渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計
27頁 12000字數+論文說明書+任務書+11張CAD圖紙【詳情如下】
任務書.doc
加工示意圖.dwg
后側鏜支架.dwg
夾具體.dwg
夾具臺.dwg
夾具裝配圖.dwg
定位塊.dwg
定位銷1.dwg
定位銷2.dwg
機床聯系尺寸圖.dwg
渦流泵體工序圖.dwg
渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計開題報告.doc
渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計論文.doc
渦流泵體鉆鏜專機裝配圖.dwg
渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計
目 錄
1前言 2
2鉆鏜專機總體設計 3
2.1 鉆鏜專機工藝方案的制定 3
2.2 定位基準的選擇 3
2.3 確定機床配置型式及結構方案 4
2.4 本工序的加工方法 5
2.4.1刀具的選擇 5
2.4.2 右側面鉆9-¢9 5
2.4.3 左側面鉆6-¢5 9
2.4.4 后側鏜¢45H8孔 12
2.4.5 機床生產率計算卡 14
3夾具設計 16
3.1 定位原理及其實現 16
3.2 誤差分析 17
3.2.1 影響加工精度的因素 17
3.2.2 保證加工精度 19
3.3 夾緊方式 19
3.4.1 確定夾緊力時應考慮的計算系數 20
3.4.2 確定夾緊力 20
3.5 夾緊點的數目及位置 21
3.5.1 夾緊點的數目 21
3.5.2 夾緊點的位置 21
3.6 夾具的主要零件結構設計 22
3.6.1 鉆模類型選擇(夾具體設計) 22
3.6.2 鉆套的結構設計 23
3.6.3 鉆模板的結構設計 23
4零部件的設計繪制 24
4.1 繪制尺寸聯系圖 24
4.2 繪制加工零件工序圖 25
4.3 繪制加工示意圖 25
4.4 繪制夾具裝配圖及其零件圖 25
5結論 25
參 考 文 獻 26
致 謝 28
1前言
鉆鏜專機是根據工件加工要求,以大量通用部件為基礎,配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。鉆鏜專機的設計,有以下兩種情況:其一,是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計。其二,隨著鉆鏜專機在我國機械行業(yè)的廣泛使用,廣大工人總結自己生產和使用鉆鏜專機的經驗,發(fā)現鉆鏜專機不僅在其組成部件方面有共性,可設計成通用部件,而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的鉆鏜專機是極其相似的,有可能設計為通用機床,這種機床稱為“專能鉆鏜專機”。這種鉆鏜專機就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產,而是可以設計成通用品種,組織成批生產,然后按被加工的零件的具體需要,配以簡單的夾具及刀具,即可組成加工一定對象的高效率設備。
本次畢業(yè)設計課題來源于生產。ZH1105W柴油機渦流泵體孔加工及保證相應的位置精。在鉆鏜專機設計過程中,為了降低鉆鏜專機的制造成本,應盡可能地使用通用件和標準件。目前,我國設計制造的鉆鏜專機,其通用部件和標準件約占部件總數的70~80%,其它20-30%是專用零部件。考慮到近年來,各種通用件和標準件都出臺了新的標準及標注方法,為了方便以后鉆鏜專機的維修,整個鉆鏜專機的通用件和標準件配置,都采用了新標準。
在對鉆鏜專機總體設計之前,需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的要求進行分析,如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內容。然后還必須深入基層進行實地觀察,體會鉆鏜專機的優(yōu)點。接下來是總體方案的設計,總體方案設計的具體工作是編制“三圖一卡”,即繪制被加工零件工序圖,加工示意圖,機床尺寸聯系圖,編制生產率計算卡。最后,就是技術設計和工作設計。技術設計就是根據總體設計已經確定的“三圖一卡”,設計夾具等部件正式總圖;工作設計即繪制各個專用部件的施工圖樣,編制各零部件明細表。
夾具設計是鉆鏜專機設計中的重要部分,夾具設計的合理與否,直接影響到被加工零件的加工精度等參數。首先確定工件的定位方式,然后進行誤差分析,確定夾緊方式,夾緊力的計算,對夾具的主要零件進行結構設計。在夾具設計中,設計的主要思路是采用“一面兩銷”的定位方法,和液壓夾緊機構,這樣設計主要是為了鉆、鏜孔時的準確定位和高效率的生產要求。液壓夾緊方式解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強度大等缺點。
在老師的指導下,不斷地對設計中的錯誤進行糾正,確定最好的定位夾緊方案;同時與同組同學進行探討計算出準確的數據選擇合理的通用部件。在不斷的探討修改中歷經3個月終于完成了這一課題的設計。
2鉆鏜專機總體設計
鉆鏜專機總體設計,就是依據產品的裝配圖樣和零件圖樣,產品的生產綱領,
現有生產條件和資料以及國內外同類產品的有關工藝資料等,擬訂鉆鏜專機工藝方案和結構方案,并進行方案圖樣和有關技術文件的設計
2.1 鉆鏜專機工藝方案的制定
制訂工藝方案是設計鉆鏜專機最重要的步驟.為了使工藝方案制訂得合理、先進,必須認真分析被加工零件圖紙開始,深入現場全面了解被加工零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求及生產率要求等,總結設計、制造、使用單位和操作者豐富的實踐經驗,理論與生產實際緊密結合,從而確定零件在鉆鏜專機上完成的工藝內容及方法。
根據所提供ZH1105W柴油機渦流泵體的工序圖,分析被加工零件的精度,表面粗糙度,技術要求,加工部位尺寸,形狀結構;特點材料硬度。工件剛性及零件的批量的大小不同,設計的鉆鏜專機必須采用不同的工藝方法和工藝過程。
被加工零件需要在鉆鏜專機上完成的加工工序及應保證的加工精度是制定機床方案的主要依據。
此次設計的被加工零件是柴油機渦流泵體,其主要的加工工序如下:
a. 鉆6-M6-6H孔至¢5, 左側面;
b. 鉆6-¢9孔(深38), 右側面;
c. 鉆3-¢9孔(深78), 右側面;
d. 鏜¢45H8孔至¢43.5, 后側面;
e. 倒孔口角至¢46.6, 后側面.
