買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘要 渦輪盤的定義是在 航空發(fā)動機(jī)上 十分重要的零件， 渦輪盤 的精度很高、 機(jī)械加工 難度大， 處在高速、高溫的環(huán)境下工作，是關(guān)鍵復(fù)雜的構(gòu)件， 在整個渦輪機(jī)加工中它也是一個難點(diǎn)。而在渦輪盤機(jī)械加工中， 渦輪盤 榫槽加工是工作量最大、難度最高的是 任務(wù)。 渦輪盤榫槽夾具可以保證 加工精度高，提高加工效率。因此夾具設(shè)計是榫槽加工中的一個重要環(huán)節(jié)。 本文通過對渦輪盤榫槽類型 結(jié)構(gòu)、加工工藝、夾具設(shè)計及使用情況的分析，闡述了 定位基準(zhǔn)的選擇，壓緊方式的確定，正確的復(fù)雜空間尺寸及角度計算和高精度的分度機(jī)構(gòu)設(shè)計的過程 ，完成了渦輪盤榫槽重要夾具工裝的設(shè)計，提出了針對整體工藝裝備提高榫槽表面粗糙度的解決方法。 關(guān)鍵詞 ： 渦輪盤 榫槽； 空間角度計算； 步伐式 雙銷聯(lián)動分度裝置 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is on is in is a in is is is is in is an to of of in of to be 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 第一章 緒論 . 1 床夾具及其功用 . 1 代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 . 1 代工業(yè)對夾具設(shè)計的基本要求 . 2 目提出的背景 . 2 目研究的方法、預(yù)期結(jié)果及意義 . 2 第二章 渦輪盤榫槽的加工特點(diǎn)與工藝裝備 . 4 輪盤 榫槽的加工特點(diǎn) . 4 削特點(diǎn) . 4 削分類 . 4 削速度 . 5 高榫槽粗糙度 方法 . 5 藝裝備 . 5 第三章 渦輪盤液壓立拉夾具的設(shè)計 . 6 計方案的確定 . 6 務(wù)來源與狀況 . 6 位機(jī)構(gòu)與定位原則 . 9 位基準(zhǔn)的選擇 . 10 位誤差的分析和計算 . 10 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 緊方式的確定 . 12 拉夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 . 13 具的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) . 13 具底座設(shè)計 . 14 確的復(fù)雜空間尺寸及角度計算 . 17 精度的分度機(jī)構(gòu)設(shè)計 . 19 便快捷的液壓驅(qū)動系統(tǒng) . 25 第四章 液壓分度夾具的使用與調(diào)整 . 27 壓分度夾具使用 . 27 工前的準(zhǔn)備 . 27 制過程 . 27 削試件 . 27 壓分度夾具的調(diào)整 . 28 具安裝的調(diào)整 . 28 度及鎖緊機(jī)構(gòu)的調(diào)整 . 28 第五章 經(jīng)濟(jì)分析 . 29 結(jié)論 . 30 參考文獻(xiàn) . 31 致謝 . 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 緒論 床夾具及其功用 機(jī)床夾具是夾具的全稱，它是一種裝置，作用是在機(jī)床上將工件定位、夾緊，將刀具進(jìn)行導(dǎo)向的。它的作用是保持產(chǎn)品零部件和加工工具的相對位置從而在產(chǎn)品加工過程中保證了最終產(chǎn)品技術(shù)要求中的位置精度。當(dāng)工藝過程不同時需要使用的夾具是不同的，各類夾具中以機(jī)床夾具發(fā)展最早、最成熟、精度要求最高、在各類夾具中比重也最大。輔助工具是將刀具在機(jī)床上進(jìn)行定位、夾緊的裝置，如銑刀桿及鏜刀桿等。工藝裝備是指在加工過程中，使用的刀具、夾具、量具及其他輔助工具的總稱。 代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 工業(yè)在現(xiàn) 代有一個顯著特點(diǎn)：它包括新產(chǎn)品發(fā)展快，質(zhì)量要求高，品種規(guī)格多，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短。在機(jī)械工業(yè)上主要體現(xiàn)在在生產(chǎn)類型比例中多品種、小批量生產(chǎn)占了很大的部分。 所以我們必須做好生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，為了滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，而機(jī)床夾具是這一工作的重要組成部分。 