自動(dòng)鉆鉸孔裝置設(shè)計(jì),自動(dòng)鉆鉸孔裝置設(shè)計(jì),自動(dòng),鉆鉸孔,裝置,設(shè)計(jì) 自動(dòng)鉆鉸孔裝置設(shè)計(jì)答辯人：指導(dǎo)老師：自動(dòng)鉆孔技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢自動(dòng)鉆孔技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在機(jī)械零件加工作業(yè)中，孔加工所占比例相當(dāng)大，高效率孔加工對于促使零件生產(chǎn)合理化是不可或缺的重要工藝過程。近年來，零部件生產(chǎn)大都采用以自動(dòng)化設(shè)備為中心的生產(chǎn)形態(tài)，進(jìn)行孔加工時(shí)大都采用加工中心、CNC電加工機(jī)床等先進(jìn)設(shè)備。機(jī)加工的效率、加工質(zhì)量和加工性能等已成為評價(jià)機(jī)械加工性能的主要指標(biāo)鉆鉸孔裝置簡介鉆鉸孔裝置簡介自動(dòng)鉆鉸孔裝置由鉆孔裝置、鉸孔裝置、自動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及工作臺(tái)上的夾具和裝卸裝置部分組成。鉆孔、鉸孔裝置的設(shè)計(jì)主要是刀具的尺寸材料和切削用量的選擇。夾具部分的設(shè)計(jì)主要是定位夾緊方案和定位誤差分析的設(shè)計(jì)。鉆鉸孔裝置簡介鉆鉸孔裝置簡介回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可基本分為普通回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)?？紤]到裝置沒有對刀元件的設(shè)計(jì)。因此鉆頭位置精度只能靠回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來確定。因此工作臺(tái)的分度精度要達(dá)一定要求。該裝置的控制是典型的順序控制，非常適宜用可編程控制器進(jìn)行控制，采用可編程控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)被加工工件的技術(shù)要求被加工工件的技術(shù)要求毛坯的選擇是制訂工藝規(guī)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，選擇不同的毛坯就會(huì)有不同的加工工藝，采用不同設(shè)備、工裝，從而影響零件加工的生產(chǎn)率和成本。毛坯零件材料選擇為45鋼確定毛坯尺寸公差：根據(jù)所需加工工件外圓直徑為30mm的圓鋼，高20mm。查得工件最大輪廓尺寸為30 mm。被加工工件的技術(shù)要求被加工工件的技術(shù)要求計(jì)算確定毛坯機(jī)加工余量：先計(jì)算出圓鋼的質(zhì)量 鋼材密度，7.85g/cm3。得mn=111g，根據(jù)圓鋼質(zhì)量查的尺寸為30mm時(shí)的單邊加工余量為1mm1.5mm。被加工件為圓柱形工件所以所設(shè)計(jì)的夾具需要時(shí)以外圓柱面定位方式定位，并進(jìn)行誤差分析。鉆削用量與參數(shù)選擇鉆削用量與參數(shù)選擇切削速度、進(jìn)給量、和背吃刀量是金屬切削過程中的三個(gè)重要參數(shù)，總稱為切削用量。鉆孔表面粗糙度為3.2 1.6，應(yīng)屬于半精加工，ap取為0.5mm 2mm。鉸孔時(shí)背吃刀量ap取0.1mm。鉆削用量與參數(shù)選擇鉆削用量與參數(shù)選擇ap選定以后應(yīng)盡可能選用較大的f，但增大進(jìn)給量將增大表面粗糙度。因此進(jìn)給量是精加工時(shí)抑制提高生產(chǎn)率的因素。半精加工和精加工時(shí)最大進(jìn)給量主要受工件加工表面粗糙度的制約。根據(jù)裝置是鉆孔加鉸孔的工序查表得鉆頭直徑為14mm，材料為圓鋼時(shí)f為0.25 mm/r 0.3 mm/r，取0.3mm/r。鉆削用量與參數(shù)選擇鉆削用量與參數(shù)選擇鉸刀的進(jìn)給速度應(yīng)比鉆孔速度快,查機(jī)用鉸刀進(jìn)給量表得鉸刀直徑為15，圓鋼作為零件材料時(shí)f為1.0 mm/r 2.0mm/r，取1.0mm/r。鉆孔ap和f確定以后，用查表法得切削速度為0.35m/s。鉸孔切削速度范圍為4 m/min 8 m/min，取6m/min。鉆鉸孔夾具設(shè)計(jì)鉆鉸孔夾具設(shè)計(jì)介紹介紹夾具在工藝裝備中占有十分重要的地位，它對保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍等方面具有重要的作用。因此夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工中一項(xiàng)重要的工藝裝備設(shè)計(jì)工作。本裝置夾具設(shè)計(jì)主要是定位裝置與夾緊裝置的設(shè)計(jì)。