EQ140-3變速箱《三檔齒輪》的工藝及工裝設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 01339828或 11970985 I 摘 要 機械制造業(yè)的發(fā)展，依賴于機械制造的先進技術，以及市場的占有率。因此如何改進加工工藝、提高加工精度、減少加工工時、創(chuàng)造性利用工裝設備、節(jié)約成本，提高產(chǎn)品的先進性和使用性，提高產(chǎn)品的市場競爭力，將是我們設計過程中的核心問題。本文主要 針對傳統(tǒng)的雙聯(lián)滑移齒輪加工工藝路線進行研究和設計。 其中包括傳統(tǒng)的齒輪 加工刀具、工裝設備以及 內(nèi)孔 加工 夾具的改進性設計 ，以提高 速箱二軸三檔齒輪加工效率和加工質(zhì)量。 關鍵詞： 齒輪加工 ； 節(jié)圓夾具 ； 插齒刀 ； 滾刀 買文檔就送您 01339828或 11970985 he of is at of of a to of of be us at of be to to on a to of of s 文檔就送您 01339828或 11970985 I 目 錄 摘 要 . 1 章 緒論 . 1 第 2 章 速箱二軸三檔齒輪工藝分析 . 3 件分析 . 3 件的作用 . 3 件的工藝分析 . 3 形加工工藝方案分析 . 3 輪工藝規(guī)程的制定 . 4 件圖分析 . 4 定毛坯畫毛坯 零件和圖 . 4 工余量、工序尺寸及偏差的確定 . 5 位基準選擇 . 6 工經(jīng)濟精度和加工方法的選擇 . 7 工順序的安排 . 7 它工序的 安排 . 8 定零件的加工工藝 . 8 算與確定工序切削加工用量 . 9 床、刀具、夾具的選擇 . 16 章小結(jié) . 17 第 3 章 剃前齒輪滾刀設計 . 18 前滾刀設計參數(shù) . 18 定留剃余量 . 18 刀旋向的確定 . 20 刀頭數(shù)和容屑槽的確定 . 21 刀全齒高 . 21 刀法向齒厚 . 21 頂觸角的計算 . 21 買文檔就送您 01339828或 11970985 被切齒輪齒根有效漸開線起點曲率半徑的計算 . 21 前滾刀齒頂觸角長度計算 . 22 角高度計算 . 23 角凸出部分尺寸 . 23 前滾刀齒根倒緣的計算 . 23 緣部分的角度 . 23 緣起始點到滾刀節(jié)線的距離 . 23 緣部分的尺寸 . 24 頂圓弧半徑和齒根圓弧半徑 . 24 前滾刀的基本尺寸 . 24 向齒形參數(shù)的計算 . 25 前滾刀的精度和主要技術條件的確定 . 26 章小結(jié) . 26 第 4 章 插齒刀設計 . 27 插齒輪的已知條件 . 27 齒刀的設計 . 27 齒刀的基本參數(shù)計算 . 27 端面上的齒形尺寸計算 . 31 齒刀設計的技術要求 . 32 章小結(jié) . 32 第 5 章 夾具設計 . 33 具綜述 . 33 定設計方案 . 33 點及應用 . 33 位方案 . 33 具工作原理 . 33 位滾柱的尺寸計算 . 34 具尺寸設計計算 . 37 章 小節(jié) . 40 第 6 章 總 結(jié) . 41 買文檔就送您 01339828或 11970985 考文獻 . 42 致謝 . 42 買文檔就送您 01339828或 11970985 1 第 1 章 緒論 機械制造是國民經(jīng)濟的重要支柱。如何改進加工工藝，提高產(chǎn)品的性能，越來越成為世界各國研究的核心。 本次 畢業(yè)設計是我們 機械制造專業(yè) 完成大學 所以基礎 理論學習后的一次綜合性實踐學習。在這過程中，我們利用所學知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決實際問題。此次設計也是對我們實際工作能力的考察過程。 本設計主要涉及 聯(lián)滑移齒輪加工工藝設計，齒輪加工刀具、以及加工齒輪內(nèi)孔的夾具設計 。 本次設計的主要目的在于通過設計過程環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，提高我們實際運用知識的能力。起到理論聯(lián)系實際，學以致用的目的。 由于 生產(chǎn)實踐經(jīng)驗不足設計 中不妥之處再所難免。敬請老師批評指正。 