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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)說(shuō) 明 書</p><p> 題 目 泵體蓋鉆6-φ7孔鉆削專機(jī)設(shè)計(jì) </p><p> 學(xué) 生 </p><p> 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 </p&
2、gt;<p> 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械工程及其自動(dòng)化(涉外機(jī)械)</p><p> 學(xué) 號(hào) </p><p> 指 導(dǎo) 教 師 </p><p><b> 目 錄<
3、;/b></p><p> 前言·······························
4、183;···························· 3</p><p> 鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能校核·
5、3;····························· 4</p><p> 泵體蓋孔加鉆機(jī)設(shè)計(jì)·
6、3;····································
7、183;·· 3</p><p> 1.1 鉆床的總體設(shè)計(jì)···························
8、3;··············· 3</p><p> 1.2 鉆床刀具的選擇···············
9、································ 3</p><p> 1.3
10、 鉆床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)···································
11、;········</p><p> 1.3.1 切削參數(shù)的確定</p><p> 1.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p> 1.3.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p> 1.3.4 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核</p><p>
12、;<b> 1.4 本章小結(jié)</b></p><p> 專用夾具設(shè)計(jì)··························
13、3;················· 4</p><p> 2.1 工件的加工工藝性分析·············
14、;······················</p><p> 2.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)········&
15、#183;··························4</p><p> 2.2.1 定位元件的選擇···
16、83;·································5</p><p&
17、gt; 2.2.2 定位誤差的分析</p><p> 2.2.3 定位誤差的計(jì)算</p><p> 2.3 泵體蓋在夾具中的夾緊</p><p> 2.3.1 夾緊裝置的組成</p><p> 2.3.2 夾緊力的確定</p><p> 2.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)</p>&
18、lt;p> 2.4 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)</p><p> 2.4.1 鉆模板的類型與選擇</p><p> 2.4.2 鉆套的選擇與設(shè)計(jì)</p><p> 2.5 夾具體的設(shè)計(jì)</p><p> 2.6 夾具在機(jī)床上的定位</p><p><b> 2.7 本章小結(jié)</b>
19、;</p><p> 3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析</p><p><b> 4 結(jié)論</b></p><p><b> 致謝</b></p><p> 附鉆床各圖···········&
20、#183;····································
21、; 12</p><p> 文獻(xiàn)參考·······························
22、83;·························· 13</p><p><b> 前言</b></p>&l
23、t;p> 隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,機(jī)床的種類越來(lái)越繁多,機(jī)床的功能越來(lái)越多,為了適應(yīng)當(dāng)今機(jī)械生產(chǎn)中的特殊要求,專用機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。之所以選擇泵體蓋鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)作為我的設(shè)計(jì)題目,是因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)以前的鉆床雖然功能不少,但是有很多不足之處,比如對(duì)工件大批量生產(chǎn)不能滿足,而且生產(chǎn)效率不高,對(duì)一些有特殊要求的工件也不能進(jìn)行批量生產(chǎn)?;谶@個(gè)前提,我選擇了鉆削類的專機(jī)設(shè)計(jì),主要是針對(duì)泵體蓋6-φ7孔的鉆削進(jìn)行加工。通過(guò)本次設(shè)計(jì),可以生產(chǎn)
24、出一種鉆床滿足泵體蓋6-φ7孔的鉆削標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn),這種鉆床既可以滿足特殊的加工要求又節(jié)省了時(shí)間、減少了勞動(dòng)力。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)出一種鉆削類的專用機(jī)床,讓它只對(duì)泵體蓋6-φ7孔一類工件進(jìn)行鉆削加工。本機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集中化程度高、針對(duì)性強(qiáng)、工作效率高、能夠適應(yīng)在生產(chǎn)批量大的生產(chǎn)中的要求。它既提高了生產(chǎn)效率,又簡(jiǎn)化了操作程序,而且減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p> 機(jī)床、基礎(chǔ)理論研究、檢測(cè)等方面都有了較
25、大的進(jìn)展。目前,孔加工技術(shù)已較為成熟。</p><p> 同時(shí)隨著我國(guó)科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,其品種型號(hào)越來(lái)越多,質(zhì)量要求越來(lái)越高,更新?lián)Q代周期也越來(lái)越短。因而多品種、中小批量生產(chǎn)已日益成為機(jī)械制造業(yè)的主要生產(chǎn)類型。</p><p> 機(jī)床夾具是保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作中的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)形式必須與其生產(chǎn)類型相適應(yīng)[2]。</p>
