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买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985机械加工工艺课程设计单级圆锥齿轮减速器买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985目 录第一章 产品概述 .41.1 减速器的应用范围 .41.2 箱体的性能和作用 .41.3 减速器及箱体的结构 .41.4 箱体的装配及相关技术要求 .5第二章 图纸技术要求分析 .62.1 尺寸标注完整新分析 .62.2 重要配合表面合理性分析 .72.3 加工的重难点 .82.3.1 机加工的重点 .82.3.2 机加工的难点 .8第三章 计算生产纲领 确定生产类型 .8第四章 材料、毛坯及其制造方法 .94.1 材料分析 .94.2 毛坯铸造工艺 .104.2.1 铸造方法 .104.2.2 箱盖的铸造工艺 .134.2.3 箱座的铸造工艺 .144.3 毛坯热处理 .14第五章 大致工艺过程和定位基面的选择及分析 .155.1 零件的加工工艺过程 .155.1.1 箱盖的机加工工艺过程 .165.1.2 箱座的机加工工艺过程 .185.1.3 合箱的机加工工艺过程 .205.2 重要工序的工艺 .22第六章 箱盖两起吊螺栓孔的加工 .246.1 钻孔工艺分析 .246.2 钻孔机加工工序卡 .256.3 机床选择 .276.4 刀具选择 .276.4.1 锪钻的选择 .276.4.2 钻头的选择 .286.4.3 丝锥的选择 .296.5 切削液和润滑液 .296.6 钻削参数 .296.7 工时定额 .31第七章 夹具设计 .327.1 夹紧力的计算 .327.2 夹紧装置的设计 .337.2.1 夹紧机构简图 .337.2.2 夹紧机构尺寸的确定 .347.2.3 夹紧机构的受力分析和方案比较 .36买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709857.2.4 执行元件的选择 .397.2.5 关键零部件的校核 .407.2.6 气压回路的设计 .417.3 定位元件的设计计算 .427.4 钻模板的设计 .457.4.1 钻套的选择 .467.4.2 衬套的选择 .467.5 支撑件的设计 .47实习总结 .48参考文献 .50买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985第一章 产品概述本次机械加工工艺课程设计，本组的工艺和夹具的设计对象是一款单级的圆锥齿轮减速箱的箱体。1.1 减速器的应用范围减速器是安装于原动机和执行机构之间用于降低转速、增加转矩以满足各种工作器械需要的闭式传动设备，几乎在各种机械装置的传动系统中都能见到它的踪迹，如交通工具中的船舶、汽车，建筑用的重型机械，矿山机械，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，甚至日常生活中常见的家电等。减速器作为一种重要的机械传动部件，应用非常广泛，并在机械工业发展的漫长道路中，发挥了至关重要的作用。从传动级数上分，减速器可分为单级减速器和多级减速器，从传动部件结构上分减速器可分为直齿轮减速器、斜齿轮减速器、人字齿轮减速器、锥齿轮减速器和人字齿轮减速器。本次课程设计本组仅对单级锥齿轮减速器进行讨论。1.2 箱体的性能和作用箱体的主要作用可以概括为：1）传动机构的载体；2）润滑机构的载体；3）冷却机构的载体；4）密封原件的载体。箱体一般对各种运动部件起支撑作用，并且在机器工作的过程中具有保证各个运动副处于正确的相对位置，同时有吸收冲击、缓和振动的作用。对于在内部开设有油槽或是水道的箱体，还能对其内部的各个运动副提供润滑或冷却作用。此外，箱体还能为其内部的运动部件提供一个密封环境，进而隔绝外界的污染，保持内部共工作环境的性对稳定。因此变速器箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响减速器的寿命和性能。对于本设计对象其作用还包括将输入轴的传动方向旋转 90，以利于在有空间限制的情况下将输入轴的动力传输到输出轴。1.3 减速器及箱体的结构锥齿轮减速器的结构如图 1-1 所示，从源动机出的高速转动从输入轴 1 输入，经相互啮合的锥齿轮 3 和 4 进行减速后从输出轴 5 输出。