弧齿锥齿轮盘铣刀刃磨夹具设计【通过答辩论文设计及图纸】
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弧齿锥
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弧齿锥齿轮盘铣刀刃磨夹具设计【通过答辩论文设计及图纸】,弧齿锥,齿轮,铣刀,夹具,设计,通过,答辩,论文,图纸
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第 2 章 夹具总体方案设计 - 8 - 第 2 章 夹 具 总 体 方 案 设 计 刀 盘 在 夹 具 上 的 定 位 和 夹 紧 刀 盘 装 夹 方 式 的 选 择 :可 供 选 择 的 刀 盘 装 夹 方 式有 两 种 : 卧 轴 式 和 立 轴 式 所 谓 卧 轴 式 是 指 刀 盘 的 轴 线 水 平 放 置 ; 所 谓 立 轴 式 是 指刀 盘 的 轴 线 铅 直 放 置 。鉴 于 所 要 刃 磨 的 刀 盘 为 装 配 式 刀 盘 ,既大 直 径 铣 刀 盘 ,与 整 体 刀 盘 相 比 体 积 和 质 量 都 较 大 ,因 此 选 择立 轴 式 装 夹 方 式 即 刀 盘 轴 线 垂 直 于 水 平 面 放 置 ,这 样 可 以 使 刀盘 的 重 力 方 向 与 夹 紧 力 方 向 一 致 ,能 够 保 证 加 工 时 工 件 定 位 稳定 、 可 靠 不 发 生 振 动 盘 的 定 位 和 夹 紧 : 刀 盘 中 心 有 锥 孔 , 而 夹 具 体 顶端 是 带 有 同 样 锥 度 的 锥 形 台 ,将 刀 盘 的 锥 形 孔 对 准 夹 具 体 上 的锥 形 台 放 置 ,则 刀 体 在 夹 具 中 就 定 位 了 。刀 体 上 均 匀 布 着 四 个螺 钉 孔 ,用 四 个 螺 钉 即 可 将 刀 盘 夹 紧 在 夹 具 体 上 ,这 样 就 完 成了 对 工 件 的 定 位 和 夹 紧 件 座 的 设 计 为 了 能 使 用 同 一 个 夹 具 来 刃 磨 尽 可 能 多 的 铣 刀 盘 就 必 须 使在 同 一 个 工 件 座 上 能 使 不 同 尺 寸 的 铣 刀 盘 定 位 ,为 了 实 现 这 一功 能 ,将 工 件 座 设 计 成 类 似 于 阶 梯 轴 的 形 式 。但 若 使 全 部 刀 盘能 都 在 同 一 工 件 座 上 定 位 ,由 于 联 结 螺 栓 所 在 圆 周 的 直 径 分 别为 46这 样 , 有的 圆 周 得 逞 直 径 超 过 了 其 刀 盘 所 在 工 件 座 的 直 径 范 围 ,无 法 对刀 盘 进 行 夹 紧 ,而 且 如 果 阶 梯 轴 的 阶 数 过 多 ,在 刃 磨 时 会 产 生干 涉 现 象 , 即 砂 轮 与 工 件 座 发 生 碰 撞 。 为 了 解 决 上 述 矛 盾 , 我们 把 上 述 所 有 刀 盘 分 为 两 组 来 进 行 刃 磨 。这 样 既 能 保 证 刀 盘 的定 位 和 夹 紧 , 又 能 保 证 不 会 发 生 干 涉 现 象 。 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) - 9 - 我 们 将 锥 孔 直 径 相 差 较 大 的 刀 盘 分 在 同 一 组 ,这 样 可 以 充分 保 证 不 会 发 生 干 涉 现 象 。例 如 ,将 公 称 直 径 分 别 为 4 /2、5和 12、 16 的 刀 盘 分 为 一 组 。 本 夹 具 的 设 计 就 是 用 来 刃磨 这 四 种 最 为 常 用 的 铣 刀 盘 的 。