关 键 词：

动轮 动力 总成 试验 台架 设计

资源描述：

电动轮动力总成试验台架设计,动轮,动力,总成,试验,台架,设计

内容简介：

本科毕业设计(论文)手册毕业设计(论文)题目 电动轮动力总成试验台架设计 专 题 题 目设计(论文)起止日期： 2016 年 3 月 6 日 至 2016 年 6 月 3日汽车与交通工程 学院 车辆工程 专业 2012 年级 1 班学生姓名 叶廷芳 指导教师陶军教研室(系)主任郭健忠教学院长严运兵年月日 2016年3月6日 4须 知一、本手册第1页是毕业设计（论文）任务书，由指导教师填写；第2页是开题报告；第3页是答辩申请事项。答辩时学生须向答辩委员会（或答辩小组）提交本手册，作为答辩评分的参考材料，没有本手册不得参加答辩。本手册可以使用电子版打印，但签署姓名和日期处必须手工填写。本手册最后装入学生毕业设计（论文）档案袋。二、毕业设计（论文）期间，要求学生每天出勤不少于6小时，在校外进行毕业设计（论文）或实习（调研）者，应遵守有关单位的作息时间，学生如事假（病假）必须按规定的程序办理请假手续，凡未获准请假擅自停止工作者，按旷课论处。三、学生在毕业设计（论文）中，要严格遵守纪律、服从领导、爱护仪器设备，遵守操作规程和各项规章制度；自觉保持工作场所的肃静和清洁，不做与毕业设计（论文）工作无关的事情。四、学生要尊敬指导教师、虚心请教，并主动接受老师的随时检查。五、学生要独立完成毕业设计（论文）任务，在毕业设计（论文）过程中要有严谨的科学态度和朴实的工作作风，严禁抄袭和弄虚作假。六、毕业设计（论文）成绩评定标准按五级：优秀（90分以上）、良好（80分以上）、中等（70分79分）、及格（60分69分）、不及格（59分以下）。毕业设计(论文)任务书（指导教师填写）设计（论文）题目： 电动轮动力总成试验台架设计设计（论文）主要内容（包括主要技术参数）：主要技术参数: 1 电动轮动力总成为40kW 电机搭载变速箱的轮边电机系统2 能量管理系统：由600V 的高压蓄电池组和电池管理系统及充电机组成。 3 测功电机, 最大功率160kW.课题内容及工作量:1 电动轮动力总成台架总体方案设计。2. 测功机系统设计。3. 试验台架能量及其管理系统设计。4 绘制试验台实验装置总装图及主要零部件图(折合一号图纸六张)。 编写设计计算说明书(1万字以上)及翻译不少于1万印刷符号的专业外文资料。主要参考资料：1. 机械设计手册.机械工业出版社.第1、2、3、4、5册.2. 刘书锋. 电动轮综合测试台架的设计与研究D.上海：同济大学，2009.3. 宫海龙. 高转矩永磁轮毂电机磁系统的研究D.哈尔滨：哈尔滨工业大学电机与电器专业，2011.4. Chau K.T., Wong, Y.S. Overview of power management in hybrid electric vehicles, EnergyConversion and Management Volume: 43, Issue: 15, Oct.2002.19531968.5. Rydberg KE.Hydrostatic. Drives in Heavy Mobile Machinery: New Concept andDevelopment trendsC.SAE,NO.981989,1998.1-7.指导教师签名 2016 年 3 月 6 日毕业设计(论文)开题报告开题报告：1、设计（论文）的研究目的及意义 随着传统能源的日益枯竭和环境污染所带来的压力，新能源汽车的研发日益受到各国汽车行业的重视。从长远的角度看，现代电动汽车是人类汽车产业未来的重要发展方向。纯电驱动汽车从排放的角度来看，可以实现极低排放甚至零排放。并且在能源方面利用的是稳定可靠且来源广泛的电能。具备使汽车产业长久稳定可持续发展的有利因素。 电动轮式电动汽车的台架试验是电动轮电动汽车整车开发的一个重要环节，可以进行对电动轮电机的性能试验和一系列整车控制策略试验等，为将来电动轮车辆整车试验打下坚实的基础。电动轮式动力总成系统具备其独有的动力总成结构，设计一套完整的电动轮动力总成试验台架，用以实现对电动轮动力系统进行各项功能验证，以及电动轮整车控制策略进行模拟是有必要的，能够为更进一步的实车开发研制奠定实验基础。2、设计方案（论文的主要研究内容）第一章 绪论介绍了国内外发展现状和课题研究的意义内容。并对基于轮毂电机和轮边电机的电动轮模块的特点和结构进行了阐述分析，选择适合试验的电机。第二章 阐述试验台架设计原理以及设计一套完整的电动轮动力总成试验台架。（1） 提出台架的总体方案设计：由CAN（控制局域网）网络控制，实现4个子台架的联调交互。（2） 测功机系统及机械结构设计：使用交流电力测功机，设计试验台架的机械结构和满足试验目标的主要部件。（3） 试验台架能量及其管理系统设计：设计实现了试验台架整体CAN网络结构，数据采集系统和上位机的数据监控界面。第3章 台架机械结构系统及关键零部件设计。本文所设计试验台架机械结构遵循下列原则：1.能稳定，安全，可靠的完成台架试验工作。2.在以上前提下，优化机械结构，使其操作简单，布置结构合理。3.尽量降低设备加工的时间和物质成本，同时并易于后面的维护保养工作。（1）试验台机械结构设计：有试验台底座，底座下方设计有调节螺杆，可以调节试验台的高度。试验台底座上方有测功机底座和电机底座，用来固定所需要测试的电机。测功机与电机中间有联轴器相连接，联轴器能实现台架的转矩传递传动功能，结构紧凑且承载能力较强。（2）测功机系统的设计：选取电动轮动力总成为40kw电机搭载变速箱的轮边电机系统。测功机系统电机采用 80kW 三相交流异步电动机和 4 档机械式变速箱组成。采用对拖测功的方法。根据一台电机的电输人与另一台电机的电输出之差计算两台电机的总损耗。（3）试验台架能量及其管理系统设计：选用磷酸铁锂电化学动力电池组，由600V 的高压蓄电池组和电池管理系统及充电机组成。第四章 台架测控系统设计：通过CAN网络总线技术将所有的控制模块，状态信息有机地整合在一起，实现台架信息交互共享。从而实现试验台架的测试功能和信息采集监测以及故障诊断功能。第五章 结论与展望：针对现有的研究结果以及结合当前对电动轮动力总成试验台架设计的发展做出总结和展望。指导教师意见：指导教师签名 年 月 日答 辩答辩申请申请人签名：年 月 日指导教师意见（明确是否同意答辩） 指导教师签名： 年 月 日评阅教师意见（明确是否同意答辩） 评阅教师签名： 年 月 日答辩领导小组意见（明确是否同意答辩） 答辩委员会（小组）负责人签名： 年 月 日摘 要 电动轮是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型电动轮，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步电动轮。电动轮具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广 泛。摩擦型电动轮能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步电动轮可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪 声。 电动轮除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。根据用途不同，电动轮可分为一般工业用传动带、汽车用传动带、农业机械用传动带和家用电器用传动带。摩擦型传动带根据其截面形状的不同又分平带、V带和特殊带（多楔带、圆带）等。传动带的种类通常是根据工作机的种类、用途、使用环境和各种带的特性等综合选定。