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山東大學
畢業(yè)設計（論文）
題 目： 法蘭盤加工的回轉(zhuǎn)工作臺設計
專 業(yè)： 機電一體化工程
學 生：
準考證號：
指導老師：_____________________ ___
畢業(yè)設計（論文）時間： 年 月 日～ 年 月 日
山東大學畢業(yè)設計（論文）
摘要
法蘭也叫法蘭盤。法蘭(flange)連接是管道施工的重要連接方式。
法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力。在工業(yè)管道中，法蘭連接的使用十分廣泛。在家庭內(nèi)，管道直徑小，而且是低壓，看不見法蘭連接。如果在一個鍋爐房或者生產(chǎn)現(xiàn)場，到處都是法蘭連接的管道和器材。
文章設計先從加工零件的分析開始著手，合適的加工零件是生產(chǎn)的關(guān)鍵。然后闡述了加工加工工藝的編排和分析、結(jié)構(gòu)設計、各部件的計算和校核、整體的液壓設計以及整體的電氣控制設計，所設計的回轉(zhuǎn)工作臺使生產(chǎn)加工更加高效、穩(wěn)定。
關(guān)鍵字：法蘭盤，設計，回轉(zhuǎn)工作臺
Abstract
Also known as flange flange. Flange (flange) connection is an important connection pipeline construction.
Flange easy to use, able to withstand greater pressure. In the industrial pipeline, the use of a wide range of flange connection. Within the family, pipe diameter is small, but also low-voltage, see flange connection. If a boiler room or a production site, full of flanged pipes and equipment.
Articles designed to start with the analysis of machining parts started, the appropriate processing components is to produce the key. It then describes the processing of scheduling processing technology and analysis, structural design, calculation and checking the various components of the overall design and hydraulic control of the overall electrical design of the rotary table is designed to make production and processing more efficient and stable.
Keywords: flange, design, rotary table
目 錄
一、畢業(yè)設計的目的………………………………………………………… 1
二、加工零件的分析………………………………………………………… 1
三、加工工藝的編排與分析…………………………………………………2
1、加工方法的選擇………………………………………………………………2
2、定位夾緊………………………………………………………………………3
3、工藝方案的分析………………………………………………………………4
四、結(jié)構(gòu)設計………………………………………………………………………6
1、組合機床對分度回轉(zhuǎn)工作臺………………………………………………6
2、分度回轉(zhuǎn)工作臺的動作………………………………………………………6
3、工作臺的分度與定位…………………………………………………………7
4、轉(zhuǎn)位機構(gòu)的設計………………………………………………………………10
五、各部件的計算與校核…………………………………………………… 12
1、各個部件的計算……………………………………………………………12
2、根據(jù)各部件的計算，作出總裝圖…………………………………………18
3、回轉(zhuǎn)分度工作臺的動作順序………………………………………………18
六、整體的液壓設計…………………………………………………………19
1、各個液壓缸的動作順序……………………………………………………19
2、各個典型回路的參考………………………………………………………19
3、作出整體液壓原理圖………………………………………………………22
七、整體的電氣控制設計………………………………………………… 22
1、組合機床基本環(huán)節(jié)的控制電路……………………………………………22
2、整體電所控制線路的設計…………………………………………………24
3、整體電氣控制線路的順序動作分析………………………………………24
畢業(yè)設計總結(jié)……………………………………………………………………26
參考文獻……………………………………………………………………………27
