水鉆磨拋機(jī)磨盤專用夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　水鉆磨拋機(jī)磨盤專用夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)，

3、數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了一些更新的要求。夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是:可靠的保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。專用夾具需要根據(jù)工件的具體加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期比較長(zhǎng)，工裝費(fèi)用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批

4、量較大的工件生產(chǎn)。</p><p>　　因某汽車設(shè)備制造有限公司的需求，通過(guò)對(duì)以前用過(guò)的報(bào)廢的水鉆夾具進(jìn)行拆裝，并對(duì)相關(guān)各零件的尺寸進(jìn)行了測(cè)量，以及對(duì)各部件材料的選用，同時(shí)了解了該機(jī)器的整體運(yùn)作情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)床夾具 加工精度 工藝性能 水鉆夾具 </p><p>　　Diamond grinding&polishing machi

5、ne special fixture design chute </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years, NC machine tools and machining center, the group technology, flexible manufacturing system (FMS) a

6、nd other new processing technology application of the machine tool's fixture, puts forward some updates requirements. Fixture in cutting processing, is used to determine the exact workpiece position, and its firmly c

7、lamping technology and equipment. Its main effect is: reliable guarantee workpiece machining accuracy and the improvement of the machining efficiency and relieve labor i</p><p>　　Manufacturing Co., Ltd. due

8、to a demand for automotive equipment, used by previous crystal fixture disassembly scrapped, and the parts related to the size was measured, and the selection of the component materials, while the overall understanding o

9、f the machine Operations.</p><p>　　Keywords: The machine tool's fixture，Machining precision, Process performance，</p><p>　　Diamond fixture</p><p><b>　　目錄</b></p&g

10、t;<p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的背景1</p><p>　　1.2課題的意義3</p><p>　　2 水鉆磨床概述..

11、..........................................................................................................4</p><p>　　2.1 水鉆磨床..................................................................................

12、..........................4</p><p>　　2.2 主要用途和適用范圍........................................................................................6</p><p>　　2.3 使用環(huán)境.....................................

13、.......................................................................6</p><p>　　3 技術(shù)參數(shù)....................................................................................................................7&l

14、t;/p><p>　　4 主要結(jié)構(gòu)及性能簡(jiǎn)介................................................................................................8</p><p>　　4.1 磨頭機(jī)構(gòu)............................................................

15、.................................................8</p><p>　　4.2 上料機(jī)構(gòu)............................................................................................................9</p><p>　　4.3 下料機(jī)

16、構(gòu)..........................................................................................................10</p><p>　　4.4 膠粉機(jī)構(gòu)................................................................................

17、..........................11</p><p>　　5 夾具設(shè)計(jì)..................................................................................................................12</p><p>　　5.1 機(jī)床夾具的功用.............

18、.................................................................................12 </p><p>　　5.2 夾具設(shè)計(jì).........................................................................................................

19、.12</p><p>　　5.3 相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算..............................................................................................14 </p><p>　　6 設(shè)計(jì)說(shuō)明.........................................................

20、.........................................................17 </p><p>　　結(jié)論..............................................................................................................................19</p&

21、gt;<p>　　參考文獻(xiàn)......................................................................................................................20</p><p>　　致謝.......................................................

22、.......................................................................21</p><p><b>　　附錄22</b></p><p>　　附錄圖1 卡針 22</p><p>　　附錄圖2 殼體 22</p><p>　　附錄圖3 后

23、蓋板 23</p><p>　　附錄圖4 護(hù)鐵端蓋1 23</p><p>　　附錄圖5 護(hù)鐵端蓋2 24</p><p>　　附錄圖6 調(diào)整墊板 24</p><p>　　附錄圖7 內(nèi)托 25</p><p>　　附錄圖8 蝸桿 ..................................

