擺線齒輪泵外轉(zhuǎn)子加工工藝及主要工裝畢業(yè)設(shè)計說明書1

1、擺線齒輪泵外轉(zhuǎn)子加工工藝及主要工裝畢業(yè)設(shè)計說明書摘 要本文就擺線的基本概念作了介紹，并闡述擺線齒輪泵中，外轉(zhuǎn)子的加工工藝過程、工裝設(shè)備以及成形拉刀的設(shè)計計算。擺線齒輪泵中以內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動輪，外轉(zhuǎn)子為從動輪，在設(shè)計中要求外轉(zhuǎn)子精度高，同時考慮到經(jīng)濟成本，在設(shè)計加工工藝時，盡量采用既高精度又經(jīng)濟的方式。而且還介紹了在單件生產(chǎn)綱領(lǐng)下，進行擺線齒輪泵外轉(zhuǎn)子曲面磨削的方法。確定了磨削參數(shù)及工藝裝備。本加工方法具有傳動鏈短，砂輪修磨簡單，可穩(wěn)定的保持加工精度。關(guān)鍵詞：擺線齒輪外轉(zhuǎn)子；工藝；結(jié)構(gòu)設(shè)計；工裝設(shè)備；成形拉刀。abstractthis article introduced the basic con

2、cept of cycloid and cycloid gear pump described, the outer rotor of the machining process, tooling equipment and design calculation of forming broach. within the rotor cycloidal gear pump for the driving wheel, outer rotor to the driven wheel, the rotor in the design requirements of high precision,

3、taking into account economic costs, in the design process, try to use the high-precision and economical way. but also introduced the program in the single production under the cycloid gear pump outer rotor surface grinding method. determine the parameters and processes of grinding equipment. this pr

4、ocessing method has a short transmission chain, grinding wheel simple, steady and precisionkeywords: cycloidal gear outer rotor; process; structural design; tooling equipment; forming broach目 錄摘 要i第1章 緒論11.1 齒輪泵概述11.2 齒輪泵發(fā)展趨勢11.3 外轉(zhuǎn)子設(shè)計的基本要求3第2章 外轉(zhuǎn)子的加工工藝設(shè)計42.1 零件的分析42.1.1 零件的作用42.1.2 零件工藝分析42.2 工藝規(guī)程設(shè)

5、計42.2.1 確定毛坯的制造形式42.2.2 基面的選擇42.2.3 制定工藝路線52.2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確定7第3章 夾具設(shè)計183.1 拉胎183.1.1 問題的提出183.1.2 定位基準的選擇183.1.3 定位誤差分析183.1.4 夾緊力183.1.5 胎具結(jié)構(gòu)183.2 磨胎183.2.1 問題的提出183.2.2 定位基準的選擇183.2.3 夾具結(jié)構(gòu)193.3 磨頭213.4 打磨砂輪工具22第4章 內(nèi)曲面成形拉刀設(shè)計234.1 粗拉刀設(shè)計234.1.1 切削部設(shè)計234.1.2 校準部設(shè)計284.1.3 其它部分及拉刀總長度294.1.4 拉刀強度計

6、算及拉削力的校驗324.2 精拉刀設(shè)計334.2.1 參數(shù)選擇334.2.2 校核最大拉削力364.2.3 拉刀強度校驗364.2.4 拉刀總長度37結(jié)束語39致 謝40參考文獻41contentsabstractiichapter one introduction11.1 gear pump overview11.2 development trend of gear pump11.3 the basic requirements of external rotor design3chapter two external rotor design process42.1 parts of t

7、he analysis42.1.1 parts of the role42.1.2 parts process analysis42.2 process planning42.2.1 determine the form of blank manufacturing42.2.2 the choice of the base surface42.2.3 development of process routes52.2.4 machining allowance, process to determine the size and rough size7chapter three fixture

8、 design183.1 pull tire183.1.1 proposed of the problems183.1.2 the choice of locating datum183.1.3 orientation error183.1.4 clamping force183.1.5 mold structure183.2 tire wear183.2.1 proposed of the problems183.2.2 the choice of locating datum183.2.3 fixture structure193.3 grinding head213.4 tool gri

9、nding wheel22chapter four broach the surface forming the design234.1 rough broach design234.1.1 department of design cutting234.1.2 department of design calibration284.1.3 other parts and the total length of broach294.1.4 broach broaching force strength calculation and validation324.2 essence broach

10、 design334.2.1 parameter selection334.2.2 checking the maximum broaching force fmax 364.2.3 broach strength check364.2.4 the total length of broach 37conclusion39thanks for40references4147第1章 緒論1.1 齒輪泵概述隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟生產(chǎn)的發(fā)展對泵的條件越來越特殊，對特殊泵的需求越來越多，發(fā)展特殊泵是泵類產(chǎn)品發(fā)展的一個主要趨勢。近年來，為了提高齒輪泵的性能，國內(nèi)外正在進行一些特殊齒形齒輪泵的研究，并

11、已取得了一定的進展。但目前我國石化行業(yè)使用的高粘度齒輪泵多屬于國外進口產(chǎn)品，為了研究開發(fā)適合我國石化生產(chǎn)條件的高粘度齒輪泵，對此類泵的進一步研究成為當前齒輪泵技術(shù)發(fā)展的一個重要課題。國外對特種齒輪泵及高參數(shù)聚合物輸送用鹵輪泵進行了大量的研究開發(fā)工作。美國、瑞士、德國、日本等國家先后開發(fā)出了各自的系列產(chǎn)品，特種齒輪泵以美國viking內(nèi)嚙合齒輪泵和日本大晃株式會社的外嚙合齒輪泵比較著名。高參數(shù)聚合物輸送用齒輪泵以美國的聚合物設(shè)備公司(polymer equipment co)和瑞士瑪格公司(maag)的不帶同步齒輪的產(chǎn)品居國際領(lǐng)先水平1。這些聚合物齒輪泵應(yīng)用于高溫、高壓、高粘度的液體物料的輸送2

