一种平旋分度盘机构的数字化设计
随着工业4.0的到来，机械加工工件的品质、性能以及的加工工艺的不断提升，普通的的数控机床加工性能已经无法再适应工业生产的要求，一般传统的数控加工中心上会有众多机构繁琐、大小尺寸、外形不同的工件不太容易进行加工和制造，可是平旋分度盘作为一种功能多元化的机床附件，通常用来辅助加工各种复杂表面。本文的目的就是设计一款新型的平旋分度盘机构来适应不同尺寸的圆形端盖类零件。这种设计新颖装置的钻模板板与机床夹具体本身是不连接的，作为一个相对独立的工件安装在机床上。加工工件在机床上操作加工，每拆装一次，与此同时，钻模板也需要重新换下一次。工业加工过程中，使用这种新型的钻模板钻孔较传统钻模加工精度较高，该型钻模一方面解决了固定式钻模的装拆问题，同时也解决了铰链式钻模板一直存在的加工精度较低的问题。不仅如此，该种新型分度盘机构在满足不同精度要求孔的精准加工的同时，又具备了装拆方便等诸多优点，在很大程度上提升了加工的精度和工业生产的效率。加工工件上需要加工的孔愈多，加工的批量愈大，就越是能展示出该种新型钻模板的优越性能。关键词 分度盘，同步移动，夹具， CAD目 录
1 引言 1
1.1 选题的意义和依据 1
1.2 国内外钻模板的发展状况 2
1.2.1 国内钻模板发展现状 2
1.2.2 钻模板的结构特点 4
1.3 工艺规程分析 5
1.3.1 钻模板的工艺分析 5
1.3.2 钻套的分类 5
1.3.3 钻套的磨损 7
2 钻削切削力的计算 8
3 导轨的选择 10
3.1 导轨的分类和功能 10
3.2 所选导轨应满足的基本要求 10
3.3 滚动导轨的介绍 11
3.3.1 直线滚动导轨副的工作原理 12
3.3.2 滚动导轨的预紧 12
4 夹具的计算 12
4.1 孔的平行度计算 13
4.2 钻套内孔 14
4.3 定位误差的计算 14
4.4 锥齿轮的设计计算 15
4.4.1 设计计算 15
4.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
绍 11
3.3.1 直线滚动导轨副的工作原理 12
3.3.2 滚动导轨的预紧 12
4 夹具的计算 12
4.1 孔的平行度计算 13
4.2 钻套内孔 14
4.3 定位误差的计算 14
4.4 锥齿轮的设计计算 15
4.4.1 设计计算 15
4.4.2 齿轮的基本参数 17
4.5 二维三维设计过程 18
4.5.1 电机后端盖外形设计 18
总结 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
在工业生产过程中，大多数情况下是工人先在待加工工件上用专业的记号笔进行划线处理来确定加工孔的中心，接着再把加工工件放到相应的钻床上来进行刀具的对孔，最后再把加工工件加紧然后钻孔。当加工时遇到回转类的加工工件，特别是圆环形状的加工工件时，由于这些零件的外形结构大体相同，并且每一个孔都是在固定的圆周上面按照相同的角度均衡分布，而且加工工件的中间处一般都是空的，所以想用中间轴线确定位置的方法也是极其困难的，所以，传统的钻孔方法既不好确定工件的加工中心，又不能方便的进行划线确定处理，所以就导致了加工出来的孔存在着精度低，加工效率不高的问题，所以，大多数数控机床上进行钻孔时都在工装上配置钻模装置，而钻模装置的核心部位就是钻模板。
1.1 选题的意义和依据
根据相关数据表明，在实际工业生产操作过程中，单位钻孔加工环节所用时间相当于机械切削工序加工所用总体时间的百分之二十二左右，甚至在个别机械加工行业中，单单钻孔一道工序就占据了整个加工总工序量的百分之三十到百分之四十之间，以我本人本学期课外实习的企业为例，生产车间在装配机床零件过程中实际钻孔操作的次数和时间大约要占到整个机械生产加工完成量的百分之三十左右，不仅如此在这些需要加工的钻孔中， 大多数一般精度要求的孔又占了百分之九十五左右。
大多数情况下，如果在钻孔环节操作的时候运用了钻模装置就能省去划线这道工序，不仅如此，使用钻模装置还可以提高钻孔的加工质量和加工的效率。现在，工业生产过程中钻模的方式大多数情况是需要钻多大尺寸的孔就使用相同规格的钻套来配合。对应的钻孔工艺为：第一步：装备夹紧工件第二步：钻出一个规定尺寸的孔，第三步：切换钻头来钻另一种不同尺寸的孔，第四步：重复上述步骤，一直钻到这种工件上各种尺寸的孔，最后换下这个加工工件完成钻孔操作，循环操作。可以看出这种方法存在以下问题：
