减速器直齿圆柱齿轮的滚齿专用夹具设计及加工工艺装备-工装含4张CAD图

减速器直齿圆柱齿轮的滚齿专用夹具设计及加工工艺装备-工装含4张CAD图,减速器,圆柱齿轮,专用,夹具,设计,加工,工艺,装备,工装,CAD 文献综述 【摘要】:在现代工业生产系统中，齿轮装置的使用已经十分普遍。齿轮传动是机械传动的重要装置，其具有结构紧凑、传递动力大、效率高、寿命长、可靠性好和传动比准确等优点，目前已广泛的应用于汽车、机床以及各种仪表当中，它几乎适用于一切功率和转速范围。目前齿轮传动技术已经成为世界各国机械传动发展的重点之一。对于直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺的设计，首先对直齿圆柱齿轮材料及其参数合理选取进行总结，然后根据直齿圆柱齿轮设计公式及校核公式确定其齿轮类型、热处理方法、精度等级及齿面硬度。又对直齿圆柱齿轮夹具及毛坯的选取进行分析确定。通过计算数据及对CAD课本的知识的掌握画出直齿圆柱齿轮简图。最后根据对直齿圆柱齿轮加工工艺内容和过程分析及齿轮加工方案的选取对直齿圆柱齿轮进行加工。 关键词：结构特点，工作原理，热处理；分析；直齿圆柱齿轮； 【前言】：使用夹具的最根本目的是获得好的经济效益。所以设计夹具也和其它技术工作一样，不仅是一个技术问题，而且是个经济问题。每当设计一套夹具之前，都要进行必要的技术经济分析，使所设计的夹具获得最佳的经济效果。 对设计夹具进行经济技术分析时，应从精度设计和结构设计两方面考虑。精度设计技术分析：一般来说，夹具的精度都应比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。但是盲目的提高夹具精度会造成人力的浪费，所以夹具精度的设计准则是：应使夹具的设计精度与工件的加工精度要求相适应，不可盲目地提高夹具的精度要求。 零件的作用： 齿轮广泛应用于各种机械和仪表中，其作用是按规定的传动比传递运动和功率。具体结构详见下图2-1所示： 图2-1 圆柱齿轮零件图 直齿圆柱齿轮的工艺规程及工装设计主要内容： 1. 根据零件图，对零件进行工艺分析； 2. 确定零件生产类型 3. 确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图； 4. 拟订零件的机械加工工艺路线，确定加工余量和工序尺寸，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定各工序切削用量，计算工序的工时定额； 5. 填写工艺文件：工艺过程卡片、工序卡片； 6. 设计指定工序的专用夹具，绘制夹具配图； 7. 结合本课题查阅并翻译不少于8000个印刷符号的英文资料； 8. 编写设计说明书。 1、零件分析： 在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。 2、毛胚选择： 在选择毛坯时应考虑以下因素: (1)零件的材料及机械性能要求    零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。例如铸铁零件用铸造毛坯；钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常用棒料，对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，当形状复杂力学性能要求不高时用铸钢件；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。    (2) 零件的结构形状与外形尺寸    大型且结构较简单的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，若台阶直径相差不大，可用棒料；若各台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。    (3) 生产纲领的大小    大批大量生产中，应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。铸件采用金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密锻造。在单件小批生产中用木模手工造型或自由锻来制造毛坯。    (4) 现有生产条件    确定毛坯时，必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等，否则就不现实。    (5) 充分利用新工艺、新材料    为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚至不需要进行加工，经济效益非常显著。 零件的材料为45钢，为提高材料的利用率，提高生产率，提高齿轮的机械性能，因此进行锻造。 3、工艺规程设计： （1）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可 以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出， 更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （2）粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序 提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量。