齒輪泵蓋鉆孔專用鉆床總體及夾具設(shè)計(jì)

齒輪泵蓋鉆孔專用鉆床總體及夾具設(shè)計(jì)摘要：專用機(jī)床是為某種特定工件或工序設(shè)計(jì)的專業(yè)化集裝，僅可以提供一種刀具切削的功能，目前機(jī)床輔助動(dòng)作部分在新技術(shù)持續(xù)賦能下已經(jīng)在進(jìn)行自動(dòng)化升級，顯著提高作業(yè)效率。本文研究對象為齒輪泵蓋鉆孔專用鉆床，其也屬于專用機(jī)床范疇，根據(jù)齒輪泵蓋這一工件的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)多孔加工，最后孔數(shù)為十個(gè)孔，且具有操作方便，作業(yè)效率高等特點(diǎn)。全文主要部分有四個(gè)章節(jié):第一章介紹了專用鉆床的特點(diǎn);第二章為專用機(jī)床總體設(shè)計(jì);第三章為專用鉆床的專用部件設(shè)計(jì);第四章為夾具體的設(shè)計(jì)。其中機(jī)床總體和夾具體的設(shè)計(jì)是本文的主要部分。專用鉆床的部件設(shè)計(jì)就是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，開展機(jī)床各個(gè)專用的部件設(shè)計(jì)，然后根據(jù)零件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。為了提高特殊輪泵蓋部分nc加工的質(zhì)量和效率，制定了一個(gè)工作程序，即使用nc的加工計(jì)劃。根據(jù)第三個(gè)工作程序的處理要求，本文分析了定位裝置和加緊裝置的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)和制造了一套專用的鉆孔加工裝置和模具定位裝置。結(jié)果表明，加工精度穩(wěn)定，操作方便，加工效率和質(zhì)量明顯提高，實(shí)際應(yīng)用效果良好。關(guān)鍵詞：齒輪泵蓋；兩面一孔夾具設(shè)計(jì)；加工要求；翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)GearpumpcoverdrillingspecialdrillingmachineoverallandfixturedesignAbstractSpecializedmachinetoolsarespecializedassembliesdesignedforaspecificworkpieceorprocess,andcanprovideonlyonetoolcuttingfunction.Theauxiliaryactionpartofthemachinetoolisnowbeingupgradedwithautomationunderthecontinuousempowermentofnewtechnologies,significantlyimprovingtheoperationalefficiency.Theobjectofthispaperisaspecialdrillingmachineforgearpumpcoverdrilling,whichalsobelongstothecategoryofspecialmachines,capableofmulti-holemachiningwithtenholesattheend,accordingtothecharacteristicsoftheworkpieceofgearpumpcover,andwitheasyoperationandhighoperationalefficiency.Themainpartofthepaperhasfourchapters:Chapter1introducesthecharacteristicsofthespecialdrillingmachine;Chapter2isthegeneraldesignofthespecialmachine;Chapter3isthedesignofthespecialpartsofthespecialdrillingmachine;Chapter4isthedesignoftheclampingsystem.Theoveralldesignofthemachinetoolandthedesignoftheclampingsystemarethemainpartsofthispaper.Thepartdesignofthespecialdrillingmachineisbasedontheoveralldesign,thedesignofeachspecialpartofthemachine,andthenthedesignofthefixtureaccordingtotheparts.InordertoimprovethequalityandefficiencyofNCmachiningforthepartofthespecialpumpcover,aworkingprogram,namelyNCMachiningPlan,wasestablished.Accordingtotherequirementsofthethirdworkingprocedure,thispaperanalysesthestructureofthepositioningdeviceandthetighteningdevice,anddesignsandmanufacturesasetofspecialdrillingdeviceanddiepositioningdevice.Theresultsshowthatthemachiningaccuracyisstable,theoperationisconvenient,themachiningefficiencyandqualityareimprovedobviously,andthepracticalapplicationeffectisgood.Keywords:Gearpumpcover;two-sidedone-holefixturedesign;processingrequirements;flippingstructure;

