斜齒輪軸機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì)

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 題目名稱：斜齒輪軸機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì) 班 級：20 11級 機(jī)制 專業(yè) 1 班姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：陳志亮 評定成績：教師評語： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日成績評閱教師日期摘要：通過對斜齒輪軸零件進(jìn)行分析，在滿足加過技術(shù)求的前提下，確定了斜齒輪軸的制造形式。參閱有關(guān)技術(shù)手冊，制定了機(jī)械加工工藝路線，確定了各工序尺寸和加工余量。通過計(jì)算確定了切削余量和基本工時(shí)，并制定了機(jī)械加工工藝過程卡片。為了給生產(chǎn)的計(jì)劃、調(diào)度、工人的操作提供依據(jù)，提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，根據(jù)加工需要設(shè)計(jì)了一套工裝夾具。關(guān)鍵詞：

2、斜齒輪軸；加工工藝制定；夾具分析 目錄一、課程設(shè)計(jì)的目的1二、設(shè)計(jì)內(nèi)容.1三、零件分析.3四、毛坯的確定.4五、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì).5六、擬定加工工藝路線方案.7七、選擇加工設(shè)備及工藝裝備.10八、確定工序尺寸.12九、切削用量的選擇.13十、夾具的設(shè)計(jì).15十一、總結(jié).26十二、參考文獻(xiàn).26   前     言  本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的一個綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)，能綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，掌握機(jī)械制造過程中的加工方法、

3、加工裝備等基本知識，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。   本次機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)不僅僅能幫助我們利用已學(xué)的知識進(jìn)行設(shè)計(jì)，還培養(yǎng)了我們自己分析，獨(dú)立思考的能力。這次綜合性的訓(xùn)練，我在以下幾方面得到鍛煉： 1、能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本原理以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地解決 一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 2、 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)零件的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)

4、計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的零件的能力。 3、 學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。 對我而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于個人水平亟待提高，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。斜齒輪軸機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械制造技術(shù)是以機(jī)械制造中的工藝問題為研究對象，實(shí)踐性較強(qiáng)的一門學(xué)科，學(xué)生在學(xué)完了該課后并完成了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)通過課程設(shè)計(jì)受到一次理論聯(lián)系實(shí)際的

5、綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決機(jī)械制造工藝技術(shù)問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)在下述各方面得到鍛煉：1、能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位。夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。2、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3、學(xué)會使用手冊及圖表資料。4、能具備一定創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）、分析零件圖紙，進(jìn)行工藝審查。1、本零件為機(jī)械設(shè)備的斜齒輪軸軸，功用是傳遞動力和改變輸出軸運(yùn)動方向要求編制一

6、個典型的中等復(fù)雜程度的機(jī)器零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，按教師指定設(shè)計(jì)其中一道工序的專用夾具，并撰寫設(shè)計(jì)說明書。具體內(nèi)容如下：1)、選擇毛坯的制造方法，制定毛坯技術(shù)要求。2)、擬定零件的機(jī)械加工工藝過程。3）、合理選擇各工序的定位基準(zhǔn)。4）、正確確定各工序的夾壓位置和夾緊力的方向和作用點(diǎn)。5)、確定各工序所用的加工設(shè)備。6)、確定刀具材料，類型及規(guī)定量具種類。7）、確定一個加工表面的工序余量和總余量。8）、選定一個工序的切削用量。9）、確定工序尺寸，正確擬訂工序技術(shù)要求。10）、確定工序使用的冷卻潤滑液。11）、計(jì)算一個工序的單件工時(shí)。12）、設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具（需計(jì)算切削力、夾緊力）。繪制夾具

