汽車二軸三檔齒輪制造工藝及夾具設(shè)計畢業(yè)論文

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1、湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計I摘 要齒輪是機械傳動中應(yīng)用極為廣泛的零件之一。汽車同步器變速器齒輪起著改變輸出轉(zhuǎn)速傳遞扭矩的作用，所以在加工齒輪的要求相對嚴(yán)格一些。變速器齒輪應(yīng)具有經(jīng)濟精度等級高，耐磨等特點，以提高齒輪的使用壽命和傳動效率，齒輪在工作時傳動平穩(wěn)且噪音要小，結(jié)合時沖擊不宜過大。齒輪的精度指標(biāo)主要變現(xiàn)為運動精度、工作平穩(wěn)性、接觸精度和齒側(cè)間隙四個方面。一般的汽車齒輪采用的是 6 到 7 級精度，根據(jù)齒輪不同的技術(shù)要求可以采取不同的加工路線。包括如何去選取毛坯的鍛造方法，和毛坯的加工余量及毛坯的公差。工藝線路的制定，相關(guān)工序的機床夾具的選取，工藝尺寸公差，位置公差，以及粗糙度的選取，同

2、軸度，圓度，垂直度的相關(guān)選取。關(guān)關(guān)鍵鍵詞詞：齒輪毛坯 齒輪零件圖 加工工藝路線 夾具 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計IIAbstractGear is the mechanical transmission are widely one of the parts. Car synchronizer gears up to alter the output speed transmission torque function, therefore in the requirement of processing gear relatively strict some. Transmission g

3、ear should have economic precision grade high, wear-resisting, etc, in order to improve the service life of gear and transmission efficiency, gear transmission in work smoothly and noise is small, when combined with impact shoulds not be too big. Gears precision index cash for the motion precision,

4、mainly working stability and precision and tooth contact between the four aspects. The general automobile gear USES is 6 to 7 grade accuracy, according to the technical requirements of different gear can take different processing line.Including how to select the blank forging method, and of blank ma

5、chining allowance of blank and tolerance. Process line formulated, the relevant process machine tool selection of fixture measuring tools and technology dimension tolerance, location, tolerance, and the selection of roughness, coaxial degrees, roundness, vertical degree of relevant selection.Keyword

6、: Gear blank Gear parts drawing Processing technology route Fixture 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計III目 錄摘摘 要要.IABSTRACT .II目目 錄錄.III引言引言.1第一章第一章 零件的分析零件的分析.21.1 零件的工作狀態(tài)及工作條件 .21.2 零件的技術(shù)條件分析.21.3 零件的其它技術(shù)要求.31.4 零件的材料及其加工性 .31.5 零件尺寸標(biāo)注分析.41.6 檢驗說明.41.7 零件工藝分析 .4第二章第二章 齒輪毛坯的設(shè)計齒輪毛坯的設(shè)計.52.1 毛坯種類的確定.52.2 毛坯的工藝要求.52.2.1 毛

7、坯加工余量與公差 .52.2.2 拔模斜度 .52.2.3 圓角半徑 . 6第三章第三章 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計.73.1 工藝路線的制定.73.1.1 加工方法的選擇 .73.1.2 加工工藝路線 .73.1.3 加工階段劃分 .7湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計IV3.1.4 工序的分散與集中 .83.1.5 基準(zhǔn)的選擇. 83.1.6 熱處理工序及輔助工序的安排 .93.1.7 加工工序的設(shè)計 .93.2 有關(guān)工序機床、夾具、量具的選擇說明 .113.2.1 機床的選擇 .113.2.2 切削刀具的選擇 .123.2.3 量具的選擇 .123.2.4 夾具的選擇 .13第四章第四章 夾具設(shè)

8、計夾具設(shè)計.144.1 專用機床夾具設(shè)計的基本要求和步驟.144.1.1 對專用機床夾具設(shè)計的要求 .144.1.2 專用機床夾具的設(shè)計步驟 .144.1.3 專用機床夾具的制造精度 .154.2 滾齒夾具的設(shè)計.164.2.1 滾齒夾具工作原理簡介 .164.2.2 滾齒夾具零件的設(shè)計與選擇 .164.2.3 其他部件的選擇 .174.3 磨齒輪內(nèi)孔夾具的設(shè)計.174.3.1 磨內(nèi)孔夾具工作原理簡介 .174.3.2 磨齒輪內(nèi)孔零件的設(shè)計與選擇 .17參參 考考 資資 料料.21致致 謝謝.22附附 錄錄.23湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1引言1.夾具的設(shè)計周期較短，一般不用進(jìn)行強度和剛度的

9、計算。2.專用夾具的設(shè)計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。4.夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。因此，夾具設(shè)計要保證以下幾個條件：1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。在機械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具設(shè)計過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢：1.發(fā)展通