①一块加工工件中通常有很多孔径不一样的孔，加工不同孔径的孔时常常要更换不同的钻头，但是因为加工工件通常是批量加工的，频频地更换钻头会耽误许多时间；而且钻头的直径愈大相应的切削力就会愈大，所以在加工的时候钻模很容易发生移位现象；
②批量加工时不太容易实现钻模的标准化和模块化：工件中有几个孔径大小不一的孔，则要设计相同孔径的钻套，而且孔的直径越大，相应的钻套就会越高，相应的钻模板厚度也就愈大，因为实际生产过程中很多机械零部件的体积一般比较大，所以相应的钻模板就会比较厚重；
③制造不方便：因为每次制造设计的钻模板和钻套基本不同规格，且制造的时间较长；不仅如此，由于不一样尺寸的钻套需要安装不同规格的铰刀，并且很多规格的铰刀并不是很常用。所以，在很大程度上带来了制造的不便。
1.2 国内外钻模板的发展状况
1.2.1 国内钻模板发展现状
钻模板是钻模装置的核心部件，是一种通途很广泛的机床夹具，它的主要作用是作为钻头的牵引，在套上钻套之后在待加工工件上进行钻孔或铰孔时所使用的一种机床夹具，早在1787年，夹具的发展就历经了三个主要阶段，第一阶段主要是依靠夹具与工人的配合。在机械工业发展的最初时期，工业生产的加工精度较低，机械加工产品的加工质量大多数依赖于工人个人的技术和经验，在当时夹具只是作为机械生产加工过程中的一类辅助加工工具；随着工业的蓬勃发展，机械机床、汽车生产线、飞机制造等机械行业的发展，第二阶段夹具的种类开始发展全面。机床夹具在加工定位、机床加紧、导向牵引等方面的结合也逐渐趋向于完善，渐渐的发展成了机械加工系统的主要加工工艺设备之一；伴随着世界科学技术和工业自动化生产的进步以及社会生产力的快速提升，机械加工中夹具在整个系统中所占据的地位和比重也日渐重要，第三阶段的主要表现是机械生产线上夹具体和加工机床有机的紧密结合在一起。同时伴随着制造业的快速发展和工业4.0的到来，机械产品所需要的的设计时间大大减少，生产效率大大提高，生产升本减小，并且产品的更新换代步伐加快，因此一般传统的大批量加工模式已经逐渐渐地被一些中小批量的加工生产方式所取代。所以机械加工行业必须要具备很高的加工生产柔性才能适应这种趋势，在国外FMS（柔性制造系统）已经作为开发新生产线的必要途径，柔性制造系统已经作为机械加工制造行业的主要发展方向和基础。现在通常将组合夹具作为为柔性加工夹具的代名词，而组合夹具通常情况下可分为两大系统：基于销钉系统和基于T型槽系统。基于销钉系统中的组合夹具大多是通过基座上的定位孔来实现对待加工夹具元件的准确定位和加紧作用的。
图1-1 电机后端盖实物图
图1-2 加工底板三
1 引言 1
1.1 选题的意义和依据 1
1.2 国内外钻模板的发展状况 2
1.2.1 国内钻模板发展现状 2
1.2.2 钻模板的结构特点 4
1.3 工艺规程分析 5
1.3.1 钻模板的工艺分析 5
1.3.2 钻套的分类 5
1.3.3 钻套的磨损 7
2 钻削切削力的计算 8
3 导轨的选择 10
3.1 导轨的分类和功能 10
3.2 所选导轨应满足的基本要求 10
3.3 滚动导轨的介绍 11
3.3.1 直线滚动导轨副的工作原理 12
3.3.2 滚动导轨的预紧 12
4 夹具的计算 12
4.1 孔的平行度计算 13
4.2 钻套内孔 14
4.3 定位误差的计算 14
4.4 锥齿轮的设计计算 15
4.4.1 设计计算 15
4.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
绍 11
3.3.1 直线滚动导轨副的工作原理 12
3.3.2 滚动导轨的预紧 12
4 夹具的计算 12
4.1 孔的平行度计算 13
4.2 钻套内孔 14
4.3 定位误差的计算 14
4.4 锥齿轮的设计计算 15
4.4.1 设计计算 15
4.4.2 齿轮的基本参数 17
4.5 二维三维设计过程 18
4.5.1 电机后端盖外形设计 18
总结 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
