齒輪軸的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計

word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計題目：齒輪軸的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計專業(yè)：汽車制造與裝配技術(shù)班級：汽配1103班設(shè)計題目齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計二、原始資料(1)被加工零件的零件圖1張(2)生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)三、上交材料(1)被加工工件的零件圖1張(2)毛坯圖1張(3)齒輪軸機械加工工藝過程卡片1張(4)與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片1張(4)夾具裝配圖1張(5)夾具體零件圖1張(6)課程設(shè)計說明書(5000～8000字)1份四、進(jìn)度安排(1)熟悉零件,畫零件圖2天(2)選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片5天(3)工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖)9天(4)編寫說明書3天(5)準(zhǔn)備及答辯2天五、指導(dǎo)教師評語成績：指導(dǎo)教師李偉新日期2014.05.08摘要畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在就業(yè)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。這次設(shè)計的是主動齒輪軸，有零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件，題目所給的是主動齒輪軸。了解主動齒輪軸的作用，接下來根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。然后我們再根據(jù)定位基準(zhǔn)先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)，最后擬定主動齒輪軸的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖，夾具體零件圖。這就是我設(shè)計的基本過程。AbstractAfterthemachinemanufacturetechnologycurriculumprojectwaswestudiesuniversity'scompletebasiccourse,thetechnicalbasiccourseaswellasthemajorityofprofessionalcourses,carriedon.Thisiswebeforecarryingonthegraduationprojecttostudiesvariouscurriculaathoroughcomprehensivetotalreview,isalsoaapplytheorytorealitytraining,therefore,itholdstheimportantstatusinwethreeyearuniversitylife..Whatthisdesignisadrivinggear,hasthedetaildrawing,thesemifinishedmaterialschart,assemblydrawingeach,themachine-finishingtechnologicalprocesscardandwithdesignsthejigtocorrespondthatworkingprocedureoperationcardeach.Firstwemustbefamiliarwiththecomponents,thecomponentswhichthetopicgivesarethedrivinggear.Understandsdrivinggear'sfunction,thenonbasiscomponentsnatureanddetaildrawingvariousendsurfaces'roughnessdeterminationsemifinishedmaterialssizeandmachiningallowance.Thenwedeterminethefinedatumfirstagainaccordingtothelocalizationdatum,latterdeterminesthethickdatum,finallydrawsupdrivinggear'scraftroadmap,worksoutthisworkpiececlampplan,drawsthejigassemblydrawing.ThisistheunitprocesswhichIdesign.目錄摘要 IIAbstract III1．零件的分析 11.1零件的作用 11.2零件的工藝分析 11.3審核齒輪軸的工藝性 11.4確定生產(chǎn)類型 22.確定毛坯并繪制毛坯簡圖 22.1確定毛坯種類 22.2確定毛坯的尺寸公差和加工余量 22.2.1.公差等級 22.2.2鍛件質(zhì)量 22.2.3.鍛件的材質(zhì)系數(shù) 23.制定工藝路線 33.1定位基準(zhǔn)的確定 33.1.1.粗基準(zhǔn)的選擇： 43.1.2.精基準(zhǔn)的選擇： 43.2表面加工方法的確定 43.3工序的集中與分散 53.4工序順序的安排 53.5確定工藝路線 54.夾具的設(shè)計 74.1問題的提出 74.2夾具的設(shè)計 74.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 74.2.2.定位誤差的分析 7小結(jié)： 8參考文獻(xiàn)： 91零件的分析1.1零件的作用題目給定的零件是齒輪軸。齒輪軸通過連接兩個零件，起到連接、支撐傳遞動力等一系列作用，在工作中，由于受到彎應(yīng)力和沖擊載荷，因此該零件應(yīng)具有足夠的剛度、強度及韌性。以適應(yīng)其工作環(huán)境變化。