7、裝配圖。13）、測繪夾具中的指定零件。14）、填寫工藝文件。15）、編寫設(shè)計(jì)說明書。（以上內(nèi)容的取舍根據(jù)具體情況由教師酌定）3、 零件分析3.1零件的結(jié)構(gòu)分析3.1.1工藝特點(diǎn)齒輪軸類件的工藝特點(diǎn)首先是它的形面特征多，在基于特征的零件信息描述中可以把它分為主特征：內(nèi)外圓柱面、圓錐面、齒輪表面等；輔助特征：鍵槽、小平面、花鍵、螺紋等。另外，齒輪軸類件加工所使用的機(jī)床多，材料及熱處理種類也較多。它的工藝特征如尺寸精度、形位公差、表面質(zhì)量也要求較高。在機(jī)械加工中，每一種零件都有幾種加工工藝方法與之對應(yīng)，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件整體形狀和輪廓尺寸、制造資源等，針對每一特征的加工精度、表面粗糙度及不同材料選擇

8、不同加工方法。且此零件為大批大量生產(chǎn)，工藝安排傾向于工序分散原則，選用通用設(shè)備+通用公裝，工藝手段采用常規(guī)工藝。3.1.2基本工藝過程1、銑端面-銑床 2、熱處理-調(diào)質(zhì)3、鉆中心孔-鉆床4、車右端外圓、倒角-車床5、車左端外圓、齒頂圓及倒角-車床 6、鉆孔-鉆床7、銑左端凹槽-銑床8、銑右端圓弧面-銑床9、滾齒-滾齒機(jī)10、去毛刺-鉗工 11、成品檢驗(yàn)3.2 零件的結(jié)構(gòu)工藝分析20、24.7、16圓柱面及28.75齒面。其主要加工的面有車20、24.7的外圓柱面及齒面，銑1個4的槽。由于傳動與裝配的要求較高，對于20、24.7、16圓柱面有較高的同軸度要求，對于20圓柱面及28.75齒面有徑向

9、圓跳動要求，對于20圓柱面與4的槽有較高的對稱度要求。粗糙度方面表現(xiàn)在：對于20、 28.75圓柱表面端面有較高的要求為Ra1.6m,要求較高。其余為Ra12.5m，這些在安排加工工藝時(shí)也需給予注意。工件上大量的倒角為1X1，加工過程中應(yīng)該主意。4、 毛坯的確定4.1毛坯的選擇毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機(jī)械加工的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)

10、中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時(shí)需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度和韌性，以使金屬纖維盡量不被切斷。因?yàn)橹睆讲钶^大的階梯軸，為了節(jié)約材料和減少機(jī)械加工的勞動量，鍛造使零件粗略成型，改善纖維組織提高零件強(qiáng)度。對于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件多選用45號鋼，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理和高淬火后，具有較高的綜合機(jī)械性能，能滿足使用要求，毛坯的尺寸要求高。又由于需要量產(chǎn)，且零件形狀

11、較簡單，尺寸也不大，故應(yīng)采用模鍛棒。坯料圖4.2外圓表面尺寸的確定 加工長度為107毫米，與其連接的最大外圓表面直徑為28.75，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取外圓表面直徑為30，20表面粗糙度為Ra1.6，需要半精加工和精加工即可此時(shí)直徑余量為7已能滿足加工要求20×12、20×17、20×30、24.7×3、16×3、16×6。4.3外圓表面沿軸線長度方向加工余量及公差的確定 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊鍛件復(fù)雜形狀復(fù)雜系數(shù)為S1鍛件材質(zhì)系數(shù)為M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）大于0-95毫米，故長度方向偏差為+1.9-0.9毫米。 長

12、度方向余量查表2.2-25其余量規(guī)定值為8-12毫米，取10毫米20處外圓加工余量為11 mm，30處外圓加工余量為10 mm，24處外圓加工余量為10 mm，16處外圓加工余量為11 mm。因?yàn)殄懺扉L軸時(shí)，有可能出現(xiàn)不在同一軸線上，故流余量稍大些，防止毛坯報(bào)廢。查工藝手冊粗車外圓后半精車余量單邊留1.2 mm即可，半精車后外圓磨削余量0.5 mm.由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只上只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大最小之分。由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定，但軸類零件一

