过桥连接支架级进模

1、 湖北理工学院 毕业设计（论文）湖北理工学院毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目： 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的设计 教学院： 机电工程学院 专业班级: 2010级机械电子工程1班 学生姓名： 祝 飞 学号： 201040140119 指导教师： 黄新明 1毕业设计（论文）的主要内容1、毕业设计开题报告一份；2、外文文献译文一份（含原文）；3、汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床总装配图一张；4、汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床零件图若干张；5、汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床设计计算说明书一份。2毕业设计（论文）的要求1、份量要求 毕业设计的图纸和文字材料（不含外文文献及其译

2、文）合计总份量不少于2万字或40个标准页码，其中，图纸按1号幅面折算为3千字或6个页码。2、装订要求 文字材料采用A4纸打印，说明书的装订顺序为论文封面、任务书、中文摘要、英文摘要、目录、正文、参考文献、附录、致谢、封底。设计图纸为CAD打印图纸，按A4幅面大小折叠，与文字资料一起装袋，并在资料袋封面上列出资料清单。3、内容要求1）设计的汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床应结构合理，工作可靠，检修调试方便；2）设计的全部图纸应符合国家标准；3）编写的设计计算说明书应内容完整、计算准确、论述清晰。其正文部分应包括概述（或前言）、总体方案设计与论证、各组成部分方案设计与计算、设计总结与问题分析。3

3、进度安排毕业设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1下发毕业设计任务及课题调研2013年11月05日2013年12月05日2开题报告和文献翻译2013年12月06日2013年12月25日3论证设计方案2013年12月26日2014年03月05日4绘制全部设计图纸 2014年03月06日2014年04月07日5编写设计计算说明书2014年04月08日2014年05月08日6资料整理并打印 2014年05月09日2014年05月15日7答辩准备及答辩2014年05月16日2014年05月25日注意：毕业实习为期两周，2014年03月31日前完成。建议为2014年03月03日03月14日，或2014年

4、03月10日03月21日。4其他情况说明1、毕业设计开始后，每周星期三下午14：30为集中指导、检查、答疑时间，同学们必须在K1金工实习基地老师办公室集中，接受老师的指导，并在组内就毕业设计课题进行讨论；2、每周每名学生接受老师的指导时间不得少于两次。3、学生应在指导教师安排、指导下分散进行毕业实习，实习完成后要及时填写毕业实习手册，并交由指导教师批阅。5主要参考文献1 机械设计手册编委员.机械设计手册.机械工业出版社，20122 杨叔子.机械加工工艺师手册.机械工业出版社，20103 冯涓，王介民.工业产品艺术造型设计.清华大学出版社，20094 钟志华，周彦伟.现代设计方法.武汉理工大学出

5、版社，20115 孟宪源.现代机构手册.机械工业出版社，20136 于骏一，邹青.机械制造技术基础.机械工业出版社，20097 朱喜林，张代治.机电一体化设计基础.科学出版社，20108 彭文生，李志明.机械设计.高等教育出版社，20109 王启平.机床夹具设计.哈尔滨工业大学出版社，201110 郑文纬，吴克坚.机械原理.高等教育出版社，2013 中文摘要随着中国汽车工业的发展，汽车离合器的产量大幅提高，仅湖北三环离合器有限公司一家的年产量目前就已达到离合器总成150万套和从动盘总成250万片的生产水平，因而，汽车离合器中的重要零件摩擦片传统的冲压与钻削相结合的加工工艺，已难以满足现代汽车离

6、合器生产中产量与质量的要求，摩擦片的加工现已成为制约离合器生产企业发展的生产瓶颈，为此，迫切需要开发出一种专业加工汽车离合器摩擦片的自动或半自动生产设备。本毕业设计着重介绍了该多轴钻床的工作原理和工作过程，并系统介绍了该多轴钻床的总体结构和结构特点、控制系统和控制方法以及各重要部件结构和结构特点：1.总体结构：分为床身、工作台、多轴箱和夹具四大部分。床身由导轨轴串接钢板焊接件底座、上床身和下床身而组成，其上安装有电动机和皮带轮，用以给多轴箱提供动力；工作台为一可上、下移动的工作平台，通过工作台的上、下移动，从而实现钻削加工的进给与退出；多轴箱为一可更换的多轴齿轮箱，对应不同型号的摩擦片，只需更

7、换相应的多轴箱即可立即进行换型生产；夹具为工件的夹持部分，它由底板和钻模板等零件组成。2.控制系统：为气液进给系统。它通过各种电气控制元件控制气缸、液压缸和各种阀门顺次工作，从而实现多轴钻床的自动加工。本毕业设计介绍的汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床，经由生产使用后表明：它可以在保证汽车离合器摩擦片加工质量的前提下，提高生产工效10多倍，完全达到了预期的设计目标，值得在同类零件的加工生产中推广应用。关键字：摩擦片；半自动；多轴钻床；汽车离合器AbstractWith the high speed development of automobile, the production amount