减速器的减速比买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985i 为齿轮 4,5 的齿数比 ，力矩放大倍数为 ,其中 分别Z43i1231、23为输入轴承，齿轮对，输出轴承的效率。图 1-1 单级圆锥齿轮减速器简图变速箱体的在整个减速器中的作用是支承两传动轴，保证两轴的垂直度和位置度，而且，它还要保证与其他零部件的正确安装。变速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋，形状不规则，有精度较高的多个平面、轴承孔、螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形，其三维结构示意如图 12。图 1-2 单级圆锥齿轮减速器箱体三维结构图1.4 箱体的装配及相关技术要求根据减速器箱体的性能，功用，加工，安装，结合图纸给出的信息，分析箱体的装配情况如下：（1）前后方向的中心轴孔需安装轴承和齿轮轴，加工精度要求高，包括：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985与轴承外圈的配合精度 ，粗糙度 Ra 1.6，同轴度 0.03，圆柱度 0.012。0.41（2）左右方向中心轴孔需安装轴承和齿轮轴，加工精度要求高，包括：与轴承外圈的配合精度 ，粗糙度 Ra 1.6，同轴度 0.03，圆柱度 0.012，另外0.4为了保证两圆锥齿轮的啮合，轴心孔与前后向的中心孔有较高的垂直度要求（0.05 ） 。（3）箱盖下表面和箱座上表面配合要求密封度高，所以对两平面的粗糙度（Ra 1.6） ，平面度要求很高（0.04 ） 。（4）箱盖和箱座的前后端面、左端面，需安装轴承端盖和紧固螺钉，对粗糙度（Ra 3.2） ，与轴线的垂直度（0.06 ）有较高要求。（5）视窗上表面需安装封盖，对表面的粗糙度有要求。（6）箱盖左边安装轴承，对轴承需要有润滑，设置了油孔，油孔的上端面需安装螺钉以密封，故有粗糙度要求（Ra 12.5） 。（7）为了检测箱座中润滑油的深度，需安装油标孔，油标孔口需要安装游标尺，而且有密封要求，故端面有粗糙度要求（Ra 12.5） 。（8）为了定期更换润滑油，在箱底右下角设有排油孔。孔口端面安装螺栓密封，要求不得漏油，故有粗糙度要求（Ra 12.5） 。（9）减速器箱体需要固定在支架上，故对四个螺栓孔的位置有较高要求。（10）箱盖与箱座需要用螺栓连接，为保证即盖和机盖后边缘平齐，错位小，对其连接螺栓孔相互之间的位置有较高要求，且对表面有粗糙度也有要求（Ra 12.5） 。（11）所有螺栓和箱体相接触的表面有较高的平面度，与螺栓轴线的垂直度有较高要求，为减少加工面需要做出锪孔或凸台。机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于 2mm。在整个箱体零件中，要求最高的要数三个轴孔：为保证齿轮的正确啮和和轴的正确安装，对前后轴孔的同轴度，前后轴孔与座测轴孔的垂直度和位置度有很高要求。三个轴孔与轴承相连接，对其表面粗糙度，径向全跳有很高要求。除此之外，其他的相关要求如下：（1）铸造尺寸精度为 IT18；（2）速器箱体铸成后，应清理并进行时效处理（3）未注明的倒角为 C2，其他加工表面的粗糙度为 Ra12.5；（4）未注明的铸造倒角半径为 R3 5mm ；（5）机械加工未标注偏差尺寸处精度为 IT12；（6）应检查与机座接合面的密封性，用 0.05mm 塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的 1/3，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985第二章 图纸技术要求分析2.1 尺寸标注完整新分析经分析，图纸上缺少一下尺寸：1.箱盖和箱座外缘尺寸，宽度没有，应为 340；2.箱座油孔端面的宽度没有标注，应为 26。2.2 重要配合表面合理性分析确定箱体的加工精度为 IT7，以此审核减速器箱体的相关尺寸和要求，以下为重要配合表面的尺寸和标注的合理性分析。箱盖：错误：缺左右方向中心孔基准：F1. 前后方向中心轴孔与轴承配合（配合精度，粗糙度，同轴度，圆柱度）错误：粗糙度应为 1.6缺少圆柱度，应为 0.0122. 左右方向中心轴孔与轴承配合（配合精度，粗糙度，圆柱度，垂直度）错误：缺少圆柱度：0.012左右向中心轴孔的垂直度要求：0.05轴线不需要位置度要求（一般位置度常用于控制螺栓和螺钉连接）3. 箱盖前后端面（粗糙度，与轴线的垂直度）错误：与轴线的垂直度：0.064. 