齿轮零件的机械加工工艺规程和滚齿夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档 后 送图纸， 94535455 目 录 1 前言 . 2 2 零件的工艺分析及生产类型的确定 . 2 零件的作用 . 2 零件的工艺性分析 . 2 零件的生产类型 . 3 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯 . 3 选择毛坯 . 3 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 . 3 确定机械加工余量 . 4 确定毛坯尺寸 . 4 确定毛坯尺寸公差 . 4 绘制毛坯图 . 5 4 选择加工方法，制定工艺路线 . 6 定位基准的选择 . 6 零件表面加工方法的选择 . 6 制订工艺路线 . 6 5 工序设计 . 7 选择加工设备与工艺装备 . 7 确定工序尺寸 . 8 6 确定切削用量及基本时间 . 9 工序切削用量及基本时间的确定 . 9 工序第、第、第、第切削用量及基本时间的确定 . 14 7 夹具设计 . 14 具的定位方案 . 错误 !未定义书签。 紧机构 . 错误 !未定义书签。 差分析 . 错误 !未定义书签。 紧力的计算 . 错误 !未定义书签。 8 小结 . 错误 !未定义书签。 9 参考文献 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前言 机械加工工艺与装备课程设计是我学完了大学的全部基础课、专业技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 2 零件的工艺分析及生产类型的 确定 零件的作用 题目所给定的零件是车床主轴箱中运动输入轴轴上的一个离合器齿轮。它用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器。主运动传动链由电机经过带轮传动副 130 230 至主轴箱中的轴。在轴上装有双向多片摩擦离合器 主轴正转、反转或停止。当压紧离合器左部的摩擦片时，轴的运动经齿轮副 56/38 或 51/43 传给轴，使轴获得 2 种转速。压紧右部摩擦片时，经齿轮 50、轴上的空套齿轮 34 传给轴上的固定齿轮 30。这时轴至轴间多一个中间齿轮 34，故轴的转向相反，反转转速只有 1 种。当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧，轴运动不能传至轴，主轴停转。此零件借助两个滚动轴承空套在轴上，只有当装在轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，轴才能带动该齿轮转动。该零件 68K7 孔与两个滚动轴承的外圈相配合， 71 槽为弹簧挡圈卡槽， 94 孔容纳内、外摩擦片， 4 16 口与外摩擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动， 6 1.5 槽和 4 5 孔用于通入冷却润滑油。 零件的工艺性分析 1、左端 68圆表面精度等级为 面粗糙度为 且槽相对 68的轴线成 90 度均匀分布。 2、 16 槽口相对 68的轴线成 90均匀分布，其径向设计基准是68K7 的轴线，轴向设计基准是 106.5 圆柱的左端平面。 3、 45 在 61.5 槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为 3 锥角度为 90 度 。 4 个 5 分别与 16宽错开 45 度均匀分布。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4、 由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要精确地保证上述要求比较困难， 但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。 5、 90 外圆表面 精度等级为 面粗糙度为 6、 左端外圆表面 度等级为 面粗糙度为 7、 94 外圆表面 精度等级为 面粗糙度为 8、 71 内孔槽 内圆表面 精度等级为 面粗糙度为 9、 117轮外圆表面 面 10、右端面 端面 11、倒（圆）角。 零件的生产类型 根据设计题目可知： Q = 2 000 台 /年， n = 1 件 /台；结合生产实际，备品率 b 分别取为 5%和 2%。代入公式（ 4该零件的生产纲领： N = 2 000 1（ 1 + 5%）（ 1 + 2%） = 2 142 件 /年 零件是机床上的齿轮，质量为 表 4知其属轻型零件，生产类型为中批量生产。 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯 选择毛坯 该零件材料为 45 钢，而且属 于薄壁的圆盘类中小型零件，考虑加工工序较多，会经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的金属纤维组织，保证零件工作可靠。又由于零件年产量为 2 142 件，属中批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成形，可获得较好的尺寸精度和较高的生产率。 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 查金属机械加工工艺人员手册，可知钢质模锻的公差及机械加工余量按123622003 确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，先确定如下参数。 （ 1）锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求， 确定其锻件公差等级为普通级。 （ 2）锻件质量 m。