10、用夾具的新品種由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。2.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。3.加強專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。4.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。本設(shè)計屬于工藝夾具設(shè)計范圍，機械加工工藝設(shè)計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2第一章 零件的分析1.1 零件的工作狀態(tài)及工

11、作條件汽車行駛時，齒輪始終在重載荷、高轉(zhuǎn)速中工作。在換擋時，還承受沖擊載荷，所以要求齒輪具有較高的耐磨性和抗沖擊性。在齒輪加工中，為保證齒輪能滿足以上要求，應(yīng)對齒輪在滾齒之后采取磨齒，對齒輪的熱處理應(yīng)采用滲碳淬火，在最終加工中還應(yīng)采取磷化處理以提高齒輪的防腐性能。越野車變速箱第三速齒輪從結(jié)構(gòu)上來分析屬于多聯(lián)齒輪，由結(jié)合齒和傳動齒組成。為使?jié)櫥媚艹浞值钠鸬綕櫥饔?，在齒輪鉆出兩個油孔。換擋時為減少齒輪的沖擊，在齒輪大端加工出四個止口。1.2 零件的技術(shù)條件分析 齒輪加工分為齒坯和齒輪輪齒加工。齒輪的加工部位有輪緣、輪輻、輪轂和內(nèi)孔。齒坯的加工精度對齒輪的加工、檢驗和裝配精度影響很大，所以其加工

12、精度應(yīng)滿足 GB/T 10095-2008 的要求。齒輪輪齒的加工部位有齒形和倒角，同時還要進(jìn)行熱處理，以提高承載能力和使用壽命。熱處理后還要進(jìn)行內(nèi)孔、內(nèi)孔端面的磨削加工和齒形的精整加工。綜上所述，零件的技術(shù)條件主要分以下兩種：1. 零件的表面粗糙度和加工精度如圖 1-1 零件圖所示：齒面的粗糙度 Ra 3.2，加工精度 IT7IT8;齒輪內(nèi)孔尺寸 41H7,由于齒輪與第二軸上的軸承有配合要求故其不僅加工經(jīng)濟公差等級比較高而且其表面粗糙度為 Ra 3.2。一般載貨汽車變速器和拖拉機變速箱齒輪的精度一般是 6 到 7 級精度，表面粗糙度不大于 Ra 6.3。 2. 各表面間的位置精度如圖 1-1

13、 零件圖所示零件的大小端面及內(nèi)孔三處具有形位公差要求:小端面對于定位基面的定位基準(zhǔn)垂直度為 0.08mm，平面度為 0.08mm；大端面對于內(nèi)孔的定位基準(zhǔn)的垂直度為 0.08mm，端面的平面度為 0.08mm； 小端面對于大端面的定位基準(zhǔn)的同軸度為 0.012mm。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計3圖 1-1 第三速齒輪零件圖1.3 零件的其它技術(shù)要求1.未注明倒角 1X4502.應(yīng)除去加工時產(chǎn)生的毛刺，夾角平滑。3.強力噴丸處理（磨齒后） 。4.熱處理：滲碳淬火表面硬度 5864HRC;以大端齒根部為準(zhǔn)，滲碳層厚度為 0.60.9mm；心部硬度 43HRC。 1.4 零件的材料及其加工性 20C

14、rMnTi 是應(yīng)用廣泛，用量很大的一種合金結(jié)構(gòu)鋼，用于造汽車中載或重載、沖擊 耐磨且高速的各種重要零件，如齒輪軸、齒圈、齒輪、十字軸、滑動軸承支撐的主軸、蝸桿、爪牙離合器。20CrMnTi 是滲碳鋼,滲碳鋼通常為含碳量為 0.17%-0.24%的低碳鋼。汽車上多用其制造傳動齒輪。是中淬透性滲碳鋼中 CrMnTi 鋼,其淬透性較高,在保證淬透情況下,具有較高的強度和韌性,特別是具有較高的低溫沖擊韌性。20CrMnTi 表面滲碳硬化處理用鋼。良好的加工性,加工變形微小,抗疲勞性能相當(dāng)好。用途:用于齒輪, 軸類,活塞類零配件等。用于汽車、飛機各種特殊零件部位。對于汽車變速箱第五速齒輪而言其毛坯可以采