8、s of clutches have been increased in China; only in the Tri-circles Clutch Plant, does the quantity of clutch assembly or the driven plate assembly for automobile each year reach to a level of 1500 or 2500 thousands sets, respectively. So that, the traditional stamping and drilling process for frict

9、ion plate can not meet the quantity and quality demands of modern clutch production. Here, the production principles, the working procedures, the control system, the structural characteristics and the main components of this new drilling machine have been introduced in this article.1. General struct

10、ure: The new machine is consisted of four parts such as the machine body, the working plate, a multi-axes box and the fixture. The machine body includes a bed, an upper member, and a lower member; on which a motor and the belts are amounted for giving power supply to the multi-axes box. The working

11、plate can move upward or downward vertically, to complete drilling or opposite. The multi-axes box is a gear box, and can be altered easily to suit the production of different type friction plate. The fixture is composed of a fundamental plate, some model plate and so on, to fix the friction plate i

12、n the correct location.2. Control system: The control system controls the actions of pneumatic, hydraulic elements and valves in the correct sequence.The industrial production in the company has shown: on the premise of insuring the quality of products, this new drilling machine can increase the pro

13、duction rate at least 10 times of traditional machines, and it is worthy of been widely used in the same plates.Key words: friction plate, semi-automatic, multi-axes drilling machine, clutch for automobile5目录中文摘要1Abstract2目录1第一章 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题研究的目的和意义21.3 国内外研究现状及存在的问题和解决方法21.4论文的主要研究内容3第二章 多轴

14、钻床的总体结构52.1多轴钻床的结构设计52.2 多轴钻床电动机与传动方式的选择62.2.1多轴钻床电动机的选择62.2.2多轴钻床传动方式的选择82.3多轴钻床的床身102.4 多轴钻床的工作台112.5多轴钻床的夹具132.6摩擦片多轴钻床的结构特点15第三章 多轴钻床的多轴箱163.1多轴箱的组成163.2多轴箱的方案设计173.3多轴箱中齿轮的设计计算193.4多轴箱中主轴的设计213.5多轴箱的箱体结构设计233.6 摩擦片的加工工艺分析25第四章 摩擦片多轴钻床的气液进给系统264.1 多轴钻床的电气控制原理264.2 多轴钻床气液进给系统的设计264.3、 气液进给系统的设计及计

15、算28第五章 绘制cad零件图与装配图30第六章 致谢31参考文献32第一章 绪论 1.1 课题研究背景湖北三环离合器有限公司是一家始建于1954年，从1969年开始专业从事车用离合器生产的国有大型二类企业，是三环集团全资的子公司，也是上市公司“三环股份”的核心企业成员之一。该公司占地面积11.2万平方米，建筑面积6万平方米，固定资产3.5亿元，生产设备500台/套，其中先进的进口设备达到100台/套。汽车离合器中的重要零件摩擦片传统的冲压与钻削相结合的加工工艺，已难以满足现代汽车离合器生产中产量与质量的要求，摩擦片的加工现已成为制约离合器生产企业发展的生产瓶颈，为此，迫切需要开发出一种专业加

16、工汽车离合器摩擦片的自动或半自动生产设备。1.2 课题研究的目的和意义汽车离合器摩擦片是汽车离合器中的一个重要零件，其生产效率直接关系到汽车离合器的生产数量，直接关系到汽车离合器生产企业的产能发挥；其生产质量的好坏也将严重地影响汽车离合器的生产质量与使用寿命。湖北三环离合器有限公司这个有着三十多年离合器专业生产历史的国有大型二类企业，虽然引进了法国Valeo公司膜片弹簧离合器制造技术以及先进生产设备和检测设备，但是，就是因为它还没有专业的汽车离合器摩擦片自动或半自动生产设备，以至至今，在生产加工离合器中的重要零件摩擦片时，仍在采用传统的冲压与钻削相结合的繁琐而笨重的生产方式来进行生产，从而严重

17、制约了这些引进的先进技术和先进设备的生产能力。面对湖北三环离合器有限公司年产离合器总成150万套和从动盘总成250万片的生产要求，它还成为了制约公司生产正常进行和企业向前发展的瓶颈。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的设计可以为企业提供高效、快捷、优质的摩擦片生产设备，为企业提高产品质量、提高生产效率以及充分发挥生产能力作出贡献。1.3 国内外研究现状及存在的问题和解决方法 图11为某一型号汽车离合器摩擦片的零件简图，如图11所示，汽车离合器摩擦片上规则的排列着多个圆柱孔和双倍于圆柱孔的圆锥阶梯孔，汽车离合器摩擦片的生产加工，主要是在材质为石棉线缠绕面片的环形盘类毛坯上加工这些孔。对这些孔的加

