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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第56頁
20**屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
中間軸齒輪的加工工藝及及車床夾具設(shè)計(jì)
系 、 部：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
專 業(yè)：
班 級：
學(xué) 號：
20**年 5 月
20** 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書
系： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
學(xué)生姓名
課題名稱
中間軸齒輪加工工藝及車床夾具設(shè)計(jì)
內(nèi)容及任務(wù)
內(nèi)容：
1． 名稱：中間軸齒輪
2． 材料：20Cr
3． 加工內(nèi)容：
1）擴(kuò)孔2）粗車外圓，粗車一端大、小端面，一端內(nèi)孔倒角（3）半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端內(nèi)孔倒角 4）拉孔5）精車外圓，精車一端大、小端面，一端外圓倒角6）精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角7）車槽8）中間檢驗(yàn)9）滾齒10）一端齒圈倒角11）另一端齒圈倒角）12）剃齒13）檢驗(yàn)14）熱處理
4． 加工精度：見被加工零件工序圖
5． 生產(chǎn)批量：5000件/年（中批）
任務(wù)：
1、編制機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫機(jī)械加工工藝及指定的工序卡，圖幅為A4
2、設(shè)計(jì)、繪制毛坯零件圖，圖幅為A3
3、設(shè)計(jì)、繪制指定工序的夾具裝配圖，圖幅為A1
4、 撰寫設(shè)計(jì)說明書一份。
擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)
1、設(shè)計(jì)方案應(yīng)合理可行，能達(dá)到所要求的加工精度、表面粗糙度
2、結(jié)構(gòu)力求簡單、機(jī)床操作方便、使用安全可靠、制造工藝性較好
3、設(shè)計(jì)方案應(yīng)能達(dá)到一定的生產(chǎn)率要求和半自動(dòng)化程度
4、所有設(shè)計(jì)圖紙均符合國家規(guī)定的新標(biāo)準(zhǔn)
5、說明書內(nèi)容應(yīng)完整，分析要透徹，約2萬字左右。
進(jìn)度安排
起止日期
工作內(nèi)容
備注
20**-1-1～20**-2-1
調(diào)查研究，搜集資料
圖書館
20**-2-1～20**-2-15
擬訂開題報(bào)告，構(gòu)思設(shè)計(jì)路線和方法
學(xué)校
20**-2-15～20**-2-30
設(shè)計(jì)階段第一部分，方案擬訂，繪制前期圖紙
學(xué)校
20**-2-30～20**-3-10
設(shè)計(jì)階段第二部分，齒輪設(shè)計(jì)和圖紙繪制
學(xué)校
20**-3-10～20**-3-25
擬訂中期報(bào)告
學(xué)校
20**-4-1～20**-4-25
中間軸齒輪加工工藝及車床夾具設(shè)計(jì)
學(xué)校
20**-4-25～20**-5-8
編寫畢業(yè)說明書
學(xué)校
主要參考資料
［1］《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編寫組 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］ 機(jī)械工業(yè)出版社會(huì) 1986
［2］龔桂義 羅圣國 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書［M］高等教育出版社2004
［3］張展主編 機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊［M］ 中國勞動(dòng)出版社 1994、5
［4］高為國主編 機(jī)械工程材料基礎(chǔ)［M］中南大學(xué)出版社，2000、2
［5］周鵬翔、劉振魁主編 工程制圖［M］ 高等教育出版社2000
［6］唐增寶、劉元俊主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社1995
教研室
意見
年 月 日
系主管領(lǐng)導(dǎo)意見
年 月 日
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
中間軸齒輪的加工工藝規(guī)程及其車床的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝；工序；切削用量；夾緊；定位；誤差
Abstract
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 錄
1.設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………………4
