1、设计说明书题目：齿轮工艺规程及夹具设计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。齿轮加工工艺规程及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
2、后设计中注意改进。关键词L工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesi
3、gnisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcairyontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheproces
4、singdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthep
5、art,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttin
6、gspecifications,clamp,thelocalization,theerror目录ABSTRCT3序言1一零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 制定工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.5 确定切削用量及基本工时6三车夹具设计103.1 问题提出103.2 定位基准的选择103.3 定位的基本原理113.4 夹紧方案的设计123.5 夹紧装置的设计123.6 切削力和夹紧力的计算133.7 定位误差分析133.8 夹具设计及简要操作说明14总结15致谢17参考文献18序
7、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。齿轮的加工工艺规程及其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
8、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。一零件的分析1.1 零件的作用齿轮的作用：定位，支撑的作用。1.2 零件的工艺分析齿轮有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以右端面和外圆为基准的加工面，这组加工面主要是粗精车左端面，车内孔。2：以内孔和端面为基准的加工面，这组加工面主要是其他端面及孔的加工。二.工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形
9、式HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产,采用模铸的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证
10、均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3)应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4)应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(5)粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取右端面和外圆作为定位基准，。精基准的选择应满足以下原则：(1”基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。
11、(2)“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。(3) “自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4)“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。(5)所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的外圆和左端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后
12、还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 制定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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。制定以下工艺方案:1铸造铸造2处理时效处理3车粗车左端面4车粗车右端面5车粗车外圆6车粗车内孔7车半精车左端面8车半精车右端面9车半精车外圆10车半精车内孔11车车内齿12检验检验13入库入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸
13、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、齿轮的端面由于齿轮端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留4mm比较合适。3、齿轮的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为4mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：车右端面1）切削深度单边余量为Z=2mm2）进给量根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3）计算切削速度pJ其中：C,.=342,%.=0.15,几=0.35,m=0.2。修正系数十见切削手册表1.28,即kMv=lM,%=0.8,31.04,矶=0.81,%=0.97。所以-x1.44x0.8x1.04x0.
14、81x0.97=89m/min60-2x2.215x0.8-35-4）确定机床主轴转速1000%兀dw1000x8971x34.5753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/mino现选取750x0.8x2=0.966(min)/zu.=750r/mino所以实际切削速度-粉气锻5）切削工时,nwt“,=1+：/?i；其中l=25mm;Z,=4mm;Z2=Omm;工序：车外圆1）切削深度单边余量为Z=0.5mm2）进给量根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/rc3）计算切削速度？hTafpJ其中：C,二342,xv=0.15,”=0.35,m=0.2okMv=1.44,ksv=
15、0.8,演y=1.04,左珈,=0.81，kBv=0.97o所以-x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=92m/min6002x0.3xO.l0354）确定机床主轴转速ns=IQOOv兀dw1000x9271x50h 545r/min与545r/min相近的机床转速为575r/mino现选取100010005）切削工时,按工艺手册表621。t- i ；其中 l=25mm; /, =4mm;l2 =Omm;1 + /, + Z2 .29 n /ooo/ !-1=0. 4833 (min)nw600x0.1工序：车内孔1）切削深度2）进给量单边余量为Z=0. 3mm根据机械加工工艺手册
