星輪六直溝槽精磨專機(jī)夾緊定位機(jī)構(gòu)及砂輪修整裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書

目錄第一章引言211機(jī)床夾具的現(xiàn)狀212現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向213本課題研究的來(lái)源、目的和主要任務(wù)3第二章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理421機(jī)床夾具及其組成422機(jī)床夾具的分類523機(jī)床夾具的功用5第三章定位方式及定位元件的確定631工件定位的基本原理632常用定位方式及定位元件6第四章夾緊裝置的設(shè)計(jì)741夾緊裝置的基本要求842確定夾緊力的基本原則843磨削力的計(jì)算944常用夾緊機(jī)構(gòu)1045錐形夾緊環(huán)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用12第五章定位誤差分析1551定位誤差產(chǎn)生的原因1552定位誤差的計(jì)算15第六章夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置1761碟形彈簧概述1762碟形彈簧的計(jì)算1763動(dòng)力裝置的選擇1964動(dòng)力裝置參數(shù)確定20第七章砂輪的選擇及砂輪修整裝置的設(shè)計(jì)2271常用的磨削形式2272砂輪的安裝與修整2373砂輪修整裝置的電機(jī)選擇2474砂輪修整裝置的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)25第八章夾具體設(shè)計(jì)27結(jié)論28致謝29主要參考文獻(xiàn)30第一章引言?shī)A具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。11機(jī)床夾具的現(xiàn)狀國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)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(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)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(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔34年就要更新5080左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為1020左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求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(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。12現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。（1）標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2148T225991以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。（2）精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)01“；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5M。（3）高效化高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)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(dòng)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(yàn)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。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。（4）柔性化機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)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、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)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(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。13本課題研究的來(lái)源、目的和主要任務(wù)課題來(lái)源本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是星輪六直溝槽精磨專機(jī)夾緊定位機(jī)構(gòu)及砂輪修整裝置設(shè)計(jì)，該課題直接從常州超宇機(jī)械制造有限公司第一生產(chǎn)線選來(lái)。項(xiàng)目研究的目的、意義球籠等速萬(wàn)向節(jié)是實(shí)現(xiàn)變角度的動(dòng)力傳遞，星輪是球籠等速萬(wàn)向節(jié)主要零件。星輪和鐘形殼之間的有六個(gè)鋼球，鋼球是被固定放置在星輪和鐘形殼之間的一個(gè)保持架的六個(gè)窗口中，六個(gè)鋼球分別推動(dòng)各自所在的星形套和鐘形殼中的球道來(lái)傳遞扭矩。星輪六直溝道的磨削是保證該零件質(zhì)量的關(guān)鍵工序之一常州超宇機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)球籠式等速萬(wàn)向節(jié)和內(nèi)外球籠冷鍛毛坯的公司，在2000年跨入汽車零部件行業(yè)，并成功開發(fā)出汽車等速萬(wàn)向節(jié)CVAXLE內(nèi)外球籠冷鍛毛坯具備了開發(fā)各種汽車等速萬(wàn)向節(jié)球籠毛坯和成品的條件，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷北美，南美，沙特，韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。公司希望通過(guò)技術(shù)開發(fā)提高星輪六直溝槽精磨質(zhì)量和效率，投資開發(fā)星輪六直溝槽精磨專機(jī)夾緊定位機(jī)構(gòu)及砂輪修整裝置設(shè)計(jì)。主要任務(wù)本專機(jī)是對(duì)星輪六直溝槽零件進(jìn)行精磨。它的設(shè)計(jì)內(nèi)容有1、機(jī)床夾緊定位機(jī)構(gòu)總圖。2、砂輪修整裝置總圖，零件圖。3、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。4、翻譯與本專業(yè)相關(guān)的15000個(gè)印刷符號(hào)的科技英語(yǔ)文章。本夾具一次可完成對(duì)四個(gè)工件夾緊定位。工件夾緊動(dòng)力采用碟形彈簧、松開采用液壓機(jī)構(gòu)。