機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】（48頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 1 1 緒緒論論 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義本課題的研究內(nèi)容和意義 人們在生活中的每個(gè)方面都離不開機(jī)械設(shè)備。專業(yè)為機(jī)械方面的人，畢業(yè)后想要從 事機(jī)械設(shè)計(jì)及制造工作都需要具備機(jī)械方面的基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)技能。畢業(yè)設(shè)計(jì)是概括性， 綜合性的實(shí)踐課程，是工科各專業(yè)學(xué)生的必經(jīng)之路，是所有學(xué)生離開學(xué)校之前最重要的 任務(wù)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是從事專業(yè)機(jī)床設(shè)計(jì)。包括總體設(shè)計(jì)，進(jìn)給系統(tǒng)，床身部件，液壓系統(tǒng)， 主軸箱和機(jī)床夾具部分。 課程來源于無錫市惠發(fā)特精密機(jī)械有限公司。本課題系機(jī)動車減震器缸筒加工的專 用機(jī)床設(shè)計(jì)，對于

2、摩托車及其這一些激動車的減震器缸筒加工均有一定的參考價(jià)值，在 減震器行業(yè)技術(shù)更新中起相當(dāng)?shù)淖饔谩?1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外的發(fā)展概況 回首過去幾十年來，機(jī)床行業(yè)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)較快發(fā)展，得益于該行業(yè)在新形勢 下，把握“抓創(chuàng)新，調(diào)結(jié)構(gòu)，促改革”的工作主線，使雖然在此期間顯著改善產(chǎn)業(yè)格局， 廣大員工在機(jī)床行業(yè)和公司的大力支持下，各個(gè)方面的共同努力，已取得長足的進(jìn)步， 2009年，中國的機(jī)床產(chǎn)量位居第一，在世界，在國內(nèi)市場占有率國內(nèi)機(jī)床工具的80以 上，但應(yīng)該可以看到機(jī)床行業(yè)，我們只能將其視為一個(gè)“發(fā)展中的國家”在中國的機(jī)床 工具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，價(jià)格實(shí)惠的產(chǎn)品仍然占了很大的比例;國家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域的一

3、些必要的高 端產(chǎn)品仍然需要依賴進(jìn)口，我們的機(jī)床出口，仍然依靠大量的低價(jià)值，低成本的仿制產(chǎn) 品，以支持，但總是有進(jìn)口進(jìn)出口逆差。盡管多年的努力，中國的機(jī)床工具企業(yè)，有已 經(jīng)被一些國際影響力的群體，一些世界先進(jìn)水平和機(jī)床出口的國際競爭力已經(jīng)開始，但 整個(gè)行業(yè)的整體，自主創(chuàng)新能力，基礎(chǔ)制造，低水平的同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，低水平重復(fù)建 設(shè)，難以解決的問題仍然存在自主創(chuàng)新產(chǎn)品推廣應(yīng)用，產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)水平還有待提 高，所以貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，大力調(diào)整的工業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)， 并力求在未來的一個(gè)重大突破，這將是中國機(jī)床工具行業(yè)的共同努力我們的方向和目標(biāo)， 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 組合機(jī)床的

4、發(fā)展有28年的歷史，它的研究和生產(chǎn)是相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，應(yīng)用程序也已經(jīng)滲透 到許多行業(yè)。機(jī)械制造行業(yè)目前的產(chǎn)品更新，技術(shù)創(chuàng)新，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展的必 備設(shè)備。如何加快，高效率，高品質(zhì)的加工是一個(gè)指導(dǎo)性意義的課題。外國如英國研究 公司哈曼機(jī)械研究項(xiàng)目中的類，具有無可爭議的領(lǐng)導(dǎo)者，在其技術(shù)已經(jīng)非常完善。在我 們的研究在這個(gè)項(xiàng)目上，他們?nèi)匀挥休^大的距離。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求本課題應(yīng)達(dá)到的要求 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求機(jī)床功能得到進(jìn)一步的完善，能夠提高零件的加工精度和加 工效率，能夠降低加工成本。該零件屬摩托車減震器用，其材料為鑄鋁，要求單班制生 產(chǎn)，年產(chǎn)量 5 萬件。機(jī)床結(jié)構(gòu)表達(dá)清晰合理，說明書工

5、整并有理論依據(jù)。進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)采 用一般簡易數(shù)控專用機(jī)床的滾珠絲桿付及滾動導(dǎo)軌的傳動方案，并選用步進(jìn)電機(jī)。繪制 進(jìn)給系統(tǒng)總圖一份。繪制夾具總圖一份，所設(shè)計(jì)之夾具必須根據(jù)工件尺寸大小有一定的 調(diào)節(jié)范圍。編寫說明書，要求包括必要的計(jì)算并且文字簡潔通順，表達(dá)清晰，字?jǐn)?shù)一萬 字左右。專業(yè)英文資料翻譯一萬字左右。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)從十一月十二日開始至五月二十 五日結(jié)束。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 3 2 對總體設(shè)計(jì)的理解對總體設(shè)計(jì)的理解 2.1 機(jī)床的主要用途機(jī)床的主要用途 雙工位擴(kuò)絞專用機(jī)床是用于減震器生產(chǎn)線上鋁筒加工的專用設(shè)備。雙工位鉆床的使用 可以穩(wěn)定高效地保證鋁筒加工的精度，得到

6、優(yōu)良的加工質(zhì)量，并可大幅度的降低加工成 本，企業(yè)增效顯著。 雙工位擴(kuò)絞專用機(jī)床是一種簡易的數(shù)控專用機(jī)床，受制造成本的制約，為了節(jié)約成 本結(jié)構(gòu)要求簡單，制造維修方便。 2.2 機(jī)床的主要部件機(jī)床的主要部件 本機(jī)床主要由床身、主軸箱、夾具、進(jìn)給系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等部件組成。 2.3 總體設(shè)計(jì)工藝方案的制定總體設(shè)計(jì)工藝方案的制定 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法的工藝文件。 生產(chǎn)規(guī)模的大小，工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加 工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要而又嚴(yán)肅的工作。為能具 體確切地說明工藝過程，一般將機(jī)械加工工藝過程分為

7、工序、安裝、工位、工步和走刀。 這是設(shè)計(jì)專用機(jī)床最重要的一步。工藝方案制定得正確與否，將決定機(jī)床能否達(dá)到 “體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。我們想讓工藝方 案采用的正確，必定先認(rèn)真的分析加工零件的圖紙，走進(jìn)廠房詳細(xì)的知道產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)突 出點(diǎn)，加工地方，精度要求技術(shù)要求，粗糙度，定位夾緊方式采用的工藝和生產(chǎn)過程所 采用的刀類，輔具，切屑用量情況及產(chǎn)生率要求高，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)設(shè)計(jì)，制造， 使用單位和操作者的豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以求理論緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，從而確定零件在組 合機(jī)床上完成的工藝（工序）內(nèi)容及方法，決定刀具種類，結(jié)構(gòu)型式，數(shù)量及切屑用量 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文