被加工零件材料為HT250,結構為非對稱箱體,是三面加工。
根據各種要求,分析其優(yōu)缺點,確定設計的鉆鏜專機采用機械臥式鉆鏜專機。根據所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度,可以確定這些孔的加工采用麻花鉆,即可滿足要,為了保證孔的加工刀具的直徑與加工部位尺寸相適應,需要專門設計制造。
2.2 定位基準的選擇
正確選擇鉆鏜專機加工工件采用的基準定位,是確保加工精度的重要條件。
本設計的柴油機渦流泵體是箱體類零件,箱體類零件一般都有較高精度的孔和面需要加工,又常常要在幾次安裝下進行。因此,定位基準選擇“一面雙孔”是最常用的方法,其特點是:
(a)可以簡單地消除工件的6個自由度,使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位。
4零部件的設計繪制
4.1 繪制尺寸聯系圖
繪制的機床總圖要包含的內容:表明機床的配置形式和布局;完整的反映各部件間的主要裝配關系和聯系尺寸,專用部件的主要輪廓尺寸,運動部件的運動極限位置及各滑臺工作循環(huán)的工作行程和前后行程變量尺寸;標注主要部件規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉速,并標出機床分組號,全部組件應包括機床全部通用及專用零部件。
根據計算的動力部件、機床裝料高度、夾具輪廓尺寸、中間底座尺寸以及多軸箱的輪廓尺寸繪制機床尺寸聯系總圖,見附圖ZH1105W-01-03。
4.2 繪制加工零件工序圖
被加工零件工序圖是鉆鏜專機設計的具體依據,是確定所設計的鉆鏜專機上完成的工藝內容,加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術要求,加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料等情況的圖樣。根據設計課題要求繪制柴油機渦流泵體的加工工序圖,見附圖ZH1105W-01-01。
4.3 繪制加工示意圖
加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程以及工件、夾具和刀具等機床各部件的相對位置關系等。根據切削用量、工作循環(huán)、工作行程、工件、刀具、及導向等繪制加工示意圖,見附圖ZH1105W-01-02。
4.4 繪制夾具裝配圖及其零件圖
根據前面的計算和夾具的主要零件的結構設計,繪制出夾具的裝配圖和主要零件圖,見附圖ZH1105W-02-01及夾具體、模板等主要零件圖,見附圖ZH1105W-02-04、ZH1105W-02-10、ZH1105W-02-02等等。
5結論
本次設計的渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計鉆鏜專機采用單工位的工作方式,在加工生產線上同時完成了三道工序,大大提高了生產效率,降低了勞動強度,從而降低了零件的加工成本。同時采用“一面兩銷”的定位方式和液壓夾緊方法,保證了加工精度,提高了加工效率。并且在設計之中,盡量選用通用件,進一步減少了制造成本,從而增加了經濟效益。
本鉆鏜專機設計合理,符合實際應用,滿足加工要求,且較大部分采用通用件和標準件,制造成本合理,機床操作簡單,設備調整、維修方便。本設計也有不足之處如:結構不夠緊湊、機床占地面積大等。
參 考 文 獻
[1] 謝家瀛.鉆鏜專機設計簡明手冊[M].第一版. 北京:機械工業(yè)出版社,1994.
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[3] 大連鉆鏜專機研究所編.鉆鏜專機設計(機械部分)[M].第一版機械工業(yè)出版社,1975.
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[6] 機械工業(yè)出版社.機械原理[M].第一版.機械工業(yè)出版社,2001.
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[13] 姚永民.非標準設備設計[M].上海:交通大學出版社,1999.
