傳動齒輪機械加工工藝和銑齒輪端面專用夾具設計

傳動齒輪機械加工工藝和銑齒輪端面專用夾具設計,傳動,齒輪,機械,加工,工藝,端面,專用,夾具,設計 傳動齒輪設計說明書 摘要： 隨著科技技術的不斷進步，生產都向著自動化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。這就要求企業(yè)的生產在體現人性化的基礎上降低工人的生產強度和提高工人的生產效率，降低企業(yè)的生產成本?，F代的生產和應用設備多數都采用機電一體化、數字控制技術和自動化的控制模式。在這種要求下齒輪零件越發(fā)體現出其廣闊的應用領域和市場前景。特別是近年來與微電子、計算機技術相結合后，使齒輪零件進入了一個新的發(fā)展階段。在齒輪零部件是最重要部分，因需求的增加，所以生產也步入大批量化和自動化。 為適應機械設備對齒輪加工的要求，對齒輪加工要求和技術領域的拓展還需要不斷的更新與改進。 關鍵詞：工藝設計 齒輪零件 齒輪傳動 abstract: Preface technology with the progress toward the production of automation, specialization and a large number of quantization direction. This requires the production of the human embodiment of the workers on the basis of reducing the intensity of production and enhance worker productivity. lower their production costs. Modern production and application of the majority of equipment used electromechanical integration, digital control technology and automation control mode. In such a request Gear institutions increasingly reflects its broad application areas and market prospects. Especially in recent years and microelectronics, computer technology integration, make technology gear drive has entered a new stage of development. Gear drive gear parts is the most important part, Gear by the relative movement of the drive to promote change in direction. Gear result of the design requirements are relatively strict, in order to adapt to the type of gear increasing and updating. Because of the increase in demand, production has entered a large number of quantitative and automation. To meet the mechanical equipment to gear machining requirements, Gear on the design requirements and technical fields is also expanding the need to constantly update and improve. Keywords:Gear Gear drive 目錄 1畢業(yè)設計工藝要求的基本任務和要求--------------------------------------1 1.1基本任務----------------------------------------------------------------------------------1 1.1.1工藝設計的基本任務---------------------------------------------------------------- 1 1.1.2夾具設計的基本任務-----------------------------------------------------------------2 1.2設計要求----------------------------------------------------------------------------------3 1.2.1工藝設計的設計要求-----------------------------------------------------------------3 