眾所周知，機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在： （ 1） 完善的標(biāo)準(zhǔn)化，不僅指現(xiàn)有夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，而且對應(yīng)各種類型夾具應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。這樣可以使夾具的設(shè)計、制造和裝配工作簡化，有利于縮短生產(chǎn)周期和降低成本，這是 發(fā)展的 標(biāo)準(zhǔn)化 。（ 2） 擴(kuò)大專用夾具的使用范圍，改變以往工藝條 件稍有變化就導(dǎo)致專用工裝報廢的現(xiàn)象，使夾具能重復(fù)利用。實(shí)行組合化的原則設(shè)計工裝，用少量元件能滿足多種要求。這是可調(diào)化、組合化。 （ 3） 隨著機(jī)械產(chǎn)品加工、裝配精度日益提高，高精度機(jī)床大量涌現(xiàn)，這是精密化 （ 4） 為了既改善勞動條件，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)，使所設(shè)計的工裝更符合人機(jī)工程學(xué)原理，以提高生產(chǎn)效率，又能降低加工成本，對夾具提出高效自動化的要求，以便獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，這是高效自動化。 （ 5） 通過采用模塊化設(shè)計，可以提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期。這是模塊化。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 代工業(yè)對夾具設(shè)計的基本要求 （ 1） 保證工件的加工精度穩(wěn) 定性 （ 2） 提高機(jī)械制造行業(yè)的勞動生產(chǎn)率 （ 3） 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性并且操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單，能改善勞動條件 （ 4）可以 降低產(chǎn)品的制造成本 目提出的背景 航空發(fā)動機(jī)的重要零件有 渦輪盤 。 其中的關(guān)鍵件 渦輪盤 與相應(yīng)的軸、葉片相連接處在高速、高溫的環(huán)境下工作，是關(guān)鍵復(fù)雜構(gòu)件。其機(jī)械加工特點(diǎn)表現(xiàn)為榫槽加工精度高、空間角度復(fù)雜，材料難加工等。 它們的設(shè)計、工藝和制造水平?jīng)Q定了發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性、壽命、維修周期等性能指標(biāo)。 現(xiàn)在渦輪盤材質(zhì)多采用 鎳基合金， 70%，加工硬化嚴(yán)重 ，切削加工性非常差。機(jī)械加工難度大，在整個渦輪機(jī)加工中也是一個難點(diǎn)。而在整個渦輪盤的機(jī)械加工中，工作量最大、難度最高的是輪盤榫槽加工。所以本文主要是圍繞在拉削渦輪盤榫槽這一工序過程中所使用的專用夾具為中心，研究了拉削渦輪盤榫槽的立式拉床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、調(diào)整和使用。 目研究的方法、預(yù)期結(jié)果及意義 夾具主要用于拉削航空發(fā)動機(jī)渦輪盤上的榫槽，榫槽本身精度主要由拉刀設(shè)計、制造精度和拉削方法保證；榫槽的相對精度，如榫槽至中心控制尺寸、榫槽均布誤差等就主要由該夾具來保證。因此在確定該夾具的設(shè)計方案時，首先對工 序圖進(jìn)行分析，了解本工序需要保證的尺寸精度和位置精度，為了使所設(shè)計的夾具能夠保證零件所要求的精度，必須對渦輪盤進(jìn)行精確地定位和準(zhǔn)確地分度。 為了能夠減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動的生產(chǎn)率，盡量去縮短本工序的輔助時間，動力系統(tǒng)采用液壓裝置。 液壓分度夾具與移動安裝座的定位是靠移動安裝座上的兩個定位銷，通過四個件安裝到分度夾具上，用螺栓壓緊；將拉刀按順序放入拉刀盒買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 中，拉刀盒通過刀柄與拉床主軸連接。 通過采用合理的定位裝置和分度機(jī)構(gòu)，該夾具應(yīng)該能夠保證零件要求的尺寸和位置精度。渦輪盤是航空發(fā)動機(jī)上一個十 分重要的零件，然而在整個渦輪盤的機(jī)械加工過程中，精度要求最高，難度最大就是渦輪盤上的榫槽的加工這一工序，因?yàn)殚静郾仨氁腿~片上的榫頭相配合。它們之間的配合精度要求也是很高的?？偨Y(jié)是，這道工序所要加工的渦輪盤榫槽對于整個發(fā)動機(jī)的質(zhì)量和性能都有著十分重要的影響，所以本工序所專用的夾具的設(shè)計制造有著十分重要的意義。