EQ140变速箱二轴三档齿轮工艺刀具及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 优秀设计 摘 要 机械制造业的发展，依赖于机械制造的先进技术，以及市场的占有率。因此如何改进加工工艺、提高加工精度、减少加工工时、创造性利用工装设备、节约成本，提高产品的先进性和使用性，提高产品的市场竞争力，将是我们设计过程中的核心问题。本文主要 针对传统的双联滑移齿轮加工工艺路线进行研究和设计。 其中包括传统的齿轮 加工刀具、工装设备以及 内孔 加工 夹具的改进性设计 ，以提高 速箱二轴三档齿轮加工效率和加工质量。 关键词： 齿轮加工 ； 节圆夹具 ； 插齿刀 ； 滚刀 买文档就送您 01339828或 11970985 he of is at of of a to of of be us at of be to to on a to of of s 文档就送您 01339828或 11970985 目 录 摘 要 . 1 章 绪论 . 2 章 速箱二轴三档齿轮工艺分析 . 2 件分析 . 2 件的作用 . 2 件的工艺分析 . 2 形加工工艺方案分析 . 2 轮工艺规程的制定 . 3 件图分析 . 3 定毛坯画毛坯 零件和图 . 3 工余量、工序尺寸及偏差的确定 . 4 位基准选择 . 5 工经济精度和加工方法的选择 . 6 工顺序的安排 . 6 它工序的 安排 . 7 定零件的加工工艺 . 7 算与确定工序切削加工用量 . 8 床、刀具、夹具的选择 . 15 章小结 . 16 第 3 章 剃前齿轮滚刀设计 . 17 前滚刀设计参数 . 17 定留剃余量 . 17 刀旋向的确定 . 19 刀头数和容屑槽的确定 . 20 刀全齿高 . 20 刀法向齿厚 . 20 顶触角的计算 . 20 买文档就送您 01339828或 11970985 切齿轮齿根有效渐开线起点曲率半径的计算 . 20 前滚刀齿顶触角长度计算 . 21 角高度计算 . 22 角凸出部分尺寸 . 22 前滚刀齿根倒缘的计算 . 22 缘部分的角度 . 22 缘起始点到滚刀节线的距离 . 22 缘部分的尺寸 . 23 顶圆弧半径和齿根圆弧半径 . 23 前滚刀的基本尺寸 . 23 向齿形参数的计算 . 24 前滚刀的精度和主要技术条件的确定 . 25 章小结 . 25 第 4 章 插齿刀设计 . 26 插齿轮的已知条件 . 26 齿刀的设计 . 26 齿刀的基本参数计算 . 26 端面上的齿形尺寸计算 . 30 齿刀设计的技术要求 . 31 章小结 . 31 第 5 章 夹具设计 . 32 具综述 . 32 定设计方案 . 32 点及应用 . 32 位方案 . 32 具工作原理 . 32 位滚柱的尺寸计算 . 33 具尺寸设计计算 . 36 章 小节 . 39 第 6 章 总 结 . 40 买文档就送您 01339828或 11970985 参考文献 . 41 致谢 . 41 第 1 章 买文档就送您 01339828或 11970985 第 2 章 绪论 机械制造是国民经济的重要支柱。如何改进加工工艺，提高产品的性能，越来越成为世界各国研究的核心。 本次 毕业设计是我们 机械制造专业 完成大学 所以基础 理论学习后的一次综合性实践学习。在这过程中，我们利用所学知识去发现问题、分析问题和解决实际问题。此次设计也是对我们实际工作能力的考察过程。 本设计主要涉及 联滑移齿轮加工工艺设计，齿轮加工刀具、以及加工齿轮内孔的夹具设计 。 本次设计的主要目的在于通过设计过程环节发现问题解决问题，提高我们实际运用知识的能力。起到理论联系实际，学以致用的目的。 由 于生产实践经验不足设计 中不妥之处再所难免。