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双联齿轮的加工工艺及插齿夹具设计【3张图纸】【课设】

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双联齿轮 的加工 工艺及 插齿夹具 设计
资源描述：

双联齿轮的加工工艺及插齿夹具设计


说明书 9页3600字数+工序卡片+工艺过程卡片+任务书+3张CAD图纸

任务书.doc

双联齿轮毛坯图.dwg

双联齿轮的加工工艺及插齿夹具设计说明书.doc

双联齿轮零件图.dwg

工序卡片.doc

工艺过程卡片.doc

成绩评定.doc

插齿夹具装配图.dwg


目        录


1、设计技术要求及参考…………………………………………………3

2、零件的分析……………………………………………………………4

3、工艺规程的设计………………………………………………………4

　　3.1确定毛坯的制作形式………………………………………………4

　　3.2基准的选择…………………………………………………………4

　　3.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析………………………………4

　　3.4夹具的设计及夹具装配图…………………………………………6

　　3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………7

　　3.6切削用量的选择……………………………………………………7

4、零件检测………………………………………………………………8

5、主要参考文献…………………………………………………………9


双联齿轮如下图所示，中小生产批量，材料为40Cr、齿部要求高频感应淬火、硬度达到52HRC，精度等级均为7级，大小齿模数均为2，小齿轮齿数为28，大齿轮齿数为42。编制此双联齿轮的工艺规程并为加工设计夹具。



要求：1、绘制零件毛坯图

     2、夹具装配图（A0或A1）

     3、设计说明书（附有工艺卡和工序卡）

     4、机械设计工艺规程

2、零件工艺分析

2.1零件的作用

   双联齿轮是一些机械设备变速箱中，通过操作机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速。

2.2零件的工艺分析

　　　该零件属于齿轮类零件，形状规则，尺寸精度和形位精度要求均较高，零件的主要技术分析如下：

（1）齿轮端面对基准A的圆跳动公差不超过0.02mm，主要是保证端面平整光滑，双联是利用花键轴和花键孔进行配合定位，因此必须保证花键孔的尺寸精度。

    双联齿轮之间啮合要求严格，要保证双联齿轮的齿形准确及同轴度较高。

（2）由于零件是双联齿轮，轴向距离较小，根据生产纲领是选择合理的加工工艺

（3）齿轮要求加工精度高，要严格控制好定位

（4）Φ35的花键孔是一比较重要的孔，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准。因此加工花键孔的工序是比较重要的。要在夹具设计中考虑保证到此孔精度及粗糙度要求


