K116-雙聯(lián)齒輪 工藝及拉φ32花鍵夾具設計-版本1【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：雙聯(lián)齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程及φ32花鍵工藝裝備設計 班　　級： 機械05-2班 姓　　名： 焦躍龍 指導教師： 張連勇 完成日期：　2008-7-1 課程設計任務書 一、設計題目 設計“雙聯(lián)齒輪”零件加工工藝規(guī)程及拉φ34花鍵專用夾具 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件草圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型: 50000件/年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 工件的毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程卡片　　　　　 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (5) 夾具裝配圖 1張 (7) 課程設計說明書(5000-8000字) 1份 說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)） ①目錄 ②摘要（中外文對照的，各占一頁） ③零件工藝性分析 ④機械加工工藝規(guī)程設計 ⑤指定工序的專用機床夾具設計 ⑥方案綜合評價與結(jié)論 ⑦體會與展望 ⑧參考文獻 列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上) 課程設計說明書一律用A4紙、縱向打印. 四、進度安排(參考) (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準備及答辯 2天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 成績評定 采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設計方案合理并新穎，設計說明書及設計圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 良好：設計方案合理，設計說明書及設計圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 中等：設計方案一般，設計說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設計過程中勤奮精神不夠： 不及格：設計方案有嚴重錯誤，設計說明書及設計圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設計過程中勤奮好學精神不夠。 摘　要 這次設計的是雙聯(lián)齒輪，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后擬定雙聯(lián)齒輪的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。 此次課程設計我了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習打好基礎。對我們動手動腦的能力有了提高。 Summary What this design is the double allied wheel gear, include spare parts diagram, semi-finished product diagram and assemble diagram one for each, the machine processes craft process card with and work preface the card be an one for each.We want to acquaint with spare parts and understand its function first.Then, process amount of remaining according to size and Xie which makes sure semi-finished product of each rough degree which carry noodles of property and the top of the spare parts diagram of spare parts.Finally draft the craft route that the pair unites wheel gear diagram, draw up that of clip a tight project, draw a tongs to assemble diagram. This time course design I understand and know general machine parts of production craft process, make stronger and deepen have already learned of the knowledge of the lesson and professional lesson of the technique foundation, theories contact actual, toughen from it oneself analysis problem, problem-solving ability, lay the next and good foundation for aftertime's work, and for follow-up course of the study lay good foundation.Began ability of move the brain to have an exaltation to us. 目 錄 1.雙聯(lián)齒輪的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定-------------1 1.1雙聯(lián)齒輪的用途-------------------------------1 1.2．雙聯(lián)齒輪的技術要求---------------------------2 1.3．審核雙聯(lián)齒輪的工藝性-------------------------3 1.4.確定雙聯(lián)齒輪的生產(chǎn)類型-----------------------3 2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖------------------------3 2.1．選擇毛坯------------------------------------3 2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量----------------4 3．擬定雙聯(lián)齒輪工藝路線--------------------------5 3.1．定位基準的選擇------------------------------5 3.2．