24、................................................................25 </p><p>　　附錄圖9 鋼針 ..................................................................................................26 </p><

25、p>　　附錄圖10 裝配圖 ..............................................................................................26 </p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的背景</b></p>

26、<p>　　高品質(zhì)玻璃水鉆又名水晶鉆石，其主要成分是水晶玻璃，是將人造水晶玻璃切割成鉆石刻面得到的一種飾品輔件，這種材質(zhì)因?yàn)檩^經(jīng)濟(jì)，同時(shí)視覺(jué)效果上又有鉆石般的奪目感覺(jué)，因此很受人們的歡迎。水鉆一般用于中檔的飾品設(shè)計(jì)中，由于目前全球人造水晶玻璃制造地位于萊茵河的南北兩岸，所以又叫萊茵石。按顏色分類，水鉆可分為白鉆、色鉆（如粉色、紅色、藍(lán)色等）、彩鉆（也中AB鉆）、彩AB鉆（如紅AB，藍(lán)AB等）。</p><

27、;p>　　水鉆，又稱水晶玻璃鉆石。水鉆在現(xiàn)代豪華裝飾中普遍的使用，全球需求量很大。目前，水鉆生產(chǎn)在我國(guó)已形成頗具規(guī)模的一種行業(yè)，我國(guó)生產(chǎn)的水鉆每年都大量的出口到世界各地，尤其是歐美國(guó)家錯(cuò)誤!未找到引用源。。</p><p>　　從中國(guó)飾品行業(yè)發(fā)展的歷程來(lái)看，目前飾品行業(yè)處于一個(gè)穩(wěn)定、快速發(fā)展的階段，未來(lái)3～5年內(nèi)，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)以及人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，人們觀念的不斷進(jìn)化，同時(shí)隨著中國(guó)與國(guó)

28、際社會(huì)的全面接軌，崇高時(shí)尚、追求流行已成為生活主旋律，中國(guó)飾品行業(yè)蘊(yùn)藏著無(wú)限商機(jī)。 近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了一些更新的要求。夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是:可靠的保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。專用夾具需要根據(jù)工件的具體

29、加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期比較長(zhǎng)，工裝費(fèi)用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批量較大的工件生產(chǎn)。</p><p>　　夾具是在切削加工中，用于準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備錯(cuò)誤!未找到引用源。。</p><p><b>　　1．機(jī)床夾具的現(xiàn)狀</b></p><p>　　國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、

30、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10～20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)

31、機(jī)床夾具提出了如下新的要求：</p><p>　　1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；</p><p>　　2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；</p><p>　　3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；</p><p>　　4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；</p><p&g

32、t;　　5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；</p><p>　　6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。</p><p>　　2．現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向</p><p>　　現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。</p><p>　　（1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化

33、是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。</p><p>　?。?）精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削

34、的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。</p><p>　?。?）高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高

35、。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。</p><p>　?。?）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用

36、可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。</p><p>　　夾具設(shè)計(jì)三類信息，即零件的幾何形狀、工藝信息和裝夾特征信息錯(cuò)誤!未找到引用源。。薄壁件加工精度要求很高。此類工件熱前加工容易夾緊變形，熱處理變形又是較難控制的問(wèn)題，給熱后加工帶來(lái)了很大的難題錯(cuò)誤!未找

37、到引用源。。因此，我們須采用專門夾具。電飯煲是大眾的必需日用品，目前市場(chǎng)上的電飯煲內(nèi)膽主要采用鋁合金材料。鋁合金材料具有質(zhì)量輕、熱傳導(dǎo)性好等優(yōu)點(diǎn)，采用各種涂附技術(shù)后還能不粘鍋。但由于機(jī)械作用易使涂附的化學(xué)材料或鋁元素進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成危害。如將陶瓷內(nèi)膽應(yīng)用于電飯煲中取代普通的鋁膽，可克服鋁膽易粘底、不易涮洗、鋁元素對(duì)人體有害等一系列缺點(diǎn)。但陶瓷制品須經(jīng)成形燒結(jié)過(guò)程，變形非常大，產(chǎn)品的尺寸、形狀精度很低，為此，陶瓷內(nèi)膽必須進(jìn)行深加工

38、后才能更好地被利用錯(cuò)誤!未找到引用源。。因此，我們也須采用專門夾具。專用夾具需要根據(jù)工件的具體加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期比較長(zhǎng)，工裝費(fèi)用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批量較大的工件生產(chǎn)。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　了解水鉆的用途和加工工藝，熟悉水鉆磨拋機(jī)的工作機(jī)理，改進(jìn)設(shè)計(jì)水鉆磨拋機(jī)磨盤夾具結(jié)構(gòu)

