CA6140車床84002齒輪零件的鉆4-ф5孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備規(guī)程含非標(biāo)10張CAD圖

CA6140車床84002齒輪零件的鉆4-ф5孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備規(guī)程含非標(biāo)10張CAD圖,ca6140,車床,齒輪,零件,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,規(guī)程,非標(biāo),10,cad 車床齒輪零件的工藝規(guī)程及鉆4-ф5孔夾具設(shè)計(jì) 摘 要 車床在現(xiàn)代的工業(yè)制造體系中占據(jù)著絕對(duì)的領(lǐng)導(dǎo)地位，我們可以毫不客氣的說一句，現(xiàn)代社會(huì)就是建立在一座座車床之上。車床主要是由主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、床身、尾架、光杠、絲杠等部件組成，然而這篇文章并不是關(guān)于這些主要結(jié)構(gòu)部件，而是把目光放于更加難以引人矚目的齒輪零件。雖然其看起來不重要，但不可否認(rèn)的是車床齒輪零件在這之中起到了無比重要的作用。這是一篇關(guān)于車床齒輪零件工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹的設(shè)計(jì)，其中包括零件的工藝分析、生產(chǎn)類型的確定、毛坯的選擇、毛坯尺寸的確定、加工方法、加工工藝的確定等等。雖然其中有許多不足之處，但還是可以讓讀者對(duì)車床齒輪零件工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)有一個(gè)詳盡的認(rèn)識(shí)。 關(guān)鍵詞: 車床；齒輪零件；工藝規(guī)程；夾具設(shè)計(jì) ABSTRACT The lathe plays an absolute leading role in the modern industrial manufacturing system, and we can say without any problem that modern society is built on a lathe. Lathe spindle is mainly by the box, the feed box, slip board box, head and tail frame, light bar, screw, body composition, however, this article is not about the main structure parts, but focus on the more difficult to high-profile gear parts. Although it does not seem important, it is undeniable that the lathe gear parts have played an extremely important role in this process. This article is a report on the lathe gear parts process planning, fixture design in detail, including parts of process analysis, determine the type of production, the choice of blank, the determination of blank dimensions, the determination of processing methods, processing technology and so on. Although there are many shortcomings, it is possible for readers to have a detailed understanding of the process rules and fixture design of lathe gear parts. Keywords: lathe; gear parts; technical specification; fixture design: 目 錄 1 緒論 1 1.1任務(wù)目標(biāo) 1 1.2概述 1 1.3數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀 2 1.4夾具的發(fā)展趨勢 2 2 .零件工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 3 2.1零件的作用 3 2.2.1 零件的工藝性 4 2.2.3加工表面的尺寸及要求 5 2.3零件的生產(chǎn)類型 5 3 .選擇毛坯 5 3.1毛坯的選擇 5 3.2確定加工余量 6 3.3確定毛坯尺寸 6 3.4確定毛坯尺寸公差 6 3 .4.1鍛造公差等級(jí) 6 3.4.2鍛件質(zhì)量m 6 3.4.3零件表面粗糙 7 3.5繪制毛坯圖 7 4 選擇加工方法，制定工藝路線 8 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 8 4.1.1精基準(zhǔn)的選擇 8 4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 9 4.2零件表面加工方法的選擇 9 4.3制定工藝路線 9 5 工序設(shè)計(jì) 11 5.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 11 5.1.1根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床、刀具、檢驗(yàn)量具。 11 5.1.2機(jī)床的選擇 12 5.1.3刀具選擇 12 5.1.4測量工具的選擇 12 5.2確定工藝尺寸 13 5.2.1確定圓柱面的工藝尺寸 13 6 .