26、;<p> 當(dāng)然在鉆床中夾具的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的,由于夾具設(shè)計(jì)過(guò)程的隨機(jī)因素較多,目前仍有許多企業(yè)沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)完成,即由經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝人員人工設(shè)計(jì)(或借助二維CAD設(shè)計(jì))。很顯然,這種設(shè)計(jì)方法在很大程度土受夾具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平的限制,且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),設(shè)計(jì)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,已不適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)。因此,開(kāi)發(fā)出實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)是解決這一間題的重要方法和手段。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以分為概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和詳
27、細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。概念設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),它影響著后續(xù)的技術(shù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì),是決定夾具方案優(yōu)劣的重要階段。由于鉆銑削加工切削用量及切削力較大,加工時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng),因此設(shè)計(jì)鉆銑床夾具時(shí)應(yīng)注意:夾緊力要足夠且反行程自鎖;夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠,即安裝及加工時(shí)要正確使用定向鍵、對(duì)刀裝置;夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)要合理</p><p> 在批量生產(chǎn)泵體蓋時(shí),多采用流水線式操作,即按工序分配給
28、不同生產(chǎn)車間來(lái)生產(chǎn)。泵體蓋孔加工專機(jī)及夾具設(shè)計(jì),就是為加工泵體蓋6-φ7孔這一工序而設(shè)計(jì)的專用機(jī)床及夾具。由于泵體蓋6-φ7為均勻分布,因此需要綜合應(yīng)用孔的加工及機(jī)床夾具等方面的知識(shí)。</p><p> 本次設(shè)計(jì)主要包括兩大部分。</p><p> 第一部分為泵體蓋6-φ7孔鉆削專機(jī)的設(shè)計(jì),其中包括機(jī)床的基本尺寸的選擇、電機(jī)的選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和鉆頭的選擇。</p>&
29、lt;p> 首先,機(jī)床的基本尺寸主要參考常用機(jī)床的外形尺寸,并根據(jù)6-φ7孔加工的需要來(lái)確定。其次,泵體蓋材料為鋁合金。因此可根據(jù)鋁合金的切削性能,及鉆削鋁合金時(shí)的切削用量和鉆削速度來(lái)估算出鉆削力、鉆削扭矩和鉆削功率來(lái),并根據(jù)鉆削功率選擇電動(dòng)機(jī)。然后,根據(jù)所選電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和切削速度來(lái)確定傳動(dòng)比,并用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床只為加工6-φ7孔而設(shè)計(jì),因此不需變速,一級(jí)傳動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)。最后,根據(jù)回油孔的特點(diǎn),并考慮經(jīng)濟(jì)
30、性來(lái)選擇合適的多孔加工刀具。</p><p> 第二部分為專用夾具的設(shè)計(jì),其中包括定位方式的選擇、定位誤差的計(jì)算、夾緊方式的確定、夾緊力的確定及夾緊機(jī)構(gòu)的的選擇、導(dǎo)引裝置的確定、夾具體的設(shè)計(jì)和夾具體在機(jī)床上的定位方式。</p><p> 根據(jù)六點(diǎn)定位原理、泵體蓋外形的特點(diǎn)及常用定位元件的種類,來(lái)確定夾具體的定位方式。由于零件在加工時(shí),總會(huì)產(chǎn)生誤差,因此應(yīng)考慮工件的定位誤差。進(jìn)行定位誤差
31、的計(jì)算,以保證定位誤差在零件加工誤差允許的范圍之內(nèi)。若不合適,則應(yīng)選擇更合適的定位方式,以確保零件的加工精度。為了使零件在被加工時(shí)保持位置不變,應(yīng)對(duì)零件在被加工時(shí)所需的加緊力進(jìn)行估算。在此基礎(chǔ)上,綜合考慮零件的定位方式和加工方式,來(lái)設(shè)計(jì)適合的夾緊機(jī)構(gòu)。為保證加工精度,選擇合適的對(duì)刀導(dǎo)引裝置,保證工件相對(duì)于刀具處于正確的位置。綜合以上各方面的設(shè)計(jì)和各個(gè)裝置的相對(duì)位置關(guān)系,可以設(shè)計(jì)出夾具體的結(jié)構(gòu)。并且還要確定夾具體在機(jī)床上的定位方法和定位精
32、度。這樣就完成了夾具的設(shè)計(jì)。</p><p> 由于此次設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工中的需要來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,因此還從經(jīng)濟(jì)性方面分析了此次設(shè)計(jì)的可行性。另外,分析了此次設(shè)計(jì)相對(duì)于一般生產(chǎn)加工情況的優(yōu)點(diǎn)、此次設(shè)計(jì)的不足,和可能改進(jìn)的方法。</p><p> 1 泵體蓋6-φ7孔加工專機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p> 1.1 鉆床的總體設(shè)計(jì)</p><p&
33、gt; 鉆床可用于加工簡(jiǎn)單零件上的孔,也可用于加工外型復(fù)雜、沒(méi)有對(duì)稱回轉(zhuǎn)軸線工件上的單個(gè)或一系列圓柱孔,如蓋板、箱體、機(jī)架等零件上的各種用途的孔。鉆床一般用于完成加工尺寸較小、精度要求不太高的孔。通常,鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng),鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)[3]。</p><p> 鉆床可分為臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、銑鉆床、深孔鉆床、平端面中心孔鉆床和臥式鉆床。</p><p> 在本次設(shè)計(jì)
34、中,待加工孔為多孔且均勻分布,因此在選擇機(jī)床上有些困難。通常多孔鉆床具有特殊設(shè)計(jì)的主軸,臥式布局。一般為工件旋轉(zhuǎn),用特制的鉆頭鉆削孔,可完成孔工件鉆、擴(kuò)、鉸、套料等加工。但由于多孔鉆床的特殊性,其比較昂貴,對(duì)于非專業(yè)化深孔加工的廠家,成本過(guò)高,因此不能選用這種形式。所以,應(yīng)由其他鉆床改造成多孔鉆床,這樣可節(jié)省開(kāi)支,并且易于中、小型企業(yè)接受。綜合各種機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作方式,決定選用臥式鉆床的結(jié)構(gòu)布置。臥式鉆床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是主軸旋轉(zhuǎn)中心固定
