齒輪加工工藝及夾具設計

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1、 ?！　I(yè)： 機械制造與自動化 班　　級： 08電五 姓　　名： 流云 學　　號： 123456 指導老師： 流云 目錄 第一部分　工藝設計說明書………………………………………………………… 第二部分　第15道工序夾具設計說明書……………………………… 第三部分　第 45道工序刀具設計說明書……………………………… 第四部分　第45道工序量具設計說明書………………………………… 第五部分　畢業(yè)設計

2、體會…………………………………………………………… 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 二零零九屆畢業(yè)設計（論文）任務書 專業(yè)：機械制造與自動化 班級： 姓名 學號： 一、設計題目（附圖） 齒類 零件機械加工工藝規(guī)程制訂和第_____工序工藝裝備設計 二、設計條件： 1、零件圖 2、生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn)（4000件） 三、設計內(nèi)容： ㈠ 零件圖分析： 1、零件圖工藝性分析（結(jié)

3、構(gòu)工藝性和條件分析）； 2、繪制零件圖。 ㈡ 毛坯選擇 ㈢ 機械加工工藝路線確定： 　1、加工方案分析和確定 2、基準的選擇 　3、繪制加工工藝流程圖 ㈣ 工序尺寸和其公差確定 　 1、基準重合時（工序尺寸關(guān)系圖繪制）；2、利用工序尺寸關(guān)系圖計算工序尺寸；3、基準重合時（繪制尺寸鏈圖）并計算工序尺寸。 ㈤ 設備和其工藝裝備的確定 ㈥ 切削用量和工時定額確定： 確定全部工序切削用量和工時定額。 ㈦ 工藝文件制訂： 1、編寫工藝文件設計說明書： 2、編寫工藝規(guī)程： ㈧ 指定工序機床夾具設計 1、 工序圖分析；

4、 2、定位方案確定； 3、定位誤差計算； 4、夾具總裝圖繪制； ㈨ 刀具、量具設計 四、 設計任務（工作量）： 1、 零件機械加工工藝規(guī)程制訂設計說明書一份； 2、 工藝文件一套（含工藝流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附圖）； 3、 機床夾具設計說明書一份； 4、 夾具總裝圖一張（A2圖紙）；零件圖兩張（A4圖紙）； 5、 刀量具設計說明書一份； 6、 刀具工作圖一張（A4圖紙）；量具圖一張（A4圖紙）。 五、起止日期： 2008年 月 日——2008年 月 日 六、指導教師： 七、審核批準 教研室主任：

5、 系主任： 八、設計評語： 　　　　　　 年 月 日 九、設計成績： 年 月 日 第一部分　工藝設計說明書 一、 零件圖分析 1、 結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖示為套筒類，結(jié)構(gòu)簡單，剛性很好。主要表面為￠30.5內(nèi)孔和￠40表面和齒形，工藝性較好。 2、技術(shù)要求分析 （1）尺寸精度和表面質(zhì)量分析 內(nèi)孔： ￠3

6、0.5的內(nèi)孔 Ra 1.6 表面粗糙度是Ra1.6 上述表面的加工難度不大，工藝性良好。 （2）位置精度分析 該零件位置精度較高，工藝性良好。 二、 毛坯確定 1、毛坯類型確定 零件結(jié)構(gòu)簡單，工作載荷不大，且為中批生產(chǎn)，查表取鍛件。 2、毛坯結(jié)構(gòu)、尺寸和精度確定 簡化零件結(jié)構(gòu)細節(jié)，由于零件為中批生產(chǎn)，故毛坯精度取普通級，CT9級。 由表查得工件頂、側(cè)面余量為2m.。 根據(jù)這些數(shù)據(jù)，繪出毛坯——零件合圖。 如圖所示： 三、工藝路線擬訂 1、主要表面加工方案確定 ￠40 Ra1.6 粗車（IT11，Ra12.5）—

