機械制造技術課程設計傳動齒輪的加工工藝及磨Φ32孔的夾具設計【全套圖紙UG三維】

1、天津大學仁愛學院機械工程系2011級機械制造課程設計提供各專業(yè)全套設計機械制造技術基礎課程設計說明書    題目：傳動齒輪的批量生產(chǎn)機械加工工藝過程設計及磨32孔的夾具設計   系 名： 機械工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 姓 名： 指導教師： 第一章 零件的工藝分析1.1 零件圖圖1-1 零件二維圖圖1-2 零件三維圖1.2 零件的作用及工藝分析1.2.1 零件的作用設計做的零件是節(jié)圓卡盤，通過過渡盤連接在磨床上，對傳動齒輪起到裝夾固定的作用。全套圖紙ug三維，加1538937061.2.2 工藝分析 由傳動齒輪

2、零件圖得知，其材料為20crmnti。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應力、要求耐磨的零件。傳動齒輪類零件是機器和其他部件的基礎零件，它把有關的軸、軸承、套、和齒輪等零件按一定的相對關聯(lián)為一體，使它們保持正確的相對位置，能按一定的傳動關系彼此協(xié)調地運動。1.2.3零件各加工表面及技術要求表1-1 零件加工表面及技術要求序號加工表面基本尺寸（mm）公差等級（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）1105外圓面105it100-0.13.2246外圓面46未注公差12.5332內孔32it8+0.02500.85左右兩端面32未注公差0.021.66105

3、外圓兩側面20未注公差0.021.678-13孔13未注公差12.58鍵槽35.3it12+0.203.29齒面97.5未注公差1.61.3零件毛坯與生產(chǎn)綱領1.3.1 確定毛坯零件的材料為20crmnti，1.3.2 傳動齒輪加工的主要問題和工藝過程設計由以上分析可知，該傳動齒輪零件的主要加工表面是平面和孔面。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于傳動齒輪來說，加工過程中的主要問題是保證平面的精度及位置精度，處理好深槽和平面之間的相互關系。由于傳動齒輪的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.3.3 孔與面的加工順序 傳動齒輪類零件的加工應

4、遵循先面后孔的原則：即先加工傳動齒輪上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速箱傳動齒輪的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。1孔的加工方法；傳動齒輪孔加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最底的機床。根據(jù)傳動齒輪零件圖所示的傳動齒輪的精度要求和生產(chǎn)率要求。運用專用夾具保證孔

5、的精度要求。1.3.4傳動齒輪加工定位基準的選擇1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：a、保證各重要面的加工余量均勻；b、保證裝入傳動齒輪的零件與表面有一定的間隙。2精基準的選擇從保證傳動齒輪孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證傳動齒輪傳動齒輪在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從傳動齒輪傳動齒輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是傳動齒輪傳動齒輪的裝配基準

6、，但因為它與傳動齒輪的主要支承孔垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。從傳動齒輪零件圖中可知大部分尺寸和行為公差都是以32孔中心線及其端面為設計基準，因此，根據(jù)“基準重合”和“基準統(tǒng)一”的原則必須首先加工出32孔及其端面，作為后續(xù)工序的精基準。根據(jù)粗基準的選擇原則，選擇鑄件毛坯外圓作為粗基準。第二章 制定零件工藝規(guī)程 2.1 擬定機械加工工藝路線: 根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度，參考機械加工工藝手冊（考慮加工經(jīng)濟精度的加工方案選擇表），得到各表面的加工方案，根據(jù)加工順序的安排原則，制定如下加工方案：表2-1 擬定機械加工工藝路線工

7、序號工序名稱工序內容設備01粗車1）粗車46外圓面，105外圓面2）粗車右端面及105外圓右側面3）掉頭，粗車左端面及105外圓左側面車床02半精車1） 車105外圓面2） 車右端面及105外圓右側面3）掉頭，車左端面及105外圓左側面車床03精車1）精車右端面及105外圓右側面2）掉頭，車左端面及105外圓左側面車床04車32孔1） 粗車32孔2） 半精車32孔3） 精車32孔車床05鉆孔鉆813孔，成鉆床06滾齒滾齒滾齒機07插削鍵槽插削鍵槽插床08磨孔磨32孔，成磨床09去毛刺10檢驗2.2 確定切削用量及基本工時： 由于考慮到傳動軸在運動時的偏心載荷產(chǎn)生的振動，為保證零件工作可靠，零件

8、零件尺寸不大，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。（1）上下端面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面和底面加工分粗、精車加工。各工步余量如下：粗車：參照實用機械制造工藝設計手冊表7-23。其余量值規(guī)定為2.73.5mm，現(xiàn)取3mm。 表7-27粗車平面時厚度偏差取-0.28mm。精車：參照實用機械制造工藝設計手冊表7-24。其余量值規(guī)定為0.81.0mm，現(xiàn)取1mm。毛坯的基本尺寸為32+3+3+1=39mm。根據(jù)實用機械制造工藝設計手冊表2-5，尺寸公差等級選用ct7，可得毛坯尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：39-0.8=38.2mm 毛坯最大尺寸為：39+0.8=3