箱盖左端面（粗糙度，与轴线的垂直度）错误：与轴线的垂直度：应为 0.065. 视窗上表面（粗糙度）6. 下表面和箱座上表面配合（粗糙度，平面度）错误：平面度值 0.047. 左边轴承润滑装螺钉油孔上端面（粗糙度）8. 箱盖与箱座连接螺栓表面（粗糙度）9. 箱盖起吊螺栓孔，为了使加工更加高效，节省工时，降低加工难度和，将螺纹孔设计成通孔。如此，在加工过程中，可不需控制螺纹的深度，如此以便排屑。箱座：1. 前后方向中心轴孔与轴承配合（配合精度，粗糙度，同轴度，圆柱度）错误：粗糙度为 1.6买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709852. 左右方向中心轴孔与轴承配合错误：缺少圆柱度：0.012左右向中心轴孔的垂直度要求：0.05轴线不需要位置度要求（一般位置度常用于控制螺栓和螺钉连接）3. 箱座前后端面（粗糙度，与轴线的垂直度）错误：与轴线的垂直度：0.064. 箱座左端面错误：与轴线的垂直度：0.065. 和箱座上表面配合错误： 平面度值 0.046. 油标孔口端面（粗糙度）错误：未设置螺纹，以安装油标，应改为：M16，深 10mm7. 排油孔口端面（粗糙度）8. 箱盖与箱座连接螺栓表面（粗糙度）2.3 加工的重难点2.3.1 机加工的重点（1）箱盖和箱座的结合面，平面较大，需要经过粗铣、精铣、粗磨、精磨等一系列机加工工艺过程，以保证表面的粗糙度和平面度，从而保证箱体的密封性。（2）减速器箱盖、箱体的轴承孔，其中轴承孔为了保证装配，同轴，运转的流畅性，应在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔加工，以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置，以及两个孔中心线的垂直度，以保证啮合平稳，减少能量损失。2.3.2 机加工的难点（1）箱盖、箱体结合面上的连接螺栓孔，需采用专用钻模，这样可以保证孔的位置精度要求。（2）减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行时效处理，以消除内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力大小，防止零件变形。（3）箱盖视窗的表面加工，表面上钻孔及攻丝，由于视窗与竖直方向成16倾斜，需严格注意加工工艺，特别是夹具的夹紧及刀具的加工方式。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985第三章 计算生产纲领 确定生产类型由于加工零件最终质量为箱盖质量 m=38.8kg，箱座质量 =57.6kg（5mm，故钻头工作部分硬度6265HRC。钻直径17，深度为 7mm 的孔，根据表 1023，GB/T 6135.21996，选择锥柄短麻花钻。该麻花钻的结构如图 63。图 63 17 孔麻花钻结构图麻花钻的大小如表 64。表 63 17 孔麻花钻的参数d l1 l 莫式锥号17 125 223 2钻直径为10.2 用于攻螺纹的通孔，由于攻丝前钻孔用直柄阶梯麻花钻钻孔钻头长度有限，不能钻右边通孔，故根据表 1023，GB/T 1438.11996，选择锥柄阶梯麻花钻，该麻花钻的结构如图 64。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 64 10.2 孔麻花钻结构图麻花钻的大小如表 64。表 64 通孔麻花钻的参数普通粗牙螺纹 d1 l l1 莫式锥号M12 10.2 168 87 16.4.3 丝锥的选择攻 M12 的螺纹通孔，根据表 1048，选择高速钢细柄机用和手用丝锥，材料为 W18Cr4V，其结构如图 65 所示。图 65 丝锥结构该丝锥的参数及大小如表 65。表 65 通孔丝锥的参数普通粗牙螺纹 d 螺距 l LM12 1.75 29 896.5 切削液和润滑液由于铸铁的可切削加工性良好的特性，而且此道工序中，两钻孔工步属于粗加工，没有精加工过程，故一般不用切削液，直接利用空气散热。由于加工对象是铸铁，在攻螺纹时，选择冷却润滑液为：1015%的乳化液。6.6 钻削参数1）钻17 孔刀具材料：高速钢。故根据机械制造工艺课程设计手册 ，选择S=0.25mm/r。切削速度： 0.25.14dvtf式中：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985d刀具直径，mm 。此处， d=17mm。t刀具耐用度，分。