拖拉機撥叉銑專機（臥式）【副變速撥叉工藝和夾具設(shè)計】【含10張CAD圖紙+PDF圖】

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1參加由公司組織的理論知識的學(xué)習(xí)，由有經(jīng)驗的領(lǐng)導(dǎo)、工程師授課，學(xué)習(xí)公司的文化、以及公司的發(fā)展前景、主要產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和必要的技術(shù)要求以及一些改進方向、公司必須保留和更新發(fā)展的技術(shù)核心等等。 2在有經(jīng)驗的師傅的指導(dǎo)下，親自動手拆裝模具、維修模具以及學(xué)習(xí)模具的結(jié)構(gòu)組成以及工藝技術(shù)要求、模具的裝拆的方法和技巧、同時也要求設(shè)計一些簡單實用的模具，為以后設(shè)計或改進大型模具做準(zhǔn)備。 3參加由公司有經(jīng)驗的技術(shù)員指導(dǎo)的模具設(shè)計，學(xué)習(xí)如何根據(jù)模具的用途設(shè)計一些實用的模具，以及設(shè)計制造模具時應(yīng)該注意的主要問題和細(xì)節(jié)。 二、實習(xí)取得的經(jīng)驗及收獲 畢業(yè)實習(xí)是一門專業(yè)實踐課，是機械類各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)了各門專業(yè)課程之后，在進行畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文時必不可少的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。它對于培養(yǎng)我們的動手能力有很大的意義，而且可以使我們了解傳統(tǒng)的機械制造工藝和現(xiàn)代機械制造技術(shù)。我國現(xiàn)行的教育體制，使得通過高考而進入大學(xué)的大學(xué)生的動手實踐能力比較薄弱。因此，處于學(xué)校和社會過渡階段的大學(xué)就承擔(dān)了培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的任務(wù)。畢業(yè)實習(xí)就是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的有效途徑。通過實習(xí)掌握了模具的一些基本知識，如模具的組成結(jié)構(gòu)、如何根據(jù)用戶的需要去設(shè)計一些簡單的模具、在模具設(shè)計時的工藝、公差、粗造度、等如何選擇和應(yīng)用有了初步的理解。 我們機械制造及自動化專業(yè)所學(xué)習(xí)的重點在于各種機械成型設(shè)備，本次實習(xí)就是為了讓我們能夠?qū)τ谖覀兯鶎W(xué)過的各種儀器、設(shè)備有一個感性的直觀的認(rèn)識，從而把書本上的理論和現(xiàn)實中的傳統(tǒng)技術(shù)和已經(jīng)被應(yīng)用于實際的最新發(fā)展的高新技術(shù)聯(lián)系與結(jié)合起來，進一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識，彌補以前單一理論教學(xué)的不足,為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。 三、存在的不足及建議 通過實習(xí)我本人感覺到還有很多不足的地方： 1、專業(yè)知識還不是很扎實，特別是公差方面的，為了讓設(shè)計出來的產(chǎn)品達(dá)到要求而一味的加大精度，給制造帶來了難度； 2、實際操作能力不夠，現(xiàn)在是技術(shù)更新的時候，公司都引進了很多先進的生產(chǎn)設(shè)備，但自己對這些高新設(shè)備束手無策； 3、初到公司缺乏工作經(jīng)驗，很多的工作感到無從下手，沒有一個完整的頭緒，很難單獨去接受一個實際的課題。 通過實習(xí)我想對學(xué)校一點建議： 雖然自己只工作了兩個月，但還是感覺到了學(xué)校和公司之間有很大的差距。如果能縮小這種差距的話，對以后學(xué)校就業(yè)將有很大優(yōu)勢，更對學(xué)生能夠很快融入工作環(huán)境打下堅實的基礎(chǔ)。我就以過來人的身份建議學(xué)校能夠更加注重學(xué)生的實際動手能力，加強學(xué)生的實踐能力的培養(yǎng)，如增加學(xué)生的在校實習(xí)的機會和延長學(xué)生的實踐活動的時間，更加注重在老師的指導(dǎo)下讓學(xué)生真正的參與到實踐中去。畢業(yè)設(shè)計期間學(xué)校是否能考慮組織學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場去參觀實習(xí)，讓學(xué)生接受最為直接的設(shè)計基本知識，比憑空去設(shè)想更有效果。 湖南工業(yè)大學(xué) 機械工程學(xué)院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 ZG65拔叉 零（部）件圖號 12-37-112 產(chǎn)品名稱 副變速拔叉 零（部）件名稱 共（2）頁 第（ ）頁 材料牌號 ZG65 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 生產(chǎn)類型 大批量 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時 夾具 刃具 量具 輔具 準(zhǔn)備 單件 1 鑄造 鑄造、清沙 2 熱處理 正火 3 車削 車拔叉頭端面 C366——1回轉(zhuǎn)式六角車床 YT15外圓車刀 卡尺 鉆、鏜削 鉆、鏜、鉸Φ14H9孔 Z515鉆床 Φ6.5標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆 Φ14H9孔用塞規(guī) 車削 孔口倒角 C366——1回轉(zhuǎn)式六角車床 YT15外圓車刀 4 鉗工 校正拔叉腳 鉗工臺 5 銑削 粗銑拔叉腳兩端面 X62W臥式銑床 專用夾用 YT15三面刃銑刀 0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺 6 銑削 銑拔叉腳內(nèi)側(cè)面 X62W臥式銑床 專用夾具 YT15三面刃銑刀 0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺 7 銑削 銑操縱槽 X62W臥式銑床 專用夾具 YT15三面刃銑刀 0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺 8 鉆削 鉆Φ8.7孔 Z515鉆床 鉆用夾具 Φ8.7錐柄麻花鉆 0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺 9 鉗工 去毛刺 鉗工臺 10 熱處理 拔叉腳局部淬火 11 鉗工 校正拔叉腳 鉗工臺 12 磨削 磨拔叉腳兩端面 M7120A平面磨床 專用夾具 砂輪 0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺 13 清洗 14 檢驗 設(shè)計（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會簽（日期） 王曉雄 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 數(shù)控車薄片件夾具及加工 李宏 (廣東機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東廣州510515) 摘要:本文就薄片工件在加工中存在的裝夾、車劉方法、面表高光.