12、3。目前國內(nèi)生產(chǎn)的特殊齒輪泵主要有ncb-t型內(nèi)嚙合齒輪泵、tc七型特殊齒形高粘度齒輪泵以及cb-t型外嚙合齒輪泵4。但國內(nèi)產(chǎn)品性能與國外同類產(chǎn)品相比，還有不小的差距。開發(fā)新的齒輪泵，以提高齒輪泵的性能，更好的滿足嚙合和輸送介質(zhì)的要求，也是促進齒輪泵的發(fā)展、滿足現(xiàn)代工業(yè)的需要。而我國特殊齒形齒輪泵轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計原則、嚙合特性的分析、制造加工技術(shù)等還沒有建立較為完善的理論體系。所以這些方面的研究對提高我國齒輪泵設(shè)計制造水平具有重要意義。1.2 齒輪泵發(fā)展趨勢齒輪技術(shù)的歷史可追溯到30005000年前，而作為齒輪在工業(yè)中應(yīng)用的一種重要裝置齒輪泵的雛形只能追溯到16世紀，但它是所有類型泵中最古老的一

13、種56。通常將抽吸、輸送液體和使液體壓力增加的機器統(tǒng)稱為泵7，齒輪泵是其中容積式回轉(zhuǎn)泵的一種，它是一種使用非常廣泛的流體機械。齒輪泵的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、自吸性能好、轉(zhuǎn)速范圍大、不容易咬死、對污染不敏感、使用可靠、壽命較長、便于制造、便于維修，成本低。齒輪泵在高速、低速甚至手搖時，都能可靠地進行抽吸液體8，因此它廣泛應(yīng)用于機床、輕工、農(nóng)林、冶金、礦山、建筑、船舶、飛機、汽車、石化機械等行業(yè)，特別是輸送粘度較大的液體，例高粘度聚合物、潤滑油、燃燒油等。例如齒輪泵在液壓泵中占7829。而且齒輪泵的使用領(lǐng)域還在不斷擴大，許多過去用軸向柱塞泵的液壓設(shè)備也已改用齒輪泵(如工程起重機等)1

14、0。齒輪泵借助于一對齒輪副輪齒脫開嚙合側(cè)和進入嚙合側(cè)在密封殼體內(nèi)形成的工作容積的周期性變化來實現(xiàn)液體的輸送。根據(jù)齒輪傳動形式的不同，可以把齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩大類；按齒輪泵的用途不同分為普通泵和特殊泵，普通泵大多用于輸送油類液體或用于液壓傳動系統(tǒng)，常稱為油泵或液壓泵，特殊泵則多用于石油、化工等輸送粘稠物料的行業(yè)；按齒輪泵轉(zhuǎn)子型線不同可分為普通漸開線型線和特殊型線齒輪泵。典型齒輪泵的結(jié)構(gòu)如圖1-1、1-2所示，主要由兩轉(zhuǎn)子，以及容納它們的泵體和前后泵蓋所組成。特殊結(jié)構(gòu)的泵有非對稱漸開線多齒泵1112、三齒輪外嚙合齒輪泵13、復(fù)合齒輪泵14-25等，這些泵克服了普通齒輪泵的流量和

15、壓力脈動大、噪聲大、徑向力不平衡、軸承磨損嚴重等缺點，使泵的流量成倍增加，壽命大幅度提高，具有設(shè)計先進、結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)越、效率高等優(yōu)點，為變革傳統(tǒng)的二齒輪式齒輪泵提供了一種創(chuàng)新思路。近十幾年來，齒輪泵行業(yè)取得了長足的發(fā)展。很多新型齒廓齒輪泵的相繼出現(xiàn)使齒輪泵的性能得到了很大的改善，齒輪泵的工作壓力有了很大提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了不少改進，變量泵的研究也在進行。齒輪泵技術(shù)正朝著設(shè)計多樣化、進一步推廣cadcam技術(shù)和發(fā)展無密封泵等方向發(fā)展；生產(chǎn)朝多品種、小批量發(fā)展；產(chǎn)品發(fā)展以控制泄漏、減少污染、減少能耗和降低成本為方向26。目前各國一般用途泵的比重下降，而特殊用途的泵大量發(fā)展，比例逐年增加。據(jù)估計，

16、目前國外特殊泵的比例已占80左右26。而我國石化行業(yè)用來傳輸高粘度介質(zhì)的大模數(shù)，大螺旋角，少齒數(shù)的特殊泵還處于研究開發(fā)階段，國內(nèi)使用的高粘度齒輪泵多屬于國外進口產(chǎn)品27，這使企業(yè)投資成本大大增加，企業(yè)競爭力減弱。與國外同類產(chǎn)品相比國產(chǎn)齒輪泵的效率、可靠性與使用壽命還相差甚遠。主要存在以下問題：齒輪泵的流量和壓力脈動大，排量小，出口壓力小，噪聲高，困油現(xiàn)象嚴重，強度低。1.3 外轉(zhuǎn)子設(shè)計的基本要求擺線齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，自吸能力強，傳動平穩(wěn)。在采煤機液壓回路中，主要應(yīng)用在輔助供油系統(tǒng)回路中。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子(擺線齒輪泵)工作時最高壓力為25kgcm，屬低壓工作?？紤]瞬時啟動及停車等情況產(chǎn)生的液壓沖擊，對內(nèi)

