斜齒輪軸機械工藝課程設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程名稱：機械制造技術基礎 </p><p>　　題目名稱：斜齒輪軸機械工藝課程設計 </p><p>　　班 級：20 11級 機制 專業(yè) 1 班</p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　評定成績：</b></p><p><b>　　教師評語：</b></p><p>　　指導老師簽名

3、： </p><p>　　20 年 月 日</p><p>　　摘要：通過對斜齒輪軸零件進行分析，在滿足加過技術求的前提下，確定了斜齒輪軸的制造形式。參閱有關技術手冊，制定了機械加工工藝路線，確定了各工序尺寸和加工余量。通過計算確定了切削余量和基本工時，并制定了機械加工工藝過程卡片。為了給生產的計劃、調度、工人的操作提供依據(jù)，提高勞動生產率，保證加工質量，降低

4、勞動強度，根據(jù)加工需要設計了一套工裝夾具。</p><p>　　關鍵詞：斜齒輪軸；加工工藝制定；夾具分析 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設計的目的…………………………………………………………1</p><p>　　

5、二、設計內容…………………………………………………...1</p><p>　　三、零件分析………………………………………………….3</p><p>　　四、毛坯的確定……………………………………………….4</p><p>　　五、工藝規(guī)程的設計………………………………………….5</p><p>　　六、擬定加工工藝路線方案………………

6、………………….7</p><p>　　七、選擇加工設備及工藝裝備.......................10</p><p>　　八、確定工序尺寸.................................12</p><p>　　九、切削用量的選擇...............................13</p><p&g

7、t;　　十、夾具的設計...................................15</p><p>　　十一、總結......................................26</p><p>　　十二、參考文獻..................................26</p><p><b>　　前 

8、;    言 </b></p><p>　　本課程設計是學生在學完機械制造技術基礎課程的一個綜合性和實踐性很強的教學環(huán)節(jié)，通過課程設計，能綜合運用所學基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識進行工藝及結構設計的基本訓練，掌握機械制造過程中的加工方法、加工裝備等基本知識，提高學生分析和解決實際工程問題的能力，為后續(xù)課程的學習及今后從事科學研究、工程技術工作

9、打下較堅實的基礎。 </p><p>　　本次機械制造工藝學課程設計不僅僅能幫助我們利用已學的知識進行設計，還培養(yǎng)了我們自己分析，獨立思考的能力。這次綜合性的訓練，我在以下幾方面得到鍛煉： </p><p>　　1、能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本原理以及在生產實習中學到的實踐知識，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

10、題，保證零件的加工質量。 </p><p>　　2、 提高結構設計能力。通過設計零件的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工</p><p>　　要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的零件的能力。 </p><p>　　3、 學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出</p><p&

11、gt;　　處，能夠做到熟練的運用。 </p><p>　　對我而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，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。 </p><p>　　由于個人水平亟待提高，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。</p><p>　　斜齒輪軸機械工藝課程設計<

12、;/p><p><b>　　一、課程設計的目的</b></p><p>　　機械制造技術是以機械制造中的工藝問題為研究對象，實踐性較強的一門學科，學生在學完了該課后并完成了生產實習的基礎上，還應通過課程設計受到一次理論聯(lián)系實際的綜合訓練，培養(yǎng)運用所學知識分析和解決機械制造工藝技術問題的能力。通過課程設計，學生應在下述各方面得到鍛煉：</p><p>

13、;　　1、能熟練運用機械制造技術課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，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，保證零件的加工質量。</p><p>　　2、提高結構設計能力。學生通過設計夾具的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、既經濟合理又能保證加工質量的夾具的能力。</p><p>　　3、學會使用手冊及圖表資料。<

14、;/p><p>　　4、能具備一定創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。</p><p>　　二、設計內容 </p><p>　?。?）、分析零件圖紙，進行工藝審查。</p><p>　　1、本零件為機械設備的斜齒輪軸軸，功用是傳遞動力和改變輸出軸運動方向</p><p>　　要求編制一個典型的中等復雜程度的機器零件的機械

15、加工工藝規(guī)程，按教師指定設計其中一道工序的專用夾具，并撰寫設計說明書。</p><p><b>　　具體內容如下：</b></p><p>　　1)、選擇毛坯的制造方法，制定毛坯技術要求。</p><p>　　2)、擬定零件的機械加工工藝過程。</p><p>　　3）、合理選擇各工序的定位基準。</p>

16、<p>　　4）、正確確定各工序的夾壓位置和夾緊力的方向和作用點。</p><p>　　5)、確定各工序所用的加工設備。</p><p>　　6)、確定刀具材料，類型及規(guī)定量具種類。</p><p>　　7）、確定一個加工表面的工序余量和總余量。</p><p>　　8）、選定一個工序的切削用量。</p><p&