13、般以兩中心孔定位，加工精度就可保證，所以不用調(diào)整法加工即可。4.4毛坯圖的設(shè)計(jì) 毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查機(jī)械加工工藝手冊 、機(jī)械零件工藝手冊，再考慮到其所要加工的次數(shù)，知磨削余量，精車-粗車各余量,粗車余量可選用1mm，精車余量可選用0.5mm，傳動軸磨削余量可取0.25mm 。毛坯精度等級為IT9級5、 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)5.1 基準(zhǔn)的概念和分類零件是由若干表面組成的，各表面之間都有一定的尺寸和相互位置要求。用以確定零件上點(diǎn)、線、面間的相互位置關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)按其作用不同，可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。5.1.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基

14、準(zhǔn)。如零件圖上的軸心線是各外圓和槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 5.1.2 工藝基準(zhǔn)在工藝中采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。按用途可分為定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn) 加工時(shí)使工件在機(jī)床或夾具中占據(jù)正確位置所使用的基準(zhǔn)。如零件在精車時(shí)，中心孔就是定位基準(zhǔn)。測量基準(zhǔn) 零件檢驗(yàn)時(shí)，用于測量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用已確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn)。零件圖中的24.7、 28.78即為裝配基準(zhǔn)。5.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇選擇工件的定位基準(zhǔn)，實(shí)際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)

15、。用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)為精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。5.2齒輪軸的基準(zhǔn)選擇5.2.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇的原則是：（1）非加工表面原則（2）加工余量最小原則（3）重要表面原則（4）不重復(fù)使用原則（5）便于裝夾原則。根據(jù)以上選擇的原則，在加工時(shí)：（1）車左端時(shí)，以兩端端面中心孔作為粗基準(zhǔn)。（2）車右端時(shí)，以兩端端面中心孔作為粗基準(zhǔn)。 5.1.2精基準(zhǔn)的選擇選擇的原則是：（1）基準(zhǔn)重合原則（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則（3）自為基準(zhǔn)原則（4）互為基準(zhǔn)原則（5）便于裝夾原則 根據(jù)以上選擇的原則，我們就可以選擇端面的中心孔作為精基準(zhǔn)。由

16、于該傳動軸的幾個主要配合表面，軸肩面對基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動要求，它又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。 根據(jù)零件的圖紙和使用要求分析左右兩個20圓跳動要求為0.008mm?；鶞?zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得以保證，生產(chǎn)率得以提高，否則加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇對于一般軸類零件而言以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。（2）精基準(zhǔn)的選擇，以兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準(zhǔn)既符合基準(zhǔn)重合原則又能使基準(zhǔn)統(tǒng)一。所以以兩頂尖為定位基準(zhǔn)。兩頂尖

17、孔質(zhì)量的好壞對加工精度影響很大，應(yīng)盡量做到兩頂尖孔軸線重合，頂尖接觸面積大，表面粗糙度底，否則，將會因工件與頂尖間的接觸剛度變化而產(chǎn)生加工誤差作為定位基準(zhǔn)的中心孔經(jīng)過多次使用可能磨塤或拉毛或因熱處理和內(nèi)應(yīng)力發(fā)生位置變動或表面產(chǎn)生氧化皮。因此，經(jīng)常注意保持兩頂尖孔的質(zhì)量是軸類零件加工的關(guān)鍵問題之一。5.3制定工藝路線5.3.1 加工階段的劃分工件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，都應(yīng)劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。如果加工精度和表面質(zhì)量要求特別高，則還可增設(shè)光整加工和超密加工階段。5.3.2 各加工階段的主要任務(wù)（1）粗加工階段的任務(wù)是切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的形狀和尺寸

