齒輪零件的機械加工工藝過程及進行滾齒加工用的夾具畢業(yè)設計論文(共33頁)

1、 37/37重慶大學網(wǎng)絡(wnglu)教育學院 畢業(yè)設計(b y sh j)（論文）題目(tm) 齒輪零件的機械加工工藝過程 及進行滾齒加工用的夾具設計 學生所在校外學習中心 重慶學習中心 批次 層次 專業(yè)092機械設計制造及自動化學 號 學 生 指 導 教 師 起 止 日 期 20100909-20111024 2011年10月齒輪(chln)零件的機械加工工藝過程及進行滾齒加工用的夾具設計摘要(zhiyo)齒輪作為(zuwi)機械設備中的傳動、控速、換向、變向的必要構件和設備，其設計和加工制作工藝決定著整個機械行業(yè)的發(fā)展進度。機床夾具是在金屬切削過程中，用以準確的確定工件位置，并將其牢固的

2、夾緊，以接受加工的工藝裝備。為了保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕工人的勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此，本次我們針對齒輪零件的機械加工工藝和流程提出了該設計理念。本文針對齒輪在切機床上的加工工藝要求和具體流程，從定基、裝夾、加工到設備的選用，均有深入研究。其次，針對滾齒加工時使用的夾具和滾齒液壓波形脹緊夾具設計采用的夾緊原理，通過不斷實踐深入分析，并對生產(chǎn)模型進行模擬。并配合CAD、Pro/Engineer等輔助設計軟件來實現(xiàn)整個設計過程。完成了齒輪機械加工工藝的全部過程分析和與其配套的機床夾具研究，包括定基、加工、設備的選用分析和原理分析等，本文設計的齒輪生產(chǎn)方式，基本可以

3、滿足工程需要，本文使用的設計方法，也可為同類夾具的設計提供參考。關鍵詞：齒輪；加工工藝；夾緊原理；夾具設計目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc307436180 1 緒論(xln) PAGEREF _Toc307436180 h 4 HYPERLINK l _Toc307436181 1.1本課題研究的背景(bijng)和意義 PAGEREF _Toc307436181 h 4 HYPERLINK l _Toc307436182 1.2國內(nèi)外相關研究情況 PAGEREF _Toc307436182 h 5 HYPERLINK l _Toc3074361

4、83 1.3本課題研究的相關情況 PAGEREF _Toc307436183 h 6 HYPERLINK l _Toc307436184 1.4本課題的研究方法 PAGEREF _Toc307436184 h 6 HYPERLINK l _Toc307436185 2 齒輪零件的機械加工工藝 PAGEREF _Toc307436185 h 7 HYPERLINK l _Toc307436186 2.1定位基準的選擇 PAGEREF _Toc307436186 h 7 HYPERLINK l _Toc307436187 2.1.1粗基準的選擇原則 PAGEREF _Toc307436187 h

5、7 HYPERLINK l _Toc307436188 2.1.2精基準的選額原則 PAGEREF _Toc307436188 h 8 HYPERLINK l _Toc307436189 2.1.3輔助基準的應用 PAGEREF _Toc307436189 h 10 HYPERLINK l _Toc307436190 2.2裝夾方法 PAGEREF _Toc307436190 h 10 HYPERLINK l _Toc307436191 2.2.1壓板、螺絲、V 型架、墊塊組合 PAGEREF _Toc307436191 h 10 HYPERLINK l _Toc307436192 2.2.2

6、 采用502膠水粘合 PAGEREF _Toc307436192 h 11 HYPERLINK l _Toc307436193 2.2.3 磁性吸盤吸附 PAGEREF _Toc307436193 h 12 HYPERLINK l _Toc307436194 2.3加工工藝問題 PAGEREF _Toc307436194 h 16 HYPERLINK l _Toc307436195 2.3.1基準修正 PAGEREF _Toc307436195 h 16 HYPERLINK l _Toc307436196 2.3.2齒輪加工方案 PAGEREF _Toc307436196 h 16 HYPER

7、LINK l _Toc307436197 2.3.3熱處理的安排 PAGEREF _Toc307436197 h 18 HYPERLINK l _Toc307436198 2.3.4制定工藝路線 PAGEREF _Toc307436198 h 19 HYPERLINK l _Toc307436199 2.3.5選擇加工設備及刀具 PAGEREF _Toc307436199 h 20 HYPERLINK l _Toc307436200 2.3.6加工工序設計 PAGEREF _Toc307436200 h 25 HYPERLINK l _Toc307436201 3 滾齒加工用的夾具設計 PAG