8、4 等。 根據(jù)選定的工藝方案確定機(jī)床的配置型式，并定出影響機(jī)床總體布局和技術(shù)性能的 主要部件的結(jié)構(gòu)方案。既要考慮能實(shí)現(xiàn)工藝方案，以確保零件的加工精度，技術(shù)要求及 生產(chǎn)率；又要考慮機(jī)床的操作方便可靠，易于維修，且冷卻，排屑情況良好。 以上兩個(gè)步驟是十分重要的。對于同一個(gè)零件的加工，可能會有各種不同的工藝方 案和機(jī)床配置方案，在最后決定采取哪種方案時(shí)，決不能草率，要全面地看問題，綜合 分析各方面的情況，進(jìn)行多種方案對比，從中選擇最佳方案2。 2.3.1 工序工序 被加工零件為一棒鋁合金MgZAlSi9 牌號: 代號 鑄造方法: 金屬型 MgZAlSi9 1104Z 熱處理: 淬火+人工時(shí)效 力學(xué)性

9、能: 抗拉強(qiáng)度 伸長率: 2145:/MPab(%)5 布氏硬度 : )30/250/5(HBS50 鑄造鋁合金應(yīng)具有良好的鑄造性能，其成分應(yīng)接近共晶點(diǎn)。此外，為了提高其力學(xué)性能， 常常采用變質(zhì)處理和固溶熱處理。 雙孔加工，左端 14.5，表面粗糙度 Ra=6.3 微米” 右端階梯孔 最大 37.5，最小 28，表面粗糙度 Ra=6.3 微米 其他技術(shù)要求見孔位圖，要求生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)量 5 萬件，單班制生產(chǎn)。 機(jī)械加工工藝過程的工序是指：一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)對一個(gè)（或同 時(shí)對幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 5 圖 2.1

10、減震器零件圖 其加工內(nèi)容是 : 對左右兩端鉆孔 加工深孔 去毛刺 這些加工內(nèi)容安排在 3 個(gè)工序中完成，如下表所示。 表 2-1 鋁合金缸筒工序安排方案 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 1 對左右兩端鉆孔 專業(yè)鉆床 2 加工深孔 專業(yè)鉆床 3 手工去毛刺 2.3.2 安裝安裝 在同一個(gè)工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個(gè)安裝。此次全 部工序的完成需要兩次定位和夾緊。如下表所示。 表 2-2 鋁合金缸筒的工序和安裝 工序 號 安 裝 號安 裝 內(nèi) 容設(shè) 備 11左右兩端鉆孔專業(yè)鉆床 22加工深孔專業(yè)鉆床 2.3.3 擬訂加工工藝路線擬訂加工工藝路線 根據(jù)廠方要求，該零件有兩

11、種加工方案，一是先加工深孔再加工雙端面孔，二是先加 工雙端面孔再加工深孔。金屬切屑機(jī)床又稱工作母機(jī)，是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備。隨著 社會需求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)要求越來越高。一方面為了適應(yīng)社會需求 的變化，出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)（FMS）等先進(jìn)的自動化制造系統(tǒng)，除了傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計(jì) 要求之外，還要求機(jī)床增加柔性，并能與系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。另一方面數(shù)控技術(shù)和 CAD 技術(shù) 的發(fā)展，為機(jī)床設(shè)計(jì)提供了新的條件和支撐。因此機(jī)床的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技術(shù)也在發(fā)生 著深刻變化。 2.3.4 兩種加工路線的比較兩種加工路線的比較 A 先加工深孔再加工兩端面孔路線 根據(jù)加工深孔時(shí)工件旋轉(zhuǎn)而刀具不轉(zhuǎn)的原理，此方案在先加

12、工深孔時(shí)需要一個(gè)導(dǎo)航設(shè) 備，以確保刀具能夠精準(zhǔn)地校準(zhǔn)工件中心。在工件夾緊方面，工件左面可考慮選用三爪 卡盤夾具，這樣可以帶動工件高速旋轉(zhuǎn)。由于深孔加工的特殊要求，工件若只夾緊一側(cè)， 會由于震動而導(dǎo)致誤差偏大，達(dá)不到工件的精度要求。故而需要設(shè)計(jì)一輔助夾具，用來 夾緊工件的另一側(cè)，以確保工件能夠達(dá)到廠方要求。但由于工件需要高速旋轉(zhuǎn)，此輔助 夾具也必須能夠高速旋轉(zhuǎn)。這一特殊要求將給此輔助夾具的設(shè)計(jì)帶來相當(dāng)大的困難，暫 考慮以同樣的三爪卡盤來夾緊工件的另一側(cè)。由于深孔加工對刀具的特殊要求，刀具在 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 加工時(shí)需要一個(gè)導(dǎo)航設(shè)備，以避免刀具在加工時(shí)產(chǎn)生較大的偏移。經(jīng)這樣考慮，輔助夾

13、 具和導(dǎo)航設(shè)備的安裝又將是另一難題。若將此兩個(gè)設(shè)備以前后順序安裝于同一板墊上， 則或多或少會影響加工精度。 現(xiàn)在來考慮加工兩端面孔。我們要求兩端面孔要同時(shí)加工,這樣不僅可以提高工作效 率,對兩端孔的中心線的合一也能夠很好的解決,避免了先后加工兩端面孔時(shí)由于拆卸工件 所帶來的認(rèn)為誤差。由于這一要求,所以對夾具的設(shè)計(jì)要進(jìn)行一番考慮?，F(xiàn)設(shè)計(jì)夾具為臂 桿式,左右各一個(gè),如“T”型狀,利用液壓缸夾緊,簡圖如下。 圖 2.2 夾具簡圖 綜上所述,方案一需消耗人力,才力和資源比較大,成本高,方案實(shí)行比較困難. B 先加工兩端面孔再加工深孔路線 兩端面孔的加工要求同步進(jìn)行,并在同時(shí)間內(nèi)完成加工任務(wù),在刀具設(shè)計(jì)

14、方面同上一方 案。 現(xiàn)在來考慮加工深孔。深孔加工要求工件高速旋轉(zhuǎn)，上一方案考慮用三爪卡盤夾緊 兩端面里帶動工件完成高速運(yùn)轉(zhuǎn)。此方案在實(shí)際亦不可行，現(xiàn)由于工件兩端面孔已經(jīng)加 工完成，故可考慮用頂針頂住工件左端面孔，依靠機(jī)床結(jié)構(gòu)對工件向左的緊壓力所產(chǎn)生 的摩擦力帶動工件高速運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)工件右端面孔的特征，可以設(shè)計(jì)一個(gè)刀具導(dǎo)向套，利 于機(jī)床部件運(yùn)動給工件一個(gè)向左的壓緊力，此刀具導(dǎo)向套簡圖如下所示。 圖 2.3 刀具導(dǎo)向套簡圖 這樣便可以成功地解決工件高速運(yùn)轉(zhuǎn)所帶來的夾具設(shè)計(jì)困難問題。此方案不僅方便 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 7 可行，而且成本低，運(yùn)用合理，完全能夠滿足加工要求

15、3。 2.3.5 刀具與夾具的比較刀具與夾具的比較 刀具 兩種方案對刀具的要求是統(tǒng)一的，故不論是哪種方案，其刀具的設(shè)計(jì)是完全一樣的， 勿需比較。 夾具 方案一所需要的夾具，在加工兩端面時(shí)與方案二是一樣的，但在加工深孔時(shí)，夾具的 設(shè)計(jì)比較困難，成本較高，較難實(shí)現(xiàn)。 方案二所需的夾具在加工深孔時(shí)比較容易，設(shè)計(jì)簡單，成本低，可以順利達(dá)到工件 的加工要求。 2.3.6 工序的集中與分散工序的集中與分散 同一工件，同樣的加工內(nèi)容可以安排兩種不同的形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中， 另一種是工序分散。 集中工序有幫助保護(hù)各加工面間的相關(guān)地位精確度要求，有效于使用高效率機(jī)床， 節(jié)約裝配工件的長度，減弱工件的搬