35、,移動(dòng)工件使加工點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)主軸中心。主軸箱安裝在立柱上,主軸水平布置。立柱有圓柱、方柱,這里選擇圓柱作為主軸。主軸可機(jī)動(dòng)進(jìn)給。</p><p> 由于本次設(shè)計(jì)為鉆孔專機(jī),只用于加工多孔的工序,簡(jiǎn)單的傳動(dòng)系統(tǒng)就能滿足,不需要變速,因此采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)即可,這樣可以直接達(dá)到鉆削所需要的速度。</p><p> 泵體蓋材料為鋁合金,根據(jù)其切削性能及各類多孔鉆的尺寸參數(shù),在相比較下選擇合適的刀具。
36、從而確定進(jìn)給量來(lái)計(jì)算出切削參數(shù),即加工時(shí)所需的鉆削力、鉆削率和鉆削轉(zhuǎn)矩。通過(guò)這些數(shù)據(jù),可選擇出適合的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。同時(shí),根據(jù)這些切削參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算出傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)。</p><p> 1.2 鉆床刀具的選擇 </p><p> 在多孔加工中,使用鉆頭、內(nèi)排屑深孔鉆雖然具有很多優(yōu)點(diǎn),但由于需要專用的機(jī)床(或改裝的普通車床)以及一套輔助設(shè)備,投資較大,多孔加工受到一定的條件限制。麻花鉆
37、具有投資少、見(jiàn)效快、無(wú)需特殊多孔加工裝備等優(yōu)點(diǎn),是一般多孔加工中行之有效的加工方法。</p><p> 在本次設(shè)計(jì)中,則采用直柄麻花鉆來(lái)完成切削任務(wù)。其主要的尺寸參數(shù)可在表1-1中查詢。</p><p> 表1-1麻花鉆主要的尺寸參數(shù)</p><p> Tab.1-1 Twist drill main size parameter</p><
38、;p> 注:×——表示有規(guī)格;——麻花鉆全長(zhǎng);——麻花鉆工作部分長(zhǎng)度;</p><p> d——麻花鉆的直徑。 </p><p> 此次多孔加工的孔6-φ7孔,工作部分長(zhǎng)度滿足此長(zhǎng)度即可,因此可選=160的直柄麻花鉆。麻花鉆材料的選擇,參見(jiàn)表1-2。</p><p> 表1-2 麻花鉆的性能級(jí)別[4]</p><p>
39、 Tab.1-2 Twist drill performance rank</p><p> 根據(jù)本次加工情況及技術(shù)要求,選擇普通型能級(jí)的麻花鉆即可。</p><p> 1.3 鉆床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 1.3.1 切削參數(shù)的確定</p><p> 多孔鉆削的功率由最大鉆孔直徑?jīng)Q定(即鉆床的功率),因此應(yīng)根據(jù)深孔鉆削
40、最大參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b> 切削功率的計(jì)算:</b></p><p> 目前,還沒(méi)有成熟的計(jì)算深孔鉆削功率的經(jīng)驗(yàn)公式,一般可用麻花鉆的功率計(jì)算公式近似計(jì)算。</p><p><b> 鉆削扭距</b></p><p><b> (1-1)</b><
41、;/p><p> 式中 ——鉆削扭距,N·m;</p><p> ——鉆孔直徑,mm;</p><p> ——鉆孔進(jìn)給量,mm/r。</p><p><b> 鉆削軸向力</b></p><p> ?。?-2) </p><p> 式中 —
42、—鉆削軸向力,N。</p><p><b> 鉆削功率</b></p><p><b> ?。?-3)</b></p><p> 式中 ——鉆削功率,kW; </p><p> ——鉆孔轉(zhuǎn)速,r/s。</p><p> 考慮到麻花鉆有橫刃和刀具材料為高速鋼等因素,
43、取計(jì)算值的70%作為深孔鉆削功率的近似值。</p><p> 式1-1、1-2、1-3中的和可從表1-3中查詢。</p><p> 表1-3 在組合機(jī)床上用高速鋼刀具對(duì)鋁、銅件鉆孔時(shí)切削速度和進(jìn)給量[5]</p><p> Tab.1-3 In combination with high-speed machine tools, steel cutlery o
44、n aluminum、copper pieces bored into</p><p> to the cutting speed and volume[3] </p><p> 根據(jù)表1-3選擇切削速度為 =20 (m/min)</p><p> 進(jìn)給量為 =0.10 (mm/r)</
45、p><p><b> 則主軸轉(zhuǎn)速:</b></p><p><b> (r/min)</b></p><p> 式中 ——主軸轉(zhuǎn)速;</p><p><b> ——切削速度;</b></p><p> ——工件(或刀具直徑),mm。</p&
46、gt;<p> 則根據(jù)式1-1、1-2、1-3得: N·m</p><p><b> N</b></p><p><b> kW</b></p><p> 取計(jì)算結(jié)果的70%,可得鉆削的近似功率為1.022kW。</p><p> 1.3
47、.2 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p> 一般用于驅(qū)動(dòng)金屬切削機(jī)床的電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。其中,低壓電動(dòng)機(jī)中的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)尤為合適。</p><p> Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)具有效率高,節(jié)能,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高,噪聲低,振動(dòng)小,運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn),作為一般用途的電動(dòng)機(jī),適用于驅(qū)動(dòng)無(wú)特殊性能要求的各種機(jī)械設(shè)備,如金屬切削機(jī)床、鼓風(fēng)機(jī)、水泵等[6]。</p><p>
48、鉆削功率近似為1.022kW,則電動(dòng)機(jī)功率為:</p><p><b> (1-4)</b></p><p> 式中 ——機(jī)床總機(jī)械效率,對(duì)于主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床,=0.7~0.85;</p><p> ——鉆削功率,kW。</p><p> 在進(jìn)行鉆削時(shí),進(jìn)給功率及小,可忽略不計(jì),因此可直接根據(jù)計(jì)算出的
49、電動(dòng)機(jī)的功率選擇電動(dòng)機(jī)。則可選擇機(jī)座號(hào)為90S,功率為1.5kW,同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。</p><p> 1.3.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p> 根據(jù)切削速度和電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速可得傳動(dòng)比:</p><p> 則齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算如下:</p><p><b> 1) 選擇齒輪材料</
