CK-I型精鏜車床主軸箱箱體

CK-I型精鏜車床主軸箱箱體,ck,型精鏜,車床,主軸,箱體 一、設(shè)計（論文）內(nèi)容 任務(wù)：CK-I型精鏜車床主軸箱箱體 本道工序內(nèi)容： 精加工缸套孔Ф118H10,Ф111H8,Ф110H7,曲軸孔Ф195H7,Ф78H7;平衡軸孔Ф52M7, 凸輪軸孔Ф35H7;調(diào)速軸孔Ф47H7,25V7,起動軸孔37H7 二、設(shè)計（論文）依據(jù) Ⅰ.被加工零件材料為HT200,硬度HB170-240 Ⅱ.生產(chǎn)綱領(lǐng)，5萬臺/年，兩班制 Ⅲ.機體的上下左右前后六個面均加工成為成品，各孔都加工成半成品，其余為毛坯 三、技術(shù)要求 ⑴、機床要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝卸方便，維修及調(diào)整便利。 ⑵、加工精度應(yīng)符合零件圖要求。 ⑶、夾具設(shè)計要求定位合理，夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，調(diào)試及維修方便， 提高生產(chǎn)效率。 四.畢業(yè)設(shè)計（論文）物化成果的具體內(nèi)容及要求 (具體內(nèi)容參照機械工程系畢業(yè)設(shè)計<論文>大綱及實施細則的有關(guān)要求填寫) 1、零件加工工序圖 1張 A1 2、機床尺寸聯(lián)系圖 1張 A0 3、生產(chǎn)率計算卡 1分 4、夾具裝配圖 1張 A0 5、零件圖 6—11張 A4—A2 6、設(shè)計說明書1份，字數(shù)在1萬字以上。 . 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度計劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 3．31—4．13 畢業(yè)實習(xí)，收集資料 4．14—4．27 資料整理，擬定設(shè)計方案 4．28—5．31 總體設(shè)計，部件設(shè)計，繪圖 6．01—6．15 編寫設(shè)計資料審閱，修改 6．23—6．27 分小組答辯 六. 主要參考文獻： 1.謝家瀛.組合機床設(shè)計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1994. 2.大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計(第一冊).北京:機械工業(yè)出版社,1975. 3.大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計參考圖冊.機械工業(yè)出版社,1975 4.沈陽工業(yè)大學(xué).組合機床設(shè)計.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1985. 5.王先達.機械制造工藝學(xué).北京:機械工業(yè)出版社,1995. 6.楊黎明.機床夾具設(shè)計手冊.北京:國防工業(yè)出版社,1996. 7.徐仁發(fā).機床夾具設(shè)計.重慶:重慶大學(xué)出版社,1993. 8.孟少庚.機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1992. 9.戴曙.金屬切削機床.北京:機械工業(yè)出版社,1994. 10.楊列群.形狀和位置公差,位置度公差.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1992. 七、其他 鹽城工學(xué)院機械工程系 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 機械設(shè)計制造及其自動化（建材機械）專業(yè) 設(shè)計（論文）題目　 CK-I型精鏜車床主軸箱箱體 學(xué)生姓名 徐 俊 班 級 99材機（5）班 學(xué) 號 B9912033 起訖日期 2003.03.31~2003.06.27 指導(dǎo)教師 教研室主任 系 主 任 發(fā)任務(wù)書日期 2003 年 03 月28 日 1 前 言 本設(shè)計的課題是CK-I型精鏜車床主軸箱箱體。這個課題來源于江蘇高精機電裝備有限公司，是針對該公司對氣缸蓋半精鏜，精鏜主軸箱箱體加工，其工作效率和精度不高而設(shè)計的。主要是為了適合流水線生產(chǎn)，提高目前的生產(chǎn)效率、加工精度，從而降低加工成本。 主軸箱箱體一般都由支承部件（床身、立柱、底座和中間底座）、動力部件（動力滑臺和主軸頭、動力頭）、工件定位夾壓和運送部件（夾具、回轉(zhuǎn)工作臺、移動工作臺、鼓輪等）和控制部件（電氣柜、液壓站、操縱臺等）組成。主軸箱箱體是根據(jù)工件加工的需要，以大量的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的一種高效的專用機床。主軸箱箱體一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方法，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍到幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，主軸箱箱體有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛運用，并可用來組成自動生產(chǎn)線。多年來機械產(chǎn)品加工中廣泛的采用萬能機床，但是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，很多企業(yè)的產(chǎn)品的產(chǎn)量越來越大，精度越來越高，采用萬能機床加工已經(jīng)不能很好的滿足要求。理所當(dāng)然，生產(chǎn)著用機床可以提高生產(chǎn)效率和加工精度。在主軸箱箱體設(shè)計過程中，為了降低主軸箱箱體的制造成本，應(yīng)盡可能的使用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件。目前，我國設(shè)計制造的主軸箱箱體，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占零件總數(shù)的70—80%，其它20—30%是專用零件。 在進行主軸箱箱體的夾具設(shè)計時，首先需要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(nèi)容。然后還要深入基層進行實地觀察，摸索夾具的工作原理，體會主軸箱箱體的優(yōu)點。通過認真閱讀研究15040081型氣缸蓋的零件圖，了解其材料、硬度、重量等，對內(nèi)側(cè)面進行半精鏜和精鏜排氣空和進起孔。接下來是總體方案的設(shè)計，總體方案設(shè)計的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工的零件圖，加工的示意圖，機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。