15、用 20CrMnTi, 其力學(xué)性能如下： 抗拉強度 b (MPa)： 1080(110) 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計4屈服強度 s (MPa)： 835(85) 伸長率 5 ()： 10 斷面收縮率 ()： 45 沖擊功 Akv (J)： 55 沖擊韌性值 kv (J/cm2)： 69(7) 硬度： 217HV綜合所述，第五速齒輪的毛坯選擇 20CrMnTi 的鍛造件。1.5 零件尺寸標(biāo)注分析齒坯的加工部位有輪緣、輪輻、輪轂、內(nèi)孔，齒輪的輪齒加工部位有齒形及倒角。尺寸鏈的建立主要依靠內(nèi)孔的軸線和大小端端面。以鉆油孔為例，其工序基準(zhǔn)是大端端面，工序尺寸 13mm;以精車大端外圓為例，其應(yīng)保證的

16、工序尺寸是 81.420 -0.22，其工序基面是內(nèi)孔，工序基準(zhǔn)是齒輪的軸線。 1.6 檢驗說明在第三速齒輪的加工過程中，要進(jìn)行如下的檢驗：齒坯加工后的檢驗，熱處理后的檢驗和最終檢驗。前兩項為中間檢驗，是針對各加工項目進(jìn)行的；最終檢驗是作全面的檢查。為了保證檢驗準(zhǔn)確，檢驗前工件要清洗干凈。齒坯的檢驗：齒坯的加工質(zhì)量，在很大程度上影響齒輪的加工質(zhì)量，尤其是對定位基準(zhǔn)，要仔細(xì)的檢查齒輪加工完后的精度和表面粗糙度。不合格的齒坯不能流到下一道工序。成批生產(chǎn)時，一般要全部檢查，大量生產(chǎn)時，齒坯質(zhì)量穩(wěn)定時可做部分抽檢。 齒輪熱處理后的檢驗：對于有些齒輪熱處理后要進(jìn)行檢查以便找出熱處理時齒面的變形規(guī)律，以確

17、定熱處理前切齒的技術(shù)要求。 齒輪的最終檢驗：齒輪精度的驗收可根據(jù)齒輪副的使用要求和生產(chǎn)規(guī)模，按 GB/T 10095-2008 中的規(guī)定在各公差組中，任選一個檢驗組來檢驗。1.7 零件工藝分析由于齒輪用途的特殊性，零件的部分加工面精度要求較高，所以從齒輪的尺寸和形狀位置要求來看主要保證工件的表面粗糙度和各表面的位置關(guān)系。對于齒輪的端面、外圓，內(nèi)孔的粗加工及半精加工可采用數(shù)控車床進(jìn)行加工。對于粗糙度要求較高的內(nèi)孔和端面一般采用精磨便可達(dá)到設(shè)計要求。在最終加工時采用強力噴丸機以提高齒輪的強度和使用壽命。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計5第二章 齒輪毛坯的設(shè)計2.1 毛坯種類的確定毛坯的種類決定零件的材

18、料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)及生產(chǎn)中獲得的可能性。對于汽車傳力齒輪的毛坯而言其結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，故一般采用模鍛件，當(dāng)孔徑大于 25mm，長度不大于孔徑的兩倍，內(nèi)孔一般直接鍛出。另外作為變速器齒輪在工作過程中要求承受的作用，所以要使毛坯內(nèi)部纖維對稱于軸線，以提高材料的強度，故采用胎鍛毛坯，則工件中的止口可以在鍛造過程中直接鍛造成型。2.2 毛坯的工藝要求2.2.1 毛坯加工余量與公差參考金屬機械加工工藝人員手冊第五章加工余量中的毛坯的機械加工余量的相關(guān)信息，對于此次第三速齒輪的軸向加工余量選取如下： 查表 2.2-11 胎膜鍛件加工余量與公差（JB/T9179.1-1999） a= 4.0+1.5 -

19、1.0 mm b= 4.0+2.0 -1.0 mm c= 6.0+2.0 -1.5 mm止口的余量為 4.0+1.5 -1.0特殊要求：1錯差不大于 1.00mm； 2. 表面缺陷不大于 1.00mm； 3殘余飛刺不大于 1.00mm；技術(shù)要求： 1. 未注明內(nèi)拔模角為 10 度，外拔模角為 3 度 2未注明圓角為 R3；2.2.2 拔模斜度模鍛斜度的功用是使鍛件成型后能從模膛中順利取出。模鍛斜度的要求如下：外模鍛斜 模鍛件外側(cè)的斜度。當(dāng)模鍛件冷縮時與模壁分開，有助于鍛件出模。內(nèi)模鍛斜度 鍛模件封閉剖面內(nèi)側(cè)斜度。當(dāng)模鍛件冷縮時將緊貼模臂，阻礙鍛件出模。 在此零件中，再有頂出裝置模具內(nèi)鍛造時，模

