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法兰盘加工的回转工作台设计.rar

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    编号:20181101165910252    类型:共享资源    大小:2.41MB    格式:RAR    上传时间:2019-04-08
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    法兰盘 加工 回转 工作台 设计
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    台 州 职 业 技 术 学 院 大 学毕 业 论 文 ( 设 计 )论 文 ( 设 计 ) 题 目 : 系 别: 机电系 专 业: 机电一体化 班 级: 机电 0631 姓 名: 査建林 学 号: 0313061001 指导老师: 李老师 完成时间: 1目 录一.毕业设计的目的………………………………………………3二.加工零件的分析………………………………………………三.加工工艺的编排与分析………………………………………四.结构设计………………………………………………………五.各部件的计算与校核…………………………………………六.整体的液压设计………………………………………………七.整体的电气控制设计…………………………………………八.毕业设计总结…………………………………………………九.主要参考资料…………………………………………………格式、排版,语句通顺与否自己写的东西自己要懂目录与正文的内容不一样自己多读几遍,再叫别人读读,然后发给我2一.毕业设计的目的毕业设计是学生综合运用所学过的基本理论,基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练,其主目的:(1)培养学生综合分析的解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力,拓宽和深化学过的知识(2)培养学生树立正确的设计思想,设计构思和创新思维,掌握工程设计的一般程序规范和方法。(3)培养学生正确使用技术资料,国家标准,有关手册图册等工具书,进行设计计算,数据处理,编写技术文件等方面的工作能力。(4)培养学生进行调查研究,面向实际,面向生产,面向工作和工程技术人员学习的基本工作态度,工作作风和工作方法。3二.法兰盘加工的回转工作台设计(一)加工零件的分析如此法兰盘为一个式厂常用件,加工精度要求不太高,但年需求量较大。因此,加工此法兰盘时,首先,需要考虑的问题就是加工的生产效率。1、采用通用机床夹加工此法兰盘时,加工的范围可以进行扩大,可以加工出一系列的法兰盘,但通用机床的调整时间较长,装央与拆卸工件的时间较工,使得法兰盘的加工效率无法进行提高。2、专门化机床的工艺范围较窄,只能加工一尺寸范围内的某一类零件,完成某一种特定工序,但生产效率较通用的机床高。3、专用机床的工艺范围最窄,通常只能完成某一特定零件的特定工序,但专用机床的加工效率是这三类机床中最高的。因此专用机床较为适用了加工此类法兰盘。4、组合机床作为专用机床中的一种与通用机床的专门化机床相比较。(1)组合机床由 70-90%的通用零部件组成,可以缩短设计和制造周期,而且在需要的时候,还可以部分或全部改装。以组成适应新加工要求的设备就是说组合机床有重新改装的优越性,其通用零部件可以多次重复利用。(2)组合机床是按具体加工对象专门设计的,中以按最佳工艺方案进行加工。(3)在加工零件时,组合机床可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工,是实现集中工序,提高生产效率的最好途径,这也正是加工法兰盘所需要的。