50、b></p><p> 齒輪最常用的材料是鍛鋼,其次是鑄鋼和鑄鐵,有時(shí)也采用非金屬材料。</p><p> 2)齒輪尺寸確定及強(qiáng)度計(jì)算</p><p> a 選擇齒輪材料查表得:小齒輪選用調(diào)質(zhì) HBS=245~275HBS</p><p> 大齒輪選用正火 HBS=210~240HBS</p
51、><p> b 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p> 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí):</p><p> 按 (1-5)</p><p> 估取圓周速度,得:,參考表選取Ⅱ公差組8級(jí)。</p><p> 小齒輪分
52、度圓直徑 </p><p><b> (1-6)</b></p><p> 齒寬系數(shù)查表得按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)銷布置:取=0.8</p><p> 小齒輪齒數(shù)在推薦值20~40中選 =26</p><p> 大齒輪齒數(shù) 圓整取55;</p>&
53、lt;p> 齒數(shù)比 ;</p><p> 傳動(dòng)比誤差 誤差在范圍內(nèi)合適。</p><p> 小輪轉(zhuǎn)矩 N·mm;</p><p> 載荷系數(shù)K (
54、1-7) </p><p> 使用系數(shù)查表得 =1</p><p> 動(dòng)載荷系數(shù)查相關(guān)圖得初值 =1.1</p><p> 齒向載荷分布系數(shù)查相關(guān)圖得 =1.07</p><p> 齒間載荷分配系數(shù)由=0得</p><p><b>
55、; (1-8)</b></p><p> 則載荷系數(shù)K的初值 </p><p> 彈性系數(shù)查表得 </p><p> 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)查相關(guān)圖及=0,查相關(guān)圖(=0, ==0)得</p><p><b> =2.5</b></p><p> 重
56、合度系數(shù)查相關(guān)圖()得 =0.88</p><p> 許用接觸應(yīng)力[] []= (1-9)接觸疲勞極限應(yīng)力,查相關(guān)圖得</p><p> =570 N/mm2</p><p> =460 N/mm2</p><p><b> 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、</
57、b></p><p> =60nj= </p><p><b> =</b></p><p> 由查相關(guān)圖得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)、(不允許有點(diǎn)蝕)</p><p><b> ==1</b></p><p> 硬化系數(shù)查相關(guān)圖得 =
58、1</p><p> 接觸強(qiáng)度安全系數(shù)查表得,按一般可靠度查取=1.1</p><p><b> ,</b></p><p> 故根據(jù)式(2-6)的設(shè)計(jì)初值為</p><p> 得: 37.52mm</p><p> 齒輪模數(shù)m
59、m===1.44mm查表得 m=1.5mm;</p><p> 小輪分度圓直徑的圓整值 mm;</p><p> 圓周速度 m/s; </p><p> 與估取 很相近,對(duì)取值影響不大,不必修正;</p><p><b> ,;</b></p><p> 小輪
60、分度圓直徑 mm;</p><p> 大輪分度圓直徑 mm;</p><p> 中心距 mm;</p><p> 齒寬 mm;</p><p> 大輪齒寬
61、;</p><p> 小輪齒寬 ;</p><p> 3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p> 齒形系數(shù)查相關(guān)圖得 小輪 =2.60 </p><p> 大輪 =2.30; <
62、/p><p> 應(yīng)力修正系數(shù)查相關(guān)圖得 小輪 =1.60 </p><p> 大輪 =1.72;</p><p> 重合度系數(shù) ;</p><p> 許用彎曲應(yīng)力 N/mm2;</p><p> 彎曲疲勞極限查相關(guān)圖得 =460,=390;</
63、p><p> 彎曲壽命系數(shù)查相關(guān)圖得 ==1;</p><p> 尺寸系數(shù)查相關(guān)圖得 =1;</p><p> 安全系數(shù)查表得 =1.3;</p><p> 則 N/mm2;</p><p><
64、b> N/mm2;</b></p><p><b> 故 ;</b></p><p><b> ??;</b></p><p> 可得結(jié)論:齒根彎曲強(qiáng)度足夠。</p><p> 4) 齒輪其它尺寸計(jì)算</p><p> 分度圓直徑
65、 ; =39,=82.5; </p><p> 齒項(xiàng)高 ; ==1.5;</p><p> 齒根高 ; ==1.875;</p><p> 齒全高
66、 ; ==4.875;</p><p> 齒頂圓直徑 ; =42 , =85.5;</p><p> 齒根圓直徑 ; =36, =79.5;</p><p> 基圓直徑
67、 ; =36.65,=77.52;</p><p> 齒距 ; ==4.71;</p><p> 齒厚 ; ==2.355;</p><p> 齒槽寬
68、 ; ==2.355;</p><p> 基圓齒距 ; ==4.426;</p><p> 法向齒距 ; ==4.426;</p><p>
69、 頂隙 ; ==0.375;</p><p> 分度圓壓力角 [7]。</p><p> 1.3.4 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核</p><p> 1) 軸的材料的選擇</p><p> 軸的材料種類很多,要根據(jù)強(qiáng)度
70、、剛度核耐磨性等要求,選擇材料種類及熱處理方式,軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價(jià)格較低,對(duì)應(yīng)力集中敏感性小,通常使用中碳鋼,最常用的是45號(hào)鋼,不太重要或受力小的軸可以使用Q235等鋼材。</p><p> 合金鋼比碳素鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的熱處理性能,但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感,對(duì)于受力較大又要減小軸的尺寸和重量,或者需要提高軸頸的耐磨性,或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸,可以采用合金鋼。在低于200℃
71、的工作溫度下,合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不大,因此,使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。</p><p> 球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵適合于制造形狀復(fù)雜的軸(如曲軸、凸輪軸等),它具有良好的吸振性和耐磨性,對(duì)應(yīng)力集中不敏感,但是鑄造質(zhì)量不易控制。</p><p> 小直徑的軸可以使用軋制圓鋼,大直徑或直徑變化較大的階梯軸需要使用鍛件,形狀復(fù)雜的軸通常采用鑄造方式制造。</p>
72、;<p> 根據(jù)軸的常用材料及主要機(jī)械性能,選擇45#正火為軸的材料。</p><p> 2) 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p> 對(duì)于僅傳遞扭矩或主要裝的扭矩的傳動(dòng)軸,應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 。對(duì)于既受彎矩又受扭矩的轉(zhuǎn)軸,可以通過(guò)降低許用剪應(yīng)力的方法考慮彎矩的影響,用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算轉(zhuǎn)軸的最小直徑,然后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p><b>