20、鍛外部斜度為 3 度，內(nèi)部拔模斜度為10 度。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計62.2.3 圓角半徑 為了便于金屬在型槽內(nèi)流動和考慮模鍛強度，在模鍛件的轉(zhuǎn)角處，應(yīng)該帶有適當(dāng)?shù)膱A角，生產(chǎn)上把鍛件的凸圓角半徑稱為外圓角半徑 R，凹圓角半徑稱為內(nèi)圓角半徑 R。經(jīng)查表外圓角半徑選取 R1，內(nèi)圓角半徑選取 R2。毛坯圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 第三速齒輪毛坯圖湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計7第三章 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 工藝路線的制定 3.1.1 加工方法的選擇齒輪的加工工藝路線的選擇應(yīng)考慮到零件材料的可加工性、工件結(jié) 構(gòu)形狀和尺寸以及各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟精度等級。 加工表面技術(shù)要求是決定表面加工方

21、法最重要的因素。這些技術(shù)要求零件設(shè)計圖樣上所規(guī)定以外，還包括基準(zhǔn)不重合而提高對某些表面加工要求，以及選擇作為精基準(zhǔn)而可能對其提出更高加工要求。 主要加工表面的工藝路線可安排如下： 內(nèi)孔：粗車圓孔拉削半精車精車磨削 小齒：粗車精車插齒 大齒: 粗車精車滾齒剃齒3.1.2 加工工藝路線 在對齒輪零件圖各種加工要求分析之后，決定采用以下工藝路線對齒輪毛坯進(jìn)行加工： 下料鍛造毛坯正火檢查粗車小端外圓、端面，粗車內(nèi)孔、倒角粗車大端外圓、端面，粗車止口，半精車內(nèi)孔、拉孔、倒角精車小端外圓、端面，車端面退刀槽，倒角精車大端外圓、端面，精車止口、內(nèi)孔，車倒角滾齒齒端倒角銑油槽加工小端接合齒鉆油孔清洗熱處理磨孔

22、精磨小端端面磨齒對齒面進(jìn)行強力噴丸檢查3.1.3 加工階段劃分 對于第三速齒輪的加工階段可以分為：齒坯加工、齒面加工和熱處理后的精加工。工藝路線如上所示大體分為以下階段：粗加工階段：主要任務(wù)是切除各表面上的部分余量，包括粗車小端外圓到粗車止口 半精加工階段：完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準(zhǔn)備，包括半精車內(nèi)孔 精加工階段：保證各主要表面達(dá)到圖樣要求，包括精車小端外圓到精車大端端面 光整階段：對于表面粗糙度和尺寸精度要求都很高的表面需進(jìn)行光整加工階段，包括磨內(nèi)孔及大端端面、磨小端端面、磨齒 最終加工階段：根據(jù)變速器的工作狀態(tài)和環(huán)境，湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計8需增加齒輪的強度和耐腐蝕

23、性，所以在光整階段后還要對齒輪進(jìn)行最終處理，包括對齒面進(jìn)行強力噴丸、電鍍磷化處理。3.1.4 工序的分散與集中工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線較長。 設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換； 對工人的技術(shù)要求較低； 可以采用最合理的切削用量，減少機動時間； 所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。 工序集中與工序分散的選擇在擬定工藝路線時，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，有時，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，只能工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面；大

24、批大量生產(chǎn)時，既可以采用多刀、多軸等高效、自動機床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率較高的半自動機床，使工序適當(dāng)集中，從而有效地提高生產(chǎn)率。 對于重型零件，為了減少工件裝卸和運輸?shù)膭趧恿?，工序?yīng)適當(dāng)集中；對于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當(dāng)分散。 工序集中：把加工內(nèi)容集中在一個工序，一臺設(shè)備上進(jìn)行，工序集中便于提高生產(chǎn)率，減少裝夾次數(shù)，便于保證各加工表面之間的形狀位置公差，有利于組織生產(chǎn)和計劃工作。 為保證每一道工序所保證的工序尺寸，有時需將一個大的工序拆成幾個小工序?？傊瑢τ诘谌冽X輪的加工可以分以上幾個階段進(jìn)行不同工位的加工。綜合齒輪生產(chǎn)因素考慮

25、，選擇工序分散。3.1.5 基準(zhǔn)的選擇在第三速齒輪加工中的定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)的選擇有兩個出發(fā)點：一是保證各表面有足夠且均勻的加工余量；二是保證不加工表面與加工表面間的尺寸和位置符合設(shè)計要求。 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮以下幾個方面：一是盡可能選擇用設(shè)計基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)：二是盡可能選用同一組定位基準(zhǔn)加工各個表面，即遵守“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則：三是應(yīng)保證工件的裝夾穩(wěn)定可靠，機床夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾操作方便。根據(jù)上述基準(zhǔn)的選擇原則，粗基準(zhǔn)用未加工過的毛坯表面做基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)用以加工過 的表面做基準(zhǔn)。具體基準(zhǔn)的選擇如下： 粗車小端面以大端外圓軸線作為基準(zhǔn)夾緊，以大端端面作為軸向的定位基準(zhǔn)