39、，以提高水鉆磨拋機(jī)的質(zhì)量及自動(dòng)化水平。</p><p><b>　　2水鉆磨床概述</b></p><p><b>　　2.1水鉆磨床</b></p><p>　　水鉆磨床外觀圖表（圖2-1、圖2-2、圖2-3、表2-1） 圖2-1</p>

40、;<p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　表2-1 水鉆磨床外觀詳細(xì)表</p><p>　　2.2 主要用途和適用范圍</p><p>　　機(jī)床主要是以高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磨拋盤磨削水鉆坯珠，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制每次磨 拋后坯珠轉(zhuǎn)過(guò)的角

41、度，把圓形坯珠磨成多面體顆粒。</p><p>　　本機(jī)床適用目前市場(chǎng)上大部分水鉆產(chǎn)品的磨拋加工。</p><p><b>　　2.3 使用環(huán)境</b></p><p>　　機(jī)床供電電壓為三相交流：380V 頻率為：50Hz</p><p>　　機(jī)床供氣氣壓：0.5-0.6 MPa 進(jìn)氣管需Ф1

42、2 </p><p><b>　　3技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　3.1 機(jī)床的主要性能</p><p>　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，邊上插銷機(jī)構(gòu)限位，實(shí)現(xiàn)5等分限位；磨頭由多個(gè)氣缸和步進(jìn)電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)連貫動(dòng)作；上料機(jī)構(gòu)和膠粉機(jī)構(gòu)由氣缸實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下料機(jī)構(gòu)由氣缸加電機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。</p><p>　　3.2 機(jī)床的主要參數(shù)&

43、lt;/p><p>　　機(jī)體尺寸（長(zhǎng)x寬x高） 2400x2400x2000 mm</p><p>　　機(jī)體重量 3噸左右</p><p>　　磨拋工位數(shù) 2磨1拋(1磨2拋)</p>

44、<p>　　磨頭工位數(shù) 5</p><p>　　磨頭4狀態(tài) 0°（垂直狀態(tài)上下料）、48°（磨拋<可調(diào)>）</p><p>　　55°（抬頭<可調(diào)>）、90°（水平看光）</p><p>

45、;　　磨頭最大工作行程 105 mm </p><p>　　主軸斜輪齒數(shù)比 160:19 </p><p>　　磨拋涂層尺寸 D=500 mm d=120 mm</p><p&

46、gt;<b>　　主運(yùn)動(dòng)電機(jī)</b></p><p>　　磨頭步進(jìn)電機(jī) 功率 350W</p><p>　　伺服電機(jī) 功率 1.2KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速

47、 3000r/min</p><p>　　磨盤電機(jī) 功率 1.1KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 940r/min </p><p>　　磨盤電機(jī) 功率

48、 1.5KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 940r/min </p><p>　　拋盤電機(jī) 功率 2.2KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 變頻調(diào)速 -- r/min</p>&

49、lt;p>　　下料電機(jī) 功率 25W</p><p>　　轉(zhuǎn)速 1350r/min</p><p>　　高頻加熱功率 20KW</p><p>　　

50、機(jī)床瞬間總功率 30KW</p><p>　　注：伺服電機(jī)、下料電機(jī)、高頻高熱裝置屬間歇性用電，故機(jī)床實(shí)際用電量遠(yuǎn)小于30kw/h，約為10kw/h</p><p>　　磨拋機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)一圈 磨拋盤上升/下降1.5mm</p><p>　　4主要結(jié)構(gòu)及性能簡(jiǎn)介&l

51、t;/p><p><b>　　4.1 磨頭機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　磨頭機(jī)構(gòu)（圖4-1）是由多個(gè)氣缸加電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的機(jī)構(gòu)， 氣缸（8）頭部抬升的角度：0°（垂直狀態(tài)上下料）、48°（磨拋狀態(tài)<可調(diào)>）， 55°（抬頭狀態(tài)<可調(diào)>）、90°（對(duì)接狀態(tài)），氣缸（10）和側(cè)邊（1）限

