進給箱齒輪軸的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計說明書

1、<p>　　機 床 夾 具 設 計</p><p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p>　　題目：進給箱齒輪軸的機械加工</p><p><b>　　工藝規(guī)程及工藝裝備</b></p><p>　　院 別： 機電學院 </p><p>

2、;　　專 業(yè)： 機械設計制造及自動化（師范）</p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　日 期：2010年10月18日～10月25日</

3、p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序言3</b></p><p>　　一、計算年生產綱領，確定生產類型4</p><p><b>　　二、零件的分析4</b></p><p><b>　　1、零件的作用4

4、</b></p><p>　　2、零件的工藝分析4</p><p>　　三、工藝規(guī)程設計5</p><p>　　1、確定毛坯的制造形式5</p><p>　　2、基準面的選擇5</p><p>　　3、零件表面加工方法的選擇5</p><p>　　4、制定工藝路線6<

5、;/p><p>　　5、加工設備與工藝裝備的選擇6</p><p>　　四、專用夾具設計7</p><p><b>　　1、設計要求7</b></p><p>　　2、定位基準的選擇7</p><p>　　3、定位誤差分析8</p><p>　　4、定夾緊方案和夾緊機

6、構8</p><p>　　5、夾緊力的計算錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　五、結論8</b></p><p><b>　　六、參考文獻9</b></p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機床夾具課程設計是在我

7、們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)之后進行的。這是我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能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，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設打下一個良好的基礎。我也相信通過課程設計能將零碎的知識點都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設計。<

8、/p><p>　　本次課程設計是機床夾具設計這門課程的一個階段總結，是對課堂中學習的基本理論和在生產實習中學到的實踐知識的一個實際應用過程。我們在完成課程設計的同時,也培養(yǎng)了我們正確使用技術資料、國家標準、有關手冊、圖冊等工具書，進行設計計算、數據處理、編寫技術文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下了堅實的基礎。由于知識和經驗所限，設計會有許多不足之處，所以懇請老師給予指導。</p><p&

9、gt;　　設計題目： 進給箱齒輪軸零件的銑槽工序專用夾具設計（生產綱領：中批）</p><p><b>　　零件圖</b></p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　　1、零件的作用</b></p><p>　　題目給定的零件是進給箱齒輪軸，

10、其主要作用是支撐傳動零部件，實現(xiàn)回轉運動，并傳遞扭矩和動力，以及承受一定的載荷。齒輪軸零件是將齒輪部分和軸做成一體無需鍵配合的一種常見機械零件。齒輪軸具備傳動效率高、結構緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點，是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一。軸Φ26mm圓柱面處有圓弧形的鍵槽，主要是通過鍵和其他部件相連。軸的左端部位為齒輪部分，主要傳遞運動和動力。</p><p><b>　　2、零件的工藝分析&l

11、t;/b></p><p>　　從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構簡單，屬于階梯軸類零件，由圓柱面、軸肩、鍵槽、齒輪等不同形式的幾何表面及幾何實體組成。其主要加工的表面有以齒輪軸左右端面為中心的Φ60mm、Φ45mm、Φ30mm、Φ29mm、Φ26mm、Φ24mm的外圓柱面，以Φ26mm的外圓柱面和左右臺階面為中心的加工30×8×24mm的鍵槽、Φ8mm的孔，左右兩端的端面，以及齒輪

12、軸左端的齒輪加工。其多數表面的尺寸精度等級在IT7～IT11之間，表面粗糙度值Ra為1.6μm～12.5μm，齒輪的精度等級為8FH。其中位置要求較嚴格的,主要是保證加工Φ60mm的外圓柱面與整個齒輪軸的中心軸線的同軸度在Φ0.25mm范圍內,以及保證Φ30mm的外圓柱面與整個齒輪軸的中心軸線的同軸度在Φ0.02mm范圍內。</p><p>　　通過分析，該零件布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求

13、，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。經過對以上加工表面的分析，對于這幾組加工表面而言，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，并且保證它們的位置精度。</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程設計</b></p><p>　　1、確定毛坯的制造形式</p><p>

14、;　　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。由于齒輪軸機械強度要求高，在使用過程中要承受重載荷、沖擊載荷或交變載荷，因此推薦用型材或鍛件，但從經濟方面著想，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，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本

15、零件生產批量為大批量（3000-10000件），所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛成型的方法制造毛坯。</p><p><b>　　2、基準面的選擇</b></p><p>　　基準面的選擇是工藝規(guī)程設計中重要的工作之一?；鶞拭孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。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。</

16、p><p>　　對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時則應與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗基準），所以本零件可以以兩端的外圓柱面作為粗基準。</p><p>　　精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準

17、不重合時，應該進行尺寸換算。而本零件的精基準可選擇為軸兩端面的中心孔，滿足基準重合的原則。最先進行機械加工的是兩個端面，保證長度要求，再就是兩個端面的中心孔，保證定位和夾緊。這時可選的夾緊方案為：用三爪卡盤固定一端，對另外一端面進行平整加工，打中心孔；調頭加工另外一端面，打中心孔，保證長度。</p><p>　　3、零件表面加工方法的選擇</p><p>　　零件表面的加工方法，主要取決于