内容简介：
西安航空职业技术学院课程设计任务书课题名称: 双联齿轮的加工工艺及夹具设计 设计任务: 依据给定零件的技术要求、结构尺寸、生产批量、热处理工艺，编制机械加工工艺，设计某工序的夹具一套，绘零件图。 技术条件或要求： 1、机械加工工艺路线复合零件生产要求，保证零件各项要求 2、夹具设计原理正确，结构简单安全，操作方便，符合另加加工技术要求。 指导老师（签名）： 崔彦斌 教研室主任（签名）： 开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日 西安航空职业技术学院 机械制造基础 课程 课程设计说明书设计题目： 双联齿轮的加工工艺及其夹具设计 专 业： 计算机辅助设计与制造 班级学号： 姓 名： 指导老师： 2012 年 5 月 15 日 目 录1、设计技术要求及参考32、零件的分析43、工艺规程的设计43.1确定毛坯的制作形式43.2基准的选择43.3工艺路线的拟定及工艺方案的分析43.4夹具的设计及夹具装配图63.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定73.6切削用量的选择74、零件检测85、主要参考文献91设计技术要求及参考双联齿轮如下图所示，中小生产批量，材料为40Cr、齿部要求高频感应淬火、硬度达到52HRC，精度等级均为7级，大小齿模数均为2，小齿轮齿数为28，大齿轮齿数为42。编制此双联齿轮的工艺规程并为加工设计夹具。 要求：1、绘制零件毛坯图 2、夹具装配图（A0或A1） 3、设计说明书（附有工艺卡和工序卡） 4、机械设计工艺规程2、零件工艺分析2.1零件的作用 双联齿轮是一些机械设备变速箱中，通过操作机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速。2.2零件的工艺分析该零件属于齿轮类零件，形状规则，尺寸精度和形位精度要求均较高，零件的主要技术分析如下：（1）齿轮端面对基准A的圆跳动公差不超过0.02mm，主要是保证端面平整光滑，双联是利用花键轴和花键孔进行配合定位，因此必须保证花键孔的尺寸精度。 双联齿轮之间啮合要求严格，要保证双联齿轮的齿形准确及同轴度较高。（2）由于零件是双联齿轮，轴向距离较小，根据生产纲领是选择合理的加工工艺（3）齿轮要求加工精度高，要严格控制好定位（4）35的花键孔是一比较重要的孔，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准。因此加工花键孔的工序是比较重要的。要在夹具设计中考虑保证到此孔精度及粗糙度要求3、工艺规程的设计3.1确定毛坯的制造形式 由于零件结构简单，尺寸较小，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高且要进行大量生产所以选用模锻件，其加工余量小，表面质量好，机械强度高，生存率高。工件材料选用40Cr，毛坯的尺寸精度要求为IT1213级3.2基准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析。知35花键孔，端面圆跳动，平行度等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应欲与分析(1)粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故应分别选择AB端面为粗基准。（2）精基准的选择 在加工完35花键孔以后各工序则分别花键孔为定位精基准，这样就满足了基准重合的原则。3 .3工艺路线的拟定 为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。 由于生产纲领为中小批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。 Z=42的齿形进行滚齿加工后再对Z=28的齿轮进行插齿加工，这样能保证切削加工顺利地进行下去。若对Z=42的齿坯进行滚齿加工后继续对Z=28的齿轮进行滚齿加工，由于该零件是双联齿轮，两齿轮间隔很小，若再对Z=28的齿坯进行滚齿加工需得有专门的设备，增加了成本和加工难度。 毛坯为锻件，清理后进行正火处理，以消除内应力机械切削加工性能，在毛坯车间，对其认真检验分析，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工 机械加工工艺过程卡零件名称双联齿轮锻造每件毛坯制坯数第 一 页零件生产批量10045Cr零件外形尺寸工序号工种工序名称机床型号夹具名称刀具名称辅助名称量 具10车粗车外圆及端面留余量1.5-2mmCA6140车夹具高速钢车刀游标卡尺1500.0220车钻镗花键孔至尺寸30H12C6136（专）车30孔夹具钻扩复合钻28401-50mm内径千分尺30拉拉花键孔至规格L6120 拉夹具矩形花键拉刀拉夹头花键量规40钳去毛刺50车上芯轴，精车外圆，端面及槽至要求CA6140上芯轴装夹高速钢外圆，端面及车槽刀游标卡尺1500.0260铣滚齿（Z=42)留剃余量0.07-0.12mmY3150E上芯轴装夹高速钢剃前齿轮滚刀CD320G光栅式多能单面啮合检查仪70铣插齿（Z=28)留剃余量0.04-0.06mmY5132上芯轴装夹盘形直齿插齿刀CD320G光栅式多能单面啮合检查仪80车倒角（1,2齿15o牙角）CA6140上芯轴装夹75o外圆车刀90钳去毛刺100铣剃齿（Z=42)公法线长度至尺寸上限Y4232C上芯轴装夹盘形剃齿刀CD320G光栅式多能单面啮合检查仪110铣剃齿（Z=28)公法线长度至尺寸上限Y4232C上芯轴装夹盘形剃齿刀CD320G光栅式多能单面啮合检查仪 根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡。见附表1：机械工艺加工过程卡,附表2机械加工工艺卡 3.4夹具的设计及夹具装配图 齿轮夹具示意图夹具设计（1） 确定定位方案滚齿时从基准重合原则和定位的稳定性出发，选择轮齿键孔为主要定位基准。为保证轮齿的齿圈与内孔同轴，装夹方便，采用花键心轴定位，为了保证切出的轮齿与大齿轮端面垂直，需将大齿轮的端面靠在垫圈上。（2） 确定定位元件 对于吃双联齿轮的定位采用花键心轴定位，根据零件图纸齿轮花键的大径 精度比小径的高，因此，花键心轴的花键部分主要保证大径的精度，精度等级为5或6级，花键心轴采用合金结构钢20Cr，经热处理渗碳淬硬至5055HRC。花键心轴的主要技术要求是同轴度和垂直度等。（3） 确定夹紧方案（4） 滚齿时各支撑面上受力良好。采用螺母夹具，夹紧力方向指向垫圈。该夹紧机构操作方便，通用性好，加紧可靠。3.5机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定双联齿要求配合精度较高，力学性能较好，且生产纲领是成批生产，所以毛坯选用模锻件，再给以正火处理，以消除锻件在锻造过程中的内应力。