組合機床的國內外發展研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 式結構，個面之間的精度要求可通過后期加工來保證，可消除分散機構因裝配產生的裝配誤差。2） 結構簡單： 采用這種結構，鉆模板可以直接安裝在箱壁上；液壓壓緊裝置置于頂部，向下壓緊工件，操作方便。3） 尺寸的確定：由上述可知，箱體側壁與工件加工表面之間的距離為4mm，具體結構如下： 圖 34 夾具結構圖箱體壁厚：經驗值推薦2530mm，由于箱體頂部承受工件壓緊力反作用力，選用26mm壁厚來保證其強度。兩側厚度根據鉆模板類型選取25mm壁厚，被保證其強度要求采用加強肋板結構。 夾緊基本原理理論夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時受切削力，重力或伴生離心力，慣性力，熱應力等的作用產生移動或振動。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會使它離開定位時所需確定的位置，才可以設有夾緊裝置。夾緊裝置設計的優劣，對于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動強度都有很大的影響。分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置概括為兩類：第一類是性能要求，主要指定位唯一性、定位穩定性,夾緊穩定性及總體約束；第二類要求是夾具的結構剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設計目錄中功能項包括夾緊對象特征項、加工信息特征及夾緊要求特征。夾緊對象特征項目：包括夾緊對象類型、材料、形狀、體積、數量、物理特性、磁性、導電性、剛性等信息。加工信息特征項：加工類型、機加工、裝配、檢測、焊接等、加工參數、切削參數、運動參數、幾何參數等。夾緊要求特征項：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準選擇，如特征點、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。元件功能分析：夾緊功能主要包括四種元功能：定位功能、傳動功能、執行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定位元件、外圓定位元件。傳動功能由中間遞力機構完成，該機構一般有三個作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機構：斜楔機構、螺旋機構、圓偏心機構、杠桿鉸鏈機構、連桿機構、聯動機構、對中機構、定心機構等。設計夾緊裝置時,應滿足下述主要要求：，不應破壞工件的定位,為此，必須正確選擇夾緊力的方向及著力點。，適當，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。，夾緊動作要迅速，操作方便省力，安全。為了選擇夾緊機構及適當的傳動裝置，需要知道所用夾緊力的大小。夾緊力的大小不僅與切削力大小及工件重量有關，也和這些力的方向和作用點有關，因加工過程中切削力的大小，方向和作用點都可能改變，所以確定夾緊力的大小有一定的困難。但從夾緊可靠的觀點出發，可根據工序的進行情況，確定加工最不利的瞬時，然后將相當于此時的切削力、重力組成一個作用于工件上的力系與力矩系，使工件在這些力的作用下處于平衡狀態。由《機械設計基礎課程設計》可得 =夾緊力驗算：，故夾緊力設計合理。 定位誤差分析工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夾具中，使之占有正確的位置的工藝過程。一批工件逐個在夾具中定位時，由于定位基準與工序基準不重合、定位副制造不準確等原因，使得各個工件在夾具中占據的位置不可能完全一致，勢必產生定位誤差，即工件在夾具中因定位不準確而產生的工件加工誤差。定位誤差實際上是一批工件采用調整法加工時，由于定位所造成的工件加工面相對于工序基準的位置誤差。假定在加工時，夾具相對于刀具及切削成形運動的位置經調整后不再變動，那么可以認為加工面的位置是固定的，這樣工件加工面相對于其工序基準的位置誤差就是由于工序基準的位置變動所引起的。所以，定位誤差也就是工件定位時工序基準在工序加工要求(位置尺寸或位置精度)方向上的位置變動量。應用夾具CAD系統設計夾具時，在未選定夾具定位方案的具體結構之前，尚不能建立定位尺寸鏈。