砂輪定時(shí)自動(dòng)完成砂輪修整。工件采用手動(dòng)粗定位，分度采用自動(dòng)并帶自鎖。第二章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理21機(jī)床夾具及其組成夾具定義在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置。機(jī)床夾具的組成雖然機(jī)床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。1）定位支承元件定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。2）夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過(guò)程中工件的正確位置不變。3）連接定向元件這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?）對(duì)刀元件或?qū)蛟@些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對(duì)刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。5）其它裝置或元件根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。6）夾具體夾具體是夾具的基體骨架，用來(lái)配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。22機(jī)床夾具的分類夾具有多種分類方法，一般按適用工件的范圍和特點(diǎn)可分為通用夾具、專用夾具、組合夾具和可調(diào)夾具，或者按適用的機(jī)床分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具等。23機(jī)床夾具的功用1保證加工質(zhì)量2提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本3擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍4改善工人勞動(dòng)條件，保障生產(chǎn)安全第三章定位方式及定位元件的確定31工件定位的基本原理1六點(diǎn)定則任何一個(gè)自由剛體，在空間均有六個(gè)自由度，即沿空間坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)方向的移動(dòng)和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。工件定位的實(shí)質(zhì)就是限制工件的自由度。由此可見，工件安裝時(shí)主要緊靠機(jī)床工作臺(tái)或夾具上的這六個(gè)支承點(diǎn)，它的六個(gè)自由度即全部被限制，工件便獲得一個(gè)完全確定的位置。工件定位時(shí)，用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)相接觸來(lái)限制工件的六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定則”。六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承作用的是一定形狀的幾何體，這些用來(lái)限制工件自由度的幾何體就是定位元件。2完全定位、不完全定位和欠定位加工時(shí)，工件的六個(gè)自由度被完全限制了的定位稱為完全定位。但生產(chǎn)中并不是任何工序都需要采用完全定位的。究竟應(yīng)該限制幾個(gè)自由度和哪幾個(gè)自由度，應(yīng)由工件的加工要求決定。例如在一個(gè)長(zhǎng)軸上銑一個(gè)兩頭不通的鍵槽，加工要求除了鍵槽本身的寬度、深度和長(zhǎng)度外，還需保證槽距軸端的尺寸及槽對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度。此時(shí)繞工件軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度就不必限制而只要限制五個(gè)自由度即行了。工件的六個(gè)自由度沒(méi)有被完全限制的現(xiàn)象稱為不完全定位。在平面磨床上磨削平板零件的平面也是不完全定位的一個(gè)例子。在滿足加工要求的前提下，采用不完全定位是允許的。但是根據(jù)加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒(méi)有限制是不允許的，它必然不能保證加工要求，這種現(xiàn)象稱為欠定位。3過(guò)定位現(xiàn)象工件的某個(gè)自由度被重復(fù)限制的現(xiàn)象稱為過(guò)定位。一般情況下應(yīng)當(dāng)盡量避免過(guò)定位。但是，在某些條件下，過(guò)定位的現(xiàn)象不僅允許，而且是必要的。此時(shí)應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣叨ㄎ换鶞?zhǔn)之間及定位元件之間的位置精度，以免產(chǎn)生干涉。結(jié)論在本套夾具設(shè)計(jì)中，星套定位是不完全定位，限制了除了轉(zhuǎn)動(dòng)的五個(gè)自由度，其中的軸向移動(dòng)自由度是通過(guò)夾具體和螺母共同限制的，其余都是錐環(huán)限制的。因?yàn)槭亲詈笠坏谰チ鶞喜?，用?shù)控分度頭進(jìn)行分度，所以轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度就不需要限制。32常用定位方式及定位元件（一）工件以平面定位（二）工件以外圓柱面定位（三）一面兩銷組合定位（四）工件以圓柱孔定位工件以圓柱孔為定位基面時(shí)，常用圓柱體和圓錐體作為定位元件。1圓柱銷（定位銷）短圓柱銷可限制兩個(gè)自由度，而長(zhǎng)圓柱銷可限制四個(gè)自由度。從結(jié)構(gòu)上看，定位銷一般可分為固定式和可換式兩種。固定式定位銷是直接用過(guò)盈配合裝在夾具體上使用的。當(dāng)定位銷定位部分直徑D120LD1600MMA1545MMAMAX2025MMAMIN1305MM包角合適6、確定V帶根數(shù)Z1）由表57查得DD154MMN12800R/MIN及N13200R/MIN時(shí)，單根V帶的額定功率分別為026和028KW,用線性插值法求N12830R/MM時(shí)額定功率PO的值PO026028026/3200280028302800054KW2由表510查得PO003KW3由表512查得包角系數(shù)KA0954由表513查得長(zhǎng)度系數(shù)KL1165計(jì)算V帶根數(shù)Z由式528ZPCA/POPOKAKL121/003054095116192取Z2根PO054KWZ2根7、計(jì)算單根V帶的初拉力FO由式529FO500（PCA/VZ）25/KA）1QV500121/79225/095101796874NFO6874N8、計(jì)算對(duì)軸的壓力FQ由式530FQ2ZFOSIN/2226874SIN160/22708NFQ2708N第八章夾具體設(shè)計(jì)根據(jù)夾具體的設(shè)計(jì)原則,夾具體在設(shè)計(jì)時(shí),為了保證有足夠的強(qiáng)度和剛度,選用45號(hào)鋼,它的回轉(zhuǎn)最大直徑為162MM,它的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為248MM。