法兰盘的专用钻床工作台设计.docx
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1、燕京理工学院毕业设计(论文) 诚信申明本人申明:我所呈交的本科毕业设计(论文)是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得燕京理工学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计(论文)的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名: 年 月 日34法兰盘的专用钻床工作台设计詹馥玮机械工程专业 机械1504 学号150350099指导教师 崔文勇教授 齐宏宇助教摘 要法兰
2、是日常生活中最常见的连接元件。法兰连接易于操作和运输,况且法兰性能可靠,具有良好的密封性。因此法兰广泛应用于建筑、电力、航天、轻重工业等基础工程。随着法兰在各行各业的应用,各行业对法兰也有更多新的要求,对其质量与技术也有越来越高的要求。而法兰不易加工,加工步骤繁杂。为解决这一现状,设计了法兰孔加工专用钻床工作台。在了解国外机床与国内机床的差距后,以法兰零件的孔加工专用钻床工作台为研究对象,完成了法兰专用钻床工作台的结构设计,包括盖板、中间板、底板、铰链支架、压板及专用夹具,工作台及各零件的材料选择,明确定位方案和夹紧方案的选择,计算钻削切削力、实际夹紧力以及夹紧误差。完成专用钻床工作台的所有设
3、计后,用AutoCAD进行二维图形绘制,首先画装配图,然后从装配图中拆分画出部件图,标注相关尺寸及技术要求。关键词:专用钻床 钻床工作台 夹具 CAD DesignofSpecialDrillingWorkbenchforFlangePlateAbstractFlange is the most common connecting element in daily life. Flange connection is easy to operate and transport, and flange performance is reliable, with good sealing. The
4、refore, flange is widely used in building, power, aerospace, light and heavy industry and other basic engineering.With the application of flange in all walks of life, there are more and more new requirements for flange in all walks of life, as well as higher and higher requirements for its quality a
5、nd technology. But the flange processing quantity is big, the task is heavy. To solve this problem, a special drilling table for flange hole processing was designed.This paper takes the worktable of special machine tool for hole processing of flange parts as the research object, completes the struct
6、ural design of the worktable of special drilling machine for flange, including cover plate, middle plate, bottom plate, hinge bracket, press plate and special fixture, material selection of worktable and parts, selection of positioning scheme and clamping scheme, calculation of drilling cutting forc