1.專用鉆床概述及發(fā)展1、1專用鉆床概述專用鉆床，特指那些在工件上進(jìn)行鉆孔加工的一類功能具有針對性的專用機(jī)床。通常有兩個(gè)方面運(yùn)動(dòng)進(jìn)行配合，主運(yùn)動(dòng)主要提供方為鉆頭旋轉(zhuǎn)，還有一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主要提供方為鉆頭軸移。該類機(jī)床結(jié)構(gòu)非常簡單，功能一目了然，加工精度要求通常也并不高，鉆孔模式也分兩種，即通孔和盲孔，并且為了實(shí)現(xiàn)各種加工工藝，如擴(kuò)孔、較孔或攻絲等，會配備各類型專用刀具。加工過程一般是將工件進(jìn)行固定，讓刀具移動(dòng)，并讓其能夠?qū)?zhǔn)孔心，之后進(jìn)入主運(yùn)動(dòng)。因此該類機(jī)床特點(diǎn)也非常明顯，那就是工件保持固定，刀具旋轉(zhuǎn)作業(yè)。上世紀(jì)七十年代早期，全球?qū)Ｓ勉@床幾乎都采用統(tǒng)一的繼電器控制方案，但是進(jìn)入八十年代，數(shù)控技術(shù)進(jìn)步也在該領(lǐng)域得到利用，深孔鉆床研究開始嘗試將該技術(shù)融入并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，隨著技術(shù)不斷完善到九十年代，數(shù)控機(jī)床逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。如TBT公司就曾經(jīng)推出了備受市場觀影的ML系列深孔鉆床，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多數(shù)動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式改變，如進(jìn)給系統(tǒng)，傳統(tǒng)模式下利用的是機(jī)械變速器，在利用新技術(shù)后，改為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，除了軋制線性導(dǎo)軌外，鉆箱驅(qū)動(dòng)器還用于確保高速旋轉(zhuǎn)，精度穩(wěn)定，交換滑輪和帶，以及雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)無級電機(jī)到電動(dòng)機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器，為鉆孔制造一個(gè)小孔鉆孔機(jī)的有利條件，強(qiáng)化深孔鉆孔機(jī)作業(yè)效率與質(zhì)量。同時(shí)為了對部分特殊零部件進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，需要相互交叉口，有一些還需要特定角度條件的平行打孔、垂直打孔等，種種特殊鉆孔要求也要求研究者進(jìn)行持續(xù)研發(fā)，各國也非常重視工業(yè)機(jī)床技術(shù)的進(jìn)步，對深孔鉆床研發(fā)也持續(xù)投入資源。如，曲軸油孔這一特殊作業(yè)要求與條件，還有傾斜油孔、進(jìn)料成型等。其中較為值得一提的還有BW250-KW深孔鉆床，其能夠適合覆蓋面較為廣泛的作業(yè)條件與場合，非常適配大型卡車曲軸，因?yàn)槠渲芯哂兴妮S控制。另外為了回應(yīng)客戶多樣化要求，還不斷進(jìn)行鉆床功能的集成與開發(fā)，能夠滿足各種曲軸油孔加工作業(yè)要求，2000年，就向市場推出了首個(gè)柔性曲軸加工中心，能夠適用不同曲軸條件或要求，并能夠完成全部油孔加工。Mollart制造并研發(fā)了一種特殊深孔鉆孔，其特色就是工件能夠并行式加工，工件孔的數(shù)量高達(dá)36,000。所有這些都由CNC系統(tǒng)控制。有兩個(gè)修改，如方形柱垂直鉆頭和圓柱形水鉆，以及各種變化，如行，多軸坐標(biāo)和炮塔。1卷鉆機(jī)：一般來說，2至6個(gè)柱和主軸布置在公共底座上，每個(gè)主軸在相同的工件上順序地處理不同的孔或執(zhí)行各種孔處理步驟，從而節(jié)省更換工具的時(shí)間。生產(chǎn)于中小批次。2多軸鉆孔機(jī)：可以根據(jù)處理需要調(diào)整機(jī)床的多個(gè)主軸，通過主軸盒驅(qū)動(dòng)所有錠子，并對批量生產(chǎn)進(jìn)行多孔同時(shí)加工。3坐標(biāo)垂直鉆孔機(jī)：在方柱上添加粘合的交叉移動(dòng)交叉表，可以根據(jù)坐標(biāo)尺寸鉆出。