水鉆磨拋機磨盤專用夾具設計【畢業(yè)設計】

1、<p>　　本科畢業(yè)設計(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　水鉆磨拋機磨盤專用夾具設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 械設計制造及其自動化 </p>

2、<p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來，

3、數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了一些更新的要求。夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是:可靠的保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。專用夾具需要根據(jù)工件的具體加工要求而專門設計和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期比較長，工裝費用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批

4、量較大的工件生產(chǎn)。</p><p>　　因某汽車設備制造有限公司的需求，通過對以前用過的報廢的水鉆夾具進行拆裝，并對相關各零件的尺寸進行了測量，以及對各部件材料的選用，同時了解了該機器的整體運作情況。</p><p>　　關鍵詞：機床夾具 加工精度 工藝性能 水鉆夾具 </p><p>　　Diamond grinding&polishing machi

5、ne special fixture design chute </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years, NC machine tools and machining center, the group technology, flexible manufacturing system (FMS) a

6、nd other new processing technology application of the machine tool's fixture, puts forward some updates requirements. Fixture in cutting processing, is used to determine the exact workpiece position, and its firmly c

7、lamping technology and equipment. Its main effect is: reliable guarantee workpiece machining accuracy and the improvement of the machining efficiency and relieve labor i</p><p>　　Manufacturing Co., Ltd. due

8、to a demand for automotive equipment, used by previous crystal fixture disassembly scrapped, and the parts related to the size was measured, and the selection of the component materials, while the overall understanding o

9、f the machine Operations.</p><p>　　Keywords: The machine tool's fixture，Machining precision, Process performance，</p><p>　　Diamond fixture</p><p><b>　　目錄</b></p&g

10、t;<p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的背景1</p><p>　　1.2課題的意義3</p><p>　　2 水鉆磨床概述..

11、..........................................................................................................4</p><p>　　2.1 水鉆磨床..................................................................................

12、..........................4</p><p>　　2.2 主要用途和適用范圍........................................................................................6</p><p>　　2.3 使用環(huán)境.....................................

13、.......................................................................6</p><p>　　3 技術參數(shù)....................................................................................................................7&l

14、t;/p><p>　　4 主要結(jié)構及性能簡介................................................................................................8</p><p>　　4.1 磨頭機構............................................................

15、.................................................8</p><p>　　4.2 上料機構............................................................................................................9</p><p>　　4.3 下料機

16、構..........................................................................................................10</p><p>　　4.4 膠粉機構................................................................................

17、..........................11</p><p>　　5 夾具設計..................................................................................................................12</p><p>　　5.1 機床夾具的功用.............

18、.................................................................................12 </p><p>　　5.2 夾具設計.........................................................................................................

19、.12</p><p>　　5.3 相關設計與計算..............................................................................................14 </p><p>　　6 設計說明.........................................................

20、.........................................................17 </p><p>　　結(jié)論..............................................................................................................................19</p&

21、gt;<p>　　參考文獻......................................................................................................................20</p><p>　　致謝.......................................................

22、.......................................................................21</p><p><b>　　附錄22</b></p><p>　　附錄圖1 卡針 22</p><p>　　附錄圖2 殼體 22</p><p>　　附錄圖3 后

23、蓋板 23</p><p>　　附錄圖4 護鐵端蓋1 23</p><p>　　附錄圖5 護鐵端蓋2 24</p><p>　　附錄圖6 調(diào)整墊板 24</p><p>　　附錄圖7 內(nèi)托 25</p><p>　　附錄圖8 蝸桿 ..................................

