【正文】 板，則各工件所受到的夾緊力有差異，會導(dǎo)致有的可能夾不緊，或有夾的太緊導(dǎo)致受力變形。如采用自定心夾緊機構(gòu)這個方案，就不存在這項誤差。88φ103+0.10φ108Aφ963 0 6 177。與 前 面同步 進行； 托 輥 管體 的加工。從另一方面也必須提高機床的 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 無論設(shè)計什么夾具，都 要 用 更新的理念 ， 從節(jié)約材料，提高質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)效率 ，降低勞動強度等 各方面綜合考慮夾具 的設(shè)計 。 由于托輥兩端到機床主軸的距離不相同的話，就會導(dǎo)致兩面加工的長度不同，因此必須 設(shè)計一個限位裝置實現(xiàn)每批 不同長度的 工件都能對中 ，以利于機床對托輥的加工 。 夾具的最基本作用就是保證工件準確定位且夾緊以利于加工，由于托輥有不同 的 直徑系列和不同的長度系列，因此 此 夾具必須在長度和直徑方向可調(diào)，還必須保證每一批工件能放置在兩主軸的中間，這就是對這個夾具最基本的設(shè)計要求。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 2 機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此加工不同類型的托輥就要求有不同的設(shè)備或工裝夾具，不同類型對夾具的精度要求也不同。 雖然 托輥部件較小 , 結(jié)構(gòu)也非常簡單 , 但要制造出批量大、質(zhì)量高的托輥并非易事 ,而且 托 輥組分有各類槽形托輥組，各類平行托輥組，各類調(diào)心托輥組，各類緩沖托輥組。 國內(nèi)帶式輸送機主要生產(chǎn)廠家自 80 年代開始 , 已先后采取了引進國外技術(shù)、聘請國外專家指導(dǎo)生產(chǎn)、引進部分國外專用設(shè)備等措施 , 大力進行托輥生產(chǎn)的技術(shù)改造。如沈陽礦山機械集團有 限責(zé)任 公司為中國國內(nèi)最大的托輥制造廠家之一，年產(chǎn)量 200,000 只，只占市場份額的 1720%，可見煤礦用托輥的數(shù)目很大；其他行業(yè)在生產(chǎn)加工或運輸中也要用到大量托輥 。本設(shè)計課題主要研 究能實現(xiàn)四個托輥加工的夾具。對于夾具來說，應(yīng)從提高定位精度、減短裝夾時間、使裝卸自動化、采用多工位加工等方面考慮來實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞 ： 夾具 ； 自定心夾緊 ；同步保壓山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 1 1 引言 托輥是帶式輸送機的關(guān)鍵運動部件及重要組成部分 ，它 的應(yīng)用十分廣泛， 僅煤礦 用托輥就占很大一部分 。為使帶式輸送機達到高速重載、低阻節(jié)能、長壽的要求 , 對影響帶式輸送機主要性能且數(shù)量較大的關(guān)鍵部件是托輥的結(jié)構(gòu)和加工工藝 ，高性能的帶式輸送機對托輥的性能參數(shù)提出了高的要求 , 如 運 行阻力系數(shù)、外圓徑向跳動、使用壽命等 , 這些參數(shù)直接影響整機的性能和運營成本。托輥生產(chǎn)質(zhì)量成為困擾企業(yè)打開市場 , 參與市場競爭的大問題。裝配后輥子強度好，經(jīng)向跳動量小，旋轉(zhuǎn)阻力小，重量輕，能耗低，使用壽命長，一般均超過 30000 小時。 