過橋齒輪軸機(jī)械加工工藝規(guī)程

1、目 錄摘要 2英文摘要21、零 件 的 分 析 31.1零件的作用31.2零件的工藝分析 32、確定毛坯、畫毛坯圖43、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 43.1定位基準(zhǔn)的選擇53.2制訂工藝路線63.3選擇加工設(shè)備及刀，夾，量具93.4加工工序設(shè)計(jì) 104、夾具設(shè)計(jì) 124.1夾具設(shè)計(jì)方案分析 124.2夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 134.3夾具使用說明 135、設(shè)計(jì)小結(jié) 146、參考文獻(xiàn) 167、致謝 17摘要 能通過運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工過程中的定位.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)量學(xué)會(huì)使用圖表資料以及手冊(cè)，掌握與本本設(shè)計(jì)有

2、關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練運(yùn)用。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)有不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。Abstract：Can through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle scho

3、ol to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps des

4、igns the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training thr

5、ough this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give

6、 the criticism to point out mistakes. 1 零 件 的 分 析 1.1 零件的作用題目給出的零件是軸類零件（過橋齒輪軸），軸是機(jī)械設(shè)備中軸承支撐的重要零件之一，它的主要作用是直接支撐回轉(zhuǎn)零件，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)距和動(dòng)力，如齒輪，車輪，電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子，銑刀等各種作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，都必須安裝在軸上，才能實(shí)現(xiàn)它們的功用。過橋齒輪軸有聯(lián)動(dòng)和傳動(dòng)的作用。由附圖1可知，過橋齒輪軸的一端銑有鍵槽，配合軸與軸上零件的使用；一端滾有斜齒輪，與其他齒輪配合傳動(dòng)。 1.2零件的工藝分析由附圖1可知，析其材料為20CrMnTi。該種材料經(jīng)過滲碳淬火后強(qiáng)度大，有較高的耐磨性，適用于

7、制造承受中等載荷的耐磨零件。該零件上的主要加工面為外圓面、鍵槽、斜齒輪和兩個(gè)主要中心孔，16H7和M12-6H，其等級(jí)精度要求見附圖1。選擇定位基準(zhǔn)時(shí)各外圓的位置公差，采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即全部以工件的兩中心孔定位 。同時(shí)也為了保證個(gè)外圓的形狀與位置公差，在軸的粗加工過程中，用油石頂尖研磨中心孔，中心孔的表面粗糙度Ra值逐次減小，精度也要逐次提高。為了達(dá)到軸的精度要求，逐步消除工件毛坯的復(fù)映誤差，工序分為粗車，精車，磨削。 零件外圓的粗糙度要求不統(tǒng)一，在加工過程中考慮到時(shí)間的原因，先加工到最低等級(jí)要求3.2，最后進(jìn)行研磨達(dá)到0.6。有斜齒輪端最外圓公差等級(jí)為m5，鍵槽端外圓公差等級(jí)為m6。有參考

8、文獻(xiàn)1中有關(guān)方面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。2、確定毛坯 根據(jù)零件材料確定毛坯為型鋼。下料140的20CrMnTi型鋼L=685mm。又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為100件年。由已知可得該零件的重量是60。由參考文獻(xiàn)1表1-2加工零件的生產(chǎn)類型，表1-3不同機(jī)械產(chǎn)品的零件質(zhì)量性別表可知，該生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。根據(jù)零件原圖紙可知，斜齒輪需要經(jīng)過齒形表面淬火及低溫回火處理。齒面硬度：HRC58-62,心部硬度：HRC32-40,滲碳深度：1.2-1.6。參考文獻(xiàn)2附表1-27軸類零件的機(jī)械加工余量（mm）可知，基本直徑大于80

