凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計】,凸輪,軸瓦,鉆孔,加工,夾具,設計,優(yōu)秀,優(yōu)良,課程,畢業(yè)設計 畢業(yè)設計 (論文 )任務書 課題名稱 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具設計 系 部 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 班 級 姓 名 學 號 任務起止日期 年 1 月 15 日至 年 5 月 25 日共 16 周 0 指導教師簽名（校內(nèi)） 指導教師簽名（校外） 教學主任簽 名 20** 年 月 日 一、課題內(nèi)容 凸輪軸瓦蓋體積較小，而且零件表面有斜孔。本課題 要求設計一種在鉆床上使用的易于裝夾凸輪軸瓦蓋的夾具，同時還應便于加工零件表面斜孔 二、課題任務要求 1、繪制工程圖不少于 ； 2、撰寫開題報告不少于 5000 字； 3、翻譯相關(guān)外文文獻不少于 3000 字； 4、編寫說明書不少于 15000 字。 三、進程安排 四、應閱讀的主要參考文獻 1、濮良貴等著 高等教育出版社， 2007 2、機械制造工藝學 3、 夾具結(jié)構(gòu)設計手冊 序號 設計（論文）各階段名稱 日 期 1 收集有關(guān)資料，閱讀參考文獻，并熟悉設計 軟件 1 月 15 日 — 3 月 5 日 2 撰寫開題報告 3 月 6 日 — 3 月 10 日 3 分析 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具 的功能要求，提出設計方案，進行外文資料翻譯 3 月 11 日 — 4 月 1 日 4 對 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具 設計 4 月 2 日 — 5 月 14 日 5 撰寫畢業(yè)設計論文 5 月 15 日 — 5 月 21 日 6 檢查、改錯、打印、裝訂及整理設計資料 5 月 22 日 — 5 月 25 日 7 答辯前的準備及答辯 5 月 26 日 — 6 月 7 日 8 畢業(yè)設計資料整改 6 月 8 日 — 6 月 10 日 畢業(yè)設計 (論文 )參考文獻譯文 學生姓名： 系 別： 專 業(yè)： 機械設計及其自動化 班 級： 學 號 : 譯文出處： 001) 18:784 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 1 題 目 自動化夾具設計方法 摘要： 本論文描述了 一種新的輔助夾具設計方法。對于一個給定的工件，這種夾具設計方法包含了 判斷 加緊表面和夾緊位置點。通過使用一種定位設計方法去夾緊和支 撐工件，并且當機器正在運行的時候，可以根據(jù)刀具來正確定位工件。 該論文還給出了自動化夾具設計的詳細步驟。 幾何推理技術(shù)被用來確定可行的 夾緊 面和 位置。要識別所完成工件和定位點就 還 需 要一些輸入量 包括 術(shù)要求、特征。 關(guān)鍵詞 ： 夾緊；夾具設計 夾具設計是連接設計與制造間的一項重要任務。自動化夾具設計和計算機輔助夾具設計開發(fā)是成功實現(xiàn)下一代制造系統(tǒng)的關(guān)鍵。在本文中 ,討論了一種夾具設計的方法，這種方法有利于在目前環(huán)境下夾具設計的自動化。 夾具設計方法 的研究 已 成為 國內(nèi)多家科研工作的重點。 作者： 在 [1]中 對工件的穩(wěn)定和總需求約束 了 雙重標準，突出重點的工作。 人工智能（ 及專家系統(tǒng)在夾具設計中廣泛的運用了。 部分 型幾何信息也被用 于 夾具設計。 4]描述了一個基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，以確定回轉(zhuǎn)體零件的定位 其他研究者（如 ， [5,6]）分析了切削力鉆井機械和建筑模型 及 其他金屬切削加工。 人在 [2]中定義 了 裝配約束建模的模塊化 與 夾具元件之間的空間關(guān)系。 一些 研究人員采用模塊化夾具設計原則 ，用 以生成 [2,7 另一些 夾具設計工作 者 已經(jīng)報告了 [1,3,9,12 可以 在 [21,24]中找到 夾具設計相關(guān)的 大量 的審查工作。 在第二節(jié)中， 對 夾 具 設計任務 中 各種步驟進行了概述。 在 第 3節(jié) 和第四節(jié)中 描述 了工件的 加工過程， 要 夾緊工件 表面 ，否則將面臨工件 的全面自動失效。 5 節(jié) 討論了對工件的夾緊點 位置 。 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 2 在本節(jié)中，描述 了 夾緊 的 設計方法。 通常選擇較理想的位置進行夾緊 ， 并盡可能 降低 切削力的影響 。 夾緊 的位置 和定位的 位置 在 夾具設計 非常 重要的 。 通常，夾緊和定位可以通過同樣的 方法 來完成。 但是，夾具設計 定位和夾緊方案的不合理 ， 將 導致夾具 設計的 不可行 。 多數(shù)人在設計過程中 首先解決定位問題 ， 這樣可以使所選 的定位與設計 的定位相配合。 不過 ， 本文不討論 整體定位及設計方法 。 除了 零件的設計，公差 配合， 序列過程 ，定位點和設計等因素外， 還應投入 。 這樣的夾具可以夾緊并支撐定位 元件 。 應盡量不抵制切割或加工過程和中所涉及的操作。相反，定位夾具使切削力在正確的方向，這將有助于保持在一個特定的部分加工操作安全。通過 定位元件的作用 ，工件被固定，因此定位 元件 不能移動 。 在這里討論 的 夾 具 的設計方法必須 在 整體夾具設計方法的范圍內(nèi)。在此之前進行定位 /支 撐 和夾具設計 的 初步階段，涉及 到 的分析和識別的功能 、 相關(guān)的公差和其他規(guī)范是必要的。 根據(jù) 初步的評估和測定，定位 /支 撐 設計與夾具設計結(jié)果的 在此 基礎 上 可以同時 進行。 本文 對 所描述 夾具設計 的 方法 討論基于定位 /支 撐 設計 與 先前已經(jīng)確定的假設（包括適當?shù)亩ㄎ缓椭С譁y定一個工件的定位，以及識別和夾具，如 V 形塊 ,支 撐板 ，，定位銷等） 。 （ 1）夾具設計的輸入 輸入包括對特定 零件 的 邊緣 模型 設計 ，公差信息， 特征信息 ,每一個設計的相關(guān)特性的加工 要求 ，以及加工過程中的各種工序， 列 出示每個 相應的功能。 （ 2）夾具設計的方法 圖一是自動化夾具設計主要步驟圖。 對這些步驟概述如下： 第 1步 ： 設置配置清單以及相關(guān)的 [進程 _功能 ]條目。 第 2步 ： 確定 夾緊的方向和類型 。 輸入 必 要的加工方向向量 面對 ，并確定法向量。 如果加工方向向下（對應的方向向量 [0， 0， ，和面的支持向量平行于加工方向，那么 ， 夾緊 力 方向平行向下加工方向 [0， 0， 如畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 3 果必需要側(cè)面夾緊并沒有可夾緊的地方，那么在其中放置一個夾具夾緊下調(diào)，然后邊鉗方向計算如下。 讓 向量代替次要的和三級定位孔。然后，使用夾緊機構(gòu)夾緊一個方向，例如， 平行于這兩個法向量，即每個 V 塊的表面法向量與 側(cè)面夾緊面應該是一對 分別 平行 于 面 面孔。 第三步：從列表中選出最大有效加工力。這樣能計算有效的平衡各加工力。 第四步： 利用計算出的最 大 有效加工力，確定用來支撐工件加工面積 的夾具尺寸 （例如，一個帶夾子可以作為一個夾緊機構(gòu)使用） ，這樣的方法在第 3節(jié)說明。 第五步： 確定給定工件的夾緊面。這一步在第 4步中講 述 過 。 第六步： 該夾具的夾緊面的實際位置在第 5節(jié)中確定。 考慮接 下來的步驟并返回第一步 。 在這項工作中所用到的夾具都來自一個系列。夾具的原理與圖二相同。描述了一個自動化夾具， 鎖 緊 力所需的有關(guān)螺桿的螺紋裝置大小保存到位。 夾緊力平衡加工工件 使工件 保持恰當?shù)奈恢?， 鎖模力為 W 和螺桿直徑 為 D， 各種螺絲夾緊力大小，可以按以下方式確定 ： 最初，極限拉伸強度 和 該夾具 的 材料可以從數(shù)據(jù)檢索庫 檢索 。各種材料有不同的拉伸強度。夾具材料的選擇，也可直接采用啟發(fā)式規(guī)則進行。例如，如果部分材料是低碳鋼，那么鉗材料可 用 碳鋼或 高碳 鋼。為了確定設計應力，抗拉強度值 應 除以安全系數(shù)（如 4或 5）。 根區(qū)的螺絲格 一個螺絲鉗）可以被確定 ： [鎖模力 /設計應力 ]。畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 4 隨后，螺栓截面全面積可以計算為等于 {格 （ 65％）， }（因為螺絲的地方可能會發(fā)生根切面積約為 65％螺栓的總面積） 。螺釘?shù)闹睆? （ 4）。另一項涉及可用于方程有關(guān)的寬度 B，高度的螺絲直徑為 D（ B， H 和 ）： 4/3 . 夾具的相關(guān)參數(shù)包括了產(chǎn)品的 取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的選擇。 考慮所有可用的夾緊面， 如圖 3。 最關(guān)鍵的是夾緊表面不應重疊或 和 相交，如圖 4 所示。夾緊面積 是 與工件表面（或 觸的是一個二維輪廓線段組成的（見圖 6）。 