26、 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計9粗車大端面以大端外圓軸線作為基準(zhǔn)夾緊，以小端端面作為軸向的定位基準(zhǔn)粗車內(nèi)孔時以大端外圓軸線作為基準(zhǔn)夾緊，以大端外圓軸線作為定位基準(zhǔn)精車與粗車的基準(zhǔn)選擇一致滾齒和插齒時以內(nèi)孔軸線作為定位基準(zhǔn)，小端端面作為基準(zhǔn)夾緊磨削內(nèi)孔及端面止口時以大齒分度圓圓心作為定位基準(zhǔn)，大端面做基準(zhǔn)夾緊 3.1.6 熱處理工序及輔助工序的安排 1為了使后續(xù)的加工工序能保證了所需的加工精度，需提高了材料的硬度， 因此熱處理工序安排在下料之后以及粗加工之后。2輔助工序安排在精加工階段即保證各個尺寸不破壞主加工表面，包括檢驗工序、磷化處理、清洗工序。 320CrMnTi 為低碳合金，采用正火處理

27、，有利于提高機械加工性能，可以減小工件內(nèi)的殘余應(yīng)力。正火處理要安排在毛皮鍛造完成之后，粗加工之前。該工件在工作過程中受力要求外部較硬而芯部較韌，因此采用滲碳淬火，為保證滲碳深度的均勻，將滲碳安排在磨削加工之前。3.1.7 加工工序的設(shè)計齒輪加工工藝路線： 1 鍛造毛坯2 正火3 檢查4 車序 如表 3-1 至 3-4 所示表 3-1 車序(1)粗車大端外圓、端面、內(nèi)孔、倒角表面粗糙度精度等級加工余量粗車外圓至大端 83.920 -0.22mmRa=6.3IT122.5粗車大端端面至 33-0.28 -0.33 mmRa=12.5IT122粗車內(nèi)孔至 37.5+0.025 0mmRa=6.3IT

28、123.5車倒角 145湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計10表 3-2 車序(2)粗車小端外圓、端面、止口、半精車內(nèi)孔、倒角表面粗糙度精度等級加工余量粗車小端外圓至 54.50.03. -0.049mmRa=6.3IT122.5粗車小端端面至 31.80.28 -0.33mmRa=6.3IT121.2粗車止口至 49.3 mmRa=6.3IT122.3半精車內(nèi)孔至 39.1+0.025 0mmRa=3.2IT101.6車倒角 145表 3-3 車序(3)精車大端外圓、端面、倒角表面粗糙度精度等級加工余量精車大端外圓至 82.420 -0.22mmRa=3.2IT71.5精車大端端面至 31.2-0

29、.28 -0.33 mmRa=3.2IT71.8車倒角 145表 3-4 車序(4)精車小端外圓、端面、端面止口、內(nèi)孔、倒角表面粗糙度精度等級加工余量精車小端外圓至 530.03. -0.049mmRa=3.2IT81.5精車小端端面至 30.40.28 -0.33mmRa=3.2IT71.4精車止口端面至 47 mmRa=3.2IT81.9精車內(nèi)孔至 40.5mmRa=1.6IT81.4車倒角 1455 滾齒6 齒端倒角湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計117 加工小端接合齒 插接合齒 z=248 鉆孔 鉆油孔均布 2-39 清洗10 熱處理 滲碳淬火11 磨內(nèi)孔及止口 磨內(nèi)孔至 41H7 精磨打

30、端面 Ra=1.612 精磨小端端面 Ra=1.613 磨齒 磨斜齒 Z=2414 強力噴丸15 磷化處理16 最終檢查注：精車削加工外圓的加工余量的選擇根據(jù)機械加工工藝設(shè)計實用手冊表 8-10；磨削端面的加工余量的選擇根據(jù)機械加工工藝設(shè)計實用手冊表 8-20；磨齒加工齒厚留磨余量 2mm 由機械加工工藝設(shè)計實用手冊表 8-48 查的；各種加工方式的經(jīng)濟精度和表面粗糙度的選擇根據(jù)機械加工工藝設(shè)計實用手冊第四章列表；標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值的選取根據(jù)機械加工工藝設(shè)計實用手冊表 3-2 3.2 有關(guān)工序機床、夾具、量具的選擇說明3.2.1 機床的選擇 在齒輪加工中所使用的機床多是數(shù)控機床。數(shù)控機床的主要規(guī)格應(yīng)