这 样 工 件 座 就 做 成 了 如 图 所 示的形式。 图 5 工 件 座 示 意 图 观察发现 ,其 联 结 螺 栓 孔 所 在 圆 周 直 径 均 小 于 其 刀 盘 所 在工 件 座 的 直 径 , 即 46 能 保 证 用 螺栓 能 夹 紧 铣 刀 盘 ,并 且 有 足 够 的 刚 度 和 强 度 。用 同 样 的 方 法 来设 计 其 他 尺 寸 的 工 件 座 即 可 刃 磨 其 余 尺 寸 的 铣 刀 盘( 本 文 暂 不涉 及 )。 用 更 换 不 同 尺 寸 的 工 件 座 的 方 法 就 能 达 到 在 同 一 夹 具上 刃 磨 各 种 不 同 尺 寸 的 装 配 式 铣 刀 盘 ,大 大 减 少 了 设 计 的 工 作量 和 加 工 费 用 。 具 要 完 成 的 动 作 对 该 类 型 的 铣 刀 盘 的 刃 磨 是 通 过 对 刀 片 前 刀 面 的 刃 磨 来实 现 的 。其 主 要 过 程 是 首 先 选 定 刀 盘 的 初 始 位 置 ,即 是 使 基 准刀 片 的 前 刀 面 对 准 砂 轮 的 工 作 表 面 ,之 后 将 刀 盘 夹 紧 ,对 第 一个 刀 片 的 前 刀 面 进 行 刃 磨 ,然 后 将 刀 盘 依 次 转 过 相 同 的 角 度 来实 现 对 全 部 刀 片 的 刃 磨 。总 的 说 来 就 是 先 要 进 行 初 始 位 置 的 选择 , 然 后 还 要 进 行 分 度 。 为 了 完 成 这 一 过 程 , 首 先 要 进 行 初 始位 置 的 选 择 夹 具 体 要 完 成 两 个 动 作 :一 个 是 夹 具 体 要 沿 其 轴 线可 以 转 过 任 意 的 角 度 ,另 一 个 是 夹 具 体 可 与 水 平 面 成 一 定 的 角度 。有 了 这 两 个 动 作 就 可 以 完 成 对 铣 刀 盘 初 始 位 置 的 调 整 ,之第 2 章 夹具总体方案设计 - 10 - 后 即 可 刃 磨 第 一 个 刀 片 , 而 后 在 进 行 回 转 分 度 , 依 次 完 成 对所 以 刀 片 的 刃 磨 。 总 结 起 来 ,该 夹 具 所 要 完 成 的 动 作 主 要 有 ,两 个 回 转 分 度动 作 和 一 个 转 角 动 作 。为 了 实 现 这 三 个 运 动 ,我 们 分 别 选 择 相应 的 机 构 来 完 成 。 度 装 置 的 方 案 分 析 设 计 与 选 择 由 前 述 分 析 可 知 要 完 成 对 铣 刀 盘 的 刃 磨 ,夹 具 需 要 有 两 个回 转 分 度 装 置 ,其 作 用 有 二 :一 是 使 夹 具 体 能 转 过 一 个 任 意 角度 ,以 便 进 行 初 始 位 置 的 调 整 :其 二 是 使 夹 具 能 进 行 较 精 确 的分 度 , 来 实 现 对 铣 刀 盘 中 每 个 刀 片 的 刃 磨 转 分 度 装 置 的 基 本 形 式 : 回 转 分 度 装 置 的 门 类 繁 多 , 一 般 可 按 下 述 方 法 分 类 按 分 度 盘 和 对 定 销 的 位 置 不 同 , 可 分 为 轴 向 分 度 和 径向 分 度 和 轴 向 分 度 ,对 定 销 的 运 动 方 向 与 分 度 盘 的 回 转 方 向 平行 , 其 分 度 装 置 的 结 构 比 较 紧 凑 ; 径 向 分 度 , 对 定 销 的 运 动 发向 与 分 度 盘 的 回 转 方 向 垂 直 ,由 于 分 度 盘 的 回 转 直 径 较 大 ,故能 使 分 度 对 定 副 的 间 隙 所 造 成 的 分 度 误 差 相 应 减 小 ,常 用 于 分度 精 度 较 高 的 场 合 。