根据零件成品质量 算为 2.5 由于该零件为圆形，假设其最大直径为 121 为 68 由圆形锻件计算质量公式 （ 为钢材密度， g/知：锻件外廓包容体质买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 量 1212 68 106 = 所以， S = mf/ 由于 于 间，故该零件的形状复杂系数 S 属 。 （ 4）零件表面 粗糙度。由零件图知，除 68K7 为 外，其余各加工表面为 确定机械加工余量 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查金属机械加工工艺人员手册中锻件内外表面加工余量表，查得单边余量在厚度方向为 2.2 平方向为 2.2 件中心两孔的单面余量按手册中锻件内孔直径的单面机械加工余量表，可查得为 2.5 确定毛坯尺寸 根据查得的加工余量适当选择稍大点即可，只有 68K7 ，因为表面粗糙度要求达到 虑磨削 孔前的余量要大，可确定精镗孔单面余量为0.5 他槽、孔随所在平面锻造成实体。具体加工余量的选择大小如表 7 确定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从手册中查锻件的长度、宽度、高度、厚度公差表可得。具体如表 7示。 表 7件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸 偏差 117 121 110 94 2 89 90 2 94 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 68 62 640 68 94 孔深 31 20 1 21 12 绘制毛坯图 根据确定的毛坯尺寸和加工余量，可绘制毛坯 圆角半径为 圆角半径为 、外模锻斜度分别为 7、 5。如图所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 选择加工方法，制定工艺路线 定位基准的选择 本零件是带圆盘状齿轮，孔是其 设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循 “基准重合 ”的原则，即精基准选 68孔及其端面。 由于离合器齿轮所有表面都要加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选 94 外圆及其端面为粗基准。但因为外圆 121有分模面，表面不平整，有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。 零件表面加工方法的选择 该零件的主要加工表面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及孔，其加工方法选择如表 2 所示 。 表 2 位置 公差等级 粗糙度（ Ra/ 加工方法 90 车 半精车 117车 半精车 0 车 半精车 68镗 半精镗 精镗 94 镗 端面 3 粗车 齿面 2 粗车 半精车 槽 2 粗铣 半精铣 5 小孔 钻 制订工艺路线 齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先基准及先粗后精的原则，该零件加工工艺路线如表 3 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 3 序号 工序内容 设备 1 粗车右端 117 和 90 外圆及其端面，粗镗右端 68 孔内表面和 71 圆槽内表面。 2 掉头粗车左端 端面，粗镗左端 94 内孔表面 3 半精车右端 117 和 90 外圆及其端面，半精镗右端 68内孔表面和 71 圆槽内表面。倒右端的角（圆角）。 4 掉头半精车左端 台阶面，半精镗左端 94 内孔表面，倒左端的角（圆角）。 5 滚齿轮。 滚齿机 6 钻 5 孔，锪沉头孔。 立式钻床 7 精镗 68 内孔表面 8 铣槽 式铣床 9 钳工去毛刺 10 终检 5 工序设计 选择加工设备与工艺装备 根据不同的工序选择机床、刀具、检验量具，如下表所示。 工步 设备选择 刀具选择 量具选择 粗车 床 标卡尺 半精车 床 标卡尺 粗镗 床 径千分尺 半精镗 床 径千分尺 滚齿 齿机 A 级单头滚刀 公法线千分尺 铣槽 式铣床 160面刃铣刀 游标卡尺 钻孔 式钻床 复合钻 机床的选择 工序 3、 4、 6、 7，粗车和半精车又或者粗镗和半精镗。 各工序的加工步数不多，且不要求很高的生产率，精度要求不高，选用 卧式车床 滚齿 先用 滚齿机较合适 三面刃铣刀粗铣及精铣槽。用专用夹具加工，选用 式铣床 钻 5 小孔 采用专用分度夹具在立式钻床上加工 选用 立式钻床 刀具的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 加工钢质零件采用 硬质后金。粗加工用 加工用 用转位车刀。切槽刀宜用高速钢。 滚齿采用 A 级单头滚刀达 8 级精度，选模数为 铣刀选用三面刃铣刀，铣刀直径为 160 钻小孔用复合钻一次钻出。 量具的选择 外圆表面的测量中，除 117 的尺寸公差为 小要用到外径千分尺外，其它均可用游标卡尺 68 内径百分表 精镗 67时，用三牙锁紧式圆柱塞规 轴向游标卡尺 确定工序尺寸 （ 1）确定圆柱面的工序尺寸。圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的 总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。 该零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如 书中表 7示。 