那就更需要改進機床和工裝夾具設(shè)備，以提高 托輥的 質(zhì)量 。這次 托輥夾具的 設(shè)計 是用于一臺同時加工四個工件的鏜床上，鏜床 兩側(cè)各 有四根主軸，并且能同時加工工件的兩端的止口， 因此夾具必須滿足四個工件的定位夾緊。 設(shè)計一個專用可調(diào)的 V型塊和夾具體在工件長度方向可調(diào)，來分別使直徑和長度方向可調(diào)。 如果時間允許的話 ,還可以設(shè)計往復(fù)多工位夾具體，上面放兩套夾具，一個加工，另一個裝零件，另一個卸時，下一個就開始裝工件，使加工時間和裝卸料時間重合，節(jié)約輔助加工時間，利用機械手自動裝卸或用自動供料裝置，實現(xiàn)托輥加工的自動化，這樣更適合托輥的大批量生產(chǎn)，滿足它的市場需求量。 用切管機鋼管下料 —— 托輥專用鏜床上兩端鏜孔、倒角、平端面。 表 2— 1托輥管體技術(shù)條件節(jié)選（ MT/T 101920xx） 外徑 d1 外徑允許偏差 76 ? 89 ? 108 ? 133 ? 159 ? 194 ? 1 4 5 176。必須采用一定方法避免，可以通過夾具微調(diào)，或讓設(shè)計方案把這項誤差給避免了。 將工件放 在 V形塊內(nèi)，蓋上壓板，壓板上有浮動觸頭。如果想實現(xiàn)上下可調(diào)，必須在 V形塊與夾具體中間加一個機構(gòu)，這個機構(gòu)必須是可升降的可調(diào)機構(gòu)，如圖 2— 4所 示 。翻轉(zhuǎn)螺桿時，則將工件松開。托輥加工止口雖是粗鏜，但要求工件軸心與主軸重合度高，否則導(dǎo)致加工的托輥壁厚不均勻，影響軸承壽命 ，從而影響帶式輸送機的穩(wěn)定性， 因此不采用此方案。液壓夾具分左右兩部分且可沿導(dǎo)軌面縱向任意調(diào)整其間距，以適應(yīng)不同長度托輥管筒的加工需要 。但這兩部分必須同步進行，因此我選用液壓同步回路來實現(xiàn)兩端的同時夾緊。 V 形塊的工作表面和底面需經(jīng)磨削，為方便加工 V 形面設(shè)中間退刀槽。 V 形塊用 20 鋼，表面滲碳 淬火 處理，滲碳深度為 ～ ， HRC 為 58～ 64。 V 形塊的標準定位高度 T=H+ （ 3— 1） V 形塊的開口尺寸 N= （ 3— 2） V 形塊的參數(shù) α =(～ )D （ 3— 3） V 形塊的直徑系列 D=76,89， 108,133,159， 194 V 形塊的高度 用于大直徑定位時 H≤ 用于小直徑定位時 H≤ 經(jīng)過初步計算分析，從工件直徑、工件長度、夾具長度等各方面考慮，如果用一套夾具能加工所有尺寸的工件，勢必會造成夾具太不緊湊，定位不準確。 = 最大直徑 D=108， D／ 2=54mm B=54 sin30176。因 此，每 個工件在夾 具中定位時。 產(chǎn)生定位誤差的原因： 一批工件在 夾 具中定位時，引起工序基準變動。 上 述兩項誤差之和 (或代數(shù) 和 )，即為定位誤差 。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 由式（ 3— 5）可知， 正確地計算出工件在夾具中的定位誤差和減小其他各項誤差，是設(shè)計夾具時必須認真考慮的重要問題之一。所以，定位誤差也就是工件定位時工序基準位置的最大變動量在加工方向的投影。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 16 4 托輥的 夾緊 夾緊機構(gòu) 在 機械加工中，工件的安裝包括定位和夾緊兩個密切聯(lián)系的工作過程。 2）夾緊力可靠適當。 4）操作方便省力，使用安全可靠，改善工人勞動 條件，減輕勞動強度。 