16、動來回。分散工序可讓每個(gè)工序采取的設(shè)備和夾具 比較容易，對刀也比較簡單，對操作工人的層次要求比較少。 采用高效自動化機(jī)床,以工序集中的形式組織生產(chǎn),除了具有上述工序集中的優(yōu)點(diǎn)以外, 生產(chǎn)適應(yīng)強(qiáng),因而雖然設(shè)備價(jià)格昂貴,但仍然受到愈來愈多的重視. 綜上所述,此次加工采用的是工序集中的工藝規(guī)程. 2.3.7 確定加工工藝路線確定加工工藝路線 根據(jù)上述內(nèi)容,對各種方案的比較,選用先加工兩端面孔再加工深孔這一方案比較合理, 也比較科學(xué),這一方案不僅降低了生產(chǎn)成本,提高了生產(chǎn)效率,同時(shí)也容易完成加工任務(wù).工 藝路線簡圖如下圖所示. 鉆 兩 端 面 孔 鉆 深 孔 圖 2-3 加工工藝路線簡圖 無錫太湖學(xué)院

17、學(xué)士學(xué)位論文 8 3 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 確定傳動方式確定傳動方式 機(jī)械部件中我們經(jīng)常用的是螺旋傳動、齒冷傳動、同步帶、和各種非線性傳動部件 等。它的功能主要的是傳輸轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，實(shí)際上說就是一種轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化器。目的是 使執(zhí)行機(jī)構(gòu)和負(fù)載之間獲得最佳匹配方面的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。機(jī)械傳動部分的傳動類型、傳 輸模式、剛度和傳輸可靠性的機(jī)電一體化系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)有顯著的影 響, 應(yīng)設(shè)計(jì)和選擇傳動間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)行平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳 動部件。 絲杠螺母機(jī)構(gòu)又稱螺旋傳動機(jī)構(gòu)。它主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動或直線運(yùn) 動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。螺桿螺母機(jī)構(gòu)滑動摩擦和滾動摩

18、擦的點(diǎn)。滑動絲杠螺母機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu) 簡單，易于加工，制造成本低，具有自鎖功能。但摩擦阻力，傳動效率低。滾動絲杠螺 母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，但其最大的優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力小，傳動效率高，因此 在機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 在本設(shè)計(jì)中工作臺行程的直線運(yùn)動導(dǎo)軌，主體，以傳遞運(yùn)動，需要更高的傳輸精度和緊 湊的，所以使用的進(jìn)給絲杠螺母驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 3.2 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器主要用來聯(lián)接不同部件之間的兩根軸，使其一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。可分為兩 大類彈性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器和聯(lián)軸器。撓性接頭，根據(jù)劃分是否彈性元件的非彈性和彈 性元件彈性聯(lián)軸器的彈性聯(lián)軸器元件。彈性套柱銷聯(lián)軸器加工簡單，裝拆方便，成本

19、較低， 可以補(bǔ)償綜合位移，具有一定的緩沖和吸震能力，適用于正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁的傳遞中。 此次設(shè)計(jì)中選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。它屬于非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。其構(gòu)造與 凸緣聯(lián)軸器相似，只是用裝有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。彈性套的變形可以補(bǔ)償兩 軸的徑向位移和角位移。 3.3 導(dǎo)軌形式的確定（選用和載荷計(jì)算導(dǎo)軌形式的確定（選用和載荷計(jì)算） 3.3.1 選用選用 機(jī)電一體化系統(tǒng)對導(dǎo)軌的基本要求是導(dǎo)向精度高、剛性好、運(yùn)動輕便平穩(wěn)、耐磨性 好、溫度變化小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 9 按接觸面的摩擦性質(zhì)可分為： A. 滑動導(dǎo)軌副： 滑動導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)簡單，阻尼系數(shù)大，

20、剛度大；但易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象，易磨損?；瑒訉?dǎo) 軌是金屬對金屬型式，目前在數(shù)控機(jī)床上很少采用。摩擦系數(shù)較大，而且變化范圍也大， 對于精度高的工件加工心有余而力不足。承載能力中等。接觸剛度高?；瑒訉?dǎo)軌一般僅 用于普通精度的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床已不采用。 B. 滾動導(dǎo)軌副： 直線滾動導(dǎo)軌由導(dǎo)軌和滑塊兩部分組成。導(dǎo)軌通常為兩根，裝在支撐件上，每根導(dǎo)軌 上有 2 個(gè)滑塊，固定在移動件導(dǎo)軌體上。 直線滾動導(dǎo)軌副的工作原理就是滑塊中裝有四組滾珠，在導(dǎo)軌條的滑塊的斷點(diǎn)，就經(jīng) 合成樹脂制造的端面擋板和滑塊中的回珠孔回到另一端，經(jīng)另一端端面擋板再進(jìn)入循環(huán)。 四組滾珠各有自己的回株孔，分別處于滑塊的四角。四組滾珠和滾道相

21、當(dāng)于四個(gè)直線運(yùn) 動角接觸滾珠軸承。接觸角為 45 度時(shí)，四個(gè)方向具有相同的承載能力。 C. 液體靜壓導(dǎo)軌： 無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，阻尼系數(shù)大；但設(shè)計(jì)、制造、使用較復(fù)雜。 D. 氣浮導(dǎo)軌： 無磨損，無靜摩擦，無低速爬行現(xiàn)象，無需回行管道，不產(chǎn)生污染；但剛度小，阻尼 系數(shù)很小，容易引起振蕩。 此次設(shè)計(jì)中選用滾動導(dǎo)軌副。 3.3.2 載荷計(jì)算載荷計(jì)算 垂直載荷為 Fz=1200N，取計(jì)算導(dǎo)軌的靜安全系數(shù)，代入式，計(jì)0 . 4fSLPCfSL/0 算出為導(dǎo)軌的基本靜額定載荷； 工作載荷： (3.1) 3642 )60841200(5 . 0 )2(5 . 0 FFP NNC14568364

22、24 根據(jù)計(jì)算結(jié)果查有關(guān)資料初選導(dǎo)軌：CDA20 依據(jù)速度 v=5.84 m/min 和選定導(dǎo)軌的基本動額定載荷驗(yàn)算導(dǎo)軌的工作壽命：Ln (3.2) h h v PC Ln 20000 156000 6085 . 5 10501618/16728 60 1050)/( 33 33 ）（ 3.4 滾珠絲桿的機(jī)械特性的設(shè)計(jì)計(jì)算滾珠絲桿的機(jī)械特性的設(shè)計(jì)計(jì)算 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 滾珠絲杠被認(rèn)為是如今所有機(jī)床進(jìn)給的主要傳動裝置，以其長使用、高強(qiáng)度、高效 果、高靈活度、無間隔等明顯優(yōu)點(diǎn)而得以寬泛使用，成為各種機(jī)床的關(guān)鍵配合部分，并 已實(shí)現(xiàn)了好通用，標(biāo)準(zhǔn)好。數(shù)控機(jī)床，以滿足進(jìn)給速度高，定位精度高

