羅拉的設(shè)計(jì)工藝總結(jié)

1、1.羅拉的零件外形，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及加工工藝 羅拉是紡織機(jī)械中起喂給、牽伸、輸出等作用的圓柱形回轉(zhuǎn)零件，是英語(yǔ)詞“roller”的音譯，有輥和軸的含義。廣泛用于牽伸、梳理、輸送等機(jī)構(gòu)。按所起的作用分為牽伸羅拉、喂給羅拉、緊壓羅拉、工作羅拉等。牽伸羅拉是紡紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的主要零件，由上羅拉和下羅拉成對(duì)組成羅拉拑口，握持紗條進(jìn)行牽伸。羅拉的質(zhì)量影響輸出紗條的均勻度。在不加說(shuō)明時(shí)，通常提到的羅拉即指牽伸下羅拉，它是外圓有溝槽、滾花、或光滑表面的鋼制細(xì)長(zhǎng)軸,常沿紡紗機(jī)的全長(zhǎng)將若干根單節(jié)聯(lián)接成整列，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)積極傳動(dòng)。 它的主要技術(shù)特征是：直徑應(yīng)與所紡纖維的長(zhǎng)度、上羅拉加壓、羅拉的軸承距相適應(yīng)，有足夠的抗彎和

2、抗扭剛度。具有正確的溝槽齒形和符合規(guī)定的表面光潔度，能有效握持纖維又不致?lián)p傷或鉤住纖維。具有較高的制造精度，有互換性，以保證紡紗質(zhì)量，減少因羅拉偏心，彎曲等機(jī)械因素造成紗條不勻。表面耐磨而中心堅(jiān)韌，常用 20 號(hào)鋼滲碳淬硬或 45 號(hào)鋼淬硬，也有用鉻鉬鋼制造的，有時(shí)還要進(jìn)行耐腐蝕、防銹等表面處理。 溝槽羅拉的斷面規(guī)定為具有梯形溝槽的齒輪形狀。斷面參數(shù)包括溝槽角 、溝槽深 h、節(jié)距 t、齒頂寬 b 以及羅拉外徑和齒數(shù)。齒頂寬是與上羅拉接觸的部位，齒頂太窄容易損傷上羅拉和纖維，齒頂太寬則握持力降低。滾花羅拉又稱皮圈羅拉，斷面是等分的夾角齒輪形狀，圓柱表面是均勻分布的菱形凸塊，要求能避免皮圈打滑，但

3、又不損傷皮圈。 按裝配機(jī)臺(tái)溝槽羅拉又分并條、粗紗、細(xì)紗三大類。并條羅拉的齒頂寬、溝槽底寬、節(jié)距、溝槽角均比粗紗、細(xì)紗羅拉為大，細(xì)紗羅拉的齒形相對(duì)較細(xì)較密。溝槽羅拉軸向的齒形方向有直齒、斜齒、人字齒三種。斜齒羅拉和上羅拉的接觸點(diǎn)分布均勻，使上羅拉回轉(zhuǎn)平穩(wěn)。人字齒羅拉相鄰溝槽的齒形方向相反、角度相等，有利于上下羅拉的平行。 除并條羅拉以外，粗紗和細(xì)紗羅拉都是以 4 錠、6 錠、或 8 錠為一節(jié),再逐節(jié)聯(lián)接。羅拉接頭方式有螺紋聯(lián)接、雙頭螺栓聯(lián)接、多槽鍵聯(lián)接以及早期的方榫聯(lián)接等。螺紋旋向有左旋和右旋。聯(lián)接方式的選擇應(yīng)考慮羅拉正常旋轉(zhuǎn)時(shí)螺旋愈旋愈緊的原則。 羅拉軸承可以分滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩類?；瑒?dòng)軸承

4、又分可脫卸的軸瓦式和固定鑲嵌的軸襯式。材料有鑄青銅、鐵基或銅基含油襯、尼龍或酚醛層壓板等。 紡紗機(jī)械上所用的上羅拉，大多是表面包覆彈性物的，俗稱皮輥。也有表面光滑的，稱鐵輥或輕質(zhì)輥，個(gè)別機(jī)器也采用溝槽羅拉。皮輥的表面包覆丁腈橡膠的稱為丁腈皮輥。上羅拉通常都由下羅拉摩擦傳動(dòng)，少數(shù)也有用齒輪傳動(dòng)的。喂入牽伸機(jī)構(gòu)的紗條具有一定的厚度，為了能均勻地握持纖維，又不損傷纖維，上羅拉需包覆富有彈性的材料。這種彈性包覆物統(tǒng)稱為皮殼（或膠管）。皮殼在壓力的作用下產(chǎn)生壓縮性變形，使皮輥與羅拉的實(shí)際握持拑口不是一條線,而是一個(gè)面,形成控制纖維運(yùn)動(dòng)的摩擦力場(chǎng)。皮輥由皮輥芯、皮輥鐵（鋼）殼，軸承和皮殼組成。棉紡并條機(jī)等