综 合 考 虑 ,由 于 本 夹 具 是 用 在 万 能 工 具 磨床 上 的 ,所 以 不 能 使 夹 具 体 的 体 积 过 大 ,否 则 很 有 可 能 与 磨 床的 其 他 部 分 发 生 干 涉 , 故 在 这 里 选 用 轴 向 分 度 。 按 分 度 装 置 的 工 作 原 理 不 同 , 可 分 为 机 械 分 度 , 光 学分 度 和 电 感 应 分 度 。 机 械 分 度 装 置 结 构 简 单 ,工 作 可 靠 ,应 用 广 泛 。光 学 分 度装 置 的 分 度 精 度 较 高 。 例 如 , 光 栅 分 度 装 置 的 分 度 精 度 可 达 10 。但 由 于 对 工 作 环 境 的 要 求 较 高 ,故 在 机 械 加 工 中 应 用 很有限。 按 分 度 装 置 的 使 用 特 性 可 分 为 通 用 、专 用 两 类 。在 单 位生 产 中 , 使 用 通 用 分 度 装 置 , 有 利 于 缩 短 生 产 准 备 周 期 , 降 低生 产 成 本 ; 在 中 小 批 生 产 中 , 常 采 用 标 准 通 用 分 度 装 置 ( 如 回辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) - 11 - 转 台 与 分 度 头 等 )与 专 用 夹 具 联 合 使 用 ,从 而 可 简 化 专 用 夹 具的 设 计 和 制 造 。但 其 分 度 精 度 有 限 ,故 只 能 满 足 一 般 加 工 需 要 。所 以 在 成 批 生 产 中 广 泛 使 用 专 用 分 度 装 置 ,以 获 得 较 高 的 分 度精 度 和 生 产 效 率 。 转 分 度 装 置 的 组 成 : 回 转 分 度 装 置 虽 然 有 多 种 形 式 , 但 它 们 都 是 由 四 个 基 本部 分 组 成 :固 定 部 分 、转 动 部 分 、分 度 对 定 机 构 以 及 锁 紧 机 构 。 固 定 部 分 : 固 定 部 分 即 转 台 体 , 是 分 度 装 置 的 基 本 部分 , 其 功 能 相 当 于 夹 具 体 。 回 转 台 的 材 料 应 有 较 好 的 耐 磨 性 、吸 振 性 、和 刚 度 通 常 采 用 经 过 时 效 处 理 的 灰 铸 铁 制 造 。精 密 回转 台 体 则 可 选 用 性 能 较 好 的 孕 育 铸 铁 。 转 动 部 分 : 转 动 部 分 包 括 回 转 盘 、 衬 套 和 转 轴 等 。 回转 盘 通 常 用 45 钢 经 淬 火 回 火 至 45 或 20 钢 经 渗 碳 淬 火后 回 火 至 63 加 工 制 成 。 转 盘 工 作 面 的 平 面 度 公 差 面跳动公差为 作面对转台底面 的 平 行 度 公 差 为 转 轴 与 衬 套 之 间 的 间 隙 一般应在 间 ,因 为 过 大 的 间 隙 会 使 分 度 装 置 产生 附 加 的 分 度 误 差 。 对 定 机 构 : 分 度 对 定 机 构 由 分 度 盘 和 对 定 销 组 成 , 其作 用 是 在 转 盘 转 位 之 后 ,使 其 相 对 于 固 定 部 分 定 位 ,保 证 其 分度 装 置 的 回 转 部 分 相 对 于 固 定 部 分 获 得 正 确 的 分 度 位 置 ,并 进行 定 位 和 完 成 插 销 和 拔 销 的 动 作 。分 度 对 定 机 构 的 误 差 会 直 接影 响 分 度 精 度 。因 此 是 分 度 装 置 的 关 键 部 分 。