買文檔就送您 01339828或 11970985 2 買文檔就送您 01339828或 11970985 3 第 2 章 速箱二軸三檔齒輪工藝分析 件分析 件的作用 該零件是汽車變速箱中的一個重要零部件，它是通過撥叉的作用使其在軸上滑移與其它的齒輪嚙合達到變速的目的。 件的工藝分析 由零件材料為 20材料具有較高強度、耐磨、耐熱性、及抗沖擊能力、廣泛適用于承受高速中載、手沖擊的齒輪零件。 該零件上主要加工面為齒輪的 大小端面及外圓 ，內(nèi)孔及 油孔。 62孔是零件加工的重要精度尺寸，它的尺寸精度影響了與軸的形成配合精度，以及齒輪轉(zhuǎn)動時油膜支承的形成，大小齒輪的徑向圓跳動影響齒輪與齒輪 的嚙合精度和傳動的平穩(wěn)行。大小齒輪的端面圓跳動影響了齒輪傳動時載荷在齒輪上分布影響齒輪使用壽命。因此加工齒輪面時為了減少整體誤差，我們應將兩齒輪選擇的基準統(tǒng)一，同時也滿足了設計基準與工藝基準的統(tǒng)一。由此也避免了因基準不重合而引起的誤差 大批大量生產(chǎn)帶孔齒輪齒坯時常采用“鉆 拉 多刀車”工藝方案，即毛坯經(jīng)模鍛和正火后，在鉆床上鉆孔或擴孔，然后在拉床上拉圓孔 或拉花鍵，再以內(nèi)孔和端面定位在多刀車半自動車床上對端面及外圓進行粗、精加工，包括車外圓，端面，切槽，倒角等，這種齒坯加工方案生產(chǎn)率很高。 成批生產(chǎn)齒輪齒坯時常采用 車 拉 車”工藝方案，即先在普通車床或高效轉(zhuǎn)塔車床上對齒坯外圓和端面進行粗車和鉆孔，然后拉孔，再以內(nèi)孔定位精車外圓和端面。這種齒坯加工方案仍保留了高效率拉孔工序，由于拉床結(jié)構(gòu)簡單，工人操作技術要求不高，很容易保證孔的精度和表面粗糙度， 且 拉刀壽命長，因此，不但是大批大量生產(chǎn)，甚至是小批生產(chǎn)也可以采用拉削工藝。 形加工工藝方案分析 最常用的輪齒加工路 線為滾 剃 珩和滾 磨兩種。下面來比較這兩種方案： （ a）珩齒方案 輪齒加工的主要工藝路線為：滾 剃 淬火 珩。珩齒可以提高齒面光潔度，修正部分淬火變形，改善齒輪副的嚙合噪聲。一般作為齒面淬硬后的光整加工。珩齒的加工精度可達到 67 級，齒面光潔度可以達到 7 8。生產(chǎn)率高、設備簡單、成本低。在成批和大批生產(chǎn)中廣泛采用。 買文檔就送您 01339828或 11970985 4 （ b）磨齒方案 輪齒加工的主要工藝路線為：滾 淬火 磨齒。磨齒是目前齒輪加工中精度最高的方法。一般精 度可以達到 56 級，最高精度可以達 34 級。齒面光潔度可達到 7 9。用來加工高精度的淬硬或不淬硬的齒輪。但是由于在一般齒輪磨床的傳動中，不象其他展成法那樣連續(xù)分度而是單齒分度，帶來了回程和分度時的時間損失，所以生產(chǎn)效率很低，成本很高，一般只用于單件小批生產(chǎn)。 從以上兩種齒形加工方案的比較來看，選擇珩齒方案最經(jīng)濟。 輪工藝規(guī)程的制定 件圖分析 技術要求： 小端面、內(nèi)端面、大齒輪的粗糙度都為 孔為 要進 行精加工才能達到要求。大、小兩端面的端面跳動為： 階端面的端面跳動量為 觸精度按 7 級，齒 2 齒圈徑向跳動 定毛坯畫毛坯 零件和圖 圖 1件圖 齒輪的毛坯形式主要有棒料、鍛件、鑄件棒料用于尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、強度要求不高的齒輪。直徑大于 400齒輪，可用精密鑄造或壓鑄工藝制造毛坯。變速箱齒輪 主要用于傳遞動力，對輪齒強度要求高，又屬于大量生產(chǎn)，所以采用模鍛工藝制造毛坯。當孔徑大于 25長不大于孔徑的兩倍時，內(nèi)孔一般直接鍛出。 模 鍛斜度 ：按經(jīng)驗值取外壁斜度為 5 度，內(nèi)孔斜度一般取外壁斜度買文檔就送您 01339828或 11970985 5 7525 取內(nèi)孔拔模斜度為 小型模段件加工余量一般在 24件公差一般為 1因此該齒輪零件的內(nèi)孔應直接鍛出 。 為了消除鍛造應力、細化精粒、改善切削加工性能，減小滲碳、淬火時的變形和開裂傾向，鍛造后必須對齒坯正火。 鍛件毛坯零件合圖如 圖 1示。 工余量 、工序尺寸及偏差 的確定 毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為加工余量。加工總余量的大小取決于加工過程中各個工步切除金屬層零件厚度的總和。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。 