过桥齿轮轴的工艺和工装设计

1、目 录摘要 2英文摘要21、零 件 的 分 析 31.1零件的作用31.2零件的工艺分析 32、确定毛坯、画毛坯图43、工艺规程设计 43.1定位基准的选择53.2制订工艺路线63.3选择加工设备及刀，夹，量具93.4加工工序设计 104、夹具设计 124.1夹具设计方案分析 124.2夹具结构设计计算 134.3夹具使用说明 135、设计小结 146、参考文献 167、致谢 17摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有

2、关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们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。由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请各位老师给予批评指正。Abstract：Can through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle scho

3、ol to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps des

4、igns the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training thr

5、ough this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give

6、 the criticism to point out mistakes. 1 零 件 的 分 析 1.1 零件的作用题目给出的零件是轴类零件（过桥齿轮轴），轴是机械设备中轴承支撑的重要零件之一，它的主要作用是直接支撑回转零件，以实现回转运动并传递转距和动力，如齿轮，车轮，电动机，转子，铣刀等各种作回转运动的零件，都必须安装在轴上，才能实现它们的功用。过桥齿轮轴有联动和传动的作用。由附图1可知，过桥齿轮轴的一端铣有键槽，配合轴与轴上零件的使用；一端滚有斜齿轮，与其他齿轮配合传动。 1.2零件的工艺分析由附图1可知，析其材料为20CrMnTi。该种材料经过渗碳淬火后强度大，有较高的耐磨性，适用于

7、制造承受中等载荷的耐磨零件。该零件上的主要加工面为外圆面、键槽、斜齿轮和两个主要中心孔，16H7和M12-6H，其等级精度要求见附图1。选择定位基准时各外圆的位置公差，采用基准统一原则，即全部以工件的两中心孔定位 。同时也为了保证个外圆的形状与位置公差，在轴的粗加工过程中，用油石顶尖研磨中心孔，中心孔的表面粗糙度Ra值逐次减小，精度也要逐次提高。为了达到轴的精度要求，逐步消除工件毛坯的复映误差，工序分为粗车，精车，磨削。 零件外圆的粗糙度要求不统一，在加工过程中考虑到时间的原因，先加工到最低等级要求3.2，最后进行研磨达到0.6。有斜齿轮端最外圆公差等级为m5，键槽端外圆公差等级为m6。有参考

8、文献1中有关方面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。2、确定毛坯 根据零件材料确定毛坯为型钢。下料140的20CrMnTi型钢L=685mm。又由题目已知零件的生产纲领为100件年。由已知可得该零件的重量是60。由参考文献1表1-2加工零件的生产类型，表1-3不同机械产品的零件质量性别表可知，该生产类型为小批量生产。根据零件原图纸可知，斜齿轮需要经过齿形表面淬火及低温回火处理。齿面硬度：HRC58-62,心部硬度：HRC32-40,渗碳深度：1.2-1.6。参考文献2附表1-27轴类零件的机械加工余量（mm）可知，基本直径大于80

9、120mm ，在粗加工后留余量为2.6mm，半精加工后留余量为0.5mm，精车后为0.3mm.参考文献1表5-1外圆加工中各种加工方法的加工经济精度和表面粗糙度可知，半精车可以达到的表面粗糙度为2.510微米，精车可以达到1.2510微米，半精磨可以达到0.632.5微米。3、工艺规程设计 3.1定位基准的选择精基准的选择：轴端面的孔是一个设计基准，C面为一个装配基准，用它做精基准能够使加工遵循“基准重合”的原则，实现轴体零件“一面两孔”的典型定位方式；此外，C外圆面积大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。粗基准的选择：考虑到以下几点要求，要求选择轴的重要端面孔和主要面来做基准

10、：第一，要保证个加工面均有余量；第二，轴加工后要装配，所以要有适当的间隙，并且要保证均匀；此外还应能够保证定位基准、夹紧可靠。最先进行机械加工的是两个端面，保证长度要求，再就是两个端面的中心孔，保证定位和夹紧。 这时可选择的夹紧方案为，用三爪卡盘固定一端，对另外一端面进行平整加工，打中心孔。调头加工另外一端面，打中心孔，保证长度。三爪卡盘固定不限制轴向的转动，可以旋转加工。用尾座顶尖顶住中心孔，保证加工轴面的平稳，及加工的精度。综合上述内容，次夹紧方案是可行的。 3.2制订工艺路线根据各表面加工要求和各加工方法能达到的经济精度，确定各外圆面加工方法如下：C外圆面：粗车精车半精磨；D外圆面：粗车