及車刀選擇的技術(shù)問越，就自己在實際加工中的夾具設(shè)計，加工方法及刁其選擇解決問題方面，作一敘述。 關(guān)健詞:數(shù)拉車床;薄片件;夾具;加工;刀具 引言 利用數(shù)控車床加工薄片零件，因裝夾問題經(jīng)常需要設(shè)計加工夾具及根據(jù)圖紙要求選擇合理的刀具。如(圖一)所示，材料為防銹鋁合金(LFS)，外徑8100毫米，內(nèi)徑a34毫米.片厚僅4毫米。為音箱裝飾圈， 技術(shù)要求:(1)R4的圓弧面、內(nèi)孔及斜口位高光; (2)表面無刮傷和毛刺; (3)其它面噴細(xì)砂氧化香檳金色。 工件的毛坯尺寸，厚度4.5毫米，中間有一直徑為32毫米的孔，外徑為102毫米，在半徑44毫米處均布4個直徑4.5毫米的孔的薄圈，用沖床一次沖出。 2.難度分析及工藝流程分析 2.1從零件圖樣要求及材料來看，主要因為是薄片零件，其厚度僅有4毫米，材料為鋁合金，硬度不高，并且批量較大，既要考慮如何保證工件在加工時的定位精度，又要考慮裝夾方便、可靠、并且不能損傷表面，因此關(guān)鍵是解決零件的定位裝夾問題。 2.2根據(jù)零件圖樣，經(jīng)過工藝分析后，制定出以下加工工藝流程: 2.2.1沖床下料 2.2.2銑床銑R4的圈弧深為2毫米 2.2.3數(shù)控車床車平一側(cè)端面控制厚度4毫米 2.2.4表面噴細(xì)砂氧化香檳金色 2.2.5數(shù)控車床車R4弧面和直徑88毫米的外圓 2.2.6數(shù)控車床惶內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位。 從上述工藝流程來看，在第S步加工時，如用一般三爪撐著內(nèi)孔的裝夾方法來加工，因為材料較薄，車削受力點與加緊力作用點相對較遠(yuǎn)，剛性不足，引起讓刀和展動，而造成R4的圓弧及直徑88毫米處外圓的表面達(dá)不到要求。在第6步加工時，因為以加工了R4的圓弧面，表面不允許劃傷，不可以再裝夾了，就算可以裝夾也會因為剛性不足的原因造成內(nèi)孔和斜口位表面達(dá)不到要求。因此在這兩步加工工序中要考慮如何裝夾定位的問題。 3.夾其設(shè)計 如何保證零件定位準(zhǔn)確、裝夾方便和加緊可靠呢?根據(jù)運動學(xué)可知，剛體在空間的任何運動都可看成是相對于三個互相垂直的坐標(biāo)平面，共有六種運動合成。這六種運動的可能性稱為六個自由度·要使工件在空間處于相對固定不變的位里，就必須限制六個自由度。限制的方法，用相當(dāng)于六個支承點的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面接觸來限制。我根據(jù)工藝流程的分析經(jīng)過一番考慮.決定該工件采用一面兩銷的定位方案，因一面兩銷定位具有支承面大，支承鋼度好，定位精度高，裝卸工件方便等優(yōu)點，夾具體平面為第一定位基準(zhǔn)，限制了工件的三個自由度;圓銷為第二定位基準(zhǔn)，限制了工件的兩個自由度;另一個根據(jù)六點定位原理，在實際中我設(shè)計了如(圖二)所示夾具。 3.1夾具結(jié)構(gòu)(圖二)在第5步用數(shù)控車床車R4弧面和直徑BS毫米的外回時.設(shè)計了如(圖二)所示的夾具: 3.1.1件1為夾具主體，材料為A3鋼板.最大直徑為I00趕米的臺階型工件; 3.1.2件2為定位銷，材料為45號鋼，直徑為4.45毫米，4個定位銷圓周均布，剛好與薄片工件上的4個直徑4.5毫米的孔對應(yīng)配合，使工件在夾具中定位及傳遞切削力; 3.1.3件4,5,6為改裝特制后的壓板組合休，其中件4為軟膠板，直徑80毫米，厚度3毫米，件5用A3鋼板制成，直徑80毫米，厚度l2毫米，件6為活動頂尖，件4與件5用強力貓結(jié)劑粘合，然后在與件6的活動頂尖頭聯(lián)接并在聯(lián)接處焊接固定。 3.2零件定位裝夾方法及原理(圖二)件1夾持在數(shù)控車床的三爪卡盤上.臺階處靠卡爪，用百分表打表校正夾具體的外圓及端面，本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位，限制了三個自由度;工件3的4個直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個定位銷對正套人，一個定位銷限制了兩個自由度，對稱的一個定位銷限制另一自由度，另兩個定位銷重復(fù)限制了兩個自由度，從六點定位原理來看，以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位，但因為工件上的各定位孔和夾具定位銷的中心距精度很高，為了提高定位支承的穩(wěn)定性，采用了一面四銷定位，通過實踐加工證明，這樣的 重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊，使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，本夾具通過壓板壓峨(尾座).使工件3得到較好的定位和夾緊。 3.3夾具結(jié)構(gòu)在第6步用數(shù)控車床車內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位時，設(shè)計了夾具: 3.3.1件I為夾具的主體，用A3鋼板制成，最大直徑為200毫米，厚度為20毫米的圓餅型工件，右端面有一直徑36毫米，深為7毫米的孔(零件在惶孔時以便鎮(zhèn)孔刀可以徨通孔).左端面有一直徑170毫米，深為IO毫米的孔(可用正爪撐夾); 3.3.2件6為定位銷，材料為45號鋼，直徑為4.45毫米，4個定位銷圓周均布; 3.3.3件4為軟膠板，外回直徑88毫米.內(nèi)孔直徑勸毫米，厚度1毫米，件5為壓板，用A3鋼板制成，最大直徑為170毫米，厚度為12毫米，中間有一錐孔，小端直徑40毫米，大端直徑70毫米左右.件4與件5用強力貓結(jié)劑粘合; 3.3.4件3為螺絲(對稱兩個)中心距120毫米，用于件1夾具主體與件5壓板的聯(lián)接。 3.4零件定位裝夾方法及原理件1夾具主體在數(shù)控車床的三卡盤上用反爪夾持，靠卡爪臺階處，用百分表打表校正夾具體的外圈及端面.