73、 設(shè)計(jì)計(jì)算公式為</b></p><p><b> (1-10)</b></p><p> 式中 ——軸的直徑,mm;</p><p> ——考慮了彎矩影響的設(shè)計(jì)系數(shù);</p><p> ——軸傳遞的功率,kW;</p><p> ——軸的轉(zhuǎn)速,r/min。</p&
74、gt;<p> 本節(jié)設(shè)計(jì)機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),下面對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的高速軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。 </p><p> a 求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩</p><p><b> N·mm</b></p><p> b 求作用在齒輪上的力</p><p> 輸出軸上的小齒輪的分度圓直徑為</p>&l
75、t;p><b> mm</b></p><p> 圓周力、徑向力、和軸向力的大小如下,方向如圖1-1所示。</p><p> 圖1-1 軸的受力分析圖</p><p> Fig.1-1 Axis stress analysis chart</p><p> 由此可得:
76、N</p><p><b> N</b></p><p><b> N</b></p><p> 式中 ——壓力角;</p><p> ——螺旋角,因是直齒圓柱齒輪,因此=0。</p><p> c 確定軸的最小直徑</p><p> 選
77、取軸的材料為45鋼,正火處理。按式1-10初估軸的最小直徑,查表取A=115,可得:</p><p><b> mm</b></p><p> 圖1-2 軸的結(jié)構(gòu)圖</p><p> Fig.1-2 Structure drawing of axis </p><p> 由于主軸內(nèi)部為中空,所以軸段①(見(jiàn)圖1-2
78、)用于安裝聯(lián)軸器,其直徑應(yīng)該與聯(lián)軸器的孔徑相配合,因此要先選用聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,根據(jù)工作情況選?。?.5,則=1.5×10120.6=15180.9。根據(jù)工作要求選用十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器,型號(hào)為WSD2,許用轉(zhuǎn)矩[T]=22400。</p><p> 與輸出軸聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑=34mm,因此取軸段①的直徑=34mm。聯(lián)軸器輪轂總寬度L=74mm(J1形軸孔),與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=62mm。&
79、lt;/p><p><b> d 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> 1) 擬定軸上零件的裝配方案</p><p> 裝配方案見(jiàn)鉆床的裝配總圖。</p><p> 2) 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度</p><p> 具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)頭架主軸圖, </p><p>
80、; 3)軸上零件的周向定位</p><p> 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用A型普通平鍵聯(lián)接,按d1=34mm,從手冊(cè)中查得平鍵截面尺寸b×h=6×6,根據(jù)輪轂寬度,由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng)L=38mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。</p><p> 齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵聯(lián)接,平鍵的尺寸為b×h×L=8×8×38.
81、為了保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性,取齒輪與軸的配合為H7/r6。</p><p> 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過(guò)渡配合保證的,因此軸段直徑尺寸公差取為m6。</p><p> 4)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p> 各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖2-1,軸端倒角取1×45°。</p><p><b> 5)
82、 軸的強(qiáng)度校核</b></p><p><b> a 求軸的載荷</b></p><p> 在進(jìn)行軸校核時(shí)按軸是實(shí)心進(jìn)行校核,因此軸的尺寸相應(yīng)減少.首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖(見(jiàn)圖1-3)。在確定軸承的支撐點(diǎn)位置時(shí),從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于61803型深溝球軸承,因此軸的支承跨距L=65+65=130mm。</p><p>
83、; 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作為軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出,C截面的當(dāng)量彎矩最大,是軸的危險(xiǎn)截面。C截面處的、、、及的數(shù)值如下。</p><p> 支反力 水平面 =209 ,=209 N</p><p> 垂直面 =197 , =-76 N</p><p> 彎矩和
84、 水平面 =5538.5 N·mm</p><p> 垂直面 =3206.5 N·mm</p><p> 圖1-3 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p> Fig.1-3 Computation diagram of axis </p><p><b> 合成彎矩</b></p&g
85、t;<p> ==6399.7 N·mm</p><p> 扭矩 =10120.6 </p><p><b> 當(dāng)量彎矩</b></p><p> ==10119.9 N·mm</p><p><b> b 校核軸的強(qiáng)度
86、</b></p><p> 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表查得=650,則[]=0.09~0.1,即58~65,取[]=60,軸的計(jì)算應(yīng)力為</p><p> ==17.3<[]=60 N/mm2</p><p> 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知,該軸滿足強(qiáng)度要求。</p><p> 6) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p&g
87、t;<p> 對(duì)于重要的軸,必須按安全系數(shù)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度。一般用途的軸,該步工作可以省略。</p><p><b> a 判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p> 危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力較大,同時(shí)應(yīng)力集中較嚴(yán)重。從受載情況觀察,截面C上最大,但應(yīng)力集中不大(過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端),而且這里軸直徑最大,故截面C不必校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸
