機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及滾齒夾具設(shè)計(jì)

PAGE設(shè)計(jì)說明書題目：齒輪零件的工藝規(guī)程及滾齒的夾具設(shè)計(jì)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411學(xué)生：學(xué)號(hào)：專業(yè)：班級(jí)：指導(dǎo)老師：摘要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。齒輪的加工工藝規(guī)程及其滾齒的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror目錄序言…………………1一.零件分析……………………21.1零件作用………………21.2零件的工藝分析…………2二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………32.1確定毛坯的制造形式……32.2基面的選擇………………32.3制定工藝路線……………42.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………62.5確定切削用量及基本工時(shí)………………7三夾具設(shè)計(jì)………93.1問題的提出………………93.2定位基準(zhǔn)的選擇…………103.3切削力及夾緊力計(jì)算……113.4定位誤差分析……………123.5夾緊誤差的計(jì)算…………133.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明………………14總結(jié)………………16致謝………………17參考文獻(xiàn)…………18第18頁共23頁序言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。齒輪的加工工藝規(guī)程及滾齒夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。一零件的分析零件的作用齒輪的作用，齒輪用于變速箱中，主要起傳遞動(dòng)力和扭矩的作用1.2零件的工藝分析齒輪有2組加工面他們有位置度要求。這2組加工面的分別為一外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括，外圓自身和端面，和內(nèi)圓2：一個(gè)事以內(nèi)圓為基準(zhǔn)的加工面，這個(gè)主要是齒輪的加工。二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)確定毛坯的制造形式零件的材料為40Cr據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用模鍛?；娴倪x擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)中間軸齒輪這樣的回轉(zhuǎn)體零件來說，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要。對(duì)回轉(zhuǎn)體零件我們通常以外圓作為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。（3）“自為基準(zhǔn)”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準(zhǔn)”原則當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇要考慮基準(zhǔn)重合的原則，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要和工藝基準(zhǔn)重合。因此我們采用內(nèi)孔做為定位基準(zhǔn)。工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案：方案一工序Ⅰ：模鍛工序Ⅱ：退火處理工序Ⅲ：粗車左右端面工序Ⅳ：半精車左右端面工序Ⅴ：粗車Φ26孔工序Ⅵ：粗車Φ62.27外圓工序Ⅶ：精車Φ26內(nèi)孔工序Ⅷ：精車Φ62.27外圓工序Ⅸ：滾齒工序XI：滲碳淬火工序XII：磨Φ26內(nèi)孔工序XIII：去毛刺工序XIV：檢驗(yàn)入庫方案二工序Ⅰ：模鍛工序Ⅱ：退火處理工序Ⅲ：粗車左右端面工序Ⅳ：半精車左右端面工序Ⅴ：粗車Φ26孔工序Ⅵ：粗車Φ62.27外圓工序Ⅶ：精車Φ26內(nèi)孔工序Ⅷ：精車Φ62.27外圓工序Ⅸ：滾齒工序XI：滲碳淬火工序XII：去毛刺工序XIII：檢驗(yàn)入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一在加工完齒輪后滲碳淬火，然后磨Φ26內(nèi)孔，這樣可以消除我們滲碳后的應(yīng)力，從而保證加工質(zhì)量，因此我們選用方案一具體的工藝路線如下方案一工序Ⅰ：模鍛工序Ⅱ：退火處理工序Ⅲ：粗車左右端面工序Ⅳ：半精車左右端面工序Ⅴ：粗車Φ26孔工序Ⅵ：粗車Φ62.27外圓工序Ⅶ：精車Φ26內(nèi)孔工序Ⅷ：精車Φ62.27外圓工序Ⅸ：滾齒工序XI：滲碳淬火工序XII：磨Φ26內(nèi)孔工序XIII：去毛刺工序XIV：檢驗(yàn)入庫2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定齒輪零件材料為40Cr，類型為大批量生產(chǎn)，采用模鍛。齒輪的外圓和端面因雙聯(lián)齒輪的外圓和端面的精度要求都不是很高，其加工余量為2mm。2：端面采用銑一次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.2，根據(jù)參考文獻(xiàn)，其余量為Z=2.5mm2.5確定切削用量及基本工時(shí)滾齒的切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算Y58滾齒機(jī)1)已知毛坯長度方向的加工余量為2.57mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm2)進(jìn)給量f根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25mm>3~5mm,以及工件直徑為112.5/r按滾齒機(jī)說明書（見切削手冊(cè)）取f=0.9mm/r3)計(jì)算切削速度，按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命T=60min)(m/min)其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速ns==504r/min按機(jī)床說明書(見《工藝手冊(cè)》表4.2-8),與504r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min。現(xiàn)選取=480r/min。5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1L==40mm,=2mm,=0,=0tm===0.098(min)三、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第IX道工序滾齒輪夾具設(shè)計(jì)3.1問題的提出本夾具主要用來滾M=6的齒輪，同時(shí)對(duì)孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在滾齒時(shí)還要保證其對(duì)中心線精度要求，為了使其誤差減小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高加工質(zhì)量。3.2定位基準(zhǔn)的選擇我們采用Φ26內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，因?yàn)槲覀儩L齒的時(shí)間，工作臺(tái)和滾刀是同時(shí)旋轉(zhuǎn)的，且我們所加工齒輪，可以從任何地方入刀，齒輪加工在定位正確的情況下，全靠工作臺(tái)和滾刀的運(yùn)動(dòng)決定，因此我們只要工件放好定好位置，然后壓緊既可以，因此我們采用Φ26內(nèi)孔和端面定位，采用U型壓板壓緊即可滿足要求，使用Φ26內(nèi)圓定位我們用的是一個(gè)心軸。心軸和工件過度配合來定位工件。3.3削力和夾緊力計(jì)算切削力和夾緊力計(jì)算(1)刀具：采用m=6z=80的滾刀機(jī)床：滾齒機(jī)由[3]所列公式得查表9.4—8得其中：修正系數(shù)z=24代入上式，可得F=886N因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=其中：為基本安全系數(shù)1.5為加工性質(zhì)系數(shù)1.1為刀具鈍化系數(shù)1.1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以(2)夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī)由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=16mm，材料45鋼性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=3.5~4取[s]=4得滿足要求經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.4定位誤差分析由于用Φ26內(nèi)孔和端面定位，齒輪設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。式中——定位副間的最小配合間隙（mm）；——工件圓孔直徑公差（mm）；——定位銷外圓直徑公差（mm）。3.5夾緊誤差分析和計(jì)算因?yàn)楸镜拦ば虻膴A具靠內(nèi)孔定位，我們只要保證定位內(nèi)孔的軸的尺寸精度，我們的加工精度就可以保證，因?yàn)槲覀兛績?nèi)孔定位，開口壓板直接壓緊，壓緊力是垂直的，不存在壓緊誤差。因此壓緊誤差不予考慮。3.6具設(shè)計(jì)及操作說明如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用U型壓板,以便裝卸,夾具體底面上的止口定位可以精確保證齒頂圓和分度圓相對(duì)于中心線的跳動(dòng)，從而保證了精度。便于滾齒加工，本夾具總體的感覺是操作比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較緊湊，效率大大提高。裝配圖如下圖：夾具體如下圖：總結(jié)這次設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到