表面加工方法的確定--------------------------6 3.3加工階段的劃分-------------------------------7 3.4工序的集中與分散-----------------------------8 3.5工序順序的安排------------------------------8 3.6確定工藝路線--------------------------------8 4、夾具設計--------------------------------------10 4.1問題的提出----------------------------------11 4.2夾具設計------------------------------------11 5.方案綜合評價和總結(jié)----------------------------13 6. 體會與展望---------------------------------- 13 參考文獻---------------------------------------14 1 雙聯(lián)齒輪的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1． 雙聯(lián)齒輪的用途： 雙聯(lián)齒輪主要用途為調(diào)速功用。工作時受到?jīng)_擊載荷的作用。因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性。以適應雙聯(lián)齒輪的工作條件。該零件主要工作面為齒輪和內(nèi)花鍵。 加工表面 尺寸及偏差(mm) 公差及精度等級 形位公差/mm 表面粗糙度Ra (μm) 雙聯(lián)齒輪的大端面φ87.5 0 -0.054 IT8 ↗ 0.05 A 3.2 雙聯(lián)齒輪的小端面φ57.5 0 -0.046 IT8 ↗ 0.05 A 3.2 內(nèi)花鍵底面φ32孔 +0.1 0 IT10 1.6 內(nèi)花鍵側(cè)面φ7孔 +0.036 0 IT9 1.6 花鍵底圓φ28孔 +0.021 0 IT7 3.2 分度圓φ82.5和φ52.5 1.6 1.2．雙聯(lián)齒輪的技術要求 按表形式將該雙聯(lián)齒輪的全部技術要求列表中 雙聯(lián)齒輪零件技術要求表 1.3．審核雙聯(lián)齒輪的工藝性 分析零件圖可知，雙聯(lián)齒輪形狀工整，結(jié)構(gòu)簡單，配合要求較高。另外，該零件主要工作表面加工精度均較高，需要高竣工度機床加工，需要特殊的機床加工。通過拉床和齒輪機床加工可以達到加工要求。為增強齒部的耐磨性，齒部要求加熱淬火處理硬度為50HRC。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4.確定雙聯(lián)齒輪的生產(chǎn)類型 依設計題目知：N=50000件/年，雙聯(lián)齒輪重量為5.4kg，雙聯(lián)齒輪屬輕型零件。該雙聯(lián)齒輪的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1．選擇毛坯 由于該雙聯(lián)齒輪在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強雙聯(lián)齒輪的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件，該雙聯(lián)齒輪的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，宜采用模鍛方法生產(chǎn)毛坯。毛坯的撥模斜度為5°。 2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 2.2.1公差等級 由于雙聯(lián)齒輪的功用和技術要求。確定該零件的公差等級為普通級. 2.2.2 已知機械加工后雙聯(lián)齒輪件的重量為5.4kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為7kg。 2.2.3鍛件的形狀復雜系數(shù)和材質(zhì)系數(shù) 對雙聯(lián)齒輪的分析和計算，可大致確定鍛件外輪廓的長度、寬度和高度，R=88mm,L=46mm.可以計算出雙聯(lián)齒輪的形狀復雜系數(shù)。 S=0.67。介于0.63和1之間。卻定該形狀復雜系數(shù)為S1。 由于該雙聯(lián)齒輪材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.65%的碳素鋼，該鍛件的采制系數(shù)屬M1級。 雙聯(lián)齒輪鑄造毛坯尺寸公差及加工余量 鍛件的質(zhì)量/kg 包容體質(zhì)量/kg 形狀復雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 7 12 S1 M1 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/ mm 備注 厚度42 2.0-2.5（取2.0） +1.4 1.8 -0.4 表2-13、2-11 長寬方向 2.0-2.5（取2.0） +1.4 2.0 -0.6 表2-13、2-11 孔徑φ28 2.0 +0.6 2.0 -1.4 表2-14、2-10 毛坯圖 3．擬定雙聯(lián)齒輪工藝路線 3.1．定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 3.1.1 精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù) “基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則。以雙聯(lián)齒輪的內(nèi)孔軸線為主要的定位精基準，以兩端面為輔助精基準。 3.1.2 粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。粗基準選擇為小圓面。可保證孔的壁厚均勻?？梢詾楹罄m(xù)工序準備好精基準。 3.2．表面加工方法的確定 根據(jù)雙聯(lián)齒輪零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra(μm) 加工方案 雙聯(lián)齒輪的大端面φ87.5 IT8 3.2 粗車-精車 雙聯(lián)齒輪的小端面φ57.5 IT8 3.2 粗車-精車 內(nèi)花鍵底面φ32孔 IT10 1.6 拉削 內(nèi)花鍵側(cè)面φ7孔 IT9 1.6 拉削 花鍵底圓φ28孔 IT7 3.2 擴孔-粗鉸-精鉸 分度圓φ82.5和φ52.5 1.6 車削 3.3加工階段的劃分 該雙聯(lián)齒輪加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。 在粗加工階段。首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗車雙聯(lián)齒輪左右端，。在半精加工階段，完成雙聯(lián)齒輪左右端和φ28孔；然后進行精加工。 3.4工序的集中與分散 選用工序集中原則安排雙聯(lián)齒輪的加工工序。該雙聯(lián)齒輪的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工具、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 3.5，工序順序的安排 3.5.1：機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——雙聯(lián)齒輪的外圓。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——雙聯(lián)齒輪φ28孔，后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工雙聯(lián)齒輪端面，再加工雙聯(lián)齒輪上的孔。 3.6：確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，表列出了雙聯(lián)齒輪的工藝路線。 