18、工，目前，国内外采用的是冲压加钻削的加工方法，即圆柱孔在冲床上一次冲压加工完成，圆锥阶梯孔则用钻模在钻床上逐个地一一钻出。图11 汽车离合器摩擦片简图近期，国内外也研制出了一些汽车离合器摩擦片孔系加工的专用钻床，但是，那也仅仅只是钻床与摩擦片孔系加工工装的合二为一而已。因为，这些摩擦片专用钻床大多只有一个动力头，即使是多头钻削的摩擦片专用钻床也只有两个动力头，所以，它们并不能将摩擦片上的孔系进行集中加工，这样，也就难以保证摩擦片孔系加工的精度要求与产能需要。摩擦片现有孔系加工技术存在的问题主要是：由于汽车离合器摩擦片的生产材料是石棉线缠绕面片，它具有一定的脆性，因而，在冲床上冲压加工圆柱孔时，

19、这些圆柱孔的周边容易产生裂纹，而这些裂纹将会严重影响汽车离合器的工作性能以及其使用寿命；用钻模在钻床上逐个地钻削圆锥阶梯孔时，由于钻模套与刀具之间存在间隙（这个间隙会随着钻模套的磨损而逐渐变大）的影响，使得这种钻削难以保证各孔之间的位置精度要求，同时加工工效也低，不能满足现代大规模生产的需要。要克服汽车离合器摩擦片孔系加工现有加工方法的固有缺陷，满足汽车离合器摩擦片孔系加工的精度要求和大规模现代化生产的需要，需要设计出具有多个动力头的自动或半自动汽车离合器摩擦片多轴专用钻床。1.4论文的主要研究内容本毕业设计主要介绍了汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的设计过程以及该多轴钻床的总体结构和结构特

20、点、控制系统和控制方法、各重要部件的结构等。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的总体结构大致可以分为床身、工作台、多轴箱和夹具等四大部分。其中，床身主要是由导轨轴串接钢板焊接件底座、上床身和下床身而组成，上床身上安装有电动机和大、小皮带轮，用以给多轴箱提供动力；工作台为一可上、下移动的工作平台，通过工作台的上、下移动，从而实现钻削加工的进给与退出；多轴箱为一可更换的多轴齿轮箱，对应不同型号的汽车离合器摩擦片，只需更换相应的多轴箱即可立即进行换型生产；夹具为工件的夹持部分，它主要由安装在工作台上的底板支架、底板和挂靠在多轴箱上的导柱、钻模板、弹簧等零件组成。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的控

21、制系统为气液进给系统。它通过各种电气控制元件控制气缸、液压缸和各种阀门顺次工作，从而实现钻床的自动加工。本论文的结构框架如图12所示。第一章 绪论第二章 多轴钻床的总体结构第三章 多轴钻床的多轴箱第四章 多轴钻床的气液进给系统第五章 绘图图12 论文结构框架图第二章 多轴钻床的总体结构2.1多轴钻床的结构设计汽车离合器摩擦片上有规则排列着的16个圆柱通孔以及32个同样规则排列着的圆锥阶梯孔。传统对这些孔的加工方法是：先将规则排列着的16个圆柱通孔在冲床上用冲模一次冲压完成，而后，将32个同样规则排列着的圆锥阶梯孔在钻床上用钻模逐个地一一钻出。这种传统的加工方法的缺点有：由于摩擦片材料有脆性，在

22、冲压加工过程中这些圆柱通孔的周边容易产生裂纹，而这些裂纹将严重影响汽车离合器的使用性能和使用寿命；钻削加工32个圆锥阶梯孔时，也需要逐一的钻出，也会影响加工的精度要求，同时，加工工效也很低，难以满足现代化大规模生产的需要。由于汽车离合器摩擦片上的孔太多，使得汽车离合器摩擦片多轴钻床上的多轴箱势必较为沉重，如按钻床的常规设计，让钻床的动力头作上、下移动来实现钻削加工的进给与退出，将使得设计出的汽车离合器摩擦片多轴专用钻床非常笨重，加工动作也不协调，同时，加工时将会非常耗费功率，从而大大增加生产成本，可以考虑，汽车离合器摩擦片多轴专用钻床的动力头只作旋转运动，不作上、下移动。而钻削加工的进给与退出

23、，我们将通过汽车离合器摩擦片多轴专用钻床工作台的上、下移动来实现。其加工过程为：首先将摩擦片安装到位后，打开半自动多轴钻床，工作台上升实现快速进刀，当工作台升至摩擦片离钻头15mm处时，工作台减速实现工作进给；钻孔结束后，工作台快速的下降回到原工位，然后取出摩擦片，准备下一工作的加工循环。根据汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的工作过程设计的多轴钻床总体结构如图21所示，它大致可以分为床身、工作台、多轴箱和夹具等四大部分。图21 摩擦片半自动多轴专用钻床的总体结构图1床身 2工作台 3夹具 4多轴箱其中，床身主要是由导轨轴串接钢板焊接件底座、上床身和下床身而组成，上床身上安装有电动机和大、小皮

24、带轮，用以给多轴箱提供动力；工作台为一可上、下移动的工作平台，通过工作台的上、下移动，从而实现钻削加工的进给与退出；多轴箱为一可更换的多轴齿轮箱，对应不同型号的汽车离合器摩擦片，只需更换相应的多轴箱即可立即进行换型生产；夹具为工件的夹持部分，它主要由安装在工作台上的底板支架、底板和挂靠在多轴箱上的导柱、钻模板、弹簧等零件组成。2.2 多轴钻床电动机与传动方式的选择2.2.1 多轴钻床电动机的选择查机械加工工艺师手册，我们得知汽车离合器摩擦片所用材料石棉线缠绕面片的合适表面切削速度为： m/min，由于汽车离合器摩擦片钻削时的孔径为： mm，则多轴钻床主轴的转速为： 由 mm，查机械加工工艺师手

