C字夹螺孔的加工工艺毕业设计论文.doc
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1、目录第一章 概述11.1 C字夹及加工转台概述11.2加工转台的国内外现状21.2.1国内加工转台的技术状况21.2.2国外加工转台的技术现状31.3本次设计主要内容4第二章 设计方案论证12.1 各种方案简述12.1.1方案一12.1.2方案二12.1.3 方案三22.2各种方案比较32.3本章小结3第三章 设计中的有关计算13.1 电动机的选择13.2传动装置总传动比的计算及其分配23.3蜗杆传动系统的设计与校核23.3.1选择蜗杆传动类型23.3.2选择材料23.3.3按齿面接触疲劳强度进行设计23.3.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸43.3.5校核齿根弯曲疲劳强度53.3.6验算效率
2、63.4 锥齿轮传动设计及校核63.4.1选锥齿轮类型、精度等级、材料及齿数63.4.2按齿面接触疲劳强度设计73.4.3按齿根弯曲疲劳强度设计83.5轴的设计及强度校核计算113.5.1 蜗轮传动轴113.5.2 锥齿轮传动轴133.7总装配图153.8本章小结17结论18参考文献1致谢2摘 要C字夹是木工等常用的工具。C字夹螺孔的加工是主要工艺内容,其加工的好坏直接影响夹紧螺杆在夹紧和松开时正常运动。在C字夹的制作过程中,C字夹螺孔的加工作为主要工艺内容,一般均在两台不同的钻床上进行加工,要装、卸两次。而且一次只能加工一个孔。这样,不仅影响加工精度,而且加工效率低,劳动强度也大。于是,就需
3、要设计多主轴钻床,同时需要设计多工位孔加工的工装设备。而转台式多工位钻、攻自动设备的设计中,多工位准停式转台和钻、攻夹具的设计为主要内容。本文首先概述了加工转台的基本定义与国内外一些重要生产商的成果。第二部分论述了所想到的三种方案并对这些方案优缺点作了分析和对比。在彼此比较后决定选第一种方案。第三部分则是说明了加工转台的主要机械传动部分的设计以及对它们的校核过程。加工转台的传动部分主要由蜗轮蜗杆、锥齿轮、主轴三部分组成。经过校核后所有设计均符合要求。用ProE软件完成转台的三维总装图,然后得到了整个转台的二维装配图和蜗轮蜗杆、锥齿轮、轴等二维零件图。在文章的最后简明的介绍了做本次毕业设计的一些
4、心得体会。关键词 加工转台;蜗轮蜗杆;锥齿轮;滚珠丝杆;ProEABSTRACTC word clip is carpenter etc commonly used tools. C word processing is the screw holes with the main technology content, its processing of a direct impact on the clamping screw in the clamping and loosen the normal movement when. In the C word clip of the prod
5、uction process, the C word clamp screw holes as the main content of the processing technology, in general are two sets of different drilling on the processing, pack, discharge twice. And one can only processing a hole. So, not only affect machining precision and the processing efficiency is low, the
6、 intensity of labor is also big. So, need to design more spindle drilling machine, also need to design of progressive hole processing fixtures equipment. And turned in the desktop of progressive drilling, tapping the design of the automatic equipment, progressive must stop type turntable and drillin
7、g, tapping fixture design as the main content. This paper summarizes the basic definition and processing turntable for domestic and foreign some important producers results. The second part of the paper is that the thought of three solutions to these solutions and analyzes and compares their advanta
