不銹鋼圓棒料中心孔機(jī)機(jī)床機(jī)械部分及自動(dòng)上下料裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　J I A N G S U U N I V E R S I TY</p><p>　　本 科 畢 業(yè) 論 文</p><p>　　不銹鋼圓棒料中心孔機(jī)機(jī)床</p><p>　　整體設(shè)計(jì)及自動(dòng)上下料裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　Core bore machine of stainless steel

2、bar material,the whole design for machine tool and The automatic top and bottom anticipates to equip a design</p><p>　　學(xué)院名稱(chēng)： 機(jī)械學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： </p><p>　　學(xué)生姓

3、名： </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師職稱(chēng)： </p><p><b>　　2007年 6月</b></p><p>　　不銹鋼圓棒料中心孔機(jī)</p><p>　　機(jī)床整體設(shè)計(jì)及自動(dòng)上下料裝置設(shè)計(jì)</p>

4、<p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：1 學(xué)生姓名：</p><p>　　指導(dǎo)老師： 職稱(chēng)：</p><p>　　摘要 在不銹鋼無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)已截成一定長(zhǎng)度的圓坯料，首先要在其端面上打中心孔，以便進(jìn)行后道工序——?jiǎng)兤ぜ庸ず痛┛准庸?。因此，所打中心孔的質(zhì)量將直接影響到后道工序的加工質(zhì)量。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)一臺(tái)全液壓自動(dòng)定中心不銹鋼圓棒料中心孔機(jī)，來(lái)保證中心孔

5、的加工精度要求。</p><p>　　該機(jī)床設(shè)計(jì)需要分為液壓裝置的設(shè)計(jì)、機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，液壓裝置作為機(jī)床的驅(qū)動(dòng)部件、自動(dòng)控制系統(tǒng)作為機(jī)床的控制部件和機(jī)械裝置作為機(jī)床的執(zhí)行部件。機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)包括：定位夾緊裝置設(shè)計(jì)和上下料裝置的設(shè)計(jì)，定位夾緊裝置的設(shè)計(jì)直接保證了中心孔的加工精度，也是本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的中心。</p><p>　　關(guān)鍵詞：不銹鋼圓棒料中心孔機(jī)　　上下料裝置　　機(jī)

6、床</p><p>　　Core bore machine of stainless steel bar material,</p><p>　　the whole design for machine tool and The automatic top </p><p>　　and bottom anticipates to equip a design<

7、;/p><p>　　Abstract The first thing is to drill core bore on its two fringes for going on the later working procedure—excoriating and perforating process during the producing process of the monolithic lining of

8、 stainless steel for circle stock having being picked a certain length. Thus,the mass of the drilled core bore will squarely affect the processing quality. We design a core bore machine of stainless steel bar material an

9、d of full hydraulic pressure self-motion fixing core to guarantee the desire of</p><p>　　The designing for this machine tool involves the hydraulic pressure unit,the mechanism unit and the auto control syst

10、em.The hydraulic pressure unit is the driving subassembly;the auto control system is the control subassembly and the mechanism unit is the rendering subassembly. The designs of the mechanism unit involve the positionin

11、g and clamping unit,ascending and descending unit.The designing of the positioning and clamping unit directly ensures the processing precision of the core bore,and</p><p>　　Key words: a core bore machine of

12、stainless steel bar material </p><p>　　The automatic top and bottom anticipates device machine tool</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引 言…………………………………………………………1</p&g

13、t;<p>　　原理簡(jiǎn)介……………………………………………2</p><p>　　1.1 液壓系統(tǒng)原理…………………………………………………2</p><p>　　1.2 機(jī)械系統(tǒng)原理…………………………………………………3</p><p>　　1.2.1 定位夾緊原理…………………………………………………3</p><

14、;p>　　1.2.2 自動(dòng)上下料原理………………………………………………4</p><p>　　1.2.3 機(jī)床工作原理…………………………………………………4</p><p>　　第二章 自動(dòng)上下料裝置的設(shè)計(jì)………………………………6</p><p>　　2.1 焊接支架………………………………………………………6</p><p

15、>　　2.1.1 焊接支架的功能簡(jiǎn)介…………………………………………6</p><p>　　2.1.2 焊接支架的材料選擇…………………………………………6</p><p>　　2.1.3 焊接支架的工藝簡(jiǎn)述…………………………………………6</p><p>　　2.1.4 焊接支架的重要尺寸設(shè)計(jì)……………………………………6</p>&

16、lt;p>　　2.2 油缸……………………………………………………………6</p><p>　　2.2.1 油缸的功能簡(jiǎn)介………………………………………………6</p><p>　　2.2.2 油缸和油杯的選擇……………………………………………7</p><p>　　2.2.3 壓缸工作流量…………………………………………………7</p>

17、;<p>　　2.2.4 缸支架的材料選擇…………………………………………7</p><p>　　2.3 V形受料架……………………………………………………8</p><p>　　2.3.1 V形受料架的功能簡(jiǎn)介………………………………………8</p><p>　　2.3.2 V形受料架的材料選擇………………………………………8</p

18、><p>　　2.3.3 V形受料架的選擇……………………………………………8</p><p>　　2.3.4 V形受料架的制造工藝簡(jiǎn)述…………………………………8</p><p>　　2.3.5 V形受料架的尺寸選擇………………………………………8</p><p>　　2.4 調(diào)整墊塊………………………………………………………8&l

19、t;/p><p>　　2.5 左（右）上卸料板……………………………………………9</p><p>　　2.5.1 左（右）上卸料板的功能簡(jiǎn)介………………………………9</p><p>　　2.5.2 左(右)上卸料板的材料選擇…………………………………9</p><p>　　2.5.3 左(右)上卸料板的工藝簡(jiǎn)述…………………………

20、………9</p><p>　　2.5.4 左(右)上卸料板的尺寸選擇…………………………………9</p><p>　　第三章 有關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………10</p><p>　　3.1 定位誤差計(jì)算…………………………………………………10</p><p>　　3.2 夾緊力計(jì)算…………………………………………

21、…………12</p><p>　　第四章 床身設(shè)計(jì)……………………………………………14</p><p>　　4.1 床身側(cè)蓋設(shè)計(jì)…………………………………………………14</p><p>　　4.1.1 床身側(cè)蓋設(shè)計(jì)…………………………………………………14</p><p>　　4.1.2 側(cè)蓋支承設(shè)計(jì)……………………………………

22、……………14</p><p>　　4.2 床身前后支架…………………………………………………14</p><p>　　4.2.1 床身橫梁………………………………………………………14</p><p>　　4.2.2 床身立柱………………………………………………………14</p><p>　　4.3 床身前后端蓋………………

23、…………………………………15</p><p>　　4.4 床身側(cè)橫擋……………………………………………………15</p><p>　　4.5 床身中支架……………………………………………………15</p><p>　　4.6 左右床身焊接設(shè)計(jì)……………………………………………16</p><p>　　結(jié) 論…………………

24、……………………………………17</p><p>　　致 謝……………………………………………………………19</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………20</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　在不銹鋼無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)已截成一定長(zhǎng)度的圓坯料，首先要在其