5、設(shè)備上用的皮輥,用膠管套在皮輥芯上,也有的將丁腈橡膠直接澆注在皮輥芯上，支承在兩端軸承處。棉、毛等紡紗機(jī)上用的皮輥每?jī)慑V成一套，皮殼套在兩邊的皮輥鐵殼上，支承在皮輥芯的中間。為增強(qiáng)鐵殼與皮殼之間的結(jié)合力，鐵殼表面有溝槽。皮輥用的軸承有滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種。皮輥的規(guī)格、種類很多，直徑精度和表面光潔度要求較高，表面須經(jīng)磨削加工。丁腈皮殼具有硬度和厚度均勻、無(wú)接頭、富有彈性、在重加壓下不易產(chǎn)生永久壓縮變形、耐磨、價(jià)格便宜以及可以用不同的配方獲得不同的性能，來(lái)適應(yīng)各種工藝需要等優(yōu)點(diǎn)，20 世紀(jì) 50 年代以來(lái)已代替了用天然皮革和軟木等做的皮殼。膠管用套或膠粘的辦法裝配在鐵殼上。用機(jī)械或氣壓使膠殼內(nèi)徑

6、脹大后套在鐵殼上的，稱為套皮輥。用膠粘劑把膠管和鐵殼膠牢，可以避免在重加壓下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)膠管從鐵殼上滑脫下來(lái)。也可以把丁腈橡膠直接梳化在薄壁合金管上，再壓配在鐵殼上做成丁腈皮輥，裝配方便，能承受重加壓，使用壽命較長(zhǎng)。皮輥的表面處理很重要，目的在于獲得需要的摩擦系數(shù)值。摩擦系統(tǒng)太小，握持力不足，牽伸過(guò)程不能正常進(jìn)行；摩擦系數(shù)太大，纖維或整根須條容易繞到皮輥上，造成斷頭或紗疵。須條繞在皮輥上的現(xiàn)象稱為繞皮輥。皮輥的表面處理方法有酸處理和涂料兩類。使用滲透性的合成涂料，既能充分發(fā)揮橡膠彈性，又能防止繞皮輥，耐久性也好。皮輥與纖維摩擦產(chǎn)生靜電，也是繞皮輥的原因。在膠管配方中加入高分子電解質(zhì)或抗靜電劑和使用合

7、適的表面涂料可防止靜電的積聚。皮輥使用日久后，產(chǎn)生中凹、偏心、大小頭、同一套上兩只皮輥直徑不一致、表面微細(xì)龜裂、表面處理層剝落或失效等，都需要進(jìn)行回磨，經(jīng)表面重新處理后方可再用。盡管有各種不同的羅拉輥類零件，但是他們的加工工藝及其工裝設(shè)計(jì)是有共同點(diǎn)的，他們都屬于軸類零件的加工。從加工工藝上分析，軸加工精度的保證主要是靠技術(shù)員的工藝制定，機(jī)床的自身精度，以及各種加工刀具的精度等。傳統(tǒng)的車床車削是依靠人工進(jìn)行的，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下，而且要求操作人員有教高的技能，操作人員稍有失誤，就會(huì)對(duì)刀具及其零件造成破壞。多數(shù)情況下依靠手工車床車出來(lái)的羅拉精度并不能得到保證。目前，國(guó)內(nèi)各種機(jī)械產(chǎn)品展覽會(huì)上已經(jīng)

8、展出了各種型號(hào)的羅拉產(chǎn)品。在畢業(yè)實(shí)習(xí)以及多次工廠的參觀過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)在鄭紡機(jī)中都是中有和我課題一樣的羅拉加工車床。雖然是人工造作而不是數(shù)控車床。在加工精度比較高的地方，需要操作工人有較高的技術(shù)及其經(jīng)驗(yàn)，這樣就對(duì)操作工人有較高的技術(shù)要求。目前國(guó)內(nèi)對(duì)羅拉的需求還是非常大的，競(jìng)爭(zhēng)也非常激烈。企業(yè)如何在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中生存，很大程度取決于企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。從羅拉加工過(guò)程來(lái)看，加工工藝及其工裝設(shè)計(jì)的好壞起著決定性的作用。因此我們一定要在羅拉的加工工藝及其工裝設(shè)計(jì)上進(jìn)行深入的研究。下圖就是羅拉的零件圖：2.羅拉零件的加工工藝由以上分析可知，羅拉這種零件并不是一種單純的軸類零件，它需要經(jīng)過(guò)軸類零件的加工過(guò)程后，繼

9、續(xù)對(duì)軸進(jìn)行包覆，焊接等等的加工過(guò)程，最后才能成為羅拉零件。因此，必須要先對(duì)軸類零件進(jìn)行機(jī)械加工工藝分析：機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。制訂工藝規(guī)程的步驟1) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。2) 選擇毛坯。3) 擬訂工藝路線。4) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。5) 確定各工序所用的設(shè)