17、、外轉(zhuǎn)子造成一定的短時高壓力。所以擺線齒輪在工藝上應(yīng)在提高齒形表面硬度的同時提高內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的綜合機械性能。第2章 外轉(zhuǎn)子的加工工藝設(shè)計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目所給定的零件是（擺線齒輪泵）的外轉(zhuǎn)子。在油泵中，內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動輪，外轉(zhuǎn)了為從動輪，內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比=z1/z2=6/7，在油泵的工作過程中內(nèi)轉(zhuǎn)子的每一個齒每轉(zhuǎn)過一周時，出現(xiàn)一個工作循環(huán)，即吸排油一次，對于六個齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子將出現(xiàn)六個工作循環(huán)，即吸排油六次，外轉(zhuǎn)子的作用主要是與內(nèi)轉(zhuǎn)子配合完成吸油、排油，其齒間粗糙度為，外圓柱面與偏心套接觸，其表面粗糙度也很高，外轉(zhuǎn)子兩端面與兩側(cè)泵的腔壁之間保持很小的間隙，保證外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時不受阻礙，

18、同時防止吸油腔與排油腔相通，達不到吸排油的作用，因此兩側(cè)的尺寸精度較高，表面粗糙度為。由此可見整個外轉(zhuǎn)子的尺寸精度、位置精度（七圓弧面與兩端面及外圓柱面的位置精度）、形狀精度（七圓弧的一致性精度）及表面質(zhì)量的要求都比較高。2.1.2 零件工藝分析擺線泵的外轉(zhuǎn)子在進行齒形加工時要以外圓及端面定位，因為外轉(zhuǎn)子的齒形與外圓及端面定位，有很高的位置要求，即：1、曲面母線的端面不垂直度允差。2、曲面對的不平行度允差為。因此在加工齒形時要先加工基準面，在精加工齒形時要借助于專用夾具來保證尺寸位置精度。2.2 工藝規(guī)程設(shè)計2.2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為低碳合金鋼，考慮零件的作用及功能，毛料均選釓制

19、棒料，對于提高生產(chǎn)率，保證加工精度來說也是應(yīng)該的。2.2.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的一項重要工作，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，否則會使加工工藝過程中問題百出，更有甚者還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法進行。通過對上述分析，粗基準的選擇：對于外轉(zhuǎn)子，選用外圓為粗基準于車外圓、內(nèi)孔及端面，符合粗基準的選擇原則；若零件上每個表面都要加工，則應(yīng)該以加工余量最小的表面作為粗基面，使這個表面在以后的加工中不會留下毛坯表面而造成報廢。精基準的選擇：選用外轉(zhuǎn)子一端面及外圓為精基準，在加工齒形時可保證位置精度，而精加工外圓本身時，按外圓本身找正。

20、2.2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)時，可以考慮用通用機床配以專用夾具，并使工序盡量集中，從而提高勞動生產(chǎn)率，同時要考慮經(jīng)濟效果，使生產(chǎn)成本盡量降低。1. 工藝路線方案一工序：切斷。工序：車外圓斷面、內(nèi)孔。工序：磨削，做記號面，再磨另一面。工序：拉齒形。工序：精車外圓及一端面。工序：磨兩面。工序：切單個車端面工序：熱處理，滲碳、淬火、清理。工序：粗、精磨兩端面工序：按外圓找正磨外圓工序：磨齒形工序：表面處理鉗工倒棱、去毛刺。2. 工藝路線方案二工序：車外圓、內(nèi)孔、一端面工序：拉齒形工序：

21、切單個車端面工序：熱處理、滲碳、淬火、清理工序：磨齒形工序：磨外圓工序：粗、精磨兩端面工序：表面處理，去毛刺、倒棱。3. 工序、工藝路線分析工藝按工序方案一，雖然簡潔，但不一定達到精度要求。方案二，雖然相對復(fù)雜，可達到精度要求。方案一，在拉齒之前先磨端面，提高定位精度，以保證位置精度，這樣使兩件被切單位之間的位置精度進一步提高，兩件一起加工更容易保證位置精度。在熱處理之前，提高加工面的精度并進行去毛刺，使得滲碳深度均勻，使工件的切削質(zhì)量更好，而且這兩個方案均是在熱處理之后去刺，因此滲碳深度不能完成，保證均勻。方案一，最后工序，在磨端面和外外圓之后進行磨齒，使得齒形位置精度得以保證，所以綜合以上

22、兩工藝方案，最后確定工藝路線如下：工序：切斷工序：車外圓、內(nèi)孔及端面（外圓、內(nèi)孔及一端面一刀下，僅一個面做記號）工序：先磨做記號面，再磨另一面。工序：拉齒形工序：車外圓、端面工序：磨兩端面工序：切斷，車端面工序：磨平面工序：鉗工去毛刺工序：熱處理工序：粗磨、精磨端面工序：粗磨，精磨外圓工序xiii：磨齒形工序xiv ：倒棱2.2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確定1. 外圓表面（）：考慮其長度為，為便于加工，先兩件一起加工，然后分別進行精加工，又要用外圓表面做基準且本身要加工達到5級精度，表面粗糙度為，參照機械加工工藝手冊27：“表1-27”及工藝手冊表13-6制定工序尺寸及余量為：毛坯