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 第二章 渦輪盤榫槽的加工特點(diǎn)與工藝裝備 輪盤榫槽的加工特點(diǎn) 通常周向榫槽采用精密車床、專用夾具、專用刀桿、成型刀片進(jìn)行加工，而各種形狀復(fù)雜的周向榫 槽常用銑床銑削和拉床拉削來加工。由于燕尾式榫槽結(jié)構(gòu)不規(guī)則，形狀復(fù)雜，而且表面的粗糙度在 銑削加工，必須通過粗銑、半精銑、精銑三道工藝，才有可能使榫槽達(dá)到要求的表面粗糙度，并且勞動強(qiáng)度大，效率低，加工精度難以保證，在批量生產(chǎn)中已經(jīng)很少采用了，故而多采用拉削加工。 削特點(diǎn) 拉削是一種高精度、高效率的可最終成型的機(jī)械加工方法，主要被用來加工不同形狀的內(nèi)、外表面，甚至是具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的螺旋槽工件。而且加工精度高、表面質(zhì)量要求高的成批和大量生產(chǎn)的零件特別合適。 拉削加工適合批量生產(chǎn)。生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長 、復(fù)雜，費(fèi)用很高。加工質(zhì)量特點(diǎn)：精度較高，可以達(dá)到 糙度較難達(dá)到 寸一致性好。 削分類 在現(xiàn)在工業(yè)中大多數(shù)都選用高速拉削所用的拉床，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)和剛性優(yōu)，滑軌長，他的速度也很快快，傳動平穩(wěn)，精度高，分度精度高，不只是拉刀制造和刃磨方便，而且錐角和螺旋角可調(diào)，自動化程度高，冷卻潤滑效果好。降低成本的同時還能提高生產(chǎn)效率。 高速拉削的拉刀大都采用超硬型高速鋼，這種刀具材料具有良好的機(jī)械性能，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性均優(yōu)于其他一些材料，并具有良好的加工性能。這樣有利于實(shí)現(xiàn)拉削自動化。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 削速度 高速拉削由于在提高加工表面質(zhì)量延長拉刀壽命等方面比低速拉削具有明顯的優(yōu)越性，因此現(xiàn)代拉削中多采用高速拉削。 不同的零件材料，或即使相同的材料熱處理工藝不同，也會影響拉削速度。實(shí)際生產(chǎn)中是通過試?yán)瓉泶_定具體零件材料高速拉削的速度。 在較低的速度下拉削，拉削的表面質(zhì)量還比較好，拉削速度不斷提高，到一定速度后，拉削表面質(zhì)量下降，甚至出現(xiàn)鱗刺，繼續(xù)提高速度，拉削表面質(zhì)量開始好轉(zhuǎn)，到一定速度下，拉削面質(zhì)量達(dá)到最佳，這時的速度就是這種材料的高速拉削速度。 高榫槽粗糙度方法 在實(shí)際加工中，發(fā)現(xiàn) 渦輪盤榫槽表面粗糙度達(dá)不到所要求的 m。 為了提高加工質(zhì)量，從整個工藝系統(tǒng)采取了多方面的積極措施。 （ 1） 提高榫槽尺寸精度和表面質(zhì)量，減少刀具磨損。 （ 2） 消除并收縮盤類件彈性變形引起的型面尺寸。 （ 3） 提高整個工藝裝備的剛性，使拉削質(zhì)量穩(wěn)定，保證榫槽表面精度及表面粗糙度。 藝裝備 在加工 渦輪盤 零件榫槽時，榫槽的自身精度主要由拉刀設(shè)計、制造精度和拉削方法保證；榫槽的相對精度，如榫槽至 渦輪盤 中心尺寸、榫槽均布誤差、榫槽中心對稱及榫槽的空間位置等，主要由夾具保證。榫槽的精度以及尺寸檢驗(yàn)需要專用的測具和儀器來進(jìn)行檢測。 在加工零件前要進(jìn)行拉刀的預(yù)調(diào)，就是先拉削試件，若試加工后的零件尺寸有偏差，操作者在拉床上微調(diào)相關(guān)的拉刀片和工作臺與拉刀的距離，直至加工出合格的產(chǎn)品，才開始正式件的加工。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第三章 渦輪盤液壓立拉夾具的設(shè)計 計方案的確定 務(wù)來源與狀況 現(xiàn)有的條件： 渦輪盤 是航空發(fā)動機(jī)的一個重要零件 ,它的 空間角度復(fù)雜 ， 榫槽采用拉削加工，零件產(chǎn)品模型見下圖 1： 圖 1 渦輪盤 此次加工的 渦輪盤 榫槽為周向燕尾式榫槽，槽數(shù) 22。起始榫槽與 渦輪盤 中心偏心 槽空間角度 545及 15195;同時保證槽底面上的 F 點(diǎn)到 渦輪盤 中心線距離 榫槽配合表面粗糙度 布要求不大于 渦輪盤 產(chǎn)品機(jī)械加工精度見下圖 2： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 2 渦輪盤 榫槽加工工序簡圖 渦輪盤 材料為鈦合金 （ ，鈦合金具有強(qiáng)度高、中溫性能好和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，拉削時由于鈦合金彈性模量小，加工后回彈，使零件尺寸會發(fā)生變化，其變化的大小與拉刀的材料 及鋒利程度有關(guān)。 