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拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 1 1 前言 某拖拉機(jī)廠是一家專門生產(chǎn)拖拉機(jī)及其零部件的廠 臥式 X62W 銑床是該 廠用來銑削拖拉機(jī)撥叉腳厚度的機(jī)床 隨生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大 產(chǎn)品質(zhì)量要求不 斷提高 顯然 X62W 銑床越來越不能滿足要求和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性原則了 X62W 銑床對(duì)于銑削大批量拖拉機(jī)撥叉 既不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)惠 在生產(chǎn)拖拉機(jī) 撥叉 X62W 銑床不僅人工操作 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大 生產(chǎn)率低 而且工人技術(shù)水 平也要求高 因此廠方必需培訓(xùn)專門的技術(shù)人員 工作過程是人工上料 人 工定位 手動(dòng)夾緊 開機(jī) 手動(dòng)銑削 銑削完后關(guān)機(jī) 松開夾具 取下工件 從而耗費(fèi)了大量的時(shí)間 由于頻繁的開機(jī)關(guān)機(jī)對(duì)機(jī)器的損耗很大 多次的沖擊也使刀具的使用壽命也大大減小了 人工定位 手動(dòng)夾緊以及手動(dòng) 銑削使產(chǎn)品的精度降低 廢品率的增大 從而使生產(chǎn)成本高 生產(chǎn)率低 迫切 要求改變這種生產(chǎn)現(xiàn)狀 設(shè)計(jì) X62W 型臥式撥叉銑專機(jī)就是非曲直了解決這一問 題的 X62W 型臥式撥叉銑專機(jī) 主要用于拖拉機(jī)齒輪箱的撥叉腳厚度 此專機(jī)的 工作過程是人工上料 自動(dòng)定位 自動(dòng)夾緊 自動(dòng)銑削 銑畢自動(dòng)松開 工件后由操作者取下 本課題來源于現(xiàn)某拖拉機(jī)制造股份有限公司 該公司在加工拖拉機(jī)齒輪箱 的撥叉腳厚度時(shí) 利用臥式銑床 X62W 人工操作 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大 生產(chǎn)率低 隨生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大 產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高 迫切要求改變這種生產(chǎn)現(xiàn)狀 因此他們需要一臺(tái)撥叉銑專機(jī) 對(duì)這種專機(jī)的技術(shù)要求是 a 加工時(shí)該工件的主軸孔呈立式安置 b 工作節(jié)拍為每分鐘加工 20 件 c 加工時(shí) 由操作員人工上料 自動(dòng)定位 自動(dòng)夾緊 全速連續(xù)自 動(dòng)銑削 銑畢工件被自動(dòng)松開 后由操作者取下并上下一個(gè)料 上料 下料時(shí)不 停機(jī) d 工件以其主軸孔定位 定位心軸置于圓盤工作臺(tái)上 圓盤工作臺(tái)主軸呈 立式安置 e 專機(jī)工作安全 可靠 運(yùn)行平穩(wěn) 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 操作維護(hù)簡(jiǎn)單 f 專機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊 裝料高度為 800mm 左右 在黃開有老師的指導(dǎo)下 首先進(jìn)行了方案論證 經(jīng)過研究和討論 由于需 設(shè)計(jì)的機(jī)床工作節(jié)拍為每分鐘加工 20 件 因此要節(jié)省工件的上料時(shí)間 這就需 要上料和銑加工同時(shí)進(jìn)行 工件夾具設(shè)計(jì)時(shí)要用彈簧夾頭來夾緊 工件的支撐 臺(tái)需要是一個(gè)大圓盤 另外還要設(shè)計(jì)一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)銑加工 另外工件的 定位要精確 這樣加工時(shí)就會(huì)實(shí)現(xiàn)人工上料 自動(dòng)定位 自動(dòng)夾緊 全 速連續(xù)自動(dòng)銑削這個(gè)過程 在這樣的設(shè)計(jì)效果下 X62W 型臥式撥叉銑專機(jī)可以使工作的效率大大的提高 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 生產(chǎn)過程安全 可靠 運(yùn)行平穩(wěn) 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 操作維護(hù)簡(jiǎn)單 改造后的 X62W 型臥式拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中將會(huì)得到有效的應(yīng)用 而且會(huì)取得 了良好的效果 在滿足生產(chǎn)急需的前提下為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 3 2 總體方案論證 2 1 被加工零件分析 2 1 1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 撥叉的零件圖如圖所示 該零件是東風(fēng) 12 型手扶拖拉機(jī)副變速撥叉 撥叉 頭以 孔套在軸上 并用銷釘與軸聯(lián)接 撥叉腳在雙聯(lián)交換齒輪的 043 91 H 槽中 變速操縱機(jī)構(gòu)通過撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與軸一起在變速箱中滑移 從而實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的變速 