主轴箱齿轮机械加工工艺规程及滚齿夹具设计

主轴箱齿轮机械加工工艺规程及滚齿夹具设计,主轴,齿轮,机械,加工,工艺,规程,夹具,设计 设计说明书 主轴箱齿轮的工艺规程及滚齿夹具设计 教 学 部： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 职称 最终评定成绩 年 月 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 主轴箱齿轮的加工工艺规程及其滚齿的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目录 ABSTRCT 3 一 绪 论 2 1.1机床夹具的概念 2 1.1.1夹具的现状几生产对其提出新的要求 2 1.1.2现代夹具的发展发向 3 1.2机床夹具的组成 4 1.2.1 机床夹具的基本组成部分： 4 1.2.2 机床夹具的其他特殊元件或装置 5 1.3 机床夹具的分类 5 1.3.1 机床夹具的分类如下 6 1.3.2 机床夹具的分类 7 1.4 机床夹具在机械加工中的作用 9 1.4.1 机床夹具 9 1.4.2 机床夹具的功能 9 二 零件的分析 12 2.1 零件的作用 12 2.2 零件的工艺分析 12 三 工艺规程设计 13 3.1 确定毛坯的制造形式 13 3.2 基面的选择的选择 13 3.3工艺路线 13 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 15 3.5确定切削用量及基本工时 16 四 夹具设计 20 4.1问题的提出 20 4.2 定位基准的选择 20 4.3削力和夹紧力计算 21 4.4定位误差分析 23 4.5夹紧误差分析和计算 23 4.6夹具设计及操作说明 23 总 结 25 致 谢 26 参 考 文 献 28 前 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 主轴箱齿轮的加工工艺规程及滚齿夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 一 绪 论 1.1机床夹具的概念 在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。 夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。 1.1.1夹具的现状几生产对其提出新的要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求； （1）、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期； （2）、能装夹一组相似性特征的工件； （3）、适用于精密加工的高精度的机床； （4）、适用于各种现代化制造技术的新型技术； （5）、采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。 1.1.2现代夹具的发展发向 现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面： 1． 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高 对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.2~0.5um。 2． 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。 3． 柔性化 夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调 组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。 4． 标准化 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 1.2机床夹具的组成 1.2.1 机床夹具的基本组成部分： (1)定位装置 该装置由定位元件组合而成，其作用是确定工件在夹具中的正确位置。 (2)夹具装置 该装置的作用是将工件压紧夹牢，并保证工件在加工的过程中正确位置不变。 (3)夹具体 夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有的元件构成一个整体。 1.2.2 机床夹具的其他特殊元件或装置 (1)连接元件 根据机床的特点，夹具在机床上的安装连接常有两种形式。一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上。连接元件用以确定夹具本身在机床上的位置。如机床夹具所使用的过渡盘，铣床夹具所使用的定向键等，都是连接元件。 (2)对刀元件 常用在普通铣床夹具中，用对刀快调整铣刀加工前的位置。对刀时，铣刀不与对刀快直接接触，而用塞尺进行检查，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀快工作表面。 (3)导向元件 常用在钻床、镗床夹具中，用钻套和镗套引导刀具加工中的正确位置。 (4)其他元件或装置 根据加工需要，有些夹具还分别采用分度装置、靠模装置、上下料装置、预出器个平衡快等。这些元件或装置需要专门设计。 随行夹具 1.3 机床夹具的分类 根据机床夹具的通用化程度，可将夹具氛围以下几种：通用夹具，专用夹具，成组夹具，组合夹具，随行夹具。 其中专用夹具是针对某一种工件的某道工序专门设计的夹具。所以结构紧凑，操作迅速方便。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计与制造。专用夹具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸稳定，互换性高，并且可以减轻劳动强度，节省工时，显著提高效率，另外利用专用夹具还可以扩大机床的工艺范围。但专用夹具是为满足某个工件某道工序的加工需要而专门设计的，所以它的适用范围较窄。此外、专用夹具的设计制造周期较长。当产品更换时，往往因无法再使用而报废，因此，专用夹具主要适用于产品品种相对稳定的大批大量生产。 1.3.1 机床夹具的分类如下 （1）、系统元件 （2）、夹紧元件 （3）、夹具体 （4）、连接元件 （5）、对刀与导向装置 （6）、其他元件或装置 一．机床夹具的基本组成部分 虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。机床夹具的基本组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。 1.定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一 ，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。 2.夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。 3.夹具体 通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。 二、几夹具的其他组成部分 为满足夹具的饿其他功能要求，各种夹具好要设计其他的元件个装置。 1.连接元件 根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。 连接常有的两种方式：一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。 2.对刀与导向装置 对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块 调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。 导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套，它们能确定刀具的位置，并引导刀具进行切削。 3.其他元件和装置 根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹，靠模装置上下料加工工艺机器人等。 