本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位，限制了三個自由度;工件2的4個直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個定位銷對正套人，一個定位銷限制了兩個自由度，對稱的一個定位銷限制另一自由度，另兩個定位銷重復(fù)限制了兩個自由度，從六點定位原理來看.以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位，但因為工件上的各定位孔和夾具定位銷的中心距精度很高，為了提高定位支承的穩(wěn)定性，采用了一面四銷定位，通過實踐加工證明，這樣的重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊，使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，本夾具通過螺絲將壓板連接夾具主體，用壓板壓緊，使工件2得到較好的定位和夾緊。 4.實際操作 4.1切削用盤及走刀路線選擇 4.1.1外圓粗車時，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)，進給速度F200-F350，反偏刀橫裝與刀架上，采用橫向走刀一次加工完成，留梢車余量0.1-0.2毫米。 4.1.2外圓精車時，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)，為取得較好的表面粗糙度選用較低的進給速度F30-F45，采用縱向走刀一次加工完成。 4.1.3內(nèi)孔及斜口粗車時，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)，進給速度F200-F350,采用橫向走刀由里向外一次加工完成.留精車余量0.1-0.2毫米。 4_1.4內(nèi)孔及料口精車時.主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)。進給速度F30-F45，采用縱向走刀由外向里一次加工完成。 4.2零件加工時的特殊處理 4.2.1見(圖一)中A,B兩處的倒角去毛刺利用刀具的固有幾何形狀輕碰0.3-0.5毫米。 4.2.2所有刀具均無卷屑植，切屑能順前刀面排離工件，以防切屑纏繞工件而刮傷加工表面。 4.3加工時的注意事項 4.3.1工件要夾緊，以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀; 4.3.2在車削時要加注柴油潤滑冷卻，以防沮度過高燒壞刀具，使加工表面大不到要求; 4.3.3遵守安全文明生產(chǎn)。 5.結(jié)束 通過實際加工生產(chǎn).證明加工生產(chǎn)工藝流程、夾具設(shè)計、刀共及切削用量選用合理.減少了裝夾校正的時間.減輕了操作者的勞動雙度，提高效率.保證了加工后零件的質(zhì)f,平均兩臺數(shù)控車床每周可加工成品五千件左右。 .考文欲 [1]張恩生主編:《車工實用技術(shù)手冊》，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.1999. f2〕白成軒主編:《機床夾具設(shè)計新原理》，機械工業(yè)出版社.1997. 第6卷 第2期 自然科學(xué)進展——國家重點實驗室 1996年3月 翻譯 注塑成型冷卻過程的仿真 盧義強 李德群 肖景容 （華中理工大學(xué)塑性成型及模具技術(shù)國家重點實驗室，武漢 430074） 摘要 采用邊界元法，對注塑成型過程中的冷卻過程進行了仿真。對多種工程中常用的冷卻裝置提出了適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ā榱朔治龇欠€(wěn)態(tài)過程，將制品分成許多薄層，層與層之間的傳熱采用有限差分法進行計算，對模具采用特解邊元法進行計算。多個工廠的應(yīng)用表明，系統(tǒng)的運行速度快、計算精度高。 關(guān)鍵詞 注塑成型 冷卻仿真 邊界元法 有限差分法 隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，對制品的精度和表面質(zhì)量要求越來越高。而由于塑料品種增多，塑料制品的結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，憑經(jīng)驗進行設(shè)計往往難以滿足要求。采用模具CAD/CAE是解決這個問題的有效途徑。 20世紀(jì)80年代初，美國的Ac Tech公司、澳大利亞的Moldflow公司、德國IKV研究所等相繼開始開發(fā)對注塑模的流動、保壓、冷卻進行仿真的系統(tǒng)，至今比較成功的冷卻分析系統(tǒng)有C-MOLD3.0，Moldcool等。這些冷卻系統(tǒng)中大都采用線形冷卻水管來近千差萬別的冷卻裝置，非穩(wěn)態(tài)過程冷卻仿真對模具和制品一般采用一維有限差分法，計算精度不高，為了提高模擬的精度和軟件的實用性，本文針對實際應(yīng)用中的冷卻裝置提出了合理的分類分析方法，采用特解邊界元法與有限差分法結(jié)合進行非穩(wěn)態(tài)冷卻模擬，開發(fā)了整套冷卻分析系統(tǒng)。 1. 注塑成型過程的理論分析 1.1型腔面穩(wěn)態(tài)冷卻分析的邊界積分方程 不考慮注塑循環(huán)中中型腔附近區(qū)域的溫度波動是，注塑模的冷卻過程訥個可以看作三維穩(wěn)態(tài)傳熱問題，其控制方程及邊界條件為： 式中T為溫度，K為導(dǎo)熱系數(shù)，T0為給定溫度，Te為對流介質(zhì)的溫度，h為對流換熱系數(shù)。 引入滿足三位傳熱問題的控制方程的基本解T*采用加全余量法，可以將方程（1）進行變換得到的標(biāo)準(zhǔn)的邊界積分方程為 式中為基本解的法向?qū)?shù)，C為與邊界形狀有關(guān)的導(dǎo)數(shù)。 由于注塑模的型腔間距比其它兩個方向的尺寸小一個數(shù)量級以上，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的邊界積分公司要求劃分的網(wǎng)格尺寸與間距為同一數(shù)量級，否則會造成積分方程的系數(shù)矩陣的狀態(tài)變壞，這種小網(wǎng)格劃分是一般微機的容量所不能承受的，為此，采用“中面邊界元法”計算型腔面，得到以下僅考慮型面時的方程組： 其中T為型腔壁面，T*為控制方程的基本解，⊿T為對應(yīng)的兩型腔壁面的溫差，為對應(yīng)的兩型腔壁面上的流通流量之和。 1.2冷卻裝置的邊界積分方程 據(jù)測量，注塑摸95%的熱量都是由冷卻水管帶走的，因此在溫度分析中必須考慮冷卻水管的作用，即邊界元方法中必須分析水管的邊界。 按照冷卻裝置的集合性質(zhì)和冷卻水在其中的流動特征，將冷卻裝置分為兩大類：管類和板類。管類的幾何特點是，冷卻裝置的橫截面上兩坐標(biāo)方向的尺寸相近，冷卻水道可近似用線性處理；板類的幾何特點是，橫截面上兩坐標(biāo)方向的尺寸相差一個數(shù)量級以上，冷卻水道只能近似用面處理。管類冷卻裝置包括直圓柱管、曲圓柱管、螺旋形水管等，板類冷卻裝置包括隔板管、噴流管等。 