17、gt;　　9）、確定工序尺寸，正確擬訂工序技術要求。</p><p>　　10）、確定工序使用的冷卻潤滑液。</p><p>　　11）、計算一個工序的單件工時。</p><p>　　12）、設計指定工序的專用夾具（需計算切削力、夾緊力）。</p><p><b>　　繪制夾具裝配圖。</b></p>&l

18、t;p>　　13）、測繪夾具中的指定零件。</p><p>　　14）、填寫工藝文件。</p><p>　　15）、編寫設計說明書。</p><p>　?。ㄒ陨蟽热莸娜∩岣鶕?jù)具體情況由教師酌定）</p><p><b>　　零件分析</b></p><p>　　3.1零件的結構分析</

19、p><p><b>　　3.1.1工藝特點</b></p><p>　　齒輪軸類件的工藝特點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、表面質量也要求較高。在機械加工中，每一種零件都有幾

20、種加工工藝方法與之對應，根據(jù)生產規(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不同加工方法。</p><p>　　且此零件為大批大量生產，工藝安排傾向于工序分散原則，選用通用設備+通用公裝，工藝手段采用常規(guī)工藝。</p><p>　　3.1.2基本工藝過程1、銑端面----銑床 </p><p>　　2、熱處理----調

21、質</p><p>　　3、鉆中心孔----鉆床4、車右端外圓、倒角----車床</p><p>　　5、車左端外圓、齒頂圓及倒角----車床 </p><p>　　6、鉆孔----鉆床7、銑左端凹槽----銑床</p><p>　　8、銑右端圓弧面----銑床9、滾齒-----滾齒機10、去毛刺----鉗工</p>&

22、lt;p>　　11、成品檢驗3.2 零件的結構工藝分析</p><p>　　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

23、的要求為Ra1.6μm,要求較高。其余為Ra12.5μm，這些在安排加工工藝時也需給予注意。工件上大量的倒角為1X1，加工過程中應該主意。</p><p><b>　　毛坯的確定</b></p><p><b>　　4.1毛坯的選擇</b></p><p>　　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

24、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占相當重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。</p><p>　　毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，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，但從經濟方

25、面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強度和韌性，以使金屬纖維盡量不被切斷。因為直徑差較大的階梯軸，為了節(jié)約材料和減少機械加工的勞動量，鍛造使零件粗略成型，改善纖維組織提高零件強度。對于中等精度而轉速較高的軸類零件多選用45號鋼，這類鋼經調質處理和高淬火后，具有較高的綜合機械性能，能滿足使用要求，毛坯的尺寸要求高。

26、又由于需要量產，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，故應采用模鍛棒。</p><p><b>　　坯料圖</b></p><p>　　4.2外圓表面尺寸的確定</p><p>　　加工長度為107毫米，與其連接的最大外圓表面直徑為Φ28.75，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取外圓表面直徑為Φ30，Φ20表面粗糙度為Ra1.6，需要半精加工和精加工即可此

27、時直徑余量為7已能滿足加工要求Φ20×12、Φ20×17、Φ20×30、Φ24.7×3、Φ16×3、Φ16×6。</p><p>　　4.3外圓表面沿軸線長度方向加工余量及公差的確定</p><p>　　查《機械制造工藝設計簡明手冊》鍛件復雜形狀復雜系數(shù)為S1鍛件材質系數(shù)為M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）大于0-95毫米，故長度方向

28、偏差為+1.9—-0.9毫米。</p><p>　　長度方向余量查表2.2-25其余量規(guī)定值為8-12毫米，取10毫米Φ20處外圓加工余量為11 mm，Φ30處外圓加工余量為10 mm，Φ24處外圓加工余量為10 mm，Φ16處外圓加工余量為11 mm。因為鍛造長軸時，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

29、.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)定的加工余量其實只上只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大最小之分。</p><p>　　由于本設計規(guī)定的零件為大批生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定，但軸類零件一般以兩中心孔定位，加工精度就可保證，所以不用調整法加工即可。</p><p>　　4.4毛坯圖的設計 毛坯（鍛件

30、）圖是根據(jù)產品零件設計的，經查《機械加工工藝手冊》 、《機械零件工藝手冊》，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</p><p><b>　　工藝規(guī)程的設計</b></p><p>　　5.1 基準的概念和分類</p>