52、位機(jī)構(gòu)來(lái)控制90°對(duì)接狀態(tài)頭部伸出的長(zhǎng)度和上膠粉時(shí)的伸出長(zhǎng)度，氣缸（10）主要控制磨拋時(shí)的水平運(yùn)動(dòng)，氣缸（11）（12）控制橫向插銷，分別限位48°和 55°，夾緊塊（7）結(jié)合氣缸（8），組成多鉸鏈機(jī)構(gòu)，達(dá)到控制頭部多角度的目的，氣缸（10）推動(dòng)基座（9）實(shí)現(xiàn)頭部伸出的動(dòng)作，電機(jī)通過(guò)鏈輪、齒輪傳動(dòng)（6）控制夾具（3）針的定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，限位塊（1）和定位塊（2）是限制磨頭運(yùn)行行程，限位塊裝有特制的外

53、六角螺釘（易損件），T型防水罩（5）主要是防止水掉落到夾具針上，起到防水的作用。</p><p>　　磨頭機(jī)構(gòu)上步進(jìn)電機(jī)（4）通過(guò)鏈輪與齒輪傳動(dòng)，速度比為1：2，即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，大齒輪轉(zhuǎn)半圈。要使水鉆的面數(shù)多元化，可從步進(jìn)電機(jī)入手。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p><b>　　4.2上料機(jī)構(gòu)</b

54、></p><p>　　上料機(jī)構(gòu)（圖4-2）由雙氣缸頂升結(jié)構(gòu)組成，氣缸（2）和導(dǎo)軌（7）控制上料框（4）、高頻加熱管（3）和吹起管（5）上升和下降，氣缸（1）和軌（6）控制坯珠的上升對(duì)接，低壓PE板（8）防止水進(jìn)入料框（4）中從而提高上珠率，加料口罩（9）防止進(jìn)水到料框，方便加料。</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p&

55、gt;<b>　　4.3下料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　下料機(jī)構(gòu)（圖4-3）由氣缸頂升及電機(jī)驅(qū)動(dòng)毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到下料目的。氣缸（1）和導(dǎo)軌（2）控制下料框（4）上升和下降，電機(jī)（3）驅(qū)動(dòng)毛刷（6）轉(zhuǎn)動(dòng)，把加工好的珠子刷進(jìn)料框，（7）為高頻加熱管，加熱夾具針使針尖上的膠粉融化，即可把珠子刷下，氣缸（5）控制料框水平運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　圖4-3

56、</b></p><p><b>　　4.4 膠粉機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　膠粉機(jī)構(gòu)（圖4-5）是由氣缸、電機(jī)和膠粉盤等共同完成膠粉工作。首先由氣缸（1）和導(dǎo)軌（2）控制整個(gè)機(jī)構(gòu)上升或下降，接著步進(jìn)電機(jī)（6）通過(guò)同步帶結(jié)構(gòu)帶動(dòng)刮粉片（5）旋轉(zhuǎn)刮膠粉盤（4）內(nèi)膠粉，使膠粉平整，且刮粉片（5）內(nèi)部囤有膠粉，加滿一次膠粉可用較長(zhǎng)一段時(shí)間，氣缸（3）控制基

57、座（7）上面部分進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，防水罩（8）（9）防止水掉落到膠粉盤里，對(duì)膠粉起到防水作用，從而提高粘膠效果。</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p><b>　　5夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1機(jī)床夾具的功用</p><p>　　1.穩(wěn)定保證工件的加工精度<

58、/p><p>　　用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，是一批工件的加工精度趨于一致。</p><p>　　2.減少輔助工時(shí)，提高生產(chǎn)率</p><p>　　使用夾具裝夾工件無(wú)需劃線找證，可顯著地減少輔助工時(shí)，方便快捷；可提高工件剛性，使用較大的切削用量；可實(shí)現(xiàn)多件、多工位同時(shí)裝夾，可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。<

59、;/p><p>　　3.擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能</p><p>　　根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)，附以不通類型的夾具，可擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。</p><p><b>　　5.2 夾具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　專用夾具設(shè)計(jì)步驟：<

60、;/b></p><p>　?。?）確明設(shè)計(jì)任務(wù)，收集設(shè)計(jì)資料：</p><p>　　1)分析產(chǎn)品零件圖及裝配圖，分析零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和技術(shù)要求。</p><p>　　2)分析零件的加工工藝規(guī)程，特別是本工序半成品的形狀、尺寸、加工余量、切削用量和所使用的工藝基準(zhǔn)。</p><p>　　3)分析工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，對(duì)任務(wù)