88、的疲勞強(qiáng)度削弱程度觀察,截面Ⅳ和Ⅴ處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重。截面Ⅴ的應(yīng)力集中與截面Ⅳ相近,但截面Ⅴ不受扭矩作用,同時(shí)軸徑也較大。分析可知,危險(xiǎn)截面為Ⅳ截面(左側(cè))。</p><p> b 計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力</p><p> 截面右側(cè)彎矩為 =10119.9×=3436.9 N/mm;</p><p> 截面上的扭矩為
89、 =10120.6 N/mm; </p><p> 抗彎截面系數(shù) =0.1==583.2 mm3;</p><p> 抗扭截面系數(shù) =0.2==1166.4 mm3;</p><p> 截面上的彎曲應(yīng)力 =5.9 N/mm2;</p>
90、<p> 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 == 8.7 N/mm2; </p><p> 彎曲應(yīng)力幅度 == 5.9 N/mm2;</p><p> 彎曲平均應(yīng)力 =0;</p><p> 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等,即 = =4.4 N/mm2; <
91、/p><p><b> c 確定影響系數(shù)</b></p><p> 軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表查得=600 N/mm2,=275 N/mm2,=140 N/mm2。</p><p> 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、。根據(jù)=1/18=0.056,=20/18=1.1,由表經(jīng)插值后可得=1.65,=1.19。</p><
92、;p> 尺寸系數(shù)、根據(jù)軸截面為圓截面查圖得=1.0 ,=0.98 。</p><p> 表面質(zhì)量系數(shù)、 根據(jù)=600和表面加工方法為精車,查圖得==0.88</p><p> 材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù)、取=0.1,=0.5=0.05</p><p><b> 由上面結(jié)果可得</b></p><p><
93、;b> ?。?0.63</b></p><p><b> ?。?.62</b></p><p><b> =9.40</b></p><p> 查表中的許用安全系數(shù)[]=1.5,可知該軸安全。</p><p><b> 1.4 本章小結(jié)</b><
94、/p><p> 本章首先選擇了機(jī)床的形式和基本外形尺寸,再根據(jù)加工條件選擇了適合加工深孔的刀具。通過(guò)對(duì)被加工零件的材料的切削性能的了解,并聯(lián)系加工環(huán)境和條件,對(duì)鉆削深孔的進(jìn)給量、背吃刀量及切削速度進(jìn)行了選擇。根據(jù)切削速度和進(jìn)給量,進(jìn)行了切削力、切削扭矩及切削功率的估算。通過(guò)得到的數(shù)據(jù)選擇了適合本次設(shè)計(jì)的機(jī)床的電動(dòng)機(jī)。此后進(jìn)行了齒輪和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算,并進(jìn)行了強(qiáng)度校核,使設(shè)計(jì)的齒輪和軸都能夠滿足實(shí)際的需要。</p&
95、gt;<p><b> 2 專用夾具設(shè)計(jì)</b></p><p> 2.1 工件的加工工藝性分析</p><p> 因采用立式鉆床,待加工孔處于水平位置。若設(shè)平行于待加工孔的面分別為頂面和底面,則使多孔那面為底面,即定位基準(zhǔn)面。以基準(zhǔn)面上的直徑為φ5的兩孔以及基準(zhǔn)面定位。</p><p> 鉆模板應(yīng)垂直與定位基準(zhǔn)面,鉆
96、套中心線與待加工孔中心線同軸。夾緊件由工件頂面向定位基準(zhǔn)面夾緊。采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p> 2.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)</p><p> 2.2.1 定位元件的選擇</p><p> 工件在夾具中位置的確定,主要是通過(guò)各種類型的定位元件實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)械加工中,雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異,但從它們的基本結(jié)構(gòu)來(lái)看,不外乎是由平面、圓柱面、圓錐
97、面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時(shí),可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序加工精度要求,選擇其上的平面、圓柱面,圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準(zhǔn)。為此,在夾具設(shè)計(jì)中可根據(jù)需要選用各類型的定位元件。</p><p> 在夾具設(shè)計(jì)中常用于圓孔表面的定位元件有定位銷、剛性心軸和錐度心軸等。工件以圓孔表面定位時(shí)使用定位銷定位;套類零件,為了簡(jiǎn)化定心裝置,常常采用剛性心軸作為定位元件;為消除工件與心軸的配合間隙,提高定心
98、定位精度,在夾具設(shè)計(jì)中還可選用小錐度心軸。在此次設(shè)計(jì)中,根據(jù)泵體蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用一面兩孔定位。如圖2-1為工件在夾具中的定位方式簡(jiǎn)圖.</p><p> 在夾具中,工件以圓孔表面定位時(shí)使用的定位銷一般有固定式和可換式兩種。在大批量生產(chǎn)中,由于定位銷磨損較快,為保證工序加工精度需定期維修更換,此時(shí)常采用便于更換的可換式定位銷。</p><p> 圖2-1 所示為常用的固定式定位銷的典型結(jié)
99、構(gòu)[9]。當(dāng)被定位工件的圓孔尺寸較小時(shí),可選圖中(a)所示的定位銷結(jié)構(gòu)。這種帶有小凸肩的定位銷結(jié)構(gòu),與夾具體連接時(shí)穩(wěn)定牢靠。當(dāng)被定位工件的圓孔尺寸較大時(shí),選用圖中(b)所示的結(jié)構(gòu)即可。若被定位工件同時(shí)以其上的圓柱孔和端面組合定位時(shí),還可選用帶有支撐墊圈的定位銷結(jié)構(gòu)。支撐墊圈與定位銷可做成整體式的,也可做成組合式的。為保證定位銷在夾具上的位置精度,一般與夾具的連接采用過(guò)盈配合。</p><p> 可換式定位銷如圖
100、2-2所示,為了便于定期更換,在定位銷與夾具體之間裝有襯套,定位銷與襯套內(nèi)徑的的配合采用間隙配合,而襯套與夾具體則采用過(guò)度配合。由于這種定位銷與襯套之間存在裝配間隙,故其位置精度較固定式定位銷低。</p><p> 為了便于工件的順利裝入,上述定位銷的定位端頭部均加工成的大倒角。各種類型定位銷對(duì)工件圓孔定位時(shí)限制的自由度,應(yīng)視其與工件定位孔的接觸長(zhǎng)度而定,一般選用長(zhǎng)定位銷時(shí)限制四個(gè)自由度,短定位銷時(shí)則限制兩個(gè)自