1.2.1管類內(nèi)冷裝置的邊界積分方程 管類冷水道的等效直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水道長度和模具外形尺寸，如采用常規(guī)邊界元法，需要將水道沿截面劃分為多段，而且由于冷卻水道單元遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它單元，會造成矩陣的惡狀態(tài)變壞。本文中將圓柱簡化為線，同樣引入控制方程的基本解T*，采用加權(quán)余量法進行變換，可以將管類冷卻裝置時的邊界元方程表示為： 1.2.2 板類內(nèi)冷裝置的邊界積分方程 板類內(nèi)冷裝置的截面都為一狹縫，狹縫相對兩側(cè)相距很近，其數(shù)值比其它兩個方向的數(shù)值小一個數(shù)量值左右，采用標(biāo)準(zhǔn)的邊界元法同樣會產(chǎn)生很大的誤差。為此，將其兩面向其中心面壓縮，如圖1所示。 經(jīng)過推導(dǎo)可以得出，壓縮后的兩面sc1與sc2上的滿足傳熱控制方程的基本解得數(shù)值相等，但由于法線方向相反，基本解對反法向德導(dǎo)數(shù)也大小相等、方向相反，既有 同樣采用加權(quán)余量法對三維穩(wěn)態(tài)傳熱方程式（1）進行變換，并將（5）式代入變換后的積分方程，可以得出 利用（6）式只能求出兩壁的溫差⊿Tsc,為了求出兩壁的溫度TSC1, TSC2,需要i增加同樣數(shù)量的方程組，將（6）式對積分點的法向求導(dǎo)，可以得出 1.3制品的非穩(wěn)態(tài)傳熱分析方法 將制品分為10層，由于制品的長寬兩個方向的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度方向上的尺寸，加之塑料的導(dǎo)熱率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬模具的導(dǎo)熱率，可以忽略制品在面內(nèi)的傳熱，假設(shè)制品只沿厚度方向上傳熱，即將制品的傳熱過程看作一維費穩(wěn)態(tài)傳熱過程，其傳熱方程為 式中K為導(dǎo)熱系數(shù)，x為制品的厚度坐標(biāo)。 采用有限差分法求解（8）式，為了得到比較高的差分精度，本文采用加權(quán)六點差分格式： 1.4模具的非穩(wěn)態(tài)傳熱分析方法 模具內(nèi)部沒有熱源存在，其三維非穩(wěn)態(tài)傳熱方程為： 式中K為導(dǎo)溫系數(shù)，將（10）式對齊的齊次方程V2T=0的邊界積分方程（2）進行變換可以得到： 對于注塑模具，由于模具的兩型腔相距很近，如直接采用（18）式則要求邊界元網(wǎng)格劃分非常細(xì)，一般的微機的內(nèi)存不能承受?？紤]到模具的外表面?zhèn)鬟f的熱量僅有5%左右，可以對模具沿型腔面進行剖分，型腔面及冷卻水管以外的區(qū)域都作為半無限體處理（如圖2所示）。 對于剖分后型芯和型腔部分，可以利用（18）式求解各個時間步的瞬態(tài)溫度場。 2. 仿真結(jié)果及分析 作者采用本系統(tǒng)對兩種不同類型的制品的冷卻過程進行了冷卻模擬，如圖3所示為上海無線電廠的接插件零件，由于制品的尺寸很小，不宜采用內(nèi)冷卻裝置，只采用了一根外部冷卻水管，圖4為在冷卻時間為2S和頂出示制品的溫度分布，可以看出，由于制品的惡薄厚不均，冷卻時的溫度分布也不均勻，厚壁處（D=2mm）的溫度比壁薄處（D=1mm）高8oC左右。從其隨時間變化情況看，在2S時，制品的法蘭及底部由于壁厚都為2MM， 溫度比較高，為180oC左右，法蘭部位由于離冷卻水管較近，散熱條件較好，溫度降低較快，在冷卻過程完成時期溫度比底部厚壁處低4oC左右，仿真結(jié)果與工程實際極其相符。 另一制品為帶翼板的五面盒，盒底、盒壁及翼板厚度均為3mm，在盒內(nèi)采用 噴流管，外部采用兩根直圓柱冷卻水管。頂出時制品及型芯的溫度分布如圖5所示，可以看出，噴流管對冷卻有明顯的效果，制品及型芯的底部都呈與噴流管對于得環(huán)狀分布，底部中心位置溫度最低，側(cè)壁溫度也呈條狀分布。由于側(cè)壁型腔內(nèi)有兩根直圓柱管冷卻水管，對應(yīng)的兩面制品的溫度最低。翼板由于散熱條件好，雖然周圍沒有設(shè)置冷卻水管，其溫度也不高。 3. 結(jié)論 本文的研究表明，注塑模的冷卻裝置對冷卻過程的影響很大，采用本文提出的分類分析方法，可以正確地處理各種管形及板形的冷卻裝置。采用有限積分法計算制品的溫度變化，采用特解邊界元法計算模具的溫度變化，可以有效地對非穩(wěn)態(tài)冷卻過程進行仿真。 1994-04-13收稿，1994-09-02收修改稿 *高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金資助項目 拖拉機撥叉銑專機（臥式） 1 前言 某拖拉機廠是一家專門生產(chǎn)拖拉機及其零部件的廠，臥式X62W銑床是該廠用來銑削拖拉機撥叉腳厚度的機床。隨生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，顯然X62W銑床越來越不能滿足要求和社會競爭性原則了。 X62W銑床對于銑削大批量拖拉機撥叉，既不經(jīng)濟也不實惠。在生產(chǎn)拖拉機撥叉，X62W銑床不僅人工操作，工人勞動強度大，生產(chǎn)率低，而且工人技術(shù)水平也要求高。因此廠方必需培訓(xùn)專門的技術(shù)人員，工作過程是人工上料----人工定位----手動夾緊----開機----手動銑削----銑削完后關(guān)機----松開夾具----取下工件。從而耗費了大量的時間。由于頻繁的開機關(guān)機對機器的損耗很大，多次的沖擊也使刀具的使用壽命也大大減小了。人工定位、手動夾緊以及手動銑削使產(chǎn)品的精度降低，廢品率的增大，從而使生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)率低，迫切要求改變這種生產(chǎn)現(xiàn)狀，設(shè)計X62W型臥式撥叉銑專機就是非曲直了解決這一問題的。 X62W型臥式撥叉銑專機，主要用于拖拉機齒輪箱的撥叉腳厚度。此專機的工作過程是人工上料——自動定位——自動夾緊——自動銑削，銑畢自動松開工件后由操作者取下。 本課題來源于現(xiàn)某拖拉機制造股份有限公司。該公司在加工拖拉機齒輪箱的撥叉腳厚度時，利用臥式銑床X62W人工操作，工人勞動強度大，生產(chǎn)率低。隨生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，迫切要求改變這種生產(chǎn)現(xiàn)狀，因此他們需要一臺撥叉銑專機，對這種專機的技術(shù)要求是： a.加工時該工件的主軸孔呈立式安置； b.工作節(jié)拍為每分鐘加工20件； c.加工時，由操作員人工上料——自動定位——自動夾緊——全速連續(xù)自動銑削；銑畢工件被自動松開，后由操作者取下并上下一個料(上料、下料時不停機)； d.工件以其主軸孔定位，定位心軸置于圓盤工作臺上，圓盤工作臺主軸呈立式安置； e.專機工作安全、可靠，運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護簡單； f.