25、册得钻削加工时的进给量为： mm/r则钻削时气缸的轴向进给速度为：根据切削原理推导出的群钻钻削力计算公式为：轴向力： ，切削扭矩： N·m，由摩擦片材料查有关手册得：，则该多轴钻床的最大钻削轴向力和切削扭矩分别为： N 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的的有效功率即为： Kw， Kw，由机械设计手册查得V带的传动效率为：，圆柱齿轮的传动效率为：，深沟球轴承的传动效率为：，则多轴专用钻床的总传动效率为：，汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床所需电动机的功率即为： Kw，考虑到一定的保险系数，决定选取电动机的功率为4Kw，由机械设计手册查得Y132M16电动机的功率满足汽车离合器摩擦片半

26、自动多轴专用钻床功率的要求。Y132M16电动机的主要参数如下：额定功率： Kw， 额定转速： r/min，中心高： mm， 外伸轴径： mm， 轴的外伸长度： mm。2.2.2多轴钻床传动方式的选择汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的总传动比为：i960÷（10461253）（0.9170.766），由于汽车离合器摩擦片的尺寸限制，由于多轴箱空间的限制，多轴箱内齿轮的传动也将受到限制，为此，我们在分配一级和二级传动的传动比时，是先计算多轴箱内齿轮的传动，再来计算一级的带传动。由本文第三章第二节多轴箱中齿轮的设计计算，我们得知齿轮传动的传动比为：ic0.198，则V带的传动比为：iv

27、i ÷ic 0.917÷0.1984.63ivi ÷ic 0.766÷0.1983.86因为V带的传动比范围为24，则选取V带的传动比为：iv3.90，由于电动机电机轴距离底部的中心高为132mm，则小带轮的直径不能超过200mm，初步选取取小带轮的直径d1=95mm，则大带轮的直径为 d2=i1*d1=3.95*95=375mmV带的带速： 960×3.14×9560×10004.77m/s5m/s 在5-25m/s的范围内，符合要求。(3)从动带轮直径： 初选V带的中心距a 取 V带的基准长度 查课本表Z型带选用则中心距

28、小带轮的包角： 故设计合适。由式（13-15）得 根据V带带速和小带轮直径，由机械设计手册查得单根V带传递的功率为：P01.6 Kw，根据V带型别，由机械设计手册查得A型V带的弯曲影响系数为：Kb0.773×103，根据V带传动比由机械设计手册查得传动比系数为：Ki1.12，则单根V带传递功率的增量为：P0Kb n1（11/Ki）0.773×103×960×（11/1.12）0.08 Kw，根据小带轮包角1查得小带轮的包角系数为：K0.95，根据V带内周长度Li，由机械设计手册查得V带长度系数为：Kl0.96，则V带根数为：ZPC /KKl（P0P0）4

29、.4 /0.95×0.96×（1.60.08）2.87，取V带根数为：Z3。单根V带初拉力F查表q=0.06kg/m，v为带速作用在带轮的压力Fq 2.3多轴钻床的床身由于380DB摩擦片的半自动多轴钻床作为专用的钻床，本身产量也不大,但为了减短生产的周期，降低生产所需的成本，做到高效、快速、节约与合理，故将半自动多轴钻床底座、组床的下床身及钻床的上床身等部分设计成焊接件；而机床的竖直方向的导轨用两根表面加上了镀硬鉻的立柱；在移动的工作台通过立柱导向，使得气缸在推动立柱来作上下的运动来实现立柱的工作进给整个循环加工过程；多轴箱是可更换的专用部件，它由电动机通过带轮带动中心轴

30、, 然后中心轴可通过键联接来驱动大齿轮带动多根主轴实现多孔钻削。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的床身结构如图22所示。图22 摩擦片半自动多轴专用钻床床身结构图1底座 2下床身 3柜门 4导轨轴 2上床身底座是半自动多轴钻床的重要组成部件之一，它主要用来支撑其它的组件。本设计所需的半自动多轴钻床的底座应具有抗弯强度以及吸振作用。半自动多轴钻床底座的稳定性可以使半自动多轴钻床在工作时不能晃动且稳定性要好，加工精度并高且具有减震的作用。所以底座设计时所考虑到与地面的接触要相当的稳定，减少过多的震动，在底座的下底面上焊有两个轴颈套，以增加导轨轴轴颈的长度。为加强两个轴颈套的强度，在它们的四周均焊