31、能滿足加工需求，做到最大化的使用設(shè)備。機床的選擇影響到加工過程中生產(chǎn)效率、加工精度、加工難易程度及經(jīng)濟性，所以在工藝規(guī)程制定的過程中也應(yīng)該充分考慮金屬切削機床的各種可能性，而后做出準(zhǔn)確的選擇。如表 3-4 所示。表 3-4 一般車床選用 S3-242 能滿足加工需求滾齒滾齒機Y3150E齒端倒角齒輪倒角機A9320銑油槽萬能銑床XA6132加工小端接合齒高速插齒機YS5120鉆孔立式鉆床Z535清洗噴淋式清洗機QXLB-80湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計12Y 熱處理雙排滲碳機CJ4462磨內(nèi)孔及止口內(nèi)孔磨床T115精磨小端端面平面磨床M730磨齒蝸桿砂輪磨齒機KTD3261強力噴丸強力噴丸機H

32、C-343.2.2 切削刀具的選擇由于 20CrMnTi 屬于易加工的合金結(jié)構(gòu)鋼，硬度較低，各種機床所帶有的通用刀具就可以滿足加工需要。刀具選擇：13 麻花鉆 5插齒刀2YT15 車刀 6. 倒棱刀3平行砂輪 7. 銑刀4滾齒刀 3.2.3 量具的選擇根據(jù)加工過程中所檢驗的項目和精度來選取量具，這樣不但可以正確反映工件的實際加工情況，而且能及時避免廢品的產(chǎn)生。此外還要考慮量具在測量過程中可能產(chǎn)生的微小的測量錯誤。根據(jù)上面所述，齒輪加工過程中所需量具如下：1. 游標(biāo)卡尺 2. 磨平面檢具 3. 螺旋線檢查儀 4. 萬能齒輪測量儀 5. 公法線千分尺 6. 百分表 7. 內(nèi)徑千分尺 8. 角度樣板

33、9. 外徑千分尺10. 檢查芯軸 11. 水柱氣動量儀 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1312. 漸開線檢查儀 3.2.4 夾具的選擇夾具根據(jù)使用場合的不同，可分為機床夾具、裝配夾具、焊接夾具、熱處理夾具和檢驗夾具。機床夾具是加工時用以正確地確定工件位置，并將它牢固地加緊的工藝設(shè)備。它的主要作用是：1保證發(fā)揮機床的基本工藝性能；2擴大機床的使用工藝范圍；3保證加工精度；4提高加工效率；5減輕勞動強度，做到安全生產(chǎn)。根據(jù)數(shù)控加工的特點，可得出夾具需滿足的兩個要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機床的坐標(biāo)方向相對固定；而是要能協(xié)調(diào)零件與機床坐標(biāo)系的尺寸。 通過對各加工設(shè)備的夾具分析，除滾齒、插齒與各個面的

34、磨削加工需要設(shè)計專用夾具外，其他的加工設(shè)備可采用通用夾具。有以下夾具： 粗車 三爪子定心卡盤精車 三爪子定心卡盤插齒 插齒夾具滾齒 滾齒夾具倒棱 倒棱夾具銑油槽 漲套鉆孔 鉆孔夾具磨內(nèi)孔 磨內(nèi)孔夾具剃齒 剃齒夾具磨齒端面 磨齒端面夾具湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計14第四章 夾具設(shè)計4.1 專用機床夾具設(shè)計的基本要求和步驟 4.1.1 對專用機床夾具設(shè)計的要求專用機床夾具設(shè)計必須滿足的各項技術(shù)要求： (1)保證工件加工的各項技術(shù)要求。保證工件加工的各項技術(shù)要求是設(shè)計專用機床夾具的最基本要求，包括正確確定定位方案、央緊方案，正確確定的對刀、導(dǎo)向方式和合理制定專用機床興具的技術(shù)要求等。 (2)專用機

35、床夾具的結(jié)構(gòu)與其用途和生產(chǎn)類型要相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中，專用機床夾具的主要功用是為保證工件的加工要求和具有一定的生產(chǎn)率。為保證較高的生產(chǎn)率，可以采用機動夾緊裝置，如氣動、液壓等機動夾緊裝置。中小批生產(chǎn)中，由于受到生產(chǎn)條件的限制，為達(dá)到良好的經(jīng)濟性和發(fā)揮專用機床夾具的功能，以保證工件的加工要求為主，應(yīng)盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單，廣泛使用單件加工和手動加精結(jié)構(gòu)；在條件允許的情況下，也可考慮采用可調(diào)整機床夾具、成組夾具和組合夾具等。 (3)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化夾具零部件。盡量采用結(jié)構(gòu)成熟的標(biāo)準(zhǔn)夾具元件、標(biāo)準(zhǔn)的夾緊結(jié)構(gòu)等減少非標(biāo)準(zhǔn)零件，以提高夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度，縮短夾具的設(shè)計和制造周期，提高夾具設(shè)計質(zhì)量和降低夾具的