10、備及刀具、夾具、量具和輔助工具。6) 確定切削用量及工時(shí)定額。7) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。8) 填寫工藝文件。在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等

11、。它們?cè)跈C(jī)器中用來(lái)支承齒輪、帶輪等傳動(dòng)零件，以傳遞轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)。羅拉零件就可以定位為軸類零件中的階梯軸，它是由階梯軸頭和鋼管以及包復(fù)扳三部分零件組裝在一起的，其中的軸頭就是典型的階梯軸。2.1 下面對(duì)軸頭進(jìn)行加工過(guò)程的工藝分析2.1.1 軸類零件的毛坯軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對(duì)于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。該羅拉零件的材料為 4

12、5 鋼，故選 45 鋼就可滿足其要求。根據(jù)其尺寸，可選擇毛坯為 Ø120×150 的 45 號(hào)圓鋼。2.1.2 確定主要表面的加工方法羅拉零件的軸頭大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成型。由于該零件的軸頭公差等級(jí)與表面粗糙度由車削就可以達(dá)到精度要求，因此用車削就能夠完成加工過(guò)程。外圓表面加工方案為：粗車半精車精車。2.1.3 確定定位基準(zhǔn)合理的選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。對(duì)于羅拉軸頭的加工應(yīng)選擇兩端的中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車

13、端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車出一段外圓，然后以已車過(guò)的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾，車另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。2.1.4 熱處理工序安排軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對(duì)于羅拉零件的軸頭，要求是調(diào)質(zhì)處理，并安排在粗車個(gè)外圓以后，半精車各外圓之前。總上所述，羅拉軸頭工藝路線如下：下料車兩端面，鉆中心孔粗車各外圓調(diào)質(zhì)半精車各外圓，倒角鉆孔銑鍵槽精車去毛刺校驗(yàn)入庫(kù)。通過(guò)上面的工藝路線的確定，確定出了如下的軸頭一的加工工藝過(guò)程：機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片材料牌 號(hào) 

14、;工序號(hào)工名序稱毛坯種類 CA6140  零件型號(hào) 圖號(hào)車床產(chǎn)品名稱零件名稱Ø120×150 工每毛坯件數(shù) 藝裝產(chǎn)品軸頭 1  共 頁(yè)第 1  頁(yè)1 備每臺(tái)件 數(shù) 工45 鋼工歩名稱內(nèi)圓鋼毛坯外形尺寸 1 時(shí)工容序設(shè)備夾具刀具量具準(zhǔn)終單件 1  下料 2  車削 1 Ø120mm×150mm 三爪自定心卡盤夾持工件 車床 三爪毛坯外圓一端卡盤 車端面見平 CA61&#

15、160; 40  YT5 90°偏刀2 3 鉆中心孔粗 車 外 圓 保 證 尺 寸 Ø115mm 三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端 車 端 面 見 平 保 證 總 長(zhǎng) 145mm 鉆中心孔粗 車 外 圓 保 證 尺 寸 Ø113mm 三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端 用尾座頂尖頂住中心孔 粗車臺(tái)階面外圓保證尺寸 Ø46mm，長(zhǎng) 74mm 粗車臺(tái)階面外圓保證尺寸 Ø36mm，長(zhǎng) 2

16、3mm 調(diào)質(zhì)處理 220240HBS 三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 Ø46mm 一端 用尾座頂尖頂住中心孔 半 精 車  Ø113mm  外 圓 至 Ø112.5mm 倒外角 1×45°三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 Ø112.5mm 一端 用尾座頂尖頂住中心孔 半精車  Ø46mm  臺(tái)階面至 Ø45.5mm 半精車  Ø36

17、mm  臺(tái)階面至 Ø35.5mm 倒外角 1.5×45°4 車 1 削 2 3 中心鉆 Ø2mm  YT5  45° 游標(biāo)卡外圓車 尺  刀3 4 車 1 削  2 3  YT5  90° 偏刀 中心鉆 Ø2mm  YT5  45°外圓車 刀 4  YT5 4

18、5°外圓車 刀 4  熱5  處 理 車6 1  削  2 3 4 7 車 1 削 2 3 4 5 倒角刀  YT5 45°外圓車刀 倒角刀6 8 車 1 削  2 3 9 車 1 削  2 3 4  去1  毛0  刺  檢1 

19、 驗(yàn)1  入 庫(kù)車 Ø33mm 長(zhǎng)為 1.7mm 的環(huán)槽，距軸端 3.3mm 三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 Ø45.5mm 一端 用尾座頂尖頂住中心孔 精車 Ø112.5mm 至 Ø112mm 三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 Ø112mm 一端 用尾座頂尖頂住中心孔 精 車  Ø45.5mm  臺(tái) 階 面 至 Ø45mm 精 車  Ø35.5mm  臺(tái) 階