在系統確定了夾具定位結構之后，就可以根據具體結構建立定位尺寸鏈進行正計算或反計算。a)正計算就是當已知定位結構中有關定位元件尺寸的公差時，用定位尺寸鏈求解封閉環公差(即定位誤差)。如果所求的定位誤差值在允許的公差范圍之內，則表明所確定的定位元件的尺寸公差能滿足精度要求。否則不能保證精度，就需調整定位結構中定位元件的尺寸公差。如果這些公差無調整的余地則需考慮重新確定定位結構。b)反計算就是已知封閉環的尺寸及公差,確定各組成環的公差,即將允許的定位誤差合理地分配到各組成環中去。 夾具的經濟效益分析機床夾具費用是工藝成本的組成部分，它直接影響工藝過程的經濟性及產品成本,機床夾具的經濟性用下述不等式評價:SN≥C式中S使用機床夾具后生產費用的節約,即經濟效果；式中N用機床夾具全年加工的工件數量,即工件的年產量；式中C使用機床夾具全年的費用。(1)使用機床夾具的經濟效果：機床夾具的使用減少了生產單件的時間，一個工件的某一工序因使用機床夾具而減少的單件時間是：△T=T1T2，式中T1和T2分別為使用機床夾具前后工件的單件時間。若比較兩種機床夾具的經濟性， T1和T2又分別代表兩種夾具加工工件的單件時間,由于使用機床夾具而節約的工人工資額為：△Z=Z1T1Z2T2式中Z1，T2分別為使用機床夾具前后機床工人每分鐘的工資額，若考慮雜費方面H的節約，使用機床夾具的經濟效果為：S=△Z(1+)(2)使用機床夾具的的全年費用,一套專用夾具的費用為：式中As專用夾具的設計系數,；式中Ay 專用夾具的使用系數，~；式中T專用夾具的使用年限,簡單夾具=1年，中等復雜的夾具=2~3年，復雜夾具是=4~5年；Cz專用夾具的制造價格由下式計算 Cz =δθ+tZp(1+)；式中δ材料的平均價格 元/kg；式中θ夾具元件的重量；式中t夾具制造工時 h；式中Zp工人的平均工資 元/人；式中H工具車間雜費百分比；通過原理，已經可以從該方案中檢索到實現設計可行性原理方案。實現某一功能可能有多個解，其優劣程序要視具體情況而論。評價項給出了評價準則和評價的特性值，反映了原理方案在技術性、經濟性和社會性上的效用。以上所述原理中有關項目中所表達的評價決策的方方面面，為設計展示出統率全局的設計信息空間。4 組合機床多軸箱設計 繪制多軸箱設計的原始依據圖根據機床設計要求，按三圖一卡繪制出的多軸箱設計的原始依據圖如下圖示：多軸箱設計的原始依據圖 確定主軸的型式與直徑和驗算主軸箱所需的動力由于所有主軸都是用于鉆空，所以均選用前支承有止推軸承的主軸。各主軸的直徑和主軸箱所需動力的計算如下：鉆12個φ18，V=,f=M=10 HB=10 = 按《組合機床設計簡明手冊》表34取主軸直徑d=30mm即可。F=26DHB=2618= (N)P==主軸箱所需動力的驗算：根據這個驗算。 多軸箱傳動系統的設計與計算多軸箱傳動系統設計，是根據動力箱驅動軸位置和轉速、各主軸位置及其轉速要求，設計傳動鏈，把驅動軸與各主軸連接起來，是各主軸獲得預定的轉速和轉向。同時，滿足主軸箱其他結構和傳動的要求。一般來說，同一個主軸箱的傳動系統，可以設計出幾種方案來。因此，設計時必須對各種傳動方案進行分析比較，從中選出最佳方案。因為，傳動系統設計的好與不好，將直接影響主軸箱的質量、通用化程度、設計和制造工作量的大小，以及其成本的高低等等。下面就來討論一下主軸箱傳動系統的設計。（1）在保證主軸強度、剛度、轉速和轉向的條件下，力求使傳動軸和齒輪的規格、數量為最少。為此，應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。當中心距不符合標準時，可采用變位齒輪或略微改變傳動比的方法解決。（2）盡量不用主軸帶動主軸的方案，以免增加主軸負荷，影響加工質量。遇到主軸分布較密時，布置齒輪的空間受到限制或主軸負荷教小、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根主軸的傳動方案。（3）為使結構緊湊，多軸箱內齒輪副的傳動比一般要大于1/2（最佳傳動比為1~1/），后蓋內齒輪傳動比允許值1/3~1/，盡量避免升速傳動。當驅動軸轉速較低時，允許升速后再降一些，使傳動鏈前面的軸、齒輪轉矩較小，結構緊湊，但空轉功率損失隨之增加，故要求升速傳動比小于等于2；為使主軸上的齒輪不過大，最后一級經常采用升速傳動。（4）驅動軸直接帶動的轉動軸數不能超過兩根，以免給裝配帶來困難。（5）剛性鏜孔主軸上的齒輪，其分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的孔徑，以減少振動，提高運動平穩性。