31、<p>　　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、線、面間的相互位置關系所依據(jù)的點、線、面稱為基準。基準按其作用不同，可分為設計基準和工藝基準。</p><p>　　5.1.1 設計基準</p><p>　　設計圖樣上所采用的基準稱為設計基準。如零件圖上的軸心線是各外圓和槽的設計基準。 </p><p>　　

32、5.1.2 工藝基準</p><p>　　在工藝中采用的基準稱為工藝基準。按用途可分為定位基準、測量基準和裝配基準。</p><p>　　定位基準 加工時使工件在機床或夾具中占據(jù)正確位置所使用的基準。如零件在精車時，中心孔就是定位基準。</p><p>　　測量基準 零件檢驗時，用于測量已加工表面尺寸及位置的基準。</p><p>　　裝

33、配基準 裝配時用已確定零件在部件或產品中位置的基準。零件圖中的24.7、 28.78即為裝配基準。</p><p>　　5.1.3 定位基準的選擇</p><p>　　選擇工件的定位基準，實際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定位基準分為粗基準和精基準。在起始工序中，只能選擇未經加工的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。用加工過的表面作為定位基準，則稱為精基準。在

34、選擇定位基準時，是從保證精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準選擇的順序就應為精基準到粗基準。</p><p>　　5.2齒輪軸的基準選擇</p><p>　　5.2.1粗基準的選擇</p><p>　　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：（1）車左端時，以兩端端面

35、中心孔作為粗基準。（2）車右端時，以兩端端面中心孔作為粗基準。 </p><p>　　5.1.2精基準的選擇</p><p><b>　　選擇的原則是：</b></p><p><b>　　（1）基準重合原則</b></p><p><b>　?。?）基準統(tǒng)一原則</b><

36、;/p><p><b>　　（3）自為基準原則</b></p><p><b>　?。?）互為基準原則</b></p><p>　?。?）便于裝夾原則 </p><p>　　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。</p><p>　　由于該傳動軸的幾個主要配合

37、表面，軸肩面對基準軸線A-B均有徑向圓跳動要求，它又是實心軸，所以應選擇兩端中心孔為基準，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術要求。 </p><p>　　根據(jù)零件的圖紙和使用要求分析左右兩個Φ20圓跳動要求為0.008mm?；鶞蔬x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得以保證，生產率得以提高，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廢，使生產無法進行。

38、</p><p>　?。?）粗基準的選擇對于一般軸類零件而言以外圓作為粗基準是完全合理的。</p><p>　?。?）精基準的選擇，以兩頂尖孔作為軸類零件的定位基準既符合基準重合原則又能使基準統(tǒng)一。所以以兩頂尖為定位基準。兩頂尖孔質量的好壞對加工精度影響很大，應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生加工誤差作為定位基準的中心孔經

39、過多次使用可能磨塤或拉毛或因熱處理和內應力發(fā)生位置變動或表面產生氧化皮。因此，經常注意保持兩頂尖孔的質量是軸類零件加工的關鍵問題之一。</p><p><b>　　5.3制定工藝路線</b></p><p>　　5.3.1 加工階段的劃分</p><p>　　工件的加工質量要求較高時，都應劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段

40、。如果加工精度和表面質量要求特別高，則還可增設光整加工和超密加工階段。</p><p>　　5.3.2 各加工階段的主要任務</p><p>　?。?）粗加工階段的任務是切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的形狀和尺寸。</p><p>　?。?）半精加工階段的任務是留下精加工余量后使主要表面達到一定的精度，為精加工做好準備并完成一些次要表面的加工。 （3）精加

41、工階段的任務是保證各主要表面達到規(guī)定的精度和表面粗糙度。</p><p>　　5.3.3加工順序的安排</p><p>　　（1）切削加工的安排原則：A.基準先行B.先粗后精 C.先主后次 D.先面后孔</p><p>　?。?）熱處理工序的安排： </p><p>　　A.預備熱處理的目的的改善工件的加工性能，消除殘余內應力，改善金相組織，

42、為最終熱處理做好準備，如正火、退火和調質等。預備熱處理一般安排在粗加工前，但調質常安排在粗加工后進行。</p><p>　　B.消除殘余應力處理的目的是消除毛坯制造和切削加工過程中產生的殘余應力，如時效和退火。</p><p>　　C.最終熱處理的目的是提高零件的力學性能（如強度、硬度、耐磨性等），如調質、淬火、回火以及各種表面處理，一般安排在精加工前。</p><p&

43、gt;　　本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強度和韌性，故需要進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，為了達到圖紙的精度要求，應該安排磨削工序，來達到精度要求和提高表面性能。</p><p>　?。?）輔助工序的安排：輔助工序包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹等檢驗。除了工序中自檢外，還需在下列場合單獨安排檢驗工序：a.重要工序前后；b.送往外車間加工之前；

