小型自動(dòng)鉆床及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-法蘭盤(pán)上蓋鉆夾具含5張CAD圖

小型自動(dòng)鉆床及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-法蘭盤(pán)上蓋鉆夾具含5張CAD圖,小型,自動(dòng),鉆床,夾具,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),法蘭盤(pán),上蓋鉆,cad 小型自動(dòng)鉆床及夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析任務(wù)書(shū) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求） 在現(xiàn)代工廠中，自動(dòng)化生產(chǎn)線越來(lái)越普及，它有效的加快了工作的效率，提高生產(chǎn)速度和生產(chǎn)質(zhì)量?，F(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)線應(yīng)用到的技術(shù)有：機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到自動(dòng)生產(chǎn)中；在眾多技術(shù)的結(jié)合下，生產(chǎn)線的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起，組成了系統(tǒng)的整體，具有綜合性和系統(tǒng)性的特點(diǎn)。 小型鉆床在生產(chǎn)線中主要用于工件孔的加工，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要綜合考慮工件加工需要和生產(chǎn)線的需求，本課題包括小型自動(dòng)鉆床及夾具的運(yùn)動(dòng)及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、小型自動(dòng)鉆床及夾具的運(yùn)動(dòng)及其結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案確定，繪制小型自動(dòng)鉆床及夾具的裝配圖，繪制零件圖若干張。設(shè)計(jì)內(nèi)容如下： 1、工廠調(diào)研及國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料搜集準(zhǔn)備，開(kāi)題報(bào)告一份； 2、編寫(xiě)小型自動(dòng)鉆床及夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，字?jǐn)?shù)要求：中文摘要300字左右，外文摘要250個(gè)實(shí)詞左右，總數(shù)不少于8000字； 3、小型轉(zhuǎn)床一臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)Z方向的孔加工； 4、自動(dòng)化氣動(dòng)夾具一套，需滿足工件的定位和夾緊以及對(duì)不同孔的位置的移動(dòng)。 2、 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容及張數(shù) 1、繪制小型自動(dòng)鉆床及夾具的裝配圖1張； 2、繪制重要零件圖若干張。 3、至少完成2張零號(hào)圖紙的圖紙量，原則上不得全部為計(jì)算機(jī)繪圖或手工繪圖。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物內(nèi)容及要求 小型自動(dòng)鉆床及夾具作為生產(chǎn)線上孔加工的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理性和穩(wěn)定性有著很高的要求，本課題通過(guò)對(duì)鉆床機(jī)構(gòu)和自動(dòng)化夾具進(jìn)行研究，結(jié)合整個(gè)生產(chǎn)線的功能，針對(duì)工廠實(shí)際應(yīng)用要求，完成工件定位以及Z方向的孔加工，要求夾具可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作和X、Y方向移位。 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃 序號(hào) 各階段工作內(nèi)容 起訖日期 備注 1 參觀、實(shí)習(xí)、調(diào)研、搜集資料 2020年1月10日~2月01日 2 總體方案論證及確定和論文開(kāi)題報(bào)告 2020年2月02日~2月16日 3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析 2020年2月17日~3月29日 4 修改圖紙、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2020年4月01日~4月29日 5 答辯準(zhǔn)備 2020年4月30日~5月15日 6 畢業(yè)答辯 2020年5月16日~5月17日 五、主要參考資料 [1] 王昆.何小柏.機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]北京： 高等教育出版社，1996. [2] 上海紡織工學(xué)院.哈爾濱工業(yè)大學(xué).天津大學(xué).機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) [M]上海： 上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979. [3] 李秀智. 工件磨削速算[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. [4] 尹佑盛. 機(jī)械控制學(xué) [M]重慶：重慶出版社，1997. [5] 張展.減速器設(shè)計(jì)選用手冊(cè) [M]上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996. [6] 張永亮,樊文欣.薄壁襯套加工夾具設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓,2015（5）. [7] 周太平,康志成,夏翔.數(shù)控銑床與加工中心夾具設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)造工程,2011（2）. [8] 盂少龍.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991. 執(zhí)行任務(wù)書(shū)時(shí)間 20XX年01月10日 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間 小型自動(dòng)鉆床及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要介紹了在傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)知基礎(chǔ)上，通過(guò)改進(jìn)臺(tái)式鉆床的部分結(jié)構(gòu)結(jié)合液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)將臺(tái)式鉆床改造為自動(dòng)鉆床，并將夾具體改進(jìn)為氣壓自動(dòng)夾緊夾具以達(dá)到對(duì)加工零件自動(dòng)夾緊加工的目的。 本文設(shè)計(jì)過(guò)程參照傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，將機(jī)床設(shè)計(jì)分為機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)兩大塊，并對(duì)機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析。 