7、—半精車（IT9，Ra6.3）——精車（IT7，Ra1.6） ￠30.5孔 Ra1.6 粗車（IT11，Ra12.5）——半精車（IT9，Ra6.3）——精車（IT7，Ra1.6） 2、加工階段劃分 零件精度要求不是很高， 因此可劃分為粗加工，半精加工和精加工階段。粗車為粗加工階段，半精車精加工階段，精車磨、工階段。其他非重要表面的加工穿插到各階段之間進行。 3、加工順序確定 工藝流程圖： 1 鍛造 3 熱處理 正火 5 C6140 9 粗車 CA6140 11 粗車

8、 C6140 13 粗車 C6140 15 粗車 C6132 17 半精車 C6130 19 半精車 C6130 21 拉花鍵 L6110 23 銑齒 X62w 25 銑槽 X523 27 熱處理 調(diào)質(zhì) 29 精車 C6130 31 磨 M520 33 校正 校正基準 35 檢驗 37 入庫 四、工序尺寸計算 ￠40 工藝路線 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸 鍛造 1 44 44 粗車 0.13 2 42 42

9、半精車 0.062 1 41 41 精車 0.02 0.8 40.2 40.2 磨 0.02 0.2 40 40 五、設備、工藝裝備確定 1、根據(jù)中批生產(chǎn)的生產(chǎn)類型和工藝特性，設備主要采用普通設備，而工藝裝備主要采用手動專用裝備。 2、切削用量確定 切削用量按照首先ap,再f，最后v 的順序確定。確定ap時，對于普通切削加工，各工序的余量盡量一個行程切除。如果余量太大，也可分為兩個行程切除，第一次切去2/3，第二次切去剩下的1/3。確定f時，應該算是否能夠保證表面粗糙度要求。然后查表確定刀具的耐用度。最后利用公式求得v的大小。 以下以鉆Φ20孔為例，

10、說明確定切削用量的方法和步驟： 1. 刀具有關(guān)數(shù)據(jù)： 刀具Φ6鍵槽銑刀 采用國標 車刀耐用度取60min 2. 背吃刀量確定： 已知：孔Φ6進行鉆削，最大余量約為6mm 令ap=8mm 3. 進給量確定考慮到表面粗糙度要求為Ra=12.5，因HT200的硬度HBS170~241,在因為鉆孔后進行精確加工。計算的進給量f=0.18mm 4. 切削速度計算： 因為 查表 =8.1 xv =0 yv =0.55 m=0.125 Zv=0.25 所以 v=3.78m/min 機床主軸轉(zhuǎn)速n=76r/min 然后選用機床具有的與計算轉(zhuǎn)速接近的額定的轉(zhuǎn)速

11、作為實際轉(zhuǎn)速 5. 機床主電機的功率核算 粗加工階段要切除的余量大，加工時需要較大的切削功率，所以，還要對機床的功率進行核算 軸向力計算 查表得 計算的F=1704N 扭矩計算： 計算的M=44N.m 功率計算 已知：Z525機床主電機功率2.2kw，可以肯定，完全可以滿足加工要求。 6. 刀桿強度校核： 可承受切削力 彈性摸量： 慣性矩： 刀桿伸出長度：=2d=32mm;允許撓度=0.1 故 因為 故所確定的切削用量合里 2.工時定額的確定 各輔助工作所消耗的

12、時間查表求得并列與圖中 故T輔助=3+3+2+2+1+3+3=17（s） 注：由于采用調(diào)整法加工 并非每個工件都要進行檢測，故測量時間歸為布置時間 由圖中可以看出，切入過程有1次，切出過程有1次，切入切出均取為3mm，則總長度為 6mm。 軸向切削長度90mm 則基本時間T基本=[（6+90）/0.5]*60/76=160s 故作業(yè)時間T作業(yè)=T基本+T輔助=160+17=177s 可布置工作地時間T布置=T作業(yè)*0.05=177*0.05=9s 取休息和生理需要時間T休息=T作業(yè)*0.02=177*0.02=3.5s 取工作準備，終結(jié)時間T準，終=2*36

