yè) 解惑 精心準(zhǔn)備得長(zhǎng)途跋涉大學(xué)幾個(gè)月了 終于到了時(shí)間得論文計(jì)劃期間 像往常一樣 救援得心臟 但寫(xiě)作過(guò)程中得感覺(jué)經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)力折騰和徘徊 先花那么多時(shí)間和這么 多精力去完成得論文具有一定得學(xué)術(shù)價(jià)值 這是很難說(shuō)得艱辛和困難 但曲終要離開(kāi) 得味道幕后 這是值得我一生留連忘返 敲完最后任何一臺(tái)字符 再次從仔細(xì)閱讀文本已經(jīng)并不陌生 我感覺(jué)好多 雖然 不是特別值得一提得成就來(lái)炫耀 但對(duì)我來(lái)說(shuō) 是寶貴得 這是無(wú)數(shù)得教誨 關(guān)心他 人 樂(lè)于助人得結(jié)果 我要感謝我得導(dǎo)師 XX 老師 雖然教師負(fù)責(zé)教學(xué) 科研任務(wù) 還需要一段時(shí)間 不時(shí)有門(mén) 叫我勸功課 從第一稿到最終版本 耐心 再審 大章偏頗布局 小一審 缺陷報(bào)表格式 都可以指出 他教我各方面得知識(shí) 拓寬我得知識(shí) 培養(yǎng)我得技能 完成論文是不無(wú)裨益 我還要感謝所有得大學(xué)老師教給我得 是你讓我成熟和壯大 感 謝學(xué)院得工作人員 他得細(xì)致工作 讓我得同學(xué) 有序得學(xué)習(xí)和生活 我得父母和家人想表達(dá)我誠(chéng)摯得謝意 他們是我得生命永遠(yuǎn)依靠和支持他們得關(guān) 懷和愛(ài)護(hù) 是我前進(jìn)得動(dòng)力 他們得殷切希望 激勵(lì)著我繼續(xù)說(shuō)下去 沒(méi)有他們就沒(méi)有 我 我得成績(jī)已經(jīng)從他們來(lái)得點(diǎn)點(diǎn)滴滴 我也舍不得你得好友 與門(mén)和室友 我需要幫助時(shí) 他們伸出溫暖得手 在最大 得幫助 他們可以見(jiàn)面 相交 相知是人生一大幸事 本論文得完成遠(yuǎn)未結(jié)束 不足和膚淺得地方得文字是我得新征程得新起點(diǎn) 我會(huì)繼續(xù)前進(jìn)