設(shè)計(jì)的目的在于通過(guò)導(dǎo)入氣壓夾緊系統(tǒng)、液壓進(jìn)給系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，使得改造后的鉆床能實(shí)現(xiàn)對(duì)工件自動(dòng)定位夾緊和加工，達(dá)到滿足加工產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減小加工誤差，降低生產(chǎn)勞動(dòng)成本的目的。 本文設(shè)計(jì)著重于自動(dòng)鉆床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和鉆床專(zhuān)用夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。自動(dòng)鉆床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要鉆床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；鉆床專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)出可自動(dòng)夾緊定位的夾具并將工件移動(dòng)到指定位置配合鉆床進(jìn)行加工。 關(guān)鍵詞 自動(dòng)鉆床結(jié)構(gòu)；自動(dòng)化夾具結(jié)構(gòu)；自動(dòng)裝夾。  abstract This paper mainly introduces the understanding of the internal structure of the traditional bench-type drilling bed, by improving the structure of the bench-type drilling machine combined with the hydraulic drive system and PLC control system to transform the bench-type drilling bed into an automatic drill, and improving the clamp specifically for the automatic clamping fixture of air pressure to achieve the purpose of automatic clamping of the processing parts. The design process of this paper refers to the design method of the internal structure of the traditional benchtop drill, divides the machine tool design into two blocks of the machine tool internal structure design and professional automatic fixture design, and analyzes the internal structure design and special fixture design of the machine tool in detail. The purpose of the design is to reduce the production and labor cost by importing the air pressure clamping system, hydraulic feed system and PLC control system, so that the modified drill bed can realize the automatic positioning of the workpiece clamping and processing, so as to meet the quality of processing products, improve production efficiency, reduce processing error, reduce the cost of production and labor. The design of this paper focuses on the design of the automatic drilling machine structure and the special fixture structure of the drill ingres. The design of automatic drill bed structure mainly drill bed spindle structure design and drill bed feed structure design, drill bed special fixture design is mainly designed to automatically clamp the positioning of the fixture and move the workpiece to the designated position with the drill bed for processing. Keywords Automatic drilling bed structur 3 目錄 1.緒論 5 1.1問(wèn)題分析及解決思路 5 1.2 本文的設(shè)計(jì)要求及目標(biāo) 6 1.3 本章小結(jié) 6 2 鉆床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2.1 自動(dòng)專(zhuān)用鉆床已知條件和設(shè)計(jì)要求的概述 7 2.2 法蘭盤(pán)加工工藝路線 7 2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 7 2.4 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)選擇 8 2.5 控制方案設(shè)計(jì) 9 2.6 總體布局設(shè)計(jì) 10 2.7 輔助結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10 2.8 本章小結(jié) 10 3 專(zhuān)用鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11 3.1 傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)概述與分析 11 3.2 進(jìn)給結(jié)構(gòu)方案圖的確定 11 3.3 工況分析 12 3.4 切削力的計(jì)算 12 3.5 鉆床主軸設(shè)計(jì) 14 4 專(zhuān)用鉆床主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 4.1 主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析 17 4.2 主軸花鍵的設(shè)計(jì) 17 4.3 主軸電機(jī)選擇 17 4.4 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 4.5 本章小結(jié) 20 5 專(zhuān)用鉆床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 5.1加工工件分析 21 5,2鉆床夾具的構(gòu)成及改進(jìn)方案 21 5.3專(zhuān)用夾具結(jié)構(gòu)組成及分析 21 5.4專(zhuān)用夾具工作原理 21 5.5工件夾緊力的計(jì)算 22 6 設(shè)計(jì)總結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 24  1.緒論 1.1問(wèn)題分析及解決思路 1.1.1 鉆床制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 鉆削加工是指用鉆床切除零件多余材料使其成為合格產(chǎn)品的一種加工方法。第一臺(tái)鉆床是惠特沃斯于1862年發(fā)明的。