设 计 时 应 根 据 工件 的 加 工 要 求 , 合 理 的 选 择 分 度 对 定 机 构 的 结 构 类 型 。 锁 紧 机 构 :锁 紧 机 构 的 作 用 是 ,当 分 度 完 成 后 将 其 装 置的 转 动 部 分 与 固 定 部 分 之 间 进 行 锁 紧 ,以 增 加 分 度 装 置 的 刚 性和 稳 定 性 ,减 少 加 工 是 的 振 动 ,同 时 也 起 到 保 护 对 定 机 构 的 作用 第 2 章 夹具总体方案设计 - 12 - 此 外 , 对 于 分 度 装 置 通 常 要 进 行 润 滑 , 润 滑 一 般 是 指 由油 杯 组 成 的 润 滑 。其 功 能 是 减 小 摩 擦 面 的 磨 损 ,并 使 各 机 构 操作 灵 活 , 当 回 转 部 分 使 用 滚 动 轴 承 时 , 也 可 以 用 润 滑 脂 润 滑 。 转 分 度 装 置 的 方 案 设 计 为 了 实 现 回 转 分 度 的 动 作 , 现 提 出 如 下 几 种 方 案 方案 1 通 用 回 转 台 方案 2 钢 球 分 度 装 置 方案 3 回 转 工 作 台 转 位 棘 轮 机 构 方案 4 端 齿 盘 分 度 装 置 几 种 方 案 的 分 析 比 较 与 选 择 方案 1 通 用 回 转 台 , 其 结 构 如 图 6 所 示 转 盘 1 和 转 轴 4 用螺 钉 及 销 钉 连 接 , 可 在 转 台 体 2 中 转 动 。 定 位 销 10(对定销)的 下 端 有 齿 条 与 齿 轮 套 12 啮 合 。 分 度 时 , 逆 时 针 转 动 手 柄 8,通 过 螺 杆 轴 7 上 的 挡 销 ( 见 面 ) 带 动 齿 轮 套 12 转动,使对定销 10 在 弹 簧 11 的 作 用 下 插 入 另 一 个 分 度 衬 套 的 孔 中 ,从 而 , 完 成 一 次 分 度 。 顺 时 针 转 动 手 柄 8, 由 于 螺 杆 轴 的 轴 向作 用 将 弹 性 开 口 锁 紧 圈 6 收 紧 ,并 带 动 锥 型 圈 5 向 下 将 转 盘 锁紧 图 6 立 式 通 用 回 转 台 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) - 13 - 该 装 置 的 定 位 是 通 过 使 对 定 销 插 入 转 盘 的 每 个 定 位 孔 中实现的 。 所 要 刃 磨 的 铣 刀 盘 的 刀 片 数 各 有 不 同 , 分 别 为 8,12, 16, 20, 24, 32, 42。 也 就 是 说 在 转 盘 的 圆 周 上 加 工 出 能使 整 个 圆 周 进 行 8, 12, 20, 24, 32, 42 等 分 定 位 孔 。 这 样 做的 加 工 难 度 非 常 大 , 并 且 孔 与 孔 之 间 极 有 可 能 发 生 干 涉 。 图 7 钢 球 分 度 装 置 1- 手柄 234 下 钢 球 盘 5 球 盘 6方案 2 钢 球 分 度 装 置 如图 7 所 示 为 钢 球 盘 分 度 装 置 的 工 作原 理 ,该 装 置 的 上 下 两 个 钢 球 盘 分 别 用 一 圈 相 互 挤 紧 的 钢 球 作为 上 下 分 度 盘 。所 用 钢 球 的 直 径 和 几 何 形 状 的 一 致 性 、钢 球 分布 的 均 匀 性 都 对 装 置 的 分 度 精 度 有 和 承 载 能 力 影 响 很 大 ,必 须第 2 章 夹具总体方案设计 - 14 - 经 过 严 格 的 挑 选 ,其 直 径 尺 寸 偏 差 和 球 面 轮 廓 读 误 差 均 应 控制在 m 之 内 。 