最后，就是技術(shù)設(shè)計和工作設(shè)計。技術(shù)設(shè)計就是根據(jù)總體設(shè)計已經(jīng)確定的三圖一卡，設(shè)計夾具等專用部件正式總圖；工作設(shè)計就是繪制各個專用部件的圖樣，編制各零件的明細表。 設(shè)計的整個過程是艱辛的，在設(shè)計過程中必須要考慮到方方面面的問題。由于所學(xué)的知識的有限，因此在設(shè)計過程中查閱了大量的相關(guān)資料，以補充自己的不足之處。 首先，要有豐富的實踐經(jīng)驗。整個設(shè)計，僅靠一些參考資料是遠遠不夠的。因此，在設(shè)計工作開始前，特地到江淮動力股份有限公司、鹽城紅旗機床廠、高精機電裝備有限公司等進行了實地的參觀考察，積累了一些寶貴經(jīng)驗。 其次，運用四年來所學(xué)的專業(yè)知識，針對現(xiàn)實中遇到的實際情況，做到舉一反三，觸類旁同。整個設(shè)計過程不僅涉及到以前所學(xué)的知識，而且還設(shè)計到新的理念，所以我在設(shè)計過程中一邊溫習(xí)以前所學(xué)的知識，一邊學(xué)習(xí)新的知識，這樣拓寬了我的視眼。 第三，通過自身的努力，結(jié)合理論和實際，從合理性、經(jīng)濟性、工藝性、實用性及其對被加工零件的具體要求對現(xiàn)有機床進行研究分析，找出可以進行改進的地方，通過相互對比，確定一個新的，周全的設(shè)計方案。在指導(dǎo)老師吳進老師的悉心指導(dǎo)下，在同課題組三位同學(xué)相互討論學(xué)習(xí)和幫助下，經(jīng)過兩個月的艱辛勞動，終于完成了這一設(shè)計課題。 2 主軸箱箱體工藝方案的擬訂 工藝方案的擬訂是主軸箱箱體設(shè)計的關(guān)鍵一步。工藝方案制定的正確與否是在很大程度上決定了主軸箱箱體的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)工件的形狀和加工要求的特點， 加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等，按一定的原則，結(jié)合主軸箱箱體常用的工藝方法，充分考慮到各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬訂出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的工藝方案。選擇工藝基面和定位方式是制定工藝方案的關(guān)鍵所在。 2.1 被加工零件的加工工序和加工精度 由于本機床是用于對氣缸蓋導(dǎo)管孔進行半精鏜和精鏜加工，根據(jù)先粗后精，工序集中原則，現(xiàn)對氣缸蓋導(dǎo)管孔加工的工藝路線設(shè)計如下: 工序1(半精鏜) Ⅰ工位:槍鉸排氣導(dǎo)管孔(刀具直徑為Φ14.8mm)，鏜排氣閥座孔(刀具直徑為Φ47.8mm)，加工精度為H8； Ⅱ工位:槍鉸進氣導(dǎo)管孔(刀具直徑為Φ14.8mm)，鏜進氣閥座孔(刀具直徑為Φ44.8mm)，加工精度為H8。 工序2(精鏜) Ⅰ工位:槍鉸排氣導(dǎo)管孔(刀具直徑為Φ15mm)，鏜排氣閥座孔(刀具直徑為Φ48mm)，加工精度為H7； Ⅱ工位:槍鉸進氣導(dǎo)管孔(刀具直徑為Φ15mm)，鏜進氣閥座孔(刀具直徑為Φ45mm)，加工精度為H7。 2.2被加工零件的特點 氣缸蓋的材料為HT250； 硬度為150-225HBS； 生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)量5萬件，單班制； 在本工序前各主要表面已加工完畢。 3．主軸箱箱體多軸箱設(shè)計 3.1多軸箱的組成 大型通用多軸箱由通用零件如箱體、主軸、傳動軸、齒輪和附加機構(gòu)等組成，其基本結(jié)構(gòu)見多軸箱設(shè)計總圖。圖中箱體、前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋等為箱體類零件；主軸、傳動軸、手柄軸、傳動齒輪、動力箱或電動機齒輪等為傳動類零件；葉片泵、分油器、注油標(biāo)、排油塞、和防油套等為潤滑及防油元件。在多軸箱內(nèi)腔，安排3排24mm寬的齒輪；箱體后壁與后蓋之間安排24mm寬的齒輪。后蓋的厚度為90mm，多軸箱的標(biāo)準(zhǔn)厚度為180mm。 多軸箱的通用箱體類零件配套表見表7-4，選用DZ27型多軸箱；箱體材料為HT300，前、后、側(cè)蓋等材料為HT200。多軸箱體基本尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（GB3668.1-83）規(guī)定，9種名義尺寸用相應(yīng)滑臺的滑鞍寬度表示，多軸箱寬度和高度是根據(jù)配套滑臺的規(guī)格按規(guī)定的系列尺寸（表7-1）選擇；多軸箱后蓋與動力箱法蘭尺寸如表7-2所示，其結(jié)合面上連接螺紋孔、定位銷孔及其位置與動力箱聯(lián)系尺寸相適應(yīng)（參閱表5-40）；通用多軸箱體結(jié)構(gòu)尺寸及螺孔位置見表7-3。 多軸箱設(shè)計原始依據(jù)表： 軸號 主軸外伸尺寸 切 削 用 量 D/d L 工序內(nèi)容 n（r*min-1） v（m*min-1） f（mm*r-1） 1、2、3、 4、5、 6 32/20 115 鉆M8螺紋內(nèi)底孔 480 18 0.15 3.2 通用鉆削主軸 該工件加工底孔間距較小，決定了主軸宜采用滾針軸承主軸，前后支承均無內(nèi)環(huán)滾針軸承和推力球軸承，其型號為dT0724-41。 3.3通用傳動軸 通用傳動軸按用途和支承形式分為圖4-5所示六種，表4-4所示為通用傳動軸的系列參數(shù)六種傳動軸結(jié)構(gòu)，配套零件及聯(lián)系尺寸，其型號為dT0733-41 3.4通用齒輪和套 多軸箱用通用齒輪有：傳動齒輪、動力箱齒輪和電動機齒輪三種（見表4-5），其結(jié)構(gòu)型式、尺寸參數(shù)及制造裝配要求見表7-21～表7-23。多軸箱用套和防油套綜合表參閱表7-24、表7-25。 3.5主軸型式和直徑、齒輪模數(shù)的確定 主軸的型式和直徑，主要取決于工藝方法、刀具主軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)、刀具的進給抗力和切削轉(zhuǎn)矩。主軸直徑按加工示意圖所示主軸類型及外伸尺寸可初步確定。傳動軸直徑也可以參考主軸直徑大小初步選定。齒輪模數(shù)m（單位為mm）一般用類比法確定，也可按公式估算，即m≥（30～32）（P/zn）1/3 式中 P——齒輪所傳遞的功率，單位為KW ； z——一對嚙合齒輪的小齒輪齒數(shù)； n——小齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 多軸箱中的齒輪模數(shù)常用2、2.5、3、3.5、4幾種，為便于生產(chǎn)，同一多軸箱中的模數(shù)最好不要多于兩種。 3.6多軸箱的動力計算 多軸箱的動力計算包括多軸箱所需要的功率和進給力兩項。傳動系統(tǒng)確定后，多軸箱所需功率P多軸箱按下列公式計算： P多軸箱=P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失 =++ 式中 P切削——切削功率，單位為KW； P空轉(zhuǎn)——空轉(zhuǎn)功率，單位KW； P損失——與負荷成正比的功率損失，單位為KW。 