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（答辩稿）加工涡轮盘榫槽的卧式拉床夹具设计（CAD图纸+DOC论文）

加工涡轮盘榫槽的卧式拉床夹具设计摘要涡轮盘要加工榫槽，外周不能用于夹紧，轴中心无通孔，所以只能利用轴向均匀的个角向位置任意孔，采用螺纹夹紧。螺纹夹紧简单可靠，有自锁作用，也可以提供足够的夹紧力。涡轮盘榫槽加工工位多，更换拉刀次数多次，个涡轮盘榫槽的加工时间最短也得天左右，所以克服了螺纹夹紧慢辅助时间长的问题。由于涡轮盘自身用于穿螺栓的孔径为.，只能用六个的螺栓进行螺纹夹紧。但是在涡轮盘榫槽拉削过程中，涡轮盘所受的切削力大，为了增强夹紧力提高夹具体刚性减少切削力大对榫槽加工精度的影响，需要增加了三个液压压紧机构。夹紧力的确定确定夹紧力主要是确定夹紧力的大小方向和作用点，夹紧力的方向应该垂直于主要的定位表面。为使夹紧力有助于定位，工件应靠紧各支承点，并保证工件上各个定位基准与定位元件接触可靠。通常工件主要的定位基面的面积较大精度较高，限制的自由度多，夹紧力垂直于此面，有利于保证工件的准确地定位。其次，夹紧力的方向应使工件夹紧后变形最小。因为工件在不同方向上的刚性不同，受压表面的接触变形不同，故夹紧力的方向应使得受压表面最好是与定位元件接触较大的定位基准。再次，夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。夹紧力的作用点就是指的夹紧元件相接触的小块面积，夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，不至于引起工件产生位移或偏转，还必须使被夹紧工件的变形最小，并且应该尽量靠近切削部位，以提高夹紧的可靠性，如果切削部位的刚性不足可采用辅助支承。夹紧力的大小必须适当，夹紧力过小，工件在夹具中的位置可能在加工过程中产生变动，破坏原有定位。如果夹紧力过大，工件在夹具的位置可能在加工过程中产生较大的变形，直接会影响到加工的质量。在计算夹紧力的大小时，将此卧拉夹具看成个刚性系统以简化计算，根据加工过程中工件所受的切削力重力惯性力夹紧力等处于静力平衡的条件下，来计算理论的夹紧力。根据以上理论分析可知在拉削涡轮盘榫槽时，夹紧力的方向应该垂直于主要的定位基面，作用点应该在工件的圆周上，大小通过以下计算可得。在加工过程中涡轮盘处于相对静止的状态下，在水平方向上只受到切削力和夹紧力的作用，所以只要算出切削力，根据夹具处于静力平衡就可以计算出夹紧力。查刀具设计手册表，最大切削力的经验公式式中刀齿单位切削力长度上的拉削力每个刀齿切削刃的总长度最大同时工作的齿数分别为前角后角刀齿锋利程度切削液对拉削力影响的修正系数查刀具设计手册表齿升量.,硬度在之间，取为。拉削的槽宽为.，拉削长度故齿距取.，所以同时工作齿数个。每个刀齿切削刃的总长度.查刀具设计手册表。所以.由于力的作用方向与涡轮盘的加工中心线成的夹角，可以分解为沿涡轮盘轴向的力和沿涡轮盘周向的力图。其中作用于涡轮盘的端，使涡轮盘产生个翻转的力矩，为平衡这个力矩为平衡此力矩，必须在另端施加以个和该力大小相等方向相反的力，并且。会产生个能够使涡轮盘旋转的力矩，这力矩主要靠夹紧力通过压板作用在工件上所产生的摩擦力矩来平衡。图涡轮盘受力分析图夹紧力通过压板作用在工件上，实际所需要的夹紧力式中实际所需要的夹紧力由静力平衡算出的理论夹紧力安全系数上式中基本安全系数取.与加工性质有关的系数取.刀具钝化度有关的系数取.切削性质有关的系数取.夹紧稳定性系数取.手柄位置系数取.有力矩使工件旋转时工件与支承面的接触系数取.查机床夹具设计手册表取.，.，.，.，.，.所以取.。通过以上计算可知沿涡轮盘的中心线方向需要的夹紧力.沿涡轮盘周向夹紧力.其中周向夹紧力主要有摩擦力提供，查机械零件设计手册加工涡轮盘榫槽的卧式拉床夹具设计摘要加工,涡轮,盘榫槽,卧式,拉床,夹具,设计,毕业设计,全套,图纸,下载第章绪论.