【正文】 108,133,159 465,700,1400 1400 108,133,159 530,800,1600 1600 33,159 670,1000,20xx 20xx 133,159,194 750,1100,2200 托輥夾具要滿足的要求： 如何定位才能保證工件軸線與主軸軸線重合；如何夾緊山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 才能保證工件在正確定位的基礎(chǔ)上夾緊，而且使各工件所受夾緊力相同；如何實現(xiàn)快速定位和夾緊 ； 如何實現(xiàn)加工不同直 徑的工件時夾具在直徑方向的可調(diào)；如何實現(xiàn)加工不同長度的工件時夾具在長度方向的可調(diào)；如何實現(xiàn)工件相對主軸兩側(cè)居于中間位置；如何提高自動化程度，減輕勞動強(qiáng)度。 如果夾具只能調(diào)到加工給定托輥的直徑，那么由于 V形塊的允差不能調(diào)，就會導(dǎo)致加工精度不高。 圖 2— 3 加工單一直徑系列的夾具 第 一 種方案如 上 圖 2— 3所示 ，用液壓缸控制壓緊。 缺點：不能適應(yīng)不同直徑的工件加工，如果做一個專用 V形塊能夠放入不同直徑的工件，但還必須上下可調(diào)。圖中的螺旋自定心裝置，它由固定在左右螺紋螺母上的 V形口組成，當(dāng)旋轉(zhuǎn)手柄時，兩鉗口同時等速靠近，將工件定心并夾緊。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 8 因此該夾具適用于定心精度不高的工件。 采用該夾具有效地提高了產(chǎn)品的合格率。 為了方便裝卸，加一個輔助支撐，另外要把定心夾緊機(jī)構(gòu)做成兩部分分別夾托輥的兩端。 由于兩端同時加工，因此只需限制四個自由度，所以選兩個短 V形塊即可，不需要其他定位件。 據(jù) 文獻(xiàn) [1]281 頁 ， 由于要用雙 V形塊定位，因此會增加定位穩(wěn)定性，所以 V形塊的工作角度選 120176。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 11 圖３ — ２ 支撐板 V 形塊的計算 V形塊的尺寸計算 據(jù) 文獻(xiàn) [2]表 1— 1— 5 V 形塊的工作角度 選 120176。 （ 3）取 N=114,H=50 估算直徑是 89， 108 時是 否可用 由圖 3— 3 中幾何關(guān)系可知： A=114／ 2 tg30176。 （ 4） 當(dāng) D=89,108 時在 V 形塊上的中心高： 由圖 3— 4 中幾何關(guān)系可知： maxDT= m a x m a xc o s 3 0 s in 3 0 3 022DD tg? ? ? ?+(75A) =1 0 8 3 1 0 8 1 32 2 2 2 3? ? ? ?+() = 2D =89mm 時： 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 13 2T = 8 9 3 8 9 1 32 2 2 2 3? ? ? ?+()= 圖 3— 4 計算幾何關(guān)系 （ 5） 計算各直徑的工件圓心到 V形塊表面的距離 A，陷進(jìn) V形塊的距離 B來確定每批工件從放松到加緊所需的行程； 76 76 6 0 .9 5 0 1 0 .9A T H? ? ? ? ?mm 同理： 89 89 6 8 .4 5 0 1 8 .4A T H? ? ? ? ?mm 108 108 79. 3 50 29. 3A T H? ? ? ? ?mm B=D/2A 76 7 6 / 2 1 0 .9 2 7 .1B ? ? ?mm 同理 : 89 8 9 / 2 1 8 .4 2 6 .1B ? ? ?mm 108 108 / 2 ? ? ?mm V形塊的定位誤差計算 什么是定位誤差： 任意一批 工件， 其中每個工件的尺寸、形狀和各 表 面的相互位 置均有所差異 (在公差范圍內(nèi) )。 這種只與 工件定位有關(guān)的誤差，稱為定位誤差。 2)由于定位基面和 定位元件 本 身的制造誤差和 最小配合間隙，所引起的同批工件定位基準(zhǔn)沿工 序尺 寸方向的最大變動范圍，稱為基準(zhǔn)位移誤差。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。 由式（ 3— 4）可知，使用夾具加工工件時，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)的加工誤差，在保證工 序加工要求情況下，留給加工過程 中其他誤差因素的比例大一些，以便較易控制加工誤差。在這種情況下，加工表面對其工序基準(zhǔn)的位置誤差，必然是工序基準(zhǔn)的位置變動所引起的。為了提高安裝精度，要在安裝時做調(diào)整。 夾緊機(jī)構(gòu)的要求 夾緊機(jī)構(gòu)對保證加工質(zhì)量，提高工作效率，減輕工人勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，均有很大影響，因此 夾具 機(jī)構(gòu)必須滿足以下基本要求： 1）保證加工質(zhì)量，夾緊時不能破壞工件定位時所獲得的位置。