61、書(shū)所提出的要求進(jìn)行可行性研究，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)與工藝人員進(jìn)行磋商。</p><p>　　4)了解所使用水鉆磨床的規(guī)格、性能、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸。</p><p>　　5)了解所使用刀具、量具的規(guī)格。</p><p>　　6)了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)以及生產(chǎn)組織等有關(guān)問(wèn)題。</p><p>　　7)收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料，其中包括國(guó)家標(biāo)

62、準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等資料以及典型夾具資料。</p><p>　　8)熟悉本廠工具車間的制造工藝。</p><p>　?。?）確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖：</p><p>　　1）確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置；</p><p>　　2）確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置；</p><p>　　3）確定工件的對(duì)刀

63、、導(dǎo)向方案，設(shè)計(jì)定位、導(dǎo)向裝置； </p><p>　　4）確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面；</p><p>　　5）確定夾具的其它裝置、元件、結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)之；</p><p>　　6）確定夾具體結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)之；</p><p>　　7）繪制夾具草圖，標(biāo)注尺寸、公差、技術(shù)要求。</p><p>　?。?/p>

64、3）定位精度、加工精度的分析，夾緊力的計(jì)算，經(jīng)濟(jì)成本的分析，不同夾緊方案的分析；</p><p>　?。?）審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）繪制夾具零件圖；</p><p>　?。?）繪制夾具裝配總圖。</p><p><b>　　2.定位誤差分析</b></p><p>　?。?

65、）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個(gè)平面、以短圓柱銷一個(gè)銷邊銷，短圓柱銷和銷邊銷的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定與本零件φ22孔的尺寸與公差相同:即φ22+00.021</p><p>　　所謂定位誤差，是指由于定位造成的加工面相對(duì)于工序基準(zhǔn)的位置誤差，因?yàn)閷?duì)于一批工件而言，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動(dòng)的，即被加工表面的位置相對(duì)于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在 加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。</p&

66、gt;<p>　　（2）造成定位誤差的原因：</p><p>　　由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一定引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)對(duì)定位基準(zhǔn)在加工方向上的最大變動(dòng)量，用ΔB表示。</p><p>　　由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)定位誤差，即定位誤差的相對(duì)位置在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。</p><p>　　3.夾緊

67、裝置的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　夾緊裝置是夾具的重要組成部分，合理設(shè)計(jì)夾緊裝置有利于保證工件的加工質(zhì)量。提高生產(chǎn)率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，因此對(duì)夾緊裝置提出以下要求：</p><p>　　（1）工件在夾緊過(guò)程中，不能破壞工件在定位時(shí)所獲得的正確位置</p><p>　?。?）夾緊力的方向應(yīng)可靠、適當(dāng)。也就是即要保證工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)或震動(dòng)，同時(shí)又必須使工件

68、不產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷</p><p>　?。?）夾緊動(dòng)作要準(zhǔn)確迅速，以便提高生產(chǎn)效率</p><p>　?。?）操作簡(jiǎn)便，省力，安全，以改善工人的勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造</p><p><b>　　4.夾緊力的方向</b></p><p>　　

69、（1）夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件的準(zhǔn)確性和可靠性，一般要求夾緊力的方向應(yīng)指向主要定位基面，把工件壓向定位元件的主要定位表面上。</p><p>　?。?）夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能變小，使工件的夾緊部分屬于套筒零件，顯然軸向夾緊要比要比徑向夾緊使工件變形要小。</p><p>　　（3）夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力可能小，在保證夾緊可靠的前提下，減小夾緊力可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效

70、率，同時(shí)可以使機(jī)構(gòu)輕便，緊湊以及減少工件變形，，為此，應(yīng)使加緊力Q的方向最好與切削力下，工件重力G的方向，這時(shí)所需夾緊力為最小。</p><p><b>　　5.夾緊力的作用點(diǎn)</b></p><p>　?。?）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近支撐元件的幾何中心，或幾個(gè)支撐元件所形成的支撐面內(nèi)</p><p>　?。?）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛度較好的部位