20、面 至 Ø35mm 切槽刀  YT5 45°外圓車刀  YT5 45°外圓車刀 設(shè)計(jì)校對(duì)審核 標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)簽（日 期）（日期） （日期） （日期） （日期）更改文件號(hào)更改文件號(hào)標(biāo)處記數(shù)簽日 標(biāo)處記數(shù)簽日字期字期軸頭二的加工工藝卡如下：機(jī)械加工工藝 CA6140  零件型號(hào) 圖號(hào)車床產(chǎn)品過(guò)程卡片材料牌 號(hào) 工序號(hào)工名序稱產(chǎn)品名稱毛坯外形尺寸 Ø120×280 工零件名稱每毛坯件數(shù) 藝裝軸頭 2  共 頁(yè)第 1&#

21、160; 頁(yè)1 備每臺(tái)件 數(shù) 工45 鋼工歩名稱內(nèi)毛坯種類圓鋼1 時(shí)工容序設(shè)備夾具刀具量具準(zhǔn)終單件 1  下料 2  車削 1 Ø120mm×290mm 三爪自定心卡盤夾持工件 車床 三爪毛坯外圓一端卡盤 車端面見平 鉆中心孔粗 車 外 圓 保 證 尺 寸 Ø115mm 三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端 車 端 面 見 平 保 證 總 長(zhǎng) 270mm 鉆中心孔粗 車 外 圓 保 證 尺 寸&#

22、160;Ø113mm 三爪自定心卡盤夾持工件毛坯外圓另一端 用尾座頂尖頂住中心孔 粗車臺(tái)階面外圓保證尺寸 Ø46mm，長(zhǎng) 190mm 粗車臺(tái)階面外圓保證尺寸 Ø36mm，長(zhǎng) 139mm 粗車臺(tái)階面外圓保證尺寸 Ø31mm，長(zhǎng) 98mm YT5 45°外圓車 刀  YT5  90° 偏刀 中心鉆 Ø2mm  YT5  45°外圓車 刀 CA61  4

23、0  YT5  90° 偏刀 中心鉆 Ø2mm  YT5  45° 游標(biāo)卡外圓車 尺  刀2 3 4 車 1 削 2 3 3 4 車 1 削  2 3 4 4 5  熱5  處 理 車6 1  削  2 3 4 7 車 1 削 2 

24、;調(diào)質(zhì)處理 220240HBS 三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 Ø46mm 一端 用尾座頂尖頂住中心孔 半 精 車  Ø113mm  外 圓 至 Ø112.5mm 倒外角 1×45°三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 Ø112.5mm 一端 倒角刀  YT5 45°外圓車刀  用尾座頂尖頂住中心孔  半精車  Ø46mm  臺(tái)階面至  3

25、60; Ø45.5mm  半精車  Ø36mm  臺(tái)階面至  4  Ø35.5mm  半精車  Ø31mm  臺(tái)階面至  5  Ø30.5mm  用 Ø6mm 鉆頭在 Ø30.5mm Ø6mm  6  臺(tái)階面鉆 135 深的孔 鉆頭  用 Ø10mm 鉆頭在 Ø30.5mm Ø10m

26、60; 7  臺(tái)階面鉆 14 深的孔 m 鉆頭  用絲錐在 Ø10mm 的孔中攻Ø10m  8  絲 m 絲錐  在  Ø30.5mm 的臺(tái)階面倒外 9 倒角刀  角 1×45° 在  Ø35.5mm 的臺(tái)階面倒外 10  角 1.5×45°  車 Ø28mm 長(zhǎng)為 1.3mm 的環(huán) 11 切槽刀  槽，距軸端 2.7mm  鉆

27、用虎鉗夾住  Ø35.5mm 臺(tái)階8 1 鉆床 虎鉗  孔 面 用 Ø6mm 的鉆頭鉆 17.5mm  Ø6mm  2  深 的 孔 ， 距 軸 頭 端 面 為  鉆頭  118mm  銑 用 V 形虎鉗裝夾 Ø30.5mm  立式 V 形虎9  鍵 1 銑刀  臺(tái)階面銑床  鉗 槽  銑鍵槽  10mm×90mm，鍵 2

28、60; 槽一端距軸頭 5mm  車三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 8 1  削 Ø45.5mm 一端  2  用尾座頂尖頂住中心孔3 9 車 1 削  2 3 4 5  去1  毛0  刺  檢1  驗(yàn)1  入 庫(kù)精車 Ø112.5mm 至 Ø112mm 三 爪 自 定 心 卡 盤 夾 持 Ø112mm 一端 用尾座頂尖頂住