9、120mm ，在粗加工后留余量為2.6mm，半精加工后留余量為0.5mm，精車后為0.3mm.參考文獻(xiàn)1表5-1外圓加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度可知，半精車可以達(dá)到的表面粗糙度為2.510微米，精車可以達(dá)到1.2510微米，半精磨可以達(dá)到0.632.5微米。3、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇：軸端面的孔是一個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，C面為一個(gè)裝配基準(zhǔn)，用它做精基準(zhǔn)能夠使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)現(xiàn)軸體零件“一面兩孔”的典型定位方式；此外，C外圓面積大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠，操作方便。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，要求選擇軸的重要端面孔和主要面來做基準(zhǔn)

10、：第一，要保證個(gè)加工面均有余量；第二，軸加工后要裝配，所以要有適當(dāng)?shù)拈g隙，并且要保證均勻；此外還應(yīng)能夠保證定位基準(zhǔn)、夾緊可靠。最先進(jìn)行機(jī)械加工的是兩個(gè)端面，保證長(zhǎng)度要求，再就是兩個(gè)端面的中心孔，保證定位和夾緊。 這時(shí)可選擇的夾緊方案為，用三爪卡盤固定一端，對(duì)另外一端面進(jìn)行平整加工，打中心孔。調(diào)頭加工另外一端面，打中心孔，保證長(zhǎng)度。三爪卡盤固定不限制軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以旋轉(zhuǎn)加工。用尾座頂尖頂住中心孔，保證加工軸面的平穩(wěn)，及加工的精度。綜合上述內(nèi)容，次夾緊方案是可行的。 3.2制訂工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各外圓面加工方法如下：C外圓面：粗車精車半精磨；D外圓面：粗車

11、精車；D面與E面的過渡斜面：粗車；F外圓面：粗車精車半精磨，可以分別達(dá)到零件圖規(guī)定的尺寸及等級(jí)要求；G外圓面：粗車精車。因?yàn)镃外圓面與A端面的中心孔16H7有同軸度要求，所以宜在一次固定加工中完成，以保證其位置精度。根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的加工原則，先完成一端的粗加工后再精加工，再調(diào)頭加工另外一端。然后加工鍵槽，滾斜齒輪，最后進(jìn)行修磨加工。為改善工件材料的力學(xué)性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之間進(jìn)行，這是因?yàn)榇慊鹛幚砗笥绕涫菨B碳淬火后工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生，為修正滲碳、淬火處理產(chǎn)生的變形，熱處理后需要安排精加工工序。在淬火處理之

12、前，需要將銑鍵槽、鉆孔、攻螺紋，去毛刺等次要表面的加工進(jìn)行完畢。當(dāng)工件需要作滲碳淬火處理時(shí)，由于滲碳過程工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生，常將滲碳過程放在次要表面加工之前進(jìn)行，這樣可以減少次要表面與淬硬表面間的位置誤差。根據(jù)機(jī)械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： 3.21先加工定位基準(zhǔn)，再加工其他表面。 3.22先加工主要表面，后加工次要表面。 3.23先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3.24先加工平面，后加工孔。為了減少工件的換位帶來的加工誤差，可以在一次裝夾中通過換刀來完成幾個(gè)工序的加工。對(duì)于位置度要求較高的孔系，宜在同一工位工安排該孔系相關(guān)表面的加工工作，以消除工件更換裝夾誤差

13、對(duì)孔系位置精度要求的影響。綜合上述論述，初步擬訂加工工藝路線如下： 工序號(hào) 工 藝 內(nèi) 容102030405060708090100110120130140150160170180190200210220221型鋼下料除刺平端面打中心孔平端面打中心孔，倒角30°，鉆孔6×75擴(kuò)孔到16H7×44，攻絲M8左6H粗車外圓面C粗車外圓面D精車外圓面C，倒角1×45°，精車外圓面D，倒角1×45°車外圓面D、E的過渡斜面，傾斜角70°調(diào)頭反裝，鉆孔20，孔口倒角30°，孔口直徑到29擴(kuò)孔到21，攻絲M206H粗

