【正文】 ┊ 動機(jī)構(gòu)，工作臺升降部分，機(jī)床整體升降部分，尾座氣缸加緊機(jī)構(gòu)， V 形塊安裝在工作臺上，工作臺由進(jìn)給氣缸驅(qū)動，沿床 身導(dǎo)軌作縱向進(jìn)給運(yùn)動，行程開關(guān)等分別設(shè)在機(jī)床中適當(dāng)部位。 2 淬火工藝 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，我國采用感應(yīng)淬火的零件的種類和品種不斷增加。 3）機(jī)器人的 應(yīng)用 日本高周波熱煉株式會社制造的一臺立式通用淬火機(jī)床上配置一臺機(jī)器人，機(jī)器人將一個二匝的感應(yīng)器進(jìn)行依次平面掃描，使一塊塑料板變色，雖然使用電源功率只 3 kW，但也可以看出機(jī)器人在感應(yīng)熱處理中的應(yīng)用趨勢。長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 33 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 緒論 表面淬火是熱處理的一種工藝，僅對零件的表面進(jìn)行處理，以達(dá)到零件表面的性能，而保持心部的性能不變。例如日本高周波熱煉株式會社川崎工廠的臥式半軸淬火機(jī)床，上尾廠可同時淬三根半軸，群馬廠可同時淬兩根半軸，機(jī)床實(shí)際上是感應(yīng)熱處理生產(chǎn)線，全過程除校直、熒光探傷檢查需一名工人外，其余全部自動進(jìn)行。 圖 2 IGBT 電流型超音頻感應(yīng)加熱電源 IGBT 應(yīng)用同期，我國還成功研制出 20 kW/300kHz MOSFET 高頻電源，縮小了同國際先進(jìn)水平的差距，隨著大功率 MOSFET 器件的問世，大功率的晶體管高頻電源有望年內(nèi)在感應(yīng)淬火中應(yīng)用。 總體布局是確定機(jī)床的組成部件以及各個部件和操縱。 η－由電動機(jī)至工作機(jī)的總效率； F －工作機(jī)的阻力（ N）； V －工作機(jī)的線速度（ m/s） ； Tw－工作機(jī)的阻力矩（ N/m） ； nw－工作機(jī)的轉(zhuǎn)速（ r/min） ； η w－工作機(jī)的效率； 已知 ,滾動軸承效率η r=，取 7級精度齒輪傳動（稀油潤滑）效率 η g=，聯(lián)軸器效率為η v=，則總效率為： 26 ?????? 故 KwPP Wd 6 ??? ? 因為載荷平穩(wěn)，電動機(jī)的額定功率略大于或者等于 Pd 即可，查《機(jī)械設(shè)計》中表 102中 Y系列電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選交流電動機(jī)的額定功率 Ped 為 。 （ 4） 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。開式導(dǎo)軌是指在部件自重和載荷的作用下，運(yùn)動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面始終保持接觸、貼合，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但不能承受較大顛覆力矩的作用，而閉式導(dǎo)軌借助于壓板使導(dǎo)軌能承受較大的顛覆力矩作用。 其中工件重量約為 14KG，工作臺重量約為 26KG。當(dāng)活塞桿的長度 L 較小時（ L 10d），可以只按強(qiáng)度條件計長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 33 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 算活塞桿直徑 d d d 30 (58) 綜合考慮 d 取 42 式中 F1—— 氣缸的推力（ N） —— 活塞桿材料的許用應(yīng)力（ pa）， = /S； —— 材料的抗拉強(qiáng)度（ pa）； S— — 安全系數(shù)， S 。其優(yōu)點(diǎn)在于： (1)剛度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整體式尾座，將分體式尾座上、下體合為一個尾座整體，采用整體式箱形結(jié)構(gòu)設(shè)計，經(jīng)有限元分析、計算，通過對尾座內(nèi)部筋板的合理布置，提高了尾座的剛度和固有頻率，尾座 采用高強(qiáng)度低應(yīng)力鑄鐵鑄造，經(jīng)良好的時效處理，熱變形小，在承受最大工件重量和最大額定切削力的情況下。頂尖是機(jī)械加工中的機(jī)床的重要部件，它可對端面復(fù)雜的零件和不允許打中心孔的零件進(jìn)行支承。p （ 63） F2= (D178。d178。??Fd ? (620) 于是可得 ： ][439。估定活塞桿直徑可按 d/D=~ 代入式（ 6），則可得 D=（ ~） D=98 (77) 式中系數(shù)在缸徑較大時取小值，缸徑較小時取大值。在其他條件不變的前提下，多以加大活塞桿直徑 d 來解決 （ 3）缸筒壁厚的計算 缸筒直接承受壓力，需有一定厚度。)p （ 74） 計入載荷率就能保證氣缸工作時的動態(tài)特性。 ?F (~) cF ， NF ??? 。 當(dāng)長細(xì)比 85 時 Fi= （ 69） 當(dāng)長細(xì)比 85 時 Fi= （ 610） 式中 L—— 活塞桿計算長度（ m）見表 i—— 活塞桿橫截面慣性半徑 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 33 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 實(shí)心桿 i= = 空心桿 i= 。d178。