單級圓錐齒輪減速器夾具設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

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買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985機械加工工藝課程設(shè)計——單級圓錐齒輪減速器買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985目 錄第一章 產(chǎn)品概述 .......................................................................................................41.1 減速器的應(yīng)用范圍 ........................................................................................41.2 箱體的性能和作用 ........................................................................................41.3 減速器及箱體的結(jié)構(gòu) .....................................................................................41.4 箱體的裝配及相關(guān)技術(shù)要求 ........................................................................5第二章 圖紙技術(shù)要求分析 .......................................................................................62.1 尺寸標注完整新分析 ....................................................................................62.2 重要配合表面合理性分析 ............................................................................72.3 加工的重難點 ................................................................................................82.3.1 機加工的重點 ...................................................................................82.3.2 機加工的難點 ...................................................................................8第三章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng) 確定生產(chǎn)類型 .....................................................................8第四章 材料、毛坯及其制造方法 ...........................................................................94.1 材料分析 ........................................................................................................94.2 毛坯鑄造工藝 ..............................................................................................104.2.1 鑄造方法 .........................................................................................104.2.2 箱蓋的鑄造工藝 .............................................................................134.2.3 箱座的鑄造工藝 .............................................................................144.3 毛坯熱處理 ..................................................................................................14第五章 大致工藝過程和定位基面的選擇及分析 .................................................155.1 零件的加工工藝過程 ..................................................................................155.1.1 箱蓋的機加工工藝過程 ...................................................................165.1.2 箱座的機加工工藝過程 ...................................................................185.1.3 合箱的機加工工藝過程 ...................................................................205.2 重要工序的工藝 ..........................................................................................22第六章 箱蓋兩起吊螺栓孔的加工 .........................................................................246.1 鉆孔工藝分析 ..............................................................................................246.2 鉆孔機加工工序卡 ......................................................................................256.3 機床選擇 ......................................................................................................276.4 刀具選擇 ......................................................................................................276.4.1 锪鉆的選擇 .......................................................................................276.4.2 鉆頭的選擇 .......................................................................................286.4.3 絲錐的選擇 .......................................................................................296.5 切削液和潤滑液 ..........................................................................................296.6 鉆削參數(shù) ......................................................................................................296.7 工時定額 ......................................................................................................31第七章 夾具設(shè)計 .....................................................................................................327.1 夾緊力的計算 ..............................................................................................327.2 夾緊裝置的設(shè)計 ..........................................................................................337.2.1 夾緊機構(gòu)簡圖 ...................................................................................337.2.2 夾緊機構(gòu)尺寸的確定 .......................................................................347.2.3 夾緊機構(gòu)的受力分析和方案比較 ...................................................36買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 119709857.2.4 執(zhí)行元件的選擇 ...............................................................................397.2.5 關(guān)鍵零部件的校核 ...........................................................................407.2.6 氣壓回路的設(shè)計 ...............................................................................417.3 定位元件的設(shè)計計算 ..................................................................................427.4 鉆模板的設(shè)計 ..............................................................................................457.4.1 鉆套的選擇 .......................................................................................467.4.2 襯套的選擇 .......................................................................................467.5 支撐件的設(shè)計 ..............................................................................................47實習(xí)總結(jié) .....................................................................................................................48[參考文獻] ..................................................................................................................50買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985第一章 產(chǎn)品概述本次機械加工工藝課程設(shè)計，本組的工藝和夾具的設(shè)計對象是一款單級的圓錐齒輪減速箱的箱體。