此处，t=100 （分） 。f刀具或零件的进给量，mm/r 。此处取 f=0.25mm/r；故可以算得切削速度 V=34.76m/min=651r/min。钻削切削力计算轴向力（N）： 0.8425Pdf扭矩（Nmm ）： .1M钻头扭断公式（kg cm）： 2.6D:折功率（kw）： 9.5vPd被加工对象为铸铁，且不用冷却液润滑液，根据机械制造工艺课程设计手册 ，选择 Cp=60.5，C M=23.3，Y p=0.8，钻孔直径 D=17mm。故可算得：轴向力（N）： 182.6PN扭矩（Nmm ）： 40m:钻头扭断力矩（kg cm）： 53kgc折功率（kw）： 1.6w2）钻10.2 通孔刀具材料：高速钢。故根据机械制造工艺课程设计手册 ，选择S=0.25mm/r切削速度：d刀具直径，mm 。此处， d=10.2mm。t刀具耐用度，分。此处，t=100 （分） 。f刀具或零件的进给量，mm/r 。此处取 f=0.25mm/r；故可以算得切削速度 V=30.6m/min=955r/min。钻削切削力计算被加工对象为铸铁，且不用冷却液润滑液，根据机械制造工艺课程设计手册 ，选择 Cp=60.5，C M=23.3，Y p=0.8，钻孔直径 D=10.2mm。故可算得：轴向力（N）： 1093.5NP扭矩（Nmm ）： 72m:钻头扭断力矩（kg cm）： 6.kgc折买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985功率（kw）： 0.72Nkw2）攻 M12 螺纹刀具材料：机动丝锥 W18Cr4V切削速度： 0xvmyCdtP式中：由于灰铸铁作为工件材料，材料为机动丝锥 W18Cr4V，由此确定参数：m=0.6,y=0.9,x=1.2,Cv=6.2，耐用度 t=30（分） 。算得 V=9.6m/min=300r/min。由表 1493，确定攻丝行程次数为 2。6.7 工时定额1）锪埋头孔根据金属机械加工工艺人员手册 ，表 157，锪埋头孔机动进给工时：10lTfn:式中：T0机动时间，min ；l加工长度（深度） ，mm。此处取 l=1mm；l1刀具的切入长度，mm。此处取 l=1.5mm；f刀具或零件的进给量，mm/r 。取 f=0.2mm/r；n刀具或零件的转速，r/min。根据表 1448，可知切削速度为 1225 m/min，取 20m/min=159.2r/min。由此算得，锪孔加工的机动时间 T0=0.0785min。2）钻17 孔根据金属机械加工工艺人员手册 ，表 157，钻削工时：120lTfn:其中：T0机动时间，min ；l加工长度（深度） ，mm。图纸给出 l=7mm；买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985l1刀具的切入长度，mm。取 l1=0.31d=0.3117=5.27mm；l2刀具的超出长度，mm。查表 159，取 l2=1.5mm；f刀具或零件的进给量，mm/r 。此处取 f=0.25mm/r；n刀具或零件的转速，r/min。由上计算可知，转速 n=651r/min。由此算得，钻17 孔加工的机动时间 T0=0.0846min。3）钻10.2 通孔根据金属机械加工工艺人员手册 ，表 157，钻削工时：120lTfn:其中：T0机动时间，min ；l加工长度（深度） ，mm。图纸给出 l=61.4mm；l1刀具的切入长度，mm。取 l1=0.31d=0.3110.2=3.162mm；l2刀具的超出长度，mm。查表 159，取 l2=1.5mm；f刀具或零件的进给量，mm/r 。此处取 f=0.25mm/r；n刀具或零件的转速，r/min。由上计算可知，转速 n=955r/min。由此算得，钻17 孔加工的机动时间 T0=0.2767min。4）攻螺纹通孔根据金属机械加工工艺人员手册 ，表 1522，螺纹加工工时：12120()llTifnf:其中：T0机动时间，min ；l加工长度（深度） ，mm。图纸给出 l=61.4mm；l1刀具的切入长度，mm。13 螺距，取 l1=2p=21.75=3.5mm；l2刀具的超出长度，mm。23 螺距，取 l2=2p=21.75=3.5mm；买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985f刀具或零件的进给量，mm/r 。此处取 f=0.25mm/r；n丝锥或零件的转速，r/min。由上计算可知，转速 n=300r/min；n1丝锥或零件的回程转速，约等于加工转速 n1=300r/min；i所用丝锥的数量。