工件定位夾緊方案工件定位夾緊方案工件以外圓柱面定位是孔加工中最常用的定位方法，外圓柱面有三種基本形式：定心定位、支承定位、V型塊定位。V型塊定位是圓柱形工件采用最廣的一種定位方式。用V型塊定位時(shí)，主要起對中作用，即它能使工件的定位基準(zhǔn)外圓柱面中心線。V型塊上兩斜面的夾角 ，其中90 應(yīng)用的最多。V型塊定位方案V型塊基本尺寸有：DV型塊的標(biāo)準(zhǔn)心軸直徑，即工件定位用的外圓柱直徑;HV型塊高度；NV型塊開口尺寸；TV型塊標(biāo)準(zhǔn)定位高度；V型塊斜面夾角。V型塊定位方案V型塊方案回轉(zhuǎn)工作臺(tái)整體俯視圖定位誤差分析因?yàn)閷σ慌ぜ?，外圓的直徑肯定是存在制造誤差的，這將引起工件外圓柱中心線在V型塊對稱平面垂直方向上產(chǎn)生位置偏移，即基準(zhǔn)位置誤差，但在水平方向沒有偏移。定位誤差分析如圖所示，兩個(gè)極限尺寸的工件放置在V型塊上，其中圓心的偏移OO1就是工件定位的基準(zhǔn)位置誤差，其值為：定位誤差分析在鉆孔加工時(shí)，加工點(diǎn)在圓心所以工序基準(zhǔn)選的是以外圓柱中心線為基準(zhǔn)。因此工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故不存在基準(zhǔn)不重合誤差即工件定位誤差就是基準(zhǔn)位置誤差0.023mm。根據(jù)加工精度要求同軸度為 ，。因此滿足加工精度要求。夾緊力的計(jì)算V型塊方案受力情況如上圖，為了保證工件夾緊不失效必須保證夾緊力所產(chǎn)生的力矩大于等于工件受鉆削力時(shí)所產(chǎn)生的力矩但是，在實(shí)際生產(chǎn)過程中只要能保證夾緊件提供的力大于F就可以保證工件不發(fā)生打滑。所以只要估算出一個(gè)大概的夾緊力即可。夾緊力的計(jì)算鉆頭的切削速度為0.35 m/s。先確定鉆削主軸的最大轉(zhuǎn)矩為95Nm。因此必須滿足 ，其中摩擦系統(tǒng)f取0.3計(jì)算，K為安全系數(shù)取2計(jì)算。根據(jù)上述公式估算出夾緊力F至少因?yàn)?4KN時(shí)才能滿足加工工件時(shí)不發(fā)生工件打滑現(xiàn)象?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。為了保證加工精度，分度工作臺(tái)的定位精度(定心和分度)要求很高。實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位的機(jī)構(gòu)很難達(dá)到分度精度的要求，所以要有專門定位元件來保證。按照采用的定位元件不同，有定位銷式分度工作臺(tái)和鼠齒盤式分度工作臺(tái)。由于結(jié)構(gòu)上的原因，通常分度工作臺(tái)的分度運(yùn)動(dòng)只限于某些規(guī)定的角度;不能實(shí)現(xiàn)0 范圍內(nèi)任意角度的分度?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定由于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的功能要求連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給并與其他坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，因此采用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、分度和定位，其定位精度由控制系統(tǒng)決定。根據(jù)控制方式，有開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。本裝置選擇的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)為閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定通過PLC的程序控制伺服電機(jī)然后通過蝸輪蝸桿的傳動(dòng)來達(dá)到工作臺(tái)的120 的分度回轉(zhuǎn)控制。其分度精度可達(dá)25，重復(fù)精度可達(dá)4。蝸桿的分度圓直徑選擇為28mm，渦輪的分度圓直徑為160mm。根據(jù)普通蝸桿傳動(dòng)m和d得搭配值表查的渦輪模數(shù)m為2.5?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的方案確定d=mz，所以渦輪齒數(shù)z為64。，其中z2為渦輪齒數(shù)，z1為蝸桿頭數(shù)。取蝸桿頭數(shù)為2。得i12=32。裝置要求為平均30秒加工完成一個(gè)零件。因此初步選定工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為10r/min。因此直流伺服電機(jī)只需要達(dá)到320r/min 的轉(zhuǎn)速即可。