軋輥堆焊機(jī)床設(shè)計(jì)(床身及夾具設(shè)計(jì))

1、軋輥堆焊機(jī)床設(shè)計(jì)（床身及夾具設(shè)計(jì)）摘要：鋼軋輥的堆焊技術(shù)已有30多年的歷史，它逐步從對(duì)裂紋的修復(fù)和對(duì)磨損部分的修復(fù)發(fā)展到復(fù)合軋輥的生產(chǎn)。目前，軋輥堆焊技術(shù)已是軋鋼廠降低輥耗、提高軋機(jī)作業(yè)率、增加產(chǎn)品產(chǎn)量、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的一項(xiàng)行之有效的措施。其中軋輥堆焊機(jī)修復(fù)廢舊軋輥，運(yùn)用堆焊的方法，不僅使軋輥使用壽命比原來(lái)有所提高，而且還實(shí)現(xiàn)廢輥再生，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。床身是堆焊機(jī)的主要支承件，它支承著堆焊機(jī)的床頭箱，尾座等部件；承受著重力，摩擦力等靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力的作用。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著堆焊機(jī)的制造成本；影響著堆焊機(jī)各部件制件的相對(duì)位置精度和堆焊機(jī)在工作中各運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

2、軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響著工件的加工質(zhì)量；還影響著堆焊機(jī)的工作效率和壽命等。本次設(shè)計(jì)的目的是把普通機(jī)床床身改造為軋輥堆焊機(jī)床床身。夾具的主要作用為縮短輔助時(shí)間、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證加工精度穩(wěn)定、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍 ，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)夾具的作用的了解，結(jié)合軋輥堆焊機(jī)夾具的用途，本文另一設(shè)計(jì)主題是目設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)約經(jīng)濟(jì)的對(duì)軋輥的夾緊裝置。關(guān)鍵詞：軋輥堆焊機(jī) 、床身 、三爪卡盤(pán)、頂尖尾座design of roll welding machine（the major design of bed and fixtures） abstract: steel roll welding technology f

3、or more than 30 years of history, it gradually from the crack repair and restoration of the worn part of the development of the composite roll of the production. at present, roll welding technology is reducing rolling mill roll wear and improve mill operations, increase product yield, improve produc

4、t quality, reduce production costs of a well-established measures. one roll of roll welding machine repair waste, the use of welding methods, not only than the original roll life has increased, but also to achieve regeneration of waste roll of great economic significance. bed is the main supporting

5、pieces of welding machine, welding machine that supports the headstock, tailstock and other components; sustains force, friction and other static force and dynamic force. the rationality of its structure and performance of a direct impact on manufacturing costs of welding machines; affected parts pa

6、rts welding machine accuracy and the relative position of each welding machine moving parts in the work of the relative accuracy of the trajectory , which affects the processing quality of the workpiece.the purpose of this design is to transform the ordinary machine bed roll welding machine bed. the

7、 main role is to reduce fixture auxiliary time, improve labor productivity; ensure accuracy and stability; to expand the use of machine tools; reduce labor intensity and lower level workers.through understanding of the role of the fixture, with roll welding machine of a fixture designed for another

8、theme of this design project to design a simple economy on the roll of the clamping device.key words： roll welding machine machine bed jaw chuck top tailstock目 錄1 緒 論11.1 本課題研究的目的與意義11.2 軋輥堆焊機(jī)的現(xiàn)狀22 機(jī)床床身結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)42.1 床身性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1.1 床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1.1.1 床身截面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1.1.2 床身結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)62.1.2 床身材料的選擇和熱處理62.2 機(jī)床床身工藝

9、設(shè)計(jì)62.2.1床身的作用62.2.2床身的工藝分析62.2.3確定毛坯的制造形式72.2.4基準(zhǔn)的選擇72.2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇72.2.4.2精基準(zhǔn)的選擇72.2.5制定工藝路線72.2.6機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定8 2.2.6.1確定床身毛坯的尺寸公差等級(jí)8 2.2.6.2確定床身機(jī)械加工余量、毛坯尺寸82.3 床身導(dǎo)軌的要求：92.4 安裝、調(diào)試及維護(hù)92.4.1安裝92.4.1.1 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝92.4.2 調(diào)試93 軋輥堆焊機(jī)夾具設(shè)計(jì)113.1 卡盤(pán)發(fā)展趨勢(shì)113.1.2 卡盤(pán)組成、原理及作用123.1.2.1 三爪卡盤(pán)的原理123.1.2.2 三爪卡盤(pán)的作用133.1

10、.3 卡盤(pán)設(shè)計(jì)的要求133.1.4 軋輥堆焊機(jī)的床頭箱輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算143.1.4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇143.1.4.2 初選傳動(dòng)比143.1.4.3 擺線針輪齒數(shù)確定143.1.4.4 針輪齒數(shù)的確定143.1.4.5 傳動(dòng)比的確定143.1.4.6 輸出轉(zhuǎn)矩t的確定143.1.5 三爪卡盤(pán)錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)163.1.6三爪卡盤(pán)保養(yǎng)方法223.2 頂尖尾座的設(shè)計(jì)223.2.1 頂尖尾座的工作原理223.2.2頂尖尾座的安裝243.2.3 頂尖尾座的作用243.2.4頂尖尾座各個(gè)零件工藝分析及設(shè)計(jì)253.2.4.1滑座設(shè)計(jì)253.2.4.2頂尖設(shè)計(jì)263.2.4.3滑塊設(shè)計(jì)273.2.4.4絲杠設(shè)