利用線段相交測試，可以測定在給定的光子晶體光纖的任何范圍內(nèi)是否可能有接觸面夾緊面重疊。 夾緊面的確定可以如下 所示： 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 5 第 1步 ： 鑒別平行于二級和三級定位面（ 分別到 如下所示： （一）鑒別面 面 二）在 （三）通過檢查所有 面， 確定的面對 第 2步 ： 鑒別平行面的位置，除了不相鄰的附加面。 最好是選擇一個不與其他定位面垂直相鄰的面。 這一步如下所示： (a) 考慮 得與每個 (b) 檢查每個 ，并執(zhí)行以下測試：如果 直于 后從列表中舍棄它并插入 力 第 3步 :確定加緊 力 都在有效的加緊面上，如下所述夾緊面： 例 1:如果沒有條目在列表 ， 就 使用 的 面 并繼續(xù)執(zhí)行步驟 4。如果發(fā)現(xiàn)任何面垂直于第二，第三位置的面孔 將要面臨的是下次選擇可行的夾具。在這種情況下，剩下的選擇是重新審視在列表 例 2： 如果列表中 時，可行夾緊面為 法向量垂直相鄰的相應軸是夾緊軸。 例 3： 如果在列表 ，確定最大的 。 例 4： :夾緊 力 的方向可以是 [1， 0， 0]或 [0， 1， 0]，可以 夾緊 的中心位置 。 在其他幾何位置可確定使用零件幾何形狀和拓撲信息，這在下一節(jié)中描述。 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 6 表面上的夾緊點 確定夾緊面后， 實際夾緊面位置必須確定 。輸入夾具側(cè)面積，沿著 [x， Y， Z]和潛在的夾緊面 容下使用 第一步是確定一個箱體的大小，這是用來測試它是否包含在它里面的任何 部分 。 相交測試也可以在前面介紹的方法使用。 如果相交測試返回一個負的結(jié)果，那么有部分箱體與夾具相交，如圖 4 所示 。 如果相交測試返回一個 正 的結(jié)果，可以執(zhí)行下列步驟： 1 W）夾框輪廓 (圖 5和圖 6)。 的條形區(qū)域，都是可行夾緊區(qū)域。如果有一個以上的長方形候選面，矩形配件，向中沿軸夾緊 點）。 如果沒有 發(fā)現(xiàn) 配置文件，夾具寬度可減少一半，夾具數(shù) 可以 增加兩個。使用這些修改過的夾具尺寸，執(zhí)行前面描述的特征相交測試。如果此測試也失敗了，那么可以用相鄰的面作為夾緊面用于執(zhí)行端夾緊。 這 面 可以重復進行 : 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 7 線的交點 輸入需要的二維輪廓 用下列方法可以自動確定該配置文件的交集。每一個輸入的資料組成一個封閉環(huán)。 此配置文件測試的步驟如下： (考慮 的 L（ i， 1） 和 的 L（ 2， j）。 (采用 L（ i， 1） 線段和 L（ 2， j） 線段的相交段。 如果邊緣相交測試返回一個正值，那么特征面和潛在面相交。如果它返回一個負值，繼續(xù)執(zhí)行步驟 3。 （ 復與步驟（ 同的部分或者緩慢走過其余 的 ()段 直到 的 [(j 1) j n– 1]段。 (其余部分邊和 12、 1n 段重復（ （ 驟。 如果特征面與夾緊面重復，線相交測試將決定該事件。相交的邊可以進行自動檢 測兩個面是否相互交叉。 輸入所需的邊 接 (和 (和 接 (和 (。 F(x,y) = 0 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 8 H(x,y) = 0 (2) 第一步：使用等式（ 1）計算 (用 取代 3;計算 (用 取代 4。 第二步：如果 4都與 0不相等，但 4結(jié)果相同（ 2在相同的一邊），則邊 34不相交。如果這樣不滿足條件，那么進行第三步。 第三步：使用等式（ 2）計算 (接著，計算 (進行第四步。 第四步：如果 2都不等于 0，且 2的結(jié)果相同，那么把 2放在相同的一邊并輸入不相交。如果，這個也不滿足條件，那么進行第五步。 第五步：給定相交線段， 這樣就完成了測試。 考慮如圖 7所示的一部分樣品。要加工一個盲孔 。起初， 完成 定位設計。 定位器的（或主要定位器）是一個基盤（放在 和二級和三級定位器 面臨 5（對應到定位面 節(jié)中討論）。 一個輔助定位器也被使用，這是一個 5面 輔助定位），如圖 8所示。 在前面討論的夾具設計方法中所述的步驟的基礎上，選面 孔 （這是平行的，并在從 面對 5面 。 沒有面孔，這是平行到定位面，但他們不相鄰。在這種情況下使用的優(yōu)先權(quán)規(guī)則（如步 驟 3 第 4 步 討論），剩余的候選 面 面對的是 夾具 方向 向下 的 V 型塊徑向定位器和其他與對工件夾緊底 面提供 所需位置。 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 9 根據(jù)第五步選擇夾具的位置。如果沒有功能發(fā)生在面 ，那么也沒有必要進行相交測試確定夾具加緊。 夾具位置應遠離 V 型定 位塊 k（這是輔助定位位置）的夾緊面相 鄰輔助定位面（這確保了更 快 的快速夾緊）。最終位置和夾具的設計如圖 8所示。 本文討論的方法，毫不遜色 于 其他夾具設計文獻中討論的方法 。本文 所討論的方法的獨特性是零件的夾緊面的幾何形狀，拓撲和功能發(fā)生了被加工為基礎的系統(tǒng)鑒定。 其他方法都沒有利用了定位 器的位置，該方法使用定位器在對持有一級，二級和三級定位器加工的工件。這種方法的另一個好處是在可行的候選面上確定在面上用夾具面交點測試，并迅速和有效地確定潛在 過 程中可能出現(xiàn)問題，夾緊和加工的功能檢測。 在這 篇論文 中， 對自動化 夾具設計 的 方法 進行了 討論。 其中包括 定位 設計 ,， 夾緊設計 和其他被 用來 確定夾緊面和 夾緊 方向 的設計方法，除此之外，還討論各個方法的自動化步驟。 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 10 A . n an in of of on a be in a to to to to AD on is an is an of of to of In a is in of an of 1] on of of as as in 2,3]. a to ] a to 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 11 is to et [5,6]) et [2]to to 2,7–11]. 1,3,9,12–23]. An of be 21,24]. , in to of to a , of or on a of on a n is is to in a to of in be by to of to in a is of of to be to of is to is to to or a be in in a By or is so 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 12 he be in of to a of is on of be in is on of on a as as of he of of in to he in of 1. An of is as . Ui in . of . .,of If to 0, 0, ?1]), of is to of is to 0, 0, ?1]. If is if no at to a a is as sv 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 13 be of of by a as a be to of of in be to sv be a of to sv . i = 1, . . .,n). be E be . of E, of to be to be a be as a is . . on a be as . . of on is in an as . U(i + 1) to . 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 14 3. of n to of to as A is on as of 2). In of a is is to of or a in to in be d. of be in of of on be a of be if 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 15 is be or To TS be by a ). 1 of a as a be [S]. A of be as 65%)} (of is 5% of of of d be by A d 2/4). be , of to d (B, H, be of d): 4/3 . 4. of he to AD of on a CF as 3. to be is or on as 4. is in is a 2D of 6). By it be of of 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 16 on of be as 5. of a on be x, y, z], F. as in g)) F as is to a is to it be If a no as 4. If a be 1. of 1 × w) ( ). 