機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-斜齒輪軸加工工藝及銑R20圓孤夾具設(shè)計(jì)

課題名稱 斜齒輪軸機(jī)械加工規(guī)程及銑20圓孤夾具設(shè)計(jì)院 系 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 全套圖紙加扣3012250582起止時(shí)間 2019年12月25日 至 2019年12月28日目錄1前言12 斜齒輪軸零件工藝過程的設(shè)計(jì)22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工藝分析22.2確定毛坯制造形式32.3基準(zhǔn)的選擇32.4工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)32.4.1 制定工藝路線32.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定52.6加工連接盤的設(shè)備與工藝的設(shè)備62.7確定切削用量63 銑20圓孤專用夾具設(shè)計(jì)123.2銑20圓孤夾具設(shè)計(jì)123.2.1定位基準(zhǔn)的選擇123.2.3定位誤差分析123.2.4銑削力與夾緊力計(jì)算123.2.5夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)133.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)143.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明14結(jié)束語16參考文獻(xiàn)171前言我們國家的制造機(jī)械生產(chǎn)的零件與產(chǎn)品,并且把其加工成制造行業(yè)的設(shè)備或者部件。制造的的設(shè)備或者部件不僅能自己行業(yè)使用,也又能給其他的的行業(yè)使用,機(jī)械加工的行業(yè)中有著多種多樣的設(shè)備或者部件。制造產(chǎn)業(yè)在生活當(dāng)中是人們所不能離開的, 所以制造業(yè)是國家對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的至關(guān)緊要的一個(gè)行業(yè)，這也系對(duì)國家基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)發(fā)展里面中，非常主要的重大支撐。,這也是對(duì)國家基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展里面當(dāng)中,比較主要的重大的支撐。因此說從當(dāng)中一種層面的來說,機(jī)構(gòu)生產(chǎn)的技能的高和低的重要指標(biāo)是每個(gè)國家經(jīng)濟(jì)上面整體能力及科技水準(zhǔn)的量衡。我自己對(duì)本工裝夾具的設(shè)計(jì)是在學(xué)完了了所有的機(jī)械制圖。以及大學(xué)所有的課程以后,對(duì)所學(xué)知識(shí)一次非常全方位的檢驗(yàn)。用合理的方法解決斜齒輪軸零件,零件生產(chǎn)當(dāng)中,零件的定位與夾緊。正確的安排斜齒輪軸加工過程當(dāng)中的方法,合理地解決工序的尺寸這些的問題,和對(duì)前側(cè)面工序；進(jìn)行加工的專用銑夾具設(shè)計(jì)，確保了斜齒輪軸加工工序的尺寸和斜齒輪軸的加工的質(zhì)量。我的這個(gè)設(shè)計(jì)主要就是培養(yǎng),我自學(xué)以及創(chuàng)新的知識(shí)水平。我的這個(gè)設(shè)計(jì)是綜合層次性,實(shí)習(xí)所起到的作用很大,許多知識(shí)面也要被廣泛的使用。所以在制造加工的時(shí)候,不僅要分析到基本的制造的原理和基礎(chǔ)的理論的知識(shí),還要仔細(xì)研究生活當(dāng)中制造的需求,只有把許多種理論知識(shí)和現(xiàn)實(shí)制造互相的結(jié)合在一起,本斜齒輪軸設(shè)計(jì)才能夠順利的完成。我自己對(duì)斜齒輪軸設(shè)計(jì)不是太好,能力有有限制,所以難免容易出現(xiàn)些許缺陷等問題,在這我能夠給我批評(píng)以及指導(dǎo)。16 2 斜齒輪軸零件工藝過程的設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零件的作用這最后的一次設(shè)計(jì)，老師所規(guī)定的我的課題是，斜齒輪軸零件的工藝的編制；與前側(cè)面的專用夾具的設(shè)計(jì)，斜齒輪軸是機(jī)器比較主要的的步件，斜齒輪軸的主要起到支撐固定的作用，斜齒輪軸承受著容易變動(dòng)的沖擊的載荷，故斜齒輪軸的強(qiáng)度就要求非常的高；因此在平常的生活工作當(dāng)中，使用得比較廣泛，也因此起到了比較重要的作用。