專機結(jié)構(gòu)緊湊，裝料高度為800mm左右。 在黃開有老師的指導(dǎo)下，首先進行了方案論證。經(jīng)過研究和討論，由于需設(shè)計的機床工作節(jié)拍為每分鐘加工20件，因此要節(jié)省工件的上料時間。這就需要上料和銑加工同時進行。工件夾具設(shè)計時要用彈簧夾頭來夾緊，工件的支撐臺需要是一個大圓盤。另外還要設(shè)計一個凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)銑加工。另外工件的定位要精確。這樣加工時就會實現(xiàn)人工上料——自動定位——自動夾緊——全速連續(xù)自動銑削這個過程。 在這樣的設(shè)計效果下X62W型臥式撥叉銑專機可以使工作的效率大大的提高，生產(chǎn)過程安全、可靠，運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護簡單。改造后的 X62W型臥式拖拉機撥叉銑專機在生產(chǎn)實踐中將會得到有效的應(yīng)用，而且會取得了良好的效果，在滿足生產(chǎn)急需的前提下為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。 2 總體方案論證 2.1被加工零件分析 2.1.1零件的結(jié)構(gòu)特點 撥叉的零件圖如圖所示，該零件是東風(fēng)12型手扶拖拉機副變速撥叉，撥叉頭以孔套在軸上，并用銷釘與軸聯(lián)接，撥叉腳在雙聯(lián)交換齒輪的槽中，變速操縱機構(gòu)通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑移，從而實現(xiàn)拖拉機的變速。 零件的主要工作表面為操縱槽、撥叉腳撥動雙聯(lián)交換齒輪在花鍵軸上滑動，從而實現(xiàn)拖拉機的變速。 零件的主要工作表面為操縱槽、撥叉腳兩端面，主要配合面為孔、孔和撥叉腳內(nèi)側(cè)面。零件的形狀較特殊，屬特形零件，結(jié)構(gòu)簡單。由于撥叉在工作時承受一定的力，因此要有足夠的強度、剛度和韌性。 2.1.2主要技術(shù)要求 零件圖上的主要技術(shù)要求為：撥叉腳表面淬火回火后硬度不小于50HRC。去毛刺、銳棱。 2.1.3加工表面及其要求 a.孔：孔徑mm，兩端倒角1mm×45°，表面粗糙度為Ra3.2。 b.撥叉頭端面：保證尺寸25，表面粗糙度為Ra12.5。 c.操縱槽：寬度為14mm，深度為16mm，對稱面與撥叉頭端面的距離為14.5mm，兩側(cè)面及底面的表面粗糙度為Ra12.5。 d.撥叉腳端面：厚度尺寸為mm，表面粗糙度為Ra6.3、對的軸線的垂直度為0.1mm，外端面與操縱槽對稱面的距離為50.5mm。 e.撥叉腳內(nèi)側(cè)面：寬度尺寸為，其對稱面與撥叉頭對稱面之間的夾角為60°，表面粗糙度為Rd12.5。 f.孔：孔徑mm，表面粗糙度為Ra12.5，孔的軸線對孔軸線的位置度誤差不超過0.2mm。 2.1.4零件材料 零件材料是精鑄ZG65，是中碳鋼，其強度與球鐵相近，但其沖擊韌性和疲勞極限卻比球鐵高得多，其鑄造工藝性介于低碳鋼和高碳鋼之間，可進行熱處理，以獲得所需要的機械性能。 2.2 毛坯的選擇 2.2.1確定毛坯的類型及制造方法 由于零件的材料為ZG310——570，零件形狀不規(guī)則，因此選用鑄造毛坯。由于零件年生產(chǎn)量大，屬于大批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，而且工件上有很多表面不切削加工，所以選用砂型機器造型。 2.2.2確定毛坯的形狀尺寸如圖所示 選擇過零件最高線且平行與叉腳對稱面的平面（撥叉腳對稱面偏右1.7mm）作分型面。鑄件采用帶型芯的分模造型，多件同時澆注,鋼水經(jīng)兩撥叉腳位置經(jīng)橫澆口流入. 由于該零件屬特形零件,且利用不加工表面進行定位的情形較多,零件圖上列出精鑄,所以確定鑄件的尺寸公差等級為GB641486的CT9,機械加工余量等級為AM-H.。 2.2.3確定毛坯的技術(shù)要求 a.鑄件無明顯的鑄造缺陷； b.未注圓角為R3~5； c.撥模斜度為30； d.機加工前正火，消除內(nèi)應(yīng)力； 2.2.4繪制毛坯圖 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀，在各加工表面加上加工余量，繪制毛坯圖如圖所示 圖 2-1 工件毛坯圖 2.3基準(zhǔn)選擇 由于圖所示的撥叉零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以孔及其端面為設(shè)計基準(zhǔn)，因此必須首先將孔及其端面加工好，為后續(xù)工作準(zhǔn)備基準(zhǔn)。根據(jù)粗、精基準(zhǔn)選擇的原則，確定各加工表面的基準(zhǔn)如下： a.孔及其端面：撥叉頭的外輪廓及端面（粗基準(zhǔn)。 b.撥叉腳端面（粗加工）：孔及其端面。 c.撥叉腳端面（精加工）：孔及撥叉腳端面。 d.撥叉腳內(nèi)側(cè)面：孔、撥叉腳端面及撥叉腳外側(cè)面。 e.操縱槽：及其端面、撥叉腳內(nèi)側(cè)面。 f.孔：孔、操縱槽、撥叉腳內(nèi)側(cè)面 2.4擬訂機械加工工藝路線 2.4.1確定各加工表面的加工方法及加工路線 該撥叉的加工表面為：及端面的兩側(cè)面及內(nèi)側(cè)面、操縱槽、孔。 根據(jù)各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求，孔的加工路線為鉆——鏜——較；端面的加工方法為車；撥叉腳端面的加工路線為粗銑——磨；撥叉腳內(nèi)側(cè)面的加工方法為銑削；操縱槽的加工方法為銑削；孔的加工方法為鉆削。 2.4.2擬訂加工工藝路線 a.工藝路線方案一 工序a 車撥叉頭端面，鉆、鏜、鉸孔，孔口倒角。 工序b 校正撥叉腳。 工序c 粗銑撥叉腳兩端面。 工序d 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面。 工序e 銑操縱槽。 工序f 鉆孔。 工序g 去毛刺。 工序h 撥叉腳局部淬火。 工序i 校正撥叉腳。 工序j 磨撥叉腳兩端面 工序k 清洗。 工序l 檢驗。 b.工藝路線方案二 工序a 車撥叉頭端面。 工序b 鉆、鏜、鉸孔，孔口倒角。 工序c 孔口倒角。 工序d 校正撥叉角。 工序e 粗銑撥叉腳兩端面。 工序f 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面。 工序g 銑操縱槽。 工序h 鉆孔。 工序i 去毛刺。 工序j 撥叉腳局部淬火。 工序k 校正撥叉腳。 工序l 磨撥叉腳兩端面。 工序m 清洗。 工序n 檢驗。 工藝路線方案分析: 工藝路線方案一是按工序集中原則組織工序，孔及端面需采用六角車床和專用夾具加工，優(yōu)點是工藝路線短，優(yōu)點是工藝路線短，孔及其端面的加工在一臺機床上完成，減少工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互位置精度，需要的機床數(shù)量少，減少工件在工序間的運輸，減少輔助時間和準(zhǔn)備終結(jié)時間。