此处 i=2；由此算得，攻螺纹通孔加工的机动时间 T0=3.648min。第七章 夹具设计夹具设计应遵循“实现同等功能的前提下，机构简单者为最优”的设计理念。机床夹具设计是培养学生实践能力的重要环节之一。它是结合我们完成所学全部课程，经过生产参观实习，做过课程设计，建立在一系列教学环节的基础上进行的，它要求我们全面综合地运用所学课程的理论和实践知识进行零件加工工艺的设计。同时夹具设计应该遵循以下设计原则： 使用专用工具生产流水线中所用工装应最适合该产品及人工操作的专用工具以提高生产效率；合并二种工装为一种减少工具的更换麻烦，以减少转拉的工时消耗，提高工作效率； 提高工具设计便利性，减少疲劳，手柄方便抓握，作业工具与人体动作相协调；机械操作动作相对安定，并且操作流程化作位置应相近集中，让机械尽量减少或脱离人的监控和辅助开关位置；与下工序兼顾，保证工件能自动脱落；安全第一。7.1 夹紧力的计算夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数 K。受力分析知： 12GPPff:切夹 夹 （ ） =故由上式解得：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098521KGPf夹 （ ）其中工件与压板的摩擦系数取 f1=0.3，工件与定位板的摩擦系数取 f2=0.8，切削力 P=1822.6N，箱盖的重力 G=380.6N（由 solidworks2010 配置灰铸铁材料后自动测得） 。安全系数：总的安全系数由考虑各种因素所需的安全系数来决定 6543210kkK0基本安全系数，取 1.5；K1加工状态系数，粗加工选 1.2；精加工选 1；K2刀具钝化系数，取 1.2（表 3-20）K3切削特点系数，连续切削，取 1；K4考虑夹紧动力稳定性系数，机动夹紧，选 K4=1；K5考虑手动夹紧时的系数，由于采用机动夹紧选 K5=1；K6支撑面接触情况系数，只有在工件会发生倾覆情况下使用，取 1；综上分析，K=2.16由此计算得夹紧力：P=3302.1N。故每个压板的夹紧力 Pi=825.5N。上述仅是粗略计算的应用注意点，可作大致参考。由于实际加工中切削力是一个变值，受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响，计算切削力大小的公式也与实际不可能完全一致，故夹紧力不可能通过这种计算而得到结果。生产中也有根据一定生产实际经验而用类比法估算夹紧力的，如果是一些关键性的重要夹具，则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。7.2 夹紧装置的设计典型的夹紧装置由以下几部分组成：力源装置；中间递力机构；夹紧元件与夹紧机构。夹紧机构对夹具的整体结构起决定性的影响。在选择或设计夹紧机构时，灵活性很大，在满足产品质量的前提下，应注意使夹具的复杂程序与生产批量相适应，夹紧机构的结构要便于制造、调整、使用和维修。由箱盖的基本尺寸和结构空间确定夹紧位置如图 71。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 71 箱盖夹紧位置示意图7.2.1 夹紧机构简图本减速箱生产属于中批量生产，采用生产线流水作业，工件进出工作台的方向与两轴承孔轴线垂直，因此夹具不能设置在工件行进方向上，所以将夹具布置在工件轴承端面两侧。由此设计了两套夹紧机构的方案，如图 72。图 72 方案 1（左）和方案 2（右）夹紧机构简图计算机构的自由度：取左半部，共有 1 个原动机 5 个活动件，7 个低副（包括 6 个转动副和一个滑动副） ，没有高副，因此图中机构自由度：3Fnp所以原动件数目与机构的自由度的数目相等，两个机构都有确定的运动。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709857.2.2 夹紧机构尺寸的确定机床工作台的宽度为 450mm，工件的宽度接近 350mm，如果考虑到夹具的空间，不能设计成传统的压板的模式，因为传统的压板在夹具台上有一个支承轴，会加大夹具台的宽度，对机床的宽度容易产生干涉，因此考虑设计专用夹具。将夹具压板的铰链设置在夹具台的侧面，而压板本身有一定的弯折度，当夹具敞开式，也不会容易造成干涉，据此来设计夹紧机构。（1）方案 1 机构尺寸的确定设计此机构时，根据机床工作台的空间，考虑夹具体的空间受到限制，故以此设定几个基本尺寸，如图 73 所示。