工 序 號 工序 內(nèi) 容 設 備 工 藝 裝 備 1 粗車外圓 CA6140車床 外圓車刀、游標卡尺 2 粗擴、粗鉸、精鉸花鍵底孔 四面組合轉(zhuǎn)床 擴孔鉆、鉸刀、塞規(guī)、游標卡尺、專用夾具 3 拉花鍵孔 L515A拉床 花鍵拉刀、卡尺、塞規(guī)專用夾具、 4 去毛刺 鉗工臺 平銼、游標卡尺、 5 精車外圓 CA6140車床 外圓車刀、卡尺 6 精車端面、槽 CA6140車床 端面車刀、卡尺 7 檢驗 塞規(guī)、百分表、卡尺 8 滾齒（大端） 滾齒機 齒輪滾刀、卡尺 9 插齒（小端） 插齒機 插齒刀、卡尺 10 車倒角 CA6140車床 車刀、卡尺 11 去毛刺 鉗工臺 平銼、卡尺 12 剃齒 剃齒機 剃齒刀、卡尺 13 熱處理,齒部局部淬火 淬火機 14 清洗 清洗機 15 終檢 卡尺、塞規(guī)、百分表 ３.７ 工序尺寸（工序3） 由零件圖及查表可得，此工序加工使用拉刀一次成型查表得：花鍵數(shù)6，外徑57.5mm。定心方式為外徑定心查得：此工序的工序尺寸為0.6-0.7mm，加工精度等級為IT8。 ３.８切削用量、時間定額的計算。（工序3） 3.8.1切削用量的計算 該工序就是通過一次走刀，完成花鍵槽的拉削加工。由于加工方法的特殊性，刀具選擇的特殊性，被吃刀量暫不用選擇。只要選擇合適的切削速度和進給量就可以。 （1）進給量的確定 根據(jù)機床剛度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完成要求的機械加工要求。加工總深度為Z=4mm?？傋叩洞螖?shù)為1次。 （2）拉削速度的計算 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-54查得：拉削速度=3.5m/min。 3.8.2時間定額的計算 由《機械加工工藝師手冊》表查得立式拉床花鍵拉刀的基本時間計算公式為tj=hpgk/1000vaz =0.1*18*1.25*1.5*60/3.5*0.07*3=275.5s?？梢灾垒o助時間0.2×=0.15×275.5=41.3s。布置工作地時間=0.05×275.5=13.8s。休息和生理需要時間。 則單件時間定額275.5+41.3+22=338.8s。 4、夾具設計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要手段。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序3——拉φ32的花鍵鍵槽的夾具。本夾具將用于L515A立式拉床，刀具為高速鋼拉刀。 4.1問題的提出 （1）怎樣限制零件的自由度：三個支承釘限制3個自由度，V形塊限制2個自由度。 （2）怎樣夾緊：設計夾具由螺旋定心夾緊機構(gòu)組成，定位的同時夾緊。 （3）設計的夾具怎樣排削：本工序采用拉刀拉花鍵，拉刀本身有排削槽，外加底面三個支承釘保證工件和夾具體之間有間隙，可以提供排削空間。 （4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來拉φ32mm花鍵，此花鍵要求精度較高，一次拉成型，要求夾具體有較高的剛度、硬度和強度。此外，在本工序加工時還應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。 4.2夾具設計 4.2.1、定位基準選擇 根據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。 由零件圖可知，此工件為回轉(zhuǎn)體。加工內(nèi)孔拉花鍵，以中心線或外圓表面為定位基準。為使定位誤差為零，應該選擇雙聯(lián)齒輪中線為定位基準保證精確度。同時以大端面為輔助基準。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動夾緊工件裝置。 4.2.2、定位誤差分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為三個支承釘和一個V形塊，定為基準與工序基準相重合，所以基準不重合誤差△b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △j=（TD+T d+△S）/2 TD =0.018mm T d =0.011mm △S=0.0082mm △j=0.0186mm 4.2.3、切削力及夾緊力的計算 刀具：花鍵拉刀。 切削力：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上向下，只要底面三個支承釘能夠保證強度，剛度。就能精確加工。保證加工精度。而支承釘能夠保證。所以此處不用算切削力。 夾緊力的計算：由于切削力和夾緊力的方向垂直。平面定位。 Fj=KFL\(H+L)=2.5*250*24/46+24=214N 4.2.4 對刀裝置的確定 本工序采用拉刀，所以采用的對刀裝置為自動對刀儀。 5方案綜合評價和總結(jié) 經(jīng)過本人竭盡努力將本方案修正，使之達到完美。但本方案還是有欠缺之處。而且在夾具方面還需更加完善。由于時間有限，在夾具的夾緊機構(gòu)方面應有更好的方案。其它方面還是比較完滿的。其次，由于是第一次做課程設計，有一些還不熟悉。所以在選方案時還不是很順利。 6體會與展望 通過這兩個星期的學習，我在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造基礎》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。 本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設計等方面的知識。 經(jīng)過這三個星期的設計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟，學會了查找相關手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于個人能力有限，所學知識還不能完全掌握，設計中還有許多錯誤和不足，請各位老師和同學們多多斧正。 通過這兩個星期的學習，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。 7參考文獻 1、機床夾具設計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5 2、機床夾具的現(xiàn)代設計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 3、機械制造技術基礎 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 4、機床夾具設計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2 5、機械制造技術基礎課程設計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2007.2 6、機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 清華大學出版社 2006.5 7、《機械加工工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 2006.11 8、機械制造技術基礎 方子良主編 上海交通大學出版社 2005.1 9、《機械加工工藝手冊》 李洪主編 北京出版社1990.12 10、機械制造工藝及專用夾具設計指導 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12 11、機械制造技術基礎課程設計指導教程 鄒青主編 機械工業(yè)出版社 2004.8