機床主軸箱齒輪加工工藝及加工54h11孔工裝夾具設(shè)計（含CAD圖紙和說明書）,機床,主軸,齒輪,加工,工藝,54,h11,工裝,夾具,設(shè)計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 寧 設(shè)計說明書 機床主軸箱齒輪加工工藝 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘 要 隨著科技技術(shù)的不斷進步，生產(chǎn)都向著自動化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。本文主要是機床主軸箱齒輪專用夾具設(shè)計，在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。 夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計，齒輪零件，齒輪傳動 3 Abstract Key Words: 目 錄 摘 要 2 Abstract 3 目 錄 4 第1章 緒論 5 1.1 機械加工工藝概述 5 1.2機械加工工藝流程 5 1.3畢業(yè)設(shè)計工藝要求的基本任務和要求 6 1.3.1工藝設(shè)計的基本任務 6 1.3.2設(shè)計要求 6 第2章 齒輪的加工工藝規(guī)程設(shè)計 7 2.1 零件的作用 7 2.2零件的工藝分析 7 2.3工藝規(guī)程設(shè)計 8 2.3.1確定毛坯的制造形式 8 2.3.2基面的選擇 8 2.3.3 確定工藝路線 9 2.3.4確定切削用量及基本工時 12 結(jié) 論 17 參考文獻 18 致 謝 19 第1章 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3畢業(yè)設(shè)計工藝要求的基本任務和要求 1.3.1工藝設(shè)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(shè)計說明書一份 (5)夾具裝配圖和夾具零件圖 1.3.2設(shè)計要求 (1)保證零件加工質(zhì)量,達到圖紙的技術(shù)要求 (2)在保證加工質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)效率 (3)要盡量減輕工人的勞動強度,生產(chǎn)安全 (4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國內(nèi)技術(shù)和裝備 (5)工藝規(guī)程應正確.清晰,規(guī)范化,標準化的要求 19 第2章 齒輪的加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的作用 機床主軸箱齒輪,，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(gòu)運動的需要。從而改變機器運行的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)傳動功能。 技術(shù)要求 1、材料45；銅套材料 ZQSn6-6-3。 2、齒部高頻感應加熱淬火44~48HRC。 齒輪基本參數(shù) m=2 Z=25 α=20° 精度等級6FH 2.2零件的工藝分析 從零件圖上可以看出，該零件的結(jié)構(gòu)加工表面比較多，且輪齒的加工精度比較高。 1、零件圖樣分析 1）齒輪材料與所鑲銅套材料不同，分別為45和ZQSn6-6-3。 2）齒輪左端面A，與φ25H7內(nèi)孔軸心線圓跳動公差為0.05mm。 3）齒輪右端面B，與φ25H7內(nèi)孔軸心線圓跳動公差為0.03mm。 4）齒部高頻感應加熱淬火44~48HRC。 5）齒輪精度等級為6FH。 2.3工藝規(guī)程設(shè)計 2.3.1確定毛坯的制造形式 由生產(chǎn)計劃可知，該零件為成批生產(chǎn)。零件材料為20CrMnTi鋼，由于零件本身的作用，考慮到其在運行過程中會經(jīng)常的行駛，故零件在工作過程中經(jīng)常承受沖擊性載荷，齒輪面也應該有較強的硬度，因此應該選用鍛件，以便金屬纖維不被切斷，保證零件的工作可靠性。由于零件為大批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，可以采用模鍛成型，從而提高生產(chǎn)率，保證加工精度。 2.3.2基面的選擇 定位基準的選擇是擬定零件加工路線的、確定法加工方案前的重要工作?；鶞蔬x擇的合理、可靠，直接影響到加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于保證零件的尺寸精度和位置精度有著決定性的作用，同時可以使生產(chǎn)率得以提高。反之，就會出現(xiàn)各種問題，更有甚者還會造成大批廢品零件，使生產(chǎn)無法正常進行。我們在選擇基準的時候通?？紤]下面幾個問題： 以哪一個表面作為精基面或統(tǒng)一基準，可以保證加工精度和高的生產(chǎn)效率； 為加工精基面或統(tǒng)一基準，應采用哪一個表面作為粗基準； 是否有特殊表面需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。 在選擇基準的時候，應盡量做到設(shè)計基準與定位基準重合。對于離合齒輪這樣的盤套類零件，根據(jù)該零件的工作特點和加工要求，選擇定位面基準如下： 粗基面：以外圓和一個端面作為粗基面，鏜、拉內(nèi)孔。 