致謝詞………………………………………………………………………………28
山東大學畢業(yè)設計（論文）
1、 畢業(yè)設計的目的
畢業(yè)設計是學生綜合運用所學過的基本理論，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進行的一次基本訓練，其主要目的：
1、畢業(yè)設計是學生走上工作崗位的前哨戰(zhàn)，以適應社會和企業(yè)對職業(yè)學校提出的專業(yè)技能型人才的培養(yǎng)要求。
2、培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，設計構(gòu)思和創(chuàng)新思維，掌握工程設計的一般程序規(guī)范和方法。
3、培養(yǎng)學生正確使用技術(shù)資料，國家標準，有關(guān)手冊圖冊等工具書，進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。
4、培養(yǎng)學生進行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，面向工作和工程技術(shù)人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。
二、加工零件的分析
法蘭盤為一個市場常用件，加工精度要求不太高，但年需求量較大。
因此，加工此法蘭盤時，首先，需要考慮的問題就是加工的生產(chǎn)效率。
1、采用通用機床夾加工此法蘭盤時，加工的范圍可以進行擴大，可以加工出一系列的法蘭盤，但通用機床的調(diào)整時間較長，裝央與拆卸工件的時間較長，使得法蘭盤的加工效率無法進行提高。
2、專門化機床的工藝范圍較窄，只能加工一尺寸范圍內(nèi)的某一類零件，完成某一種特定工序，但生產(chǎn)效率較通用的機床高。
3、專用機床的工藝范圍最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序，但專用機床的加工效率是這三類機床中最高的。因此專用機床較為適用加工此類法蘭盤。
4、組合機床作為專用機床中的一種與通用機床的專門化機床相比較。
（1）組合機床由70-90％的通用零部件組成，可以縮短設計和制造周期，而且在需要的時候，還可以部分或全部改裝。以組成適應新加工要求的設備，就是說組合機床有重新改裝的優(yōu)越性，其通用零部件可以多次重復利用。
（2）組合機床是按具體加工對象專門設計的，以按最佳工藝方案進行加工。
（3）在加工零件時，組合機床可以同時從幾個方向采用多把刀具對幾個工件進行加工，是實現(xiàn)集中工序，提高生產(chǎn)效率的最好途徑，這也正是加工法蘭盤所需要的。
（4）組合機床是在工件一次裝夾下用的軸實現(xiàn)多孔同時加工，有利保證各孔相互之間的精度要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少了工件工序間的搬運，改善了勞動條件，減少了占地面積。
（5）組合機床多數(shù)的零部件是同類的通用部件，簡化了機床的維護和修理。
（6）組合機床的通用部件可以組織專門廠家集中生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，降低制造成本。綜合上面的分析，可得采用組合機床加工法蘭盤，有利于提高法蘭盤的加工精度和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
5、在采用組合機床的基礎(chǔ)上，如果采用自動線或回轉(zhuǎn)工作臺來進行加工，將可以進一步提高法蘭盤的加工效率，采用自動或回轉(zhuǎn)工作臺，可以減少工件的搬運與裝夾次數(shù)，減少了工人的勞動強度。
法蘭盤以往工廠下料時，都采用氣割或液壓機，但氣割時毛坯的精度比較低，加工時毛坯的切削余量比較大，使得加工成本與加工時間都有所提高。且采用氣割下料時，毛坯易形成氧化層從而給下一工序的加工帶來困難。
采用液壓機進行下料時，加工精度與加工效率較氣割都有較提高。但毛坯的厚度提高，液壓機的噸位也在提高，從而使得液壓機的制造成本也隨之提高。
因此，就法蘭盤的下料有必要也設計一臺專機，從而提高加工效率與降低加工成本。
下料專機的設計得法蘭盤的外圓尺寸在下料時就可以得到保證，下料后的法蘭盤外圓加工精度也達到了要求，從而法蘭盤的外圓與A面無須再進行加工。
三．加工工藝的編排與分析
1、加工方法的選擇
平放 工件不轉(zhuǎn)
工件回轉(zhuǎn)
豎放 工件不轉(zhuǎn)
工件回轉(zhuǎn)
工件回轉(zhuǎn)不利于采用隨行夾具在自動線上夾。
平放時工件的裝夾比較方便且所需的夾緊力也較低，但不利于底面的加工。
采用豎放工件不轉(zhuǎn)，可以從兩個方向?qū)ぜM行加工提高了生產(chǎn)效率，加工Ｂ面時，因為工件不轉(zhuǎn)，可以以銑來代車。
由零件圖上的精度要求與待加工表面，工件材料生產(chǎn)批量各加工面的加工方法待選。
①平面Ｂ 因為工件的加工是采用組合機床和回轉(zhuǎn)工作臺進行加工，無論回轉(zhuǎn)工作臺上采用固定夾具還是采用隨行夾具，工件都無需進行旋轉(zhuǎn)運動。因而工件需要進行旋轉(zhuǎn)運動的車削加工就無法使用了，可選擇刀具運動工件不動的加工方法，刨削加工或鉸削加工，蝕削加工主要用于挾長表面的加工，這樣才能體現(xiàn)出刨削加工的加工效率，而加工的法蘭盤為一個圓柱表面，所以采用鐵削比較好。Ｂ面的加工尺寸不是太大的，可以采用端鐵進行加工來提高加工效率。Ｂ面的加工精度要求不是太高，鐵削就能達到，因而無需再考慮精加工的磨削加工，以免提高工件的加工成本。
