齒輪軸的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計

齒輪軸的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計,齒輪軸,機械,加工,工藝,規(guī)程,裝備,設計 遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：齒輪軸的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計------ 班　　級：汽車06-2班 姓　　名：　 李宗山 指導教師：　 劉克銘 完成日期： 2009-6-29 一、 設計題目 齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 　　 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型:中批或大批大量生產 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張 (3)機械加工工藝過程綜合卡片 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (4) 夾具裝配圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000～8000字) 1份 四、進度安排 (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　　　　 摘　要 機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 這次設計的是主動齒輪，有零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與所設計夾具對應那道工序的工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是主動齒輪。了解主動齒輪的作用，接下來根據零件的性質和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。然后我們再根據定位基準先確定精基準，后確定粗基準，最后擬定主動齒輪的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖，夾具體零件圖。 這就是我設計的基本過程。 Abstract After the machine manufacture technology curriculum project was we studies university's complete basic course, the technical basic course as well as the majority of professional courses, carried on. This is we before carrying on the graduation project to studies various curricula a thorough comprehensive total review, is also a apply theory to reality training, therefore, it holds the important status in we four year university life. . What this design is a driving gear, has the detail drawing, the semifinished materials chart, assembly drawing each, the machine-finishing technological process card and with designs the jig to correspond that working procedure operation card each. First we must be familiar with the components, the components which the topic gives are the driving gear. Understands driving gear's function, then on basis components nature and detail drawing various end surfaces' roughness determination semifinished materials size and machining allowance. Then we determine the fine datum first again according to the localization datum, latter determines the thick datum, finally draws up driving gear's craft road map, works out this work piece clamp plan, draws the jig assembly drawing. This is the unit process which I design. 目 錄 摘　要 II Abstract III 1． 零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的工藝分析 1 1.3審核齒輪軸的工藝性 1 1.4確定生產類型 1 2.確定毛坯并繪制毛坯簡圖 2 2.1確定毛坯種類 2 2.2確定毛坯的尺寸公差和加工余量 2 2.2.1.公差等級 2 2.2.2鍛件質量 2 2.2.3. 鍛件的材質系數 2 3.制定工藝路線 3 3.1定位基準的確定 3 3.1.1. 粗基準的選擇： 3 3.1.2.精基準的選擇： 4 3.2表面加工方法的確定 4 3.3工序的集中與分散 4 3.4工序順序的安排 5 3.5確定工藝路線 5 4.夾具的設計 6 4.1問題的提出 6 4.2夾具的設計 7 4.2.1定位基準的選擇 7 4.2.2.定位誤差的分析 7 小結： 7 參考文獻： 8 1零件的分析 1.1 零件的作用 題目給定的零件是齒輪軸。齒輪軸通過連接兩個零件，起到連接、支撐傳遞動力等一系列作用，在工作中，由于受到彎應力和沖擊載荷，因此該零件應具有足夠的剛度、強度及韌性。以適應其工作環(huán)境變化。 （參考文獻1） 1.2 零件的工藝分析 零件的工藝分析就是通過對零件圖紙的分析研究，判斷該零件的結構和技術要求是否合理，是否符合工藝性要求。 （1）：審查零件圖紙 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術要求齊全。 （2）：零件的結構工藝性分析 該零件比較簡單，沒有較復雜的結構和較高的加工要求。主要的加工有各個外圓表面、端面的車削、磨削等。各個待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。 零件的材料為45#鋼，可鍛鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，。該主動齒輪結構比較簡單，屬典型的軸類零件，為實現其連接與傳遞動力的功能，加工精度要求較高。為保證其技術要求，增加耐磨性，對零件進行調質處理，HBS179-229。 （參考文獻5，6） 1.3 審核齒輪軸的工藝性 該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過車削的粗加工，半精加工，精加工等就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用磨削的方法加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 （參考文獻5，6） 1.4 確定生產類型 依設計題目知：Q=8000臺/年，齒輪軸重量為0.8kg，齒輪軸屬輕型零件。m=1件/臺，備品率a=3%,廢品率b=0.5%。代入公式N=Qm(1+a)*(1+b),求得N=8281.2件/年。查表得知該主動齒輪的生產類型為大批生產。 （參考文獻7） 2.確定毛坯并繪制毛坯簡圖 2.1 確定毛坯種類 零件材料45#鋼，考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產綱領為中批生產而且零件的尺寸并不很大，且生產類型屬大批生產，為提高生產效率和鍛件精度，選用模鍛方法制造毛坯。 （參考文獻10） 2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 2.2.1 公差等級 由于主動齒輪的功用和技術要求，可以確定該零件的公差等級為普通級。 2.2.2 鍛件質量 已知機械加工后齒輪軸的重量為0.8kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為1kg。 2.2.3 鍛件的材質系數 由于該主動齒輪材料為45#鋼，是碳的質量分數大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數屬M1級 。 齒輪軸鍛造毛坯尺寸公差及加工余量 鑄造重量/kg 包容體重量/kg 形狀復雜系數 材質系數 公差等級 0.8 1 S2 M1 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 直徑20 1.5-2.0 1.2 表2-11 直徑35 1.5-2.0 1.4 表2-11 直徑40 1.5-2.0 1.4 表2-11 直徑60 1.5-2.0 1.6 表2-11 長度288 1.5-2.0 1.6 表2-11 3制定工藝路線 3.1 定位基準的確定 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定粗基準，然后再確定精基準。 