11、計(jì)283.2.4.5夾緊螺桿設(shè)計(jì)293.2.4.6蓋形螺母設(shè)計(jì)303.2.4.7立板設(shè)計(jì)313.2.4.8軸承設(shè)計(jì)323.2.4.9手輪、手柄設(shè)計(jì)324 結(jié) 論34 參考文獻(xiàn)35 致 謝36致 謝39371 緒 論1.1 本課題研究的目的與意義 鋼軋輥的堆焊技術(shù)已有30多年的歷史，它逐步從對(duì)裂紋的修和對(duì)磨損部分的修復(fù)發(fā)展到復(fù)合軋輥的生產(chǎn)。目前，軋輥堆焊技術(shù)已是軋鋼廠降低輥耗、提高軋機(jī)作業(yè)率、增加產(chǎn)品產(chǎn)量、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的一項(xiàng)行之有效的措施。其中軋輥堆焊機(jī)修復(fù)廢舊軋輥，運(yùn)用堆焊的方法，不僅使軋輥使用壽命比原來(lái)有所提高，而且還實(shí)現(xiàn)廢輥再生，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基

12、礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)是鋼鐵工業(yè)大國(guó)，對(duì)軋輥的需求量非常大。軋輥是軋鋼的主要部件，是關(guān)系到鋼材質(zhì)量和數(shù)量的關(guān)鍵所在，也是軋機(jī)的主要消耗部件。軋輥的過(guò)量消耗給軋鋼廠增加了生產(chǎn)成本，引起了業(yè)內(nèi)人士的高度重視。一般從兩個(gè)方面解決這個(gè)問(wèn)題：(1)通過(guò)合金化等手段提高新軋輥材質(zhì)的硬度與耐磨性，延長(zhǎng)新輥的使用壽命；(2)對(duì)舊輥實(shí)施修復(fù)處理，提高軋輥的利用率，降低成本。修復(fù)軋輥的方法很多，堆焊修復(fù)的成本低、效果好，是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的軋輥修復(fù)技術(shù)。堆焊機(jī)是將焊條平敷在金屬的表面,來(lái)提高焊口的高度,所特用的一種焊接設(shè)備.堆焊機(jī)是由包括機(jī)架、機(jī)頭、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備構(gòu)成，所述控制設(shè)備通過(guò)機(jī)頭控制卡與機(jī)頭相連接，同

13、時(shí)通過(guò)控制電路板、驅(qū)動(dòng)器與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)相連接，以實(shí)現(xiàn)行走機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的協(xié)同精確轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，機(jī)頭為兩個(gè)，一個(gè)是絲極機(jī)頭，一個(gè)是帶極機(jī)頭，分別安裝在行走機(jī)構(gòu)的兩條導(dǎo)軌上進(jìn)行焊接。堆焊的應(yīng)用廣泛，它遍及各種機(jī)械使用和制造部門(mén)。堆焊作為材料表面改性的一種經(jīng)濟(jì)而快速的工藝方法，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門(mén)零件的制造修復(fù)中。為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能，即優(yōu)質(zhì)、高效、低稀釋率的堆焊技術(shù)。用它制造某些零件時(shí)，不僅發(fā)揮零件的綜合技術(shù)性能和材料的工作潛力，還能節(jié)約大量的貴重合金。例如，一般的熱鍛模用5crmnmo或5crnimo等合

14、金鋼整體模制造，而我國(guó)有的工廠已成功的應(yīng)用45mn2鑄鋼基體電渣堆焊合金材料來(lái)制造，從而大量節(jié)約了貴重的ni、mo等合金元素。用堆焊修復(fù)舊件費(fèi)用低、省工、省時(shí)、省材料，還可以縮短制造周期。因此，合理地采用并用并推廣堆焊技術(shù)具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是對(duì)軋輥堆焊機(jī)機(jī)床床身的改裝。軋輥堆焊機(jī)床身功和機(jī)床床身功能相似。故可仿照機(jī)床床身。將機(jī)床床身改造為軋輥堆焊機(jī)床是本次設(shè)計(jì)的意義之一。夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具和組合夾具。夾具的主要作用為縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；保證加工精度穩(wěn)定；擴(kuò)大機(jī)床使用范圍 ；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低工人等級(jí)。通過(guò)對(duì)夾具的作用的了解，結(jié)合軋輥堆焊機(jī)夾具

15、的用途而設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)約經(jīng)濟(jì)的軋輥堆焊機(jī)夾具。1.2 軋輥堆焊機(jī)的現(xiàn)狀 從軋輥堆焊的設(shè)備、材料和工藝三個(gè)方面看我國(guó)軋輥堆焊的現(xiàn)狀，我國(guó)現(xiàn)有的堆焊設(shè)備中改裝設(shè)備多專用設(shè)備少，自動(dòng)化程度較低，有待進(jìn)一步提高設(shè)備的自動(dòng)化和智能化水平；堆焊用焊接材料存在系列化程度低、品種少、嚴(yán)重依賴進(jìn)口等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的焊材是發(fā)展方向；堆焊工藝方面，應(yīng)發(fā)展堆焊工藝專家系統(tǒng)，以提高堆焊工藝水平，縮短工藝試驗(yàn)時(shí)間。目前，國(guó)內(nèi)堆焊復(fù)合材質(zhì)軋輥研究正在興起，而且越來(lái)越受到重視。但對(duì)于服役工況更為苛刻，性能要求更高的冶金軋輥堆焊復(fù)合制造，仍然是冶金行業(yè)亟待解決的重大攻關(guān)難題。隨著軋制新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)軋輥的各項(xiàng)性能都提出