13、00=7200s 故單件時間定額T單件=T作業(yè)+T布置+T休息+T準，終=177+9+3.5+7200/4000=192（s） 六、 填寫工藝卡片 第二部分　第15工序夾具設計說明書 1． 工序尺寸精度分析 由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，體加工要具求如下： 銑12寬鍵槽，為自由公差，無其他技術(shù)要求，該工件在立式鉆床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。 2.定位方案確定 （1）理論限制自由度分析 分析加工要求必須限制的自由度，為?？椎恼_位置，該工件必須限制工件五個自由度，即X移動、z移動 y移動、y轉(zhuǎn)動、Z轉(zhuǎn)動。 （2）定位基準選擇 選φ40面和小端面為定位基

14、準。 3.定位元件確定 選擇定位元件： 由于本工序的定位面是端面和φ40外圓定位,所以定位采用定位銷和v型塊定位，而夾緊元件采用壓板夾緊。 4.定位誤差分析計算 定位誤差（Δdw）的計算：由于定位基準與工序基準重合 ∴Δjb =0.5 x0.33=0.165 Δdb=0 ∵ Δjb和Δdb相關(guān) ∴Δdw=Δjb+Δdb =0.165 =0.089 1/3 T=1/3x0.5=0.167 ∵ Δdw≤1/3 T ∴ 滿足要求。 5.夾緊方案和元件確定 7. 工件在加工時所受的力有加緊

15、力F、切削力F′和工件重力G，三者方向一致，鉆削力有利于夾緊，故所需夾緊力很小，可以滿足 8. 夾具總裝草圖 第三部分　第 45道工序刀具設計說明書 已知條件： 工件材料 45鋼 185——220HBS σb=0.735GPa ，胚孔為鏜孔 使用設備：L6110型臥式拉床 拉孔前Dw=30 0.2-0 拉孔后 Dm =30.5+0.027 長Lo=45-0.10 設計過程： 1．直徑方向切削余量 A=Dmax-dwmin =1.047 2.齒升量af af1=0.03 af2=0

16、.025 0.02 0.015 af3=0.01 af4=0 3.齒數(shù) Z Z2=3 Z3=4 Z4=6 Z1=[A-(A2+A3)]/2*af1=14.12 取Z1=14 余下的切除余量為： 2A=0.007 則過渡齒Z2=3 2Af=0.05 0.04 0.03 4直徑Dx 粗切齒:Dz1=dwmin=34

17、 余量: A1=0.84 由Dz2-Dz15齒切除，則每齒直徑應為： Dz2-Dz15=Dz1-Dz15=2afx 過渡齒:Dz16-Dz18= 29.87 29.91 29.94 精切齒:Dz19-Dz24=29.96 29.98 30.00 30.02 30.027 校準齒：Dz24-Dz29=35.027 5.幾何參數(shù)：γo=15° αo=1.5°-2.5° bo1=0.1-0.3 6.齒距 ： P=(1.

18、2—1.5)*6.7=8.04—10.05 選P=9 7.檢驗 ： 同時工作的齒數(shù) Ze= L/P+1=6>3 Ze>3 8.容屑槽深度 ：h=3.22 9.容屑槽形式和尺寸：形式：圓弧齒背形 尺寸： 粗切齒：P=9 g=3 h=3.5 r=1.8 R=5 精切齒： P=7 g=2.5 h=2.5 r=1.3 R=4 10.分屑槽尺寸：弧形槽 n=10 R=25 槽寬

19、 b=dowinsin90°-(0.3-0.7) mm =4.8mm 切削厚度 HD=2dominsin(90°/nk)-a=5.84 11.檢驗：檢驗切削力 ： Fc

20、 Amin=531 σ=52504/531=98.9Mpa<350Mpa σ<[σ] 12.前柄：D1=32 -0.064-0.025 D2=24-0.2100 L1=25 13.過渡槽與頸部：過渡錐 L3=15 頸部 D2=32 L2=90 14.前導部與后導部：前導部 D4=dmin=34-0.020 L4=45 后導部 D6=35 0+0.027 L7=30 15.長度：L=前柄+