1.3.2 机床夹具的分类 1、按夹具的通用特性分类 这是一种基本的分类方法，主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具主要依据。目前，我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。 （1）、通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性的夹具、如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。其特点是使用性强，不需调整或稍加调整就可以装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件，这类夹具以商品化，且成为机床附件，采用这种夹具可减少生产周期，减少夹具品种从而降低生产成本，其缺点是夹具的精度不高，生产效率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故使用与单件小批量生产中。 （2）、专用夹具 专用夹具是针对一个工序的要求而专门设计和制造夹具，其特点是针对性极强，没有通用性，在产品相对稳定批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较长，随着现代多品种中小批量的发展专用夹具在专用性和经济性等方面已多生许多问题。 （3）、可调夹具 可调夹具是针对通用夹具专用夹具的缺陷而发展起来的异类新型夹具对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又称为通用可调夹具和成组夹具两种，前者的通用范围比通用夹具更大，后者则是一种可调夹具，它按成组原理设计并能加工一组相似零件，故在多品种中，中小批生产中上午有较好的经济效应。 （4）、组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具，标准的模块元件有较高的精度和耐磨性，可组装成各种夹具夹具用具既可拆除，留用组装新的夹具，由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并且有可减少专用家句数量的优点，因此、组合夹具在单件中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具，组合夹具也已商品化。 （5）、自动化生产专用夹具 自动化生产专用夹具主要分为线夹具和数控机床专用夹具两大类，自动线夹具有两种：一种是固定完成夹具，一种是随行夹具，数控机床夹具还包括加工中心夹具和柔性制造系统专用夹具，随着制造的现代化，在企业中数控机床的夹具比例正在增加，得以满足数控机床的加工要求，数控几传呼的典型结构是平装夹具，它是利用标准的模块组装的夹具。 2、按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计使用的分类方法，如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具。设计专用夹具时机床的类别、组别、型别主要参数均以确定。它们不同点是机床切削成型运动不同、故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相同。 1.4 机床夹具在机械加工中的作用 1.4.1 机床夹具 夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工件。 1.4.2 机床夹具的功能 在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1.机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。 （1）、定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。 （2）.夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。 2．机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。 1）、对刀 调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 2）、导向 如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向的功能的。 3.夹具是机械加工中的一种工艺装备，它在生产中起的作用很大，所以在机械加工中的应用十分广泛。归纳起来有以下几个方面的作用： （1）保证工件的加工精度 由于采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，所以在机械加工中，可以保证工件各个表面的相互位置精度，使其不受或不受各种主观因素的影响，容易获得较高的加工精度，并使一批工件的精度稳定。 （2）提高劳动生产率和降低加工成本 采用夹具使工件装夹方便，免去工件逐个找正对刀所花费的时间，因此可以缩短辅助时间。另外，采用夹具装夹或，产品质量稳定，对操作工人的技术水平的要求可以降低，有利于提高生产率和降低成本。 （3）扩大机床工艺范围和改变机床用途 使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。这是在生产条件有限的也器中常用的一种技术改造措施。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗摸夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工，一充分发挥通用机床的作用。 （4）改善劳动条件和保证生产安全 使用专用机床夹具可减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，保证安全生产。 二 零件的分析 2.1 零件的作用 齿轮的作用，齿轮用于变速箱中，主要起传递动力和扭矩的作用 2.2 零件的工艺分析 齿轮有2组加工面他们有位置度要求。 这2组加工面的分别为 1：一外圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和端面，和内圆 2：一个是以内圆为基准的加工面，这个主要是齿轮的加工。 三 工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料为45钢生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用模锻。 3.2 基面的选择的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 粗基准的选择：对主轴箱齿轮这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。 精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用内孔做为定位基准。 3.3工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案： 方案一 1 锻造 锻造 2 处理 淬火处理 3 车 车左端面 4 车 车右端面 5 车 车各段外圆 6 车 车内孔，车退刀槽 7 铣 铣4个宽21的槽 8 钻 钻Φ3的孔，锪锥孔Φ18 9 滚 滚齿 10 检验 检验 11 入库 入库 方案二 1 锻造 锻造 2 处理 淬火处理 3 车 车各段外圆 4 车 车内孔，车退刀槽 5 车 车左端面 6 车 车右端面 7 铣 铣4个宽21的槽 8 钻 钻Φ3的孔，锪锥孔Φ18 9 滚 滚齿 10 检验 检验 11 入库 入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案一在车完外圆和内孔之后，又以内孔定位车削了2端面，因为端面相对于孔中心线有跳动要求，这样我们可以保证端面相对于孔中心线的端面跳动，而方案二则很难保证，因此我们选用方案一 具体的工艺路线如下 1 锻造 锻造 2 处理 淬火处理 3 车 车左端面 4 车 车右端面 5 车 车各段外圆 6 车 车内孔，车退刀槽 7 铣 铣4个宽21的槽 8 钻 钻Φ3的孔，锪锥孔Φ18 9 滚 滚齿 10 检验 检验 11 入库 入库 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 齿轮零件材料为45，类型为大批量生产，采用模锻。 