23、，穩(wěn)定性高，響 應(yīng)速度快的要求，必須選擇滾珠絲桿，并進(jìn)行必要的驗(yàn)算。 表 3 -1 滾珠絲杠的計(jì)算列表 說明備注 1.1 額定 動載荷 在軸向載荷 Fa 以較高速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。其 6 10 90%的滾珠絲桿副不產(chǎn)生疲勞剝落，此時(shí)的 Fa 即 為 Ca， 1.2 額定 靜載荷 滾珠絲桿副在靜止或者轉(zhuǎn)速較低狀態(tài)下， 承受最大接觸應(yīng)力的滾珠和滾珠接觸面的塑性變 形量之和為鋼珠直徑的十萬分之一的軸向載荷 13 回轉(zhuǎn) 壽命 L 700936210 6 3 aw a Ff C L 式中 L回轉(zhuǎn)壽命 額定動載荷 a C NCa16728 軸向載荷 a F NFa7284 載荷系數(shù) w f 2 . 1 w f 1

24、軸 向 載 荷 壽 命 1.4 時(shí)間 壽命 n L Lh 60 式中年回轉(zhuǎn)壽命5 .13L N轉(zhuǎn)速=5.84，r/min 見尺寸規(guī)格表 )( 100 3 N ff F LnCa ca m hmm 式中 預(yù)期工作時(shí)間，H h L 2 按 預(yù) 期 工作時(shí) 間 確定預(yù) 普通機(jī)械10005000 h L 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 11 普通機(jī)床1500010000 h L 數(shù)控機(jī)床 20000 h L 精密機(jī)床 20000 h L 測試機(jī)床 15000 h L 期 額定動 載 荷 航空機(jī)床 1000 h L 續(xù)表 3-1 說明備注 精度系數(shù) a f 精度 1.2.3 0 .

25、1 a f 4.5 0.9 7 0.8 10 0.8 可靠性系數(shù)，一般 c f 1 c f 載荷系數(shù) w f 無沖擊平穩(wěn) 2 . 11 w f 輕微沖擊5 . 12 . 1 拌有沖擊，震動25 . 1 當(dāng)量轉(zhuǎn)速,r/min, m n 92 . 2 2 minmax nn nm 3. 按預(yù)期 工作時(shí) 間確定 預(yù)期額 定動載 荷 Cam 當(dāng)量載荷,N, m F N FF Fm4876 3 2 minmax 3.1 滾珠 絲桿螺母間的 預(yù)加負(fù)荷 N F F m P 1625 3 式中當(dāng)量載荷,N m F 當(dāng)軸向載荷不能確定時(shí)取 108 a P C F 過大， 影響壽命及 摩擦力矩增 大；過小， 會出

26、現(xiàn)軸向 間隙，影響 定位精度 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3.2 對預(yù) 拉伸滾珠絲桿 副的行程補(bǔ)償 值 C 和預(yù)緊 3.2.1 滾珠絲桿軸在制造時(shí)，可提出目標(biāo)行程的行 程補(bǔ)償 C，mmttLuaC0354 . 0 10 8 . 11 3 式中 溫度變化值，一般取3t32 滾珠絲桿副的有效行程， u L mm418 a絲桿膨脹系數(shù)為 16 10 8 . 11 C 續(xù)表 3-1 說明備注 3.22 滾珠絲桿副安裝時(shí)絲桿的拉伸力 NtdE d ta L EAL F a t pl 455395 . 1 4 2 2 2 2 式中 滾珠絲桿的溫升，一般取 3 t 滾珠絲桿螺紋底徑， 2 d mm 9

27、. 27 E彈性模量， 25 /101 . 2mmNE 全長總修正量, t LmmtaLL st , 絲桿在兩支撐軸間距離， Ls mm395 4 滾珠 絲桿 副的 極限 轉(zhuǎn)速 和允 許轉(zhuǎn) 速 4.1 極限轉(zhuǎn) 速 min)/(rnc min)/(3510 2 60 2 2 2 2 r L d f A EI L kn b b c 式中 k 安全系數(shù)，一般去 0.8 安裝間距 35mm b L A絲桿橫截面積 611mm 滾珠絲桿螺紋底徑 27.9mm 2 d I絲桿最小截面慣性矩 29728mm E彈性模量 材料密度 、 表示與支撐形式有關(guān)的系數(shù) f 高速運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)，避免 產(chǎn)生震動現(xiàn) 象 減震器鋁

28、合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 13 固定自由 875 . 1 4 . 3f 支持支持 142 . 3 7 . 9f 固定支持 927 . 3 1 . 15f 固定固定703 . 4 9 .21f 續(xù)表 3-1 說明備注 4.2 允 許轉(zhuǎn)速 min)/( max rN 式 D滾珠絲桿的公稱直徑，2063 70000 max D N 32mm 3.5 滾珠絲桿副的選用滾珠絲桿副的選用 綜合上述所選主要技術(shù)參數(shù)，根據(jù)滾珠絲杠產(chǎn)品樣本，即可確定所選滾珠絲杠副型 號規(guī)格 3207-4。 圖 3-1 滾珠絲杠 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 3.6 滾珠絲桿的驗(yàn)算滾珠絲桿的驗(yàn)算 (1) 剛度

29、驗(yàn)算 滾珠絲杠副在工作載荷 F=7284Nmax 和扭矩 M1 共同作用下，所引起的螺紋每米導(dǎo) 程變形總誤差 按下式計(jì)算： 3max 10) 15001000 ( GI M EA F K （3.3） 式中：A絲杠截面積，rdA 2 4 1 2 mm G絲杠材料剪切彈性模量，對鋼 2 /82400mmNG K安裝方式系數(shù)(固定自由：K=1；固定固定：K=0.25)。 驗(yàn)算不等式為：(300mm 單一導(dǎo)程變動量)。300V (2) 效率驗(yàn)算 (3.4)%90 )( %100 tg tg 式中：絲杠螺紋螺旋升角；=arctg 為摩擦角。 如上述驗(yàn)算不滿足要求，需另選其它型號，重復(fù)以上步驟，直至滿足要

30、求為止。 絲杠受工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計(jì)。就不在具體計(jì)算總長變形量、 滾道接觸變形量、軸承軸向變形量了10。 3.7 步進(jìn)電機(jī)的選用步進(jìn)電機(jī)的選用 A 步進(jìn)電機(jī)的分類及優(yōu)缺點(diǎn) 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動是由輸入的電脈沖信號控制的，每當(dāng)電機(jī)繞組接收一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子 就轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的角度。其角位移量與輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈 沖同步。因而，只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可得到所需轉(zhuǎn)動 的速度和方向。 步進(jìn)電機(jī)有反應(yīng)式、永磁式和混合式三種類型。 步進(jìn)電機(jī)的主要特性指標(biāo)：步距角、最高啟動頻率、最高連續(xù)工作頻率等。 步進(jìn)電機(jī)的主要特性：1 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動才能運(yùn)轉(zhuǎn)

31、，動力來源必須是脈沖號碼， 沒有脈沖的時(shí)候，步進(jìn)電機(jī)關(guān)閉，當(dāng)加入合理的脈沖信源，就會轉(zhuǎn)動一定角度。轉(zhuǎn)動的 速度和脈沖的頻率成一定關(guān)系；2 步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為 7.5 度，一圈 360 度，需要 48 個(gè)脈沖實(shí)現(xiàn)；3 步進(jìn)電機(jī)含有瞬時(shí)啟動并且快速停住的好處；4 為實(shí)現(xiàn)改變轉(zhuǎn)動方位可以 改變脈沖順序。步進(jìn)電機(jī)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，歸納起來主要有： 1)步矩值不受各種干擾因素的影響 2)誤差不長期積累 3)控制性能好 B 伺服電機(jī)的分類及優(yōu)缺點(diǎn) 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 15 直流伺服電動機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。 所以區(qū)分步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的依據(jù)條件主要視具體