图 73 方案 1 夹紧机构（左支）简图从尺寸的精度和加工性能以及尺寸的确定的方便以及在运动学和力学计算中的简便，使得 L2、L 3 和 L4 组成直角三角形，而且最好是一组勾股数，以便生产和加工，由此确定条件：（1）2234为了省力，在压紧部分设置杠杆机构，故 L6L7。由 F 点坐标和将要夹紧的位置坐标，可算得：（2）27L01.m故（3）6.由于夹具高度的空间限制，故气压缸的行程规定范围：（4）01L买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985由上可知，连杆 AB 的长度范围：（ 5）21903L根据以上杆长条件，设计 L2=30mm、L 3=40mm 和 L4=50mm。由此，各杆长可利用 Solidworks 结合 AutoCAD 做运动分析计算并取杆长整数，最终得各参数如下：L 1=180mm、L 5=120mm 和 L6=50mm。用 SolidWorks 模拟夹紧过程，可知气缸行程 L0 为 80mm。（2）方案 2 机构尺寸的确定基于方案 1 确定尺寸的原则和方法，对确定方案 2 基本位置尺寸，如图74。图 74 方案 2 夹紧机构（左支）简图根据空间要求，考虑机构的运动和夹紧性能，各杆长可利用Solidworks 结合 AutoCAD 做运动分析计算并取杆长整数，最终得各参数如下：L2=50mm、L 3=50mm、L 5=70mm、L 6=65mm 和 L6=60mm。用 SolidWorks 模拟夹紧过程，可知气缸行程为 L1=47.97mm。7.2.3 夹紧机构的受力分析和方案比较（1）对方案一进行受力分析和计算1）EG 杆夹紧时，对 EG 杆受力分析，如图 74。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 74 EG 杆的受力分析由图根据力学受力平衡，有： 110cos0in305ixxyyFFM夹夹 （ 9-）根据 SolidWorks 测得，此时 =18.43，=12.79。由每个压板的夹紧力 F 夹 =825.5N，算得 F1=579.2N。2）DE 杆（二力杆） 。3）BCD 杆夹紧时，对 BCD 杆受力分析，如图 75。图 75 BCD 杆的受力分析由图根据力学受力平衡，有： 2110cos.06cos7.20inin3(.95.4)5sin7.21xxyyF FM （ 8.6-）根据 SolidWorks 测得对应夹角，并算得 F2=2319.5N。4）AB 杆（二力杆）5）气缸伸出杆对伸出杆受力分析，如图 76。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 76 气缸伸出杆的受力分析受力分析可知： 2cos319.5cos62.410FN气（2）对方案二进行力学分析和计算1）EG 杆夹紧时，对 EG 杆受力分析，如图 77。图 77 EG 杆的受力分析由图根据力学受力平衡，有： 171800xyyyxFFLM夹夹2）DE 杆（二力杆） 。3）BCD 杆夹紧时，对 BCD 杆受力分析，如图 78。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 78 BCD 杆的受力分析由图根据力学受力平衡，有： 21109xxxyyyFFLM4）气缸伸出杆 AB根据 SolidWorks 测得对应 L8=63.51mm，L 9=18.32mm， L10=49.09mm。设定气缸同时支撑同一边的两个压块，F 夹 =825.5N，故：F 1=780N97210852.FN气 夹（2）两个方案的比较由以上结果可知，方案 1 气缸提供的力远远大于方案 2 中气缸提供的力，而且从各杆的长度、气缸的空间布置和行程的角度来说，方案 2 都比较合理。7.2.4 执行元件的选择由于该夹紧机构绕尾端上下转动，如果用液压缸，则会带来运动惯性和液压油重力的影响，故选择气缸作为执行元件。用 SolidWorks 模拟夹紧过程，可知气缸行程为 47.97mm。故选择气缸时，行程应大于 47.97mm。气缸垂直安装，根据液压传动与气压传动 ，对于用作夹具夹紧用的气缸效率 =0.80.9，这里取 0.8。设定气压系统的工作压力为 P=1Mpa。夹具做夹紧动作时气缸活塞杆向下伸出，推力： pDF42买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985其中计算所得气缸推力 F=685.4N，得： 1430.5mFDP将 D 提高 20再圆整，得：D=40mm。