8、EREF _Toc307436201 h 27 HYPERLINK l _Toc307436202 3.1夾緊原理簡介 PAGEREF _Toc307436202 h 27 HYPERLINK l _Toc307436203 3.2夾具設計 PAGEREF _Toc307436203 h 28 HYPERLINK l _Toc307436204 4 滾齒液壓波形脹緊夾具設計 PAGEREF _Toc307436204 h 31 HYPERLINK l _Toc307436205 4.1夾緊原理簡介 PAGEREF _Toc307436205 h 31 HYPERLINK l _Toc30743

9、6206 4.2夾具(jij)設計 PAGEREF _Toc307436206 h 321 緒論(xln)1.1本課題研究的背景(bijng)和意義機械工程是以有關的自然科學和技術科學為 HYPERLINK /view/96020.htm t _blank 理論基礎，結合在生產(chǎn) HYPERLINK /view/51642.htm t _blank 實踐中積累的技術經(jīng)驗， HYPERLINK /view/104381.htm t _blank 研究和解決在開發(fā)設計、制造、安裝、運用和修理各種機械中的理論和實際問題的一門應用學科。而齒輪零件則是現(xiàn)代機械設備中必不可少的組成原件，齒輪零件將轉動方式和

10、運動軌跡等傳遞給下一個軸，以此實現(xiàn)機械的自動化運作和加工使用。自亨利福特將流水線生產(chǎn)作業(yè)運用于汽車生產(chǎn)中，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了資源的最大化利用之后，流水生產(chǎn)作業(yè)作為世界工業(yè)發(fā)展的催化劑在機械產(chǎn)品制作、土木工程建設等各個領域得到廣泛和長足的發(fā)展。實現(xiàn)流水生產(chǎn)作業(yè)的必然前提是有通用的國際標準（ISO），零部件的生產(chǎn)采用流水生產(chǎn)的方式，對零部件生產(chǎn)實現(xiàn)標準化、通用化、和系列化，以此提高設計質(zhì)量，縮短設計周期。如何快速實現(xiàn)夾具設計以滿足流水生產(chǎn)的快速生產(chǎn)節(jié)奏已成為企業(yè)的迫切要求。將計算機輔助設計技術應用到夾具設計的過程是解決這一問題的必然選擇。隨著計算機行業(yè)的迅速發(fā)展和廣泛有用，

11、計算機輔助夾具設計在理論和應用上都得到了迅速發(fā)展,大大提高了夾具的設計效率，縮短了生產(chǎn)準備周期。在產(chǎn)品設計中,應用標準件的數(shù)量是代表一個國家和企業(yè)設計制造水平的重要標志。在機床夾具設計中，有大約一半的零件是標準件和非標常用件，這類零件大多具有相同或相似的外形，從根本上說，其結構組成和設計原理都相差無幾或者毫無差異。但是這類標準件和非標常用件是根據(jù)不同規(guī)格的產(chǎn)品需要，而本身具有不同的尺寸大小。如果沒有三維標準件庫, 將不得不在夾具設計和開發(fā)過程中對標準件進行重復建模, 不但耗費設計人員的時間和精力, 延長設計周期, 而且增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)制造成本。因此，建立通用的符合國家和行業(yè)標準的零部件庫和典型

12、組合庫是提高設計效率的保證，也是當前制造業(yè)信息化的前提之一。1.2國內(nèi)外相關研究(ynji)情況在產(chǎn)品設計中，大量(dling)應用標準件的數(shù)量(shling)和規(guī)模是一個國家和企業(yè)設計制造水平的重要標志。在機床夾具設計中，有大約30%70%的零件是標準件或非標常用件，這些零件都具有相同或相似的外形特征，從根本上說，其結構組成和設計原理都相差無幾或者毫無差異。但是這類標準件和非標常用件是根據(jù)不同規(guī)格的產(chǎn)品需要，而本身具有不同的尺寸大小。建立通用的符合國家標準和企業(yè)標準的邊準件庫和典型組合庫是提高設計效率和保證，也是當前制造業(yè)信息化的基礎研究工作之一。根據(jù)產(chǎn)品不同的尺寸需要，制作出相應規(guī)格的標準