2.零件圖分析……………………………………………………………………5
2.1、零件的功用……………………………………………………………5
2.2、零件功用分析…………………………………………………………5
3.確定毛坯………………………………………………………………………6
3.1、確定毛坯制造方法……………………………………………………6
3.2、確定總余量……………………………………………………………6
3.3、繪制毛坯圖……………………………………………………………7
4.制定零件工藝規(guī)程……………………………………………………………8
4.1、選擇表面加工方法……………………………………………………8
4.2、選擇定位基準(zhǔn)…………………………………………………………12
4.3、擬定零件加工工藝路線………………………………………………12
4.4、選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具…………………13
4.5、填寫工藝過程卡片……………………………………………………16
4.6、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)……………………………………………………17
4.7、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)（續(xù)）……………………………………………21
5.夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………30
5.1、功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………30
5.2、夾具設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………30
5.3、夾具制造與操作說明…………………………………………………32
6.小結(jié)……………………………………………………………………………33
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………34
致謝………………………………………………………………………………35
1、 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)"中間軸齒輪"零件（圖1）機(jī)械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件
圖S0-1 中間軸齒輪
2.零件圖分析
2.1、零件的功用
本零件為拖拉機(jī)變速箱中倒速中間軸齒輪，其功用是傳遞動(dòng)力和改變輸出軸運(yùn)動(dòng)方向。
2.2、零件工藝分析
本零件為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是φ62H7孔和齒面，且兩者有較高的同軸度要求，是加工工藝需要重點(diǎn)考慮的問題。其次兩輪轂端面由于裝配要求，對φ62H7孔有端面跳動(dòng)要求。最后，兩齒圈端面在滾齒時(shí)要作為定位基準(zhǔn)使用，故對φ62H7孔也有端面跳動(dòng)要求。這些在安排加工工藝時(shí)也需給予注意。
3 確定毛坯
3.1、確定毛坯制造方法
本零件的主要功用是傳遞動(dòng)力，其工作時(shí)需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度和韌性，故毛坯應(yīng)選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件，達(dá)到了批量生產(chǎn)的水平，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，故應(yīng)采用模鍛。
3.2、確定總余量
由表S-1確定直徑上總余量為6mm，高度（軸向）方向上總余量為5mm。
3.3、繪制毛坯圖（圖2）
圖2 中間軸齒輪毛坯圖
4、制定零件工藝規(guī)程
4.1、選擇表面加工方法
1） φ62H7孔 參考表S-7
考慮：① 生產(chǎn)批量較大，應(yīng)采用高效加工方法；② 零件熱處理會(huì)引起較大變形，為保證φ62H7孔的精度及齒面對φ62H7孔的同軸度，熱處理后需對該孔再進(jìn)加
工。故確定熱前采用擴(kuò)孔－拉孔的加工方法，熱后采用磨孔方法。
2） 齒面 根據(jù)精度8-7-7的要求，并考慮生產(chǎn)批量較大，故采用滾齒－剃齒的加工方法（表S-3）。
3）大小端面 采用粗車－半精車－精車加工方法（參考表S－4）。
4） 環(huán)槽 采用車削方法。
4.2、選擇定位基準(zhǔn)
1）精基準(zhǔn)選擇 齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是φ62H7孔，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，并同時(shí)考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原則，選φ62H7孔作為主要定位精基準(zhǔn)?？紤]定位穩(wěn)定可靠，選一大端面作為第二定位精基準(zhǔn)。
在磨孔工序中，為保證齒面與孔的同軸度，選齒面作為定位基準(zhǔn)。