1.1 減速器的應(yīng)用范圍減速器是安裝于原動機和執(zhí)行機構(gòu)之間用于降低轉(zhuǎn)速、增加轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作器械需要的閉式傳動設(shè)備，幾乎在各種機械裝置的傳動系統(tǒng)中都能見到它的蹤跡，如交通工具中的船舶、汽車，建筑用的重型機械，礦山機械，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，甚至日常生活中常見的家電等。減速器作為一種重要的機械傳動部件，應(yīng)用非常廣泛，并在機械工業(yè)發(fā)展的漫長道路中，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。從傳動級數(shù)上分，減速器可分為單級減速器和多級減速器，從傳動部件結(jié)構(gòu)上分減速器可分為直齒輪減速器、斜齒輪減速器、人字齒輪減速器、錐齒輪減速器和人字齒輪減速器。本次課程設(shè)計本組僅對單級錐齒輪減速器進行討論。1.2 箱體的性能和作用箱體的主要作用可以概括為：1）傳動機構(gòu)的載體；2）潤滑機構(gòu)的載體；3）冷卻機構(gòu)的載體；4）密封原件的載體。箱體一般對各種運動部件起支撐作用，并且在機器工作的過程中具有保證各個運動副處于正確的相對位置，同時有吸收沖擊、緩和振動的作用。對于在內(nèi)部開設(shè)有油槽或是水道的箱體，還能對其內(nèi)部的各個運動副提供潤滑或冷卻作用。此外，箱體還能為其內(nèi)部的運動部件提供一個密封環(huán)境，進而隔絕外界的污染，保持內(nèi)部共工作環(huán)境的性對穩(wěn)定。因此變速器箱體的加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準確性，也為將會影響減速器的壽命和性能。對于本設(shè)計對象其作用還包括將輸入軸的傳動方向旋轉(zhuǎn) 90°，以利于在有空間限制的情況下將輸入軸的動力傳輸?shù)捷敵鲚S。1.3 減速器及箱體的結(jié)構(gòu)錐齒輪減速器的結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，從源動機出的高速轉(zhuǎn)動從輸入軸 1 輸入，經(jīng)相互嚙合的錐齒輪 3 和 4 進行減速后從輸出軸 5 輸出。減速器的減速比買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985i 為齒輪 4,5 的齒數(shù)比 ，力矩放大倍數(shù)為 ,其中 分別Z43i×η1231、η23為輸入軸承，齒輪對，輸出軸承的效率。圖 1-1 單級圓錐齒輪減速器簡圖變速箱體的在整個減速器中的作用是支承兩傳動軸，保證兩軸的垂直度和位置度，而且，它還要保證與其他零部件的正確安裝。變速器箱體是典型的箱體類零件，其結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜，壁薄，外部為了增加其強度加有很多加強筋，形狀不規(guī)則，有精度較高的多個平面、軸承孔、螺孔等需要加工，因為剛度較差，切削中受熱大，易產(chǎn)生震動和變形，其三維結(jié)構(gòu)示意如圖 1—2。圖 1-2 單級圓錐齒輪減速器箱體三維結(jié)構(gòu)圖1.4 箱體的裝配及相關(guān)技術(shù)要求根據(jù)減速器箱體的性能，功用，加工，安裝，結(jié)合圖紙給出的信息，分析箱體的裝配情況如下：（1）前后方向的中心軸孔需安裝軸承和齒輪軸，加工精度要求高，包括：買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985與軸承外圈的配合精度 ，粗糙度 Ra 1.6，同軸度 0.03，圓柱度 0.012。0.41?（2）左右方向中心軸孔需安裝軸承和齒輪軸，加工精度要求高，包括：與軸承外圈的配合精度 ，粗糙度 Ra 1.6，同軸度 0.03，圓柱度 0.012，另外0.4?為了保證兩圓錐齒輪的嚙合，軸心孔與前后向的中心孔有較高的垂直度要求（0.05 ） 。（3）箱蓋下表面和箱座上表面配合要求密封度高，所以對兩平面的粗糙度（Ra 1.6） ，平面度要求很高（0.04 ） 。（4）箱蓋和箱座的前后端面、左端面，需安裝軸承端蓋和緊固螺釘，對粗糙度（Ra 3.2） ，與軸線的垂直度（0.06 ）有較高要求。（5）視窗上表面需安裝封蓋，對表面的粗糙度有要求。（6）箱蓋左邊安裝軸承，對軸承需要有潤滑，設(shè)置了油孔，油孔的上端面需安裝螺釘以密封，故有粗糙度要求（Ra 12.5） 。（7）為了檢測箱座中潤滑油的深度，需安裝油標孔，油標孔口需要安裝游標尺，而且有密封要求，故端面有粗糙度要求（Ra 12.5） 。（8）為了定期更換潤滑油，在箱底右下角設(shè)有排油孔。孔口端面安裝螺栓密封，要求不得漏油，故有粗糙度要求（Ra 12.5） 。（9）減速器箱體需要固定在支架上，故對四個螺栓孔的位置有較高要求。（10）箱蓋與箱座需要用螺栓連接，為保證即蓋和機蓋后邊緣平齊，錯位小，對其連接螺栓孔相互之間的位置有較高要求，且對表面有粗糙度也有要求（Ra 12.5） 。（11）所有螺栓和箱體相接觸的表面有較高的平面度，與螺栓軸線的垂直度有較高要求，為減少加工面需要做出锪孔或凸臺。機蓋和機座合箱后，邊緣應(yīng)平齊，相互錯位每邊不大于 2mm。在整個箱體零件中，要求最高的要數(shù)三個軸孔：為保證齒輪的正確嚙和和軸的正確安裝，對前后軸孔的同軸度，前后軸孔與座測軸孔的垂直度和位置度有很高要求。三個軸孔與軸承相連接，對其表面粗糙度，徑向全跳有很高要求。除此之外，其他的相關(guān)要求如下：（1）鑄造尺寸精度為 IT18；（2）速器箱體鑄成后，應(yīng)清理并進行時效處理（3）未注明的倒角為 C2，其他加工表面的粗糙度為 Ra12.5；（4）未注明的鑄造倒角半徑為 R＝3 ～5mm ；（5）機械加工未標注偏差尺寸處精度為 IT12；（6）應(yīng)檢查與機座接合面的密封性，用 0.05mm 塞尺塞入深度不得大于結(jié)合面寬度的 1/3，用涂色法去檢查接觸面積達每個結(jié)合面一個斑點。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985第二章 圖紙技術(shù)要求分析2.1 尺寸標注完整新分析經(jīng)分析，圖紙上缺少一下尺寸：1.箱蓋和箱座外緣尺寸，寬度沒有，應(yīng)為 340；2.箱座油孔端面的寬度沒有標注，應(yīng)為 26。2.2 重要配合表面合理性分析確定箱體的加工精度為 IT7，以此審核減速器箱體的相關(guān)尺寸和要求，以下為重要配合表面的尺寸和標注的合理性分析。