44、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行：a.淬火工序之前；b.全部加工工序結束之后。</p><p>　　5.3.4 粗加工階段</p><p>　　(1)毛坯處理、毛坯備料、鍛造和正火。</p><p>　　(2)粗加工，鋸去多余部分、銑端面大中心孔和車外圓。</p><p>　　這個階段的主要目的是：用大的切

45、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發(fā)現(xiàn)鍛件裂縫及缺陷，做處相應措施。</p><p>　　5.3.5 半精加工階段</p><p>　　(1)半精加工前熱處理 對于45號鋼一般采用調質處理達到HB235。</p><p><b>　　(2)半精加工外圓</b></p>

46、<p>　　這個階段主要目的是：為精加工做好準備，尤其為精加工做好基面準備。一些要求不高的表面，在這個階段達到圖紙規(guī)定要求。</p><p>　　5.3.6 齒輪加工階段磨削加工階段：</p><p>　　(1)粗磨削加工前熱處理，低溫時效。</p><p>　　(2)精加工前各種加工、銑槽、研中心孔、磨外圓、粗磨齒、二次時效。</p>&l

47、t;p>　　(3)精磨齒，保證重要表面的精度。 </p><p>　　六、擬定加工工藝路線方案</p><p>　　由于該零件是批量生產，可以采用機床配以專用夾具，工序以分散為主，某些工序可以適當集中應劃分加工階段，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。在生產綱領已確定為中批生產的條件下，可以采用通用機

48、床配一專用的工夾量具，并考慮工序集中，以提高生產率和減少機床數(shù)量使生產成本降低。工序如下：</p><p>　　(1)備料：45號鋼Φ37×107</p><p>　　(2)鍛造：為了零件粗略成型，到節(jié)約原材料，減少切削用量，改善纖維組織要嚴格控制鍛造溫度，最好能一火鍛成，外圓鍛造余量8-10毫米，始鍛溫度1200度，終鍛 溫度800度，空冷。</p><p&

49、gt;　　(3)退火處理：目的是降低硬度，改善切削加工性能。消除鍛造應力以及細化晶粒和消除組織不均勻，退火溫度840-870℃保溫5小時，爐冷至550℃空冷。</p><p>　　(4) 鉆中心孔B2 GB145-2001，銑端面至尺寸。</p><p>　　(5)粗車：夾Φ37粗車Φ30、Φ24、Φ16、Φ20均留余量3毫米，調頭車Φ20留余量3毫米。</p><p

50、>　　(6)調質熱處理：目的是為了提高零件的機械性能，獲得均勻的回火奧氏體，為表面硬化作好纖維組織上的準備，是軸能獲得高強度的心部和高硬度的表層。同時有一個良好的硬度階梯，避免應力集中。調質淬火溫度830-850℃保時1-1.5分/毫米回火溫度600-640℃2-4小時 調質硬度HB220-250。</p><p><b>　　(7)鉆中心孔。</b></p><

51、p>　　(8)半精車：半精車外圓各步，留余量0.5毫米，Φ30車至尺寸。</p><p>　　(9)滾齒：齒數(shù)21 模數(shù)1.25 精度等級9。</p><p>　　(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度等力學性能。感應加熱表面淬火零件宜選用中碳非合金鋼和低碳合合金結構

52、鋼。經感應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，該熱處理方便生產率高，易于實現(xiàn)機械化，多用于大批大量生產形狀簡單的零件，符合要求。</p><p>　　(11)銑槽: 保證尺寸。</p><p>　　(12)研磨中心孔。</p><p>　　(13)齒端面到

53、角。</p><p>　　(14)磨外圓：Φ24、Φ16兩外圓雖無尺寸精度，由于進給箱齒輪軸在高速運轉中工作，進給箱齒輪軸所產生微小不平衡都全影響內磨質量，因此，兩外圓需經磨削加工。</p><p><b>　　(15)粗磨齒。</b></p><p>　　(16)二次時效：加熱到160℃保溫10小時空冷。</p><p&g

54、t;<b>　　(17)精磨齒。</b></p><p><b>　　(18)終檢。</b></p><p><b>　　(19)入庫。</b></p><p>　　七、選擇加工設備及工藝裝備</p><p><b>　　7.1機床的選擇</b></

55、p><p>　　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型數(shù)控車床，床身上最大工件回轉直徑：ф320mm,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，能滿足零件設計的要求，而普通車床難以達到要求。再者數(shù)控車床