13、件，是企業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品開發(fā)過程中的必要步驟。如果需要大部分工程技術人員在三維軟件下進行標準件庫的二次開發(fā)，就要求技術人員必須有編程的能力，顯然是不現(xiàn)實的。再者建立的標準件庫因其過程復雜，同時生成的標準件模型特征較多，在使用標準件與數(shù)量較多的裝配體中會影響整個生產(chǎn)和裝配流程的進展速度，所以要根據(jù)本行業(yè)的需要盡量簡化其建模過程，且規(guī)格屬性還要詳實。我國的齒輪發(fā)展歷程頗為艱辛，但是經(jīng)過自新中國成力的60年來，齒輪的制造和發(fā)展取得長足的進步。新中國成立初期，幾本沒有齒輪的生產(chǎn)能力，經(jīng)過一、二個五年計劃，初具規(guī)模。但直到50年代末仍舊存在漸開線齒輪齒面接觸強度差、工藝水平低、質(zhì)量差等薄弱環(huán)節(jié)，因此從蘇聯(lián)引

14、進圓弧齒輪的科技成果，利用軸向共軛代替端面共軛和利用圓弧齒輪齒面接觸強度比較高的特點，代替了不少機械產(chǎn)品的漸開線齒輪。70年代末，在一系列高速與低速傳動中成功地應用單圓弧齒輪的基礎上，采用雙圓弧齒輪代替單圓弧齒輪，使抗彎強度提套40%60%,工藝上改善了，應用范圍獲得了進一步擴大。近年來，我國結合貫徹齒輪精度標準，廣泛開展基礎工藝技術的以下研究試驗：如精滾工藝試驗、確定經(jīng)濟工藝的技術條件和精度等級；修磨剃齒刀齒形獲得齒首理想接觸區(qū)試驗；改變刀具材料實現(xiàn)硬齒面剃齒的試驗；采用負變位剃齒刀消除齒面中凹試驗。改變珩輪結構和材料，提高齒面精整質(zhì)量；磨齒修緣與齒向修形的試驗等等，都大大促進了齒輪精度水平

15、的提高。1.3本課題研究的相關(xinggun)情況（1）以齒輪零件的機械加工工藝流程(n y li chn)為研究對象，對齒輪加工生產(chǎn)過程中的各項步驟進行(jnxng)分別研究，進行綜合對比，完成整個流程分析；（2）齒輪零件的加工過程中，對每個流程進行結果分析，并對相關數(shù)據(jù)進行驗證，確保加工余量；（3）根據(jù)夾緊原理設計滾齒機用塑料心軸夾具、滾齒加工用的夾具設計、滾齒液壓波形套脹緊夾具；（4）以齒輪加工生產(chǎn)流程為依據(jù)，用Office Word、Office Excel、Pro/Engineer、Photoshop、AutoCAD等軟件完成，設計齒輪零件，完成機床專用夾具。1.4本課題的研究方法

16、目前，現(xiàn)有的標準庫基本上以世界上使用最多的通用繪圖軟件AutoCAD為開發(fā)平臺，在AutoCAD平臺上利用Autolisp語言及圖標菜單技術進行二次開發(fā)，把Autolisp語言內(nèi)嵌于AutoCAD，實現(xiàn)了計算與繪圖的統(tǒng)一，建立機床夾具標準件庫并在繪制時調(diào)出。或者在SolidWorks、ProE、UG、Solidedge等主流三維軟件中進行二次開發(fā)嵌入標準件庫。上述兩種方法只是單一的平面圖標準件庫，或者只是三維實體模型。2 齒輪(chln)零件的機械加工工藝2.1定位基準(jzhn)的選擇在零件的加工過程中,合理的選擇(xunz)定位基準對保證零件的尺寸精度和位置度有著決定性的作用。根據(jù)工件加工

17、要求確定工件應限制的自由度數(shù)后，某一方向自由度的限制往往會有幾個定位基準可選擇，則提出了如何正確選擇定位基準的問題。定位基準有粗基準和精基準之分。2.1.1粗基準的選擇原則（1）盡量選擇不要求加工的表面作為粗基準.這樣可使加工表面與不加工表面之間的位置誤差量最小,同時還可以在一次裝夾中加工出更多的表面。（2）若零件的所有表面都要加工,應選擇加工余量和公差最小的表面作為粗基準.這樣可保證作為粗基準的表面在加工時,余量均勻。應保證各主要表面都有足夠的加工余量。為滿足(mnz)這個要求，應選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準，如圖4.34(c)所示的階梯軸，應選擇55mm外圓表面作為粗基準。對于工件(g