24、................................................................25 </p><p>　　附錄圖9 鋼針 ..................................................................................................26 </p><

25、p>　　附錄圖10 裝配圖 ..............................................................................................26 </p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的背景</b></p>

26、<p>　　高品質(zhì)玻璃水鉆又名水晶鉆石，其主要成分是水晶玻璃，是將人造水晶玻璃切割成鉆石刻面得到的一種飾品輔件，這種材質(zhì)因為較經(jīng)濟，同時視覺效果上又有鉆石般的奪目感覺，因此很受人們的歡迎。水鉆一般用于中檔的飾品設計中，由于目前全球人造水晶玻璃制造地位于萊茵河的南北兩岸，所以又叫萊茵石。按顏色分類，水鉆可分為白鉆、色鉆（如粉色、紅色、藍色等）、彩鉆（也中AB鉆）、彩AB鉆（如紅AB，藍AB等）。</p><

27、;p>　　水鉆，又稱水晶玻璃鉆石。水鉆在現(xiàn)代豪華裝飾中普遍的使用，全球需求量很大。目前，水鉆生產(chǎn)在我國已形成頗具規(guī)模的一種行業(yè)，我國生產(chǎn)的水鉆每年都大量的出口到世界各地，尤其是歐美國家錯誤!未找到引用源。。</p><p>　　從中國飾品行業(yè)發(fā)展的歷程來看，目前飾品行業(yè)處于一個穩(wěn)定、快速發(fā)展的階段，未來3～5年內(nèi)，隨著經(jīng)濟的持續(xù)快速增長以及人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，人們觀念的不斷進化，同時隨著中國與國

28、際社會的全面接軌，崇高時尚、追求流行已成為生活主旋律，中國飾品行業(yè)蘊藏著無限商機。 近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了一些更新的要求。夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是:可靠的保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。專用夾具需要根據(jù)工件的具體

29、加工要求而專門設計和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期比較長，工裝費用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批量較大的工件生產(chǎn)。</p><p>　　夾具是在切削加工中，用于準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備錯誤!未找到引用源。。</p><p><b>　　1．機床夾具的現(xiàn)狀</b></p><p>　　國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、

30、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、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對

31、機床夾具提出了如下新的要求：</p><p>　　1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；</p><p>　　2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；</p><p>　　3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；</p><p>　　4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具；</p><p&g

32、t;　　5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；</p><p>　　6）提高機床夾具的標準化程度。</p><p>　　2．現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向</p><p>　　現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。</p><p>　?。?）標準化 機床夾具的標準化與通用化

33、是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。</p><p>　?。?）精密化 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。精密化夾具的結(jié)構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削

34、的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。</p><p>　?。?）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高

35、。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。</p><p>　?。?）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用

36、可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。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)構為可拆結(jié)構，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。</p><p>　　夾具設計三類信息，即零件的幾何形狀、工藝信息和裝夾特征信息錯誤!未找到引用源。。薄壁件加工精度要求很高。此類工件熱前加工容易夾緊變形，熱處理變形又是較難控制的問題，給熱后加工帶來了很大的難題錯誤!未找

37、到引用源。。因此，我們須采用專門夾具。電飯煲是大眾的必需日用品，目前市場上的電飯煲內(nèi)膽主要采用鋁合金材料。鋁合金材料具有質(zhì)量輕、熱傳導性好等優(yōu)點，采用各種涂附技術后還能不粘鍋。但由于機械作用易使涂附的化學材料或鋁元素進入人體，對人體健康造成危害。如將陶瓷內(nèi)膽應用于電飯煲中取代普通的鋁膽，可克服鋁膽易粘底、不易涮洗、鋁元素對人體有害等一系列缺點。但陶瓷制品須經(jīng)成形燒結(jié)過程，變形非常大，產(chǎn)品的尺寸、形狀精度很低，為此，陶瓷內(nèi)膽必須進行深加工

38、后才能更好地被利用錯誤!未找到引用源。。因此，我們也須采用專門夾具。專用夾具需要根據(jù)工件的具體加工要求而專門設計和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期比較長，工裝費用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批量較大的工件生產(chǎn)。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　了解水鉆的用途和加工工藝，熟悉水鉆磨拋機的工作機理，改進設計水鉆磨拋機磨盤夾具結(jié)構

39、，以提高水鉆磨拋機的質(zhì)量及自動化水平。</p><p><b>　　2水鉆磨床概述</b></p><p><b>　　2.1水鉆磨床</b></p><p>　　水鉆磨床外觀圖表（圖2-1、圖2-2、圖2-3、表2-1） 圖2-1</p>