現(xiàn)有立式拉床 見圖 3 3）。用于拉削平面或成型面，生產(chǎn)效率高，適用于大量生產(chǎn)及成批生產(chǎn)。該機(jī)床采用液壓傳動，工作平穩(wěn)，能無級調(diào)速，并有超負(fù)荷保險裝置。機(jī)床具有自動循環(huán)、半自動循環(huán)和兩種分段循環(huán)等四種工作循環(huán)，主要動作可單獨(dú)點(diǎn)動調(diào)整，能滿足各種生產(chǎn)場合的需要。機(jī)床由一個總按鈕站操縱，操作方便。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 圖 3 能參數(shù)為： 額定拉力 最大行程 200250削速度（無級調(diào)速） m/刀返回速 度（無級調(diào)速） 7m/作臺最大行程 155 作臺臺面尺寸 550630 臺底面至工作臺面距離 1620 量 300 L/大工作壓力 10 機(jī)總?cè)萘?電動機(jī) 22 形尺寸（長 寬 高） 405024873855 重（約） 10000 件拉削面對基面的垂直度 00 . 拉刀 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 加工 渦輪盤 榫槽的拉刀為專用拉刀，采用分段組合形式，共分 7 段。要求是根據(jù)被拉削榫槽型面的 ，切削部位和切削量由每段拉刀分別擔(dān)負(fù)，分段拉刀將被分為三組，定位分別夾緊在拉刀盒子內(nèi)，完整的成為了組合拉刀。 位機(jī)構(gòu)與定位原則 定位裝置的作用是確定工件在夾具中的位置。定位元件通常采用平面、圓柱面、錐面等來實(shí)現(xiàn)工件的定位。工件定位時，只要將工件上定位基準(zhǔn)與夾具上的定位表面互相接觸，就可獲得正確的位置，不需要任何的調(diào)整與找正。 根據(jù)六點(diǎn)定位原則，任何一個剛件在三維空間內(nèi)相對于三個互相垂直的坐標(biāo)軸來說，都有六種運(yùn)動的可能性，即可以沿著 Z 軸移動，也可以 繞著 軸、 有六個自由度。 使工件定位，就是合理布置六個支承點(diǎn)來限制工件的六個自由度，使工件得到確定的位置。 如何消除工件的不定度？最典型的方法就是在夾具中設(shè)置六個支承點(diǎn)，如下圖 3 4 所示。 圖 4 立體圖 平面 A 放在三個支承點(diǎn)上，消除了 z 、 y 、 x 三個不定度； B 平面消除了 z 、x 兩個不定度； C 平面消除了 y 一個不定度；根據(jù)工件形狀的不同， 定位基準(zhǔn)的不同，定位點(diǎn)的分布還會有其它各種布置情況。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 由于 渦輪盤 產(chǎn)品圖上對榫齒的圓周位置具有角向要求，故設(shè)計夾具時零件需要限制六個自由度才能滿足產(chǎn)品圖紙的要求。 位基準(zhǔn)的選擇 制定零件的加工工藝過程，定位基準(zhǔn)的選擇是個很重要的問題。夾具上的定位機(jī)構(gòu)就是根據(jù)定位基準(zhǔn)的形狀、數(shù)量和精度而具體進(jìn)行設(shè)計的。定 位基準(zhǔn)和定位方法不但影響工件的加工精度，而且直接影響夾具結(jié)構(gòu)的繁簡、制造的難易和使用的方便程度。因此，設(shè)計夾具時，首先應(yīng)對定位基準(zhǔn)進(jìn)行必要的分析。 定位基準(zhǔn)的選擇原則 （ 1） 遵循基準(zhǔn)重合原則，選擇工件圖紙上的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。如果違背這一原則，將會產(chǎn)生定基誤差，在加工中，這一誤差將成為加工誤差的一部分，從而縮小制造公差，提高對夾具的精度的要求。 （ 2）選擇的定位基準(zhǔn)，應(yīng)能保證定位穩(wěn)定，并便于夾緊。 根據(jù)選擇定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)重合原則和所選基準(zhǔn)應(yīng)保證定位穩(wěn)定、便于夾緊 的條件，選取渦輪盤的大端面和孔 1240 主定位基準(zhǔn)。兩定位基準(zhǔn)在前道工序是一刀加工而成，跳動在 而產(chǎn)生的加工誤差相對較小，根據(jù)零件的特點(diǎn)選取大端面為支承面使得定位穩(wěn)定、壓緊狀態(tài)較好。選取 60 為角向定位，來確定起始榫槽的位置。這樣的定位方式完全限制了零件的自由度，滿足六點(diǎn)定位原理和定位基準(zhǔn)的選擇原 則。 位誤差的分析和計算 在運(yùn)用夾具時，造成表面位置的加工誤差的因素可以歸納為以下三個方面：（ 1）與工件在夾具 中裝夾有關(guān)的加工誤差，稱為工件裝夾誤差，其中包括工件在夾具中由于定位不準(zhǔn)確所造成的加工誤差即定位誤差，以及在工件夾緊時由于工件和夾具變形所造成的加工誤差 夾緊誤差。