32、應(yīng)用情況而定，簡單地說要確 定：負(fù)載的性質(zhì)（如水平還是垂直負(fù)載等） ，轉(zhuǎn)矩、慣量、精度、加減速等要求，上位控 制條件（如對端口界面條件和通訊方面條件的使用條件） ，主要控制形式是方位、轉(zhuǎn)矩還 是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或者是電池供電，電壓范圍。以此為依據(jù) 來確定電機(jī)和配用驅(qū)動器或控制器的型號。 還可以按照下表區(qū)別選擇步進(jìn)系統(tǒng)還是伺服系統(tǒng)（步進(jìn)電機(jī)的負(fù)荷及扭矩計(jì)算）: 表 3-2 步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng) 伺服電機(jī)系統(tǒng) 小扭矩范圍扭矩 （20Nm 的普遍以下）小， 中，大，全范圍 低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)（通常在不到 2000RPM，高扭矩電機(jī)小于 1000RPM） 高（可達(dá) 5000RPM） ，直 流伺

33、服電機(jī)和 1 至 20000 轉(zhuǎn)/分 鐘 控制方式主要是位置控制多元化智能控制，位置/速 度/轉(zhuǎn)矩模式 平滑性低速振動（但與驅(qū)動器的子類型可 以顯著改善） 好，運(yùn)行平滑 精度一般較低，細(xì)分型驅(qū)動時(shí)較高高 矩頻特性高速時(shí)，力矩下降快力矩特性好，特性較硬 過載特性過載時(shí)會失步可 310 倍過載（短時(shí)） 反饋方式的開環(huán)控制，也可以被連接到 編碼器，以防止失步 閉環(huán)方式，編碼器反饋 編碼器類型光電旋轉(zhuǎn)編碼器（增量/絕對）旋轉(zhuǎn)變壓器型 旋轉(zhuǎn)變壓器型一般快 溫升運(yùn)行溫度高一般 維護(hù)性基本可以免維護(hù)較好 價(jià)格低較高 所以考慮到這次設(shè)計(jì)的要求，為了在不影響工作精度條件下，我選擇了步進(jìn)電機(jī)。 表 3-3 步進(jìn)電

34、機(jī)計(jì)算列表 說明備注 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 5 電機(jī) 選擇 51 外部載荷所產(chǎn)生 的摩擦力鋸 p T =9696式中軸)( 2 mN N Fal Tp MN a F 向載荷，=7284N NWFFa 切削力，7224N F 工作臺總重量，1200N W N摩擦系數(shù) 0.05（滑動或滾珠） 導(dǎo)程，418mm l 續(xù)表 3-3 說明備注 5.2 預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦 力矩 D T MNmN lF T P D 30.1)(10 1 2 3 2 式中預(yù)緊力，1618N p F 導(dǎo)程，0.418m l 預(yù)緊滾珠杠副的效率（0.850.9） 5.3 支承軸承產(chǎn)生的摩 擦力矩 查閱軸承 樣本 5.4

35、加速度產(chǎn)生的負(fù)荷 扭矩 j T 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速從升至?xí)r: 1 n 2 n )(17803 60 )(2 21 mN t nn jT a j 當(dāng)電機(jī)從靜止升至?xí)r: max n max max 508 60 2 n t N jT a j 式中 j加在電機(jī)上的慣性矩，9720 2 mkg 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速，35 r/min max n 加速時(shí)間，2s a t 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 17 5.5 電機(jī)總扭矩 m T26532N.M bjDPm TTTTT 通常將限制在電機(jī)輸出功率的 DP TT 10%30%左右，尤其是選用小電機(jī)時(shí)更要注意 11 5.6 進(jìn)給系統(tǒng)的剛度 )/(mN

36、K4321 11111 KKKKK 式中滾珠絲杠的軸向剛度， 1 KmN/ 螺母的軸向剛度， 2 KmN/ 支承軸承的軸向剛度， 3 KmN/ 所以步進(jìn)電動機(jī)型號選擇為0501350110BHBYG 3.8 傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.8.1 螺母螺母 螺母的工作原理是采用螺母和螺栓之間的摩擦力進(jìn)行自鎖的。但是在動載荷中這種 自鎖的可靠性就會降低。在一些重要的場合我們就會采取一些防松措施，保證螺母鎖緊 的可靠性。其中用鎖緊螺母就是其中的一種防松措施。 鎖緊螺母也有兩種，一種是用兩個(gè)一樣的螺母擰在同一支螺栓上，在兩個(gè)螺母之間 附 加一個(gè)擰緊力矩，使得螺栓連接可靠。 另一種是專用的防

37、松螺母，需要和一種可以防松墊片一起使用。專用的防松螺母不 是六角螺母，而是一中圓螺母，在螺母的圓周上開有 6 個(gè)缺口，這六個(gè)缺口既是擰緊工 具的著力點(diǎn)，又是防松墊片卡口的卡入處。13 第二種防松方式比第一種更可靠，但是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。 這次設(shè)計(jì)我們選用第 2 種方案 3.8.2 活靈座活靈座 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 3.2 活靈座 主軸箱上電機(jī)只帶動主軸旋轉(zhuǎn)，和進(jìn)給運(yùn)動無關(guān)聯(lián)，所以我們用到了活靈座，起連 接絲桿與進(jìn)給的橋梁。 活靈座固定絲桿的螺母，一頭固定在滑臺上，絲桿軸向固定，旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動螺母和活 靈座再帶動滑臺，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。 數(shù)據(jù)顯示：長 90mm 寬 98mm 高 112mm

38、表面粗糙度為 0.8 3.8.3 軸承座軸承座 軸承座顧名思義就是軸承的支撐座。軸承座的作用是穩(wěn)定軸承及其所連接的回轉(zhuǎn)軸， 確保軸和軸承內(nèi)圈平穩(wěn)回轉(zhuǎn)避免因承載回轉(zhuǎn)引起的軸承扭動或跳動！螺孔是上軸承蓋的。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 19 圖 3.3 軸承座 3.8.3.1 軸承軸承 滾動軸承的種類、類型及尺寸是多種多樣的。為使機(jī)械裝置發(fā)揮出預(yù)期的性能，選 擇最適宜的軸承是非常關(guān)鍵的。選它，我們分析多個(gè)原因，從各種角度評審選擇軸承的 條件，并無特殊規(guī)格，但一般順序如下： (1)掌握機(jī)械物件和軸承的要求 (2)明確對軸承的使用環(huán)境 (3)選定軸承的類型 (4)選定軸承配置方

39、式 (5)選定軸承尺寸 (6)選定軸承規(guī)格 (7)選定軸承的安裝方法 3.8.3.2 軸承的使用條件與環(huán)境條件軸承的使用條件與環(huán)境條件 正確把握軸承在機(jī)械裝置的使用部位及使用條件與環(huán)境條件是選擇適宜軸承的前提。 為之，需要取得以下幾個(gè)方面的數(shù)據(jù)和資料： (1)機(jī)械裝置的功能與結(jié)構(gòu) (2)軸承的使用部位 (3)軸承負(fù)荷(大小、方向) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 (4)旋轉(zhuǎn)速度 (5)振動、沖擊 (6)軸承溫度(周圍溫度、溫升) (7)周圍氣氛(腐蝕性，清潔性，潤滑性) 3.8.3.3 軸承配置方式的選擇軸承配置方式的選擇 通常，軸是以兩個(gè)軸承在徑向和軸向進(jìn)行支撐的，此時(shí)，將一側(cè)的軸承稱為固定

