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前言
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通過(guò)這次設(shè)計(jì)以鞏固我們所學(xué)的理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能，提高自己解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)中能逐步掌握查閱手冊(cè)，查閱有關(guān)書(shū)籍的能力。在設(shè)計(jì)中逐步培養(yǎng)了我們一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，對(duì)我們今后參加工作有極大的幫助。
第一部分 工藝設(shè)計(jì)
1.零件加工工藝設(shè)計(jì)
1.11 審查零件的工藝性
齒輪零件的圖樣的視圖正確、完整、尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。但基準(zhǔn)孔φ68K7mm要求Ra0.8μm有些偏高。本零件各表面的加工并不困難。關(guān)于4個(gè)φ5mm的小孔，其位置是在外圓柱面上6mmX1.5mm的溝槽內(nèi)，孔中心線距溝槽一側(cè)面距離為3mm。由于加工時(shí)不能選用溝槽的側(cè)面為定位基準(zhǔn)，故要較精確地保證上述要求比較困難。分析該小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要鉆到溝槽之內(nèi)，即能使油路暢通，因此4個(gè)φ5mm的孔加工亦不成問(wèn)題。
1.12 主要技術(shù)要求
零件圖上的主要技術(shù)要求為：
精 度：7—6—6FL JB179—83
熱處理：齒部G52 4槽內(nèi)側(cè)G48 淬硬2mm
1.13 加工表面的尺寸及要求
Φ90mm外圓面： 表面粗糙度Ra3.2μm
Φ106.5mm外圓面： 表面粗糙度Ra6.3μm
齒圈外圓面： 表面粗糙度Ra3.2μm
Φ68K7mm內(nèi)孔： 表面粗糙度Ra0.8μm
Φ94mm內(nèi)孔： 表面粗糙度Ra6.3μm
端面： 表面粗糙度Ra3.2μm及Ra6.3μm
齒面： 表面粗糙度Ra1.6μm 精度7—6—6FL
槽： 表面粗糙度Ra3.2μm和Ra6.3μm
Φ5mm小孔： 表面粗糙度Ra2.5μm
1.14 零件的材料
零件的材料為45鋼
1.2 選擇毛坯的形狀、尺寸、公差
齒輪是最常用的傳動(dòng)件，要求具有一定的強(qiáng)度。該零件的材料為45鋼，輪廓尺寸不大，形狀亦不復(fù)雜，又屬成批生產(chǎn)，做毛坯可采用模鍛成型。
零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近。即外形做成臺(tái)階形，內(nèi)部孔鍛出。
1.3 定位基準(zhǔn)的選擇
本零件是帶孔的盤(pán)狀齒輪，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選Φ68K7mm孔及一端面作為精基準(zhǔn)。
由于本齒輪全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)選進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。外圓Φ117h11表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，故不能選為粗基準(zhǔn)。
1.4 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、槽及小孔等，材料為45鋼。參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下：
（1）Φ90mm外圓面：為未標(biāo)注公差尺寸，根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級(jí)為IT14，需進(jìn)行粗車(chē)及半精車(chē)（見(jiàn)[1]表1.4-6）。
（2）齒圈外圓面：公差等級(jí)為IT11，粗車(chē)、精車(chē)即可（見(jiàn)[1]表1.4-6）。
（3）Φ106.5mm外圓面：公差等級(jí)為IT12，粗車(chē)即可（見(jiàn)[1]表1.4-6）。
（4）Φ68K7mm內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT7，毛坯孔已鍛出，為未淬火鋼，根據(jù)[1]表1.4-7，又是大批量生產(chǎn)，故加工方法采用粗鏜、半精鏜、拉孔。