8、ges and disadvantages. In each other after comparing decided to choose the first plan. The third part is that the processing of the main mechanical transmission part turntable for the design and process of checking on them. The main transmission parts processing turntable by the worm, bevel gear, sp
9、indle of three parts. After checking all the requirements are designed. Drawing using ProE software table 3 d assembly drawing, then by the whole table 2 d assembly drawing and worm gear and worm, bevel gear and shafts two-dimensional drawing. At the end of the article simply introduces the graduati
10、on design do some of the comments. Keywords: Worm Gear & Worm,Taper Gear,Ball Screws ,ProE 3第一章 概述1.1 C字夹及加工转台概述C字夹是木工等常用的工具。C字夹螺孔的加工是主要工艺内容,其加工的好坏直接影响夹紧螺杆在夹紧和松开时正常运动。如图1-1所示。图1-1 C字夹产品图设计一台两回转坐标数控转台(由分度圆工作台、摆角体、摆角体支架组成),安装在三直线坐标数控铣床或加工中心工作台上,可实现五轴联动加工,如图l所示。然而传统的五轴数控机床的两回转坐标与机床滑板制作成一体,这对于用三直线坐标加工的绝
11、大多数场合来说,两回转坐标传动机构,尽管锁紧不动,长时歇置,造成浪费,并且它的刚性往往远不如直线坐标,影响机床加工精度、强力高效加工等。如果能把两回转坐标数控转台做成数控机床附件,在不需要时,工件直接装夹在工作台上加工;在需要时,工件装在数控转台上加工,灵活选用。五轴联动加工还有一个显著特点,多种场合要求五面全部暴露在刀具之下,不与装夹发生干涉,如果在数控转台的分度轴内设置工件拉紧装置,且用户能根据生产需要,随时改制工件定位方式。在C字夹的制作过程中,C字夹螺孔的加工作为主要工艺内容,一般均在两台不同的钻床上进行加工,要装、卸两次。而且一次只能加工一个孔。这样,不仅影响加工精度,而且加工效率低
12、,劳动强度也大。于是,就需要设计多主轴钻床,同时需要设计多工位孔加工的工装设备。1.2加工转台的国内外现状1.2.1国内加工转台的技术状况我国从六十年代开始研制万能转台,最初时长春转台研究所研制的定型产品WD系统,先后移植给宁夏青山转台厂、广州转台厂,目前国内市场生产电子万能转台厂家比较多,主要有济南转台厂生产的WDW, WDS系列,长春转台研究所生产的CSS-1100C, CSS-2200系列,宁夏青山转台厂、广州试验仪器厂生产的WD系列,长春市第二转台厂生产的CMT5000系列等。随着计算机技术的飞速发展,力学性能的自动测试己成为体现测试技术现代化的重要标志。目前,估计国内己拥有数万台国产
13、及进口的各类转台,其中,大部分转台因不具备电测能力而谈不到测试的自动化和现代化;一部分转台虽然具有电测能力或配备了计算机,但因其技术落后或经多年运行而工作己不可靠。这些大量的现有设备如何能跟上时代使其继续发挥效能,己受到广泛关注。中国转台行业从上个世纪80年代以后开始进行电子化、微机化的升级。在80年代初期有一些科研院所和高等院校以课题的方式开始进行转台的升级改造工作。从实现力学性能测试自动化现代化的要求来考虑,转台升级改造的中心环节是将现代计算机技术引入转台,在转台主机或主体系统完好的情况下,配置先进的数据采集测试结果自动处理系统或自动控制系统,从而实现测试自动化,减少人为因素干扰,自动存储
14、数据,提高测试效率。由于国内的工业基础水平限制,在80年代和90年代初国产的电子式和微机式的转台普遍存在电气系统稳定性差、软件实用性不强等问题,直到90年代中期,随着中国IT技术的飞速发展,转台也进入了一个新的发展阶段。在当今新技术革命的浪潮中,转台行业正在摆脱传统产品范畴而迅速向高新技术产业发展。这不仅因其本身与信息、能源和新材料等领域有着密切的关系,而更重要的是它能够直接为众多的高新技术领域及产业提供必不可少的测试设备。目前转台产品的更新换代较快,转台正朝着智能化发展。近几年在国外大约一、二年就推出一代新型产品,国内进行这方面研究的厂家也较多,如上海华龙测试仪器厂(如图1-2所示)等。计算