2. of on F 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 17 3. no If is is of F is If no i be be by of to on If to CF be as to CF be he D 1 D 2. 業(yè) 設 計 (論 文 )參 考 文 獻 譯 文 18 of be in an i of a of in as (a (i,1) 1 (2, j) 2. ((i,1) (2, j), of be If a or If it a to . (or ) 1 (j+1) j = n–1] 2. (or 12, . .,in 1. If of be to ot 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 課題名稱 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具設計 課題來源 生產(chǎn)實際 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 學生姓名 指導教師 完成日期 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計開題報告 - 1 - 一、 課題來源、目的、意義 1． 課題的來源 本課題來源于鄖西精誠汽配有限公司的實際生產(chǎn)，通過對鄖西精誠汽配有限公司制造車間的實際加工工藝規(guī)劃及其制造過程的了解，對凸輪軸瓦蓋類零件相關(guān)的技術(shù)及文獻進行科學整理、歸納和完善，以期最終達到此次設計 2． 本課題 研究目的 本課題研究的主要目的是設計出適合企業(yè)生產(chǎn)的多軸鉆設備及其配套夾具完成對凸輪軸瓦蓋上端面的兩個孔同時加工，提高生產(chǎn)效率，解決實際生產(chǎn)上的不足。 通過在設計中遇到的問題能夠獨立的思考，查找相關(guān)的技術(shù)文獻，靈活運用課堂上所學的知識，并結(jié)合實際的生產(chǎn)情況來了解現(xiàn)代的制造技術(shù)。 3． 本課題研究的意義 本課題對凸輪軸瓦蓋鉆孔加工的應用進行研究 , 其研究意義如下 , 提高生產(chǎn)效率 提高產(chǎn)品的精度 保證生產(chǎn)經(jīng)濟性 和具備柔性方向發(fā)展以實現(xiàn)機床工作程序軟件化、工序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控 代表著國力強盛組合 ,工裝夾具行業(yè)的發(fā)展也能體現(xiàn)我國的國際水平地位 輪軸瓦蓋零件需要加工多個孔 ,這個加工過程在普通機床上難以實現(xiàn) ,即使實現(xiàn)也會在精度及生產(chǎn)效率、經(jīng)濟性上不能滿足企業(yè)。 二、 國內(nèi)外概況、預測和文獻綜述 1. 課題的國內(nèi)外研究概況 凸輪軸瓦蓋在鉆孔加工時，多采用普通鉆床改為多軸鉆床加工的方法。目前，我國中小企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量都需要一個新的提高，但是加工手段遠遠不能滿足需要。許多中小 企業(yè)結(jié)合自己的對設備技術(shù)條件進行改造，通過強化自身，以求發(fā)展。普通鉆床為單軸鉆床，但安裝上多軸箱就變成多軸鉆就可以提高工作效率，縮短工作時間。對于鉆夾具的發(fā)展狀況，國際 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計開題報告 - 2 - 類總數(shù)的 85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3~4 年就要更新 50~80％左右專用夾具，而夾 具的實際磨損量僅為 10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（ 新加工技術(shù)的應用， 打大大推動了夾具的發(fā)展。 2. 課題的研究趨勢預測 凸輪軸瓦蓋零件一般采用鑄鐵材料制成。目前在對凸輪軸瓦蓋進行鉆孔加工時 ,多采用立式鉆床同時鉆削多孔 ,研究表明 :在一個普通的鉆床主軸上裝一個多軸頭架就能一次把幾個乃至十幾個孔加工出來孔加工出來，改裝而成的鉆床，可以同時完成多個孔的鉆擴鉸等工序，在鉆孔時可以快捷有效地保證位置精度。工裝夾具是否合理是對保證加工工件的精度至關(guān)重要。機床夾具的目的就 在于 能減少輔助工時 、 提高勞動生產(chǎn)率 、 能擴大機床的使用范圍實現(xiàn)一機多能 ， 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 。目前，在現(xiàn)代化生產(chǎn)流水線、自動線配置、自動化夾具中，機床夾具的精度影響到零件的加工精度更為重要，隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當前夾具發(fā)展趨勢。 三、 系統(tǒng)設計方案及可行性分析 1． 系統(tǒng)設計方案 本課題主要是設計多軸鉆分動箱對凸輪軸瓦蓋上端面 2 孔進行加工，同時 設計相應鉆削夾具。由工序圖可知被加工孔的最小孔距為 55，孔徑為φ 9 孔，中心距較小，給零件加工帶來了一定的困難。通常對較小孔距的多軸鉆分動箱進行設計時，多采用變位輪和十字萬向聯(lián)軸器來滿足被加工孔距的要求，。但由于采用變位齒輪設計的多軸鉆床，中心距已被限制，考慮設備的柔性化制造，本次設計采用萬向十字連軸器可調(diào)鉆床。 基于以上的資料和條件的分析可以對整個設計方案做出一個大體的框架即：多軸箱與 立式鉆床相聯(lián)接，萬向十字聯(lián)軸器分別與分動箱輸出軸和鉆孔工作軸相連接，夾具安裝在鉆床的平臺上，多軸箱和夾 具之間的定位靠多軸頭上的導桿和夾具上湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計開題報告 - 3 - 的導套配合完成。多軸鉆分動箱設計與夾具具體方案如下：夾具 據(jù)凸輪軸瓦蓋上 2 孔的位置分布，擬定多軸鉆分動箱的傳動方案，即把工作軸分成兩組同心圓，機床主軸帶動兩根工作軸進行鉆孔加工，然后對工作軸之間的傳動齒輪進行設計及工作軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式設計，選擇合適的軸承和密封件，完成多軸分動箱的設計。 (1)定位方案的擬定：根據(jù)凸輪軸瓦蓋鉆孔工序的加工要求，采用凸輪軸瓦蓋上端面和左側(cè)面凸臺作為精基準面，瓦蓋左端圓柱面作為粗基準的定位方式， 這樣可以保證鉆孔加工時，壁厚均勻，及同軸度的要求。鉆孔加工時，上端面定位可以限定兩個自由度，左側(cè)面凸臺可以限定三個自由度，瓦蓋左端面限制一個自由度，從而來限制工件的六。個自由度，并對定位誤差分析，保證定位的精度。 （ 2）夾緊方案的擬定： 因為在鉆削 2 孔時有同軸度有要求，同軸度要求為φ 以采用鉆模板和定位套筒組成的可上下移動來壓緊凸輪軸瓦蓋的下端面，并使用夾緊裝置對瓦蓋左側(cè)面進行夾緊，分析夾緊力的方向大小。 （ 3）夾緊裝置的設計：針對凸輪軸瓦蓋鉆孔加 工的特點及加工批量要求，對凸輪軸瓦蓋的夾緊裝置應滿足裝卸工件方便，結(jié)構(gòu)簡單的特點，可以采用氣動斜楔夾緊裝置。 （ 4） 導向元件的選設計 ：對于鉆孔加工過程中，由于鉆頭的強度和剛性較差容易出現(xiàn)加工的孔歪斜。故在鉆孔加工中為保證刀具相對于工件的正確位置和各刀具相互件的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支撐剛性通常采用導向套對刀具進行引導。根據(jù)零件的加工要求，選擇可換鉆套作為導向元件。 （ 5） 夾具體的設計：在鉆孔加工時，夾具體要承受一部分切削力，應選擇夾具體的材料鑄鐵，夾具體的尺寸，可根據(jù)夾具的方案布局來定，夾具體在機床上的安 裝要穩(wěn)定和安全，重心要低。。 2． 可行性分析 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工多 采用 多軸鉆技術(shù)，適用于大量生產(chǎn)的工廠。專用多軸鉆的各工作軸多采用懸掛式的鉆模板進行刀具的導向定位。懸掛式鉆模板是通過滑柱、彈簧和多軸頭等懸掛在鉆床的主軸上，工件以支承塊、銷、限位件、定位壓塊為定位件，其中定位壓塊兼為夾緊件。當鉆模板上的定位件隨鉆床主軸下降到與工件接觸時，則工件完湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計開題報告 - 4 - 成最終定位，鉆模板不再下降，但多軸頭仍繼續(xù)下降，此時滑柱上的兩根彈簧產(chǎn)生越來越大的壓力通過鉆模板上的定位壓塊將工件壓牢。當工件上的孔加工透后，鉆模板隨鉆床主軸一起上升， 直到便于裝卸工件時，鉆床主軸才停止上升。 多軸鉆雖然在多孔加工方面有很明顯的優(yōu)點，但是也有它自身的局限性，例如，一旦多軸箱體設計加工完畢，則其各個工作軸的軸間距就已經(jīng)固定，不能改變，此多軸頭就只能用來加工單一產(chǎn)品。此外，由于多軸頭的專業(yè)性較強，它也不適合用于新產(chǎn)品的調(diào)試加工。多軸鉆的各個部件的要求精度較高，所以它的制造費用要比一般的工裝夾具要高。不僅如此，由于多軸鉆的工作軸前端需要有軸承支承，受支承軸承的外形尺寸的限制，其加工孔的孔距也不可能很近，超出一定范圍才可能使用多軸加工。 四、 預計達到的要求及預計 的關(guān)鍵技術(shù) 術(shù)指標 1. 