16、了更高的要求。具有方法簡(jiǎn)單、綜合性能優(yōu)異、技術(shù)優(yōu)勢(shì)及經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)的堆焊制造方法越來(lái)越受到各軋鋼廠的青睞。因此研究開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔的先進(jìn)堆焊技術(shù)，是我國(guó)軋輥堆焊的必然趨勢(shì)。 目前我國(guó)的堆焊機(jī)主要有改裝和專用兩種形式。改裝的堆焊設(shè)備由軋輥裝夾、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和焊機(jī)系統(tǒng)組成。軋輥裝夾和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)由堆焊廠家自己設(shè)計(jì)制造，焊機(jī)采用埋弧自動(dòng)焊機(jī)，將普通埋弧機(jī)頭改裝成堆焊機(jī)頭，電源采用直流弧焊電源。另一種是專用堆焊設(shè)備，可分為軋輥夾持系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)四個(gè)部分。軋輥夾持系統(tǒng)包括軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)及支承機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)頭軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)頭垂直升降系統(tǒng)和導(dǎo)前距離調(diào)整機(jī)構(gòu)等；焊接系統(tǒng)包括焊接電源、

17、焊接機(jī)頭、機(jī)頭焊接控制箱、單絲(雙絲)焊槍等；控制系統(tǒng)包括主控制臺(tái)、主軸驅(qū)動(dòng)調(diào)速控制、機(jī)頭升降驅(qū)動(dòng)控制、焊劑送給與回收電控系統(tǒng)等；輔助系統(tǒng)包括軋輥加熱與保溫裝置、除塵系統(tǒng)等。 綜上所述，目前堆焊設(shè)備存在改裝設(shè)備多、專用設(shè)備少、機(jī)械化設(shè)備多、智能化設(shè)備少的問(wèn)題，有待進(jìn)一步提高設(shè)備的自動(dòng)化智能化水平。軋輥堆焊技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化，我國(guó)更應(yīng)該從堆焊設(shè)備、材料和工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)。焊接設(shè)備應(yīng)實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)效率，改變改裝設(shè)備多、專用設(shè)備少的現(xiàn)狀。在焊接材料方面要更廣泛地研究制造先進(jìn)材料，擺脫依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。實(shí)現(xiàn)堆焊工藝的專家控制系統(tǒng)是現(xiàn)代堆焊工藝發(fā)展的必然趨勢(shì)。 目前，高強(qiáng)度、高韌性和高耐

18、磨性的冶金軋輥在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始推廣應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)的冶金制造方法，其技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在改變軋輥材質(zhì)和采用新的冶金復(fù)合制造技術(shù)。改變軋輥材質(zhì)是提高軋輥性能的首要措施。軋輥材質(zhì)發(fā)展的趨勢(shì)是廣泛使用合金元素，且合金化程度逐步提高。如國(guó)外熱軋帶鋼精軋前段由60年代的半鋼工作輥發(fā)展到70年代的高鉻鑄鐵輥，到了80年代末開(kāi)始使用高速鋼軋輥；冷軋帶鋼工作輥材質(zhì)由2%鉻鋼發(fā)展到3%鉻鋼、5%鉻鋼，到了90年代末開(kāi)始使用半高速鋼。高速鋼材料用于軋輥制造，使軋輥性能顯著提高，軋材質(zhì)量明顯改善。近十多年來(lái)，國(guó)外采用多種新的冶金軋輥復(fù)合制造技術(shù)，使軋輥的綜合性能明顯優(yōu)于整體鍛造和普通離心鑄造軋輥。其中堆焊復(fù)合技術(shù)

19、由于其更低的制造成本、較高的綜合性能，始終是發(fā)達(dá)國(guó)家研究的重點(diǎn)。由于堆焊材料和工藝的復(fù)雜性，使其在實(shí)際應(yīng)用方面沒(méi)有其它復(fù)合方法的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛。但由于其優(yōu)越的性價(jià)比，使堆焊復(fù)合技術(shù)的研究仍然不斷的向前發(fā)展。2 機(jī)床床身結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)2.1 床身性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)床身是堆焊機(jī)的主要支承件，它支承著堆焊機(jī)的床頭箱，尾座等部件；承受著重力，摩擦力等靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力的作用。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著堆焊機(jī)的制造成本；影響著堆焊機(jī)各部件制件的相對(duì)位置精度和堆焊機(jī)在工作中各運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響著工件的加工質(zhì)量；還影響著堆焊機(jī)的工作效率和壽命等等。因此，軋輥堆焊機(jī)的床身具有足夠的靜態(tài)剛

20、度和較高的剛度/質(zhì)量比；良好的動(dòng)態(tài)性能；較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力；并易于加工制造，裝配等；才能滿足堆焊機(jī)對(duì)床身的要求。2.1.1 床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)堆焊機(jī)工作時(shí)，主要受到水平方向摩擦力和垂直方向重力作用，使床身在水平面和垂直面內(nèi)發(fā)生彎曲，以及在這些分力聯(lián)合作用下的扭轉(zhuǎn)，其中，影響最大的是床身水平面內(nèi)的彎曲。因此，在床身不太長(zhǎng)的情況下，主要應(yīng)提高床身在水平面內(nèi)的彎曲剛度。所以，在設(shè)計(jì)軋輥堆焊機(jī)床身時(shí)，采用與水平面傾斜 600的斜面床身。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由于在床身上無(wú)需開(kāi)孔，就可以增加與底座連接的床身底面的整體性，從而可增加床身底面的剛性?；谝陨咸攸c(diǎn)使得床身抵抗來(lái)自切削力在水平和垂直面內(nèi)的分力所產(chǎn)生的彎曲變

21、形能力，以及它們的合力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形能力顯增強(qiáng)。從而大幅度提高了床身的抗彎和抗扭剛度。2.1.1.1 床身截面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)床身在彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷作用下，床身的變形與床身的截面的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩有關(guān)。材料、截面相同，但形狀不同的床身，截面的慣性矩相差很大。截面積相同時(shí)，采用空形截面，加大外輪廓尺寸，在工藝允許的情況下，盡可能減小壁厚，可以大大提高截面的抗彎和抗扭剛度；矩形截面的抗彎剛度高于圓形截面，但圓形截面的抗扭剛度較高；封閉截面的剛度顯著高于不封閉截面的剛度。為此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)床身截面時(shí)，綜合考慮以上因素，在滿足使用、工藝情況下，采用空心截面，加大輪廓，減小壁厚，采用全封閉的類似矩形的床身截

