法蘭盤加工的回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì)

法蘭盤加工的回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì),法蘭盤,加工,回轉(zhuǎn),工作臺,設(shè)計(jì) 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由上面的工序分析可知，回轉(zhuǎn)工作臺北須有5個(gè)工位，裝卸工位、銑削工位、鏜削工位、鉆削工位、倒角工位 1、組合機(jī)床對分度回轉(zhuǎn)工作臺； ①提高分度定位精度和定位剛度，以提高分度回轉(zhuǎn)工作臺組合機(jī)床的加工精度 ②縮短分度回轉(zhuǎn)時(shí)間，以提高機(jī)床加工效率，但是要求分度運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)以保證必要的回轉(zhuǎn)精度。 ③要求定位機(jī)構(gòu)磨損小，以便長期地保持分度回轉(zhuǎn)工作臺的精度 ④結(jié)構(gòu)簡單可靠、調(diào)整維修方便，經(jīng)濟(jì)合理。 2、分度回轉(zhuǎn)工作臺的動(dòng)作 定位銷的拔出——工作臺臺面松開——工作臺臺面抬起——工作臺臺面回轉(zhuǎn)，分度并到位——定位銷插八并定位——工作臺臺面落下——工作臺臺面被夾緊； 回轉(zhuǎn)工作臺必須有兩個(gè)動(dòng)作（1）上下升降運(yùn)動(dòng)（2）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 能夠?qū)崿F(xiàn)上下直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) （1） 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（2）液壓缸機(jī)構(gòu)（3）凸輪機(jī)構(gòu)等 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)簡單運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，成本低，但曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的功率較小，而工作臺臺面的升降運(yùn)動(dòng)所需功率較大。 凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)凸輪之廓曲線，使可使從動(dòng)件獲得任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且機(jī)構(gòu)比較簡單緊湊，易于綜合，但凸輪的制造比較復(fù)雜，制造成本較高，隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，凸輪制造變得比較簡單，但凸輪之廓面與動(dòng)件之間為點(diǎn)中縷接觸，故易于磨損，因此凸輪機(jī)構(gòu)通常用于傳力不大的場合。 采用液壓缸的機(jī)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)電氣控制與自動(dòng)化控制，工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化，標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)和制造。 能夠?qū)崿F(xiàn)間歇回轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)　 （1）棘輪棘機(jī)構(gòu) （2）槽輪機(jī)構(gòu) （3）不完全齒輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)的加工工藝較復(fù)雜，且從動(dòng)輪在運(yùn)動(dòng)開始和修正時(shí)有較大的沖擊。 采用槽輪機(jī)構(gòu)若要使槽輪轉(zhuǎn)一周，拔盤要轉(zhuǎn)1-5周，拔盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，需要一個(gè)原動(dòng)機(jī)，若采用電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速為750r/min,要想將這樣的轉(zhuǎn)速降到需要的低時(shí)需要一個(gè)龐大的減速機(jī)構(gòu)，從而增加了回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸。 棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，棘輪轉(zhuǎn)角的大小可以進(jìn)行有級調(diào)節(jié)，常用于低速輕載下實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)工作臺面，只需要克服少量的磨擦力就中以進(jìn)行回轉(zhuǎn)了。 棘輪棘爪回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，采用齒輪機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)，為了減小回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)，不采用電動(dòng)來作為原動(dòng)機(jī)，否則需要增加一個(gè)減速機(jī)構(gòu)。