18、。（2）半精加工階段的任務(wù)是留下精加工余量后使主要表面達(dá)到一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備并完成一些次要表面的加工。 （3）精加工階段的任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的精度和表面粗糙度。5.3.3加工順序的安排（1）切削加工的安排原則：A.基準(zhǔn)先行B.先粗后精 C.先主后次 D.先面后孔（2）熱處理工序的安排： A.預(yù)備熱處理的目的的改善工件的加工性能，消除殘余內(nèi)應(yīng)力，改善金相組織，為最終熱處理做好準(zhǔn)備，如正火、退火和調(diào)質(zhì)等。預(yù)備熱處理一般安排在粗加工前，但調(diào)質(zhì)常安排在粗加工后進(jìn)行。B.消除殘余應(yīng)力處理的目的是消除毛坯制造和切削加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，如時(shí)效和退火。C.最終熱處理的目的是提高零件的

19、力學(xué)性能（如強(qiáng)度、硬度、耐磨性等），如調(diào)質(zhì)、淬火、回火以及各種表面處理，一般安排在精加工前。本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時(shí)需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度和韌性，故需要進(jìn)行滲碳淬火回火熱處理。此零件為配合件，配合部位的精度要求比較高，為了達(dá)到圖紙的精度要求，應(yīng)該安排磨削工序，來達(dá)到精度要求和提高表面性能。（3）輔助工序的安排：輔助工序包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、防銹等檢驗(yàn)。除了工序中自檢外，還需在下列場合單獨(dú)安排檢驗(yàn)工序：a.重要工序前后；b.送往外車間加工之前；c.全部加工工序完成、去毛刺之后。有些特殊去毛刺常安排在下列場合進(jìn)行：a.淬火工序之前；b.全部加工工序結(jié)束之后。5.3.4

20、 粗加工階段(1)毛坯處理、毛坯備料、鍛造和正火。(2)粗加工，鋸去多余部分、銑端面大中心孔和車外圓。這個階段的主要目的是：用大的切削用量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件的形狀和尺寸，只留下少量加工余量。通過這個階段還可及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件裂縫及缺陷，做處相應(yīng)措施。5.3.5 半精加工階段 (1)半精加工前熱處理 對于45號鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理達(dá)到HB235。 (2)半精加工外圓這個階段主要目的是：為精加工做好準(zhǔn)備，尤其為精加工做好基面準(zhǔn)備。一些要求不高的表面，在這個階段達(dá)到圖紙規(guī)定要求。5.3.6 齒輪加工階段磨削加工階段： (1)粗磨削加工前熱處理，低溫時(shí)效。 (2)精加工前各種加工、銑槽、研中

21、心孔、磨外圓、粗磨齒、二次時(shí)效。(3)精磨齒，保證重要表面的精度。 六、擬定加工工藝路線方案由于該零件是批量生產(chǎn)，可以采用機(jī)床配以專用夾具，工序以分散為主，某些工序可以適當(dāng)集中應(yīng)劃分加工階段，將粗加工和精加工分開，工藝路徑的擬定，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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以采用通用機(jī)床配一專用的工夾量具，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)成本降低。工序如下：(1)備料：45號鋼37×107(2)鍛造：為了零件粗略成型，到節(jié)約原材料，減少切削用量，改善纖維組織要嚴(yán)格控制鍛造溫度，最好能一火鍛成，

22、外圓鍛造余量8-10毫米，始鍛溫度1200度，終鍛 溫度800度，空冷。(3)退火處理：目的是降低硬度，改善切削加工性能。消除鍛造應(yīng)力以及細(xì)化晶粒和消除組織不均勻，退火溫度840-870保溫5小時(shí)，爐冷至550空冷。(4) 鉆中心孔B2 GB145-2001，銑端面至尺寸。(5)粗車：夾37粗車30、24、16、20均留余量3毫米，調(diào)頭車20留余量3毫米。(6)調(diào)質(zhì)熱處理：目的是為了提高零件的機(jī)械性能，獲得均勻的回火奧氏體，為表面硬化作好纖維組織上的準(zhǔn)備，是軸能獲得高強(qiáng)度的心部和高硬度的表層。同時(shí)有一個良好的硬度階梯，避免應(yīng)力集中。調(diào)質(zhì)淬火溫度830-850保時(shí)1-1.5分/毫米回火溫度600