25、端面上打中心孔，以便進(jìn)行后道工序——?jiǎng)兤ぜ庸ず痛┛准庸ぁＲ虼?，所打中心孔的質(zhì)量將直接影響到后道工序的加工質(zhì)量。</p><p>　　目前有的鋼管廠使用的打孔機(jī)，從上料到下料的整個(gè)過(guò)程，均為手工操作，以坯料外圓來(lái)定位夾緊，鉆頭由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪直接驅(qū)動(dòng)。這種打中心機(jī)存在以下問(wèn)題：</p><p>　　當(dāng)坯料外徑不同時(shí)，要調(diào)整中心高度，不僅費(fèi)工時(shí)，且調(diào)整精度首工人操作水平的限制。</p&

26、gt;<p>　　加工過(guò)程均為手工操作，效率低且加工質(zhì)量難以保證。</p><p>　　電機(jī)通過(guò)皮帶輪直接驅(qū)動(dòng)鉆頭，不同直徑的中心孔需要不同的轉(zhuǎn)速時(shí)，不便于調(diào)速。</p><p>　　為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)全液壓自動(dòng)定中心不銹鋼圓棒料中心孔機(jī)。并設(shè)有</p><p>　　液壓的自動(dòng)裝卸料雙V形塊杠桿夾緊夾具。設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)利用一個(gè)油缸的上下運(yùn)動(dòng)，就可以完

27、成零件的分料，裝料，夾緊，卸料等一系列動(dòng)作，在配合圓坯料的特性，實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程的自動(dòng)化。只需將零件排放在夾具料架上，機(jī)床就可以完成加工的全過(guò)程。大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，使用效果良好。</p><p><b>　　第一章 原理簡(jiǎn)介</b></p><p>　　整套機(jī)床的設(shè)計(jì)分為三個(gè)部分：液壓裝置的設(shè)計(jì)、機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本章對(duì)這三個(gè)部分的原理作些簡(jiǎn)單的介

28、紹。</p><p>　　1.1 液壓系統(tǒng)原理</p><p>　　液壓系統(tǒng)原理圖如下:</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　該系統(tǒng)中，采用旋轉(zhuǎn)動(dòng)力液壓缸這一專(zhuān)利產(chǎn)品作為鉆頭的驅(qū)動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)動(dòng)力缸把帶動(dòng)鉆頭的液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和液壓缸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)組合在一起，取代了傳統(tǒng)的刀具旋轉(zhuǎn)和切削進(jìn)給

29、分別驅(qū)動(dòng)的形式，而是由一個(gè)元件同時(shí)完成刀具的旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。采用旋轉(zhuǎn)動(dòng)力缸的最大優(yōu)點(diǎn)是刀具的旋轉(zhuǎn)和切削進(jìn)給不僅組成一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度都可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并可方便的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。為了避免夾緊力過(guò)大而被加工件變形，在夾緊回路中用減壓閥調(diào)節(jié)夾緊力，從而保證加工精度。</p><p>　　在該機(jī)床中，有多處具有同步的要求，我們采用節(jié)流調(diào)速閥，使兩個(gè)夾緊缸同步動(dòng)作。另外 ，采用節(jié)流閥和調(diào)速閥的配合使用，以節(jié)流

30、閥作為一級(jí)分流，調(diào)速閥作為二級(jí)調(diào)速，分別對(duì)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力缸的液壓馬達(dá)和進(jìn)給液壓缸進(jìn)行調(diào)速，使其既可實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作，又可實(shí)現(xiàn)各自獨(dú)立的動(dòng)作，以確保不同圓坯料兩端所打中心孔對(duì)鉆頭速度和進(jìn)給速度的各種不同的要求。</p><p>　　1.2 機(jī)械系統(tǒng)原理</p><p>　　設(shè)計(jì)本機(jī)床要完成上料→定位夾緊→打孔→下料整個(gè)加工過(guò)程，為了滿(mǎn)足機(jī)床整個(gè)加工過(guò)程的要求，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分：機(jī)床整體設(shè)

31、計(jì)及定位夾緊裝置設(shè)計(jì)和自動(dòng)上下料裝置設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.2.1 定位夾緊原理</p><p>　　按照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上外圓與中心孔不同心度＜0.88mm的要求和設(shè)計(jì)定位夾緊裝置的需要,設(shè)計(jì)了自動(dòng)定中心裝置。此裝置不僅確保了所打中心孔與外圓柱面的不同軸度誤差在所要求的范圍內(nèi)，也把棒料的定位夾緊設(shè)計(jì)包括在里。其自動(dòng)定中心原理如下步所示:</p><p>　

32、　自動(dòng)定中心原理示意圖</p><p>　　它利用軸兩端錐面進(jìn)行定位夾緊，兩端的鉆頭位于喇叭口的軸心線(xiàn)上，上坯料，滑臺(tái)收縮，使圓坯料自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)中心。利用錐面可以加工一定范圍內(nèi)直徑為ф50mm～ф90mm的圓坯料的自動(dòng)定中心，這正好符合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上可加工圓坯料直徑：ф50mm～ф90mm的要求。</p><p>　　1.2.2 自動(dòng)上下料原理</p><p>　　自動(dòng)

33、上下料原理圖如下：</p><p><b>　　自動(dòng)上下料原理圖</b></p><p>　　如圖，油缸的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了，左和右上卸料板的轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)圓坯料的上下卸。圖中左上卸料板的實(shí)線(xiàn)部分和虛線(xiàn)部分，就代表了該裝置的上料和下料的兩個(gè)工作狀態(tài)。利用圓坯料的“圓”這一特性，將左右卸料板設(shè)計(jì)成幾段平面，來(lái)實(shí)現(xiàn)上下料裝置的自動(dòng)化。</p><p>　

34、　1.2.3 機(jī)床工作原理</p><p>　　機(jī)床工作循環(huán)圖如下:</p><p><b>　　機(jī)床工作循環(huán)示意圖</b></p><p><b>　?。?）裝料</b></p><p>　　在開(kāi)始工作前，夾具處于待料狀態(tài)，夾具油缸通過(guò)壓縮液體，油缸收縮，左和右上卸料板的后端平面與料架底板保持平

35、齊，料架上排列著的最前面的零件向前滾動(dòng)，滾入左和右上卸料板上，然后油缸拉伸，左和右上卸料板的前端下降，至與雙V形受料架平齊，而圓坯料沿著左和右上卸料架的平面滾至雙V形受料架中，處于裝料狀態(tài)。</p><p><b>　　（2）夾緊</b></p><p>　　裝料動(dòng)作完成后，兩邊滑臺(tái)向中間滑動(dòng)，通過(guò)喇叭口，將圓坯料臺(tái)起，使圓坯料的中心和鉆頭處于同一水平面上，也就是與定

36、位中心重合。</p><p><b>　?。?）鉆孔</b></p><p>　　零件夾緊后，機(jī)床兩動(dòng)力頭向前快進(jìn)，工進(jìn)，快退，來(lái)完成鉆孔任務(wù)。</p><p><b>　?。?）卸料</b></p><p>　　機(jī)床動(dòng)力頭退回原位后，兩滑臺(tái)向后退，使零件重新落回雙V形受料架上。而此時(shí)，油缸收縮，左