②內(nèi)孔的加工方法可選鉆、擴、鉸、磨。
因為法蘭盤的內(nèi)孔比較大，為了節(jié)約材料，采用套料的方法來進行下料，以便內(nèi)孔的沖壓件用于小尺寸法蘭盤加工。由于待加工內(nèi)孔的孔徑較大，鉆削是用于小鉆徑加工的，孔徑較大時鉸刀的制造帶來了困難，制造成本大幅度的提高。通常鉆、擴、鉸用于φ80以內(nèi)的內(nèi)孔加工的精度較高，工件內(nèi)孔的精度較低，采用磨削加工將會提高成本，且磨削加工時多數(shù)需要工件進行旋轉(zhuǎn)。
鏜削通常用于尺寸較大且精度要求較高的孔，特別是分布在不同表面上，孔距和位置精度要求很嚴的內(nèi)孔采用鏜加工。
③小孔
鉆床一般用于加工直徑不大，精度要求較低的孔，小孔最理想的加工方法是采用多軸鉆一次性將其加工出來，這樣既提高了加工效率了，又保證了小孔之間的相互位置精度。
2、定位夾緊
加工工藝方案一
①下料，外圓φ200，厚度為15mm的毛坯。
②以φ200與Ａ面為基準進行裝夾，加工的基準為φ200的仆圓中心線。
③鏜削φX的內(nèi)孔。
④倒角φX的Ｂ面0.5×45°與Ｂ面外圓的0.5×45°。
⑤銑削Ｂ面。
⑥鉆削X-φX的孔。
⑦倒X-φX的孔的1×45°的角。
⑧倒φX的Ａ面的0.5×45°的角。
加工工藝方案二
①下料：外圓為φ200，內(nèi)孔為φX，厚度為15mm的毛坯。
②以φ200與Ａ面為基準進行裝夾。
③銑削Ｂ面。
④鎲削φX的內(nèi)孔。
⑤倒角φX的Ｂ面上0.5×45°與Ｂ面外圓的0.5×45°。
⑥鉆削X-φX的孔倒角。
⑦倒角φX的Ａ面45×45°的角。
3、工藝方案的分析
以φ200的外圓與Ａ面為基準，進行加工，可以一次性將法蘭盤的設計基準為φ200外圓的中心孔線，這樣既保證了加工基準與設計基準的統(tǒng)一又保證加工基準的重合。從而使得法蘭盤的加工精度有了提高。保證了各個加工表面的位置精度，而且大大簡化了夾具的設計和制造工作，縮短了生產(chǎn)準備時間。
由于工件的兩端面Ａ、Ｂ都有位置要進行加工，因為工件只進行一次性夾緊，為了保證基準的統(tǒng)一與基問候語的重合，因而必須對工件進行兩面加工，則回轉(zhuǎn)工作臺要采用內(nèi)外圈都必須安排組合機床，如果在組合機床的加轉(zhuǎn)工作臺上安排一個回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，這樣就可以減小回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)。
為了減少加轉(zhuǎn)的次數(shù)，加工完一個面的全部加工工序后再進行轉(zhuǎn)位再加工另一個面的全部工序，同時采用工序集中的原則。
工序集中的優(yōu)點
①減少了設備的數(shù)量，減少了操作工人和生產(chǎn)面積
②減少了工序數(shù)目，減少了運輸工作量，簡化了生產(chǎn)計劃工作縮短了生產(chǎn)周期
③減少了工件的裝夾次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于在一次裝夾下加工了許多表面也易于保證這些表面間的位置精度。
因為多一個工序就要多出一個組合機床，而且回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)也要增大。
Ｂ面需加工
Ｂ面的銑削，內(nèi)也0.5×45°的倒角，Ｂ面外圓的0.5×45°的倒角。
Ａ面需加工
X-φX的1×45°的倒角
X×φX與φX的內(nèi)孔，兩個面都可以加工。
由于采用工序集中的原則，將φX的內(nèi)孔鏜削安排在Ｂ面進行加工，同時將內(nèi)孔的Ｂ面0.5×45°的倒角與Ｂ面φ200的外圓的0.5×45°的倒角與鏜孔的工序安排在一起。
X×φX的鉆孔安排在Ｂ面進行加工，采用復合鉆將X×X的內(nèi)孔的1×45°的倒角安排在一個工序中，這樣Ｂ面的加工工序為銑與鏜。
Ａ面的加工工序為鉆與倒角。
將銑削加工安排在鏜加工之前，這樣既可以提高鏜削加工開始時的受力平穩(wěn)進，又可以減少鏜削加工的工作和行程。
鉆削加工時產(chǎn)生的內(nèi)應力要較倒角時產(chǎn)生的內(nèi)應力大，從而將鉆削加工安排在倒角的前面。
為了安排工件與拆卸工件的方便，在倒角的后面需要再安排一個回轉(zhuǎn)機構(gòu)，使得夾具在回到裝卸工位時，依然是安排位置。
工藝方案
1銑削Ｂ面到t=14mm。
2、鏜內(nèi)孔到φX，同時倒φX的0.5×45°Ｂ面角倒φ200的Ｂ面角0.5×45°。
3、轉(zhuǎn)位將Ａ面轉(zhuǎn)至回轉(zhuǎn)工作臺的外面。
4、鉆X-φX的孔倒是1×45°的倒角。
5、倒φX的0.5×45°的Ａ面角。
6、拆卸工件。
四、結(jié)構(gòu)設計
由上面的工序分析可知，回轉(zhuǎn)工作臺北須有5個工位，裝卸工位、銑削工位、鏜削工位、鉆削工位、倒角工位
1、組合機床對分度回轉(zhuǎn)工作臺
①提高分度定位精度和定位剛度，以提高分度回轉(zhuǎn)工作臺組合機床的加工精度。
②縮短分度回轉(zhuǎn)時間，以提高機床加工效率，但是要求分度運動平穩(wěn)以保證必要的回轉(zhuǎn)精度。
③要求定位機構(gòu)磨損小，以便長期地保持分度回轉(zhuǎn)工作臺的精度。
④結(jié)構(gòu)簡單可靠、調(diào)整維修方便，經(jīng)濟合理。
2、分度回轉(zhuǎn)工作臺的動作
定位銷的拔出——工作臺臺面松開——工作臺臺面抬起——工作臺臺面回轉(zhuǎn)，分度并到位——定位銷插八并定位——工作臺臺面落下——工作臺臺面被夾緊；
