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華東交通大學理工學院畢業(yè)設計（論文）
摘 要
專用機床是一種通過減少工藝用途來達到提高效率的機床。這類機床結(jié)構相比普通機床較簡單，并且操作和調(diào)整度更加方便，自動化程度也較高，比較容易保證質(zhì)量并有較高的生產(chǎn)率，適于成批生產(chǎn)。我的畢業(yè)設計所選的題目是全順制動盤軸承壓裝機夾具部分的設計，指導老師為蔡群副教授。經(jīng)過學院及老師分析研究認為，這個課題來自于生產(chǎn)第一線，具有較高的實用價值。因此所選用的課題符合我們專業(yè)的培養(yǎng)目標以及基本教學要求，也體現(xiàn)指導教師及學院本學科科研工作的優(yōu)勢和特色，符合社會經(jīng)濟建設和發(fā)展的需要，有利于我們所學的理論知識與實踐相結(jié)合，加強對創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，為今后的工作奠定扎實的基礎。
根據(jù)課題所提出的對制動盤的軸承進行壓裝的加工要求，設計一臺用于汽車制動盤軸承外圈裝配的 專用壓裝機對該工件進行加工是比較合適的，本課題的主要任務是全順制動盤軸承壓裝機的夾具設計。設計上需要合理的全面的考慮整臺機床各個部件的位置與布局，明確各個部件的作用以及技術要求，需要從工件出發(fā)，分析及確定發(fā)動機的型號。在理論計算壓裝力的基礎上，結(jié)合所學的裝配技術和工藝要求，對壓裝機工作的夾緊方案進行設計，同時也包含了設備機械結(jié)構、液壓系統(tǒng)、測控系統(tǒng)等等功能模塊計算和設計。另一方面，夾具的設計是這臺機床上能否加工工件的關鍵。根據(jù)工件的技術要求，分析工件的定位，采用定位銷、擋板和支承塊定位，限制了工件的六個自由度，保證加工要求。設計出來的壓裝機，必須滿足產(chǎn)品裝配中新的工藝要求，運行要安全可靠、操作要靈活方便靈活，能夠取得預期的使用效果。設備的開發(fā)為同類產(chǎn)品的研發(fā)和升級改裝 提供了技術支持和參考。
關鍵詞：專用；制動盤；軸承壓裝機
Abstract
Special purpose machine tool is a machine tool that can improve efficiency by reducing the use of the process. This kind of machine tool structure is simpler than the ordinary machine tool, and the operation and the adjustment degree is more convenient, the automation degree is also high, relatively easy to guarantee the quality and has the high productivity, is suitable for the batch production. The selected my graduation design topic is the design of transit brake disc bearing press mounting machine fixture part of the teacher as associate professor Cai group. After the analysis of the Institute and teachers believe that the subject from the production line, with high practical value. Therefore, the selected topic to meet the requirements of our professional training objectives and basic teaching, also reflected the advantages and characteristics of teachers and the college scientific research work, to meet the needs of the construction and development of social economy, is conducive to the theoretical knowledge and practice of what we learn together, to strengthen the cultivation of innovative t hinking, to lay a solid foundation for future work.
Processing of the pressing requirements according to the issue raised by the bearing of the brake disc, the design of a special pressure for automobile brake disc bearing outer ring assembly installed for the processing of the workpiece is appropriate, the main task of this project is the fixture design of transit brake disc bearing press mounting machine. combined with the requirements of assembly technology are science and technology, design of clamping pressing machine work, but also contains the mechanical structure, hydraulic system, control system, function module design and calculation. On the other hand, the design of fixture is the key to whether the machine can be machined. According to the technical requirements of the workpiece, the positioning of the workpiece is analyzed, and the positioning pin, the baffle plate and the supporting block are positioned, and the six degrees of freedom of the workpiece are limited. The design of the press, must meet the new requirements of the assembly process, the operation should be safe and reliable, flexible and flexible operation, can achieve the desired results. The development of equipment provides technical support and reference for the development and upgrading of similar products.