根據(jù)參考文獻 1用查表法確定各加工表面加工余量 、工序尺寸及偏差 總表 ， 如 表1示。 表 1加工表面加工余量總表 單位 :（ 余量名稱 余量值 工序尺寸及偏差 經(jīng)濟精度等級 表面粗糙度值 孔加工總余量 擴孔余量 11 孔余量 8 孔余量 2 7 端外圓加工總余量 粗車余量 12 車余量 7 端外圓加工總余量 粗車余量 2 0 3 12 車余量 7 輪大端面加工總余量 粗車余量 12 車余量 7 余量 4 7 輪小端面加工總余量 粗車余量 12 車余量 9 7 齒輪加工余量 粗插余量 8 插余量 0 7 文檔就送您 01339828或 11970985 6 大齒輪加工總余量 滾齒加工余量 9 齒加工余量 8 齒加工余量 7 孔加工余量 3 3 11 定位基準選擇 從設計和工藝兩個方面看，可把基準分為兩大類，即設計基準和工藝基準。 計基準 設計人員常根據(jù)零件的工作條件和性能要求，結(jié)合加工工藝性，選定設計基準，確定零件各幾何要素之間的幾何關系和其他結(jié)構(gòu)尺寸及技術要求，設計出零件圖。 藝基準 根據(jù)用途不同工藝基準可以分為以下幾種： 在工序圖上用來確定本工序所加工后的尺寸、形狀、位置的基準； 在加工中用作定位的基準。有 時定位基準是中心要素，如球心、軸線，中心平面等。工件定位時常用定位基準來體現(xiàn)。例如，軸類零件的定位基準是公共軸線。定位時通過定位基面中心孔與頂尖的接觸來體現(xiàn)。 測量是所采用的基準； 裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準。 基準的選擇 1.“基準重合”原則 應盡量選用被加工表面的設計基準作為精基準，這樣可以避免因基準不重合而引起的誤差 2.“基準統(tǒng)一”原則 選擇多個表面加工是都能使用的定位基準作為基準。 3.“互為基準”原則 當兩個表面的相互位 置精度及其自身的尺寸與形狀精度要求很高上，可采用這兩個表面互為基準，反復進行多次精加工。 4.“自為基準”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應盡量選擇加工表面本身作為定位基準。 綜上所述用齒輪大小端面和 62作為精基準 ,能使加遵循基準重合的原 則。從而實現(xiàn)典型的面一孔典型的定位方式。 基準的選擇 一般粗基準應根據(jù)下述具體情況來確定 。 應選該表面為粗基準。 零件上的每個表面都要加買文檔就送您 01339828或 11970985 7 工，則應 以加工余量最小的表面作為粗基準。 零件有的表面不需要加工時，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求教高的表面為粗基準。 盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口和其他缺陷，以便定位精確，裝夾可靠。 則定位誤差太大。 綜上所述，選擇齒輪外圓面和齒輪端面作為粗加工的基準。之所以選擇齒輪外圓面和齒輪端面作為粗加工的基準，第一，選擇外 圓 作為粗基準我們可以獲得比較均勻的加工余量和加工精度。第二 ，選擇端面作為粗基準是因為端面加工余量小可以保證加工面都有足夠的加工余量 . 工經(jīng)濟精度和加工方法的選擇 1. 加工經(jīng)濟精度 生產(chǎn)上加工精度的高低是用其可以控制的加工誤差的大小來表示的。加工誤差和加工成本之間成反比例關系。 （ 1）所選加工方法的經(jīng)濟精度及表面粗糙度應與加工表面的要求相適應。 （ 2）所選加工方法應能保證加工表面的幾何形狀精度與表面相互位置精度要求。 （ 3）所選加工方法應與零件材料的可加工性相適應。 （ 4）所選加工方法應與生產(chǎn)類型相適應。 （ 5）所選加工方法應與本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條 件相適應。 工順序的安排 零件上的全部加工表面應用一個合理的加工順序進行加工，這對保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本是至關重要的。 （ 1）先加工基準面，再加工其它表面 工藝路線開始安排的加工面應該是選作定位基準的精基準面；為保證一定的定位精度，當加工面的精度要求很高時，精加工前一般應先精修一下精基準。 （ 2）一般情況下，先加工平面，后加工孔 當零件上有較大的平面可以作定位基準時，可以先加工出來作定位面，以面定位，加工孔。