致 謝
本次畢業(yè)設計我的課題是渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計設計,在指導老師的指導下,與同組設計人員如期完成了任務。
在設計之前,為了獲得鉆鏜專機設計徹底的認識,在老師的帶領下,去鹽城的一些企業(yè)畢業(yè)實習,收集了相關的設計資料,并對照參考資料,與同組的設計人員互相研究、討論。實習結束后,對所收集的相關資料進行加工整理,初步討論設計方案。在指導老師劉的指導下,逐步確定設計方案,并參考各方面的資料,繪制好該方案的手工草圖,不斷的修改完善。
為期三個月的畢業(yè)設計已結束,這次畢業(yè)設計是我大學生涯的最后一次作業(yè),也是最后一次考試。對于我來說,它不僅僅是畢業(yè)設計,更是一次實戰(zhàn)演習,個人的奮戰(zhàn)是不行了,只有團隊合作才能獲得最終的勝利。
本次的畢業(yè)設計使我能夠在畢業(yè)前將理論與實踐更加融會貫通,加深了對理論知識的理解。深入實際,體會到理論聯系實際的必要性,認識到理論與實際之間的差距,而縮短差距的方法只有到實踐中去。利用一切方法了解本課題所涉及的研究、生產、使用等方面的實際情況。再一次使我認識到:實踐始終是人生最好的老師??偟膩碚f,在整個設計過程,我意識到了團隊的重要性,作為一個整體,彼此間的協助合作很重要,這對于即將踏上工作崗位的我來說,無疑更具有意義和價值。
本次設計任務業(yè)已順利完成,但由于本人水平有限,且是第一次做這樣的設計,缺乏經驗,難免存在錯誤,在此懇請各位老師教導指正。在這次畢業(yè)設計期間,同組同學的熱心幫助,也在其他同學身上學到很多東西。在此,對設計過程中所有幫助過我的人,表示感謝!
1 渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 目 錄 1 前言 .............................................................................................................................. 2 2 鉆鏜專機總體設計 ......................................................................................................... 3 鏜專機工藝方案的制定 .................................................................................... 3 位基準的選擇 .................................................................................................. 3 定機床配置型式及結構方案 ............................................................................. 4 工序的加工方法 .............................................................................................. 5 具的選擇 ................................................................................................ 5 側面鉆 9-¢ 9 .......................................................................................... 5 側面鉆 6-¢ 5 .......................................................................................... 9 側鏜¢ 45 ..................................................................................... 機床生產率計算卡 ................................................................................... 夾具設計 .....................................................................................................................位原理及其實現 ............................................................................................差分析 .......................................................................................................... 影響加工精度的因素 ............................................................................... 保證加工精度 ..........................................................................................緊方式 .......................................................................................................... 確定夾緊力時應考慮的計算系數 .............................................................. 確定夾緊力 .............................................................................................緊點的數目及位置 ......................................................................................... 