機械制造技術(shù)課程設(shè)計傳動齒輪的加工工藝及磨Φ32孔的夾具設(shè)計【全套圖紙UG三維】

天津大學(xué)仁愛學(xué)院機械工程系2011級機械制造課程設(shè)計提供各專業(yè)全套設(shè)計機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書題目：傳動齒輪的批量生產(chǎn)機械加工工藝過程設(shè)計及磨32孔的夾具設(shè)計 系 名： 機械工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 第一章 零件的工藝分析1.1 零件圖圖1-1 零件二維圖圖1-2 零件三維圖1.2 零件的作用及工藝分析1.2.1 零件的作用設(shè)計做的零件是節(jié)圓卡盤，通過過渡盤連接在磨床上，對傳動齒輪起到裝夾固定的作用。全套圖紙UG三維，加1538937061.2.2 工藝分析 由傳動齒輪零件圖得知，其材料為20CrMnTi。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。傳動齒輪類零件是機器和其他部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)的軸、軸承、套、和齒輪等零件按一定的相對關(guān)聯(lián)為一體，使它們保持正確的相對位置，能按一定的傳動關(guān)系彼此協(xié)調(diào)地運動。1.2.3零件各加工表面及技術(shù)要求表1-1 零件加工表面及技術(shù)要求序號加工表面基本尺寸（mm）公差等級（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）1105外圓面105IT100-0.13.2246外圓面46未注公差12.5332內(nèi)孔32IT8+0.02500.85左右兩端面32未注公差0.021.66105外圓兩側(cè)面20未注公差0.021.678-13孔13未注公差12.58鍵槽35.3IT12+0.203.29齒面97.5未注公差1.61.3零件毛坯與生產(chǎn)綱領(lǐng)1.3.1 確定毛坯零件的材料為20CrMnTi，1.3.2 傳動齒輪加工的主要問題和工藝過程設(shè)計由以上分析可知，該傳動齒輪零件的主要加工表面是平面和孔面。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于傳動齒輪來說，加工過程中的主要問題是保證平面的精度及位置精度，處理好深槽和平面之間的相互關(guān)系。由于傳動齒輪的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.3.3 孔與面的加工順序 傳動齒輪類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工傳動齒輪上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速箱傳動齒輪的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。1孔的加工方法；傳動齒輪孔加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。根據(jù)傳動齒輪零件圖所示的傳動齒輪的精度要求和生產(chǎn)率要求。運用專用夾具保證孔的精度要求。1.3.4傳動齒輪加工定位基準的選擇1粗基準的選擇粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：A、保證各重要面的加工余量均勻；B、保證裝入傳動齒輪的零件與表面有一定的間隙。2精基準的選擇從保證傳動齒輪孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應(yīng)能保證傳動齒輪傳動齒輪在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從傳動齒輪傳動齒輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是傳動齒輪傳動齒輪的裝配基準，但因為它與傳動齒輪的主要支承孔垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。從傳動齒輪零件圖中可知大部分尺寸和行為公差都是以32孔中心線及其端面為設(shè)計基準，因此，根據(jù)“基準重合”和“基準統(tǒng)一”的原則必須首先加工出32孔及其端面，作為后續(xù)工序的精基準。根據(jù)粗基準的選擇原則，選擇鑄件毛坯外圓作為粗基準。第二章 制定零件工藝規(guī)程 2.1 擬定機械加工工藝路線: 根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度，參考機械加工工藝手冊（考慮加工經(jīng)濟精度的加工方案選擇表），得到各表面的加工方案，根據(jù)加工順序的安排原則，制定如下加工方案：表2-1 擬定機械加工工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備01粗車1）粗車46外圓面，105外圓面2）粗車右端面及105外圓右側(cè)面3）掉頭，粗車左端面及105外圓左側(cè)面車床02半精車1） 車105外圓面2） 車右端面及105外圓右側(cè)面3）掉頭，車左端面及105外圓左側(cè)面車床03精車1）精車右端面及105外圓右側(cè)面2）掉頭，車左端面及105外圓左側(cè)面車床04車32孔1） 粗車32孔2） 半精車32孔3） 精車32孔車床05鉆孔鉆813孔，成鉆床06滾齒滾齒滾齒機07插削鍵槽插削鍵槽插床08磨孔磨32孔，成磨床09去毛刺10檢驗2.2 確定切削用量及基本工時： 由于考慮到傳動軸在運動時的偏心載荷產(chǎn)生的振動，為保證零件工作可靠，零件零件尺寸不大，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。（1）上下端面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面和底面加工分粗、精車加工。各工步余量如下：粗車：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-23。其余量值規(guī)定為2.73.5mm，現(xiàn)取3mm。 表7-27粗車平面時厚度偏差取-0.28mm。精車：參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表7-24。其余量值規(guī)定為0.81.0mm，現(xiàn)取1mm。毛坯的基本尺寸為32+3+3+1=39mm。