精基面：齒輪基圓的基準是內(nèi)孔φ82的內(nèi)圓表面，所以精基準為內(nèi)孔φ82+0.16 0mm的內(nèi)圓表面，選擇花鍵孔和一個端面作為精基面，加工齒輪，以花鍵孔和右端面作為定位基面；加工以花鍵孔和左端面作為主要定位基面。 2.3.3 確定工藝路線 制定工藝路線是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。尤其在這種大批量生產(chǎn)綱領(lǐng)時，采用合理的工藝路線可以大大提高生產(chǎn)率，使生產(chǎn)成本降低，并獲得可觀的經(jīng)濟效益。 一、加工方法的確定 零件各表面加工方法的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，然后需要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性方面的要求，在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點和技術(shù)要求綜合考慮。 該工件毛坯經(jīng)模鍛成型，孔已鑄出。其各表面加工方法如下： 左、右端面： 粗車 各外圓表面： 粗車—半精車 內(nèi)孔： 粗鏜—半精鏜 齒輪： 滾齒—剃齒—珩齒 二、零件各表面加工順序的確定 1、加工階段的劃分 為了達到規(guī)定的技術(shù)要求，該離合齒輪的加工可以分為上個加工階段 l 粗加工階段 車外圓、端面，鏜內(nèi)孔、花鍵孔； l 半精加工階段 以拉出的花鍵孔為主要精基準，精車外圓，滾齒、剃齒； l 精加工階段 校正花鍵孔，并以校正好的花鍵孔為精基準，珩齒。 2、 加工順序的安排 l 機械加工順序的安排 根據(jù)機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排外圓、端面、內(nèi)孔的加工。由于花鍵孔是后面各表面加工的主要精基準，所以接著安排花鍵孔的拉削?；ㄦI孔加工好以后，以花鍵孔為精基準，精車外圓，銑銑2×38mm的槽和剃齒，然后安排花鍵孔的校正，珩齒。 l 熱處理的安排 由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前應進行真貨處理，消除鍛造應力，境地硬度，改善切削性能。在粗加工之后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，提高零件的綜合力學性能，最后根據(jù)零件的技術(shù)要求，對輪齒表面進行淬火處理，以得到較高的表面硬度，提高其耐磨性。 l 輔助工序的安排 檢驗工序：在熱處理之后安排中間檢驗工序，最后安排終檢工序，還有安排鉗工去毛刺，安排清晰工序，最后還要將零件油封，庫存。 3、工序的組合 根據(jù)零件的生產(chǎn)規(guī)模以及零件的結(jié)構(gòu)特點還有加工方法，為了盡可能減少安裝次數(shù)，在一次加工中安排多面加工，以保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。 4、工藝路線的確定 由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以采用通用機床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。 表2-27 機床主軸箱齒輪機械加工工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 下料 棒料 鋸床 2 鍛 毛坯鍛造尺寸φ62mm×40mm 3 熱處理 正火 4 車 夾一端外圓，找正工件，照顧各部加工量，車另一端端面，鉆孔φ28mm C620 5 車 倒頭，夾外圓，按內(nèi)孔表面找正，車另一端面保證總長32.6mm，車內(nèi)孔尺寸至φ32H7mm。倒角 C620 6 車 以φ32H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工件，車外形各部尺寸，φ44.5mm×5.3mm，φ54n11車至φ54mm倒角 C620 專用心軸 7 鉗 壓入相配的銅套 8 磨 磨兩端端面，保證尺寸32mm M7132 9 精車 以φ54mm外圓及一端面定位裝夾工作，精車（銅套）內(nèi)孔至圖樣尺寸φ25H7mm C620 專用工裝 10 精車 以φ25H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工作，精車外圓至圖樣尺寸φ54n11mm，倒角 C620 專用工裝 11 滾齒 以φ25H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工件，滾齒m=2，z=25，留剃齒余量 Y3213 專用工裝 12 鉗 鉆φ3mm油孔，去毛刺 Z4006A 組合夾具 13 熱處理 高頻感應加熱淬火44~48HRC 14 剃齒 剃齒 Y4236 15 檢驗 按圖樣檢查各部尺寸及精度 16 入庫 入庫 3、工藝分析 1）齒輪根據(jù)其結(jié)構(gòu)、精度等級及生產(chǎn)批量的不同，機械加工工藝過程也不相同，但基本工藝路線大致相同，即毛坯制造及熱處理——齒坯加工——齒形加工——齒部淬火——精基準修正——齒形精加工。 2）該例齒輪特點是內(nèi)孔鑲銅套，應先分別加工齒圈內(nèi)孔和相配的銅套，過盈配合將銅套壓入齒圈內(nèi)，再進行各序精加工。 3）該例齒輪精度要求較高6FH，工序安排滾齒后應留有一定剃齒或磨齒的加工余量，再進行最后的精加工。