夾緊點的數目 .......................................................................................... 夾緊點的位置 ..........................................................................................具的主要零件結構設計 .................................................................................. 鉆模類型選擇(夾具體設計) ................................................................. 鉆套的結構設計 ...................................................................................... 鉆模板的結構設計 ................................................................................... 零部件的設計繪制 .......................................................................................................制尺寸聯系圖 ................................................................................................制加工零件工序圖 .........................................................................................制加工示意圖 ................................................................................................制夾具裝配圖 及其零件圖 .............................................................................. 結論 ............................................................................................................................ 考 文 獻 .................................................................................................................. 謝 ........................................................................................................................流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 2 1 前言 鉆鏜專機是根據工件加工要求,以大量通用部件為基礎,配以少量專用部件組成的一種高效專用機 床。鉆鏜專機的設計,有以下兩種情況:其一,是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計。其二,隨著鉆鏜專機在我國機械行業(yè)的廣泛使用,廣大工人總結自己生產和使用鉆鏜專機的經驗,發(fā)現鉆鏜專機不僅在其組成部件方面有共性,可設計成通用部件,而且一些行業(yè)的在完成一定工藝范圍的鉆鏜專機是極其相似的,有可能設計為通用機床,這種機床稱為“專能鉆鏜專機”。這種鉆鏜專機就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產,而是可以設計成通用品種,組織成批生產,然后按被加工的零件的具體需要,配以簡單的夾具及刀具,即可組成加工一定對象的高效率 設備。 本次畢業(yè)設計課題來源于生產。 油機渦流泵體孔加工及保證相應的位置精。在鉆鏜專機設計過程中,為了降低鉆鏜專機的制造成本,應盡可能地使用通用件和標準件。目前,我國設計制造的鉆鏜專機,其通用部件和標準件約占部件總數的 70~ 80%,其它 20專用零部件??紤]到近年來,各種通用件和標準件都出臺了新的標準及標注方法,為了方便以后鉆鏜專機的維修,整個鉆鏜專機的通用件和標準件配置,都采用了新標準。 在對鉆鏜專機總體設計之前,需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的要求進行分析,如各部件尺寸、材料 、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內容。然后還必須深入基層進行實地觀察,體會鉆鏜專機的優(yōu)點。接下來是總體方案的設計,總體方案設計的具體工作是編制“三圖一卡”,即繪制被加工零件工序圖,加工示意圖,機床尺寸聯系圖,編制生產率計算卡。最后,就是技術設計和工作設計。技術設計就是根據總體設計已經確定的“三圖一卡”,設計夾具等部件正式總圖;工作設計即繪制各個專用部件的施工圖樣,編制各零部件明細表。 夾具設計是鉆鏜專機設計中的重要部分,夾具設計的合理與否,直接影響到被加工零件的加工精度等參數。首先確定工件的定位方式,然 后進行誤差分析,確定夾緊方式,夾緊力的計算,對夾具的主要零件進行結構設計。 在夾具設計中,設計的主要思路是采用“一面兩銷”的定位方法,和液壓夾緊機構,這樣設計主要是為了鉆、鏜孔時的準確定位和高效率的生產要求。液壓夾緊方式解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強度大等缺點。 在老師的指導下,不斷地對設計中的錯誤進行糾正,確定最好的定位夾緊方案;同時與同組同學進行探討計算出準確的數據選擇合理的通用部件。在不斷的探討修改中歷經 3個月終于完成了這一課題的設計。 