37、和右上卸料板的前端將圓坯料推出，使其滾至下一工序中，與此同時(shí)，左和右上卸料板的后端正好與料架底板保持平齊，料架上的零件再次滾入，，進(jìn)入裝料狀態(tài)。至此，機(jī)床的一個(gè)工作循環(huán)完成。</p><p>　　第二章 自動(dòng)上下料裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　自動(dòng)上下料裝置是由焊接支架，油缸，V形受料架，調(diào)整墊塊,</p><p>　　左（右）上卸料板等組成。</p>

38、;<p><b>　　2.1 焊接支架</b></p><p>　　2.1.1 焊接支架的功能簡(jiǎn)介</p><p>　　焊接支架是用于支撐整個(gè)上下料裝置的基本構(gòu)架，其組成為：上頂板，下底板，側(cè)板，8號(hào)槽鋼，前筋板，后筋板。</p><p>　　2.1.2 焊接支架的材料選擇</p><p>　　我們選

39、用A3鋼。也就是現(xiàn)在所說(shuō)的Q235，是屬于低碳鋼含碳量在0.12~0.22%之間，平均屈服極限235MPa，常溫下許用應(yīng)力取113MPa，具體的又分為A、B、C、D等級(jí)別。</p><p>　　2.1.3 焊接支架的工藝簡(jiǎn)述</p><p>　　（1）焊接支架的各部件的工藝要求不高，只要保證下料時(shí)略大于零件圖的尺寸，以便于切削加工，保證端面平整就行</p><p>

40、;　?。?）焊接支架的各部件在焊接時(shí)要注意，首先要將上頂板，下底板和8號(hào)槽鋼進(jìn)行點(diǎn)焊，來(lái)保證支架的尺寸要求，再將其他件點(diǎn)焊于支架上，最后再進(jìn)行焊接。焊接時(shí)要保證所有焊縫處的鋼板棱角倒成5*45°的倒角后再進(jìn)行焊接。焊接完畢后，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)加工，以保證位置度要求。</p><p>　　2.1.4 焊接支架的重要尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　依任務(wù)書(shū)上可加工圓坯料長(zhǎng)度500mm-

41、1200mm直徑為ф50mm～ф90mm的要求，來(lái)設(shè)定焊接支架的各部件的尺寸，其主要尺寸和各零部件尺寸見(jiàn)附錄零件圖。</p><p><b>　　2.2 油缸</b></p><p>　　2.2.1 油缸的功能簡(jiǎn)介</p><p>　　油缸是驅(qū)動(dòng)自動(dòng)上下料裝置的主要?jiǎng)恿Σ考?，由油缸，油杯和油缸支架組成。</p><p&g

42、t;　　2.2.2 油缸和油杯的選擇</p><p>　　式中 —活塞無(wú)桿側(cè)有效面積；</p><p>　　—活塞有桿側(cè)有效面積；</p><p>　　D—活塞直徑（mm）；</p><p>　　d—活塞桿直徑(mm)。</p><p><b>　　則=3115.67</b></p>

43、;<p><b>　　=2098.31</b></p><p>　　2.2.3 壓缸工作流量</p><p>　　液壓缸有效工作面積（）</p><p><b>　　—活塞桿最大速度</b></p><p><b>　　則A==10.17</b></p&g

44、t;<p>　　液壓缸型號(hào)為HSGL-63/36AE。</p><p>　　此型號(hào)液壓缸是在公稱(chēng)壓力為16MPa下選定的，此壓力，所以此型號(hào)液壓缸符合選用標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　裝油部件采用JB279-60的油杯6。</p><p>　　2.2.4 油缸支架的材料選擇</p><p>　　我們選用的是HT20-40灰口鑄鐵此

45、鑄鐵的強(qiáng)度、硬度最低，很少用來(lái)</p><p>　　制造機(jī)器零件，但質(zhì)軟，易加工，鑄造性能好，可用來(lái)制造少數(shù)要求不高</p><p>　　的鑄件或薄件。其在鑄造時(shí)要保證鑄件不得有疏松和縮孔。</p><p>　　2.3 V形受料架</p><p>　　2.3.1 V形受料架的功能簡(jiǎn)介</p><p>　　V形受料架

46、是圓棒料的載體，自動(dòng)上下料裝置就是把棒料先裝入V形受料架后在進(jìn)行棒料的定位，加緊和加工的。</p><p>　　2.3.2 V形受料架的材料選擇</p><p>　　我們選用QT40-17球墨鑄鐵耐磨、減震、工藝性能好、成本低</p><p>　　2.3.3 V形受料架的選擇</p><p>　　V形受料架機(jī)構(gòu)通常有2種，一種叫雙V形塊定

47、心夾緊機(jī)構(gòu)，還有一種叫雙V形塊杠桿夾緊機(jī)構(gòu)。雖然雙V形塊定心夾緊機(jī)構(gòu)定位誤差為零，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而雙V形塊杠桿夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，摩擦接觸面少，磨損小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)夾緊力的放大，保證可靠夾緊。</p><p>　　而且由于夾具采用雙V形塊杠桿夾緊機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)Y-Y方向?qū)χ?，X-X方向定位誤差也較小，定位精度也高于固定V形塊結(jié)構(gòu)。可以滿(mǎn)足一般精度零件的定位要求，適用于兩端同時(shí)加工的圓形棒料零件。</p

48、><p>　　2.3.4 V形受料架的制造工藝簡(jiǎn)述</p><p>　　(1) 鑄件外形整潔，表面無(wú)毛刺，內(nèi)無(wú)氣孔、縮松、夾渣等缺憾。</p><p>　　(2) 鑄造圓角R3——R5。</p><p>　　(3) V形口的角度為120°其粗糙度為6.3。</p><p>　　(4) V形口上有左(右)鑲塊,其

49、材料為65Mn,加工前要進(jìn)行熱處理HRL55-60。</p><p>　　2.3.5 V形受料架的尺寸選擇</p><p><b>　　見(jiàn)附錄零件圖</b></p><p><b>　　2.4 調(diào)整墊塊</b></p><p>　　調(diào)整墊塊是用來(lái)調(diào)整整個(gè)上下料裝置的平衡,使其在各種場(chǎng)合都能處于水

50、平,更好的加工棒料。一般設(shè)計(jì)為幾個(gè)毫米。</p><p>　　2.5 左（右）上卸料板</p><p>　　2.5.1 左（右）上卸料板的功能簡(jiǎn)介</p><p>　　左(右)上卸料板是自動(dòng)上下料裝置的原動(dòng)件,棒料就是通過(guò)他來(lái)進(jìn)行上下料的。</p><p>　　2.5.2 左(右)上卸料板的材料選擇</p><p&g

51、t;　　由于圓坯料是通過(guò)他來(lái)進(jìn)行上卸料的，所以我們選用45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼,其塑性,韌性較好,耐磨。</p><p>　　2.5.3 左(右)上卸料板的工藝簡(jiǎn)述</p><p>　　加工前要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理至HB220-250,,其粗糙度為12.5。中間旋轉(zhuǎn)軸的孔的粗糙度為3.2。</p><p>　　2.5.4 左(右)上卸料板的尺寸選擇</p><