36、制造周期及制造成本。(4)夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度、強度和良好的穩(wěn)定性。為保證工件加工精度要求和夾具本身的精度不受破壞，以及加工中央具不發(fā)生振動等，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較高的剛度和強度。夾具安裝在機床工作臺上應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性為此需要注意夾具底面輪廓尺寸與夾具高度尺寸應(yīng)適當(dāng)成一定比例。 (5)保證使用方便和安全。為便于操作，夾緊機構(gòu)的操作手柄一般應(yīng)放在右側(cè)或前面。為便于關(guān)緊工作，操縱夾緊手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應(yīng)有足夠的活動空間。要防止關(guān)緊機構(gòu)的活動件與機床、刀具相碰撞。因此在設(shè)計時要認(rèn)真查閱機床數(shù)據(jù)。同理，還要考慮清除切削方便、安全。 (6)具有良好的工藝性。所設(shè)計的專用機床夾具應(yīng)便于制造、裝配、檢

37、測、調(diào)整和維修。對于夾具上精度要求高的位置尺寸和位置公差，應(yīng)考慮能否在裝配后以組合件的方式直接加工保證，或依靠裝配時用調(diào)整的方法得到保證。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計154.1.2 專用機床夾具的設(shè)計步驟(1)收集和研究有關(guān)資料 在設(shè)計之前必須認(rèn)真研究有關(guān)資料，包括零件圖樣和夾具設(shè)計任務(wù)書等技術(shù)文件，了解零件的功能、結(jié)構(gòu)特點、材料、對本工序的加工要求和生產(chǎn)類型等，以及本工序使用的機床和刀具。分析研究設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的定位基準(zhǔn)和加工要求等內(nèi)容。 (2)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 確定夾具結(jié)構(gòu)方案時，主要完成以下工作內(nèi)容：1)確定工件的定位方； 2)確定刀具的對刀、導(dǎo)向方式； 3)確定工件的夾緊方案； 4

38、)確定夾具其他組成部分的結(jié)構(gòu)形式； 5)確定夾具體的形式和夾具的整體結(jié)構(gòu)。(3)繪制夾具的裝配草圖和裝配圖樣 夾具總圖繪制比例除特殊情況外，一般均應(yīng)按 1：1 繪制，以使所設(shè)計的夾具具有良好的直觀性?？倛D的主視圖，應(yīng)選擇與操作者正對的位置。夾具裝配圖樣可按如下順序繪制：將工件視為透明體用雙點劃線畫出工件輪廓、定位基準(zhǔn)、夾緊面和加工表面：畫出定位元件和導(dǎo)向元件；按關(guān)緊狀態(tài)畫出夾緊裝置；畫出其他元件或機構(gòu)；最后畫出夾具體，把上述各組成部分聯(lián)結(jié)成一體，形成完整的夾具；標(biāo)注必要的尺寸、配合和技術(shù)條件；對零件編序號，填寫零件明細(xì)表和標(biāo)題欄等。 (4)繪制夾具零件圖樣 對裝配圖樣上的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要繪制零件

39、圖樣，視圖盡可能與裝配圖樣上的位置一致。 (5)編寫專用機床夾具設(shè)計說明書。4.1.3 專用機床夾具的制造精度使用專用機床夾具裝夾工件的目的之一，就是為保證工件被加工表面的位置尺寸和位置公差等要求。專用機床夾具的制造精度是保證上述加工要求的基礎(chǔ)。因此在夾具設(shè)計時，應(yīng)正確規(guī)定夾具的制造精度。專用機床夾具制造精度主要包括以下內(nèi)容： (1) 具各定為元件本身的制造位置精度。 (2) 夾具定為元件之間的尺寸和位置精度。 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計16(3) 具定位元件和對刀元件、導(dǎo)向元件間的位置尺寸和位置精度。4.2 滾齒夾具的設(shè)計尺寸能否得到可靠保證主要靠夾具起作用。在機床上加工工件時，為使工件上

40、加工出來的接合齒達(dá)到規(guī)定的尺寸與要求，在加工前必須使工件在機床上或夾具中占有正確的位置。本工序為滾斜齒，以定位支撐環(huán)和芯軸進(jìn)行定位。尺寸精度由夾具來保證。使用螺母作為夾緊裝置。4.2.1 滾齒夾具工作原理簡介定為支撐環(huán)限制一個自由度，芯軸限制四個自由度，從而使工件只有一個繞芯軸轉(zhuǎn)動的自由度。裝夾時，放松并取下螺母，取下墊片將工件內(nèi)孔套在心軸上，大端向下，借助壓緊螺母的壓緊力將開口墊片牢固的壓在齒輪小端面上，實現(xiàn)工件的定位。然后啟動滾齒刀進(jìn)行加工斜齒，滾切結(jié)束時，放松緊固螺母的壓緊力，松開螺母，將開口墊片取下，再將工件卸下。滾齒夾具圖如圖 4-1 所示。4.2.2 滾齒夾具零件的設(shè)計與選擇 主要