40、側(cè) 軸承，它承受徑向和軸向兩種負(fù)荷，起固定軸與軸承箱之間的相對軸向位移的作用。將 另一側(cè)稱之為自由側(cè)，僅承受徑向負(fù)荷，軸向可以相對移動，以此解決因溫度變化而產(chǎn) 生的軸的伸縮部題和安裝軸承的間隔誤差。 對于固定側(cè)軸承，需選擇可用滾動面在軸向移動(如圓柱滾子軸承)或以裝配面移動 (如向心球軸承)的軸承。在比較短的軸上，固定側(cè)與自由側(cè)無甚別的情況下，使用只單向 固定軸向移動的軸承(如向心推力球軸承)。 3.8.3.4 軸承類型的選定軸承類型的選定 選擇軸承類型時(shí)，全面掌握軸承的使用條件是至關(guān)重要的。下表列出了主要的分析 項(xiàng)目: 表 3-4 軸承類型選擇應(yīng)注意問題 分析項(xiàng)目作用選擇方法 1)軸承的 安

41、裝空間 能容納于軸承安裝空 間內(nèi)的軸承型 由于設(shè)計(jì)軸系時(shí)注重軸的剛性和強(qiáng)度，因此一般先確定軸 徑，即軸承內(nèi)徑。但滾動軸承有多種尺寸系列和類型，應(yīng)從中 選擇最為合適的軸承類型。 2)負(fù)荷 軸承負(fù)荷的大小、方 向和性質(zhì)軸承的負(fù)荷能力 用基本額定負(fù)荷表示，其 數(shù)值載于軸承尺寸表 軸承負(fù)載的變化，如負(fù)載的大小，是否只有徑向負(fù)荷，軸 向負(fù)荷是單向的或雙向的，所以振動或沖擊的程度。在考慮這 些因素后，再選擇最合適的軸承類型。一般來說，相同內(nèi)徑的 軸承的徑向負(fù)荷能力按下列順序：深溝球軸承 20 米/分鐘。一般用于 這些孔的直徑 25 孔的加工，特別是在應(yīng)用程序中的多個(gè)大直徑鏜。 b.確定導(dǎo)向數(shù)量，選擇導(dǎo)向參

42、數(shù) 導(dǎo)向件的形狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剛性工具，精密的加工和特定的情況下，應(yīng)根據(jù)編號。 通常鉆，擴(kuò)，鉸孔孔或單壁與小懸鏜桿鏜，擴(kuò)，鉸孔深度是不是一個(gè)大洞，選擇一個(gè)單 加工為主。鉸孔時(shí)，在工件施放時(shí)，加強(qiáng)工具導(dǎo)向，通常采取兩種加工為主的剛性;離開 植樹節(jié)限制長懸伸或擴(kuò)，鉸長孔的位置精度的工件時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)高外，還應(yīng)考慮一個(gè)長 單或雙導(dǎo)向的外向型加工的布局。鏜孔時(shí)或大型多系列薄壁工件同軸孔，具體的結(jié)構(gòu)和 形狀的工件提供雙重引導(dǎo)或引導(dǎo)的過程。導(dǎo)向的主要參數(shù)包括：管直徑和公差，導(dǎo)套長 度，導(dǎo)套和工件的端面的距離。必須強(qiáng)調(diào)的是，不擴(kuò)，鉸只相當(dāng)無聊，只能用旋轉(zhuǎn)方向 與固定導(dǎo)。實(shí)際使用中，擴(kuò)，鉸，也是相當(dāng)沉悶的旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)

43、面向固定的情況下使用。有 時(shí)，由于結(jié)構(gòu)上的限制，在使用雙取向或取向處理，以及固定和旋轉(zhuǎn)面向混合使用的情 況。 還應(yīng)當(dāng)指出的是，使用的復(fù)合材料模具孔導(dǎo)向的引導(dǎo)，一定要檢查到引導(dǎo)部分長度 L（LD，D-型直徑） ，以防止的制導(dǎo)或?qū)в伍L度不足的加工情況開始加工，涼亭。c.初 定主軸類型，尺寸，外伸長度和選擇接桿 主軸型式主要取決于進(jìn)給抗力和主軸-刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。主軸尺寸規(guī)格應(yīng)根據(jù) 選定的切削用量計(jì)算出切削扭矩 M，查表初定主軸直徑 d，再綜合考慮加工精度和具體工 作條件，根據(jù)表決定主軸外伸部分尺寸及配套的刀具接桿莫氏錐號，攻絲靠模規(guī)格代號 等5 4.4 工件夾緊工件夾緊方案確定方案確定 4.4

44、.1 夾緊方向夾緊方向 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 31 圖 4.5 零件夾緊示意圖 4.4.2 夾緊部件夾緊部件 圖 4.6 固定 V 型塊 對其去毛刺，然后淬火 HRC 5662。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 銳角倒鈍；倒角 1 45；然后調(diào)制、滲碳。 圖 4.7 壓桿 調(diào)制 HRC 3235； 未注倒角 1 45； 發(fā)黑。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 33 圖 4.8 拉桿 圖 4.9 壓緊塊 壓緊塊為材料 pvc，防止出現(xiàn)壓痕 圖 4.10 斜契 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 全部倒角 1 45；發(fā)黑。 圖 4.11 活塞壓緊塊 本

45、次設(shè)計(jì)中定位誤差選用 V 型塊，零件以 V 型塊定位時(shí)工序定位誤差 在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和制造中，一般應(yīng)確定零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，進(jìn)而確定零件各尺寸； 在制造中，先根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)功能特殊處選取加工工藝路線、工序定位基準(zhǔn)、余量等， 再行加工。工序的定位和及定位誤差解析在計(jì)算零件設(shè)計(jì)和機(jī)械加工中起著至關(guān)重要的 作用。加工質(zhì)量、和生產(chǎn)的成本直接與定位誤差的確定有很大關(guān)系。通常設(shè)計(jì)師或工藝 師用經(jīng)驗(yàn)判定定位誤差的大小。 a.定位誤差的基本概念及組成 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序 尺寸（通常指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 jbjwdw （4.

46、1） b.確定定位誤差方法 分析工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極端情況，然后根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動量。如圖 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 35 12，兩個(gè)極端情況：情況 1，使工序基準(zhǔn)盡可能地“高”得加工尺寸； minmax 2,11dddd 情況 2， 使工序基準(zhǔn)盡可能的“低”得加工尺寸。且該工序東位誤差 maxmin 2,11dddd 1212)(PPHHHdw （4.2） H2 H1 O1 O2 P2 P1 1 2 圖 4.12 按概念確定的定位誤差 2/2)2/sin2/(1 2/)22(2(21 2/2)2/221()( minmax TdTd TdddOO ddOOH

47、dw （4.3） 更為簡單的情況 兩個(gè)極端情況:情況 1， 使工序基準(zhǔn) A 獲得最高)(Hdw max dd 點(diǎn)；情況 2， 時(shí) A 獲得最低點(diǎn)；兩者之差即為該工序的定位誤差。 min 2dd 設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則： (1) 夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位； (2) 工件和夾具變形必須在允許的范圍內(nèi)； (3) 必須有可靠的夾緊機(jī)構(gòu)。有足夠剛度和強(qiáng)度的夾緊機(jī)構(gòu)各種元件，手動夾緊機(jī) 構(gòu)必須保證能夠自鎖，機(jī)動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)備，有足夠的夾緊行程； (4)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全，省力，方便，快捷，根據(jù)工人操作實(shí)踐; (5)所述夾持機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，程度的自動化和工廠的生產(chǎn)程序必須