在工业生产过程中，大多数情况下是工人先在待加工工件上用专业的记号笔进行划线处理来确定加工孔的中心，接着再把加工工件放到相应的钻床上来进行刀具的对孔，最后再把加工工件加紧然后钻孔。当加工时遇到回转类的加工工件，特别是圆环形状的加工工件时，由于这些零件的外形结构大体相同，并且每一个孔都是在固定的圆周上面按照相同的角度均衡分布，而且加工工件的中间处一般都是空的，所以想用中间轴线确定位置的方法也是极其困难的，所以，传统的钻孔方法既不好确定工件的加工中心，又不能方便的进行划线确定处理，所以就导致了加工出来的孔存在着精度低，加工效率不高的问题，所以，大多数数控机床上进行钻孔时都在工装上配置钻模装置，而钻模装置的核心部位就是钻模板。
1.1 选题的意义和依据
根据相关数据表明，在实际工业生产操作过程中，单位钻孔加工环节所用时间相当于机械切削工序加工所用总体时间的百分之二十二左右，甚至在个别机械加工行业中，单单钻孔一道工序就占据了整个加工总工序量的百分之三十到百分之四十之间，以我本人本学期课外实习的企业为例，生产车间在装配机床零件过程中实际钻孔操作的次数和时间大约要占到整个机械生产加工完成量的百分之三十左右，不仅如此在这些需要加工的钻孔中， 大多数一般精度要求的孔又占了百分之九十五左右。
大多数情况下，如果在钻孔环节操作的时候运用了钻模装置就能省去划线这道工序，不仅如此，使用钻模装置还可以提高钻孔的加工质量和加工的效率。现在，工业生产过程中钻模的方式大多数情况是需要钻多大尺寸的孔就使用相同规格的钻套来配合。对应的钻孔工艺为：第一步：装备夹紧工件第二步：钻出一个规定尺寸的孔，第三步：切换钻头来钻另一种不同尺寸的孔，第四步：重复上述步骤，一直钻到这种工件上各种尺寸的孔，最后换下这个加工工件完成钻孔操作，循环操作。可以看出这种方法存在以下问题：
①一块加工工件中通常有很多孔径不一样的孔，加工不同孔径的孔时常常要更换不同的钻头，但是因为加工工件通常是批量加工的，频频地更换钻头会耽误许多时间；而且钻头的直径愈大相应的切削力就会愈大，所以在加工的时候钻模很容易发生移位现象；
②批量加工时不太容易实现钻模的标准化和模块化：工件中有几个孔径大小不一的孔，则要设计相同孔径的钻套，而且孔的直径越大，相应的钻套就会越高，相应的钻模板厚度也就愈大，因为实际生产过程中很多机械零部件的体积一般比较大，所以相应的钻模板就会比较厚重；
③制造不方便：因为每次制造设计的钻模板和钻套基本不同规格，且制造的时间较长；不仅如此，由于不一样尺寸的钻套需要安装不同规格的铰刀，并且很多规格的铰刀并不是很常用。所以，在很大程度上带来了制造的不便。
1.2 国内外钻模板的发展状况
1.2.1 国内钻模板发展现状
钻模板是钻模装置的核心部件，是一种通途很广泛的机床夹具，它的主要作用是作为钻头的牵引，在套上钻套之后在待加工工件上进行钻孔或铰孔时所使用的一种机床夹具，早在1787年，夹具的发展就历经了三个主要阶段，第一阶段主要是依靠夹具与工人的配合。在机械工业发展的最初时期，工业生产的加工精度较低，机械加工产品的加工质量大多数依赖于工人个人的技术和经验，在当时夹具只是作为机械生产加工过程中的一类辅助加工工具；随着工业的蓬勃发展，机械机床、汽车生产线、飞机制造等机械行业的发展，第二阶段夹具的种类开始发展全面。机床夹具在加工定位、机床加紧、导向牵引等方面的结合也逐渐趋向于完善，渐渐的发展成了机械加工系统的主要加工工艺设备之一；伴随着世界科学技术和工业自动化生产的进步以及社会生产力的快速提升，机械加工中夹具在整个系统中所占据的地位和比重也日渐重要，第三阶段的主要表现是机械生产线上夹具体和加工机床有机的紧密结合在一起。同时伴随着制造业的快速发展和工业4.0的到来，机械产品所需要的的设计时间大大减少，生产效率大大提高，生产升本减小，并且产品的更新换代步伐加快，因此一般传统的大批量加工模式已经逐渐渐地被一些中小批量的加工生产方式所取代。所以机械加工行业必须要具备很高的加工生产柔性才能适应这种趋势，在国外FMS（柔性制造系统）已经作为开发新生产线的必要途径，柔性制造系统已经作为机械加工制造行业的主要发展方向和基础。现在通常将组合夹具作为为柔性加工夹具的代名词，而组合夹具通常情况下可分为两大系统：基于销钉系统和基于T型槽系统。基于销钉系统中的组合夹具大多是通过基座上的定位孔来实现对待加工夹具元件的准确定位和加紧作用的。
图1-1 电机后端盖实物图
图1-2 加工底板三
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