在加工 環(huán)槽工序中，為裝夾方便，選外圓表面作為定位基準(zhǔn)。
2） 粗基準(zhǔn)選擇 重要考慮裝夾方便、可靠，選一大端面和外圓作為定位粗基準(zhǔn)。
4.3、擬定零件加工工藝路線
方案1：
1）擴(kuò)孔（立式鉆床，氣動(dòng)三爪卡盤）；
2）粗車外圓，粗車一端大、小端面，一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動(dòng)車床，氣動(dòng)可脹心軸）；
3）半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端內(nèi)孔倒角（多刀半自動(dòng)車床，氣動(dòng)可脹心軸）；
4）拉孔（臥式拉床，拉孔夾具）；
5）精車外圓，精車一端大、小端面，一端外圓倒角（普通車床，氣動(dòng)可脹心軸）；
6）精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，氣動(dòng)可脹心軸）；
7）車槽（普通車床，氣動(dòng)三爪卡盤）；
8）中間檢驗(yàn)；
9）滾齒（滾齒機(jī)，滾齒夾具）；
10）一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；
11）另一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；
12）剃齒（剃齒機(jī)，剃齒心軸）；
13）檢驗(yàn)；
14）熱處理；
15）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）；
16）最終檢驗(yàn)。
方案2：
1）粗車一端大、小端面，粗車、半精車內(nèi)孔，一端內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）；
2）粗車、半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端外圓、內(nèi)孔倒角（普通車床，三爪卡盤）；
3）精車內(nèi)孔，車槽，精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角（普通車床，三爪卡盤）；
4）精車外圓，精車一端大、小端面（普通車床，可脹心軸）；
5）中間檢驗(yàn)；
6）滾齒（滾齒機(jī)，滾齒夾具）；
7）一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；
8）另一端齒圈倒角（倒角機(jī)，倒角夾具）；
9）剃齒（剃齒機(jī)，剃齒心軸）；
10）檢驗(yàn)；
11）熱處理；
12）磨孔（內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤）；
13）最終檢驗(yàn)。
方案比較：
方案2工序相對集中，便于管理，且由于采用普通機(jī)床，較少使用專用夾具，易于實(shí)現(xiàn)。方案1則采用工序分散原則，各工序工作相對簡單。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大，工序分散可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動(dòng)夾具，可提高加工效率，故采用方案1較好。
4.4 選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具（表S－5，表S－6）
4.5 填寫工藝過程卡片
工藝過程卡片
4.6、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)
工序02
1）刀具安裝 由于采用多刀半自動(dòng)車床，可在縱向刀架上安裝一把左偏刀（用于車削外圓）和一把45°彎頭刀（用于車倒角）；可在橫刀架上安裝兩把45°彎頭刀（用于車削大、小端面）。加工時(shí)兩刀架同時(shí)運(yùn)動(dòng)，以減少加工時(shí)間（圖S0-3）。
圖S0-3 工序02排刀圖
2） 走刀長度與走刀次數(shù) 以外圓車削為例，若采用75°偏刀，則由表15－1可確定走刀長度為25＋1＋2＝28mm；一次走刀可以完成切削（考慮到模角及飛邊的影響，最大切深為3－4mm）。
3） 切削用量選擇
① 首先確定背吃刀量：考慮到毛坯為模鍛件，尺寸一致性較好，且留出半精車和精車余量后（直徑留3 mm），加工余量不是很大，一次切削可以完成。取：
aP =（140－133）/2 - 12.5×tan（7°）＝ 3mm；考慮毛坯誤差，?。篴P = 4 mm；
② 確定進(jìn)給量：參考表S-7，有：f ＝ 0.6 mm/ r；
③ 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.5m/s，n = 212r/min。
4）工時(shí)計(jì)算
① 計(jì)算基本時(shí)間：tm = 28 /（212×0.6）= 0.22min（參考式S－3）；
② 考慮多刀半自動(dòng)車床加工特點(diǎn)（多刀加工，基本時(shí)間較短，每次更換刀具后均需進(jìn)行調(diào)整，即調(diào)整時(shí)間所占比重較大等），不能簡單用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況加以確定：TS = 2.5min。
該工序的工序卡片見表。
機(jī)械制造與自動(dòng)化