到了1850年前后，德國(guó)人馬蒂格諾尼最早制成了用于金屬打孔的麻花鉆；1862年在英國(guó)倫敦召開(kāi)的國(guó)際博覽會(huì)上，英國(guó)人惠特沃斯展出了由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的鑄鐵柜架的鉆床，這便成了近代鉆床的雛形。 隨著科技的發(fā)展和人類(lèi)不斷的創(chuàng)新，鉆床對(duì)于零件的加工方式呈現(xiàn)更加多樣化及加工工藝更為合理化。零件加工中鉆床占據(jù)了重大的比重，而鉆床的整體性能又直接關(guān)系被加工零件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，所以為了提高鉆床的性能，必須對(duì)機(jī)床進(jìn)行不斷的創(chuàng)新。 我國(guó)鉆床發(fā)展工業(yè)在近些年來(lái)已經(jīng)取得了巨大的突破，但和發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)床工業(yè)相比依然還有明顯的不足。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家生產(chǎn)的鉆床仍然以傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床、立式鉆床、深孔鉆床為主，而在大型的數(shù)控鉆床、高精密的深孔鉆床上還有很大的差距。因此我們應(yīng)該學(xué)國(guó)外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，結(jié)合國(guó)外機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)我國(guó)機(jī)床進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和改進(jìn)，加快我國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展。 1.1.2 傳統(tǒng)鉆床加工存在的缺點(diǎn) 鉆床是金屬切削加工機(jī)床中常用的一種，在零件加工中十分重要。鉆床主要被用于對(duì)零件進(jìn)行大批量加工，鉆床的加工方式主要有鉆、擴(kuò)、絞等。社會(huì)在不斷進(jìn)步工業(yè)在不斷發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)加工不斷提高加工效率和加工質(zhì)量成為廠家發(fā)展的必要條件，而依舊使用傳統(tǒng)鉆床已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代化的加工生產(chǎn)需求主要原因是傳統(tǒng)鉆床存在以下不足之處; （1）加工生產(chǎn)耗時(shí)長(zhǎng)； （2）加工生產(chǎn)效益差； （3）加工定位較為困難； 1.1.3 改進(jìn)思路及方案的確定 通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)鉆床加工了解可知，傳統(tǒng)鉆床主要存在生產(chǎn)環(huán)境差、加工效率低、機(jī)床加工性能較差等缺點(diǎn)，對(duì)此我們有必要對(duì)傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床進(jìn)行設(shè)計(jì)與改進(jìn)。通過(guò)查閱資料以及老師的指導(dǎo)來(lái)對(duì)傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)、專(zhuān)用夾具部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。 經(jīng)過(guò)討論，我們決定從將鉆床設(shè)計(jì)分為鉆床內(nèi)部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和自動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)兩大模塊，使得鉆床和夾具可以通過(guò)現(xiàn)代化的控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)鉆床加工過(guò)程進(jìn)行控制，達(dá)到簡(jiǎn)化加工過(guò)程提高加工精度的目的。為了使得設(shè)計(jì)直觀簡(jiǎn)單，我們將鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊分為傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、進(jìn)給結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)三個(gè)部分，鉆用夾具為另外一個(gè)模塊。下面針對(duì)各個(gè)模塊存在的的問(wèn)題提出改進(jìn)思路： （1）傳動(dòng)結(jié)構(gòu)： 由于改進(jìn)后的鉆床只為加工生產(chǎn)線的某一個(gè)特定的零件，因此在對(duì)該進(jìn)行計(jì)算和分析之后對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整 （2）進(jìn)給結(jié)構(gòu) ：傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)的工作方式需要人為的控制，為了實(shí)現(xiàn)鉆床自動(dòng)化生產(chǎn)的能力，只需將主軸的進(jìn)給結(jié)構(gòu)改為液壓傳動(dòng)代替手動(dòng)控制傳動(dòng)即可。 （3）夾緊結(jié)構(gòu) ：傳統(tǒng)鉆床專(zhuān)用夾具需要人工進(jìn)行定位夾緊，工作效率低。因此需要?dú)鈩?dòng)化的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的定位和夾緊。 （4）控制結(jié)構(gòu) ：傳統(tǒng)鉆床沒(méi)有自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)，而為了滿足生產(chǎn)需求必須設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)鉆床和夾具運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)。目前機(jī)床控制結(jié)構(gòu)主要分為數(shù)控結(jié)構(gòu)、繼電器電氣控制結(jié)構(gòu)和PLC控制等。相比于電氣控制內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易維護(hù)、數(shù)控結(jié)構(gòu)成本高等不利因素PLC控制結(jié)構(gòu)具有良好的可靠性、成本低等優(yōu)點(diǎn)，故選擇PLC作為鉆床的控制結(jié)構(gòu)。 1.2 本文的設(shè)計(jì)要求及目標(biāo) 本文研究的主要內(nèi)容是普通臺(tái)式鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改進(jìn)、自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。主要設(shè)計(jì)在于鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)中進(jìn)給結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和自動(dòng)化夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。自動(dòng)鉆床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)主軸沿Z軸移動(dòng)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；自動(dòng)化夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工件夾緊定位以及帶動(dòng)工件到達(dá)加工指定位置。 