23、：粗車到： 半精車到： 精車至： 粗磨至： 精磨至： 2. 孔加工：孔加工最后尺寸為 ，留磨量，最后確定各工序尺寸及余量分別為：一次鉆孔至：二次鉆孔至： 用車刀鏜孔至： 擴孔至： 3. 齒形加工：齒形加工用成形拉刀粗拉，精拉，最后留的弧面磨量4. 兩端面：參照機械加工工藝手冊27表1-24，表1-39，表1-28，制訂工序尺寸及余量為：棒料長：切斷： 粗車至： 磨： 車： 磨： 車至： 磨至： 粗磨至： 5. 確定切削用量：工序：切斷成，斷口刀具：硬質(zhì)合金車刀 yt5，刀頭長度，刀寬，切削用量的計算查表：1) 進給量：查手冊表3-16取2) 切削速度查機械加工工藝手冊27表3-20,選3) 確

24、定機床主軸轉(zhuǎn)速 (2-1)按機床c620-1選取實際切削速度為 (2-2)工序車削外圓、端面及內(nèi)孔1) 加工條件工件材料： 棒料直徑，長65 mm加工要求：外圓mm，達到mm，端面達到mm 內(nèi)孔達到mm 機床：刀具：端面車刀 刀片材料： 刀桿尺寸： 刀片參數(shù)： 2) 切削用量a) 粗車外圓切削深度：一次車出進給量：切削速度查表3-19， 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： (2-3)按機床： （附表8-3-1） 實際切削速度為： (2-4)b) 半精車外圓切削深度： 切除進給量為： 切削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： (2-5)按機床選取：實際切速： (2-6)c) 粗車端面切削深度：進給量為：切削速度：確定主軸轉(zhuǎn)

25、速： (2-7)按機床選取：實際切速： (2-8)d) 一次鉆孔進給量： 按表3-88切削速度：根據(jù) 查表3-42確定機床主軸轉(zhuǎn)速： (2-9)按機床選：所以實際切削速度為： (2-10)e) 二次鉆孔查手冊3-54吃刀深度：進給量：切削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)數(shù)： (2-11)按機床選：實際切速：f) 車刀鏜孔選擇刀桿尺寸為 ，伸出長度為80mm切削深度：進給量查表3-15：切削速度選擇比加工外圓的切削用量略小，故選用機床主軸轉(zhuǎn)為：實際切削速度： (2-12)g) 擴孔鉆 由機械加工工藝手冊27表8-54 根據(jù)鉆孔取參孔值進給量：切削速度為： (2-13)主軸轉(zhuǎn)速： (2-14)按機床選：實際切

26、速： (2-15) 工序磨兩端面1) 選擇砂輪查機械加工工藝手冊27表3-91、3-97及表4-15，選擇砂輪為2) 切削用量的選擇查表4-12要把機床選查表3-107，軸向進給量：工件速度：查表3-106，徑向進給量：工序iv拉齒形拉削進給量：，表3-86拉削速度：查表3-87及表3-88選工序v車外圓至mm，然后車另一個端面刀具：端面車刀1) 車外圓切削深度：進給量：切削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)數(shù)： (2-16)按機床選：實際切削速度為： (2-17)2) 車端面切削深度：進給量：切削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： (2-18)按機床選：實際切速： (2-19)工序磨兩面至54.2mm1) 選擇砂輪

27、查機械加工工藝手冊27表3-91、3-97及表4-13選砂輪型號為2) 切削用量的選擇查表4-13根據(jù)機床選，查表3-107，軸向進給量 ：工件速度：查表3-106，徑向進給量：工序切單個22mm 車成22.3mm（磨面、不車）1) 切斷切削用量進給量：切削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： (2-20)按機床選：實際切速：2) 車端面由于54.2切斷后斷口為5，則長度平均為：則發(fā)削深度按3?。哼x擇切削用量切下，查表3-13、3-9，進給量：切削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： (2-21)按機床?。簞t實際切削速度：工序磨車面1) 選擇砂輪由表3-91、3-97及表4-13選砂輪型號為2) 切削用量選擇：查表4

28、-13、3-107、3-106具體選擇如下：，軸向進給量：工件速度：徑向進給量：工序xi粗精磨端面至尺寸1) 選擇砂輪由表3-91、3-97及表4-13選取粗磨砂輪 精磨砂輪 2) 切削用量的選擇查表4-15、表3-107、3-106，軸向進給量：工件速度：粗磨徑向進給量：精磨徑向進給量：工序xii磨外圓1) 選擇砂輪查表3-91、3-97及表4-10選取粗磨砂輪 精磨砂輪 2) 切削用量查表4-10， (2-22)查表3-107，軸向進給量：工件速度：查表3-106粗磨徑向進給量：精磨徑向進給量：3、選擇砂輪 砂輪轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分第3章 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞

29、動強度因此需要設(shè)計專用夾具。3.1 拉胎3.1.1 問題的提出為保證外轉(zhuǎn)子七圓弧齒齒形的位置精度和形狀精度，在拉床上使用拉胎進行加工。3.1.2 定位基準的選擇為保證齒面與外圓柱面及兩端面的位置精度采用端面為主要定位面。外圓為輔助定位。3.1.3 定位誤差分析由于端面是靠平面定位，故定位誤差為0，而以外圓柱面為定位基準的定位誤差為：。而同軸度、垂直度在本工序允差要求小于即可，可見滿足要求。3.1.4 夾緊力靠拉削力夾緊，在設(shè)計時計算出的拉刀拉削力，即為夾緊力。3.1.5 胎具結(jié)構(gòu)為防止端面與外圓柱面同時定位產(chǎn)生過定位，設(shè)計時采用球面墊來做適當調(diào)整，清楚過定位，以防止損壞拉刀。工人在加工時要注意