15、机技术的进步己经为试验过程的自动完成与数据的自动处理提供了条件,研究人员努力将更先进、更可靠的技术应用于转台,保证试验的准确、高效。图1-2 上海华龙数控机床产品 1.2.2国外加工转台的技术现状国外的转台研究一般以企业为中心展开,目前美国的MTS公司、英国的INSTRON公司、德国申克公司和日本的岛津制作所等通过自己多年的研究,均具有了自己独具特色的转台产品。日本岛津UEH型及美国SATEX公司的HVL型液压万能机均采用电液何服交流控制双向缸,负荷、变形、位移控制由电液伺服闭环控制,同时具有电测和计算机数据数据处理功能。电液伺服系统的优点是动态响应快,工作范围广,适合动态转台,其缺点是用于液
16、压万能转台上未能发挥其特点,且造价高,扰污染能力低,能耗大。德国申克公司的UPM液压万能转台控制原理是由速度控制器控制力矩电机进而带动压力控制阀施加负荷,并具有速度和电流反馈,保证加荷速度,转台还具有计算机数据处理和控制功能,是一种传统的控制方式。日本岛津制作所生产的UDH系列液压万能转台其采用自行设计的电液伺服阀组件控制柱塞缸,可自动和手动两种操作,具有计算机控制和数据处理功能,其系列性能好,机种覆盖广,缺点是自动化程度低。如图1-3所示为日本津岛的AG-X系列立式电子万能转台。英国INSTRON公司的电液伺服转台有1300系列和8500系列。随着计算机技术的不断发展,部分转台正向小型化,便
17、携化发展,以满足人们现场测量的要求。电子转台的软件也随着软件编程手段的进步正向自动化、智能化和可重构化不断发展。从目前国内外转台发展的技术水平分析,国内与国外在转台的性能方面还存在着不少差距。但是我们看到,通过国内科技人员的不懈努力,这种差距在逐步缩小。随着国内材料、电子、芯片产业的不断发展,转台赖以发展的工业基础不断增强,只要投入足够的研发力量,我们必将赶上国际先进水平。1.3本次设计主要内容在C字夹的制作过程中,C字夹螺孔的加工作为主要工艺内容,一般均在两台不同的钻床上进行加工,要装、卸两次。而且一次只能加工一个孔。这样,不仅影响加工精度,而且加工效率低,劳动强度也大。于是,就需要设计多主
18、轴钻床,同时需要设计多工位孔加工的工装设备。主要设计四工位准停转台和C字夹钻、攻夹具。要求装置转台采用内啮合齿轮式结构(同时对伞齿轮啮合、蜗杆传动等进行分析),由电或液驱动控制四工位转台准停。C字夹钻、攻夹具要能实现一次可加工三个,采用气动夹紧,对三个工件采用浮动柔性夹紧。要求整个过程按照顺序有序进行。绘制四工位准停转台总装图、C字夹钻、攻夹具总装图。第二章 设计方案论证2.1 各种方案简述2.1.1方案一电动机产生动力后输出进入涡轮蜗杆传动系统,进一步减速并改变运动旋转方向后,通过左右锥齿轮传动系统传递到转台主轴。由锥齿轮的转动带动与主轴相连的工作台。从而完成转台的传动系统设计。如图2-1所
19、示。图2-1方案一示意图2.1.2方案二 电动机产生动力后输出到蜗杆传动系统,进一步减速并改变运动旋转方向后,通过链传动系统传递到转台主轴。由链轮的转动带动转台主轴转动。从而完成转台的传动系统设计。如图2-2所示。图2-3方案二示意图2.1.3 方案三 电动机产生动力后输出到蜗杆传动系统,进一步减速并改变运动旋转方向后,通过同步带轮传动系统传递到转台主轴。由同步带轮的转动带动转台主轴转动。从而完成转台的传动系统设计。如图2-3所示。图2-3方案三示意图2.2各种方案比较 齿轮传动的特点:能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;传递的功率和速度范围较大;结构紧凑、工作可靠,可实现较大
20、的传动比;传动效率高,使用寿命长;齿轮的制造、安装要求较高.齿轮材料一般是铸铁等。链传动的特点:和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;传递效率较高,一般可达0.950.97;链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等。带传动(皮带传动)特点(优点和缺点):结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合;传动平稳无噪声,能缓冲、吸振;过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用;
21、不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等。涡轮蜗杆传动最主要的特点就是具有反向自锁的功能,而且相比其它传动具有较大的速比,涡轮蜗杆的输入、输出轴不在同一轴线上,甚至不在同一个平面上。自身的缺点,那就是涡轮蜗杆的传动效率不够高,精度也不是很高。方案一:采用锥齿轮传动,并且蜗杆传动带有自锁作用,可以实现转台自锁,采用锥齿轮驱动工作台,结构紧凑,效率高,工作可靠、寿命长,传动比稳定;方案二:采用了与方案一相似的传动系统,唯一不同的是它采用了链传动驱动工作台运动。链传动与齿轮传动相比,它的制造与安装精度要求较低,成本也低,但运转时不能保持恒定的瞬时传动比;磨损后易发生跳齿;工作时有噪声;不宜用在载荷
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