（6）用于粗加工主軸上的齒輪，應盡可能設置在第一排，以減少主軸的扭轉變形；精加工主軸上的齒輪，應設置在第三排，以減少主軸端的彎曲變形。（7）多軸箱內具有粗精加工主軸時，最好從動力箱驅動軸齒輪傳動開始，就分兩條傳動路線，以免影響加工精度。組合機床所加工的零件是多種多樣的，結構各有不同，但被加工零件上空的分布（亦主軸箱上主軸的分布），大體可以歸納以下幾種類型：（1）單組和多組圓周分布。（2）等距和不等距直線分布。（3）圓周和直線混合分布。（4）任意分布。這個主軸箱的傳動系統屬于第二類，可以設計出許多種，我們擇優選定其中一種如下圖所示。軸[13][16] 按表34，取軸頸d=25mm即可。但為了提高軸的剛度，并為了減少傳動件的品種，取軸頸 d=30mm.軸[14][15][17] 按表34，取軸頸d=30mm即可。軸[18] 按表34，取軸頸d=30mm即可。軸[20][23] 按表34，取軸頸d=25mm即可。但為了提高軸的剛度，并為了減少傳動件的品種，取軸頸 d=30mm.軸[21] 按表34，取軸頸d=30mm即可。軸[22] 按表34，取軸頸d=30mm即可。軸[24][25] 按表34，取軸頸d=30mm即可.主軸實際轉速如下表：各主軸實際轉速軸1，2，3，4，5，6，7，8， 10，11，12軸9N(r/min)233243 多軸箱坐標計算,計算主軸、驅動軸坐標加工基準坐標系XOY的選擇 為便于加工多軸箱體，設計時必須選擇基準坐標系（通常是直角坐標系）。坐標系的橫軸懸在箱體底面，縱軸通過定位銷空。這種方法適用于多軸箱以底面為基準安裝在滑臺上。常用臥式坐標鏜床加工多軸箱體孔系，這樣使工藝基準與設計基準一致，易于保證加工精度。注意：圖中E值，多軸箱寬度B=500mm時，E=25mm,B500mm時，E=50mm.計算主軸、驅動軸坐標計算主軸及驅動軸的坐揀 根據多軸箱設計原始依據圖，按選定的基準坐標系XOY，計算或標出各主軸及驅動軸的坐標(計算精度要求精確到小數點后三位數)。如果零件上孔距尺寸帶有單向或雙向不等公差，則在標注坐標時，應把公差考慮進去，使孔距的名義坐標尺寸恰好位于公差帶的中央。如孔距為時，應標注為100．05；12鈾鉆孔多軸箱各主軸、驅動軸坐標值見下表。坐標銷驅動軸O主軸1主軸2主軸3主軸4XY主軸5主軸6主軸7主軸8主軸9主軸10主軸11主軸12計算傳動軸坐標時，先算出與主軸有直接傳動關系的傳動軸坐標，然后計算其它傳動軸坐標。傳動軸的傳動形式很多，一般可分為三類：與一鈾定距；與二軸定距；與三軸等距。其計算方法分述于下： (1)與一軸定距的傳動軸坐標計算 圖4—17為與一軸定距的傳動軸坐標計算圖。為計算方便，通常以已知軸中心作為原點O，建立小坐標系xoy，設所求傳動鈾的坐標為B(x，y)，嚙合中心距為R。由B點向x鈾作一輔助垂線交x軸于A點，組成直角三角形OAB。如果從傳動圖上量得x(即OA),則或量出y(即AB)，則然后將求得x、y的換算到大坐標中去。(2)與二軸定距的傳動軸坐標計算 傳動軸與二軸定距，即在一傳動軸上用兩對齒輪分別帶動兩根已知軸，其坐標可根據已知兩軸坐標和兩對齒輪中心距計算求得。計算方法如圖4—19所示，圖中“a(，)和b(，)為兩已知軸坐標，RR2為兩已知軸與傳動軸間的齒輪中心距，即ac為RI，bc為R2， c(x，y)為所需計算的傳動軸坐標。為便于計算選取小坐標系iaj (圖4—20)。a點為共原點，使c點在小坐標中的坐標(I,J)為正值，a、b、c按逆時針順序定出，作輔助線并標號如圖所示，由此可導出c點坐標計算公式。即：設 則 因為所以還原到XOY坐標系z中去，則c點坐標： (3)與三軸等距的傳動軸坐標計算 在一根傳動軸上用三對相同中心距的齒輪副分別帶動三根已知軸，該傳動軸就是圖4—22所示的軸D(即AA5c外按圓圓心)。其坐標可根據三已知軸A、B、C的坐標及中心距R求出。為簡化計算，取小坐標系xAy(圖4—23)，小坐標原點選取應使所計算的軸D坐標為正值，軸D坐標算式為， 還原到XOY坐標中去，則 多軸箱體上的孔系是按計算的坐標加工的,，必須演算中心距實際中心距A,。驗算標準：中心距允差。三種傳動軸的驗算公式如下(1)傳動軸與一軸定距(固4—17)驗算公式 (2)傳動軸與二軸定距(圖小39)驗算公式 (3)傳動釉與三軸定距(閣4—22)驗算公式” 驗算公式中各坐標值是帶正負號代入算式運算的。當驗算不合格，即＞，在檢查運算確無錯誤后，方可按坐標計算的A值，采用變位齒輪湊