(4)组合机床是在工件一次装夹下用的轴实现多孔同时加工,有利保证各孔相互之间的精度要求,提高产品质量,减少了工件工序间的搬运,改善了劳动条件上,减少了占地面积。(5)组合机床在多数的零部件是同类的通用部件简化了机床的维护和修理。(6)组合机床的通用部件可以组织专门厂家集中生产。有利于提高产品质量和技术水平,降低制造成本。综合上面的分析,可得采用组合机床加工法兰盘,有利于提高法寺盘的加工精度和生产效率降低生产成本。5、在采用组合机床的基础上,如果采用自动线或回转工作台来进行加工,将可以进一步提高法兰盘的加工效率,采用自动线或回转工作台,可以减少工件的搬运与装夹次数,减少了工人的劳动强度。法兰盘以往工厂下料时,都采用气割或液压机但气割 时毛坯的精度比较低,加工时毛坯的切削余量比较大,使得加工成本与加工时间都有所提高。且采用气割下料时,毛坯易形成氧化层从而给下一工序的加工带来困难。采用液压机进行下料时,加工精度与加工效率都有较气割有较提高。但毛坯的厚度提高,液压机的吨位也在提高,从而使得液压机的制造成本也随之提高。因此,就法兰盘的下料有必要也设计一台专机,从而提高加工效率与降低加工成本。下料专机的设计得法兰盘的外圆尺寸在下料时就可以得到保证,下料后的4法兰盘外圆加工精度也达到了要求,从而法兰盘的外圆与A都无须再进行加工。三.法兰盘加工工艺的编挑与分析1.加工方法的选择平放 工件不转工件回转竖放 工件不转工件回转工件回转不利于采用随行夹具在自动线上加平放时工件的装夹比较方便且所需的夹紧力也较低,但不利于底面的加工。采用竖放工件不转,可以从两个方向对工件进行加工提高了生产效率,加工B面时,因为工件不转,可以以铣来代车。由零件图上的精度要求与待加工表面,工件材料生产批量各加工面的加工方法待选。①平面B 因为工件的加工是采用组合机床和回转工作台进行加工,无论回转工作台上采用固定夹具还是采用随行夹具,工件都无需进行旋转运动。因而工件需要进行旋转运动的车削加工就无法使用了,可选择刀具运动工件不动的加工方法,刨削加工或铰削加工,蚀削加工主要用于挟长表面的加工,这样才能体现出刨削加工的加工效率,而加工的法兰盘为一个圆柱表面,所以采用铁削比较好B面的加工尺寸不是太大的,可以采用端铁进行加工来提高加工效率。B面的加工精度要求不是太高铁削就能达到,因而无需再考虑精加工的磨削加工,以免提高工件的加工成本。②内孔的加工方法可选、钻扩、铰、磨因为法兰盘的内孔比较大,为了节约材料,采用套料的方法来进行下料,以便内孔的冲压件用于小尺寸法兰盘加工。由于待加工内孔的孔径较大,钻削是用于小钻径加工的,孔径较大时铰刀的制造带来了困难,制造成本大幅度的提高。通常钻、扩、铰用于 φ80 以内的内孔加工的精度较高,工件内孔的精度较低,采用磨削加工将会提高成本,且磨削加工时多数需要工件进行旋转。镗削通常用于尺寸较大且精度要求较高的孔,特别是分布在不同表面上,孔距和位置精度要求很严的内孔采用镗加工。③小孔钻床一般用于加工直径不大,精度要求较低的孔,小孔最理想的加工方法是采用多轴钻一次性将其加工出来,这样既提高了加工效率了,又保证了小孔之间的相互位置精度小孔采用钻削加工2、加为法兰盘中的A面与外圆无须加工,因而首先考虑以这两个面进行定位夹紧加工工艺方案一①下料,外圆 φ200,厚度为 15mm 的毛坯②以 φ200 与A面为基准进行装夹,加工的基准为 φ200 的仆圆中心线。③镗削 φX 的内孔5④倒角 φX 的B面 0.5×45°与B面外圆的 0.5×45°。⑤铣削B面⑥钻削 X-φX 的孔⑦倒 X-φX 的孔的 1×45°的角。⑧倒 φX 的A面的 0.5×45°的角。加工工艺方案二①下料:外圆为 φ200,内孔为 φX,厚度为 15mm 的毛坯②以 φ200 与A面为基准进行装夹③铣削B面④鎲削 φX 的内孔⑤倒角 φX 的B面上 0.5×45°与B面外圆的 0.5×45°。⑥钻削 X-φX 的孔倒角⑦倒角 φX 的A面 45×45°的角3、工艺方案的分析以 φ200 的外圆与A面为基准,进行加工,可以一次性将法兰盘的设计基准为 φ200 外圆的中心孔线,这样既保证了加工基准与设计基准的统一又保证加工基准的重合。