（參考文獻(xiàn)1）1.2零件的工藝分析零件的工藝分析就是通過對零件圖紙的分析研究，判斷該零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求是否合理，是否符合工藝性要求。（1）：審查零件圖紙通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。（2）：零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析該零件比較簡單，沒有較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和較高的加工要求。主要的加工有各個外圓表面、端面的車削、磨削等。各個待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。軸是組成減速器的重要零件之一，它本身要求有足夠的強度和剛度，足夠精確的尺寸和較高的表面粗糙度，與軸承配合處的軸頸表面還有高的硬度，因而材料應(yīng)具有優(yōu)良的綜合機械性能。碳素鋼價格低廉、鍛造工藝性能好、對載荷較大，較為重要的場合，以45號鋼最為常用。1.3審核齒輪軸的工藝性該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過車削的粗加工，半精加工，精加工等就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用磨削的方法加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。（參考文獻(xiàn)5，6）1.4確定生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知：Q=8000臺/年，齒輪軸重量為0.8kg，齒輪軸屬輕型零件。m=1件/臺，備品率a=3%,廢品率b=0.5%。代入公式N=Qm(1+a)*(1+b),求得N=8281.2件/年。查表得知該主動齒輪的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。（參考文獻(xiàn)7）2.確定毛坯并繪制毛坯簡圖2.1確定毛坯種類零件材料45#鋼，考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和鍛件精度，選用模鍛方法制造毛坯。（參考文獻(xiàn)10）2.2確定毛坯的尺寸公差和加工余量2.2.1公差等級由于主動齒輪軸的功用和技術(shù)要求，可以確定該零件的公差等級為普通級。2.2.2鍛件質(zhì)量已知機械加工后齒輪軸的重量為0.8kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為1kg。2.2.3鍛件的材質(zhì)系數(shù)由于該主動齒輪軸材料為45#鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，該鑄件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。鑄造重量/kg包容體重量/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級0.81S2M1普通級項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注直徑201.5-2.01.2表2-11直徑351.5-2.01.4表2-11直徑401.5-2.01.4表2-11直徑601.5-2.01.6表2-11長度2281.5-2.01.6表2-113制定工藝路線3.1定位基準(zhǔn)的確定定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定粗基準(zhǔn)，然后再確定精基準(zhǔn)。3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇：選擇左端?30mm的未加工外圓柱面作為粗基準(zhǔn)3.1.2精基準(zhǔn)的選擇：由零件的工藝分析可以知道，此零件的設(shè)計基準(zhǔn)是?25k6mm和?15r6mm的軸線，根據(jù)基準(zhǔn)重合選擇，應(yīng)選擇設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，即以?25k6mm和?15r6mm的軸線為精基準(zhǔn)，由于多數(shù)工序的定位基準(zhǔn)都是中心孔，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，且能保證工件定位準(zhǔn)確，裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。所以精基準(zhǔn)選擇中心孔。3.2表面加工方法的確定本零件的毛坯為鍛件，待加工面有端面，鍵槽，螺紋等。材料為45#鋼.公差等級及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：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，確定各表面的加工方法如下：尺寸?25k6mm：粗車→精車→磨削尺寸?30mm：粗車尺寸?Ф57mm:粗車→半精車→精車尺寸?20mm:粗車尺寸?15r6mm：粗車→半精車→精車尺寸寬為5mm深為3mm長為32的鍵槽：粗銑大徑為?57的斜齒輪：滾齒→剃齒或粗滾齒→精滾齒根據(jù)先粗后精，基準(zhǔn)先行，以及先主后次的原則，加工順序：兩端面和中心孔的加工，粗車各外圓表面，精車外圓?25k6mm，?15r6mm表面，銑鍵槽，斜齒輪的加工，磨削兩?25k6mm外圓面。3.3工序的集中與分散選用工序集中原則安排連接軸的加工工序。該主動齒輪軸的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。3.4工序順序的安排（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——首先加工軸的右端面，保其總長，后車外圓。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——各外圓表面及錐面，后加工次要表面——螺紋的車削。