若有多种传动带满足传动需要时，则可根据传动结构的紧凑性、生产成本和运转费用，以及市场的供应等因素，综合选定最优方案。 平型电动轮工作时,带套在平滑的轮面上，借带与轮面间的摩擦进行传动。传动型式有开口传动、交叉传动和半交叉传动等，分别适应主动轴与从动轴不同相对位置和不同旋转方向的需要。平型电动轮结构简单，但容易打滑，通常用于传动比为3左右的传动。 平型带有胶带、编织带、强力锦纶带和高速环形带等。胶带是平型带中用得最 多的一种。它强度较高，传递功率范围广。编织带挠性好，但易松弛。强力锦纶带强度高，且不易松弛。平型带的截面尺寸都有标准规格，可选取任意长度，用胶 合、缝合或金属接头联接成环形。高速环形带薄而软、挠性好、耐磨性好，且能制成无端环形，传动平稳，专用于高速传动。 关键词：组合、电动轮、测试、系统ABSTRACTIn recent years, with the development of CNC technology, electronic technology, computer technology development, the combination of machine service object by agricultural machinery in the past, the truck to transfer to the car industry as the focus of the combined machine tool industry to carry out the key technology research and development of car parts research, take the introduction of technology, cooperative production and self development is with the combination of machine tool; from the past to the rigid combination machine tool has a certain flexibility, can realize the change direction of many varieties of processing, has developed a combination of machine tool spindle turret, mobile combination machine, automatic replacement spindle box combination machine tool and NC technology application development of three axis machining unit combination of CNC machine tools, the pure rigid equipment into a flexible, variable and adjustable equipment; processing precision of combined machine tool in the past to complete the rough machining, The transformation to the semi finishing machining direction. Combination of machine tool industry developed the key equipment for automobile engine five pieces of processing, so that the industry has been greatly expanded in finishing machine varieties, to create the conditions for providing complete sets of equipment; equipment manufacturing technology of modular machine tool mainly from the past to the machine and automatic conversion to complete comprehensive direction, strengthen research the development of related technologies and products, the industry has to provide to the user from the blank line, complete sets of technology and equipment of machining and machining to product line, including the entire workshop of the chip and the cooling treatment system; modular machine tool control technology from traditional technology to NC program control, computer management and monitoring direction. Combination machine tool industry enterprises in the production of modular machine tool control technology, has completed the by contact relay control to change control programming, thus greatly improve the combination of machine reliability, failure rate is greatly reduced; modular machine tool has been developed in the past artificial design to computer aided design. Combination of machine tool industry to vigorously promote the CAD, in order to improve the design speed, ensure the design quality, shorten the supply cycle and create favorable conditions.Keywords: combination machine tool, fixture, multi axle box, transmission shaft, three charts card第一章 绪 论41.1课题背景41.2设计任务及其要求6第二章 功能分析62.1 测试电动轮的结构特点及其技术要求6第三章 直线电动轮测试系统的开发63.1测试模块的组成73.2测试方案中的原理73.2.1具有固定夹具的测试模块83.2.2具有移动夹具的多工位测试模块8第四章 各种组合模块功能94.1位移测试模块94.2震动测试模块104.2.1工作过程分析114.2.2震动模块相关组件114.3总体尺寸图234.3.1选用动力部件234.3.2确定测试总高度254.3.3确定夹具轮廓尺寸254.3.4左底座轮廓尺寸254.3.5确定多轴箱轮廓尺寸26第五章 相关设计计算315.1 电机的计算与选型315.1.1电机功率确定315.1.2效率计算315.2减速器传动比计算325.3齿轮的计算及校核325.4轴的计算及校核325.5夹具体的设计365.6夹具精度分析计算365.7 夹具设计及操作的简要说明37总 结38参考文献39致 谢40第一章 绪 论1.1课题背景近年来，随着数控技术，电子技术，计算技术的发展，组合的服务对象已经由过去的农用械，载货汽向以轿工业为重点的转移，组合行业开展了针对轿零件关键工艺研究开发的科研攻关，采取引进技术，合作生产和自行开发相结合；组合也由过去的刚性组合向具有一定柔性，可实现多品种加工方向的变化,先后开发了转塔组合,主轴移动式组合,自动更换主轴箱式组合,同时又应用数控技术发展了三坐标加工单元等数控组合,把纯刚性的设备变为具有一定柔性,可变可调的装备；组合的加工精度以过去多完成粗加工，半精加工向精加工方向转化。