Key words: special purpose; brake disc; bearing
目 錄
摘 要 1
ABSTRACT 2
目 錄 3
引 言 5
1、軸承壓裝機的簡介 5
2、夾具國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 5
3、研究目的以及意義 6
1、設計準備工作 7
1.1 設計內(nèi)容與要求 7
1.2熟悉零件加工圖 7
1.3加工零件圖分析 8
2、工作臺的設計 9
2.1工作臺尺寸造型設計 9
3.工件的定位 12
3.1確定定位方案 12
3.1.1兩孔定位 12
3.1.2選擇定位元件，設計定位裝置 12
4.夾緊方案設計 14
4.1確定夾緊方案 14
4.2夾緊力的確定 15
4.2.1夾緊力的方向 15
4.2.2夾緊力的作用點 15
引 言
1、軸承壓裝機的簡介
軸承壓裝機指的是用于市面上各種軸承的壓裝，在很多時候，壓裝軸承是浪費時間浪費體力的，也有很多是普通人工操作無法完成或是人工操作極其不方便的，在這些情況下使用周測很難過壓裝機就可以簡單方便且快捷的完成軸承壓裝的操作。
軸承壓裝機通常采用液壓，氣壓或者機械傳動進行壓裝等操作，并且大多數(shù)的軸承與工件的配合方式都是過盈配合使用的。因為壓裝力可以通過工件進行計算，并且壓裝力通常情況下很大，所以要求炒作的工作臺結(jié)構穩(wěn)定并且能夠承受住壓入操作時的壓裝力。使用氣壓或者液壓作為動力的軸承壓裝機一般擁有工作臺，工作臺的主傳動系統(tǒng)，增壓缸和夾具，氣壓缸（液壓缸）等主要零件構稱，因為一般的氣壓無法滿足工作壓力需求，所以通常我們會增加一個增壓缸來提供更強的壓裝力。如果使用液壓作為軸承壓裝機的主要動力，和氣壓作為動力是類似的，只不過沒有了增壓缸，并且把氣壓缸換成了液壓缸，用液壓作為主要動力。純機械型的軸承壓裝機應為機械結(jié)構等問題，如果要滿足同樣的壓力，就需要更大的機床體積，這樣就會帶來更大的維護問題，因此在實際情況中非常少使用到。
軸承壓裝力在工作的時候，需要將安裝軸承的工件放在工作臺上，并且專用夾具固定，將需要壓入的軸承房子在安裝的孔上，調(diào)整好位置，氣動下壓開關，然后氣壓缸或者液壓缸產(chǎn)生的壓裝力將軸承壓裝進孔內(nèi)。
周測很難過壓樁機擁有工作精準，操作方便，節(jié)省了工作時間，降低工作強度等優(yōu)點，已經(jīng)成為我們國內(nèi)最常用的軸承安裝機床。
2、夾具國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
在當今機械制造工業(yè)中，加工機械工件件的方法有多種，如沖壓，鍛造，鑄造，切削加工，焊接和各種特種加工等。軸承壓裝主要是將給定的軸承通過液壓的方式壓裝進給定的工件內(nèi)。因此工件的裝夾尤為關鍵，下面介紹國內(nèi)外夾具的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：
當時，中國的國家裝配夾具已達800萬年的生產(chǎn)水平。以后又建立了多個生產(chǎn)組合夾具的工廠。80年代是上個世紀1980后，數(shù)控夾具系統(tǒng)的結(jié)合以上兩個工廠和獨立開發(fā)的N C機，加工中心，這不僅滿足國內(nèi)需求，還通過貿(mào)易出口到了美國英國等國家來增加了貿(mào)易額。我已經(jīng)在中國NC機床、加工中心是供不應求，目前我國每年還需要進口大量的N C機，加工中心，所有的設備被匹配到國外，價格很貴，但是隨著國內(nèi)夾具技術的提高，我國的企業(yè)也能夠生產(chǎn)自己的夾具了，現(xiàn)在國內(nèi)夾具大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了加工成本。
