汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼支架鉆削多軸頭及鉆孔夾具設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)+含15張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+外文翻譯+35頁加正文1.11萬字】-jxsj09

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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼支架鉆削多軸頭及鉆孔夾具設(shè)計(jì)

摘要

多軸頭夾具是配合立式鉆床進(jìn)行左右支臂的鉆孔加工的工藝裝備，利用鉆床主軸驅(qū)動(dòng)多軸頭各個(gè)工作軸，配套夾具進(jìn)行夾緊和定位。在一次裝夾過程中就可以完成若干孔位的加工，很適合大型汽車廠內(nèi)大批量加工零件上多個(gè)孔系的工序，可以顯著提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞： 鉆床夾具；多軸頭

Abstract

Multiaxial head is one of type of technical euqipment that just can be used with driller. Multiaxial head’s all axises can be drived by the chief axis of driller. Worker can make multi-hole only in one process with the corresponding fixture. So it much more adapt to large-scale manufacture in today’s manufactory.

Key words： driller; fixture; Multiaxial head

目錄

第一章 概論 1

1.1  課題的來源和目的 1

1.2  可行性分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 2

1.3  鉆削系統(tǒng)達(dá)到的功能要求和技術(shù)指標(biāo) 3

1.4  鉆削系統(tǒng)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn) 4

1.5  預(yù)計(jì)課題的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 4

第二章 原始資料及設(shè)計(jì)要求 5

2.1  原始資料 5

2.1.1  工序卡 5

2.1.2  機(jī)床相關(guān)參數(shù) 6

2.2  設(shè)計(jì)要求 7

第三章 多軸頭及夾具的總體設(shè)計(jì) 8

3.1  多軸頭與夾具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)選擇 8

3.2  導(dǎo)向套的選擇 9

3.3 工作軸直徑的計(jì)算 9

3.4  刀具接桿類型的選擇 10

3.5 確定多軸頭箱體輪廓尺寸 10

3.6  初定夾具輪廓尺寸 10

第四章 多軸頭的設(shè)計(jì) 11

4.1  多軸頭設(shè)計(jì)的原始依據(jù)圖 11

4.2  傳動(dòng)方案的選擇及分析 11

4.3  齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 12

4.4  工作軸的結(jié)構(gòu)形式選擇 14

4.5  工作軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 15

4.6  軸承的選擇及計(jì)算 17

4.7  鍵聯(lián)接的選擇 18

4.8  潤滑與密封 19

第五章 夾具設(shè)計(jì) 20

5.1  夾具體上配合及公差的選擇 20

5.2 定位方案的選擇及分析 22

5.3  定位誤差的分析及計(jì)算 23

5.4 夾緊方案的選擇 26

5.5  夾緊力的計(jì)算 26

5.5.1  夾緊力的大小的計(jì)算 26

5.5.2 實(shí)際夾緊力的計(jì)算 26

5.6  夾緊和定位方案的總體設(shè)計(jì) 27

總結(jié) 29

致謝 30

參考文獻(xiàn) 31

湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 課題名稱 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼支架鉆削多軸頭 與夾具設(shè)計(jì) 課題來源 生產(chǎn)實(shí)際 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 一、 題課的來源、目的、意義 此課題來源于生產(chǎn)實(shí)際， 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼左右支架事東風(fēng)汽車 的零件，而我所要設(shè)計(jì)的 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼鉆削多軸頭及其夾具是用來輔助生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼左右支架的。 多軸頭是附加在立式鉆床上的一種裝置 。它通過傳動(dòng)桿與機(jī)床主軸相連，由傳動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)多軸頭箱體內(nèi)部的各個(gè)齒輪和工作軸旋轉(zhuǎn)，工作軸的位置按照設(shè)計(jì)與工件上孔位置相對應(yīng)，工作軸上裝有刀具，例如鉆頭，锪刀，倒角鉆，鏜刀等，可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)工步內(nèi)對工件上的多個(gè)孔進(jìn)行多個(gè)工藝內(nèi)容的加工。