立軸回轉分度機械加工工藝和鉆床專用夾具設計NG,立軸,回轉,分度,機械,加工,工藝,鉆床,專用,夾具,設計,NG 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：立軸回轉分度鉆床夾具設計 1.畢業(yè)設計（論文）綜述(題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況） 1.1題目背景、研究意義 “工欲善其事，必先利其器”，在機械制造工業(yè)中，為了達到保證產(chǎn)品質量、改善勞動條件、提高勞動生產(chǎn)率及降低成本的目的，在工藝過程中，除機床等設備外，還大量使用著各種工藝裝備，包括各種夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等。夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備[1]，廣泛應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程[2],在機械加工技術日新月異，機床技術高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。機床夾具就是機床上所使用的一種輔助設備，用它來準確地確定工件與刀具的相對位置，即將工件定位和加緊，以完成加工所需要的相對運動[3]，在所有機床中鉆床是其中最重要的設備之一，而鉆床夾具是在生產(chǎn)上應用最廣泛的機床夾具，型式多樣，這主要是由于被加工孔的位置相對于定位基準來說，比較分散而且?guī)缀侮P系變化較多所決定的[4]。 機床夾具的組成：⑴ 定位裝置：其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置；⑵ 夾緊裝置：其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置；⑶ 對刀或導向裝置：其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置；⑷ 連接原件：其作用是確定夾具在機床上的正確位置；⑸ 夾具體：夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接一個整體；⑹ 其他元件或裝置：是指夾具中因特殊需要而設置的元件或裝置；根據(jù)加工需要,有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置;為能方便、準確定位,常設預定位裝置;對于大型夾具,常設置吊裝元件等[5]。 機床夾具按夾具的使用特點可分為：通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、拼裝夾具；按使用機床可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具[6]。 鉆床夾具一般是由定位元件、夾緊裝置、夾具體、對刀、導向元件及其他裝置或元件組成[7]。鉆床夾具主要用于鉆、擴、鉸孔，在鉆削加工中，工件上被加工孔的分布情況，在很大程度上決定了夾具的類型。因此鉆床夾具可分為：固定式鉆具,多用為大型鉆具，被加工表面軸線相同，或相互平行（用搖臂鉆），鉆具需要固定在機床工作臺上的情況；移動式鉆具,用于各被加工表面的軸線平行，用鉆具移動來變換工位的情況；翻轉式鉆具,用于加工方向不同的幾個孔，整個鉆具可以翻轉的情況；回轉式鉆具,用于加工方向不同的幾個孔，工件裝在鉆具的回轉部分相對于鉆具底座可以轉動或分度[8]。 1.2 國內(nèi)外相關研究情況 20世紀70年代前期，白俄羅斯院士發(fā)表了10篇有關在工藝裝備設計中應用計算機的文章，20世紀80年代前后在美國出現(xiàn)了有關計算機輔助夾具設計的文章[9]。目前，Jone ja以及Ferreira等人在進行CAPP方面的研究中對設備規(guī)劃有詳細論述。TrappeyAJC等人提出了一個二維組合夾具元件的配置算法。Brost和Goldberg提出了一個“完整”的算法來分析多邊形工件的組合夾具設計，并開發(fā)出一個組合夾具設計系統(tǒng)[10]。 夾具作為傳統(tǒng)機械制造業(yè)中最重要的工藝裝備之一已有了一百多年的歷史，其在機械制造業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮了巨大作用，我國于80年代末開始對組合夾具元件的設計與管理進行了研究和開發(fā)，在總結和吸取我國應用和發(fā)展槽系夾具經(jīng)驗的基礎上，根據(jù)現(xiàn)代機械加工特征及夾具的發(fā)展趨勢，研制了新一代孔系組合夾具系統(tǒng)，隨著科學技術的發(fā)展和進步，機床夾具已經(jīng)由單純的輔助工具發(fā)展成為門類較齊全的重要機械加工工藝裝備[11]。 2. 本課題的研究的主要內(nèi)容和研究方法 2.1 本課題研究的主要內(nèi)容： （1）立軸回轉分度鉆床鉆模零件的工藝分析,立軸回轉分度鉆床鉆模工件的定位分析； （2）立軸回轉分度鉆床鉆模零件工件定位誤差計算，立軸回轉分度鉆床鉆模夾緊力的分析與計算； （3）立軸回轉分度鉆床鉆模零件夾具的工作原理,立軸回轉分度鉆床鉆模設計中存在的問題； （4）立軸回轉分度鉆床鉆模夾具裝配工藝設計與仿真。 2.2 研究方案： 由于工作零件是曲柄板,如下圖1與圖2所示，主要由圓柱面、端面、孔系等組成，是典型的盤類零件，也是導偏傳動機構，材料為45 鋼，采用油淬或水淬。結構比較簡單，其他各表面均已加工好，且各處加工精度高[12]，本次設計任務是：加工曲柄板上均勻分布的5-Φ5.2mm 和同軸線上5-Φ11mm 深3.5mm 的沉孔。 