預計達到的要求 本課題設計的凸輪軸瓦蓋鉆孔設備及夾具，可滿足對凸輪軸瓦蓋上表面的兩個瞳孔同時加工，保證被加工兩孔的中線距為 55的同軸度為φ 用多軸鉆同時加工零件平面上的 2 的Φ 9 通孔，可以大幅度提高加工精度和加工效率，能夠滿足大批量生產(chǎn)的需要。同時，還滿足如下幾個要求： （ 1）由于多軸鉆配合夾具使用來完成對工件上 2 個通孔的加工，故在設計中要滿足夾具應便于裝夾，排屑方便等要求。 （ 2）提高機械加工勞動生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)要求。 （ 3）夾具操 作方便，夾緊可靠安全，有較合理的裝卸空間。 （ 1）多軸鉆分動箱設計技術(shù) 多軸鉆是由 鉆床 的主軸借助于中間傳動機構(gòu)帶動若干工作軸回轉(zhuǎn)的 , 種傳動裝使鉆床由單刀切削轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗟肚邢?, 可實現(xiàn)用立鉆床代替搖特鉆床的多孔加工 . 靈活方便 , 能大大節(jié)省加工時間和輔助時間 . 提離勞動生產(chǎn)率 北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計開題報告 - 5 - （ 2）鉆模版的選擇與設計技術(shù) 鉆床夾具的鉆模板是夾具體中的一個關(guān)鍵部件，它的結(jié)構(gòu)形式及在夾具上的安裝形式，以及制造精度都直接影響工件孔加工的位置精度，鉆模板與夾具的連接是分離 式連接。本次設計課題凸輪軸軸瓦蓋鉆孔工藝采用多軸鉆模版，與普通夾具設計鉆模板相比，具有一定的難度。 五、預計課題的經(jīng)濟效益和社會效益 在該零件孔加工工序中，使用多軸鉆設備將機床主軸的動力分配到兩個鉆削主軸上，可以一次加工 2 個孔，完成 2 個工步內(nèi)容，提高加工效率，縮短切削加工的單位時間和輔助時間。由于是在一次裝夾過程完成的切削操作安全和方便，并能夠減輕體力勞動強度；可以使技術(shù)等級較低的工人擔任加工精度教工的工件，并能夠保證工件的加工精度。， 六、 課題研究進展計劃 畢業(yè)設計具體進度安排見表 1。 表 1 畢業(yè)設計具 體進度安排表 序號 設計（論文）各階段名稱 日 期 1 收集有關(guān)資料，閱讀參考文獻，并熟悉設計軟件 1 月 15 日 — 3 月 5 日 2 撰寫開題報告 3 月 6 日 — 3 月 10 日 3 分析 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具 的功能要求， 提出設計方案，進行外文資料翻譯 3 月 11 日 — 4 月 1 日 4 對 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具 設計 4 月 2 日 — 5 月 14 日 5 撰寫畢業(yè)設計論文 5 月 15 日 — 5 月 21 日 6 檢查、改錯、打印、裝訂及整理設計資料 5 月 22 日 — 5 月 25 日 7 答辯前的準備及答辯 5 月 26 日 — 6 月 7 日 8 畢業(yè)設計資料整改 6 月 8 日 — 6 月 10 日 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計開題報告 - 6 - 七、 現(xiàn)有的條件及設備 現(xiàn)有的條件及設備 :凸輪軸瓦蓋設計圖紙 ,設計相關(guān)參考文獻 ,筆記本電腦等 . 八、參考文獻 [1] . J]1993, 41 (2 ): 733[3] 劉戰(zhàn)強，艾興，宋世學 制造技術(shù)與機床 [J],2001/7: 54] S. ] 995: 565] 艾興等編 M]. 北京：國防工業(yè)出版社 , 6] 徐哲 [7]馮玉才 M]中科技大學出版社 , 1984 [8]大連組合機床研究所編 M]機械工業(yè)出版社 ,1978 [9]王先逵主編．機械加工工藝手冊 [M]（第 2 版） 械工業(yè)出版社， 2007 [10]唐金松主編 ． 簡明機械設計手冊 [M]2000 [11]肖繼德等主編．機床夾具設計 [M](第 2版 ) . 北京：機械工業(yè)出版社， 2004 [12]趙永成主編 北京：中國鐵道出版社， 2002 [13]候家駒主編 機械工業(yè)出版社 ,1991 [14]北京機械學院主編 科學 出版社 ,1971 [15]顧崇衍 機械制造工藝學。陜西：科技技術(shù)出版社， 1981。 [16]倪森壽 機械制造工藝與裝備?；瘜W工業(yè)出版社， 2001。 [17]張進生 機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社， 1994 [18]姜敏鳳 工程材料及熱成型工藝。高等教育出版社， 2003。 [19]機械制造工藝及設備設計手冊編寫組 機械制造工藝及設備設計手冊。機械工業(yè) 出版社， 1988 湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計開題報告 - 7 - 開 題 報 告 要 求 1、 開題報告必須在 收集和閱讀有關(guān)資料，考查生產(chǎn)現(xiàn)場，參考類似產(chǎn)品，進行分析、對比、論 證的基礎上進行撰寫。 2、 開題報告的內(nèi)容一般包括： 課題的來源、目的、意義、國內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展；進行可行性分析及系統(tǒng)設計方案；系統(tǒng)達到的功能要求、技術(shù)指標；所應用的新技術(shù)、新工藝、新裝置等及關(guān)鍵技術(shù)；系統(tǒng)研究的重點和難點；預測課題的經(jīng)濟效益和社會效益以及可能取得的成果等。 3、 開題報告不得少于 3000 漢字，并附有畢業(yè)設計計劃安排。 4、 開題報告要求在畢業(yè)設計前四周內(nèi)完成。 導師評語（應根據(jù)“開題報告要求”，組織所指導的學生進行交流，對學生開題報告的內(nèi)容、設計方案、應用技術(shù)以及預測成果等進行綜合評價。） 導師簽名： 200 年 月 日 畢 業(yè) 設 計 （論文） 課題名稱： 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工夾具設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 學生姓名 指導教師 完成日期 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到，本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 學位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)學?？梢詫⒈緦W位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 保密□ ，在 ____年解密后適用本授權(quán)書。 不保密□。 （請在以上方框內(nèi)打“√”） 學位論文作 者簽名： 指導教師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本論文屬于 √ 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 I 摘 要 這次畢業(yè)設計以凸輪軸瓦蓋為主要加工對象 ,設計任務有兩項 ,第一項是設計多軸鉆分動箱對凸輪軸瓦蓋上表面兩孔同時加工 ;第二項是設計零件的工裝夾具（鉆孔夾具設計） 首選根據(jù)零件圖對零件的機構(gòu)、技術(shù)要求進行分析，然后根據(jù)被加工孔的位置分布，選擇合適的傳動方案，進而對設計組件進行設計計 算 ,最后完成箱體的結(jié)構(gòu)設計 . 本文鉆削夾具設計的主要內(nèi)容是，首先進行夾具方案設計，接下來通過參考資料、查閱標準及設計規(guī)范進行了定位部分設計、夾緊部分設計、夾具體設計等，并對其定位誤差、夾緊力進行了計算，最后完成其夾具裝配圖。 多軸鉆夾具是配合立式鉆床進行鉆孔加工的工藝裝備，利用鉆床主軸驅(qū)動多軸頭各個工作軸，配套夾具進行夾緊和定位。在一次裝夾過程中就可以完成若干孔位的加工，很適合大型汽車廠內(nèi)大批量加工零件上多個孔系的工序，可以顯著提高生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞： 鉆床夾具；多軸鉆；定位 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 he is to is in to of be to of on to of is to by to to of of is of of be be by of in So it to in s 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 錄 摘 要 .................................................................................................................... I .............................................................................................................. 