22、面形式；同時(shí)，為了提高床身的抗扭剛度和床身的剛度 /重量比，在大截面內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)較小的類似圓形截面，如圖2-1所示。圖2-1床身截面圖為了進(jìn)一步提高床身的抗彎、抗扭剛度和床身的剛度/重量比，在大截面和小截面之間的橫向和縱向布置隔板，將兩個(gè)截面連接起來(lái)，如圖 2-1和如圖2-2所示。圖2-2 床身俯視局部圖堆焊機(jī)床身局部結(jié)構(gòu)的剛性也很重要，若不重視，同樣會(huì)影響床身的整體性能。為此，根據(jù)床身的受力情況，在床身的斜面下方布置了加強(qiáng)筋，如圖2-3所示。左圖2-3 床身的局部剖視 機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度、工作能力和使用壽命。導(dǎo)軌應(yīng)滿足導(dǎo)向精度，精度保持性，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)的工藝

23、性的要求。由于燕尾形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單，剛度高，承載能力大，具有兩個(gè)相垂直的導(dǎo)軌面。且兩個(gè)導(dǎo)軌面的誤差不會(huì)相互影響，便于安裝。再將矩形整體傾斜 600后，側(cè)面磨損能自動(dòng)補(bǔ)償，克服了矩形導(dǎo)軌側(cè)面磨損不能自動(dòng)補(bǔ)償?shù)娜毕?，使其?dǎo)向性更好。為此，設(shè)計(jì)出導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)來(lái)滿足機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的要求。2.1.1.2床身結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì) 這類鑄件是機(jī)床的基礎(chǔ)件，其共同特點(diǎn)是輪廓尺寸較大、箱型結(jié)構(gòu)、筋多、具有導(dǎo)軌面。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的鑄造工藝性問(wèn)題如下： 選擇合適的壁厚是這類鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最重要問(wèn)題之一，過(guò)分地減薄或增加鑄造上的空難。壁厚主要根據(jù)鑄件尺寸、重量、工藝條件等因素來(lái)確定。 關(guān)于床身的壁厚尺寸，資料推薦：底部18、外

24、壁16、內(nèi)壁15，床身重量約1350kg。由于床身是軋輥堆焊機(jī)上的基礎(chǔ)大件，因此其壁厚對(duì)鑄件和整個(gè)機(jī)床的重量都有較大的影響。2.1.2床身材料的選擇和熱處理 床身與導(dǎo)軌為一體，床身材料的選擇應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇。鑄鐵具有良好的減震性和耐磨性，易于鑄造和加工。床身材料采用機(jī)械性能優(yōu)良的ht250，其硬度、強(qiáng)度較高，耐磨性較好，具有很好的減震性。為了消除床身的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)床身進(jìn)行兩次時(shí)效處理，粗加工前后各進(jìn)行一次。導(dǎo)軌表面經(jīng)熱處理，中頻淬火后，其硬度可達(dá)40-50hrc，淬火后其硬度、強(qiáng)度更高，耐磨性更好；而且淬火質(zhì)量穩(wěn)定，成本低、生產(chǎn)效率高。淬火后進(jìn)行磨削加工，磨削后導(dǎo)軌具有良好的導(dǎo)向精度、精度保

25、持性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，完全可以滿足機(jī)床的技術(shù)要求。2.2機(jī)床床身工藝設(shè)計(jì)2.2.1床身的作用床身是軋輥堆焊機(jī)的基礎(chǔ)構(gòu)件。堆焊機(jī)機(jī)床的各個(gè)主要部件和零件都裝在床身上或在床身導(dǎo)軌上作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。床身是機(jī)床的支承件，裝左床腿和右床腿并支承在地基上。床身上安裝著機(jī)床的各部件，并保證它們之間具有要求的相互準(zhǔn)確位置。 在床身上安裝有尾座、床頭箱等零件。 在工作中，尾座與工件相互作用力傳遞到床身上而床身變形，床身的變形和振動(dòng)直接影響到被加工零件的精度和表面粗糙度。因此，床身是機(jī)床上極為重要的構(gòu)件。 導(dǎo)軌，則是床身上極為重要的一個(gè)部分。導(dǎo)軌為尾座導(dǎo)軌，其作用為導(dǎo)向和承載，所以，以導(dǎo)軌要求有較高的的導(dǎo)向精度，結(jié)構(gòu)

26、簡(jiǎn)單，工藝好等特點(diǎn)。 本次的設(shè)計(jì)主要就是針對(duì)加工床身導(dǎo)軌而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，為了保證導(dǎo)軌的精度，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，床身導(dǎo)軌的加工基準(zhǔn)選用導(dǎo)軌本身即“自為基準(zhǔn)”原則。2.2.2床身的工藝分析 床身主要有三組加工表面，該二組加工表面都要求有較小的表面粗糙度值。現(xiàn)述如下：（1）導(dǎo)軌面。床身上有四條導(dǎo)軌，其中有兩條上安裝拖板，另兩條安裝尾架，導(dǎo)軌面是床身的的一個(gè)重要表面，因此，要求導(dǎo)軌面有較小的表面粗糙度值和好的直線度，以保證零件的加工精度。（2） 床頭箱的安裝定位面。該平面主要安裝床頭箱，所以，要求該平面要較小的表面粗糙度和好的平面度。（3） 鉆孔。該項(xiàng)加工主要包括鉆床身的安裝孔、齒條安裝孔、床頭箱安裝