工藝路線方案二是按工序分散原則組織工序，撥叉頭端面可在普通車床上用通用卡盤裝夾加工，孔可在普通鉆床上用鉆模加工，孔口倒角在另一抬車床上加工。優(yōu)點是可以采用通用機床和通用夾具、缺點是工藝路線長，增加了工件的裝夾次數(shù)，而且工序Ⅰ和工序Ⅱ重復(fù)使用粗基準(zhǔn)。由于本零件形狀不規(guī)則，加工面分散，而且生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)，可以采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。綜合上述兩工藝路線方案的優(yōu)缺點，選擇第一種方案。 2.5確定機械加工余量、工序尺寸及公差 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如表1。 表2-1 加工余量、工序尺寸及公差 工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度Ra 工序Ⅰ 1．車撥叉頭端面 3.5mm 25mm 12.5m 2.鉆孔 6.5mm 12.5 3.鉸孔 0.5mm 6.3 4.孔口倒角 1mm 1mm×45° 12.5 工序Ⅲ 粗銑撥叉腳兩端面 3 mm 6mm 12.5 工序Ⅳ 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 3.5mm 12.5 工序Ⅴ 銑操縱槽 7mm 14HB 12.5 工序Ⅵ 鉆孔 4.35mm 12.5 工序Ⅹ 磨撥叉腳兩端面 0.3mm 6.3 2.6 選擇機床設(shè)備及工藝裝備 根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)選用各工序所用的設(shè)備為： 工序a C366——1 回轉(zhuǎn)式六角車床，YT15外圓車刀，，卡尺，標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆 ，YT15銑刀孔用塞規(guī)，YT15外圓車刀。 工序b 鉗工臺、校正工具。 工序c X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺。 工序d X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺。 工序e X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺。 工序f Z515鉆床，錐柄麻花鉆，鉆用夾具，0~200/0.02游標(biāo)卡尺。 工序g 鉗工臺，校正工具，0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺。 工序h M7120A平面磨床，砂輪，專用夾具，0~200/0.02mm游標(biāo)卡尺。 3.金屬切削用量的選擇與計算 3.1 刀具的選擇 銑刀的直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意取，根據(jù)被加工零件的分析，選擇鑲齒三面刃銑刀。銑刀的尺寸為：。 由于加工零件的材質(zhì)為ZG65，所以刀具的材料選擇YT15。其工藝性好，滿足加工工藝要求。 3.2切削用量的選擇以及計算 a.確定背吃刀量，由毛坯圖得ae=18mm,ap=4mm. b.確定每齒進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3——5得 每齒進給量為fz=0.009——0.18mm, 取fz=0.09 c.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及耐用度：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7 銑刀刀齒后面最大磨損量為1.2 mm，耐用度T=150mm。 d.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27 Cv=600，qv=0.21 ，xv=0，yv=0.21，uv=0.4，pv=0，m=3.5，kv=1.1 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30與475.38r/min相近的主軸轉(zhuǎn)速為475r/min和600r/min。取n=475r/min。實際切削速度為vc=119.32mm/min。 工件每分鐘進給量為fmz=fz×60×10=0.09×10×60=54mm/min. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.30X62w銑床與54mm/min相近的工作臺進給量為47.5mm/min和60mm/min。選擇60mm/min 。 則實際每齒進給量為 4.機械傳動裝置的總體設(shè)計 4.1分析和擬訂傳動裝置 經(jīng)過分析和比較，決定采用如下的傳動裝置，銑削運動通過電機帶動V帶輪，通過帶輪傳遞動力，帶動軸傳動，通過扭矩帶動銑刀做切削運動。而零件的運動通過減速機帶動活動盤運動，從而實現(xiàn)零件的連續(xù)不段地運轉(zhuǎn)。整個部分結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)。 4.2 減速機的選擇 因為實際每齒進給量為fz=0.1mm/z 所以縱向進給量vf=fzzn=0.1×10×475=475 則 由表2——5《實用金屬切削計算手冊》得cp=50 由《實用金屬切削計算手冊》表2——6得k=1.2， 由《實用金屬切削計算手冊》表2——7得k1=0.94 N 帶輪傳動比在，在這里取 電機功率為 查雙級減速機電動機功率表取傳動比i=2537 輸入轉(zhuǎn)速n1=1500r/min 由輸出軸許用扭矩為，故取電機型號為 BLE2215-59×43-0.55 即P=0.55kw. 圖4-1 減速機 減速機的主要尺寸為：D=340，L=443，L1=382，D1=310，D2=270，E=80，h=15,R=4,安裝螺孔：n=6,d0=13,d1=55,b1=16,C1=59,l1=75,S 為M10，d2=30,b2=8,C2=33,l1=44,重量為100kg.。 擺線針輪減速機廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥、輕工、印染、紡織、起重運輸、工程機械、造船、冶金、礦山、環(huán)境保護以及國防等工業(yè)內(nèi)部，作為驅(qū)動裝置以及減速傳動裝置，產(chǎn)品有如下特點： a.傳動比大。 b.傳動效率高。 c.使用壽命長。 d.承載能力高，并可以承受較大過載及沖擊載荷。 e.運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，噪音低。 f.容易拆卸以及裝配，維修方便。 g.結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。 