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
粗 車
工序號
02
零件名稱
中間軸齒輪
零件圖號
45-1082
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型式
重量
20Cr
HRc58-64
模鍛件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
氣動(dòng)可脹心軸
縱向刀架
橫向刀架
多刀半自動(dòng)車床
C7620
工序號
工 步 內(nèi) 容
刀 具
量具
走
刀
長
度
m m
走刀
次數(shù)
背吃刀量 mm
進(jìn)給
量
mm/r
主軸
轉(zhuǎn)數(shù)r/mm
切削
速度
m/s
工時(shí)min
1
2
粗車外圓,保證尺寸φ140
倒角3
粗車大、小，保證23.50.3和尺寸100.2
左偏刀彎頭刀
彎頭刀
游標(biāo)卡尺
0-200
游標(biāo)卡尺
0-200
30
25
1
1
3
2
0.6
0.6
212
212
1.5
1.5
設(shè)計(jì)者
楊洪源
指導(dǎo)老師
隆文革
共 4 頁
第1 頁
4.7、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)（續(xù)）
工序06
1）刀具安裝 由于在普通車床上加工，盡量減少刀具更換次數(shù)，可采用一把45°彎頭刀（用于車削大、小端面）和一把75°左偏刀（用于倒角），見圖S0-4。
圖S0-4 工序06刀具安裝示意圖
2）走刀長度與走刀次數(shù) 考慮大端面，采用45°彎頭刀，由表S－9可確定走刀長度為27.5＋1＋1≈30mm；因?yàn)槭蔷?，加工余量只?.5 mm，一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。
3）切削用量選擇
① 首先確定背吃刀量：精車余量0.5mm，一次切削可以完成。取：aP = 0.5mm；
② 確定進(jìn)給量：參考表S-10，有：f ＝ 0.2 mm/ r；
③ 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.8m/s，n = 264r/min。
4）工時(shí)計(jì)算
① 計(jì)算基本時(shí)間：tm =（30 +8 + 3）/（264×0.2）≈ 0.8 min（參考式S－3）；
② 考慮到該工序基本時(shí)間較短，在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)，系數(shù)應(yīng)取較大值（或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算）。可得到：TS = 2×tm = 1.6 min。
湖南工學(xué)院
機(jī)械制造與自動(dòng)化
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
精 車
工序號
05
零件名稱
中間軸齒輪
零件圖號
45-1082
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型式
重量
20Cr
HRc58-64
模鍛件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
氣動(dòng)可脹心軸
工序09
1） 工件安裝 由于滾齒加工時(shí)切入和切出行程較大，為減少切入、切出行程時(shí)間，采用2件一起加工的方法（見圖）。
圖 工序09工件安裝示意圖
2） 走刀長度與走刀次數(shù) 滾刀直徑為120mm，則由圖S0-5可確定走刀長度為：
走刀次數(shù)：1
3）切削用量選擇
① 確定進(jìn)給量：參考表S-11，有：
f ＝ 1.2 mm/工件每轉(zhuǎn)；
② 確定切削速度：參考表S-12，有：v = 0.6m/s，計(jì)算求出n = 96r/min；
③ 確定工件轉(zhuǎn)速：滾刀頭數(shù)為1，工件齒數(shù)為25，工件轉(zhuǎn)速為：nw = 96/25≈4 r/min。
4）工時(shí)計(jì)算
① 計(jì)算基本時(shí)間：tm =140 / [（4×1.2）×2 ] ≈ 14 min（參考式S－3）；
② 考慮到該工序基本時(shí)間較長，在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)，系數(shù)應(yīng)取較小值（或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算）?？傻玫剑篢S = 1.4×tm ≈ 20 min。
該工序的工序卡片見表。
湖南工學(xué)院
機(jī)械制造與自動(dòng)化
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
滾 齒
工序號
09
零件名稱
中間軸齒輪
零件圖號
45-1082
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
2
材料
毛坯
牌號
硬度
型式
重量
20Cr
HRc58-64
模鍛件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
滾齒夾具
滾齒機(jī)
Y3150
工序號
工 步 內(nèi) 容
刀 具