现代机床夹具的发展方向机床夹具就是在机床上将工件进行定位夹紧，将刀具进行导向的种装置，其主要作用就是使工件相对与机床和刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变现代工业的个显著特点是新产品发展快，质量要求高，品种规格多，产品更新换代周期短。反映在机械工业上，多品种小批量生产在生产类型比例中，占了很大比重。为了适应这要求，必须做好生产技术准备工作，而机床夹具是这工作的重要组成部分。现代机床夹具的发展方向主要表现在.标准化完善的标准化，不仅指现有夹具零部件的标准化，而且对应各种类型夹具应有标准的结构。这样可以使夹具的设计制造和装配工作简化，有利于缩短生产周期和降低成本。.可调化组合化这样做可以扩大专用夹具的使用范围，改变以往工艺条件稍有变化就导致专用工装报废的现象，使夹具能重复利用。实行组合化的原则设计工装，用少量元件能满足多种要求。.精密化随着机械产品加工装配精度日益提高，高精度机床大量涌现，势必要求机床夹具的精度也相应地越来越高。.高效自动化为了既改善劳动条件，实现文明生产，使所设计的工装更符合人机工程学原理，以提高生产效率，又能降低加工成本，对夹具提出高效自动化的要求，以便获得良好的经济效益。.模块化通过采用模块化设计，可以提高设计效率，缩短设计周期。.现代制造业对夹具设计的基本要求.稳定地保证工件的加工精度.提高机械制造行业的劳动生产率.结构简单有良好的结构工艺性并且操作简便能改善劳动条件.应能降低产品的制造成本.项目提出的背景及研究的内容涡轮盘是航空发动机如图的重要零件,它与相应的轴叶片相互连接而组成发动机中的转子组件。涡扇发动机的外函推力完全来自于它高速旋转所产生的推力。处于高速高温的工作环境下，是关键复杂构件，其机械加工特点表现为榫槽形状结构复杂，加工精度要求高空间角度复杂等。它的设计工艺和制造水平决定了航空发动机的经济性安全可靠性维修周期寿命等性能指标。图航空发动机现在涡轮盘材质多采用，属镍基合金，含量大于，加工硬化严重，切削加工性非常差。机械加工难度大，在整个涡轮机加工中也是个难点。而在整个涡轮盘的机械加工中，工作量最大难度最高的是轮盘榫槽加工。因此本文主要是围绕在拉削涡轮盘榫槽这工序过程中所使用的专用夹具为中心，研究了拉削涡轮盘榫槽的卧式拉床夹具的结构设计调整和使用。.项目研究的方法预期结果及意义该夹具主要用于拉削航空发动机涡轮盘上的榫槽，榫槽本身精度主要由拉刀设计制造精度和拉削方法保证榫槽的相对精度，如榫槽至中心控制尺寸榫槽均布误差等就主要由该夹具来保证。因此在确定该夹具的设计方案时，首先对工序图进行分析，了解本工序需要保证的尺寸精度和位置精度。为了使所设计的夹具能够保证零件所要求的精度，必须对涡轮盘进行精确地定位和准确地分度。为了能够减轻劳动强度，提高劳动生产率，尽量缩短本工序的辅助时间，动力系统采用液压装置。此液压分度夹具与移动安装座的定位是靠移动安装座上的两个定位销，通过四个螺栓连接固定。零件安装到分度夹具上，用螺栓压紧将拉刀按顺序放入拉刀盒中，拉刀盒通过刀柄与拉床主轴连接。通过采用合理的定位装置和分度机构，该夹具应该能够保证零件要求的尺寸和位置精度。涡轮盘是航空发动机上个十分重要的零件，然而在整个涡轮盘的机械加工过程中，精度要求最高，难度最大就是涡轮盘上的榫槽的加工这工序，因为榫槽必须要和叶片上的榫头相配合。它们之间的配合精度要求也是很高的。综以上分析，本道工序所要加工的涡轮盘榫槽对于整个发动机的质量和性能都有着十分重要的影响，所以本工序所专用的夹具的设计制造有着十分重要的意义。第二章涡轮盘件榫槽的加工特点及工艺装备.涡轮盘榫槽加工工艺的分析涡轮盘榫槽加工工序图的分析涡轮盘是航空发动机上的典型的盘类零件，属于盘类件，在本道工序中主要的加工表面是形状为枞树形的榫槽面，榫槽是用于安装叶片的，较为复杂。数量为个，均布于的圆周，均布累积误差不大于.。榫槽的宽度尺寸榫槽工作面至距涡轮盘中心的距离误差均在.以内，榫槽表面粗糙度要求.以上图。图涡轮盘零件工序图零件毛坯种类特点由于涡轮盘处于高速高