14、車外圓面G粗車外圓面F，留退刀槽，外圓面E倒角4.5×45°精車外圓面G，倒角1×45°精車外圓面F，倒角30°在B端面刻字“2.4×4”銑鍵槽， 22N9，長(zhǎng)160滾外圓面D上斜齒輪，Mn=4.5,Z=23,=15°，n=20°,左旋滲碳淬火、低溫回火精加工，磨外圓面C，修磨中心孔A精加工，磨外圓面F，修磨中心孔B修磨斜齒輪檢驗(yàn)入庫(kù)上述方案中遵循了工藝路線擬定的一般原則，但是在某些工序上有些問題還值得進(jìn)一步討論。根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時(shí)，可按粗、精加工跟開的原則來劃分工序，即先粗加工再精加

15、工。此外，可用不同的機(jī)床或不同的刀具順次同步進(jìn)行加工。對(duì)于單個(gè)零件要先粗加工、后半精加工，而后精加工。或者一批零件，先全部進(jìn)行粗加工、半精加工，最后再進(jìn)行精加工。通常在一次安裝中，不允許將零件某一部分表面粗、精加工完畢后，再加工另的其他表面；否則，可能會(huì)在對(duì)新的表面進(jìn)行大切削量加工過程中，因切削力太大而引起已精加工完成的表面變形。所以在車削中應(yīng)先切除整個(gè)零件的大部分余量，再將其表面精車一遍，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。粗精加工中間最好隔一段時(shí)間，以使粗加工后零件的變形能得到充分的恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。如粗車外圓面C時(shí)，因工件和夾具的尺寸都比較的大，在臥式車床上加工時(shí)它

16、們的慣性力比較的大，平衡較困難，而且直接由毛坯車外圓面C的話，車削量大。所以在新的工藝路線中可以考慮如下的改進(jìn)：先車直徑較大的外圓面，然后對(duì)小直徑外圓面進(jìn)行加工。這樣既可以保證加工速度，又能夠減少加工時(shí)大量的車削震動(dòng)，保證了平衡性，提高了加工的精度。外圓面C、外圓面D加工時(shí)，先加工外圓面C、D能夠同時(shí)保證加工余量的面119.819h11，再加工外圓面C。在外圓面F和外圓面G的加工過程中也可以這樣考慮。在工序中鉆孔、擴(kuò)孔和對(duì)孔的攻絲可以只安排一個(gè)工序，這樣就可以節(jié)省工時(shí)，而且還減少了工步。修改后的工藝路線如下：序號(hào)工 序 內(nèi) 容簡(jiǎn) 要 說 明102030405060708090100110120

17、130140150160170型鋼下料除刺平端面打中心孔，60°中心鉆在B端面鉆孔17×53，21×12，攻絲M206H在A端面鉆孔6×75，16H7×44，攻絲M8左6H粗車外圓面D，119.819h11，粗車外圓面F，120d9粗車外圓面C，95m5,粗車外圓面G，80m6在B端面刻字“2.4×4”精車外圓面119.819h11，倒角1×45°，精車外圓面80m6，倒角1×45°車外圓面D、E的過渡斜面，傾斜角70°精車外圓面95m5,倒角1×45°，留退刀槽，

18、精車外圓面120d9，倒角30°，留退刀槽，倒角4.5×45°銑鍵槽，寬22N9，長(zhǎng)160mm滾斜齒，Mn=4.5,Z=23,=15°，n=20°,左旋表面滲碳齒形表面淬火及低溫回火磨外圓面95m5, 120m6修磨斜齒輪，107.151，清理中心孔檢驗(yàn)入庫(kù)防止碰刀震動(dòng)先加工基準(zhǔn)面先加工孔留擴(kuò)孔余量先加工面先粗基準(zhǔn)粗加工結(jié)束精加工開始提高工藝基準(zhǔn)精度先次要表面先加工面后加工孔銑鍵槽次要表面在后面加工工序分散，平衡節(jié)拍 3.4選擇加工設(shè)備及刀，量具 由于生產(chǎn)類型為少批量生產(chǎn)，所以所選設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)車。起生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加