這樣可以保證定位穩(wěn)定、準確，安裝工件往往也比較方便； 在毛坯面上鉆孔，容易使鉆頭引偏，所以在鉆孔之前先加工平面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序。對于精度和表面質(zhì)量要求教高買文檔就送您 01339828或 11970985 8 的零件，其粗精加工階段應該分開。 （ 1）對于改善金相組織和切削性能而進行的熱處理工序（如退火、正火、調(diào)質(zhì)等），應安排在切削加工之前。 （ 2）對于消除內(nèi)應力而進行的熱處理工序（如人工時效、退火、正火等），一般安排在粗加工之后，精加工之前。 （ 3）對于提高零件表面硬度的熱處理工序（如淬火、滲碳淬火等），一般安排在半精加工 之后，精加工之前進行。 （ 4）對于提高零件表面耐磨性或耐腐蝕性而安排的熱處理工序，以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序（如鍍鉻、陽極氧化、鍍鋅、發(fā)藍處理等），一般都放在工藝過程的最后。 它工序的安排 （ 1）檢查和檢驗工序一般都安排在：零件加工完畢后；從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間的前后；工序較長或重要的關鍵工序的前后。 （ 2）切削加工之后應安排去毛刺處理。 （ 3）工件在進入裝配之前，一般都應先安排清洗。 （ 4）采用磁力夾緊的工序（如在平面磨床上用電磁吸盤夾緊工件），工件被磁化，應安排去磁處理，并在磁后進行熱 處理。 定零件的加工工藝 通過分析論證可確定兩種相對來講比較好的加工工藝方案，下面我們再對兩種方案進行比較擇優(yōu)： 表 1出了兩種齒輪加工工藝方案，現(xiàn)在我們對它進行對比擇優(yōu)： 這兩種加工方案從齒坯來看第一種用的是擴 拉 車方案，而第二種用的則是 擴絞 拉 車方案，這種方案 設備較少 ， 經(jīng)濟性好 ，很多零件的加工都用這種方案，但相比較而言，在大量生產(chǎn)中，還是第一種方案的效率要高點。從齒形的加工來看，第一種是用了滾 剃 淬火 珩方案，而第二種則用了滾 淬火 磨方案。 珩齒的加工精度可達到 磨齒更高，可達到 所要求的齒輪最高精度只需 用珩齒已經(jīng)足夠，磨齒就浪費了，不經(jīng)濟。根據(jù)以上分析，我們認為采用第一種工藝方案較為合適。 表 1加工工藝 生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn) 材料牌號：20坯類型：鍛件 生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn) 材料牌號： 20毛坯類型鍛件 買文檔就送您 01339828或 11970985 9 生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn) 材料牌號：20坯類型：鍛件 生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn) 材料牌號： 20毛坯類型鍛件 工序號 方案一 工序號 方案二 下料 下料 鍛造 鍛造 正火 正火 10 擴孔，倒角 10 擴絞，倒角 20 拉內(nèi)孔 20 粗車大外圓粗車小外圓 30 粗車大小外圓及端面 30 粗車小端面、臺階大端面 40 精車定位基準面 40 粗車大端面、內(nèi)端面 50 車 環(huán)槽 50 車 環(huán)槽 60 精車大小端面及外圓 60 精車小齒端面，精車小外圓 70 插小齒 70 精車大端面及外圓，精車內(nèi)端面， 80 小齒段倒角 80 車階梯端面，車槽，車小外圓 90 滾大齒 90 銑油槽 100 大齒兩端倒角 100 齒坯檢驗 110 銑油槽 110 滾大齒 120 鉆油孔，去毛刺 120 大齒兩端倒角 130 剃齒 130 熱前檢驗剃齒 140 清洗 140 滲碳、淬火 150 齒形全面檢查 150 回火 160 淬碳，淬火 160 噴丸 170 回火 170 磨內(nèi)孔，小端面 180 噴丸 180 磨內(nèi)端面 190 磨內(nèi)孔，及端面 190 磨齒 200 珩齒 200 清洗 210 清洗 210 終檢 220 終檢 220 防銹處理 230 防銹處理 算與確定工序 切削 加工 用量 擴孔 買文檔就送您 