在相同功率的情況下，液壓傳動(dòng)能量轉(zhuǎn)換元件的體積較小，重量較輕，因而采用液壓缸的直線運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)，從而來帶動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)。 3、工作臺的分度與定位 （1）小型機(jī)械分度回轉(zhuǎn)工作臺 ① 機(jī)械分度回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) ②小型機(jī)械分度回轉(zhuǎn)工作臺的傳動(dòng) 分度回轉(zhuǎn)工作臺的動(dòng)作，是裝有蝸輪的同一根軸上的三個(gè)凸輪強(qiáng)制控制的 凸輪1——控制是位銷動(dòng)作，并有曲柄銷拔動(dòng)工作臺臺面轉(zhuǎn)動(dòng) 凸輪2——控制工作臺面抬起和落下 凸輪3——控制夾緊和松開工作臺臺面的凸輪 凸輪的大小與形狀，有轉(zhuǎn)位的多少，時(shí)間的長短等因素來決定。 這種工作臺可根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的要求，通過要換電動(dòng)機(jī)軸上的皮帶輪來改變轉(zhuǎn)位時(shí)間。 這種工作臺只用一個(gè)電動(dòng)機(jī)實(shí)再分度、定位抬起落下和夾緊松開等動(dòng)作，動(dòng)作可靠　，結(jié)構(gòu)緊湊，但是定位銷容易磨損，磨損后影響分度精度。 （2）反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu) ①反靠定位機(jī)構(gòu)采用面定位，消除了間隙，定位精度有所提高較圓柱銷定相比，并增加了工作中面的夾緊機(jī)構(gòu)，工作臺剛性較好，這種系列回轉(zhuǎn)工作臺具有液壓和機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式，回轉(zhuǎn)工作臺具有液壓機(jī)械兩種驅(qū)動(dòng)方式，回轉(zhuǎn)工作臺部分是通用的，只是把傳動(dòng)裝置部分設(shè)計(jì)成獨(dú)立設(shè)計(jì)部件，分為液壓傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置。 這系列分度回轉(zhuǎn)工作臺的動(dòng)作循環(huán) 動(dòng)力部件原位——工作臺花盤1抬起，自鎖銷脫開——花盤回轉(zhuǎn)——花盤反靠——工作臺夾緊，自鎖銷插上——?jiǎng)恿Σ考ぷ餮h(huán) ②反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu) 　這個(gè)系列回轉(zhuǎn)工作臺部分和回轉(zhuǎn)裝置部分組成。回轉(zhuǎn)工作臺部分，包括花盤，工作臺體、定位機(jī)構(gòu)抬起頭夾緊裝置和自鎖裝置等部分，工作臺的定位塊是浮動(dòng)的，當(dāng)花盤回轉(zhuǎn)時(shí)，花盤上的定位銷端部的斜面壓下定位塊，定位銷轉(zhuǎn)過定位塊后，由彈簧將定位塊抬起，花盤反靠。定位銷反靠在定位塊上，在浮動(dòng)定位塊2的后面兩邊有固定擋塊。 為了保證分度回轉(zhuǎn)，工作臺的分度定位精度，反靠定位完成訊號必須在反靠訊號開關(guān)和時(shí)間繼電器延時(shí)終了，同時(shí)有訊號發(fā)出，并且必須在工作臺夾緊完成后發(fā)出訊號。電動(dòng)機(jī)的慢速飯靠回轉(zhuǎn)才能停止。 回轉(zhuǎn)工作臺的自鎖裝置，可保證在加工過程中定位位置不變，提高了回轉(zhuǎn)方向的剛性。 ③反靠定位分度回轉(zhuǎn)工作臺的缺點(diǎn)。 分度精度只能達(dá)到±7”精度再提高有困難，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等都在底座里。敞開性較差。使工作臺的調(diào)整維修較為困難，如工作臺反靠完畢的訊號，由微動(dòng)開關(guān)和壓力繼電器聯(lián)合發(fā)出。微動(dòng)開關(guān)易出故障，調(diào)整不便，另在反靠時(shí)產(chǎn)生撞擊。尤其是機(jī)械反靠時(shí)撞擊更明顯。 （3） 盤定位分度回轉(zhuǎn)工作臺 ① 齒盤的形狀與結(jié)構(gòu)如圖所示。共有兩個(gè)齒盤，將上齒盤固定在回轉(zhuǎn)工作臺上，將下齒盤固定在工作臺的底座上，當(dāng)回轉(zhuǎn)工作臺上升時(shí)，上下齒盤分開。工作臺開始回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)結(jié)束后工作臺下降，上下齒盤開始噬合。定位齒盤上齒數(shù)的多少和齒形的大小由轉(zhuǎn)位次數(shù)與工作臺的大小和工作臺的受力來決定。 ② 齒盤定位與分度回轉(zhuǎn)工作臺的特點(diǎn) 分度精度高，分度精度達(dá)到±3”，能用于加工高精度的工件 剛性較好，由于工作臺采用了齒盤定位且具有夾緊機(jī)構(gòu)工作臺的承載能力和抗震性都較好。 分度節(jié)拍時(shí)間較短 結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，新系列回轉(zhuǎn)工作臺的零件少。而且所需的電氣元件和液壓元件數(shù)量也少。對管路的安裝，行程開關(guān)的性能都予以考慮，調(diào)整維修比較方便。 