31、有四块加强筋板。为保证多轴专用钻床工作时的稳定性，在底座两边的脚板上各设计了三个地脚螺栓安装孔，并在其两边的边板上，与螺栓安装孔对应的位置开有六个向外的窗口，以方便板手进入，松、紧地脚螺栓螺母。多轴专用钻床中用于夹紧与钻削的动力缸气缸是固定在底座上的，所以，在底座的上底面上加工有气缸安装孔。下床身是底座与上床身之间的过度，为充分地利用空间，将下床身的内部分为了上、下两个部分，其中，上面的部分设计成了多轴钻床的电器箱，下面的部分设计成了多轴钻床的气动元件箱，电器箱和气动元件箱共用一个箱门，安装在下床身。上床身是多轴钻床床身上最重要的零件，除导轨轴的上端固定于其上外，多轴钻床的动力系统、多轴箱和操

32、作面板也都是安装在其上面的。其中，电动机安装在上床身的后面；大皮带轮安装在轴承座上，固定于上床身的前端上部；多轴箱安装在上床身的前端下部，固定于上床身上，多轴箱的大齿轮轴与大皮带轮轴通过联轴器联结；多轴钻床的操作面板安装于上床身的右边边板上。导轨轴的上端轴颈与上、下床身上的导轨轴连接孔过渡配合，将上、下床身定位连接到一块，并用圆螺母在上床身的上面和下床身的下面同时拧紧，将上、下床身固定在一起。2.4 多轴钻床的工作台由于汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床加工时，同时转动钻削的刀具很多（对380DB摩擦片，一次有32根主轴在同时转动），同时，多轴专用钻床的多轴箱也相当沉重，如果该多轴专用钻床的钻

33、削进给和常规的钻床一样，为刀具进给，将使该多轴专用钻床的传动相当复杂，加工动作也将非常不协调，为此，该多轴专用钻床的工作台设计成为了一个可以上、下移动的工作台，所以，汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的工作台既是固定工件（汽车离合器摩擦片）时的工作平台，也是钻削加工汽车离合器摩擦片时的进给平台。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床工作台的运行精度，运行的平稳性，都将严重影响汽车离合器摩擦片的加工质量。图23 摩擦片半自动多轴专用钻床工作台结构图1T型槽面板 2侧支撑板 3活塞连接套 4定位块 5背板6滑动箱 7防尘密封圈 8导轨轴套 9防尘密封圈座工作台作为安放工件的主要部件。它与底座相互联接并

34、且安装固定在底座上方。工作台设计时要考虑到钻模板的平行度精度，才能保证工件钻孔过程中的垂直的从而保证加工的精度。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的工作台主要由T型槽面板、背板、侧支撑板、活塞连接套、滑动箱、定位块、导轨轴套、防尘密封圈座和防尘密封圈等零件组成，其结构如图23所示。要保证多轴专用钻床工作台的运行精度和其运行的平稳性，就要保证工作台的加工精度，保证工作台与导轨轴之间的位置关系，保证工作台中的导轨轴套与导轨轴之间的充分润滑。T型槽面板、背板以及两块三角形侧支撑板用定位销和沉头螺钉连接成框型工作台架，它们作为一个整体通过定位块定位安装在与导轨轴配合在一起的、并可以在导轨轴上作上、下滑

35、动的滑动箱上，以保证T型槽面板的台面与导轨轴的垂直，以保证T型槽面板的台面是作垂直的上、下运动，以保证钻削加工时，钻刀是垂直的钻入汽车离合器的摩擦片。为保证工作台在导轨轴上运行自如、平稳，滑动箱内两边导轨轴套安装孔之间的位置精度必须保证，同时，同边上下两导轨轴套安装孔之间的位置精度也必须保证，为此，我们是将留有加工余量的四个导轨轴套安装座与各种板件焊接成滑动箱箱体后，作为一个整体来一起进行加工的。此处要注意的是：为保证同轴度，同边上、下两导轨轴套安装孔必须是一刀同时加工完毕。为保证导轨轴套与导轨轴之间的充分润滑，我们在滑动箱箱体的上部，两个导轨轴套安装座之间，用钢板焊接隔离出了一个润滑油室，润

36、滑油室与导轨轴套内孔相通，在润滑油室与导轨轴套的通道上塞上油捻子，使润滑油慢慢地渗透到导轨轴上，对导轨轴与滑动箱之间的滑动进行无动力的、连续的、不间断的自动润滑。工作台T型槽面板与气缸的活塞相连，并被气缸活塞带动作上、下运动，所以，如图23所示，在工作台T型槽面板的下面安装有活塞连接套。2.5多轴钻床的夹具汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的夹具是多轴专用钻床钻削时摩擦片的固定装置，它由上、下两大部分组成，其上半部分悬挂在多轴箱的连接盘上，固定不动，它主要由导柱、滑套、压紧弹簧、钻模板、圆型压块和钻模套等零件组成；其下半部分用压板固定在工作台台面上，随工作台作上、下运动，它主要由底板、中间垫块

