先進(jìn)制造技術(shù) 雙聯(lián)齒輪夾具設(shè)計(jì)

1、先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)計(jì)題目：雙聯(lián)齒輪夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí)：機(jī)制131 組 別：第四組 成 員：郭永勝、柳林、姚國廉、張海龍 指導(dǎo)老師：白斌沈陽工程學(xué)院 機(jī)械學(xué)院沈 陽 工 程 學(xué) 院雙聯(lián)齒輪專用夾具 設(shè)計(jì)成績評(píng)定表系（部）：機(jī)械學(xué)院 班級(jí)：機(jī)制131班 學(xué)生姓名：第四組指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 審 意 見評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定課程設(shè)計(jì)方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述

2、充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55432指導(dǎo)教師評(píng)審成績（加權(quán)分合計(jì)乘以12） 分加權(quán)分合計(jì)指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 年 月 日評(píng) 閱 教 師 評(píng) 審 意 見評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35432評(píng)閱教師評(píng)審成績（加權(quán)分合計(jì)乘以8）分加權(quán)分合計(jì)評(píng) 閱 教 師 簽 名： 年 月 日課 程 設(shè) 計(jì) 總

3、 評(píng) 成 績分目 錄一、產(chǎn)品簡介 （2）二、FMS系統(tǒng)介紹（4）三、先進(jìn)制造工藝介紹（7）四、零件加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及計(jì)算（9）（一）確定毛坯的制作式 （9）（二）基準(zhǔn)的選擇 （9）（三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析 (9)（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (12)（五）各工序的定位夾緊方案的選擇 (13)（六）專用夾具的選擇 (14)（七）機(jī)械加工工藝過程卡 (15)五、典型工序基于Edegcam軟件虛擬加工仿真 （17）六、課程設(shè)計(jì)總結(jié) （20）一、產(chǎn)品簡介 2D設(shè)計(jì)圖 3D實(shí)體圖（一）零件的作用雙聯(lián)齒輪是一些機(jī)械設(shè)備變速箱中，通過操作機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動(dòng)齒輪，從而實(shí)現(xiàn)變速。32花

4、鍵孔有較高精度。（二）零件的工藝分析該零件時(shí)齒輪類零件，形狀規(guī)則，尺寸精度和形位精度要求均較高，零件的主要技術(shù)分析如下：（1）齒輪端面對準(zhǔn)A的圓跳動(dòng)公差不超過0.05mm，主要是保證端面平整光滑，雙聯(lián)是利用花鍵軸和花鍵孔進(jìn)行配合定位，因此必須保證花鍵孔的尺寸精度。 雙聯(lián)齒輪之間嚙合要求嚴(yán)格，要保證雙聯(lián)齒輪的齒形準(zhǔn)確及同軸度較高。（2）由于零件是雙聯(lián)齒輪，軸向距離較小，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)是選擇合理的加工工藝（3）齒輪要求加工精度高，要嚴(yán)格控制好定位（4）32的花鍵孔是比較重要的孔，也是以后機(jī)械加工各工序中的主要定位基準(zhǔn)。因此加工花鍵孔的工序是比較重要的。要在夾具設(shè)計(jì)中考慮保證到此孔精度及粗糙度要求。（

5、三）零件的應(yīng)用前景 （1）主要應(yīng)用在汽車的變速箱中（2）機(jī)床變速箱和減速器（3）隨著汽車的日漸普及，減速器變速箱等需求量大大增加，因此該零件有廣闊的市場前景。（四）我們的優(yōu)勢 采用先進(jìn)制造理念，在保證精度強(qiáng)度的前提下，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約寶貴的人力物力。1、 FMS系統(tǒng)介紹 （一）簡介 （1）該件為典型的雙聯(lián)齒輪,在FMS系統(tǒng)中，需要完成雙聯(lián)齒輪的車端面外圓、鉆孔、拉花鍵和插齒工序 。（2）對輸入鑄造毛坯進(jìn)行粗加工，然后對零件表面進(jìn)行精加工處理，之后對其進(jìn)行車外圓、銑平面、鉆孔、拉花鍵和插齒。最后輸出成品，輸送存儲(chǔ) （二）FMS柔性制造系統(tǒng)示意圖（三）機(jī)床型號(hào) DKGP-36P系列自動(dòng)車床

6、三、先進(jìn)制造工藝介紹 我們的齒輪加工過程將采用高速切削加工，下面介紹高速切削（一）高速切削的速度定義高速切削速度不能簡單地用某一切削速度數(shù)值來定義，不同的切削條件，具有不同的高速切削速度范圍。不同的工件材料的大致高速切削速度范圍如圖1所示。高速銑削鋼時(shí)，切削速度的下限是500-800m/min，高速銑削鋁合金時(shí)，切削速度的下限是3000-5500m/min。（二）高速切削的主要優(yōu)點(diǎn)1）隨切削速度提高，材料切除效率增加，大幅度提高加工教率，降低加工成本。2）切削速度提高，切削力隨之減少，平均切削力可下降30%。這對降低高轉(zhuǎn)速主軸的功耗有明顯影響，并有利于低剛性和薄壁零件的加工。3）高速切削平時(shí)采