量具
走
刀
長
度
m m
走刀
次數(shù)
背吃刀量 mm
進(jìn)給
量
mm/r
主軸
轉(zhuǎn)數(shù)r/mm
切削
速度
m/s
工時(shí)min
1
滾齒，保證公法線平均長度；公法線長度變動(dòng)量不大于0.036，在齒輪綜合檢查儀上測量，齒圈跳動(dòng)量不大于0.06
剃齒滾刀
游標(biāo)卡尺
25-50
百分表0-10
檢驗(yàn)心軸
標(biāo)準(zhǔn)齒輪
綜合檢查儀
136
1
12.5
96
20
設(shè)計(jì)者
楊洪源
指導(dǎo)老師
隆文革
共 4 頁
第 3頁
工序13
1） 走刀長度與走刀次數(shù) 走刀長度?。篖=l=40mm；走刀次數(shù)：0.2/0.01＝20（雙行程）。
2）切削用量選擇（參考表S-13）
① 確定砂輪速度：取砂輪直徑d ＝50 mm，砂輪轉(zhuǎn)速n = 10000r/min，可求出砂輪線速度：
v = 26m/s；
② 確定工件速度：取vw = 0.12 m/s；可計(jì)算出工件轉(zhuǎn)數(shù)nw = 36 r/min；
③ 確定縱向進(jìn)給量：取fl = 3m/min；
④ 確定橫向進(jìn)給量：取fr= 0.01mm/雙行程；
⑤ 確定光磨次數(shù)：4次/雙行程。
3）工時(shí)計(jì)算
① 計(jì)算基本時(shí)間：tm =（40×2/（3×1000））×（20＋4）×K
K是加工精度系數(shù)，取K＝2，得到：tm = 1.28 min；
② 考慮到該工序基本時(shí)間較短，在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)，系數(shù)應(yīng)取較大值（或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算）?？傻玫剑篢S = 2.4×tm = 3 min。
該工序的工序卡片見表。
湖南工學(xué)院
機(jī)械制造與自動(dòng)化
機(jī)械加工工藝卡片
工序名稱
磨孔
工序號
15
零件名稱
中間軸齒輪
零件圖號
45-1082
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型式
重量
20Cr
HRc58-64
模鍛件
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
節(jié)圓卡盤
內(nèi)圓磨床
M2120
工序號
工 步 內(nèi) 容
刀 具
量具
走
刀
長
度
m m
走刀
次數(shù)
背吃刀量 mm
進(jìn)給
量
mm/r
主軸
轉(zhuǎn)數(shù)r/mm
切削
速度
m/s
工時(shí)min
1
磨孔，保證孔徑φ及對齒圈的同軸（在齒輪綜合檢查儀上測量，齒圈跳動(dòng)量不大于0.06）
砂輪
塞規(guī)φ62H百分表0-10
檢驗(yàn)心軸
標(biāo)準(zhǔn)齒輪
綜合檢查儀
40
24
0.01
3
10000
26
3
設(shè)計(jì)者
楊洪源
指導(dǎo)老師
隆文革
共 4 頁
第 4頁
5.夾具設(shè)計(jì)
5.1、功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本工序要求以φ61.6H8孔（4點(diǎn)）和已加工好的大端面（1點(diǎn)）定位，精車另一大、小端面及外圓倒角（5×15°），并要求保證尺寸20±0.2和10±0.2以及大、小端面對φ61.6H8孔的跳動(dòng)不大于0.05mm。其中端面跳動(dòng)是加工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是夾具設(shè)計(jì)需要著重考慮的問題。
夾具方案設(shè)計(jì)
工件以孔為主要定位基準(zhǔn)，多采用心軸。而要實(shí)現(xiàn)孔4點(diǎn)定位和端面1點(diǎn)定位，應(yīng)采用徑向夾緊?？捎幸韵聨追N不同的方案：
1） 采用脹塊式自動(dòng)定心心軸；
2） 采用過盈配合心軸；
3） 采用小錐度心軸；
4） 采用彈簧套可脹式心軸；
5） 采用液塑心軸。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，方案1定位精度不高，難以滿足工序要求。方案2和3雖可滿足工序要求，但工件裝夾不方便，影響加工效率。方案4可行，即可滿足工序要求，裝夾又很方便。方案5可滿足工序要求，但夾具制造較困難。故決定采用方案4。
夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1） 根據(jù)車間條件（有壓縮空氣管路），為減小裝夾時(shí)間和減輕裝夾勞動(dòng)強(qiáng)度，宜采用氣動(dòng)夾緊。
2） 夾具體與機(jī)床主軸采用過渡法蘭連接，以便于夾具制造與夾具安裝。
3） 為便于制造，彈簧套采用分離形式。
5.2、夾具設(shè)計(jì)計(jì)算
切削力計(jì)算（參考切削用量手冊）
主切削力：
進(jìn)給抗力（軸向切削力）：
最大扭矩：
夾緊力計(jì)算（參考夾具設(shè)計(jì)手冊）
式中φ1 -- 彈簧套與夾具體錐面間的摩擦角，取：tanφ1＝0.15；
φ2 -- 彈簧套與工件間的摩擦角，?。簍anφ2＝0.2；
α-- 彈簧套半錐角，α＝6°；
D -- 工件孔徑；
Fd -- 彈性變形力，按下式計(jì)算：