37、、摩擦片支撑板和摩擦片定位销等零件组成。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的夹具结构如图24所示。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的夹具上并没有设计专门的，手动或者自动的主动夹紧装置，其上摩擦片钻削时的固定，是通过摩擦片随工作台向上运行时，摩擦片顶上固定于钻模板上的圆型压块，推动钻模板上行，压缩压紧弹簧，利用压紧弹簧的弹力来进行的。也就是说，多轴专用钻床钻削加工时，汽车离合器摩擦片是被压紧弹簧紧紧地抵在圆型压块与摩擦片支撑板之间，无法在摩擦片平面方向上作任何的移动。图24 摩擦片半自动多轴专用钻床夹具结构图1底板 2中间垫块 3摩擦片支撑板4摩擦片定位销 5钻模板6钻模套 7滑套 8导柱 9

38、圆型压块 10压紧弹簧汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床夹具的设计过程中，我们考虑到：要保证钻削加工时汽车离合器摩擦片夹持的可靠性，就得保证汽车离合器摩擦片的上、下两面与夹持件完全接触，亦即夹持汽车离合器摩擦片的两个平面必须平整。为达到上述目的，同时考虑到减小加工量，降低生产成本，我们将与汽车离合器摩擦片下底面接触的摩擦片支撑板上表面，设计成一个与汽车离合器摩擦片外径相同的凸起圆表面；将下压汽车离合器摩擦片上表面的平面，设计成固定在钻模板上的圆型压块平面，这些圆型压块一共有8块，安排在8组钻模套（4个钻模套为一组，其位置与汽车离合器摩擦片上8组圆锥阶梯孔的位置相对应）相邻组间的空隙处。此平面的

39、加工是将热处理后的8块圆型压块一起固定在钻模板上，然后在平面磨床上磨削出来的。为节省材料，降低成本，同时，为减轻汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床夹具的重量，夹具的底板与摩擦片支撑板间是由4块中间垫块来过渡，当然，4块中间垫块的高度要求完全一致，因此，它们必须4块一起同时进行磨削加工。夹具机构的功能:保证加工精度,扩大机床的使用范围,提高生产率,保证安全。2.6摩擦片多轴钻床的结构特点汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的设计为实用新型专机设计，该多轴钻床的设计与传统的多轴钻床相比主要有如下三个新特点：一是根据汽车离合器摩擦片生产企业生产车间铺有压缩空气管道的有利条件，该多轴钻床的设计没有选用液

40、压缸，而是用气缸取代液压缸来完成多轴钻床钻削时的工件夹紧与钻削进给两个功能动作；二是将传统多轴钻床用两个动力缸分别来完成的夹紧与钻削两个基本动作，巧妙地用一个动力气缸来完成；三是对于不同规格品种的汽车离合器摩擦片的加工，该多轴钻床设计了可以更换的、不同规格品种的多轴箱来满足其钻削要求。针对上述创新点而设计的汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的结构具有如下一些特点：（1） 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的床身并不象常规多轴钻床一样设计为铸铁铸件，而是设计成了分为上床身、下床身和底座三段的钢板焊接件，三段床身钢板焊接件之间用两根表面镀有硬鉻的垂直导轨轴固定、连接到了一起。（2） 汽车离合器摩擦

41、片半自动多轴专用钻床的工作进给，并不象常规多轴钻床一样设计为旋转刀具的轴向主动进给，而是设计成了多轴钻床工作台的上行运动造成的被动进给。（3） 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床并不象常规多轴钻床一样设计有很粗的立柱，多轴钻床工作台的上、下运行是通过两根表面镀有硬鉻的垂直导轨轴来引导。导轨轴是直径较小的圆柱轴，加工方便，成本也低。（4） 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床夹紧与钻削的执行元件并不象常规多轴钻床一样设计为液压缸，而是设计成了气缸，且只用一个气缸就完成了常规多轴钻床需用两个液压缸去完成的夹紧与钻削两个基本工作动作。这样的设计，一方面充分利用了摩擦片生产企业的现有资源，另一方面又简化

42、了多轴钻床的结构。（5） 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的夹具上，并没有象常规多轴钻床一样设计有专门的，手动或者自动的主动夹紧装置，其上汽车离合器摩擦片钻削时的固定，是通过工作台上行时，迫使钻模板上的压紧弹簧变形而自动进行的。（6） 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的多轴箱并不象常规多轴钻床一样设计为固定多轴箱，而是设计成了一个可以更换的专用部件。对于不同规格品种的汽车离合器摩擦片，只需更换相应的多轴箱即可进行换型生产。（7） 汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床工作台运行时的润滑，是让润滑油通过润滑油室与导轨轴套间的油捻子慢慢地渗透到导轨轴上，而在导轨轴与滑动箱之间进行的无动力、连续、不

43、间断自动润滑。第三章 多轴钻床的多轴箱汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床多轴箱是多轴专用钻床上的一个重要部件，它的设计合理如否以及它的加工精度与使用寿命都将直接关系到汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的使用情况，也将直接影响汽车离合器摩擦片的加工质量与多轴钻床加工的经济性。3.1多轴箱的组成多轴箱是组合机床上的重要专用部件。由通用零件如通用箱体、通用主轴、通用传动轴、通用齿轮和套等组成。1. 通用箱体类零件 多轴箱的通用箱体类零件箱体材料为HT200，前盖、后盖、侧边盖的材料为HT150。多轴箱基本尺寸系列标准可查GB3668.1-83的规定，有九种名义尺寸分别对应规定用相应滑台的滑鞍宽度，根