確定切削參數(shù)和基本時(shí)間 13 6.1工藝1中切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 13 6.1.1工藝1切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 14 6.1.2工藝2中切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 16 6.1.3工藝6切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 16 6.1.4切削參數(shù)和工序基本時(shí)間的確定 16 7夾具設(shè)計(jì) 17 7.1鉆孔專用夾具 17 7.1.1設(shè)計(jì)主題 18 7.1 .2夾具設(shè)計(jì) 18 8 小結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 致 謝 22 1 緒論 1.1任務(wù)目標(biāo) 1.要做到能把機(jī)械制造工藝學(xué)中學(xué)到理論知識(shí)熟練地運(yùn)用到生活中，并將其與我們?cè)趯?shí)踐課程中實(shí)際要面對(duì)的問題結(jié)合在一起。并用我們所學(xué)到的知識(shí)去解決在實(shí)際加工中會(huì)遇到的種種問題，比如如何定位、怎樣夾緊、工藝步驟怎么分布、工藝尺寸怎么確定等一系列問題，并且還要在保證零件質(zhì)量的前提下盡量減少生產(chǎn)成本。 2.提高自己對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等的認(rèn)識(shí)。夾具設(shè)計(jì)的目的就是要我們?cè)跐M足加工零件具體要求的前提下設(shè)計(jì)出高效、省時(shí)、省力的夾具。要滿足這些要求沒有對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)有足夠的認(rèn)識(shí)是絕對(duì)做不到的。當(dāng)然這也是我要向之努力的目標(biāo)。 3 .學(xué)習(xí)了解如何正確的使用手冊(cè)和圖表。掌握和工藝設(shè)計(jì)各種有關(guān)信息，并能將其熟練使用。 1.2概述 在做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，當(dāng)然，我遇到了許多問題，感慨良多，其中最感慨最深的大概要數(shù)一定要綜合性的運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)來解決實(shí)際工藝設(shè)計(jì)中會(huì)遇到的問題，說起來簡單，將理論和實(shí)際緊密的連接在一起就可以做到，但是真的有這么簡單嗎？在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我懂得了許多東西，一些不真正設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)不會(huì)了解的東西、或者說不能理解的東西。 我能順利完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)首先就是依靠伍老師的細(xì)心指導(dǎo)。在剛開始做這個(gè)課題的時(shí)候，整個(gè)人都很迷茫，對(duì)各種技術(shù)參數(shù)都一頭霧水，如果沒有老師的幫助，我或許現(xiàn)在還在加工設(shè)備的基本性能和加工范圍這個(gè)迷宮里徘徊。雖然現(xiàn)在我的設(shè)計(jì)仍然存在著一些問題，但我還是很滿足，這已經(jīng)是我所能做到的最好了。我在設(shè)計(jì)過程中的遇到的許多困惑，但在同學(xué)們的熱情幫助下，通過咨詢老師、閱讀資料和查閱參考書等方式，我慢慢地解決了這些問題。也是因?yàn)檫@個(gè)過程，讓我明白了設(shè)計(jì)一個(gè)工件的困難，也讓我對(duì)我所學(xué)的知識(shí)有了更詳細(xì)的了解，對(duì)一些設(shè)計(jì)參考書也有了一定的想法，同時(shí)這也讓我明白了和他人合作的重要性。在這里我還是要謝謝伍利群老師，沒有伍利群老師的幫助我或許根本不能完成這份設(shè)計(jì)。希望在今后的學(xué)習(xí)和生活中，我也能繼續(xù)保持這種狀態(tài)，不懈努力，奮斗拼搏，提高自己。 2 1.3數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀 自20世紀(jì)以來，各種新技術(shù)、新工藝此起彼伏，欣欣向榮。機(jī)械制造技術(shù)也已經(jīng)開始向高質(zhì)量、高生產(chǎn)率、低成本的方向發(fā)展了。而電火花、超聲波、電解、新型激光材料、電子束加工技術(shù)和離子束加工技術(shù)的相繼出現(xiàn)，不僅突破了傳統(tǒng)的機(jī)械能量切割和切削力切割的范疇，而且使加工各復(fù)雜型材料、難加工材料、和有特殊加工要求的零件更加的快捷簡便，大大的節(jié)約了生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)門檻。 到如今數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，更是極大地提高了小批量零件和形狀復(fù)雜零件加工的生產(chǎn)率和精度。而且伴隨著計(jì)算方法和計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步也格外的令人矚目。計(jì)算方法的革新、計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步使得加工過程的自動(dòng)化發(fā)展令人瞠目結(jié)舌。目前，數(shù)控機(jī)床的加工功能已開始由加工周期控制和加工中心向自適應(yīng)控制發(fā)展，這樣的發(fā)展速度又有幾個(gè)人能預(yù)見？雖然不同工序的刀具更換和工件的重新裝夾仍需人工完成加工，但是加工周期控制已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)各工序的自動(dòng)化。這雖然較以往有了質(zhì)的飛躍，但還是一種對(duì)人力資源的極大浪費(fèi)。 加工中心卻是一種高度自動(dòng)化的多工序機(jī)床，它能夠自動(dòng)完成刀具更換、工件分度定位、主軸變換、進(jìn)給速度調(diào)控等工作。這樣的工件只需要安裝在機(jī)床上一次就能被完全加工。