29、中心孔 精 車  Ø45.5mm  臺(tái) 階 面 至 Ø45mm 精 車  Ø35.5mm  臺(tái) 階 面 至 Ø35mm 精 車  Ø30.5mm  臺(tái) 階 面 至 Ø30mm  YT5 45°外圓車刀  YT5 45°外圓車刀 設(shè)計(jì)校對(duì)審核 標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)簽（日 期）（日期） （日期） （日期） （日期）更改文件號(hào)更改文件號(hào)標(biāo)處記數(shù)簽日 標(biāo)處記數(shù)簽日字期

30、字期羅拉零件中的兩個(gè)軸頭已經(jīng)加工完成了，下面就是將軸頭、無(wú)縫鋼管和包覆鋼管三者通過(guò)紅套的方法結(jié)合到一起，所謂紅套，就是將套筒加熱，然后再將需要裝入的零件裝入套筒中，冷卻后套筒就會(huì)收縮與軸頭緊固。要將軸頭，無(wú)縫鋼管和包覆鋼管三者相結(jié)合，有兩種方案，方案一，就是先將軸頭與無(wú)縫鋼管通過(guò)紅套的方法相結(jié)合，然后再將這兩者的結(jié)合體通過(guò)紅套的方法與包覆鋼管再結(jié)合。而方法二就是先將無(wú)縫鋼管和包覆鋼管通過(guò)紅套的方法想結(jié)合，然后再將軸頭通過(guò)紅套的方法與他們相結(jié)合。方案二中的第二個(gè)過(guò)程比較困難，要加熱的零件比較厚，溫度要求也比較難以把握，相比之下，還是第一種方案比較合理，所以決定采用方案一。通過(guò)方案一在保證尺寸要求

31、的情況下，再用焊接的方法將三者焊接到一起，這樣才可以保證整個(gè)零件的整體性。而這個(gè)零件也是羅拉齒形加工的毛坯零件。下一步還要對(duì)其進(jìn)行齒形加工。2.1.5 下面是對(duì)羅拉齒形加工的工藝分析要加工羅拉的槽，可以有滾齒、插齒、磨齒、剃齒和刨齒多中加工方案。在眾多的加工方案中，分別對(duì)銑加工和刨加工進(jìn)行工藝試驗(yàn)。從理論上來(lái)說(shuō)，銑加工刀具剛性好，加工質(zhì)量比較穩(wěn)定，粗糙度低，不易形成毛刺，但加工效率低，刨加工加工效率高，刀具剛性差，進(jìn)刀量不穩(wěn)定容易扎刀、毛刺。但通過(guò)多次的工藝試驗(yàn)，比較兩種加工方法的加工參數(shù)及加工后的表面質(zhì)量，表明對(duì)此種零件，銑加工不但加工效率低，而且容易在齒頂形成積屑瘤。影響加工質(zhì)量。而刨加工

32、加工質(zhì)量反而比銑加工的好，加工面幾乎沒(méi)有毛刺，加工效率也比銑槽高。通過(guò)以上的分析，羅拉的齒形加工就選用刨加工。選定了刨加工，接下來(lái)就要選擇加工的刀具?？紤]到羅拉齒形的分布較密，齒形槽較薄，齒形強(qiáng)度比較的差，而且還容易變形，我們可以使用組合刀具對(duì)其進(jìn)行刨槽加工，盡可能的減少工件發(fā)熱，提高加工效率。其組合刀具結(jié)構(gòu)如下圖所示：直槽刨刀結(jié)構(gòu)，它能有效的減小成形刨刀的加工量，最大限度的減小熱量的產(chǎn)生。下圖所示的就是直槽刨刀：成形刨刀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)前面刨直槽刀的加工，成形刨刀的加工余量已經(jīng)很小，它主要是切削斜面部分是槽成形，直接影響著槽的成形尺寸及表面質(zhì)量。下圖是成形刨刀的結(jié)構(gòu)：刀具也定了下來(lái)，接下來(lái)就是在刨

33、床上的夾具的設(shè)計(jì)了。2.2 夾具的設(shè)計(jì)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要的任務(wù)之一就是羅拉齒形加工的夾具的設(shè)計(jì)，而要設(shè)計(jì)工裝夾具，就要知道夾具設(shè)計(jì)的基本要求：1.工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度2.夾緊的可靠性 3.焊接操作的靈活性 4.便于焊件的裝卸 5.良好的工藝性 工裝夾具設(shè)計(jì)的基本方法與步驟： 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 夾具設(shè)計(jì)的原始資料包括以下內(nèi)容： 夾具設(shè)計(jì)任務(wù)單 工件圖樣及技術(shù)條件 工件的裝配工藝規(guī)程夾具設(shè)計(jì)的技術(shù)條件夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化資料，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，工廠標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格化結(jié)構(gòu)圖冊(cè)等。設(shè)計(jì)的步驟：確定夾具結(jié)構(gòu)方案繪制夾具工作總圖繪制裝配焊接夾具零件圖階段編寫裝配焊接夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書工裝夾具制造的精度要求第