56、本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產率高，是普通車床的 3～5 倍。但數(shù)控車床的投資大，使用費用高，生產準備工作復雜。由于整個加工過程采用程序控制，數(shù)控加工的前期準備工作較為復雜，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。</p><p><b>　　7.2 刀具的選擇</b>

57、</p><p>　　在車床上加工的工序，一般都選用高速鋼W18Cr4。加工鋼質零件采用YT類硬質合金粗加工用YT5，精加工用YT15。為提高生產率和經濟性，可選用可轉位車刀。（GB5343.1-85，GB5343.2-85）滾齒根據(jù)《金屬切削原理與刀具》采用A級單頭滾刀能達到8級精度。滾刀選模數(shù)為3mm的Ⅱ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

58、寬為8mm，因此所選銑刀=銑刀直徑d=8mm,L=50mm,l=14mm,d1=8用硬質合金頂尖研磨中心孔，把硬質合金頂尖的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。不帶護錐的A型中心孔，d=4,D=8.5,L2=3.9,t=3.5。外圓磨削：200×20×75—AF60L5v—35m／s 。</p><p><b>　　7.3量具的選擇</b>&

59、lt;/p><p>　　本零件屬成批生產，一般均采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計算器具的不確定度選擇；二是按計算器具的測量方法極限誤差選擇。選擇時，采用其中的一種方法即可。以及齒厚游標卡尺。 </p><p>　　7.3.1 徑向測量工具

60、 </p><p>　　選擇各外圓加工面的量具</p><p>　　7.3.2工具軸向測量</p><p>　　7.3.3選擇加工槽所用量具</p><p&

61、gt;　　槽經粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗細是均為IT14；半精銑時，槽寬為IT9級、槽深為IT12均可選用分度值為0.01測量范圍0—10百分表（GB1219-85）.</p><p>　　D選擇滾齒工序所用量具</p><p>　　滾齒工序在加工時測量公法線長度即可。根據(jù)《公差配合與測量技術》，選分度值為0.01，測量范圍0—25的公法線百分尺（GB1217-8

62、6）</p><p><b>　　確定工序尺寸</b></p><p>　　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注。</p><p>　　8.1確定圓柱面的工序尺寸</p><p>　　圓柱面即軸表面的工序尺寸只與加工余量有關。前面根據(jù)有關資料已查處零件各表面的總

63、加工余量（毛坯余量），應將總加工余量分為各工序加工余量，然后再由后往前計算工序尺寸。查表修正法是以生產實踐和實驗研究積累的有關加工余量資料數(shù)據(jù)為基礎，并按具件生產條件加以修正來確定加工余量的方法，該方法應用比較廣泛。加工余量數(shù)值可在各種機械加工工藝手冊中查找，其步驟如下：</p><p>　　1.根據(jù)各工序的加工性質，查表得它們的工序余量。</p><p>　　2.確定各工序的尺寸公差及表

64、面粗糙度。由各工序的加工性質查有關經濟加工精度和經濟表面粗糙度。</p><p>　　3.根據(jù)查的余量計算各工序尺寸。</p><p>　　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取雙向對稱偏差。</p><p>　　8.2確定軸向工序尺寸</p><p>　　確定各加工

65、表面的工序加工余量，本零件各端面臺階的工序加工余量。因為用頂尖頂緊工件進行加工，徑向又沒有標注公差尺寸，只選用兩端面為測量基準，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。</p><p>　　8.3 確定銑槽的工序尺寸 </p><p>　　半精銑可達到零件圖樣的要求，則該工序尺寸：槽寬為4mm，槽深7mm。粗銑時，為半精銑留有加工余量：槽寬雙邊余量為

66、2mm,槽深余量為2mm。則粗銑的工序尺寸：槽寬為3mm，槽深2mm。</p><p>　　8.4磨外圓至工序尺寸</p><p><b>　　磨齒到表面粗糙度。</b></p><p><b>　　切削用量的選擇</b></p><p>　　粗車工序:已知加工材料為45號鋼，Eb600Mpa，鍛件

67、，有外皮，坯件D=30mm，車削后d=29mm,加工長度為107mm，機床為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。</p><p>　　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</p><p>　　(1)確定銑削寬度

68、 立銑刀=4mm</p><p>　　確定每齒進給量，根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為75KW，中等系統(tǒng)剛度，根據(jù)說明書 v=0.12-0.20</p><p>　　(2)選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.4mm，刀具壽命T=60min</p><p>　　(3)確定切削速度，切削速度可根據(jù)查得公式計算</p><p&