3.1.1 粗基準的選擇： 為了保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，則應以不加工表面作為定位基準。若工件上有多個不加工表面，應選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準。為保證工件某重要表面的余量均勻，應選重要表面為粗基準。應盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。粗基準一般只在頭道工序中使用一次，應該盡量避免重復使用。在齒輪軸的加工中，首先選用左端面為粗基準，對右端面及內圓φ40進行粗加工，?？傞L231mm,留出后面半精加工余量。 3.1.2 精基準的選擇： 應滿足基準重合，基準統(tǒng)一，自為基準，互為基準等原則。所選的精基準應能保證定位準確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。 本零件是軸類的零件，軸是其設計基準，為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選軸為定位基準。在加工中，選擇φ20外圓為加緊定位基準，并對鍵槽精加工。 3.2 表面加工方法的確定 本零件的毛坯為鍛件，待加工面有端面，鍵槽，螺紋等。材料為45#鋼.公差等級及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下： （1） 端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無需去除材料。待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，經車削即可獲得。 （2）鍵槽 本零件主要加工鍵槽，銑鍵槽 （3）外圓 主動齒輪上有較多的外圓，根據不同的公差等級及粗糙度要求，選擇粗車，半精車，精車等加工方法，保證不同的技術要求。 （4）螺紋 對螺紋的加工需要專用的螺紋車刀。 3.3工序的集中與分散 選用工序集中原則安排連接軸的加工工序。該主動齒輪的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，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。 3.4工序順序的安排 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——首先加工軸的右端面，保其總長，后車外圓。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——各外圓表面及錐面，后加工次要表面——螺紋的車削。 3.5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，表列出了齒輪軸的工藝路線，如下： 工 序 號 工序名稱 工序內容 設 備 工 藝 裝 備 1 下料 鋸棒料φ65 長233 鋸床 鋸片 卡尺 2 車 車端面保總長231，粗車大外圓φ65 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 3 車 車端面?？傞L289，辦精車大外圓φ62 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 4 車 車端面?？傞L288.5，精車大外圓φ60 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 5 車 車端面?？傞L288,粗車倆端內圓φ45 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 6 車 精車倆端內圓φ40 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 7 車 粗車倆端次內圓φ37，保內圓長8 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 8 車 精車倆端次內圓φ35 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 9 車 粗車右端次外圓φ33，保次內圓長28 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 10 車 精車右端次外圓φ30 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 11 車 粗車右端外圓φ25，保次外圓長43 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 12 車 精車右端外圓φ20，保長53 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 13 車 車螺紋 車床CA6140 車刀、卡尺、三爪卡盤 14 銑 銑鍵槽 銑床 專用夾具、卡尺、銑刀 15 磨 磨至圖樣尺寸 磨床 頂裝、砂輪、卡尺 16 檢驗 塞規(guī)、百分表、卡尺等 1：切削用量 銑鍵槽 立式銑床：X5012，專用夾具。 （1）背吃刀量確定 i= h/ ap 通常i=1即一次銑削到規(guī)定深度ap=h=3.5mm （2）進給量確定 由表5-7按機床功率為1.5kw，工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量為0.04 （3）銑削速度的計算 由表5-9按鑲齒銑刀d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取44.9m/ min。有公式5-1n=1000v/ πd可求得該工序銑刀轉速，n=178.65r/min，參照表4-15所列X5012型立式銑床的主軸轉速，取主軸轉速n=188r/min再代入公式5-1，可求該工序實際銑削速度v=47.22m/min 2：基本時間 查《設計指南》表2-26 Tj=【（l+l1+l2）*i】/fmz L1=0.5d+（1~2）l2=1-3 有上述公式可得：tj=62.5s 4.夾具的設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。設計工序銑鍵槽專用夾具。本夾具將用于立式銑床X5012 4.1問題的提出 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具經過與指導老師協(xié)商，決定設計銑鍵槽工序的專用夾具。本夾具將用于立式銑床X5012，來對工件進行加工。 本夾具主要用來鍵槽的加工，所以主要應該考慮，鍵槽的精度，勞動生產率，勞動強度等。 4.2夾具的設計 4.2.1定位基準的選擇 工件以左端面及φ20mm圓柱為定位基準，采用3組V型塊組成的定位方案。V型塊限制六個自由度,達到完全定位的目的。當六個自由度都被限制時，稱為完全定位。在夾緊方面，用螺釘與夾具體的作用來控制夾緊力的大小。 4.2.2.定位誤差的分析 由于V型塊的作用，軸向尺寸的設計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的制造精度和安裝精度。 （參考文獻2，3，4） 小結： 為期三周的夾具課程設計已經接近尾聲，回顧整個過程，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，強化了生產實習中的感性認識。 本次課程設計主要經歷了兩個階段，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。第一階段我們運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 經過這三個星期的設計，我們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，這次設計使我們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批評指正。 參考文獻： 1、機械制造技術基礎 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 2、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 3、機床夾具的現代設計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 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、機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 清華大學出版社 2006.5 6、機械精度設計與檢測技術 李彩霞主編 上海交通大學出版社 2006.1 7、機械制造技術基礎 方子良主編 上海交通大學出版社 2005.1 8、敏捷夾具設計理論及應用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 9、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 10、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 11、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