1、 齿轮的外圆和端面 因主轴箱齿轮的外圆和端面的精度要求都不是很高，其加工余量为2mm。 2：端面 采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.2，根据参考文献，其余量为Z=2.5mm 3.5确定切削用量及基本工时 工序三：车端面，外圆，选硬质合金外圆车刀，端面车刀， 工步一：车左端端面 1） 车削深度，可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180min 4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 据CA6140卧式车床 车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm＝L/ Vf=(287-145)/475x2=0.149473min 工步二：车外圆 选择硬质合金车刀 1） 车削深度，选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180min 4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 据CA6140卧式车床 车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm＝L/ Vf=(18)/475=0.03789min 工序四，工序五，工序六的切削用量及基本工时计算如上在此不再类述。 工序X滚齿夹具设计 1)滚齿机，采用m=3 z=80的滚刀 1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2.57mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm 2) 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25 mm >3~5mm,以及工件直径为112.5 /r 按滚齿机说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r 3) 计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)确定机的主轴转速 ns== 504r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 L==40mm,=2mm, =0, =0 tm===0.098(min) 其余滚齿和磨齿轮的加工工时和切削用量的计算如上，在此也不再一一叙述 四 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计工序为滚齿轮夹具设计 4.1问题的提出 本夹具主要用来滚M=3 z=80的齿轮，同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在滚齿时还要保证其对中心线精度要求，为了使其误差减小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。 4.2 定位基准的选择 我们采用Φ68内孔作为定位基准，因为我们滚齿的时间，工作台和滚刀是同时旋转的，且我们所加工齿轮，可以从任何地方入刀，齿轮加工在定位正确的情况下，全靠工作台和滚刀的运动决定，因此我们只要工件放好定好位置，然后压紧既可以，因此我们采用Φ68内孔和端面定位，采用U型压板压紧即可满足要求，使用Φ68内圆定位我们用的是一个定位盘。定位盘和工件过度配合来定位工件。 4.3削力和夹紧力计算 切削力和夹紧力计算 (1)刀具： 采用m=3，z=80的滚刀 机床：滚齿机 由[3]所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=16mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 4.4定位误差分析 由于用Φ68内孔和端面定位，齿轮设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。 本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。 式中 ——定位副间的最小配合间隙（mm）； ——工件圆孔直径公差（mm）； ——定位销外圆直径公差（mm）。 4.5夹紧误差分析和计算 因为本道工序的夹具靠内孔定位，我们只要保证定位内孔的轴的尺寸精度，我们的加工精度就可以保证，因为我们靠内孔定位，开口压板直接压紧，压紧力是垂直的，不存在压紧误差。因此压紧误差不予考虑。 4.6夹具设计及操作说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用U型压板,以便装卸,夹具体底面上的止口定位可以精确保证齿顶圆和分度圆相对于中心线的跳动，从而保证了精度。便于滚齿加工，本夹具总体的感觉是操作比较简单，结构比较紧凑，效率大大提高 总 结 设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。 设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。 致 谢 这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。 这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献 1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年 3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年 4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年 5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月 6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年 第 29 页 共24页 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 主轴箱齿轮 零件名称 主轴箱齿轮 共 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 滚 45Cr 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 滚齿机 Y3150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 滚齿 滚刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 主轴箱齿轮 零件名称 主轴箱齿轮 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45Cr 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 锻造 锻造 2 处理 淬火处理 3 车 车左端面 CA6140 专用夹具，车刀，游标卡尺 4 车 车右端面 CA6140 专用夹具，车刀，游标卡尺 5 车 车各段外圆 CA6140 专用夹具，车刀，游标卡尺 6 车 车内孔，车退刀槽 CA6140 专用夹具，车刀，游标卡尺 7 铣 铣4个宽21的槽 X51 专用夹具，立铣刀，游标卡尺 8 钻 钻Φ3的孔，锪锥孔Φ18 Z525 专用夹具，麻花钻，游标卡尺 9 滚 滚齿 Y3150 专用夹具，滚刀，游标卡尺 10 检验 检验 11 入库 入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期