41、部件設(shè)計主要部件設(shè)計定位支撐環(huán)的設(shè)計： 和工件接觸端直徑：67mm 定位支撐環(huán)的高度：15.5mm 心軸長度：180mm 壓盤的設(shè)計： 和工件接觸端直徑：47.5mm壓盤的高度：6mm 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計17圖 4-1 滾齒夾具圖4.2.3 其他部件的選擇六角螺栓 M202.5 Q235 鋼 GB5782 六角螺栓 M202.5 Q235 鋼 GB5782夾具體 直徑 300mm 45#鋼4.3 磨齒輪內(nèi)孔夾具的設(shè)計尺寸能否得到可靠保證主要靠夾具起作用。在機床上加工工件時，為使工件上加工出來的接合齒輪內(nèi)孔達(dá)到規(guī)定的尺寸與要求，在加工前必須使工件在機床上或夾具中占有正確的位置。本工序為

42、磨內(nèi)孔，以三粒滾珠和定位塊定位。尺寸精度由夾具來保證。4.3.1 磨內(nèi)孔夾具工作原理簡介本夾具為磨齒輪內(nèi)孔的夾具。為保證加工孔與分度圓同心，且與端面垂直，工件以漸開線齒面和端面為定位基準(zhǔn)，用三粒滾珠夾在齒面上，且以其端面靠在定位塊 4 上定位。夾具體有段的圓柱面上的三個圓孔，放有三粒尺寸相同的滾珠，擋圈 5、6 可防止?jié)L珠脫落。三孔之間的角度與齒輪齒數(shù)有關(guān)。滾珠直徑與齒輪模數(shù)有關(guān)。孔與滾珠之間應(yīng)有較大的間隙。用撬杠擰動螺帽 2，使套筒 3 向右或向左移動，帶動滾珠移動從而夾緊或放松工件磨齒輪內(nèi)孔夾具圖如圖 4-2 所示。湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計184.3.2 磨齒輪內(nèi)孔零件的設(shè)計與選擇 以

43、下為選擇滾珠的具體計算方法湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計19實際滾珠直徑計算得到為 dn= =6mm，滾珠與齒輪中心距 A=40.57mm滾子外公切圓直徑 D=87.14mm湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計20圖 4-2 滾齒夾具圖磨內(nèi)孔夾具零件及其尺寸詳細(xì)見附錄湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計21參 考 資 料1 趙如福.金屬機械加工工藝手冊上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1996 2 張耀晨.機械加工工藝手冊.航空工業(yè)出版社.1998 3 侯家駒.汽車制造工藝學(xué).機械工業(yè)出版社.1991 4 徐知行.汽車拖拉機制造工藝設(shè)計手冊.北京理工大學(xué)出版社.1997 5 王寶璽.汽車拖拉機制造工藝學(xué)第二版.機械工業(yè)出版社

44、.20056 東北重型機械學(xué)院、洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院、長春汽車廠工人大學(xué).機床夾具設(shè)計手冊上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1979 7 成大先.機械設(shè)計手冊第五版.化學(xué)工業(yè)出版社.2009 8 趙大興.現(xiàn)代工程圖學(xué)第五版.湖北科學(xué)技術(shù)出版社.2008 9 趙雪松.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).華中科技大學(xué)出版社.2007 10 胡亞民.材料成型技術(shù)基礎(chǔ)第二版.重慶大學(xué)出版社.2009 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計22致 謝 在羅繼剛老師悉心的關(guān)懷和大力的支持下我的論文才能得以順利完成，在這里我衷心的感謝老師對我的關(guān)懷和支持。老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格，使我深有感觸；是在老師的幫助下，我才能順利的完成這個系統(tǒng)。

45、另外，感謝學(xué)校給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課題，并在這個過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實踐應(yīng)用知識，增強了我們實踐操作和動手應(yīng)用能力，提高了獨立思考的能力。再一次對我的母校表示感謝。感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在大學(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們再一次演繹了團(tuán)結(jié)合作的童話，把一個龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識，更讓我感覺到了知識以外的東西，那就是團(tuán)結(jié)的力量。 最后，我誠摯的感謝所有關(guān)心、幫助我人，謝謝你們。我的成功也有你們一份不可磨滅的功勞。 湖北工業(yè)大學(xué)商貿(mào)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計23附 錄裝配圖 2 張零件圖 6 張機械工藝卡片 3 張