3 2 鉆鏜專機總體設計 鉆鏜專機總體設 計 ,就是依據產品的裝配圖樣和零件圖樣 ,產品的生產綱領 , 現有生產條件和資料以及國內外同類產品的有關工藝資料等 ,擬訂鉆鏜專機工藝方案和結構方案 ,并進行方案圖樣和有關技術文件的設計。 鏜專機工藝方案的制定 制訂工藝方案是設計鉆鏜專機最重要的步驟 進,必須認真分析被加工零件圖紙開始,深入現場全面了解被加工零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求及生產率要求等,總結設計、制造、使用單位和操作者豐富的實踐經驗,理論與生產實際緊密結合,從而確定零件在鉆鏜專機上 完成的工藝內容及方法。 根據所提供 油機渦流泵體的工序圖,分析被加工零件的精度,表面粗糙度,技術要求,加工部位尺寸,形狀結構;特點材料硬度。工件剛性及零件的批量的大小不同,設計的鉆鏜專機必須采用不同的工藝方法和工藝過程。 被加工零件需要在鉆鏜專機上完成的加工工序及應保證的加工精度是制定機床方案的主要依據。 此次設計的被加工零件是柴油機渦流泵體 ,其主要的加工工序如下 : a. 鉆 6- 6H 孔至¢ 5, 左側面 ; b. 鉆 6-¢ 9 孔(深 38) , 右側面 ; c. 鉆 3-¢ 9 孔(深 78) , 右側面 ; d. 鏜 ¢ 45至¢ 后側面 ; e. 倒孔口角至¢ 后側面 . 被加工零件材料為 構為非對稱箱體,是三面加工。 根據各種要求,分析其優(yōu)缺點,確定設計的鉆鏜專機采用機械臥式鉆鏜專機。根據所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度,可以確定這些孔的加工采用麻花鉆,即可滿足要,為了保證孔的加工刀具的直徑與加工部位尺寸相適應,需要專門設計制造。 位基準的選擇 正確選擇鉆鏜專機加工工件采用的基準定位,是確保加工精度的重要條件。 本設計的柴油機渦流泵體是箱體類零件,箱體類零件一般都 有較高精度的孔和面需要加工,又常常要在幾次安裝下進行。因此,定位基準選擇“一面雙孔”是最常用的方法,其特點是: ( a)可以簡單地消除工件的 6個自由度,使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位。 渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 4 ( b) 有同時加工零件五個表面的可能,既能高度集中工序,又有利于提高 各面上孔的位置精度。 ( c)“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準,使零件整個工藝過程基準統一,從而減少由基準轉換帶來的累積誤差,有利于保證零件加工精度。 ( d)易于實現自動化定位、夾緊,并有利于防止切屑落于定位基面上。 具 體定位圖形見工序圖采用的是“一面兩銷”的定位方案,以工件的右側面為定位基準面,約束了 x 向的移動; 個自由度。短定位銷約束了 y 向的移動 2 個自由度。長定位銷約束了 x 向的轉動 1個自由度。這樣工件的 6個自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。 定機床配置型式及結構方案 根據選定的工藝方案確定機床的配置型式,并定出影響機床總體布局和技術性能的主要部件的結構方案。 鉆鏜專機是根據工件交工需要,以大量采用通用部件為基礎,配以少量專用部件組成的一種高效專用機床,工藝方案已確 定該鉆鏜專機是雙面鉆臥式鉆鏜專機,該機床是由動力箱,主軸箱,機械滑臺,立柱,中間底座,夾具,立拄底座等組成。 鉆鏜專機裝配圖如下: 圖 2鏜專機裝配圖 5 工序的加工方法 考慮到工件加工尺寸精度,表面粗糙度,切削的排除及生產率要求等因素,所以加工 15 個孔的刀具均采用標準錐柄長麻花鉆。 側面鉆 9-¢ 9 A. 切削用量的選擇 根據參考文獻 [1]查表 6速鋼鉆頭切削用量。加工材料為鑄鐵,硬度200~ 241知切削速度為 10~ 18m/徑 6~ 12 進給量 f mm/r r。 鉆孔的切削用量還與鉆孔的深度有關,當加工鑄鐵件孔深為鉆頭直徑的 6鉆鏜專機上通常都是和其他淺孔一樣采取一次走刀的辦法加工出來的,不過加工這種較深孔的切削用量要適當降低些。 切削速度 ? ? m 3m 進給量 ? ? m 轉速 m 1 31 0 0 01 0 0 0 0 rd ???? ?( 2 可由參考文獻 [12]表 知圓整為 470r/ 實際切削速度 m c ????? ?( 2 工進速度 m ???( 2 工進時間 m ??ff 其中 h 為 3-¢ 9的深度。 ( 2 B. 切削功率,切削力,轉矩以及刀具耐用度的選擇 查參考文獻 [1]表 6 切削力 92626 ????? ( 2 切削轉矩 ????? ( 2 切削功率 ?? ??? ?( 2 刀具耐用度m i 8)2 1 9 6 0 0()/9 6 0 0( ????? 6 ( 2 C. 動力部件的選擇 由上述計算每根軸的輸出功率 P=側共 9 根輸出軸,且每一根軸都鉆¢ 9 直徑,所以總切削 功率 7 ??切削。 則多軸箱的功率: ???切削多軸( 2 其中η在切削鑄鐵時取 當于多軸箱的損耗功率為 所以 軸由參考文獻 [1]表 5取動力箱 得出動力箱及電動機的型號 : 表 2側動力箱、電動機型號 動力箱型號 電動機型號 電動機功率 (電動機轉速 (r/輸出軸 轉速 (r/L3(右主軸箱 1100430 715 320 D. 確定主軸類型,尺寸,外伸長度 在右側面,主軸用于鉆孔,選用滾珠軸承主軸。又因為浮動卡頭與刀具剛性連接,所以該主軸屬于長主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。 根據主軸轉矩 T=參考文獻 [1]查表 34 10 ( 2 4 ?? =取 d=20 性主軸 由表 3主軸直徑 =20 主軸外徑 D=32徑 0 主軸外伸尺寸 L=115 接桿莫氏圓錐號 1, 2。 E. 導向裝置的選擇 鉆鏜專機鉆孔時,零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導向裝置來保證的。導向裝置的作用是:保證刀具相對工件的正確位置;保證刀具相互間的正確位置;提高刀具系統的支承剛性。 由參考文獻 [1]查表 8¢ 9 在 d>8~ 10 范圍內,查得如下 D=15 2 6 6, 6 短型導套 ? , 1 ? , 23 ?, 7 選用通用導套。 F. 連桿的選擇 在鉆、擴、鉸孔及倒角等加工小孔時,通常都采用接桿(剛性接桿)。因為主軸箱各主軸的外伸長度和刀具均為定值,為保證主軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置,須采用軸向 可調整的接桿來協調各軸的軸向長度,以滿足同時加工完成孔的要求。 