因此，它能有顯著降低輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，改善工作條件，適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的控制的優(yōu)點(diǎn)，它可以在加工過程中自動(dòng)調(diào)節(jié)切削條件以確保能夠適應(yīng)工作環(huán)境，而保證切削條件的變化，是機(jī)床保持加工的最佳條件，從而有效地更好地確保加工質(zhì)量，擴(kuò)大品種，提高加工效率，最終實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。 1.4夾具的發(fā)展趨勢 機(jī)床夾具是機(jī)床上的專門用來裝夾工件和引導(dǎo)刀具的一種裝置?；蛘哒f專為某一工件的某一道工序或某幾道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。它擁有有操作敏捷，結(jié)構(gòu)緊湊、方便、省時(shí)、省力的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)可以保證在加工時(shí)擁有較高的加工精度和生產(chǎn)效率。但是世界上真的有這么完美無缺的產(chǎn)品嗎？它的設(shè)計(jì)制造周期較長、制造費(fèi)用也較高不僅如此在當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具也會(huì)由于無法再此使用而報(bào)廢。因此它的適用范圍不大，只能適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 夾具主要哪幾部分組成，在這里就不一一綴敘。在這里我們主要介紹一下定位元件和夾緊裝置。定位元件是一種與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用來保證工件在夾具中的正確位置的元件。它的目的是保證加工時(shí)工件與刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)處于相對(duì)正確位置。 夾緊裝置是一種用于夾緊工件，使得在加工時(shí)保持工件的預(yù)定位置不變的裝置。如螺母和開口墊圈。但是有些夾具根據(jù)工件的特殊加工要求，還要有分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等等。為什么主要介紹以上的這些元件呢？因?yàn)椴⒉皇敲糠N零件都是機(jī)床夾具都是必不可少的，我在這里介紹這兩種零件的原因是因?yàn)槎ㄎ辉蛫A緊裝置是每個(gè)夾具都必不可少的，是必須擁有的，它們也是保證工件加工精度的基礎(chǔ)，更是關(guān)鍵，只有依靠它們才能夠保證工件能穩(wěn)定、定準(zhǔn)、夾牢。 一個(gè)企業(yè)的技術(shù)水平完全可以從它工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理水平反映出來。因?yàn)閵A具的設(shè)計(jì)和制造也是減少制造環(huán)境中生產(chǎn)準(zhǔn)備周期時(shí)間和降低加工成本的重要因素。我們很難想象一個(gè)工藝設(shè)備設(shè)計(jì)、制造水準(zhǔn)底下的公司擁有先進(jìn)的技術(shù)水平，所以一個(gè)公司夾具設(shè)計(jì)水平在很大程度上反映了企業(yè)的制造能力。 機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造最重要的環(huán)節(jié)就是夾具設(shè)計(jì)與制造。我們?cè)O(shè)計(jì)和制造一個(gè)傳統(tǒng)夾具需要消耗大量的工時(shí)和大量金屬材料。而且由于基于特征的參數(shù)化技術(shù)已開始轉(zhuǎn)向大規(guī)模的應(yīng)用于機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的各個(gè)階段，所以夾具設(shè)計(jì)也必須緊跟時(shí)代潮流朝著參數(shù)化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。此外自兩千年以來，為了適應(yīng)我國加入WTO這一基本的時(shí)代浪潮，提高我們機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)新能力也成為了重中之重，我們要盡快模擬機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的全過程來迎接這既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)的浪潮，而快速裝配夾具的發(fā)展正好滿足了這一要求，這便是我們要大力發(fā)展快速裝配夾具的緣由。 夾具毫無疑問是機(jī)械加工中不可缺少的一部分。所以在機(jī)床技術(shù)開始向高速、高效、精密、復(fù)合、智能化、環(huán)保方向發(fā)展的同時(shí)，我們也要大力推動(dòng)夾具技術(shù)開始向高精度、高效率、模塊化、組合化、通用性、經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展來迎接這時(shí)代的挑戰(zhàn)。 2 .零件工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1零件的作用 從老師給定零件我們可以看出，零件為車床主軸箱內(nèi)動(dòng)輸入軸1軸上的離合齒輪，如圖1所示。它位于1軸上，它的作用是用來接通或斷開主軸的反向傳動(dòng)路線，他可以與其它部件組成摩擦片正反轉(zhuǎn)離合器。通過查文獻(xiàn)[12]，我們可以看出運(yùn)動(dòng)是由主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈由電機(jī)通過皮帶輪傳動(dòng)副φ130 mm /φ230 mm將運(yùn)動(dòng)傳遞給主軸箱內(nèi)的軸1。而雙向多片摩擦離合器m1安裝在軸1上，使主軸正向、反向或停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)我們將摩擦片壓在離合器左側(cè)時(shí)，軸1的運(yùn)動(dòng)可以通過齒輪副56 / 38或51 / 43傳遞給軸2，使軸2獲得兩種轉(zhuǎn)速。當(dāng)按壓右摩擦片時(shí)，其通過軸V上的齒輪50和惰輪34傳遞到軸1上的固定齒輪30。