27、孔。要求加工這些孔的時(shí)候，保證良好的位置精度，以保證安裝時(shí)的順利。2.2.3確定毛坯的制造形式正確的選擇毛坯，具有重大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)意義，毛坯的材料、制造方法和制造精度對(duì)工件的加工過(guò)程、加工勞動(dòng)量、材料利用率和工件成本都有很大的影響。由于床身的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，生產(chǎn)量又為大批量的生產(chǎn)，所在毛坯應(yīng)選用鑄件，為了保證床身的鑄造精度和提高其生產(chǎn)率，應(yīng)選用精度和生產(chǎn)率都經(jīng)較高的毛坯制造方法，所以，這里選用機(jī)器造型的砂型鑄造，一是為了提高生產(chǎn)率，二是為了降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2.4基準(zhǔn)的選擇2.2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 零件在加工時(shí)，考慮到粗基準(zhǔn)的幾個(gè)選擇原則,以及更好的制訂合理的加工工藝路線，這里，零件的粗基準(zhǔn)

28、按預(yù)先劃好的加工線來(lái)找正，這樣，更有利于保證準(zhǔn)確的加工位置，對(duì)于劃線的基準(zhǔn)，由于床身上導(dǎo)軌面是一個(gè)重要面，所以這里先用導(dǎo)軌面作為基準(zhǔn)。2.2.4.2精基準(zhǔn)的選擇一般的零件在加工前，都應(yīng)對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行的合理的選擇，這樣，才有利于保證零件加工時(shí)的精度。但是對(duì)于床身來(lái)說(shuō)，這就不一樣了，因?yàn)榇采硎菍儆谳^大型的工件，同時(shí)又比較重，在加工過(guò)程在只要調(diào)節(jié)好了床身和刀具的相對(duì)位置，就相當(dāng)于保證了床身加工時(shí)的精度，因?yàn)榇采磔^重，在加工過(guò)程中可以以自身的重量來(lái)限制某些自由度。2.2.5制定工藝路線由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)， 應(yīng)盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，保證零件的各部 份精度，除此以外，還應(yīng)降低生主成本。工序1：鑄造毛

29、坯工序2：清理、噴砂后上底漆工序3：劃線，劃底面及導(dǎo)軌面的刨加工線及校正線工序4：粗刨床身底面 按劃線找校正線，以導(dǎo)軌面為安裝基準(zhǔn)工序5：粗銑各導(dǎo)軌面及結(jié)合面 按劃線找校正線，以底面為安裝基準(zhǔn)工序6：人工時(shí)效處理工序7：半精刨底面 以導(dǎo)軌面為基準(zhǔn) 工序8： 半精銑導(dǎo)軌面、床身內(nèi)側(cè)面、結(jié)合面、外側(cè)面 找正導(dǎo)軌側(cè)面，以底面為安裝基準(zhǔn)工序9： 熱處理、導(dǎo)軌表面高頻淬火工序10：精刨底面、壓板面和齒條安裝面 以導(dǎo)軌面為安裝基準(zhǔn)工序11：鉆齒條安裝孔、進(jìn)給箱安裝孔及攻螺紋 以底面為基準(zhǔn)工序12：鉆床身的安裝孔 以底面為基準(zhǔn)工序13：精磨床頭箱定位安裝面及壓板面 找正導(dǎo)軌面，以底面為安裝基準(zhǔn)工序14：粗、

30、精磨導(dǎo)軌面 找正導(dǎo)軌面，以底面為安裝基準(zhǔn)工序15：終檢2.2.6機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定 2.2.6.1 確定床身毛坯的尺寸公差等級(jí) 查機(jī)械制造工藝簡(jiǎn)明手冊(cè) 表2.23可知鑄件的尺寸公差為810級(jí) 2.2.6.2確定床身機(jī)械加工余量、毛坯尺寸 確定床身各加工表面的機(jī)械加工余量、毛坯尺寸如下： 查機(jī)械制造工藝簡(jiǎn)明手冊(cè) 表2.21和機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)表 684可知：（1）高度方向尺寸： 毛坯的底面加工余量為2.8、頂面加工余量為2.8，所以該方向的毛坯 尺寸為。（2）結(jié)合面尺寸： 壓板面寬度尺寸：該方向的加工余量為4，所以，毛坯尺寸為和 床頭箱面寬度尺寸：該方向的加工余量為4，所以，毛坯尺寸

31、為和 。 壓板面高度尺寸：該方向的加工余量為2.6，所以，毛坯尺寸為 床頭箱面高度尺寸：該方向的加工余量為2.6，所以，毛坯尺寸為（3） 頂面槽尺寸：該方向的加工余量為1.5，所以，其槽深方向尺寸為1.5（4） 導(dǎo)軌的加工余量為1.5 導(dǎo)軌尺寸為 （5） 底面厚度尺寸：。（6）底面寬度尺寸： 該方向的加工余量是4，所以，毛坯尺寸的2.3 床身導(dǎo)軌的要求： 該導(dǎo)軌的工作條件是在低速下工作，所以，選用凸形的導(dǎo)軌，該種導(dǎo)軌不易積存切屑等臟物，適用于低速運(yùn)動(dòng)中。在導(dǎo)軌工作中，導(dǎo)軌的受力是垂直向下的，由于床身會(huì)引起導(dǎo)軌的磨損，所以，這里選用導(dǎo)軌的截面形狀為三角形導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌具有較高的導(dǎo)向精度，它的工作面