18、ngjin)上的某些重要表面，為了盡可能使其表面加工余量均勻，則應選擇重要表面作為粗基準。如圖4.35所示的床身導軌表面是重要表面，則在加工導軌時，應選擇導軌表面作為粗基準來加工床身底面。然后以底面為基準加工導軌平面。 （3）選擇光潔 、平整、面積足夠(zgu)大、裝夾穩(wěn)定的表面作為粗基準。（4）粗基準一般只在第一到工序中用,以后應避免重復使用。2.1.2精基準的選額原則利用已加工過的表面作為定位基準，則稱為精基準。精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，兼顧夾具結構簡單。選擇精基準一般應按照如下原則選取。（1）基準重合原則 應盡量選擇被加工表面的設計基準為其定位基準，這稱為基準重合原則。如果被

19、加工表面的設計基準與定位基準不重合，則會增大定位誤差。（2）基準統(tǒng)一原則 當工件以某一組精基準定位可以比較方便地加工其他表面時，應盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位，這就是“基準統(tǒng)一”原則。如軸類零件大多數(shù)工序都以中心孔為定位基準。這樣，可減少工裝設計制造的費用，并可避免因基準轉換所造成的誤差。（3）自為基準原則 當工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應選擇加工表面本身作為定位基準。例如用浮動鉸刀鉸孔、用拉刀拉孔、用無心磨床(mchung)磨外圓等，均為自為基準的實例。 （4） 互為基準原則 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準反復加工的原則。例如要保證兩個平

20、面間較高的平行度要求，則先以一面定位加工另一面，再以另一面為定位基準加工前一面，這樣反復加工多次，從而(cng r)保證兩個平面間的相互位置精度。 （5）精基準選擇應保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便(fngbin)。如圖3-39，當加工C面時，如果采用“基準重合”原則，則選擇B面作為定位基準，工件如圖3-40所示。這樣不但工件裝夾不便，夾具結構也較復雜；但如果采用3-39a所示，以A面定位，雖然夾具結構簡單、裝夾方便，但基準不重合，定位誤差較大。應該說明的是，上述粗精基準選擇原則，常常不能全部滿足，實際應用時往往會出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求綜合考慮(kol)，分清主次，著重解決主要矛盾。

21、 2.1.3輔助基準(jzhn)的應用 工件定位時，有些零件在加工中，為裝夾方便或易于實現(xiàn)(shxin)基準統(tǒng)一，人為地制造一種定位基準。我們將為滿足工藝需要而在工件上專門設計的定位基準稱為輔助基準。如毛坯上的工藝凸臺和軸類零件加工時的中心孔等。這些表面不是零件上的原有的表面，但為了提高工件的加工精度和表面質(zhì)量，從工藝上角度，專門增加這些表面來作定位基準面。 2.2裝夾方法2.2.1壓板、螺絲、V 型架、墊塊組合由于不存在切削力，線切割加工中的夾緊主要是為了防止工件在受到外力（非切削力）作用下而可能發(fā)生的位移。如圖 1 所示，在一塊模板中切割 4 個方孔。在多次的手動穿絲和去除廢料的過程中均可

22、能與工件相碰而引起工件的移動，切割時機床的振動也可能引起工件位置的改變，因此需要一定強度的夾緊。圓柱形的工件，可以在底部墊上V 型架，改善裝夾效果，如圖 2 所示。1 工作臺 2 墊塊 3 壓板(y bn) 4 墊片 5 螺冒 6 螺栓 7 模板圖1 切割后的模板1V 型架 2工件(gngjin)圖2 圓柱工件2.2.2 采用(ciyng)502膠水粘合當工件較大而不會輕易發(fā)生位移時，可以在工件與工作臺之間的適當位置用502膠水加以粘合（圖3）。使用502膠水進行粘合時，要注意粘合過程中不引起工件位置的改變，要注意工件與工作臺之間的導電情況，必要時可以用導線來連接。1上絲架 2工件(gngji

23、n) 3下絲架 4工作臺 5、6 502膠水(jioshu)粘合處圖3 502膠粘(jio zhn)合示意圖2.2.3 磁性吸盤吸附磁性吸盤是線切割加工中使用最為方便的一種夾具。一般來說，只要磁性吸盤的吸力足以克服工件的重力，就可以使用磁性吸盤來吸附裝夾工件。如果購買不方便，可以自己做：準備一塊六面互相垂直的長方體鋼材（大小根據(jù)實際需要確定，為減少變形，材料需經(jīng)相關熱處理），加工出一系列圓孔，在圓孔中間填入強磁性材料（如充磁釹鐵硼）即可。在適當?shù)奈恢们懈钜籚型槽，用以裝夾圓形工件，如圖 4 所示。圖5所示為使用磁性吸盤時的工件裝夾。1磁性吸盤 2 磁性材料 3 V型槽圖4 裝夾圓形工件槽1 磁