即夾緊動作要迅速，輔助時間要短。 6）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，制造維修方便。其中以氣缸和液壓裝置應(yīng)用最為普遍。 由于托輥夾具是用兩套短 V形塊定位夾緊，因此必須實現(xiàn)兩邊同時夾緊，選山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 17 擇同步回路來實現(xiàn)，夾緊用保壓回路 ， 來實現(xiàn) 。 3)確定夾緊裝置所能產(chǎn)生的實際夾緊力。加工薄壁 套類、盤類工件時因為工件軸向比徑向剛性好，所以常采用均布載荷，而不用集中載荷。 4）夾緊 力 作用點的數(shù)目應(yīng)盡量使工件在整個接觸面上夾的均勻，減小夾緊變形 。因此，在夾緊力方向、作用點確定后，尚需確定夾緊力的大小。此外，切削力在加工過程中是變化的，工藝系統(tǒng)的剛性和夾緊機(jī)構(gòu)的傳動效率又不同。 圖 4— 1 一端受力 1）工件一端 某點 受刀具的力 受到徑向 切削分力 、軸向 切削分力 、切向 切削分力 三個力如圖 4— 1。 由于是粗鏜，所以 1K取 ； 2K — 刀具鈍化系數(shù) （考慮刀具磨損的系數(shù)） ， 一般取 2K =～ ， 據(jù) 文獻(xiàn) [1]表 320 選取， 粗鏜鋼件時 zP 方向為 ， xP 方向為 ； 3K — 切削特點系數(shù) （考慮切削情況的系數(shù)） ， 連續(xù)切削： 3K =，斷續(xù)切削：3K =。 ） 時，取 。 mpK = 75nb???????= 75??????= 據(jù) 文獻(xiàn) [3]217 頁：鏜刀剛性差、 易振，主偏角應(yīng)選大點，以減少徑向力。 0 5r??～ 10176?！?15176。 綜上所述： 按主偏角為 60176。 因此z z z z zP m p p p p rpK K K K K K? ? ??= = x x x x xP m p p p p rpK K K K K K? ? ??= = ④ 分別帶入（ 4— 4），（ 4— 5） 求切削力 得： 0 .7 5 0 .1 5300zzpp ts v K??=300 ? =（ kgf） 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 22 0 .5 0 .4339 xxpp ts v K?? =339 ? =（ kgf） ⑤ 據(jù) 文獻(xiàn) [12]493 頁查的： 工件定位面未加工，夾具體定位面是交錯網(wǎng)狀時， f= ⑥把上述求的 分別帶入（ 4— 1），（ 4— 2）得： 11sin 22KMQRf?? =1sin22zKPRRf?1sin 22zKPf?? = 7 22 ??? =（ kgf） 21sin 22xKPQf?? = 22 ??? =（ kgf） 可見，軸向和切向所需的夾緊力差不多，但由于是兩端同時加工軸向力抵消，所以只考慮夾緊力要平衡的扭矩 1Q 。 夾緊力的自鎖 夾緊 力的自鎖靠液壓回路保證，在蓄能器保壓回路中，蓄能器和單向閥的共山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 23 同作用保證自鎖。 單純由主要支承定位，工件會產(chǎn)生變形或定位的不穩(wěn)定。 對工件也不起定位作用。旋合螺紋間的接觸情況 是，上螺紋受力小，高度可小些，但為防止裝錯，兩螺母的高度取成相等，此裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單。 輔助支承的螺母采用六角扁螺母，據(jù) 文獻(xiàn) [1]102 頁查得 : d=12 時， S=19mm， m=7mm， D= 圖 5— 2 螺母 螺紋的選擇 螺紋可分為兩類：用于連接或緊固的連接螺紋和用于傳遞動力或運(yùn)動的傳動螺紋。密封管螺紋和 55176。 傳動螺紋用以傳遞力和運(yùn)動，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，具有傳動比大，運(yùn)動平穩(wěn)、可自鎖等特點。的牙型角），螺紋副磨損后的間隙難以補(bǔ)償或修復(fù)，對中山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 26 精度低，牙型強(qiáng)度弱。應(yīng)用較廣，尤其是機(jī)床絲杠等 ，也常用于各種相對位置需要調(diào)整或升降機(jī)構(gòu)中 。外螺紋的牙底有相當(dāng)大的圓角，以減小應(yīng)力集中，螺紋副的大徑處無間隙，便于對中。 據(jù) 文獻(xiàn) [1]表 1— 23查得 ， 梯形螺紋螺距 t=3，外徑 d=12，內(nèi)徑 1d = 標(biāo)記： d=12mm， S=6mm，雙線， 3級精度，右旋： T12 6∕ 23 注釋 ：后經(jīng)分析，在輔助支撐中，去掉雙螺母更方 便易行。