40、;<p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　表2-1 水鉆磨床外觀詳細表</p><p>　　2.2 主要用途和適用范圍</p><p>　　機床主要是以高速轉(zhuǎn)動的磨拋盤磨削水鉆坯珠，通過步進電機控制每次磨 拋后坯珠轉(zhuǎn)過的角

41、度，把圓形坯珠磨成多面體顆粒。</p><p>　　本機床適用目前市場上大部分水鉆產(chǎn)品的磨拋加工。</p><p><b>　　2.3 使用環(huán)境</b></p><p>　　機床供電電壓為三相交流：380V 頻率為：50Hz</p><p>　　機床供氣氣壓：0.5-0.6 MPa 進氣管需Ф1

42、2 </p><p><b>　　3技術參數(shù)</b></p><p>　　3.1 機床的主要性能</p><p>　　電機驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，邊上插銷機構限位，實現(xiàn)5等分限位；磨頭由多個氣缸和步進電機組合實現(xiàn)連貫動作；上料機構和膠粉機構由氣缸實現(xiàn)運動，下料機構由氣缸加電機實現(xiàn)動作。</p><p>　　3.2 機床的主要參數(shù)&

43、lt;/p><p>　　機體尺寸（長x寬x高） 2400x2400x2000 mm</p><p>　　機體重量 3噸左右</p><p>　　磨拋工位數(shù) 2磨1拋(1磨2拋)</p>

44、<p>　　磨頭工位數(shù) 5</p><p>　　磨頭4狀態(tài) 0°（垂直狀態(tài)上下料）、48°（磨拋<可調(diào)>）</p><p>　　55°（抬頭<可調(diào)>）、90°（水平看光）</p><p>

45、;　　磨頭最大工作行程 105 mm </p><p>　　主軸斜輪齒數(shù)比 160:19 </p><p>　　磨拋涂層尺寸 D=500 mm d=120 mm</p><p&

46、gt;<b>　　主運動電機</b></p><p>　　磨頭步進電機 功率 350W</p><p>　　伺服電機 功率 1.2KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速

47、 3000r/min</p><p>　　磨盤電機 功率 1.1KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 940r/min </p><p>　　磨盤電機 功率

48、 1.5KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 940r/min </p><p>　　拋盤電機 功率 2.2KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速 變頻調(diào)速 -- r/min</p>&

49、lt;p>　　下料電機 功率 25W</p><p>　　轉(zhuǎn)速 1350r/min</p><p>　　高頻加熱功率 20KW</p><p>　　

50、機床瞬間總功率 30KW</p><p>　　注：伺服電機、下料電機、高頻高熱裝置屬間歇性用電，故機床實際用電量遠小于30kw/h，約為10kw/h</p><p>　　磨拋機構調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)一圈 磨拋盤上升/下降1.5mm</p><p>　　4主要結(jié)構及性能簡介&l

51、t;/p><p><b>　　4.1 磨頭機構</b></p><p>　　磨頭機構（圖4-1）是由多個氣缸加電機組合實現(xiàn)自動化控制的機構， 氣缸（8）頭部抬升的角度：0°（垂直狀態(tài)上下料）、48°（磨拋狀態(tài)<可調(diào)>）， 55°（抬頭狀態(tài)<可調(diào)>）、90°（對接狀態(tài)），氣缸（10）和側(cè)邊（1）限

52、位機構來控制90°對接狀態(tài)頭部伸出的長度和上膠粉時的伸出長度，氣缸（10）主要控制磨拋時的水平運動，氣缸（11）（12）控制橫向插銷，分別限位48°和 55°，夾緊塊（7）結(jié)合氣缸（8），組成多鉸鏈機構，達到控制頭部多角度的目的，氣缸（10）推動基座（9）實現(xiàn)頭部伸出的動作，電機通過鏈輪、齒輪傳動（6）控制夾具（3）針的定角度轉(zhuǎn)動，限位塊（1）和定位塊（2）是限制磨頭運行行程，限位塊裝有特制的外