24、性吸盤(xpn) 2 方形工件3 圓形工件圖5 磁性吸盤工件裝夾2.2.4 使用(shyng)專用夾具 外形定位(dngwi)夾具如圖 6 所示為小型車床的常用夾頭，按照圖紙要求，中間的六方孔與外形錐度處的同軸度為0.05mm?？紤]到該夾頭的外形部分是在車床上一次裝夾車削完成的，故只要保證外形小圓柱處（40-0.02）與六方孔的位置精度也就保證了六方孔與外形錐度處的位置精度。 準備一塊大小適合，上下面經(jīng)平面磨床磨削加工的普通鋼材，在中間適當位置鉆出一個穿絲孔，按圖 7 所示裝夾到線切割機床上，在中間適當位置切割出一個40+0.05的內(nèi)孔。按圖8所示把夾頭裝入夾具切割加工內(nèi)六方孔。圖61 夾具(

25、jij) 2 內(nèi)孔（40+0.05）圖7 工件裝夾圖8 切割(qig)加工 內(nèi)孔定位(dngwi)夾具如圖 9 所示為一齒形零件。零件的其他部分都在車床上完成，中間(zhngjin)的鍵槽和周遍的齒形部分采用線切割加工完成。圖9 齒形零件(ln jin)具體操作步驟：（1）在線切割機床上完成所有零件的內(nèi)鍵槽加工。（2）準備一塊大小適合 ，上下面經(jīng)平面磨床磨削加工的普通鋼材作為夾具體，并在適當位置鉆出一個穿絲孔。（3） 按圖 10 所示裝夾到機床上，根據(jù)零件內(nèi)部尺寸切割出一定大小的內(nèi)孔和鍵槽（鍵槽2個，對稱）。（4）按配合原則準備好心軸和平鍵。心軸與夾具體內(nèi)孔緊配，與零件內(nèi)孔松配；平鍵與零件的內(nèi)

26、鍵槽緊配合，與夾具體的鍵槽松配。（5）按圖11所示裝夾零件，完成零件其中四個齒型的加工。（6） 將零件轉動180，完成剩余四個齒型的加工，如圖 12 所示。1鍵槽 2內(nèi)孔 3鍵槽 4夾具體(jt)圖10 齒形零件裝夾圖1 夾具(jij) 2 零件 3 心軸 4 平鍵圖111 夾具(jij) 2 零件 3 心軸 4 平鍵圖12以上(yshng)介紹的幾種(j zhn)線切割加工中的工件裝夾方法是在長期的實踐中總結而來。操作者要想對線切割加工中的工件裝夾方法的進一步掌握與運用，需要通過不斷的實踐進行經(jīng)驗的積累。同時，還需要根據(jù)被加工工件的特點，并進行多種方法的比較，最終確定出最佳的方案。只有這樣才

27、能在保證加工質(zhì)量的前提下，進一步提高工件的加工效率。2.3加工工藝問題2.3.1基準修正齒形表面淬火后,內(nèi)孔會受到影響而變形:一般的孔直徑會縮小0.01-0.05mm,因此淬火后應安排精基準修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用鏜孔。推孔是用推刀進行的,用壓力機將推刀強行從孔中間推過既可。此法生產(chǎn)率較高,一般不要留推孔余量。對精度要求較高的或是淬硬后的孔、直徑大而短的孔則應采用,磨孔工藝,磨孔必須留有磨削余量。2.3.2齒輪加工方案保證齒輪精度是齒輪加工的主要工藝問題,輪齒的加工方案主要取決于加工精度和熱處理要求。根據(jù)各個加工(ji gng)精度等級的加工方案如下: （1）8級以下精度的齒