组合行业开发了针对汽发动五大件加工的关键工艺设备，使行业在精加工的品种上有了较大扩充，为提供成套设备创造了条件；组合制造技术由过去的以加工为主的单及自动化向综合成套方向转换，加强了相应配套技术与产品的研究开发，行业的已经初步具备了向用户提供自毛坯上线，经械加工和非械加工至成品下线的成套技术装备，包括整个间的切屑和冷却处理系统；组合的控制技术由传统的程序控制技术向数控，计算管理与监控方向发展。组合行业企业生产的组合的控制技术，已完成了由接触-继电器控制向可编程控制的转变，从而大大的提高了组合的可靠性，故障率大为降低；组合的开发已经又过去的人工设计转向计算辅助设计。组合行业大力推行CAD，为提高设计速度，保证设计质量，缩短供货周期创造了有利的条件。国内该行业虽然取得了很大的进步与发展，但是，在制造技术高速发展上的今天，由于基础比较薄弱，从整体看，与国外先进水平与国内的用户的要求还存在一定的差距，主要表现在产品的可靠性太差，难以适应大批量生产的需要，可调可变性，柔性较差，缺少必要的适应多种加工的新产品，系统化，通用化，模块化程度底，致使制造周期过长，满足不了用户的要求，科学管理，成本控制水平不高，在市场上缺乏竞争力等不足之。1.1.2 组合的发展趋势(1)、高速化：由于构各组件分工的专业化，在专业主轴厂的开发下，主轴高速化日益普及。过去只用于汽工业高速化的种（每分钟1.5万转以上的种），现在已成为必备的械产品要件。(2)、精密化：由于各组件加工的精密化，微米的误差已不是问题。以电脑辅助生产（CAM）系统的发展带动数控控制器的功能越来越多。(3)、高效能：对高速及精密化要求的提高导致了对加工工件制造速度的要求提高。同时，由于产品竞争激烈，产品生命周期缩短，模具的快速加工已成为缩短产品开发时间所必须具备的条件。对制造速度的要求致使加工模具的向着高效能专业化种发展。(4)、系统化：已逐渐发展成为系统化产品。现在可以用一台电脑控制一条生产线的作业，不但可缩短产品的开发时间，还可以提高产品的加工精度和产品质量。(5)、复合化：产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必须不断升级，五轴加工、六轴加工已日益普及，加工的复合化已是不可避免的发展趋势。1.2设计任务及其要求设计题目所给的是矿轮端面孔组合设计。其设计任务及其要求有：（1）选择合适、可靠的工艺方法；（2）精粗加工合理安排；（3）工序集中原则（4）定位基准及夹紧点选择原则。（5）制定工艺方案1)装卸、夹紧；2)3个孔；3)攻丝。第二章 功能分析2.1 测试电动轮的结构特点及其技术要求被加工零件的材料为灰口铸铁ZG270-500，室温下的力学性能500，加工部位及其要求为：在面上加工3个M10螺孔，并且这3个螺孔是沿130圆周方向性三等分平均分布。表面粗糙度Ra为25。第三章 直线电动轮测试系统的开发零件加工工艺方案将决定组合的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。考虑到被加工的零件是三个M10螺孔，而且这三个螺孔是沿130圆周方向性三等分平均分布，并针对零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度以及定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的刀具及切削用量、现场的环境和条件、生产率要求等。划分工序可以有两种趋向：工序集中和工序分散。工序的集中分散各有其长处，一般说来，在大批量生产中以提高生产率为主，需广泛采用多刀、单轴与多轴自动或半自动，多轴龙门、组合等，故采取工序集中可以获得突出的效果。此次设计的矿轮端面孔组合很大程度上使各工序尽量集中，发挥组合的优点，同时使各种误差减小到最低限度。由于此设计中所加工的零件3个孔中部分孔距离适中，所以完全可用一个工位完成。遵循以下几点基本原则：（1）选择合适、可靠的工艺方法；（2）精粗加工合理安排；（3）工序集中原则（4）定位基准及夹紧点选择原则。（5）制定工艺方案1)装卸、夹紧；2)3个孔；3)攻丝。3.1测试模块的组成一台组合主要由滑台、削头、夹具、多轴箱、动力箱、立柱、立柱底座、中间底座、侧底座以及控制部件和辅助部件等组成。其中夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件，其余均为通用部件，且专用部件中的绝大多数零件（约70%90%）也是通用零件。加工时，刀具由电动通过动力箱、多轴箱驱动做旋转主体运动并通过各自的滑台带动做直线进给运动。 3.2测试方案中的原理 根据所选用的通用部件的规格大小以及结构和配置形式等方面的差异，将组合分为大型组合和小型组合两大类。习惯上滑台台面宽度大于250mm的为大型组合，滑台台面宽度小于250mm的为小型组合。 根据组合的配置形式，可将其分为具有固定夹具的单工位组合、具有移动夹具的多工位组合和转塔式组合三类。3.2.1具有固定夹具的测试模块单工位组合特别适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中，家具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类加工精度较高，但生产率较低。按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。a 卧式组合卧式组合的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，按加工要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。本题目选用单面即可。b 立式组合立式组合的道具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置一种形式。c 倾斜式组合倾斜式组合的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。可配置成单面双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。d 复合式组合复合式组合是卧式、立式、倾斜式两种或三种形式的组合。3.2.2具有移动夹具的多工位测试模块多工位组合的夹具和工件可按预定的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同的工位加工。这类生产率高，但加工精度不如单工位组合，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和鼓轮式四种类型。