53、六角螺釘（易損件），T型防水罩（5）主要是防止水掉落到夾具針上，起到防水的作用。</p><p>　　磨頭機構上步進電機（4）通過鏈輪與齒輪傳動，速度比為1：2，即步進電機轉(zhuǎn)一圈，大齒輪轉(zhuǎn)半圈。要使水鉆的面數(shù)多元化，可從步進電機入手。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p><b>　　4.2上料機構</b

54、></p><p>　　上料機構（圖4-2）由雙氣缸頂升結(jié)構組成，氣缸（2）和導軌（7）控制上料框（4）、高頻加熱管（3）和吹起管（5）上升和下降，氣缸（1）和軌（6）控制坯珠的上升對接，低壓PE板（8）防止水進入料框（4）中從而提高上珠率，加料口罩（9）防止進水到料框，方便加料。</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p&

55、gt;<b>　　4.3下料機構</b></p><p>　　下料機構（圖4-3）由氣缸頂升及電機驅(qū)動毛刷轉(zhuǎn)動達到下料目的。氣缸（1）和導軌（2）控制下料框（4）上升和下降，電機（3）驅(qū)動毛刷（6）轉(zhuǎn)動，把加工好的珠子刷進料框，（7）為高頻加熱管，加熱夾具針使針尖上的膠粉融化，即可把珠子刷下，氣缸（5）控制料框水平運動。</p><p><b>　　圖4-3

56、</b></p><p><b>　　4.4 膠粉機構</b></p><p>　　膠粉機構（圖4-5）是由氣缸、電機和膠粉盤等共同完成膠粉工作。首先由氣缸（1）和導軌（2）控制整個機構上升或下降，接著步進電機（6）通過同步帶結(jié)構帶動刮粉片（5）旋轉(zhuǎn)刮膠粉盤（4）內(nèi)膠粉，使膠粉平整，且刮粉片（5）內(nèi)部囤有膠粉，加滿一次膠粉可用較長一段時間，氣缸（3）控制基

57、座（7）上面部分進行水平運動，防水罩（8）（9）防止水掉落到膠粉盤里，對膠粉起到防水作用，從而提高粘膠效果。</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p><b>　　5夾具設計</b></p><p>　　5.1機床夾具的功用</p><p>　　1.穩(wěn)定保證工件的加工精度<

58、/p><p>　　用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，是一批工件的加工精度趨于一致。</p><p>　　2.減少輔助工時，提高生產(chǎn)率</p><p>　　使用夾具裝夾工件無需劃線找證，可顯著地減少輔助工時，方便快捷；可提高工件剛性，使用較大的切削用量；可實現(xiàn)多件、多工位同時裝夾，可采用高效夾緊機構，提高勞動生產(chǎn)率。<

59、;/p><p>　　3.擴大機床使用范圍，實現(xiàn)一機多能</p><p>　　根據(jù)加工機床的成形運動，附以不通類型的夾具，可擴大機床的工藝范圍，為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。</p><p><b>　　5.2 夾具設計</b></p><p><b>　　專用夾具設計步驟：<

60、;/b></p><p>　?。?）確明設計任務，收集設計資料：</p><p>　　1)分析產(chǎn)品零件圖及裝配圖，分析零件的作用、形狀、結(jié)構特點、材料和技術要求。</p><p>　　2)分析零件的加工工藝規(guī)程，特別是本工序半成品的形狀、尺寸、加工余量、切削用量和所使用的工藝基準。</p><p>　　3)分析工藝裝備設計任務書，對任務

61、書所提出的要求進行可行性研究，以便發(fā)現(xiàn)問題，及時與工藝人員進行磋商。</p><p>　　4)了解所使用水鉆磨床的規(guī)格、性能、精度以及與夾具連接部分結(jié)構的聯(lián)系尺寸。</p><p>　　5)了解所使用刀具、量具的規(guī)格。</p><p>　　6)了解零件的生產(chǎn)綱領以及生產(chǎn)組織等有關問題。</p><p>　　7)收集有關設計資料，其中包括國家標