在國際上，德國，美國和俄羅斯是世界領先的模塊化夾具生產(chǎn)商。目前，國際生產(chǎn)夾具企業(yè)是中小型企業(yè)，可調(diào)式夾具、特種夾具主要接受地區(qū)、周邊地區(qū)和國內(nèi)訂單，而模塊化夾具的多功能性是的這種夾具已經(jīng)已逐漸發(fā)展成熟為國際貿(mào)易所需要的強勢品種。因此由于我國從上世紀80年代開始在夾具技術上有歷史的積攢和在性價比方面上的優(yōu)勢，隨著我國參加世界貿(mào)易組織并且趕上了機械行業(yè)業(yè)全球進步的趨向，特別是電子商務在我國跳躍式的進步，機械行業(yè)蘊藏著巨大的商機，擴大出口成為了必然之路。
據(jù)國際協(xié)會的生產(chǎn)統(tǒng)計研究，我們知道，目前，生產(chǎn)的中小品種的品種品種已占約8的物種總數(shù)。然而，一般企業(yè)仍然習慣于過去的購買習慣，是在過去的傳統(tǒng)的特殊夾具相同，通常在工廠的中等生產(chǎn)能力，有大約近一萬套專用夾具數(shù)千個數(shù)；另一方面，在各種生產(chǎn)企業(yè)的工廠，每2年到4年的時間，大學51%到81%的特殊家具就要被更換，而實際被更換的使用過的夾具僅約磨損量約為1/10，因此浪費非常大。夾具的新要求如下：首先，它可以快速方便地安裝到新產(chǎn)品中，從而縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本；其次，能夠夾持一組類似工件的功能；可用于高精度機床夾具的精密加工；最后，采用液壓作動力源，可進一步提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度；
隨著科學技術的發(fā)展，原先的制造技術也更新?lián)Q代成了先進的制造技術。在機械加工發(fā)展史上，夾具的地位一直以來都是非常非常的重要，因為夾具不僅保證了進度，還提高了生產(chǎn)效率，還降低了工人的勞動強度。
3、研究目的以及意義
畢業(yè)設計的課題為全順制動盤軸承壓裝機設計（夾具部分），汽車，作為人們在日常生活中使用最頻繁的交通運輸工具，安全性尤為重要保障者車上那個人員的生命財產(chǎn)安全，而汽車制動系統(tǒng)是汽安全性能的重要體現(xiàn)，為了提高汽車的安全性能，我們需要設計一臺汽車制動盤的軸承壓裝機，制動盤軸承壓裝機是一臺專用機床，主要用于汽車制動盤軸承的壓裝。我所設計的是制動盤軸承壓裝機的夾具部件，主要的內(nèi)容包括對工件進行定位以及確定定位器件，設計出合理的定位方案和夾緊方案和夾緊裝置。確定和設計定位夾緊元件與裝置的構造型式，如工作臺支承裝置，主傳動間歇裝置等等。最后，我們必須確定夾具定位器件和夾具構造的機床的安裝。繪制夾具裝配圖，標注相關的尺寸公差以及必要的技術要求。夾具部分是壓裝機的重要部件，若是工件的加工精度較高，加工精度應該要具體分析分析。如果夾具有動力裝置，也需要需計算壓裝力。