回轉(zhuǎn)工作臺必須有兩個動作（1）上下升降運動（2）回轉(zhuǎn)運動
能夠?qū)崿F(xiàn)上下直線運動的機構(gòu)
（1） 曲柄滑塊機構(gòu)（2）液壓缸機構(gòu)（3）凸輪機構(gòu)等
曲柄滑塊機構(gòu)、結(jié)構(gòu)簡單運動平穩(wěn)，成本低，但曲柄滑塊機構(gòu)的功率較小，而工作臺臺面的升降運動所需功率較大。
凸輪機構(gòu)的優(yōu)點只要適當?shù)卦O計凸輪之廓曲線，使可使從動件獲得任意預期的運動規(guī)律，且機構(gòu)比較簡單緊湊，易于綜合，但凸輪的制造比較復雜，制造成本較高，隨著計算機的出現(xiàn)，凸輪制造變得比較簡單，但凸輪之廓面與動件之間為點中縷接觸，故易于磨損，因此凸輪機構(gòu)通常用于傳力不大的場合。
采用液壓缸的機構(gòu)，便于實現(xiàn)電氣控制與自動化控制，工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁換向液壓元件易于實現(xiàn)系列化，標準化和通用化，便于設計和制造。
能夠?qū)崿F(xiàn)間歇回轉(zhuǎn)的機構(gòu)
（1）棘輪棘機構(gòu)
（2）槽輪機構(gòu)
（3）不完全齒輪機構(gòu)
不完全齒輪機構(gòu)的加工工藝較復雜，且從動輪在運動開始和修正時有較大的沖擊。
采用槽輪機構(gòu)若要使槽輪轉(zhuǎn)一周，拔盤要轉(zhuǎn)1-5周，拔盤的轉(zhuǎn)動，需要一個原動機，若采用電動機，電動機的最低轉(zhuǎn)速為750r/min,要想將這樣的轉(zhuǎn)速降到需要的低時需要一個龐大的減速機構(gòu)，從而增加了回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸。
棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，棘輪轉(zhuǎn)角的大小可以進行有級調(diào)節(jié)，常用于低速輕載下實現(xiàn)間歇運動工作臺面，只需要克服少量的磨擦力就中以進行回轉(zhuǎn)了。
棘輪棘爪回轉(zhuǎn)運動，采用齒輪機構(gòu)來帶動，為了減小回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)，不采用電動來作為原動機，否則需要增加一個減速機構(gòu)。在相同功率的情況下，液壓傳動能量轉(zhuǎn)換元件的體積較小，重量較輕，因而采用液壓缸的直線運動來帶動齒條運動，從而來帶動齒輪的運動。
3、工作臺的分度與定位
（1）小型機械分度回轉(zhuǎn)工作臺
① 機械分度回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)
②小型機械分度回轉(zhuǎn)工作臺的傳動
分度回轉(zhuǎn)工作臺的動作，是裝有蝸輪的同一根軸上的三個凸輪強制控制的
凸輪1——控制是位銷動作，并有曲柄銷拔動工作臺臺面轉(zhuǎn)動
凸輪2——控制工作臺面抬起和落下
凸輪3——控制夾緊和松開工作臺臺面的凸輪
凸輪的大小與形狀，有轉(zhuǎn)位的多少，時間的長短等因素來決定。
這種工作臺可根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的要求，通過要換電動機軸上的皮帶輪來改變轉(zhuǎn)位時間。
這種工作臺只用一個電動機實再分度、定位抬起落下和夾緊松開等動作，動作可靠 ，結(jié)構(gòu)緊湊，但是定位銷容易磨損，磨損后影響分度精度。
（2）反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)
①反靠定位機構(gòu)采用面定位，消除了間隙，定位精度有所提高較圓柱銷定相比，并增加了工作中面的夾緊機構(gòu)，工作臺剛性較好，這種系列回轉(zhuǎn)工作臺具有液壓和機械兩種驅(qū)動方式，回轉(zhuǎn)工作臺具有液壓機械兩種驅(qū)動方式，回轉(zhuǎn)工作臺部分是通用的，只是把傳動裝置部分設計成獨立設計部件，分為液壓傳動裝置和機械傳動裝置。
這系列分度回轉(zhuǎn)工作臺的動作循環(huán)
動力部件原位——工作臺花盤1抬起，自鎖銷脫開——花盤回轉(zhuǎn)——花盤反靠——工作臺夾緊，自鎖銷插上——動力部件工作循環(huán)
②反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)
這個系列回轉(zhuǎn)工作臺部分和回轉(zhuǎn)裝置部分組成。回轉(zhuǎn)工作臺部分，包括花盤，工作臺體、定位機構(gòu)抬起頭夾緊裝置和自鎖裝置等部分，工作臺的定位塊是浮動的，當花盤回轉(zhuǎn)時，花盤上的定位銷端部的斜面壓下定位塊，定位銷轉(zhuǎn)過定位塊后，由彈簧將定位塊抬起，花盤反靠。定位銷反靠在定位塊上，在浮動定位塊2的后面兩邊有固定擋塊。
為了保證分度回轉(zhuǎn)，工作臺的分度定位精度，反靠定位完成訊號必須在反靠訊號開關(guān)和時間繼電器延時終了，同時有訊號發(fā)出，并且必須在工作臺夾緊完成后發(fā)出訊號。電動機的慢速飯靠回轉(zhuǎn)才能停止。
回轉(zhuǎn)工作臺的自鎖裝置，可保證在加工過程中定位位置不變，提高了回轉(zhuǎn)方向的剛性。
③反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的缺點。