齒條與齒輪相比有下列兩個特點： （ 1） 由于齒條齒廓是各點的法線相互平行。 （ 3） 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒高尺寸與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同 齒輪齒條傳動的特點 齒輪齒條傳動中，齒輪做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，齒條做直線運(yùn)動，齒條齒輪正確嚙合的條件是基節(jié)相同 ，齒條基節(jié)是其兩相鄰?fù)瑐?cè)直線齒形的垂直距離。 齒 條 參 數(shù)的確定 傳遞動力的模數(shù)一般應(yīng) m≥ ～ 2。 因此： d=mz=54mm 據(jù) 文獻(xiàn) [15]165頁：知正常齒制 當(dāng) m≥ 1mm 時， **1, 。 據(jù) 文獻(xiàn) [15]174頁： 知一對齒輪連續(xù)嚙合的條件是：兩輪的實際嚙合線 12BB 應(yīng)大于至少等于齒輪的基圓齒距 bp ，通常將實際嚙合線長度與基圓齒距的比值用 a? 表示。 據(jù) 文獻(xiàn) [16]表 — 5： *11 21 [ ( ta n ta n ) ]2 s in c o saaa hz a a? ? ? ?? ? ? （ 6— 2） 1a =arcos badd =176。 由于齒輪同時與上下齒條嚙合，因此硬度應(yīng)該高點。 調(diào)質(zhì)： 淬火加高溫回火 淬火即將鋼件加熱到3CA或1CA以上的某一溫度，保持一定時間以適當(dāng)速度冷卻，獲得馬氏體和（或）貝氏體組織的熱處理工藝。 據(jù) 文獻(xiàn) [14]133頁可知： 閉式硬齒面齒輪、開式齒輪和鑄鐵齒輪， 因齒根彎曲強(qiáng)度往往是薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)取較少齒數(shù)以保證齒輪具有較大的模數(shù)，以提高輪齒抗彎能力。 3 112 ()[]F a SadFK T Y Y Ym z ???? （ 6— 3） 確定式中各項數(shù)值： 因載荷平穩(wěn)，可初選載荷系數(shù) tK =（ 據(jù) 文獻(xiàn) [14]） T= 10 N mm? 據(jù) 文獻(xiàn) [14]式（ 6— 7）端面重合度：由于是直齒輪， ? =0 1211[1 .8 8 3 .2 ( ) ] c o sa zz??? ? ? 11 .8 8 3 .2 1 .7 618? ? ? ? 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 31 據(jù) 文獻(xiàn) [14]式（ 6— 13） aY? ?? ? ? 據(jù) 文獻(xiàn) [14]表 6— 6，選取 ? ? ； 據(jù) 文獻(xiàn) [14]的圖 6— 19， 6— 20 查得： 1FaY = 2FaY = 1SaY = 2SaY = 據(jù) 文獻(xiàn) [14]式（ 6— 12） 確定 N， 假設(shè)年產(chǎn) 40 萬托輥，加工一次，齒輪松開夾緊嚙合兩次，按一次加工 4 根，40 萬要加工 10萬次，一年嚙合 20 萬次。 齒頂圓直徑： ad = *( 2 )az h m? =60mm 齒根圓直徑： fd = **2 2( )fd h zm h c m?? ? ? ?= 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒輪較小，做成實心的 ，如圖 6— 1 所示。即 pF 、 F? 、 F? 、 Fr 。向心軸承主要承受徑向載荷，推力軸承主要承受軸向載 荷，由于只受徑向載荷，因此選向心軸承。滾動軸承配合處 的軸 肩高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的安裝高度，以便拆卸方便。為補(bǔ)償軸的受熱伸長，軸承蓋與外圈端面之間應(yīng)留有～ 的補(bǔ)償間隙（據(jù) 文獻(xiàn) [14]230 頁）。 ，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，調(diào)速性能好。 由于托輥夾具是用兩套短 V形塊定位夾緊，因此必須實現(xiàn)兩邊同時夾緊，選擇同步回路來實現(xiàn)，夾緊用保壓回路。 鎖緊回路主要用于要求執(zhí)行元件可靠的停在任意位置的液壓系統(tǒng)，對于重力負(fù)載系統(tǒng)，必須考慮鎖緊回路。按照控制方式不同，同步回路分為 流量控制、容積控制和伺服控制三種。 采用比例閥或伺服閥的同步回路同步精度高，但是系統(tǒng)的復(fù)雜程度和造價都較高。 壓力繼電器是將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號的控制元件。 (1) 按鋼的密度 3gcm計算液壓帶動的夾具部分