62、準、部頒標準、企業(yè)標準等資料以及典型夾具資料。</p><p>　　8)熟悉本廠工具車間的制造工藝。</p><p>　?。?）確定夾具結(jié)構方案，繪制夾具草圖：</p><p>　　1）確定工件的定位方案，設計定位裝置；</p><p>　　2）確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置；</p><p>　　3）確定工件的對刀

63、、導向方案，設計定位、導向裝置； </p><p>　　4）確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件及安裝基面；</p><p>　　5）確定夾具的其它裝置、元件、結(jié)構，并設計之；</p><p>　　6）確定夾具體結(jié)構，并設計之；</p><p>　　7）繪制夾具草圖，標注尺寸、公差、技術要求。</p><p>　　（

64、3）定位精度、加工精度的分析，夾緊力的計算，經(jīng)濟成本的分析，不同夾緊方案的分析；</p><p>　?。?）審查方案與改進設計；</p><p>　?。?）繪制夾具零件圖；</p><p>　?。?）繪制夾具裝配總圖。</p><p><b>　　2.定位誤差分析</b></p><p>　?。?

65、）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個平面、以短圓柱銷一個銷邊銷，短圓柱銷和銷邊銷的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定與本零件φ22孔的尺寸與公差相同:即φ22+00.021</p><p>　　所謂定位誤差，是指由于定位造成的加工面相對于工序基準的位置誤差，因為對于一批工件而言，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在 加工尺寸方向上的最大變動量。</p&

66、gt;<p>　?。?）造成定位誤差的原因：</p><p>　　由于定位基準與工序基準不一定引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準對定位基準在加工方向上的最大變動量，用ΔB表示。</p><p>　　由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱為基準定位誤差，即定位誤差的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量。</p><p>　　3.夾緊

67、裝置的設計要求</p><p>　　夾緊裝置是夾具的重要組成部分，合理設計夾緊裝置有利于保證工件的加工質(zhì)量。提高生產(chǎn)率和減輕工人的勞動強度，因此對夾緊裝置提出以下要求：</p><p>　?。?）工件在夾緊過程中，不能破壞工件在定位時所獲得的正確位置</p><p>　?。?）夾緊力的方向應可靠、適當。也就是即要保證工件在加工過程中不產(chǎn)生移動或震動，同時又必須使工件

68、不產(chǎn)生不適當?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷</p><p>　?。?）夾緊動作要準確迅速，以便提高生產(chǎn)效率</p><p>　?。?）操作簡便，省力，安全，以改善工人的勞動條件，減輕勞動強度</p><p>　?。?）結(jié)構簡單，易于制造</p><p><b>　　4.夾緊力的方向</b></p><p>　　

69、（1）夾緊力的作用方向應不破壞工件的準確性和可靠性，一般要求夾緊力的方向應指向主要定位基面，把工件壓向定位元件的主要定位表面上。</p><p>　?。?）夾緊力方向應使工件變形盡可能變小，使工件的夾緊部分屬于套筒零件，顯然軸向夾緊要比要比徑向夾緊使工件變形要小。</p><p>　?。?）夾緊力方向應使所需夾緊力可能小，在保證夾緊可靠的前提下，減小夾緊力可以減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效

70、率，同時可以使機構輕便，緊湊以及減少工件變形，，為此，應使加緊力Q的方向最好與切削力下，工件重力G的方向，這時所需夾緊力為最小。</p><p><b>　　5.夾緊力的作用點</b></p><p>　?。?）夾緊力作用點應靠近支撐元件的幾何中心，或幾個支撐元件所形成的支撐面內(nèi)</p><p>　?。?）夾緊力的作用點應落在工件剛度較好的部位

71、上</p><p>　　（3）夾緊力的作用點應盡可能靠近被加工表面，這樣可以減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩，必要時應在工件剛性差的部位增加輔助支撐并施加附加夾緊力。</p><p>　　5.3 相關設計與計算</p><p><b>　　軸承設計與校核</b></p><p>　　假設其工作條件：使用年限10年，每天工作