44、据多轴箱宽度和高度的配套滑台的规格来选择规定的系列尺寸。2 通用主轴 按支承的型式可分为三种：滚锥轴承主轴；滚珠轴承主轴；滚针轴承主轴。a.滚锥轴承主轴前后支承都为圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承可以承受较大的径向载荷和轴向载荷且结构简单、安装装配调整简单方便可广泛应用于扩孔、镗孔、铰孔和攻螺纹等工序，适用于刚性较大的轴。 b.滚珠轴承主轴 前支承为推力球轴承和向心球轴承、而后支承则为向心球轴承。因推力球轴承设置在前端能承受较大的轴向载荷，故适应于钻孔的主轴。 c.滚针轴承主轴前后支承都采用无内环滚针轴承和推力轴承。滚针轴承只能承载径向载荷，径向尺寸很小，在主轴间距较小时采用。 主轴载荷较大，无较大

45、的冲击，故材料一般采用40Cr钢，调质热处理硬度在241HBS-286HBS；滚针轴承主轴需要强度、韧性以及耐磨性高，故用20Cr钢，渗碳淬火，回火热处理硬度在56HRC-62HRC之间。3通用传动轴多轴箱传动系统的一般要求 a.在保证主轴的强度、转速、刚度等条件下保证传动轴和齿轮的规格、数量都为最少。为此应尽量用一根中间轴带动若干根主轴，而且将齿轮布置在同一水平面上。当中心距偏离标准时可采用变位齿轮来调整或略微改变传动比的方法来解决问题。 b.尽量不使用主轴带动主轴的方案以免增加主轴的载荷进而影响加工的质量。 当主轴分布较密，布置齿轮空间受到限制以及主轴的负载比较小或者加工的所要求的精度不太

46、高时也可采用一根高强度的主轴来带动一两根主轴的一般传动方法。 c.为了保证结构紧凑的多轴箱的内齿轮副中的传动比不能小于0.5，而最佳传动比为0.67，后盖中的内齿轮的传动比的范围在0.285-0.333之间,同时尽量的避免来用升速作为传动。但是为了防止主轴上的齿轮不能太大，最后一级一般采用升速来作为传动。而当驱动轴的转速较低时可考虑先升速后再降速，因为传动链前面的轴、齿轮转矩比较小而且结构紧凑，如果速度过高会使空转功率损失随之增加，因此要求升速传动比小于或等于主轴上的齿最后一级，故经常采用升速传动。 传动轴一般采用45钢，调质热处理到硬度在217HBS-255HBS之间；滚针轴承传动轴用20G

47、r钢。渗碳淬火，回火热处理硬度在56HRC-62HRC之间。 4通用齿轮和套多轴箱用通用齿轮主要有：通用传动齿轮、通用动力箱齿轮和通用电动机齿轮三种.通过以上分析可知对于本设计而言主要实现钻孔、扩孔、铰孔三工位的传动。主轴可选用滚珠轴承主轴,对于传动轴由于其很少承受轴向载荷但是为提高加工精度防止产生多余的轴向载荷而影响传动，故在两端均采用圆锥滚子轴承，选用滚锥轴承的支承方式。3.2多轴箱的方案设计图31为380DB离合器摩擦片有32个圆锥阶梯孔及16个圆柱孔，这些孔有规律地排列在直径为333mm及242mm的两个圆的圆周上，摩擦片的的外径为380mm，内孔为200mm。有32个圆锥阶梯孔且两圆

48、锥阶梯孔之间的角度为16.75°，有16个圆柱通孔两圆柱通孔与垂直方向角度为9°。图31 380DB汽车离合器摩擦片零件简图由380DB汽车离合器摩擦片的零件图，可以容易地计算出圆柱通孔与圆锥最小中心距a =121xsin9°=18.92mm，然而，同时在这两孔的中心位置安装的传递钻削扭矩（钻圆孔径大小为10.5mm）的齿轮，两齿轮不能发生干涉，也就是齿轮的齿数应大于最小齿数而不产生根切，不破坏齿轮的强度，不能影响齿轮的寿命，因此一次加工所有的孔径是行不通的，因而，380DB离合器摩擦片上的16个圆柱孔及32个圆锥阶梯孔是不能一次加工完成,因此，只能将380DB离

49、合器摩擦片上的48个孔分为两部分进行依次加工，一组分为16个圆柱孔来加工，另一组分为32个圆锥阶梯孔来加工。从所给的380DB汽车离合器摩擦片的零件图观察不难看出，16个圆柱孔之间的位置关系与圆锥阶梯孔中的32个孔的位置关系相关联，它们只是在角度上相差9度，因此，可利用32孔多轴箱，只需要在16个圆柱孔中相对应的位置上装上16把钻头，在与此同时，将摩擦片相应的旋转9度，即可加工出16个圆柱孔；另一方面只需要在32个圆锥孔中相对应的位置上装上32把钻头，在与此同时，将摩擦片相应的旋转16.75度，即可加工出32个圆锥孔。也就是说，只要设计制作一个32孔的多轴箱就可以加工出380DB汽车离合器摩擦