图 中 所 示 为 上 下 分 度 盘 , 其 端 面 上 各 嵌 有钢 球 若 干 粒 。 其 数 量 与 分 度 机 构 的 最 小 角 度 值 有 关 。 如 图 , 转动手柄 1 使 移 动 轴 3 向 上 运 动 将 上 钢 球 盘 5 抬 起 ,上 下 分 度 盘分 开 , 这 时 旋 转 分 度 盘 到 某 一 个 角 度 后 停 止 , 反 向 旋 转 手 柄 ,使 上 分 度 盘 下 落 两 分 度 盘 在 心 得 位 置 上 锁 紧 , 分 度 运 动 完 成 。 方案 3 回 转 工 作 台 分 度 转 位 棘 轮 机 构 如图 8 所 示 为 该 机 构 的 视 图 。 油 缸 中 的 液 体 通 过 油 口 ,推 动 齿 条 1 直 线 运 动 ,带 动 齿 轮 2 及 装 在 其 上 的 棘 轮 爪3 推动棘轮 4 及 回 转 工 作 台 的 转 轴 5 顺 时 针 分 度 转 位 。 当 齿 条1 由 于 油 缸 液 体 的 流 动 方 向 的 改 变 而 返 回 原 位 时 , 齿 轮 2 按虚线 方 向 反 转 ,但 此 时 棘 爪 3 仅 在 棘 轮 齿 面 上 滑 过 ,棘 轮 4 及转轴 5 停 歇 不 动 ,即 工 作 台 静 止 ,图 中 螺 钉 6 用 来 调 节 齿 条 1 的移 动 距 离 ,以 改 变 工 作 台 转 位 角 的 大 小 ,这 样 棘 轮 由 于 需 要 单向 转 动 , 故 棘 轮 齿 形 应 制 成 不 对 称 梯 形 齿 。 图 8 回 转 工 作 台 分 度 转 位 棘 轮 机 构 12345辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) - 15 - 该 种 分 度 回 转 装 置 , 分 度 准 确 , 定 位 可 靠 , 仅 用 一 螺 钉 即可 调 节 每 回 分 度 转 角 的 大 小 ,但 该 装 置 引 入 液 压 系 统 ,将 夹 具的 结 构 大 大 复 杂 化 。 方案 4 端 齿 盘 分 度 装 置 其 结 构 如 图 9 所 示 。图 中 上 齿 盘 为 工 作 台 , 下 齿 盘 为 底 座 , 转 动 起 落 手 柄 , 上 下 齿 盘 脱 开 按 照分 度 圈 上 的 刻 度 可 将 上 齿 盘 转 过 一 个 需 要 的 角 度 ,进 行 分 度 ,然 后 落 下 上 齿 盘 , 使 两 齿 盘 相 互 啮 合 , 就 完 成 了 分 度 动 作 。 端 齿 盘 分 度 装 置 的 特 点 是 :分 度 精 度 高 ,分 度 范 围 大 ,精度 重 复 性 好 , 精 度 保 持 性 好 , 并 且 具 有 良 好 的 刚 度 。 但 其 制 造费 用 较 高 , 所 以 价 格 较 高 。 在全 面 分 析 和 比 较 了 上 述 四 种 翻 覆 案 的 基 础 上 ,最 后 ,选择 端 齿 盘 分 度 装 置 来 实 现 夹 具 所 要 完 成 的 回 转 分 度 工 作 。 图 9 端 齿 盘 分 度 装 置 端 齿 盘 分 度 装 置 的 特 点 : 1 分 度 精 度 高 、分 度 精 度 的 重 复 性 和 持 久 性 好 。一 般 机 械分 度 装 置 的 精 度 ,随 着 分 度 装 置 的 磨 损 将 逐 渐 降 低 。但 立 式 端齿 盘 在 使 用 的 过 程 中 却 相 当 于 上 、 下 齿 盘 在 连 续 不 断 地 对 眼研 , 因 此 使 用 越 久 , 上 下 齿 盘 的 啮 合 越 好 , 分 度 精 度 的 重 复 性第 2 章 夹具总体方案设计 - 16 - 和 持 久 性 越 好 。 