夾緊機構(gòu)的 動力裝置 現(xiàn)代高效的夾具，大多數(shù)采用機械傳動方式。 夾緊裝置選液壓傳動裝置，因為液壓油的工作壓力比壓縮空氣工作壓力高度多，一般為（ ～ ） MPa，可達到 以上，因而產(chǎn)生同樣大 的作用力，液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸比汽缸的結(jié)構(gòu)尺寸大的多。 夾緊力 夾緊力確定的基 本原則 夾緊力是由夾緊元件 (裝置 )產(chǎn)生的 ， 夾緊力是根據(jù)工序圖或夾具設(shè)計任務(wù)書中所提供的資料進行計算。 實際夾緊力比理論夾緊力要 大 一些，這樣才能安全可靠，確定夾緊力的基本原則是正確選擇夾緊力的方向、著力點和夾緊力的大小。 3）夾緊力方向所需夾緊力盡可能小 夾緊力作用點的選擇 1）夾緊力作用點應(yīng)落在支 承 面中心或支 承 面內(nèi)使定 位 穩(wěn)定 。 綜上所述，夾緊力作用點選擇是否合理，對工件是夾緊變形影響極大。 工件 在加工過程中受到切削力 、離心力、慣性力和工件自身的重力的作用，為保證工件安裝穩(wěn)定可靠，夾緊力必須與上述外 力平衡。因此，夾緊力大小的計算是一個很復(fù)雜的問題，一般只作粗略估算。 圖 4— 2 兩端同時受力 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 19 2）當兩端同時加工時，受力如圖 42，夾緊力必須平衡它們，工件才能正常加工，兩端 xP 大小相等方向相反，已平衡；由于用短 V形塊分別夾緊兩端，分別平衡兩端的yP；而兩端 zP 則分別會產(chǎn)生力矩使工件扭轉(zhuǎn)，這個扭轉(zhuǎn)力矩也需要夾緊力平衡。加工 為連續(xù)切削， 因此 取 4K — 考慮夾緊動力穩(wěn)定性系數(shù)。由于是機動夾緊，因此次項不考慮。粗鏜 一 般選 rK =60176。 0?? 3176。后角 0??6176。選出zpK?=； xpK?= 按前角為 10176。 方法二：由靜力平衡推導(dǎo) 由圖 4— 4 可知： 液壓缸傳給 V 形塊兩邊的力相等， 因此 1F 和 8F ， 2F 和 7F ， 4F 和 5F ， 3F 和 6F 分別大小相等方向相反； V 形塊作用 在工件上的八個夾緊分力都能平衡 2 3 6 7, , ,F F F F這幾個正壓力產(chǎn)生了四個摩擦力。而且要在定心夾緊機構(gòu)齒條板尾部加一個凸緣，用活動手柄壓緊螺釘壓緊， 起到雙保險的作用。因此，需增設(shè)輔助支承，以提高工件定位的穩(wěn)定性和支承剛度。 輔助裝置的結(jié)構(gòu)原理 托輥夾具 輔助支承的結(jié)構(gòu) ： 圖 5— 1 輔助支撐 它是一個由 螺紋實現(xiàn) 升降 的 結(jié)構(gòu)， 如圖 5— 1 所示 。 工件是自動定心，軸心的高度不變，因此直徑最小時，升的最高，直徑最大時在最低位置。連接螺紋 有 普通螺紋、小螺紋、和 60176。非管螺紋牙型也是三角形，但牙型角為 55176。當用于傳動精度要求較高的場合時，應(yīng)提高螺距和牙側(cè)角的準確性。 用于傳力和傳導(dǎo)螺旋。 鋸齒形 螺紋工作面的牙型斜角為 3176。用于單向受力的傳力螺旋。（因為它只是一個輔助支撐，不需要準確定位，只起方便裝卸的作用，加上雙螺母以后反而不易擰。又由于齒條在傳動時作直線運動，齒廓是各點的大小和方向都相同。 齒輪與齒條的實際嚙合線 長度 是齒條齒頂線及齒輪齒頂圓 ， 與垂直于齒條直線齒廓并切于齒輪基圓的直線的交點 間 的長度。 據(jù) 文獻 [15]164 頁：知模數(shù)越大齒距越大，山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 28 齒輪越大，輪齒抗彎強度愈強。