一章 緒 論 ..................................................................................................... 1 課題的來源、目的及意義 ...................................................................................... 1 題的來源 ......................................................................................................... 1 課題研究的目的 ............................................................................................. 1 課題研究的意義 ............................................................................................. 1 題背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................................................... 2 課題研究的主要內(nèi)容 .............................................................................................. 2 第二章 原始資料及設計要求 ............................................................................. 3 始資料 ...................................................................................................................... 3 藝卡 ................................................................................................................. 3 床參數(shù) ............................................................................................................. 4 計要求 ...................................................................................................................... 4 第三章 多軸鉆分動箱的設計 ............................................................................. 6 動方案的選擇及分析 ............................................................................................... 6 動系統(tǒng)的設計 ........................................................................................................... 7 傳動比的計算 ................................................................................................. 7 動比的分配 ..................................................................................................... 8 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 ........................................................................... 9 軸的轉(zhuǎn)速計算 ................................................................................................. 9 軸的功率計算 ................................................................................................. 9 輪的設計及計算 ....................................................................................................... 9 動齒輪、從動齒輪的設計 ............................................................................. 9 遞齒輪、工作齒輪的設計 ........................................................................... 13 的結(jié)構(gòu)設計及強度校核 ......................................................................................... 16 動軸的設計 ................................................................................................... 16 出軸的設計 ................................................................................................... 21 動軸的設計 ................................................................................................... 25 作軸的設計 ................................................................................................... 29 體的結(jié)構(gòu)設計 ......................................................................................................... 31 體輪廓尺寸的確定 ....................................................................................... 31 隔板尺寸的確定 ........................................................................................... 31 滑與密封 ................................................................................................................. 31 向裝 置的設計 ......................................................................................................... 32 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 向傳動裝置的設計 ................................................................................................. 32 具接桿的設計 ....................................................................................................... 33 本章小結(jié) ........................................................................................................................... 