4導(dǎo)游鉆床：多用途方案控制或數(shù)字控制，炮塔的自動(dòng)轉(zhuǎn)移不同的工具，自動(dòng)改變速度和進(jìn)給量，自動(dòng)調(diào)節(jié)位置，并實(shí)現(xiàn)多過程處理的自動(dòng)化周期。A型立式鉆孔機(jī)是工作臺移動(dòng)功能，B型是工件沒有移動(dòng)的是工作級在垂直鉆機(jī)中定制。他還有一個(gè)優(yōu)勢，精度更好，因?yàn)槲覀児ぷ髟跁r(shí)序操作表中沒有變化，那么沒有錯(cuò)誤，上面是垂直鉆孔機(jī)之間的差異在工作平臺上。1、2專用鉆床的發(fā)展在上世紀(jì)七十年到早期，鉆床技術(shù)尚且處在起步階段，因此多為繼電器控制模式，其中代表產(chǎn)品有ELDORADO公司的MEGA50，TBT公司的T30-3-250，日本神崎精工的DEG型等，進(jìn)入八十年代后期，鉆床領(lǐng)域也開始引入數(shù)控技術(shù)，但是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)尚不完善，直到九十年代才進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用。其中典型代表就是TBT公司的深受市場好評的代表作ML系列深孔鉆床，其中就融入了先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，如進(jìn)給系統(tǒng)，原來傳統(tǒng)模式都是利用機(jī)械變速器，在新技術(shù)條件下都開始利用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，除了軋制線性導(dǎo)軌外，鉆箱驅(qū)動(dòng)器還用于確保高速旋轉(zhuǎn)，精度穩(wěn)定，交換滑輪和帶，雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)到無級電機(jī)到電動(dòng)機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)器，為鉆孔鉆孔制造有利的條件，提高深孔鉆孔機(jī)的水平質(zhì)量。為了解決某些零部件特殊要求鉆孔要求，如相互交叉口，或者進(jìn)行特定角度的鉆孔，或用部件中心線，或需要以平行或垂直角度進(jìn)行各種特殊條件的鉆孔，各國都在積極進(jìn)行各種工業(yè)鉆孔設(shè)備或裝置的研發(fā)，尤其是專門深層孔鉆機(jī)。舉例來說，能夠在曲軸條件下進(jìn)行油孔加工，或者平行孔、進(jìn)料口成型等。其中比較經(jīng)典的是BW250-KW深孔鉆床，其在方案設(shè)計(jì)時(shí)就提供了四軸控制，因此能夠配備大型卡車曲軸加工要求。此外，為了回應(yīng)用戶不同工藝要求，還能夠滿足各類型曲軸油孔的具有不同細(xì)節(jié)要求與標(biāo)準(zhǔn)的加工要求，2000年，首次在世界上推出了柔性曲軸加工中心，能夠適合不同氣缸數(shù)量的不同曲軸條件下幾乎全部的油孔加工。Mollart也向市場推出了一個(gè)特殊深孔鉆床，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠進(jìn)行同類型工件上同時(shí)加工。工件孔的數(shù)量高達(dá)36,000。所有這些都由CNC系統(tǒng)控制。前文已經(jīng)提到所謂鉆床，指的就是一類提供工件鉆孔加工的一種特殊用途機(jī)床，該類機(jī)床結(jié)構(gòu)一目了然，且對加工精度也并沒有嚴(yán)格要求，鉆孔模式有兩種，即通孔或盲孔，為了提供各種加工功能，如擴(kuò)孔、較孔等，也配備了各種專用刀具?？偟膩碚f，目前鉆床類型有如下幾種：(1)臺式鉆床:其體型較為小巧，是一種小型機(jī)床，能夠直接放置在作業(yè)臺上，且通常來說主軸保持垂直。(2)立式鉆床:其安裝位置是在立柱上，該類機(jī)床與前一個(gè)類型一樣，主軸布置也是采用的垂直模式。(3)搖臂鉆床:該類機(jī)也是采用立柱安裝模式，但是其搖臂能夠環(huán)繞著立柱運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還能夠進(jìn)行上下方向的回轉(zhuǎn)和升降，另外主軸布置模式是跟從搖臂進(jìn)行水平移動(dòng)，因此該機(jī)床適合大件加工場合，同時(shí)也適合不同方位孔加工條件。(4)銑鉆床:其特點(diǎn)就是工作臺能夠?qū)崿F(xiàn)橫縱移動(dòng)，能夠進(jìn)行銑削作業(yè)。同時(shí)在主軸布置上也采用垂直方式。(5)深孔鉆床:其特點(diǎn)就是裝配特利深孔鉆頭，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆削深孔作業(yè)。(6)平端面中心孔鉆床:主要是提供中心鉆加工功能，同時(shí)還能夠適合切削軸類端面這一加工場合。(7)臺式鉆床:特點(diǎn)就是主軸布置上采用水平方式，因此主軸箱運(yùn)動(dòng)方式是垂直移動(dòng)。