ahc?? 據(jù) 文獻 [15]164頁：知我國規(guī)定分度圓壓力角標準值一般為 20176。 a? 稱齒輪傳動的重合度，故連續(xù)傳動的條件為： 12 1a bBBP? ?? （ 6— 1） 從理論上講重合度大于等于 1 就能保證齒輪連續(xù)傳動，但考慮到制造和安裝的誤差，實際上應(yīng)使 a? 大于或等于其推薦的許用值，即 a? ≥ 文獻 [a? ]。 1 2 1[ 1 8 ( ta n 3 2 . 3 3 ta n 2 0 ) ]2 3 . 1 4 s in 2 0 c o s 2 0a? ?? ? ? ? ? ?? ? ? =1． 76 bd — 基圓直徑； bd =dcosα = ad — 齒頂圓直徑； ad = *( 2 )az h m? =60mm 。兩齒條完全相同，才能保證機構(gòu)，兩面等距離移動。淬火的目的是為了提高鋼的力學(xué)性能。一般取小齒輪齒數(shù)為 17～ 25。假設(shè)要工作十年，則要嚙 合 200 萬次。 齒輪 的各項誤差計算 （ 1）確定齒輪的精度等級 由于是一般的移位裝置，對齒輪精度無特別要求，因此選 8級精度。 由 文獻 [22]表 ： pF = F? = F? = Fr = （ 4）齒輪坯精度 1）內(nèi)圓孔偏差 ：由 文獻 [22]表 查得公差為 IT7，其尺寸偏差為 ? ? 7H? ? 2）齒頂圓直徑偏差為 ?? =?? 即齒頂圓為 60?? 3）基準面的形位公差： 內(nèi)孔圓柱度公差 ： 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 35 （ L/b） F?=（ 160/50） = 0． 1pF= 取最小值 端面圓跳動 公差據(jù) 文獻 [22]表 查得為 頂圓徑向跳動公差據(jù) 文獻 [22]表 確定鍵、軸承和軸 對于直徑小的齒輪，若齒根圓到鍵槽底部的距離 e2mt ( mt 為端面模數(shù) )， 應(yīng)把齒輪和軸做成一體， 2mt 等于 6mm。 深溝球軸承主要受徑向載荷，也可受少量的軸向載荷，工作時 摩擦阻力小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，應(yīng)用最廣泛。 裝軸承處要 精度要求高，要用砂輪磨，因此要留砂輪越程槽， 或軸頸做長。間隙值用改變軸承蓋與箱體間的墊片厚度進行調(diào)整。 、調(diào)節(jié)比較簡單，操縱方便，易于實現(xiàn)自動化。如下圖所示 ； 圖中是利用蓄能器的保壓回路，當主換向閥在左位時 ，液壓 缸向前運動，開始實現(xiàn)夾緊工件，當達到夾緊力時，進油路的壓力升高到調(diào)定值，壓力繼電器發(fā)信使二通閥換向通電，泵卸荷，單向閥關(guān)閉，液壓缸有蓄能器保壓。最常用的鎖緊方法是采用液控單向閥鎖緊。 流量控制同步回路是通過流量控制閥控制進入或流出執(zhí)行元件的流量，來實現(xiàn)速度同步，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，但調(diào)整麻煩，且同步精度不高。若系統(tǒng)為閉環(huán)控制，可以通過檢測裝置檢測活塞 位移信號，經(jīng)過放大后，山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 39 反饋給比例閥或伺服閥來控制進入液壓缸的流量，從而實現(xiàn)較精確的同步運動。它是液壓部分和電器元件兩部分組成，系統(tǒng)中的壓力達到壓力繼電器的調(diào)定值時，即發(fā)出電信號，控制電動執(zhí)行元件動作，完成各項