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中國地質大學長城學院畢業(yè)設計
中國地質大學長城學院
本科畢業(yè)設計文獻綜述
系 別： 工程技術系
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
姓 名： 郭濤
學 號： 05208328
2012年 4 月 20 日
機械手冊可以用于企事業(yè)單位從事機械設計的工程技術人員進行機械設計； 理工科大學、中專以上機械專業(yè)學校教師指導學生進行課程設計、畢業(yè)設計； 理工科大學、中專以上機械專業(yè)學校學生進行機械類課程學習、設計的參考書；廣大技術人員和機械類各專業(yè)師生的參考書。
手冊包括內容涉及設計方法及最新國家標準，全面、系統(tǒng)地介紹了所有現(xiàn)代設計和常規(guī)設計方法、數(shù)據(jù)、圖表、內容豐富、具有信息量大，標準新、取材廣、規(guī)格全、常用結構多、并增加了許多國內外常用的新產(chǎn)品的結構、規(guī)格、選用范圍、實用性強、查找方便等特點。
在夾具設計方面，主要參考了機械設計教材，機床夾具設計。通過查閱資料得：
一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求：
1) 保證工件的加工精度保證加工精度的關鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。
2) 提高生產(chǎn)效率專用夾具的復雜程度應與生產(chǎn)綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。
3) 工藝性能好專用夾具的結構應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整和修配結構。
4) 使用性能好專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。
5) 經(jīng)濟性好專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據(jù)生產(chǎn)綱領對夾具方案進行必要的技術經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。
工序的劃分：
確定加工順序和工序內容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產(chǎn)綱領有密切關系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。
定位基準的選擇：
根據(jù)粗基準，精基準的選擇原則；遵循基準統(tǒng)一、基準重合。
在鉆床夾具設計方面，由于在鉆床上鉆孔不便于用試切法把鉆頭調整到規(guī)定的位置，如用劃線法加工，其加工精度和生產(chǎn)率又較低，在本次設計任務規(guī)定下，不符合生產(chǎn)效率高的要求，所以設計為專用鉆床夾具。在專用夾具上，一般都裝有距定位元件有一定尺寸的鉆套，即鉆模。
鉆模的主要特點是通過鉆套引導刀具進行加工。這種加工方式易于保證被加工孔對其定位基準和各孔間的位置精度；有助于提高刀具系統(tǒng)的剛性，防止鉆頭在切入后的偏引；并有利于提高孔的尺寸精度和表面光潔度。用這種方法不需要劃線和找正，工序時間大為縮短，可以顯著提高工作效率。
查閱此書，可得鉆床夾具設計要點如下：
1、 鉆模類型的選擇：
鉆模的類型很多，在設計鉆模時，首先要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝設備的技術狀況等具體條件來選擇夾具的結構類型。在選擇時應注意一下幾點:
1) 被鉆孔的直徑大于10mm時（特別是鋼制件），鉆床夾具應固定在工作臺上。
2) 翻轉式和自由移動式鉆模是用于加工中小件，包括工件在內的重量不宜超過100N（10kgf）,否則，應采用具有回轉式或直線分度裝置的鉆模。
3) 當加工幾個不在同心圓上的平行孔系時，如工件和夾具的總重量超過150N（15kgf），宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。
4) 對于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱鉆模，以縮短夾具設計的設計制造周期。
5) 鉆模板和夾具體為焊接結構的鉆模，因焊接應力不能徹底消除，精度不能長期保持，故一般只在工件孔距公差要求不高（大于±0.5mm）時才采用。
6) 工件被加工孔與定位基準的距離公差或孔距公差小于0.5mm時，宜采用固定式鉆模板和固定鉆套進行加工。
2、 鉆套的選擇和設計
鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套裝配在鉆模板或夾具體上，而鉆模板則以各種形式與夾具體或支架連接。按鉆套的結構和使用情況，可分為：
1） 固定鉆套 其主要優(yōu)點就是經(jīng)濟，鉆孔的位置精度也較高。