23、-6402-4小時(shí) 調(diào)質(zhì)硬度HB220-250。(7)鉆中心孔。(8)半精車：半精車外圓各步，留余量0.5毫米，30車至尺寸。(9)滾齒：齒數(shù)21 模數(shù)1.25 精度等級9。(10)齒表面淬火: 不改變鋼的表層成分，僅改變表層組織且心部組織不發(fā)生變化。目的是保持工件的心部韌性和使表面得到較好的耐磨性，提高其沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能。感應(yīng)加熱表面淬火零件宜選用中碳非合金鋼和低碳合合金結(jié)構(gòu)鋼。經(jīng)感應(yīng)加熱表面淬火的工件，表面不易氧化，脫碳變形小，淬硬層深度易于控制，一般高頻感應(yīng)加熱淬硬層深度為1-2毫米，表面硬度比普通淬火高20-30HB。此外，該熱處理方便生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，多用于大批大

24、量生產(chǎn)形狀簡單的零件，符合要求。(11)銑槽: 保證尺寸。(12)研磨中心孔。(13)齒端面到角。(14)磨外圓：24、16兩外圓雖無尺寸精度，由于進(jìn)給箱齒輪軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中工作，進(jìn)給箱齒輪軸所產(chǎn)生微小不平衡都全影響內(nèi)磨質(zhì)量，因此，兩外圓需經(jīng)磨削加工。(15)粗磨齒。(16)二次時(shí)效：加熱到160保溫10小時(shí)空冷。(17)精磨齒。(18)終檢。(19)入庫。七、選擇加工設(shè)備及工藝裝備7.1機(jī)床的選擇本零件在粗加工階段所使用的是C616型普通車床，這是一種小型車床，床身最大工件回轉(zhuǎn)半徑為160mm，最大加工長度為550mm。適合批量較小，精度要求不高零件的加工。在精加工階段使用的是CJK6132型

25、數(shù)控車床，床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑：320mm,最大加工長度：600mm。精加工階段使用數(shù)控車床加工的優(yōu)勢在于：數(shù)控車床的加工精度比普通車床的高，能滿足零件設(shè)計(jì)的要求，而普通車床難以達(dá)到要求。再者數(shù)控車床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高，是普通車床的 35 倍。但數(shù)控車床的投資大，使用費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜。由于整個加工過程采用程序控制，數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜，包含工藝確定、程序編制等。綜合考慮這些因素，所以在粗加工階段所使用的是C616型普通車床來加工，精加工階段使用的是CJK6132型數(shù)控車床來加工。7.2 刀具的選擇在車床上加工的工序，一般都選用高速鋼W18C

26、r4。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金粗加工用YT5，精加工用YT15。為提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，可選用可轉(zhuǎn)位車刀。（GB5343.1-85，GB5343.2-85）滾齒根據(jù)金屬切削原理與刀具采用A級單頭滾刀能達(dá)到8級精度。滾刀選模數(shù)為3mm的型A級精度滾刀（GB6083-85）。銑刀按直柄鍵槽銑刀（GB1112-85）零件要求銑切深度為4mm，槽寬為8mm，因此所選銑刀=銑刀直徑d=8mm,L=50mm,l=14mm,d1=8用硬質(zhì)合金頂尖研磨中心孔，把硬質(zhì)合金頂尖的60度圓錐體修磨成角錐的形狀，使圓錐面留下4-6條均勻分布的刃帶。不帶護(hù)錐的A型中心孔，d=4,D=8.5,L2=3.9,t=3.5

27、。外圓磨削：200×20×75AF60L5v35ms 。7.3量具的選擇本零件屬成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)算器具的不確定度選擇；二是按計(jì)算器具的測量方法極限誤差選擇。選擇時(shí)，采用其中的一種方法即可。以及齒厚游標(biāo)卡尺。 7.3.1 徑向測量工具 選擇各外圓加工面的量具加工面尺寸尺寸公差量 具28.750.016分度值為0.01mm， 測量范圍為25-50mm外徑百分尺 （GB1216-85）20 0.016160.125220.125分度值為0.01mm， 測量范圍為20-50mm外徑百分尺 （GB1216-85）7.3.2工具軸向測量尺寸及