標(biāo)準(zhǔn)型行星擺線針輪減速機是按每日八小時的單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)的條件下設(shè)計的。如負(fù)荷性質(zhì)，工作條件變化，應(yīng)考慮工作情況系數(shù)K。即應(yīng)將所需功率乘以工作情況系數(shù)K，作為選擇機型的設(shè)計功率。 如果輸入轉(zhuǎn)速是變化的，則所傳選的功率也應(yīng)變化。在使用變速原動機驅(qū)動時，應(yīng)確定工作條件是“恒功率”還是“恒扭矩”?！昂愎β省睍r應(yīng)按最低速選擇機型號，“恒扭矩”時按最高轉(zhuǎn)速選擇機型號。 4.3帶輪的設(shè)計計算 A.選擇v帶型號 a.確定計算功率Pca 查《機械設(shè)計》表4.6得工作情況系數(shù)KA=1.1 由《機械設(shè)計》式4.22得Pca=KAP=1.1×3=3.3kw b.選擇V帶型號 按Pca=3.3kw、n1=1500r/min查圖4.1選A型V帶 B.確定帶輪直徑dd1、dd2 a.選取小帶輪直徑dd1 參考圖4.11及表4.4，選小帶輪直徑dd1=90mm 即dd1=90mm b.驗算帶速 V=7.065在5-25m/s內(nèi)，合適。 c.確定從動帶輪直徑dd2 查表4.4取dd1=280mm d.計算實際傳動比 e.驗算從動輪實際轉(zhuǎn)速 （482-475）/475×100%=1.47%<5% n2=482r/min允許 C.確定中心距a和帶輪Ld a.初選中心距a0 由《機械設(shè)計》式4.23 取a0=500mm b.求帶的計算基準(zhǔn)長度L0 由式4.24 查表4.2得Ld=1600mm c.計算中心距a 由式4.25 d.確定中心距調(diào)整范圍 由式4.26 amax=549mm amin=477mm D.驗算小帶輪包角 由式4.12 合適 E.確定V帶根數(shù)z a.確定額定功率Po 由dd1=90mm，、n1=1460r/min 以及n1=1600r/min， 查表4.5得單根A型v帶的額定功率分別1.07kw和1.15kw。用線性插值法求n1=1500r/min時的額定功率P0值 b.確定V帶根數(shù)z 由式4.28 確定△P0 查表4.7得△P0=0.17kw 確定包角系數(shù)K 查表4.8得K=0.95 確定長度系數(shù)KL 查表4.2得KL=0.99 計算V帶根數(shù) 取 z=3根合適 F.計算V帶初拉力F0 查表4.1得q=0.1kg/m 由式4.29 G.計算對軸的壓力 由式4.30得 H.確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖 dd2=280mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)，其工作圖如圖1， 圖 4-2 大帶輪 dd1=90mm，采用實心式結(jié)構(gòu)，工作圖如圖2 圖4-3 小帶輪 5. 彈簧夾頭的特點以及設(shè)計計算 5.1彈簧夾頭的介紹 在現(xiàn)代復(fù)雜的制造環(huán)境中，想在最佳狀態(tài)下保持連續(xù)切削加工，大多數(shù)工廠都必須經(jīng)過機床制造商的嚴(yán)格培訓(xùn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)新設(shè)備的加工運動原理、結(jié)構(gòu)特征和使用技巧，方能進行操作使用。尤其對于頂端的技術(shù)系統(tǒng)，更是如此。例如，先進的機床控制系統(tǒng)，復(fù)雜形狀零件的軸加工程序的匯編等。慶幸的是，有一種與此相反的處理方案，這就是截止目前已經(jīng)開發(fā)出的一些功能強大、精度高，但又容易操作(勿須專門培訓(xùn))和使用壽命長的工藝裝備。用以快速定位、夾緊工件(或刀具)的相對卡盤定位精度高的彈簧夾頭(或稱彈簧套)就屬于這一范疇。一個好的工件夾頭的使用，能提高生產(chǎn)效率和加工零件精度。彈簧夾頭雖小，但在機床工業(yè)中確實起到了很重要的作用，這是都是由于它具有以下很強的功能： a.能精確地定位與夾緊工件(或刀具)，具有抵抗扭矩和承受來自多方向切削力的功能。 b.具有增大驅(qū)動力(拉力)和轉(zhuǎn)換驅(qū)動力為工件(或刀具)夾緊力的功能。 c.具有快速松開工件(或刀具)的功能。 d.具有在不降低加工精度和使工件不受損害前提下的高重復(fù)精度。 e.具有能在較寬的主軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作與只有極小的夾緊力損失的能力。 f.在高速切削中的轉(zhuǎn)動慣量最小。 5.2 彈簧夾頭的夾緊力的影響因素： 總的來說，彈簧夾頭的設(shè)計和使用是一個涉及面很寬的領(lǐng)域，它是需要相對應(yīng)于多種機床系列，以及包括了為體現(xiàn)它與機床各自不同風(fēng)格和特征 而設(shè)計的產(chǎn)品，所以總數(shù)已有成千上萬。但是現(xiàn)在還有一個普遍的錯誤觀念，認(rèn)為彈簧夾頭只用以夾緊圓柱形工件毛坯。這是不符合事實的，實際上它幾乎能對任何形狀的工件(或刀具)，包括正方形或六邊形工件進行定位夾緊。 下面主要介紹影響各種彈簧夾頭正確裝夾定位和夾緊力的有關(guān)因素和工作原理。 夾緊力是機床經(jīng)彈簧夾頭施加在工件上的力。本文講的是一個在車床上使用的用以定位、夾緊工件的彈簧夾頭 , 同樣也可以被用來對刀具、磨削的工件實行 定位、夾緊或許多別的場合。拉桿的外螺紋與彈簧夾頭的后端內(nèi)螺紋連接拉緊，產(chǎn)生軸向拉力。然后由機床主軸前端的被稱為鎖緊角的錐面，將軸向拉力轉(zhuǎn)換成一垂直于彈簧夾頭中心的夾緊力。不僅如此，夾緊力還可以通過鎖緊角將其擴大，經(jīng)過計算得知，根據(jù)不同的鎖緊角，彈簧夾頭夾緊力可擴大3-4倍。 彈簧夾頭是一個結(jié)構(gòu)簡單的工藝裝置，卻有許多影響夾緊力的主要因素 。對于基本原理的了解可以幫助工件(或刀具)正確裝夾和迅速查找故障。以下介紹幾個影響夾緊力的主要因素和總結(jié)的使用經(jīng)驗： a.軸向作用力。如圖所示為拉桿施于彈簧夾頭的軸向拉力 。在彈簧夾頭的使用中，軸向力拉力可由不同的方式施加，但其作用原理基本相同。很明顯，大的軸向拉力將產(chǎn)生大的夾緊力，反之亦然。一般拉桿的軸向拉力可由操作員進行調(diào)整。 b.在彈簧夾頭使用中，設(shè)計的鎖緊角(或頭部傾角)大小將決定著夾緊力經(jīng)擴大后能達(dá)到的指標(biāo)， 通常由機床制造商和彈簧夾頭制造商決定。當(dāng)彈簧夾頭新的設(shè)計還正在探求之中， 從經(jīng)濟性和可靠性考慮， 設(shè)計師建議用戶使用現(xiàn)有彈簧夾頭結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)錐度(或頭部傾角)已根據(jù)機床類型(如車床等)、使用條件(動態(tài)與靜態(tài))和用途(工件與刀具)不同，由設(shè)計時確定。 