28、輪多采用:滾(插)齒齒端加工熱處理修正內(nèi)孔。因熱處理后的齒面不再加工,為彌補熱處理變形,熱處理前的齒形加工精度應比設計(shj)圖紙上的精度要求要提高一級。（2）6-7級精度的齒輪有兩個方案。剃-珩方案:滾(插) 齒端加工剃齒表面淬火修正基準珩齒。此方案生產(chǎn)率高、設備簡單、成本較低,一般(ybn)用于6級精度或熱處理變形較大時。（3）5級以上精度的齒輪采用的方案為粗滾(插)齒精滾(插)齒齒端加工淬火修正基準粗磨齒精磨齒。此方案精度最高,但成本高,生產(chǎn)率最低。參考文獻表2.3.2齒形加工方案,得出各方案所達到的齒面加工質(zhì)量如下表:加工方案精度等級齒面的表面粗糙度Ra/mm適用范圍成型法銑齒9級以

29、下6.33.2單件小批生產(chǎn)中加工直齒和螺旋齒輪及齒條展成法滾齒873.21.6各種批量生產(chǎn)中加工直齒、斜外嚙合圓柱輪和蝸輪插齒871.6各種批量生產(chǎn)中加工內(nèi)外圓柱齒輪、雙聯(lián)齒輪等剃齒760.80.4大批量生產(chǎn)中滾齒或插齒后未經(jīng)淬火的齒輪精加工珩齒761.60.4大批量生產(chǎn)中高頻淬火硬齒形的精加工磨齒760.80.2單件小批生產(chǎn)中淬硬或不淬硬的精加工研齒0.40.2淬硬齒輪的齒形精加工,可有效地減小齒面的Ra 值由設計圖紙給出的加工精度和熱處理要求確定齒輪的加工方案(fng n)如下:2.3.3熱處理的安排(npi)由設計圖紙(tzh)上的技術要求,熱處理工序在工藝過程中的安排如下： 表面滲碳淬

30、火及低溫回火正火。大多數(shù)鍛件都要經(jīng)過正火處理,一般安排在毛坯制造和粗加工之間,以改善金屬的機械切削性能。調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)可獲得良好是機械性能,調(diào)質(zhì)后仍可用刀具進行加工,因而一般安排在粗精加工與半精加工之間,這樣有助于消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應力。滲碳。經(jīng)滲碳后表層與心部含碳量相差明顯,表現(xiàn)出表面硬、耐磨和心部韌性和朔性好的特點。滲碳后的工件一般要經(jīng)過淬火和低溫回火處理,使表面層有回火馬氏體結構和消除滲碳過程中形成的粗晶粒結構。淬火。這種方法是快速加熱使工件表層奧氏體化,不等心部組織發(fā)生變化,立即快速冷卻,表層起到淬火作用,其結果是表層獲得馬氏體組織,而心部仍然保持朔性,韌性均勻的組織,工件各部都能滿足使用

31、要求。低溫回火。經(jīng)過低溫回火的工件的硬度沒有發(fā)生大的變化(HRC60左右),但是應力減少了很多。2.3.4制定(zhdng)工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法(fngf)能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下：（1）齒坯外圓：粗車精車；（2）齒坯端面：由設計圖紙(tzh)上的要求，齒坯的小端面的表面粗糙度要求是1.6，而大端面的表面要求較低，但是在加工齒輪的整個過程中都要用到端面作為精基準，所以端面的加工方法為：先粗車后精車，同時也可以保證尺寸21.5；（3）內(nèi)孔：由于毛坯采用的是鍛造的，所以內(nèi)孔先經(jīng)過粗車，精車后再用鏜孔的方法加工以保證它的精度等級表面質(zhì)量1.6和跳動精度控制在0

32、.056；（4）齒行的加工：先滾齒，精度等級還不能達到，而且熱處理后內(nèi)孔回縮小，所以要基準修配，然后在經(jīng)過精加工用鏜孔的方法來保證齒形的精度等級。綜合上面的分析，工藝路線確定如下：序號工序內(nèi)容1鍛造毛坯2熱處理正火3粗車各外形4調(diào)質(zhì)5精車各部分6滾齒7齒端加工倒角8鉗工去毛刺9熱處理齒面滲碳淬火及低溫回火處理10鉗工劃鍵槽加工線11插鍵槽12鉆通孔13攻絲14磨端面15鏜孔16剃齒17檢驗2.3.5選擇(xunz)加工設備及刀具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加工專用夾具(jij)為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的