零件的主要工作表面為操縱槽 撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)交換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的變速 零件的主要工作表面為操縱槽 撥叉腳兩端面 主要配合面為 孔 914H 孔和撥叉腳內(nèi)側(cè)面 零件的形狀較特殊 屬特形零件 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 由于撥7 8 叉在工作時(shí)承受一定的力 因此要有足夠的強(qiáng)度 剛度和韌性 2 1 2 主要技術(shù)要求 零件圖上的主要技術(shù)要求為 撥叉腳表面淬火回火后硬度不小于 50HRC 去毛刺 銳棱 2 1 3 加工表面及其要求 a 孔 孔徑 mm 兩端倒角 1mm 45 表面粗糙度為914H 043 1 Ra3 2 m b 撥叉頭端面 保證尺寸 25 表面粗糙度為 Ra12 5 m c 操縱槽 寬度為 14 mm 深度為 16mm 對(duì)稱面與撥叉頭端面的距離 27 0 為 14 5mm 兩側(cè)面及底面的表面粗糙度為 Ra12 5 d 撥叉腳端面 厚度尺寸為 mm 表面粗糙度為 Ra6 3 對(duì) 12 046 的軸線的垂直度為 0 1mm 外端面與操縱槽對(duì)稱面的距離為孔914H 50 5mm e 撥叉腳內(nèi)側(cè)面 寬度尺寸為 其對(duì)稱面與撥叉頭對(duì)稱面之 mB 43 0182 間的夾角為 60 表面粗糙度為 Rd12 5 f 孔 孔徑 mm 表面粗糙度為 Ra12 5 孔的軸線對(duì)孔7 8 1 078 軸線的位置度誤差不超過 0 2mm 043 1 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 2 1 4 零件材料 零件材料是精鑄 ZG65 是中碳鋼 其強(qiáng)度與球鐵相近 但其沖擊韌性和疲 勞極限卻比球鐵高得多 其鑄造工藝性介于低碳鋼和高碳鋼之間 可進(jìn)行熱處 理 以獲得所需要的機(jī)械性能 2 2 毛坯的選擇 2 2 1 確定毛坯的類型及制造方法 由于零件的材料為 ZG310 570 零件形狀不規(guī)則 因此選用鑄造毛坯 由于零件年生產(chǎn)量大 屬于大批生產(chǎn) 零件的輪廓尺寸不大 而且工件上有很 多表面不切削加工 所以選用砂型機(jī)器造型 2 2 2 確定毛坯的形狀尺寸如圖所示 選擇過零件最高線且平行與叉腳對(duì)稱面的平面 撥叉腳對(duì)稱面偏右 1 7mm 作分型面 鑄件采用帶型芯的分模造型 多件同時(shí)澆注 鋼水經(jīng)兩撥叉 腳位置經(jīng)橫澆口流入 由于該零件屬特形零件 且利用不加工表面進(jìn)行定位的情形較多 零件圖上列 出精鑄 所以確定鑄件的尺寸公差等級(jí)為 GB641486 的 CT9 機(jī)械加工余量等級(jí)為 AM H 2 2 3 確定毛坯的技術(shù)要求 a 鑄件無明顯的鑄造缺陷 b 未注圓角為 R3 5 c 撥模斜度為 30 d 機(jī)加工前正火 消除內(nèi)應(yīng)力 2 2 4 繪制毛坯圖 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀 在各加工表面加上加工余量 繪制毛坯圖如圖所示 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 5 圖 2 1 工件毛坯圖 2 3 基準(zhǔn)選擇 由于圖所示的撥叉零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以 孔及其端面為設(shè)914H 計(jì)基準(zhǔn) 因此必須首先將 孔及其端面加工好 為后續(xù)工作準(zhǔn)備基準(zhǔn) 根914H 據(jù)粗 精基準(zhǔn)選擇的原則 確定各加工表面的基準(zhǔn)如下 a 孔及其端面 撥叉頭的外輪廓及端面 粗基準(zhǔn) 914H b 撥叉腳端面 粗加工 孔及其端面 914 c 撥叉腳端面 精加工 孔及撥叉腳端面 d 撥叉腳內(nèi)側(cè)面 孔 撥叉腳端面及撥叉腳外側(cè)面 H e 操縱槽 及其端面 撥叉腳內(nèi)側(cè)面 914 f 孔 孔 操縱槽 撥叉腳內(nèi)側(cè)面7 8 2 4 擬訂機(jī)械加工工藝路線 2 4 1 確定各加工表面的加工方法及加工路線 該撥叉的加工表面為 及端面的兩側(cè)面及內(nèi)側(cè)面 操縱槽 孔 914H 7 8 根據(jù)各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求 孔的加工路線為鉆 914H 鏜 較 端面的加工方法為車 撥叉腳端面的加工路線為粗銑 磨 撥叉 腳內(nèi)側(cè)面的加工方法為銑削 操縱槽的加工方法為銑削 孔的加工方法 為鉆削 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 2 4 2 擬訂加工工藝路線 a 工藝路線方案一 工序 a 車撥叉頭端面 鉆 鏜 鉸 孔 孔口倒角 914H 工序 b 校正撥叉腳 工序 c 粗銑撥叉腳兩端面 工序 d 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 工序 e 銑操縱槽 工序 f 鉆 孔 7 8 工序 g 去毛刺 工序 h 撥叉腳局部淬火 工序 i 校正撥叉腳 工序 j 磨撥叉腳兩端面 工序 k 清洗 工序 l 檢驗(yàn) b 工藝路線方案二 工序 a 車撥叉頭端面 工序 b 鉆 鏜 鉸 孔 孔口倒角 914H 工序 c 孔口倒角 914 工序 d 校正撥叉角 工序 e 粗銑撥叉腳兩端面 工序 f 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 工序 g 銑操縱槽 工序 h 鉆 孔 7 8 工序 i 去毛刺 工序 j 撥叉腳局部淬火 工序 k 校正撥叉腳 工序 l 磨撥叉腳兩端面 工序 m 清洗 工序 n 檢驗(yàn) 工藝路線方案分析 工藝路線方案一是按工序集中原則組織工序 孔及端面需采用六角車床和專用夾具加工 優(yōu)點(diǎn)是工藝路線短 優(yōu)點(diǎn)是914H 工藝路線短 