每根主軸的切削功率，由選定的切削用量按公式計算或查圖表獲得；每根軸的空轉(zhuǎn)功率按表4-6確定；每根軸上的功率損失，一般可取所傳遞功率的1%。軸徑為20的主軸的功率為0.046KW。則： P多軸箱=P切削+P空轉(zhuǎn)+P損失 =（2+10*0.046）*（1+1%）=2.5KW 3.7 對多軸箱傳動的一般要求 3.7.1 在保證主軸的強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。為此，應(yīng)盡量用一根中間傳動軸帶動多根主軸，并將齒輪布置在同一排上。當(dāng)中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時，可采用變位齒輪或略微改動傳動比的方法解決。 3.7.2 盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質(zhì)量。遇到主軸分布較密，布置齒輪的空間受到限制或主軸負荷較小、加工精度要求不高時，也可用一根強度較高的主軸帶動1～2根主軸傳動方案。 3.7.3 為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱內(nèi)齒輪副的傳動比一般要大于1/2（最佳傳動比為1～1/1.5），后蓋內(nèi)齒輪傳動比允許取至1/3～1/3.5；盡量避免用升速傳動。當(dāng)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速較低時，允許先升速后再降一些，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉(zhuǎn)矩較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但空轉(zhuǎn)功率損失隨之增加，故要求升速傳動比小于等于2；為使主軸上的齒輪不過大，最后一級經(jīng)常采用升速傳動。 3.7.4 用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在第I排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第III排，以減少主軸端的彎曲變形。 3.7.5 驅(qū)動軸直接帶動的轉(zhuǎn)動軸數(shù)不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。 3.8潤滑泵軸和手柄軸的安置 多軸箱常采用葉片油泵潤滑，油泵供油至分油器經(jīng)油管分送各潤滑點。箱體較大、主軸超過30根時用兩個潤滑泵。油泵安裝在箱體前壁上，泵軸盡量靠近油池；通常油泵齒輪放在第I排，以便于維修，當(dāng)泵體或油管接頭與傳動軸端相碰時，可改用埋頭傳動軸。 多軸箱一般設(shè)計手柄軸，用于對刀、調(diào)整或裝配檢修時檢查這、主軸精度。手柄軸轉(zhuǎn)速盡量高些，其周圍應(yīng)有較大的空間。 3.9 多軸箱傳動系統(tǒng)擬定 3.9.1 多軸箱傳動系統(tǒng)擬定基本方法 （1）將主軸劃分為各種分布類型 被加工零件上加工孔的位置分布是多種多樣的，但大致可歸納為：同心圓分布、直線分布和任意分布三種類型。 （2）確定驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向及其在多軸箱上的位置、 驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速按動力箱型號選定，當(dāng)采用動力滑臺時驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)方向可任意選擇，動力箱與多軸箱連接時，應(yīng)注意驅(qū)動軸中心一般設(shè)置于多軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高度則決定于所選動力箱的型號規(guī)格，驅(qū)動軸中心位置在機床聯(lián)系尺寸圖中已確定。 （3）用最少的傳動軸及齒輪副把驅(qū)動軸和各主軸連接起來，在多軸箱設(shè)計原始依據(jù)圖中確定了各主軸的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，首先分析主軸位置，擬訂傳動方案，選定齒輪模數(shù)，再通過計算、作圖和多次試湊相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動軸的位置及轉(zhuǎn)速。 3.9.2齒輪齒數(shù)、傳動軸轉(zhuǎn)速的計算公式： 式中：u－－－嚙合齒輪副的傳動比, Sz－－－嚙合齒輪副的齒數(shù)和， Z主，Z從－－－分別為主動和從動齒輪齒數(shù)， N主，n從－－－分別為主動和從動齒輪轉(zhuǎn)速，單位r/min A－－－齒輪嚙合中心距，單位為mm m－－－齒輪模數(shù)，單位為mm 3.9.3 多軸箱傳動系統(tǒng)擬定方案 先把全部主軸中心盡可能分布在幾個同心圓上，在各個同心圓的圓心上分別設(shè)置中心傳動軸。 （1）擬訂傳動路線,如圖： 把主軸1、2、3、4視為一組同心圓主軸，在其圓心處設(shè)中心轉(zhuǎn)動軸11；把主軸5、6、7視為一組同心圓主軸，在其圓心處設(shè)中心轉(zhuǎn)動軸12；把主軸8、9、10視為一組同心圓主軸，在其圓心處設(shè)中心轉(zhuǎn)動軸15。 （2）確定傳動軸位置及齒輪齒數(shù) ①確定傳動軸15的位置及各軸齒輪齒數(shù)，傳動軸15的位置為主軸8、9、10同心圓圓心上，查表7-21 傳動齒輪綜合表 d=20mm, m=2, Z=19～36 連續(xù) m=3, Z=16～45 連續(xù) A=45mm, n8=468r/min, 若取m=2, Z15=25, , , 由于主軸9、10的類型和8一樣，所以有： Z9=Z10=Z8=20 ②確定傳動軸12的位置及各軸齒輪齒數(shù)，傳動軸12的位置為主軸5、6、7同心圓圓心上， A=40mm, n5=468r/min, 若m=2, Z12=20 , , 由于主軸6、7的類型和5一樣，所以有： Z6=Z7=Z5=20 ③確定傳動軸12與驅(qū)動軸間的傳動關(guān)系，驅(qū)動軸軸心位置與主軸1重合 查表7-22 動力箱齒輪 m=3或m=4 A=53.5mm, n驅(qū)=480r/min, 若取m=3 , , 解得：取Z驅(qū)=17， Z12=18 ④確定傳動軸11的位置及與驅(qū)動軸間的傳動關(guān)系，傳動軸11的位置為主軸1、2、3、4同心圓圓心上， 由于傳動軸11也由同一驅(qū)動軸傳動的，因此 m=3, 又A=52mm , 取Z11=17 ⑤確定傳動軸11與 主軸1、2、3、4間的傳動關(guān)系， A=52mm， 若m=3, , , 取Z1=18， Z11=17 ⑥確定傳動軸13的位置及其傳動關(guān)系， 傳動軸13分別與主軸6、8嚙合，由于主軸6和8的主軸和齒輪類型及轉(zhuǎn)速一樣，故傳動軸13根據(jù)需要適當(dāng)選取，從主軸6傳到傳動軸13，再傳至主軸8，現(xiàn)選傳動軸13的齒輪模數(shù)m=2, Z13=30 在整個傳動系統(tǒng)中主軸6和8在作為鉆軸的同時，也承擔(dān)一部分傳動軸的作用，經(jīng)過計算，各主軸的實際轉(zhuǎn)速n=453.3r/mm,接近最大轉(zhuǎn)速n=468r/mm。 