19、專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床加工生產(chǎn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳遞，由于工件質(zhì)量較大，故需要輔助工具來完成。平端面確定工件的總長(zhǎng)度?？蛇x用量具為多用游標(biāo)卡尺（mm）,測(cè)量范圍01000mm（參考文獻(xiàn)2表67）。采用車床加工，床選用臥式車床C6132（參考文獻(xiàn)2表43），專用夾具。鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲所選刀具見（參考文獻(xiàn)2第五篇金屬切削刀具，第2、3節(jié)），采用相匹配的鉆頭，專用夾具及檢具。鉆中心孔。選用60°中心鉆（參考文獻(xiàn)4第6章）。銑鍵槽22N9。選擇X60W臥式（萬能）銑床（參考文獻(xiàn)2表417）。選擇與鍵槽寬度相同型號(hào)的刀具。采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺。滾斜齒。

20、選用滾齒機(jī)Y3150（參考文獻(xiàn)2表425）。專用夾具、量具及檢具。磨外圓面95m5,磨外圓面120m6。選擇外圓磨床M1311（參考文獻(xiàn)2表410），專用夾具，游標(biāo)卡尺。修磨斜齒。選用內(nèi)圓磨床M2110（參考文獻(xiàn)2表412）專用量具、夾具。3.5加工工序設(shè)計(jì) 3.51工序30鉆孔5深75，擴(kuò)孔16H7深44，攻絲M8左-6H：鉆孔5深75因一次鉆出，故其鉆削余量為Z鉆=9mm,擴(kuò)孔16H7深44同樣也因一次鉆出，故其鉆削余量為Z擴(kuò)=8mm,由（參考文獻(xiàn)8表11-3）鉆孔6深75取切削深度為3mm，進(jìn)給量f=0.2mm/r,切削速度V=18m/min. 由（參考文獻(xiàn)8表11-4）擴(kuò)孔16H7深4

21、4.取切削深度為8mm，進(jìn)給量f=0.12mm/r,切削速度V=13m/min. 由（參考文獻(xiàn)8表11-5）攻絲M8左-6H切削速度V=1.5m/min.3.52 .工序40粗車119.819h11 工序70精車119.819h11，倒角1×45°，工序40粗車120d9，工序90精車120d9，倒角 1×30°，由（參考文獻(xiàn)7表6-3）可知119.819h11的總加工余量為20.181mm，由表可知為精加工余量Zn精=1.4mm，故粗加工余量為Zn粗=18.78mm，取切削深度為4.695mm，走刀2次粗加工切削速度V=75m/min，進(jìn)給量f=0.7

22、0mm/r.精加工取切削深度為0.7mm，走刀一次，切削速度V=130m/min，進(jìn)給量f=0.20mm/r。由（參考文獻(xiàn)7表6-3）可知120d9的總加工余量為20mm，由表可知為精加工余量Zn精=1.5mm，故粗加工余量為Zn粗=18.5mm，取粗加工切削深度為4.625mm，走刀2次粗加工切削速度V=65m/min，進(jìn)給量f=0.75mm/r.精加工取切削深度為0.6mm，走刀一次，切削速度V=140m/min，進(jìn)給量f=0.25mm/r。3.53. 工序50粗車95m5和80m6，工序90精車95m5和8m6，：由（參考文獻(xiàn)6表13-2）根據(jù)工件材料和刀具材料95m5的總加工余量為45mm，由于該表面精度要求教高，（參考文獻(xiàn)6表13-2）數(shù)據(jù)取磨削加工余量為0.4mm，取精加工余量為1.6mm，粗加工余量為43mm, 取粗加工切削深度為5.357mm，走刀4次粗加工切削速度V=65m/min，進(jìn)給量f=0.74mm/r.精加工取切削深度為0.8mm，走刀一次，切削速度V=145m/min，進(jìn)給量f=0.20mm/r。磨削切削深度為0.2mm，切削速度V