1、3鉆孔專用鉆床的特點(diǎn)整體以側(cè)翻轉(zhuǎn)兩面加工的臥式專用鉆床為工作特點(diǎn)，該鉆床采用一面兩孔定位夾具設(shè)計(jì)，工業(yè)鋁合金管材作為框架支撐；為加快工作效率，整機(jī)還使用了雙頭翻轉(zhuǎn)操作平臺，上配帶側(cè)裝夾屬性的雙層平壓夾具該機(jī)床主軸是橫向布置的中型鉆孔機(jī)。鉆孔直徑通常低于13毫米，一般不超過25毫米。電動(dòng)機(jī)通過五級換檔拉動(dòng)，使主軸可以變化五個(gè)速度，并且頭部框架可以在螺紋桿上向上和向下移動(dòng)，并且可以在列的中心處理到任何位置，并調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｈ绻^部框架應(yīng)低，首先將安全環(huán)調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢茫瑢⑵滏i定緊密螺釘，然后放松手柄，從頭部框架靠在保險(xiǎn)環(huán)境中，然后拉動(dòng)手柄。工作臺可以在圓形列上移動(dòng)。并且可以在列周圍旋轉(zhuǎn)到任何位置。當(dāng)工件上的手柄鎖定螺釘沒有完全擰緊時(shí)，工作臺可進(jìn)行45°傾斜進(jìn)行擰緊作業(yè)。該鉆床生產(chǎn)效率高，易于使用，是一臺專用設(shè)備，零件加工，裝配和維修工作，但由于結(jié)構(gòu)簡單，變速速度中，其中參數(shù)數(shù)據(jù)中最小速度一般都會超過每分400r，因此在此條件下比較適用低速加工。臺式鉆床安放在鉗工臺上使用。其鉆孔直徑一般在12mm以下，主要用于加工小型工件上的各種孔，鉗工中用得最多。具體的特點(diǎn)如下：（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī);（2）雙面加工;（3）工作臺翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu);2、專用鉆床總體設(shè)計(jì)2、1零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)工藝性分析主要包括零件各項(xiàng)要素是否科學(xué)，對加工是否能夠完全實(shí)現(xiàn)且具有方便性，同時(shí)零件規(guī)格與公差等方面的信息標(biāo)注是否相符等方面問題。所謂零件要素，在這里指的是就是零件的所有加工面，該方面的工藝水平?jīng)Q定了之后整體零件的工藝水平，基于這一關(guān)聯(lián)性考慮，零件要素工藝性衡量一定要具有全面且綜合的視角進(jìn)行分析。本文以零件切削加工進(jìn)行討論，對其的工藝要求總結(jié)如下：①該加工工藝中，要素形狀要盡量簡單，同時(shí)還要報(bào)保證加工面積保持到一定規(guī)格下，同時(shí)還要盡量做到規(guī)格方面一致。②由于要素不同，可能也需要提供不同加工方式方法，為了適應(yīng)更多條件，一般都會選擇通用設(shè)備，在刀具裝配上也使用標(biāo)準(zhǔn)型號，從而保證加工能夠盡可能正常進(jìn)行，刀具易進(jìn)出等。③表面要區(qū)分，加工表面要明顯獨(dú)立標(biāo)識。④零件外形必須具有一定的能夠提供裝夾的基準(zhǔn)。⑤要有足夠剛度，從而確保能夠承載高速或強(qiáng)力切削的沖擊。同時(shí)在加工時(shí)要注意材料損耗。齒輪泵蓋設(shè)有10個(gè)小孔，小孔直徑為6mm，齒輪泵前蓋鉆2個(gè)盲孔，針對盲孔的加工難度設(shè)計(jì)了一套專用夾具，孔直徑分別為40mm和35mm，采用一面兩孔的定位方式來滿足定位要求，又通過夾緊裝置保證加工過程中不會產(chǎn)生較大誤差。具體尺寸如圖2-1所示。圖2-8齒輪泵蓋二維尺寸圖圖2-1齒輪泵蓋三維圖1圖2-1齒輪泵蓋三維圖22、2專用鉆床總體方案的制定2.2.1專用鉆床布局要求（1）要完全滿足或達(dá)到預(yù)先設(shè)置的工藝過程要求，其中尤為要注意組合機(jī)床，需要重視其中部件通用化問題。（2）確保機(jī)床各項(xiàng)性能參數(shù)達(dá)標(biāo)，如剛度、抗振性及穩(wěn)健性等，同時(shí)盡量進(jìn)行結(jié)構(gòu)精簡從而減輕一定重量。（3）確保加工工藝性質(zhì)量。（4）確保操作便捷性和安全性，便于后期維修或換新等。（5）盡可能減小機(jī)床的占地面積。（6）機(jī)床外形美觀，大方。鉆床的總體還要圍繞其特點(diǎn)來進(jìn)行制定，鉆床采用雙面加工設(shè)計(jì)理念，來進(jìn)行更有效率的專用零件加工工作。圖2-2為專用鉆床外部框架。圖2-2專用鉆床外部框架2.2.2專用鉆床主要部分組成鉆床主要由9個(gè)部分組成：1—半月形夾具板、2—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、3—螺紋桿推進(jìn)結(jié)構(gòu)、4—鉆機(jī)、5—手動(dòng)液壓推塊、6—夾具底座、7—滑軌結(jié)構(gòu)、8—夾具工作臺、9—工作臺起升裝置。