33、裝卸及各機床之間的傳送均由人工完成。車床(chchung)的選擇：根據(jù)設計圖紙上的設計尺寸，最大外徑為750.14加上加工余量，其直徑比較大查機械加工工藝設計手冊一般的車床難以加工，由手冊表-立式車床，選擇立式車床512-1A，其技術規(guī)格如下表：技術指標C512垂直度刀架加工最大直徑1250倒刀架加工最大直徑1120工件最大高度900工件最大質(zhì)量（）2工作臺直徑1030工作臺轉速7.5-150刀架數(shù)量水平1垂直1水平630垂直刀架最大行程垂直690垂直刀架最大回轉角40滾齒機的選擇:由參考文獻表4-25滾齒機,選擇Y31125型滾齒機,其技術規(guī)格如下:技術規(guī)格Y31125加工齒輪最大直徑用外支

34、架時-不用支架時1250加工斜齒輪最大直徑當旋轉角為30時-當旋轉角為60時-加工齒輪最大寬度550加工齒輪最大模數(shù)12加工齒輪最大螺旋角-滾刀最大直徑200滾刀心軸最大直徑27、32、40剃齒機的選擇(xunz):由參考文獻選擇(xunz)剃齒機Y42125,其技術要求如下表:技術規(guī)格Y42125加工齒輪直徑外嚙合200-1250內(nèi)嚙合600加工齒輪模數(shù)2-8加工齒輪寬度200剃齒刀直徑300剃齒刀寬度-刀架最大回轉軸20工件與剃齒刀的中心距140-770鏜床(tngchung)的選擇:由參考文獻選擇鏜床T616,最大加工直徑為240mm。臥式鏜床的鏜削用量加工 方式加工精度刀具材料刀具 類

35、型加工材料：鑄鐵鋼及鑄鋼銅、鋁及其合金p(mm)直徑上 表面粗糙度Ra切削速度v(m/min)進給量f(mm/r)表面粗糙度Ra切削速度v(m/min)進給量f（mm/r）表面粗糙度Ra切削速度v(m/min)進給量f(mm/r)粗鏜孔徑： H12H10 孔距： 0.51高速鋼刀頭2512.520350.31.0252040 0.31.02512.5100150 0.41.558 鏜刀塊25400.30.81201500.41.558 硬質(zhì)合金刀頭40800.31.040600.31.02002500.41.558 鏜刀塊35600.30.82002500.41.058 半精鏜孔徑： H9H8

36、 孔距： 0.10.3高速鋼刀頭12.56.325400.20.82512.530500.20.812.56.31502000.21.01.53鏜刀塊30400.20.61502000.21.01.53粗鉸刀6.33.21525256.33.210200.536.33.23050250.30.8硬質(zhì)合金刀頭12.56.3601200.20.82512.5801200.20.812.56.32503000.20.81.53鏜刀塊50800.20.62503000.20.61.53粗鉸刀6.33.23050356.33.26.33.280120350.30.8精鏜孔徑： H8H6 孔距： 0.02

37、0.05高速鋼刀頭3.21.615300.150.56.31.620350.10.63.20.81502000.21.00.61.2鏜刀塊81514612142030140.61.2粗鉸刀1020253.21.610200.533050250.10.4硬質(zhì)合金刀頭3.21.650800.150.56.31.6601000.150.53.20.82002500.150.50.61.2鏜刀塊204014820143050140.61.2粗鉸刀3050253.21.650100250.10.4注:1.鏜桿以鏜套支承時，取中間值；鏜桿懸伸時，取小值。 2.當加工孔徑較大時，p取大值；加工孔徑較小，且加

38、工精度要求較高時，p取小值。 3.數(shù)控鏜床的半精加工和精加工按上述切削用量選取，粗加工可以按一般臥式鏜床的粗加工切削用量選取。坐標鏜床的切削用量加工方式刀具材料f(mm/r) p(mm) (直徑上)切削速度v m/min軟鋼中碳鋼鑄鐵鋁、鎂合金銅合金半精鏜高速鋼0.10.30.10.818251518182250753060硬質(zhì)合金0.080.250.10.8507040505070150200150200精鏜高速鋼0.020.080.050.225281820222550753060硬質(zhì)合金0.020.060.050.2708060657080150200150200鉆孔高速鋼0.080.1

39、520251218142030406080擴孔硬質(zhì)合金0.10.22522281518202430506090精鉆、精鉸硬質(zhì)合金0.080.2 0.050.16857688108102.3.6加工工序(gngx)設計（1）工序(gngx)3粗車毛坯外圓與工序5精車外圓查參考文獻表9-5機械加工的工序余量,粗車的工序余量為1.54mm,取余量為2mm,精車的加工余量為0.22.5mm,取精加工精度Z =2,已經(jīng)知道毛坯外圓的加工余量為4,故粗加工余量Z =4-2=2mm由參考文獻立式車床的進給量f=1.52.0mm取f=2.0(mm/r),粗車走刀一次 a =2.0mm.由設計手冊得粗車加工的公