尾座體的壁厚要盡量均勻，拐角處要設(shè)計成圓角以減少集中應(yīng)力。 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 33 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 6 章 尾座部分的設(shè)計 尾座是臥式淬火機(jī)床的重要附件，其主要作用是為軸類零件定心，同時具有輔助支撐和夾緊的功能。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速，其載荷率可取 η=~。下面 3個要求更為突出： 導(dǎo)軌在空載運(yùn) 動和切削條件下運(yùn)動，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度。動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌只有一個自由度的運(yùn)動，以保證單一方向的導(dǎo)向性。對于高速傳動軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存 在偏心的滑塊聯(lián)軸器等等。 ③ 夾具形式對機(jī)床方案的影響 從工件形狀看，似乎可采用立式機(jī)床加工，但是考慮從裝配結(jié)合面鉆孔的必要性，主定位基面又是選用裝配結(jié)合面，不能改為相對面，這樣立式淬火夾具設(shè)計比較難，因而采用臥式加工方案。 夾具方案的擬定 機(jī)床，夾具是針對某特定工件而設(shè)計的，它是專用機(jī)床的一個重要部件，夾具方案的擬定是專用機(jī)床總體方案設(shè)計的組成部分，本機(jī)床夾具用專用液壓夾具，用限位裝置， V 形塊定位，來夾緊汽車后橋半軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，淬火。 同機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī)組相比，晶閘管（ SCR）中頻電源具有以下優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、材料消耗少；電效率高，逆變停止時幾乎不消耗電能，逆變效率可達(dá) 90%以上；無機(jī)械運(yùn)動、噪音小、運(yùn)行可靠、負(fù)載匹配容易，可以根據(jù)負(fù)載情況確定電源的頻率；啟動停止方便，頻率能自動跟蹤以保持最佳運(yùn)行狀態(tài)；產(chǎn) 品設(shè)計簡單、制造周期短；安裝容易，不需要特殊的基礎(chǔ)；維修方便等。圖 1 是 GH 公司的數(shù)控淬火機(jī)床。 國際先進(jìn)的感應(yīng)淬火技術(shù) (1) 電源 國外 IGBT、 MOSFET 和 SIT全固態(tài)晶體管電源技術(shù)逐步成熟，并已商品化、系列化，目前有 1200kW、 50kHz； 50~100kHz、 30~600kW； 100kW、 80kHz；低頻段有取代晶閘管電源趨勢； MOSFET 多采用并聯(lián)振蕩電路， SIT 多采用串聯(lián)諧振電路，功率高達(dá) 1000 kW、頻率 200kHz 和 400kW、 400kHz。其特點(diǎn)是：加熱時間短，一般僅為 ～ 4s，傳統(tǒng)工藝是 7～ 12s；電效率高、成本低；感應(yīng)器與工件之間允許有較大間隙，調(diào)整方便；操作簡單、重復(fù)性好、易于維護(hù)；占地面積小，僅為原來的 20%左右。 3 淬火機(jī)床 為了適應(yīng)多品種的批量生產(chǎn)，在汽車生產(chǎn)應(yīng)用中，我國引進(jìn)的感應(yīng)淬火機(jī)床種類由傳統(tǒng)的 專用設(shè)備逐步向柔性化程度較高的通用設(shè)備和專用淬火自動生產(chǎn)線發(fā)展。又考慮到機(jī)床操作、維護(hù)、修理、排屑的方便性，還注意到被加工零件 的生產(chǎn)批量。 根據(jù)對各種相對位移有無補(bǔ)償能力（即能否再發(fā)生相對位移的情況下保持連接的功能），聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類 。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡單，而且拆裝方便，可用于低速，剛性大的傳動軸。但由于滾動體與導(dǎo)軌面之間的接觸面積較小，不易形成油膜阻尼，因而剛度較低，抗振性也較差。)PFz （ 52） 式中 F1—— —— 活塞桿推力（ N） F2—— —— 活塞桿的拉力（ N） D—— —— 活塞直徑（ m） 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 33 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ d—— —— 活塞桿的直徑（ m） p—— —— 氣缸工作壓力（ Pa） Fz—— —— 氣缸工作時的總阻力（ N） 氣缸工作時的總阻力 Fz與眾多因素有關(guān)，如運(yùn)動部件慣性力、背壓阻力、密封處摩擦力 等。 空心桿 A1=（ d178。為了使套筒不隨工件一起轉(zhuǎn)動在套筒上部設(shè)計了滑鍵槽，在尾座體上設(shè)計有滑鍵。莫氏錐度是一個錐度的國際標(biāo)準(zhǔn)，用于靜配合以精確定位。 由式（ 61）（ 62）可求得氣缸直徑 D 當(dāng)推力作用時 D= D=76 (65) 當(dāng)拉力作功時 D= D=77 (66) 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 33 頁 第 22 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用式（ 66）計