分度精度只能達到“±7”，精度再提高有困難，傳動機構(gòu)等都在底座里。敞開性較差。使工作臺的調(diào)整維修較為困難，如工作臺反靠完畢的訊號，由微動開關(guān)和壓力繼電器聯(lián)合發(fā)出。微動開關(guān)易出故障，調(diào)整不便，另在反靠時產(chǎn)生撞擊。尤其是機械反靠時撞擊更明顯。
（3） 盤定位分度回轉(zhuǎn)工作臺
① 齒盤的形狀與結(jié)構(gòu)如圖所示。共有兩個齒盤，將上齒盤固定在回轉(zhuǎn)工作臺上，將下齒盤固定在工作臺的底座上，當回轉(zhuǎn)工作臺上升時，上下齒盤分開。工作臺開始回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)結(jié)束后工作臺下降，上下齒盤開始噬合。定位齒盤上齒數(shù)的多少和齒形的大小由轉(zhuǎn)位次數(shù)與工作臺的大小和工作臺的受力來決定。
② 齒盤定位與分度回轉(zhuǎn)工作臺的特點
分度精度高，分度精度達到“±3”，能用于加工高精度的工件。
剛性較好，由于工作臺采用了齒盤定位且具有夾緊機構(gòu)工作臺的承載能力和抗震性都較好。
分度節(jié)拍時間較短。
結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，新系列回轉(zhuǎn)工作臺的零件少。而且所需的電氣元件和液壓元件數(shù)量也少。對管路的安裝，行程開關(guān)的性能都予以考慮，調(diào)整維修比較方便。
但齒盤要求精度高，制造比較困難，隨科技的發(fā)展，計算機的廣泛應用，數(shù)控機床等先進和高科技技術(shù)的應用與出現(xiàn)這種制造困難已不再是困難了。
4、轉(zhuǎn)位機構(gòu)的設計
① 采用不完全齒輪機構(gòu)。將隨行夾具的軸上裝一個小齒輪，在大立柱上裝一個大的不完全齒輪。
因為回轉(zhuǎn)工作臺上共有5個工位，則隨行夾具在繞立柱72。后要轉(zhuǎn)動180。 且分度要求精確。
在大立柱上裝的不完全齒輪的輪齒安排在72。以內(nèi)且不完全齒輪的輪齒剛好是小齒輪數(shù)的一半。這樣就可以保證夾具在鏜完φX的內(nèi)孔以后，工作臺上升旋轉(zhuǎn)72。后轉(zhuǎn)動180。
保證鉆孔的確定位置。
采用不完全齒輪進行轉(zhuǎn)位，精度較高，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，但在剛噬合時和分開時容易產(chǎn)生沖擊和撞擊且在其他的幾個工序中沒有自鎖機構(gòu)。如果受到外力時就有可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，而使隨行夾具與組合機床的相對位置不衡定，從而影響零件的加工。甚至使零件的加工無法進行下去。
② 采用槽輪機構(gòu)轉(zhuǎn)位
為了使得隨行夾具在其他的工序中有一個準確的加工位置，在轉(zhuǎn)位機構(gòu)以外再增加一個自鎖機構(gòu)。
為了減少機構(gòu)的增加，使得結(jié)構(gòu)減少，采用槽輪機構(gòu)將轉(zhuǎn)位機構(gòu)與自鎖機構(gòu)濃縮成一體。在需要轉(zhuǎn)位的地方，裝上拔銷，使得隨行夾具進行轉(zhuǎn)位，其他的工序加工部分均采用止鎖弧，將隨行夾具進行自鎖。
槽輪機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，運動平穩(wěn)且具有自鎖性能。
轉(zhuǎn)位機構(gòu)需要轉(zhuǎn)位精度較高，單靠槽輪機構(gòu)來進行，保證是無法達到的。
在轉(zhuǎn)位機構(gòu)上也增加一個齒盤分度機構(gòu)。來增加分度的準確性，且齒盤機構(gòu)的剛性較好，又具夾緊功能，工作臺上的隨行夾具的承載能力和抗震性較好。
五、各部件的計算與校核
1、各個部件的計算
① 槽輪計算
止動輪R=300mm
止動輪周長C=2x300π=600π
C/5=2X300π/5=120π
R<120π/π=120 取R=110mm
1、 槽數(shù)：z=4
2、 槽間角2β=360。/z=360。/4=90。 β=45。
3、 槽輪每次轉(zhuǎn)位時曲柄的轉(zhuǎn)角：
2α=1B。-2β=180。-2X45。=90。 α=45。
4、 中心距a=220mm
5、 曲柄的相對長度
6.槽輪相對半徑
7、銳止凸弧張角
8、圓銷半徑
9、相對槽深：
10、槽輪輪轂相對直徑
12、圓銷個數(shù)j ＝2
②棘輪中的圓柱螺旋壓縮彈簧計算
1、最大工作負荷Ra＝40kg
2、最小工作負荷P1=10kg
3、工作行程h =7mm
4、負荷種類為受交變負荷作用，次數(shù)103-105次為II類
5、彈簧的端部類型：端部并緊并磨平，支承為八圈
6、制造精度：主要參數(shù)的制造精度為2級
7、彈簧材料：65ＭＭ鋼絲
根據(jù)Ｐn查表得
d=3.5mm 彈簧絲直徑
Ｄ2＝20mm 彈簧中徑
t=6.58mm節(jié)距
Ｐn=41.295kg 最大工作負荷
Fn=2.197 最大工作負荷下單圈變形
Ｐd=18.758 單圈剛度
Ｌ＝62.8mm 單圈展開長度
Ｑ＝0.047 單圈重量
8、彈簧要求剛度
9、有效圈數(shù)
10、彈簧實際剛度：
11、彈簧總?cè)?shù)
12、自由高度
Ｈ。＝nt+1.5d
=6.5×658＋1.5×3.5
48
圓整取標準值45
13、彈簧實際節(jié)距
14、工作極限負荷下的變形