敬请老师批评指正。 第 3 章 速箱二轴三档齿轮工艺分析 件分析 件的作用 该零件是汽车变速箱中的一个重要零部件，它是通过拨叉的作用使其在轴上滑移与其它的齿轮啮合达到变速的目的。 件的工艺分析 由零件材料为 20材料具有较高强度、耐磨、耐热性、及抗冲击能力、广泛适用于承受高速中载、手冲击的齿轮零件。 该零件上主要加工面为齿轮的 大小端面及外圆 ，内孔及油孔。 62孔是零件加工的重要精 度尺寸，它的尺寸精度影响了与轴的形成配合精度，以及齿轮转动时油膜支承的形成，大小齿轮的径向圆跳动影响齿轮与齿轮 的啮合精度和传动的平稳行。大小齿轮的端面圆跳动影响了齿轮传动时载荷在齿轮上分布影响齿轮使用寿命。因此加工齿轮面时为了减少整体误差，我们应将两齿轮选择的基准统一，同时也满足了设计基准与工艺基准的统一。由此也避免了因基准不重合而引起的误差 大批大量生产带孔齿轮齿坯时常采用“钻 拉 多刀车”工艺方案，即毛坯经模锻和正火后，在钻床上钻孔或扩孔，然后在拉床上拉圆孔或拉花键，再以内孔和端面定位在多刀车半 自动车床上对端面及外圆进行粗、精加工，包括车外圆，端面，切槽，倒角等，这种齿坯加工方案生产率很高。 成批生产齿轮齿坯时常采用 车 拉 车”工艺方案，即先在普通车床或高效转塔车床上对齿坯外圆和端面进行粗车和钻孔，然后拉孔，再以内孔定位精车外圆和端面。这种齿坯加工方案仍保留了高效率拉孔工序，由于拉床结构简单，工人操作技术要求不高，很容易保证孔的精度和表面粗糙度， 且 拉刀寿命长，因此，不但是大批大量生产，甚至是小批生产也可以采用拉削工艺。 形加工工艺方案分析 最常用的轮齿加工路线为滚 剃 珩和滚 磨两种。下面来比较 这两种方案： （ a）珩齿方案 轮齿加工的主要工艺路线为：滚 剃 淬火 珩。珩齿可以提高齿面光洁度，修正部分淬火变形，改善齿轮副的啮合噪声。一般作为齿面淬硬后的光整加工。珩齿的加工精度可达到 67 级，齿面光洁度可以达到 7 8。生产率高、设备简单、成本低。在成批和大批生产中广泛采用。 买文档就送您 01339828或 11970985 （ b）磨齿方案 轮齿加工的主要工艺路线为：滚 淬火 磨齿。磨齿是目前齿轮加工中精度最高的方法。一般精度可以达到 56 级，最高精度可以达 34 级。齿面光洁度可达到 7 9。用来加工高精度的淬硬或不淬硬的齿轮。但是由于在一般齿轮磨床的传动中，不象其他展成法那样连续分度而是单齿分度，带来了回程和分度时的时间损失，所以生产效率很低，成本很高，一般只用于单件小批生产。 从以上两种齿形加工方案的比较来看，选择珩齿方案最经济。 轮工艺规程的制定 件图分析 技术要求： 小端面、内端面、大齿轮的粗糙度都为 孔为 要进行精加工才能达到要求。大、小两端面的端 面跳动为： 阶端面的端面跳动量为 触精度按 7 级，齿 2 齿圈径向跳动 定毛坯画毛坯 零件和图 图 1件图 齿轮的毛坯形式主要有棒料、锻件、铸件棒料用于尺寸小、结构简单、强度要求不高的齿轮。直径大于 400齿轮，可用精密铸造或压铸工艺制造毛坯。变速箱齿轮 主要用于传递动力，对轮齿强度要求高，又 属于大量生产，所以采用模锻工艺制造毛坯。当孔径大于 25长不大于孔径的两倍时，内孔一般直接锻出。 模 锻斜度 ：按经验值取外壁斜度为 5 度，内孔斜度一般取外壁斜度 7525 取内孔拔模斜度为 小型模段件加工余量一般在 24件公差一般为 1因此该齿轮零件的内孔应直接锻出 。 为了消除锻造应力、细化精粒、改善切削加工性能，减小渗碳、淬火时的变形和开裂倾向，锻造后必须对齿坯正火。 锻件毛坯零件合图如 图 1示。 工余量 、工序尺寸及偏差 的确定 毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工余量。