通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床的改進(jìn)和專(zhuān)用自動(dòng)化夾具的設(shè)計(jì)，使其達(dá)到對(duì)于零件進(jìn)行自動(dòng)夾緊加工的目的，重新設(shè)計(jì)后的鉆床應(yīng)達(dá)到以下要求： （1）改善生產(chǎn)環(huán)境，減少加工時(shí)耗； （2）改善加工產(chǎn)品質(zhì)量，改善機(jī)床加工性能； （3）提高加工產(chǎn)品效益； （4）降低生產(chǎn)勞動(dòng)成本； 1.3 本章小結(jié) 本章節(jié)主要對(duì)我國(guó)鉆床發(fā)展環(huán)境做了簡(jiǎn)要概述，針對(duì)傳統(tǒng)鉆床在加工中所產(chǎn)生的問(wèn)題提出了改進(jìn)思路和分析方法，并明確了設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)目標(biāo)。簡(jiǎn)明扼要的描述了改進(jìn)后鉆床應(yīng)該達(dá)到的生產(chǎn)要求。 2 鉆床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鉆床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇直接影響到被加工工件的質(zhì)量和機(jī)床生產(chǎn)各方面的性能，因此，我們應(yīng)該制定良好的總體方案來(lái)保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量、加工產(chǎn)品的效益?！? 鉆床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)主要分為兩大模塊：鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模塊。 其中鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：鉆床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)、鉆床總體布局設(shè)計(jì)。鉆床法蘭盤(pán)夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和夾具動(dòng)力源的選擇。 2.1 自動(dòng)專(zhuān)用鉆床已知條件和設(shè)計(jì)要求的概述 本文以某五金加工工廠法蘭盤(pán)生產(chǎn)線為生產(chǎn)背景，對(duì)普通臺(tái)式鉆床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)化改造及對(duì)鉆床專(zhuān)用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)和改，使其達(dá)到快速定位、自動(dòng)夾緊、自動(dòng)加工的目的，滿足生產(chǎn)線高效生產(chǎn)的需求。 2.2法蘭盤(pán)加工工藝路線 法蘭盤(pán)加工工藝步驟和在傳統(tǒng)臺(tái)上鉆床加工一致沒(méi)有發(fā)生變化，只是在加工過(guò)程操作上有很大的調(diào)整，這主要是導(dǎo)入了自動(dòng)化進(jìn)給機(jī)構(gòu)和自動(dòng)化控制結(jié)構(gòu)。以下為改進(jìn)后的鉆床加工工序步驟： 2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 對(duì)于鉆床而言其執(zhí)行機(jī)構(gòu)是鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，鉆床主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系到鉆床運(yùn)行的平穩(wěn)性和加工工件的好壞。改進(jìn)后的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)依舊使用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力而主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)則由液壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)給。 2.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 本文設(shè)計(jì)著重于鉆床的機(jī)構(gòu)自動(dòng)化和專(zhuān)用夾具的自動(dòng)化改進(jìn)根據(jù)2.3節(jié)可知鉆床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)為鉆床主軸的旋轉(zhuǎn)切削和軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和傳統(tǒng)鉆床一致，如圖所示： 主軸直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 主軸旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng) 圖2-1 自動(dòng)鉆床運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)圖 2.3.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 普通臺(tái)式鉆床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)主軸的進(jìn)給是由人來(lái)操控的，因此為滿足自動(dòng)化生產(chǎn)要求首先應(yīng)對(duì)主軸進(jìn)給結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。此外，改進(jìn)后的鉆床執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮加工性能的影響、加工工藝動(dòng)作的影響和經(jīng)濟(jì)效益的影響。 2.3.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 鉆床在對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，即應(yīng)考慮到改進(jìn)后的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在加工工藝步驟上的先后性、執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作與控制機(jī)構(gòu)在時(shí)間上的同步性、執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間布置上的合理性、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)在操作上的簡(jiǎn)便性、執(zhí)行機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作對(duì)機(jī)床安全性、 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配合能否有效的縮短加工時(shí)間。 改進(jìn)后自動(dòng)鉆床執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有改變主軸運(yùn)動(dòng)的形式，只對(duì)于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行替換。