9、9.8mm2.2.1 粗車外圓面及端面（1）、車削寬度的選擇查機械制造工藝設計簡明手冊表3.127可知：粗車：38 這里取3（2）、車削進給量的選擇查機械制造工藝設計手冊表328 329可知：0.10.3 這里取0.2 1（3）、車削速度的選擇查機械制造工藝設計手冊表330可知：v = 0.40.6 m/s 這時取0.5m/s = 30m/min 查機械制造工藝設計實用手冊表1151 取 由于是粗車，故整個車刀不必過整個工件 查機械制造工藝、金屬切削機床設計指導表1.415 可知： 所以，查機械制造工藝設計手冊表325有 ：式中： 所以， 2.2.2 半精車外圓面和各端面（1）、車削寬度的選擇

10、查機械制造工藝設計簡明手冊表3.127有半精車 這里?。?）、車削給量的選擇查機械制造工藝設計手冊表328有 （3）、車削深度的選擇查機械制造工藝設計手冊表329有 （4）、車削速度的選擇 查機械制造工藝設計手冊表330有 所以：（5） 計算切削時間 查機械制造工藝、金屬切削機床設計指導表1.415 可知： 所以，（6）計算車削力 查機械制造工藝設計手冊表325有 ：式中： 所以， 2.3 磨32內圓孔工件材料為20crmnti?？椎闹睆綖?2mm，表面粗糙度12.5。加工磨床為mg2110，加工范圍880mm。加工工序為磨，加工刀具為：磨孔32mm。確定進給量 根據(jù)參考文獻。查mg2110說

11、明書，取fr=0.5mm。磨削力按機械加工工藝設計實用手冊所示公式計算1 內圓磨削砂輪直徑小，轉速受到內圓磨床轉速的限制一般為（10000-20000r/min）砂輪圓周速度一般達不到30-35m/s2 砂輪高速旋轉運動是主運動，磨削速度是外圓線速度 vc=3.14dn/1000*60 d=砂輪直徑 n砂輪轉速 3.14*32*14400/1000/60=24.11523 工件圓周進給速度vw單位m/min vw=3.14dn/1000 d-工件直徑 n-工件轉速（28-500r/min）取32 3.14*32*28/1000=2.8134 軸向進給量fa 軸向進給量是指工件轉一周沿軸線方向相

12、對于砂輪移動的距離mm/r通常 fa=（0.02-0.08）b，b為砂輪寬度 取fa=0.645 徑向進給量fr 徑向進給量是指砂輪相對工件在工作臺每雙單行程內移動的距離，fr=0.5mm6 查mg2110磨床說明書砂輪（z1、z2軸）電動機功率4kw、2.2kw機床總功率15.6kw第三章 夾具設計3.1. 夾具設計任務： 由于生產(chǎn)類型中等批量生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質量，故需設計專用夾具。本次設計主要是32磨孔的夾具設計，3.2夾緊元件及動力裝置確定 1 本夾具裝夾很簡通過薄膜盤鏈接的卡爪對節(jié)圓柱的夾緊。固定工件的齒輪。并通過保持架對端面的固定。固定工件的位置。 2 通

13、過過渡盤鏈接薄膜盤 3-1 過渡盤圖3-2 過渡盤和保持架裝配的三維圖3.3定位基準的選擇：出于定位簡單和快速的考慮，選擇46的左端面和齒面作為定位基準面，用保持架進行定位限制了3個自由度，選擇齒面作為定位基準面，用一個節(jié)圓柱進行定位，它限制了2個自由度。所限制的自由度為5個，由于沒有1個自由度被重復限制，所以屬于完全定位。3.4 定位誤差分析： 本工序采用46端面為基準定位，在豎直方向上存在定位誤差，誤差大小為t=0.0163.5夾具操作的簡要說明 該夾具安裝簡單，將工件放入節(jié)圓卡盤內用保持架固定端面，用卡爪壓緊節(jié)圓柱。節(jié)圓柱卡在工件分度圓的位置上固定尺輪面。將薄膜盤安裝在過渡盤上并用螺栓鎖

14、緊； 圖3-圖 3-4 夾具裝配圖三維圖3 夾具裝配圖二維圖第四章 組內校對 在整個設計完成后，我對吳廣平同學制定的工藝過程和工序卡，以及夾具設 計裝配圖進行了校對。發(fā)現(xiàn)其中幾個問題 ：1夾具設計裝配圖中鉆磨板過高與所加工的孔距離有點大。2鉆磨板的設計不合理經(jīng)改正距離已經(jīng)合里了。3芯軸的設計不合理，應改用階梯芯軸。 4個別配合標注錯誤，需要查表進行改正。 結 論通過近段時間的設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了夾具設計的整個過程。在整個設計過程中，我本著實事求是的

15、原則，抱著科學、嚴謹?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關的資料和相關產(chǎn)品信息。這一次設計是在大學里最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也是最難的一次。在工件的加工工藝及工裝設計的時候，不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了傳動齒輪的工藝分析與加工設計。本次畢業(yè)設計過程中使我學到的知識，使我終生受益。由于個人能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。參考文獻1課程設計指導書及參考資料m.天津： 天津大學，1998.2金屬切削手冊m. 上海：科學技術出版社，1982.5.3鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程m. 北京：機械工業(yè)出版社，2012. 4李名望機床夾具選用簡明手冊m北京：化學工業(yè)