11、精车；D面与E面的过渡斜面：粗车；F外圆面：粗车精车半精磨，可以分别达到零件图规定的尺寸及等级要求；G外圆面：粗车精车。因为C外圆面与A端面的中心孔16H7有同轴度要求，所以宜在一次固定加工中完成，以保证其位置精度。根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的加工原则，先完成一端的粗加工后再精加工，再调头加工另外一端。然后加工键槽，滚斜齿轮，最后进行修磨加工。为改善工件材料的力学性能的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之间进行，这是因为淬火处理后尤其是渗碳淬火后工件会有较大的变形产生，为修正渗碳、淬火处理产生的变形，热处理后需要安排精加工工序。在淬火处理之

12、前，需要将铣键槽、钻孔、攻螺纹，去毛刺等次要表面的加工进行完毕。当工件需要作渗碳淬火处理时，由于渗碳过程工件会有较大的变形产生，常将渗碳过程放在次要表面加工之前进行，这样可以减少次要表面与淬硬表面间的位置误差。根据机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则： 3.21先加工定位基准，再加工其他表面。 3.22先加工主要表面，后加工次要表面。 3.23先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3.24先加工平面，后加工孔。为了减少工件的换位带来的加工误差，可以在一次装夹中通过换刀来完成几个工序的加工。对于位置度要求较高的孔系，宜在同一工位工安排该孔系相关表面的加工工作，以消除工件更换装夹误差

13、对孔系位置精度要求的影响。综合上述论述，初步拟订加工工艺路线如下： 工序号 工 艺 内 容102030405060708090100110120130140150160170180190200210220221型钢下料除刺平端面打中心孔平端面打中心孔，倒角30°，钻孔6×75扩孔到16H7×44，攻丝M8左6H粗车外圆面C粗车外圆面D精车外圆面C，倒角1×45°，精车外圆面D，倒角1×45°车外圆面D、E的过渡斜面，倾斜角70°调头反装，钻孔20，孔口倒角30°，孔口直径到29扩孔到21，攻丝M206H粗

14、车外圆面G粗车外圆面F，留退刀槽，外圆面E倒角4.5×45°精车外圆面G，倒角1×45°精车外圆面F，倒角30°在B端面刻字“2.4×4”铣键槽， 22N9，长160滚外圆面D上斜齿轮，Mn=4.5,Z=23,=15°，n=20°,左旋渗碳淬火、低温回火精加工，磨外圆面C，修磨中心孔A精加工，磨外圆面F，修磨中心孔B修磨斜齿轮检验入库上述方案中遵循了工艺路线拟定的一般原则，但是在某些工序上有些问题还值得进一步讨论。根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工跟开的原则来划分工序，即先粗加工再精加

15、工。此外，可用不同的机床或不同的刀具顺次同步进行加工。对于单个零件要先粗加工、后半精加工，而后精加工。或者一批零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后再进行精加工。通常在一次安装中，不允许将零件某一部分表面粗、精加工完毕后，再加工另的其他表面；否则，可能会在对新的表面进行大切削量加工过程中，因切削力太大而引起已精加工完成的表面变形。所以在车削中应先切除整个零件的大部分余量，再将其表面精车一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。粗精加工中间最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形能得到充分的恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。如粗车外圆面C时，因工件和夹具的尺寸都比较的大，在卧式车床上加工时它

16、们的惯性力比较的大，平衡较困难，而且直接由毛坯车外圆面C的话，车削量大。所以在新的工艺路线中可以考虑如下的改进：先车直径较大的外圆面，然后对小直径外圆面进行加工。这样既可以保证加工速度，又能够减少加工时大量的车削震动，保证了平衡性，提高了加工的精度。外圆面C、外圆面D加工时，先加工外圆面C、D能够同时保证加工余量的面119.819h11，再加工外圆面C。在外圆面F和外圆面G的加工过程中也可以这样考虑。在工序中钻孔、扩孔和对孔的攻丝可以只安排一个工序，这样就可以节省工时，而且还减少了工步。修改后的工艺路线如下：序号工 序 内 容简 要 说 明102030405060708090100110120