由液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)代替手動(dòng)進(jìn)給，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 2.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)選擇 2.4.1 原動(dòng)機(jī)選擇 因?yàn)樽詣?dòng)鉆床主軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同。所以我們可以參照傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床主軸電動(dòng)機(jī)的選擇方法來(lái)選擇合適的電動(dòng)機(jī)，此外選擇合適的電動(dòng)機(jī)為液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓缸提供動(dòng)力 。 2.4.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) (一) 確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比 改進(jìn)后的自動(dòng)鉆床是生產(chǎn)線上法蘭盤(pán)零件的專(zhuān)用加工機(jī)床，因此，需要計(jì)算出加工法蘭盤(pán)的所需切削力和明確機(jī)床傳動(dòng)效率之后，計(jì)算出滿足加工所需的最小功率，在查表選擇合適的電動(dòng)機(jī)之后，重新進(jìn)行反運(yùn)算確定總傳動(dòng)比（具體數(shù)值將在第四章計(jì)算得出）。 （二）選擇傳動(dòng)類(lèi)型 （1）傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床中主軸動(dòng)力是由V帶傳送的，V帶傳送有效的減輕了電機(jī)帶來(lái)的震動(dòng)并對(duì)鉆削進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，因此在改造后的鉆床中依舊選擇V帶來(lái)傳遞電機(jī)動(dòng)力。通過(guò)V帶將電機(jī)動(dòng)力傳送到主軸上實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； （2）在傳統(tǒng)鉆床中主軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由人來(lái)控制的，為實(shí)現(xiàn)主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化，選擇使用液壓傳動(dòng)來(lái)代替手動(dòng)進(jìn)給。使用液壓傳動(dòng)主要有以下優(yōu)點(diǎn):液壓傳動(dòng)啟動(dòng)迅速、容易換向、方便控制、在工作時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)能有效的減緩鉆削帶來(lái)的振動(dòng)。 （三）繪制傳動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 花鍵傳動(dòng) 根據(jù)以上分析，確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下（圖2-3）： V帶傳動(dòng) 液壓缸進(jìn)給傳動(dòng) 圖2-3 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 2.5 控制方案設(shè)計(jì) 為了達(dá)到將機(jī)床和夾具配合使用，使其能夠控制自動(dòng)化生產(chǎn)的目的 以及考慮經(jīng)濟(jì)因素和護(hù)理維修等方面的影響，我們選擇采用PLC與手動(dòng)相結(jié)合的方法進(jìn)行控制。 為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比，PLC控制有有以下特點(diǎn)： 1. 適用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便； 2. 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高； 3. 功能強(qiáng)，適用面廣； 4. 減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量； 5. 體積小，重量輕，維護(hù)方便； 因此在自動(dòng)鉆床的控制系統(tǒng)中，我們主要應(yīng)用PLC的順序控制和定時(shí)控制。此外在PLC控制結(jié)構(gòu)的電源啟動(dòng)和其它關(guān)鍵位置設(shè)置一些手動(dòng)開(kāi)關(guān)，以防止機(jī)器在出現(xiàn)故障時(shí)可以及時(shí)的停止運(yùn)行。 2.6 鉆床整體布局設(shè)計(jì) 合理的整體布局會(huì)使得鉆床結(jié)構(gòu)更加緊湊，占用空間更小，機(jī)床零件承受的力更小。改進(jìn)后的自動(dòng)鉆床依舊以原有的臺(tái)式鉆床整體布局為參照，在原有機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上導(dǎo)入了液壓進(jìn)給驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)使得主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。該專(zhuān)用鉆床運(yùn)用于法蘭盤(pán)生產(chǎn)線上，因此引入法蘭盤(pán)自動(dòng)夾具配合回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)法蘭盤(pán)的自動(dòng)加工。 2.7 輔助裝置的設(shè)計(jì) 鉆床輔助的設(shè)計(jì)是為了改善鉆床加工狀況，使鉆床有更好的加工環(huán)境和保證鉆床的良好使用性能。對(duì)于本次法蘭盤(pán)生產(chǎn)線加工的專(zhuān)用鉆床應(yīng)該具備切削液循環(huán)冷卻裝置、鉆床自動(dòng)排屑裝置及鉆床分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 切削液循環(huán)冷卻裝置可以良好的改善鉆床切削時(shí)的工作性能保證加工工件的質(zhì)量，自動(dòng)排屑裝置可選用磁極吸附裝置來(lái)清除切削產(chǎn)生的鐵屑，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可配合法蘭盤(pán)自動(dòng)夾具實(shí)現(xiàn)對(duì)法蘭盤(pán)的逐個(gè)孔精準(zhǔn)加工。 2.8 本章小結(jié) 本章主要介紹了在對(duì)傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床的了解和一般機(jī)床設(shè)計(jì)改進(jìn)的步驟之后，確定了對(duì)臺(tái)式鉆床改進(jìn)的總體方案。并對(duì)機(jī)床和夾具分成四大結(jié)構(gòu)，對(duì)其中所有結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和改進(jìn)保留傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于其中不足之處進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與說(shuō)明。通過(guò)本章節(jié)對(duì)鉆床的改進(jìn)已經(jīng)有了明確的改進(jìn)步驟及改進(jìn)方法。 3 專(zhuān)用鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)概述與分析 傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床主軸進(jìn)給結(jié)構(gòu)主要包括主軸、主軸套筒、主軸套筒鑲套、齒輪齒條和軸承等。如圖3-1所示。 