101、由度。若采用削邊銷,則分別限制兩個(gè)或一個(gè)自由度。當(dāng)采用圖 所示的錐面定位銷定位時(shí),則相當(dāng)于三個(gè)支撐點(diǎn),限制三個(gè)自由度。</p><p> 圖2-1 固定式定位銷</p><p> Fig.2-2 Stationary positioning pin</p><p> 圖2-3 可換式定位銷及錐面定位銷</p><p> Fig.2-
102、2 The replacing positioning pin and the conical surface positioning pin</p><p> 在固定式和可換式中,為適應(yīng)以工件上的兩孔一起定位的需要,應(yīng)在兩個(gè)定位銷中采用一個(gè)削邊定位銷。直徑為3~50mm的削邊定位銷都做成菱形。</p><p> 2.2.2 定位誤差的分析</p><p>
103、 夾具的作用首先是要保證工序加工精度,在設(shè)計(jì)夾具選擇和確定工件的定位方案時(shí),根據(jù)工件定位原理選用相應(yīng)的定位元件外,還必須對(duì)選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此,就需對(duì)可能產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行分析和計(jì)算。</p><p> 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而造成某一工序在工序尺寸(通常指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸)或位置要求方面的加工誤差。對(duì)某一定位方案,經(jīng)分析計(jì)算其可能產(chǎn)生的定位誤差,只要小于工件有
104、關(guān)尺寸或位置公差的~,一般即認(rèn)為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。</p><p> 工件在夾具中的位置是由定位元件確定的,當(dāng)工件上的定位表面一旦與夾具上的定位元件相接觸或相配合,作為一個(gè)整體的工件的位置也就確定了。但對(duì)于一批工件來(lái)說(shuō),由于在各個(gè)工件的有關(guān)表面之間,彼此在尺寸及位置上均有著在公差范圍內(nèi)的差異,夾具定位元件本身和各定位元件之間也具有一定的尺寸和位置公差。這樣一來(lái),工件雖已定位,但每個(gè)被定位工件
105、的某些具體表面都會(huì)有自己的位置變動(dòng)量,從而造成在工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。</p><p> 由此可知,定位誤差是指工件在用調(diào)整法加工時(shí),僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。即定位誤差主要是由基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差兩項(xiàng)組成。</p><p> 根據(jù)定位誤差的上述定義,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),對(duì)任何一個(gè)定位方案,可通過(guò)一批工件定位時(shí)的兩個(gè)極端位置,直接計(jì)算出工
106、序基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍,即為該定位方案的定位誤差。</p><p> 在機(jī)械加工中,有很多工件是以多個(gè)表面作為定位基準(zhǔn),在夾具中實(shí)現(xiàn)表面組合定位的。</p><p> 采用表面組合定位時(shí),由于各個(gè)定位基準(zhǔn)面之間存在著位置偏差,故在定位誤差的分析和計(jì)算時(shí)也必須加以考慮。為了便于分析和計(jì)算,通常把限制不定度最多的主要定位表面成為第一定位基準(zhǔn),然后再依次劃分為第二、第三定位基準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō),采用
107、多個(gè)表面組合定位的工件,其第一定位基準(zhǔn)的位置誤差最小,第二定位基準(zhǔn)次之,而第三定位基準(zhǔn)的位置誤差最大。</p><p> 2.2.3 定位誤差的計(jì)算</p><p> 在本次設(shè)計(jì)中采用一面兩孔組合定位。</p><p> 采用工件上一面兩孔組合定位時(shí),根據(jù)工序加工要求可能采用平面為第一定位基準(zhǔn),也可能采用其中某一個(gè)內(nèi)孔為第一定位基準(zhǔn)。圖2-3所示為一長(zhǎng)方體工
108、件及其在一面兩銷上的定位情況,因系采用短定位銷,故工件底面1為第一定位基準(zhǔn),工件上的內(nèi)孔及分別為第二和第三定位基準(zhǔn)。</p><p> 一批工件在夾具中定位時(shí),工件上作為第一基準(zhǔn)的底面1沒(méi)有基準(zhǔn)位置誤差。由于定位孔較淺,其內(nèi)孔中心線由于內(nèi)孔與地面垂直度誤差而引起的基準(zhǔn)位置誤差也可忽略不計(jì)。但作為第二、第三定位基準(zhǔn)的、,由于與定位銷的配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差引起的基準(zhǔn)位置誤差必須考慮。</p>
109、<p> 圖2-4長(zhǎng)方體工件在夾具中一面兩銷上的定位</p><p> Fig.2-3 The cubic work piece located in the jig with one plant and two positioning pin</p><p> 根據(jù)上述,確定本次夾具設(shè)計(jì)采用底面為第一基準(zhǔn)面,兩孔分別為第二和第三基準(zhǔn)面。兩定位銷的尺寸及定位誤差的計(jì)算如下
110、:</p><p> 圖2-5 一面兩孔式,第二、第三定位基準(zhǔn)的位置和角度誤差[10]</p><p> Fig.2-4 At the same time two types, second, third localization datum position and angle error</p><p><b> 根據(jù)圖2-4有:</b&g
111、t;</p><p> 1) 兩定位銷中心距 </p><p><b> ==14.5</b></p><p> 式中 ——工件兩定位孔的中心距</p><p> 2) 兩定位銷中心距的公差 </p><p><b> (2-1)</b></p>
112、<p> 式中 ——工件兩定位孔的中心距公差</p><p><b> 中心距公差 </b></p><p><b> 則兩定位銷中心 </b></p><p> 3) 圓柱銷直徑的公稱值 </p><p><b> =5</b></p>
113、<p> 式中 ——與圓柱銷相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)</p><p><b> 公差選?。?lt;/b></p><p> 4) 菱形銷寬度 表2-1 及的推薦值(mm)</p><p> Tab.2-1 b and B recommended value(mm)</p><p>
114、 =5,因此得:=2, =0.5</p><p><b> 5) 補(bǔ)償距離 </b></p><p> (mm) (2-2)</p><p> 式中 ——夾具圓柱銷與其相配合的工件定位孔間的最小間隙(mm)</p><p> 圓柱銷的尺寸為,根據(jù)GB1801——
115、79知該即尺寸為φ5-0.006 -0.0017。</p><p> 由此可得 (mm)</p><p> 則 (mm)</p><p> 6) 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙 </p><p><b> (mm)</b></p>
116、;<p> 式中 ——與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)</p><p> 7) 菱形銷最大直徑 </p><p><b> (mm)</b></p><p><b> 公差選取h5</b></p><p> 8) 兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差 </