34、一類是直接與工件接觸，并嚴(yán)格確定工件的位置和形狀的，主要包括接頭的定位件，V 形塊，定位銷等定位元件。第二類是各種導(dǎo)向件，此類元件雖不與定位工件直接接觸，但它確定第一類元件的位置。第三類屬于夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件相互配合的夾具元件，如夾緊裝置各組成零件之間的配合尺寸公差。第四類是不影響工件位置，也不與其他元件相配合，如夾具的主體骨架等。夾具結(jié)構(gòu)工藝性整體夾具結(jié)構(gòu)的組成，應(yīng)盡量采用各種標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，制造專用件的比例應(yīng)盡量減少，減少制造勞動(dòng)量和降低費(fèi)用。各種專用零件和部件結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)容易制造和測(cè)量，裝配和調(diào)試方便。便于夾具的維護(hù)和修理。裝配基準(zhǔn)應(yīng)該是夾具上衣服獨(dú)立的基準(zhǔn)表面或線，其他元件的位置只對(duì)此表面

35、或線進(jìn)行調(diào)整和修理。轉(zhuǎn)配基準(zhǔn)一經(jīng)加工完畢，其位置和尺寸就不應(yīng)該再變動(dòng)。因此那些在裝配過(guò)程中自身的位置和尺寸尚須調(diào)整或修配的表面或線不能作為裝配基準(zhǔn)。進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到維修的方便的問(wèn)題。根據(jù)以上所規(guī)定的夾具設(shè)計(jì)的要求，再結(jié)合需要加工的羅拉齒形的零件的特點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了如下圖的專用夾具：這是主視圖這是左視圖。如圖所示，此專用夾具包括夾具體主支撐的的設(shè)計(jì)，分度裝置的設(shè)計(jì)，壓緊裝置的設(shè)計(jì)以及輔助支撐的設(shè)計(jì)。2.2.1 夾具主支撐的設(shè)計(jì)過(guò)程首先分析夾具體主支撐的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，主支撐如下圖所示：這是夾具主支撐的正視圖。這是俯視圖。這是左視圖。主支撐件的主要作用除了要支撐羅拉零件，還要將分將分度裝置和壓緊裝置

36、裝在上面，這樣的話就要出來(lái)對(duì)羅拉零件進(jìn)行裝夾定位，還要對(duì)分度裝置和壓緊裝置進(jìn)行定位，所以說(shuō)主支撐件是夾具體的主要部分。對(duì)羅拉零件的定位主要是依靠夾具上邊的兩個(gè)圓弧形定位座，將羅拉零件放在上邊，然后將零件上的臺(tái)階面對(duì)準(zhǔn)圓弧形定位座的一邊，這樣的話就可以保證零件的定位。至于對(duì)分度裝置的定位，就放在圓弧形定位座的下邊，在每個(gè)圓弧形定位座的下邊都加工出來(lái)兩個(gè)銷孔和兩個(gè)螺紋孔，然后用銷釘和螺釘來(lái)定位和裝夾銷座，而在銷座的中間則加工有一個(gè)臺(tái)階孔，可以用來(lái)放彈簧和分度銷，使其起到分度作用，這些在下面的分度裝置中還要詳細(xì)的加以說(shuō)明。這就是銷座。對(duì)壓緊裝置的定位，就要靠在夾具體底板上加工的八個(gè)螺紋孔了，這八個(gè)螺

37、紋孔可以安裝兩個(gè)液壓缸，而液壓缸通過(guò)鉸鏈塊和圓弧形壓板相連接，通過(guò)圓弧形壓板在把羅拉零件壓緊在夾具體上，這就涉及了夾具的壓緊裝置了，這部分的設(shè)計(jì)過(guò)程將會(huì)在下邊做出詳細(xì)的說(shuō)明。還有就是夾具體本身的定位和夾緊裝置了。由于夾具體對(duì)羅拉零件的支撐點(diǎn)是零件兩端的軸頭部分，所以說(shuō)需要兩個(gè)主支撐件，而兩個(gè)主支撐件如果彼此之間沒(méi)有任何聯(lián)系，而是就這樣放在機(jī)床上，那樣的話就會(huì)顯得整套夾具的整體性和工藝性不夠完善，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，我還為夾具體設(shè)計(jì)了一個(gè)底板，這樣的話就可以把主夾具體定位以及夾緊在夾具體底板上了。這就是夾具體底板。在底板上面加工的有螺孔，T 形槽和 U 形槽，分別可以用來(lái)固定液壓缸，定位鍵，夾具體