在以前，汽車制動盤和軸承之間在配合是靠工人的一次一次敲擊，手動完成的，既要保證力度又要保證不能破環(huán)軸承和制動盤，費時又費力，而且敲打?qū)е聣|圈銅屑的掉落還會影響制動盤的性能，對汽車安全性能造成極大的破壞?，F(xiàn)在，我們只需要設計一臺軸承壓裝機，就能夠迅速，準確的以一定的以一定的壓裝力將軸承壓裝進制動盤。降低工人勞動強度，節(jié)省了工人的勞動時間，提高生產(chǎn)效率。
1、設計準備工作
1.1 設計內(nèi)容與要求
內(nèi)容：設計一臺全順系列車的制動盤的軸承壓裝機工作臺，需要滿足以下數(shù)據(jù)要求。
要求；
1）需要裝夾工件的簡介 ：
汽車制動盤的形狀為不規(guī)則圓柱體，最大直徑265mm,總高度為200mm，材料為灰鑄鐵HT250。
壓入軸承軸承類型是6305號軸承，外缸直徑62，內(nèi)缸直徑為25，高達17。
2）運用本科所學的機械設計，機械材料與熱處理，液壓氣動加緊和傳動等知識完成畢業(yè)設計任務。
3）夾緊方案：
采用單電機控制進行工作臺的主傳動系統(tǒng)，執(zhí)行裝置和夾緊裝置可以選用液壓或者氣壓進行夾緊裝置的設計
4）要求清晰寫出設計的思路，畫出要求的裝配圖和零件圖，能夠符合工廠生產(chǎn)需要。
1.2熟悉零件加工圖
加工零件的圖紙應該沒有任何遺漏的給出加工零件的全部信息，包括幾何外形、加工面的巨細公差、全部尺寸、材料以及熱處理要求、其它特殊技術要求等。
如上圖的制動盤和軸承簡圖我們可以知道，制動盤的直徑是265mm,高200mm,制動盤底部的直徑185mm處有6個直徑16的螺紋孔，制動盤頂部與軸承配合的深度為40mm,制動盤頂部外徑為80mm,壓裝力是自上而下進行壓裝的，所以加工面主要是Φ80。
1.3加工零件圖分析
軸承壓裝工序主要是將軸承壓裝進制動盤，因為汽車制動盤對汽車的安全影響極大，所以這個工序精度要求非常高高，這種加工精度主要依靠機床和夾具來保證的，而不是依靠工人的純粹的技術水平。因此，設計夾具應滿足以下基本要求：：
1)工件定位時所占據(jù)的正確位置在夾緊過程中不發(fā)生改變。
2) 夾具構造的計劃應當是和出產(chǎn)綱領彼此順應 若是該工件需要大批量生產(chǎn)，最好應該盡量采用快捷、高效的夾具結(jié)構，如多工位夾緊等夾緊方式，來縮短輔助時間；而對于中、小少數(shù)量出產(chǎn)，則既要在保證夾具功能能夠滿足的情況下，盡可能的減低家具的建造花銷，使夾具構造簡單，制造容易。
3) 易于操作，安全，節(jié)能 如采用氣動、液壓等夾緊裝置，以減少工人的強度，以及如何控制壓裝力。夾具布置的位置，應該考慮工人操作時的位置，要是和工人的操作習慣，盡可能的提高效率。
4）設計的夾具應該要排屑充分，不能讓切屑影響工件的定位，切屑熱量太高也會破壞工件結(jié)構，切屑積集嚴重時，還會損壞工具甚至造成事故。因此，我們必須充分考慮夾具設計中的切屑的處理問題，特別是在高效率機床和自動線夾具的設計中。
2、工作臺的設計
2.1工作臺尺寸造型設計
我們在設計制動盤軸承壓裝機的目的，首先保證質(zhì)量，既保證汽車制動盤能夠和軸承正常的裝配，裝配深度都能夠達到，其次我們也需要能夠用設計的壓裝機增加產(chǎn)量，也就是增加裝配的速度，因此，為了滿足批量生產(chǎn)的需求，我們在這里選擇四工位的工作臺，工作臺呈現(xiàn)圓盤形，工作臺繞工作臺中心順時針旋轉(zhuǎn)，第一工位完成軸承與汽車制動盤的裝配，第二個工位把第一個工位裝配完成的工件卸載下來，第三個工位用來上料，就是手工對工件進行定位，第四個工位在機器的最后面，而且第四個工位的下一個工位就是一號工位是執(zhí)行工位，所以第四個工位是沒有工件在工作的，隨著工作臺的運轉(zhuǎn)，工位上只有第三個工位定位好順時針旋轉(zhuǎn)過來的工件。