取根所表［τ］III＝1.25［τ］II所以等于同樣規(guī)格彈簧的III類彈簧與最大工作負荷。
15、最大工作負荷下的變形
16、最小工作負荷大的變形
17、最大工作負荷下高度
18、最小工作負荷下高度
19、工作極限負荷下高度
20、展開長度：
21、細長比
故穩(wěn)定
③立柱穩(wěn)定性的校核：
已知：d=60mm L=600mm
1、慣性半徑：
2、壓桿的柔度
u取1
λ＝80，不可以采用歐拉公式
壓桿為中柔度鋼桿
臨界應力
優(yōu)質(zhì)碳鋼：a取460 b取2.57
為增加壓捍的安全性取
安全系數(shù)
3、壓桿的穩(wěn)定許用力：
4、壓桿最大取載壓力：
故壓桿的穩(wěn)定性
④齒條長度的計算
齒輪的材料選擇45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理，使其得到較好的綜合性能。
齒輪的轉(zhuǎn)速較慢2-3r/min，傳動比I=1因為采用了液奪系統(tǒng)為原動部與齒條的運動平穩(wěn)齒輪的 作也就比較平穩(wěn)，齒輪所承受的載荷為套與立柱之的磨擦力而套
與立柱又是間隙配合，所以摩擦力很小，車入功章的需要也就很小
故：齒輪用8級精度
齒輪模數(shù)m取4
齒輪齒數(shù)z取60
齒輪與齒條相嚙合，就不再有小齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象，因為小齒輪的齒數(shù)太少，當然如果大齒輪的齒數(shù)的取得過多，使得齒輪結(jié)構(gòu)增長。
因工作臺共有五個Ｉ位
齒輪每次只需要專1/5轉(zhuǎn)則齒條齒數(shù)
齒條12個齒數(shù)的長度為：
⑤標準齒齒輪的幾何尺寸計算：
壓力角2＝20
分度圓直徑：
齒頂高：
齒根高：
（Ｃ取0.25）
齒高
頂隙：
齒頂圓直徑：
齒根圓直徑：
齒距：
齒厚：
齒槽寬：
⑥垂直液壓缸的選取
液壓缸的取大行程為30mm
上升的速度為5mm/s
啟動換向時間
動摩擦系數(shù)取0.1
靜摩擦系數(shù)取0.2
回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)臺面直徑Ｄ取1000mm
回轉(zhuǎn)工作臺的平均厚度為100mm
連同五套隨行夾具
工作臺上升時所受F=10kN
參考同類型組合機床，取液壓缸工作壓力為1MPa
圓整取標準直徑Ｄ＝125mm
圓整取標準直徑
d=90mm
液壓缸工作壓力為：
液壓缸的流量為：
⑦水平液壓缸的選取
立柆上的套與立柱是采用的間隙配合。在轉(zhuǎn)動時它們之間的摩擦力很小，從而齒車條的傳動也就很小，液壓缸所承受的水平推務也就很小。
一個輪齒的一齒高為
h=ha+hf=9mm
參考垂直液壓缸的進取可得：Ｄ2取80mm
2、 根據(jù)各部件的計算，作出總類圖（見裝配圖）
3、回轉(zhuǎn)分度工作臺的動作順序
①垂直液壓缸上升，使得齒盤分開，工作臺面上升，隨行夾具下的上下齒盤也全都分開，隨行夾具隨工作臺面一起上升。
②水平液壓缸動作，使得齒條運動，從而帶動齒輪運動，在為棘爪是用螺釘固定在齒輪上的所以棘爪隨齒輪一起旋轉(zhuǎn)，從而帶動棘輪旋轉(zhuǎn)而棘輪又是用螺釘固定在立柱上的套上的，套也隨著旋轉(zhuǎn)套與工作臺面固定在一起的工作臺面也就齒條的前進而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，隨行夾具下面的槽輪與止鎖弧相嚙合時就使得隨行夾具不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)當隨行夾具運動到鏜與這間和倒角與拆卸工件工花之間時，因為凹槽與曲柄上的拔銷作和使得槽輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，槽輪與隨行夾具之間采用了鍵聯(lián)接使得隨行具產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)從而轉(zhuǎn)動180°。
③垂直液壓缸下降，工作臺臺面因為自重也隨著液壓缸的下降一起下降。上下齒盤嚙合、夾緊，如果工作臺臺面旋轉(zhuǎn)時存在著一定的分度誤蓋上下齒盤相嚙合時會自動進行調(diào)整，隨行夾具如隨著工作臺面一起下降小齒盤也相互嚙合，如果槽輪機構(gòu)轉(zhuǎn)位時存在著一定的轉(zhuǎn)位誤差時，齒盤嚙合時也會自動進行調(diào)整。齒條退回，從而勞動齒輪回轉(zhuǎn)，棘爪也隨著齒輪一起回轉(zhuǎn)，由于棘棘輪上的凸輪曲線弧與棘不后面的彈簧作用棘爪在曲線弧上滑動棘輪不動。液壓缸退回原位。
六、整體的液壓設計
為了使工作平穩(wěn)，操縱簡單，便于實現(xiàn)自動化，除拆卸工位外的其他四個工位都采用液壓滑臺作為組合機床實現(xiàn)進給運動的部件為了防止因為鉆孔時產(chǎn)生的軸向力太大而夾具的夾緊力不足從而產(chǎn)生工件的偏科，使得加工無法進行，增加一個輔助支承來，增加軸而剛性。為了使輔助支承運動平穩(wěn)，沖擊小，同時也為了便于實現(xiàn)自動化，決定輔助支承也采用液壓控制。
1、各個液壓缸的動作順序
①垂直液壓缸上升——②水平液壓缸前進
③垂直液壓缸下降——④水平液壓缸退回
⑤輔助支承液壓缸上前頂工件
⑥各個組合機床的滑壓臺快進。
⑦各個組合機床的滑壓臺工進。
⑧各個組合機床的滑壓臺快退，鉆孔專機快退時輔助支承液壓缸快退。
2、各個典型回路的參考