活塞杆直径 d=0.20.3D=812mm，根据标准系列圆整，取 d=10mm。气缸筒壁厚： 2sp式中：D缸筒内径（ m） 。此处，D=0.04m。ps试验压力（Pa） ，取 ps=1.5p=1.5106Pa。缸筒材料的许用应力， = b/n。采用 45 钢作为缸筒的材料，其强度为 600106Pa。n 为安全系数，取 n=7。故算得壁厚 =4mm。根据以上计算，选择 SMC 公司的气缸，其型号为：MBT4050Z73，其结构如图 79。图 79 中间耳轴式气缸结构买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图中各参数如表 71。表 71 气缸结构参数缸径 TDe8 TT TX TY TZ Z TA TL TU TC40 16 22 63 58 95 93 80 60 10 80TX TE TO TR TT TS TH TF B Z TDe863 97 17 9 17 12 45 60 52 93 160+0.077.2.5 关键零部件的校核为了保证夹具机构的长期有效工作，提高安全和使用性能，对夹具的关键零部件压板进行强度校核。压板采用 45 钢作为材料，进行加工，其结构见图纸。通过力学计算，可知压板的受力。据此，利用 SolidWorks 中 simulation 仿真插件，进行模拟仿真分析。其结果如图 710 所示。图 710 压板应力分析结果由图可知，最大的应力为 270MPa，而 45 钢的屈服强度为 530MPa，故安全性能好。该板是整个机构中受力最大的杆件，故由此可判断，其他杆件的壁厚等参数都与之相差不大，故亦合格。7.2.6 气压回路的设计本工序采用专用机床高效高速加工，启动之后，让其自动控制。当工件被夹紧，进行加工的过程中，严禁打开夹具，也就是不能使气压回路进行动作，因为此时如果夹具敞开的话，会严重阻碍铣刀的工作，产生干涉，造成很大的买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985危险，深知危机工作人员的生命。因此在进行气压回路的设计时，要保证夹具敞开式的操作困难性，本设计的思路是，两对夹具同时加紧，同时敞开。当两个回路同时动作时，夹具敞开，同时设计自锁回路，保证夹具在夹紧过程中，由于工作人员误操作造成危险，这样就提高了安全性。通过 FluidSIM 软件中的气压回路设计分析，最终得自动控制的气压回路如图 7-11。图 711 夹紧气动回路该气动回路的动作过程：按下手动阀气控换向阀切换（右移）两个气缸活塞杆伸出（夹紧工件）气缸左腔压力升高压力继电器动作 发出进给信号给机床进给终了压下状块 机动阀动作（向右） 气控换向阀复位（向左）活塞杆退回松开工件。要工件夹紧，必须两缸推动各自活塞杆压紧工件，而压力继电器可保证工件完全夹紧后，机床才能发出开车信号。在气压过低时，压力继电器无动作信号，此时机床就能自动停车，确保安全。7.3 定位元件的设计计算本工序采用一面两销定位：箱盖结合面，对焦螺栓孔。如图 712 所示。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 712 定位销示意图考虑到生产规模较大，定位销工作频繁，因此选择可换式定位销（GB-T 2204-91）选用圆柱销和削边销配合。当用一面两孔定位时，定位误差有以下三种：（1）纵向定位误差。同时本工序加工方法是钻削，方向与两销纵向相同，不会引起误差，因此不用考虑纵向定位误差；（2）横向定位误差。由于本工序工件重力方向与定位销轴轴线方向平行，因此没有横向误差；（3）转角误差。转角误差会引起轴承端面与轴承孔轴线的垂直度，故必须考虑。相关尺寸如下图 7-13 所示：图 713 定位销参数示意图其中：（技术要求公差等级 IT10） ；LDT190.（由上一道工序得到） ；1.807。2TD0.1=买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985（1）取销心距偏差： 。LdD1T0.9.3m3（2）按配合标准取 H7/g6，故销直径 d1 的公差为 g6，查互换性与测量技术基础 ，得： es0.6IT故算得： i.17由此算得销 1 的直径： 0.617dm=（3）由 d2=17mm，查 GB/T 2204-9 知，两销的相关参数如图 7-14 所示。图 7-14 定位销的结构示意图查得两销的参数如表 7-2。