涡轮盘液压立拉夹具设计（cad装配图+5张零件图+2.6万字设计说明书+任务书）

夹具装配图

涡轮盘是航空发动机上十分重要的零件，它的精度高、机械加工难度大，处在高速、高温的环境下工作，是关键复杂构件，在整个涡轮机加工中也是一个难点。而在涡轮盘机械加工中，工作量最大、难度最高的是涡轮盘榫槽加工。涡轮盘榫槽夹具可以保证加工精度高，提高加工效率。因此夹具设计是榫槽加工中的一个重要环节。
本文通过对涡轮盘榫槽类型结构、加工工艺、夹具设计及使用情况的分析，阐述了定位基准的选择，压紧方式的确定，正确的复杂空间尺寸及角度计算和高精度的分度机构设计的过程，完成了涡轮盘榫槽重要夹具工装的设计，提出了针对整体工艺装备提高榫槽表面粗糙度的解决方法。

目录
摘要……………………………………………………………………………I
Abstract …………………………………………………………………………II

第1章绪论……………………………………………………………………1
1.1机床夹具及其功用…………………………………………………1
1.2现代机床夹具的发展方向…………………………………………1
1.3现代工业对夹具设计的基本要求…………………………………2
1.4项目提出的背景……………………………………………………2
1.5项目研究的方法、预期结果及意义………………………………3
第2章涡轮盘榫槽加工特点与工艺装备……………………………………4
2.1涡轮盘榫槽的加工特点……………………………………………4
2.2拉削特点……………………………………………………………4
2.3拉削分类……………………………………………………………4
2.4拉削速度……………………………………………………………5
2.5拉削表面粗糙度……………………………………………………5
2.6工艺装备……………………………………………………………6
第3章涡轮盘液压立拉夹具的设计…………………………………………7
3.1设计方案的确定……………………………………………………7
3.1.1任务来源与状况……………………………………………7
3.1.2定位机构与定位原则………………………………………10
3.1.3定位基准的选择……………………………………………11
3.1.4定位误差的分析和计算……………………………………11
3.1.5压紧方式的确定……………………………………………14
3.2立拉夹具结构的设计………………………………………………15
3.2.1夹具的结构及特点…………………………………………15
3.2.2夹具底座设计………………………………………………17
3.2.3正确的复杂空间尺寸及角度计算…………………………20
3.2.4高精度的分度机构设计……………………………………22
3.2.5方便快捷的液压驱动系统…………………………………28
第4章液压分度夹具的使用与调整…………………………………………30
4.1液压分度夹具使用…………………………………………………30
4.1.1加工前的准备………………………………………………30
4.1.2控制过程……………………………………………………30
4.1.3拉削试件……………………………………………………30
4.2液压分度夹具的调整………………………………………………31
4.2.1夹具安装的调整……………………………………………31
4.2.2分度及锁紧机构的调整……………………………………31
第5章经济分析………………………………………………………………32
第6章专题………………………………………………………………33
结论……………………………………………………………………………45
致谢……………………………………………………………………………46
参考文献………………………………………………………………………47
附录1 …………………………………………………………………………48
附录2 …………………………………………………………………………57