71、上</p><p>　　（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，這樣可以減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩，必要時(shí)應(yīng)在工件剛性差的部位增加輔助支撐并施加附加夾緊力。</p><p>　　5.3 相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　軸承設(shè)計(jì)與校核</b></p><p>　　假設(shè)其工作條件：使用年限10年，每天工作

72、8小時(shí)，每年300個(gè)工作日，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。</p><p>　　根據(jù)已知條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：</p><p>　　(1)初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P</p><p>　　因該軸承在此工作條件下只受到徑向力用，所以 </p><p><b>　　查文獻(xiàn)16 </b></p><p><b

73、>　　(2)選擇軸承型號(hào)</b></p><p>　　查文獻(xiàn)17 選擇51101軸承 =10.2kN </p><p>　　， （5-1）</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　所以預(yù)期壽命

74、足夠，此軸承合格。</p><p>　　2.蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　（1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型</p><p>　　根據(jù)GB/T 10085-1988的推薦采用漸開(kāi)線蝸桿（ZI)。</p><p><b>　　選擇材料</b></p><p>　　考慮到是中等速度中等載荷工作的蝸桿，蝸

75、桿采用40Cr號(hào)鋼，要求經(jīng)氮化處理，硬度為45～55HRC。</p><p>　　（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，傳動(dòng)中心距</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　確定載荷系

76、數(shù)</b></p><p>　　由表得=1.15，取=1，=1.1，則載荷系數(shù)</p><p>　　==1.15 1 1.1=1.265</p><p><b>　　確定彈性影響系數(shù)</b></p><p><b>　　取=160</b></p><p><

77、;b>　　確定接觸系數(shù)</b></p><p>　　假設(shè)=0.35，則=2.9</p><p><b>　　確定許用接觸應(yīng)力</b></p><p>　　根據(jù)鋼針材料，由表得渦輪的基本許用接觸應(yīng)力=268MPa。蝸桿 傳動(dòng)的工作壽命=53008=12000h，鋼針的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為</p><p>　　=

78、60=60148012000/20=1.728</p><p><b>　　壽命系數(shù)為</b></p><p><b>　　===0.9339</b></p><p>　　鋼針齒面的許用接觸應(yīng)力為</p><p>　　==0.9339268 MPa=250MPa</p><p&g

79、t;　　(4) 蝸桿與渦輪的主要參數(shù)和幾何尺寸</p><p>　　蝸桿 蝸桿頭數(shù)=2，直徑系數(shù)=18，分度圓導(dǎo)程角 =， 則</p><p><b>　　軸向齒距 </b></p><p>　　==0.6=1.885mm</p>

80、<p><b>　　齒頂圓直徑 </b></p><p>　　=+2=10.8mm + 210.6mm=12mm</p><p><b>　　齒根圓直徑 </b></p><p>　　=-2=10.8mm-20.6mm=9.36mm</p><p><b>　　蝸桿軸向齒厚

81、</b></p><p>　　=0.5=0.942mm</p><p>　　渦輪 渦輪齒數(shù)=41，變位系數(shù)= -0.5。</p><p><b>　　渦輪分度圓直徑</b></p><p>　　==0.641mm=24.6mm</p><p><b>　　渦輪喉圓直徑&

82、lt;/b></p><p>　　=+2=24.6mm + 20.6mm=25.2mm</p><p><b>　　渦輪齒根圓直徑</b></p><p>　　=-2=24.6mm-20.6=22.56mm</p><p>　　（5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　確定載荷系數(shù)當(dāng)量

83、齒數(shù)</p><p><b>　　= ==43.48</b></p><p><b>　　確定齒形系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)=-0.5和=43.48，由圖得齒形系數(shù)=2.87。</p><p><b>　　確定螺旋角影響系數(shù)</b></p><p

84、>　　=1-=1-=0.9192</p><p>　　確定許用彎曲應(yīng)力 </p><p>　　由表得，渦輪的基本許用彎曲應(yīng)力為=56MPa。</p><p><b>　　壽命系數(shù) </b></p><p><b>　　==0.7286</b></p><p>　　許