加工面 工序 余量 精度等级 工序尺 寸 工序尺寸公 差 117面 粗车 2 5 18 5 0 精车 1 5 17 0 外圆 粗车 3 5 08 0 精车 90 外圆 粗车 2 5 精车 1 5 0 0 94 孔 粗镗 94 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 68 粗镗 3 0 + 半精镗 2 9 + 精镗 1 8 + 6 确定切削用量及基本时间 切削用量包括背吃刀量 给量 f、和切削速度 定顺序是先确定 f 再确定 工序切削用量及基本时间的确定 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。已知加工材料为 45 钢，锻件，有外皮；机床为 式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 切削用量包括背吃刀量 f 和切削速度 v。 1、 工序切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。己知加工材料为 45 钢。 1） 确定粗车外圆 床转速（n）r/s 背吃刀量（ a p）m 进给量(f)mm/v)m/Ti) 94 369的切削用量。选用刀的刀杠尺寸 B H=1625确定背吃刀量 床转速（n）r/s 背吃刀量（ ap）m 进给量(f)mm/v)m/Ti) 些车双边余量为 然 床转速（n）r/s 背吃刀量（ ap）m 进给量(f)mm/v)m/Ti) 床转速（n）r/s 背吃刀量（ ap）m 进给量(f)mm/v)m/Ti) 序内容 车床转速（n）r/s 背吃刀量（ a p）m 进给量(f)mm/v)m/Ti) 916粗车外圆 48镗孔 94 369=确定进给量 f ，根据背吃力量 床转速（n）r/s 背吃刀量（ ap）m 进给量(f)mm/v)m/Ti) ，选用 A 型， lD 时，选用 B 形，或采用两个薄壁套筒； ，故 h= 7、套筒固定部分长度、套筒固定部分厚的 择 22、 16； 8、套筒余家夹体的配合过盈量选 9、套筒产生的夹紧力矩、轴向夹紧力及套筒与工件定位面得实际接触面积计算； 应保证 （ 10、工件夹紧时，套筒内工作容积的最大增大量计算。 经 计算设计完成后，便可以绘制各部分零件图，如图 示，给出了部分主要零件图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 具底座模型图 为支撑环模型图 轴模型图 盘模型图 将各部分零件按照设计要求，进行正确装配，并调用现有的标准件库，配合装配体的生成，在原有基础上进一步完善夹具体，最终得到最完善的滚齿机用塑料夹具装配体。如图 示： 齿机用塑料心轴夹具装配模型图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 加工轴齿轮用液性塑料 夹具设计 紧原理简介 如图 示，加工轴齿轮用液性塑料夹具主要用于插齿机加工轴齿轮，与前几组夹具不同之处在于前几组都是为滚齿机床设计，该夹具中工件以外圆柱面及轴肩为基准安装在薄壁套筒 6内定位，拧动螺钉 9时，套筒薄壁产生均匀弹性变形，将工件定心并夹紧。 工轴齿轮用液性塑料夹具模型图 具设计 夹紧装置是工件装夹过程的重要组成部分。工件定位之后必须通过夹具上的夹紧装置将其可靠地固定在正确的加工位置上，使其在承受工艺力和惯性力等的情况下正确位置不发生变化。夹紧机构就应该要求夹紧作用 准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠，夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量，夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的，结构力求简单，便于制造和维修。 该夹具针对轴齿轮（如图 示）插齿工序设计，装夹原理与其上塑料心轴夹具相同，其定心夹紧机构也属于液性塑料薄壁套筒类夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 齿轮模型图 拧紧螺钉 9 时，在螺钉 9 的移动下，推动柱塞 8 向前移动，挤压液性塑料7，使薄壁套筒 6 产生均匀的弹性变形 。从而，将工件轴齿轮夹紧。 设计计算过成与上面塑料心轴夹具完全相同，此处不再赘述，只给出设计好的主要夹具零部件，如图 示： 定架模型图 座模型图 最终夹具装配体如图 示： 工轴齿轮用液性塑料夹具模型图 做好夹具三维装配体后，利用 工程图命令将三维实体模型转换为二维工程图，然后在 进行修改，得到标准二维图纸。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 总结： 此刻我怀着轻松有点激动的心情在这里写小结。也许说的有些过分有些 夸张但是我们总算可以松口气啦！在还没完成前一个字“忙”真的很难概括。 课程设计目：使学生在机械绘图、机械制造工艺、夹具设计等方面进行一次较为全面的系统性训练，使学生掌握各种机床装备应用技能，加强对机械制造技术的认识，熟悉机械零件的从毛胚到成品的生产过程 内容包括：编制零件绘制机械加工工序简图、机械加工工艺规程、备选择机床工艺装、确定切削用量及工时定额、填写机械加工工艺工序卡片、撰写机械加工工艺及装备课程设计说明书。虽然我们四个人一组，但是着巨大的工作量足以把我们每个人吞噬、毁灭。 在这期间我遇到很多困难：工时怎样算、切削余量怎样定、误差怎样去定这是我们共同的问题共同提出来共同解决，还有组与组同学之间在一起讨论、一起钻研这是从没有过的认真。这是一个大家很好的交流平台，虽然有一天我们都将走出校园但相信我们每个人都会记得这次难忘的课程设计，不一样的日子 完成了滚齿机用塑料心轴夹具、加工大型齿圈用滚齿机夹具、大齿圈液动滚齿夹具、圆锥齿轮铣齿夹具、滚齿液压波形套胀紧夹具、内齿轮插齿夹具、加工轴齿轮用液性塑料夹具、插内齿圈专用夹具的设计工作； 基于以上工作，改变了以往在二维图纸 上设计夹具的传统方法，而是在三维软件中设计夹具，搭建模型，实体渲染，模拟装配，还能依靠计算机来检查分析干涉，确定机构运动轨迹，实行加工过程的仿真。这个设计夹具的过程可以