21、過渡錐+頸部+前導部+刀齒部+后導部 = 45+30+ 25+15+90+（9*18+11*7） =444≈445 16.中心孔：兩端采用B型帶護錐中心孔 d=2 d1=6.3 t1=2.54 t= 2 17.材料與熱處理硬度：W6Mo5CrV2 刀齒與后導部HRC63-66 前導部HRC60-66 柄部HRC40-52 18.技術(shù)條件:拉刀各項技術(shù)條件參考國標確定 4、刀具工作草圖 第四部分：量具設計說明書 1.工序尺寸精度分析 軸徑尺寸40mm精度h7

22、級 2.量具類型確定 Φ40h7軸用環(huán)規(guī)卡規(guī)。 3.Φ40h7的上偏差es=0 下偏差ei=-0.016mm 表6—1查得IT6，尺寸為35mm 的量規(guī)公差T=0.0024mm位置要素Z=0.0028mm (1) 形狀位置公差=T/2=0.0012mm。 通規(guī)上偏差=es-Z+T/2=(0-0.0028+0.0012)mm=-0.0016mm 下偏差=es-Z-T/2=(0-0.0028-0.0012)mm=-0.004mm 磨損極限=es=0 止規(guī)上偏差=ei+T=(-0.0016+0.0024)=-0.0136mm 下偏差=ei=-0.016mm (2) 校

23、對量規(guī)的極限偏差。 校對量規(guī)公差Tp=T/2=0.0024/2=0.0012mm 校對量規(guī)形狀公差=Tp=0.0012mm 1) 軸用通規(guī)用的校對量規(guī)“TT” 上偏差=es-Z-T/2 +Tp=(0-0.0028-0.0012+0.0012)mm=-0.0028mm 下偏差=es-Z-T/2=(0-0.0028-0.0012)mm=-0.004mm 2) 軸用止規(guī)的校對量規(guī)“ZT” 上偏差=ei+Tp=(-0.016+0.0012)mm=0.0148mm 下偏差=ei=-0.016mm 3) 校對軸用通規(guī)是副否磨損用的校對量規(guī)“ST” 上偏差=es=0 下偏差=e

24、s-Tp=0-0.0012=-0.0012mm 各種量規(guī)尺寸公差帶見圖下 4。極限量具結(jié)構(gòu)設計 第五部分　畢業(yè)設計體會 畢業(yè)設計是對我們這些年來在學校所學知識的總結(jié)。通過畢業(yè)設計可以體現(xiàn)出我們在校期間的學習程度。從而對我們所學專業(yè)知識做出有力判斷。 從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細給我們講了設計的步驟，還安排了輔導時間。為我們圓滿的完成任務奠定了良好的基礎。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過這次設計，我們才全方位的懂得了什么是機械設計，從而更加了解了我們的專業(yè)。 剛開始設計的時候，總覺的難度很大，不

25、知道從什么地方下手，對一些設計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設計。老師給我們詳細講解了機械設計應注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖。 在設計期間，我們第一次接觸了機械加工工藝的設計，對我有了很大提高。遇到不懂的問題時，指導老師們都能細心的幫助我。同學之間雖然每個人的設計課題不一樣，但我們之間還是會經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學會了知識，而且還鍛煉了我們的團隊精神。在這次設計中，要感謝我們的指導老師，他們在設計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設計，一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。 參考文獻： 〔1〕機床夾具設計手冊： 主編：楊黎明 〔2〕公差配合與技術(shù)測量： 主編：徐茂功 桂定一 〔3〕機械加工工藝設計資料；主編：張征祥 〔4〕刀具設計手冊： 主編：袁哲俊 劉華明 〔5〕機械制造工藝學： 主編： 鄭修本 〔6〕機械加工工藝裝備設計手冊：編委會編制 〔7〕公制、美制和英制螺紋標準手冊（第二版） 主編：李曉濱