50、片上的16个圆柱孔及32个圆锥阶梯孔。为保证多轴箱中齿轮传动的可靠性，以及减少多轴箱零件的种类及数量，从所给的零件图可以看出, 380DB多轴箱中的齿轮传动设计是由大齿轮直接带动内圈的小齿轮，紧接着，通过过渡齿轮来的小齿轮，从而实现内外圈32根主轴的同时、同速、同向旋转,完成32孔的多孔钻削任务。由于16个过渡齿轮是直接将内圈16个小齿轮的运动传递给16个外圈小齿轮，所以，内、外圈小齿轮的旋转方向就是一样的；又由于内圈小齿轮、过渡齿轮和外圈小齿轮的大小完全一样，所以，内、外圈小齿轮的旋转速度也就完全相同。这也就是说：汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床的32根主轴实现了同向且同速旋转。图32 3

51、80DB多轴箱总体结构图1、导柱 2、主轴、 3、小齿轮 4、箱盖 5、大齿轮6、大齿轮轴 7、钻模板 8、过度齿轮 9、箱体 综合考虑上述各种情况后，设计出的380DB汽车离合器摩擦片32孔多轴箱的总体结构如图32所示，它主要由主轴、大齿轮轴、大齿轮、小齿轮、过度齿轮、箱体及箱盖等组成。本多轴箱的结构设计巧妙，它充分地利用了箱体内的空间，使得多轴箱的结构非常紧凑，在很小的地方就可以同时进行多孔的钻销。3.3多轴箱中齿轮的设计计算由于摩擦片是一种非金属材料零件，其自身特性决定其钻孔的切削力不大，同时，考虑到多轴箱齿轮的工作寿命，我们将多轴箱中传动齿轮的模数设定为模数m=2。为防止内外圈的齿轮发

52、生干涉，必须保证：m(Z2+2)(332-242)/2得：Z220.5,取Z2=20，而a=121mma=(Z1+Z2)/2得：Z1=（121×2）/m-20=101而多轴箱大齿轮轴的转速为: n1=243.3r/min。故主轴的转速为：n2=n1×Z1/Z2n2=243.3×101/20=1228.67r/min。摩擦片其钻孔的最佳钻削转速在1050r/min与1250r/min之间，故在其最佳钻削转速范围内。汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床多轴箱中大、小齿轮均为标准齿轮，它们的压力角20°，齿顶高系数ha*1 顶隙系数c*0.25，则大、小齿轮的几

53、何尺寸计算分别如表31和表32所示：名称代号数值和计算模数m2压力角20°分度圆直径d1d1=mZ1=2×101=202mm齿顶高haha=ha*m=1×2=2mm齿根高hfhf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2=2.5mm齿全高hh=(2ha*+c*)m=(2×1+0.25)×2=4.5mm齿顶圆直径da1da1=(Z1+2ha*)m=(101+2×1)×2=206mm齿根圆直径df1df1=(Z12ha*2c*)m=(1012×12×0.25)×2=197mm基圆直径db1

54、db1=d1cos=202×cos20 °=189.82mm齿间距pp=m=2=6.28mm基圆齿距pbpb=pcos=6.28×cos20 °=5.90mm齿厚ss=m/2=2/2=3.14mm齿槽宽ee=m/2=2/2=3.14mm顶隙cc=c*m=0.25×2=0.5mm标准中心距aa=m(Z1+Z2)/2=2(101+20)/2=121mm节圆直径d1d1=d1=121mm传动比ii12= Z2/Z1=20/101=0.198表31 大齿轮的几何尺寸计算表32 小齿轮的几何尺寸计算名称代号数值和计算模数m2压力角20°分度圆直

55、径d2d2=mZ2=2×20=40mm齿顶高haha=ha*m=1×2=2mm齿根高hfhf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2=2.5mm齿全高hh=(2ha*+c*)m=(2×1+0.25)×2=4.5mm齿顶圆直径da2da2=(Z2+2ha*)m=(20+2×1)×2=44mm齿根圆直径df2df2=(Z22ha*2c*)m=(202×12×0.25)×2=35mm基圆直径db2db2=d2cos=40×cos20 °=37.58mm齿间距pp=m=2=6.28mm基圆齿距pbpb=pcos=6.28×cos20 °=5.90mm齿厚ss=m/2=2/2=3.14mm齿槽宽ee=m/2=2/2=3.14mm顶隙cc=c*m=0.25×2=0.5mm标准中心距aa=m(Z1+Z2)/2=2(101+20)/2=121mm节圆直径d2d2=d2=40mm传动比ii12= Z2/Z1=20/101=0.198小齿轮选用40Cr，热处理方式为调质，齿面硬度为270MPa，大齿轮选取45号钢，调质处理，齿面硬度为230MPa。3.4多轴箱中主轴的设计汽车离合器摩擦片