52、;p><b>　　見(jiàn)附錄零件圖</b></p><p>　　該上下料裝置，采用雙位夾具結(jié)構(gòu)，一個(gè)油缸上下運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的上料，夾緊，卸料等多個(gè)動(dòng)作。動(dòng)作協(xié)調(diào)，順序可靠，動(dòng)作時(shí)間短，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。適用于圓形棒料的大批量生產(chǎn)。</p><p>　　第三章 有關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1 定位誤差計(jì)

53、算</p><p>　　零件要求加工后孔的壁厚差不大于0.8mm，即警告孔與外圓的同軸度公差</p><p><b>　　值為0.8mm。</b></p><p>　　如果機(jī)床夾具采用固定V形塊以零件外圓定位，夾具結(jié)構(gòu)可以大大簡(jiǎn)化。</p><p>　　固定V形塊定位零件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中定位，其定位誤差Δy產(chǎn)生在Y-Y方向，

54、如圖:</p><p>　　式中 Dmax＝零件最大直徑</p><p>　　Dmin＝零件最小直徑 2θ=V形塊工作角</p><p>　　設(shè) Dmax=20.4，Dmin=19.6，θ＝60°</p><p>　　顯然定位誤差大于1/3的零件公差不能保證零件加工要求。</p><p>　　

55、由于雙V形塊杠桿夾緊機(jī)構(gòu)的定位誤差較小，結(jié)構(gòu)也比雙V形塊定心夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)</p><p>　　單，所以?shī)A具設(shè)計(jì)選用雙V形塊杠桿夾緊機(jī)構(gòu)。雙V形塊杠桿夾緊機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)</p><p>　　Y-Y方向的對(duì)中。定位誤差是由于，零件直徑發(fā)生變化時(shí)V形塊繞其回轉(zhuǎn)支點(diǎn)回</p><p>　　轉(zhuǎn)，V形塊中心線(xiàn)偏轉(zhuǎn)使得零件定位基準(zhǔn)發(fā)生位移而在ΔX-X方向產(chǎn)生的位移</p>

56、<p><b>　　Δx，如圖：</b></p><p><b>　　定位誤差分析示意圖</b></p><p>　　AD——V形塊中心線(xiàn)與回轉(zhuǎn)支點(diǎn)之間的垂直距離，AD=1；</p><p>　　DC——兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)間距離的二分之一，DC=a；</p><p>　　2θ＝V形塊工作角

57、 R＝零件基本半徑；</p><p>　　Rmax=零件最大半徑 Rmin＝零件最小半徑。</p><p>　　由上圖所見(jiàn)，當(dāng)零件直徑為Rmax，A點(diǎn)順時(shí)針回到A´點(diǎn)，零件圓心O向左</p><p>　　移動(dòng)到O1，其位移量為Δx1，這時(shí)有</p><p>　　在本夾具設(shè)計(jì)中l(wèi)=65，a=38，θ＝60

58、6;，ΔR＝0.2，Δx1＝0.1353</p><p>　　同樣，當(dāng)零件直徑最小為Rmin時(shí)，A點(diǎn)逆時(shí)針回轉(zhuǎn)到A´´點(diǎn)，零件圓心O</p><p>　　向右移動(dòng)到O2，其位移量為Δx2，如圖：</p><p>　　令ΔR＝R-Rmin,則有</p><p><b>　　所以 </b></p&g

59、t;<p>　　夾具的定位誤差小于零件公差的1/3，可以滿(mǎn)足零件加工要求。</p><p>　　3.2 夾緊力計(jì)算</p><p>　　設(shè)零件直徑D＝20mm，孔徑d=6mm，s=0.06mm/rad時(shí)，鉆孔的軸向力P及切削力矩M計(jì)算如下：</p><p><b>　　如圖：</b></p><p>&l

60、t;b>　　夾緊力計(jì)算分析圖</b></p><p>　　雖然加工過(guò)程中時(shí)兩個(gè)面同時(shí)加工，考慮到加工的不同步，應(yīng)按單面鉆孔的最不利情況計(jì)算夾緊力。</p><p>　　為防止零件在軸向力P的作用下打滑而發(fā)生軸向移動(dòng)所需的夾緊力Q1</p><p>　　為防止零件在切削力矩M的作用下打滑而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)所需的夾緊力Q2</p><p&g

61、t;　　取數(shù)值較大的Q1＝1923.4N，按兩個(gè)工件同時(shí)加工校合安全系數(shù)K</p><p><b>　　可以滿(mǎn)足夾緊要求。</b></p><p>　　第四章 床身設(shè)計(jì)</p><p>　　床身作為整個(gè)機(jī)床的載體，它的設(shè)計(jì)包括：側(cè)蓋支承、床身側(cè)蓋、床身側(cè)橫擋、床身頂面板、床身橫梁、床身立柱、床身前后端蓋、床身前后支架和床身中支架等九個(gè)設(shè)計(jì)。

62、</p><p>　　4.1 床身側(cè)蓋設(shè)計(jì)</p><p>　　床身側(cè)蓋總成（圖見(jiàn)附錄）的工藝要求：1.材料平整,無(wú)明顯缺陷。2.有條件壓加強(qiáng)筋。其設(shè)計(jì)包括：側(cè)蓋支承、床身側(cè)蓋設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.1.1 床身側(cè)蓋設(shè)計(jì)</p><p>　　床身側(cè)蓋選用A3鋼，其制造工藝要求是：材料平整無(wú)明顯缺陷。其他工藝要求及其尺寸見(jiàn)其零件圖。

63、</p><p>　　4.1.2 側(cè)蓋支承設(shè)計(jì)</p><p>　　側(cè)蓋支承對(duì)側(cè)蓋起支承作用，其材料也選用A3鋼，工藝要求是：其上的孔的表面，粗糙度為去除材料加工，值為25，其余各面粗糙度為不去除材料加工。其他工藝要求及其尺寸見(jiàn)其零件圖。</p><p>　　4.2 床身前后支架</p><p>　　床身前后支架選用A3鋼，其制造工藝要求

64、是：1. 工件在焊縫處倒棱。2. 先點(diǎn)焊找正各件位置后，用夾具夾住后再焊接，無(wú)扭曲、變形。 3. 焊接處無(wú)夾渣、虛焊，焊后清除焊渣。4. 焊后經(jīng)時(shí)效處理，并加工保證。焊接時(shí)實(shí)際總長(zhǎng)均為2mm加工余量，加工后且使與A面保持垂直。5.其底部和上部粗糙度為去除材料加工，值為12.5。</p><p>　　其他工藝要求及其尺寸見(jiàn)其零件圖。</p><p>　　床身前后支架設(shè)計(jì)包括：床身橫梁、床身立

65、柱和床身前后端蓋。</p><p>　　4.2.1 床身橫梁</p><p>　　床身橫梁選用A3鋼，其制造工藝要求是：1.材料平直,無(wú)扭曲,表面無(wú)明顯缺陷。2.上下兩端面平行與周邊垂直。</p><p><b>　　其尺寸見(jiàn)其零件圖。</b></p><p>　　4.2.2 床身立柱</p><

66、p>　　床身立柱選用A3鋼，其制造工藝要求是：1.材料平直,無(wú)扭曲,表面無(wú)明顯缺陷。2.上下兩端面平行與周邊垂直。</p><p>　　其尺寸和其他制造工藝要求見(jiàn)其零件圖。</p><p>　　4.3 床身前后端蓋</p><p>　　床身前后端蓋選用A3鋼，其制造工藝要求是：</p><p>　　1.材料表面平直，清除銹斑無(wú)明顯缺陷