a 移动工作台组合移动工作台组合可以先后在两个工位上从两面对工件进行加工，夹具和工件可随工作台直线移动来实现工件的变换。b 回转工作台组合回转工作台组合在每一个工位上可以同时加工一个活几个工件，其上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的回转工作台上，并随其作周期转动来实现工件的换位。由于这种适宜于对中小型工件进行多面、多工序加工，具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和动时间重合，所以不能获得较高的生产率。c 中央立柱式组合 中央立柱式组合上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的环形回转工作台上，并随其做周期转动以实现工位的变换。在环形回转工作台周围以及中央立柱上均可布置动力部件，在各个工位上，对工件进行多工序加工。d 鼓轮式组合鼓轮式组合上的夹具和工件安装在绕水平轴线回转的鼓轮上，并作周期转动以实现工位的变换。在鼓轮的两端布置动力部件，从两面对工件进行加工。第四章 各种组合模块功能组合可以通过模块化组合，变成，。结构如下图所示通过添加导轨模块，是的头可以在水平面移动，从而对工件进行工作业。4.1位移测试模块 如上图所示是和模块，添加了导轨滑块组件，可以使头在水平面移动，实现的功能。系主要指用刀在工件上加工多种表面的。通常刀旋转运动为主运动，工件（和）刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。是用刀对工件进行削加工的。除能削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨高，在械制造和修理部门得到广泛应用。是一种用途广泛的，在上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，刀旋转为主运动，辅以工作台或头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而的生产率较高。简单来说，可以对工件进行削、削和镗孔加工的。4.2震动测试模块主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、身、脚和冷却装置。主轴箱：又称头箱，它的主要任务是将主电传来的旋转运动经过一系列的变速构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中的主轴是的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则的使用价值就会降低。进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速构，调整其变速构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。溜板箱：是进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便削螺纹。刀架：有两层滑板(中、小滑板)、鞍与刀架体共同组成。用于安装刀并带动刀作纵向、横向或斜向运动。尾架：安装在身导轨上，并沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾架主要用来安装后顶尖，以支撑较长工件，也可安装头、铰刀等进行孔加工。身：是带有精度要求很高的导轨(山形导轨和平导轨)的一个大型基础部件。用于支撑和连接的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。冷却装置：冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削液加压后喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切屑，润滑加工表面，以提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量4.2.1工作过程分析（1）的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。（2）工件、夹具、刀具及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸。（3）主轴的结构类型、尺寸及外伸长度；刀具类型、数量和结构尺寸；导向装置、攻螺纹靠模装置的结构尺寸；刀具与导向装置的配合，刀具、主轴之间连接方式。4.2.2震动模块相关组件加工示意图绘制之前，应进行刀具、导向装置的选择以及切削用量、转矩、进给力、功率和有关联系尺寸计算。（1）刀具的选择选择刀具，应考虑工艺要求与加工尺寸精度、工件材质、表面粗糙度及生产率的要求。只要条件允许应尽量选用标准刀具。为了提高工序集中程度或满足精度要求，可以采用复合刀具。孔加工刀具的长度应保证加工终了时刀具螺旋槽尾端与导向套之间有3050mm距离，以便于排出切削和刀具磨损后又一定的向前调整量。所以，根据零件要加工的孔是三个M10螺孔，参照以上要求，依据械加工工艺师手册（杨叔子主编）孔加工刀具表20-2和表20-3（P587）加工M10螺孔选择高速钢直柄短麻花（GB143585）直径d=8.2mm，l=79mm，l1=37mm。（2）导向套的选择组合加工孔时，除采用刚性主轴加工方案外，零件上孔的位置精度主要靠刀具的导向装置来保证。因此，正确选择导向装置的类型，合理确定其尺寸、精度，是设计组合的重要内容，也是绘制加工示意图时必须解决的问题。导向装置有两大类，即固定式导向和旋转式导向。在加工孔径不大于40mm或摩擦表面线速度小于20m/min时，一般采用固定式导向，刀具或刀杆的导向部分，在导向套内即转动又作轴向移动。固定导向装置一般由中间套、可换导套华人压套螺钉组成。中间套的作用是在可换导套磨损后，可较为方便的更换，不会破坏模体上的孔德精度。加工孔径较大或线速度大于20mm/min时，一般采用旋转式导向装置。旋转式导向装置将旋转副和直线移动（导向）副分别设置，按旋转副和直线副的相对位置分为内滚式和外滚式两种；滚动轴承安装在刀杆上的旋转导向为内滚式导向，中间导向套只作直线移动，导向长度为(23）d1(d1刀杆直径),导向至工件端面的距离为2050mm，视导向结构而定；滚动轴承内圈安装在中间导向套上，中间导向套不随主轴一起的旋转导向为外滚式导向装置，导向长度为 （2.53.5）d1。旋转式导向装置的极限转速由轴承的极限转速和刀具允许的切削速度决定，导向精度由轴承精度和刀杆、导向套的精度决定。旋转式导向一般通过滑块连轴器（JB/ZQ4384-1986）与主轴“浮动”联接。 综上：依据械加工工艺师手册（杨叔子主编）表17-46套的基本类型（P491）选择固定套。由于加工的是三个M10螺孔，故选择加工孔直径710mm，所以导套长度也就选择22mm。（3）导向装置的选择 由于选择刚性主轴，其位置尺寸精度取决于主轴的位置和尺寸精度，对于所加工出的孔的精度将起着重要的角色，而与选择的刀具和有无导向装置没有太大的关系，另外由于改所加工的孔的直径和长度均不大，所以选用第一类导向装置，则其布局与参数的选择查阅组合设计简明手册如下: 导向装置的配合：导向装置的配合依据参考资料书组合设计中的精度进行选择和设计。其导向装置的配合形式如下图：其精度以及配合的相互关系为： 导向类别工艺方法dD刀具导向部分的外径第一类导向孔G7（F8）H7/g6H7/js6用头本身导向（4）初定切削用量切削用量是指切削速度、进给量、背吃刀量等三个切削要素。