18、加工表面的技術要求，而且要考慮每種加工方法的加工經濟精度范圍，工件的結構形狀和尺寸大小等。本零件的加工表面有外圓柱面、端面、齒面、鍵槽及孔，材料為45鋼。參考《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》表2-4、表2-7、表2-10，該零件的表面加工方法選擇如下：</p><p>　　（1）Φ60mm齒圈外圓面：加工的公差等級50μm，尺寸精度等級為IT8～IT10，需進行粗車-半精車； </p><

19、;p>　?。?）Φ54mm齒面，齒數為18，精度為8級，表面粗糙度Ra值3.2μm，采用AA級單頭滾刀滾齒即可達到要求；</p><p>　?。?）Φ45mm外圓面，表面粗糙度Ra值12.5μm，尺寸精度等級為IT11以下，需進行粗車；</p><p>　　（4）Φ30mm外圓面，表面粗糙度Ra值1.6μm，尺寸精度等級為IT7～IT8，需進行粗車-半精車-精車；</p>

20、<p>　?。?）Φ29mm外圓面，表面粗糙度Ra值12.5μm，尺寸精度等級為IT11以下，需進行粗車；</p><p>　?。?）Φ26mm外圓面，表面粗糙度Ra值1.6μm，尺寸精度等級為IT7～IT8，需進行粗車-半精車-精車；</p><p>　　（7）Φ24mm外圓面，表面粗糙度Ra值1.6μm，尺寸精度等級為IT7～IT8，需進行粗車-半精車-精車；</p

21、><p>　?。?）30×8mm槽，表面粗糙度Ra值12.5μm，尺寸精度等級為IT11以下，需進行粗銑；</p><p>　　（9）Φ8的孔，精度及表面粗糙度要求不高，直接鉆孔可行；</p><p>　?。?0）端面，本零件的端面為回轉體端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度Ra值12.5μm，粗車即可。</p><p><b>

22、;　　4、制定工藝路線</b></p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點，應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便降低生產成本。</p><p>　　按照先加工基準面，先粗后精，基準統(tǒng)一等原則

23、，該零件加工可按下述工藝路線進行:</p><p>　　工序1 劃線找正,以Φ24mm外圓柱端面定位,夾住Φ24mm外圓柱面，粗車Φ60mm外圓柱面和軸左端面,鉆中心孔。</p><p>　　工序2 調頭找正，夾緊Φ60mm外圓柱面，粗車軸右端面，鉆中心孔。</p><p>　　工序3 頂住軸右端面中心孔,依次粗車Φ、Φ45、Φ、Φ29Φ、Φ的外圓柱面及臺階面

24、,保證各位置尺寸。</p><p>　　工序4 半精車Φ、Φ、Φ、Φ的外圓柱面和及臺階面。</p><p>　　工序5 精車加工至Φ、Φ、Φ、Φ的外圓柱面和及臺階面。</p><p>　　工序6 滾Φ54mm齒面。</p><p>　　工序7 銑30×8（公差上0下-0.036）的鍵槽 </p><p&g

25、t;<b>　　工序8 終檢。 </b></p><p>　　5、加工設備與工藝裝備的選擇</p><p><b>　　（1）機床的選擇</b></p><p>　　工序1、2、3、4和5是粗車、半精車和精車。各工序的工步數不多，大批量生產要求一定的生產率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的CA

26、6140型臥式車床。</p><p>　　工序6是滾齒?？蛇x用滾齒機Y3150加工。</p><p>　　工序7為銑削。工序工步簡單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬中批量生產，選機床使用范圍較廣泛為宜，故可選常用用的X61W型銑床能滿足加工要求。</p><p>　?。?）工藝裝備的選擇</p><p>　　工藝裝備主要包括夾具、刀具和量具。&l

27、t;/p><p>　　本零件除銑銷工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。</p><p>　　由于刀具材料的切削性能直接影響著生產率，工件的加工精度，已加工表面質量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個重要部分，刀具應具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經濟性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件材料

28、為45鋼，推薦用硬質合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質合金的刀具。粗車外圓柱面、半精車、精車外圓柱面采用前角為90°的車刀，滾齒采用AA級單頭滾刀，銑槽采用立銑刀。</p><p>　　本零件屬大批量生產，一般配情況下盡量采用通用量具。根據零件表面的

29、精度要求、尺寸和形狀特點，選擇如下：讀數值0.02、測量范圍0～150游標卡尺，讀數值0.01、測量范圍0～150游標卡尺。</p><p>　　6、機械加工工序7余量、工序尺寸、切削用量及基本工時的確定</p><p><b>　　三、專用夾具設計</b></p><p>　　為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，通常需要設計專用夾

30、具。</p><p>　　由上面的齒輪軸工藝方案可知需要設計專用夾具的工序有工序7的銑槽，所以在此就選擇銑槽這一工序來進行專用夾具的設計。本夾具將用于X61W型銑床。刀具為立銑刀，對工件進行銑槽。</p><p><b>　　1、設計要求</b></p><p>　　本夾具主要用來銑30×8mm的槽，沒有嚴格的技術要求，因此，應主要考