圖1 曲柄板三維立體圖 圖2 曲柄板二維零件圖 因此，設計兩種夾具方案進行對比： 方案一:在工件表面上需要加工圓周孔,因此我們在設計夾具時考慮到必須限制工件的六點定位并實現(xiàn)夾緊的方式，主要定位由夾具中分度盤上上面的三個支承釘作為主要定位，圓形表面我們用的是V型塊4夾緊機構，中心孔是圓周定位基準[13]；夾緊方式是利用定心夾緊機構，中心定位心軸元件與夾緊螺栓元件合為一體，并且定位和夾緊動作是同時進行的；加工的工件有2個直徑不同的孔組成，為能快速更換不同孔徑的鉆套，應選用快換鉆套[14]；采用彈簧銷分度裝置，當鉆完第一個孔后，抬起手柄6拔出對定銷5，轉動分度盤1，當下一個分度孔與對定銷對準時，對定銷在彈簧的作用下，插入分度孔，即可鉆第二個孔,以此類推。所以，采用彈簧銷時，手柄每往復轉動一次，便同時完成分度與對定兩個動作，操作方便迅速[15]。 圖3 方案一夾具的結構示意圖 方案二：此方案定位中圓柱孔定位采用的是橡膠芯壓縮膨脹心軸[16]，膨脹心軸的螺母旋緊時，橡膠芯外徑膨脹，從而徑向夾緊工件，但是定位精度低[17]。此方案中分度定位銷采用手拉式操作機構，手柄向外拉出時，對定銷襯套中退出，手柄旋轉轉90度，令橫銷在彈簧作用下擱在導套的頂端平面上，此時即可轉動分度盤進行分度[18]。此種分度對定銷操作機構，拔出對定銷和分度盤的轉位分度需要分別操作，比較費時費力，其操作誤差會直接影響分度精度[19]。 方案對比 表1 方案對比表 定位 分度 精度 效率 周期 生產(chǎn) 方案 1 工件圓柱孔采用螺栓柱心軸定位,此時中心定位心軸元件與夾緊螺栓元件合為一體 分度定位銷采用單手柄操縱分度和對定的彈簧式的操作機構 高 高 生產(chǎn)周期短 大批量 方案 2 工件圓柱孔采用橡膠芯壓縮膨脹心軸定位 分度定位銷采用手拉式操作機構 低 低 生產(chǎn)周期長 小批量 經(jīng)過對比，選用方案一。 3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 重點及難點： 設計出立軸回轉分度鉆床的專用夾具，分析零件的工藝，夾具的定位誤差和夾緊力的分析計算，利用三維建模軟件建工件的三維模型，利用二維繪圖軟件繪制夾具裝配體的三視圖。 前期已開展工作： （1）查閱相關資料，積累基礎知識； （2）初步了解常規(guī)夾具的設計及加工方法； （3）初步了解關于回轉分度夾具的一些相關知識； （4）學會運用三維建模和二維畫圖等作圖軟件。 4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 第1周－第3周：查閱資料，完成基礎知識的積累和開題報告。 第4周－第6周：工件的分析；定位分析（自由度）。 第7周－第9周：立軸回轉分度鉆床夾具的工作原理；設計中存在的問題。 第10周－第13周：立軸回轉分度鉆床鉆模夾具裝配工藝設計與仿真。 第14周－第15周：完成畢業(yè)論文。 5.指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 6.所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 注：1）正文：宋體小四號字，行距20磅，單面打??；其他格式與畢業(yè)論文要求相同。 2）開題報告由各系集中歸檔保存。 3）開題報告引用參考文獻注釋格式可參照附錄E“畢業(yè)設計（論文）參考文獻樣式”執(zhí)行。不進入正文，可以作為附件放在開題報告后面。 參考文獻 [1] 全曉春,劉曉花.基于機床夾具的設計[J].甘肅科技,2012,28(3):71-73. [2] 黃淑芳,程偉珍.高職“機床夾具設計與應用”項目化改革的實踐[J].中國電力教育,2012, (32):78-79. [3] 王建華.鉆床用夾具的設計[J].山東:山東省地質探礦機械廠,2009,(6):72-74. [4] 朱成洲.鉆床專業(yè)夾具的設計[J].新疆有色金屬,2011,5:56-58. [5] 李樂.間談機床夾具[J].2013,(3):90-92. [6] 楊營營.現(xiàn)代機床夾具簡述[J].2011,(6):151. [7] 吳小邦.機床夾具結構設計及方案構思原則[J].2012,(6):138-141. [8] 徐晉之.“鉆床夾具設計”零件的機械加工工藝過程及工藝裝備[J].2013,(2):120-121. [9] 李玉田.淺談機床夾具的應用及發(fā)展趨勢[J].2013,科技論壇,(13):212. [10] 張瀅瀅,劉春雨.關于機床夾具的發(fā)展前景的探討[J].科技創(chuàng)新導報,2011,(26):69. [11] 王力行.專業(yè)機床夾具安裝精度分析[J].裝配制造技術,2008,(9):163-164. [12] 胡占明.曲柄板夾具設計[J].高科技產(chǎn)品研發(fā),2011,(2):64. [13] 吳玲艷.曲柄板回轉分度鉆床夾具設計[J].2009,(11):129-130. [14] 李波,楊濟森.加工回轉分度類零件工藝方案設計[J].2011,(8):105-106. [15] 孫遇高.橡膠膨脹心軸[J].1995,(5):11. [16] 崔麗娟.高精度彈性心軸定位夾具[J].2008,(2):44-45. [17] BiqiongLi,JieLi.Research of Conceptual of Drilling Fixture Based on Fuzzy Algorithm[J]. 2008,259-262. [18] Kailing LI,Pan LIU,Guiheng BAI,Peng ZHAHG.Development of an Intelligent Jig and Fixture Design System[J].2006,1-5. [19] Xiaoping Xiong,Quandong Jin,Pingping Jiang. Study on The Intelligent CAD Technology of Body Welding Jig Based on the Knowledge[J].2009,(155):235-238.