过桥连接支架级进模Word文件下载.docx
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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,2012
[2]杨叔子.机械加工工艺师手册.机械工业出版社,2010
[3]冯涓,王介民.工业产品艺术造型设计.清华大学出版社,2009
[4]钟志华,周彦伟.现代设计方法.武汉理工大学出版社,2011
[5]孟宪源.现代机构手册.机械工业出版社,2013
[6]于骏一,邹青.机械制造技术基础.机械工业出版社,2009
[7]朱喜林,张代治.机电一体化设计基础.科学出版社,2010
[8]彭文生,李志明.机械设计.高等教育出版社,2010
[9]王启平.机床夹具设计.哈尔滨工业大学出版社,2011
[10]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
Abstract
Withthehighspeeddevelopmentofautomobile,theproductionamountsofclutcheshavebeenincreasedinChina;
onlyintheTri-circlesClutchPlant,doesthequantityofclutchassemblyorthedrivenplateassemblyforautomobileeachyearreachtoalevelof1500or2500thousandssets,respectively.Sothat,thetraditionalstampinganddrillingprocessforfrictionplatecannotmeetthequantityandqualitydemandsofmodernclutchproduction.
Here,theproductionprinciples,theworkingprocedures,thecontrolsystem,thestructuralcharacteristicsandthemaincomponentsofthisnewdrillingmachinehavebeenintroducedinthisarticle.
1.Generalstructure:
Thenewmachineisconsistedoffourpartssuchasthemachinebody,theworkingplate,amulti-axesboxandthefixture.Themachinebodyincludesabed,anuppermember,andalowermember;
onwhichamotorandthebeltsareamountedforgivingpowersupplytothemulti-axesbox.Theworkingplatecanmoveupwardordownwardvertically,tocompletedrillingoropposite.Themulti-axesboxisagearbox,andcanbealteredeasilytosuittheproductionofdifferenttypefrictionplate.Thefixtureiscomposedofafundamentalplate,somemodelplateandsoon,tofixthefrictionplateinthecorrectlocation.
2.Controlsystem:
Thecontrolsystemcontrolstheactionsofpneumatic,hydraulicelementsandvalvesinthecorrectsequence.
Theindustrialproductioninthecompanyhasshown:
onthepremiseofinsuringthequalityofproducts,thisnewdrillingmachinecanincreasetheproductionrateatleast10timesoftraditionalmachines,anditisworthyofbeenwidelyusedinthesameplates.
Keywords:
frictionplate,semi-automatic,multi-axesdrillingmachine,clutchforautomobile
目录
中文摘要1
Abstract2
目录1
第一章绪论1
1.1课题研究背景1
1.2课题研究的目的和意义2
1.3国内外研究现状及存在的问题和解决方法2
1.4论文的主要研究内容3
第二章多轴钻床的总体结构5
2.1多轴钻床的结构设计5
2.2多轴钻床电动机与传动方式的选择6
2.2.1多轴钻床电动机的选择6
2.2.2多轴钻床传动方式的选择8
2.3多轴钻床的床身10
2.4多轴钻床的工作台11
2.5多轴钻床的夹具13
2.6摩擦片多轴钻床的结构特点15
第三章多轴钻床的多轴箱16
3.1多轴箱的组成16
3.2多轴箱的方案设计17
3.3多轴箱中齿轮的设计计算19
3.4多轴箱中主轴的设计21
3.5多轴箱的箱体结构设计23
3.6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26
4.1多轴钻床的电气控制原理26
4.2多轴钻床气液进给系统的设计26
4.3、气液进给系统的设计及计算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1-1为某一型号汽车离合器摩擦片的零件简图,如图1-1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。
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,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;
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1-2所示。
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,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2-1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。
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,
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:
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Y132M1—6电动机的功率满足汽车离合器摩擦片半自动多轴专用钻床功率的要求。
Y132M1—6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:
i=960÷
(1046~1253)=(0.917~0.766),
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:
ic=0.198,则V带的传动比为:
iv=i÷
ic=0.917÷
0.198=4.63
ic=0.766÷
0.198=3.86
因为V带的传动比范围为2~4,则选取V带的传动比为:
iv=3.90,
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=375mm
V带的带速:
960×
3.14×
95/60×
1000=4.77m/s≈5m/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
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:
P0=1.6Kw,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:
Kb=0.773×
10_3,根据V带传动比由《机械设计手册》查得传动比系数为:
Ki=1.12,则单根V带传递功率的增量为:
ΔP0=Kbn1(1-1/Ki)=0.773×
10_3×
(1-1/1.12)=0.08Kw,
根据小带轮包角α1查得小带轮的包角系数为:
Kα=0.95,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:
Kl=0.96,则V带根数为:
Z=PC/KαKl(P0+ΔP0)=4.4/0.95×
0.96×
(1.6+0.08)=2.87,
取V带根数为:
Z=3。
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,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2-2所示。
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(
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