30、，上刀時應(yīng)擺正球面墊，如果球面墊歪斜將會損壞拉刀，甚至使拉刀折斷。3.2 磨胎3.2.1 問題的提出由于外轉(zhuǎn)子需加工出均布圓周上的七個圓弧齒形，這就要求設(shè)計分度裝置，并且要保證齒形精度，因而提高精度是主要問題。3.2.2 定位基準的選擇由零件圖可知，曲面母線對端面的不垂直度允差，對的不平行度允差。因而，為保證位置精度，將外圓柱面及端面作為定位基準，所以在磨齒以前先保證定位基準之間的精度，防止過定位影響加工質(zhì)量，并采用自動定心的彈性夾具進一步保證精度，這樣在理論上講定位誤差為0。位置誤差由夾具精度及工件定位基準的位置精度決定。3.2.3 夾具結(jié)構(gòu)1. 定位裝置 端面及外圓柱面均采用七個均布定位銷

31、來定位，在安裝之后在磨床上磨一刀保證精度。2. 夾緊裝置 采用膜片夾盤自動定心裝置。該裝置的主要元件是彈性薄圓板，在外緣部分有卡爪，其工件原理如圖3-1圖3-1 夾緊裝置 我所設(shè)計的磨胎就是符合上述原理的膜片卡盤以左方端面和外圓為定位基準，在七個等支承釘和膜片的七個卡爪上夾緊螺釘，使用時先正轉(zhuǎn)螺釘，使頂塊頂住膜片中心處，使膜片產(chǎn)生彈性變形，從而使七個卡爪同時張開，以便放入工件。膜片恢復(fù)，使七個卡爪同時收縮將工件定心夾緊?？ㄗι系穆葆斂梢哉{(diào)節(jié)以適應(yīng)直徑尺寸不同的工件。支承釘在每次調(diào)節(jié)之后要用螺母鎖緊，并在磨床上將定位表面（由諸支承釘組成）“就地”再磨一次，目的是保證該定位表面與機床回轉(zhuǎn)軸線的問題

32、，為了使卡爪在彈性恢復(fù)后具有足夠的夾緊力。這種“就地”加工必須在卡爪有一定預(yù)緊量下進行。生產(chǎn)實踐證明，使用膜片卡盤有以下優(yōu)點：1) 定心精度高。若調(diào)整工作的定心精度可達，這樣可以滿足工件位置精度，齒形對的不平度，允差，又由于端面與外圓柱面一刀下，也就保證了對端面的不垂直度允差。2) 由于磨削力不大，所以使用膜片卡盤能承受切削力產(chǎn)生扭矩。在設(shè)計膜片卡盤時應(yīng)注意以下問題：1) 膜片應(yīng)有合適而均勻的厚度，以保證必要的剛性和穩(wěn)定的定心精度，同時要使工件裝卸方便省力，膜片厚度不小于，設(shè)計時可參考表3-1，其厚度不均勻性應(yīng)不大于，否則影響定心精度，取膜片直徑為，厚度為。2) 卡爪數(shù)目越多時，每一個卡爪所承

33、受的負荷就越小，薄壁工件受壓局部變形就小，有利于提高精度，參考取卡爪數(shù)目為七個。3) 卡爪的外伸高度應(yīng)根據(jù)膜片大小和工件尺寸來決定，一般取為膜片外徑的1/3到1/4，這里取，為了使夾持的穩(wěn)定性良好，卡爪應(yīng)能保持在工件寬度1/2到2/3處為宜。4) 膜片材料宜用65mn鋼，熱處理硬度為hrc45-50.3. 分度裝置 各種分度裝置的精度較低，是以其分度誤差來衡量，分度誤差是指工件在分度中所得到的實際轉(zhuǎn)角與理想轉(zhuǎn)角的差值。本工件要求等分允差為±3影響分度誤差的主要因素。1) 分度裝置主要元件間的配合間隙，如分度銷與分度孔之間的配合間隙，分度銷與導(dǎo)套之間的間隙.2) 有關(guān)元件工作表面的相互

34、位置誤差，如分度盤上各孔槽之間的角度誤差。另外還有一些位置誤差，因?qū)Ψ侄日`差影響量很小或無影響可不予以考慮。例如分度銷本身誤差，只要分度銷不轉(zhuǎn)動，屬于固定因素，不影響分度誤差；導(dǎo)套內(nèi)外圓的同軸度誤差也是固定因素，他們只影響分度銷能否順利插入分度孔，并且不影響分度誤差。上述各主要因素凡處于分度孔部位的將直接影響工作的分度誤差，影響量也大，而處于轉(zhuǎn)軸部位的影響較小，通過工件的加工部件距轉(zhuǎn)軸之半徑，以及距分度銷之距離來計算，就拿轉(zhuǎn)軸兩軸間的跳動量的影響來說由于間隙會使轉(zhuǎn)軸繞分度銷轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差，因而兩工位之間的弧線就會有的變化，這對于工件中心來說，分度誤差就近似為，因所致的誤差較小，所以當精度達