67、。</p><p>　　2.材料放樣外周尺寸略大于圖紙尺寸，方樣后四周铇成直角。</p><p>　　3.定位孔與件GGZXKJ-04配作。</p><p>　　4.四塊加工孔，兩塊不加工。8－22和2-20孔與GGZXKJ-03-02-03和GGZXKJ-03-02-02件焊接后加工。</p><p>　　5.其兩端面粗糙度為不去除材料加工

68、；其20孔的表面粗糙度為為去除材料加工，值為1.6。</p><p>　　其尺寸和其他制造工藝要求見(jiàn)其零件圖。</p><p>　　4.4 床身側(cè)橫擋</p><p>　　床身側(cè)橫擋選用A3鋼，其制造工藝要求是：1.材料平直,無(wú)扭曲,表面無(wú)明</p><p>　　顯缺陷。2.兩端平行,與周邊垂直。</p><p>　

69、　其尺寸和其他制造工藝要求見(jiàn)其零件圖。</p><p>　　4.5 床身中支架</p><p>　　床身中支架的組成包括：床身橫梁、床身立柱和立柱頂?shù)装?，其材料選用</p><p>　　A3鋼，它的制造工藝要求是：</p><p>　　1.工件在焊縫處倒角。</p><p>　　2.先點(diǎn)焊找正各件位子后，用夾具夾住后

70、再焊接,無(wú)扭曲,變形。</p><p>　　3.焊縫處無(wú)夾渣,虛焊,焊后清除焊渣。</p><p>　　4.焊后經(jīng)時(shí)效處理,并加工保證,焊接時(shí)實(shí)際總長(zhǎng)尺寸為534,上下兩頭平面均為2mm加工余量,加工后且使兩面平行。</p><p>　　5.其底部和上部粗糙度為去除材料加工，值為12.5。</p><p>　　4.6 左右床身焊接設(shè)計(jì)<

71、;/p><p>　　左右床身焊接的工藝要求：</p><p>　　1.在焊接前先將前后支架、中支架和頂面板有螺釘固定。找正尺寸，保證前后支架與頂面板垂直。各焊接處先全部點(diǎn)焊完畢后再施行焊接。</p><p>　　2.焊縫保證質(zhì)量，無(wú)氣孔、夾渣、虛焊等缺陷，焊畢清除焊渣。</p><p>　　3.復(fù)核總體尺寸，測(cè)量垂直度，符合要求后打定位銷(xiāo)孔。&l

72、t;/p><p>　　其尺寸和其他制造工藝要求見(jiàn)其總圖。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，我們四年的大學(xué)生活也隨之結(jié)束了。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次大檢測(cè)，是未來(lái)工作能力的一次集中檢測(cè)。</p><p>

73、;　　在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們組設(shè)計(jì)的是鋼管中心孔機(jī)床上下料裝置，涉及到的學(xué)科有很多，例如：組合機(jī)床，液壓傳動(dòng)，機(jī)電傳動(dòng)，機(jī)械設(shè)計(jì)，公差等等。等學(xué)完這些課之后，再回來(lái)應(yīng)用這些學(xué)科的知識(shí)去解決實(shí)際的問(wèn)題時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)要學(xué)好一門(mén)課，并不是單單會(huì)做幾種類(lèi)型的題目，應(yīng)付一下考試就可以的，而是要有一種鉆的精神，僅靠書(shū)本上的一點(diǎn)內(nèi)容是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。</p><p>　　在液壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)各個(gè)部件的設(shè)計(jì)及校核都非常的嚴(yán)格，

74、從而，必須進(jìn)行反復(fù)的驗(yàn)算和數(shù)據(jù)的從新選擇。這樣在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在著設(shè)計(jì)工作的重復(fù)勞動(dòng)，從而增加了設(shè)計(jì)工作量，延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期，但這是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，也是最能體現(xiàn)你的設(shè)計(jì)理念的環(huán)節(jié)，所以不能因?yàn)橹貜?fù)的工作就對(duì)此懈怠，反而應(yīng)更嚴(yán)格的要求自己，做到工作時(shí)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真。</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，結(jié)合現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，對(duì)于各種機(jī)床的要求越來(lái)越嚴(yán)格，精度要求越來(lái)越高，所以出現(xiàn)了一些比較先

75、進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，如：優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)等等，這些現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)目前已大量的應(yīng)用到了各種機(jī)床中，造出了如數(shù)控機(jī)床、加工中心等等的先進(jìn)機(jī)床。</p><p>　　對(duì)于我們學(xué)生來(lái)說(shuō)，任何先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念都要來(lái)消化吸收，從而來(lái)增強(qiáng)我們的創(chuàng)新意識(shí)。所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)老師的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了較為先進(jìn)的全液壓自動(dòng)定中心不銹鋼圓棒料中心孔機(jī)，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的重新學(xué)習(xí)，對(duì)新知識(shí)的補(bǔ)充，來(lái)提高自己的水平。我們通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)圖來(lái)

76、完成設(shè)計(jì)，從而對(duì)自己的繪圖水平也是一個(gè)鍛煉。</p><p>　　我在該畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要使用了CAXA軟件，對(duì)該軟件有了進(jìn)一步的了解，操作也更加熟練?，F(xiàn)在雖然完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，但在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中還是出現(xiàn)了不少問(wèn)題：</p><p>　　一、在二維設(shè)計(jì)過(guò)程中由于習(xí)慣不好，經(jīng)常忘記保存，無(wú)法配合，有時(shí)機(jī)子有病毒時(shí)就會(huì)造成工作成果的丟失。這點(diǎn)必須改正。</p><p>　　二

77、、在繪圖過(guò)程中，對(duì)以前所學(xué)的繪圖知識(shí)已有遺忘，標(biāo)注時(shí)也出現(xiàn)許多不規(guī)范的標(biāo)注。</p><p>　　三、在調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，有時(shí)插件丟失，從而無(wú)法使用圖庫(kù)，必須學(xué)會(huì)插件的安裝。</p><p>　　打中心孔機(jī)的設(shè)計(jì)雖然不是什么新課題，但卻有工科學(xué)生走上社會(huì)必不可少的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，所以應(yīng)該從思想上重視他，而不是混混就行了的事，我相信從對(duì)打中心孔機(jī)的設(shè)計(jì)而掌握的大量知識(shí)，會(huì)對(duì)自己的水平有極大的幫助的。&

78、lt;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先要感謝凌智勇老師,從畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始以來(lái)一直以來(lái)的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求。</p><p>　　其次要感謝學(xué)院，是整個(gè)機(jī)械學(xué)院培養(yǎng)了我扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，使我能夠較為順利的在大學(xué)四年級(jí)下半學(xué)期完成設(shè)計(jì)。</p><p>　　感謝江蘇大學(xué)機(jī)電031班的同學(xué)