85、用彎曲應(yīng)力 = =560.7286MPa=40.802MPa</p><p>　　校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　根據(jù)渦輪的許用彎曲應(yīng)力公式</p><p>　　= （5-3）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得，=40.3MPa=40.802MPa，滿足彎曲強(qiáng)度條件。</p><p><

86、b>　　6 設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p>　　6.1 水鉆夾具指標(biāo)參數(shù)</p><p>　　殼體：超硬合金鋁，其硬度為布氏硬度130度 </p><p>　　蝸桿：40Gr(鉻)、經(jīng)氮化處理 </p><p><b>　　夾具針：中碳針 </b></p><p>　　兩頭護(hù)鐵

87、：Gr12(鉻)、經(jīng)淬火處理，硬度58～62度 </p><p><b>　　后蓋板：彈簧鋼 </b></p><p>　　夾具內(nèi)托(即絲桿托條）：進(jìn)口高級(jí)工程塑料，具有高耐磨、高韌性等特點(diǎn)， 且重量只為傳統(tǒng)夾具所用鋼托的1/10. 強(qiáng)度高、抗變形能力強(qiáng)、耐磨性好、外觀精美、使用壽命長(zhǎng)。 </p><p>

88、　　6.2 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇</p><p>　　蝸桿頭數(shù)可根據(jù)要求的傳動(dòng)比和效率來(lái)選定。單頭蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比可以較大，但效率較低，如要提高效率，應(yīng)增加蝸桿的頭數(shù)。但蝸桿頭數(shù)過(guò)多，又會(huì)給加工帶來(lái)困難。所以，通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。結(jié)合此設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，最后蝸桿頭數(shù)取為=2。</p><p>　　渦輪齒數(shù)主要是根據(jù)傳動(dòng)比來(lái)確定。為了避免用渦輪滾刀切制渦輪時(shí)產(chǎn)生跟根切與干涉，理

89、論上應(yīng)使17。但當(dāng)26時(shí)，嚙合區(qū)要顯著減小，將影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，而在30時(shí)，則可始終保持有兩對(duì)以上的齒嚙合，所以通常規(guī)定大于28。對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)，一般不大于80。這是由于當(dāng)渦輪直徑不變時(shí)，越大，模數(shù)就越小，將使輪齒的彎曲強(qiáng)度削弱；當(dāng)模數(shù)不變時(shí)，渦輪尺寸將要增大，使相嚙合的蝸桿支撐間距加長(zhǎng)，這將降低蝸桿的彎曲剛度，容易產(chǎn)生撓曲而影響正常的嚙合。</p><p>　　表6-1 蝸桿頭數(shù)與渦輪齒數(shù)的薦用值</p

90、><p>　　40Cr屬于可氮化鋼，其所含元素有利于氮化。40Cr經(jīng)氮化處理后可獲得較高的表面硬度，40Cr調(diào)質(zhì)后氮化處理硬度最高能達(dá)到HRA72～78，即HRC43～55。 </p><p>　　氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調(diào)質(zhì)－精加工－除應(yīng)力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由于氮化層薄，并且較脆，因此要求有較高強(qiáng)度的心部組織，所以要先進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機(jī)械性能

91、和氮化層質(zhì)量。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求相應(yīng)提高。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需要和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性，采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率

92、高，元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)使用才有推廣的價(jià)值。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，而專門設(shè)計(jì)的一種專用夾具。該夾具具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，且具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><

93、p>　　綜上所述，我們了解了水鉆的用途和加工工藝，熟悉了水鉆磨拋機(jī)的工作機(jī)理，同時(shí)也改進(jìn)設(shè)計(jì)了水鉆磨拋機(jī)磨盤夾具結(jié)構(gòu)，并提高了水鉆磨拋機(jī)的質(zhì)量及自動(dòng)化水平。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］曾妙城.水鉆打磨夾具分度蝸桿加工的工藝分析［J］．清遠(yuǎn)市高級(jí)技工學(xué)校學(xué)報(bào)，2009年9月第9期,35.</p><

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100、t;p>　　附錄 附圖1卡針 附圖2殼體</p><p><b>　　附圖3 后蓋板</b></p><p><b>　　附圖4 護(hù)鐵端蓋1</b></p><p><b>　　附圖5 護(hù)鐵端蓋2</b></p><p><b>　　附圖6 調(diào)整墊板