箱蓋：錯誤：①缺左右方向中心孔基準：F1. 前后方向中心軸孔與軸承配合（配合精度，粗糙度，同軸度，圓柱度）錯誤：①粗糙度應(yīng)為 1.6②缺少圓柱度，應(yīng)為 0.0122. 左右方向中心軸孔與軸承配合（配合精度，粗糙度，圓柱度，垂直度）錯誤：①缺少圓柱度：0.012②左右向中心軸孔的垂直度要求：0.05③軸線不需要位置度要求（一般位置度常用于控制螺栓和螺釘連接）3. 箱蓋前后端面（粗糙度，與軸線的垂直度）錯誤：與軸線的垂直度：0.064. 箱蓋左端面（粗糙度，與軸線的垂直度）錯誤：與軸線的垂直度：應(yīng)為 0.065. 視窗上表面（粗糙度）6. 下表面和箱座上表面配合（粗糙度，平面度）錯誤：平面度值 0.047. 左邊軸承潤滑裝螺釘油孔上端面（粗糙度）8. 箱蓋與箱座連接螺栓表面（粗糙度）9. 箱蓋起吊螺栓孔，為了使加工更加高效，節(jié)省工時，降低加工難度和，將螺紋孔設(shè)計成通孔。如此，在加工過程中，可不需控制螺紋的深度，如此以便排屑。箱座：1. 前后方向中心軸孔與軸承配合（配合精度，粗糙度，同軸度，圓柱度）錯誤：①粗糙度為 1.6買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 119709852. 左右方向中心軸孔與軸承配合錯誤：①缺少圓柱度：0.012②左右向中心軸孔的垂直度要求：0.05③軸線不需要位置度要求（一般位置度常用于控制螺栓和螺釘連接）3. 箱座前后端面（粗糙度，與軸線的垂直度）錯誤：①與軸線的垂直度：0.064. 箱座左端面錯誤：①與軸線的垂直度：0.065. 和箱座上表面配合錯誤：① 平面度值 0.046. 油標孔口端面（粗糙度）錯誤：未設(shè)置螺紋，以安裝油標，應(yīng)改為：M16，深 10mm7. 排油孔口端面（粗糙度）8. 箱蓋與箱座連接螺栓表面（粗糙度）2.3 加工的重難點2.3.1 機加工的重點（1）箱蓋和箱座的結(jié)合面，平面較大，需要經(jīng)過粗銑、精銑、粗磨、精磨等一系列機加工工藝過程，以保證表面的粗糙度和平面度，從而保證箱體的密封性。（2）減速器箱蓋、箱體的軸承孔，其中軸承孔為了保證裝配，同軸，運轉(zhuǎn)的流暢性，應(yīng)在箱蓋、箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個孔中心線的垂直度，以保證嚙合平穩(wěn)，減少能量損失。2.3.2 機加工的難點（1）箱蓋、箱體結(jié)合面上的連接螺栓孔，需采用專用鉆模，這樣可以保證孔的位置精度要求。（2）減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，加工時要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。（3）箱蓋視窗的表面加工，表面上鉆孔及攻絲，由于視窗與豎直方向成16°傾斜，需嚴格注意加工工藝，特別是夾具的夾緊及刀具的加工方式。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985第三章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng) 確定生產(chǎn)類型由于加工零件最終質(zhì)量為箱蓋質(zhì)量 m=38.8kg，箱座質(zhì)量 =57.6kg（5mm，故鉆頭工作部分硬度62—65HRC。鉆直徑?17，深度為 7mm 的孔，根據(jù)表 10—23，GB/T 6135.2—1996，選擇錐柄短麻花鉆。該麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖 6—3。圖 6—3 ?17 孔麻花鉆結(jié)構(gòu)圖麻花鉆的大小如表 6—4。表 6—3 ?17 孔麻花鉆的參數(shù)d l1 l 莫式錐號17 125 223 2鉆直徑為?10.2 用于攻螺紋的通孔，由于攻絲前鉆孔用直柄階梯麻花鉆鉆孔鉆頭長度有限，不能鉆右邊通孔，故根據(jù)表 10—23，GB/T 1438.1—1996，選擇錐柄階梯麻花鉆，該麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖 6—4。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 6—4 ?10.2 孔麻花鉆結(jié)構(gòu)圖麻花鉆的大小如表 6—4。表 6—4 通孔麻花鉆的參數(shù)普通粗牙螺紋 d1 l l1 莫式錐號M12 10.2 168 87 16.4.3 絲錐的選擇攻 M12 的螺紋通孔，根據(jù)表 10—48，選擇高速鋼細柄機用和手用絲錐，材料為 W18Cr4V，其結(jié)構(gòu)如圖 6—5 所示。圖 6—5 絲錐結(jié)構(gòu)該絲錐的參數(shù)及大小如表 6—5。表 6—5 通孔絲錐的參數(shù)普通粗牙螺紋 d 螺距 l LM12 1.75 29 896.5 切削液和潤滑液由于鑄鐵的可切削加工性良好的特性，而且此道工序中，兩鉆孔工步屬于粗加工，沒有精加工過程，故一般不用切削液，直接利用空氣散熱。由于加工對象是鑄鐵，在攻螺紋時，選擇冷卻潤滑液為：10~15%的乳化液。6.6 鉆削參數(shù)1）鉆?17 孔①刀具材料：高速鋼。故根據(jù)《機械制造工藝課程設(shè)計手冊》 ，選擇S=0.25mm/r。②切削速度： 0.25.14dvtf?式中：買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985d—刀具直徑，mm 。此處， d=17mm。t—刀具耐用度，分。此處，t=100 （分） 。f—刀具或零件的進給量，mm/r 。此處取 f=0.25mm/r；故可以算得切削速度 V=34.76m/min=651r/min。③鉆削切削力計算軸向力（N）： 0.8425Pdf?扭矩（N?mm ）： .1M鉆頭扭斷公式（kg ?cm）： 2.6D:折功率（kw）： 9.5vPd???被加工對象為鑄鐵，且不用冷卻液潤滑液，根據(jù)《機械制造工藝課程設(shè)計手冊》 ，選擇 Cp=60.5，C M=23.3，Y p=0.8，鉆孔直徑 D=17mm。故可算得：軸向力（N）： 182.6PN?扭矩（N?mm ）： 40m?:鉆頭扭斷力矩（kg ?cm）： 53kgc折功率（kw）： 1.6w?2）鉆?10.2 通孔①刀具材料：高速鋼。故根據(jù)《機械制造工藝課程設(shè)計手冊》 ，選擇S=0.25mm/r②切削速度：d—刀具直徑，mm 。此處， d=10.2mm。t—刀具耐用度，分。此處，t=100 （分） 。f—刀具或零件的進給量，mm/r 。