38、。而夾具體底板本身就可以通過(guò) T 形槽螺栓的加緊作用和定位鍵的定位作用安裝在機(jī)床上面了。這就是 T 形槽螺栓。這就是定位鍵。羅拉零件的主支撐夾具就得設(shè)計(jì)就到這里了。2.2.2 輔助支撐的設(shè)計(jì)由于羅拉零件的長(zhǎng)度比較大，而且重量比較大，所以單靠?jī)蓚€(gè)主支撐件，不足以對(duì)整個(gè)羅拉零件起到支撐的作用，所以我還設(shè)計(jì)了一個(gè)輔助支撐。這個(gè)輔助支撐可以放在羅拉零件中部的下邊，直接放在夾具底座上邊，起到支撐作用。這個(gè)就是輔助支撐。這個(gè)支撐零件主要由手旋頂桿，螺套和底板三部分組成，螺套中間是一個(gè)臺(tái)階孔，在臺(tái)階孔上邊加工的有內(nèi)螺紋，而在手旋頂桿上加工有外螺紋，它們通過(guò)螺紋連接在一起，而螺套和底板通過(guò)焊接結(jié)合在一起，支撐

39、部分的高度則通過(guò)螺紋來(lái)調(diào)節(jié)，這樣就可以適應(yīng)多種不同的羅拉零件。這就是螺套。這就是底板。這就是手旋頂桿。2.2.3 分度裝置的設(shè)計(jì)由于這是要用在羅拉零件的齒形加工機(jī)床上的，所以?shī)A具的主要作用就是在加工齒形時(shí)對(duì)零件起到分度加工齒形的作用。為了達(dá)到這個(gè)目的，我通過(guò)到工廠的實(shí)習(xí)和自己查資料，設(shè)計(jì)出了如下的分度輪。分度輪上的齒數(shù)和羅拉零件上需要加工的齒數(shù)是相同的，這樣的話把羅拉零件和分度輪通過(guò)頂絲和開口套結(jié)合在一起，然后通過(guò)分度輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以對(duì)羅拉零件進(jìn)行分度。那當(dāng)分度輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如何對(duì)其進(jìn)行定位呢？我又設(shè)計(jì)出了分度銷，對(duì)其進(jìn)行分度的定位，加工完一個(gè)齒，就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒位的分度，然后再通過(guò)分度銷對(duì)其進(jìn)行定位

40、，而分度銷的加緊和松開就要靠手柄的作用了，手柄和分度銷通過(guò)彈簧連接在一起，就可以起到對(duì)分度銷的加緊和松開作用了。然后再通過(guò)頂絲將羅拉零件固定到分度輪上，這樣的話，就可以對(duì)羅拉零件進(jìn)行下一個(gè)齒形的加工了。這就是羅拉零件的分度裝置的設(shè)計(jì)思路。這就是頂絲。這是開口套。這就是分度銷。這是手柄。這是彈簧。2.2.4 壓緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)夾具來(lái)說(shuō)，加緊裝置是最重要的部分了，而壓緊裝置，有兩個(gè)選擇，第一個(gè)是 V 形塊壓板，第二個(gè)是圓弧形壓板，我采用的是第二種選擇，原因有兩點(diǎn)，第一 V 形壓塊對(duì)羅拉這種軸類零件能夠進(jìn)行很好的定位，但是作為一種壓緊裝置，是要對(duì)羅拉零件有壓力的，但是 V 形塊對(duì)軸類零件的接觸是線接觸

41、，這樣的話等壓緊裝置加力，V 形塊就會(huì)對(duì)羅拉零件有壓力，而線接觸就會(huì)對(duì)零件表面的粗糙度有所破壞，反而達(dá)不到零件的粗糙度的要求。圓弧形壓板就不會(huì)有這種缺點(diǎn)，圓弧形壓板和羅拉零件是面接觸，在壓板和羅拉零件之間墊有一個(gè)銅瓦，銅瓦的作用就是保護(hù)羅拉零件的表面粗糙度，不至于讓圓弧形壓塊壓緊羅拉零件時(shí)對(duì)零件的表面粗糙度造成傷害。第二個(gè)原因就是 V 形塊的尺寸比較小，而我設(shè)計(jì)的夾具寬度比較寬，用 V 形塊的話，就不容易設(shè)置夾緊力的機(jī)構(gòu)，而圓弧形壓板就不會(huì)又這個(gè)缺點(diǎn)，它的寬度可以比主夾具體的寬度還要寬，所以更容易在夾具體底板上設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，也就是液壓缸。將液壓缸通過(guò)螺釘固定在夾具體底板上，然后通過(guò)鉸鏈軸和鉸鏈

42、軸塊把液壓缸和圓弧形壓板連接在一起。當(dāng)液壓開關(guān)處于關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)，液壓桿是伸出狀態(tài)，這時(shí)圓弧形壓板被頂開，這時(shí)就可以把羅拉零件放進(jìn)主夾具體上，進(jìn)行定位，然后打開液壓缸開關(guān)，液壓桿就會(huì)壓下來(lái)，通過(guò)圓弧形壓板壓緊羅拉零件。這就是壓緊裝置的主要原理了。而液壓缸的改如何選擇呢？首先要確定刨齒的切削力的大小，這是根據(jù)刨床的加工功率和需要加工的羅拉零件的材料來(lái)確定的，然后根據(jù)切削力的大小來(lái)確定夾具夾緊力的大小，最后在根據(jù)夾緊力的大小來(lái)選擇合適的液壓缸。具體的切削力計(jì)算公式如下; Fz = 9.8  FZ a pC公式中 X FZfy  Z F vn