79、，是他們使我生活在一個(gè)朝氣蓬勃、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)、學(xué)習(xí)氛圍濃厚的大家庭。</p><p>　　最后感謝我親愛(ài)的父母，他們的信任與付出使我能順利地完成學(xué)業(yè)，他們的理解與支持永遠(yuǎn)是我前進(jìn)中最有力的精神后盾</p><p>　　通過(guò)這一階段的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我得到了很多收獲，有很多感想。</p><p>　　1．這是自己第一次獨(dú)自完成一個(gè)還算大的設(shè)計(jì)，從而對(duì)各方面的能力的提高有巨大的

80、促進(jìn)作用，為我將來(lái)工作時(shí)的自信心打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　2．對(duì)工作有了更早的接觸，從做畢設(shè)的過(guò)程中掌握工作后的學(xué)習(xí)和研究方法，提高自學(xué)能力和獨(dú)立思考解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　3．使自己認(rèn)識(shí)到自己的不足 ，自己的知識(shí)還是比較的欠缺，必須進(jìn)行不斷的補(bǔ)充。</p><p>　　4.從中我認(rèn)識(shí)到合作的必須性和和人相處融洽的重要性。 

81、</p><p>　　再次感謝學(xué)院和所有一直關(guān)心我、給予我?guī)椭母魑焕蠋煟８魑焕蠋熃窈蠊ぷ黜樌?lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 機(jī)械工程手冊(cè)編委會(huì)編.機(jī)械工程手冊(cè).第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.</p><p>　　[2] 紀(jì)名剛等主編.機(jī)械設(shè)計(jì) [M].北京：高

82、等教育出版社，2001.</p><p>　　[3] 陸玉等編著.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，1999年5月（第三版）</p><p>　　[4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤與禁忌.北京：化學(xué)工 業(yè)出版社，1997</p><p>　　[5] 何達(dá) 朱紅軍主編.CAXA2005基礎(chǔ)及應(yīng)用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社。</p>&

83、lt;p>　　[6] 黃觀堯,劉保河.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)[M].天津:天津大學(xué)出版社,2003.</p><p>　　[7] 許曉楊.專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2003.7</p><p>　　[8] 林文煥，陳本通編著.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京：國(guó)防出版社，1987.8</p><p>　　[9] 東北重型機(jī)械學(xué)院等編著.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海：

84、上?？萍汲霭嫔?，1988.4</p><p>　　[10] 金屬機(jī)械加工工藝人員修訂組編著.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè).上海：上海科技出版社，1981.10</p><p>　　[11] 章宏甲，黃誼.金屬切削機(jī)床液壓傳動(dòng).江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.1987</p><p>　　[12] 雷天覺(jué).液壓工程手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1990</p><p

85、><b>　　讀 書(shū) 報(bào) 告</b></p><p><b>　　摘要:</b></p><p>　　根據(jù)組合機(jī)床設(shè)計(jì)特點(diǎn),將模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于組合機(jī)床CAD 系統(tǒng)。以分級(jí)模塊化為主導(dǎo)思想,在功能分析的基礎(chǔ)上劃分組合機(jī)床的各級(jí)模塊并按照面向裝配設(shè)計(jì)的原則設(shè)計(jì)了模塊接口。以三維設(shè)計(jì)軟件UG為開(kāi)發(fā)平臺(tái),針對(duì)組合機(jī)床的每一級(jí)模塊建立相應(yīng)的全參化

86、三維模型庫(kù),開(kāi)發(fā)出支持模塊化設(shè)計(jì)的組合機(jī)床CAD 系統(tǒng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞:組合機(jī)床;模塊化程序;三維;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)</p><p><b>　　0 　前言</b></p><p>　　本多品種的要求,可目前模塊化設(shè)計(jì)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域,它的主要優(yōu)點(diǎn)是能滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于以快速進(jìn)行產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì)[1 ] ,因此模塊化技術(shù)特別適用

87、于具有系列化特點(diǎn)的組合機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。組合機(jī)床是一種針對(duì)專(zhuān)門(mén)零件的生產(chǎn)設(shè)備,具有以下特點(diǎn)[2 ] :整機(jī)中通用部件占很大例,只有少量的專(zhuān)用部件;通用部件的獨(dú)立性強(qiáng),具有相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu);品種多,批量小;具有明顯的分級(jí)特性;用戶(hù)要求交貨周期短。針對(duì)組合機(jī)床的上述特點(diǎn),發(fā)展了機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)方法[3 ] 。機(jī)床設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀是模塊化、智能化以及CAD/ CAM/ CAPP 的集成。當(dāng)前在組合機(jī)床CAD系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,同

88、時(shí)也存在一些問(wèn)題,主要是缺乏從主機(jī)角度進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)系統(tǒng)[4 ] ,不能支持自上而下的從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)的過(guò)程。文把CAD 技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)兩種設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來(lái),開(kāi)發(fā)出支持模塊化組合機(jī)床設(shè)計(jì)的CAD 系統(tǒng)。本系統(tǒng)支持自上而下的組合機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì),可有效地提高設(shè)計(jì)水平和工作效率,縮短開(kāi)發(fā)周期,降低成本。</p><p>　　1 　組合機(jī)床CAD 系統(tǒng)總體模塊化設(shè)計(jì)</p><p>　　

89、模塊化設(shè)計(jì)是在功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊,通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的機(jī)床,實(shí)現(xiàn)不同的功能要求[5 ] 。利用模塊化設(shè)計(jì)的方法,建立組合機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)CAD 系統(tǒng)的步驟如下:</p><p>　　(1) 組合機(jī)床功能分析:進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查,分析用戶(hù)需要,總結(jié)組合機(jī)床實(shí)現(xiàn)的功能,建立組合機(jī)床的總體功能模型,并將機(jī)床功能分解為不同級(jí)別、層次的子功能。</p><p>　　(

90、2) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):在組合機(jī)床功能模型的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)功能2結(jié)構(gòu)映射。根據(jù)組合機(jī)床的功能層次,尋求實(shí)現(xiàn)功能的結(jié)構(gòu)載體,產(chǎn)生機(jī)床結(jié)構(gòu)布局方案,同時(shí)進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)、外形尺寸的初步規(guī)劃。合理地劃分結(jié)構(gòu)模塊,每一個(gè)模塊都具有獨(dú)立的結(jié)構(gòu),對(duì)應(yīng)一定的功能。</p><p>　　(3) 詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):利用三維造型工具,將結(jié)構(gòu)概念模型細(xì)化,對(duì)模塊進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化詳細(xì)設(shè)計(jì)。針對(duì)組合機(jī)床的每一層模塊都建立相應(yīng)的全參數(shù)化控制三維模型庫(kù),

91、用戶(hù)在這個(gè)庫(kù)中調(diào)用需要模塊的三維模型進(jìn)行裝配。</p><p>　　(4) 建立CAD 系統(tǒng)主控界面和數(shù)據(jù)庫(kù)等:除了建立各級(jí)模塊的相應(yīng)三維模型庫(kù)之外,本CAD系統(tǒng)還要建立存放設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù),以及設(shè)計(jì)過(guò)程中的模塊選擇、模塊調(diào)用、模塊組合和設(shè)計(jì)計(jì)算等過(guò)程。組合機(jī)床CAD 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖程中的數(shù)據(jù)處理和分析程序。在其上建立一個(gè)友好的人機(jī)交互界面,用戶(hù)在系統(tǒng)引導(dǎo)下完成</p><p>　