孔及其端面的加工在一臺(tái)機(jī)床上完成 減少工件裝夾次數(shù) 914 易于保證加工面相互位置精度 需要的機(jī)床數(shù)量少 減少工件在工序間的運(yùn)輸 減少輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間 工藝路線方案二是按工序分散原則組織工序 撥叉頭端面可在普通車床上用通用卡盤裝夾加工 孔可在普通鉆床上用914H 鉆模加工 孔口倒角在另一抬車床上加工 優(yōu)點(diǎn)是可以采用通用機(jī)床和通用夾 具 缺點(diǎn)是工藝路線長(zhǎng) 增加了工件的裝夾次數(shù) 而且工序 和工序 重復(fù)使 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 7 用粗基準(zhǔn) 由于本零件形狀不規(guī)則 加工面分散 而且生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批 生產(chǎn) 可以采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率 綜合上述兩工藝路線方案的優(yōu)缺點(diǎn) 選擇第一種方案 2 5 確定機(jī)械加工余量 工序尺寸及公差 根據(jù)上述原始資料及加工工藝 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 以下簡(jiǎn) 稱 工藝手冊(cè) 分別確定各加工表面的加工余量 工序尺寸及公差如表 1 表 2 1 加工余量 工序尺寸及公差 工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度 Ra 工序 1 車撥叉頭端 面 3 5mm 25mm 12 5 m 2 鉆 94H 孔 6 5mm m13 12 5 3 鉸 1孔 0 5mm 46 3 4 孔口倒角 1mm 1mm 45 12 5 m 工序 粗銑撥叉腳兩端 面 3 mm 6 mm12 04 12 5 工序 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 3 5mm 3 8B12 5 工序 銑操縱槽 7mm 14HB 27 012 5 m 工序 鉆 7 8 孔 4 35mm 1 0 12 5 工序 磨撥叉腳兩端面 0 3mm 5 7 6 3 2 6 選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備 根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件 為了滿足生產(chǎn)需要 現(xiàn)選用各工序所用的 設(shè)備為 工序 a C366 1 回轉(zhuǎn)式六角車床 YT15 外圓車刀 卡尺 標(biāo)準(zhǔn)5 6 錐柄麻花鉆 YT15 銑刀 孔用塞規(guī) YT15 外圓車刀 94H 工序 b 鉗工臺(tái) 校正工具 工序 c X62W 臥式銑床 YT15 三面刃銑刀 專用夾具 0 200 0 02mm 游 標(biāo)卡尺 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 工序 d X62W 臥式銑床 YT15 三面刃銑刀 專用夾具 0 200 0 02mm 游 標(biāo)卡尺 工序 e X62W 臥式銑床 YT15 三面刃銑刀 專用夾具 0 200 0 02mm 游 標(biāo)卡尺 工序 f Z515 鉆床 錐柄麻花鉆 鉆用夾具 0 200 0 02 游標(biāo)卡尺 7 8 工序 g 鉗工臺(tái) 校正工具 0 200 0 02mm 游標(biāo)卡尺 工序 h M7120A 平面磨床 砂輪 專用夾具 0 200 0 02mm 游標(biāo)卡尺 3 金屬切削用量的選擇與計(jì)算 3 1 刀具的選擇 銑刀的直徑的大小直接影響切削力 扭矩 切削速度和刀具材料的消耗 不能任意取 根據(jù)被加工零件的分析 選擇鑲齒三面刃銑刀 銑刀的尺寸為 1280 BdD 由于加工零件的材質(zhì)為 ZG65 所以刀具的材料選擇 YT15 其工藝性好 滿足加工工藝要求 3 2 切削用量的選擇以及計(jì)算 a 確定背吃刀量 由毛坯圖得 ae 18mm ap 4mm b 確定每齒進(jìn)給量 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 5 得 每齒進(jìn)給量為 fz 0 009 0 18mm 取 fz 0 09 c 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及耐用度 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 7 銑刀刀齒后面最大磨損量為 1 2 mm 耐用度 T 150mm d 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 27 Cv 600 q v 0 21 x v 0 y v 0 21 u v 0 4 p v 0 m 3 5 k v 1 1 min 17 20 18 09 41560412 3 0kzafTdcpueyxpmcvv min 37rns 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 30 與 475 38r min 相近的主軸轉(zhuǎn)速為 475r min 和 600r min 取 n 475r min 實(shí)際切削速度為 vc 119 32mm min 工件每分鐘進(jìn)給量為 fmz fz 60 10 0 09 10 60 54mm min 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 30X62w 銑床與 54mm min 相近的工作臺(tái)進(jìn) 給量為 47 5mm min 和 60mm min 選擇 60mm min 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 9 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 