34 第四章 夾具的設計 ........................................................................................... 35 定夾具輪廓尺寸 ..................................................................................................... 36 緊和定位方案的總體設計 ..................................................................................... 36 位方案的選擇及分析 ............................................................................................. 36 位誤差的分析及計算 ............................................................................................. 36 具體上配合劑公差的選擇 ..................................................................................... 38 緊裝置的設計 ......................................................................................................... 38 緊機構(gòu)的選擇 ............................................................................................... 38 緊力的計算 ................................................................................................... 39 際夾緊力的計算 ........................................................................................... 39 緊動力裝置的設計 ................................................................................................. 39 模板的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................... 40 套的選擇及計算 ........................................................................................... 40 模板的選擇 ................................................................................................... 41 他零件的結(jié)構(gòu)設計 ................................................................................................. 42 向轉(zhuǎn)動組件的設計 ....................................................................................... 42 具底座的設計 ............................................................................................... 43 作的簡要說明 ....................................................................................................... 43 本章小結(jié) ........................................................................................................................... 43 總結(jié)與展望 ......................................................................................................... 45 致謝 ..................................................................................................................... 46 參考文獻 ............................................................................................................. 47 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 1 第一章 緒 論 課題的來源、目的及意義 題的來源 本課題來源于鄖西精誠汽配有限公司的實際生產(chǎn)，通過對鄖西精誠汽配有限公司制造車間的實際加工工藝規(guī)劃及其制造過程的了解，對 凸輪軸瓦蓋類零件相關(guān)的技術(shù)及文獻進行科學整理、歸納和完善，以期最終達到此次設計 課題研究的目的 本課題研究的主要目的是設計出適合企業(yè)生產(chǎn)的多軸鉆設備及其配套夾具完成對凸輪軸瓦蓋上端面的兩個孔同時加工，提高生產(chǎn)效率，解決實際生產(chǎn)上的不足。通過在設計中遇到的問題能夠獨立的思考，查找相關(guān)的技術(shù)文獻，靈活運用課堂上所學的知識，提升自己解決設計問題的能力 . 課題研究的意義 課題針對凸輪軸瓦蓋鉆孔加工進行研究 ,設計出合理的適合企業(yè)生產(chǎn)的鉆孔加工設備及其相關(guān)夾。通過本次設計靈活運用所學知識來解決 實際問題 ,并結(jié)合實際的生產(chǎn)情況來了解現(xiàn)代的制造技術(shù)。制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它，它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟上獲得成功的關(guān)鍵因素。其研究意義如下 , 提高生產(chǎn)效率 提高產(chǎn)品的精度 保證生產(chǎn)經(jīng)濟性 序高度集中、高效短節(jié)拍和多功能知道監(jiān)控 代表著國力強盛組合 ,工裝夾具行業(yè)的發(fā)展 也能體現(xiàn)我國的國際水平地位 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 2 題背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 凸輪軸瓦蓋在鉆孔加工時，多采用普通鉆床改為多軸鉆床加工的方法。目前，我國中小企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量都需要一個新的提高，但是加工手段遠遠不能滿足需要。許多中小企業(yè)結(jié)合自己的對設備技術(shù)條件進行改造，通過強化自身，以求發(fā)展。普通鉆床為單軸鉆床，但安裝上多軸箱就變成多軸鉆就可以提高工作效率，縮短工作時間。對于鉆夾具的發(fā)展狀況，國際 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3~4 年就要更新 50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（ 新加工技術(shù)的應用， 大力推動了夾具的發(fā)展 . 課題研究的主要內(nèi)容 （ 1）多軸鉆分動箱的設計 本課題主要是解決 凸輪軸瓦蓋 的鉆孔加工問題，在設計鉆孔設備時，應考慮采用采用多軸鉆 技術(shù)，多軸鉆技術(shù)可以對工件同一表面上的多個孔同時進行加工，大大提高生產(chǎn)效率，縮短工件的加工時間。 多軸鉆分動箱的設計主要包括傳動方案的設計 、 總傳動比的設計及計算 、 傳動系統(tǒng)各齒輪的結(jié)構(gòu)設計 、 各工作主軸的結(jié)構(gòu)設計以及箱體的結(jié)構(gòu)設計。合理設計多軸鉆分動箱的結(jié)構(gòu) ， 有效地保證工件的加工精度。 （ 2）多軸鉆夾具的設計 夾具是機械加工中不可缺少的一種工藝裝備，它的作用主要有：保證穩(wěn)定可靠地達到各項加工精度要求；縮短加工工時，提高勞動生產(chǎn)率；降低生產(chǎn)成本；減輕工人勞動強度；可由較低技術(shù)等級的工人進行加工；能擴大機床工藝范圍 。 夾具的主要組成部分有：定位元件，它們一定位工作面與工件的定位基準面相接觸、配合或校準，使工件在夾具中占有準確位置，起到定位作用；加緊裝置，克服切削力等外來力，是工件保持在正確位置上固定不動；對刀元件，引導刀具對夾具的正確位置；夾具體，夾具上各元件都分別裝配在夾具體上形成一個夾具的整體。 