32、為兩側(cè)面，故承載能力較大，兩邊的磨損量是一樣的，磨損后能夠起到自動(dòng)補(bǔ)償作用，所以，工作時(shí)導(dǎo)向精度也高。 而導(dǎo)軌材料則選用鑄鐵，鑄鐵具有較好的耐磨性和減振性、高的熱穩(wěn)定性、并且易于鑄造和切削加工，成本也較低，因此在工業(yè)中用途較多。 對(duì)于導(dǎo)軌的剛度，由于三角導(dǎo)軌的工作面是兩側(cè)面，受力面共有四個(gè)面，工作過(guò)程中載荷也較平穩(wěn)，無(wú)沖擊現(xiàn)像等發(fā)生，且支承方式為兩邊同時(shí)支承，故導(dǎo)軌的剛度足夠。2.4 安裝、調(diào)試及維護(hù)2.4.1安裝2.4.1.1 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝(1)將螺紋襯套裝入面板下方的通孔中，并用螺釘固定；(2)將兩個(gè)圓柱襯套分別裝入支承座的孔中；(3)將面板裝入支承座中的導(dǎo)軌上；(4)裝入螺旋傳動(dòng)桿

33、；(5)裝入右端限位擋板，并用螺栓固定；(6)將導(dǎo)軌擋塊裝入面板上，并用螺釘固定；(7)將整體裝在導(dǎo)軌機(jī)床的工作臺(tái)上；(8)安裝完成，調(diào)試使用。 2.4.2 調(diào)試 （1）裝配完成后，在不安裝工件的情況下，扳動(dòng)手柄，看各導(dǎo)軌面和螺旋傳動(dòng)面的運(yùn)動(dòng)是否靈活，有無(wú)卡死現(xiàn)像。 （2）裝上工件后，再檢查看各部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是否靈活，行程能否達(dá)到要求。 2.4.3 維護(hù) （1）定期對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行潤(rùn)滑 （潤(rùn)滑方式為澆油潤(rùn)滑）； （2）定期對(duì)調(diào)節(jié)裝置的各個(gè)部分進(jìn)行檢查，查看導(dǎo)軌、螺紋，支承桿等主要部位有無(wú)磨損，如有磨損，應(yīng)及時(shí)更換。3 軋輥堆焊機(jī)夾具設(shè)計(jì) 3.1 卡盤(pán)發(fā)展趨勢(shì) 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在現(xiàn)代

34、化機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，卡盤(pán)技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 高精隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)卡盤(pán)的制造精度要求更高。高精度卡盤(pán)的定位孔距精度高達(dá)±5m，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接卡盤(pán)平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5m以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5m；卡盤(pán)的重復(fù)定位精度高達(dá)25m。機(jī)床卡盤(pán)的精度已提高到微米級(jí)，

35、世界知名的卡盤(pán)制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，卡盤(pán)有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。二、高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具卡盤(pán)產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁卡盤(pán)，加緊和松開(kāi)工件只用12秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3r夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床卡盤(pán)的安裝與校正。采用美國(guó)jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將卡

36、盤(pán)定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換卡盤(pán)，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用cad技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)

37、合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。專家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)

38、作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。3.1.2 卡盤(pán)組成、原理及作用 卡盤(pán)是機(jī)床上用來(lái)夾緊工件的機(jī)械裝置。利用均布在卡盤(pán)體上的活動(dòng)卡爪的徑向移動(dòng)，把工件夾緊和定位的機(jī)床附件?？ūP(pán)一般由卡盤(pán)體、活動(dòng)卡爪和卡爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成?？ūP(pán)體直徑最小為65毫米，最大可達(dá)1500毫米，中央有通孔，以便通過(guò)工件或棒料；背部有圓柱形或短錐形結(jié)構(gòu)，直接或通過(guò)法蘭盤(pán)與機(jī)床主軸端部相聯(lián)接。 從卡盤(pán)爪數(shù)上面可以分為：兩爪卡

39、盤(pán)，三爪卡盤(pán)，四爪卡盤(pán)，六爪卡盤(pán)和特殊卡盤(pán)。 從使用動(dòng)力上可以分為：手動(dòng)卡盤(pán)，氣動(dòng)卡盤(pán)，液壓卡盤(pán)，電動(dòng)卡盤(pán)和機(jī)械卡盤(pán)。 從結(jié)構(gòu)上面還可以分為：中空型和中實(shí)型。3.1.2.1 三爪卡盤(pán)的原理 由于軋輥堆焊機(jī)工件轉(zhuǎn)動(dòng)速度:0.1r/min-3r/min承受的轉(zhuǎn)矩不大，故本次設(shè)計(jì)選擇三爪卡盤(pán)為堆焊機(jī)的夾緊工件的機(jī)械裝置。 三爪卡盤(pán)全稱為三爪自定心卡盤(pán)，其發(fā)明應(yīng)用給機(jī)械零件的制造裝夾帶來(lái)前所未有的便捷和高效，因此在生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛使用。 三爪卡盤(pán)具有夾緊力大，自鎖性能好，夾持穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，其夾持零件的便捷和高效，源于卡盤(pán)上三爪聯(lián)動(dòng)和自定心的功能。在生產(chǎn)中常用來(lái)夾持回轉(zhuǎn)類零件，亦可借助于筒夾夾持平面

40、立體形狀。 它根據(jù)工件裝夾部分的圓周確定工件的回轉(zhuǎn)中心，但它的定心精度不是很高。三爪卡盤(pán)裝夾工件的原理是，利用卡盤(pán)扳手轉(zhuǎn)動(dòng)圓周上的三個(gè)傘齒中的任一個(gè)。從而帶動(dòng)平面螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)三個(gè)卡爪一齊移動(dòng)，起到自定心裝夾工件作用。用伏打扳手旋轉(zhuǎn)錐齒輪，錐齒輪帶動(dòng)平面矩形螺紋，然后帶動(dòng)三爪向心運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槠矫婢匦温菁y的螺距相等，所以三爪運(yùn)動(dòng)距離相等，有自動(dòng)定心的作用。三爪卡盤(pán)是由一個(gè)大錐齒輪，三個(gè)小錐齒輪，三個(gè)卡爪組成。三個(gè)小錐齒輪和大錐齒輪嚙合，大錐齒輪的背面有平面螺紋結(jié)構(gòu)，三個(gè)卡爪等分安裝在平面螺紋上。當(dāng)用扳手扳動(dòng)小錐齒輪時(shí)，大錐齒輪便轉(zhuǎn)動(dòng)，它背面的平面螺紋就使三個(gè)卡爪同時(shí)向中心靠近或退出。3.1.2.2