2.1.2零件的工藝分析1）這個(gè)零件圖上面可以主要加工表面為鉆10工藝孔，銑齒。2）工序安排以斜齒輪軸20各臺(tái)階外圓，裝夾工件，達(dá)到了工藝基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的統(tǒng)一。3） 斜齒輪軸鉆4孔與鉆2孔對(duì)外圓面有垂直度要求，4孔與2孔中心軸線有位置度要求。2.2確定毛坯制造形式該斜齒輪軸零件材料為45鋼?？紤]到該斜齒輪軸各加工表面的復(fù)雜程度，以及各平面各支撐孔所要求的表面粗糙度精度及位置的要求和斜齒輪軸作用，它所承載的載荷力大，故采用鑄造形式。由于零件在加工中的產(chǎn)量已達(dá)到4000件，屬于批量生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸，復(fù)雜程度都大，故采用低壓鑄造形式，這對(duì)提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。2.3基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于斜齒輪軸零件來說，由于孔與面通常由于有較大的位置精度，且在批量生產(chǎn)時(shí)，斜齒輪軸的毛坯精度較高，通常用以重要孔或主要裝配面作為定位基面的夾具安裝來加工其它平面，同時(shí)，按照基準(zhǔn)選擇原則，常以不加工面或具有較大的面作為粗基準(zhǔn)加工面，再以已加工面作為精基準(zhǔn)加工其余面。對(duì)于該斜齒輪軸來說，先加工外圓面作，再以此作為基準(zhǔn)加工10孔面和4孔的端面。精基準(zhǔn)的選擇。應(yīng)遵循“基準(zhǔn)重合及統(tǒng)一”原則，選擇面積較大的平面或孔及其組合做為精基準(zhǔn)?；蚴沁x擇以孔和面組合作為精基準(zhǔn)，加工其余面。對(duì)于次斜齒輪軸零件而言，選擇面作和孔為精基準(zhǔn)，故選擇4孔面和左右端外圓成型做為精基準(zhǔn)。2.4工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)2.4.1 制定工藝路線根據(jù)該斜齒輪軸零件為批量生廠，所以采用通用機(jī)床，配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯鑄造形式，并經(jīng)人工時(shí)效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善工件的可切削性。表 工藝思路一工序號(hào)工序名稱工 步 內(nèi) 容10鑄鑄造成型20時(shí)效熱處理30銑銑4mm槽40銑銑齒50銑銑20圓孤60鉆鉆2孔鉆4孔70車車左右端外圓成型80鉆鉆10孔90鉗工去除銳邊毛刺100檢檢驗(yàn)工藝思路二工序號(hào)工序名稱工 步 內(nèi) 容10鑄鑄造成型20時(shí)效熱處理30車車左端外圓成型40車車右端外圓成型50鉆鉆10孔60銑銑20圓孤70鉆鉆2孔80鉆鉆4孔90銑銑4mm槽100銑銑齒110鉗工去除銳邊毛刺120檢檢驗(yàn)比較以及分析斜齒輪軸零件工藝路線：工藝思路二的斜齒輪軸工藝與思路一不同的是車左右端外圓成型工序放到前面來加工。加工完成，再鉆其它各個(gè)孔與別的工序，后的加工順序都沒有 多大的變化。經(jīng)過考慮知道這樣的改動(dòng)方案二提高了斜齒輪軸制造的的速度。而且對(duì)斜齒輪軸的尺寸精度與位置的精度好處都非常的多。 選擇機(jī)械加工的基準(zhǔn)的原則，首先來加工斜齒輪軸零件的銑端面，其次以孔及端平面來為精加工基準(zhǔn)來加工其他的各個(gè)孔，這樣就便滿足了，零件上和中間大孔與其他各孔的位置度的要求同時(shí)也為各個(gè)平面上的各個(gè)孔確保了垂直度的要求。滿足首先加工平面再來加工孔的原則。如果選路線一，對(duì)斜齒輪軸加工時(shí)的裝夾不太方便，還有斜齒輪軸毛坯的端面和軸的軸線是否相互的垂直，完成加工的孔的軸線和軸的軸線能部能平行。因此分析方案一的機(jī)械加工的路線不好。假如選擇方案二的機(jī)械加工工藝的方案，首先來加工左、右兩表面，其次再以以加工的表面來作為精加工基準(zhǔn)，來加工別的孔就能確?？椎奈恢枚鹊囊髲脑黾由a(chǎn)效率以及確保加工精度這兩個(gè)前提條件下考慮，知道方案二比較的合理。因此我最終確定以方案二來進(jìn)行生產(chǎn)的加工。最終詳細(xì)的卡片見附錄2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定按照上面的研究分析，已能決定斜齒輪軸各個(gè)表面的制造的余量，最后使用的每個(gè)表面的每個(gè)制造工序的加工余量見毛胚圖：2.6加工連接盤的設(shè)備與工藝的設(shè)備機(jī)床選用 X62式的銑床 512式的鉆床 6140車床 選用工裝該斜齒輪軸為中量生產(chǎn)的生產(chǎn)方式，因此選擇專用的工裝。刀具的選用各步的加工工序在銑床上面進(jìn)行的，選擇銑刀的材料為硬質(zhì)合金，就能夠滿足斜齒輪軸零件圖紙的質(zhì)量的要求。