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。 工序確定 零件機械加工工藝路線擬定后還需要對每一工序進行設(shè)計。其主要內(nèi)容包括：確定每一工步的加工余量、計算各工序的工序尺寸及公差、選擇各工序所選用的機床及工藝裝備、確定切削余量、計算工時定額。 （1）加工余量的確定 機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工精度，余量過大，不但增加機械加工勞動量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理地安排加工余量。 根據(jù)零件毛坯條件：材料為20CrMnTi鋼，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用在鍛模上得到模鍛毛坯。本設(shè)計采用查表修正法和經(jīng)驗估值法相結(jié)合確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸。 2.3.4確定切削用量及基本工時 工序4夾一端外圓，找正工件，照顧各部加工量，車另一端端面，鉆孔φ28mm 選擇端面車刀，刀具 根據(jù)加工余量和機床剛度，選擇吃刀深度。一次走刀。 進給量<表9-2> 刀具耐用度 理論切削速度: 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: 選擇 所以實際切削速度 切削工時： 取 所以 工序5 倒頭，夾外圓，按內(nèi)孔表面找正，車另一端面保證總長32.6mm，車內(nèi)孔尺寸至φ32H7mm。倒角 采用外圓車刀 因此一次走刀 進給量 理論切削速度: 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: 為了加工工人操作方便,依然選擇機床轉(zhuǎn)速 所以實際切削速度 切削工時：切入長度: 工序6 以φ32H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工件，車外形各部尺寸，φ44.5mm×5.3mm，φ54n11車至φ54mm倒角 選擇車床C620 進給量 理論切削速度: 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: 選擇機床轉(zhuǎn)速 所以實際切削速度 切入長度: 工序9 以φ54mm外圓及一端面定位裝夾工作，精車（銅套）內(nèi)孔至圖樣尺寸φ25H7mm 2Z=2.2 用YT15鏜刀伸出的長度100mm 理論切削速度: 機床主軸轉(zhuǎn)速: 為了方便，仍選擇機床轉(zhuǎn)速 實際切削速度 切削工時： 工序10 以φ25H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工作，精車外圓至圖樣尺寸φ54n11mm，倒角 2Z=1.1 為了方便，仍選擇機床轉(zhuǎn)速 實際切削速度 切削工時： 工序11 滾齒 由艾興，肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》.北京.機械工業(yè)出版社表10-174 V=312/T0.33S0.5 N=0.124s0.9m1.7/D 又由文獻2表10-175,10-177 S=2.5，T=240min，m=4 代入上式得 V=32.4m/min，N=0.27kw 工序12：鉆φ3mm油孔，去毛刺 機床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取。 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時間： 結(jié) 論 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 參考文獻 參考文獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] 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同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導對我們設(shè)計的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去，為更好、更快的完成設(shè)計提供了重要保障。 在設(shè)計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，設(shè)計就會做得很困難。 這次設(shè)計是在XX悉心指導下完成的。老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設(shè)計的過程中也遇到了不少的問題，老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我設(shè)計的進展情況、細心的指導我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設(shè)計。 在論文工作中，得到了機電學院有關(guān)領(lǐng)導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成設(shè)計之時，我再次感謝對我指導、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導及同學。謝謝了！