117、p><p> 式中 ——夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙;</p><p> ——夾具菱形削與其配合的工件定位孔間的最大間隙應(yīng)保證;</p><p> 則 </p><p> 由于待加工孔未對(duì)其形位公差,因此允許些許偏差。</p><p>
118、 2.3 泵體蓋在夾具中的夾緊</p><p> 工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好,在大多數(shù)場(chǎng)合下,還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件實(shí)行夾緊,才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。</p><p> 夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置,以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下,不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng),確保加工質(zhì)量
119、和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的,正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。</p><p> 2.3.1 夾緊裝置的組成</p><p> 一般夾緊裝置由下面兩個(gè)基本部分組成。</p><p><b> 1) 動(dòng)力源</b></p><p> 即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊,
120、稱為手動(dòng)夾緊;如果用氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)合、電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來(lái)代替人力進(jìn)行夾緊,則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。</p><p><b> 2) 夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p> 即接受和傳遞原始作用力,使之變?yōu)閵A緊力,并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來(lái)自人力或動(dòng)力裝置的力傳遞給夾緊元件,再由夾緊元件直接與工件接觸,最終完成夾緊任務(wù)。
121、</p><p> 根據(jù)動(dòng)力源的不同和工件夾緊的實(shí)際需要,一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過(guò)程中,可以起到以下作用:</p><p> a 改變作用力的方向;</p><p> b 改變作用力的大??;</p><p> c 具有一定的自鎖性能,以保證夾緊可靠,在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。</p><p> 本次設(shè)計(jì)采
122、用手動(dòng)夾緊方式。</p><p> 2.3.2 夾緊力的確定</p><p><b> 1) 夾緊力的方向</b></p><p> 夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面[11]。為使夾緊力有助于定位,則工件應(yīng)緊靠支撐點(diǎn),并保證各個(gè)定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠。一般地講,工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大、精度較高,限制的不定度多,夾緊力垂直作用于此
123、面上,有利于保證工件的加工質(zhì)量。</p><p> 夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。圖2-4所示為工件安裝時(shí)的重力、切削力和夾緊力之間的相互關(guān)系。其中圖(a)最好,圖(d)最差。</p><p> 圖2-4 夾緊力與切削力、重力的關(guān)系</p><p> Fig.2-4 Clamps the strength and the cutting force、the
124、gravity relations</p><p> 圖(a) </p><p> 圖(b) </p><p> 圖(c) </p><p> 圖(d) </p><p> 圖(e) </p><p> 下面分析三
125、力互相垂直的情況下,切削力與夾緊力間的比例關(guān)系。圖2-5為在臥式銑床上銑一用臺(tái)鉗夾緊的工件。</p><p> 圖2-5 銑削時(shí)Fr、W、G間的關(guān)系</p><p> Fig.2-5 The relations of Fr、W、G When milling</p><p> 當(dāng)重量G很小而可以忽略不計(jì)時(shí),只考慮夾緊力W與切削力的平衡,按靜力平衡條件</p
126、><p> =W+W (2-3)</p><p><b> (2-4)</b></p><p> 式中 ——工件的定位基準(zhǔn)與夾具定位元件工作表面間的摩擦系數(shù),=0.15~0.25;</p><p> ——工件的夾壓表面與夾緊元件間的摩擦系數(shù),=0.15~0.25;&
127、lt;/p><p><b> 因此</b></p><p> (2-5) </p><p> 可見(jiàn)在依靠摩擦力克服切削力的情況下,所需要的夾緊力是很大的。</p><p> 在夾緊力工件時(shí)各種不同接觸面之間的摩擦系數(shù)可見(jiàn)表。</p><p> 表3-2
128、 各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù)</p><p> Tab.3-2 Between each kind of different faying surface friction coefficient </p><p> 為了減小夾緊力,可以在正對(duì)切削力F的作用方向,設(shè)置一支承元件(圖2-6中之T)。這種支承不用作定位,而是用來(lái)防止工件在加工中移動(dòng)。</p><p&
129、gt; 圖2-6 承受切削力支承</p><p> Tab.2-6 Bear cutting force supports</p><p> 如圖2-5所示,當(dāng)圓柱銑刀切入全深時(shí),作用于工件上的切削分力、的合力有使工件平移抬起的趨勢(shì)。為此可用圖2-6所示之壓塊,使夾緊力一力兩用。</p><p> 在鉆床上對(duì)工件鉆孔時(shí),為了減小夾緊力,應(yīng)力求使主要定位基準(zhǔn)面
130、處于水平位置,使夾緊力、重力和切削力同向,都垂直作用在主要定位基準(zhǔn)面上。見(jiàn)圖2-7(a)所示。</p><p> 反之,當(dāng)夾緊力與切削力及工件重力方向相反時(shí),所需的夾緊力很大,W=F+G。例如在殼體凸緣上鉆孔時(shí),由于殼體較高,工件只能倒裝。這種安裝方式在圖2-7(b)中的F和G均有使夾緊機(jī)構(gòu)脫開(kāi)的趨勢(shì),因此需要施加較大的夾緊力W。</p><p> 圖2-7 鉆削時(shí)W、F、G間的關(guān)系&
131、lt;/p><p> Fig.2-7 The relations of W, F, G when Drills truncates </p><p> 2) 夾緊力的作用點(diǎn)</p><p> 夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來(lái)的。選擇夾緊力作用點(diǎn)位置和數(shù)目時(shí),應(yīng)考慮工件定位可靠,防止夾緊變形,確保
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