3.10 傳動零件的校核計算 傳動系統(tǒng)擬訂后，應(yīng)對總體設(shè)計和傳動設(shè)計中選定的傳動軸頸和齒輪模數(shù)進行驗算，校核是否滿足工作要求。驗算傳動軸的直徑按下式計算傳動軸所承受的總轉(zhuǎn)矩T總： T總=T1U1+T2U2+…+TnUn 直徑由公式： d=B（10T）1/4 則T11=T1U1+T2U2+ T3U3+ T4U4=2.38*4*0.944=8.99（N*mm） d11=B（10T11）1/4=5.2*（10*8.99）1/4=16.0mm〈20mm T12=T5U5+T6U6+ T7U7 = 2.38*2*1+9.52*1=14.28（N*mm） d12=B（10T12）1/4=5.2*（10*14.28）1/4=18.0mm〈20mm T13=T8U8=7.14*1.5=10.71（N*mm） d13=B（10T13）1/4=5.2*（10*10.71）1/4=16.7mm〈20mm T15=T9U9+T10U10 =2.38*2*1=4.76（N*mm） d15=B（10T15）1/4=5.2*（10*4.76）1/4=13.7mm〈20mm 所以所選用的傳動軸直徑滿足要求。 3.11 傳動系統(tǒng)的校核計算 傳動件系統(tǒng)的校核包括強度和幾何干涉校核，強度校核包括軸、齒輪的強度和軸承的壽命校核計算。若發(fā)現(xiàn)某一項指標(biāo)不滿足規(guī)定要求時，系統(tǒng)將根據(jù)可能，修改有關(guān)參數(shù)。如驗算某一軸上受轉(zhuǎn)矩超過允許值，則系統(tǒng)視空間的可能性，自動地將該軸直徑加大，然后再次校核；若空間不允許加大軸徑，則會打印出錯誤信息，指出該軸不滿足強度要求，應(yīng)重新設(shè)計方案，直至符合要求為止。幾何校核的目的是檢查傳動系統(tǒng)中各傳動件、支承件等之間是否有碰撞現(xiàn)象，確保系統(tǒng)正常傳動。檢查的項目有：①齒輪與非嚙合齒輪的碰撞②齒輪與軸、套的碰撞。③齒輪與箱體四周壁的碰撞。④軸承與軸承的干涉⑤液壓泵體及其接頭等與傳動軸端的碰撞等。幾何干涉校核是穿插在每一個傳動系統(tǒng)設(shè)計模塊之中，即每用一個設(shè)計子模塊，均需進行一次幾何干涉校核。若發(fā)現(xiàn)有幾何干涉現(xiàn)象，即會顯示錯誤信息，提示設(shè)計者予以修正；若是軸承與軸承碰撞，可更換軸承類型解決。 多軸箱圖： 4．主軸箱箱體夾具設(shè)計 夾具是在機械制造工藝過程中，使工件準(zhǔn)確定位，并將其牢固加緊以接受加工的一種工藝裝備。無論是在機械加工、裝配、檢驗，還是在焊接、熱處理等冷、熱工藝中都大量采用各種不同的夾具。 4.1夾具的作用 （1）保證加工精度 由于工件上各有關(guān)表面的相互位置精度是通過夾具來保證的，所以工件在加工后能得到較高的位置精度 （2）提高生產(chǎn)效率、降低成本 采用夾具可省去劃線工序，縮短工件定位和加緊時間，減少加工時間，因此提高生產(chǎn)效率、降低成本 （3）擴大機床的使用范圍 在機床不足的情況下，采用夾具能擴大其使用范圍。如在車床上配備鏜孔夾具或磨頭，以進行鏜削和磨削工作。 （4）操作方便，減輕勞動強度 使用夾具安裝工件，基本上不用找正，加工精度主要靠夾具保證，基本上不取決于工人的技術(shù)水平，因而操作方便，夾具采用機械化、自動化上下料裝置和夾緊裝置可大大減輕工人的勞動強度，此點對于大中型工件和大批量工件的加工尤為重要。 4.2具的組成 各種夾具盡管用途不同，結(jié)構(gòu)形式也多種多樣，但一般都由以下幾個部分組成 （1）定位裝置 定位裝置的用途是使工件的基準(zhǔn)面與刀具間獲得正確的相對位置，它包括定位元件及其組合，如定位銷、定位鍵、V型塊等。 （2）夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將裝好的工件夾緊，并保證加工過程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性，它包括動力裝置（如氣動、液壓、電動等）、傳動裝置（如螺紋傳動、杠桿傳動、凸輪傳動等）夾緊機構(gòu)和夾緊元件。 （3）導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置用來引導(dǎo)或確定刀具與工件的相對位置，它包括鉆套、鏜套、對刀塊等。 （4）輔助裝置 它的作用是加速工件在夾具中的裝卸或形成加工時所必須的輔助運動，輔助裝置包括上下料裝置、度裝置、件頂出裝置、潤滑裝置、冷卻裝置。 （5）夾具體 它是夾具的基礎(chǔ)，在夾具體上安裝夾具的所有零件和部件等。 4.3工件的定位 在進行機械加工時，必須把工件放在夾具上，使它在夾緊前獲得正確的位置，這就叫工件的定位，定位是通過工件的定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件或定位裝置的相對配合來實現(xiàn)的。 4.4工件的夾緊 工件在加工過程中，由于受切削刀或工件本身重量的作用，常發(fā)生位移或振動，因此必須用適當(dāng)?shù)牧⑵鋳A緊，夾具中用來夾緊工件的裝置叫夾緊機構(gòu)，常用的夾緊機構(gòu)有螺旋夾緊機構(gòu)、偏心夾緊機構(gòu)、杠桿夾緊機構(gòu)、壓板夾緊機構(gòu)、彈簧夾緊機構(gòu)、定心夾緊機構(gòu)、聯(lián)動夾緊機構(gòu)等。 根據(jù)加工零件的尺寸特點，夾具的外型尺寸可由之前初定的方案來制定,具體設(shè)計方案如夾具總圖 4.5夾具總圖： 5．液壓系統(tǒng)的設(shè)計 液壓系統(tǒng)的設(shè)計是整個機器設(shè)計的一部分，它的任務(wù)是根據(jù)機器的用途、特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，在經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)對機器的工作情況進行詳細的分析，該機床需要快進、工進和快退三步一次進給運動。其工作過程由液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)。液壓滑臺是由滑臺、滑座及油缸三部分組成，液壓滑臺是通過電氣控制由夜壓系統(tǒng)來實現(xiàn)的?；_的工進速度由節(jié)流閥調(diào)節(jié)，可實現(xiàn)無級調(diào)速。電氣控制電路一般采用行程、時間原則及壓力控制方式。 具有一次進給的液壓動力滑臺電氣控制電路如圖所示： 電磁鐵 YA1 YA2 YA3 轉(zhuǎn)換主令 快進 + - + SB5 工進 + - - SB6 快退 - + - SB7 停止 - - - SB2 5.1 滑臺原位停止 滑臺由油缸YG拖動前后進給，電磁鐵YA1、YA2、YA3均為斷電狀態(tài)，滑臺原位停止。 5.2 滑臺快進 按下SB0按扭， YA1、YA3電磁鐵得電，將電磁閥1HF及2HF推向右端，于是泵壓出的壓力油經(jīng)1HF流入滑臺油缸左腔，右腔流出的油經(jīng)1HF、2HF也流入左腔構(gòu)成差動快速回路使滑臺快進。 