72、8小時，每年300個工作日，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。</p><p>　　根據(jù)已知條件，軸承預計壽命：</p><p>　　(1)初步計算當量動載荷P</p><p>　　因該軸承在此工作條件下只受到徑向力用，所以 </p><p><b>　　查文獻16 </b></p><p><b

73、>　　(2)選擇軸承型號</b></p><p>　　查文獻17 選擇51101軸承 =10.2kN </p><p>　　， （5-1）</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　所以預期壽命

74、足夠，此軸承合格。</p><p>　　2.蝸桿傳動設計與校核</p><p>　?。?）選擇蝸桿傳動類型</p><p>　　根據(jù)GB/T 10085-1988的推薦采用漸開線蝸桿（ZI)。</p><p><b>　　選擇材料</b></p><p>　　考慮到是中等速度中等載荷工作的蝸桿，蝸

75、桿采用40Cr號鋼，要求經(jīng)氮化處理，硬度為45～55HRC。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強度設計</p><p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度，傳動中心距</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　確定載荷系

76、數(shù)</b></p><p>　　由表得=1.15，取=1，=1.1，則載荷系數(shù)</p><p>　　==1.15 1 1.1=1.265</p><p><b>　　確定彈性影響系數(shù)</b></p><p><b>　　取=160</b></p><p><

77、;b>　　確定接觸系數(shù)</b></p><p>　　假設=0.35，則=2.9</p><p><b>　　確定許用接觸應力</b></p><p>　　根據(jù)鋼針材料，由表得渦輪的基本許用接觸應力=268MPa。蝸桿 傳動的工作壽命=53008=12000h，鋼針的應力循環(huán)次數(shù)為</p><p>　　=

78、60=60148012000/20=1.728</p><p><b>　　壽命系數(shù)為</b></p><p><b>　　===0.9339</b></p><p>　　鋼針齒面的許用接觸應力為</p><p>　　==0.9339268 MPa=250MPa</p><p&g

79、t;　　(4) 蝸桿與渦輪的主要參數(shù)和幾何尺寸</p><p>　　蝸桿 蝸桿頭數(shù)=2，直徑系數(shù)=18，分度圓導程角 =， 則</p><p><b>　　軸向齒距 </b></p><p>　　==0.6=1.885mm</p>

80、<p><b>　　齒頂圓直徑 </b></p><p>　　=+2=10.8mm + 210.6mm=12mm</p><p><b>　　齒根圓直徑 </b></p><p>　　=-2=10.8mm-20.6mm=9.36mm</p><p><b>　　蝸桿軸向齒厚

81、</b></p><p>　　=0.5=0.942mm</p><p>　　渦輪 渦輪齒數(shù)=41，變位系數(shù)= -0.5。</p><p><b>　　渦輪分度圓直徑</b></p><p>　　==0.641mm=24.6mm</p><p><b>　　渦輪喉圓直徑&

82、lt;/b></p><p>　　=+2=24.6mm + 20.6mm=25.2mm</p><p><b>　　渦輪齒根圓直徑</b></p><p>　　=-2=24.6mm-20.6=22.56mm</p><p>　?。?）校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　確定載荷系數(shù)當量

83、齒數(shù)</p><p><b>　　= ==43.48</b></p><p><b>　　確定齒形系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)=-0.5和=43.48，由圖得齒形系數(shù)=2.87。</p><p><b>　　確定螺旋角影響系數(shù)</b></p><p

84、>　　=1-=1-=0.9192</p><p>　　確定許用彎曲應力 </p><p>　　由表得，渦輪的基本許用彎曲應力為=56MPa。</p><p><b>　　壽命系數(shù) </b></p><p><b>　　==0.7286</b></p><p>　　許

85、用彎曲應力 = =560.7286MPa=40.802MPa</p><p>　　校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　根據(jù)渦輪的許用彎曲應力公式</p><p>　　= （5-3）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得，=40.3MPa=40.802MPa，滿足彎曲強度條件。</p><p><