92、　如圖1 所示。組合機(jī)床CAD 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,模塊化設(shè)計(jì)的思想貫穿始終。其中最重要的一步就是根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)理論,在設(shè)計(jì)模塊的基礎(chǔ)上建立組合機(jī)床產(chǎn)品模板庫(kù)。模塊的設(shè)計(jì)分為模塊的劃分和模塊綜合兩部分。本系統(tǒng)主要在功能分析的基礎(chǔ)上劃分各級(jí)模塊,采用面向裝配的原則來(lái)設(shè)計(jì)模塊的接口，實(shí)現(xiàn)模塊綜合的柔性和多樣性。</p><p>　　1. 1 　在功能分析的基礎(chǔ)上劃分組合機(jī)床的</p><p>&

93、lt;b>　　各級(jí)模塊</b></p><p>　　模塊的劃分是一個(gè)復(fù)雜的分析過(guò)程,模塊劃分太細(xì),可以組成較多的變型產(chǎn)品,但模塊的綜合較為困難;模塊劃分過(guò)粗,模塊綜合性較好,但導(dǎo)致產(chǎn)品性能不合理,柔性太差。因此劃分組合機(jī)床模塊需要綜合考慮各方面的因素。組合機(jī)床具有明顯的分級(jí)特性[6 ] ,因此本系統(tǒng)按照分級(jí)劃分的原則,從粗到細(xì)劃分了不同級(jí)別、不同層次的模塊,每一級(jí)的模塊都可以劃分為更小的模塊。模

94、塊的分級(jí)劃分建立在功能分析的基礎(chǔ)上,每一級(jí)的模塊都對(duì)應(yīng)于一定的功能,具有獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。在模塊劃分之前,首先進(jìn)行市場(chǎng)需求分析,將用戶(hù)需求轉(zhuǎn)化為機(jī)床的功能需求。然后分析組合機(jī)床的功能,建立組合機(jī)床總體功能模型,并將總體功能分解為不同級(jí)別、不同層次的子功能。對(duì)組合機(jī)床整機(jī)功能進(jìn)行抽象,首先建立機(jī)床的總體功能模型。組合機(jī)床整機(jī)的功能反映在它所完成的加工工藝內(nèi)容上。因此在整機(jī)層次上,可以劃分實(shí)現(xiàn)不同加工工藝內(nèi)容的整機(jī)模塊。在整機(jī)功能之下,對(duì)組合機(jī)床

95、的功能進(jìn)行進(jìn)一步劃分。這一層上可以劃分為加工單元、裝夾單元、控制單元等模塊。對(duì)組合機(jī)床部件功能還可以進(jìn)一步細(xì)化。分為動(dòng)力部件模塊、輸送部件模塊、支撐部件模塊、控制部件模塊、輔助部件模塊等。</p><p>　　1. 2 　按照面向裝配設(shè)計(jì)的原則設(shè)計(jì)模塊接口</p><p>　　面向裝配設(shè)計(jì)是指在概念設(shè)計(jì)階段就考慮裝配中可能存在的問(wèn)題,以確保零件快速有效地裝配。模塊的劃分和設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循面向裝

96、配設(shè)計(jì)的原則,通過(guò)功能特征與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間的映射實(shí)現(xiàn)由概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)這樣自上而下的設(shè)計(jì)過(guò)程[7 ] 。為此模塊應(yīng)該具有易于裝配的可互換性接口,以保證模塊組合的快速準(zhǔn)確。模塊接口是有著相互結(jié)合關(guān)系的模塊在結(jié)合部分存在的具有一定幾何形狀、尺寸和精度的邊界結(jié)合表面。模塊接口模型包括:接口形狀、接口方位、接口功能。模塊接口的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮接口的統(tǒng)一性,即具有相同功能的模塊接口應(yīng)該采用相同的接口幾何形狀,接口方位應(yīng)該一致,模塊接口材料、幾何尺寸的

97、精度、表面粗糙度應(yīng)該盡可能的統(tǒng)一。為了保證模塊之間可以實(shí)現(xiàn)良好的互換性,接口的系列化是重要的途徑。在模塊接口系列化的基礎(chǔ)上,對(duì)于同一系列的接口,提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口幾何尺寸系列。</p><p>　　2 　系統(tǒng)的模塊化三維造型模板庫(kù)</p><p>　　本系統(tǒng)以三維設(shè)計(jì)軟件Unigraphics (簡(jiǎn)稱(chēng)UG) 為開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用UG/ OPEN API 開(kāi)發(fā)接口,Visual C+ +編譯環(huán)境。

98、包括組合機(jī)床加工示意圖設(shè)計(jì)模塊、切削用量計(jì)算模塊、主軸箱設(shè)計(jì)模塊和組合機(jī)床各級(jí)模塊裝配模型模板庫(kù)。利用UGUIstyler 開(kāi)發(fā)出與UG風(fēng)格完全一致的用戶(hù)界面,采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理設(shè)計(jì)計(jì)算和模板庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)的原則,將概念模型細(xì)化為具體的三維裝配模型。系統(tǒng)的裝配模型模板庫(kù)是根據(jù)上述模塊的劃分而設(shè)定的。系統(tǒng)采用了三維參數(shù)化造型技術(shù),為每一級(jí)模塊都建立對(duì)應(yīng)的三維模型。</p><p>　　在設(shè)計(jì)模

99、塊的三維造型模板庫(kù)時(shí),遵循模塊化設(shè)計(jì)的原則,系統(tǒng)具有下面的特點(diǎn):</p><p>　　(1) 采用參數(shù)化三維造型技術(shù)建立模塊庫(kù):參數(shù)化建模采用尺寸驅(qū)動(dòng)技術(shù),以約束造型為核心。由于組合機(jī)床通用部件的數(shù)據(jù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,可以實(shí)現(xiàn)用幾個(gè)關(guān)鍵尺寸驅(qū)動(dòng)整個(gè)視圖的繪制[8 ] 。組合機(jī)床分級(jí)模塊結(jié)構(gòu)的三維模型通過(guò)這些尺寸作為參數(shù)來(lái)控制?？刂迫S模型的參數(shù)分為三種:</p><p>　　①控制零件輪

100、廓尺寸的參數(shù)。</p><p>　　對(duì)于通用件和標(biāo)準(zhǔn)件,零件的輪廓尺寸分為主要輪廓尺寸和次要輪廓尺寸。主要輪廓尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,次要輪廓尺寸與主要輪廓尺寸有確定的約束關(guān)系。主要輪廓尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中,用戶(hù)從界面輸入所選標(biāo)準(zhǔn)件或者通用件的型號(hào),系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),并且根據(jù)主要輪廓尺寸計(jì)算出次要輪廓尺寸,賦予三維模型并對(duì)模型進(jìn)行更新。</p><p><b

101、>　?、谘b配約束參數(shù)</b></p><p>　　零件進(jìn)行裝配時(shí),與其他部件間形成一定的裝配約束關(guān)系,并可由裝配參數(shù)控制。裝配約束包括配合、對(duì)齊、平行、垂直等。</p><p><b>　?、劢涌趨?shù)</b></p><p>　　控制模塊之間接口的形狀、方位關(guān)系等參數(shù)。對(duì)于通用件和標(biāo)準(zhǔn)件,接口參數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,相應(yīng)數(shù)據(jù)可以由數(shù)據(jù)