zmfz 1 06 4 機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 4 1 分析和擬訂傳動(dòng)裝置 經(jīng)過分析和比較 決定采用如下的傳動(dòng)裝置 銑削運(yùn)動(dòng)通過電機(jī)帶動(dòng) V 帶 輪 通過帶輪傳遞動(dòng)力 帶動(dòng)軸傳動(dòng) 通過扭矩帶動(dòng)銑刀做切削運(yùn)動(dòng) 而零件 的運(yùn)動(dòng)通過減速機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)盤運(yùn)動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)零件的連續(xù)不段地運(yùn)轉(zhuǎn) 整個(gè)部 分結(jié)構(gòu)緊湊 傳動(dòng)平穩(wěn) 4 2 減速機(jī)的選擇 因?yàn)閷?shí)際每齒進(jìn)給量為 fz 0 1mm z 所以縱向進(jìn)給量 vf fzzn 0 1 10 475 475 則 084 06 kacFepC 由表 2 5 實(shí)用金屬切削計(jì)算手冊(cè) 得 cp 50 由 實(shí)用金屬切削計(jì)算手冊(cè) 表 2 6 得 k 1 2 由 實(shí)用金屬切削計(jì)算手冊(cè) 表 2 7 得 k1 0 94 N36 0894 801 64 cFkwvFpcc 203 帶輪傳動(dòng)比在 在這里取85 70 85 電機(jī)功率為 kwPc3 2 0 查雙級(jí)減速機(jī)電動(dòng)機(jī)功率表取傳動(dòng)比 i 2537 輸入轉(zhuǎn)速 n1 1500r min 21ni min 6 053712ri 由輸出軸許用扭矩為 故取電機(jī)型號(hào)為8 57 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 BLE2215 59 43 0 55 即 P 0 55kw 圖 4 1 減速機(jī) 減速機(jī)的主要尺寸為 D 340 L 443 L 1 382 D1 310 D 2 270 E 80 h 15 R 4 安裝螺孔 n 6 d0 13 d1 55 b1 16 C1 59 l1 75 S 為 M10 d2 30 b2 8 C2 33 l1 44 重量為 100kg 擺線針輪減速機(jī)廣泛應(yīng)用于化工 石油 制藥 輕工 印染 紡織 起重 運(yùn)輸 工程機(jī)械 造船 冶金 礦山 環(huán)境保護(hù)以及國(guó)防等工業(yè)內(nèi)部 作為驅(qū) 動(dòng)裝置以及減速傳動(dòng)裝置 產(chǎn)品有如下特點(diǎn) a 傳動(dòng)比大 b 傳動(dòng)效率高 c 使用壽命長(zhǎng) d 承載能力高 并可以承受較大過載及沖擊載荷 e 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠 噪音低 f 容易拆卸以及裝配 維修方便 g 結(jié)構(gòu)緊湊 體積小 標(biāo)準(zhǔn)型行星擺線針輪減速機(jī)是按每日八小時(shí)的單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 載荷平穩(wěn)的 條件下設(shè)計(jì)的 如負(fù)荷性質(zhì) 工作條件變化 應(yīng)考慮工作情況系數(shù) K 即應(yīng)將 所需功率乘以工作情況系數(shù) K 作為選擇機(jī)型的設(shè)計(jì)功率 如果輸入轉(zhuǎn)速是變化的 則所傳選的功率也應(yīng)變化 在使用變速原動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)時(shí) 應(yīng)確定工作條件是 恒功率 還是 恒扭矩 恒功率 時(shí)應(yīng)按最低速 選擇機(jī)型號(hào) 恒扭矩 時(shí)按最高轉(zhuǎn)速選擇機(jī)型號(hào) 4 3 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 A 選擇 v 帶型號(hào) a 確定計(jì)算功率 Pca 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 4 6 得工作情況系數(shù) KA 1 1 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 式 4 22 得 Pca KAP 1 1 3 3 3kw b 選擇 V 帶型號(hào) 按 Pca 3 3kw n1 1500r min 查圖 4 1 選 A 型 V 帶 B 確定帶輪直徑 dd1 d d2 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 11 a 選取小帶輪直徑 dd1 參考圖 4 11 及表 4 4 選小帶輪直徑 dd1 90mm 即 dd1 90mm b 驗(yàn)算帶速 smsnvd 065 7 106 590 16 1 V 7 065 在 5 25m s 內(nèi) 合適 c 確定從動(dòng)帶輪直徑 dd2 284947 12di 查表 4 4 取 dd1 280mm d 計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比 1 390812 di e 驗(yàn)算從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速 min 482 3512rin 482 475 475 100 1 47 5 n2 482r min 允許 C 確定中心距 a 和帶輪 Ld a 初選中心距 a0 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 式 4 23 2 7 021021 dda mm8989 取 a0 500mm42590 a b 求帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L0 由式 4 