5.3 滑臺工進 當(dāng)擋鐵壓動行程開關(guān)SQ1， YA3斷電，電磁閥2HF復(fù)位，滑臺右腔流出的油只能經(jīng)節(jié)流閥流入油箱，滑臺轉(zhuǎn)為工進。 5.4 滑臺快退 當(dāng)滑臺工進到終點， YA2得電，使電磁閥1HF推向左，變量泵壓出的壓力油經(jīng)1HF流入滑臺油缸右腔，左腔流出的油經(jīng)1HF直接流入油箱，滑臺快退。 在上述電路中，若需要使滑臺工進到終點，延時停留，即工作循環(huán)成為：快進工進延時停留快退。 5.5液壓系統(tǒng)圖： 4.1傳動方案擬訂 鏜削頭的傳動方式通常有兩種：帶傳動和齒輪傳動。 A.帶傳動的主要優(yōu)點： a.緩沖和吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小。 b.傳動靠摩擦力傳動，過載時與輪接觸發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件。 c.適用于兩軸中心距較大的場合。 d.結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護等均較為方便，成本低廉。 B.帶傳動的主要缺點： a.不能保證準(zhǔn)確的傳動比。 b.需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力。 c.整個傳動裝置的外部尺寸較大，不夠緊湊。 d.帶的壽命較短，傳動效率低。 C.帶傳動適用的場合： a.速度較高的場合，多用于原動機輸出的第一級傳動。帶的工作速度一般 為5-30m/s，高速帶可達60m/s。 b.中、小功率傳動，通常不超過50Kw c.傳動比不超過7，最大到10。 d.傳動比不要十分準(zhǔn)確。 D.齒輪傳動的一些特點： a.制造和安裝精度較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠距離兩軸之間的傳動。 b.瞬時傳動比不變，沖擊、振動和噪聲小，能保證較好的傳動平穩(wěn)性和較高的運動精度。 c.在尺寸小、質(zhì)量輕的前提下，齒輪的強度高，耐磨性好，承載能力大，能達到預(yù)期的工作壽命。 鑒于以上情況，在設(shè)計中選用帶傳動的方式。并且鏜削頭的傳動屬于原動機的第一級傳動，而且?guī)鲃涌煞乐惯^載時零件的損壞。齒輪傳動的要求相對比較的高，綜合比較采用帶傳動裝置。 4.2同步帶類型的確定 同步齒型帶是近年來發(fā)展較快的一種傳動技術(shù)。帶的工作表面制成齒形與有齒的帶輪作嚙合傳動。所以它兼有帶、鏈和齒輪傳動三者的優(yōu)點,應(yīng)用范圍也比較廣泛。同步齒型帶按帶體材料可分為氯丁橡膠帶和聚氨酯橡膠帶兩種。前者強度高，抗疲勞性好，適用范圍廣；后者用于輕載傳動，與三角帶類似，所以我們在這里選用同步齒型帶的材料為氯丁橡膠。同步齒型帶的齒型通?？煞譃樘菪魏蛨A弧齒兩種，后者的齒形曲線較為合理，能傳遞更大的功率，所以我們在這里選用同步齒型帶的齒型為圓弧齒。帶輪上輪齒的加工應(yīng)采用專門的滾刀進行滾切加工，材料常用合金鋁、鋼、鑄鐵和工程塑料等。同步齒型帶由于采用嚙合傳動，所以承載能力大、傳動效率高、不打滑、傳動比準(zhǔn)確，適用的載荷及速度范圍比普通帶傳動廣、結(jié)構(gòu)緊湊；其缺點是對制造和安裝的要求高，中心距要求也比較嚴格。 4.2.1同步帶主要參數(shù)設(shè)定 圓弧齒同步帶主要參數(shù)，根據(jù)參考資料[1]表12-1-50設(shè)定。 表4-1同步帶主要參數(shù) 齒型 型號 節(jié)距 /mm 基準(zhǔn)帶寬所傳遞功率范圍 /Kw 基準(zhǔn)帶寬 /mm 說明 圓弧齒 3M 3 0.001-0.9 6 5M 5 0.004-2.6 9 8M 8 0.02-14.8 20 14M 14 0.18-42 40 20M 20 2-267 115 4.2.2同步帶、帶輪的設(shè)計 A.同步帶的設(shè)計 a.圓弧齒同步帶圖，參照[1] 同步帶部分。 圖4-1圓弧齒同步帶 b.圓弧齒帶的齒型與齒寬 ，參考[1]表12-1-51。 表4-1圓弧齒帶的齒型與齒寬 圓弧齒 型號 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓角半徑 帶高 帶寬 14 9.46 6.02 1.20-1.35 4.50 1.00 85 c.圓弧齒帶的節(jié)線長度 長度代號 1196 節(jié)線長 齒數(shù) B.帶輪的設(shè)計 a.圓弧齒的齒行尺寸及偏差 ，參考[1]表12-1-59。 表4-2齒行尺寸及偏差 圓弧齒 槽型 節(jié)距 齒槽深 齒槽圓弧半徑 齒頂圓角半徑 齒槽寬 兩倍節(jié)頂距 齒形角 14 14 6.20 4.65 1.36-1.50 9.80 2.794 b.圓弧齒帶輪直徑，參考[1]表12-1-61。 表4-3帶輪直徑 類型 齒數(shù) 節(jié)徑 外徑 小帶輪 28 124.78 126.57 大帶輪 56 249.55 246.76 c.圓弧齒帶輪寬度，參考[1]表12-1-62。 表4-4帶輪寬度 齒型 槽型 輪寬代號 圓弧齒 100 104 112 C.帶輪擋圈設(shè)計 a.帶輪擋圈尺寸，參考[1]表12-1-63。 表4-5擋圈參數(shù) 槽型 擋圈最小高度 7.0-7.5 2.5 擋圈厚度t 2.5-3.0 擋圈彎曲處直徑 擋圈外徑 b.擋圈的設(shè)置 一般推薦小帶輪兩側(cè)均設(shè)擋圈，大帶輪兩側(cè)不設(shè)，如圖4-2a所示。 也可在大、小帶輪的不同側(cè)各裝單側(cè)擋圈，如圖4-2b 所示。 當(dāng)時，大、小帶輪兩側(cè)均設(shè)擋圈，如圖4-2c所示。 a b c 圖4-2擋圈的設(shè)置 在這里我們選用第三種情況，在大、小帶輪兩側(cè)均設(shè)擋圈。 D.帶輪圖 本設(shè)計采用圓弧齒帶輪，電機端與帶輪b連接，主軸端與帶輪a連接。 a b 圖4-3帶輪圖 4.2.3同步帶設(shè)計計算 已知條件：（1）傳動功率；（2）小帶輪、大帶輪轉(zhuǎn)速；（3）傳動用途、載荷性質(zhì)、原動機種類以及工作制度。 設(shè)計功率 （4-1） 公式中：—工況系數(shù)，見參考資料[1]表12-1-67 =0.1 —傳動功率 帶型： 節(jié)距或模數(shù)由[1]圖12-1-9選取，為使傳動平穩(wěn)，提高帶的柔性以及增加嚙合齒數(shù)，節(jié)距應(yīng)盡可能選取較小值。 帶型 小帶輪齒數(shù) 見[1]表12-1-68 。帶速V和安裝尺寸允許時，盡可能選用較大，。 小帶輪節(jié)圓直徑d1，見[1]表12-1-60。 見[1]表12-1-61 帶速，若過大，則應(yīng)減少或選用較小的。 （4-2） 傳動比 = （4-3） —小帶輪轉(zhuǎn)速 —大帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪齒數(shù) （4-4） 大帶輪節(jié)圓直徑，見[1]表12-1-61 （4-5） 初定中心距，可根據(jù)結(jié)構(gòu)要求定。 （4-6） 選取 初定帶的節(jié)線長度，按[1]表12-1-57選取接近的值極其齒數(shù)。 （4-7） 節(jié)線長度 齒數(shù) 實際中心距 中心距可調(diào)整 （4-8） 小帶輪嚙合齒數(shù) 一般情況下 ，若時，可增大或不變時，采用較小的（或）。 基準(zhǔn)額定功率，見[1]表12-1-74。 帶寬 （4-9） 見參考資料[1]表12-1-77得： 一般情況下 按[1]表12-1-51選定 作用在軸上的力 （4-10） —矢量相加修正系數(shù)，見[1]圖12-1-12 此力對軸的影響很小。 4.夾具設(shè)計 4.1設(shè)計步驟 1． ? 明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計資料； 2． ? 擬訂方案，繪單圖； 3． ? 分析計算； 4． ? 審方案，改造設(shè)計； 5． ? 繪制夾具總裝配圖； 6． ? 繪制夾具圖中主要零件的總裝配圖。 4.2 定位支承系統(tǒng) 在主軸箱箱體上加工時，必須使被加工零件對刀具及其導(dǎo)向保持正確的相對位置，這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的，定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外，還要承受被加工零件的重量和夾壓力，有時還要承受切削力。 定位支承系統(tǒng)主要是有定位支承，輔助支承和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被加工零件有一定位置的元件。輔助支承是僅用作增加被加工過程中的剛度及穩(wěn)定性的一種活動式支承元件，由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸，結(jié)構(gòu)，精度和布置都直接影響被加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計時必須注意以下的問題： 1．? 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承界面； 2．? 提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形； 3．? 提高定位支承系統(tǒng)的精度及元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度； 4．? 可靠的排除定位支承部位的切削。 S195柴油機三面精膛主軸箱箱體加工零件采用六點定位原則：平面取三點，零件防在兩個支承板上，這樣可以增加定位系統(tǒng)的剛性，防止了當(dāng)夾壓力和切削力不是對準(zhǔn)支承時而引起的工件變形，這種變形不僅影響加工精度，而且會引起振動，以至造成折斷。兩個定位螺釘以及一個螺栓共六點進行定位的。S195柴油機的汽缸體是以底面和側(cè)面兩個互相垂直的平面定位的，所以支承板做成了90度的腳鐵式，剛性很好。 ?4.3定位誤差的分析計算 由于一批零部件在夾具上定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一樣，加工后，各工體的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。 用家具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素如圖所示： 一．分別計算加工端面尺寸326.95±0.05的誤差和垂直度為0.06mm這兩項誤差。 1．? 定位誤差 ①.基準(zhǔn)不重合誤差 ②.基準(zhǔn)位移誤差 在機械加工系統(tǒng)中無影響加工精度的其他因素，加工尺寸326.95±0.05的定位誤差為0，即=0。垂直度0.06的定位誤差=0。 2．? 對刀誤差 因為刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差。 3．? 夾具的安裝誤差， 因為夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差。本主軸箱箱體的夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差。 4．? 夾具誤差 因為夾具上的定位元件，對刀元件或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導(dǎo)向件和導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，它的大小取決與夾具零件的加工精度和夾具裝配時的調(diào)整與修配精度。 5．? 加工方法誤差 因為機床精度，刀具精度，刀具與機床的位置精度，工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，所以根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3，計算可得： =/3 加工尺寸326.95±0.05的加工方法誤差為=0.1/3=0.03mm，而垂直度為0.06的加工誤差為0。 6．? 保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時，總加工的誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立的隨機變量，應(yīng)用概率法疊加，因此保證工件加工精度的條件是 =≤ 即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸誤差，為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因為磨損而過早的報廢，在分析計算工件加工精度時，需保留出一定的精度儲備量J，因此上式改寫為： 將上述計算的加工精度值列于下表 ?? 誤差計算 加工要求 ? ? 誤差名稱 326.95 垂直度為0.06mm 0 0 0.042 0.005 0 0 0.01 0.02 0.033 0 0.057 0.021 J 0.043 0.079 由上表可知，該夾具能滿足各項精度要求，且具備一定的精度儲備。 二．分別計算加工尺寸：5220.05和位置度為Φ0.300mm的誤差 1．定位誤差：加工尺寸5220.05的定位誤差=0；位置度Φ0.300mm的定位誤差Φ0.100mm =0.100mm 2．對刀誤差：加工尺寸522和加工尺寸326.950.05的對刀誤差一樣，=0.042mm；位置度Φ0.300mm的對刀誤差=0.042mm 3．夾具安裝誤差=0 4．夾具誤差：影響522的夾具誤差為底面對側(cè)面的誤差=0.060mm；影響位置度Φ0.300mm的夾具誤差為0.1mm 5．加工方法誤差：加工尺寸=0.033；位置度Φ0.300mm的=0.047 將上述數(shù)據(jù)列為下表 誤差加工 加工要求 ? ? 誤差系數(shù) 加工尺寸522 位置度0.300mm 0 0.1mm 0.042 0.042mm 0 0 0.14 0.06mm 0.033 0.047mm 0.097 0.132mm J 0.003 0.008mm 由上表可知，該夾具能滿足工件的各項精度要求，且具備一定的精度儲備。 分析位置度為0.400mm的加工誤差，因為為mm已經(jīng)滿足加工精度要求，因此該位置度為0.400mm一定能滿足加工精度要求。 6.