但齒盤要求精度高，制造比較困難，隨科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床等先進(jìn)和高科技技術(shù)的應(yīng)用與出現(xiàn)這種制造困難已不再是困難了。 4、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ① 采用不完全齒輪機(jī)構(gòu)。將隨行夾具的軸上裝一個(gè)小齒輪，在大立柱上裝一個(gè)大的不完全齒輪。 因?yàn)榛剞D(zhuǎn)工作臺上共有5個(gè)工位，則隨行夾具在繞立柱72。后要轉(zhuǎn)動(dòng)180。 且分度要求精確。 在大立柱上裝的不完全齒輪的輪齒安排在72。以內(nèi)且不完全齒輪的輪齒剛好是小齒輪數(shù)的一半。這樣就可以保證夾具在鏜完內(nèi)孔以后，工作臺上升旋轉(zhuǎn)72。后轉(zhuǎn)動(dòng)180。 保證鉆孔的確定位置。 采用不完全齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)位，精度較高，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，但在剛噬合時(shí)和分開時(shí)容易產(chǎn)生沖擊和撞擊且在其他的幾個(gè)工序中沒有自鎖機(jī)構(gòu)。如果受到外力時(shí)就有可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而使隨行夾具與組合機(jī)床的相對位置不衡定，從而影響零件的加工。甚至使零件的加工無法進(jìn)行下去。 ② 采用槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位 為了是得隨行夾具在其他的工序中有一個(gè)準(zhǔn)確的加工位置，在轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)以外再增加一個(gè)自鎖機(jī)構(gòu)。 為了減少機(jī)構(gòu)的增加，使得結(jié)構(gòu)減少，采用槽輪機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)與自鎖機(jī)構(gòu)濃縮成一體。在需要轉(zhuǎn)位的地方，裝上拔銷，使得隨行夾具進(jìn)行轉(zhuǎn)位，其他的工序加工部分均采用止鎖弧，將隨行夾具進(jìn)行自鎖。 槽輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且具有自鎖性能。 轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)需要轉(zhuǎn)位精度較高，單靠槽輪機(jī)構(gòu)來進(jìn)行，保證是無法達(dá)到的。 在轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)上也增加一個(gè)齒盤分度機(jī)構(gòu)。來增加分度的準(zhǔn)確性，且齒盤機(jī)構(gòu)的剛性較好，又具夾緊功能，工作臺上的隨行夾具的承載能力和抗震性較好。 四、作整體裝配圖 （1）各個(gè)部件的計(jì)算。 ① 槽輪計(jì)算 止動(dòng)輪R=300mm 止動(dòng)輪周長C=2x300π=600π C/5=2X300π/5=120π R<120π/π=120 取R=110mm 1、 槽數(shù)：z=4 2、 槽間角2β=360。/z=360。/4=90。 β=45。 3、 槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)曲柄的轉(zhuǎn)角： 2α=1B。-2β=180。-2X45。=90。 α=45。 4、 中心距a=220mm 5、 曲柄的相對長度 6.槽輪相對半徑 7、銳止凸弧張角 8、圓銷半徑 9、相對槽深： 10、槽輪輪轂相對直徑 12、圓銷個(gè)數(shù)j ＝2 ②棘輪中的圓柱螺旋壓縮彈簧計(jì)算 1、最大工作負(fù)荷Ra＝40kg 2、最小工作負(fù)荷P1=10kg 3、工作行程h =7mm 4、負(fù)荷種類為受交變負(fù)荷作用，次數(shù)103-105次為II類 5、彈簧的端部類型：端部并緊并磨平，支承為八圈 6、制造精度：主要參數(shù)的制造精度為2級 7、彈簧材料：65ＭＭ鋼絲 根據(jù)Ｐn查表得 d=3.5mm　彈簧絲直徑 Ｄ2＝20mm　彈簧中徑 t=6.58mm節(jié)距 Ｐn=41.295kg 最大工作負(fù)荷 Fn=2.197　最大工作負(fù)荷下單圈變形 Ｐd=18.758　單圈剛度 Ｌ＝62.8mm　單圈展開長度 Ｑ＝0.047　單圈重量 ８、彈簧要求剛度 9、有效圈數(shù) 10、彈簧實(shí)際剛度： 11、彈簧總?cè)?shù) 12、自由高度 Ｈ。＝nt+1.5d =6.5×658＋1.5×3.5 48 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值45 13、彈簧實(shí)際節(jié)距 14、工作極限負(fù)荷下的變形 取根所表［τ］III＝1.25［τ］II所以等于同樣規(guī)格彈簧的III類彈簧與最大工作負(fù)荷。 