从而使得法兰盘的加工精度有了提高。保证了各个加工表面的位置精度,而且大大简化了夹具的设计和制造工作,缩短了生产准备时间。由于工件的两端面A、B都 有位置要进行加工,因为工件只进行一次性夹紧,为了保证基准的统一与基问候语的重合,因而必须对工件进行两面加工,则回转了工作台,要采用内外圈都必须安排组合机床,如果在组合机床的加转工作台上安排一个回转结构,这样就可以减小回转工作台的结构。为了减少加转的次数,加工完一个面的全部加工工序后再进行转位再加工另一个面的全部工序,同时采用工序集中的原则。工序集中的优点①减少了设备的数量,减少了操作工人和生产面积②减少了工序数目,减少了运输工作量,简化了生产计划工作缩短了生产周期③减少了工件的装夹次数,不仅有利于提高生产率,而且由于在一次装夹下加工了许多表面也易于保证这些表面间的位置精度。因为多一个工序就要多出一个组合机床,而且回转工作台的回转结构也要增大。B面需加工的B面的铣削,内也 0.5×45°的倒角,B面外圆的 0.5×45°的倒角。A面需加工X-φX 的 1×45°的倒X×φX 与 φX 的内孔,两个面都可以加工。由于采用工序集中的原则,将 φX 的内孔镗削安排在B面进行加工,同时将内孔的B面 0.5×45°的倒角与B面 φ200 的外圆的 0.5×45°的倒角与镗孔的工序安排在一起。X×φX 的钻孔安排在B面进行加工,采用复合钻将 X×X 的内孔的 1×45°的倒角安排在一个工序中,这样B面的加工工序为铣与镗A面的加工工序为,钻与倒角将铣削加工安排在镗加工之前,这样既可以提高镗削加工开始时的受力平6稳进,又可以减少镗削加工的工和行程。钻削加工时产生的内应力要较倒角时产生的内应力大,从而将钻削加工安排在倒角的前面。为了安排工件与拆卸工件的方便,在倒角的后面需要再安排一个回转机构,使得夹具在回到装卸工位时,依然是安排位置。工艺方案1 铣削B面到 t=14mm2、镗内孔到 φX,同时倒 φX 的 0.5×45°B面角倒 φ200 的B面角0.5×45°3、转位将A面转至回转工作台的外面4、钻 X-φX 的孔倒是 1×45°的倒角5、倒 φX 的 0.5×45°的A面角6、拆卸工件四、结构设计由上面的工序分析可知,回转工作台北须有 5 个工位,装卸工位、铣削工位、镗削工位、钻削工位、倒角工位1、组合机床对分度回转工作台;①提高分度定位精度和定位刚度,以提高分度回转工作台组合机床的加工精度②缩短分度回转时间,以提高机床加工效率,但是要求分度运动平稳以保证必要的回转精度。③要求定位机构磨损小,以便长期地保持分度回转工作台的精度④结构简单可靠、调整维修方便,经济合理。2、分度回转工作台的动作定位销的拔出——工作台台面松开——工作台台面抬起——工作台台面回转,分度并到位——定位销插八并定位——工作台台面落下——工作台台面被夹紧;回转工作台必须有两个动作(1)上下升降运动(2)回转运动能够实现上下直线运动的机构(1) 曲柄滑块机构(2)液压缸机构(3)凸轮机构等曲柄滑块机构、结构简单运动平稳,成本低,但曲柄滑块机构的功率较小,而工作台台面的升降运动所需功率较大。凸轮机构的优点只要适当地设计凸轮之廓曲线,使可使从动件获得任意预期的运动规律,且机构比较简单紧凑,易于综合,但凸轮的制造比较复杂,制造成本较高,随着计算机的出现,凸轮制造变得比较简单,但凸轮之廓面与动件之间为点中缕接触,故易于磨损,因此凸轮机构通常用于传力不大的场合。采用液压缸的机构,便于实现电气控制与自动化控制,工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向液压元件易于实现系列化,标准化和通用化,便于设计和制造。能够实现间歇回转的机构 (1)棘轮棘机构(2)槽轮机构(3)不完全齿轮机构7不完全齿轮机构的加工工艺较复杂,且从动轮在运动开始和修正时有较大的冲击。