1.2.2夾具設計的設計要求-----------------------------------------------------------------3 2畢業(yè)設計工藝設計的方法和步驟 -------- -------------------- ------- ------3 2.1生產綱領的計算與生產類型的確定-------------------------------------------------4 2.2分析零件圖-------------------------------------------------------------------------------4 2.3確定生產類型----------------------------------------------------------------------------4 2.4確定毛坯------------------------------------------------------------------------------- --5 2.5機械加工工藝過程--------------------------------------------------------------------- -5 2.6選擇機床和工藝設備---------------------------------------------------------------- ---6 2.7確定加工余量-------------------------------------------------------------------------- -7 2.8制作工藝卡片------------------------------------------------------------------------ ---7 3夾具設計--------------------------------------------------------------------------8 3.1夾具設計的目的和要求-------------------------------------------------------------- -8 3.2夾緊力的計算------------------------------------------------------------------------- -9 3.3夾具零件圖------------------------------------------------------------------------ -----10 致謝 參考文獻 1、畢業(yè)設計工藝要求的基本任務和要求 1.1、基本任務 1.1.1、工藝設計的基本任務 (1)繪制零件工作圖一張 (2)繪制毛坯-零件合圖一張 (3)編制機械加工工藝規(guī)程卡片一套 (4)編寫設計說明書一份 1.1.2、夾具設計的基本任務 (1)收集資料,為夾具設計做好準備 (2)繪制草圖,進行必要的理論計算和分析以及夾具的結構方案 (3)繪制總圖和主要非標準件零件圖,編寫設計說明書 (4)編制夾具的使用說明或技術要求 1.2、設計要求 1.2.1、工藝設計的設計要求 (1)保證零件加工質量,達到圖紙的技術要求 (2)在保證加工質量的前提下,盡可能提高生產效率 (3)要盡量減輕工人的勞動強度,生產安全 (4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國內技術和裝備 (5)工藝規(guī)程應正確.清晰,規(guī)范化,標準化的要求 1.2.2、夾具設計的設計要求 (1)保證工件的加工精度 (2)提高生產效率 (3)工藝性好 (4)使用性好 (5)經濟性好 2、畢業(yè)設計工藝課程設計的方法和步驟 2.1、生產綱領的計算與生產類型的確定 生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用.它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備. 零件生產綱領可按下式計算. N=Qn(1+a%)(1+b%) 式中：N-----零件的生產綱領（件/臺） Q-----產品的年產量（臺/年） n-----每臺產品中，該零件的數量（件/臺） a%----零件的備品率 b% ---零件的平均廢品率 2.2分析零件圖 1、零件的作用 傳動齒輪,，它是齒輪的一個主要一種，其功用是傳遞運動和運動方向，以適應傳動機構運動的需要。 2、零件的工藝分析 傳動齒輪零件如圖所示，該零件主要加工表面及技術要求分析如下。 （1）同軸孔φ35H7，φ49H7和同軸外圓φ92.55k7, φ66的同軸度、徑向圓跳動公差等級為8～9級，表面粗糙度為Ra≤1.6μm.。加工時最好在一次裝夾下將兩孔或兩外圓同時加工。 （2）與基準孔有垂直度要求的端面，其端面圓跳動公差等級為7級，表面粗糙度為Ra≤3.2μm。工藝過程安排時應注意保證其位置精度。 （3）距中心平面74.5mm的兩側面,表面粗糙度為Ra≤6.3μm。 （4）φ35孔的尺寸精度要保證，但孔軸線的同軸度共差等級為9級及兩孔公共軸線對基準孔（A1-A2）位置度公差值為0.06μm，應予以重視。 （5）各外圓位置度公差為，齒輪輪齒輪的跳動公差要保證。 （6）該零件選用材料為20CrMnTi，這種材料具有低碳合金鋼的特性，切削性能和工藝性均較好。 由各加工方法的經濟精度及一般機床所能達到的精度可知，該零件沒有很難加工的表面，各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可達到。但是在加工過程中應注意齒輪端面的加工。 3零件圖 4熱處理工序的安排 熱處理工序主要用來改善材料的性能及消除應力。熱處理的方法．次數和在工藝路線中的位置，應根據零件材料和熱處理的目的而定。 熱處理安排為 毛坯→粗加工（粗車）→半精加工（半精）→精加工（精車） ↑ （去應力退火或者時效去應力） 齒輪加工工藝過程: 毛坯的選擇---熱處理1---齒坯加工---齒面加工---齒端的加工---熱處理2---精基準的修正 2.3確定生產類型 已知零件的年生產綱領為10000件，零件質量約為3.6kg，查表1-1可知其生產類型為大批量生產，初步確定工藝安排的基本思路為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主；大量采用專用工裝。這樣安排，生產準備工作投資較少，生產效率較高，且轉產容易。 2.4確定毛坯 1、確定毛坯種類 根據零件材料確定毛坯為鍛件。根據其桔構形狀、尺寸大小、生產類型和材料性能，毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。 2、確定鍛件及形狀 根據表1-6取加工余量等級為MA-G級。根據表1-7確定各表面的鍛件機械加工余量（查表前必須先選擇定位基準，以便確定基本尺寸）。 2.5機械加工工藝過程設計 1、選擇定位基準 （1）選擇粗基準 選擇內孔和端面定位元件.先加工外圓，按“基準先行”的原則，采用外圓及端面為粗基準先加工內孔。 （2）選擇精基準 為了保證圓跳動要求，各主要圓柱表面均互為基準加工，并盡量遵守“基準重合”的原則。其余表面加工采用“一孔一端面的定位方式，即以端面及φ35H7內孔為精基準。這樣，基準統一，定位穩(wěn)定，夾具結構及操作也較簡單。 但必須提高這個內孔的精度，以保證定位精度。 2、擬定工藝過程 （1）選擇表面加工方法 查表1-19~表1-21，根據各表面加工要求和各種加工方法所能達到的經濟精度，選技零件主要表面的加工方法與方案如下： φ35H7內孔加工：粗車）—半精車—精車。 φ92.55外圓加工：粗車—半精車—精車 齒輪端面加工: 滾齒—磨齒—精基準修正 (2) 選擇加工機床 外圓和端面的加工采用CA6140車床,包括內孔的加工; 齒輪端面的粗加工采用滾齒機加工,精加工采用磨齒機加工; 內孔的磨削加工采用普通的磨床加工; 鍵槽加工采用拉車加工; (3)加工刀具的選擇 高速鋼是含有較多的W 、Mo 、Gr 、V的的高合金工具鋼，與碳素工具鋼和合金工具鋼相比，高速鋼具有較高的熱穩(wěn)定性（500℃～650℃時仍能切削），故高速鋼刀具允許使用切削速度較高。 高速鋼還具有良好的綜合性能。其強度和韌性是現有刀具材料中最高的（其抗彎強度是強硬質合金的2～3倍，韌性是硬質合金的9～10倍），具有一定的硬度和耐磨性，切削性能能滿足一般加工要求，高速鋼刀具制造工藝簡單，刃磨易獲得鋒利的切削刃，能鍛造，熱處理變形小，所以適合加工本零件。 車床上用硬質的合金刀; 滾齒機是用專用的齒輪滾刀; 磨齒機上用專用的齒輪磨刀; 拉床上用矩形拉刀; （4）確定工藝過程方案 1）擬定方案。各表面加工方法及粗、精基準已基本確定，現按照“先粗后精”、“先主后次”、“基準先行”等原則，初步擬定工藝過程方案. 如下表所示: 工序號 工序名稱 工序內容 01 鍛 鍛造毛坯 02 熱處理 對毛坯進行正火處理 03 車 粗車Φ35內孔，留磨削余量0.4mm 04 車 粗車Φ92.55外圓，端面 05 車 半精車外圓。留磨削余量0.4mm 06 車 齒端的加工倒圓，倒尖，倒棱 07 滾齒 輪齒齒形的滾齒加工 08 熱處理 齒面的滲碳淬火熱處理58~64HRC 09 插鍵槽 插8*3.3的鍵槽。保證和A0.035的平行度與0.05的對稱度 10 倒角 倒角1×45°，1.5×45° 11 磨 外圓至尺寸 12 磨 磨內孔至Φ35mm公差要求0~+0.027 13 磨 齒面磨削 14 鉗 去毛刺 15 檢 檢驗 2.7確定各工序切削用量 在單件小批生產中，各工序的切削用量一般由操作工人根據具體情況自己確定，以簡化工藝文件。 在大批大量生產中則應科學地．嚴格地選擇切削用量，以充分發(fā)揮高效率設備的潛力和作用。切削用量的選用與下列因素有關：生產率，加工質量（主要是表面粗糙），切削力所收起的工藝系統彈性變形，工藝系統的振動，刀具耐用度，機床功率等。在綜合考慮上述因素的基礎上，使背吃刀量ap，進給量f ，切削速度v的積最大。