48、氣動夾緊裝置采用空氣作為夾緊裝置的動力源。壓縮空氣具有粘度小，不污染，傳 送分配方便的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是夾緊力比液壓夾緊小，一般壓縮空氣工作壓力為 0.40.6MPa，結(jié)構(gòu)尺寸較大，有排氣噪音。 液壓夾緊裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)基本上與氣動夾緊裝置相似，它與氣動夾緊裝置相 比有下列優(yōu)點(diǎn): (1) 壓力油工作壓力可達(dá) 6MPa,因此液壓缸尺寸小，不需增力機(jī)構(gòu)，夾緊裝置緊湊； 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 36 (2) 壓力油具有不可壓縮性，因此夾緊裝置剛度大，工作平穩(wěn)可靠； (3) 液壓夾緊裝置噪聲小。 其缺點(diǎn)是需要有一套供油裝置，成本要相對高一些。因此適用于具有液壓傳動系統(tǒng) 的機(jī)床和切削力較大的場合。 本設(shè)

49、計(jì)采用的是液壓夾緊裝置6。 4. 5 定位元件，夾緊元件的設(shè)計(jì)定位元件，夾緊元件的設(shè)計(jì) 由于定位元件的精度對工件的加工精度影響很大，所以在設(shè)計(jì)定位元件時(shí)，其材料 的選擇和技術(shù)條件應(yīng)有較高要求，定位元件與工件定位基準(zhǔn)面或與夾具體接觸或配合的 表面，一般不低于 IT8，常選 IT7 甚至 IT6 制造；定位元件工作表面粗糙度一般不應(yīng)大于 Ra1.6 微米，常選 Ra0.8 和 Ra0.4 微米；采用調(diào)整法和修配法提高裝配精度，以保證支承 釘和支承板的等高性以及夾具安裝面的平行度或垂直度等要求；定位元件可選用 45、40Cr 等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金鋼制造；或選用 T8、T10 等碳素工具鋼制造，并經(jīng)

50、淬 火處理提高表面硬度及耐磨性；對于尺寸較大或裝配時(shí)需要做定位銷孔的定位元件，如 加緊力等負(fù)荷較大時(shí)可采用 20、20Cr 等低碳鋼經(jīng)滲碳并淬火后再磨制。 4.5.1 定位元件的設(shè)計(jì)定位元件的設(shè)計(jì) 工件以外圓柱面作定位基準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)外圓柱面的完整程度、加工要求和安裝方式， 可以在 V 形塊、定位套、半圓套及圓錐套中定位。其中最常用的是在 V 形塊上定位。 根據(jù)工件與 V 形塊的接觸母線長度，固定式 V 形塊可以分為短 V 形塊和長 V 形塊， 前者限制工件兩個(gè)自由度，后者限制工件四個(gè)自由度。 V 形塊定位的優(yōu)點(diǎn)是：對中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對中在 V 形塊兩斜 面的對稱平面上，在左右方向

51、上的不會發(fā)生偏移，且安裝方便；應(yīng)用范圍較廣。不論 定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用 V 形塊定位。 V 形塊上兩斜面間的夾角一般選用 60、90和 120，其中以 90應(yīng)用最多。其典 型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可查國家標(biāo)準(zhǔn)手冊。V 形塊的材料一般用 20 鋼，滲碳 深 0.81.2mm，淬火硬度為 6064HBC。 工件以外圓柱表面定位有兩種形式，一種是定心定位，另一種是支承定位。 (1) 定心定位 與工件以圓柱孔定心類似，用各種卡頭或彈性筒夾代替心軸或柱銷， 來定位和夾緊工件的外圓。有時(shí)也可以采用套筒和錐套來定位 (2) V 型塊定位 工件外圓以 V 型塊

52、定位是最常見的定位方式之一，兩斜面夾角有 60、90、120等，90V 型塊使用最廣泛，其定位精度和定位穩(wěn)定性介于 60和 120V 型塊之間，精度比 60V 型塊高，穩(wěn)定性比 120V 型塊高。使用 V 型塊定位的 優(yōu)點(diǎn)是對中性好，可用于非完整外圓柱表面定位。V 型塊有長短之分，長 V 型塊限制 4 個(gè)自由度，其寬度 B 與圓柱直徑 D 之比 B/D1，短 V 型塊只能限制兩個(gè)自由度，其寬 度有時(shí)僅 2mm。它們均已標(biāo)準(zhǔn)化，可以選用，特殊場合也可以自行設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用的是 V 型塊定位的方式。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 37 4.5.2 夾緊元件設(shè)計(jì)夾緊元件設(shè)計(jì)

53、在車床上用來加工工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具稱為車床夾具。車床夾具多數(shù)安 裝在主軸上；少數(shù)安裝在床鞍或床身上。后一類屬機(jī)床改裝范疇，應(yīng)用較少，不做介紹。 車床夾具按工件定位方式不同分為：定心式、角鐵式和花盤式等。 (1).定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 (2)角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜， 難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為 角鐵式車床夾具。 (3)花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè) T 形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分 度

54、元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 7 4.6 夾緊力計(jì)算夾緊力計(jì)算 根據(jù)總體設(shè)計(jì)得 切削軸向力： NF6176mNM/70123 6543210KKKKKKKK （4.4） 取 2.538 . 1 0 . 10 . 10 . 115 . 1 0 . 12 . 1 )( 2 sin 2 sin 21 N RuRu KM WK 05 . 0 7 . 0 2 2 05. 07 . 0 2 2 701235 . 2 N2074707 （4.5） （4.6) )( 2 sin 2 sin 43 N uu KF WK f 7 . 0 2 2 7 . 0 2 2

55、61765 . 2 N9136 由圖 NF F FF 2593984 1201502074707 120150 2 2 21 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 4.13 夾具聯(lián)系尺寸圖 4.7 夾緊油缸設(shè)計(jì)夾緊油缸設(shè)計(jì) 4.7.1 液壓缸的載荷組成與計(jì)算液壓缸的載荷組成與計(jì)算 圖 4.71 所示的液壓缸的液壓系統(tǒng)的組成部分的計(jì)算圖的實(shí)施。由參考文獻(xiàn)8，相 關(guān)參數(shù)標(biāo)記在地圖上，其中，fw 是在活塞桿上的外部負(fù)載的作用，F(xiàn)M 是在活塞與氣缸壁 和活塞桿和導(dǎo)套之間的密封阻力。 在活塞桿上的外部負(fù)載的工作量纖維蛋白原，F(xiàn)f 和軌面摩擦而產(chǎn)生的慣性力 Fa 的速 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系

56、統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 39 度變化的作用。 圖 4.14 液壓系統(tǒng)計(jì)算簡圖 一種常見的工作負(fù)載軸重力作用在活塞桿上，切削力，擠壓力。的力的方向在活塞運(yùn)動 的方向相同的方向?yàn)樨?fù)，相反的是正 NFg6176 （1）導(dǎo)軌摩擦載荷 Ff 對于平導(dǎo)軌 對于 V 型導(dǎo)軌)(FnGuFf 2/sin/ )(FnGuFf （4.7） 式中 G運(yùn)動部件所受的重力（N） ； Fn外載荷作用與導(dǎo)軌上的正壓力（N） ； 摩擦系數(shù)，見表 1； Q235B 級是 20 度常溫沖擊; Q235C 級，是 0 度沖擊; Q235D 水平是-20 度沖擊。不同的溫 度的影響，值的影響是不同的 Q235 各個(gè)級別的化學(xué)成份： Q235