01339828或 11970985 10 加工余量根據(jù)孔的尺寸及加工精度及粗糙度查參考文獻 1表 孔加工余量為 擴 參考文獻 1表 參考機床實際進給量取 f=r,擴孔 速度 s,由此計算出轉(zhuǎn)速 m 參考文獻 1表 床的實際轉(zhuǎn)速取實際轉(zhuǎn)速為 n=440r/實際切削速度為 m 44401000 擴孔扭矩參考文獻 1表 ： M= (2M= =孔功率 202m 參考文獻 1表 床的實際扭矩功率足夠 2) 拉孔 根據(jù)參考文獻 1表 據(jù)拉孔的工件材料和孔的形狀確定孔的齒升量為 f=z 根據(jù)材料所屬切削速度組別和加工后所要得到的表面粗糙度值確定 拉刀切削速度 u=s 根據(jù)材料性質(zhì)及齒升量確定拉刀切削力 F=85N/據(jù)拉刀切削力和切削速度確定拉削功率 P=5據(jù)切削速度拉刀切削力拉削功率等綜合因素選擇拉床為 ）粗車端面及外圓 根據(jù)參考文獻 1表 文檔就送您 01339828或 11970985 11 粗車大端外圓：根據(jù) 12車刀刀桿尺寸進 給量為 f=r 因車大小端面及外圓條件一樣所以所有 f 均取 r 切削速度 ： (2根據(jù)進給量 f=機床功率足夠。 8）剃齒 精剃齒時候 工作臺縱向進給量 取 向行程進給量 程 取 f=行程 根據(jù)表參考文獻 1表 齒刀節(jié)徑圓周速度取 u=s 則機床轉(zhuǎn)速 n= =s=機床實際轉(zhuǎn)速取 n=250r/實際切削速度 u= 1000 = 10 00 12 8. 2 843. 1425 0 =s 9)磨內(nèi)孔 根據(jù)表參考文獻 1表 結(jié)合機床實際工作參數(shù)取 n=s 則工件回轉(zhuǎn)速度 u= 1000 = 1000 =s 根據(jù)表參考文獻 1表 用度 T=1000s 查表 B=50輪寬度） 根據(jù)表參考文獻 1表 加工孔的粗糙度為 向進給量 （ B 取 r 徑向進給量 D 工件孔徑 321 文獻 1表 別取 21 則 =行程 買文檔就送您 01339828或 11970985 16 切削功率 K)a 根據(jù)表參考文獻 1表 1 則 K)a = 1 1 =機床功率足夠 。 10） 珩齒 根據(jù)表參考文獻 1表 周速度 u=復速度 s 進給量根據(jù)表參考文獻 1表 310 mm/r 取 310 mm/r 床、刀具、夾具的選擇 1 機床的選擇原則： 1） 機床的加工尺寸要求和加工工件的尺寸相適應 2） 機床的加工精度要求和所加工工件的精度要求相適應 3）機床功率要滿足機械加工功率要求 2 刀具的選擇原則： 1)切削深度 ,寬 度和 進 給量決定了切削 體積 ,當 切削 體積 增大 時 ,應 降低 銑 削速度 , 降慢 轉(zhuǎn) 速 . 2)一般情況下 ,銑 刀 直徑 越大 ,其 轉(zhuǎn) 速越低 ,直徑 越小 ,其 轉(zhuǎn) 速越高 . 3)鎢鋼 刀具切削速度比高速 鋼 刀要高 兩 倍 ,且需要 較 快的 進給 量 ,在使用 鎢鋼 刀具 時轉(zhuǎn) 速、 進 給量均要高于高速 鋼 刀具 . 4)提高切削速度而降低 進給 量能得到 較 好的面粗度 . 5)加工硬度高的材料時 ,應選擇較 小的切削速度反之 應 用 較 高的切削速度 . 6)在 確 保品 質(zhì) 的情況下 ,首先 應 用大的切削 寬 度 ,切削深度 ,再 選 用 較 大的 進給 量 ,最后才 卻 定 銑 削速度 . 7）盡量勢力用通用刀具，在通用刀具不能滿足切削要求時才用專用刀具，如專用插齒刀的設計就是因為所給齒輪小齒的法向齒形角是 30，不是標 準值，故需另行設買文檔就送您 01339828或 11970985 17 計。 3 量具的選擇原則： 在小批量生產(chǎn)時大多數(shù)都是用通用量具，但是在大量生產(chǎn)時，為了提高生產(chǎn)效率，一般都用專用量具，如量塊、量規(guī)、量棒等。 4 切削液的選擇原則： 1粗加工 粗加工時，由于切削用量大，產(chǎn)生的切削熱多，切削溫度高，容易導致高速鋼刀具迅速磨損，所以應選用冷卻為主的乳化液或離子型切削液。硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，一般不用切削液，如果要用必須連續(xù)地、處分地澆注，切不可斷斷續(xù)續(xù)，以免因冷熱不均產(chǎn)生很大的熱英里而導致裂紋，損壞刀