3.5確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了齒輪軸的工藝路線，如下：1、方案一：工序10：模鍛；工序20：正火；工序30：車端面、打中心孔；工序40：粗車各外圓；工序50：調(diào)質(zhì)處理；工序60：修研中心孔；工序70：精車外圓?25k6mm、?15r6mm；工序80：銑鍵槽；工序90：滾齒；工序100：修研中心孔；工序110：剃齒；工序120：磨外圓?25k6mm（兩段）；工序130：去毛刺；工序140：檢驗；工序150：入庫。2、方案二：10：模鍛；20：正火；30：車端面、打中心孔；40：粗車各外圓；50：調(diào)質(zhì)處理；60：修研中心孔；70：精車外圓?25k6mm、?15r6mm；80：銑鍵槽；90：粗滾齒；100：精滾齒；110：修研中心孔；120：磨外圓?25k6mm（兩段）；130：去毛刺；140：檢驗；150：入庫。3、工藝方案比較兩方案的不同主要在于齒輪的加工工序不同。通過比較可知方案一比較好。因為方案二只采用滾齒，要達(dá)到零件圖上所要求的精度需采用高精度的滾刀和高精度的滾齒機。而方案一采用剃齒來達(dá)到零件圖上的精度要求。對于一般工廠來說比較適合。所以采用方案一作為加工方案。3.6確定切削用量和基本工時工序1：粗車外圓粗車外圓?25k6mm：背吃刀量：單邊余量Z=4.6mm,可三次切除。背吃刀量為1.8mm。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)2表1.1-47取。切削速度:根據(jù)參考文獻(xiàn)2表1.1-46取。確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取。所以實際切削速度為驗證機床功率：主切削力按《機械工藝手冊》表1.1-57所示公式計算式中，,,,,所以切削時消耗功率為由CA6140機床說明書可知，CA6140的主電機功率為7.8kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為560r/min時，主軸傳遞最大功率為5.5kw，所以機床功率足夠，可以正常加工。6）切削工時：式中，所以工序2：滾齒背吃刀量：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表11-13可知，。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表11-16取。切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表11-14取。根據(jù)修正公式：式中查參考文獻(xiàn)1表6.1-39可得：所以確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取切削工時：式中，故4.夾具的設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。設(shè)計工序銑鍵槽專用夾具。本夾具將用于立式銑床X50124.1問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計銑鍵槽工序的專用夾具。本夾具將用于立式銑床X5012，來對工件進(jìn)行加工。本夾具主要用來鍵槽的加工，所以主要應(yīng)該考慮，鍵槽的精度，勞動生產(chǎn)率，勞動強度等。4.2夾具的設(shè)計4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇工件以左端面及φ20mm圓柱為定位基準(zhǔn)，采用3組V型塊組成的定位方案。V型塊限制六個自由度,達(dá)到完全定位的目的。當(dāng)六個自由度都被限制時，稱為完全定位。在夾緊方面，用螺釘與夾具體的作用來控制夾緊力的大小。4.2.2.定位誤差的分析由于V型塊的作用，軸向尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的制造精度和安裝精度。（參考文獻(xiàn)2，3，4）小結(jié)：回顧整個畢業(yè)設(shè)計過程，我在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，畢業(yè)設(shè)計作為大學(xué)階段學(xué)習(xí)重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。本次畢業(yè)設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、機床選用等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。經(jīng)過這次的畢業(yè)設(shè)計，我們基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟，學(xué)會了查找相關(guān)手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。總之，這次設(shè)計使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限，所學(xué)知識還不能完全掌握，設(shè)計中還有許多錯誤和不足，請各位老師和同學(xué)們批評指正。參考文獻(xiàn)：1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)黃健求主編機械工業(yè)出版社2005.112、機床夾具設(shè)計（第二版）肖繼德、陳寧平主編機械工業(yè)出版社2000.53、機床夾具的現(xiàn)代設(shè)計方法秦國華、張衛(wèi)紅主編航空工業(yè)出版社2006.114、機床夾具設(shè)計秦寶榮主編中國建材工業(yè)出版社1998.25、機械制造與模具制造工藝學(xué)陳國香主編清華大學(xué)出版社2006.56、機械精度設(shè)計與檢測技術(shù)李彩霞主編上海交通大學(xué)出版社2006.17、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)方子良主編上海交通大學(xu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