為了獲得終了時多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離,應盡量減少接桿的長度。 因為 9-¢ 9 孔的鉆削面是同一面且主軸內徑是 20參考文獻 [1]表 8選取 A 型可調接桿 d=16 ? , 2 ? , L=85 1104 ?l ~135 G. 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 切入長度一般為 5 取 1L =7 切出長度由參考文獻 [1]表 3 )8~3(931)8~3(312 ????? dL 取 2 ? 。 ( 2 加工時加工部位長度 L(多軸加工時按最長孔計算 )L=783788721 ???????工 為排屑要求必須鉆口套與工件之間保留一點的距離,根據麻花鉆直徑¢ 9,由參考文獻 [3]表 3導套口至工件尺寸 ) ? ,(參考鉆鋼) 取 02 ? ,又根據鉆套用導套的長度確定鉆模架的厚度為 16 附帶得出底面定位元件的厚度 84 ? 。 快退長度的確定 :一般在固定式夾具鉆孔或擴孔的機床上動力頭快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至導套內 ,不影響工件裝卸即可。 故快退行程為鉆套口至工進行程末端的距離:67931012 ??????? 工快退 快進距離: ,371012 ????快進(行程太短) 故取消快進距離將 ,3快進改為工進, 則工進距離為: 6393 ???工。 選擇刀具:根據鉆口套至工進行程末端的距離 6?快退,及鉆口套長度渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 8 71638 ????套 ,由參考文獻 [12]表 3形柄麻花鉆7814352509 ??? (切削長度部分 145 H. 滑臺及底座的選擇 , 選擇液壓滑臺,進給量實行無級調速,安全可靠,轉換精度高。由于液壓驅動,零件損失小,使用壽命長, 但調速維修比較麻煩。 由已知工進 ?每根輸出軸的切削力 F= 9根軸總的切削力 3 0 4 49 ?????切削又因為 動力箱滑鞍長度 L=630由參考文獻 [1]表 5擇 1滑臺及它的側底座選擇 表5得: 臺面寬度 320面長度 630程 400 最大進給力 12500N, 工進速度 20~ 650mm/ 快速移動速度 10m/ I. 多軸箱輪廓尺寸的設計 確定機床的裝料高度,新頒國家標準裝料高度為 1060際設計時常在850~ 1060間選取,選取裝料高度為 950 多軸箱的寬度與高度的大小與被加工零件的加工部位有關,可按下列關系式確定: 12? ; 11 ?? ( 2 b=340 1b 壁的距離,推薦 00~701 ? ,取 1b =100。 h=277 1h 因為滑臺與底座的型號都已經選擇,所以側底座的高度為已知值: 650 滑臺滑座總高: 280座與側底座的調整墊厚度一般取 5軸箱底與滑臺滑座臺面間的間隙取 故 50111 ???????h 通常推薦 40~851 ? ,所以 符合通常推薦值。 所以 4010023402 1 ?????? , 1527711 ??????? 。 由此數據查參考文獻 [13]表 取多軸箱尺寸 00630 ?? 為 , 9 臺面寬度為 320 側面鉆 6-¢ 5 A. 切削用量的選擇 根據參考文獻 [1]查表 6工材料鑄鐵,孔徑 d=1~6削速度 10~ 18m/給量 f=r。 切削速度 ? ? m 6m 進給量 ? ? m 由公式( 2: 轉速 m 1 61 0 0 01 0 0 0 0 rd ???? ?可由參考文獻 [12]知圓整為 1100r/ 由公式( 2: 實際切削速度 m c ????? ?由公式( 2: 工進速度 m 81 1 0 ???由公式( 2: 工進時間 m ??ff 其中 h 為 6-¢ 5的深度。 B. 切削功率,切削力,轉矩以及刀具耐用度的選擇 由公式( 2 切削力 7 02 1 ????? 由公式( 2 切削轉矩 7 0 5 9 3 ????? 由公式( 2 切削功率 ?? ??? ?由公式( 2 刀具耐用度m i 1 9 6 0 0()/9 6 0 0( ?????? 動力部件的選擇 由上述計算每根軸的輸出功率 P=側共 6 根輸出軸,且每一根渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 10 軸都鉆¢ 5直徑,所以總切削功率 7 8 9 ??切削。 由公式( 2 則多軸箱的功率: 6 8 ???切削多軸其中η在切削鑄鐵時取 所以 軸由參考文獻 [1]表 5取動力箱 得出動力箱及電動機的型號 : 表 2側動力箱、電動機型號 動力箱型號 電動機型號 電動機功率 (電動機轉速 (r/輸出軸轉速 (r/L3(左主軸箱 110040 520 325 D. 確定主軸類型,尺寸,外伸長度 根據主軸轉矩 T=公式( 2 4 10 4 ?? =取 d=15 性主軸 由表 3主軸直徑 =15 主軸外徑 D=25徑 6 主軸外伸尺寸 L=85 接桿莫氏圓錐號 1。 E. 導向裝置的選擇 由參考文獻 [1]查表 8¢ 5 在 d>4~ 6 范圍內,查得如下 D=10 5 8 6, 2 短型導套 ? , 1 ? , 23 ?, 選用通用導套。 F. 連桿的選擇 為了獲得終了時多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離,應盡量減少接桿的長度。 因為 6-¢ 5 孔的鉆削面是同一面且主軸內徑是 15參考文獻 [1]表 8 11 選取 A 型可調接桿 d=10 ?, 2 ?, L=62 724 ?l ~82 G. 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 切入長度一般為 5 取1L=8 以為沒有切出所以 取 2 ?。 加工時加工部位長度 L(多軸加工時按最長孔計算 )L=164160821 ???????工 為排屑要求必須鉆口套與工件之間保留一點的距離,根據麻花鉆直徑¢ 5,由參考文獻 [3]表 3導套口至工件尺寸 ) ? ,(參考鉆鋼)及綜合考慮裝卸工件的空間要求 取 02 ? ,又根據鉆套用導套的長度確定鉆模架的厚度為 12 快退長度的確定 :一般在固定式夾具鉆孔或擴孔的機床上動力頭快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至導套內 ,不影響工件裝卸即可。 