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1、孔機(jī)床夾具設(shè)計(jì)管理
本次設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)出能夠加工泵體蓋加工6-φ2孔的鉆孔專機(jī)。在孔加工時(shí),一般都采用多級(jí)變速的,適用于多種孔加工的鉆床或鏜床。若用于生產(chǎn)品種單一的、批量生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí)有些浪費(fèi)。泵體蓋孔鉆削專機(jī)及夾具設(shè)計(jì)是為分工序、批量生產(chǎn)該泵時(shí)設(shè)計(jì)的專機(jī)及專用夾具??偨Y(jié)本文所做的工作,有以下幾點(diǎn)結(jié)論:
1)本次設(shè)計(jì)中,機(jī)床采用一級(jí)變速,使主軸直接達(dá)到鉆削速度。
2)選用深孔加工刀具加工,提高加工質(zhì)量。
3)使用傳送帶輸送工件,使加工時(shí)減少搬運(yùn)工件的時(shí)間,并降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
4)夾具采用一面兩孔定位,螺旋及鉸鏈綜合夾緊機(jī)構(gòu)手動(dòng)夾緊。由于鉆削力較小,不需要太大的夾緊力就能實(shí)現(xiàn)夾緊,
2、因此采用手動(dòng)夾緊也不會(huì)加大工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
綜上所述,本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)周期短,相對(duì)于一般鉆床價(jià)格低,從而大大減少了在機(jī)床方面投入的資金。由于采用輸送帶傳送工件,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省了加工時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。由此,齒輪泵生產(chǎn)的成本也降低了。
生產(chǎn)加工便捷化是一個(gè)需要不斷的探索和改進(jìn)課題,因此還有許多方面可以改進(jìn)。
前言
隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,機(jī)床的種類越來越繁多,機(jī)床的功能越來越多,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)
3、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-φ2孔的鉆削進(jìn)行加工。通過本次設(shè)計(jì),可以生產(chǎn)出一種鉆床滿足泵體蓋6-φ2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-φ2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。
機(jī)床、基礎(chǔ)理論研究、檢測(cè)等方面都有了較大的進(jìn)展。目前,孔加工技術(shù)已較為成熟。
同時(shí)
4、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)越來越多,質(zhì)量要求越來越高,更新?lián)Q代周期也越來越短。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。
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】。
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
5、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
在批量生產(chǎn)泵體蓋時(shí),多采用流水線式操作,即按工序分配給不同生產(chǎn)車間來生產(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-φ2孔這一工序而設(shè)計(jì)的專用
6、機(jī)床及夾具。由于泵體蓋6-φ2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)。
本次設(shè)計(jì)主要包括兩大部分。
第一部分為泵體蓋6-φ2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。
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-φ2孔加工的需要來確定。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估算出鉆削力、鉆削扭矩和鉆削功率來,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)速和切削速度來確定傳動(dòng)比,并用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床只為加工6-φ2孔而設(shè)計(jì),因此不
7、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)性來選擇合適的多孔加工刀具。
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。
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。
8、在此基礎(chǔ)上,綜合考慮零件的定位方式和加工方式,來設(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度。這樣就完成了夾具的設(shè)計(jì)。
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。
1泵體蓋6-φ2孔加工專機(jī)的設(shè)計(jì)
1.1鉆床的總體設(shè)計(jì)
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、沒有對(duì)稱回轉(zhuǎn)軸線工
9、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】。
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。
在本次設(shè)計(jì)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)省開支,并且易于
10、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,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。
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。
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。從而確定進(jìn)給量來計(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)
11、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)。
1.2鉆床刀具的選擇
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。麻花鉆具有投資少、見效快、無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。
在本次設(shè)計(jì)中,則采用直柄麻花鉆來完成切削任務(wù)。其主要的尺寸參數(shù)可在表1-1中查詢。
表1-1麻花鉆主要的尺寸參數(shù)
Tab.1-1Twistdrillmainsizeparameter
d=125
=160
=200
=250
=315
h8=80
=100
=150
12、=200
=250
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
注:——表示有規(guī)格;——麻花鉆全長(zhǎng);——麻花鉆工作部分長(zhǎng)度;
d——麻花鉆的直徑。
此次多孔加工的孔6-φ2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,參見表1-2。
表1-2麻花鉆的性能級(jí)別【4】
Tab.1-2Twistdrillperformancerank
項(xiàng)目普通型能級(jí)麻花鉆高性能級(jí)麻花鉆
材料工作部分用W6Mo5Gr4V2或同等性能的其他牌號(hào)普通高速鋼(代號(hào)HHS)制造工作部分用W2Mo9Gr4VCo8或同等性能的其他牌號(hào)高性能高速鋼(代號(hào)HHS-E)
13、制造
硬度工作部分硬度780~900HV工作部分硬度820~950HV
制造
工藝一般為軋制或銑制一般為全磨制
應(yīng)用
設(shè)備一般用于普通機(jī)床一般用于數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線
其他高性能級(jí)的麻花鉆比普通性能級(jí)麻花鉆在表面粗糙度、切血人對(duì)工作部分軸向斜跳動(dòng)、鉆芯對(duì)稱直徑、溝槽分度誤差、直柄直徑公差、錐柄圓錐公差、鉆芯對(duì)工作部分軸線的對(duì)稱度、兩刃帶寬度差等方面都要求更高
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。
目錄
前言4
1泵體蓋6-φ2孔加工專機(jī)的設(shè)計(jì)6
1.1鉆床的總體設(shè)計(jì)6
1.2鉆床刀具的選擇6
1.3鉆床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7
1.4本章小結(jié)19
2專用夾具設(shè)計(jì)20
2.1工件的加工工藝性分析20
2.2定位元件的選擇與設(shè)計(jì)20
2.3泵體蓋在夾具中的夾緊25
2.4導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)31
2.5夾具體的設(shè)計(jì)37
2.6夾具在機(jī)床上的定位38
2.7本章小結(jié)40
3技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析41
4結(jié)論41
致謝43
文獻(xiàn)參考44
附錄1中文(譯文)45
附錄2英文(原文)49