28、公差量具30分度值為0.02， 測量范圍為0150游標(biāo)卡尺。（GB1214-85）12173622分度值為0.02， 測量范圍為0150游標(biāo)卡尺。（GB1214-85）107分度值為0.02， 測量范圍為0500游標(biāo)深度尺。（GB1215-87）7.3.3選擇加工槽所用量具 槽經(jīng)粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗細(xì)是均為IT14；半精銑時(shí)，槽寬為IT9級、槽深為IT12均可選用分度值為0.01測量范圍010百分表（GB1219-85）.D選擇滾齒工序所用量具滾齒工序在加工時(shí)測量公法線長度即可。根據(jù)公差配合與測量技術(shù)，選分度值為0.01，測量范圍025的公法線百分尺（GB121

29、7-86）8、 確定工序尺寸確定工序尺寸的一般方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按需零件圖樣的要求標(biāo)注。8.1確定圓柱面的工序尺寸圓柱面即軸表面的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面根據(jù)有關(guān)資料已查處零件各表面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將總加工余量分為各工序加工余量，然后再由后往前計(jì)算工序尺寸。查表修正法是以生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的有關(guān)加工余量資料數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并按具件生產(chǎn)條件加以修正來確定加工余量的方法，該方法應(yīng)用比較廣泛。加工余量數(shù)值可在各種機(jī)械加工工藝手冊中查找，其步驟如下：1.根據(jù)各工序的加工性質(zhì)，查表得它們的工序余量。2.確定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。由各工序的加

30、工性質(zhì)查有關(guān)經(jīng)濟(jì)加工精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度。3.根據(jù)查的余量計(jì)算各工序尺寸。4.確定各工序的上下偏差。按“單向入體”原則，對于孔基本尺寸值為公差帶的下偏差，上偏差取正值；對于毛坯尺寸偏差應(yīng)取雙向?qū)ΨQ偏差。8.2確定軸向工序尺寸 確定各加工表面的工序加工余量，本零件各端面臺階的工序加工余量。因?yàn)橛庙敿忭斁o工件進(jìn)行加工，徑向又沒有標(biāo)注公差尺寸，只選用兩端面為測量基準(zhǔn)，故不用確定工序尺寸，每次工序加工中只選測量出要求尺寸即可。所以軸向工序尺寸可略。8.3 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：槽寬為4mm，槽深7mm。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

31、為2mm。則粗銑的工序尺寸：槽寬為3mm，槽深2mm。8.4磨外圓至工序尺寸磨齒到表面粗糙度。9、 切削用量的選擇粗車工序:已知加工材料為45號鋼，Eb600Mpa，鍛件，有外皮，坯件D=30mm，車削后d=29mm,加工長度為107mm，機(jī)床為c616，工件兩端支承在頂尖上。由于工件是鍛造毛坯，加工余量達(dá)5mm，而加工要求較高，故分兩次走刀完成，粗車加工余量為4mm，半精車加工余量為0.75mm。 粗銑槽工序:所選刀具為高速鋼直柄槽銑刀，銑刀直徑=6，立銑刀可直接加工到圖紙要求，不用確定切削用量(1)確定銑削寬度 立銑刀=4mm確定每齒進(jìn)給量，根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為75KW，中等系

32、統(tǒng)剛度，根據(jù)說明書 v=0.12-0.20(2)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.4mm，刀具壽命T=60min(3)確定切削速度，切削速度可根據(jù)查得公式計(jì)算Vc=21.5×8×0.45/60×4×0.1×0.5×8×0.54 ×1.0=95m/min (4)檢驗(yàn)機(jī)床功率：根據(jù)說明書， Vf75，Pct=1.1KM切削功率的修正系數(shù)為=1，故實(shí)際切削功率為Pcc=Pct=1.1KW機(jī)床主軸允許的功率為：Pcm=7.5×0.75KW=5.63KW故，所確定的切削用量可以采用。進(jìn)給箱用

