先進制造技術 雙聯齒輪夾具設計

1、先進制造技術設計題目：雙聯齒輪夾具設計 班 級：機制131 組 別：第四組 成 員：郭永勝、柳林、姚國廉、張海龍 指導老師：白斌沈陽工程學院 機械學院沈 陽 工 程 學 院雙聯齒輪專用夾具 設計成績評定表系（部）：機械學院 班級：機制131班 學生姓名：第四組指 導 教 師 評 審 意 見評價內容具 體 要 求權重評 分加權分調研論證能獨立查閱文獻,收集資料；能制定課程設計方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認真，遵守紀律，出勤情況是否良好，能夠獨立完成設計工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設計任務，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說明書的質量說明書立論正確，論述

2、充分，結論嚴謹合理，文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55432指導教師評審成績（加權分合計乘以12） 分加權分合計指 導 教 師 簽 名： 年 月 日評 閱 教 師 評 審 意 見評價內容具 體 要 求權重評 分加權分查閱文獻查閱文獻有一定廣泛性；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說明書的質量說明書立論正確，論述充分，結論嚴謹合理，文字通順，技術用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35432評閱教師評審成績（加權分合計乘以8）分加權分合計評 閱 教 師 簽 名： 年 月 日課 程 設 計 總

3、 評 成 績分目 錄一、產品簡介 （2）二、FMS系統(tǒng)介紹（4）三、先進制造工藝介紹（7）四、零件加工工藝規(guī)程設計及計算（9）（一）確定毛坯的制作式 （9）（二）基準的選擇 （9）（三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析 (9)（四）機械加工余量、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、課程設計總結 （20）一、產品簡介 2D設計圖 3D實體圖（一）零件的作用雙聯齒輪是一些機械設備變速箱中，通過操作機構相結合，滑動齒輪，從而實現變速。32花

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

5、三）零件的應用前景 （1）主要應用在汽車的變速箱中（2）機床變速箱和減速器（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 采用先進制造理念，在保證精度強度的前提下，大大提高了生產效率，節(jié)約寶貴的人力物力。1、 FMS系統(tǒng)介紹 （一）簡介 （1）該件為典型的雙聯齒輪,在FMS系統(tǒng)中，需要完成雙聯齒輪的車端面外圓、鉆孔、拉花鍵和插齒工序 。（2）對輸入鑄造毛坯進行粗加工，然后對零件表面進行精加工處理，之后對其進行車外圓、銑平面、鉆孔、拉花鍵和插齒。最后輸出成品，輸送存儲 （二）FMS柔性制造系統(tǒng)示意圖（三）機床型號 DKGP-36P系列自動車床

6、三、先進制造工藝介紹 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，切削速度的下限是500-800m/min，高速銑削鋁合金時，切削速度的下限是3000-5500m/min。（二）高速切削的主要優(yōu)點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）高速切削平時采

7、用小切深，大進給，并且切削力降低，使加工表面質量明顯提高，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應力。5）從切削動力學分析，機床轉速提高，使切削系統(tǒng)的工作頻率遠高于機床的低階固有頻率，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。四、零件加工工藝規(guī)程設計及計算（一）確定毛坯的制造形式由于零件結構簡單，尺寸較小，且有臺階軸，力學性能要求較高，精度較高且要進行大量生產所以選用模鍛件，其加工余量小，表面質量好，機

8、械強度高，生存率高。工件材料選用45鋼，毛坯的尺寸精度要求為IT1112級（二）基準的選擇根據零件圖紙及零件的使用情況分析。知32花鍵孔，端面圓跳動，平行度等均應通過正確的定位才能保證，故對基準的選擇應欲與分析(1)粗基準的選擇按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準，故應分別選擇AB端面為粗基準，在加工32花鍵孔應選擇花鍵孔以及B面為第二位毛基準。（2）精基準的選擇在加工完32花鍵孔以后各工序則分別一面兩孔為定位精基準。這樣就滿足了基準重合的原則和互為基準的原則。在加工某些表面時，可能會出現基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。（三）工藝路線的擬定

9、（1） 工藝路線的擬定為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產綱領為批量生產，所以采用通用機床配以專用的工具、夾具、量具，并考慮工序集中，以提高生產率和減少機床數量，使生產成本下降。 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 5檢驗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的齒形進行滾齒加工后再對Z=21的齒輪進行插齒加工，這樣能保證切削加工順利地進行下去。方案二是對Z=33的齒坯進行滾齒加工后繼續(xù)對Z=21的齒輪進行滾齒加工，由于該零件是雙聯齒輪，兩齒輪間隔很小，若再對Z=21的齒坯進行滾齒加工需得有專門的設備，增加了成本和加工難度另外，選擇方案時還應考慮工廠的具體條件等因素，如設備，能否借用工具、夾具、量具等、本次設計選擇工藝路線方案一。根據工序方案一制定出詳細的工序劃分如下所示:毛坯為鍛件，清理后進行正火處理，以消除內應力機械切削加工性能，在毛坯車間，對其認真檢驗分析，達到毛坯

11、的技術要求，然后送到機械加工車間來加工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總檢入庫根據此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡。見附表機械工藝加工過程卡,附表機械加工工藝卡（四）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定1、毛坯尺寸的

12、確定，畫毛坯圖雙聯齒輪室一些設備變速箱中，通過與操縱機構相結合，滑動齒輪，從而實現變速。要求配合精度較高，力學性能較好，且生產綱領是成批生產，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應力。由文獻1，該種鍛件的工差等級為CT79級，故取CT為9級。由文獻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實際情況有些差距，故還應根據工廠具體情況進行適當的調整。由文獻1可查出鍛件主要尺寸的公差，先將調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,實際加工余量為1.5mm,故分一次加工，長度加工公差為IT11級取-0.19mm2、擴孔刀具直徑do=27mm；刀具幾何參數同上。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進給。3、倒角刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。4 拉花鍵孔單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時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較小，對以后磨齒或珩齒有利。為提高生產率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果。一、為了提高勞動生產率，保證零件的加工質量，降低勞動強度，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齒輪需要用專用的夾具。二、定位基準的選擇由零件圖可知，設計基準為齒輪的中心線，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（使工件的定位基準總處在V形塊兩工作表面的對稱面內），活動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，需要考慮定位誤差（基準不重合和基準位移），保證齒輪的裝配精度。四、為了提高勞動生產率，降低生產成本，在保證齒輪裝配精度的前提下，采用大量生產，采用專用夾具。（七）機械加工工藝過程卡零件名稱雙聯齒輪二鍛造每件毛坯制坯數第 一 頁零件生產批量500045鋼零件外形尺寸工序號工種工序名稱機床型號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卡尺150×0.0220車鉆鏜花鍵孔至尺寸28H12C6136（專）車28孔夾具鉆擴復合鉆28×401-50mm內徑千分尺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、課程設計總結本次的先進制造技術課程設計我又重新溫習了書本上的內容，對書本上的知識有個進一步深入的了解。書上的東西永遠是基礎的，而基礎正是向更深的領域邁進，沒有這個基礎我們永遠都不會享受到成功的喜悅。這次的設計我基本是滿意的，這時這段時間我與同組同學共同努力的結果。通過這次課程設計，一個深刻的體會就是，一個良好的設計思路往往可以省略一大半的時間，所