此處取 f=0.25mm/r；故可以算得切削速度 V=30.6m/min=955r/min。③鉆削切削力計算被加工對象為鑄鐵，且不用冷卻液潤滑液，根據(jù)《機械制造工藝課程設(shè)計手冊》 ，選擇 Cp=60.5，C M=23.3，Y p=0.8，鉆孔直徑 D=10.2mm。故可算得：軸向力（N）： 1093.5NP?扭矩（N?mm ）： 72m:鉆頭扭斷力矩（kg ?cm）： 6.kgc折買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985功率（kw）： 0.72Nkw?2）攻 M12 螺紋①刀具材料：機動絲錐 W18Cr4V②切削速度： 0xvmyCdtP?式中：由于灰鑄鐵作為工件材料，材料為機動絲錐 W18Cr4V，由此確定參數(shù)：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 14—93，確定攻絲行程次數(shù)為 2。6.7 工時定額1）锪埋頭孔根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》 ，表 15—7，锪埋頭孔機動進給工時：10lTfn??:式中：T0—機動時間，min ；l—加工長度（深度） ，mm。此處取 l=1mm；l1—刀具的切入長度，mm。此處取 l=1.5mm；f—刀具或零件的進給量，mm/r 。取 f=0.2mm/r；n—刀具或零件的轉(zhuǎn)速，r/min。根據(jù)表 14—48，可知切削速度為 12~25 m/min，取 20m/min=159.2r/min。由此算得，锪孔加工的機動時間 T0=0.0785min。2）鉆?17 孔根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》 ，表 15—7，鉆削工時：120lTfn??:其中：T0—機動時間，min ；l—加工長度（深度） ，mm。圖紙給出 l=7mm；買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985l1—刀具的切入長度，mm。取 l1=0.31d=0.31×17=5.27mm；l2—刀具的超出長度，mm。查表 15—9，取 l2=1.5mm；f—刀具或零件的進給量，mm/r 。此處取 f=0.25mm/r；n—刀具或零件的轉(zhuǎn)速，r/min。由上計算可知，轉(zhuǎn)速 n=651r/min。由此算得，鉆?17 孔加工的機動時間 T0=0.0846min。3）鉆?10.2 通孔根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》 ，表 15—7，鉆削工時：120lTfn??:其中：T0—機動時間，min ；l—加工長度（深度） ，mm。圖紙給出 l=61.4mm；l1—刀具的切入長度，mm。取 l1=0.31d=0.31×10.2=3.162mm；l2—刀具的超出長度，mm。查表 15—9，取 l2=1.5mm；f—刀具或零件的進給量，mm/r 。此處取 f=0.25mm/r；n—刀具或零件的轉(zhuǎn)速，r/min。由上計算可知，轉(zhuǎn)速 n=955r/min。由此算得，鉆?17 孔加工的機動時間 T0=0.2767min。4）攻螺紋通孔根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》 ，表 15—22，螺紋加工工時：12120()llTifnf??:其中：T0—機動時間，min ；l—加工長度（深度） ，mm。圖紙給出 l=61.4mm；l1—刀具的切入長度，mm。1~3 螺距，取 l1=2p=2×1.75=3.5mm；l2—刀具的超出長度，mm。2~3 螺距，取 l2=2p=2×1.75=3.5mm；買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985f—刀具或零件的進給量，mm/r 。此處取 f=0.25mm/r；n—絲錐或零件的轉(zhuǎn)速，r/min。由上計算可知，轉(zhuǎn)速 n=300r/min；n1—絲錐或零件的回程轉(zhuǎn)速，約等于加工轉(zhuǎn)速 n1=300r/min；i—所用絲錐的數(shù)量。此處 i=2；由此算得，攻螺紋通孔加工的機動時間 T0=3.648min。第七章 夾具設(shè)計夾具設(shè)計應(yīng)遵循“實現(xiàn)同等功能的前提下，機構(gòu)簡單者為最優(yōu)”的設(shè)計理念。機床夾具設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。它是結(jié)合我們完成所學(xué)全部課程，經(jīng)過生產(chǎn)參觀實習(xí)，做過課程設(shè)計，建立在一系列教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上進行的，它要求我們?nèi)婢C合地運用所學(xué)課程的理論和實踐知識進行零件加工工藝的設(shè)計。同時夾具設(shè)計應(yīng)該遵循以下設(shè)計原則： ①使用專用工具——生產(chǎn)流水線中所用工裝應(yīng)最適合該產(chǎn)品及人工操作的專用工具以提高生產(chǎn)效率；②合并二種工裝為一種——減少工具的更換麻煩，以減少轉(zhuǎn)拉的工時消耗，提高工作效率；③ 提高工具設(shè)計便利性，減少疲勞，手柄方便抓握，作業(yè)工具與人體動作相協(xié)調(diào)；④機械操作動作相對安定，并且操作流程化作位置應(yīng)相近集中，讓機械盡量減少或脫離人的監(jiān)控和輔助開關(guān)位置；⑤與下工序兼顧，保證工件能自動脫落；⑥安全第一。7.1 夾緊力的計算夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當。計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運動的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù) K。受力分析知： 12GPPff?:切夾 夾 （ ） =故由上式解得：買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098521KGPf???夾 （ ）其中工件與壓板的摩擦系數(shù)取 f1=0.3，工件與定位板的摩擦系數(shù)取 f2=0.8，切削力 P=1822.6N，箱蓋的重力 G=380.6N（由 solidworks2010 配置灰鑄鐵材料后自動測得） 。