因?yàn)樾饼X輪軸要求的精度比較的高，可以選擇銑刀來對(duì)其加工，各個(gè)孔的工序加工，選擇材質(zhì)為高速鋼的鉆頭就可以滿足要求量具的選用孔加工的檢驗(yàn)都選擇極限的量規(guī)。其它的工序?qū)ξ恢枚鹊恼`，選擇使用千分表來進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)角度的尺寸使用專用的工裝來滿足，其它的尺寸選擇使用通用的量具就可以了。2.7確定切削用量工序車左端外圓成型：機(jī)床選取6140車床銑刀刀材質(zhì)選擇硬質(zhì)合金車刀。深度加工：，加工時(shí)：由參考書籍的表2.4-69，銑刀的刀桿伸出的長度使用取，深度制造。加工進(jìn)給距離得出。制造的速度：依據(jù)教科書籍書3資料表2.3-7取主軸制造時(shí)的動(dòng)度：，依據(jù)教科書籍3 資料表3.2-45得出制造時(shí)的速度：工作臺(tái)60秒鐘的加工進(jìn)給距離： 被切削層的距度：刀具切入的距離： 刀具切出時(shí)的距離： 選擇行程的次數(shù)：機(jī)器所用的工時(shí)：依據(jù)教科書籍1資料表2.5-37工步的另外的耗時(shí)是： 工序 車右端外圓成型已知條件：斜齒輪軸的材質(zhì)選擇：45鋼，鑄造成型，選擇CA6140車床采用外圓合金車刀，被切削加工層的長度：刀具車出后的距離為：車刀切出時(shí)的長度：走刀的次數(shù)是機(jī)動(dòng)的時(shí)間：依據(jù)教科書籍5資料表2.5-45可以知道車削加工的輔助的時(shí)間工序：鉆10孔：已知條件：所要求的材料為45鋼，鑄造成型。選取512鉆床。根據(jù)參考書7附表3237可以知道刀具的材質(zhì)選用錐柄的麻花鉆頭。因?yàn)樗膯芜叺挠嗔渴牵?mm所以制造的深度是：一個(gè)齒的加工進(jìn)給距離：依據(jù)教科書籍3資料表2.5-74得出，使用制造時(shí)的速度：依據(jù)教科書籍7的表3239得出，使用。依據(jù)式子2.6知道鉆床主軸制造時(shí)的轉(zhuǎn)速得：根據(jù)參考書3附表3.2-75 可以得到 制造時(shí)實(shí)際的速度：加工進(jìn)給距離： 工作臺(tái)60秒鐘的進(jìn)給距離： ：按照參考書7附表2.1-85可以知道,斜齒輪軸切削層加工的的長：研究斜齒輪軸零件毛坯的尺寸得出， 加工鉆頭切入的長度： 式（2.2）加工鉆頭的切出時(shí)的長度：選擇走刀的次數(shù)是1工序：鉆4孔已知條件：所指定的材料是 45鋼，鑄造成型。根據(jù)分析斜齒輪軸選取512鉆床。刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)5表4.3-9硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。（1） 鉆孔mm鉆孔前鑄件為實(shí)心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到，所以。鉆削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.4-38，取切削速度：參照參考文獻(xiàn)5表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有：，按照參考文獻(xiàn)5表3.1-31取所以實(shí)際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取工序 鉆2孔深度加工，一個(gè)邊的余量 總共1次加工完成進(jìn)給量按照計(jì)算資料5的表12-17計(jì)算 選取進(jìn)給量計(jì)算按照資料5的表8.2-5 =加工轉(zhuǎn)速得：根據(jù)車床使用說明的出,所以實(shí)際切削速度： 機(jī)床功率的校驗(yàn)：主要的車削力F根據(jù)資料5的表8.2-13計(jì)算得到：因此:F=1783.23(N)加工時(shí)所耗費(fèi)的功率Pc得:所以 (KW) 因此可以正常的工作加工所需要的工時(shí)的計(jì)算： 當(dāng)中 資料表5附表2.3-5計(jì)算得出 工序：銑齒所給定的條件：零件的材質(zhì)選擇 45鋼，鑄造成型。選用X62式的銑床。根據(jù)參考書7的表3336銑刀選用材質(zhì)銑刀或者面銑刀：， ，齒個(gè)數(shù)選因?yàn)榇藛芜叺挠嗔渴?mm因此銑削加工的深度是：進(jìn)給量各個(gè)齒是：按照參考書3的表2.1-76，使用制造的速度：依據(jù)教科書籍7資料表3239，取。主軸制造的速度： 式（2.1）列的式子 V制造的速度； d銑刀的尺寸大小。