此時(shí)，因?yàn)樵谳S1和軸2之間還有一個(gè)中間齒輪34，所以軸1的轉(zhuǎn)向恰好相反，只有一個(gè)反向轉(zhuǎn)速。當(dāng)離合器處于中間位置時(shí)，因?yàn)樽竽? 、右摩擦片都沒有被壓緊，軸1運(yùn)動(dòng)不能傳至軸2，主軸停轉(zhuǎn)。此零件借助兩個(gè)滾動(dòng)軸承空套在1軸上，只有當(dāng)裝在1軸上的內(nèi)摩擦片和裝在該齒輪上的外摩擦片壓緊時(shí)，1軸才能帶動(dòng)該齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。該零件φ68K7 mm的孔與兩個(gè)滾動(dòng)軸承的外圈相配合，φ71 mm溝槽為彈簧擋圈卡槽，φ94 mm的孔容納內(nèi)、外摩擦片，4～21 mm槽口與外摩擦片的翅片相配合使其和該齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，5×1.5 mm溝槽和4×φ5 mm的孔用于通入冷卻潤滑油。 圖1 齒輪零件三維圖 2.2.1 零件的工藝性 齒輪零件的圖樣要視圖完整，而且公差尺寸及技術(shù)要求要齊全。雖然基準(zhǔn)孔要求要有點(diǎn)偏高，但是這個(gè)零件的表面加工相較簡單，至于4個(gè)4×φ5 mm的注油孔，它的位置是在零件的外圓柱的溝槽內(nèi)，但是因?yàn)榭字行木€距溝槽一側(cè)面距離只有2.5mm，所以我們?cè)诩庸r(shí)不能選擇其作為定位基準(zhǔn)面。因此我們要在保證這些的前提下還要滿足其精度要求有些困難。但是因?yàn)檫@4個(gè)小孔是注油孔位置精度要求較低，所以我們只要能確保油路暢通即可。而齒部要達(dá)到其技術(shù)要求，所以齒部要經(jīng)過高頻淬火后回火，回火硬度為HRC52 2.2.3加工表面的尺寸及要求 1、左端外圓的表面精度等級(jí)為7，表面粗糙度為Ra 0.8。凹槽相對(duì)于孔軸線成90度均勻分布。 2、21 mm寬缺口相對(duì)于孔軸線成90度均勻分布，其徑向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔軸線，軸向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為φ106.5 mm外筒左端平面。 3?4×φ5 mm的孔在5×1.5 mm的槽內(nèi)，孔中心線與槽一側(cè)的距離為3 mm，且錐角為90度。4個(gè)φ5 mm孔與21 mm槽寬錯(cuò)開45度，分布均勻。 4、由于加工時(shí)不能選擇槽的側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，很難準(zhǔn)確保證上述要求，但由于這些孔都是油孔，且位置要求不高，只要鉆入槽內(nèi)連接油路，加工就不難了。 5、φ90外圓表面精度等級(jí)為14，表面粗糙度為Ra 3.2。 6、左外圓表面φ106.5的精度等級(jí)為12，表面粗糙度為Ra 6.3。 7、φ94外圓的表面精度等級(jí)為14，表面粗糙度為Ra 6.3。 8、φ71內(nèi)孔槽的表面精度等級(jí)為11，表面粗糙度為Ra 3.2。 9、φ117 h11車輪外圓表面的1Ra 3.2、齒面Ra11和齒面熱處理G52。 10、右端Ra3.2和左端Ra6.3。 11、倒(圓)角。 2.3零件的生產(chǎn)類型 根據(jù)文獻(xiàn)我們可以確定該零件材料為45鋼，年產(chǎn)量為1000件（為中批量），而且因?yàn)榱慵募庸ね庑纬叽绮淮?，所以為了提高生產(chǎn)率可以考慮采用鑄造的方式，這樣的話還可以保證其加工精度。因?yàn)榱慵螤畈粡?fù)雜，為了減少加工步驟，減少工時(shí)，節(jié)約材料，毛坯形狀應(yīng)該盡量接近零件形狀。因?yàn)樾枰T造內(nèi)圈，可以通過確定加工余量來確定毛坯尺寸。 3 .選擇毛坯 3.1毛坯的選擇 在工藝設(shè)計(jì)和工序設(shè)計(jì)中選擇合適的材料不僅可以降低加工難度，還可以節(jié)約工時(shí)、減少工序。每一個(gè)工藝技術(shù)人員在設(shè)計(jì)一個(gè)工件前最應(yīng)該考慮的事情里面就應(yīng)該要有如何選擇正確的材料。零件加工過程中工序的內(nèi)容、數(shù)量、先后、材料損耗、熱處理方法和零件制造成本都與毛坯材料、制造方法、毛坯誤差及其平衡緊密相關(guān)。 我們?cè)趯?shí)際加工的時(shí)候處理毛坯的方法有鍛件、型材、冷沖壓、焊接件、鑄件等等。至于工程材料、粉末冶金等，在這里就不一一列舉了。 這這里我們只考慮鍛件和鑄件這兩種成型方式。我們可以得知在相同材料條件下，機(jī)械性能有明顯的區(qū)別。鍛件因?yàn)榻?jīng)過二次加工硬化，所以較鑄件有組織致密，機(jī)械性能無方向性的優(yōu)點(diǎn)。我們?cè)購某尚头绞絹砜催@兩者的區(qū)別，鑄件是通過熔煉爐將配比好的材料溶化后，再澆入模型，冷卻成型的成型方法；而鍛件不同，鍛件是通過壓力機(jī)在壓力作用下反復(fù)壓制成型的。因?yàn)閮烧咝阅苡忻黠@的不同，我們可以看出鍛件的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊韌性均高于鑄件。這就是鍛件常用于作重載、交變載荷和沖擊載荷下工件零件的理由。 零件材料為45鋼，屬中小型薄壁盤形零件?？紤]到加工工序多，經(jīng)常承受交變載荷和沖擊載荷，所以要有連續(xù)均勻的金屬纖維結(jié)構(gòu)，來保證零件的可靠性，所以考慮這種實(shí)際情況，我們應(yīng)該選擇鍛件。由于零件年產(chǎn)量為1000件，屬于中批量生產(chǎn)，而且由于零件外形尺寸不大，我們可以采用模鍛成形，來保證其尺寸精度較好，生產(chǎn)率較高。采用模鍛成型除了以上的優(yōu)點(diǎn)外，它還是一種能使毛坯外形尺寸最接近零件外形尺寸的方法，它大大的減少了加工余量和材料消耗，而且它的制造周期短，生產(chǎn)率高，還保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 3.2確定加工余量 根據(jù)鍛件的具體情況，我們可以在文獻(xiàn)[13]中查得鍛件內(nèi)外表面的加工余量表，查得其單邊余量厚度方向?yàn)?.7 ~ 2.2 mm，水平方向?yàn)?.7 ~ 2.2 mm。鍛件中心兩個(gè)孔的單面余量為手冊(cè)鍛件內(nèi)孔直徑單面加工余量為2.5 mm。 