c.工件(或刀具)與彈簧夾頭之間的總摩擦力將直接 影響夾緊力。小的摩擦值將導(dǎo)致小的夾緊力，反之亦然 。彈簧夾頭供應(yīng)商能采取各種措施，克服彈簧夾頭與工件(或刀具)之間的相對轉(zhuǎn)動或軸向竄動等，比如彈簧夾頭內(nèi)孔有意制出鋸齒形狀或?qū)⒂操|(zhì)合金微晶粒浸漬在夾緊表面等。 d.主軸錐面與彈簧夾頭在鎖緊角處產(chǎn)生摩擦。其摩擦力大小也直接影響彈簧夾頭對工件的夾緊力大小。摩擦力太小時夾緊力不夠，太大的夾緊力，會加快彈簧夾頭磨損。使用中彈簧夾頭要經(jīng)常松開實行工件交換，例如在車削加工中心上使用，需在松開時在彈簧夾頭內(nèi)孔表面噴涂一薄層潤滑劑。有條件采用冷卻劑潤滑更好，因為冷卻劑提供可沖洗彈簧夾頭，而且潤滑性效果好。尤其在鎖緊角處定期施加冷卻劑，則能減少長期磨損和增加夾緊力。一些更多潤滑效果更好的材料也可以使用，包括有EP(極限壓力)特性的高質(zhì)量潤脂油或蠟基材料。似乎有些奇怪的是，一些聰明的操作者在加工難度大，而且在一般的冷卻潤滑的效果都不佳時，選用女士們使用的唇膏，據(jù)稱效果很好。 e.選擇合適的彈簧夾頭名義直徑尺寸，以保證彈簧夾頭對工件的完全支撐是增大夾緊力和可靠夾緊保證高質(zhì)量加工的必要條件。如果彈簧夾頭的名義孔直徑選擇太大，工件僅僅由彈簧夾頭的孔口部分將工件夾緊，將引起工件外圓和彈簧夾頭內(nèi)孔之間幾何形狀的不匹配，因而降低夾緊力。如果如果夾頭名義孔直徑選擇太小，只有頭部傾角的內(nèi)部與工件接觸，相對而言，夾緊力增大，但引起夾頭與工件的不同心問題。在一個名義尺寸下，它可對名義直徑相同的工件進行裝夾定位。當(dāng)選擇彈簧夾頭名義的孔徑尺寸，Hardinge公司推薦指標(biāo)為能在 0.0254mm 范圍發(fā)生變化 。 6.軸的強度校核 6．1 求軸上載荷 A.計算帶輪受力 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 帶輪的拉應(yīng)力 帶輪的離心拉應(yīng)力 帶輪的彎曲應(yīng)力 Fa對軸心產(chǎn)生的彎矩 B.求支反力 軸承的支點位置 參見圖 由軸承座查手冊為a=10mm 帶輪中點距左支點距離 帶輪中心距左支點的位置 左支點的水平面的支反力 右支點的水平面的支反力 左支點垂直面的支反力 右支點垂直面的支反力 6.2 計算彎矩和扭矩 截面C處水平面彎矩 截面C處垂直面彎矩 截面C處合成彎矩 6.3 彎矩合成強度校核 截面C處計算彎矩 考慮啟動、停機的影響，扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力， 截面C處計算應(yīng)力 強度校核：45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理由《機械設(shè)計》表11.2得, 彎矩合成強度滿足要求。 6.4 疲勞強度安全系數(shù) 不計軸向力產(chǎn)生的壓應(yīng)力的影響 A.確定危險截面 由于dmin 在估算時放大了5%以考慮鍵槽的影響，而且截面A，Ⅱ、Ⅲ、B只承受轉(zhuǎn)矩，故不必校核。 截面C上應(yīng)力最大，但由于過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在該軸段兩端，故不必校核。 截面Ⅳ、Ⅴ處應(yīng)力接近最大，應(yīng)力集中相近，且最嚴(yán)重，但截面Ⅴ不受轉(zhuǎn)矩作用，故不必校核。截面Ⅳ為危險截面，截面Ⅳ的左右兩側(cè)均需校核。 B.截面Ⅳ左側(cè)強度校核 抗彎截面系數(shù) 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 平均應(yīng)力 ：彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)彎應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力， 應(yīng)力幅 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)，查表11.2得 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) 查表1.6并經(jīng)插植計算 材料的敏感系數(shù) 由r=1.0mm,查圖2.8并經(jīng)插值得 有效應(yīng)力集中系數(shù) 尺寸及截面形狀系數(shù) 由h=4mm.d=36mm查圖2.9得 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由D=d34=36mm查表2.10 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工 查圖2.12 表面強化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強化處理 疲勞強度綜合影響系數(shù) 等效系數(shù) 45鋼： 取 取 僅有彎曲正應(yīng)力時的計算安全系數(shù) 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時的計算安全系數(shù) 彎扭聯(lián)合作用下的計算安全系數(shù) 設(shè)計安全系數(shù) 材料均勻，載荷應(yīng)力計算精確時：S=1.3~1.5 取 S=1.5 疲勞強度安全系數(shù)校核 左側(cè)疲勞強度合格 同理右側(cè)合格 C.靜強度安全系數(shù)校核 該設(shè)備無大的瞬時過載和嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱，無需靜強度校核 D.繪制軸的零件工作圖 附圖 圖6-1 軸 7 結(jié)論 通過對X62型銑床的改進，設(shè)計出X62W型撥叉銑專機，兩種銑床相比較，X62W型撥叉銑專機具有如下優(yōu)點： 1.加工時該工件的主軸孔呈立式安置； 2.工作節(jié)拍為每分鐘加工20件； 3.加工時，由操作員人工上料——自動定位——自動夾緊——全速連續(xù)自動銑削；銑畢工件被自動松開，后由操作者取下并上下一個料(上料、下料時不停機)； 4.工件以其主軸孔定位，定位心軸置于圓盤工作臺上，圓盤工作臺主軸呈立式安置； 5.專機工作安全、可靠，運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護簡單； 改造后的X62W型臥式拖拉機撥叉銑專機在生產(chǎn)實踐中將會得到有效的應(yīng)用，而且會取得了良好的效果，在滿足生產(chǎn)急需的前提下為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。 參考文獻(xiàn) [1] 徐 灝. 機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991. 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