7、用小切深，大進(jìn)給，并且切削力降低，使加工表面質(zhì)量明顯提高，并有利于低剛性零件的加工。4）高速切削大量的切削熱隨切屑排出，大致在90%以上，加工工件的溫升小，有利于降低工件的熱變形和減小加工的殘留內(nèi)應(yīng)力。5）從切削動(dòng)力學(xué)分析，機(jī)床轉(zhuǎn)速提高，使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)高于機(jī)床的低階固有頻率，這有利于降低加工表面粗糙度。6）高速切削可代替磨削用于淬硬工件的粗加工和半精加工，不僅明顯提高加工效率，而且不用切削液，有利于環(huán)境保護(hù)。四、零件加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及計(jì)算（一）確定毛坯的制造形式由于零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，且有臺(tái)階軸，力學(xué)性能要求較高，精度較高且要進(jìn)行大量生產(chǎn)所以選用模鍛件，其加工余量小，表面質(zhì)量好，機(jī)

8、械強(qiáng)度高，生存率高。工件材料選用45鋼，毛坯的尺寸精度要求為IT1112級(jí)（二）基準(zhǔn)的選擇根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析。知32花鍵孔，端面圓跳動(dòng)，平行度等均應(yīng)通過正確的定位才能保證，故對基準(zhǔn)的選擇應(yīng)欲與分析(1)粗基準(zhǔn)的選擇按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，故應(yīng)分別選擇AB端面為粗基準(zhǔn)，在加工32花鍵孔應(yīng)選擇花鍵孔以及B面為第二位毛基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇在加工完32花鍵孔以后各工序則分別一面兩孔為定位精基準(zhǔn)。這樣就滿足了基準(zhǔn)重合的原則和互為基準(zhǔn)的原則。在加工某些表面時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合，這時(shí)需要進(jìn)行尺寸鏈的換算。（三）工藝路線的擬定

9、（1） 工藝路線的擬定為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床配以專用的工具、夾具、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。 工藝路線一： 工藝路線二鍛造、正火 鍛造、正火1粗車外圓及端面 1粗車外圓及端面2拉花鍵孔 2拉花鍵孔 3去毛刺 3去毛刺 4精車外圓、端面 4精車外圓及端面5檢驗(yàn) 5檢驗(yàn)6滾齒 6滾齒7插齒 7倒角8倒角 8去毛刺9去毛刺 9剃齒 10剃齒 10齒部高頻淬火11齒部高頻淬火 11推孔12推孔 12衍齒13衍齒 13總檢14總檢 兩個(gè)工藝方案中除第七道工序不同外

10、，其他的工序都相同，二這道工序都是為了獲得Z=21的切削加工。方案一是對Z=33的齒形進(jìn)行滾齒加工后再對Z=21的齒輪進(jìn)行插齒加工，這樣能保證切削加工順利地進(jìn)行下去。方案二是對Z=33的齒坯進(jìn)行滾齒加工后繼續(xù)對Z=21的齒輪進(jìn)行滾齒加工，由于該零件是雙聯(lián)齒輪，兩齒輪間隔很小，若再對Z=21的齒坯進(jìn)行滾齒加工需得有專門的設(shè)備，增加了成本和加工難度另外，選擇方案時(shí)還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工具、夾具、量具等、本次設(shè)計(jì)選擇工藝路線方案一。根據(jù)工序方案一制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示:毛坯為鍛件，清理后進(jìn)行正火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力機(jī)械切削加工性能，在毛坯車間，對其認(rèn)真檢驗(yàn)分析，達(dá)到毛坯

11、的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來加工1毛坯鍛造2正火3粗車外圓及端面，留余量1.52mm，鉆、鏜花鍵底孔至尺寸 28H124拉花鍵孔5鉗工去毛刺6上心軸，精車外圓，端面及槽至要求7檢驗(yàn)8滾齒（Z=33）留余量0.070.1mm9插齒（Z=21）留余量0.040.0610倒角11鉗工去毛刺12剃齒（Z=33）公法線長度至尺寸上限13剃齒（Z=21）采用螺旋角度為5度的剃齒刀，剃齒后公法 線長度至尺寸上限14齒部高頻淬火15推孔16衍齒17總檢入庫根據(jù)此工序安排，編出機(jī)械加工工藝過程卡及工序卡。見附表機(jī)械工藝加工過程卡,附表機(jī)械加工工藝卡（四）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定1、毛坯尺寸的