31、慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，而精度不是主要考慮的問題。</p><p><b>　　2、定位基準的選擇</b></p><p>　　由零件圖可知，對所銑30×8mm的槽，沒有嚴格的技術要求。且該齒輪軸零件屬于階梯軸零件，選用軸的中心線作為定位基準，可使定位基準和部分工序基準、設計基準重合，減小定位誤差。在此選用Φ30mm和Φ24mm外圓柱面作為定位基

32、面，以900 V形塊為定位元件。軸向定位用V形塊的側面對Φ26mm的左側臺階面進行定位。定位方案如圖1</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　3、定位誤差分析</b></p><p>　　定位方案的確定是一項十分重要的設計程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設計的成敗。因此，必須充分地進行研究和討

33、論，而不要急于繪圖、草率行事。最好制定兩種以上的結構方案，進行分析比較，確定一個最佳方案。在確定夾具設計方案時應當遵循的原則是：① 確保工件的加工質量；② 工藝性好，結構盡量簡單；③ 使用性好，操作省力高效；④ 定位、夾緊快速、準確，能提高生產率；⑤ 經濟性好，制造成本低廉。設計者必須在設計的實踐中，綜合上述原則，統(tǒng)籌考慮，亦即靈活運用所學的知識，結合實際情況，注意研究互相制約的各種因素，確定最合理的設計方案。 </p>

34、<p>　　本夾具主要的定位元件為V形塊。所以該定位V形塊的尺寸公差現(xiàn)規(guī)定與本零件在工作時與其相配的尺寸與公差相同。</p><p>　　所以夾具能滿足零件加工精度的要求。</p><p>　　4、定夾緊方案和夾緊機構</p><p>　　夾緊力的方向應指向主要豎直向下，考慮零件的結構特點，夾緊力作用點落在與Φ24mm外圓柱面上，為了不使工件產生夾緊變形，

35、在Φ24mm下設計一個輔助支承釘，與夾緊力的作用點相對應。并且采用壓板壓緊零件，螺旋夾緊機構夾緊。</p><p><b>　　五、結論</b></p><p>　　此次課程設計確定了進給箱齒輪軸從鑄件毛坯到成品在大量成批生產時的工藝過程，同時也設計了其中一道銑槽工序的夾具。</p><p>　　作為本學期的最后一次課程設計，需要我們綜合前階段

36、所學習的機械制圖、金屬工藝學、金屬材料、機械設計基礎、互換性與測量技術、機械制造工藝學等多門課程的知識，同時還要運用數學、力學等基礎學科知識以及設計手冊上的標準。所以此次課程設計是我們本科階段學習的知識的鞏固，也是一個總結。</p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　[1]《現(xiàn)代機床夾具設計》 吳拓編 化學工業(yè)出版社 </p

37、><p>　　[2]《切削用量簡明手冊》 艾興編 機械工業(yè)出版社</p><p>　　[3]《機械制造工藝學》 曾慶福編 清華大學出版社</p><p>　　[4]《機械制造工藝設計簡明手冊》 李益民主編 機械工業(yè)出版社</p><p>　　[5]《機床夾具設計原理》 龔定安等主編</p><p><b>　

38、　總結與體會</b></p><p>　　首先，要在這里感謝指導老師，如果沒有老師在我們實習過程中遇到困難的時候耐心的教導。我相信我們不可能這么順利的憑借自己的努力完成了此次的實習。在我們同組人的共同參與，共同的思考，共同的努力下，終于完成了這次的課程設計。就是這么一組人這么在一起討論，一起研究，一起談吐自己內心的想法，雖然沒有曲折的過程，也沒有讓人激動人心的事情發(fā)生，但是卻讓大家都覺得這是一個很融洽

39、的團體，團體里面的每個人都在工作中付出了自己的努力，付出自己的汗水，這是我們大家自己對自己能力的一種證明。</p><p>　　整個夾具設計通過很多次方案調試，在這次設計中遇到了許多實際性的問題，在實際設計中才發(fā)現(xiàn)，書本上的理論知識與在實際運用中還是有一定出入的，因此要不斷更正以前的錯誤思維，一切必須靠自己一點一滴的解決，在解決的過程中你會發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。</p><p>　　這也激

40、發(fā)了我今后努力學習的興趣，我想這將對我以后的學習狀態(tài)產生積極的影響。其次，這次實習讓我充分認識到團隊合作的重要性，只有分工協(xié)作才能保證這個項目有條不紊。并且，有我們的實習導師孫老師及康老師的幫助，實習過程過程中的疑惑，老師總會耐心的講解，給我們的設計以極大的幫助，是偶們受益匪淺，通過實習我知道了學習的重要性，理論與實際結合的重要意義，學會了堅持、耐心和努力，這將是我以后學習和工作的最好榜樣。</p><p>　　

41、同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。 </p><p>　　實習誠可貴，成果價更高。我認為這次的課程設計意義很深，和其他幾位