41、 三爪卡盤(pán)的作用 卡盤(pán)就是將焊件準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，便于焊件進(jìn)行裝配和焊接、保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝備。在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的夾具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加速焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化進(jìn)程等方面起著非常重要的作用。    在焊接生產(chǎn)過(guò)程中，焊接所需要的工時(shí)較少，而約占全部加工工時(shí)的2/3以上的時(shí)間是用于備料、裝配及其他輔助的工作，極大的影響著焊接的生產(chǎn)速度。為此，必須大力推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的裝配焊接工藝裝備。    卡盤(pán)的主要作用有以下幾個(gè)方面：   （1

42、）準(zhǔn)確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性。   （2）有效的防止和減輕了焊接變形。   （3）使工件處于最佳的施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高。   （4）以機(jī)械裝置代替了手工裝配零件部位時(shí)的定位、夾緊及工件翻轉(zhuǎn)等繁重的工作，改善了工人的勞動(dòng)條件。   （5）可以擴(kuò)大先進(jìn)的工藝方法的使用范圍，促進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的綜合發(fā)展。3.1.3 卡盤(pán)設(shè)計(jì)的要求 卡盤(pán)設(shè)計(jì)的基本要求   （1）夾具應(yīng)具備足

43、夠的強(qiáng)度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時(shí)要承受多種力度的作用，所以?shī)A具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。   （2）夾緊的可靠性。夾緊時(shí)不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動(dòng)滑移，又不使工件的拘束度過(guò)大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。   （3）焊接操作的靈活性。使用夾具生產(chǎn)應(yīng)保證足夠的裝焊空間，使操作人員有良好的視野和操作環(huán)境，使焊接生產(chǎn)的全過(guò)程處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。   （4）便于焊件的裝卸。操作時(shí)應(yīng)考慮制品在裝配定位焊或焊接后能順利的從夾具中取出，還要制品在翻轉(zhuǎn)或吊運(yùn)使不受損害。   （5）良好的

44、工藝性。所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、安裝和操作，便于檢驗(yàn)、維修和更換易損零件。設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮車間現(xiàn)有的夾緊動(dòng)力源、吊裝能力及安裝場(chǎng)地等因素，降低夾具制造成本。3.1.4 軋輥堆焊機(jī)的床頭箱輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算3.1.4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 初始數(shù)據(jù)：輸出轉(zhuǎn)速v=13r/min; 根據(jù)工況條件，初步選定yd系列。根據(jù)初始數(shù)據(jù)=13r/min;選定電機(jī)：yd180l電動(dòng)機(jī); p=3.3kw; n=500r/min。3.1.4.2 初選傳動(dòng)比因級(jí)擺線針輪減速器 所以不能滿足要求，故選擇雙級(jí)擺線針輪減速器。則選擇 故選擇 ， 3.1.4.3 擺線針輪齒數(shù)確定為使擺線輪齒廓和銷軸孔能正好重疊加工,以提高生產(chǎn)率和精度,

45、齒數(shù)盡可能取奇數(shù),即也應(yīng)盡可能取奇數(shù),在平穩(wěn)載荷下選材料為gcr15,硬度為60hrc以上。由于 則可知11 =17；3.1.4.4 針輪齒數(shù)的確定 由于 故， ；選材為gcr15,硬度為60hrc以上。3.1.4.5 傳動(dòng)比的確定 3.1.4.6 輸出轉(zhuǎn)矩t的確定根據(jù)，則可得：由輸出轉(zhuǎn)矩可選擇fsc-310(12")型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)前裝卡盤(pán)三爪卡盤(pán)。表3-1 三爪卡盤(pán)規(guī)格表最大靜態(tài)夾持力（kn）最大轉(zhuǎn)速（r/s）重量（kgf）最大輸入轉(zhuǎn)矩操作力矩（n）fsc-310(6")31400011.46×10688.3fsc-310(7")31350012.27.8

46、×106107.9fsc-310(9")37290021.28.5×106147fsc-310(10")462500289.3×106176.5fsc-310(12")5522004110.5×106206圖3-1 三爪卡盤(pán)結(jié)構(gòu) 表3-2 三爪卡盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸表d(mm)d1(mm)d2(mm)d3(mm)h(mm)h(mm)h1(mm)h2(mm)(mm)fsc-310(6")1671411302751731361553×m4fsc-310(7")1921691553251891431653

47、15;m4fsc-310(9")2322041903561971521743×m6fsc-310(10")2732442304962051621863×m6fsc-310(12")3102742606072271821963×m6由圖3-1、表3-2所示，fsc-310(12")型號(hào)三爪卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)尺寸即為本次設(shè)計(jì)所取尺寸。3.1.5 三爪卡盤(pán)錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 選軸夾角為90度的直齒圓錐齒輪，為8級(jí)精度，選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，二者材料 硬度差40hb