L720A性能参数为：
额定拉力×最大行程200KN×1250mm
拉削速度（无级调速） 1.5-11 m/min
拉刀返回速度（无级调速） 7-20 m/min
工作台最大行程155 mm
工作台台面尺寸550×630 mm
床台底面至工作台面距离1620 mm
流量300 L/min
最大工作压力10 Mpa
电机总容量22.25 kw
主电动机22 kw
外形尺寸（长×宽×高） 4050×2487×3855 mm
净重（约） 10000 kg
试件拉削面对基面的垂直度0.04/300 mm
制定零件的加工工艺过程，定位基准的选择是个很重要的问题。夹具上的定位机构就是根据定位基准的形状、数量和精度而具体进行设计的。定位基准和定位方法不但影响工件的加工精度，而且直接影响夹具结构的繁简、制造的难易和使用的方便程度。因此，设计夹具时，首先应对定位基准进行必要的分析。
定位基准的选择原则
（1）遵循基准重合原则，选择工件图纸上的设计基准作为定位基准。如果违背这一原则，将会产生定基误差，在加工中，这一误差将成为加工误差的一部分，从而缩小制造公差，提高对夹具的精度的要求。
（2）选择的定位基准，应能保证定位稳定，并便于夹紧。
（3）当基准不重合时，尽量减小基准不重合误差的影响。
选择定位基准时，除应该限制必要的自由度外，还应确保零件的精度要求。事实上，由于定位基准面都存在着制造误差，它们若是相互配合的表面，还存在着配合间隙，因此定位基准除了尽可能选择和零件原始基准一致外，还应选择那些形位公差要求严格、光度好的表面作为定位基准面。
根据选择定位基准的基准重合原则和所选基准应保证定位稳定、便于夹紧的条件，选取涡轮盘的大端面和孔Φ124为主定位基准。两定位基准在前道工序是一刀加工而成，跳动在0.01mm之内且为涡轮盘原始加工基准，故而产生的加工误差相对较小，根据零件的特点选取大端面为支承面使得定位稳定、压紧状态较好。选取Φ6孔为角向定位，来确定起始榫槽的位置。这样的定位方式完全限制了零件的自由度，满足六点定位原理和定位基准的选择原则。
3.1.4定位误差的分析和计算
使用夹具时，造成表面位置的加工误差的因素可以归纳为以下三个方面：
（1）与工件在夹具中装夹有关的加工误差，称为工件装夹误差，其中包括工件在夹具中由于定位不准确所造成的加工误差即定位误差，以及在工件夹紧时由于工件和夹具变形所造成的加工误差夹紧误差。
（2）与夹具相对刀具及切削成行运动和夹具变形所造成的加工误差，称为夹具的对订误差，其中包括夹具相对刀具位置有关的加工误差,就是对刀误差，和夹具相对成形位置有关的加工误差夹具位置误差。
（3）与加工过程有关的加工误差，称为过程误差。其中包括工艺系统的受力变形、热变形及磨损等因素所造成的加工误差。
夹紧原理：
由于在切削过程中工件受切削力、惯性力、离心力以及自身重力等的作用，定位之后若不予以夹紧，将回产生移动或振动。因此，定位方案确定之后，必须设计夹紧方案。
为了确保加工质量，做到正确地确定夹紧力的方向、作用点和大小，就要根据工序的定位方法、工件的几何形状和刚性等，具体地分析各种力共同作用在工件上时所产生的影响。
正确确定夹紧力方向与作用点的原则：
（1）夹紧不应破坏工件在定位时所取得的位置
夹紧力的正确方向应该垂直地指向定位支承表面，其作用点的位置应该处在定位基准与定位支承面接触的面积范围内。
（2）夹紧后工件的夹紧变形和压伤不超过允许范围
夹紧时，工件的变形主要是由于夹紧力产生的弯曲力矩造成的，因此在设计夹紧机构时，夹紧力应力求通过或靠近定位基准与定位支承的接触面。把集中力变为分布力的结构，也能减小工件的夹紧变形。此外，除上述的弯曲变形之外，还有接触变形，它会降低整个加工工艺系统的刚性，从而对工序的加工精度产生重要影响。因此在设计夹具时应该考虑选择较高光洁度、平直度和硬度的表面作为定位表面，另外，夹紧力的分布要均匀，大小要稳定、合理。
（3）夹紧力应保证工件的位置在加工过程中不变
要避免工件在切削过程中产生不能允许的振动及位移切削过程的振动，将使被加工表面的光洁度受到损害，也会损坏刀具。在设计夹紧机构时，为了避免或减小振动，可把夹紧力作用点尽量靠近被加工表面，以减小工件的悬伸长度。
（4）夹紧力的方向选择应使平衡切削力等所需的夹紧力最校此外，夹紧装置的自动化程度应与工件的生产批量相适应；夹紧机构结构要简单，力求体积孝重量轻，并有足够的强度，工艺性好，便于制造和维修；夹紧机构还要使用性能好，操作方便、省力、安全可靠。
根据夹紧原理和夹紧机构的选用原则，结合对涡轮盘加工状况的分析发现零件加工部位为周向榫槽，外周不能用于夹紧，零件中间有通孔可以利用，由于榫槽数量较多，单件加工时间较长，所以采用螺纹夹紧机构进行夹紧，具有结构简单、可靠，操作容易，有可靠自锁作用和足够的夹紧力的优点。
夹具结构首先要有良好的结构刚性、良好的结构工艺性以及操作省力使用方便。立拉夹具安装在L720A立式拉床的工作台上，工作台的移动平台可以纵向移动，工作台本身可以横向与纵向微调。夹具和移动平台靠两个定位孔定位，螺栓锁紧。加工时通过纵向移动平台完成工件的进给与退出，通过微调工作台调整工件与组合拉刀盒底的距离，保证榫槽至涡轮盘中心的尺寸要求。进行试件的加工。
由于涡轮盘的空间角度复杂，所以夹具设计成空间双斜面的结构，外形不规则，其结构简图如图35。
夹具的结构特点：
（1）夹具体为空间双斜面，制造精度要求较高，是保证涡轮盘榫槽精度的关键。
（2）分度及锁紧机构为齿轮、齿条啮合传动，精度高，分度销采用步伐式双销互动定位，使涡轮盘定位可靠，实现自动分度。
（3）锁紧动力来源于液压系统，传动平稳、压紧可靠、通过液压缸的进给实现了涡轮盘分度与锁紧的联动性，实现了产品加工的自动化。
（4）在首件产品拉削时，需要进行夹具的分度盘的拉削，使其有足够的让刀空间。同时调整液压缸的行程使其满足定位、分度锁紧的需要。
（5）良好的工艺可行性：夹具的结构设计是否具有良好的工艺可行性是保证产品的加工切实可行，设计、选材时充分考虑了加工的现有设备条件、不同材料的加工性、热处理后材料的变形等情况。

底座零件图

分度盘零件图

夹箍零件图

油轮盘零件图

涡轮盘

说明书字数统计

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