（ 2）與夾具相對刀具及切削成行運(yùn)動和夾具變形所造成的加工誤差，稱為夾具的對訂誤差， 其中包括夾具相對刀具位置有關(guān)的加工誤差 ,就是對刀誤差，和夾具相對成形位置有關(guān)的加工誤差 夾具位置誤差。（ 3）與加工過程有關(guān)的加工誤差，稱為過程誤差。其中包括工藝系統(tǒng)的受力變形、熱變形及磨損等因素所造成的加工誤差。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 為了得到合格零件，必須使上述各項(xiàng)誤差之和等于或小 于規(guī)定零件的工序尺寸公差 T，即 總 T 在夾具設(shè)計過程中，只考慮與夾具設(shè)計有關(guān)的定位方法所引起的定位誤差對加工精度的影響，上式可以寫成 ： D + T 式中 D 定位誤差 除定位誤差外，其他因素所引起的定位誤差的總和 一般取 D=（ 1135） T （ 1） 定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方 向上的最大變動量，常用 （ 2） 定位基準(zhǔn)與定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)位置誤差，既定為基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，用 所以 D = B + Y 就是基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位置誤差在加工尺寸方向上的代數(shù)和。 分析零件圖可知，本道工序需要保證尺寸的 如前面所述，在拉削渦輪盤上的榫槽時，采用孔 1240 分度盤上的凸臺配合來限制在 X、 以定位基 準(zhǔn)就是孔 1240 中心線即渦輪盤的中心線，而孔 1240 工序尺寸是渦輪盤的中心線，因此不存在基準(zhǔn)不重合誤差，故 B=0，基準(zhǔn)位置誤差 Y = m T圖 5 孔銷間隙配合時的定位誤差 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 上式中 定位副間最小間隙配合 定位孔直徑公差 禿臺外圓柱公差 21 2 4 1 2 3 2=T = Y = m T= 0 . 0 1 0 . 0 2 5 0 . 0 12= D= B + Y=0+件的工序尺寸公差 T=以理論定位誤差 D ?。?1135） T，即 D=以上計算可知實(shí)際定位誤差 D ，因此 各項(xiàng)誤差之和小于規(guī)定零件的工序尺寸公差 T，能滿足該工序中渦輪盤榫槽加工要求。 緊方式的確定 夾緊原理： 由于在切削過程中工件受切削力、慣性力、離心力以及自身重力等的作用，定位之后若不予 以夾緊，將回產(chǎn)生移動或振動。因此，定位方案確定之后，必須設(shè)計夾緊方案。 為了確保加工質(zhì)量，做到正確地確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小，就要根據(jù)工序的定位方法、工件的幾何形狀和剛性等，具體地分析各種力共同作用在工件上時所產(chǎn)生的影響。 正確確定夾緊力方向與作用點(diǎn)的原則： （ 1） 夾緊不應(yīng)破壞工件在定位時所取得的位置 夾緊力的正確方向應(yīng)該垂直地指向定位支承表面，其作用點(diǎn)的位置應(yīng)該處在定位基準(zhǔn)與定位支承面接觸的面積范圍內(nèi)。 （ 2） 夾緊后工件的夾緊變形和壓傷不超過允許范圍 夾緊時，工件的變形主要是由于夾緊力產(chǎn)生的彎曲力矩 造成的，因此在設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)時，夾緊力應(yīng)力求通過或靠近定位基準(zhǔn)與定位支承的接觸面。把集中力變?yōu)橘I文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 分布力的結(jié)構(gòu)，也能減小工件的夾緊變形。此外，除上述的彎曲變形之外，還有接觸變形，它會降低整個加工工藝系統(tǒng)的剛性，從而對工序的加工精度產(chǎn)生重要影響。因此在設(shè)計夾具時應(yīng)該考慮選擇較高光潔度、平直度和硬度的表面作為定位表面，另外，夾緊力的分布要均勻，大小要穩(wěn)定、合理。 （ 3） 夾緊力應(yīng)保證工件的位置在加工過程中不變 要避免工件在切削過程中產(chǎn)生不能允許的振動及位移 切削過程的振動，將使被加工表面的光潔度受到損害，也會損壞刀具。在 設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)時，為了避免或減小振動，可把夾緊力作用點(diǎn)盡量靠近被加工表面，以減小工件的懸伸長度。 （ 4） 夾緊力的方向選擇應(yīng)使平衡切削力等所需的夾緊力最小。 此外，夾緊裝置的自動化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)；夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕，并有足夠的強(qiáng)度，工藝性好，便于制造和維修；夾緊機(jī)構(gòu)還要使用性能好，操作方便、省力、安全可靠。 