3.3確定毛坯尺寸 根據(jù)檢查的加工余量，可適當(dāng)選擇稍大一點(diǎn)的孔，只有的孔，因?yàn)楸砻娲植诙纫筮_(dá)到Ra 0.8，考慮到磨削前孔的余量較大，可確定精鏜孔的單面余量為0.5 mm..其它凹槽和孔沿著它們所在的平面鍛造成實(shí)心體。具體加工余量的選擇尺寸見表。 3.4確定毛坯尺寸公差 3 .4.1鍛造公差等級(jí) 我們根據(jù)上文列處的零件的技術(shù)要求和功能，可以將其鍛造公差等級(jí)確定為普通級(jí)。 3.4.2鍛件質(zhì)量m 根據(jù)成品零件質(zhì)量1.36 kg，計(jì)算出毛坯質(zhì)量應(yīng)為MF = 2.5 kg左右。 3.4.3零件表面粗糙 從零件圖可知，除孔外，其它加工面均為Ra≥1.6。 根據(jù)鍛件質(zhì)量、材料系數(shù)和形狀復(fù)雜系數(shù)，通過檢查手冊(cè)中鍛件長度、寬度、高度和厚度的公差表，可以得到毛坯尺寸公差。詳見表1 表1 毛坯尺寸公差表 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 偏差 117H11 2 121 106.5 1.75 110 94 2 89 90 2 94 68K7 3 62 64 2 68 94孔深34mm 1.8 29.2 20 1 21 12 1.8 13.8 3.5繪制毛坯圖 根據(jù)已經(jīng)確定的毛坯尺寸和加工余量，我們對(duì)毛坯件進(jìn)行復(fù)合拉深，外圓角半徑為R6，內(nèi)圓角半徑為R3；內(nèi)外模鍛斜度分別為7°和5°。如圖所示。 圖2 零件毛坯圖 4 選擇加工方法，制定工藝路線 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 基礎(chǔ)平面的選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要任務(wù)之一。正確合理地選擇基面，可以保證工作質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。否則，加工工藝不僅會(huì)充斥著各種問題，而且還會(huì)造成大量的廢品，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 4.1.1精基準(zhǔn)的選擇 在精基準(zhǔn)的選擇中，我們應(yīng)該主要考慮的問題是基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)遇到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與操作基準(zhǔn)不一致時(shí)，我們應(yīng)進(jìn)行尺寸換算。 可以看出該零件為盤形齒輪，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(也是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn))。為了 避免因基準(zhǔn)失準(zhǔn)引起的誤差，所以應(yīng)選擇孔作為定位基準(zhǔn)，即應(yīng)遵循 "基準(zhǔn)重合 "的原則，即選擇的孔及其端面作為精基準(zhǔn)。 4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 由于車床齒輪上的所有表面都要進(jìn)行加工，因?yàn)槲覀儼芽鬃鳛榫鶞?zhǔn)，所以要首先加工。因此要選擇φ94外圓及其端面作為粗基準(zhǔn)。但是由于外圓φ121 mm有分模面、凹凸不平、飛邊等缺陷，定位不可靠，不能作為粗基準(zhǔn)。 4.2零件表面加工方法的選擇 該零件的主要加工面為外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、孔、槽，加工方法選擇見下表 表2 零件各部分的加工方法 位置 公差等級(jí) 粗糙度（Ra/um） 加工方法 90 IT14 3.2 粗車—半精車 117h11 IT11 3.2 粗車—半精車 106.5 IT12 6.3 粗車—半精車 68K7 IT7 0.8 粗鏜—半精鏜—精鏜 94 IT14 6.3 粗鏜 端面 IT14 6.3 粗車 齒面 IT11 3.2 粗車—半精車 5小孔 IT14 12.5 鉆 槽 IT13 3.2 粗銑—半精銑 4.3制定工藝路線 制定工藝路線的是以合理保證零件的幾何、尺寸精度和位置精度等技術(shù)要求作為出發(fā)點(diǎn)。由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，通用機(jī)床可考慮采用專用夾具，工序應(yīng)該盡量集中，以提高生產(chǎn)率。此外，考慮到經(jīng)濟(jì)影響，還要盡可能降低生產(chǎn)成本。齒輪的加工工藝路線一般是先加工齒輪毛坯，再加工齒面。齒坯加工包括圓柱面和端面的加工。我們根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，初步制定了以下兩種工藝路線方案: 工藝路線方案一 1、工藝10 右端面粗加工、半精加工、外圓φ90倒角。 2、工藝20 粗、半精、精車氣缸φ106.5φ117的外圈槽為5×1.5 粗車、半精車、精車內(nèi)圈φ68φ94內(nèi)圈槽2.7×φ71左端面和倒角。 3、工藝30 鉆孔4×φ5。 4、工藝40 粗銑、精銑21×22槽。 5、工藝50 滾齒模數(shù)2.2齒數(shù)50。 6、工藝60 檢驗(yàn)。 工藝路線方案二 1、工藝10 粗車φ117 φ90及其端面，粗鏜φ68 φ71內(nèi)表面。 2、 工藝20 對(duì)φ106.5和端面進(jìn)行回轉(zhuǎn)粗加工，對(duì)φ94內(nèi)孔表面進(jìn)行粗加工。 3、工藝30 半精車φ117和φ90外圓及其端面，半精車φ68內(nèi)孔面和φ71環(huán)槽內(nèi)面。倒右端角(圓角)。 4、工藝40 對(duì)φ106.5和臺(tái)階面進(jìn)行回轉(zhuǎn)精加工，半精加工φ94內(nèi)孔面，倒角(圓角)。 5、工藝50 滾齒 6、工藝60 銑槽 7、工藝70 精鏜φ68內(nèi)孔。 8、工藝80 鉆4×φ5孔。 技術(shù)方案比較與分析； 上述兩種工藝方案的主要特點(diǎn)是:方案一是車削外圓和鏜孔時(shí)在工序中進(jìn)行粗加工，兩次后精加工到圖紙要求；工序30、40為鉆銑槽，先加工4×φ5孔，再銑21×22槽，鉆銑槽前先鉆φ68內(nèi)孔至圖紙要求。