2 分 度 范 围 大 :端 齿 盘 的 齿 数 可 任 意 确 定 ,以 适 应 各 种 分度 需 要 。 例 如 齿 数 为 360 的 端 齿 盘 , 最 小 分 度 值 为 1 。 3 刚 性 好 :上 下 齿 盘 啮 合 无 间 隙 且 能 自 动 定 心 ,整 个 分 度盘 形 成 一 个 刚 性 良 好 的 整 体 。 4 结 构 紧 凑 , 使 用 方 便 转 角 机 构 的 方 案 设 计 为 了 调 整 铣 刀 盘 的 初 始 位 置 ,夹 具 体 除 了 要 完 成 回 转 分 度动 作 以 外 还 必 须 完 成 能 使 刀 盘 所 在 平 面 与 水 平 面 成 一 个 角 度的 动 作 。 为 了 实 现 这 一 动 作 , 夹 具 必 须 能 实 现 转 角 的 功 能 , 现提 出 两 种 方 案 方案一 液 压 转 角 器 方案二 机 械 转 角 机 构 方 案 的 分 析 与 选 择 方案一 液 压 转 角 器 ( 齿 条 传 动 活 塞 液 压 缸 ) 其 结 构 如 图10 所 示 , 液 压 转 角 器 是 将 液 压 缸 活 塞 的 往 复 运 动 转 变 成 转 动轴 的 回 转 运 动 。结 构 特 点 是 将 两 个 活 塞 液 压 缸 用 一 个 齿 条 对 接起 来 。 两 端 油 口 交 替 进 入 液 压 油 。 液 压 力 作 用 在 活 塞 上 , 使 活塞 和 齿 条 的 往 复 运 动 ,带 动 齿 轮 转 动 。用 行 程 螺 钉 可 以 调 整 活塞 的 行 程 。两 端 的 端 盖 均 采 用 半 环 连 接 ,可 以 承 受 大 的 液 压 力 。 图 10 液压转角器 1- 形 成 调 整 螺 钉 2 端盖 34密封 5789辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) - 17 - 这 种 转 角 机 构 ,使 用 方 便 ,操 作 简 单 ,但 其 结 构 复 杂 。 方案二 机 械 转 角 机 构 , 其 结 构 如 图 11 所 示 , 分 为 上 下两 部 分 。上 滑 块 可 沿 圆 弧 型 轨 道 相 对 于 下 滑 块 滑 动 。因 为 轨 道是 圆 弧 型 的 , 这 就 使 上 滑 块 在 滑 动 的 过 程 中 形 成 了 一 个 夹 角,转 过 角 度 的 大 小 可 有 滑 块 上 的 刻 度 线 来 确 定 在 下 滑 块 中 加 工出 一 个 弧 型 的 T 型 槽 , 上 下 滑 块 用 T 型 槽 用 螺 栓 连 接 , T 性槽用 螺 栓 相 对 于 上 滑 块 是 固 定 的 , 一 起 沿 轨 道 相 对 于 下 滑 块 滑动。 图 11 机 械 转 角 机 构 这 种 转 角 机 构 结 构 简 单 ,但 它 是 手 动 使 用 起 来 没 有 液 压 转角 器 方 便 。 考 虑 到 万 能 工 具 磨 床 体 积 较 小 ,如 果 在 其 上 使 用 的 夹 具 体积 过 大 , 结 构 复 杂 的 化 , 极 有 可 能 发 生 干 涉 现 象 。 液 压 转 角 器虽 然 使 用 方 便 , 但 其 结 构 复 杂 , 需 要 增 设 液 压 回 路 , 而 机 械 转角 器 虽 然 操 作 起 来 没 有 液 压 转 角 器 方 便 但 其 结 构
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