式中C -- 彈性變形系數(shù)，當(dāng)彈簧套瓣數(shù)為3、4、6時(shí)，其值分別為300、100、20；
d -- 彈簧套外徑；
l -- 彈簧套變形部分長度；
t -- 彈簧套彎曲部分平均厚度；
Δ-- 彈簧套（未脹開時(shí)）與工件孔之間的間隙。
將有關(guān)參數(shù)代入，得到：
將Fd 及其他參數(shù)代入，得到：
選擇氣缸形式，確定氣缸規(guī)格（參考夾具設(shè)計(jì)手冊）
選擇單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸，缸徑100mm即可。
5.3、夾具制造與操作說明
夾具制造的關(guān)鍵是夾具體與彈簧套。夾具體要求與彈簧套配合的錐面與安裝面有嚴(yán)格的位置關(guān)系，彈簧套則要求與夾具體配合的錐面與其外圓表面嚴(yán)格同軸。此外，彈簧套錐面與夾具體錐面應(yīng)配做，保證接觸面大而均勻。
夾具使用時(shí)必須先安裝工件，再進(jìn)行夾緊，嚴(yán)格禁止在不安裝工件的情況下操作氣缸，以防止彈簧套的損壞。
夾具裝配圖見圖。
6 小結(jié)
通過這為期半個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲良多。
首先，我所設(shè)計(jì)的零件很復(fù)雜而且形狀也不規(guī)則，這使本就很大的工作量變得更大了，以致于我每天都要看書，查閱大量的資料，毫不懈怠，希望能按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。不過，任何事物都具有兩面性，雖然我們工作很累很辛苦，但是我們從中學(xué)到了很多東西，查漏補(bǔ)缺，也彌補(bǔ)了過去所學(xué)知識的缺陷和不足，更加完善了自己，提高了自己。
由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的涉及面廣，牽扯到的知識很多，在設(shè)計(jì)的過程中必然要翻閱很多的資料和工具書，這就需要我們到圖書館去借閱資料，再一次鍛煉了我們查閱資料和自覺學(xué)習(xí)的能力。更重要的是，在設(shè)計(jì)的過程中綜合運(yùn)用了以前所學(xué)的相關(guān)知識，這是一次很好的復(fù)習(xí)機(jī)會(huì)。通過對知識的綜合運(yùn)用，融會(huì)貫通，鞏固和加深了知識，也達(dá)到了溫故知新的目的。同時(shí)，這次設(shè)計(jì)也給了我一個(gè)實(shí)踐的機(jī)會(huì)。以前我們所學(xué)得知識都來源于書本上的條條框框，學(xué)得是前人的經(jīng)驗(yàn)，不是自己切身體會(huì)的東西，枯燥無味?，F(xiàn)在運(yùn)用到實(shí)踐中去，指導(dǎo)實(shí)踐，學(xué)以致用，覺得很有意義，也使我對學(xué)習(xí)和探索新知識、新領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚的興趣。
總之，這次設(shè)計(jì)我收益匪淺，很好地得到一次鍛煉。作為我人生中的一次重要經(jīng)歷，我會(huì)永遠(yuǎn)銘記于心。
參考文獻(xiàn)
［1］《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編寫組 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］ 機(jī)械工業(yè)出版社會(huì) 1986
［2］龔桂義 羅圣國 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書［M］高等教育出版社2004
［3］張展主編 機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊［M］ 中國勞動(dòng)出版社 1994、5
［4］高為國主編 機(jī)械工程材料基礎(chǔ)［M］中南大學(xué)出版社，2000、2
［5］周鵬翔、劉振魁主編 工程制圖［M］ 高等教育出版社2000
［6］唐增寶、劉元俊主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社1995
致 謝
經(jīng)過兩個(gè)月的刻苦攻關(guān)，終于就要完成大學(xué)三年中最重要的畢業(yè)設(shè)計(jì)。這對我來說，不僅是一次挑戰(zhàn)、一次嘗試，更是一次絕好的鍛煉，能夠?yàn)槲乙院髤⒓庸ぷ髟黾颖夭豢缮俚慕?jīng)驗(yàn)。
在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，肯定不會(huì)是一帆風(fēng)順的，我經(jīng)常在面對這些難題的時(shí)候一籌莫展。幸虧有**教授的指導(dǎo)和同學(xué)們的支持，我才能將難題一一解開，順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。所以，在此要特別感謝**教授對我的支持和幫助以及同學(xué)們給予我的鼓勵(lì)。
另外，我還要特別感謝同學(xué)們對我實(shí)踐以及論文寫作的指導(dǎo)，他們?yōu)槲彝瓿蛇@篇論文也提供了巨大的幫助。
最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝。
56
過程卡片
工