35、到秒時應(yīng)加以考慮?？紤]上述因素在設(shè)計夾具時采用直拉式單斜槽分度裝置。1) 安裝后通過修整分度銷保證分度銷與分度盤結(jié)合簡單接觸精度不小于80%，減小分度銷的間隙。2) 通過楔塊彈簧裝置消除分度銷與導(dǎo)套之間間隙。3) 增大分度盤直徑可以使分度誤差大大減小。4) 正確安排分度銷的位置，因考慮轉(zhuǎn)軸與軸承間隙的影響，分度銷就應(yīng)與被加工表面位于轉(zhuǎn)軸的同側(cè)。3.3 磨頭 砂輪：熱處理后在ma2110磨床上采用微型磨頭，成型砂輪磨圓弧齒性如下圖3-2圖3-2 磨頭專用微型磨頭：為結(jié)構(gòu)緊湊制造簡單采用10000g·5超微型軸承，規(guī)格為 d級精度并選用砂輪，硫磺粘結(jié)，砂輪轉(zhuǎn)數(shù)約為15000轉(zhuǎn)/分。3.4

36、 打磨砂輪工具用測量套調(diào)整金剛石點距轉(zhuǎn)軸中心的距離使其半徑為，調(diào)整其高度并掰轉(zhuǎn)一定角度即可修整砂輪。第4章 內(nèi)曲面成形拉刀設(shè)計4.1 粗拉刀設(shè)計4.1.1 切削部設(shè)計切削部擔(dān)負著拉刀的切削工作，切除工作上全部加工余量。它是由粗切齒、過度齒和精切齒組成，是拉刀結(jié)構(gòu)中最重要的部分，這部分設(shè)計是否合理將直接影響拉削質(zhì)量及拉削生產(chǎn)率。1. 拉削方式的確定成形拉刀是采用成形分層拉削方式，各刀齒的廓形為不同半徑的圓弧，采用這種拉削方式可獲得較高的工作表面粗糙度。2. 拉削余量的確定拉削余量的大小應(yīng)保證把前道工序所造成的加工誤差、表面不平度及其破壞層的厚度全部拉長，拉削余量過小無法達到這些要求；拉削量過大則

37、必然使拉刀長度增加，一般拉削余量的選取是根據(jù)拉削長度、孔徑的大小以及拉削需達到的精度等情況而定。成形拉削的余量不等，對于工件采用粗拉、精拉兩部拉齒，保證磨削余量mm，拉削余量mm，其中是拉削后孔的最大直徑，是拉削后孔的最小直徑。3. 齒升量設(shè)計拉刀時，在一定拉削余量下，齒升量留取的大，切下全部余量所需的刀齒數(shù)就小，則制造拉刀的工藝性好，拉削生產(chǎn)率高，但是齒升量過大，切削力也隨之增大，可能因拉刀強度不夠而使拉刀折斷或機床超負荷而停頓工作，因此只有拉刀強度和機床負荷允許及表面質(zhì)量得到保證的情況下，齒升量才能取大些。齒升量最小不應(yīng)低于0.05mm，因為齒升量太小切削厚度太薄，要求刀齒非常鋒利不然刀齒

38、很難切下，薄薄的金屬層則容易造成擠刮現(xiàn)象，加速刀具的磨損，降低拉刀的耐用度，同時使加工表面惡化。齒升量一般根據(jù)被加工材料、拉刀類型及工件剛性等因素選取。粗切法過度齒及精切齒的齒升量是不同的，通常粗切齒應(yīng)該切去拉削余量的%左右，每齒的齒升量均相等,為了使拉削負荷逐漸下降，過渡齒升量，是按粗切齒齒升量逐漸遞減至精切的齒升量。齒升量一般可按表18-2，選取粗切齒：mm過度齒：mm4. 齒距兩個相鄰刀齒間的軸間的距離就是拉刀的齒距，見圖4-1圖4-1 拉刀的齒距齒距大，則拉刀長，拉削生產(chǎn)率低。齒距小，同時工作齒數(shù)多，則拉刀工作平穩(wěn)，加工表面質(zhì)量提高，但若齒距過小，使容削空間減小，造成切削擠塞，會導(dǎo)致拉

39、刀折斷或刀齒崩裂現(xiàn)象，且因同時工作齒數(shù)增多，拉削邊也相應(yīng)的增加會造成拉刀負荷超載，拉刀同時工作齒數(shù)一般為個。同時工作齒數(shù)可用下式計算：所得之值應(yīng)略去小數(shù)成整數(shù)拉刀的齒距可用以下經(jīng)驗公式計算 (4-1)式中為拉削長度，單位為mm計算所得的值取成0.5的倍數(shù)拉刀上的齒距一般不規(guī)定公差則 =由于成形拉齒余量不變，所以去標準值 圓整后取過度齒的齒距數(shù)值與粗切齒相同，取精切齒的齒距與標準齒的齒距一樣?？砂聪率接嬎悖喝m5. 容屑槽容屑槽是形成刀齒的前刀面和容納切屑的拉削是屬于封閉容削形式的，切削必須全部容納在拉刀的容削形成槽中，如果容屑槽不夠大，切削會在槽內(nèi)擠塞，輕而影響加工表面質(zhì)量，嚴重時會使拉刀損

40、壞，因此容屑槽的形狀與尺寸對整個拉削過程有很大影響，理想的容屑槽的形狀保證切削能順利地卷成較緊密的螺卷并保證刀齒有足夠的強度和重磨次數(shù)，常用的容屑槽有三種形式， 直線齒背形這種容屑槽形式是由一段直線，一段圓弧和前刀面組成槽型簡單、制造容易、適用成形拉削脆性材料（鑄鐵黃銅，青銅等），以及加工普遍鋼材時適用成形拉削方式的拉刀。曲線齒背形這種容屑槽形式是由兩段圓弧和前刀面組成，它的特點是容削空間較大，有利于切削的卷起和清除，適用于拉削韌性材料的大齒升量拉刀，輪切式拉刀大都采用這種形式的容屑槽。加長齒距形這種容屑槽形成的底部是由兩段圓弧和一段直線組成，它的齒距較大，有足夠的容屑空間，適用于拉削深孔，由