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 3 第二章 原始資料及設計要求 始資料 本多軸鉆分動箱及其夾具是為了加工凸輪軸瓦蓋設計的，用于加工 2 序鉆底平面 2通孔，其原始資料如下： 零件為 產(chǎn)綱領(lǐng) 80000件。 材料規(guī)格： 毛坯重 量為 零件為 藝卡 凸輪軸瓦蓋鉆孔加工的工序卡如表 表 機械加工工序卡 工序 工序內(nèi)容 單件工時 加工設備 １ 精銑結(jié)合面 式銑床 鉆 2 孔 式鉆床 擴、鉸 22孔 式鉆床 锪平面 控鉆床 銑半圓孔 式銑床 鉆斜孔 控鉆床 锪球窩 式鉆床 銑標識面 式銑床 清洗零件 洗機 ９ 終檢 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 4 床參數(shù) 表 2,2 機床參數(shù)表 大鉆孔直徑 在σ b=500～ 600鋼材上） φ 40 最大進給抗力 N 16000 主軸允許的最大扭轉(zhuǎn)力矩 50 主電動機功率 主軸孔圓錐度 莫氏 4號 主軸中心線至導軌面距離 35 主軸行程 50 主軸箱行程（手動） 00 主軸轉(zhuǎn)速 r/45、 63、 90、 125、 180、 250、 355、500、 710、 1000、 1400（ 12 級） 進給量 mm/r 9級） 電動機反轉(zhuǎn)裝置 手動按鈕操縱和攻絲自動反轉(zhuǎn)機構(gòu) 工作臺行程 00 工作臺工作面積 60× 480 工作臺 8 主軸端面至工作臺面最大距離 80 950 冷卻泵功率 卻泵流量 L/5 外形尺寸（長×寬×高） 1090× 905× 2530 機床凈重 1250 計要求 . 足生產(chǎn)需求。 項 目 機床 型號 機 床 參 數(shù) 項 目 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 5 緊可靠安全，有較合理的裝卸空間。 于加工、裝配和維修。 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 6 第三章 多軸鉆分動箱的設計 本次設計主要是解決凸輪軸 瓦蓋上 2 孔的加工及其夾具的問題 ,對于 2孔加工，可以設計多軸鉆分動箱與機床主軸相連接，將機床主軸動力平分到兩個工作軸上，同時對Φ 9孔加工。由于 2孔的中心距較小，故需設計可調(diào)多軸鉆?？烧{(diào)多軸鉆通常采用變位齒輪和十字萬向節(jié)聯(lián)軸器兩種裝置來設計，考慮齒輪的加工難度，本次設計采用雙十字萬向聯(lián)軸器可調(diào)多軸鉆的設計方法，取兩輸出軸的中心距為 110 動方案的選擇及分析 擬定多軸鉆分動箱傳動方案的基本方法：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置中心傳動軸，非同心 圓分布的一些主軸，也可以設置中間傳動軸，然后根據(jù)選定的各個中心軸在取同心圓，并用最少的傳動軸帶動這些中心軸轉(zhuǎn)動，最后連接傳動軸和驅(qū)動箱主軸。根據(jù)被加工孔的位置分布，主軸分布類型大致可以分為：同心圓分布、直線分布、任意分布三種。 【 5】 由于凸輪軸瓦蓋被加工兩孔呈直線分布，所以采用直線分布的傳動方案，傳動示意圖 如圖 圖 動方案圖 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 7 動系統(tǒng)的設計 傳動比的計算 多軸鉆分動箱是根據(jù)加工工件的需要進行設計的，與之相配套的立 鉆動力是否夠用，設計前必須驗證。常用的驗證方法有兩種：一是類比法，即加工同類零件機床動力進行比較，以此決定所選用的動力是否能滿足要求，另一種是計算法，將計算所得的切削功率與配套機床的動力進行比較，以此決定配套機床的動力是否夠用。 應用公式計算切削速度、切削力和切削功率，根據(jù)設計說明書的要求，最大孔徑為φ 12時在各種工況條件下的 V、 F、 P?？紤]到齒輪傳動有功率損失，單根鉆削軸能承受的最大功率（ P=P 總 /《工藝師》表 28速 鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵（ 190當 d=10，最大的進給速度為 f=r。則切削速度 V=12m/軸向力 F=3765N，轉(zhuǎn)矩 T=m，功率 P=知，多軸箱驅(qū)動軸上的齒輪參數(shù)規(guī)定為 Z=21~26 ,取1Z=24，則有公式 45】 得： 33 7 . 5( 3 0 ~ 3 2 ) 3 0 2 . 5 52 4 7 5 0pm m ? ? ??， 為方便組織生產(chǎn)，本次設計取一種模數(shù) m=3，考慮多軸箱的結(jié)構(gòu)緊湊，取2 26z ?。 2. 計算各齒輪間的中心距 主動齒輪與從動齒 輪間的中心距：2 1 2 3( + ) ( 2 4 2 6 ) 7 522ma z z m m m m? ? ? ? ?傳遞齒輪與工作 齒輪間的中心距： 2 2 2 2132( ) ( ) 5 5 7 5 9 32aa a m m m m? ? ? ? ? 而3 3 4()2ma z z??，1 ，則3 38,z ? 4 24z ?。 3. 總傳動比的分配 1 ，2 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 9 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 軸的轉(zhuǎn)速計算 12 1 13 2 27 5 0 / m i n/ ( 7 5 0 / 1 . 0 8 ) / m i n 6 9 4 / m i n/ ( 6 9 4 / 0 . 6 3 ) / m i n 1 1 0 0 / m i n i r rn n i r r?? ? ?? ? ?軸的功率計算 5 5 41119 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 1 0 9 . 5 1 0750 m m N m ??? ? ? ? ? ? 5 5 41229 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 7 . 2 9 . 9 1 1 0694 m m N m ??? ? ? ? ? ? 5 5 43339 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 3 . 1 9 2 . 7 7 1 01100 m m N m ??? ? ? ? ? ? 輪的設計及計算 動齒輪、從動齒輪的設計 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 【 17】 1）選用直齒圓柱齒輪 2）分動箱為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ 3) 材料選擇，由表 100度為 280動齒輪為 45鋼，硬度為 240）選擇傳遞齒輪齒數(shù)為 8， ,工作齒輪齒數(shù) 4=24 2. 按齒面接觸強度計算 由設計公式 (10進行計算： 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 10 2131 12 . 3 2 ( )[] ??? (1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) ) 計算主動齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 5 5 41119 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 1 0 9 . 5 1 0750 m m N m ??? ? ? ? ? ? 3) 由表 104) 由表 1021 8 9 P a?5) 由圖 10齒面硬度查的主動齒輪的接觸疲勞強度極限1 = 5 0 0 P?，從動齒輪的接觸疲勞強度極限i m 2 = 5 5 0 I 6) 由式 10411492N 6 0 n j 6 0 9 6 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 5 ) 3 . 2 4 1 03 , 2 4 1 0 3 1 01 . 0 8? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?7) 由圖 10數(shù)1 ,2 8) 計算接觸疲勞許用應力 取失效率為 1%。安全系數(shù) S=1，由式（ 10 ? ? 1 i m 11 0 . 9 6 0 0 a 5 4 0 H L M P M ? ? ? ? ? ? 2 i m 22 0 . 9 5 5 5 0 a 5 2 2 H L M P M ? ? ? ? （ 2）計算 1) 試算主動齒輪的分度圓直徑 2131 12 . 3 2 ( )[] ???=) 計算圓周速度 V 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 11 1 t 1 , 1 4 6 9 . 8 8 6 7 5 0= / 2 . 8 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0V m s m s? ?????? 