基于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼左右支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（零件圖見圖 1），采用鉆削多軸頭進(jìn)行輔助加工，四個(gè)孔可以同時(shí)加工，完成多個(gè)工步內(nèi)容，加工效率極高。 圖 1 在采用多軸頭的同時(shí)，還要有與之對應(yīng)的夾具的輔助。 機(jī)床夾具是在金屬加工過程中，用以準(zhǔn)確的確定工件位置，并將其牢固的夾緊，以接受加工的工藝裝備。其主要作用是：可靠的保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。本課題為 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼支架 43 孔多軸頭及其配套夾具的設(shè)計(jì)就是屬于傳統(tǒng)的機(jī)械加工工裝設(shè)計(jì)，其主要目的就是要解決在一般的機(jī)械加工過程中常見的多孔位加工問題。 通過多軸頭配合夾具對零件同時(shí)進(jìn)行一個(gè)平 面內(nèi)的多個(gè)孔的加工，從而可以顯著的提高加工效率。 二、 可行性分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 汽車工業(yè)是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，在生產(chǎn)中應(yīng)用了各種加工工藝方法。從原材料進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠的整個(gè)過程中，都離不開工藝。所以汽車生產(chǎn)的工藝工作十分復(fù)雜。汽車產(chǎn)品具有諸如零件精度高、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、產(chǎn)量大、零部件的互換性要求高、安全性要求高等特點(diǎn)。在汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中其中有大量的零部件產(chǎn)品需要經(jīng)過機(jī)械加工，而在零部件的機(jī)械加工過程中很多都需要使用專用的工裝夾具來保證其加工的過程的順利進(jìn)行。此外，汽車零件的結(jié)構(gòu)大都很復(fù)雜，而且多孔，為了提高零 件的生產(chǎn)效率，多軸頭的使用已經(jīng)成為一種很常見的工藝手段。 多軸頭分為通用多軸頭和專用多軸頭，在汽車零部件加工廠里，多使用專用多軸頭，它與通用多軸頭的區(qū)別是工作軸不可調(diào)，適用于大量生產(chǎn)的工廠。專用多軸頭的各工作軸多采用懸掛式的鉆模板進(jìn)行刀具的導(dǎo)向定位。懸掛式鉆模板是通過滑柱、彈簧和多軸頭等懸掛在鉆床的主軸上，工件以支承塊、銷、限位件、定位壓塊為定位件，其中定位壓塊兼為夾緊件。當(dāng)鉆模板上的定位件隨鉆床主軸下降到與工件接觸時(shí)，則工件完成最終定位，鉆模板不再下降，但多軸頭仍繼續(xù)下降，此時(shí)滑柱上的兩根彈簧產(chǎn)生越來越大 的壓力通過鉆模板上的定位壓塊將工件壓牢。當(dāng)工件上的孔加工透后，鉆模板隨鉆床主軸一起上升，直到便于裝卸工件時(shí)，鉆床主軸才停止上升。 多軸頭雖然在多孔加工方面有很明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是也有它自身的局限性，例如，一旦多軸頭箱體設(shè)計(jì)加工完畢，則其各個(gè)工作軸的軸間距就已經(jīng)固定，不能改變，此多軸頭就只能用來加工單一產(chǎn)品。此外，由于多軸頭的專業(yè)性較強(qiáng)，它也不適合用于新產(chǎn)品的調(diào)試加工。多軸頭的各個(gè)部件的要求精度較高，所以它的制造費(fèi)用要比一般的工裝夾具要高。不僅如此，由于多軸頭的工作軸前端需要有軸承支承，受支承軸承的外形尺寸的限制 ，其加工孔的孔距也不可能很近，超出一定范圍才可能使用多軸頭加工。 該課題所涉及的加工零件的工序尺寸如圖 2 所示： 由工序圖可知被加工孔的最小孔距為 51，孔徑為φ 13。根據(jù)以上已知條件，按《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》表 5用主軸的最小軸間距可以查得多軸頭的最小軸間距為 36。由于此軸間距大于所規(guī)定的最小軸間距，所以對于 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼左右支架底平面上的 43 孔是可以選用多軸頭進(jìn)行加工的。 基于以上的資料和條件的分析可以對整個(gè)設(shè)計(jì)方案做出一個(gè)大體的框架即：多軸頭與 式鉆床相聯(lián)接，而夾具安裝在鉆床的平臺(tái)上，多軸頭 和夾具之間的定位靠多軸頭上的導(dǎo)桿和夾具上的導(dǎo)套配合完成。由于工件的尺寸較大，選擇一次只加工一件。 圖 2 三、系統(tǒng)達(dá)到的功能要求、技術(shù)指標(biāo) 本 鉆 削 多 軸 頭 及 其 配 套 夾 具 是 用 于 加 工 零 件 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 飛 輪 殼 1042 左右支架。其左右支架是通過支架將飛輪殼固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上。它主要承受飛輪殼的重量。 零件 1042 左 /右支臂系東風(fēng)汽車 零件。每車用量兩件，每種年產(chǎn)量位 80， 000 件屬于大批量生產(chǎn)型。為了提高零件機(jī)械加工的效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，就需要采用先進(jìn)的工藝裝備，而 本多軸頭及其夾具的特點(diǎn)則能夠滿足上述要求。采用多軸頭同時(shí)加工零件底平面上的 4 的Φ 13 通孔，可以大幅度提高加工精度和加工效率，能夠滿足大批量生產(chǎn)的需要。同時(shí)，還應(yīng)該滿足如下幾個(gè)要求： 1. 由于多軸頭要配合夾具使用來完成對工件上 4 個(gè)通孔的加工，故在設(shè)計(jì)中要滿足夾具應(yīng)便于裝夾，排屑方便等要求。 2. 提高機(jī)械加工勞動(dòng)生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)要求。 