如圖2.1所示的工件形狀為圓形，并且底面直徑是265mm，考慮的工作臺為四工位結(jié)構，所以工作臺不能太小，結(jié)構緊湊不方便操作，也不能太大，浪費不必要的工作臺材料，因此最終將工作臺的直徑尺寸設計為1230mm,工作臺厚度設計為50如圖所示
制動盤的直徑是265mm, 底部的直徑185mm處有6個直徑16的螺紋孔，螺紋孔是每個工件都有，是現(xiàn)成的，我們可以利用制動盤工件上的這6個孔進行定位，所以我們可以在工作臺上預留好定位孔，考慮到工人下料上料是的操作時間以及操作的方便性，每個工件預留6個定位孔是太浪費時間并且也浪費材料，因此，按照定位的基本要求，在工作臺上，每個工件預留兩個定位孔就可以了，也就是工作臺總共有8個定位孔。預留定位孔的工作臺如下圖所示。
最后，工作臺還應該與主傳動系統(tǒng)相連接，因此，我們需要在工作臺的中心加上螺紋孔，通過工作臺連接板將工作臺主傳動系統(tǒng)的主軸與工作臺相連接。最終工作臺的形狀如下。
3.工件的定位
3.1確定定位方案
工件的定位，是保保證工件在機床（工作臺）上火夾具占有準確的位置的進程。我們一般可以解釋為工件對于切削道具或磨具的必定位置，這樣來保證加工尺寸和形位精度的要求。
確定定位反感需要注意以下幾個簡單的問題：
1）根據(jù)工件的要求，必須限制自由度，據(jù)不能允許出現(xiàn)前定位。2）定位時需要考慮重復定位是否會對工件產(chǎn)生不利影響，與工件的加工過程一致，判斷重復位置屬于可重復使用或不可用重復定位的重復性，絕對不允許不可用重復定位的出現(xiàn)。3) 對于大型工件零件，工件不易搬運，可采用定位銷孔相匹配的位置，也可用于降低勞動強度的預定功能，提高勞動生產(chǎn)率。4) 可以充分的運用工件結(jié)構進行定位，只要能正確定位，可以充分的運用工件結(jié)構進行定位。
3.1.1兩孔定位
在上述問題的基礎上，根據(jù)零件的具體情況提出了定位方案：兩孔定位
從工件的結(jié)構以及加工要求我們可以知道，軸承壓裝是從上往下進行壓裝的，所以我們只要保證工件能夠在工作臺上固定不動就可以了，因為在工件制動盤上，有6×Φ16的螺栓孔，而且在工作臺設計的時候，我們在工作臺上也預留了兩個螺栓孔。我們就可以利用這兩個螺栓孔進行一面兩孔定位，一面指的是工作臺的平面，兩孔指的是工件上的六個螺紋內(nèi)孔中的兩個和工作臺上的兩個。
3.1.2選擇定位元件，設計定位裝置
定位方案如果一旦得到了確定，截下來就可以設計以及選擇需要用到的定位元件對工件進行定位，來體現(xiàn)自己的定位方案。
工件的定位，是夾具部分的定位器件的工作面加上工件上的定位基準表面先彼此接觸和配合來實現(xiàn)的，所以在選擇定位元件的時候要考慮到所選擇的定位方法與哪些定位元件是相配合的。
在工件上，就經(jīng)常作為定位基準的表面常常有圓錐面，平面以及其他行程表面和他們的相互間的組合。當工件是以孔定位的時候，通常選著圓柱銷，定位心軸以及定位銷座位定位器件，若是工件通過外圓柱定位，常常我們可以選擇V行快，以及定位套等等來對工件進行定位。