安全系數(shù)：總的安全系數(shù)由考慮各種因素所需的安全系數(shù)來決定 6543210kk?K0——基本安全系數(shù)，取 1.5；K1——加工狀態(tài)系數(shù)，粗加工選 1.2；精加工選 1；K2——刀具鈍化系數(shù)，取 1.2（表 3-20）K3——切削特點系數(shù)，連續(xù)切削，取 1；K4——考慮夾緊動力穩(wěn)定性系數(shù)，機動夾緊，選 K4=1；K5——考慮手動夾緊時的系數(shù)，由于采用機動夾緊選 K5=1；K6——支撐面接觸情況系數(shù)，只有在工件會發(fā)生傾覆情況下使用，取 1；綜上分析，K=2.16由此計算得夾緊力：P=3302.1N。故每個壓板的夾緊力 Pi=825.5N。上述僅是粗略計算的應(yīng)用注意點，可作大致參考。由于實際加工中切削力是一個變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動、刀具的鈍化等因素影響，計算切削力大小的公式也與實際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到結(jié)果。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實際經(jīng)驗而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾具，則往往還需要通過實驗的方法來確定所需夾緊力。7.2 夾緊裝置的設(shè)計典型的夾緊裝置由以下幾部分組成：力源裝置；中間遞力機構(gòu)；夾緊元件與夾緊機構(gòu)。夾緊機構(gòu)對夾具的整體結(jié)構(gòu)起決定性的影響。在選擇或設(shè)計夾緊機構(gòu)時，靈活性很大，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)注意使夾具的復(fù)雜程序與生產(chǎn)批量相適應(yīng)，夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)要便于制造、調(diào)整、使用和維修。由箱蓋的基本尺寸和結(jié)構(gòu)空間確定夾緊位置如圖 7—1。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7—1 箱蓋夾緊位置示意圖7.2.1 夾緊機構(gòu)簡圖本減速箱生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)，采用生產(chǎn)線流水作業(yè)，工件進出工作臺的方向與兩軸承孔軸線垂直，因此夾具不能設(shè)置在工件行進方向上，所以將夾具布置在工件軸承端面兩側(cè)。由此設(shè)計了兩套夾緊機構(gòu)的方案，如圖 7—2。圖 7—2 方案 1（左）和方案 2（右）夾緊機構(gòu)簡圖計算機構(gòu)的自由度：取左半部，共有 1 個原動機 5 個活動件，7 個低副（包括 6 個轉(zhuǎn)動副和一個滑動副） ，沒有高副，因此圖中機構(gòu)自由度：3Fnp????所以原動件數(shù)目與機構(gòu)的自由度的數(shù)目相等，兩個機構(gòu)都有確定的運動。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 119709857.2.2 夾緊機構(gòu)尺寸的確定機床工作臺的寬度為 450mm，工件的寬度接近 350mm，如果考慮到夾具的空間，不能設(shè)計成傳統(tǒng)的壓板的模式，因為傳統(tǒng)的壓板在夾具臺上有一個支承軸，會加大夾具臺的寬度，對機床的寬度容易產(chǎn)生干涉，因此考慮設(shè)計專用夾具。將夾具壓板的鉸鏈設(shè)置在夾具臺的側(cè)面，而壓板本身有一定的彎折度，當夾具敞開式，也不會容易造成干涉，據(jù)此來設(shè)計夾緊機構(gòu)。（1）方案 1 機構(gòu)尺寸的確定設(shè)計此機構(gòu)時，根據(jù)機床工作臺的空間，考慮夾具體的空間受到限制，故以此設(shè)定幾個基本尺寸，如圖 7—3 所示。圖 7—3 方案 1 夾緊機構(gòu)（左支）簡圖從尺寸的精度和加工性能以及尺寸的確定的方便以及在運動學(xué)和力學(xué)計算中的簡便，使得 L2、L 3 和 L4 組成直角三角形，而且最好是一組勾股數(shù)，以便生產(chǎn)和加工，由此確定條件：（1）2234??為了省力，在壓緊部分設(shè)置杠桿機構(gòu)，故 L6>L7。由 F 點坐標和將要夾緊的位置坐標，可算得：（2）27L01.m故（3）6.?由于夾具高度的空間限制，故氣壓缸的行程規(guī)定范圍：（4）01L?買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985由上可知，連桿 AB 的長度范圍：（ 5）21903L??根據(jù)以上桿長條件，設(shè)計 L2=30mm、L 3=40mm 和 L4=50mm。由此，各桿長可利用 Solidworks 結(jié)合 AutoCAD 做運動分析計算并取桿長整數(shù)，最終得各參數(shù)如下：L 1=180mm、L 5=120mm 和 L6=50mm。用 SolidWorks 模擬夾緊過程，可知氣缸行程 L0 為 80mm。（2）方案 2 機構(gòu)尺寸的確定基于方案 1 確定尺寸的原則和方法，對確定方案 2 基本位置尺寸，如圖7—4。圖 7—4 方案 2 夾緊機構(gòu)（左支）簡圖根據(jù)空間要求，考慮機構(gòu)的運動和夾緊性能，各桿長可利用Solidworks 結(jié)合 AutoCAD 做運動分析計算并取桿長整數(shù)，最終得各參數(shù)如下：L2=50mm、L 3=50mm、L 5=70mm、L 6=65mm 和 L6=60mm。用 SolidWorks 模擬夾緊過程，可知氣缸行程為 L1=47.97mm。7.2.3 夾緊機構(gòu)的受力分析和方案比較（1）對方案一進行受力分析和計算1）EG 桿夾緊時，對 EG 桿受力分析，如圖 7—4。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7—4 EG 桿的受力分析由圖根據(jù)力學(xué)受力平衡，有： 110cos0in305ixxyyFFM?????????????????夾夾 （ 9-）根據(jù) SolidWorks 測得，此時 α=18.43°，β=12.79°。由每個壓板的夾緊力 F 夾 =825.5N，算得 F1=579.2N。2）DE 桿（二力桿） 。3）BCD 桿夾緊時，對 BCD 桿受力分析，如圖 7—5。