3、齒輪泵蓋專用鉆床的專用部件3、1專用部件簡介及作用3.1.1翻轉(zhuǎn)工作臺翻轉(zhuǎn)工作臺主要特點(diǎn)是便于維修，工作臺下方設(shè)有連桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，將電動(dòng)機(jī)固定后，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)頭連接連桿，如圖3-1所示：圖3-1翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)連桿部分只是這些還不滿足將工作臺進(jìn)行翻轉(zhuǎn)的條件，工作臺兩邊設(shè)有圓柱桿，機(jī)床框架上設(shè)有雙卡扣結(jié)構(gòu)，一邊卡扣將一邊圓柱桿卡住，另一邊設(shè)成開放狀態(tài)，可是實(shí)現(xiàn)雙向翻轉(zhuǎn)。如圖3-2所示：圖3-2翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)卡扣部分3.1.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所謂步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這種動(dòng)機(jī)能夠?qū)⑤斎胄盘栠M(jìn)行變化，或者直線位移，或者變成階躍角位移等，具有非常靈敏的響應(yīng)速度，另外還具有非常高的定位精度，因此在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛利用如機(jī)械加工、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)焊接等等，成為其中自控系統(tǒng)的重要組件。5IK60GN-CF5GN20K型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就有如下要點(diǎn)，其扭矩達(dá)，能夠提供較大范圍且靈活的變速，且還能夠?qū)崿F(xiàn)較高精度定位，因此常見于機(jī)械加工領(lǐng)域。一般步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置由兩部分構(gòu)成，其一是邏輯電路，其二是放大電路，因此結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜也導(dǎo)致一旦電路搭設(shè)完成則難以進(jìn)行控制方案調(diào)整，而PLC控制模式則提供了更為方便的維修和修改模式。鉆床采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺紋桿進(jìn)行x，y，z軸定位，如圖3-3（a、b、c）所示：圖3-3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制部分a圖3-3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制部分b圖3-3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制部分c步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)原理：本文方案中機(jī)床驅(qū)動(dòng)在綜合考慮了適用性和經(jīng)濟(jì)性因素后確定為5IK60GN-CF5GN20K型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。其具有兩個(gè)構(gòu)成，一個(gè)是減速齒輪箱，另一個(gè)則是步進(jìn)電機(jī)，該型號電機(jī)的優(yōu)勢在于轉(zhuǎn)速低，同時(shí)能夠提供更具準(zhǔn)度的定位。該型號電機(jī)是一種兩相4線步進(jìn)減速電動(dòng)機(jī)，引出線有4根，如圖3-4所示。圖3-4兩相4線步進(jìn)電機(jī)引線圖而其中驅(qū)動(dòng)器型號是M542型驅(qū)動(dòng)器，其主要有兩個(gè)構(gòu)成，一是環(huán)形分配器，另一個(gè)則是放大電路。前者主要是進(jìn)行信號接收和轉(zhuǎn)換，接收的是主控發(fā)送過來的脈沖信號和方向電平，并且還會把這個(gè)信號變成并行信號，之后在通過放大電路，然后就能夠?qū)ο嗬@組實(shí)現(xiàn)控制，操作導(dǎo)通或終止等。同時(shí)，方向電平被處理后能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)運(yùn)行方向的調(diào)整操控等。M542型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其端口模式可見圖3-5，作為一種具有一定代表性的雙極驅(qū)動(dòng)器，其具有兩個(gè)信號輸入端且各有兩個(gè)接口，一類是針對脈沖信號的PUL+、PUL-，還有一類則是針對方向信號的DIR+、DIR-，另外還具有兩個(gè)信號使能端，即ENA+、ENA-，其作用就是接受PLC信號，供電為24V直流電，另外還分別與點(diǎn)擊相繞組相連，即端口A+、A-都與相繞組A，端口B+、B-都與相繞組B等。8位撥碼開關(guān)設(shè)定。圖3-5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線端口圖3-6詳細(xì)列出了本文方案中的算法流程圖。