33、來改變進(jìn)給量，主軸經(jīng)掛輪箱傳入進(jìn)給箱的運(yùn)動，通過移動變速手柄來改變進(jìn)給箱中滑動齒輪的嚙合位置，便可使光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。進(jìn)給箱齒輪軸是進(jìn)給箱內(nèi)重要的軸，應(yīng)用廣泛。本設(shè)計(jì)針對它的加工工藝過程進(jìn)行了一系列的分析，主要從毛坯的選擇，基準(zhǔn)的選擇，加工階段的劃分，工藝路徑的擬定，機(jī)床、夾具、刀具、量具、切削用量的確定以及工序尺寸的方面進(jìn)行研究的，制定出了機(jī)械加工工藝規(guī)程，在實(shí)際中具有一定的可行性。10、 夾具的設(shè)計(jì)10.1專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 1)夾具設(shè)計(jì)應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求2)應(yīng)能提高加工生產(chǎn)率3)操作方便、省力、安全4)具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本 5)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性：

34、便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修10.2夾具的特點(diǎn)1）保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2）提高生產(chǎn)效率專業(yè)夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。3）工藝性好專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)。4）使用性好專用夾具的操作應(yīng)簡單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。5）經(jīng)濟(jì)型好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具

35、方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。10.3夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時(shí)，需綜合考慮以下因素：（1）要考慮各表面的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。（2）根據(jù)生產(chǎn)類型來選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備；在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。（3）要考慮被加工材料的性質(zhì)。（4）要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。（5）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。10.4鉆床夾具的總體設(shè)計(jì)10.4

36、.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個鉆床夾具，在零件端面上鉆孔，為了使鉆孔的位置精確，必須對零件進(jìn)行固定定位，提高加工精度，使之滿足使用要求。專用夾具設(shè)計(jì)，方便加工及裝卸，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率。被加工零件材料為45號鋼，槽深度為7mm，零件總長為107mm，在斜齒輪軸左端面上銑槽，槽寬為4mm。10.4.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)書與收集設(shè)計(jì)材料夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的特點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床、刀具、量具等。其次

37、是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書收集有關(guān)材料。2）擬定夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具圖A）確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。B）確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。C）確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。D）繪制夾具圖，并標(biāo)注尺寸。3） 進(jìn)行必要的分析計(jì)算工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較好的方案。4） 繪制夾具裝配總圖夾具的總裝配圖應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例采用1:1。總圖應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。夾具總圖的繪制次序如下：A） 用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表

38、面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具的線條。B） 依次繪出定位裝置、夾緊裝置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。C） 標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。D） 編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄6） 繪制夾具零件圖夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。10.5夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10.5.1對定位元件的基本要求1) 足夠的精度由于工件的定位是通過定位副的接觸（或配合）實(shí)現(xiàn)的，定位元件上限位基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，限位基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)加工的要求。2) 足夠的強(qiáng)度和剛度定位元件不僅限制工件的自由度，

39、還有支撐元件、承受夾緊力和切削力的作用，因此，因有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形或損毀。3) 耐磨性好工件的裝卸會磨損定位元件的限位基面，導(dǎo)致定位精度下降。定位精度下降到一定程度時(shí)，定位元件必須更換，否則，夾具不能繼續(xù)使用。為了延長定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。4) 工藝性好定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于加工、裝配和更換。10.5.2定位方案與定位元件工件在夾具中定位的任務(wù)是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置，工件位置的正確與否，用加工要求來衡量，能滿足加工要求的為正確，不能滿足加工要求的為不正確。一批工件逐個在夾具上定位時(shí)，各個工件