16、取f=0.2mm/rC3)计算切削速度 匕.=kvTmax f v p J其中:C,，=342, x,=0.15, yv=0.35, m=0.2。%mv=L44 , %” =0.8 , kkv=1.04 , &,=0-81 ,kBv=0.91 o所以342“- 60-2 x0.3 xO.1035x 1.44x0.8x 1.04 x 0.81 x 0.97=96m/min/?.=600r/mino所以实际切削速度7tdns7ix50x575.=92.6m/min4）确定机床主轴转速miw照坐，585r/min71x50与585r/min相近的机床转速为600r/min(,现选取/?u.=600r
17、/mino所以实际切削速度兀nx50x600，v,=94m/min100010005)切削工时，按工艺手册表6.2-1。tm=+/2i;其中l=25mm;/,=4mm;nJI)=0mm;29i=0.4833(min)nw600x0.1三车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，需要设计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计车右端面，选用机床：CA61403.1 问题提出机械制造里，用以夹住工件的装置，叫做夹具。它能固定加工对象，让它处于正确位置，接受检测的装置。机械制造过程中，由于保证零件加工精度，第一步要让工件在机床上处于正确位置，这就叫做工件的定位。夹紧是将工件加工过程
18、中始保持定位位置不变的操作。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹本夹具主要用来车右端面，因为车右端面自身精度要求比较高，因此我们要考虑保证加工质量上，采用精基准定位，同时由于批量生产我们还要考虑如何提高生产效率上因此，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、保证加工质量。3.2 定位基准的选择在加工零件时往往要选择零件的基准，基准分为工艺基准和设计基准。然而在加工不同零件，它们用途也会不同，因此工艺基准又包括了定位、装配、测量还有工序基准。定位基准的选择制定工艺的第一步。定位基准的要合理，否则将直接影响所最后零件的加工质量，加工工艺。基准选择不当会增加工序，使工艺
19、路线不合理，或是使夹具设计更加困难，甚至达不到零件的加工精度要求。以已经加工好的左端面及外圆作为定位基准。同时采用液性塑料夹紧工件即可满足要求。3.3 定位的基本原理1 .六点定位原理定位也就是把工件空间的6个自由度限制好。根据我们机械制造工艺学学习的，一个支承点限制工件的一个自由度，六个自由度需要合理的六个支承点来限制，才能使工件在夹具中固定好,这就是工件定位的“六点定位2 .工件定位中可能出现的一下几种情况(1)完全定位六个自由度通过合理的六个支撑点完全限制，这叫完全定位。(2)不完全定位工件空间的6个自由度没有被限制完，这称不完全定位(3)欠定位六个自由度定位，应该限制的自由度没有被限制
20、，称为欠定位。在机床夹具中不能存在欠定位，这样容易造成加工的时候工件的移动，转动和振动，从而影响工件的加工质量，造成废品率变高。(4)过定位在同一个方向上有多个面限制重复限制工件的同一个或几个自由度的现象，称为过定位。过定位通常会造成夹具定位的时候干涉现象。消除或减小过定位有两种方法：1:提高定位基准与定位元件工作表面之间的位置精度。2：改变定位元件的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不起定位作用。3.4 夹紧方案的设计在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心
21、力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。3.5 夹紧装置的设计3.6 紧装置的组成（1）力源装置（2）中间传动机构作用如下：1）改变夹紧作用力的方向2）改变夹紧作用力的大小3）具有一定的自锁性能（3）夹紧元件3.7 夹紧装置的基本要求（1）夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置（2）夹紧力的大小要适当（3）夹紧装置要操作方便（4）结构要进凑简单，有良好的结构工艺性，尽量使用标准件3.6 切削力和夹紧力的计算查表1-2-3圆周力：工=902%,/。然径向力：Fp=530a；-9r5kp轴向力：Fc=45apfMkp其中：k
22、p=kmpkrkmi,kxsp查机床夹具手册表1-2-4%,“.=（匕勺），mp150表1-2_5Fcn=0.4,Fp=1.（）,F,Tn=0.8表1-2-6kr=45。勺小=1.0,“=10,K平=1.0,4=0,K加=1.0由上得:Fc=725N,F459N,Ff=695N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=12mm,P=1.75mm,L=140mm,作用力：F=70N,夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。3.7 定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不
23、一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=0.28mm,Td=0.25mm,a=96DW=&51)=0.042.asin2已知孔的形状公差为0.28,根据经验公式，DW=易知此结果符合。353.8夹具设计及简要操作说明本工件采用液性塑料定位，用螺钉压紧，这样操作更加简单,迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求。这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把
24、金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，铸炼实践能力的重要环节，更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、
25、量具选择等；也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识；以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学
26、过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！这次设计使我收益不小，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
27、业设计。这次设计成绩的取得，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