3) 計算齒寬 b 1 1 6 9 . 8 8 6 6 9 . 8 8 6d m m m m? ? ? ? ? ?4) 計算齒寬與齒高之比 1116 9 . 8 8 6 3 . 2 524dm z? ? ? 12 . 2 5 2 . 2 5 3 . 0 3 6 . 7 5h m m m m m? ? ? ? 5) 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v= 級精度，由圖 10的動載荷系數(shù) ，直齒輪1??, 由表 10,由表 10 ?由 ， ?查圖 10 ?,故動載荷系數(shù) 1 1 . 1 2 1 1 . 4 2 3 1 . 5 9 4A V H K K K??? ? ? ? ? ? 6) 按實際動載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑 3311 1 . 5 9 46 9 . 8 8 6 7 1 . 9 9 51 . 3d m ? ? ?7） 計算摸數(shù) 1117 1 . 9 9 5 3 . 0 124dm z? ? ? 3按齒根彎曲強度設計 由式 10?13 212 F a S ??? ??? ??(1) 確定公示內(nèi)個計算數(shù)值 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 12 1) 由圖 10的彎曲疲勞極限1 = 5 0 0 P?,2 380 P?2) 由圖 10,2 3) 計算彎曲疲勞許用應力，安全彎曲疲勞系數(shù) S=? ? 111 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4F N F M P a M P ?? ? ? ? ? 222 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 3 61 . 4F N F M P a M P ?? ? ? 4) 計算載荷系數(shù) 1 1 . 1 2 1 1 . 3 5 1 . 5 1 2A V F K K K??? ? ? ? ? ? 5) 查取齒形系數(shù) 1 2 6) 查應力校正系數(shù) 2 7) 計算兩齒輪的? ??????的比值 ? ?111 2 . 6 2 1 . 5 8 0 . 0 1 3 7 93 0 3 . 5F a S ? ???????? ?111 2 . 6 2 1 . 5 8 0 . 0 1 3 7 93 0 3 . 5F a S ? ???????則從動齒輪的數(shù)值較大。 （ 2） 43 22 1 . 5 1 2 9 . 5 1 0 0 . 0 1 6 4 2 . 5 21 2 4m ? ? ?? ? ??對比計算結(jié)果，取標準模數(shù) m=3，1 7 1 5d m m?輪齒數(shù)1 24z ?，2 26,z ?4. 幾何尺寸計算 （ 1） 計算分度圓直徑 11 2 4 3 7 2d z m? ? ? ?22 2 6 3 7 8d z m? ? ? ?（ 2） 計算中心距 12 7 2 7 8 7522m m m m? ?? ? ? 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 13 （ 3） 計算齒輪齒寬1225 傳遞齒輪、工作齒輪的設計 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1）選用直齒圓柱齒輪 2）分動箱為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ 3) 材料選擇，由表 100度為 280動齒輪為 45鋼，硬度為 240）選擇主動齒輪齒數(shù)為 4， ,從動齒輪齒數(shù) 2=26 由設計公式 (10行計算，即 2131 12 . 3 2 ( )[] ??? (1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) ）計算主動齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 5 5 41229 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 7 . 2 9 . 9 1 1 0694 m m N m ??? ? ? ? ? ? 3）由表 104）由表 10材料的彈性影響系數(shù) 121 8 9 P a?5) 由圖 10齒面硬度查的主動齒輪的接觸疲勞強度極限1 = 5 0 0 P?，從動齒輪的接觸疲勞強度極限i m 2 = 5 5 0 I 6） 由式 10算應力循環(huán)系數(shù) 411492N 6 0 n j 6 0 9 6 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 5 ) 2 . 9 1 02 . 9 1 0 4 . 7 5 1 00 . 6 3? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 14 7) 由圖 10,2 8) 計算接觸疲勞許用應力 取失效率為 1%。安全系數(shù) S=1，由式（ 10 ? ? 1 i m 11 0 . 9 6 0 0 a 5 4 0 H L M P M ? ? ? ? ? ? 2 i m 22 0 . 9 5 5 5 0 a 5 2 2 H L M P M ? ? ? ? （ 2） 計算 1） 試算主動齒輪的分度圓直徑 2131 12 . 3 2 ( )[] ???=) 計算圓周速度 V 1 t 1 , 1 4 9 8 . 1 1 4 6 9 4= / 3 . 5 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0V m s m s? ?????? 3) 計算齒寬 b 1 0 . 3 9 8 . 1 1 4 2 9 . 4 1d m m m m? ? ? ? ? ?4) 計算齒寬與齒高之比 3239 8 . 1 1 4 2 . 5 838dm z? ? ? 12 . 2 5 2 . 2 5 2 . 5 8 5 . 8 0 5h m m m m m? ? ? ? 5) 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v=精度，由圖 10的動載荷系數(shù) ，直齒輪1??, 由表 10,由表 10 ?由 ， ?查圖 10 ?,故動載荷系數(shù) 1 1 . 1 2 1 1 . 4 2 3 1 . 5 4 8A V H K K K??? ? ? ? ? ? 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 15 6) 按實際動載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑 3311 1 . 5 4 89 8 . 1 1 4 1 1 3 . 5 9 61 . 3d m ? ? ?7) 計算摸數(shù) 3231 1 3 . 5 9 6 2 . 9 838dm z? ? ? 3. 按齒根彎曲強度設計 由式 10?13 212 F a S ??? ??? ??(1) 確定公示內(nèi)個計算數(shù)值 1）由圖 10的彎曲疲勞極限1 = 5 0 0 P?,2 380 P?2) 由圖 10,2 3) 計算彎曲疲勞許用應力，安全彎曲疲勞系數(shù) S=? ? 111 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4F N F M P a M P ?? ? ? ? ? 222 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 3 61 . 4F N F M P a M P ?? ? ? 4) 計算載荷系數(shù) 1 1 . 1 4 1 1 . 0 7 1 1 . 2 2 1A V F K K K??? ? ? ? ? ? 5) 查取齒形系數(shù) 1 2 6) 查應力校正系數(shù) 1 2 7) 計算兩齒輪的? ??????的比值 ? ?111 2 . 6 2 1 . 5 8 0 . 0 1 3 7 93 0 3 . 5 7F a S ? ???????? ?222 2 . 2 2 6 1 . 7 6 4 0 . 0 1 6 4 42 3 8 . 8 6F a S ? ??????? 湖 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 16 則工作齒輪的數(shù)值較大。 8） 43 22 1 . 2 2 1 9 . 5 1 0 0 . 0 1 6 4 2 . 0 5 20 . 3 2 4m ? ? ?? ? ??對比計算結(jié)果，取標準模數(shù) m=3，3 1 1 3 6d m m?輪齒數(shù)3 38z ?，4 24,z ?4．幾何尺寸計算 1）計算分度圓直徑 11 3 8 3 1 1 4d z m? ? ? ?22 2 4 3 7 2d z m? ? ? ?2）計算中心距 342 1 1 4 7 2 9322m m m m? ?? ? ? 3）計算齒輪齒寬3425．驗算中心距。 2 2 2 221 9 3 7 5 5 5a a a m m? ? ? ? ?。滿足傳動方案中心距的要求，所以設計 齒輪的參數(shù)合適。 的結(jié)