15、最大工作負(fù)荷下的變形 16、最小工作負(fù)荷大的變形 17、最大工作負(fù)荷下高度 18、最小工作負(fù)荷下高度 19、工作極限負(fù)荷下高度 20、展開長度： 21、細(xì)長比 故穩(wěn)定 ③立柱穩(wěn)定性的校核： 已知：d=60mm L=600mm 1、慣性半徑： 2、壓桿的柔度 u取1 λ＝80，不可以采用歐拉公式 壓桿為中柔度鋼桿 臨界應(yīng)力 優(yōu)質(zhì)碳鋼：a取460　b取2.57 為增加壓捍的安全性取 安全系數(shù) 3、壓桿的穩(wěn)定許用力： 4、壓桿最大取載壓力： 故壓桿的穩(wěn)定性 ④齒條長度的計(jì)算　 齒輪的材料選擇45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理，使其得到較好的綜合性能。 齒輪的轉(zhuǎn)速較慢2-3r/min，傳動(dòng)比I=1因?yàn)椴捎昧艘簥Z系統(tǒng)為原動(dòng)部與齒條的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)齒輪的　作也就比較平穩(wěn)，齒輪所承受的載荷為套與立柱之的磨擦力而套與立柱又是間隙配合，所以摩擦力很小，車入功章的需要也就很小 故：齒輪用8級精度 齒輪模數(shù)m取4 齒輪齒數(shù)z取60 齒輪與齒條相嚙合，就不再有小齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象，因?yàn)樾↓X輪的齒數(shù)太少，當(dāng)然如果大齒輪的齒數(shù)的取得過多，使得齒輪結(jié)構(gòu)增長。 因工作臺共有五個(gè)Ｉ位 齒輪每次只需要專1/5轉(zhuǎn)則齒條齒數(shù) 齒條12個(gè)齒數(shù)的長度為： ⑤標(biāo)準(zhǔn)齒齒輪的幾何尺寸計(jì)算： 壓力角2＝20 分度圓直徑： 齒頂高： 齒根高： （Ｃ取0.25） 齒高　 頂隙： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 齒距： 齒厚： 齒槽寬： ⑥垂直液壓缸的選取 液壓缸的取大行程為30mm 上升的速度為5mm/s 啟動(dòng)換向時(shí)間 動(dòng)摩擦系數(shù)取0.1 靜摩擦系數(shù)取0.2 回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)臺面直徑Ｄ取1000mm 回轉(zhuǎn)工作臺的平均厚度為100mm 連同五套隨行夾具 工作臺上升時(shí)所受F=10kN 參考同類型組合機(jī)床，取液壓缸工作壓力為1MPa 圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑Ｄ＝125mm 圓整取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d=90mm 液壓缸工作壓力為： 液壓缸的流量為： ⑦水平液壓缸的選取 立柆上的套與立柱是采用的間隙配合。在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它們之間的摩擦力很小，從而齒車條的傳動(dòng)也就很小，液壓缸所承受的水平推務(wù)也就很小。 一個(gè)輪齒的一齒高為 h=ha+hf=9mm 參考垂直液壓缸的進(jìn)取可得：Ｄ2取80mm 2、根據(jù)各部件的計(jì)算，可得出各部件的尺寸，結(jié)合現(xiàn)先前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，作出總類圖（見裝配圖） 3、回轉(zhuǎn)分度工作臺的動(dòng)作順序 ①垂直液壓缸上升，使得齒盤分開，工作臺面上升，隨行夾具下的上下齒盤也全都分開，隨行夾具隨工作臺面一起上升。 ②水平液壓缸動(dòng)作，使得齒條運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒輪運(yùn)動(dòng)，在為棘爪是用螺釘固定在齒輪上的所以棘爪隨齒輪一起旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)棘輪旋轉(zhuǎn)而棘輪又是用螺釘固定在立柱上的套上的，套也隨著旋轉(zhuǎn)套與工作臺面固定在一起的工作臺面也就齒條的前進(jìn)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，隨行夾具下面的槽輪與止鎖弧相嚙合時(shí)就使得隨行夾具不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)當(dāng)隨行夾具運(yùn)動(dòng)到鏜與這間和倒角與拆卸工件工花之間時(shí)，因?yàn)榘疾叟c曲柄上的拔銷作和使得槽輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，槽輪與隨行夾具之間采用了鍵聯(lián)接使得隨行具產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)從而轉(zhuǎn)動(dòng)180°。 ③垂直液壓缸下降，工作臺臺面因?yàn)樽灾匾搽S著液壓缸的下降一起下降。上下齒盤嚙合、夾緊，如果工作臺臺面旋轉(zhuǎn)時(shí)存在著一定的分度誤蓋上下齒盤相嚙合時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，隨行夾具如隨著工作臺面一起下降小齒盤也相互嚙合，如果槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位時(shí)存在著一定的轉(zhuǎn)位誤差時(shí)，齒盤嚙合時(shí)也會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。齒條退回，從而勞動(dòng)齒輪回轉(zhuǎn)，棘爪也隨著齒輪一起回轉(zhuǎn)，由于棘棘輪上的凸輪曲線弧與棘不后面的彈簧作用棘爪在曲線弧上滑動(dòng)棘輪不動(dòng)。液壓缸退回原位。