這種方法既不能保證外圓和φ68孔的高精度要求，又不能保證孔與端面的垂直度。在工序30、40中，鉆銑槽后首先要考慮定位的方便性，主要是因?yàn)榭准庸け容^困難，各種布置不利于鉆孔的定位。φ68內(nèi)孔的精加工布置在銑槽前，銑槽時(shí)的孔定位會(huì)影響φ68內(nèi)孔表面的精度。方案二主要解決方案一的不足，加工出的齒輪零件在工藝上更為準(zhǔn)確。因此，最終處理路線確定如下: 表3 加工工序的最終確定 序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備 10 粗車右端φ117和φ90外圓及其端面，粗鏜右端φ68孔內(nèi)表面和φ71圓槽內(nèi)表面 C620-1型臥式車床 20 掉頭粗車左端φ106.5及端面，粗鏜左端φ94內(nèi)孔表面 C620-1型臥式車床 30 半精車右端φ117和φ90外圓及其端面，半精鏜右端φ68內(nèi)孔表面和φ71圓槽內(nèi)表面。倒右端的角（圓角） C620-1型臥式車床 40 掉頭半精車左端φ106.5及臺(tái)階面，半精鏜左端φ9內(nèi)孔表面，倒左端的角（圓角） C620-1型臥式車床 50 滾齒 Y3150型滾齒機(jī) 60 銑槽 X62W臥式銑床 70 精鏜φ68內(nèi)孔表面 C620-1型臥式車 80 鉆φ5孔，锪沉頭孔 Z525型立式鉆床 90 熱處理 100 淬火 110 鉗工去毛刺 5 工序設(shè)計(jì) 5.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 5.1.1根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床、刀具、檢驗(yàn)量具。 如下表所示： 表4 各工序加工道具的選擇 工步 選擇設(shè)備 刀具選擇 量具選擇 粗車 C620-1車床 YT5 90°偏刀 游標(biāo)卡尺 半精車 C620-1車床 YT30 游標(biāo)卡尺 半鏜 C620-1車床 YT5 鏜刀 內(nèi)徑千分尺 半精鏜孔 C620-1車床 YT30 內(nèi)徑千分尺 滾齒 Y3150滾齒機(jī) A級(jí)單頭滾刀 公法線千分尺 銑槽 X62W 臥式銑床 160mm三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 鉆孔 Z525立式鉆床 復(fù)合鉆 5.1.2機(jī)床的選擇 工序30、40、60和70 :粗加工和半精加工或粗加工和半精加工鏜孔。各工序加工步驟少，生產(chǎn)率和精度要求不高。選用c620 - 1臥式車床。 首先采用y 3150滾齒機(jī)滾齒更為合適。三面刃銑刀的粗銑和精銑槽。采用專用夾具加工，選用x62w臥式銑床。z525型立式鉆床采用專用分度夾具在立式鉆床上鉆出5個(gè)孔。 5.1.3刀具選擇 yt硬質(zhì)后金用于加工鋼制零件。yt5用于粗加工，yt30用于精加工。選擇車削工具。開槽刀應(yīng)使用高速鋼。 滾齒采用a級(jí)單頭滾刀，精度達(dá)到8級(jí)，模數(shù)為2.25 mm . 銑刀為直徑160 mm的三面銑刀。 用復(fù)合鉆機(jī)鉆小孔，一次鉆進(jìn)。 5.1.4測量工具的選擇 在外圓表面的測量中，除了117的尺寸公差最小為0.22和使用外千分尺之外，可以使用游標(biāo)卡尺。 68k7內(nèi)徑千分表 鉆完67k 7孔后，用三齒鎖緊氣缸塞規(guī)。 軸向游標(biāo)卡尺 5.2確定工藝尺寸 5.2.1確定圓柱面的工藝尺寸 多次圓柱面加工的加工尺寸只與加工余量有關(guān)。各圓柱面的總加工余量(毛坯余量)在確定之前，要將毛坯余量分為各工序的加工余量，然后由后向前計(jì)算工序尺寸。中間工序的尺寸公差根要據(jù)加工方法的具體經(jīng)濟(jì)精度來確定。 本零件各圓柱面的加工余量、加工尺寸及公差、表面粗糙度如下 表5 各圓柱面的加工余量、加工尺寸及公差、表面粗糙度 加工面 工序 余量 精度等級(jí) 工序尺寸 工序尺寸公差 117H11齒面 粗車 2.5 IT11 118．5 半精車 1.5 IT9 117 外圓 粗車 3.5 IT11 108 半精車 1.5 IT9 106.5 外圓 粗車 2.5 IT11 91.5 半精車 1.5 IT9 90 94孔 粗鏜 2.5 IT11 94 68K7孔 粗鏜 3 IT11 70 半精鏜 2 IT9 69 精鏜 1 IT7 68 6 .確定切削參數(shù)和基本時(shí)間 切削參數(shù)包括反饋進(jìn)給a、進(jìn)給f和切削速度VC。確定的順序是在確定VC之前確定a進(jìn)給量f和切削速度v。 6.1工藝1中切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 本工藝為粗加工車床(車床端面、外圓、鏜孔)。已知的加工材料是45鋼、鍛件和外皮。機(jī)床為臥式車床，工件夾在三爪自定心夾板內(nèi)。 切削量包括背面進(jìn)給量a、進(jìn)給量f和切削速度v 6.1.1工藝1切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 (1)切削用量本工藝為粗加工車床(車床端面、外圓、鏜孔)。已知加工材料是45鋼。 確定粗車外圓切削量。選擇刀桿尺寸b * h = 16 mm * 25 mm的刀、 確定背刀量時(shí)，粗車雙邊余量為2.5 mm， 顯然其為單邊余量: 確定進(jìn)給速度f。當(dāng)工件直徑為100 - 400 mm時(shí)，根據(jù)回彈力，查表dw= 0.60 mm / r 確定切割速度v粗車速度取n = 130 r / min，按下式計(jì)算 (1) 可得 45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。根據(jù)GB / t699 - 1999標(biāo)準(zhǔn)，45鋼的抗拉強(qiáng)度為600 MPa。加工600 - 700 MPa鋼時(shí)，切削速度v = 109 m / min。 確定的切削參數(shù)為: f = 0.60 mm / r，n = 130 r / min，v = 45.5m / min。 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間: L為車削路程33mm （2 )確定粗車外圓Ф91.5mm的切削量，粗車外圓端面和臺(tái)階面。這些表面用車床外采用車外圓的刀具加工這些表面。車外圓Ф91.5mm的端面和臺(tái)階面f = 0.52 mm / R.