主軸動(dòng)力源于電機(jī)，電機(jī)將動(dòng)力傳動(dòng)到小帶輪上，再通過(guò)V帶傳遞給大帶輪中心的主軸上。大帶輪中心裝有滑移花鍵，主軸可通過(guò)花鍵進(jìn)行上下移動(dòng)而同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主軸外側(cè)則安裝有主軸套筒和深溝球軸承和推力球軸承，目的是使得套筒可以和主軸做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)而不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 5 4 3 6 7 2 1 圖3-1 普通臺(tái)式鉆床進(jìn)給系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 1、主軸套筒鑲套2、推力球軸承3、主軸套筒4、主軸5、深溝球軸承 6、齒輪齒條手動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)7、主軸箱 3.2 進(jìn)給結(jié)構(gòu)方案圖的確定 在2.3小節(jié)中我們提出使用液壓傳動(dòng)進(jìn)給結(jié)構(gòu)來(lái)代替人工手動(dòng)進(jìn)給的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)我們可以設(shè)計(jì)出使用液壓來(lái)帶動(dòng)主軸套筒上下移動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主軸上下移動(dòng)的液壓結(jié)構(gòu)。液壓行程的快慢和主軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速快慢則有PLC系統(tǒng)控制。改進(jìn)后的鉆床進(jìn)給結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。 7 8 6 5 4 3 2 9 1 圖3-2自動(dòng)鉆床的進(jìn)給系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 1、主軸2、深溝球軸承3、活塞桿4、液壓缸筒5、油路口 6、液壓缸蓋7、鎖緊螺釘8、推力球軸承9、密封圈 3.3 工況分析 由生產(chǎn)背景可知，被加工工件為法蘭盤(pán)，生產(chǎn)要求為每分鐘生產(chǎn)2個(gè)法蘭盤(pán)，即需在30秒內(nèi)完成對(duì)工件的裝夾和加工。 由法蘭盤(pán)零件圖紙可知，法蘭盤(pán)厚度大約為25mm，查閱相關(guān)資料可知，45鋼含硫、磷等有害物質(zhì)較少，因此其強(qiáng)度、塑性、韌性均比碳素結(jié)構(gòu)鋼好，綜合力學(xué)性能較好，便于加工。根據(jù)零件圖紙要求需鉆削直徑為10mm的4個(gè)通孔，孔深≈8mm。 在鉆削加工過(guò)程中，鉆床主軸主要受到沿主軸軸向的進(jìn)給力和主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的切削扭矩。其中主要影響因素為切削扭矩。 3.4 切削力的計(jì)算 3.4.1 孔加工刀具及相關(guān)參數(shù)的選擇 由于孔的形狀、規(guī)格、精度要求和加工方法各有不同，孔加工的刀具有很多種，按其用途分為兩類(lèi)：一類(lèi)在實(shí)體材料上加工的刀具，如麻花鉆、深孔鉆等；另一類(lèi)則是在已加工孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔等再加工的刀具，如擴(kuò)孔鉆、鉸刀等。 麻花鉆是目前孔加工最常見(jiàn)的刀具，主要用來(lái)在實(shí)體材料上加工出精度等級(jí)較低的孔，一般加工精度等級(jí)為IT11-IT13級(jí)，表面粗糙度值為Ra12.5-Ra6.3。根據(jù)零件圖紙要求可以選擇高速鋼麻花鉆作為法蘭盤(pán)孔加工刀具。 進(jìn)給量f根據(jù)《金屬切削手冊(cè)》查找為：f=0.2mm/r；其對(duì)應(yīng)的切削速度V=30m/min。 3.4.2 主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 根據(jù)《金屬切削手冊(cè)》初步得知麻花鉆的進(jìn)給量和切削速度，故可以確定鉆床主軸直徑上一點(diǎn)的線速度也就是主軸轉(zhuǎn)速。計(jì)算公式如下： 將V=30m/min，d=10mm代入公式中，得出n=955r/min. 3.4.3 切削力的計(jì)算 從上章節(jié)分析得知，麻花鉆頭在切削加工時(shí)受到力主要包括主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向進(jìn)給產(chǎn)生的切削力，根據(jù)查詢(xún)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得： 鉆床轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式如下： 軸向切削力的計(jì)算公式如下： —— 修正系數(shù) 法蘭盤(pán)材料為45鋼故=600MPa，D=10mm，=0.2mm，將其代入上式中可得主軸轉(zhuǎn)矩和軸向切削力為： =12.3 N·M =1645 N 3.5 鉆床主軸設(shè)計(jì) 3.5.1 主軸材料的選擇 鉆床主軸材料的選用應(yīng)以以下原則為依據(jù): （1） 鉆床主軸應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨度； （2） 軸的使用壽命應(yīng)達(dá)到基本正常使用時(shí)間； （3） 軸的加工工藝復(fù)雜程度和軸的材料選擇及經(jīng)濟(jì)影響； 通過(guò)查閱資料可知普通機(jī)床主軸使用的材料大多數(shù)為碳鋼和合金鋼，傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床主軸材料為45鋼，45鋼是碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的綜合性能，加工較為方便，通過(guò)對(duì)45鋼進(jìn)行熱處理完全可以達(dá)到預(yù)期鉆床主軸所需的要求，因此選用45鋼作為機(jī)床主軸材料。 鉆床主軸在高速旋轉(zhuǎn)下進(jìn)行加工并且需要保證一定的使用壽命，因此應(yīng)該對(duì)主軸進(jìn)行合理的加工和熱處理后使其HB達(dá)到250左右。其機(jī)械性能參數(shù)如下：δb=650MPa；δs=360MPa；δ-1=300MPa；τ-1=155MPa；[δ-1]b=60MPa；[τT]=35MPa。 3.5.2 軸徑的計(jì)算 由金屬切削原理可知，主軸切削功率的計(jì)算公式為： 將以上數(shù)值代入公式中可計(jì)算出功率=0.96KW 考慮到軸承傳動(dòng)效率（查得為0.99）和花鍵傳動(dòng)效率（查得為0.98），所以可計(jì)算出鉆床主軸要傳遞的功率P為： P=/(0.99×0.99×0.98)=0.98KW 由3.5章節(jié)可知，鉆床主軸主要受到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的扭矩和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的軸向力，而法蘭盤(pán)的加工平面與主軸方向保持垂直，故軸向力幾乎不會(huì)對(duì)主軸產(chǎn)生彎矩。根據(jù)主軸的扭矩我們可以計(jì)算得出主軸的最小直徑，計(jì)算公式如下： 選C=110，計(jì)算出dmin=12mm 由以上公式求得鉆床主軸最小直徑為12mm，參照傳統(tǒng)臺(tái)式根據(jù)鉆床的主軸設(shè)計(jì)選用表格，確定鉆床直徑為40mm。 3.5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由圖3-2進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可知，鉆床主軸上主要安裝有一對(duì)深溝球軸承、一對(duì)推力球軸承、一個(gè)軸承擋環(huán)、一個(gè)鎖緊螺栓和軸端的花鍵連接。