根據(jù)夾緊原理和夾緊機(jī)構(gòu)的選用原則，結(jié)合對 渦輪盤 加工狀況的分析發(fā)現(xiàn)零件加工部位為周向榫槽，外周不能用于夾緊，零件中間有通孔可以利用，由于 榫槽數(shù)量較多，單件加工時間較長，所以采用螺紋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠，操作容易，有可靠自鎖作用和足夠的夾緊力的優(yōu)點(diǎn)。 拉夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 具的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 夾具結(jié)構(gòu)首先要有良好的結(jié)構(gòu)剛性、良好的結(jié)構(gòu)工藝性以及操作省力使用方便。立拉夾具安裝在 式拉床的工作臺上，工作臺的移動平臺可以縱向移動，工作臺本身可以橫向與縱向微調(diào)。夾具和移動平臺靠兩個定位孔定位，螺栓鎖緊。加工時通過縱向移動平臺完成工件的進(jìn)給與退出，通過微調(diào)工作臺調(diào)整工件與組合拉刀盒底的距離，保證榫槽至 渦輪盤 中心的 尺寸要求。進(jìn)行試件的加工。 由于渦輪盤的空間角度復(fù)雜，所以夾具設(shè)計成空間雙斜面的結(jié)構(gòu)，外形不規(guī)則，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 3 5。 夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （ 1） 夾具體為空間雙斜面，制造精度要求較高，是保證渦輪盤榫槽精度的關(guān)鍵。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 （ 2） 分度及鎖緊機(jī)構(gòu)為齒輪、齒條嚙合傳動，精度高， （ 3） 鎖緊動力來源于液壓系統(tǒng)，傳動平穩(wěn)、壓緊可靠、實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品加工的自動化。 （ 4） 在首件產(chǎn)品拉削時，需要進(jìn)行夾具的分度盤的拉削，使其有足夠的讓刀空間。 （ 5） 良好的工藝可行性：設(shè)計、選材時充分考慮了加工 的現(xiàn)有設(shè)備條件、不同材料的加工性、熱處理后 材料的變形等情況。 圖 6 液壓分度拉床夾具結(jié)構(gòu)圖 具底座設(shè)計 由于夾具底座比較大，形狀復(fù)雜，要求精度高，加工比較困難，選用鑄鐵 材料為鑄鐵可以研磨角度面，達(dá)到要求精度；鑄鐵材料的剛性比較好，還可以吸收拉削過程中產(chǎn)生的振動。 為避免拉削過程中遇到底座上夾渣、異物、硬點(diǎn)而磨損和崩刀，在相應(yīng)的拉削買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 部位銑削出大于榫槽寬度及微調(diào)安裝座移動距離的讓刀槽。 夾具底座定位銷孔距離榫槽底面的距離 H = = 中： 兩定位面間的距離 夾具 定位銷孔距離榫槽底面的距離 H 的實(shí)際值，還受到以上各尺寸的公差以及工作臺定位銷直徑尺寸、分度夾具定位套直徑尺寸、底座與夾具制造誤差、長期使用實(shí)際磨損程度等因素影響。 由于機(jī)床工作臺可以縱向微調(diào)，所以為避免出現(xiàn)加工出的 渦輪盤 榫槽工作面至盤中心距離尺寸偏差較大，無法調(diào)整的情況出現(xiàn)，設(shè)計時特意將夾具底座上的讓刀槽底面至定位套孔中心距離減小了 以便加工時可以微調(diào)。 夾具與機(jī)床間的安裝定位是通過夾具上的二個定位孔與工作臺上的二個定位銷來實(shí)現(xiàn)的。安裝誤差是由夾具定位孔的精度及工作臺上定位銷子的精度以及它們之間的相互配合決定的。包括縱向誤差和角度誤差，由于工作臺可以調(diào)整，因此可以按照選定基準(zhǔn)定位孔與定位銷相配間隙 夾具底座定位套孔與拉床工作臺定位銷的定位分析。 如圖 3 6所示，我們通常用實(shí)線來表示定位銷，雙我們把點(diǎn)劃線代表夾具上的2 個定位的基準(zhǔn)孔 。但是在夾具上 2 個定位基準(zhǔn)孔之間存在制造公差 L 夾 ，所以在夾具的 工作臺上會有 2 個定位銷之間距離的公差 L 臺 。在運(yùn)作過程中夾具被定位的時候，夾具上的二個定位基準(zhǔn)孔由于過定位所以有可能導(dǎo)致產(chǎn)生不能同時套入圓柱銷的行為。，將定位銷 2兩側(cè)的露出部分削成菱形，達(dá)到能定位又避免過定位的目的同時保證定位精度又不至于產(chǎn)生過定位現(xiàn)象，。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 D 2 m i n2 m i m i n2121定位銷2定位銷 1圖 7 菱形銷與圓柱銷定位關(guān)系圖 采用這種定位方式，定位銷 1 的定位是主要的。