41、于拉削齒形時余量較多且不均勻，采用加長齒距形的容屑槽，能保證有足夠的容屑空間，因而選用第三種加長齒距形容屑槽形式作為我所設(shè)計拉刀的容屑槽形式其參數(shù)關(guān)系為：切削法：由表18-4及18-5有 校準齒： 容屑槽的尺寸必須經(jīng)過校驗估計才能最后確定，否則所適的容屑槽可能會產(chǎn)生容屑槽空間過小，造成拉削時切屑擠塞，使刀齒或拉刀損壞。顯然，切屑的體積在極限情況下只能等于容屑槽的有效容積，但實際上切屑在容屑槽中卷曲和填空是不完全緊實的，其中存在空間，為了保證有充分的空間容納切屑，則切屑體積必須小于容屑槽的有效容積，而后者與前者的比值就稱為容屑槽容屑系數(shù)k，即： 。如果忽略切屑寬度方向的變形，那么容屑系數(shù)k就可以

42、近似的用它們在拉刀軸向截面中面積比來表示，即：。所以在設(shè)計拉刀時，為了保證有充分的容屑空間，容屑系數(shù)的數(shù)值必須選擇適當，顯然它是和切屑的類別卷曲程度有密切的關(guān)系。對于帶狀切屑，當卷曲愈疏松時，空隙越大時，則容屑系數(shù)也要愈大。而崩碎切屑的容屑系數(shù)可比帶狀切屑小些，切屑的類別和卷曲程度受加工材料性質(zhì)齒升量和切屑寬度等許多因素的影響。因此對于不同的加工情況容屑系數(shù)k的大小也應(yīng)選用不同，通常由實驗研究加以確定，計標時查表18-6，取。拉刀容屑槽的有效截面積可看作半徑的圓面積，即：，即 而拉刀切下的切屑截面積可近似地取為切屑層的斷面積。，其中為齒升量，為拉削長度。即，。因此設(shè)計拉刀。故容屑槽能滿足要求。

43、6. 前角，后角和刃帶 前角對切屑的形成和卷曲，對拉刀的耐用度和拉削刀的大小都有很大影響。前角數(shù)值一般根據(jù)工件材料的性質(zhì)來選取，加工韌性金屬時，前角宜取大些，加工脆性金屬時，前角宜取小些。參照表18-7，選0=15°。后角的作用是減少刀齒后刀面與被加工表面之間的摩擦，內(nèi)拉刀的后角較小，因為若后角過大，則拉刀磨后的直徑將減小很多，拉刀使用壽命大為縮短。查表18-8取 刃帶的作用是便于在制造拉刀時控制刀齒直徑，刃帶不能太寬，否則會加劇摩擦，降低加工表面粗糙度，查表18-8，取7. 分屑槽分屑槽的作用是減少切屑寬度，便于切屑容納在槽中，當切削韌性金屬時如沒有分屑槽，則成形拉刀每齒切下的金屬

44、層是圓中，切削經(jīng)受很大的變形才能卷起來，同時它會套在容屑槽中使切屑清除十分困難，對拉削過程十分不利。所以切削寬度較大的拉刀刀齒上，都有分屑槽將切削分成許多小段。如圖4-2；分屑槽的深度一定要不大于齒升量，否則將不起分屑作用。圖4-2 分屑槽分屑槽上沿整個刀齒的后刀面上的槽深應(yīng)做成相等以保證整個分屑槽底部產(chǎn)生了負后角，前后刀齒上分屑槽的位置，要相互錯開，以便后一刀齒可以拉削前一個齒留下的金屬層。分屑槽的形成如圖4-2所示在分屑槽的尖角處槽側(cè)角要大于，改善散熱條件，應(yīng)避免b的情況。在我所設(shè)計的拉刀中，第個齒按圓孔拉刀磨分屑槽，即一周磨個分屑槽，保證分屑后切削寬度為mm。第個齒奇數(shù)齒上磨一個分屑槽，

45、交錯排列。其尺寸，查工藝裝備設(shè)計手冊-刀具設(shè)計26表取，.8切削齒的齒數(shù)和直徑尺寸 選定齒升量值，切削齒的齒數(shù)可按下式進行估算： (4-2)選取個齒第一個齒的直徑尺寸為mm，第二切削齒開始，粗切齒、過渡齒的直徑為：4.1.2 校準部設(shè)計校準部用以提高孔的精度和表面粗糙度，校準齒還可作為精切齒的后備齒。校準齒的功用是清除切削齒遺留下來的不平度，校準孔的尺寸和形狀，校準齒的直徑時相同的，沒有齒升量，因此它的主要參數(shù)與切削齒有所不同。1. 校準齒的直徑由于是粗拉，不考慮拉孔徑的擴大或收縮。因此，為了使拉刀的重磨次數(shù)增多，使用壽命增長，拉刀校準齒的直徑應(yīng)取為工件孔的最大尺寸，在所設(shè)計的拉刀中，取校準齒

46、的直徑為。2. 校準齒齒數(shù)拉刀的校準齒直徑重磨后一次補成精加工切齒，當被加工孔精度要求高時，則校準齒就應(yīng)取得多一些，反之，則少些。查表，取。3. 校準齒齒距由于校準齒不起切削作用，校準齒齒距可以做的短些。當切削齒齒距+mm時，取mm在所設(shè)計的拉刀中取校準齒齒距mm4. 校準齒的前角、后角和刃帶校準齒的前角可取為，有時為了制造方便，前角值與切削齒相同，在此。校準齒上的后角取得比切削齒的后角要小，因為校準齒的直徑就是拉孔后所要求的尺寸。如果后角大，重磨前刀面后拉刀直徑會很快減小，使拉刀使用壽命縮短，一般圓孔拉刀的校準齒后角，所設(shè)計拉刀為成形拉刀，故可取。為了保證校準齒尺寸不會很快減小，另一方面為了