40、在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求它們完全一致，但各個工件的位置變動量必須控制在加工誤差所允許的范圍之內(nèi)。該設(shè)計(jì)為了滿足鉆孔的需要，在定位過程中需要保證零件的上下表面與水平面平行，軸的中心線與水平面垂直，保證ø12mm孔的位置。由于定位基準(zhǔn)為零件的中心線，采用V形塊定位，滿足了定位基準(zhǔn)的要求。同時(shí)下面采用水平面定位，水平面與零件的外圓面線接觸，配合起來使零件不會發(fā)生移動或左右偏轉(zhuǎn)的情況，滿足加工要求。10.5.3對夾緊裝置的基本要求：1） 夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。2） 夾緊力的大小適當(dāng)，一批工件的夾緊力要穩(wěn)定不變。既要保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不

41、變，振動小，又要是工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。夾緊力穩(wěn)定可減小夾緊誤差。3） 夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，允許設(shè)計(jì)越復(fù)雜、效率越高的夾緊裝置。工藝性好，使用性好。其結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：（1） 工件不移動原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。（2） 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。（3） 工件不振動原則 對剛

42、性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。（4） 安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。（5） 經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。夾緊機(jī)構(gòu)-傳遞夾緊力，它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。要使動力裝置所產(chǎn)生的力或人力正確地作用到工件上，需有適當(dāng)?shù)膫鬟f機(jī)構(gòu)。在工件夾緊過程中起力的傳遞作用的機(jī)構(gòu)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊

43、機(jī)構(gòu)在傳遞力的過程中，能根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點(diǎn)。手動夾具的夾緊機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證人力的作用停止后，仍能可靠地夾緊工件。10.5.4夾緊方案的選擇由于是軸用兩個V形塊夾住齒輪軸，為了使其快速夾緊使用類似臺虎鉗的夾緊機(jī)構(gòu)（見零件圖和裝配圖）。限制5個自由度。10.5.4.1鉆削切削力需要鉆孔零件的材料為45號鋼，含碳量為0.420.50屬于亞共析鋼。45號鋼力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度600Mp；屈服強(qiáng)度355Mp；伸長率 17%；斷面收縮率 40%；硬度：調(diào)制處理200300HB。鉆削切削力的計(jì)算公式如下表：表1 鉆削切削力的計(jì)算公式工件材料加工方法刀具材料切削扭矩計(jì)算公式切削

44、力計(jì)算公式結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼=736MPa 鉆 高速鋼 擴(kuò)鉆耐熱鋼（HB141） 鉆灰鑄鐵（HB190）硬質(zhì)合金 擴(kuò)鉆 高速鋼可鍛鑄鐵（HB120）鉆硬質(zhì)合金銅合金高速鋼鉆削時(shí)的進(jìn)給量f：0.150.32mm/r，取f=0.2mm/r由表可知，切削扭矩的計(jì)算公式 （式3-1）為修正參數(shù)，它的計(jì)算公式因?yàn)?5Cr的抗拉強(qiáng)度 b (MPa)：1030，b (MPa)=1030 （3-2）孔，帶入式3-1得： （式3-3）由表3-3可知，切削力的計(jì)算計(jì)算公式如下，其中f=0.2mm/轉(zhuǎn) （式3-3）計(jì)算孔的切削力，帶入式3-4得： （式3-4）10.5.4.2實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和

45、工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮工件重力，運(yùn)動的工件還應(yīng)考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： （式3-5）式中 實(shí)際所需夾緊力（N）； 在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）； 安全系數(shù)。安全系數(shù)K可按下試計(jì)算： （式3-6）式中，為各種因素的安全系數(shù)，如表3-1。表2 安全系數(shù)的數(shù)值符號考慮的因素系數(shù)值考慮工件材料及加工余量均勻性的安全系數(shù)1.21.5 加工性質(zhì)粗加工1.2精加工1.0刀具鈍化程度（詳見表3）1.01.9切削特點(diǎn)連續(xù)切削1.0斷續(xù)切削1.2夾緊力的穩(wěn)定性手動夾緊1.3機(jī)動夾緊1.0 手動夾緊的手柄位置操作方便1.0操作不方便1.2僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)，工件與支撐面接觸