采用槽轮机构若要使槽轮转一周,拔盘要转 1-5 周,拔盘的转动,需要一个原动机,若采用电动机,电动机的最低转速为 750r/min,要想将这样的转速降到需要的低时需要一个庞大的减速机构,从而增加了回转工作台的结构尺寸。棘轮机构结构简单,工作可靠,棘轮转角的大小可以进行有级调节,常用于低速轻载下实现间歇运动工作台面,只需要克服少量的磨擦力就中以进行回转了。棘轮棘爪回转运动,采用齿轮机构来带动,为了减小回转工作台的结构,不采用电动来作为原动机,否则需要增加一个减速机构。在相同功率的情况下,液压传动能量转换元件的体积较小,重量较轻,因而采用液压缸的直线运动来带动齿条运动,从而来带动齿轮的运动。3、工作台的分度与定位(1)小型机械分度回转工作台① 机械分度回转机构的结构8②小型机械分度回转工作台的传动分度回转工作台的动作,是装有蜗轮的同一根轴上的三个凸轮强制控制的凸轮 1——控制是位销动作,并有曲柄销拔动工作台台面转动凸轮 2——控制工作台面抬起和落下凸轮 3——控制夹紧和松开工作台台面的凸轮凸轮的大小与形状,有转位的多少,时间的长短等因素来决定。这种工作台可根据生产节拍的要求,通过要换电动机轴上的皮带轮来改变转位时间。这种工作台只用一个电动机实再分度、定位抬起落下和夹紧松开等动作,动作可靠 ,结构紧凑,但是定位销容易磨损,磨损后影响分度精度。(2)反靠定位分度回转工作台的结构①反靠定位机构采用面定位,消除了间隙,定位精度有所提高较圆柱销定相比,并增加了工作中面的夹紧机构,工作台刚性较好,这种系列回转工作台具有液压和机械两种驱动方式,回转工作台具有液压机械两种驱动方式,回转工作台部分是通用的,只是把传动装置部分设计成独立设计部件,分为液压传动装置和机械传动装置。这系列分度回转工作台的动作循环动力部件原位——工作台花盘 1 抬起,自锁销脱开——花盘回转——花盘反靠——工作台夹紧,自锁销插上——动力部件工作循环②反靠定位分度回转工作台的结构这个系列回转工作台部分和回转装置部分组成。回转工作台部分,包括花盘,工作台体、定位机构抬起头夹紧装置和自锁装置等部分,工作台的定位块是浮动的,当花盘回转时,花盘上的定位销端部的斜面压下定位块,定位销转过定位块后,由弹簧将定位块抬起,花盘反靠。定位销反靠在定位块上,在浮动定位块 2 的后面两边有固定挡块。为了保证分度回转,工作台的分度定位精度,反靠定位完成讯号必须在反靠讯号开关和时间继电器延时终了,同时有讯号发出,并且必须在工作台夹紧完成后发出讯号。电动机的慢速饭靠回转才能停止。9回转工作台的自锁装置,可保证在加工过程中定位位置不变,提高了回转方向的刚性。③反靠定位分度回转工作台的缺点。分度精度只能达到±7”精度再提高有困难,传动机构等都在底座里。敞开性较差。使工作台的调整维修较为困难,如工作台反靠完毕的讯号,由微动开关和压力继电器联合发出。微动开关易出故障,调整不便,另在反靠时产生撞击。尤其是机械反靠时撞击更明显。(3) 盘定位分度回转工作台① 齿盘的形状与结构如图所示。共有两个齿盘,将上齿盘固定在回转工作台上,将下齿盘固定在工作台的底座上,当回转工作台上升时,上下齿盘分开。工作台开始回转,回转结束后工作台下降,上下齿盘开始噬合。定位齿盘上齿数的多少和齿形的大小由转位次数与工作台的大小和工作台的受力来决定。② 齿盘定位与分度回转工作台的特点分度精度高,分度精度达到±3” ,能用于加工高精度的工件刚性较好,由于工作台采用了齿盘定位且具有夹紧机构工作台的承载能力和抗震性都较好。分度节拍时间较短结构简单,维修方便,新系列回转工作台的零件少。而且所需的电气元件和液压元件数量也少。对管路的安装,行程开关的性能都予以考虑,调整维修比较方便。但齿盘要求精度高,制造比较困难,随科技的发展,计算机的广泛应用,数控机床等先进和高科技技术的应用与出现这种制造困难已不再是困难了。
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