根據(jù)機(jī)械技工六點(diǎn)定位原則，我們通常把長圓柱定位銷 1 閑置的夾具的 X 、 Y 、 X 、 Y 四個自由度 ， Z 向的移動自由度 Z 由垂直的于定位銷的定位的平面限制，菱形銷只起到限制夾具繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的自由度 Z 的作用 。由圓柱銷削成菱形銷時，希望工作圓弧部分的寬度 b 盡量大，提高耐磨性；菱形面積盡量大，保證定位銷的強(qiáng)度。 在圖 3 6 中，設(shè) X 為定位銷 2 在兩個定位銷中心線方向補(bǔ)償用的間隙。 X = L 夾 + L 臺 若定位銷 1 與孔 1 之間的最小的 配合間隙為 1對二孔的同時套入有幫助作用，故間隙 X 可以減小為： X = L 夾 + L 臺 - 12 在本文中， L 夾 = L 臺 = 1 16-（ 16 = X = 于夾具安裝后要進(jìn)行對刀具的微量調(diào)整所以 補(bǔ)償間隙能夠滿足精度的要求。夾具體給出了 兩定位銷孔距離 370位銷孔到 渦輪盤 中心距離250夾具底座結(jié)構(gòu)簡圖見下圖 8： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 圖 8夾具底座結(jié)構(gòu)圖 確的復(fù)雜空間尺寸及角度計算 渦輪盤 的榫槽與盤端面成 54角，槽底與渦輪盤中心夾角 15 19 （結(jié)構(gòu)簡圖見圖 3 1），拉削時工件榫槽中心與拉刀的理論中心應(yīng)重合，槽底垂直于機(jī)床工作臺。這樣就需要進(jìn)行空間角度計算，來確定夾具基體的空間角度。 夾具如何正確進(jìn)行復(fù)雜的空間尺寸及角度計算是保證產(chǎn)品質(zhì)量特性的首要前提。由于圖 紙給定的條件不同及基準(zhǔn)面的變動，不能直接利用零件圖上所標(biāo)的角度，必須進(jìn)行空間尺寸及角度換算。按照投影理論來分析，雙斜面不可能經(jīng)過一次變換投影面就反映出真實(shí)形狀，必須經(jīng)過二次變換投影面才能夠得到。而且在分析圖紙及設(shè)計繪圖時必須掌握：雙斜面變單斜面的關(guān)鍵是：新投影面的坐標(biāo)軸垂直于跡線。(平面與坐標(biāo)面的交線 ) 。拉床夾具在拉削榫齒時，必須使榫齒的兩側(cè)面及榫齒底面與拉刀及其運(yùn)動方向一致 ，為達(dá)到這個目的，必須先將夾具定位 渦輪盤 繞 其轉(zhuǎn)為單斜面，然后，再將 渦輪盤 繞 X 軸順時針旋轉(zhuǎn)角，使榫齒買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 轉(zhuǎn)到可加 工的位置，這樣，原來的 渦輪盤 由單斜面變成雙斜面。 渦輪盤 定位基準(zhǔn)面由平面轉(zhuǎn)換空間雙斜面的示意圖見下圖 9: 圖 9 定位面空間角度轉(zhuǎn)換圖 圖 3 8 (a)中 示 Q 面，即榫槽底面， 示 N 面，即榫槽側(cè)面， 示 P 面，即定位基準(zhǔn)面。在拉削榫槽時必須使槽的 N 面平行于 W 面， 面。為達(dá)到這個目的，可將渦輪盤先繞 Y 軸逆時針旋轉(zhuǎn) 36，此時， 面平行， Q 面成為單斜面，它與 W 面相垂直，與 V 面的夾角為 1519。而 H 面轉(zhuǎn)成單斜平面，它與 V 面垂直，與 W 面夾角為 54，圖 3 8（ b）是 P 面轉(zhuǎn)成單斜面的理論圖形。 旋轉(zhuǎn)后，渦輪盤中心與槽底 F 點(diǎn)的連線 與 Y 軸平行。然后再將渦輪盤繞 519，此時， Q 面已經(jīng)與 V 面相平行，而 N 面仍然與 W 面相平行。這時，榫槽就轉(zhuǎn)到了可加工的位置。 P 面一由單斜面變成雙斜平面，其理論圖形如圖3 8（ c） (雙斜面第 I 方向 )所示。 旋轉(zhuǎn)后， 線相平行，即 0雙斜面 P 與 X 軸的夾角，等于 36 Y 軸所交的銳角，等于 1519 根據(jù)以上分析，夾具底座所需的三個角 度 、 、 ，可以通過圖 3 8 (d)中的角度關(guān)系求出。 已知 0 36 余角 1 54 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 w 1519 余角 w=7441 計算 9 =365927 計算 1=122022 計算 9=9842 至此 夾具底座上的三個角度都以計算得出 =365927、 =122022、 =9842。 精度的分度機(jī)構(gòu)設(shè)計 工件在一次安裝中要求加工一組表面（孔系、槽系、多面體等）時，夾具中能使工件依次轉(zhuǎn)過一定角度或移動一定距離的裝置稱為分度裝置。 分度裝置的基本形式，主要取決于分度盤和分度銷的 組成結(jié)構(gòu)。圓周分度裝置按分度盤與分度銷的位置關(guān)系，可分為軸向分度與徑向分度。當(dāng)分度盤與分度銷的軸線位置相互平行時，稱為軸向分度裝置，相互垂直時稱為徑向分度裝置。此外，還有一些特殊的分度裝置，如鋼球分度裝置、端齒分度裝置、齒輪齒條式分度裝置、杠桿式分度銷的分齒盤結(jié)構(gòu)、步伐式的雙銷聯(lián)動軸向分度裝置等。 