依據(jù)式子2.6主軸制造時(shí)的速度：依據(jù)教科書籍3資料表3.1-79 制造的實(shí)際速度：加工進(jìn)給的距離： 銑床工作臺(tái)60秒的加工進(jìn)給距離： ：依據(jù)參考書7附表2.6-87,工序銑4mm槽已知的條件表面粗糙度值R都為，要確保達(dá)到加工的要求使用X62W銑床銑槽面時(shí)還應(yīng)該檢驗(yàn)機(jī)床的功率與進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度深度加工：一個(gè)邊的余量，進(jìn)行次加工；進(jìn)給距離：依據(jù)教科書籍機(jī)械加工工藝手冊(cè)13-12，知道；制造速度的計(jì)算： 主軸制造時(shí)的轉(zhuǎn)速：由車床使用說明得出，故制造實(shí)際的速度：加工所需要的時(shí)間: 所列出的公式中因此工序 鉗工工序 去毛刺3 銑20圓孤專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工斜齒輪軸零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)銑20圓孤夾具一套。將用于銑床，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)斜齒輪軸的銑20圓孤表面進(jìn)行加工。3.2銑20圓孤夾具設(shè)計(jì)本夾具主要用來銑斜齒輪軸寬度為20圓孤。由加工本道工序的工序簡圖可知。斜齒輪軸20圓孤有粗糙度要求，因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知20的軸線所在外圓和端面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來看，端面是已加工好的，本工序中，定位基準(zhǔn)是右端面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是外圓20軸線，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，保證垂直度的要求。在本工序只需要確定外圓與端面放平。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用銑刀對(duì)斜齒輪軸為20圓孤同時(shí)進(jìn)行銑加工。同時(shí)為了采用手動(dòng)夾緊。3.2.3定位誤差分析本夾具選用的定位元件為定位。其定位誤差主要為：由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可見這種定位方案是可行的。3.2.4銑削力與夾緊力計(jì)算本夾具是在銑床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥茫€用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式（3.2）Fj沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺紋中徑(mm)螺紋升角()1螺紋副的當(dāng)量摩擦()2螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角()r螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑()根據(jù)參考文獻(xiàn)6其回歸方程為 FjktTs其中Fj螺栓夾緊力(N)； kt力矩系數(shù)(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N3.2.5夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)參考文獻(xiàn)11定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。圖3.7 定向鍵根據(jù)參考文獻(xiàn)11夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。圖3.8 U型槽主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸螺栓直徑121430203.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)夾緊裝置采用移動(dòng)的壓板來夾緊工件，采用的移動(dòng)壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖ZJX-02所示。3.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明本夾具用于在立式銑床上加工斜齒輪軸的20圓孤。工件以外圓及端面為定位基準(zhǔn)。采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。結(jié)束語在進(jìn)行產(chǎn)品制造工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)制造工藝與和設(shè)計(jì)的工裝設(shè)計(jì)得到的創(chuàng)新。在斜齒輪軸的制造工藝當(dāng)中也也遇到了好多的問題，但是我們都一一把它解決掉，就像斜齒輪軸在制造前期工作的預(yù)備時(shí)，對(duì)要編制的的制造的順序，對(duì)斜齒輪軸的質(zhì)量的