夾緊力的確定 所謂確定夾緊力，從廣義上來說，就是要真確的確定夾緊力的三要素：作用點，方向和大小。 欲選取夾緊機構(gòu)和適當(dāng)?shù)膭恿鲃友b置，就必須確定所需夾緊力的大小，所需夾緊力的大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。重力的大小和方向是不變的，而切削力的大小和方向在切削過程中是不斷變化的，在切削過程中，影響切削力大小的因素很多，例如工件材質(zhì)不均勻，加工余量不均勻，刀具的磨損余量不同以及切削時的沖擊力等。而且夾緊力也取決于一系列其他的因素，例如接觸表面的光潔度，工藝系統(tǒng)的剛性等。因此確定切削力和所需夾緊力的大小，就是一個比較復(fù)雜的問題，實際上不可能完全準(zhǔn)確的確定切削力和所需夾緊力的大小，而只能做出大概的計算。 為了簡化問題，在確定夾緊力時，一般假定工藝系統(tǒng)：工件——夾具——刀具——機床都是絕對剛性的，切削過程是穩(wěn)定的，而且切削參數(shù)也是固定不變的。在這些條件下，切削力可以根據(jù)切削原理的計算公式或計算圖表求得，而所需的夾緊力可以從工件在夾壓后的靜力問題來求得。然后為了保證夾緊可靠，在計算結(jié)果中引進安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力。 在保證機體正?？煽抗ぷ鞯臈l件下，夾緊力愈小愈好。因為如果盲目地加大夾緊力就會造成如下影響：加大了工件在夾緊時的變形，從而影響加工精度。 估算夾緊力的方法： ①找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力， ②為了簡便，只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響，根據(jù)《機床夾具設(shè)計》，每塊壓板應(yīng)給工件的夾緊力是Q=KP/（,式中Q是夾緊力，P是切削力，是壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)，是工件和定位支承板間的摩擦系數(shù)，K是安全系數(shù)。 因為壓板，工件，定位支承板均為鑄件，查得摩擦系數(shù)，均為0.18，安全系數(shù)K可按下式計算K= ，式中——為各種因素的安全系數(shù)。 ：考慮工件材料及加工余量的均勻性的基本安全系數(shù)，取1.2 ：加工性質(zhì)，取1.2 ：加工方法，取1.0 ：切削特點，取1.0 ：夾緊力的穩(wěn)定性，取1.0 ：夾緊時的手柄位置，取1.0 ：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件與支承面接觸的情況，取1.5 代入上式得K=1.2=2.16 因為安全系數(shù)K的計算結(jié)果小于2.5，則K取2.5。根據(jù)計算得切削力P=100N 代入上式： Q=KP/（）=694N 確定估算所需的夾緊力大小為700N左右。 7.夾緊機構(gòu) 在主軸箱箱體上加工時，工件依靠夾具上的定位支撐系統(tǒng)獲得對于刀具及導(dǎo)向的正確的相對位置，還需依靠夾具上的夾緊機構(gòu)來消除工件因受切削力或工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動，使工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。 夾緊機構(gòu)通常有三個部分組成：夾緊動力部分，中間傳動機構(gòu)和夾緊元件。這三個部分起著不同作用：夾緊動力部分用于產(chǎn)生力源，并將作用力傳給中間的動力部分；中間傳動機構(gòu)能夠改變作用力方向和大小，即作為增力機構(gòu)，同時能產(chǎn)生自鎖作用，以保證在加工過程中當(dāng)力源消失時，工件在切削力或振動的作用下仍能可靠夾緊；夾緊元件則用以承受由中間傳動機構(gòu)傳遞的夾緊力，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動作。 7.1設(shè)計夾緊機構(gòu)時，應(yīng)注意滿足以下的基本要求： ①保證加工精度，夾緊機構(gòu)應(yīng)能保證工件可靠的接觸相應(yīng)的定位基面，夾緊后不許破壞工件的正確位置； ②保證生產(chǎn)率，夾緊機構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備適當(dāng)?shù)淖詣踊潭?，夾緊動作受力迅速，多壓板夾夾緊時要力求采用連動夾緊機構(gòu)以縮短輔助時間； ③保證工作可靠，具備自鎖功能，夾緊機構(gòu)除了應(yīng)能產(chǎn)生足夠的夾緊力外，通常還要求具有自鎖性能以保證它的工作可靠性； ④結(jié)構(gòu)緊湊簡單，在保證加工精度滿足生產(chǎn)率要求和工作可靠性的原則，夾緊力應(yīng)越小越好，這樣可以避免使用龐大而復(fù)雜的夾緊機構(gòu)和減小嘉壓變形； ⑤操作方便，使用安全，根據(jù)以上設(shè)計夾緊機構(gòu)滿足的基本要求，綜合各方面的因素，夾緊機構(gòu)采用氣動夾緊。 目前，以壓縮空氣為能源的氣動技術(shù)應(yīng)用逐漸增多，使用部門也很廣泛。在主軸箱箱體上，廣泛應(yīng)用了氣動技術(shù)。在主軸箱箱體上，氣動與液壓相比，雖然不及液壓應(yīng)用那樣廣泛，但是卻具有許多其他能源所不及的優(yōu)點。 ①空氣可以從大氣中取之不盡，沒有介質(zhì)費用的損失和供應(yīng)上的困難。同時可以直接將廢氣任意排到大氣之中，處理非常方便。氣動回路中的泄露除引起功率損失外，以至產(chǎn)生不利于工作的嚴重影響。 ②空氣的粘度很小，在管道中的壓力損失不到油路損失的千分之一； ③壓縮空氣的工作壓力較底，因此可降低對氣動元件的材質(zhì)和制造精度上的要求； ④氣動動作迅速，反應(yīng)快； ⑤氣動維護簡單，介質(zhì)清潔，管道不易堵塞，亦不存在介質(zhì)變質(zhì)，補充和更換等問題； ⑥使用安全，便于實現(xiàn)自動過載保護； ⑦和液壓傳動一樣，氣動也有操作控制方便，元件更于標(biāo)準(zhǔn)化，易于集中控制，程序控制和實現(xiàn)工序自代等優(yōu)點。 由于氣壓傳動具有上述許多優(yōu)點，因此在主軸箱箱體夾具中廣泛采用了氣動夾緊機構(gòu)，由于氣體的可壓縮性，使外載變化時工作速度的影響較大，氣動夾緊所能維持的剛性比液壓夾緊的低，為了保證夾緊的可靠和穩(wěn)定，可以在空氣管路上設(shè)置調(diào)壓閥，采用壓力繼電器，用于壓力訊號的指示和連鎖。 ⑴氣動管路的組成 整個氣壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由兩個基本部分組成，第一部分是將原動機供給的機械能轉(zhuǎn)換為壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置——空氣壓縮機。第二部分是將系統(tǒng)內(nèi)的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)換裝置——動力汽缸或氣動馬達。 在這兩部分之間，根據(jù)工作機械的工作循環(huán)運動的需要，通過導(dǎo)管按一定順序連接各種控制閥以及其他輔助裝置。