24 maddaL 95 18 504 9280 90 52 2110 查表 4 2 得 Ld 1600mm c 計(jì)算中心距 a 由式 4 25 d 501 29 18605 200 d 確定中心距調(diào)整范圍 由式 4 26 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 mLad5491603 503 mx 71in amax 549mm amin 477mm D 驗(yàn)算小帶輪包角 1 由式 4 12 1205760519280680121 d 合適 57 E 確定 V 帶根數(shù) z a 確定額定功率 Po 由 dd1 90mm n1 1460r min 以及 n1 1600r min 查表 4 5 得單根 A 型 v 帶的額定功率分別 1 07kw 和 1 15kw 用線性插值法求 n1 1500r min 時(shí)的 額定功率 P0 值 kWwP09 1 46150 46107 7 0 b 確定 V 帶根數(shù) z 由式 4 28 LcaKPz 0 確定 P 0 查表 4 7 得 P 0 0 17kw 確定包角系數(shù) K 查表 4 8 得 K 0 95 確定長(zhǎng)度系數(shù) KL 查表 4 2 得 KL 0 99 計(jì)算 V 帶根數(shù) 根根 78 29 0517 09 3 z 取 z 3 根合適 F 計(jì)算 V 帶初拉力 F0 查表 4 1 得 q 0 1kg m 由式 4 29 2015 qvKvzPFca NF 1306 79 2365 720 G 計(jì)算對(duì)軸的壓力 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 13 由式 4 30 得 NzFQ 76215sin32sin210 H 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 繪制帶輪工作圖 dd2 280mm 采用孔板式結(jié)構(gòu) 其工作圖如圖 1 圖 4 2 大帶輪 dd1 90mm 采用實(shí)心式結(jié)構(gòu) 工作圖如圖 2 圖 4 3 小帶輪 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 5 彈簧夾頭的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)計(jì)算 5 1 彈簧夾頭的介紹 在現(xiàn)代復(fù)雜的制造環(huán)境中 想在最佳狀態(tài)下保持連續(xù)切削加工 大多數(shù)工 廠都必須經(jīng)過機(jī)床制造商的嚴(yán)格培訓(xùn) 認(rèn)真學(xué)習(xí)新設(shè)備的加工運(yùn)動(dòng)原理 結(jié)構(gòu) 特征和使用技巧 方能進(jìn)行操作使用 尤其對(duì)于頂端的技術(shù)系統(tǒng) 更是如此 例如 先進(jìn)的機(jī)床控制系統(tǒng) 復(fù)雜形狀零件的軸加工程序的匯編等 慶幸的是 有一種與此相反的處理方案 這就是截止目前已經(jīng)開發(fā)出的一些功能強(qiáng)大 精 度高 但又容易操作 勿須專門培訓(xùn) 和使用壽命長(zhǎng)的工藝裝備 用以快速定位 夾緊工件 或刀具 的相對(duì)卡盤定位精度高的彈簧夾頭 或稱彈簧套 就屬于這一范 疇 一個(gè)好的工件夾頭的使用 能提高生產(chǎn)效率和加工零件精度 彈簧夾頭雖 小 但在機(jī)床工業(yè)中確實(shí)起到了很重要的作用 這是都是由于它具有以下很強(qiáng) 的功能 a 能精確地定位與夾緊工件 或刀具 具有抵抗扭矩和承受來自多方向切 削力的功能 b 具有增大驅(qū)動(dòng)力 拉力 和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)力為工件 或刀具 夾緊力的功能 c 具有快速松開工件 或刀具 的功能 d 具有在不降低加工精度和使工件不受損害前提下的高重復(fù)精度 e 具有能在較寬的主軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作與只有極小的夾緊力損失的能力 f 在高速切削中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小 5 2 彈簧夾頭的夾緊力的影響因素 總的來說 彈簧夾頭的設(shè)計(jì)和使用是一個(gè)涉及面很寬的領(lǐng)域 它是需要相 對(duì)應(yīng)于多種機(jī)床系列 以及包括了為體現(xiàn)它與機(jī)床各自不同風(fēng)格和特征 而設(shè)計(jì) 的產(chǎn)品 所以總數(shù)已有成千上萬 但是現(xiàn)在還有一個(gè)普遍的錯(cuò)誤觀念 認(rèn)為彈 簧夾頭只用以?shī)A緊圓柱形工件毛坯 這是不符合事實(shí)的 實(shí)際上它幾乎能對(duì)任 何形狀的工件 或刀具 包括正方形或六邊形工件進(jìn)行定位夾緊 下面主要介紹影響各種彈簧夾頭正確裝夾定位和夾緊力的有關(guān)因素和工作 原理 夾緊力是機(jī)床經(jīng)彈簧夾頭施加在工件上的力 本文講的是一個(gè)在車床上使 用的用以定位 夾緊工件的彈簧夾頭 同樣也可以被用來對(duì)刀具 磨削的工件 實(shí)行 定位 夾緊或許多別的場(chǎng)合 拉桿的外螺紋與彈簧夾頭的后端內(nèi)螺紋連接 拉緊 產(chǎn)生軸向拉力 然后由機(jī)床主軸前端的被稱為鎖緊角的錐面 將軸向拉 力轉(zhuǎn)換成一垂直于彈簧夾頭中心的夾緊力 不僅如此 夾緊力還可以通過鎖緊 角將其擴(kuò)大 經(jīng)過計(jì)算得知 根據(jù)不同的鎖緊角 彈簧夾頭夾緊力可擴(kuò)大 3 4 倍 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 15 彈簧夾頭是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的工藝裝置 卻有許多影響夾緊力的主要因素 對(duì)于基本原理的了解可以幫助工件 或刀具 正確裝夾和迅速查找故障 以下介 