序
號
工序名稱及內(nèi)容
機(jī) 床
夾具
刀 具
量 具
輔具
工時(shí)
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
01
擴(kuò)空
立式鉆床
Z550
氣動(dòng)三
爪卡盤
擴(kuò)孔鉆
Φ60.5
塞 規(guī)
Φ60.5
02
粗車外圓,粗車一端大、小端面，一端內(nèi)孔倒角
多刀半自動(dòng)車床
C7125
氣動(dòng)可
脹心軸
左偏刀
彎頭刀
90o
45o
游標(biāo)卡尺
0.05/
200
03
半精車外圓,粗車，另一大、小端面，另一端內(nèi)孔倒角
多刀半自動(dòng)車床
C7125
氣動(dòng)可
脹心軸
左偏刀
彎頭刀
90o
45o
游標(biāo)卡尺
φ61.6
04
拉孔
臥式拉床
L6120
拉孔夾
具
拉刀
塞規(guī)
0.05/2000-5
05
精車外圓，精車一端大、小端面，一端外圓倒角
普通車床
C6132
氣動(dòng)可
脹心軸
彎頭刀
45o
游標(biāo)卡尺
百分表
檢驗(yàn)心軸
φ61.6
0.05/2000-5
頂尖座
06
精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角
普通車床
C6132
氣動(dòng)可
脹心軸
右偏刀
彎頭刀
75o
45o
游標(biāo)卡尺
百分表
檢驗(yàn)心軸
0.05/2000-5
頂尖座
07
車槽
普通車床
C6132
三爪卡盤
切槽鏜刀
內(nèi)槽卡板
08
中間檢驗(yàn)
塞規(guī)
游標(biāo)卡尺
檢驗(yàn)心軸內(nèi)槽卡板
0.05/2000-5
頂尖座
09
滾齒
滾齒機(jī)
Y3150
滾齒夾具
剃前滾刀
公法線千分尺
25-50
滾刀桿
10
一齒圈端倒角
倒角機(jī)
Y9332
倒角夾具
倒角刀
定位裝置
11
另一齒圈端倒角
倒角機(jī)
Y9332
倒角夾具
倒角刀
定位裝置
12
剃齒
剃齒機(jī)
Y4232
剃齒心軸
剃齒刀
公法線千分尺 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 綜合檢查儀
25-50
13
檢驗(yàn)
公法線千分 尺 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 綜合檢查儀
25-50
14
熱處理
15
磨孔
內(nèi)圓磨床
M2120
節(jié)圓卡盤
砂輪
塞規(guī)
φ62H
16
最終檢驗(yàn)
公法線千分尺 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 綜合檢查儀
Φ62H
25-50
頂尖座
設(shè)計(jì)者
指導(dǎo)老師
共 1 頁
共 1頁
附件圖紙
零件圖
V型塊
氣動(dòng)可脹心軸
夾具裝配圖
任務(wù)書
系： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
學(xué)生姓名
課題名稱
中間軸齒輪加工工藝及車床夾具設(shè)計(jì)
內(nèi)容及任務(wù)
內(nèi)容：
1． 名稱：中間軸齒輪
2． 材料：20Cr
3． 加工內(nèi)容：
1）擴(kuò)孔2）粗車外圓，粗車一端大、小端面，一端內(nèi)孔倒角（3）半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端內(nèi)孔倒角 4）拉孔5）精車外圓，精車一端大、小端面，一端外圓倒角6）精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角7）車槽8）中間檢驗(yàn)9）滾齒10）一端齒圈倒角11）另一端齒圈倒角）12）剃齒13）檢驗(yàn)14）熱處理
4． 加工精度：見被加工零件工序圖
5． 生產(chǎn)批量：5000件/年（中批）
任務(wù)：
1、編制機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫機(jī)械加工工藝及指定的工序卡，圖幅為A4
2、設(shè)計(jì)、繪制毛坯零件圖，圖幅為A3
3、設(shè)計(jì)、繪制指定工序的夾具裝配圖，圖幅為A1
4、 撰寫設(shè)計(jì)說明書一份。
擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)
1、設(shè)計(jì)方案應(yīng)合理可行，能達(dá)到所要求的加工精度、表面粗糙度
2、結(jié)構(gòu)力求簡單、機(jī)床操作方便、使用安全可靠、制造工藝性較好
3、設(shè)計(jì)方案應(yīng)能達(dá)到一定的生產(chǎn)率要求和半自動(dòng)化程度
4、所有設(shè)計(jì)圖紙均符合國家規(guī)定的新標(biāo)準(zhǔn)
5、說明書內(nèi)容應(yīng)完整，分析要透徹，約2萬字左右。
進(jìn)度安排
起止日期
工作內(nèi)容
備注
20**-1-1～20**-2-1
調(diào)查研究，搜集資料
圖書館
20**-2-1～20**-2-15
擬訂開題報(bào)告，構(gòu)思設(shè)計(jì)路線和方法
學(xué)校
20**-2-15～20**-2-30
設(shè)計(jì)階段第一部分，方案擬訂，繪制前期圖紙
學(xué)校
20**-2-30～20**-3-10