86、b>　　6 設計說明</b></p><p>　　6.1 水鉆夾具指標參數(shù)</p><p>　　殼體：超硬合金鋁，其硬度為布氏硬度130度 </p><p>　　蝸桿：40Gr(鉻)、經(jīng)氮化處理 </p><p><b>　　夾具針：中碳針 </b></p><p>　　兩頭護鐵

87、：Gr12(鉻)、經(jīng)淬火處理，硬度58～62度 </p><p><b>　　后蓋板：彈簧鋼 </b></p><p>　　夾具內(nèi)托(即絲桿托條）：進口高級工程塑料，具有高耐磨、高韌性等特點， 且重量只為傳統(tǒng)夾具所用鋼托的1/10. 強度高、抗變形能力強、耐磨性好、外觀精美、使用壽命長。 </p><p>

88、　　6.2 蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇</p><p>　　蝸桿頭數(shù)可根據(jù)要求的傳動比和效率來選定。單頭蝸桿傳動的傳動比可以較大，但效率較低，如要提高效率，應增加蝸桿的頭數(shù)。但蝸桿頭數(shù)過多，又會給加工帶來困難。所以，通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。結(jié)合此設計相關參數(shù)，最后蝸桿頭數(shù)取為=2。</p><p>　　渦輪齒數(shù)主要是根據(jù)傳動比來確定。為了避免用渦輪滾刀切制渦輪時產(chǎn)生跟根切與干涉，理

89、論上應使17。但當26時，嚙合區(qū)要顯著減小，將影響傳動的平穩(wěn)性，而在30時，則可始終保持有兩對以上的齒嚙合，所以通常規(guī)定大于28。對于動力傳動，一般不大于80。這是由于當渦輪直徑不變時，越大，模數(shù)就越小，將使輪齒的彎曲強度削弱；當模數(shù)不變時，渦輪尺寸將要增大，使相嚙合的蝸桿支撐間距加長，這將降低蝸桿的彎曲剛度，容易產(chǎn)生撓曲而影響正常的嚙合。</p><p>　　表6-1 蝸桿頭數(shù)與渦輪齒數(shù)的薦用值</p

90、><p>　　40Cr屬于可氮化鋼，其所含元素有利于氮化。40Cr經(jīng)氮化處理后可獲得較高的表面硬度，40Cr調(diào)質(zhì)后氮化處理硬度最高能達到HRA72～78，即HRC43～55。 </p><p>　　氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調(diào)質(zhì)－精加工－除應力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由于氮化層薄，并且較脆，因此要求有較高強度的心部組織，所以要先進行調(diào)質(zhì)熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機械性能

91、和氮化層質(zhì)量。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求相應提高。為了適應不同行業(yè)的需要和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性，采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率

92、高，元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟使用才有推廣的價值。</p><p>　　本設計是結(jié)合目前實際生產(chǎn)中，通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，而專門設計的一種專用夾具。該夾具具有良好的加工精度，針對性強，且具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機床夾具所要求的高效化和精密化的特點，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動強度。</p><

93、p>　　綜上所述，我們了解了水鉆的用途和加工工藝，熟悉了水鉆磨拋機的工作機理，同時也改進設計了水鉆磨拋機磨盤夾具結(jié)構，并提高了水鉆磨拋機的質(zhì)量及自動化水平。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］曾妙城.水鉆打磨夾具分度蝸桿加工的工藝分析［J］．清遠市高級技工學校學報，2009年9月第9期,35.</p><

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98、術》2010年第2期,55-57.</p><p>　?。?3］潘衛(wèi)平，孫宇寧，魏樂林.自動轉(zhuǎn)位研磨拋光夾具的設計［J］．2002年8月,47.</p><p>　　［14］UNITED STATES PATENT OFFICE. CRYSTAL GRINDER ATTACHMENT FOR SUCTION CLEANERS[P]．1949年5月16日,3-7.</p>&l

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100、t;p>　　附錄 附圖1卡針 附圖2殼體</p><p><b>　　附圖3 后蓋板</b></p><p><b>　　附圖4 護鐵端蓋1</b></p><p><b>　　附圖5 護鐵端蓋2</b></p><p><b>　　附圖6 調(diào)整墊板