圖 7—5 BCD 桿的受力分析由圖根據(jù)力學(xué)受力平衡，有： 2110cos.06cos7.20inin3(.95.4)5sin7.21xxyyF FM????????????????????? ??（ 8.6-）根據(jù) SolidWorks 測得對應(yīng)夾角，并算得 F2=2319.5N。4）AB 桿（二力桿）5）氣缸伸出桿對伸出桿受力分析，如圖 7—6。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7—6 氣缸伸出桿的受力分析受力分析可知： 2cos319.5cos62.410FN??????氣（2）對方案二進行力學(xué)分析和計算1）EG 桿夾緊時，對 EG 桿受力分析，如圖 7—7。圖 7—7 EG 桿的受力分析由圖根據(jù)力學(xué)受力平衡，有： 171800xyyyxFFLM??????????????夾夾2）DE 桿（二力桿） 。3）BCD 桿夾緊時，對 BCD 桿受力分析，如圖 7—8。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7—8 BCD 桿的受力分析由圖根據(jù)力學(xué)受力平衡，有： 21109xxxyyyFFLM???????????????4）氣缸伸出桿 AB根據(jù) SolidWorks 測得對應(yīng) L8=63.51mm，L 9=18.32mm， L10=49.09mm。設(shè)定氣缸同時支撐同一邊的兩個壓塊，F(xiàn) 夾 =825.5N，故：F 1=780N97210852.FN???氣 夾（2）兩個方案的比較由以上結(jié)果可知，方案 1 氣缸提供的力遠遠大于方案 2 中氣缸提供的力，而且從各桿的長度、氣缸的空間布置和行程的角度來說，方案 2 都比較合理。7.2.4 執(zhí)行元件的選擇由于該夾緊機構(gòu)繞尾端上下轉(zhuǎn)動，如果用液壓缸，則會帶來運動慣性和液壓油重力的影響，故選擇氣缸作為執(zhí)行元件。用 SolidWorks 模擬夾緊過程，可知氣缸行程為 47.97mm。故選擇氣缸時，行程應(yīng)大于 47.97mm。氣缸垂直安裝，根據(jù)《液壓傳動與氣壓傳動》 ，對于用作夾具夾緊用的氣缸效率 =0.8~0.9，這里取 0.8。設(shè)定氣壓系統(tǒng)的工作壓力為 P=1Mpa。?夾具做夾緊動作時氣缸活塞桿向下伸出，推力： ??pDF42?買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985其中計算所得氣缸推力 F=685.4N，得： 1430.5mFDP???將 D 提高 20％再圓整，得：D=40mm。活塞桿直徑 d=0.2~0.3D=8~12mm，根據(jù)標準系列圓整，取 d=10mm。氣缸筒壁厚： ??2sp???式中：D—缸筒內(nèi)徑（ m） 。此處，D=0.04m。ps—試驗壓力（Pa） ，取 ps=1.5p=1.5×106Pa。[σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力， [σ]= σb/n。采用 45 鋼作為缸筒的材料，其強度為 600×106Pa。n 為安全系數(shù)，取 n=7。故算得壁厚 δ=4mm。根據(jù)以上計算，選擇 SMC 公司的氣缸，其型號為：MBT40—50—Z73，其結(jié)構(gòu)如圖 7—9。圖 7—9 中間耳軸式氣缸結(jié)構(gòu)買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖中各參數(shù)如表 7—1。表 7—1 氣缸結(jié)構(gòu)參數(shù)缸徑 ?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 關(guān)鍵零部件的校核為了保證夾具機構(gòu)的長期有效工作，提高安全和使用性能，對夾具的關(guān)鍵零部件——壓板進行強度校核。壓板采用 45 鋼作為材料，進行加工，其結(jié)構(gòu)見圖紙。通過力學(xué)計算，可知壓板的受力。據(jù)此，利用 SolidWorks 中 simulation 仿真插件，進行模擬仿真分析。其結(jié)果如圖 7—10 所示。圖 7—10 壓板應(yīng)力分析結(jié)果由圖可知，最大的應(yīng)力為 270MPa，而 45 鋼的屈服強度為 530MPa，故安全性能好。該板是整個機構(gòu)中受力最大的桿件，故由此可判斷，其他桿件的壁厚等參數(shù)都與之相差不大，故亦合格。7.2.6 氣壓回路的設(shè)計本工序采用專用機床高效高速加工，啟動之后，讓其自動控制。當工件被夾緊，進行加工的過程中，嚴禁打開夾具，也就是不能使氣壓回路進行動作，因為此時如果夾具敞開的話，會嚴重阻礙銑刀的工作，產(chǎn)生干涉，造成很大的買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985危險，深知危機工作人員的生命。因此在進行氣壓回路的設(shè)計時，要保證夾具敞開式的操作困難性，本設(shè)計的思路是，兩對夾具同時加緊，同時敞開。當兩個回路同時動作時，夾具敞開，同時設(shè)計自鎖回路，保證夾具在夾緊過程中，由于工作人員誤操作造成危險，這樣就提高了安全性。通過 FluidSIM 軟件中的氣壓回路設(shè)計分析，最終得自動控制的氣壓回路如圖 7-11。圖 7—11 夾緊氣動回路該氣動回路的動作過程：按下手動閥→氣控換向閥切換（右移）→兩個氣缸活塞桿伸出（夾緊工件）→氣缸左腔壓力升高→壓力繼電器動作→ 發(fā)出進給信號給機床→進給終了壓下狀塊→ 機動閥動作（向右） →氣控換向閥復(fù)位（向左）→活塞桿退回→松開工件。要工件夾緊，必須兩缸推動各自活塞桿壓緊工件，而壓力繼電器可保證工件完全夾緊后，機床才能發(fā)出開車信號。在氣壓過低時，壓力繼電器無動作信號，此時機床就能自動停車，確保安全。7.3 定位元件的設(shè)計計算本工序采用一面兩銷定位：箱蓋結(jié)合面，對焦螺栓孔。如圖 7—12 所示。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7—12 定位銷示意圖考慮到生產(chǎn)規(guī)模較大，定位銷工作頻繁，因此選擇可換式定位銷（GB-T 2204-91）選用圓柱銷和削邊銷配合。當用一面兩孔定位時，定位誤差有以下三種：（1）縱向定位誤差。同時本工序加工方法是鉆削，方向與兩銷縱向相同，不會引起誤差，因此不用考慮縱向定位誤差；（2）橫向定位誤差。由于本工序工件重力方向與定位銷軸軸線方向平行，因此沒有橫向誤差；（3）轉(zhuǎn)角誤差。