根據(jù)鉆床軸徑選用軸承及花鍵尺寸如下（表3-1）表示： 根據(jù)主軸的的行程，可確定鉆床主軸的基本長(zhǎng)度尺寸如下圖示（圖3-3）： 表3-1 主軸零件選用表 圖3-3 鉆床主軸基本尺寸簡(jiǎn)圖 3.5.4 軸強(qiáng)度的校核 Mk 由工況分析可知，鉆床主軸的受力圖如下（圖3-4）： M 圖3-4鉆床主軸受力簡(jiǎn)圖 圖3-5鉆床主軸轉(zhuǎn)矩簡(jiǎn)圖 考慮到傳動(dòng)效率，鉆床主軸要傳遞的轉(zhuǎn)矩M=Mk/（0.99×0.99×0.98）=12.16 N·M,液壓力為對(duì)稱(chēng)受為，合力方向沿鉆床主軸方向，大小與進(jìn)給切削力相互抵消。所以，繪制主軸所受轉(zhuǎn)矩圖如圖3-5。 根據(jù)軸上零件的布置，軸的危險(xiǎn)截面為軸端花鍵處，所以應(yīng)對(duì)該處進(jìn)行軸的強(qiáng)度校驗(yàn)。 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度約束條件：  查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得花鍵的抗扭截面模量WT的計(jì)算公式為： 將選用花鍵的基本參數(shù)代入公式中可計(jì)算出WT=5739，所以可以計(jì)算出鉆床主軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力=2.24。 由于[]=35，顯然≤[]，所以，軸滿足強(qiáng)度要求。 4 專(zhuān)用鉆床主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析 由前章節(jié)可知，專(zhuān)用鉆床主軸結(jié)構(gòu)分為帶動(dòng)主軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和帶動(dòng)主軸做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。雖然帶動(dòng)專(zhuān)用鉆床做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)一致，但是專(zhuān)用鉆床是用于投入法蘭盤(pán)生產(chǎn)線上的單獨(dú)加工機(jī)械，因此應(yīng)該對(duì)其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中電機(jī)型號(hào)、帶輪大小、V帶型號(hào)以及主軸花鍵尺寸進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和選擇。 4.2 主軸花鍵的設(shè)計(jì) 花鍵軸分矩形花鍵軸和漸開(kāi)線花鍵軸兩大種類(lèi),花鍵軸中的矩形花鍵軸應(yīng)用廣泛,而漸開(kāi)線花鍵軸用于載荷較大，定心精度要求高，以及尺寸較大的鏈接。由于矩形花鍵軸多齒工作，所以承載能力高，對(duì)中性、導(dǎo)向性不錯(cuò)，而其齒根較淺的特點(diǎn)可以使其應(yīng)力集中小。因此選擇矩形花鍵來(lái)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)表3-1主軸零件的選用，選用花鍵規(guī)格為：（ ）8×32×36×6 GB/T 1144-1987（為齒數(shù)×內(nèi)徑×外徑×齒寬）。主軸的行程為100mm，查表4-1可確花鍵的長(zhǎng)度為=160mm。 表4-1 花鍵長(zhǎng)度系列表 （mm） 由于主軸材料為45鋼，加工后要調(diào)質(zhì)處理，主軸端花鍵與轂孔為滑動(dòng)聯(lián)接，所以花鍵尺寸公差選擇分別為：d取f7，D取a11，鍵寬B取d10。鍵寬位置度公差取=0.015mm,鍵寬對(duì)稱(chēng)度公差取=0.012mm。 4.3 主軸電機(jī)選擇 根據(jù)3.5.2章節(jié)的計(jì)算可知，主軸切削功率=0.98KW。由于花鍵轂要與帶輪固定在機(jī)架上，取軸承傳動(dòng)效率為0.99、花鍵傳動(dòng)效率為0.98和V帶傳動(dòng)效率為0.96，所以可計(jì)算出電機(jī)要傳遞的最小功率為： 所以可計(jì)算出=1.02。查電機(jī)樣品選取電機(jī)型號(hào)為：Y90L-4。其額定功率為1.5，滿載轉(zhuǎn)速為1400 r/min。 4.4 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.4.1 設(shè)計(jì)功率的計(jì)算 計(jì)算出=1.8。 4.4.2 選擇帶型 根據(jù)=1.8，=1400 r/min，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》選用Z型V帶。 4.4.3 選取帶輪基準(zhǔn)直徑和 由3.4.2章節(jié)中計(jì)算可知，主軸轉(zhuǎn)速=850 r/min?？紤]到電機(jī)主軸直徑D=24mm及Z型V帶的=50mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》取=80mm。 所以可計(jì)算出=129.13mm，圓整取標(biāo)準(zhǔn)值后取=132mm。 4.4.4 驗(yàn)算帶速 帶速的計(jì)算公式為： 由以上確定的數(shù)值，代入可計(jì)算出帶速=5.86。在5～20范圍之間，帶速合適。 4.4.5 確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由帶輪直徑和自動(dòng)鉆床的機(jī)構(gòu)尺寸，初選中心距=300mm。經(jīng)計(jì)算可知其符合： 0.7(+)=148.4＜＜2(+)=424 由帶長(zhǎng)計(jì)算公式可計(jì)算出： =935.1mm 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》對(duì)Z型帶選用基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1080mm，可由下式計(jì)算出實(shí)際的中心距為： 4.4.6 驗(yàn)算小帶輪包角 所以＞120°，在要求的范圍之內(nèi)，包角合適。 4.5 本章小結(jié) 本章主要對(duì)鉆床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)分析，并對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中的帶輪、V帶、花鍵的尺寸和型號(hào)提供了詳細(xì)可靠的理論依據(jù)。  5 專(zhuān)用鉆床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1加工工件分析 加工工件為法蘭盤(pán)如圖1所示，材料為45鋼，以法蘭盤(pán)內(nèi)孔中心線為加工基準(zhǔn)，在直徑為76.2mm圓上鉆削4個(gè)直徑為12mm通孔。要求沿圓周均布的4個(gè)孔對(duì)基準(zhǔn)的位置度要求為0.4，孔的直徑按未注公差控制，粗糙度為& 12.5。 5.2鉆床夾具的構(gòu)成及改進(jìn)方案 機(jī)床夾具是為了實(shí)現(xiàn)工件的快速定位和夾緊并在加工過(guò)程中保證工件和機(jī)床之間正確的相對(duì)位置的零件組合。傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床法蘭盤(pán)的鉆孔夾具主要由鉆模板、鉆套、定位元件、夾緊元件 及底座等構(gòu)成。在傳統(tǒng)的鉆床法蘭盤(pán)夾具中被加工工件的更換和夾緊過(guò)程占據(jù)了大量的時(shí)間使得工件生產(chǎn)加工時(shí)間變長(zhǎng)，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。