主軸轉(zhuǎn)速與車床外圓Ф118.5 mm相同 切削速度: （2） 粗車φ91.5時(shí)間: （3） =14 （3 )確定粗加工的切削用量。使用的刀具是yt5硬質(zhì)合金和20 mm直徑的圓形鏜刀。 1 )確定背吃強(qiáng)度，雙邊余量3 mm，顯然單邊余量: 2 )根據(jù)表確定進(jìn)給f，當(dāng)粗鏜料和鏜刀直徑為20 mm，鏜刀長度為100 mm時(shí)，f = 0.15 - 0.3 mm / r按ca 6140車床進(jìn)給，選擇 f = 0.2毫米/升 3)確定切削速度v，按公式: （4） 查文獻(xiàn)[17]系數(shù)為: 因此 （5） =382r/min 檢查c 6140車床轉(zhuǎn)速后，選擇= 370 r / min。 確定粗加工的基本時(shí)間和鏜刀的主偏角。 其中，，，，，，。 (6) =35s 確定粗車端面的基本時(shí)間: (7) (8) 在公式中，，，，，，，所以: =18 (4 )確定粗車臺(tái)階面的基本時(shí)間: 其中 所以: 各工序參數(shù)見下表 表6 各車削工序參數(shù) 工序內(nèi)容 車床轉(zhuǎn)速（n）r/s 背吃刀量（ a p）mm 進(jìn)給量(f)mm/r 切削速度 (v)m/s 加工時(shí)間 (Ti)s 車外圓118.5 mm 2.15 0.76 0.6 1.25 25 車外圓 91.5mm 2 0.59 0.6 1.25 15.4 粗鏜孔φ65 6.17 1.26 0.2 1.5 35 粗車端面 2 0.62 0.52 1.3 22 粗車臺(tái)階面 2 0.76 0.52 1.3 18 6.1.2工藝2中切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 該工藝仍為粗加工車床(車床端面、外圓、臺(tái)階面、鏜孔、車槽)，已知與工藝一相同。 采用工序一中確定切削參數(shù)和切削時(shí)間的方法，該工序切削參數(shù)和基本時(shí)間見下表: 表7 工序切削參數(shù)和基本時(shí)間 工序內(nèi)容 車床轉(zhuǎn)速 （n）r/s 背吃刀量（ a p）mm 進(jìn)給量(f)mm/r 切削速度(v)m/s 加工時(shí)間(Ti)s 粗車端面 2 1.7 0.52 0.69 16 粗車外圓 106.5mm 2 1.75 0.65 0.69 25 粗車臺(tái)階面 2 1.7 0.52 0.74 8 鏜孔φ94 3.63 2.5 0.2 1.13 69 6.1.3工藝6切削參數(shù)和基本時(shí)間的確定 (1)本工序切削用量為鉆削量，切削刀具為直徑d = 5 mm的高速鋼復(fù)合鉆頭；鉆4個(gè)通孔；使用切削液。 確定進(jìn)給速度f。由于孔徑和深度都很小，建議使用手動(dòng)進(jìn)給。 (2)選擇標(biāo)準(zhǔn)及鉆頭耐用度研磨。鉆頭齒面最大磨損量為0.8 mm；耐久性試驗(yàn)= 15分鐘。 確定切削速度v。670 MPa 45鋼的加工性能分為5類。試驗(yàn)進(jìn)給速度f = 0.16 mm / r，V = 17m / min，n = 18r / s。 (3)基本時(shí)間鉆4個(gè)通孔，基本時(shí)間約20 具體參數(shù)總結(jié)如下表 表8 鉆孔參數(shù) 工序內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速(n)r/s 切削速度 m/s 進(jìn)給量 加工時(shí)間（Ti） 鉆孔 18 0.16 手動(dòng) 20 6.1.4切削參數(shù)和工序基本時(shí)間的確定 (1)切削用量:本工序?yàn)殂姴?，選用高速鋼三面刃銑刀。機(jī)床為x62臥式機(jī)床。共銑4槽。 確定工作臺(tái)的切削速度和進(jìn)給速度。查表中公式: （9） 解得 V=39.84m/min n=100039.84/3.14125 =10.15r/s 根據(jù)銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表，選擇=0.063mm/s，=75mm/min 基本時(shí)間 （10） 式中： =7.5mm 再查文獻(xiàn)可得 切削參數(shù)和工序基本時(shí)間總結(jié)如下 表9 切削參數(shù)和工序基本時(shí)間 車床轉(zhuǎn)速 （n）r/s 進(jìn)給量 (fz)mm/r 切削速度 (v)mm/s 加工時(shí)間 (Ti)/s 10.15 0.063 39.84 166 7夾具設(shè)計(jì) 在加工過程中，為了保證工件的加工精度，使其相對(duì)于機(jī)床和刀具占據(jù)一定的位置，快速可靠地夾緊工件，用作加工或檢測的加工設(shè)備稱為夾具，金屬切削機(jī)床中使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。 機(jī)床夾具功能:機(jī)床夾具是將工件夾緊在機(jī)床上的裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具得到正確的位置(定位)，加工時(shí)保持位置不變(夾緊)。 7.1鉆孔專用夾具 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)生產(chǎn)強(qiáng)度，有必要設(shè)計(jì)專用夾具。 7.1.1設(shè)計(jì)主題 該鉆模主要用于鉆四個(gè)通孔ф5鉆模。該夾具將用于立式鉆床。刀具為直徑ф5的麻花鉆，四個(gè)通孔相互關(guān)系均勻分布成90度。因此，在加工這一工序時(shí)，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)要保證精度要求。 7.1 .2夾具設(shè)計(jì) （1）定位基準(zhǔn)的選擇 工件以內(nèi)孔定位方式定位在加工中應(yīng)用很廣泛，如套筒、連桿、齒輪等零件，常常是以加工好的、精度較高內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)定位，它有裝夾方便，能很好的保證內(nèi)、外圓表面的同軸度的優(yōu)點(diǎn)。如果工件要以內(nèi)孔定位，那么它的定位元件主要有定位銷、定位心軸及定位夾緊裝置。 