轉(zhuǎn)角誤差會引起軸承端面與軸承孔軸線的垂直度，故必須考慮。相關(guān)尺寸如下圖 7-13 所示：圖 7—13 定位銷參數(shù)示意圖其中：（技術(shù)要求公差等級 IT10） ；LDT190.??（由上一道工序得到） ；1.807???。2TD0.1=買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985（1）取銷心距偏差： 。LdD1T0.9.3m3???（2）按配合標準取 H7/g6，故銷直徑 d1 的公差為 g6，查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》 ，得： es0.6?IT故算得： i.17由此算得銷 1 的直徑： 0.617dm?=（3）由 d2=17mm，查 GB/T 2204-9 知，兩銷的相關(guān)參數(shù)如圖 7-14 所示。圖 7-14 定位銷的結(jié)構(gòu)示意圖查得兩銷的參數(shù)如表 7-2。表 7-2 兩銷的參數(shù)買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985dD H 基本尺寸極限偏差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，查直徑 d1 的公差為 h6，查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》得： es0?IT.1故算得： i.?由此算得： 01.1d7m?=（4）定位誤差，即轉(zhuǎn)角誤差計算由公式： 2LDdXb(T??:）得： 20.56m1X7.893.???max2axωθ 1Dtntn0.265mL6?????????:由以上的計算結(jié)果知，轉(zhuǎn)角誤差非常小，可以忽略不計，因此所選的圓柱銷和削邊銷符合要求。7.4 鉆模板的設(shè)計對鉆直徑為?10.2 的通孔這道工序，設(shè)計對應(yīng)的鉆模板。7.4.1 鉆套的選擇為了保證鉆孔加工的位置精度，便于對刀，設(shè)計鉆套。由于生產(chǎn)批量較大，故選擇快換鉆套，材料為 T10A 鋼，熱處理 58—64HRC。其結(jié)構(gòu)如圖 7—1 所示。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7—15 鉆套的結(jié)構(gòu)示意圖圖中各參數(shù)如表 7—3 所示。表 7—3 快換鉆套的結(jié)構(gòu)參數(shù)d D基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差m6D1 D2 H h h1 r m m1 α t 配用螺釘10.2 0.3416?18 0.187?30 26 28 10 4 20 11 11 55° 0.08 M67.4.2 襯套的選擇為了保護鉆套，增加潤滑性能，以增長其壽命，根據(jù)選擇的鉆套，選擇襯套材料為 T10A 鋼，熱處理 58—64HRC，如圖 7—1 所示中 B 型。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7—16 襯套的結(jié)構(gòu)示意圖圖中各參數(shù)如表 7—4 所示。表 7—4 襯套的結(jié)構(gòu)參數(shù)d D D1 H t基本尺寸 極限偏差F7基本尺寸 極限偏差 n618 0.3416?26 0.2815?30 28 0.012在以上結(jié)構(gòu)件的基礎(chǔ)上，結(jié)合箱蓋起吊螺栓孔的加工位置，考慮箱蓋的進料和退料，加工空間等因素，設(shè)計鉆模板。詳細結(jié)構(gòu)見圖紙。7.5 支撐件的設(shè)計本工序采用已經(jīng)加工的箱蓋底面作為基準，因此選用固定支承。固定支承有支承釘和支承板，由于基準面是箱蓋結(jié)合面，是已經(jīng)加工過的面，因此選用支承板，如圖 7-17 所示。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985圖 7-18 支撐板類型查《現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊》表 4-57（支承板的規(guī)格尺寸） ，選擇 B 型支承板，型號為：B25×220 JB/T8029.1。材料為 T8 鋼，熱處理至 55—60HRC 硬度。各參數(shù)如表 7—5 所示。表 7—5 支承板參數(shù)H L B b l A d d1 h h1 孔數(shù) n25 220 40 20 30 80 11 18 7 2.5 3實習(xí)總結(jié)1.生產(chǎn)實習(xí)總結(jié)實習(xí)對我們學(xué)生而言，是將所學(xué)科學(xué)文化知識與實際工作相結(jié)合的一個很好的平臺，不僅可以使我們在實踐中了解社會、在實踐中鞏固知識，更重要的是使我們有更多的機會嘗試不同的工作，扮演不同的社會角色，逐步完成職業(yè)化角色的轉(zhuǎn)化，發(fā)現(xiàn)自己真實的潛力和興趣，以奠定良好的事業(yè)基礎(chǔ)，也為自我成長豐富了閱歷，為我們以后進一步走向社會打下堅實的基礎(chǔ)。作為一名學(xué)生，通過實習(xí)工作了解理論知識在工作和生產(chǎn)中的實際需要，使得學(xué)習(xí)的目的性更明確。通過為期十幾天的生產(chǎn)實習(xí)，以下幾點給我印象很深。大規(guī)模生產(chǎn)，自動化程度越來越高，車間里工人師傅越來越少。由數(shù)控機床組成柔性生產(chǎn)線，高度封閉、高度機械化，為企業(yè)帶來了高效益。這里數(shù)控編程、數(shù)控機床的維修等現(xiàn)代加工和維修需求依據(jù)成為必須掌握的技能。通過技術(shù)引進、消化、吸收做大做強。Dci11 發(fā)動機通過引進法國雷諾技術(shù)，并依據(jù)國情研發(fā)出能夠大限度超負載運行的曲軸材料（C38N2） ，該發(fā)動機的排放達到了 O3 標準。其市場競爭力強，利潤高。由此我們不斷要努力學(xué)習(xí)國外先進的科學(xué)技術(shù)，在認識到國內(nèi)外差距的同時，要鞭策自己更加努力為祖國的買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985機械工業(yè)的飛速進步作出自己的貢獻。機加工方法、材料、熱處理、安全健康的管理機制四者共同作用才是是保證零件質(zhì)量和效益的唯一方法。不能只重視加工方法，而忽視另