紹幾個(gè)影響夾緊力的主要因素和總結(jié)的使用經(jīng)驗(yàn) a 軸向作用力 如圖所示為拉桿施于彈簧夾頭的軸向拉力 在彈簧夾頭的 使用中 軸向力拉力可由不同的方式施加 但其作用原理基本相同 很明顯 大的軸向拉力將產(chǎn)生大的夾緊力 反之亦然 一般拉桿的軸向拉力可由操作員 進(jìn)行調(diào)整 b 在彈簧夾頭使用中 設(shè)計(jì)的鎖緊角 或頭部?jī)A角 大小將決定著夾緊力經(jīng)擴(kuò) 大后能達(dá)到的指標(biāo) 通常由機(jī)床制造商和彈簧夾頭制造商決定 當(dāng)彈簧夾頭新 的設(shè)計(jì)還正在探求之中 從經(jīng)濟(jì)性和可靠性考慮 設(shè)計(jì)師建議用戶使用現(xiàn)有 彈簧夾頭結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)錐度 或頭部?jī)A角 已根據(jù)機(jī)床類型 如車床等 使用條件 動(dòng)態(tài)與靜態(tài) 和用途 工件與刀具 不同 由設(shè)計(jì)時(shí)確定 c 工件 或刀具 與彈簧夾頭之間的總摩擦力將直接 影響夾緊力 小的摩擦 值將導(dǎo)致小的夾緊力 反之亦然 彈簧夾頭供應(yīng)商能采取各種措施 克服彈簧 夾頭與工件 或刀具 之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向竄動(dòng)等 比如彈簧夾頭內(nèi)孔有意制 出鋸齒形狀或?qū)⒂操|(zhì)合金微晶粒浸漬在夾緊表面等 d 主軸錐面與彈簧夾頭在鎖緊角處產(chǎn)生摩擦 其摩擦力大小也直接影響彈 簧夾頭對(duì)工件的夾緊力大小 摩擦力太小時(shí)夾緊力不夠 太大的夾緊力 會(huì)加 快彈簧夾頭磨損 使用中彈簧夾頭要經(jīng)常松開實(shí)行工件交換 例如在車削加工 中心上使用 需在松開時(shí)在彈簧夾頭內(nèi)孔表面噴涂一薄層潤(rùn)滑劑 有條件采用 冷卻劑潤(rùn)滑更好 因?yàn)槔鋮s劑提供可沖洗彈簧夾頭 而且潤(rùn)滑性效果好 尤其 在鎖緊角處定期施加冷卻劑 則能減少長(zhǎng)期磨損和增加夾緊力 一些更多潤(rùn)滑 效果更好的材料也可以使用 包括有 EP 極限壓力 特性的高質(zhì)量潤(rùn)脂油或蠟基 材料 似乎有些奇怪的是 一些聰明的操作者在加工難度大 而且在一般的冷 卻潤(rùn)滑的效果都不佳時(shí) 選用女士們使用的唇膏 據(jù)稱效果很好 e 選擇合適的彈簧夾頭名義直徑尺寸 以保證彈簧夾頭對(duì)工件的完全支撐 是增大夾緊力和可靠夾緊保證高質(zhì)量加工的必要條件 如果彈簧夾頭的名義孔 直徑選擇太大 工件僅僅由彈簧夾頭的孔口部分將工件夾緊 將引起工件外圓 和彈簧夾頭內(nèi)孔之間幾何形狀的不匹配 因而降低夾緊力 如果如果夾頭名義 孔直徑選擇太小 只有頭部?jī)A角的內(nèi)部與工件接觸 相對(duì)而言 夾緊力增大 但引起夾頭與工件的不同心問題 在一個(gè)名義尺寸下 它可對(duì)名義直徑相同的 工件進(jìn)行裝夾定位 當(dāng)選擇彈簧夾頭名義的孔徑尺寸 Hardinge 公司推薦指標(biāo) 為能在 0 0254mm 范圍發(fā)生變化 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 6 軸的強(qiáng)度校核 6 1 求軸上載荷 A 計(jì)算帶輪受力 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNnpT 21053 9105 9661 帶輪的拉應(yīng)力 zFQ 76sin2si210 帶輪的離心拉應(yīng)力 NAqvb 8 142 065 7 2 帶輪的彎曲應(yīng)力 dhEb Fa 對(duì)軸心產(chǎn)生的彎矩 mNFMa 4862 9012 B 求支反力 軸承的支點(diǎn)位置 參見圖 由軸承座查手冊(cè)為 a 10mm 帶輪中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離 L75 120325 47 2 帶輪中心距左支點(diǎn)的位置 48 13 左支點(diǎn)的水平面的支反力 NLFMNHD76 03131 右支點(diǎn)的水平面的支反力 LFNHD 405 2 312 左支點(diǎn)垂直面的支反力 NLNarNV 8 9 86 754 3331 右支點(diǎn)垂直面的支反力 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 17 NNLMFarNV 65 24 86 7512 32 6 2 計(jì)算彎矩和扭矩 截面 C 處水平面彎矩 mNLFNH 913475 12621 截面 C 處垂直面彎矩 MV 5 2 8 921NLN 17354632 截面 C 處合成彎矩 mNVH 942 291211M 103753422 6 3 彎矩合成強(qiáng)度校核 截面 C 處計(jì)算彎矩 考慮啟動(dòng) 停機(jī)的影響 扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 6 0 mNTMca 9402106 91422321 截面 C 處計(jì)算應(yīng)力 MPaWcac 83 0 強(qiáng)度校核 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理由 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 11 2 得 601 1 ca 彎矩合成強(qiáng)度滿足要求 6 4 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 不計(jì)軸向力 產(chǎn)生的壓應(yīng)力 的影響1NVFva A 確定危險(xiǎn)截面 由于 dmin 在估算時(shí)放大了 5 以考慮鍵槽的影響 而且截面 A B 只承受轉(zhuǎn)矩 故不必校核 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 截面 C 上應(yīng)力最大 