（5）Φ94mm內(nèi)孔：為未標(biāo)注公差尺寸，公差等級(jí)按IT14，毛坯孔已鍛出，只需粗鏜即可（見(jiàn)[1]表1.4-7）。
（6）端面：本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度有兩種要求。要求Ra3.2μm的端面經(jīng)粗車(chē)和半精車(chē)，要求Ra6.3μm的端面，經(jīng)粗車(chē)即可。（[1]表1.4-8）
（7）齒面：齒輪模數(shù)為2.2，齒數(shù)為50，采用AA級(jí)單頭滾刀滾齒（[1]表1.4-16、表1.4-17）。
（8）槽：槽寬和槽深的公差等級(jí)分別為IT13和IT14，采用三面刃銑刀，粗銑、半精銑（參考[1]表1.4-8）。
（9）Φ5mm小孔：采用復(fù)合鉆頭一次鉆出即可。
1.5制訂工藝路線
齒輪的加工工藝路線一般是先進(jìn)行齒坯的加工，再進(jìn)行齒面加工。齒坯加工包括各圓柱表面及端面加工。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，齒坯加工按下述工藝路線進(jìn)行：
工序10：以外圓Φ106.5mm及端面定位，粗車(chē)另一端面，粗車(chē)外圓Φ90mm及臺(tái)階面，粗車(chē)外圓Φ117mm,粗鏜孔Φ68mm
工序20：以粗車(chē)后的外圓Φ90mm及端面定位，粗車(chē)另一端面，粗車(chē)外圓Φ106.5mm及臺(tái)階面，車(chē)6mmX1.5mm溝槽，粗鏜孔Φ94mm，倒角。
工序30：以粗車(chē)后的外圓Φ106.5mm及端面定位，半精車(chē)另一端面，半精車(chē)外圓Φ90mm及臺(tái)階面，半精車(chē)外圓Φ117mm，半精鏜孔Φ68K7,倒角。
工序40：以外圓Φ90mm及端面定位，拉Φ68K7孔，鏜孔內(nèi)的溝槽，倒角。
工序50：以Φ68K7孔及端面定位，滾齒，齒部淬火G52。
4個(gè)槽與4個(gè)小孔的加工安排在最后，考慮定位方便，應(yīng)先銑槽后鉆孔。
工序60：以孔Φ68K7及端面定位，粗銑4個(gè)槽，4槽內(nèi)側(cè)淬火G48 淬硬2mm。
工序70：以孔Φ68K7、端面及粗銑后的一個(gè)槽定位，半精銑4個(gè)槽。
工序80：以孔Φ68K7、端面及一個(gè)槽定位，鉆4個(gè)小孔。
工序90：鉗工去毛刺。
工序100：終檢。
1.6確定工序機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
①本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差
加工表面
工序雙邊余量/mm
工序尺寸及公差/mm
粗
半精
精
粗
半精
精
Φ117h11外圓
2.5
1.5
—
Φ118.50-0.54
Φ1170-0.22
—
Φ106.5 0-0.4外圓
3.5
—
—
Φ106.5 0-0.4
—
—
Φ90 外圓
2.5
1.5
—
Φ91.5
Φ90
—
Φ94孔
5
—
—
Φ94
—
—
Φ68K7孔
3
2
1
Φ65+0.190
Φ67+0.0740
Φ68+0.009-0.021
②確定軸向工序尺寸。本零件各工序的軸向尺寸如下圖：
a.確定各加工表面的工序加工余量
工序
加工表面
總加工余量
工序加工余量
Ⅰ
1
2
Z11=1.3
2
2
Z12=1.3
Ⅱ
3
1.7
Z32=1.7
4
1.7
Z42=1.7
5
1.7
Z52=1.7
Ⅲ
1
2
Z13=0.7
2
2
Z23=0.7
b.確定工序尺寸L13、L23、L5及L6。該尺寸在工序20、工序30中應(yīng)達(dá)到零件圖樣的要求，L13=64+0.50mm, L5=6mm，L6=2.5mm，L23=20mm。
c.確定工序尺寸L12、L11、L21。這些尺寸只與加工余量有關(guān)，則
L12=L13+Z13=(66+0.7)mm=64.7mm
L11=L12+Z32=(64.7+1.7)mm=66.4mm
L21=L23+Z13-Z23=(20+0.7-0.7)=20mm
d.確定工序尺寸L3。尺寸L3需解工藝尺寸鏈才能確定，工藝尺寸鏈如下圖所示。
圖中L7為未標(biāo)注公差尺寸，其公差等級(jí)按IT14，查公差表得公差值為0.27mm，則L7=120-0.43mm。
根據(jù)尺寸鏈計(jì)算公式有
L7=L13-L23-L3
L3=L13-L23-L7=(64-20-12)mm=32mm
T7=T13+T23+T3(L7為封閉環(huán))
由于T13=0.5mm，T7=0.43mm，不能滿足尺寸公差的關(guān)系式，必須減小其公差。現(xiàn)按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定偏差，則L13=64mm，L23=20mm，L3作調(diào)整尺寸，L7=120-0.43mm求得L3=32+0.250mm.