17、130140150160170型钢下料除刺平端面打中心孔，60°中心钻在B端面钻孔17×53，21×12，攻丝M206H在A端面钻孔6×75，16H7×44，攻丝M8左6H粗车外圆面D，119.819h11，粗车外圆面F，120d9粗车外圆面C，95m5,粗车外圆面G，80m6在B端面刻字“2.4×4”精车外圆面119.819h11，倒角1×45°，精车外圆面80m6，倒角1×45°车外圆面D、E的过渡斜面，倾斜角70°精车外圆面95m5,倒角1×45°，留退刀槽，

18、精车外圆面120d9，倒角30°，留退刀槽，倒角4.5×45°铣键槽，宽22N9，长160mm滚斜齿，Mn=4.5,Z=23,=15°，n=20°,左旋表面渗碳齿形表面淬火及低温回火磨外圆面95m5, 120m6修磨斜齿轮，107.151，清理中心孔检验入库防止碰刀震动先加工基准面先加工孔留扩孔余量先加工面先粗基准粗加工结束精加工开始提高工艺基准精度先次要表面先加工面后加工孔铣键槽次要表面在后面加工工序分散，平衡节拍 3.4选择加工设备及刀，量具 由于生产类型为少批量生产，所以所选设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加

19、专用夹具为主，辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由于工件质量较大，故需要辅助工具来完成。平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺（mm）,测量范围01000mm（参考文献2表67）。采用车床加工，床选用卧式车床C6132（参考文献2表43），专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见（参考文献2第五篇金属切削刀具，第2、3节），采用相匹配的钻头，专用夹具及检具。钻中心孔。选用60°中心钻（参考文献4第6章）。铣键槽22N9。选择X60W卧式（万能）铣床（参考文献2表417）。选择与键槽宽度相同型号的刀具。采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。滚斜齿。

20、选用滚齿机Y3150（参考文献2表425）。专用夹具、量具及检具。磨外圆面95m5,磨外圆面120m6。选择外圆磨床M1311（参考文献2表410），专用夹具，游标卡尺。修磨斜齿。选用内圆磨床M2110（参考文献2表412）专用量具、夹具。3.5加工工序设计 3.51工序30钻孔5深75，扩孔16H7深44，攻丝M8左-6H：钻孔5深75因一次钻出，故其钻削余量为Z钻=9mm,扩孔16H7深44同样也因一次钻出，故其钻削余量为Z扩=8mm,由（参考文献8表11-3）钻孔6深75取切削深度为3mm，进给量f=0.2mm/r,切削速度V=18m/min. 由（参考文献8表11-4）扩孔16H7深4

21、4.取切削深度为8mm，进给量f=0.12mm/r,切削速度V=13m/min. 由（参考文献8表11-5）攻丝M8左-6H切削速度V=1.5m/min.please contact Q 3053703061 give you more perfect drawings5 、总结时间总是会在不经意中溜走，毕业设计也即将结束了。此次毕业设计主要是设计“过桥齿轮轴”，设计的内容比较综合。它主要是利用我们所学的知识进行综合利用，把这个复杂的零件的加工起来，也是对我们在学校里学的知识的一种考验，所以要尽心尽力把它做到最好。感触最多的就是时间比较宽裕。但是凡事都是相对的，太宽裕的时间会带来思想上的懒惰，

22、会无意之间形成一种惰性，总觉得反正时间还早呢，就放慢了设计的进度，最终导致的结果可能就是设计思路不完善，设计任务完成的不彻底。一开始我们的的毕业设计就是按照设计任务书上的时间做的，由于一开始的两个星期只做开题报告，所以时间上是很多的。但我们在思想上并没有重视，还整天在闲逛，差一点就没有赶上任务书上的内容。在设计当中由于老师自己非常忙，所以也没有太多的时间来管我们，所以在一开始的时候还是非常的放松的，也不太在意，但过了一个多星期之后马上就觉得这样下去可能过不了关，虽然时间有点紧，可还是给我赶了上来。在这次毕业设计中，虽然整个结构、布局都是我自己想出来的，但在一开始真的一方向都没有。至到把它造型造出来才有点儿感觉呀，再加上自己的几种不同的想法，终于把整个零件弄出来了。如今，毕业设计的内容也已经完成的差不多了。回顾这八周，其实感慨还是有很多的。以往也进行过多次课题设计，但是都没有此次设计正式规范。由于是毕业设计，大家心里都多了几分担忧。马上就要告别大学生活了，进入完全陌生的另一个环境，还不知道以后应该以怎样的态度面对，更不知道以后的生活会发生什么变化。毕业设计任务的完成，也就变相意味着大学生活的结束。接下来要工作了，一方