7、e, actual clamping force and clamping error.After all the designs of the special drilling machine worktable are completed, the two-dimensional graphics are drawn with AutoCAD. Firstly, the assembly drawing is drawn, then the component drawing is separated from the assembly drawing, and the relevant
8、dimensions and technical requirements are marked.Keywords: specialdrillingmachine drillingmachinetable fixture CAD目 录前 言1第1章 专用工作台的研究背景与价值2第1.1节 专用工作台意义与价值2第1.2节 国内外研究现状3第1.3节 研究专用工作台的意义与目的4第1.4节 研究范围与内容4第1.5节 研究方法与视角4第2章 专用钻床的总体设计5第2.1节 设计任务5第2.2节 钻床工作台设计步骤6第2.3节 钻床工作台的设计8第3章 夹具的工作原理与结构设计9第3.1节 定位装
9、置的设计9第3.2节 夹紧的组成及基本要求10第3.3节 夹紧方案的选取10第3.4节 夹具使用方法的介绍17第4章 钻床夹具体及工作台零件设计18第4.1节 夹具体的要求18第4.2节 夹具体毛坯的选取19第4.3节 钻模板以及钻套的设计19第4.4节 标准件的选取22第4.5节 中间板、盖板、底板的设计22第4.6节 铰链叉架、压板的设计23第4.7节 可换钻套、长型固定钻套的设计24第4.8节 螺纹凸肚手柄的设计26第5章 设计的差值计算27第5.1节 所选的标准参数的计算27第5.2节 定位误差计算28第5.3节 夹具误差计算29结 论30参考文献32致 谢34前 言法兰是日常生活中最
10、常见的连接元件。法兰连接易于操作和运输,况且法兰性能可靠,具有良好的密封性。因此法兰广泛应用于建筑、电力、航天、轻重工业等基础工程。随着现代社会工业日新月异的发展,法兰逐渐代替传统的连接方式,企业对其质量要求越来越高,对其技术要求也越来越严格。而法兰加工量较大且不易加工,加工任务相对来说较为繁重。通常情况下,法兰的加工工序为:切割下料固溶加热锻打成型机床加工。 而机床加工步骤繁琐,不仅要车端面、外圆及中心孔,还需钻端面上的孔。这些孔往往不能一次性钻成。这就加长了出货时间。可以使用专用机床来加工法兰端面上的孔以减少部分加工时间和人员工作强度。当被加工零件的比较特殊或其中某个加工工序比较特别时,就
11、可以选用专用机床进行加工。这类机床就有很高的工作效率,它可以带动多个刀具来工作,在工作中它还可以设置多方位的运作由此可以带动车间的工作效率,这是其它机床不可比拟的。且电动机和主轴箱都已经呈现出标准化和系列化,可按照需求随意装配。所以设计一个新的专用机床,只需设计这个机床的工作台即可。这就大幅度减少了设计和制造机床的时间。因此将专用机床制造成本低、效率高的优点体现的非常透彻。在大批生产中备受青睐。由于现代社会生产力的飞速发展,传统机床已经不能满足工厂的生产需要和技术要求。专用机床渐渐代替传统机床为工厂创造了更多经济效益。所以设计了专用钻床工作台来加工法兰。第1章 专用工作台的研究背景与价值第1.
12、1节 专用工作台意义与价值1.1.1理论意义与价值法兰是用于连接的零件。在连接管道与轴或轴与轴之间是常见用的,也有用于连接两个出口设备的法兰,如减速机法兰。法兰连接易于操作和运输,况且法兰性能可靠,具有良好的密封性。因此法兰广泛应用于建筑、电力、航天、轻重工业等基础工程1。图1.1 四孔法兰盘随着现代社会工业日新月异的发展,法兰逐渐代替传统的连接方式,企业对其质量要求越来越高,对其技术要求也越来越严格。而法兰加工量较大、加工工艺繁琐。如何在保证质量的情况下,高效率地生产法兰盘日益成为各个加工企业急需解决的问题1。1.1.2实践意义与价值只能进行一刀、一工位、一轴、一面加工的传统机床,其加工质量
13、不稳定、精度不高、生产效率较低,不适于大批量生产。况且传统机床对人的技术要求较高,一方面容易受到人为因素的影响,另一方面工人的劳动强度大。 当被加工零件的比较特殊或其中某个加工工序比较特别时,就可以选用专用机床进行加工。专用机床通过多轴带动多刀在多个加工面进行多工序加工,其生产效率是传统机床不可比拟的。且大部分机床用件都已经呈现出标准化和系列化的形式,可按照需求随意装配,这就大幅度减少了设计和制造机床的时间。因此将专用机床制造成本低、效率高的优点展现的非常透彻。在大批生产中备受青睐2。设计法兰专用钻床工作台可以保证零件加工质量,避免浪费社会资源。第1.2节 国内外研究现状1.2.1国外研究现状