① 為了防止立式液壓缸及材工作部件在懸空停止期間因自而自行不滑，或在下行運動中由于自重而造成失控超座的不穩(wěn)定運動，設置平穩(wěn)回路平衡回路中若無節(jié)流閥，運動部件下行時會因自重而超座運動，缸上腔出現(xiàn)其真空致使液控單向閥關(guān)閉，待壓力重建后才能再擴開，這會造成下行運動時斷時續(xù)和強烈振動的現(xiàn)象。
②垂直液壓缸與水平液壓缸之間的動作是順序動作為了保證這兩個液壓之間準確的順充動作有必要設計一順充動作回路。
順序動作回路有行程控制與壓力控制
壓力控制回路，動作靈敏、安裝直接方便，但可靠性不高。當運動部件卡住或壓力較大脈動時誤動作不可避免，位置精度低，且只宜用于液壓缸數(shù)目不多負載變化不大的系統(tǒng)中。
行程控制的順序回路，換接位置準確，動作可靠，特別是行程閥控制回路換節(jié)平穩(wěn)，常用于對位置精度要求較高處。但行程閥需布置在缸附近，改變動作順序較困難，而行程開關(guān)控制的回路只需要改變變電氣線路的可改變順序。故應用較廣泛。1YA得電，缸A向右運動能動行程開關(guān)2使3YA得電，使缸A向左運動。觸動行程開關(guān)1使得4YA得電，使缸B向左運動。
③由于切削時切削為變化教小，而且是正負載。為了保證切削過程速度穩(wěn)定，決定采用調(diào)速閥進行節(jié)流調(diào)速，回路加背壓閥。
動力滑臺在工作進行時是高壓小流量供油，而快速行程時則是低壓大流量供油。因此可選用雙聯(lián)葉泵供油回路或變量泵供油賄賂。但由于四個滑臺在工作時候要采用互不干涉的賄賂，所以只能選用雙聯(lián)葉泵供油賄賂。為了使四個液壓控制系統(tǒng)工作時互不干涉。小流量高壓油泵的高壓油分別經(jīng)一流閥進入各自系統(tǒng)，大流量泵低壓油分別經(jīng)一單向閥進入各自系統(tǒng)。
機床快進時，采用液壓缸差動連接方式，使其快進快迅速基本相同，同時滑臺停止轉(zhuǎn)為快進，工進轉(zhuǎn)快退等換向中，速度變化大，為了保證換向平穩(wěn)，采和有三位五通電液換閥的換幾向回烙，為了保證機床調(diào)整時可停在任意位置上，采用中位機能為“Ｏ”型的電夜換向閥，快時時，液壓缸的油路差動接，進油咱與回油路串通。且又不允許背壓閥流回油路與回油路串通。且又不允許源北壓閥流回油箱，轉(zhuǎn)為工進后，進油路與回油路則要隔開，回油源北壓閥流回油箱，所以要在換向閥處把進，回路連通的油路上增加一單向閥。在背壓閥后增加一液控順序閥，其控制油與進入換向閥的壓力油接通。于是快進時液壓缸的回油被液控順序閥切斷，快進時為低壓，引閥打不開，只有經(jīng)單向閥與進油匯合。轉(zhuǎn)工進后，由于調(diào)其閥的作用，系統(tǒng)壓力升高液控順序閥打開，液壓缸的回油可經(jīng)背壓閥回油箱，同時單向閥將四油路切斷，確保系統(tǒng)形成或高壓，以使液壓缸正常工作。
3、作出整體液壓原理圖
結(jié)合各個液壓缸的動作順序與典型回路，整體設計液壓原理圖，并作出整體液壓原理圖。
七．整體的電氣控制設計
組合機床 電氣控制是按照預定的工作循環(huán)高設計，由若個電氣控制住不節(jié)構(gòu)成的順充控制系統(tǒng)。
該組合是法蘭盤零件加工的高效專用機床，所以機床的工作循環(huán)是固定的。循環(huán)時間在數(shù)分鐘采用繼電一接觸控制一般就能夠滿足機床對電氣控制的壽命和可靠性的要求。
1、組合機床基本環(huán)節(jié)的控制電路
一個電氣控制系統(tǒng)是由若干個基本控制環(huán)節(jié)構(gòu)成，組合機床電氣控制系統(tǒng)也是如此
（1）多電機同時起動的控制線路
組合機床通常是多個動力部件同時工作，而且對這些部件需要單獨調(diào)整，這樣就歌如潮多臺電機同時起動并能單獨調(diào)整如上圖。
上圖的工作原理：合上自動開關(guān)ＱＦ1－ＱＦ3，觸點QＦ1－ＱＦ3，閉合接起動按鈕ＳＢ2，接觸器ＫＭ1-ＫＭ2同時接電并互鎖，三臺電機同時起動旋轉(zhuǎn)。
按停止按鈕ＳＢ1 ＫＭ1-ＫＭ3斷電，三臺電機同時停轉(zhuǎn)。
鈕子開關(guān)ＳＡ1-Ｓ3是分別對ＫＭ1-ＫＭ3所控制的動力部件作單獨調(diào)整用的，如對ＫＭ，所控制的動力部件要作單獨調(diào)整而不需ＫＭ2、ＫＭ3所控制的動力部件動作時，可扳動ＳＡ1、ＳＡ3，使其動斷觸點打開，動合觸點閉合，按ＳＢ2則只有ＫＭ1接電自鎖，使ＫＭ1所控制的動力部件動作，從而達到單獨調(diào)整的目的按上進方法可相應調(diào)整ＫＭ1和ＫＭ3所控制的動力部件。
（2）兩滑臺退回原位同時切斷主軸電機的線路。
有此組合機床在加工中，當輔助時間較長時，為了節(jié)省電力和裝卸工件的安全，在兩主軸加工時不多的情況下，需要同時停止。
上圖的工作原理，按起動按鈕ＳＢ，接觸器ＫＭ１和ＫＭ２通過中間繼電器ＫＡ的動斷觸點按點并互鎖左右主軸電機起動旋轉(zhuǎn)。當兩滑臺分別向前離開原位，ＳＱ1-ＳＱ4均放開，放ＳＱ3、ＳＱ4的動斷觸點復位閉合，從而接通ＫＡ的動斷觸點打開，為加工完滑臺退回原位切斷ＫＭ1ＫＭ2作準備，同時ＳＱ、ＳＱ2的動斷觸點閉合，繼續(xù)為ＫＭ1、ＫＭ2線圈供電，當機床加工完成后兩滑臺各自快速退倒原閏，分別下ＳＱ1-ＳＱ2使ＫＭ1、ＫＭ2斷電并隨即切斷ＫＡ，左右主軸電機立即停轉(zhuǎn)。
2、整體電所控制線路的設計
參考各個典型電路，進行綜合設計，再根據(jù)液壓原理圖，和液壓原理圖的動作表，進行整體電所控制線路的設計，設計線路見第六張圖
3、整體電氣控制線路的順序動作分析
（1）掀下起動開放Ｂ2，合上自動開關(guān)2ＱＦ-6Ｑ后，使得2ＫＭ-6ＫＭ得電并進行自鎖。使得銑、鏜、鉆、倒角的 軸電機工作，同時小流量泵的電機也工作。