但由于過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在該軸段兩端 故不必校核 截面 處應(yīng)力接近最大 應(yīng)力集中相近 且最嚴(yán)重 但截面 不受轉(zhuǎn) 矩作用 故不必校核 截面 為危險(xiǎn)截面 截面 的左右兩側(cè)均需校核 B 截面 左側(cè)強(qiáng)度校核 抗彎截面系數(shù) 3336 451 0 mdW 2912T 截面 左側(cè)的彎矩 NM 7063 5 194 截面上的彎曲應(yīng)力 MPaWb 1 4 7096 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T25 3 21 3 平均應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力 扭轉(zhuǎn) 02 minax m 切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 MPm1 minax 應(yīng)力幅 aba 52 inax m1 im 材料的力學(xué)性能 45 鋼調(diào)質(zhì) 查表 11 2 得MPaB1527640 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) 056 13 8 2 dDr 查表 1 6 并經(jīng)插植計(jì)算 MPa4 材料的敏感系數(shù) 由 r 1 0mm 查圖 2 8 并經(jīng)插值得B60 82 075 rq 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 19 有效應(yīng)力集中系數(shù) 35 14 820117875 rbqk 尺寸及截面形狀系數(shù) 由 h 4mm d 36mm 查圖 2 9 得 7 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由 D d34 36mm 查表 2 10 8 0 r 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工 查圖 2 12MPaB640 92 r 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1 q 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) 6 219 0 7 85 1 kK73 rrr 等效系數(shù) 45 鋼 取2 0 取15r 05 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù) 7 06 21 maKS 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù) 68125 15 71 mrar 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) 0 7680 722 rcaS 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻 載荷應(yīng)力計(jì)算精確時(shí) S 1 3 1 5 取 S 1 5 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 ca 左側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 同理右側(cè)合格 C 靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核 該設(shè)備無大的瞬時(shí)過載和嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱 無需靜強(qiáng)度校核 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 D 繪制軸的零件工作圖 附圖 圖 6 1 軸 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 21 7 結(jié)論 通過對(duì) X62 型銑床的改進(jìn) 設(shè)計(jì)出 X62W 型撥叉銑專機(jī) 兩種銑床相比較 X62W 型撥叉銑專機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn) 1 加工時(shí)該工件的主軸孔呈立式安置 2 工作節(jié)拍為每分鐘加工 20 件 3 加工時(shí) 由操作員人工上料 自動(dòng)定位 自動(dòng)夾緊 全速連續(xù)自動(dòng) 銑削 銑畢工件被自動(dòng)松開 后由操作者取下并上下一個(gè)料 上料 下料時(shí)不停 機(jī) 4 工件以其主軸孔定位 定位心軸置于圓盤工作臺(tái)上 圓盤工作臺(tái)主軸呈立 式安置 5 專機(jī)工作安全 可靠 運(yùn)行平穩(wěn) 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 操作維護(hù)簡(jiǎn)單 改造后的 X62W 型臥式拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中將會(huì)得到有效的應(yīng)用 而且會(huì)取得了良好的效果 在滿足生產(chǎn)急需的前提下為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì) 效益 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 參考文獻(xiàn) 1 徐 灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 2 機(jī)械工程手冊(cè) 電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì) 機(jī)械工程手冊(cè) M 北京 機(jī) 械工業(yè)出版社 1995 3 徐 灝 