14、专用机床在国外的发展更是瞬息万变,在保证了产品质量、生产效率、性能等因素的前提下,正朝着更高的发展水平迈进。国外专用机床技术在保证了效率和精度要求的前提下,正朝着全方位、敏捷的方向发展,专用机床多样加工的灵敏性、机床结构的多样化和柔韧性都得到了更好的发展。使程序化在机床加工中得以体现。国外对多种类加工、大规模生产采取了易变、易调节这样的结构变化,使加工装置具备了一定柔韧性。这样的机构变化,即能实现多种类加工需求的调节方向快速敏捷,又能让机床加工工序的精度得到进一步提升。大规模生产的高效率、进一步提高工序集中程度、经济实用、标准化程度高等已经在国外得到了实质性突破。1.2.2国内研究现状中国虽然
15、在制造机床的数量上令各国望而生畏,但在质量上却与别国相差甚远。导致我国在全球市场中难以有立足之地。尽管国内也需要大量的机床产品,但皆因达不到客户要求的加工质量和精度而被客户淘汰。除了机床质量、销售和促销手段等原因,我国制造的机床种类、配置和功能都不够优秀,新机床研发时间长,无法提供令客户满意的机床产品都是国外机床长期占据国内机床的原因3。另外又因国内对于法兰专用机床的生产设计缺少更科学的分析和专业的工具,在研究新式机床时又过于依靠经验。设计时都是比照国外机床结构进行设计,但又缺乏国外的技术水平,所以使设计失败的几率大幅度增加。从而可能错过新产品上市的好机会4。有些客户会在订货时按照工作需求提出
16、一些特别的要求,甚至会在即将生产时,临时改变最初的要求而提出新的产品方案,这就需要立刻改变原始的机床结构设计,修改对应的技术文件和机床图纸。这些图纸和文件涉及多个部门,所以往往存在遗漏和错误,影响质量和交货期。我国的机床与国外机床的差距不仅仅是在工作台,但是工作台外观确实对机床起到巨大在作用,普通机床对工作台要求不是很高,因起加工精度或者应用场合关系,但是精密机床对工作台肯定有很高的要求,现在讲的是人性化设计,无论哪一个方面,都要考虑到。第1.3节 研究专用工作台的意义与目的1.3.1研究专用工作台的意义我国法兰专用机床的产量虽高,但机床加工出的法兰往往不符合客户需求。这就造成了企业的经济损失
17、,为了增大企业经济效益,就需要设计精密的法兰专用加工机床。目前,组成专用机床的各部件,如主轴箱、电动机等都已实现标准化和通用化。所以只需设计精密的工作台即可解决此问题。1.3.2研究目的设计专用工作台以保证法兰加工质量,减小人员工作强度,确保在交货时间内完成生产,避免浪费社会资源。第1.4节 研究范围与内容1.4.1 研究范围以专用钻床为研究对象,合理设计法兰专用钻床工作台。设计的工作台应节省部分加工时间,提高大规模生产效率,降低人员工作强度,提高企业效益。1.4.2 研究内容在了解法兰加工工序及工艺后,制定加工方法、设计定位装置和夹紧装置以及确认夹紧方案。初步确定以上装置及方案后在进行夹具及
18、工作台零件的设计。最后零件确定钻床工作台总体结构方案。进行必要的误差计算。第1.5节 研究方法与视角1.5.1 研究视角传统机床种类、配置和功能都不够精良,加工一种零件的时间较长,且对工人的经验要求较高,制造的零件加工工艺及精度往往不能满足客户需求。而专用钻床生产效率、加工工艺及精度都要远高于传统机床。设计专用钻床工作台有助于缩短零件加工时长,减轻人员工作强度,提高零件加工精度。1.5.2 研究方法通过查阅大量的图书馆资料及有关机床和专用钻床的书籍学位论文及文献等资料,了解掌握了有关目前机床现状,及其日后发展方向等问题。第2章 专用钻床的总体设计第2.1节 设计任务本论文的主要任务是为法兰设计
19、一个专用钻床工作台。在法兰端面上钻四个6的孔,为了保证零件的位置精度和提高加工精度,必须对其进行固定加工,使之符合实用需求。设计专用钻床工作台有助于缩短零件加工时长,减轻人员工作强度,提高零件加工精度5。法兰零件如下图:图2.1 法兰零件图如图2.1所示,被加工法兰材料为10号钢,厚度为7mm,总长度70mm,在法兰端面上钻四个尺寸相同且以中心阵列的孔。孔直径为6mm。被加工法兰安装到钻床上应对20的内孔面进行定位,因为在钻端面四个孔时,零件可能会发生左右移动,所以采用心轴定位6。工作台设计成盖板式更能保证零件的位置精度和加工精度,所以将盖板和心轴设计成整体。更能满足以20孔为定位基准的要求7
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