它们表示切削过程中切削运动的大小及刀具切入工件的程度，切削速度是切削刃的选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，通常用Vc表示，单位为米/分或米/秒。进给量是工件或刀具的每一转或每一往返行程的时间内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移，通常用f来表示，单位为毫米/转或毫米/行程。背吃刀量是指通过切削刃基点并垂直于工件平面方向上测量的吃刀深ap，也就是工件待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，习惯上也将背吃刀量称为切削深度，通常用ap表示，单位为毫米 。切削深度ap 选择原则是根据工件的加工余量来决定的，选择是应考虑：a 在留下精加工及半精加工余量后，粗加工应尽可能将剩下的余量一次切除以减少走刀次数；b如果工件余量过大，或动力不足而不能将粗切削余量一次切除，也应将第一次走刀的切削深度尽可能取大些；c 当冲击负载较大，或工艺系统刚性较差时，应适当减少切削深度；d 一般精切时，可取ap=0.050.8毫米，半精加工时可取ap=1.03.0毫米 。进给量f的选择是主要是根据切削力及加工表面粗糙度：粗加工时，加工表面粗糙度要求不高，进给量主要受刀杆、刀片、工件及的强度和刚度所能承受的切削力的限制；半精切削及精切时，进给量主要受表面粗糙度要求的限制，刀具的副偏角愈小，刀尖圆弧半径愈大，切削速度愈高，工件材料的强度愈大，则进给量可愈大 。切削速度vc的选择原则主要考虑切削加工的经济性，必须保证刀具经济寿命，同时切削负载不应超过的额定功率，通常的原则是：a 刀具材料的耐热性好，切削速度可高些；b工件材料的强度、硬度高，或塑性太大或太小，切削速度均应取低些，c 加工带外皮的工件时，应付适当降低速度；d要求得到较小的表面粗糙度时，切削速度应避开积屑瘤的生成速度范围，对硬质合金刀具，可取较高的切削速度，对高速钢刀具，常采用低速切削；e 断续切削时，应取较低的切削速度；f 工艺系统刚性差时，切削速度应适当减小；h在切削速度最后确定之前，须验算电动的功率是否足够 。组合往往采用多轴、多刀、多面同时加工，且组合上的刀具要有足够的使用寿命，以减少频繁换刀。因此，组合切削用量一般比通用的单刀加工要低30%以上。 同一多轴箱上的刀具由于采用同一滑台实现进给，多以各刀具的每分钟进给量应该相等。因此，应按工件时间最长、负荷最重、刃磨较困难的所谓“限制性刀具”来确定；对于其他刀具，可以在这基础上进行调整其每转进给量，以满足每转进给量相同的要求。另外，在多轴箱传动系统设计完毕、传动齿轮齿数确定后，还要反过来调整初定的切削用量。选择切削用量时，应尽量使相邻主轴转速接近，以使多轴箱的传动链简单些。使用液压滑台时，所选的每分钟进给量一般应比滑台的最小进给量大50%，以保证进给稳定。表2 用高速钢头加工时切削用量加工直径切削用量V(mm/min)S0/(mm/r)1610180.050.161210180.10.18表3 用高速钢刀具扩孔的切削用量加工直径切削用量扩通孔锪沉孔V(mm/min)S0/(mm/r)V(mm/min)S0/(mm/r)101510180.150.20.150.216250.20.250.150.326400.250.38120.150.340600.30.40.150.3601000.40.60.150.3综上：根据本题目加工情况最终加工完成M10（公称直径为10mm）螺孔，首先孔8mm f=0.220.26,取f=0.25mm/r;(见械加工工艺手册表2.4-38及表3.1-36)v=18m/min;F=2413N;M=6.426N.M见械加工工艺手册表2.4-41按选取=750（械加工工艺手册表3.1-36）所以切削工时，其中切入=21mm，切出=3mm, =80mm2) 扩孔到10mm。因该工步能加工完后能直接保证精度,即加工完后即可满足要求。根据械加工工艺手册表2.4-52查得扩孔扩10孔时的进给量, ,根据规格选f=0.5mm/r。扩孔扩孔时切削速度，确定为 （为用头同样尺寸实心孔时的切削速度。）故v=0.430m/min=12m/min ; 按选取：=195；实际切削速度：由械加工工艺手册表2.5-7，切削时间 其中，取4 3 故 （5）确定切削转矩、轴向力和切削功率 确定切削转矩、轴向力和切削功率是为了分别确定主轴及其他传动件尺寸、选择滑台及设计夹具、选择主电动（一般是选择动力箱盒驱动电动）提供依据。本题目是采用高速钢直柄麻花，所以：采用高速钢头孔时:轴向切削力：F=26Df0.8HB0.6=26100.250.84500.6=1635N切削转矩：T=10D1.9f0.8HB0.6=10101.90.250.84500.6=4178N.mm切削功率：KwD：头直径（mm）f:每转进给量（mm/r）v:切削速度（m/min） HB:材料硬度，HB一般取HB的最大值450。采用高速钢扩孔时：F=9.2f0.4t1.2HB0.6T=31.6Dt0.75f0.8HB0.6式中t背吃刀量深度（mm）另外：刀具的耐用度在60120min左右（由于采用的是硬质合金麻花）。用以上公式计算出主轴箱上各刀具主轴的轴向切削力后，求出多轴加工的总的轴向力：=+=3F=31635=4905N。（6）计算主轴直径强度条件下45钢质主轴的直径为刚度条件下的主轴直径为d=19.5其中：d为轴直径T为轴所承受的转矩为许用剪切应力；45钢=31Mpa(械制造装配设计P136)B为系数，当材料的剪切弹性模量G=8.1104MPa，刚性主轴=0.5。/m，B=1.984；传动轴=1。/m，B=1.638（械加工工艺手册和械制造装备设计P136）查阅械加工工艺手册和械加工工艺师手册通用削类主轴的系列参数主轴外伸主轴类型短主轴滚锥轴承短主轴2530354050长主轴滚锥轴承长主轴202530354050滚珠轴承主轴152025303540滚针轴承主轴152025303540主轴外伸尺寸/mmD/d25/1632/2040/2850/3650/3667/4880/60L85115115115115135135孔深l 747785106106129129接杆模式锥号l1，21，2，32，32，33，44，5本题目中，所有主轴直径皆为20mm，主轴外伸长度为：L=115mm,内径为：D=20（H7）mm，内孔长度为：l=77mm.(7)选取刀具接杆由以上可知，多轴箱各主轴的外伸长度为一定值，而刀具的长度也是一定值。因此，为保证多轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，就需要在主轴和刀具之间设置可调环节。这个可调环节在组合上就是通过刻调整的刀具接杆来解决的。接杆的尺寸d与主轴外伸长度的内孔D配合，根据接杆直径d和刀具的锥体莫式锥度，查阅械加工工艺手册和械设计手册（GB/T 3668.101983）选取可调接杆如下： d(h6) d1(h6) d2d3Ll1l2l3螺母厚度锥度基准直径20Tr202莫式1号12.06117113464025121385016375188100（8）确定加工示意图的联系尺寸 为了使所设计的结构紧凑，应尽量使工件端面至多轴箱端面间距离最小。因此选取接杆时，在主轴外伸长度及刀具类型相同的条件下，应首先选取加工部位在外壁的盲孔孔径最大，长度最小的主轴刀具接杆；应保证在加工终了位置时头等刀具的螺旋槽尾部至导向套端面的距离，以利于排屑和刀具刃磨后向前调整。工件端面到多轴箱端面之间的距离还与的总布局有关。 