69、gt;　　Vc=21.5×8×0.45/60×4×0.1×0.5×8×0.54 ×1.0=95m/min</p><p>　　(4)檢驗機床功率：根據(jù)說明書， Vf≤75，Pct=1.1KM</p><p>　　切削功率的修正系數(shù)為=1，故實際切削功率為Pcc=Pct=1.1KW</p><

70、;p>　　機床主軸允許的功率為：</p><p>　　Pcm=7.5×0.75KW=5.63KW</p><p>　　故，所確定的切削用量可以采用。</p><p>　　進給箱用來改變進給量，主軸經掛輪箱傳入進給箱的運動，通過移動變速手柄來改變進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速。進給箱齒輪軸是進給箱內重要的軸，應用廣泛。本設計

71、針對它的加工工藝過程進行了一系列的分析，主要從毛坯的選擇，基準的選擇，加工階段的劃分，工藝路徑的擬定，機床、夾具、刀具、量具、切削用量的確定以及工序尺寸的方面進行研究的，制定出了機械加工工藝規(guī)程，在實際中具有一定的可行性。</p><p><b>　　夾具的設計</b></p><p>　　10.1專用夾具設計的基本要求 </p><p>　　

72、1)夾具設計應滿足零件加工工序的精度要求</p><p>　　2)應能提高加工生產率</p><p>　　3)操作方便、省力、安全</p><p>　　4)具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本 </p><p>　　5)具有良好的結構工藝性：便于制造、檢驗、裝配、調整、維修</p><p><b>　　10.

73、2夾具的特點</b></p><p>　　1）保證工件的加工精度</p><p>　　專用夾具應有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。</p><p><b>　　2）提高生產效率</b></p><p>　　專業(yè)夾具的復雜程度要與工件的生產綱領

74、相適應，應根據(jù)工件生產批量的大小選用不同復雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，以提高生產效率。</p><p><b>　　3）工藝性好</b></p><p>　　專用夾具的結構簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗和維修。專用夾具的生產屬于小批量生產。</p><p><b>　　4）使用性好</b></p>

75、<p>　　專用夾具的操作應簡單，省力，安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑機構。</p><p><b>　　5）經濟型好</b></p><p>　　除考慮專用夾具本身結構簡單，標準化程度高，成本低廉外，還應根據(jù)生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。</p><p>　　10.3夾具的設計要點&l

76、t;/p><p>　　確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時，需綜合考慮以下因素：</p><p>　　（1）要考慮各表面的精度和質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。</p><p>　?。?）根據(jù)生產類型來選擇，在大批量生產中可使用專用的高效率的設備；在單件小批量生產中則使用常用設備和一般加工方法。</p><p&

77、gt;　?。?）要考慮被加工材料的性質。</p><p>　?。?）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有的加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。</p><p>　?。?）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。</p><p>　　10.4鉆床夾具的總體設計</p><p>　　

78、10.4.1設計任務</p><p>　　設計的主要任務是設計一個鉆床夾具，在零件端面上鉆孔，為了使鉆孔的位置精確，必須對零件進行固定定位，提高加工精度，使之滿足使用要求。專用夾具設計，方便加工及裝卸，節(jié)省時間，提高工作效率。</p><p>　　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。</p><p>

79、　　10.4.2 夾具的設計步驟</p><p>　　1）明確設計任務書與收集設計材料</p><p>　　夾具設計的第一步是在已知生產綱領的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設計任務書，對工件進行工藝分析。其內容主要是了解工件的特點、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具等。</p><p>　　

80、其次是根據(jù)設計任務書收集有關材料。</p><p>　　2）擬定夾具結構方案與繪制夾具圖</p><p>　　A）確定工件的定位方案，設計定位裝置。</p><p>　　B）確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置。</p><p>　　C）確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件及安裝基面。</p><p>　　D）繪制夾具圖

81、，并標注尺寸。</p><p><b>　　進行必要的分析計算</b></p><p>　　工件的加工精度較高時，應進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時，可進行經濟分析，選用經濟效益較好的方案。</p><p><b>　　繪制夾具裝配總圖</b></p><p>

82、;　　夾具的總裝配圖應按國家標準繪制。繪圖比例采用1:1?？倛D應把夾具的工作原理、各種裝置的結構及其相互關系表達清楚。</p><p>　　夾具總圖的繪制次序如下：</p><p>　　用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表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。</p><p>　　依次繪出定位裝置、夾緊裝置

83、、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。</p><p>　　標注必要的尺寸、公差和技術要求。</p><p>　　編制夾具明細表及標題欄</p><p><b>　　繪制夾具零件圖</b></p><p>　　夾具中的非標準零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術要求。</p>&