一般應先盡量取在的ap，其次盡量取大的進給量f，最后取合適的切削速度 2.8加工工序綜合卡 浙江紡織服裝學院 傳動齒輪加工工序卡片 產品類型 共1頁 零件名稱 傳動齒輪 第1頁 毛坯材料 20CrMnTi 毛坯種類 鍛件 每毛坯件數 1 工序號 工序名稱 工序內容 車間 加工設備 夾具 備注 01 鍛 鍛造毛坯 鍛 02 熱處理 對毛坯進行正火處理 熱 03 車 粗車Φ35內孔，留磨削余量0.4mm 機加 車床 三爪卡盤 04 車 粗車Φ92.55外圓，端面 機加 車床 專用夾具 05 車 半精車外圓。留磨削余量0.4mm 機加 車床 專用夾具 06 車 齒端的加工倒圓，倒尖，倒棱 機加 車床 專用夾具 07 滾齒 輪齒齒形的滾齒加工 機加 滾齒機 專用夾具 08 熱處理 齒面的滲碳淬火熱處理58~64HRC 熱 09 插鍵槽 插8*3.3的鍵槽。保證和A0.035的平行度與0.05的對稱度 機加 插床 三爪卡盤 10 倒角 倒角1×45°，1.5×45° 11 磨 外圓至尺寸 機加 磨床 心棒 12 磨 磨內孔至Φ35mm公差要求0~+0.027 機加 磨床 三爪卡盤 13 磨 齒面磨削 機加 磨齒機 專用夾具 14 鉗 去毛刺 15 檢 檢驗 16 油封 清理，入庫 ` 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標記 文件號 簽字 日期 3、夾具設計 1.確定夾具的類型 由齒輪零件的加工比較簡單, 主要是齒輪端面的加工,故可采用心軸定位,再用螺栓緊固零件來定位夾緊工件.夾具的簡圖如下: 1.確定工件的定位方式及定位元件的結構 工件的定位方式主要取決于工件的加工要求和定位基準的形狀．尺寸。分析加工工序的技術條件和定位基準選擇的合理性，遵循六點定位原則，按定位可靠．結構簡單的原則，確定定位方式。常見的定位方式有平面定位．內孔定位．外圓定位和組合定位（一孔一端面）定位等。在確定了工件的定位方式后，即可根據定位基面的形狀，選取相應的定位元件及結構。 2.工件的夾緊方式，計算夾緊力并設計夾緊裝置 夾緊機構應保證工件夾緊可靠．安全．不破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度。在設計夾緊裝置時必須合理選擇夾緊力的方向和作用點，必要時還應進行夾緊力的估算。 在確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將夾具和工件看成一個剛性系統。根據工件所受切削力，夾緊力（大型工件還需考慮重力，慣性力等等）的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不力的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數， 如下： 用拉桿壓板夾緊工件端面 2KM Fwk=（d+D）f Fwk為所需（實際）夾緊力； M為切削轉矩； K為安全系數(粗加工時取2.5～3，精加工時取1.5～2)； d為工件直徑； f為工件與支承面間的摩擦系數； 3.2夾緊力的計算 (1)夾緊力的計算 2KM 查表得Fwk=（d+D）f 取K=2，f=0.2 得Fwk=774.9(N) (2)選擇夾緊螺栓直徑 根據夾緊力方向和作用點的選擇原則，選用兩只M16×60內角夾緊螺栓，加工時縱向進刀時，軸向力Fz與夾緊力Fwk方向相同，切削扭矩M切使得工件轉動，為防止工件發(fā)生轉動，夾具夾緊機構應有足夠的摩擦力矩與之平衡,選用M16的螺栓作為夾緊螺栓，安全可靠。 3.3夾具設計圖 設計小結 通過傳動齒輪畢業(yè)設計（包括工藝設計和夾具設計），它的全面性和系統性，使我對機械加工產生了更進一步的興趣，并讓我主觀上認識了加工過程中如何找定位，從而為傳動齒輪中重要尺寸（包括尺寸精度和位置精度）來滿足實際中與之相配套的用途。不僅是齒輪類的，還有其它類型，在設計時都為加工出更好使用的性能。在設計時通過查閱資料使得了解的知識面更廣、范圍更大，在查閱時了解有關機械方面的書，從而切實地感受到機械行業(yè)的范圍涉及面之廣，它能指導實際，理論知識有待實際的檢驗，理論知識與實際操作是相輔相成。 . 致 謝 在這本設計即將完成之際,我要感謝一直幫助我的楊偉超、繆飛軍兩位導師，他們在我的設計中給了我很多的指導，在一些對我來說比較艱深，比較把握不了方向的地方，給予了我指明，幫我除去了許多不必要的麻煩；在此我還要感謝我們公司技術課的同仁，是他們不遺余力的幫助，才使我有充足的時間來完成本設計。謝謝你們，因為有你們才有本設計的實現。 參考文獻 機械制造技術課程設計 /吳雄彪主編、—杭州：浙江大學出版社，2005、1 機械制造基礎 /蘇建修主編、—北京：機械工業(yè)出版社，2001、5 工程材料 /許德珠主編、—2版、—北京：高等教育出版社，2001、6 機床夾具設計手冊 /東北重型機械學院，洛陽工學院，第一汽車制造廠職工大學編、—上海：上海科學技術出版社，1990 切削用量簡明手冊 /艾興，肖詩綱編、—北京：機械工業(yè)出版社，1993 機械制造工藝學 /徐嘉元，曾家駒主編，機械制造工藝學、—北京：機械工業(yè)出版社，1998 機械設計手冊 /徐灝主編、—北京：機械工業(yè)出版社，1991 機械加工工藝手冊 /孟少農主編、—北京：機械工業(yè)出版社，1991 機械工程手冊/張志仁主編、—北京：機械工業(yè)出版社，2000 機械制造技術課程設計/吳雄彪、—浙江大學出版社，2005