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 4 胡家秀 機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 5 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 6 艾 興 肖詩(shī)綱 金屬切削用量手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 7 范云漲 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 8 彭國(guó)勛 肖正揚(yáng) 自動(dòng)機(jī)械的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 9 賈鳳銅 簡(jiǎn)明銑工手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 10 劉文劍 曹天河 趙維緣 夾具工程師手冊(cè) M 哈爾濱 黑龍江科學(xué)技 術(shù)出版社 1987 11 金屬切削加工工藝人員手冊(cè) 修訂組 金屬切削加工工藝人員手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1979 12 張耀宸 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 航空工業(yè)出版社 1987 13 南京機(jī)械研究所 金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1984 14 常見機(jī)構(gòu)原理及應(yīng)用 編寫組 常見機(jī)構(gòu)原理及應(yīng)用 M 北京 機(jī)械 工業(yè)出版社 1978 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 23 致 謝 在黃開有老師的帶領(lǐng)下 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束 回顧整個(gè)畢 業(yè)設(shè)計(jì)過程 雖然充滿了困難與曲折 但我感到受益匪淺 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 是拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 本設(shè)計(jì)是為了解決實(shí)際生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)力低的 問題 因此廠方對(duì)我的要求很高 本設(shè)計(jì)是學(xué)完所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課 程以后所進(jìn)行的 是對(duì)我三年半來所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn) 使我能夠在畢業(yè)前 將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通 加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解 強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中 的感性認(rèn)識(shí) 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我基本上了解了專用機(jī)床設(shè)計(jì)的方法和步驟 以及設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題等 另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè) 選擇使用工藝 裝備等 總的來說 這次設(shè)計(jì) 使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題 等方面得到了一次較好的鍛練 提高了我獨(dú)立思考問題 解決問題以及創(chuàng)新設(shè) 計(jì)的能力 縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距 為我以后從事實(shí)際工程技術(shù) 工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已順利完成 但由于本人水平有限 缺乏經(jīng)驗(yàn) 難免出現(xiàn) 錯(cuò)誤 在此懇請(qǐng)各位專家 老師及同學(xué)不吝賜教 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)在黃開有友老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的 黃老師經(jīng)常為我解答 一系列的疑難問題 以及指導(dǎo)我的思想 引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路 在三個(gè)多月的設(shè) 計(jì)過程中 一直熱心的輔導(dǎo) 在此 我忠心地向他表示誠(chéng)摯的感謝和敬意 祝黃老師身體健康 家庭幸福 事業(yè)蒸蒸日上 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 附錄 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅 1 拖拉機(jī)撥叉銑專機(jī) 臥式 BCXW62 00 00 A A0 2 彈簧夾頭 BCXW62 14 A2 3 底座 BCXW62 01 A1 4 軸 BCXW62 22 A2 5 孔板式板輪 BCXW62 19 A2 6 毛坯圖 12 37 112 A3 7 零件圖 12 37 113 A3 8 實(shí)心帶輪 BCXW62 20 A3 9 支架 BCXW62 17 A3 10 機(jī)械加工工藝過程卡片 11 機(jī)械加工工序卡片