二 要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是 不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对 本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加 工余量最小的面为粗基准 （3）精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，还要专门计算。该零件为小型零件，加工的部位较多且互相之间有较高的位置精度，故选择精基准时首先考虑基准统一的方案。 4、工序顺序的安排原则： （1）先基准后其他原则：确定粗基准后，首先应将精基准加工出来，然后再以该基准定位，加工其他面 （2）先面后孔原则：当零件上有较大的平面可以用来作为定位基准时，总是先加工平面，再以平面定位加工，保证孔和平面之间的位置精度。这样定位稳定， 装夹也方便，孔的加工条件也会大为改善。 （3）先主后次原则：位置精度要求较高的基准面和工作表面应先加工，便于及早发现毛胚缺陷；而次要表面如键槽、螺孔、紧固小孔等穿插在相应阶段中进行。对于整个工艺过程而言次要表面加工一般安排在主表面最终加工之前。 （4）先粗后精原则：对于精度要求高的零件，划分精加工阶段应越细。 5、齿轮加工工艺路线： 1、锻造毛坯 2、正火 3、粗车加工 4、调质热处理 5、精车加工 6、制齿 7、齿面磨削 6、专用夹具设计： 夹具是加工零件时定位和夹紧可靠的重要保证。夹具设计的合理，才能保证零件的顺利加工和满足加工要求。以下是专用夹具设计的基本要求： 1、保证工件的加工精度 专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2、提高生产效率 专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。 3、工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。 4、使用性好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。 5、经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 7、专用夹具设计步骤： （1）研究原始资料、分析设计任务。 （2）确定夹具的结构方案。 （3）绘制夹具总图。 （4）确定并标注有关尺寸、配合和技术条件。 【总结】：到此为止，在自己努力下顺利完成夹具设计。在本次设计中，我觉得最大的收益就是对自己意志的磨炼，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助；在本次设计中也遇到了以下问题： 1、对机械工艺规程设计理论方面的知识还没有十分扎实，对并没有投入生产，在实际生产中的产品，还要根据生产部门的设备，要求等，考虑零件的结构，精度和余量，难免会有我们现在没有考虑周全的内容。 2、夹具设计是本次设计中最大的难题，虽然课题只是设计一个齿轮，但是夹具设计过程中遇到的问题是最多的，特别是对各机构的选用，既要达到局部要求，又要配合整体要求。因此我以后一定会在这个方向多加用心。 因此，在以后的学习工作中，我要多多关注本专业领域的前沿知识，同时对今后有可能用到的知识进行系统的复习，以便今后设计时能够在保证成本的前提下，较好地利用其本身。  参考文献 [1]吕明.机械制造技术基础（第3版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2015. [2]杨叔子.机械加工工艺师手册[S].北京:机械工业出版社,2002. [3]李益民.机械制造工艺设计简明手册[S].北京:机械工业出版社,1994. [4]上海市金属切削学会.金属切削手册[S].上海:上海科学技术出版社,2000. [5]艾兴.切削用量简明手册[S].北京:机械工业出版社,1999. [6]哈尔滨工业大学.机床夹具设计手册[S].北京:机械工业出版社,2002. [7]陈立德.工装设计[M].上海:上海交通大学出版社,1999. [8]孙本绪,熊万武.机械加工余量手册[S].北京:国防工业出版社,1999. [9]冯辛安.机械制造装备设计[M].北京:机械工业出版社,2008. [10]教育部高等教育司.画法几何及机械制图[M].北京:高等教育出版社,1999. [11]毛平淮.互换性与测量技术基础[M].北京:机械工业出版社,2007. [12]邓文英.金属工艺学[M].北京:高等教育出版社,2000. [13]樊晓燕.车床主轴箱齿轮的材料选择及热处理工艺[J].机械管理开发，2009. [14]许自英.车床专用夹具设计的分析与加工[J].硅谷，2012. [15]贺毅.如何设计车床夹具[J].科技创新导报，2013. [16]马宏福.机械加工工艺知识本体及检索方法研究[J].大连交通大学，2006 [17]水根．机械制造工艺学（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2004. [18] 成大先，机械设计手册，单行本[M].北京：化学工业出版社，2004. [19]张龙勋.机械制造工艺学 .北京：机械工业出版社，1995. [20]朱心正.机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，1999. 8