e.確定工序尺寸L4。 工序尺寸L4亦需解工藝尺寸鏈才能確定。工藝尺寸鏈如下圖所示。
圖中L8為零件圖樣上要求保證的尺寸33。其公差值按公差等級(jí)IT13查表為0.39mm ,L8=32mm。解工藝尺寸鏈，其中L13=64mm，L8為封閉環(huán)。得L4=31mm。
f.確定工序尺寸L11、L12、L21。按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度IT12及偏差入體原則，得L11=66.4mm，L12=64.7mm，L21=20mm。
g.確定銑槽的工序尺寸。半精銑可達(dá)到零件圖樣的要求，則該工序尺寸：槽寬16+0.280mm，槽深15mm。粗銑時(shí)，為半精銑留有加工余量：槽寬雙邊余量為2mm，槽深余量為2mm。則粗銑的工藝尺寸：槽寬為13mm，槽深13mm。
1.7 選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備
工序
機(jī)床設(shè)備
夾具
量具
切削刀具
工序10
CA6140
三爪自定心卡盤(pán)
游標(biāo)卡尺
YT5900偏刀 YT5鏜刀
工序20
CA6140
三爪自定心卡盤(pán)
YT5900偏刀 YT5450外圓車(chē)刀 YT5鏜刀 切槽刀
工序30
CA6140
三爪自定心卡盤(pán)
游標(biāo)卡尺 深度百分尺外徑百分尺內(nèi)徑百分尺
YT15900偏刀 YT5鏜刀 倒角刀
工序40
臥式內(nèi)拉床
CA6140
三爪自定心卡盤(pán)
圓柱塞規(guī)
拉刀 切槽刀 倒角刀
工序50
Y3150
心軸
公法線百分表
AA級(jí)單頭滾刀滾齒
工序60
X6132
銑床夾具
游標(biāo)卡尺
高速鋼錯(cuò)齒 三面刃銑刀（Φ125）
工序70
X6132
銑床夾具
游標(biāo)卡尺
高速鋼錯(cuò)齒 三面刃銑刀
工序80
Z518
鉆床夾具
高速鋼麻花鉆Φ5 `锪鉆
2.填寫(xiě)工藝文件
按以上確定的工藝規(guī)程填寫(xiě)機(jī)械加工工藝卡和工序卡
第二部分 夾具的設(shè)計(jì)
1.設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)加工孔Φ5的鉆床夾具
2.確定定位方案、選擇定位元件
孔Φ5需要限制6個(gè)自由度，完全定位。
3.夾緊機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)
夾緊機(jī)構(gòu)有斜楔行夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等。該孔加工為鉆孔加工，鉆孔的沖擊力較大，震動(dòng)較大，所以不適合偏心夾緊機(jī)構(gòu)、斜楔行夾緊機(jī)構(gòu)。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這里選擇螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.對(duì)刀裝置的選擇
在加工中要確定孔的位置。選用鉆套對(duì)刀，選擇GB 2262-1991鉆套。
5.夾具在機(jī)床上的定位與夾緊
夾具用支撐架可限制6個(gè)自由度，使用緊固螺旋夾緊。
小結(jié)
在王老師的指導(dǎo)下，我完成了此次機(jī)械加工工藝與夾具課程設(shè)計(jì)，在這次設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，我初步了解了日常生產(chǎn)工藝規(guī)程的整個(gè)流程，也能初步的運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)解決一些在制定工藝過(guò)程中所遇的問(wèn)題。為以后的學(xué)習(xí)，工作打下了一定的基礎(chǔ)，最重要的是培養(yǎng)了我們實(shí)際問(wèn)題的能力。
通過(guò)完成這次課設(shè)，我感覺(jué)到自己專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)還比較薄弱，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中的能力欠佳，在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該繼續(xù)努力用知識(shí)充沛自己的頭腦；同時(shí)，注意提高自己的動(dòng)手能力以及將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中的能力。
參考文獻(xiàn)
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[2]倪森壽 機(jī)械制造工藝與裝備習(xí)題集和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)
北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
[3]李云 機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)
出版社 2001
[4]王先逵 機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 1995
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