表 7-2 两销的参数买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985dD H 基本尺寸极限偏差h6d1 D1 L L1 h B b b117 26 15 0-0.011 M12 22 56 14 5 15 4 3由表可知：b=4mm，B=15mm。按 H7/h6，查直径 d1 的公差为 h6，查互换性与测量技术基础得： es0IT.1故算得： i.由此算得： 01.1d7m=（4）定位误差，即转角误差计算由公式： 2LDdXb(T:）得： 20.56m1X7.893.max2ax 1Dtntn0.265mL6:由以上的计算结果知，转角误差非常小，可以忽略不计，因此所选的圆柱销和削边销符合要求。7.4 钻模板的设计对钻直径为10.2 的通孔这道工序，设计对应的钻模板。7.4.1 钻套的选择为了保证钻孔加工的位置精度，便于对刀，设计钻套。由于生产批量较大，故选择快换钻套，材料为 T10A 钢，热处理 5864HRC。其结构如图 71 所示。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 715 钻套的结构示意图图中各参数如表 73 所示。表 73 快换钻套的结构参数d D基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差m6D1 D2 H h h1 r m m1 t 配用螺钉10.2 0.341618 0.18730 26 28 10 4 20 11 11 55 0.08 M67.4.2 衬套的选择为了保护钻套，增加润滑性能，以增长其寿命，根据选择的钻套，选择衬套材料为 T10A 钢，热处理 5864HRC，如图 71 所示中 B 型。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 716 衬套的结构示意图图中各参数如表 74 所示。表 74 衬套的结构参数d D D1 H t基本尺寸 极限偏差F7基本尺寸 极限偏差 n618 0.341626 0.281530 28 0.012在以上结构件的基础上，结合箱盖起吊螺栓孔的加工位置，考虑箱盖的进料和退料，加工空间等因素，设计钻模板。详细结构见图纸。7.5 支撑件的设计本工序采用已经加工的箱盖底面作为基准，因此选用固定支承。固定支承有支承钉和支承板，由于基准面是箱盖结合面，是已经加工过的面，因此选用支承板，如图 7-17 所示。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985图 7-18 支撑板类型查现代夹具设计手册表 4-57（支承板的规格尺寸） ，选择 B 型支承板，型号为：B25220 JB/T8029.1。材料为 T8 钢，热处理至 5560HRC 硬度。各参数如表 75 所示。表 75 支承板参数H L B b l A d d1 h h1 孔数 n25 220 40 20 30 80 11 18 7 2.5 3实习总结1.生产实习总结实习对我们学生而言，是将所学科学文化知识与实际工作相结合的一个很好的平台，不仅可以使我们在实践中了解社会、在实践中巩固知识，更重要的是使我们有更多的机会尝试不同的工作，扮演不同的社会角色，逐步完成职业化角色的转化，发现自己真实的潜力和兴趣，以奠定良好的事业基础，也为自我成长丰富了阅历，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。作为一名学生，通过实习工作了解理论知识在工作和生产中的实际需要，使得学习的目的性更明确。通过为期十几天的生产实习，以下几点给我印象很深。大规模生产，自动化程度越来越高，车间里工人师傅越来越少。由数控机床组成柔性生产线，高度封闭、高度机械化，为企业带来了高效益。这里数控编程、数控机床的维修等现代加工和维修需求依据成为必须掌握的技能。通过技术引进、消化、吸收做大做强。Dci11 发动机通过引进法国雷诺技术，并依据国情研发出能够大限度超负载运行的曲轴材料（C38N2） ，该发动机的排放达到了 O3 标准。其市场竞争力强，利润高。由此我们不断要努力学习国外先进的科学技术，在认识到国内外差距的同时，要鞭策自己更加努力为祖国的买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985机械工业的飞速进步作出自己的贡献。机加工方法、材料、热处理、安全健康的管理机制四者共同作用才是是保证零件质量和效益的唯一方法。不能只重视加工方法，而忽视另
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