加工示意图联系尺寸的标注如下图所示。其中最重要的联系尺寸是工件端面到多轴箱端面之间的距离（320mm）。它等于刀具旋伸长度、螺母厚度、主轴外伸长度与接杆伸出长度（可调节）之和，再减去加工孔深度（本题目为21）。（9）工作进给长度的确定 工作进给长度应按加工长度最大的孔来确定。工件进给长度等于刀具的切入值（根据工件端面的情况，一般取510mm）加工孔深及切出值之和。本题目中所加工的3个螺孔大小深度完全一致，所以选择起来比较容易。（10）计算查阅械加工工艺手册和械设计手册得：8的通孔时：进给量fn=0.3mm/r，转速n=1000r/min，切削速度vc=0.45mm/min。M10的螺纹孔时：进给量fn=0.3mm/r，转速n=1000r/min，切削速度vc=0.45mm/min。攻M10的螺纹孔时：进给量fn=1.5mm/r，转速n=300r/min，切削速度vc=0.148mm/min 根据械加工工艺师手册得孔工时计算公式为：= 根据械加工工艺师手册得扩、铰孔工时计算公式为： = 根据械加工工艺师手册得孔工时计算公式为： （盲孔加工时=0）8的孔工时计算 10的孔工时计算 螺纹孔的工时计算 M10螺纹孔的工时计算由公式（12.12）和公式（12.13）得：攻丝计算 工件加工长度（mm） 1刀具切入长度（mm） 2刀具切出长度（mm）主轴、工件每转进给量（mm/r）主轴每分钟转速（r/min）进给次数（次） M10的螺纹攻丝工时计算 由公式（12.14）得： 装卸工件时间装卸时间：在工作台上，用吊装卸时间为5min准备终结时间的准备终结时间：固定部分时间为33min，另加部分为1.3 min工序间尺寸和加工余量的确定由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过械加工达到这些要求，当然，每道工序都有加工余量。如果加工余量过大，则不能保存零件的最耐磨的表面层，降低了被加工表面的械性质，同时增加了械加工工时，降低了生产率。又增加了材料、电能、工具等的消耗，增加了产品的成本。如果加工余量过小，则不能保证去除零件表面的缺陷层，不能保证质量。同时这给械加工造成极不利的工作条件，刀具在硬的夹砂或氧化皮中切削，缩短了刀具的寿命。如果余量不够而不能保证加工质量，造成废品，则将提高了成本。可知，余量过大过小都会械加工带来不利的影响，因此我们必须确定好加工余量。为了保证零件的加工质量，零件往往要经过若干道工序的加工，因此要确定各工序的尺寸及公差，以便互相配合，保证加工的顺利进行，并达到零件的质量要求。如果工序间尺寸公差太大，则会使加工余量增加而造成不必要的加工，当用夹具来定位、夹紧的时候，可能因尺寸公差太大而不能安装，上道工序尺寸公差太大，可能会影响本道工序的加工质量，这在密加工时必须注意的，在成批大量生产中，大多用静整法获得加工尺寸，如果工序间尺寸公差太大，则有时不能一次走刀或一个工步来切削，造成工作的复杂化，即工作事先要逐个检验并按尺寸分组。如果工序间尺寸公差太小，则无形中提高了各道工序的加工精度，增加了劳动量及消耗，造成浪费。由此可知，各道工序尺寸公差不能过大和过小，应根据整个工艺过程的安排来确定。M10加工工序尺寸和加工余量加工工艺路线为：扩铰的加工阶段查械加工工艺师手册和械加工工艺手册得： 扩孔余量为1.5mm 铰孔余量为0.06mm（11）绘制加工示意图的注意事项1）加工示意图中的位置，应按加工终了时的状况绘制，且其方向应与的布局相吻合。2）工件的非加工部件用细实线绘制，其余部分一律安械制图标准绘制。3）同一多轴箱上，结构、尺寸完全相同的主轴，不管数量多少，允许只绘一根，但应在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。4）主轴间的分布可不按真实的中心距绘制，但加工孔距很近或需设置径向尺寸较大的导向装置时，则应按比例绘制，以便检查相邻主轴、刀具、导向装置等是否产生干涉。5）对于标准通用结构，允许只绘外形，标上型号，但对一些专用结构如导向、专用接杆等则应绘出剖视图，并标注尺寸、精度及配合。根据以上内容画出加工示意4.3总体尺寸图 联系尺寸图是用来表示的配置形式、各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。它是进行多轴箱、夹具等专用部件设计的重要依据。4.3.1选用动力部件选用动力部件主要指选择型号、规格合格的滑台和动力箱。（1）滑台的选用 通常根据滑台的驱动方式所需进给力、进给速度、最大行程长度和加工精度等因素来选用合适的滑台。初选1HY型液压滑台：1）选择动力滑台及附属部件根据动力滑台中，液压滑台与械滑台的优缺点的比较：快进转工进时，转换位置精度较低且考虑到过载保护方面的原因，选择液压滑台，根据计算求出总的切削力P=13600N，及液压滑台的主要技术性能比较，选择1HY40系列液压滑台。具体液压滑台的主要技术参数见下表：型号台面宽度长度行程最大进给力工进速度快进移动速度1111HY40400mm800mm400mm630mm20000n12.5500mm/min8m/min根据1HY40系列液压滑台，选择该系列滑台的附属部件、支承部件以及配套设施部件，经过查组合设计简明手册可知，如下表所示：部件型号立柱滑台侧底座立柱侧底座1HY401HY40m1HY40G1A1B11A11B4006301CL401CL40M1CC4011CC4021CC401M1CC402M1CD4011CD4021CD401M1CD402M由于该组合不需要二次进给，且为了对在加工产生振动，以及吸收振动，选用A型铸铁导轨，即选择的液压滑台是：1HY401A型。另外由于该所选择的加工方式是卧式双面铰复合，则该液压滑台的配置型式为卧式。其具体配置时联系尺寸以及相关部件的位置关系根据组合设计简明手册中表53来确定，相关的图纸亦见参考书。2）驱动方式的确定参照通用部件对液压滑台和械滑台的性能特点比较，并结合前面分析的具体的加工要求、使用条件等来选用。3）、确定进给速度液压滑台是靠液压系统中变量叶片泵供油，进口节流调速来实现液压滑台的工作进给速度在一定范围内的无级调节。液压在确定刀具的切削用量是所规定的工作进给速度应大于滑台最小进给速度，1HY型滑台为无级变速，工作进给速度为4800mm/min范围内快速移动速度为定值。则由前的轴向力选取滑台的型号为 1HY40型 工作进给为183.6mm/min4）、确定滑台进程 由于滑台的行程除保证足够的工作行程外还应留有前备量和后备量。前备量的作用是使动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补的制造误差及刀具磨损后能向前调整，前备量一般取值范围为1020mm 本设计取前备量为20mm，后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动的余地以方便装卸刀具，后备量一般不小于4050mm本设计取为50mm 所以总行程为：工作行程+前备量+后备量=250+20+50=320mm5）、多轴加工的总切削功率以及主驱动装置的确定确定单根主轴切削功率后，求出多轴加工的总切削功率但是考虑到在加工过程中有功率损失，选效率为0.82，则总的需要的功率为：未考虑功率损失前：=2.05考虑到功率损失后：=2.5则该主运动驱动装置的选择为：功率为3选择主电功率为3的Y100L2-4型电动，且该系列主传动装置具有通用化程度高、选配灵活，便于生产经营管理等优点。其主要技术参数见下表：主电传动型号转速范围（r/min）主电功率（）配套主轴部件型号电转速输出转速Y100L2-414307153 1TA32、1TA32M、1TZ321TG324.3.2确定测试总高度 装料高度指工件安装基面至底面的垂直距离。