由于系統(tǒng)運(yùn)行前都需要完成復(fù)位，并且依據(jù)作業(yè)條件要求確定電機(jī)運(yùn)行方向與角度。另外還需要提供系統(tǒng)緊急情況控制方案，有急停按鈕，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)緊急終止運(yùn)行，等緊急情況排除后，完成系統(tǒng)復(fù)位操作，才能夠進(jìn)行后續(xù)運(yùn)行，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)健性。本文方案中的三菱PLC，其中設(shè)計(jì)到的編程語言非常多樣，有梯形圖、SFC、結(jié)構(gòu)文本、指令語言等等，其中SFC就是結(jié)構(gòu)塊控制圖，包括了程序步、轉(zhuǎn)移條件、路徑等等方面內(nèi)容，當(dāng)條件達(dá)到時(shí)，會進(jìn)行程序步跳轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制。本文方案中利用SFC語言在GXWorks2上編寫程序，之后將開發(fā)完成的程序下載到PLC，然后再進(jìn)行功能測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)90°、急停等功能。圖3-6算法流程圖PLC輸出脈沖數(shù)P1與被控對象旋轉(zhuǎn)角度R2，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置的細(xì)分?jǐn)?shù)P2，被控對象上鏈輪傳動(dòng)比i1，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的減速比i2有關(guān)，即：P其中i1=3∶7，i2=1∶30。R2=90°，P2=10000時(shí)，P1=17500。改變PLC的輸出脈沖數(shù)可實(shí)現(xiàn)被控對象任意角度控制。3.1.3鉆機(jī)鉆機(jī)選用775型臺鉆如圖3-7所示，將其電源開關(guān)部分與圖2-3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制部分c驅(qū)動(dòng)設(shè)在一起，使其框架再前后運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，鉆頭也做出相應(yīng)的工作。其轉(zhuǎn)速為12v5000轉(zhuǎn)/分，24v1萬轉(zhuǎn)/分、功率：96w，電流：4安--4.5安，電壓：12v--24v。圖3-7775型臺鉆4、專用夾具設(shè)計(jì)4、1專用夾具概述在剛性工作場合，一般都通用“3-2-1”定位原則，其具有一定優(yōu)勢，對于齒輪泵蓋定位精度能夠有非常好的效果，但是難以確定零件的定位方式既可以采用兩個(gè)定位孔進(jìn)行一基準(zhǔn)面上需布置更多的定位夾緊點(diǎn)，齒輪泵蓋側(cè)邊的定位方式既可以采用兩個(gè)定位孔進(jìn)行定位，也可以在長邊和短邊分別設(shè)置兩個(gè)和一個(gè)定位元件，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。另一方面，為了確定一定尺寸和形狀的齒輪泵蓋鉆孔操作，夾具元件的位置應(yīng)保證相同規(guī)格的齒輪泵蓋和不同的鉆孔位置進(jìn)行調(diào)整，從而應(yīng)用于專用齒輪泵蓋的定位夾緊能確立僅此一種的齒輪泵蓋的定位夾緊位置、夾緊力大小和夾緊順序。對齒輪泵蓋鉆孔工藝進(jìn)行研究會發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行該項(xiàng)鉆孔作業(yè)時(shí)，對于裝夾程序一般利用的都是過約束定位模式，這種模式能夠更好適應(yīng)加工件變形，需通過對足巨點(diǎn)的制工件每次鉆孔后齒輪泵蓋的變形。針對鉆孔位置問題，一方面進(jìn)行夾其定位調(diào)整，另一方面也需要結(jié)合監(jiān)控件鉆孔形的調(diào)整，因此有必要提供針對這一情況的專用鉆床，能夠?qū)A具定位布局進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)夾具功能如下：1、定位點(diǎn)位置與夾緊力大小的控制。使夾具夾緊的位置固定在一處，保證僅能對此型號的齒輪泵蓋進(jìn)行加工。2、夾具定位布局的分析決策。創(chuàng)建夾具定位布局仿真模型，通過仿真過程能夠清楚不同定位布局下，會導(dǎo)致的泵蓋鉆孔變形情況，為了進(jìn)行定位優(yōu)化計(jì)算，會利用預(yù)測模型，同時(shí)還需要融合優(yōu)化算法，來獲取變形影響最小情況下的最優(yōu)夾具定位布局，之后還需要對夾具作業(yè)參數(shù)進(jìn)行確定，包括夾緊點(diǎn)位置、夾緊順序等等，依據(jù)仿真結(jié)論對實(shí)體夾具進(jìn)行必要調(diào)整。