由文献1，该种锻件的差等级为IT79级，故取IT为9级。由文献1可用查表法确定各表面的总余量，但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。由文献1可查出锻件主要尺寸的公差，先将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸88外圆8879556外圆56460464645035长3554014厚1462014厚14620花键孔30535 由此可绘出零件毛坯图（略）毛坯尺寸：40mm*953.6确定切削用量1粗车外圆及端面，钻镗花键底孔至尺寸30（1）已知88外圆长度方向上的加工余量为7mm,实际加工余量为2mm,故分两次加工，长度加工公差为IT11级取-0.19mm（2） 进给量切削简明手册当刀杆尺寸为16mm25mm,mm时，以及工件直径为88时，=0.6-0.8mm/按C 车床说明书 取=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85 所以：实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/按C 车床说明书 0.53（3）计算切削速度。按切削简明手册表1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见切削手册表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C 车床说明书 200 rmin所以实际切削速度V=40.8m/min 、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当b210MPa 020.5mm 可确定f=0.75。 按C3163-1 车床说明书 取 f=0.62mm/n.所以实际切削速度V=40.8m/min 、决定钻头磨钝标准及寿命当do=28mm、钻头最大磨损量取0.8 寿命T=45min.、切削速度 由切削用量简明手册得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m400n/min 取280n/min取n=280m/min. 实际=17 m/min 、基本工时，Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.28(min) 入切量及超切量由表 查出+=6mm 所以Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.32 (min)2齿部高频淬火3珩齿精磨工件，砂轮宽度b=2mm纵向进给量：工作台单行程的横向进给量4、零件的检验4.1中间检测 齿坯加工后应注意检查基准孔的尺寸精度和端面圆跳动；滚插齿后检查留剃量（或留磨量）和齿圈径向圆跳动以及检查公法线长度变动量；剃齿后检查公法线长度及其变动量，抽查齿形和齿向精度；基准孔修正后检查孔径和端面圆跳动等。4.1最终检验齿轮最终检验项目可根据齿轮的用途、工作要求、生产条件、精度等级、加工方法和实际检验条件，按国家标准对各公差组规定的检验组，检验齿轮误差。4.1检查仪器的选用根据齿轮的工艺检验要求，常用的检测仪器有齿轮综合检测仪，龙双面啮合法或单面啮合法，测量齿轮精度的长度测量工具。齿轮综合检查仪分为啮合检测仪和单面啮合检测仪两种。齿轮双面啮合检测仪用于测量径向综合误差和齿轮副中心距变动等。齿轮单面啮合检测仪用于检测切向综合误差等。齿轮侧隙合理性的检测齿厚偏差可用齿厚游标卡尺测量。公法线平均长度偏差和公法线长度变动可用公法线千分尺或公法线千分表卡规进行检查。5、主要参考文献1 李洪主编.机械加工工艺手册.北京出版社.19902 艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京.机械工业出版社3东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海.上海科学技术出版社.19944 赵如福主编.金属机械加工工艺人员手册.上海.上海科学技术出版社.19905 郑修本，冯冠大主编.机械制造工艺学.北京.机械工业出版社.1992 6机械设计基础7公差测量技术与配合8金属切削用量与刀具9机械加工设备10机床工艺学11机械制造基础 10粗车机械加工工序卡片产品型号零件图号1产品名称变速箱零件名称双联花键共12页第1页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 金工3粗车40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA614011夹具编号夹具名称切削液 （1）三爪卡盘,钻28孔夹具 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/minm/minmm/rmm机动辅助1三爪卡盘自定心卡盘夹小端，粗车大端面及外圆至尺寸92车夹具,高速钢车刀75056.50.4 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 期粗车机械加工工序卡片产品型号零件图号2产品名称变速箱零件名称双联花键共12页第2页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 金工3粗车40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA614011夹具编号夹具名称切削液 （1）三爪卡盘,钻30孔夹具 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/minm/minmm/rmm机动辅助2调夹大端，粗车小端面保证总长37mm车夹具,高速钢车刀75056.50.4 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 期粗车机械加工工序卡片产品型号零件图号3产品名称变速箱零件名称双联花键共12页第3页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 金工3粗车40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA614011夹具编号夹具名称切削液 （1）三爪卡盘,钻28孔夹具 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/minm/minmm/rmm机动辅助3钻镗花键底孔至尺寸37H12拉夹具, 矩形花键拉刀75056.50.4 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 期拉机械加工工序卡片产品型号零件图号4产品名称变速箱零件名称双联花键共12页第4页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 