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加工渦輪盤榫槽的臥式拉床夾具和工藝設計
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- 加工渦輪盤榫槽的臥式拉床夾具和工藝設計
摘 要
本文主要是通過分析航空發動機上的渦輪盤榫槽的結構特點，加工工藝等情況，確定設計方案，完成了加工渦輪盤榫槽的臥式拉床夾具的設計。
此夾具主要用于拉削83076967型渦輪盤上均布的47個樅樹型的榫槽，由于本工序中對榫槽工作面距榫槽中心的距離以及47個榫槽的累記均布很小，并且榫槽的拉削加工工位較多，所以在此夾具的設計過程中，選用一端平面和短圓柱作為定位基準，著重對定位裝置和分度裝置進行了詳細系統地設計，采用體積小、轉動靈活、操作方便、分度精度較高的端齒盤分度裝置，為了能夠減輕勞動強度，提高勞動生產率，用液壓機構作為分度裝置的動力系統。對夾具上各裝置作了合理、正確的布置，盡量減小了夾具的體積。簡述了該夾具的使用和調整方法，并綜合分析了提高樅樹型榫槽表面粗糙度的方法。
關鍵詞 渦輪盤榫槽 定位誤差 端齒盤式分度盤
Abstract
This article mainly is through the analysis aircraft engine on turbine disk key way unique feature, situations and so on processing craft, determined the design proposal, has completed the processing turbine disk key way horizontal-type broaching machine tongs design.
This tongs mainly uses in on the broaching 83076967 turbine disks the even cloth 47 fir tree's key way, because in this working procedure is apart from the key way center to the key way working surface the distance as well as 47 key ways records the even cloth to be very small tiredly, and the key way broaching processes the location to be many, as soon as therefore in this tongs design process, selects holds straight the surface and the short column took the localization datum, emphatically carried on to the positioning device and the spacing device systematically has designed in detail, uses the volume slightly, the rotation nimble, the ease of operation, the indexing precision high end tooth plate spacing device, in order to could reduce the labor intensity, enhanced the labor productivity, took the spacing device with the hydraulic gearDynamic system. Each installment has made reasonably, the correct arrangement to the tongs on, reduced the tongs volume as far as possible. Has summarized this tongs use and the adjustment method, and the generalized analysis enhanced the fir tree key way surface roughness the method.
Key word fir tree key way position error end tooth disc type graduated disc
目 錄
摘 要…………………………………………………………………………… I
Abstract……………………………………………………………………… II
第1章 緒 論………………………………………………………………… 1
1.1 現代機床夾具發展的方向………………………………………… 1
1.2 現代制造業對夾具設計的要求…………………………………… 2
1.3 項目提出的背景及研究的內容…………………………………… 2
1.4 項目研究的方法、預期結果及意義……………………………… 3
第2章 渦輪盤件榫槽的加工特點及工藝裝備………………………………4
2.1 渦輪盤榫槽加工工藝的分析 ………………………………………4
2.1.1 渦輪盤榫槽加工工序圖的分析…………………………… 4
2.1.2 零件毛坯種類、特點……………………………………… 5
2.1.3 渦論盤的加工工藝規程分析……………………………… 5
2.2 拉削方法及工藝裝備的分析與選取……………………………… 6
2.2.1 拉削方法…………………………………………………… 6