57、分 A、B、C、D 四級(GB700-88) Q235A 級含 C0.140.22% Mn0.300.65 Si0.30 S0.050 P0.045 Q235B 級含 C0.120.20% Mn0.300.670 Si0.30 S0.045 P0.045 Q235C 級含 C0.18% Mn0.350.80 Si0.30 S0.040 P0.040 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 45 Q235D 級含 C0.17% Mn0.350.80 Si0.35 S0.040 P0.035 就其脫氧方法而言，可以采用 F,b,z 分別表示為沸騰鋼、平鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼 是脫氧不完

58、全的鋼，塑性和韌性較差。用這種材料制成的焊接結(jié)構(gòu)，受動力載荷作用時(shí) 接頭容易出現(xiàn)裂縫。不宜在低溫下工作，有時(shí)會產(chǎn)生硬化現(xiàn)象。相比之下，鎮(zhèn)靜鋼質(zhì)優(yōu) 而勻，塑性和韌性都好9。 Q235 的機(jī)械性能： 在板材里，是最普通的材質(zhì)，屬普板系列。過去的一種叫法為：A3。 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：外部標(biāo)準(zhǔn)為：GB709，內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)為：GB3274-88。 4.9 夾具的安裝與調(diào)整夾具的安裝與調(diào)整 4.9.1 安裝安裝 法一：在 V 形塊和壓緊塊之間夾緊一個(gè)芯棒，芯棒的表面光潔度要高，且長度是 300 毫米，在芯棒下方處安裝兩個(gè)千分表，轉(zhuǎn)動芯棒，表無變化，即可以進(jìn)行安裝。 方法二：在主軸箱兩端安裝千分表，繞芯棒一周，表無變化

59、，可見芯棒與主軸箱同 軸度好，可進(jìn)行安裝。 4.9.2 調(diào)整調(diào)整 一 調(diào)整規(guī)格，用斜面 二 調(diào)整位置 同上在 V 形塊和壓緊塊之間夾緊一個(gè)芯棒，并在兩端導(dǎo)軌上安裝千分 表，滑動導(dǎo)軌，千分表是否能達(dá)到軸端面，達(dá)到即可，達(dá)不到就進(jìn)行調(diào)整。 4.9.3 夾具的可調(diào)節(jié)性夾具的可調(diào)節(jié)性 通過固定 V 形塊的上下位置調(diào)整，使得夾具可夾取不同規(guī)格的工件。 調(diào)整范圍在 0-16mm 之間，不得超過 16mm。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 46 5 5 總結(jié)與展望總結(jié)與展望 時(shí)光荏苒，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾個(gè)月的戰(zhàn)斗，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。 在沒有接受論文題目以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對幾年來所學(xué)東西的簡單總結(jié)

60、，但是經(jīng)過這 次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對以前所學(xué)的知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力 的一種提高。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)雙工位鉆床，是一次非常好的演練機(jī)會。盡管我們 對專業(yè)知識的掌握還不夠透徹，我們?nèi)匀幌Ｍㄟ^自己的努力完成設(shè)計(jì)并希望有所突破。 下面就對我們這次設(shè)計(jì)的過程做個(gè)簡單的小結(jié)： 第一，課題分析。在接到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目后，我認(rèn)真翻閱了指導(dǎo)老師提供的資料，對 課題進(jìn)行了深刻的分析，并向老師請教了設(shè)計(jì)中的一些要點(diǎn)及難點(diǎn)。 第二，總體設(shè)計(jì)。在對課題進(jìn)行仔細(xì)分析以后，我和廖成威概括出了這次設(shè)計(jì)的大 體框架，并將設(shè)計(jì)劃分成了若干模塊，由我們分別完成。 第三，資料整理。我的任務(wù)是夾具和進(jìn)給設(shè)計(jì)，

61、通過書籍、互聯(lián)網(wǎng)等途徑積極查閱 資料，并與廖成威進(jìn)行資源共享，以達(dá)到最大的資源利用率及工作效率。 第四，課題實(shí)現(xiàn)。在資料準(zhǔn)備充分后，大家開始著手論文的撰寫，大家精誠協(xié)作、 共同探討，充分體現(xiàn)出了團(tuán)結(jié)精神。過程中，大家也越到不少問題，通過一起討論、請 教老師、以及翻閱資料等方式將問題一一解決。 第五，論文整理。在我們完成了各自的模塊以后，一起將論文進(jìn)行了整合，并整理 成冊。 我們這次的設(shè)計(jì)大體過程就是這樣。在此，要感謝我們的指導(dǎo)老師張大俊老師對我 們的悉心指導(dǎo)，給予了我們很大的幫助。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們對機(jī)械設(shè)計(jì)過程有 了一定的了解，大家充分的將所學(xué)理論知識運(yùn)用到了實(shí)踐當(dāng)中。我們通過查閱資料

62、、跟 其他小組探討、以及請教老師等方式學(xué)到了不少東西，雖然經(jīng)歷了一些困難，但同樣收 獲巨大。這次設(shè)計(jì)不僅提升了大家的業(yè)務(wù)能力，也加強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)意識，對我們以后 的工作有非常大的幫助。雖然這個(gè)方案做的還不夠?qū)I(yè)，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東 西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，將使我們終身受益。 減震器鋁合金缸筒雙面擴(kuò)絞專用機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)和夾具設(shè)計(jì) 47 致致 謝謝 大四最后的半學(xué)期，我們進(jìn)行了大學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，既為了考察我們在大學(xué)時(shí)期的學(xué) 習(xí)進(jìn)度，同時(shí)由為我們的知識進(jìn)行了一次溫故而知新。 在這短暫的幾個(gè)月中，我感到非常充實(shí)，期間我們多次到工廠見習(xí)，得到了豐富的 實(shí)踐知識，這離不開張大駿老師與同學(xué)的共

63、同團(tuán)結(jié)合作。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，由于 專業(yè)知識的不扎實(shí)我遇到了各種各樣的問題，有時(shí)候覺得不可能完成，但是在同學(xué)老師 的鼓勵(lì)下，我堅(jiān)持了下來，回首以前的日子感覺到了溫暖，是他們讓我走過了一步又一 步。畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，留下了看的見的，看不見的，厚厚的圖紙，豐富的見識。我想在 此再次感謝各位同學(xué)，尤其是張大駿老師，感謝你們的熱情無私的幫助，同時(shí)我也想感 謝自己，功夫不負(fù)有心人。 感謝張大俊老師。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 48 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 盧秀春，李鳳云. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)M. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985 年：108-119. 2 杜華，王敏. 機(jī)械工程手冊M. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999

64、年：89-97. 3 單東升，孔詳東. 組合機(jī)床及其自動線的使用與調(diào)整M. 勞動人事出版社，1988 年：132-143. 4 金賀榮. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)M .機(jī)械工業(yè)出版社，1986 年：67-84. 5 韓雪艷，梁孝敏，王樹春. 工程材料M. 東南大學(xué)出版社，1999 年：154-1 61. 6 馬恩. 液壓與氣壓傳動M. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999 年：134-143. 7 馮辛安，黃玉美，關(guān)慧貞. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)M. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999 年：88-96. 8 孫桓，陳作模，葛文杰. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京理工大學(xué)出版社，2005 年：124-135. 9 黃虹. 金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)