故快退行程為鉆套口至工進行程末端的距離:68245012 ??????? 工快退 快進距離: ,4285012 ????快進H. 滑 臺及底座的選擇 由已知工進 88 每根輸出軸的切削力 F= 6根軸總的切削力 8 ????切削又因為 1動力箱滑鞍長度 L=500由參考文獻 [1]表 5擇 1滑臺及它的側底座選擇 表5得: 臺面寬度 250面長度 500程 400 最大進給力 8000N, 工進速度 32~800mm/ 快速移動速度 12m/ I. 多軸箱輪廓尺寸的設計 多軸箱的寬度與高度的大小與被加工零件的加工部位有關,可按下列關系式確定: 由公式( 2: 12? ; 11 ?? b=圖可知)。 渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 12 1薦 140~851 ?,取1b=100。 h=209 1 因為滑臺與底座的型號都已經選擇,所以側底座的高度為已知值: 650 滑臺滑座總高: 280座與側底座的調整墊厚度一般取 5軸箱底與滑臺滑座臺面間的間隙取 故 50111 ??????? 通常推薦 40~851 ? ,所以 符合通常推薦值。 所以 642 1 ?????? , 1520911 ??????? 。 由此數據查參考文獻 [13]表 取多軸箱尺寸 00500 ?? 為 , 臺面寬度為 320 側鏜¢ 45A. 切削用量的選擇 由參考文獻 [1]表 6得用高速綱刀具粗鏜鑄鐵的切削用量: v=20~25m/f 轉 =r,則選取 v=20mm/f 轉 = 由此出鏜刀的 轉速: 由公式( 2: 010001000 ???? ?? D vn r/整為 n=150r/由公式( 2: 則實際切削速度 ? c ?m/ 由公式( 2: 工進速度 vf=50× 0mm/. 切削力,切削轉矩,切削功率的選擇 1× ( 2 ( 2 T=0757 N· ( 2 2 0 0 2 0 0 ???? ( 2 C. 確定主軸類型、尺寸、外伸長度 13 滾錐軸承主軸:前后支承均為圓錐滾子軸承。這種軸承可承受較大的徑向和軸向力,且結構簡單、裝配調整方便,廣泛 用于擴、鏜、鉸孔和攻螺紋等加工。因此選用滾錐軸承主軸。 由公式( 2: 4 ?????? 再 由參考文獻 [1]表 3d=25主軸外徑為φ 40徑為Φ 28軸的外伸尺寸為 75. 確定鏜桿直徑 由鏜孔直徑為Φ 考參考文獻 [12]表 取鏜桿的直徑為Φ 35刀方截面直徑為 10× 10 E. 浮動卡頭的選擇 根據軸外徑Φ 40徑Φ 28參考文獻 [1]圖 8擇浮動卡頭 D×p=3,根據鏜孔形式 為單導向懸臂孔,采用較為普遍的內滾式單導向懸臂鏜孔,根據卡頭內徑尺寸 d=Φ 22鏜孔直徑為Φ 倒角直徑Φ 53. 導向裝置的選擇 由參考文獻 [3]表 3得導套的總長度: 06~ 159套口至工件的距離 20~ 50導套的長為 150取導套口至工件的距離為 50. 工作循環(huán)及行程的確定 由于該動力箱只加工Φ 45倒角,故行程主要由鏜孔Φ 45Φ 定工作進給長度,切入長度一般為 5 出長度由參考文獻 [1]表 3工長度 53出工作進給 L 工 =8+13+8=29 退長度的確定:一般選固定式夾具或鉆孔或擴孔機床上,動力頭快速退回行程只要將所有的刀具都退回至導套內,不影響工件裝卸即可, l 快退 =50+13+8=71l 快進 =502. 刀桿長度的選擇 假設刀具加工終了位置時導套口與滑套口對齊。 ¢ 尖至滑動套口的距離由上面的圖可知即為快退尺寸 l 快退 , L=71 加工終了 時,倒角鏜刀恰好倒出¢ 倒角。 I. 動力部件的選擇 由上文算出鏜削Φ 切削 =多軸箱的傳遞效率η =由公式( 2動力頭輸入多軸箱的功率 P 多 = ??切入P 據多軸箱功率 P 多 =參考文獻 [1]表 5用 1 渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 14 表 2側動力箱、電動機型號 動力箱型號 電動機型號 電動機功率 (電動機轉速 (r/輸出軸轉速 (r/L3(左主軸 箱 110040 520 325 J. 滑 臺及底座的選擇 已知工進 0mm/給力 因 1動力箱的滑鞍長L=500,由參考文獻 [1]表 5擇 1滑臺及配套后底座 1 臺面寬度 250面長度 500程 400 最大進給力 8000N, 工進速度 32~ 800mm/ 快速移動速度 12m/ K. 多軸箱輪廓尺寸的設計 多軸箱的寬度與高度的大小與被加工零件的加工部 位有關,由公式( 2: 12? ; 11 ?? 裝料高度為 950定位基準的高度為 68 950+68=10180181 ??????h 所以 0 01 0 0202 1 ?????? , 02011 ??????? 。 由此數據查參考文獻 [13]表 取多軸箱尺寸 20400 ?? 為 , 臺面寬度為 320 床生產率計算卡 根據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速度等,就可以計算機床的生產率并生產率計算卡,用以反映機床的加工過程、完成每一個動作所需的時間、切削用量、機床生產率及機床負荷率等,計算公式參照參考文獻 [1]。 理想生產率 Q (單位為件 /h)是指完成年生產綱領 A(包括備品及廢品率在內 )所要求的機床生產率。它與全年工時總數般情況下,單班制350h,兩班制600h。則 ( 2 本設計中,采用的是兩班制,年生產綱領 30000 件。 由公式得: 15 013 000 0 ?? 實際生產率是指所設計的機床每小時實際可生產的零件數量。即公式 單01 ? ( 2 式中,單T— 生產一個零件所需時間( )裝、卸移快退快進停輔切單 k ????????? ()( 2211 ( 2 式中 1L 、 2L —— 分別為刀具第Ⅰ,第Ⅱ工作進給長度,單位為 1 2 — 分別為刀具第Ⅰ,第Ⅱ工作進給速度,單位為 mm/ 停t—— 當加工沉孔、止口、锪窩、光整表面時,滑臺在死擋鐵上的停留時間,通常指刀具在加工終了時無進給狀態(tài)下旋轉 5~10轉所需的時間,單位為 退快進 、 分別為動力部件快進、快退行程長度,單位為 — 動力部件快速行程速度。用機械動力部件時取 5~6m/液壓動力部件時取 3~10m/ 移t—— 直線移動或回轉工作臺進行一次工位轉換時間, 裝、卸t—— 工件裝、卸時間,它取決于裝卸自動化程度、工件重量大小裝卸是否方便及工人的熟練程度等。通常取 所以: m i 696()?????????? )輔切單 單??? 機床負荷率為理性鄉(xiāng)生產率與實際生產率之比。