84、lt;p>　　10.5夾具的工作原理與結構設計</p><p>　　10.5.1對定位元件的基本要求</p><p><b>　　1) 足夠的精度</b></p><p>　　由于工件的定位是通過定位副的接觸（或配合）實現(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，限位基面應有足夠的精度，以適應加工的要求。</p>

85、;<p>　　2) 足夠的強度和剛度</p><p>　　定位元件不僅限制工件的自由度，還有支撐元件、承受夾緊力和切削力的作用，因此，因有足夠的強度和剛度，以免使用中變形或損毀。</p><p><b>　　3) 耐磨性好</b></p><p>　　工件的裝卸會磨損定位元件的限位基面，導致定位精度下降。定位精度下降到一定程度時，

86、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，定位元件應有較好的耐磨性。</p><p><b>　　4) 工藝性好</b></p><p>　　定位元件的結構應力求簡單、合理，便于加工、裝配和更換。</p><p>　　10.5.2定位方案與定位元件</p><p>　　工件

87、在夾具中定位的任務是：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，各個工件在夾具中占據(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。</p><p>　　該設計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

88、心線與水平面垂直，保證ø12mm孔的位置。由于定位基準為零件的中心線，采用V形塊定位，滿足了定位基準的要求。同時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)生移動或左右偏轉的情況，滿足加工要求。</p><p>　　10.5.3對夾緊裝置的基本要求：</p><p>　　夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。</p><p>

89、　　夾緊力的大小適當，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)定不變，振動小，又要是工件不產生過大的夾緊變形。夾緊力穩(wěn)定可減小夾緊誤差。</p><p>　　夾緊裝置的復雜程度應與工件的生產綱領相適應。工件生產批量越大，允許設計越復雜、效率越高的夾緊裝置。</p><p>　　工藝性好，使用性好。其結構力求簡單，便于制造和維修。夾緊裝置的操作應當方便、安全、省力。&

90、lt;/p><p>　　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效率。因此，設計夾緊裝置應遵循以下原則：</p><p>　　工件不移動原則 </p><p>　　夾緊過程中，應不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。</p><p>　　工件不變形原則 </p><p>　　夾緊

91、力的大小要適當，既要保證夾緊可靠，又應使工件在夾緊力的作用下不致產生加工精度所不允許的變形。</p><p>　　工件不振動原則 </p><p>　　對剛性較差的工件，或者進行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應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。</p><p>　　安全可靠原則 </p

92、><p>　　夾緊傳力機構應有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。</p><p>　　經濟實用原則 </p><p>　　夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產綱領相適應，在保證生產效率的前提下，其結構應力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。</p><p>　　夾緊機構---傳遞夾緊力，它是直

93、接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。要使動力裝置所產生的力或人力正確地作用到工件上，需有適當?shù)膫鬟f機構。在工件夾緊過程中起力的傳遞作用的機構，稱為夾緊機構。</p><p>　　夾緊機構在傳遞力的過程中，能根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點。手動夾具的夾緊機構還應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。</p><p>　　10.5.4夾緊方案的選擇</p

94、><p>　　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構（見零件圖和裝配圖）。限制5個自由度。</p><p>　　10.5.4.1鉆削切削力</p><p>　　需要鉆孔零件的材料為45號鋼，含碳量為0.42~0.50屬于亞共析鋼。</p><p>　　45號鋼力學性能：抗拉強度≥600Mp；屈服強度≥355Mp；

95、伸長率 δ≥17%；斷面收縮率 ψ ≥40%；硬度：調制處理200~300HB。</p><p>　　鉆削切削力的計算公式如下表：</p><p>　　表1 鉆削切削力的計算公式</p><p><b>　　鉆削時的進給量</b></p><p>　　f：0.15~0.32mm/r，取f=0.2mm/r</p&g

96、t;<p>　　由表可知，切削扭矩的計算公式</p><p><b>　?。ㄊ?-1）</b></p><p>　　為修正參數(shù)，它的計算公式</p><p>　　因為45Cr的抗拉強度 σb (MPa)：≥1030，σb (MPa)=1030</p><p><b>　　（3-2）</b&g

97、t;</p><p>　　孔，帶入式3-1得： </p><p><b>　?。ㄊ?-3）</b></p><p>　　由表3-3可知，切削力的計算計算公式如下，其中f=0.2mm/轉</p><p><b>　?。ㄊ?-3）</b></p><p>　　計算孔的切削力，帶

98、入式3-4得： </p><p><b>　　（式3-4）</b></p><p>　　10.5.4.2實際所需夾緊力的計算</p><p>　　計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大型工件還應考慮工件重力，運動的工件還應考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算