组合标准中，一般选取装料高度为1060mm，但根据具体情况，如间运送工件的滚道高度、多轴箱最低主轴高度等因素，在8501060mm范围内选取。本例取装料高度为900mm。4.3.3确定夹具轮廓尺寸 工件的尺寸和形状是确定夹具底座尺寸的基本依据。确定夹具底座尺寸时应考虑工件的定位件、夹紧构、刀杆导向装置的需求空间，并要满足排屑和安装的需要。一般情况下，加工示意图中工件至导向套端面的距离和导向套的尺寸。本题目主要确定模厚度及加具体底座尺寸。模厚度应不小于最小导向长度，加工示意图中模版厚度为25mm，夹具体底座长度为400mm。夹具体底座应根据装料高度、夹具大小和中间底座而定，并充分考虑中间底座刚度，以便于布置定位元件和设置夹紧构，便于排屑为原则。本题目选取240mm4.3.4左底座轮廓尺寸底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面联接安装的需要。左侧底座长度尺寸根据所选动力部件（滑台、滑座）及配套部件（侧底座）的位置关系确定。同时考虑多轴箱处于终了位置时，多轴箱与夹具体之间应有实当距离，以便于调整、维修；另外中间底座周边应有不小于70100mm的排屑或冷却液回流槽。左侧底座长度方向尺寸L，要根据所选动力部件和夹具安装要求来确定。其中：L1加工终了位置时，多轴箱端面至工件端面间的距离（mm）本题目L1 =320mmL2多轴箱厚度（mm），本题目多轴箱用90 mm后盖, L2=325mmL3工件长度（mm），本题目工件长度为118mml1滑台与多轴箱的重和长度（mm），本题目为180mml2加工终了位置时，滑台前端面至滑座端面间的距离和前备量之和（mm）本题目为40mml3滑座前端面和底座端面距离（mm），本题目为110 mm所以本题目中间底座的长度确定为700mm左侧底座长度确定后，多轴箱端面至工件端面间的距离就最后确定了，因此，刀具接杆的长度也就最后确定。底座高度按标准选取560mm。在确定中间底座高度时，应考虑切削的存储和清理以及电气接线盒的安排。如用切削液时，还应考虑容纳35min冷却泵流量切削液。对于加工铸铁件的，为了使切削液有足够的沉淀时间，其容量还应加大到1015min的流量。4.3.5确定多轴箱轮廓尺寸标准中规定：卧式配置的多轴箱总厚度为325mm；宽度和高度标准尺寸选取。b1最边缘主轴中心至多周箱外壁之间的距离(cm)，一般取b170100 mmb2工件在宽度方向上的两加工中心孔距（等于高度方向两中心孔距）(mm)H1最低主轴高度(mm)H装料高度(mm)h2最低加工孔中心至工件定位基面的距离(mm)h3滑台高度(mm)h4滑座与侧底座之间的调整垫厚度(mm)h5侧底座高度(mm)h6多轴箱底与滑台之间的距离(mm)由于工件上三个螺孔分布三个M10螺孔，而且这三个螺孔是沿130圆周方向性三等分平均分布，所以：b2=12.58b1=100B= b2+ b1=112.58+2100=312.58查阅和械设计手册和械制造装备设计（表4-11，多轴箱规格） 按照标准由于320距312.5相差太近，故本题目应选取B=400。再者由于零件和所加工的螺孔的特殊性B和H值是一致的。所以H=B=400通过在侧底座与滑坐之间设置的调整垫，可以保证最低主轴中心与最低被加工孔中心在垂直方向的等高。联系尺寸图应按终了位置绘制，并表明动力部件退回到最远处的位置。当工件上加工部位与工件中心不对称时，应注明动力部件中心线同夹具中心线间的偏移量。在图上还应标明动力部件的总行程、工作行程、前备量、后备量以及液压设备和电气控制装置等的安装位置。综上所述：绘制联系尺寸图如下。生产率计算卡是反应所设计的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、符合率等的技术条件。通过生产率计算卡，可以分析所拟定的方案是否满足用户对生产率及符合率的要求。指完成年生产纲领（包括备品及废品率在内）所要求的生产率。它与全年工时数有关，一般情况下，单班制生产取2350h，两班制生产取4600h，则本的生产率=2.18（件/小时）指所设计每小时实际可以生产的零件数量。 = (件/小时)式中：生产一个零件所需要的时间（min），它可根据下式计算： =+=（+）+（）min式中：、分别为刀具第、第工作进给行程长度（毫米）； 、分别为刀具第、第工作进给量（mm/min）； 当工件沉孔、止口、锪窝、倒角、光整表面时，动力滑台在死挡铁上的停留时间，通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转510转所需时间（min）； 分别为动力部件快进、快退行程长度（mm）；动力部件快速行程速度。采用械动力部件取56m/min；液压动力部件取310m/min；直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间，一般可取0.1min；工件装、卸（包括定位、夹压及清除铁屑等）时间，它取决于工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。根据各类组合的统计，一般取0.51.5min。则=+=（+）+（） =（+）+（） =（+）+（） =3.2775min经过计算比较，本的设计生产率满足理想生产率要求。当时，计算二者的比值为负荷率根据下表进行比较所得：复杂程度主轴数负荷率单面或双面15=0.90116400.900.8641800.800.75三面或四面15=0.8616400.860.8041800.800.75本的负荷率为=0.7137根据组合的使用经验，适宜的负荷率为=0.650.75，本组合的负荷率按照上表确定，为：=0.7137。它是按一定格式编制，反映该零件在上加工过程、工作时间、生产率、负荷率的简明表格。表（）为该零件加工双面组合生产率计算卡。被加工零件图号毛坯种类铸件名称矿轮端盖毛坯重量40Kg材料ZG270-500硬度175-255HBS工序名称螺纹底孔工序号序号工序名称工作行程/mm切速/(m/min)进给量mm/r进给量mm/min工时/min工进时间辅助时间1安装工件2工件定位、夹紧3滑台快进7550004滑台功进10深21458.60.1500.65死挡铁停留0.016滑台快进12050000.0247工件松开0.058卸下工件0.5备注1. 右动力箱驱动的主轴，转速为500r/min2. 一个安装加工一个零件3. 本装卸工件时间取1min累计0.901.149单件总工时2.049生产率29.28(件/h)理论生产率25.53 (件/h)负荷率87%30第五章 相关设计计算 夹具设计在组合设计中占有重要的地位。它的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。本夹具主要是用来沿130圆周方向性三等分平均分三个M10螺孔， 整个需要加工的螺孔的位置尺寸用和夹具就能直接保证。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何保证垂直度要求的前题下，提高劳动生产率，降低劳动强度。为了很好利用工厂实际设备和提高生产率，设计专用夹具进行加工。5.1 电机的计算与选型5.1.1电机功率确定1） 定位元件和定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置，如V形块，定位销，凡是夹具都有定位元件，它是实现夹具基本功能的元件。2） 夹紧元件和夹紧装置 用于固定工件以获得的正确位置的元件或装置。