在一般工廠里，氣壓網(wǎng)絡(luò)的第一部分均集中在壓縮空氣站內(nèi)，由它向全廠各工作點統(tǒng)一分配和供應(yīng)壓縮空氣。 這里所需要敘述的是氣壓網(wǎng)絡(luò)中的第二部分機床氣動管路的組成。壓縮空氣在送入某氣動工作機械和儀表之前，通常需要進行出水和過濾，并控制其壓力和流向，同時還要注入潤滑劑，以達到保證機構(gòu)正常工作和延長氣動工作機械的壽命的目的。主軸箱箱體夾具氣動管路中的控制閥和輔助裝置包括：截止閥，分水濾氣器，調(diào)壓閥，油霧器，壓力表和方向控制閥。 ①氣動三大件，通常將分水濾氣器，調(diào)壓閥和油霧器組合在一起使用，通稱為氣動三大件。應(yīng)設(shè)置在靠近氣動工作機械或儀表處。 ②分配閥，用來控制空氣流通方向或氣路的通斷，從而達到自動或遠距離操作各汽缸或其他氣動執(zhí)行機構(gòu)的目的。 ③氣動壓力繼電器，用于把壓縮空氣的壓力訊號轉(zhuǎn)換為電器訊號的一種發(fā)送裝置。它是彈簧載荷式的，當(dāng)工作氣壓達到預(yù)定調(diào)整的定值范圍時，繼電器的活塞產(chǎn)生機械位移以接通微動開關(guān)的觸頭，從而發(fā)出電氣訊號。 7.2．夾緊氣缸 氣缸是將氣壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能并產(chǎn)生直線往復(fù)運動的裝置，主軸箱箱體氣動夾具中廣泛采用了活塞式雙作用氣缸。氣缸的作用取決于工作氣壓和氣缸的工作面積。在相同氣壓下，氣壓活塞桿的推動和拉力也不同。 氣缸活塞桿的推力：P= 查資料得：P=（0.4—0.6）MPa,D=100mm,d=35mm 代入上式得，P推=2669N，P拉=2342N 7.3．活塞桿的計算 在氣缸工作中，活塞桿最好承受拉力，但是多數(shù)場合活塞桿承受的是推力負載，細長桿件受壓力往往會產(chǎn)生彎曲變形。 ①按強度條件計算活塞桿直徑 活塞桿所承受的應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力，即，故d≥ ——活塞桿上的總推力 ——活塞桿材料的許用應(yīng)力，=，s=1.4，=4.16，=2.1Pa ==2.96Pa，d≥30.05mm 考慮到活塞桿的工作實際情況，取d=35mm ②按縱向彎曲極限力計算 氣缸承受縱向推力負載達到極限力以后，活塞桿會產(chǎn)生軸線彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，該極限力與缸的安裝方式，活塞桿直徑以及行程有關(guān)。 L——活塞桿計算長度 K——活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，K=d/4=8.75mm ——活塞桿的橫截面積，=961.625 =49Pa，a=1/5000，=4.58Pa 代入上式得L=198.432mm，查標(biāo)準(zhǔn)件，取L=202mm 活塞桿技術(shù)要求：⑴.調(diào)質(zhì)30—35HRC ⑵.發(fā)藍 氣缸部件的前后蓋材料是HT200，技術(shù)要求是：⑴.退火 ⑵.倒角 8.夾具體設(shè)計 夾具上的各種裝置和元件通過來具體連接成一個整體。因此夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置及夾具與機床的連接。 8.1對夾具體的要求： ①.有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性，夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，安裝對刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面等。應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取槭箠A具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造，夾具體要進行退火處理； ②.有足夠的強度和剛度，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的強度和剛度。因此夾具體需有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體經(jīng)常設(shè)置加強筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體； ③.結(jié)構(gòu)工藝性好，夾具體應(yīng)便于制造，裝配和檢驗。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺，以減少加工面積。夾具體表面與工件之間應(yīng)保留足夠的間隙，一般為4—15mm。夾具體結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于工件的裝卸； ④.打掃方便，切屑多時，夾具體應(yīng)考慮派屑結(jié)構(gòu)； ⑤.在機體上安裝穩(wěn)定可靠，夾具體在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具體在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)力越大，夾具底面四邊應(yīng)凸出，使其接觸良好，或底部設(shè)置四個支腳。當(dāng)夾具體在機床主軸上安裝時，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有足夠的配合精度，并保證安裝穩(wěn)定可靠。 在夾具的毛坯類型是鑄造夾具體，鑄造夾具體的優(yōu)點是工藝性好，可鑄造出各種復(fù)雜形狀，常用材料為HT200。 夾具體的基本尺寸為：長915mm ,寬500mm ,高380mm 夾具體的表面有個斜面，是為保證排冷卻液方便，傾斜角為，上表面與下表面有一定的平面度和平行度要求，平面度為0.030，平行度為0.050，底座部分設(shè)計了排屑結(jié)構(gòu)。 8.2夾具體的技術(shù)要求 ⑴.鑄件無常規(guī)鑄造缺陷； ⑵.鑄件應(yīng)進行兩次時效處理； ⑶.銳角倒鈍； ⑷. 未注圓角為R5-R10 結(jié) 束 語 本小組設(shè)計的CK-I型精鏜車床主軸箱箱體對擴大柴油機的生產(chǎn)能力，提高生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟效益起著很大的作用。 由我設(shè)計的三面精鏜組合鏜床總體設(shè)計，涉及內(nèi)容之廣，參考資料之多，該設(shè)計的內(nèi)容大都已涉及到，總體方案還是較合理，尤其機床總圖已達要求，示意圖中鏜刀布置基本能達到加工的技術(shù)特性，整個機床采用的液壓滑動，電氣控制，自動化程度高，對減輕工人的勞動強度有明顯效益，且對工人的技術(shù)要求不高，整個鏜床還具有調(diào)整、修養(yǎng)、維修方便的特點，所選通用零部件都符合規(guī)定參數(shù)。 但由于這是初次設(shè)計，經(jīng)驗不足，水平有限有許多不合理的地方，如切削參數(shù)的選用，至產(chǎn)量不夠高，臥式床身