為了選擇出更合適的定位器件，以下幾個問題需要考慮到：
1） 定位器件應該要保證達標的剛度，布局和設計應該要讓工件穩(wěn)定。
2） 定位器件應該要確保精度的穩(wěn)定性，并且能夠長時間使用，夠持久。
3） 若是定位器件是標準件，那么直接選擇選購定位器件能夠節(jié)省設計成本。
以工作臺平面為x-y平面，則工作臺平面為第一定位基準，可以限制Z軸的移動，X和Y軸的旋轉(zhuǎn)這三個自由度，定位元件就是工作臺；一個孔為第二定位基準，限制X軸的移動和Y軸的移動兩個自由度；另外一個孔為第三定位基準，限制工件Z軸的轉(zhuǎn)動一個自由度，這樣以來，工件在空間位置的6自由度就被限制了，工件在在家居中得到了精準的定位。示意簡圖如圖3.1所示：
支撐器件有工作臺，通常兩孔定位是采用支承板和單個圓柱銷單個菱形銷，但是這里因為考慮到制動盤螺紋孔的精度不是很高，且定位要方便，所以我們選取兩個一樣的六角螺栓即可。
6.結(jié)論
此次畢業(yè)設計是大學里的最后一個設計課程，是對大學學習的所有知識的一個匯總，讓我們每個人都能夠運用自己所學的知識進行設計，是我們對所學知識的進行運用，對解決機械問題的實例能力有很大的提高。
理論與實踐的結(jié)合 之前學習到的課本，學習到的理論知識，檢測自己的只有期末考試，雖然有金工實習，畢業(yè)實習等實踐的體驗，但是都只停留在表面，自己就像個外行人，沒有真正參與但設計實踐過程中，但是這次不同，畢業(yè)設計每個人有每個人的任務，自己必須獨自完成自己的任務，告別眼高手底的狀態(tài)，投入到了設計實踐過程中，這對未來的工作肯定有很大的幫助。
對夾具設計與社會因素得考慮 在家具設計過程中，無時無刻不考慮各種因素，不要進行安全問題的分析，需要從產(chǎn)線工人的操作性能方面進行分析，也需要考慮夾具制作成本，考慮產(chǎn)品的產(chǎn)能以及將產(chǎn)品經(jīng)濟效益最大化。
計算機是出色的輔助工具 此次設計進過來是的指點，選擇了CAD制圖軟件進行夾具和工件的分析，CAD軟件相比于傳統(tǒng)的繪圖，能夠保證制圖的標準以及效果，并且作圖效率大大提高，縮短了設計的時間。
本文主要的設計工作是夾具系統(tǒng)的外觀結(jié)構、壓裝力的計算、各零件所有要計算要求等。以上工作完完全全不夠的，對于夾具設計的后續(xù)工作我還準備在夾具成品做好后，進行產(chǎn)品的加工，對裝夾過程中的工件產(chǎn)生的震動進行分析，對后續(xù)的夾具進行改進，總之要在加工過程中,不斷的測驗各種數(shù)據(jù)，不斷的琢磨,盡可能的完善夾具制造設計方面的問題。
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致謝
最后，我要感謝這次畢業(yè)設計過程中許多幫助我的老師和同學，特別是指導老師蔡群副教授和小組組長曹澤同學。蔡群教授是這次畢業(yè)設計能夠順利完成的關鍵。在設計過程中，解答了我對課題的疑惑，教授了我很多我沒有了解的知識，并且對我的設計圖進行了認真仔細檢查，指出了圖中的錯誤和不足之處。同時也要感謝同住同學在設計過程中相互之間的交流，以及給我的很大的幫助。最后感謝學校的各位老師耐心的給予我的指導，教育和培養(yǎng)，也感謝班上的各位同學，與大家的交流和溝通讓我獲益頗多。
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