47、提高拉削過程的平穩(wěn)性，校準齒上后刀面的刃帶做得比切削齒的刃帶寬很多，常取mm。在此，選校準齒刃帶mm。4.1.3 其它部分及拉刀總長度1. 拉刀頭部、頸部和過渡錐部的尺寸1) 拉刀頭部的結(jié)構(gòu)形成對于拉刀頭部結(jié)構(gòu)要求是能保證快速裝夾和承受最大拉力，快速裝夾拉刀的頭部尺寸可查工藝裝備設(shè)計手冊-刀具設(shè)計26表，如圖4-3，圖4-3 拉刀頭部選擇各參數(shù)尺寸如下，,2) 拉刀頸部拉刀頸部的直徑略小于頭部的直徑mm，也可以把頸部與頭部做成一樣粗細，拉刀頸部的長度應(yīng)保證拉刀第一個刀齒尚未進入工件以前，拉刀的頭部被拉床夾頭卡住。因此，頸部的長度的情況確定，需考慮到拉床的檔避壁厚度，法蘭盤厚度，卡頭與擋壁的間隙

48、等有關(guān)數(shù)值，由于此拉刀在l6140拉床上使用，故取mm。為前導(dǎo)部長度，其值等于工件長度法蘭盤厚度，通常取mm拉床擋壁厚度卡頭與拉床擋壁間隙，一般為mm柄部長度，其計算公式為 、為拉刀頭部尺寸3) 過渡錐部的確定過渡錐部的作用是便于把工件套前導(dǎo)部上，它的小端直徑是與頸部直徑相同，過渡錐長度為、mm三種，在此取mm。2. 前導(dǎo)部、后導(dǎo)部及尾部拉刀的前導(dǎo)部和后導(dǎo)部主要是在拉削時起主導(dǎo)向作用，它們的長短和直徑數(shù)值要選擇的合適，否則將直接影響加工質(zhì)量。1 前導(dǎo)部的長度此長度是過渡錐大端到第一個刀齒（包括第一個刀齒的容屑槽長度）之間的距離。通常取拉刀的前導(dǎo)部的長度等于工件的長度，即，在這里孔的拉削長度較長

49、，較大，故取mm。長度公差為自由公差，前導(dǎo)部的直徑等于工件拉前孔的最小直徑。2 后導(dǎo)部的長度 這一段長度可取為工件長度的，但不得小于mm，取長度為mm。后導(dǎo)部的直徑等于拉削后工件孔的最小直徑，現(xiàn)取其值為3 拉刀尾部當拉刀又長又重時，尾部用來承推拉刀，防止拉刀下垂，一般拉刀則不需要，因此所設(shè)計拉刀沒有尾部。3. 拉刀總長l拉刀總長度是各部分長度的總和（見圖4-4刀具圖）、拉刀頭部尺寸拉刀頸部長度拉刀前導(dǎo)部長度拉刀切削部分長度拉刀校準部分長度拉刀后導(dǎo)部分長度確定拉刀總長度時，要考慮到拉刀拉床的最大行程，拉刀的制造條件。熱處理的變形和淬火設(shè)備等因素，一般其總長度與直徑之比。如果設(shè)計的拉刀過長，在不得

50、已的情況下，可分開做成兩把以上的一套的拉刀。在此取拉刀總長度為mm4.1.4 拉刀強度計算及拉削力的校驗1. 拉削力的計算拉削過程中產(chǎn)生的最大拉削力必須小于拉床允許的額定拉力，同時最大拉削力還受拉刀本身允許強度限制，所以還必須校驗拉刀允許的強度，否則可能使拉床損壞或拉刀折斷。最大拉削力可按下式進行計算：刀刃單位長度上的拉削力（n/mm），由實驗測得，見工藝裝備設(shè)計手冊-刀具設(shè)計26表.每個刀齒切削刃的總長度（mm）同時工作齒數(shù)拉削力計算每個刀齒切削刃的總長度為： ，式中刀齒的最大直徑，取=mm故kn2. 拉刀強度計算拉刀工作時，主要承受拉伸應(yīng)力，可按下式進行校驗。n/m2，其中拉刀工作時的最大拉學(xué)力（n）拉刀上的危險截面面積（mm2）拉刀材料的允許應(yīng)力（n/m2）在此=kn=m2由于mpa=mpa因此，強度滿足要求。3. 拉床拉應(yīng)力驗算計算所得拉削力必須小于拉床的實際拉力，根據(jù)拉床的新舊程度，額定拉力，可以修正系數(shù)得拉床的實際拉力，因所用拉床為舊拉床，且處于良好狀態(tài)，故取修正系數(shù)值為.故實際拉力為。l6140額定拉力為，由于，故拉床拉力完全滿足拉削要求。4.2 精拉刀設(shè)計由于精拉刀各部分設(shè)計的方法，步驟與粗拉刀基本相同，因此在這里不再重復(fù)各部分的設(shè)計方法，只對精拉刀進行參數(shù)選擇，并進行拉刀強度及拉削力的校核，具體如下：4.2.1 參數(shù)選擇1. 拉刀材料選用材料為2. 拉削余量a。