（2）當小流泵電機6ＫＭ得電后，6形狀ＫＭ閉合通過7ＫＭ，使得ＫＡ1得電使得1ＹＡ得電工作。
（3）掀下回轉(zhuǎn)開關(guān)ＳＢ3，因為各個滑臺在原位，使2ＳＱ-5ＳＱ閉合使得ＫＡ4得電，ＫＡ4關(guān)閉使得ＫＡ6得電，使3ＹＡ得電工作，工作臺上升，上升到位后壓下ＳＱ2，使得5ＹＡ得電工作，齒條工作前進工作臺面回轉(zhuǎn)。壓下ＳＱ3，ＫＴ3延時閉合，4ＹＡ得電工作，工作臺面下降壓下ＳＱ4、ＫＡ7得電，使得6ＹＡ得電，齒條返回，ＫＡ7得電后，通追ＫＡ開關(guān)和4ＫＡ2使得ＫＡ8、ＫＡ9得電，使得2ＹＡ、7ＹＡ得電，輔助軸向前頂著工件，壓下ＳＱ6使得ＫＡ14得電，7Ｍ得電大流量泵工作。
（4）ＫＡ2與ＫＡ14得電，閉合，使是2ＫＡ，得電自鎖9ＹＡ得電，，銑液壓缸快進，壓力繼電器工作時，轉(zhuǎn)為工進，工進結(jié)束時，壓下2ＳＱ2，2ＳＰ也己工作，使ＫＡ10，2ＳＱ1閉合，使得2ＫＡ2得電，10ＹＡ得電銑主軸快退3、4、5Ｉ位的工作原理同工作。2ＳＢ1-5ＳＢ2，2ＳＢ2－5ＳＢ2用于調(diào)整。
ＳＢ4掀一后，使得ＫＡ5得電，從而各主軸在任意位置時都進行后退回原位。
ＳＡ1在自動位置整個系統(tǒng)處自動，ＳＡ1在調(diào)整位置時，各個主軸可以任意單獨進行調(diào)整。
畢業(yè)設計總結(jié)
通過這次畢業(yè)設計使得我把四年來所學過的基本知識、基本理論與基本技能綜合運用了一次，把過去所學中的不足再一次進行了鞏固。
畢業(yè)設計本身就是一個很好的項目，畢業(yè)設計要求在教學過程中以完成一個具體的項目為線索，把教學內(nèi)容隱含在項目之中，可以讓自己提出問題，并經(jīng)過思考和教師點撥，自己解決問題。在完成項目的同時培養(yǎng)自己創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力以及自主學習的習慣，學會如何去發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、查閱資料、尋找解決問題的方法
在設計過程中，要用到所學過的各種知識，也將遇到自己所不熟悉的或沒有學過的知識和技能。對于不熟悉的內(nèi)容，除了老師講解外，還在老師指導下自己閱讀參考書來自學，以提高自學能力。設計時要用到各種現(xiàn)成的技術(shù)資料（如國家制定的技術(shù)標準和規(guī)范），要查閱有關(guān)的技術(shù)手冊，這些對于自己來說都是要學習的，而且是重要的學習方面，并且要學會應用。
在指導老師的指導與教誨下，樹立了一定的正確設計思想，設計構(gòu)思，掌握了工程設計的一般程序規(guī)范和方法，增強了正確使用技術(shù)資料，國家標準，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數(shù)據(jù)處理編寫技術(shù)文件的工作能力。
參考文獻
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18、《機床設計手冊》機械工業(yè)出版社1982
致謝詞
四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，對于我的人生，卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。四年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊。在剛剛過去的幾個月里，是我在恒星學院以來最刻骨銘心的日子。這個學期是我大學生活的最后一個階段，我的畢業(yè)設計過程都是在這一學期完成的。這一階段我學到了好多以前課堂上所學不到的知識，它們很多都有很高實用價值，并將對我以后的工作產(chǎn)生巨大的幫助，在此我想對我們的指導老師的辛勤教誨表示衷心的感謝。他雖然是第一次帶我們的畢業(yè)的設計，但認真負責的精神深深地感染了我們，這些部分本來就是我們這些機電專業(yè)學生的弱點，他不厭其煩的為我們講解電氣原理，辛苦的為我們上網(wǎng)收信資料，對我的畢業(yè)設計給予了很大的幫助。法蘭盤的設計，對我來說是個新鮮的課題，我一步一個腳印的在摸索。期間當我被困難攔住而一蹶不振時，他始終以樂觀的態(tài)度鼓勵著我們，可以說我們能如其完成設計，真的在很大程度上得益于老師。
這次畢業(yè)設計是我們大學四年所學知識做的一次總測驗，是鍛煉也是檢驗自己四年來所學知識和掌握、運用知識的能力，是我們高等院校學生的最后的學習環(huán)節(jié)，也是學到最多實際知識的時候。通過這次設計，我學到了許多原來未能學到的東西，對過去沒有掌握的知識得到了更進一步鞏固。綜合運用所掌握理論知識的能力得到很大的提高，學會了從生產(chǎn)實際出發(fā)，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設計手冊、圖冊、資料的方法， 也是為我們即將參加工作所做的必要準備，打下基礎(chǔ)，更是我們?nèi)隀C械設計制造及其自動化專業(yè)知識的一次綜合。
在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意
最后要再一次感謝所有在畢業(yè)設計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。
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