40、差等級為IT13IT11,取IT11,T=0.4mm;精加工的公差等級為IT8IT7,取IT=0.063;所以X =754 0.2,精加工后的尺寸為752 校核加工余量Z : Z =X -X =(754-0.4)-752 =1.62 故余量(y lin)足夠.機床的校核:粗車工序3:由參考文獻取粗車進給量為0.2m/r,粗車走刀一次a =2mm,由參考文獻取270r/mm,故切削速度為:V = =3.14*754*270/1000=206查表2.1得單位切削力P=1962N/mmF =P*A =1962*0.3*2=1177.2P = =1172*206*10 /60=4.02KW由參考文獻得

41、C512-1A的功率為28KW,取機床的效率為0.85則28*0.85=23.84.02所以機床的功率滿足。（2）車端面精車的加工余量為0.52.5,取Z粗=2mm，已知加工余量為4，故粗加工余量為Z粗=4-2=2mm，精加工面以內(nèi)(y ni)孔外圓定位。X精=1420.12X粗=1420.2 故校核(xio h)加工余量Zm粗=143.8-142.12=1.68mm2mm故加工余量足夠(zgu)（3）鏜內(nèi)孔由設計手冊的精鏜的加工余量為0.51.32，由設計圖紙得鏜孔后的尺寸既為設計尺寸189H7（0+0.046），精車后的內(nèi)孔尺寸為195H8（0+0.046）.校核加工余量：Z精=195-1

42、94.903=0.097mm1.32 故加工余量足夠（4）插鍵槽由設計圖紙得，內(nèi)孔直徑為195H8（0+0.046），鍵槽在孔底的尺寸為204.4-0+0.3，建立尺寸鏈如圖，設鍵槽加工余量為A0. A1=204.40+0.3為增量；A2=1950+0.046所以A0=204.4-195=9.4上偏差 ES=0.3-0=+0.3下偏差 EI=0-0.046=-0.046所以加工工序尺寸A0=9.40.046+0.3（5）鉆孔 攻絲由參考文獻機械設計課程設計手冊表9-7普通螺紋基本尺寸（摘自GB/T146-1981）：公稱直徑螺距中徑小徑161.515.02614.376查機械制造(j xi z

43、h zo)工藝設計手冊表5-8鑲硬金屬片鉆頭，選擇型號為：d=1313.8，L=170，l=115 的鉆頭。 查機械制造工藝設計手冊表5-30公制細牙機用絲錐選擇(xunz)如下：dtLldM161.5802812.53 滾齒加工(ji gng)用的夾具設計3.1夾緊原理簡介本夾具以內(nèi)孔及端面在斜面定心機構上定心。在壓板4上裝有三個可擺動的壓爪5，壓爪5的一端通過滑柱6壓在圓板7上，另一端壓在盤形壓板2上，旋緊螺母3，圓板7帶動三個長銷（或楔塊）8向下移動，將工件定心夾緊；同時盤形壓板2將工件軸向夾緊。松開工件時，借碟形彈簧1的作用，是盤形壓板2和長銷8向上移動，取下盤形壓板2即可卸下工件。零

44、件二維圖如圖3.1所示：圖3.1 加工(ji gng)大型齒圈用滾齒機夾具裝配模型3.2夾具(jij)設計大量工程經(jīng)驗和實踐可知，設計夾具(jij)時有以下基本要求：（1）滿足使用要求，應保證工件裝夾時定位可靠、夾緊牢固，并能保證精度要求。良好的結構工藝性，所設計的夾具應便于制造、裝配、調(diào)整、維修、且便于加工中切屑的清理。（2）使用安全省力，操作方便，有利用實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、改善勞動條件。（3）應盡量使用標準件、通用件、借用件等，以提高標準化、通用化、系列化的水平，降低生產(chǎn)成本。在基本要求中，由于每個機床的工作方式不同，所以機床夾具又各自具備不同的特點。根據(jù)齒輪齒形的形成原理，滾齒機床和插齒機床夾具多為心軸和套筒類結構。這類夾具在設計過程中主要是保整心軸軸線及端面的垂直度要求，套筒內(nèi)外圓柱面同軸度及對端面和安