3、定位結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)對夾具定位點(diǎn)布局調(diào)整，需要機(jī)構(gòu)組件能夠進(jìn)行調(diào)整，從而能夠?qū)崿F(xiàn)定位元件安裝，其中安裝或調(diào)整方式有兩種，也就是手動(dòng)或自動(dòng)化，從而能夠適應(yīng)工件定位表面的不同條件與情況；工件變形超差的因素很多，如夾緊結(jié)構(gòu)或博板件剛性要求沒有達(dá)標(biāo)，夾緊方式不科學(xué)等，夾緊元件會把博板件夾起后放在定位元件上，因此其安裝位置也必須是可調(diào)整機(jī)構(gòu)，從而能夠調(diào)整夾緊角度等。夾具要具有一定通用性，適應(yīng)一條條件下的不同規(guī)格件，同時(shí)對于齒輪泵蓋這種特殊構(gòu)件中的鉆孔位置，可以調(diào)整加工齒輪泵蓋的移動(dòng)框架布局。4、2專用夾具設(shè)計(jì)①設(shè)計(jì)準(zhǔn)備:必須對任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)了解并明確，對零件形狀、材料、功能、技術(shù)要求等逐一進(jìn)行確認(rèn)；明確工件及工序名稱，理解并把握尺寸及精度等方面的規(guī)格及要求。②研究資料:在正式開始方案設(shè)計(jì)前，需要對工件零件圖、工序圖、裝配圖等相關(guān)資料或信息逐一搜集并進(jìn)行研究，對工件生產(chǎn)說明及綱領(lǐng)、夾具要求及標(biāo)準(zhǔn)等一一列出；了解能夠滿足工序要求的機(jī)床、刀具等的實(shí)際市場情況，同時(shí)結(jié)合畢設(shè)方案中的給出制造與生產(chǎn)條件等。③方案設(shè)計(jì):工作定位方式主要是建立在對定位原理的認(rèn)識與把握之上，對于定位元件的選擇，首先就是需要對刀和引導(dǎo)方案進(jìn)行細(xì)節(jié)性設(shè)計(jì)并最終確定，對夾緊方案進(jìn)行細(xì)節(jié)性設(shè)計(jì)并確定，主要需要進(jìn)行夾緊力測算，確定里的方向與作用等，對夾具其他部分進(jìn)行確定，主要設(shè)計(jì)分度、靠模、定向等參數(shù)內(nèi)容，需要其結(jié)構(gòu)形式；需要夾具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行完整確定，并以此為基礎(chǔ)，將定位及對刀元件、夾緊裝置等綜合起來進(jìn)行一體化布局，并據(jù)此繪制裝配草圖。④進(jìn)行誤差分析計(jì)算:該方面工作住喲啊是對尺寸、相對位置、公差等進(jìn)行計(jì)算并完成數(shù)值確定，對夾具精度影響因素逐一列出并分別進(jìn)行分析，對誤差等項(xiàng)進(jìn)行總體性的數(shù)據(jù)分析。⑤繪制夾具裝配圖:繪制原則主要是主視圖選擇，本方案中是利用與操作者相對的工作位置，同時(shí)為保證圖形清楚且明確，減少視圖的加入，并且也降低剖視圖的利用。繪圖順序一般是先對工件輪廓形狀進(jìn)行描繪，一般用雙點(diǎn)畫線，之后則進(jìn)行定位面、加工面及夾緊面等的繪制，下一環(huán)節(jié)是對定位及對刀元件的繪制，之后畫好夾緊機(jī)構(gòu)，包括其位置與狀態(tài)等要素，畫好夾具體，并標(biāo)注與各部位連接，在圖中詳細(xì)列出尺寸及公差、配合關(guān)系、技術(shù)要求，同時(shí)還需要進(jìn)行零件明細(xì)表填寫。⑥夾具零件設(shè)計(jì):這里主要需要注意的是非標(biāo)準(zhǔn)零件，需要從裝配圖中拆畫下來，逐一標(biāo)注好尺寸及公差、形位精度。4.2.1專用夾具組成其組成主要部分有：夾具座a、夾具板b、推進(jìn)桿c、齒條d、底座e、菱形銷f、齒輪g、T型條h。如圖4-1（a、b、c、d、e、f、g、h）所示：圖4-1專用夾具組成夾具座是鑄件，需要時(shí)效處理。夾具在機(jī)床.上安裝是經(jīng)過夾具體上安裝基面和機(jī)床.上對應(yīng)表面接觸和配合實(shí)現(xiàn)，安裝時(shí)努力爭取夾具重心盡可能低。底座采取HT250鑄造，無沙眼氣孔，為降低廢品和鑄造誤差，便于維修，夾具體和底座分開制造，最終裝配在一起。底座粗糙度，除有精度部分要達(dá)成要求外，其它按去除材料要求。底座和底面垂直度誤差小于0.05，兩個(gè)定位銷孔由鉗工配做完成。底座設(shè)有輔助校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)（如圖4-2所示）：當(dāng)安裝零件時(shí)，底座的兩個(gè)盲孔不方便與兩銷校準(zhǔn)，泵蓋兩端與其對齊后往下按即可。該結(jié)構(gòu)能夠確保工件取得正確、可靠支撐,將工件放置于墊板.上,然后用輔助支承撐起墊板，在工件定位后才參與支承，只起提升工件剛度和穩(wěn)定性，承受切削力，不限制工件自由度。圖4-2輔助校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)4.2.2夾緊力計(jì)算鉆床采用虎鉗夾具夾緊方式，其夾緊力計(jì)算公式如下：F式中：FQT——力矩（N.mm）；W——螺旋升角；P——摩擦角d——推進(jìn)桿直徑（mm）力矩=力臂長*施加力已知力矩為20（N.mm）、螺旋升角為20°、摩擦角為45°、推進(jìn)桿直徑為6mm代入公式得：2*20/tan計(jì)算得出夾緊力約為：3N4.2.2定位方案設(shè)計(jì)(1)首先對工件加工要進(jìn)行分析，隨著加工部件的復(fù)雜性越來越復(fù)雜，精度水平和加工效率的提高，多軸和高旋轉(zhuǎn)速度變成了必要的必要條件，除了加工中心機(jī)器功能外，車床已從中獲取早期水平床很多新的解決方法，如雙刀塔，垂直車床，倒車床和汽車銑削復(fù)合模型，符合新時(shí)代加工方法的需求。