99、出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：</p><p><b>　?。ㄊ?-5）</b></p><p>　　式中 —實際所需夾緊力（N）；</p><p>　　—在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）；</p><p><b>　　—安全系數(shù)。</b&

100、gt;</p><p>　　安全系數(shù)K可按下試計算：</p><p><b>　?。ㄊ?-6）</b></p><p>　　式中，為各種因素的安全系數(shù)，如表3-1。</p><p>　　表2 安全系數(shù)的數(shù)值</p><p>　　若安全系數(shù)K的計算結果小于2.3時，取K=2.5。</p>

101、<p>　　鉆孔時，根據(jù)表2、表3，帶入式3-5，計算相應的安全系數(shù)得：</p><p><b>　　（式3-7）</b></p><p><b>　　表3 安全系數(shù)</b></p><p>　　本夾具徑向鎖緊機構，轉動手柄，鎖緊螺桿使兩個V形塊相對運動，將轉軸鎖緊。</p><p>

102、　　夾緊力和夾緊扭矩的計算公式如下：</p><p><b>　　（式3-7）</b></p><p>　　（式3-8） </p><p>　　式中 —夾緊力（N）；</p><p>　　—夾緊扭矩（N*m）；</p><p><b

103、>　　—作用力（N）；</b></p><p>　　—摩擦系數(shù)（表面光滑f=0.16）；</p><p>　　—螺紋或端面升角（此處）</p><p>　　計算夾緊扭矩，代入式3-8得： </p><p><b>　?。ㄊ?-9）</b></p><p>　　計算理論夾緊力得

104、： </p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　計算實際夾緊力，代入式3-5得： </p><p><b>　　（3-11）</b></p><p><b>　　計算摩擦力 </b></p><p><b>　　

105、（3-12）</b></p><p>　　因為 ，所以鉆孔過程中不會發(fā)生滑動，夾緊力合適，夾緊機構滿足設計要求。</p><p>　　10.6夾具裝配圖總尺寸</p><p>　　夾具總長415mm，高205mm，寬160mm。由固定夾具體、活動V形塊、固定支承，其中固定V形塊與固定夾具體鑄造在一起。</p><p>　　下圖為夾

106、具與鉆床的連接圖：</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　本學期我們做了《機械制造技術基礎》和《機械系統(tǒng)設計》的課程設計，以及參加了生產實習。正能借此機會加深對所學知識的應用與鞏固。</p><p>　　在指導老師的帶領下，我開始通過各種渠道搜集資料。接下來，我開始對所搜集的原始資料進行整理、分析研究。我們撰寫了初稿，并

107、加入了自己新穎的見解。由于設計者的水平有限，一定有不足之處，鉆軸的夾具是根據(jù)臺虎鉗配合V形塊改造的。在設計過程中，我們遇到了很多難題，很難解決，最后聽取老師和同學好的建議，查閱參考文獻，最終解決了這些難題。對于進給箱軸設計的說明書，我們進行了創(chuàng)新。</p><p>　　機制專業(yè)就是為解決實際機械加工的各種難題而培養(yǎng)人才，我們若能發(fā)揮自己所學，為工廠解決實際問題，才能發(fā)揮自己最大的社會價值。此次設計中，我深刻認識到

108、自己專業(yè)知識的匱乏，我們翻閱了以前的課本，查閱了大量的專業(yè)書籍，終于完成了本次設計。</p><p>　　通過這一階段的努力，我們組的課程設計《斜齒輪軸》終于完成了，在課程設計寫作過程中，我們傾注了大量的心血，原始文件的收集、格式的確定、結構的布局到最終的論文定稿，我們都認真分析。沒有**老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我們論文的順利完成。同時我還要感謝在我此期間的組員們，**同學在課程設計中給我的幫助和支持，有

109、了他們的支持、鼓勵和幫助，我所做的一切才更有意義；也正是因為有了他們，我才有了追求進步的勇氣和信心。</p><p>　　撰寫課程設計本身就是對本專業(yè)知識的再次學習和鞏固過程，由于時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，本篇課程設計中肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。懇請閱讀此篇論文的老師、同學，多予指正，不勝感激！</p><p><b>　　參考文獻</b></p>

110、;<p>　　【1】楊舜洲 、機械制造技術基礎、長沙：中南大學出版社，2011</p><p>　　【2】李長勝 、機械制造工藝裝備、鄭州： 河南機電高等?？茖W校，2011</p><p>　　【3】徐學林 、互換性與測量技術、長沙: 湖南大學出版社，2009</p><p>　　【4】趙又紅、周知進、機械設計基礎課程設計指導、長沙：中南大學出版社，