3. 夾具操作方便，夾緊可靠安全，有較合理的裝卸空間。 4. 保證工件的加工精度。 5. 結(jié)構(gòu)合理，便于加工、裝配和維修。 四、系統(tǒng)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn) 整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn)： 1. 使多軸頭 和夾具能夠協(xié)調(diào)一致的工作。在使用過程中既要滿足工件的定位方便、加工精度得以保證；還要滿足裝夾方便、操作安全的要求。在設(shè)計(jì)多軸頭和夾具時(shí)要考慮設(shè)備和工裝之間的聯(lián)系尺寸，例如機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)極限距離，主軸的外徑，最大扭矩；工件的裝卸空間要合理；工件如何定位才能滿足加工精度的需要。 夾具操作方便，夾緊可靠安全，有較合理的裝卸空間。 五、預(yù)計(jì)課題的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 在該零件底面孔加工工序中，使用多軸頭有很多好處。在加工時(shí)，可以一次加工多個(gè)孔，完成多個(gè)工步內(nèi)容，加工效率極高，可以縮短切削加工的單位時(shí)間；可以縮短輔助時(shí) 間；由于是在一次裝夾過程完成的切削，孔位的加工精度很高；同時(shí)可以使工人的操作安全和方便，并能夠減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度；可以使技術(shù)等級(jí)較低的工人擔(dān)任加工精度教工的工件，并能夠保證工件的加工精度。 六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 日 期 1 明確畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)、查閱相關(guān)資料，撰寫開題報(bào)告。 修改、 完善 并上交畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 翻譯與畢業(yè)設(shè)計(jì)課題相關(guān)的英文技術(shù)資料并上交 繪制 飛輪殼左右支架 零件圖。 進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析 。 繪制工藝流程圖。擬定 飛輪殼左右支架 鉆削工序加工方案。 擬定 飛輪殼左右支架 鉆削工序的多軸箱總體設(shè)計(jì)方案。繪制 飛輪殼左右支架 鉆削多軸箱總裝配圖及其部件圖。 擬定 飛輪殼左右支架 的鉆床夾具總體設(shè)計(jì)方案 ，分析其定位、夾緊和對刀方案，繪制 機(jī)床夾具總裝配圖及其主要零件圖。 完善畢業(yè)設(shè)計(jì)資料、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 整理、上交畢業(yè)設(shè)計(jì)全部資料。 0 總結(jié)，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答 辯。 、參考文獻(xiàn) [1] 馮辛安主編 ．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)（第 2版） [M]械工業(yè)出版社， 2008 [2] 大連組合機(jī)床研究所編 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,1978 [3] 王先逵主編．機(jī)械加工工藝手冊 [M]（第 2 版） 械工業(yè)出版社， 2007 [4]唐金松主編 ． 簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 [M]2000 [5] 肖繼德等主編．機(jī)床夾具設(shè)計(jì) [M](第 2版 ) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 [6] 趙永成主編 北京：中國鐵道出版社 ， 2002 [7] 候家駒主編 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1991 [8] 北京機(jī)械學(xué)院主編 科學(xué)出版社 ,1971 開 題 報(bào) 告 要 求 1、 開題報(bào)告必須在 收集和閱讀有關(guān)資料，考查生產(chǎn)現(xiàn)場，參考類似產(chǎn)品，進(jìn)行分析、對比、論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行撰寫。 2、 開題報(bào)告的內(nèi)容一般包括： 課題的來源、目的、意義、國內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展；進(jìn)行可行性分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；系統(tǒng)達(dá)到的功能要求、技術(shù)指標(biāo)；所應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝、新裝置等及關(guān)鍵技術(shù)；系統(tǒng)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)；預(yù)測課題的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 以及可能取得的成果等。 3、 開題報(bào)告不得少于 3000 漢字，并附有畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃安排。 4、 開題報(bào)告要求在畢業(yè)設(shè)計(jì)前四周內(nèi)完成。 導(dǎo)師評語（應(yīng)根據(jù)“開題報(bào)告要求”，組織所指導(dǎo)的學(xué)生進(jìn)行交流，對學(xué)生開題報(bào)告的內(nèi)容、設(shè)計(jì)方案、應(yīng)用技術(shù)以及預(yù)測成果等進(jìn)行綜合評價(jià)。） 導(dǎo)師簽名： 200 年 月 日