12、確定，畫毛坯圖雙聯(lián)齒輪室一些設(shè)備變速箱中，通過與操縱機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動(dòng)齒輪，從而實(shí)現(xiàn)變速。要求配合精度較高，力學(xué)性能較好，且生產(chǎn)綱領(lǐng)是成批生產(chǎn)，所以毛坯選用模鍛件，再給以正火處理，以消除鍛件在鍛造過程中的內(nèi)應(yīng)力。由文獻(xiàn)1，該種鍛件的工差等級(jí)為CT79級(jí)，故取CT為9級(jí)。由文獻(xiàn)1可用查表法確定各表面的總余量，但由于用查表法所確定的總余量與生產(chǎn)實(shí)際情況有些差距，故還應(yīng)根據(jù)工廠具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由文獻(xiàn)1可查出鍛件主要尺寸的公差，先將調(diào)整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸87.5外圓87.5491.557.5外圓57.5461.5424254742長4254718厚

13、1832120厚20323花鍵孔28327（五）各工序的定位夾緊方案的選擇1.粗車外圓及端面，鉆鏜花鍵底孔至尺寸28（1）已知87.5外圓長度方向上的加工余量為3mm,實(shí)際加工余量為1.5mm,故分一次加工，長度加工公差為IT11級(jí)取-0.19mm2、擴(kuò)孔刀具直徑do=27mm；刀具幾何參數(shù)同上。倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動(dòng)進(jìn)給。3、倒角刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。4 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,5.齒輪加工（1）滾齒加工33齒（2）插齒加工21齒6齒部高頻淬火珩齒精磨工件，砂輪寬

14、度b=2mm(六)專用夾具的選擇 齒輪加工夾具示意圖磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，如圖920所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動(dòng)較小，對以后磨齒或珩齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果。一、為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證零件的加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通過對零件分析、毛坯的制造形式和基面的選擇，工藝路線的擬定可以知道加工雙聯(lián)齒輪需要用專用的夾具。二、定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為齒輪的中心線，采用V形塊定位，既能用于精基面定位，又能用于粗基面定位，既能用于完整的圓柱面，也能用于局部的圓柱面，而且具有對中性（使工件的定位基準(zhǔn)總處在V形塊兩工作表面的對稱面內(nèi)），活動(dòng)V形塊還

15、可以兼作夾緊元件。三、為了保證加工精度，采用V形塊定位時(shí)，需要考慮定位誤差（基準(zhǔn)不重合和基準(zhǔn)位移），保證齒輪的裝配精度。四、為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，在保證齒輪裝配精度的前提下，采用大量生產(chǎn)，采用專用夾具。（七）機(jī)械加工工藝過程卡零件名稱雙聯(lián)齒輪二鍛造每件毛坯制坯數(shù)第 一 頁零件生產(chǎn)批量500045鋼零件外形尺寸工序號(hào)工種工序名稱機(jī)床型號(hào)夾具名稱刀具名稱輔助名稱量 具10車粗車外圓及端面留余量1.5-2mmCA6140車夾具高速鋼車刀游標(biāo)卡尺150×0.0220車鉆鏜花鍵孔至尺寸28H12C6136（專）車28孔夾具鉆擴(kuò)復(fù)合鉆28×401-50mm內(nèi)徑千分尺30拉拉

16、花鍵孔至規(guī)格L6120 拉夾具矩形花鍵拉刀拉夾頭花鍵量規(guī)40鉗去毛刺50車上芯軸，精車外圓，端面及槽至要求CA6140上芯軸裝夾高速鋼外圓，端面及車槽刀游標(biāo)卡尺150×0.0260銑滾齒（Z=33)留剃余量0.07-0.12mmY3150E上芯軸裝夾高速鋼剃前齒輪滾刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀70銑插齒（Z=21)留剃余量0.04-0.06mmY5132上芯軸裝夾盤形直齒插齒刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀80車倒角（1,2齒15o牙角）CA6140上芯軸裝夾75o外圓車刀90鉗去毛刺100銑剃齒（Z=33)公法線長度至尺寸上限Y4232C上芯軸裝夾盤形剃齒刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀110銑剃齒（Z=21)公法線長度至尺寸上限Y4232C上芯軸裝夾盤形剃齒刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀120銑推孔130銑珩齒砂輪5、 典型工序基于Edegcam軟件虛擬加工仿真六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次的先進(jìn)制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)我又重新溫習(xí)了書本上的內(nèi)容，對書本上的知識(shí)有個(gè)進(jìn)一步深入的了解。書上的東西永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)的，而基礎(chǔ)正是向更深的領(lǐng)域邁進(jìn)，沒有這個(gè)基礎(chǔ)我們永遠(yuǎn)都不會(huì)享受到成功的喜悅。這次的設(shè)計(jì)我基本是滿意的，這時(shí)這段時(shí)間我與同組同學(xué)共同努力的結(jié)果。通過這次課程設(shè)計(jì)，一個(gè)深刻的體會(huì)就是，一個(gè)良好的設(shè)計(jì)思路往往可以省略一大半的時(shí)間，所