48、s。(1) 選小齒輪的齒數(shù) z1=16， 大齒輪齒數(shù) z2=103。由直齒錐齒輪齒面接觸強(qiáng)度zhi cm 配對(duì)材料系數(shù)，取1 。 計(jì)算齒數(shù)比 取小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 。(2) 最常用的值，齒寬系數(shù) (3) 查得材料的彈性影響系數(shù) (4) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的齒面的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 (5) 由式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(6) 由取接觸疲勞壽命系數(shù) (7) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 ，安全系數(shù) ，由式(8) 試驗(yàn)算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小的值。 (9)計(jì)算齒寬(10）模數(shù) (11）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) 8級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù) ，直齒錐齒輪使用系數(shù)查得(12）齒間載荷分

49、配系數(shù)可按下試計(jì)算 (13）由表10-9中查得取軸承系數(shù)(14）故載荷系數(shù) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式得 (15） 計(jì)算模數(shù) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為由查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 （16）取彎曲疲勞壽命系數(shù) （17)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由式得（18）計(jì)算載荷系數(shù)k (19)查取齒形系數(shù) 由表查得： (20)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表查取 ，小齒輪的 ,并加以比較大齒輪的數(shù)值大(21)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為計(jì)算 =2.08mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)大計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決

50、定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，反于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.03mm并就圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)根據(jù)三爪卡盤(pán)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格以及與小錐齒嚙合的參數(shù)而定。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)則取z2=110。(22)計(jì)算分度圓直徑(23) 計(jì)算齒輪齒寬 取 表3-3小錐齒輪參數(shù)（單位：mm）端面模數(shù)m2.25齒數(shù)z1110分錐角8.84°法向齒形角20°分度圓直徑d138.25齒寬中點(diǎn)分度圓直徑31.875外錐距124.4

51、5齒寬b 145齒頂高2.25齒根高2.7頂圓直徑41.94齒根角1.240齒頂角1.240頂錐角10.080根錐角7.60分度圓齒厚3.53分度圓弦齒厚3.52分度圓弦齒高2.33當(dāng)量齒數(shù)18當(dāng)量齒數(shù)分度圓直徑38.71齒寬中點(diǎn)齒頂高1.25當(dāng)量齒輪頂圓直徑41.21精度等級(jí)it6表3-4大錐齒的參數(shù)單位：mm）端面模數(shù)m2.25齒數(shù)z217分錐角81.16°法向齒形角20°分度圓直徑d2247.5齒寬中點(diǎn)分度圓直徑206.25齒寬b 245齒頂高2.25齒根高2.7頂圓直徑251.95齒根角1.240齒頂角1.240頂錐角82.40根錐角79.920分度圓齒厚3.53分

52、度圓弦齒厚3.529分度圓弦齒高2.252當(dāng)量齒數(shù)716當(dāng)量齒數(shù)分度圓直徑671.06齒寬中點(diǎn)齒頂高142.4當(dāng)量齒輪頂圓直徑955086精度等級(jí)it7圖3-2三爪卡盤(pán)主視剖面圖3.1.6三爪卡盤(pán)保養(yǎng)方法（1） 為了常保車床卡盤(pán)常時(shí)間使用后，仍然有良好精度，潤(rùn)滑工作很重要。不正確或不合適潤(rùn)滑將導(dǎo)致一些問(wèn)題，例如低壓時(shí)不正常功能，夾持力減弱，夾持精度不良，不正常磨損及卡住，所以必須正確潤(rùn)滑卡盤(pán)。 （2）每天至少打一次二硫化鉬油脂(顏色為黑色)，將油脂打入卡盤(pán)油嘴內(nèi)直到油脂溢出夾爪面或卡盤(pán)內(nèi)孔處(內(nèi)孔保護(hù)套與連結(jié)螺帽處)，但如果卡盤(pán)高旋轉(zhuǎn)或大量水性切削油于加工使用時(shí)，需要更多潤(rùn)滑，須依照

53、不同情況來(lái)決定。（3）作業(yè)終了時(shí)務(wù)必以風(fēng)槍或類似工具來(lái)清潔卡盤(pán)本體及滑道面。 （4）至少每6個(gè)月拆下卡盤(pán)分解清洗，保持夾爪滑動(dòng)面干凈并給予潤(rùn)滑，使卡盤(pán)壽命增長(zhǎng)。但如果切削鑄鐵每2個(gè)月至少一次或多次來(lái)澈底清潔，檢查各部零件有無(wú)破裂及磨損之情形，嚴(yán)重者立刻更換新品。檢查完畢后，要充份給油，才能組立。 （5）針對(duì)不同工件，必須使用不同夾持方式或選擇制作特殊夾具。三爪卡盤(pán)只泛用型一種挾治具，勉強(qiáng)使用它去夾不規(guī)則或奇怪工件，會(huì)造成卡盤(pán)損壞!若卡盤(pán)壓力不正常，會(huì)使卡盤(pán)處于高壓力下，或機(jī)臺(tái)關(guān)機(jī)后卡盤(pán)還將工件夾住，這都會(huì)降低卡盤(pán)壽命!所以當(dāng)你發(fā)現(xiàn)卡盤(pán)間隙過(guò)大時(shí)，必須立即更換新卡盤(pán)。（6）使用具有防銹效果切削油，可以預(yù)防卡盤(pán)內(nèi)部生銹，因?yàn)榭ūP(pán)生銹會(huì)降低夾持力，而無(wú)法將工件夾緊 。3.2 頂尖尾座的設(shè)計(jì)尾座是夾具的重要組成部份，在堆焊中，利用尾座來(lái)完成頂緊工件。尾座：它用于安裝后頂尖，以支持較長(zhǎng)工件進(jìn)行加工。尾座的結(jié)構(gòu)由下列部分組成。 滑塊 其左端有錐孔，用以安裝頂尖。套筒在尾座體內(nèi)的軸向位置可用手輪調(diào)節(jié)，并可用蓋形螺母固定。將套筒退至極右位置時(shí)，即可卸出頂尖?；?它與底座相連，當(dāng)松開(kāi)固定螺