設(shè)計(jì)階段第二部分，齒輪設(shè)計(jì)和圖紙繪制
學(xué)校
20**-3-10～20**-3-25
擬訂中期報(bào)告
學(xué)校
20**-4-1～20**-4-25
中間軸齒輪加工工藝及車床夾具設(shè)計(jì)
學(xué)校
20**-4-25～20**-5-8
編寫畢業(yè)說明書
學(xué)校
主要參考資料
［1］《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編寫組 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］ 機(jī)械工業(yè)出版社會(huì) 1986
［2］龔桂義 羅圣國 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書［M］高等教育出版社2004
［3］張展主編 機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊［M］ 中國勞動(dòng)出版社 1994、5
［4］高為國主編 機(jī)械工程材料基礎(chǔ)［M］中南大學(xué)出版社，2000、2
［5］周鵬翔、劉振魁主編 工程制圖［M］ 高等教育出版社2000
［6］唐增寶、劉元俊主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社1995
教研室
意見
年 月 日
系主管領(lǐng)導(dǎo)意見
年 月 日
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
中間軸齒輪的加工工藝規(guī)程及其車床的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝；工序；切削用量；夾緊；定位；誤差
Abstract
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 錄
1.設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………………4
2.零件圖分析……………………………………………………………………5
2.1、零件的功用……………………………………………………………5
2.2、零件功用分析…………………………………………………………5
3.確定毛坯………………………………………………………………………6
3.1、確定毛坯制造方法……………………………………………………6
3.2、確定總余量……………………………………………………………6
3.3、繪制毛坯圖……………………………………………………………7
4.制定零件工藝規(guī)程……………………………………………………………8
4.1、選擇表面加工方法……………………………………………………8
4.2、選擇定位基準(zhǔn)…………………………………………………………12
4.3、擬定零件加工工藝路線………………………………………………12
4.4、選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具…………………13
4.5、填寫工藝過程卡片……………………………………………………16
4.6、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)……………………………………………………17
4.7、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)（續(xù)）……………………………………………21
5.夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………30
5.1、功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………30
5.2、夾具設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………30
5.3、夾具制造與操作說明…………………………………………………32
6.小結(jié)……………………………………………………………………………33
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………34
致謝………………………………………………………………………………35
1、 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)"中間軸齒輪"零件（圖1）機(jī)械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件
圖S0-1 中間軸齒輪
2.零件圖分析
2.1、零件的功用
本零件為拖拉機(jī)變速箱中倒速中間軸齒輪，其功用是傳遞動(dòng)力和改變輸出軸運(yùn)動(dòng)方向。
2.2、零件工藝分析
本零件為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是φ62H7孔和齒面，且兩者有較高的同軸度要求，是加工工藝需要重點(diǎn)考慮的問題。其次兩輪轂端面由于裝配要求，對φ62H7孔有端面跳動(dòng)要求。最后，兩齒圈端面在滾齒時(shí)要作為定位基準(zhǔn)使用，故對φ62H7孔也有端面跳動(dòng)要求。這些在安排加工工藝時(shí)也需給予注意。