2.2.2 工藝裝備……………………………………………………7
第3章 渦輪盤分度夾具設計方案的確定………………………………… 10
3.1 定位原理和定位機構………………………………………………10
3.2 定位基準的選取以及定位誤差的分析……………………………11
3.2.1 定位基準的選擇和定位裝置的設計…………………… 11
3.2.2 定位誤差的分析和計算………………………………… 11
3.3 夾緊裝置的設計……………………………………………………14
3.3.1 夾緊方案的確定………………………………………… 14
3.3.2 夾緊力的確定…………………………………………… 15
3.4 分度結構的設計……………………………………………………18
3.4.1 分度方式選擇…………………………………………… 18
3.4.2 端齒盤式分度盤的優點………………………………… 18
3.4.3 端齒盤式分度盤設計…………………………………… 19
3.5 分度裝置的動力系統設計…………………………………………20
3.5.1 端齒盤分合的動力系統……………………………………… 21
3.5.2 分度回轉機構動力設計………………………………… 22
3.5.3輔助夾緊裝置液壓缸的設計……………………………… 24
3.6 夾具輔助機構設計…………………………………………………25
3.6.1 轉動剎車機構…………………………………………… 25
3.6.2 分度指示機構…………………………………………… 26
3.7 主要零件設計要點…………………………………………………26
3.8 主要尺寸計算………………………………………………………27
第4章 分度夾具使用和調整…………………………………………………30
4.1 分度夾具使用………………………………………………………30
4.1.1 加工準備………………………………………………… 30
4.1.2 控制過程………………………………………………… 30
4.1.3 拉削試料及試件………………………………………… 31
4.2 分度夾具調整和提高榫槽精度的方法……………………………32
4.2.1 調整徑向尺寸…………………………………………… 32
4.2.2 調整分度………………………………………………… 32
4.2.3 提高榫槽粗糙度方法…………………………………… 33
第5章 經濟性與資源分析……………………………………………………34
結 論……………………………………………………………………………35
致 謝……………………………………………………………………………36
參考文獻……………………………………………………………………… 37
專題論文……………………………………………………………………… 38
附錄1 中文譯文……………………………………………………………… 46
附錄2 外文文獻……………………………………………………………… 54
一、設計（論文）題目： 加工渦輪盤榫槽的臥式拉床夾具
二、專題題目： 夾具在現代工程技術中的應用
三、設計的目的和意義：完成拉削航空發動機的渦輪盤榫槽的工裝夾具設計，保證榫槽在本道工序中的精度要求。渦輪盤是航空發動機上一個十分重要的零件，材料為38GrMnAlA,榫槽精度要求高，機械加工難度大。渦輪盤的榫槽的加工精度對整個發動機的性能和壽命都有很大的影響，因此本夾具的設計就有著十分重要的意義。
四、設計（論文）主要內容：本文主要通過分析航空發動機上渦輪盤榫槽的結構特點、加工工藝等情況，確定設計方案，完成了加工渦輪盤榫槽的臥式拉床夾具的結構設計。此夾具主要用于拉削83076967型渦輪盤上均布的47個樅樹型的榫槽，選用一端平面和短圓柱作為定位基準，著重對定位裝置和分度裝置進行了詳細系統地設計，選擇了分度精度較高的端齒盤分度裝置，為了能夠減輕勞動強度，提高勞動生產率，用液壓機構作為分度裝置的動力系統。簡述了該夾具的使用和調整方法，并綜合分析了提高樅樹型榫槽表面粗糙度的方法。
五、設計目標：對渦輪盤進行精密地定位和準確地分度，以滿足拉削過程中榫槽的精度要求，對重要的尺寸進行詳細地計算。針對不同的零件要求，選用不同的材料，不至于造成材料的浪費。將部分結構模塊化，設計成可更換的，以擴大該工裝夾具的工藝范圍。
六、進度計劃： 2007年3月13日至3月31日進行為期3周的生產實習；4月1日至4月10日完成對設計題目的資料收集與查詢；4月11日至4月20日完成夾具的定位裝置、加緊裝置的設計；4月21日至5月15日完成分度裝置、輔助機構和總體機構的設計；5月16日至5月31日進行夾具裝配圖、零件圖圖紙的繪制；6月1日至6月10日進行畢業設計說明書的編寫；6月11日至6月20日最后的審稿及說明書和圖紙的打印。
七、參考文獻資料：袁哲俊，劉華明主編.刀具設計手冊.機械工業出版社.1999：527-551；劉新德主編.袖珍液壓氣動手冊.機械工業出版社.2003：225-268；林文斌，陳本通主編.國防工業出版社.1987：400-466；上海柴油機廠工藝設備研究所主編.金屬切削機床夾具設計.機械工業出版社.1987.220-355；胡家秀主編.簡明機械零件設計實用手冊.機械工業出版社. 2004：61-200；王文斌主編.機械設計手冊.機械工業出版社.2005：20-110；
李文雙，于信偉 蘇發主編.機械制造工程學.黑龍江科學技術出版社.2004：203-266；孫明主編.機械工程基礎.黑龍江人民出版社. 2000：142-215；孫麗媛主編.機械制造工藝及專用夾具.冶金工業出版社.2002：23-84；路甬祥主編.液壓氣動技術手冊.2003：524-609；
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