已知工件，在端面上鉆10個(gè)φ6孔，依據(jù)工件形狀和加工要求，我認(rèn)為采取臥式鉆床比較合理。(2)然后，定位方案為一面兩孔定位如圖4-4所示，在工件底面用輔助校準(zhǔn)工件來進(jìn)行校準(zhǔn)，兩個(gè)孔分別采取圓柱銷和菱形銷，短菱形銷限制X轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱銷限制Y移動(dòng)和Z移動(dòng)，夾具板限制Z軸和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和X軸移動(dòng)，依據(jù)六點(diǎn)定位原理，因?yàn)橄拗屏肆鶄€(gè)自由度，所以只需要將工件夾緊就能夠進(jìn)行加工了，在水平方向.上

進(jìn)行夾緊，能夠利用推絲桿進(jìn)行夾緊，定位方案選擇是一兩孔定位。圖4-4一面兩孔定位(3)最終，對整個(gè)夾緊方案分析得出，定位為六點(diǎn)定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計(jì)可行。4、3夾具設(shè)計(jì)總體裝配圖

5、結(jié)論本文先針對鉆床相關(guān)概念及相關(guān)問題進(jìn)行了較為全面的討論，首先是對鉆床進(jìn)行了概述，之后又回顧了其技術(shù)歷程，還有齒輪泵蓋專用鉆床的特點(diǎn)。接著提出了鉆床的通用部件，分別為通用部件簡介、零件工藝特性、夾具設(shè)計(jì)分析。接著提出了夾具設(shè)計(jì)，分別為定位裝置設(shè)計(jì)、夾緊裝置的設(shè)計(jì)。然后提出了鉆床的總體設(shè)計(jì)，分別為鉆床方案的制定、確定切削用量及選擇刀具、制作機(jī)床示意圖。接著提出了鉆床總體加工原理。本次設(shè)計(jì)，整體上已經(jīng)達(dá)到要求，沒有暴露出明顯問題。只有在夾具設(shè)計(jì)這一項(xiàng)，礙于篇幅等因素沒有設(shè)計(jì)多個(gè)方案進(jìn)行擇優(yōu)而選，因此略有不足。作為畢業(yè)作品，要求能夠體現(xiàn)前階段課程學(xué)習(xí)成果，包括機(jī)械制圖和設(shè)計(jì)等相關(guān)能力，金屬工藝學(xué)及材料等相關(guān)知識，交換性和測量技術(shù)等相關(guān)理論及實(shí)踐內(nèi)容，還有機(jī)械制造工藝等等，另外還需要我們能夠融匯貫通一些基礎(chǔ)學(xué)科所學(xué)到的知識，其中難點(diǎn)就在于數(shù)學(xué)和力學(xué)等，同時(shí)也要求我們能夠?qū)υO(shè)計(jì)手冊中的各項(xiàng)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)都做到心中有數(shù)。因此，這一次畢業(yè)實(shí)際上就是對前階段學(xué)習(xí)的回顧和總結(jié)，也是一次再學(xué)習(xí)的過程。此次畢設(shè)工作中，還加強(qiáng)了對AutoCAD軟件的掌握，同時(shí)在具體設(shè)計(jì)工作中，也遇到了很多關(guān)卡讓我深刻認(rèn)識到自己學(xué)識的不足，在師友幫助下大體已經(jīng)完成了改正與調(diào)整，但是可能依然存在部分小瑕疵，希望在今后的工作中去彌補(bǔ)，將繼續(xù)加強(qiáng)學(xué)習(xí)和提升技能，做個(gè)向上的社會工作者。通過整篇論文的研究，使我明白了在裝備制造業(yè)中，合并的機(jī)床是一種不可或缺的加工設(shè)備，可廣泛用于具有高生產(chǎn)效率，簡短的設(shè)計(jì)和制造周期，寬的應(yīng)用范圍，操作簡單。隨著科學(xué)技術(shù)的開發(fā)和進(jìn)步，尤其是組合機(jī)床的共同組件的標(biāo)準(zhǔn)化，組合機(jī)床已經(jīng)越來越多地發(fā)揮，因此我國在我國的機(jī)床輸出迅速發(fā)展，質(zhì)量不斷發(fā)展改進(jìn)，新產(chǎn)品逐漸出現(xiàn)。該組合機(jī)的設(shè)計(jì)是為齒輪泵蓋處理的8鉆頭進(jìn)行。我使用夾具作為雙引腳位置模式：一側(cè)，即實(shí)物表面，定位三個(gè)方向的自由度。兩個(gè)銷中的一個(gè)是零件后面的底板，另一個(gè)是描述，并且兩個(gè)銷也位于三個(gè)方向上，其定位在六個(gè)方向上體現(xiàn)自由度。為此，在這種畢業(yè)設(shè)計(jì)中，齒輪泵蓋鉆孔的夾具設(shè)計(jì)得以完成。盡管本次畢業(yè)工作已經(jīng)基本完成預(yù)期目標(biāo)且獲得上述成果，但也有很多尚待完善的地方：首先，孔類部件切削工藝設(shè)計(jì)方面由于多方面的因素選擇的是單目標(biāo)決策法，而沒有選擇能夠納入更為衡量因素的多目標(biāo)工藝路邊，如定位基準(zhǔn)、機(jī)床及相關(guān)配件等的選