根據(jù)上述中傳統(tǒng)夾具存在的問(wèn)題，我們結(jié)合書(shū)本知識(shí)在老師的指導(dǎo)下提出使用氣動(dòng)夾緊元件代替手動(dòng)夾緊元件并配合回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)完成對(duì)四個(gè)通孔的加工方案。 5.3專(zhuān)用夾具結(jié)構(gòu)組成及分析 改進(jìn)后的鉆床夾具在底座、鉆套、鉆模板等元件上沒(méi)有發(fā)生大的改動(dòng)，只在夾緊元件上進(jìn)行自動(dòng)化結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，因此相比于傳統(tǒng)的夾具多了氣缸和其它一些輔助元件。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖2所示;氣缸由彈簧、活塞桿、O形圈、氣缸體等組成，活塞與活塞桿組合構(gòu)成一體以中心孔軸線為基準(zhǔn)。底座上開(kāi)了兩個(gè)T形槽方便夾具在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上固定。改進(jìn)后的夾具可以對(duì)工件進(jìn)行快速的裝夾和更換極大的節(jié)省了工件的加工總時(shí)長(zhǎng)，有效的提高了生產(chǎn)效率。  5.4專(zhuān)用夾具工作原理 為了保證工件和機(jī)床之間正確的相對(duì)位置，在工件加工之前應(yīng)將工件底座固定在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的準(zhǔn)確位置。工件裝夾過(guò)程為將工件套入活塞桿件中壓入鉆模板，然后安裝開(kāi)口墊片啟動(dòng)氣泵，氣泵氣壓導(dǎo)入氣缸帶動(dòng)活塞桿件壓下彈簧向下移動(dòng)使得開(kāi)口墊片壓緊鉆模板，法蘭盤(pán)也就被夾緊了。底座上安裝有直徑為7mm的通氣孔可以使得排出氣缸內(nèi)部氣體，通過(guò)氣缸控制手柄可以控制氣泵啟動(dòng)和停止。當(dāng)氣泵開(kāi)關(guān)停止輸入氣體時(shí)彈簧帶動(dòng)活塞桿向上移動(dòng)，工件松開(kāi)。在鉆完第個(gè)孔時(shí)，可以插入一根定位銷(xiāo)以保證加工孔的中心線與法蘭盤(pán)中心孔的中心線位置度在0.4以?xún)?nèi)。每當(dāng)加工完一個(gè)孔時(shí)，配合回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度便可鉆第二個(gè)孔，循環(huán)往復(fù)直至將所有的孔鉆削完。 5.5工件夾緊力的計(jì)算 F=kf/(u1+u2) K=k0.k1.k2.k3.k4.k5.k6 其中F---實(shí)際所需的夾緊力，單位為（N） U1---夾緊元件與工件之間的摩擦因素 U2---工件與夾具支撐面之間的摩擦因素 K----安全系數(shù) f---- 鉆床對(duì)工件加工時(shí)產(chǎn)生的軸向切削力 根據(jù)《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表選定K0=1.2 K1=1.2 K3=1 K4=1 K5=1 K6=1 u1=.0.98 u2-0.97 根據(jù)3.4章節(jié)計(jì)算得知法蘭盤(pán)加工軸向力f=1545N 將數(shù)據(jù)代入上式中可得實(shí)際夾緊力F=1214.8N 5.6本章小結(jié) 本章節(jié)主要介紹了鉆床法蘭盤(pán)夾具的組成及改進(jìn)后的法蘭盤(pán)夾具結(jié)構(gòu)，詳細(xì)描述了法蘭盤(pán)夾具的工作原理以及法蘭盤(pán)夾緊力的計(jì)算，通過(guò)求得的法蘭盤(pán)夾緊力可以選擇相應(yīng)適當(dāng)?shù)臍獗眯吞?hào)。 6 設(shè)計(jì)總結(jié) 此次對(duì)于傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床的改進(jìn)設(shè)計(jì)以法蘭盤(pán)生產(chǎn)加工線為背景，設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于對(duì)傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)和法蘭盤(pán)夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到專(zhuān)用夾具自動(dòng)夾緊、工件自動(dòng)進(jìn)給加工的目的。此次設(shè)計(jì)，基本囊括了大學(xué)機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)所有學(xué)科，通過(guò)這次設(shè)計(jì)將大學(xué)四年所有的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次匯總與貫通，加強(qiáng)了對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用，開(kāi)拓了設(shè)計(jì)想法。通過(guò)尋求老師的幫助和查找相關(guān)設(shè)計(jì)資料下，總結(jié)了傳統(tǒng)臺(tái)式鉆床存在的弊端并對(duì)存在的問(wèn)題提出了可行的解決方案。 此次設(shè)計(jì)的核心及重點(diǎn)在于鉆床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，因此對(duì)于其中涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了一次詳細(xì)的復(fù)習(xí)，并加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)繪圖能力。通過(guò)設(shè)計(jì)取得的成果主要有鉆床結(jié)構(gòu)改進(jìn)的設(shè)計(jì)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)夾具的設(shè)計(jì)。隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化的機(jī)械將被運(yùn)用到更多的生產(chǎn)線上，所以我們需要更加努力將專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)好將設(shè)計(jì)思維拓展開(kāi)來(lái)，為我們以后設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 此次設(shè)計(jì)為我們總結(jié)和融匯四年所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)提供了一個(gè)良好的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)使得我們的專(zhuān)業(yè)水平得到進(jìn)一步的提高，為我們?cè)诮酉聛?lái)的實(shí)際工作中提供了良好的鍛煉機(jī)會(huì)，對(duì)我們即將畢業(yè)的學(xué)生有巨大幫助。  參考文獻(xiàn) [1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)·液壓傳動(dòng)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.281～742 [2] 秦曾煌.電工學(xué)[M].電工技術(shù)（第五版）.北京：高等教育出版式社，1999.336～391 [3] 許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.6～193 [4] 戴曙.金屬切削機(jī)床[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.111～337 [5] 席偉光，楊光，李波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2003.163～210 [6] 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