2） 可換鉆套 其適用于生產(chǎn)量較大的場合，當生產(chǎn)量較大時，需要更換磨損后的鉆套時，使用這種鉆套較為方便。
3） 快速鉆套 其適用于當加工孔需要依次進行鉆、擴、鉸時，由于刀具的直徑逐漸增大，需要使用外徑相同，而孔徑不同的鉆套來引導刀具。使用快速鉆套可減少更換鉆套的時間。
根據(jù)本次設計需要，我暫定使用可換鉆套。
3、 鉆模板設計
鉆模板多裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連。常見類型有：1）固定式鉆模板2）鉸鏈式鉆模板3）可卸式鉆模板4）懸掛式鉆模板
4、 支腳設計
為保證在較小的接觸面積的基礎上使夾具體放置平穩(wěn)，支腳設計時要注意一下幾點：
1） 支腳必須四個
2） 矩形支腳斷面的寬度或圓柱支腳的直徑必須大于機床工作臺T形槽的寬度，以免陷入槽中
3） 夾具的重心、鉆削壓力必須落在四個支腳所形成的支承面內
4） 鉆套軸線與支腳所形成的支承面垂直或平行，使鉆頭能正常工作，為防止折斷，能保證被加工孔的位置精度
在氣動系統(tǒng)設計中主要應用了其中的機械零部件與傳動設計氣動傳動與控制，機械設計基礎等內容。
通過查閱資料對于氣動系統(tǒng)的設計步驟并無嚴格的順序，各步驟間往往要相互穿插進行。一般來說，在明確設計要求之后，大致按如下步驟進行：
1) 確定氣動執(zhí)行元件的形式；
2) 進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；
3) 制定基本方案，擬定氣動系統(tǒng)原理圖；
4) 選擇氣動元件；
5) 氣動系統(tǒng)的性能驗算；
6) 繪制工作圖，編制技術文件。
設計要求是進行每項工程設計的依據(jù)。在制定基本方案并進一步著氣動系統(tǒng)各部分設計之前，必須把設計要求以及該設計內容有關的其他方面了解清楚：
1) 主機的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；
2) 氣動系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關系如何；
3) 氣動驅動機構的運動形式，運動速度；
4) 各動作機構的載荷大小及其性質；
5) 對調速范圍、運動平穩(wěn)性、轉速精度等性能方面的要求；
6) 自動化程度、操作控制方式的要求；
7) 對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；
8) 對效率、成本等方面的要求。
經(jīng)過參考氣動有關資料資料得知：
氣動程序控回路的選擇：
在實踐中，各種自動生產(chǎn)線，大多是按程序工作的。所謂程序控制，就是根據(jù)生產(chǎn)過程中的位移、壓力、時間、溫度、液位等物理量的變化，使被控制的執(zhí)行元件，按預先規(guī)定的順序協(xié)調動作的一種自動控制方式。這種控制方式，能在一定的范圍內滿足工種不同程序的需要，實現(xiàn)一機多用。
根據(jù)控制方式的不同，程序控制可分為時間程序控制、行程程序控制和混合程序控制三種，
時間程序控制，是指個執(zhí)行元件的動作順序按時間順序進行的控制。在時間程序控制中，各時間信號通過控制路線，按一定的時間間隔分配給相應的執(zhí)行元件，令其產(chǎn)生有序的動作。這是一種開環(huán)控制系統(tǒng)。
行程程序控制可以在給定的位置準確實現(xiàn)動作的轉換。在行程控制時，執(zhí)行元件完成某一動作后，由行程發(fā)信器發(fā)出相應信號，此信號輸入邏輯控制回路中，經(jīng)放大、轉換回路處理后成為主控閥可以接受的信號，控制主控閥換向，在驅動執(zhí)行元件，實現(xiàn)對被控制對象的控制。執(zhí)行元件的運動狀態(tài)經(jīng)行程發(fā)信期器檢測后，反饋至邏輯控制回路，經(jīng)運算處理并確信上以動作已經(jīng)完成后，在發(fā)出開始下一個動作的控制信號。如此循環(huán)往復，直至完成全部預訂動作為止。這是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。
然而，在行程程序控制中，行程發(fā)信裝置是一種位置傳感器，其作用是把由執(zhí)行機構接受來的信號轉發(fā)給邏輯控制回路，常用的有行程閥、行程開關、邏輯“非門”等，此外，液位、壓力、流量、溫度等傳感器也可看做行程發(fā)信裝置；常用的執(zhí)行元件有氣缸、氣液缸、氣動馬達等；主控閥為氣動換向閥；邏輯控制回路、放大轉換回路一般由各種氣動控制元件組成，也可以由各種氣動邏輯元件等組成；動力源主要包括氣壓發(fā)生裝置和氣源處理設備兩部分。行程程序控制的優(yōu)點是結構簡單、維修方便、動作穩(wěn)定，特別是當程序控制中某節(jié)拍出現(xiàn)故障時，通過運行停止程序可以實現(xiàn)自動保護。
因此在此設計中考慮到生產(chǎn)需要我初步?jīng)Q定選擇行程程序控制方式。
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