4拉40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床L612021夹具编号夹具名称切削液拉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/minm/minmm/rmm机动辅助1拉花键孔30H12矩形花键拉刀，花键量规2803.62.5 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 期精车机械加工工序卡片产品型号零件图号5产品名称变速箱零件名称双联齿轮共12页第5页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 金工6精车40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA614011夹具编号夹具名称切削液（1）三爪卡盘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/minm/minmm/rmm机动辅助1用心轴定位，精车外圆、端面及槽至尺寸要求高速钢车刀75056.50.4 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 期滚齿机械加工工序卡片产品型号零件图号6产品名称变速箱零件名称双联花键共12页第6页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 8滚齿40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数滚齿机Y315031夹具编号夹具名称切削液（2）心轴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/minm/minmm/rmm机动辅助1滚齿（Z=42)留齿余量0.07-0.10mm高速钢滚刀6432.42.5 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 期插齿机械加工工序卡片产品型号零件图号7产品名称变速箱零件名称双联齿轮共12页第7页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 9插齿40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数插齿机Y513231夹具编号夹具名称切削液 （2）心轴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/minm/minmm/rmm机动辅助1插齿（Z=28)留齿余量0.04-0.06mm高速钢插刀18.30.32 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 期车倒角机械加工工序卡片产品型号零件图号8产品名称变速箱零件名称双联齿轮共12页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号 金工10车倒角40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA614011夹具编号夹具名称切削液（2）三爪卡盘、心轴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/minm/minmm/rmm机动辅助1车倒角（12o）45o外圆车刀、游标卡尺75056.50.4 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 期剃齿机械加工工序卡片产品型号零件图号9产品名称变速箱零件名称双联齿轮共12页第9页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 12剃齿40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数剃齿机41夹具编号夹具名称切削液（2）心轴 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/minm/minmm/rmm机动辅助1剃齿（Z=42），公法线长度至尺寸上线剃齿（Z=28）公法线长度至尺寸上线盘形剃齿刀2301300.35 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 期淬火机械加工工序卡片产品型号零件图号10产品名称变速箱零件名称双联齿轮共12页第10页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 热加工车间13淬火40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数电阻加热炉1夹具编号夹具名称切削液（1）淬火件挂钩 水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/minm/minmm/rmm机动辅助1齿部高频淬火G52控温仪 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 期推孔机械加工工序卡片产品型号零件图号11产品名称变速箱零件名称粗车外圆及端面共12页第11页车间工序号工序名称材 料 牌 号 14推孔40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床L612041夹具编号夹具名称切削液（1）拉夹具 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/minm/minmm/rmm机动辅助1推孔 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 期珩齿机械加工工序卡片产品型号零件图号12产品名称变速箱零件名称双联齿轮共12页第12页车间工序号工序名称材 料 牌 号 15珩齿40Cr毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数硬质合金40mm*95101设备名称设备型号设备编号同时加工件数研磨机51夹具编号夹具名称切削液（2）心轴 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/minm/minmm/rmm机动辅助1珩齿砂轮2802000068 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会
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