根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表2-5，尺寸公差等級選用CT7，可得毛坯尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：39-0.8=38.2mm 毛坯最大尺寸為：39+0.8=39.8mm2.2.1 粗車外圓面及端面（1）、車削寬度的選擇查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表3.127可知：粗車：38 這里取3（2）、車削進給量的選擇查機械制造工藝設(shè)計手冊表328 329可知：0.10.3 這里取0.2 1（3）、車削速度的選擇查機械制造工藝設(shè)計手冊表330可知：V = 0.40.6 m/s 這時取0.5m/s = 30m/min 查機械制造工藝設(shè)計實用手冊表1151 取 由于是粗車，故整個車刀不必過整個工件 查機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)表1.415 可知： 所以，查機械制造工藝設(shè)計手冊表325有 ：式中： 所以， 2.2.2 半精車外圓面和各端面（1）、車削寬度的選擇查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表3.127有半精車 這里?。?）、車削給量的選擇查機械制造工藝設(shè)計手冊表328有 （3）、車削深度的選擇查機械制造工藝設(shè)計手冊表329有 （4）、車削速度的選擇 查機械制造工藝設(shè)計手冊表330有 所以：（5） 計算切削時間 查機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)表1.415 可知： 所以，（6）計算車削力 查機械制造工藝設(shè)計手冊表325有 ：式中： 所以， 2.3 磨32內(nèi)圓孔工件材料為20CrMnTi?？椎闹睆綖?2mm，表面粗糙度12.5。加工磨床為MG2110，加工范圍880mm。加工工序為磨，加工刀具為：磨孔32mm。確定進給量 根據(jù)參考文獻。查MG2110說明書，取fr=0.5mm。磨削力按機械加工工藝設(shè)計實用手冊所示公式計算1 內(nèi)圓磨削砂輪直徑小，轉(zhuǎn)速受到內(nèi)圓磨床轉(zhuǎn)速的限制一般為（10000-20000r/min）砂輪圓周速度一般達不到30-35m/s2 砂輪高速旋轉(zhuǎn)運動是主運動，磨削速度是外圓線速度 Vc=3.14dn/1000*60 d=砂輪直徑 n砂輪轉(zhuǎn)速 3.14*32*14400/1000/60=24.11523 工件圓周進給速度Vw單位m/min Vw=3.14dn/1000 d-工件直徑 n-工件轉(zhuǎn)速（28-500r/min）取32 3.14*32*28/1000=2.8134 軸向進給量fa 軸向進給量是指工件轉(zhuǎn)一周沿軸線方向相對于砂輪移動的距離mm/r通常 Fa=（0.02-0.08）B，B為砂輪寬度 取fa=0.645 徑向進給量fr 徑向進給量是指砂輪相對工件在工作臺每雙單行程內(nèi)移動的距離，fr=0.5mm6 查MG2110磨床說明書砂輪（Z1、Z2軸）電動機功率4Kw、2.2Kw機床總功率15.6kw第三章 夾具設(shè)計3.1. 夾具設(shè)計任務(wù)： 由于生產(chǎn)類型中等批量生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計專用夾具。本次設(shè)計主要是32磨孔的夾具設(shè)計，3.2夾緊元件及動力裝置確定 1 本夾具裝夾很簡通過薄膜盤鏈接的卡爪對節(jié)圓柱的夾緊。固定工件的齒輪。并通過保持架對端面的固定。固定工件的位置。 2 通過過渡盤鏈接薄膜盤 3-1 過渡盤圖3-2 過渡盤和保持架裝配的三維圖3.3定位基準的選擇：出于定位簡單和快速的考慮，選擇46的左端面和齒面作為定位基準面，用保持架進行定位限制了3個自由度，選擇齒面作為定位基準面，用一個節(jié)圓柱進行定位，它限制了2個自由度。所限制的自由度為5個，由于沒有1個自由度被重復(fù)限制，所以屬于完全定位。3.4 定位誤差分析： 本工序采用46端面為基準定位，在豎直方向上存在定位誤差，誤差大小為T=0.0163.5夾具操作的簡要說明 該夾具安裝簡單，將工件放入節(jié)圓卡盤內(nèi)用保持架固定端面，用卡爪壓緊節(jié)圓柱。節(jié)圓柱卡在工件分度圓的位置上固定尺輪面。將薄膜盤安裝在過渡盤上并用螺栓鎖緊； 圖3-圖 3-4 夾具裝配圖三維圖3 夾具裝配圖二維圖第四章 組內(nèi)校對 在整個設(shè)計完成后，我對吳廣平同學(xué)制定的工藝過程和工序卡，以及夾具設(shè) 計裝配圖進行了校對。發(fā)現(xiàn)其中幾個問題 ：1夾具設(shè)計裝配圖中鉆磨板過高與所加工的孔距離有點大。2鉆磨板的設(shè)計不合理經(jīng)改正距離已經(jīng)合里了。3芯軸的設(shè)計不合理，應(yīng)改用階梯芯軸。 4個別配合標注錯誤，需要查表進行改正。 結(jié) 論通過近段時間的設(shè)計，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計方法和步驟，不僅是對所學(xué)知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了夾具設(shè)計的整個過程。在整個設(shè)計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴謹?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計是在大學(xué)里最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計，也是最難的一次。在工件的加工工藝及工裝設(shè)計的時候，不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計中少走了一些彎路，順利的完成了傳動齒輪的工藝分析與加工設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計過程中使我學(xué)到的知識，使我終生受益。由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。參考文獻1課程設(shè)計指導(dǎo)書及參考資料M.天津： 天津大學(xué)，1998.2金屬切削手冊M. 上海：科學(xué)技術(shù)出版社，1982.5.3鄒青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程M. 北京：機械工業(yè)出版社，2012. 4李名望機床夾具選用簡明手冊M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.1.5現(xiàn)代機床夾具設(shè)計M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20096張世昌，李旦，高航機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M北京：高等教育出版社，20077孟憲棟，劉彤安機床夾具圖冊M北京：機械工業(yè)出版社，1999.128張策.機械原理與機械設(shè)計（第二版）M北京：機械工業(yè)出版社，2011.19曹巖，白瑜.機床夾具手冊與三維圖庫M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.310劉長青.機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)M湖北；華中科技大學(xué)出版社，2007.10.附錄：1. 工藝過程卡2. 工序卡（3個工序）16