工件在夹具定位之后引进加工之前必须将工件夹紧，使其在加工时在切削力的作用下不离开已获得的定位，有时同一个元件既能定位，也具有夹紧的双重功效。3） 导向元件 确定刀具的位置并引导刀具的元件，它也可以供镗类夹具在上安装时做基准找正用。4） 夹具体 夹具体也称为夹具本体，用于将各种元件，装置连于一体，并通过它将整个夹具安装在上，一般采用铸铁制造，它是保证夹具的刚度和改善夹具动力学特性的重要部分。如果夹具体的刚性不好，加工时将要引起较大的变形和震动，产生较大的加工误差。5.1.2效率计算夹具的种类很多，形状千差万别，为了设计和制造方便，一般按某一属性进行分类，如按所使用的分：夹具，夹具，镗夹具，磨夹具和夹具。5.2减速器传动比计算在对矿轮的结构分析及所要求加工的3个M10螺孔所处的特殊位置，要达到了要求的精度并不困难，可以采用支承板以底面为主定位面，保证两端面与底面之间的垂直度要求。采用一个胀套（弹簧心轴）直接夹紧，夹紧力由一个液压装置提供。5.3齿轮的计算及校核工件在夹具中的定位就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置，并通过到向元件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置，从而满足加工精度的要求，工件在夹具中的定位一定要通过定位元件，并以六点定位原理分析所限制工件的自由度。在加工端面时，以底面和侧面为定位，底面采用支承板定位，由于支承板最大尺寸对这个工件来说都偏小，在夹紧时，可能产生倾翻力矩，因此采用四个支承板来定位，这是明显的过定位，但是底面是已加工过的平面，所以这种定位是允许的，它将限制工件Z方向的移动、X方向上的旋转、Y方向上的旋转三个自由度。侧面采用两个支承钉来限制工件X方向上的移动、Z方向的旋转两个自由度。5.4轴的计算及校核工件在切削过程中会受到切削力、惯性力等作用，因此必须夹紧以保证定位，典型的夹紧装置是由夹紧元件、中间传力构和动力源装置所组成。夹紧元件是执行夹紧的最终元件，是直接与零件接触来完成夹紧的。中间传力构是传传递动力源装置的力到夹紧元件来完成夹紧，它可以改变夹紧力的大小、方向和使夹紧具有自锁性能。动力装置是产生夹紧力的动力源，所产生的力称为原始力。夹紧装置在夹紧过程中有一定的要求：1) 夹紧装置应保证工件定位，而不能破坏工件的定位。2) 夹紧力的大小应能保证工件在加工时的位置不变，同时又不能使工件产生变形。3) 夹紧力的方向应和切削力方向相应，使夹紧力减小。4) 夹紧装置的动作应迅速、方便、安全。5) 夹紧装置的结构应简单、合理、制造方便。由于该道工序是M10螺孔，此零件属于中批量生产，利求夹具设计简单，夹紧构简单，以降低成本的原则。我们采用可胀定位心轴（弹簧心轴）来作为夹紧元件。整个夹紧构的夹紧力采用液压元件提供的液压力来保证。可胀定位心轴使利用弹性元件受力后的均匀弹性，实现对工件的自动定心和夹紧的。这种自动定心弹簧套筒夹具，夹紧行程小，但定心精度较高，具体构见下图。当浮动拉杆向左运动时，弹簧套筒的圆锥面就与安装在家具体上的固定套的圆锥面作相对滑动，强制弹簧套筒产生弹性变形，实现对工件的定心和夹紧。加工后浮动拉杆向右运动，弹簧套筒依靠自身的弹性变形的恢复力松开工件。自动定心弹簧套筒内孔定位夹具简单、紧凑、装夹迅速、具有较高的定心精度，一般可达0.020.05mm，但是弹簧套筒夹紧表面与工件定位夹紧面间的间隙不能过大，一般为0.10.5mm。 （1）通过莫式心轴定心精度高，消除了夹具的装夹误差。 （2）采用可胀定位心轴，消除了零件的定位间隙，使零件的定位误差减小到最小程度。（3）避免了因三爪卡盘装夹损伤零件外圆表面的问题。（4）结构简单，定位及夹紧精确可靠，装卸方便。（1）可胀心轴头部应在等分方向开三条槽，槽宽2mm，以实现夹紧工件时头部直径均匀增大。（2）可胀心轴主体，材料选用45Cr。弹簧套筒结构（见下图），它是一个薄壁带锥面的弹性元件，带锥面一端开有三条轴向槽，由夹头部分A、弹性部分B和导向部分C组成。夹头部分A（颈部）是定心主要工作面，又是摩擦面，故要求耐磨，一般热处理淬火硬度为5862HRC，弹性瓣B（弹性部分）经常张开、收缩，为了防止断裂和产生永久变形，故它具有良好的弹性和耐磨性以及耐疲劳性。弹性瓣和尾部导向部分C连接处，由于形状和截面变化大，容易产生应力集中而断裂。所以它与尾部一起进行热处理淬火硬度为4045HRC，以保持弹性。采用弹簧套筒夹具夹紧工件时，工件被夹表面的尺寸偏差不宜太大，因为弹簧套筒变形大时，卡爪与工件以及弹簧套筒的锥面与固定套的内锥面接触不良，造成定位精度和夹紧刚度降低，难以保证被夹紧工件的形状精度。（1）弹簧套筒的导向部分直径d1，一般都是根据被加工零件结构需要来确定的。（2）卡爪长度为工件直径1，1=（0.51.2D），D为工件直径，或者 。（3）弹性瓣的外圆直径d, 。（4）弹簧瓣长度2，也就是弹簧套筒的开槽长度，与弹性瓣的外圆直径有关，一般。（5）弹簧瓣的壁厚于弹簧瓣的外圆直径有关 ，越大，也相应增加，越长，也相应增加，一般当，时，之间选取，或者。（6）导向部分长度及圆角R，。（7）弹簧套筒的开槽宽度。（8）弹簧套筒的夹紧力的计算与楔形夹紧相似，但要考虑夹紧时弹簧套筒的变形阻力，每个弹簧瓣卡爪的阻力可近似地按弧形断面的悬臂梁变形阻力来计算。（如图）令，即.，将代入上式，则若取弹簧套筒的卡爪在夹紧时的受力分析（上图），当工件无轴向定位时，卡爪和工件间不产生相对运动，没有摩擦阻力，由静力条件可得：式中， 弹簧套筒的卡爪锥角与相配合的固定套的内锥角大小，根据夹具的具体情况确定。当要求夹紧范围大时，使夹紧点始终在弹簧套筒外端离切削点近一些。对于正锥弹簧套筒，固定套内锥角应取，锥角取30。通常弹簧套筒用于夹紧IT7IT10级精度的工件，如果要求夹紧范围不大时，固定套的内锥角可与弹簧套筒的锥角一样大小。1）刚性好该夹具在高转速、大吃刀的情况下不会产生振动，自动定心效果优于三爪卡盘。套筒用铸铁件制造，无薄弱环节。整个构不存在刚性不足、偏载和偏心现象。（2）应用范围广 此夹具更换不同直径的弹簧套筒，可以加工不同直径的同类产品，通用性好。（3）精度保证较高使用可胀心轴夹具，消除了工件的定位间隙，有效地保证了被加工零件的位置精度。经实验证明其定位精度可达0.01mm。5.5夹具体的设计夹具体的设计是整个夹具的基础零件，定位元件、夹紧装置、连接元件、导向元件或对刀装置等都要求装在它上面，因此夹具体是一个复杂而又重要的零件，而且必须满足一定的要求：1）夹具体要有足够的刚度，承受夹紧力及加工时的切削力，一般夹具体为铸件，但也可是焊接件。2）夹具体一般应考虑搬运的吊装问题，以方便夹具的安装对于小规模当然可以不考虑吊装，但也应该考虑搬运的问题。3）夹具体上应考虑排屑和清理切屑方便。4）夹具体的结构尺寸应考虑夹具体的稳定性，夹具底面可以做的稍大些。5）由于夹具体一般都比较复杂，故要考虑结构工艺性，对加工和安装都应该合理、方便。则该夹具体的基本要求为：1060590。5.6夹具精度分析计算夹具精度计算是一个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。利用夹具在上加工工件时，、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统，它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系，从而保证工序尺寸的要求。这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有：1）因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准