定位銷：定位銷常常用作圓柱孔的定位，它是組合定位中最常用的定位元件之一，按其結(jié)構(gòu)類型分類可以分為固定式和可換式兩類 從零件圖可以看出，ф68的內(nèi)孔精度較高，適合作為內(nèi)孔定位，所以考慮到內(nèi)孔定位的優(yōu)點(diǎn)我們可以選擇ф68的內(nèi)孔作為定位面。 下一步是選擇固定夾緊面。采取定位銷的方式在工件的圓槽加裝定位銷以保證定位面穩(wěn)定 （2）切削力和夾緊力的計(jì)算 刀具:直徑ф5麻花鉆 （11） 其中： (在加工面上測量的近似值) 水平分力： 實(shí) 垂直分力： 實(shí) 在計(jì)算切削時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4 其中： 為基本安全系數(shù)1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1; 為刀具噸化系數(shù)1.1; 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。 所以 選用手輪——固定塊夾緊機(jī)構(gòu)，利用絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠結(jié)構(gòu)形式選用V型，螺距為6mm。 （3）定位誤差分析 定位元件尺寸和公差的確定。夾具的主要定位元件為軸，定位元件軸的尺寸和公差與本零件配合軸工作時(shí)的尺寸和公差相同。 （4）夾具操作簡述 如上所述，本工序鉆床夾具采用手輪-固定塊夾緊方式。本工序?yàn)榱⑹姐@床一次完成鉆孔，孔徑5通孔，切削力不大，通過適當(dāng)?shù)难b緊即可完成作業(yè)。 夾具上設(shè)有壓塊和旋轉(zhuǎn)支架；手輪松開時(shí)，壓塊可在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上自由轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)壓塊旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，可以方便地取出工件。由于采用手輪固定塊夾緊方法，這種夾具最大的優(yōu)點(diǎn)是工人更換工件方便，大大提高了生產(chǎn)效率。 鉆床夾具裝配圖見下圖。 圖3 夾具裝配圖  8 小結(jié) 從前在沒有實(shí)際訓(xùn)練的時(shí)候總覺得自己學(xué)得還不錯(cuò)。直到通過最近這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才恍然發(fā)現(xiàn)我其實(shí)還有許多理論知識(shí)掌握不夠扎實(shí)，不能與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，以至于在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了很多的問題。如果沒有老師詳盡的講解和同學(xué)們熱情的幫助，我覺得只憑我自己完全無法解決，真的十分感動(dòng)。我覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的大概就是要我們?cè)谧霎厴I(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)和解決問題吧！讓我們?cè)谶@解決問題的過程中明白自己的不足從而完善自己充實(shí)自己。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成讓我慶幸的同時(shí)，也讓我覺得無論將來我做什么，我都必須腳踏實(shí)地，一步一步地完成，只有這樣我才能獲得光明的未來。 在這里首先，我們要感謝湖南工學(xué)院學(xué)院在這四年里對(duì)我們的培養(yǎng)，并感謝輔導(dǎo)員、老師對(duì)我們這四年生活和學(xué)習(xí)的關(guān)心和照顧。他們不僅教會(huì)了我一些知識(shí)，還教會(huì)了我們?nèi)绾巫鋈恕? 經(jīng)過四年的認(rèn)真教學(xué)，使我們掌握了理論知識(shí)。 最后，我還是要特別感謝我們伍利群導(dǎo)師的多次指導(dǎo)和修改我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，伍利群老師為完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了很大的幫助。謝謝老師  參考文獻(xiàn) [1] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 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[15] 崔曉利.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2012. 致 謝 我首先要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師湖南工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院的伍利群老師。伍老師對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)方向做出了指導(dǎo)性的意見和推薦，在畢設(shè)撰寫過程中及時(shí)對(duì)我遇到的困難和疑惑給予悉心指點(diǎn)，提出了許多有益的改善性意見，投入了很多的心血和精力。伍老師對(duì)我的幫忙和關(guān)懷表示誠摯的謝意。與此同時(shí)，還要感謝機(jī)械學(xué)院的專業(yè)授課老師和所有同學(xué)們，大家在工學(xué)院學(xué)習(xí)中互相學(xué)習(xí)，互相幫忙，共同度過了一段完美難忘的時(shí)光。 此外，還要感謝朋友以及同學(xué)們?cè)诋呍O(shè)編寫中帶給的大力支持和幫忙，給我?guī)順O大的啟發(fā)。也要感謝參考文獻(xiàn)中的作者們，通過他們的研究文章，使我對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題有了很好的出發(fā)點(diǎn)。 最后，謝謝畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱老師的辛苦工作。衷心感謝我的家人、朋友，以及同學(xué)們，真是在他們的鼓勵(lì)和支持下我才得以順利完成此畢業(yè)設(shè)計(jì)。 27