由于被加工的渦輪盤榫槽為周向燕尾式榫槽，槽數(shù) 22。起始榫槽與渦輪盤中心偏心 槽空間角度 545及 15195;同時保證槽底面上的 渦輪盤中心線距離 采用切削力較大的拉削的工藝方法 加工，同時考慮夾具的總體空間結(jié)構(gòu)以及加工效率等因素，選擇承載能力強(qiáng)，通過液壓系統(tǒng)為動力源進(jìn)行分度買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 操作的步伐式軸向雙銷聯(lián)動分度結(jié)構(gòu)。該種分度方式機(jī)構(gòu)工藝性好，操作方便且便于維護(hù)，所以應(yīng)用廣泛。雙銷聯(lián)動軸向分度方式有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 分度盤制造簡單，兩個定位銷通過齒輪、齒條嚙合傳動，傳動平穩(wěn)，無噪聲、能夠?qū)崿F(xiàn)分度的自動化。 （ 2） 體積小，轉(zhuǎn)動靈活，操作方便，由液壓推桿帶動齒條，與齒輪軸進(jìn)行嚙合傳動，驅(qū)動兩個帶有楔形截面的齒條分度銷 ,進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動，楔形截面驅(qū) 動分度盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，分度盤每旋轉(zhuǎn)一次 ,分半槽角度。這樣降低了分度孔間隙誤差 ,機(jī)構(gòu)自鎖性好，分度精度高 ,安全可靠，并與鎖緊機(jī)構(gòu)聯(lián)動 ,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)加工的自動化。 步伐式分度銷自動分度機(jī)構(gòu)簡圖見下圖 10: 圖 10 齒輪分度鎖緊機(jī)構(gòu)簡圖 分度盤采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼（ 45），各個分度孔中鑲?cè)肽湍サ囊r套，實(shí)現(xiàn)零件的定位和分度功能，同時加工 22 個沿周均布的空間角度槽進(jìn)行拉刀的讓刀。 影響分度盤的分度精度的因素主要有以下幾方面分析 : 分度銷與其導(dǎo)引孔的配合間隙 度銷的工作表面與分度盤上孔座的配合 間隙 度盤的轉(zhuǎn)軸與其支承套間的配合間隙 1 分度銷的導(dǎo)引表面與工作表面間的位置誤差 分度盤上各孔座間的分布位置誤差。 協(xié)調(diào)好以上幾點(diǎn)是保證分度精度的關(guān)鍵所在。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 本文中 2=3=配 隙 = 1=插銷跳動為 =位置度為 性尺寸） 由于采用步伐式定位銷，可以消除 1的影響 ， 分度誤差 3 限情況下） 精度的 2 3 分度盤 結(jié)構(gòu)見下圖 11、結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)圖見下圖 12： 圖 11 分度盤 結(jié)構(gòu)圖 圖 12 分度盤結(jié)構(gòu)尺寸圖 齒輪軸采用 40小齒輪按相同傳動比制造，以實(shí)現(xiàn)多重傳買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 動，通過控制大小齒輪的輪齒的起始位置來控制傳動的初始狀態(tài) (小齒輪的起始齒槽與大齒輪的起始輪齒相對應(yīng) )。 大齒輪參數(shù)為 : 模數(shù) M=數(shù) Z=40 壓力角 =20 分度圓直徑 60 分度圓弧齒厚 S= 模數(shù) M=數(shù) Z=20 壓力角 =20 分度圓直徑 30 分度圓弧齒厚 S= 3、圖 14： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 圖 13 齒輪軸結(jié)構(gòu)圖 圖 14 齒輪軸結(jié)構(gòu)尺寸圖 兩個步伐式齒條分度銷采用具有較高耐磨性和塑性的 9工，具體結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù) 見下圖 15、圖 16： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 圖 15 齒條分度銷 33結(jié)構(gòu)尺寸圖 圖 16 齒條分度銷 29結(jié)構(gòu)尺寸圖 齒條采用 40有較好的韌性。利用齒條實(shí)現(xiàn)了動力源與齒輪軸及齒條分度銷間動力的傳遞。具體結(jié)構(gòu)尺寸見下圖 17： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 圖 17 齒條結(jié)構(gòu)尺寸圖 便快捷的液壓驅(qū)動系統(tǒng) 液壓傳動夾緊裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)