由參考文獻 [1]公式 1 ( 2 則 %?? 流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 16 3 夾具設計 夾具是鉆鏜專機的重要組成部分,是根據機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的。它是用于實現被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的導向以及裝卸工件時的限位等作用。 位原理及其實現 根據被加工零件的結構特征,選擇定位基準,實現六點定位原理 ,即以工件的右側面為定位基準面,約束了 z 向的轉動; y 向的轉動 3 個自由度。短定位銷約束了 z 向的移動; 個自由度。長定位銷約束了 個自由度。這樣工件的 6個自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。 如圖所示 : 17 圖 3位原理圖 差分析 一批工件依次在夾具中進行定位時,由于工序基準的變動對加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。產生定位誤差的原因是工序基準與定位基準不相重合或工序基準自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。 響加工精度的 因素 用夾具裝夾工件進行機械加工時,其工藝系統中影響工件加工精度的因素很多,與夾具有關的因素有:定位誤差Δ P、對刀誤差Δ T、夾具在機床上的安裝誤差Δ ,在機械加工工藝系統中,影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差Δ G。上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工誤差∑Δ。 ① 第一類誤差 第一類誤差是指工件在夾具上定位時所產生的那部分定位誤差 基準不重合誤差是由于定位基準和工序基準不重合而產生的那部分定位誤差。在本設計中,由于定位誤 差和工序基準是重合的,所以基準不重合誤差為 0。 ② 第二類誤差 第二類誤差是定位元件對夾具三基準面的尺寸誤差及位置度所產生的那一部分定位誤差。 當支承面即工件底面對夾具的安裝基準(底面)有平行度誤差及支承面對夾具的對刀基準(鉆套軸線)有位置誤差,被加工孔的定位誤差為 移動誤差: '1 ??? ( 3 '2 ??? '3 ??? 轉動誤差: ???? '1 ( 3 ???? '2 ???? '3 故定位誤差為 渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 18 ?? ???????? ''1'11 )(( 3 ?? ???????? ''2'22 )(?? ???????? ''3'33 )(按標注的測量尺寸: ???? ??1 0 0/???? ??? 將上述數值代入定位誤差計算公式,則得: 1 ????? 0/ 2 ????? 0/ 3 ?????Δ T 因為刀具相對于對刀或導向裝置不精確造成的加工誤差,稱為對刀誤差。 本工序中麻花鉆是采用模板進行導向,鉆孔時導向誤差計算公式為: l ????????? )(22 1123'( 3 即得導向誤差 ??? T 因為夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差,稱為夾具的安裝誤差。 一般?。? Δ 水 A= 垂 A=0mm 因夾 具上定位元件,對刀或導向元件及安裝基面三者之間(包括導向元件與導向元件之間)的位置不精確而造成的加工誤差,稱為夾具誤差,夾具誤差大小取決于夾具零件的加工精度的夾具裝配時的調整和修配精度。 一般取Δ E= 因機床精度,刀具精度,刀具與機床的位置精度,工藝系統受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差,統稱為加工方法誤差,因該項誤差影響因素很多,又不便于計算,所以常根據經驗為它留出工件公差的31。計算時可設Δ G=3k?。 19 k?—— 工件位置公差取 G= 6 ???( 3 證加工精度 工件在夾具中加工時,總加工誤差∑Δ為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機誤差,應用概率法加,因此,保證工件加工精度條件是: 22222 ??????????? ( 3 2222 ?????? 即工件總加工誤差 ∑Δ應不大于工件的加工尺寸公差,由以上得知,本夾具完全可以保證加工精度。 為保證夾具有一定的使用壽命,防止夾具因磨損而過早報廢,在分析計算工件加工精度時需留出一定精度儲備量此將上式改為: ?? ≤ k? - → k? - ?? ( 3 當0時夾具能滿足加工要求,根據以上 cJ=k?- ?? =0 所以夾具完全可以滿足加工要求。 緊方式 夾緊裝置中產生源動力的部分叫做力源裝置,常用的力源裝置有氣動、液壓、電動等夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成壓夾作用的元件稱為夾緊元件,本設計采用了液壓夾緊,解決了手動夾緊是夾緊力不一致,誤差大,精度低,工人勞動強度大等缺點。由于油液的不可壓縮性,能傳遞較大的壓力,一般工作壓力可達 55 1065~1050 ?? 氣壓大 10 多倍,因此,在產生同樣作用力的情況下,油缸直徑可以小許多倍,使夾具結構更為緊湊。 緊力的數值計算 選擇夾緊力的作用點和方向應注意: a) 夾緊力應朝向主要限位面; b) 夾緊力的作用點應落在定位元件支承范圍內; c) 夾緊力的作用點,應落在工件剛性較好的方向和部位; 渦流泵體鉆鏜專機總體及夾具設計 20 d) 夾緊力作用點應靠近工件的加工表面; 夾緊力大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。 夾緊力作用點和方向的選擇,通常應與工件定位基準的選擇同時考慮,因此這兩個參數在制定機床工藝方案時已確定,這里僅作重點敘述的是確定夾緊力的大小的問題。 定夾緊力時應考慮的計算系數 在許多情 況下,并不是由夾具的定位支承機構或夾緊機構本身直接承受工件所受切削力,而是由工件在緊急狀態(tài)下,工件與定位支承機構及夾緊機構之間所產生的摩擦力來防止工件產生平移或轉動,因此在確定夾緊力時,需要考慮各種接觸表面之間的摩擦系數。 摩擦系數主要取決于工件和支承件,壓板之間的接觸形式: ?1—— 工件和支承件之間的摩擦系數; ?2—— 工件和壓板之間的摩擦系數; 查表得 ?1=0.2