43、 K F Z CF Z  = 300 a p X F Z = 1.0 fy F Z = 0.75 vn  = 40 K F Z  = 1.01  最后算出切削力為 7200N。然后再估算出夾具夾緊力為 8000N. 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 液壓傳動(dòng)，選取液壓缸的型號(hào)為 WYX01 70L礦物油 FZ40，拉力可達(dá)到 8.02KN。這就是鉸鏈軸。這是鉸鏈軸塊。這是壓板。這是液壓

44、缸體。至此，加緊裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程就算是結(jié)束了。3.數(shù)控加工程序需要加工的零件是輔助支撐的底座。零件的毛坯是 240*240*20 的鑄鐵塊。首先，要先把毛坯放到鉆床上，在零件的中心鉆出直徑是 40 的孔，然后通過(guò)擴(kuò)孔刀擴(kuò)出直徑是 70 的臺(tái)階孔，最后在上數(shù)控機(jī)床加工它的外圓弧面。圖中的兩條綠色直線為坐標(biāo)軸，數(shù)控加工程序如下：N01 G92 X20 Y0 Z50N02 G00 Z-22 S800 M03N03 G91 G01 G41 D01 X92 Y57 F100 M08N04 Y16N05 G03 X0 Y28 I0 J14N06 G01 X-16N07 Y7N08 X48.18 Y30N09

45、 G02 X63.22 Y0 I31.61 J50.88N10 G01 X48.18 Y-30N11 Y-7N12 X-16N13 G03 X0 Y-28 I0 J-14N14 G01 X16N15 Y-7N16 X-48.18 Y-30N17 G02 X-63.22 Y0 I-31.61 J50.88N18 G01 X-48.18 Y30N19 X-10N20 Z50 M09N21 M02數(shù)控加工程序完成。4.夾具的經(jīng)濟(jì)性分析一切生產(chǎn)工作都要考慮經(jīng)濟(jì)效益，機(jī)械加工也不例外，各種加工方法能達(dá)到的精度是不相同的。即使是同一種方法加工，隨著加工條件的改變，能達(dá)到的精度也不一致。在選擇加工方法時(shí)，應(yīng)

46、針對(duì)零件的要求和加工條件等特點(diǎn)分析。所選方法能達(dá)到的加工精度如高于零件的要求太多，雖然質(zhì)量上得到可靠保證，但生產(chǎn)率降低，成本增加，經(jīng)濟(jì)性方面不合理，這種加工方案也不宜采用。這里所指的成本是工藝成本，工藝成本是生產(chǎn)成本與工藝過(guò)程有關(guān)的那一部分，即包括材料或毛坯、機(jī)床設(shè)備折舊、刀具、夾具、動(dòng)力、維修等費(fèi)用及機(jī)床操作工人工資。按照統(tǒng)計(jì)，各種加工方法的加工誤差或精度和成本之間呈負(fù)指數(shù)函數(shù)關(guān)系。以上所分析的加工精度是對(duì)某一種加工方案而言，為達(dá)到某加工表面的精度要求，往往有幾種方案可供選擇，應(yīng)選擇其中最經(jīng)濟(jì)的一種。同時(shí)對(duì)于一種加工方法能夠達(dá)到的精度而言，只有一定范圍內(nèi)的精度才是經(jīng)濟(jì)的。在此課題的設(shè)計(jì)中，選

47、擇對(duì)應(yīng)的加工精度，做到滿足實(shí)際需要的要求。夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確加工位置的工藝裝備。夾具的設(shè)計(jì)包括定位和夾緊兩大部分，對(duì)于定位方案的設(shè)計(jì)，我充分考慮了定位基準(zhǔn)選擇的原則，并采用是標(biāo)準(zhǔn)件的定位元件，個(gè)別夾具的零件的材料選擇為 45 鋼，并力爭(zhēng)易于制造，本設(shè)計(jì)中，以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，減少了定位誤差，保證工件的加工質(zhì)量，降低廢品率，以此減少了企業(yè)生產(chǎn)的成本。對(duì)于夾緊方案的設(shè)計(jì)，考慮夾緊力方向和作用點(diǎn)的選取原則，做到合理有效，使夾具的結(jié)構(gòu)不至于太復(fù)雜，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修，減低企業(yè)為夾具投入的成本。另外，夾緊力源為液壓力，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。在零件的復(fù)雜外輪廓和孔的加工中，我采用了數(shù)控加工的方式，很好地利用了數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量穩(wěn)定、加工精度高、生產(chǎn)效率高、工序集中等特點(diǎn)，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量的合格，降低廢