為了防止砂輪與夾具體的碰撞，還要保證夾具體一定的剛度，因此設(shè)計(jì)采用在夾具體上銑出六道溝槽，這樣既便于砂輪的軸向移動(dòng)，又保證了夾具體的剛性。這樣基本做到了結(jié)構(gòu)緊湊夾具體通過(guò)六個(gè)T形螺栓與數(shù)控分度頭直接相連接,把其安裝到機(jī)床上,詳細(xì)的設(shè)計(jì)情況請(qǐng)見夾具體零件圖。其它的構(gòu)件的設(shè)計(jì)是在保證強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上盡量做到結(jié)構(gòu)緊湊合理，減輕夾具的重量和減小夾具的體積，減少材料的損耗，以此來(lái)降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。至此完成了整副夾具的設(shè)計(jì)。夾具體零件圖結(jié)論經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的奮斗，終于完成本課題，在進(jìn)行本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中受益非淺。首先，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，把大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課重新回顧了一遍，例如在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要用到機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、測(cè)量與互換性技術(shù)、機(jī)械工程英語(yǔ)、工程材料等學(xué)科的知識(shí)，這有助于我進(jìn)一不加深對(duì)這些學(xué)科的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)這條主線，把這些相關(guān)的學(xué)科知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，形成了一個(gè)整體，使我所學(xué)的知識(shí)更加系統(tǒng)化，將原本零散的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變成了一個(gè)良好的知識(shí)基礎(chǔ)體系，為畢業(yè)后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)也提高了自己對(duì)各門學(xué)科的綜合應(yīng)用能力。其次，讓自己明白了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)械行業(yè)中的重要性，如果單單依靠課本上知識(shí)是不可能設(shè)計(jì)出來(lái)的，我們老師都是在工廠里呆過(guò)很多年的，許多東西靠的是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。所以在以后的工作中我一定會(huì)在一線好好積累實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)。再次，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，大大的提高了我對(duì)軟件的應(yīng)用能力。以前由于學(xué)軟件這是把它當(dāng)成一們課程來(lái)上，效果甚差，而現(xiàn)在把它作為一把利劍去磨礪，所以提高得幾乎讓人難以置信，在這個(gè)過(guò)程中，我也有了一個(gè)學(xué)習(xí)應(yīng)用軟件的心得，那就是以用代學(xué)，可以取得事半功倍的效果。最后，這一點(diǎn)可能會(huì)讓我終身受益。細(xì)節(jié)決定成敗，是當(dāng)前非常流行的一句話，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，這句話的意義突現(xiàn)無(wú)疑。我是一個(gè)不注重細(xì)節(jié)的人，所以在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中總認(rèn)為細(xì)節(jié)處理是一些小事，無(wú)關(guān)緊要，正是這些自認(rèn)為無(wú)關(guān)緊要的細(xì)節(jié)差點(diǎn)把我拖向失敗的深淵，要不是老師一路上的輔助，估計(jì)整個(gè)設(shè)計(jì)都是徒勞無(wú)益的。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明白，細(xì)節(jié)決定成敗不是一句時(shí)尚語(yǔ)，要在實(shí)際的工作中，靠行動(dòng)一步一步，來(lái)體現(xiàn)的?？傊?，整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我的知識(shí)更加系統(tǒng)化，提高了我對(duì)各門學(xué)科的綜合應(yīng)用能力，提高了我對(duì)軟件的應(yīng)用能力，為日后走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。致謝大學(xué)即將畢業(yè)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也順利地按時(shí)完成了。在這段時(shí)間里，我很慶幸能得到了不少人的幫助。下面一一致謝。首先要特別感謝的是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師劉老師。非常榮幸能在這樣的一位認(rèn)真、負(fù)責(zé)和孜孜不倦的好老師的指導(dǎo)下完成本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于本人在短短地大學(xué)四年里所學(xué)到的知識(shí)還不夠全面，尤其是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面不怎么懂，劉老師不厭其煩地手把手地教我。對(duì)我所遇到的問(wèn)題，都是有問(wèn)必答，答無(wú)不盡，對(duì)自己不太清楚的地方，就幫我到網(wǎng)上查找相關(guān)的資料，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中她給我提供了大量的參考資料，這是她對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)上的幫助，但是，我想有一點(diǎn)意義更加重大，它可能對(duì)我的一生都會(huì)有著重要的影響，那就是劉老師的敬業(yè)精神，深深的震撼著我的心靈，走上工作崗位以后一定以老師為榜樣，兢兢業(yè)業(yè)，做好自己力能所及的每一件事。這不僅對(duì)我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大幫助，同時(shí)也為我以后的工作創(chuàng)造了無(wú)形的資本。再次表示我最忠心的感謝然后要非