102、庫(kù)中自動(dòng)獲取。對(duì)于非通用件模塊的接口設(shè)計(jì),為了保證模塊的互換性,也實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化系列化設(shè)計(jì)。例如主軸箱,因?yàn)榕c動(dòng)力箱存在固定的裝配關(guān)系,因此主軸箱的接口設(shè)計(jì)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。用戶(hù)通過(guò)輸入模塊</p><p>　　主參數(shù),直接或者間接的控制模型參數(shù),更新三維模型,生成需要的零部件。(2) 遵循面向?qū)ο蟮哪K化設(shè)計(jì)原則</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊時(shí),采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則。對(duì)于每一個(gè)模塊而言,

103、包括模塊內(nèi)部</p><p>　　和外部?jī)煞矫娴男畔?內(nèi)部信息包括模塊功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸等;外部信息即接口信息,包括形狀、方位、結(jié)合面屬性等。系統(tǒng)將模塊內(nèi)部信息全部封裝,內(nèi)部信息對(duì)用戶(hù)是一個(gè)黑箱,用戶(hù)只需關(guān)心接口信息。</p><p>　　(3) 用WAVE 技術(shù)控制模塊內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)</p><p>　　在模塊的設(shè)計(jì)中,功能設(shè)計(jì)映射為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以裝配模型作為表達(dá)設(shè)計(jì)

104、功能的全局結(jié)構(gòu)。裝配模型由部件結(jié)構(gòu)、部件之間的裝配關(guān)系和裝配約束組成,需要考慮部件之間功能結(jié)構(gòu)上的關(guān)系,以及零部件之間的裝配順序、裝配方向等。組合機(jī)床設(shè)計(jì)模塊對(duì)應(yīng)的各級(jí)裝配模型,不僅包括部件結(jié)構(gòu),還包括部件之間的裝配關(guān)系和裝配約束。在UG中,部件之間的裝配約束可以</p><p>　　由三種方法實(shí)現(xiàn):尺寸驅(qū)動(dòng)、約束驅(qū)動(dòng)和WAVE 全相關(guān)設(shè)計(jì)。尺寸約束可以用來(lái)控制部件間的尺寸相關(guān),約束驅(qū)動(dòng)用來(lái)建立裝配體中零部件之間

105、在空間位置上的聯(lián)結(jié)關(guān)系。WAVE (What –if Alternative ValuableEngineering) 技術(shù)是UG實(shí)現(xiàn)全相關(guān)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù),支持從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)中,使用WAVE 技術(shù)將模塊按設(shè)計(jì)規(guī)則形成一個(gè)控制結(jié)構(gòu),在其中定義所需要的幾何信息和參數(shù),使組合機(jī)床各級(jí)模板裝配模型中的子模塊之間的幾何特征都是整體相關(guān)。利用本系統(tǒng)生成的三面加工組合機(jī)床見(jiàn)圖2。用戶(hù)只需輸入主要參數(shù)即可得到所需的三維模型,在此

106、模型基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3 　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本文在模塊化設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)行組合機(jī)床CAD 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助模塊化設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)提供了組合機(jī)床各級(jí)模塊的參數(shù)化三維模型模板庫(kù),在每個(gè)層次級(jí)別上都建立了系列的模塊模板庫(kù),支持產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要,選擇合適的平臺(tái)模板來(lái)進(jìn)行組合機(jī)床設(shè)計(jì)

107、,有效的提高了設(shè)計(jì)效率,縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。</p><p>　　本系統(tǒng)可以進(jìn)一步完善,為并行工程、智能化設(shè)計(jì)以及CAD/ CAM/ CAPP 的集成提供基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　[1 ] 　傅迎春. CAD 系統(tǒng)在機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J ] . 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造1998 , (5) :3

108、1 - 33.</p><p>　　[2 ] 　沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué). 組合機(jī)床設(shè)計(jì)[M] . 上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1990.</p><p>　　[3 ] 　王　軍,李金良. 機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)與專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)[J ] . 機(jī)床與液壓. 2002 , (6) :199 - 201.</p><p>　　[4 ] 　葛愛(ài)和,盛伯浩. CAD 技術(shù)與機(jī)床整機(jī)設(shè)計(jì)[J ] .

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111、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)終于布置下來(lái)了，為了對(duì)機(jī)床及其加工方式有更加直觀的認(rèn)識(shí)，我到揚(yáng)州柴油機(jī)廠箱體加工車(chē)間做調(diào)研。</p><p>　　經(jīng)過(guò)近一個(gè)小時(shí)的車(chē)程,我門(mén)終于抵達(dá)揚(yáng)州柴油機(jī)廠,一位年紀(jì)稍長(zhǎng)的車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)帶我們走進(jìn)車(chē)間,于是開(kāi)始了這次調(diào)研工作.該廠生產(chǎn)的變速箱體所使用的材料為HT150。由于灰鑄鐵具有較好的耐磨性，減震性和良好的鑄造性，可加工性，而且價(jià)格低廉，所以它是箱體類(lèi)零件廣泛采用的材料。變速箱

112、體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛性差，加工面多，加工精度要求高。因此工序的安排和加工方法便顯得尤為重要。經(jīng)過(guò)我們的調(diào)研，了解到該廠變速箱體的加工工序?yàn)椋杭庸ぞ鶞?zhǔn)－粗精銑前后平面－粗精銑上平面－粗鏜鉆主要孔系－精鏜軸承孔系－鉆螺紋孔系－加工其他小孔及攻絲。這樣既保證了加工精度，又遵循“先基面后其他”，“先面后孔”“先粗后精”“先主后次”“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。</p><p>　　該廠生產(chǎn)線(xiàn)由各種專(zhuān)用機(jī)床和一條自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)組成，自動(dòng)線(xiàn)可

113、以進(jìn)行自動(dòng)，半自動(dòng)和單機(jī)調(diào)整等各種控制。采用組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn),可以明顯地改善勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;能減少占地面積和操作工人,并利于保證產(chǎn)品質(zhì)量和減少在制品.但自動(dòng)線(xiàn)可調(diào)性差,投資大,要求上線(xiàn)工件的結(jié)構(gòu)和工藝相對(duì)穩(wěn)定,毛坯材質(zhì)要均勻,尺寸偏差要小.該廠組合機(jī)床的攻絲靠模裝置為第一類(lèi)攻絲靠模裝置，由于這一類(lèi)攻絲靠模裝置主要由攻螺紋靠模和攻螺紋卡頭組成，是整個(gè)尺寸較大，所以不能組成鉆，攻復(fù)合組合機(jī)床，只適用于專(zhuān)門(mén)做攻螺紋用的組合機(jī)床。<

114、;/p><p>　　通過(guò)這次調(diào)研，使我初步了解了柴油機(jī)箱體的加工方法和工序問(wèn)題,同時(shí)對(duì)機(jī)床有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我認(rèn)識(shí),分析生產(chǎn)實(shí)踐的能力,對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)起到很大的幫助。</p><p>　　柔性聚合物的自發(fā)性封閉</p><p>　　微集成電路: 方法和實(shí)際的應(yīng)用</p><p>　　Hyunwoo Bang1,Won Gu Lee1