加工总余量的大小取决于加工过程中各个工步切除金属层零件厚度的总和。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。 根据参考文献 1用查表法确定各加工表面加工余量 、工序尺寸及偏差 总表 ， 如 表1示。 表 1加工表面加工余量总表 单位 :（ 余量名称 余量值 工序尺寸及偏差 经济精度等级 表面粗糙度值 孔加工总余量 扩孔余量 11 孔余量 8 孔余量 2 7 端外圆加工总余量 粗车余量 12 车余量 7 端外圆加工总余量 粗车余量 2 0 3 12 车余量 7 轮大端面加工总余量 粗车余量 12 车余量 7 余量 4 7 轮小端面加工总余量 粗车余量 12 车余量 9 7 齿轮加工余量 粗插余量 8 插余量 0 7 文档就送您 01339828或 11970985 大齿轮加工总余量 滚齿加工余量 9 齿加工余量 8 齿加工余量 7 孔加工余量 3 3 11 定位基准选择 从设计和工艺两个方面看，可把基准分为两大类，即设计基准和工艺基准。 计基准 设计人员常根据零件的工作条件和性能要求，结合加工工艺性，选定设计基准，确定零件各几何要素之间的几何关系和其他结构尺寸及技术要求，设计出零件图。 艺基准 根据用途不同工艺基准可以分为以下几种： 在工序图上用来确定本工序所加工后的尺寸、形状、位置的基准； 在加工中用作定位的基准。有时定位基准是中心要素，如球心、轴线，中 心平面等。工件定位时常用定位基准来体现。例如，轴类零件的定位基准是公共轴线。定位时通过定位基面中心孔与顶尖的接触来体现。 测量是所采用的基准； 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。 基准的选择 1.“基准重合”原则 应尽量选用被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免因基准不重合而引起的误差 2.“基准统一”原则 选择多个表面加工是都能使用的定位基准作为基准。 3.“互为基准”原则 当两个表面的相互位置精度及其自身的尺寸与形状精度要求很高 上，可采用这两个表面互为基准，反复进行多次精加工。 4.“自为基准”原则 在某些要求加工余量尽量小而均匀的精加工工序中，应尽量选择加工表面本身作为定位基准。 综上所述用齿轮大小端面和 62作为精基准 ,能使加遵循基准重合的原 则。从而实现典型的面一孔典型的定位方式。 基准的选择 一般粗基准应根据下述具体情况来确定 。 应选该表面为粗基准。 零件上的每个表面都要加 工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。 零件有的表面不需要加工时，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求教高的表面为粗基准。 尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口和其他缺陷，以便定位精确，装夹可靠。 则定位误差太大。 综上所述，选择齿轮外圆面和齿轮端面作为粗加工的基准。之所以选择齿轮外圆面和齿轮端面作为粗加工的基准，第一，选择外 圆 作为粗基准我们可以获得比较均匀的加工余量和加工精度。第二，选择端面作为粗基准是因为端面加工余量 小可以保证加工面都有足够的加工余量 . 工经济精度和加工方法的选择 1. 加工经济精度 生产上加工精度的高低是用其可以控制的加工误差的大小来表示的。加工误差和加工成本之间成反比例关系。 （ 1）所选加工方法的经济精度及表面粗糙度应与加工表面的要求相适应。 （ 2）所选加工方法应能保证加工表面的几何形状精度与表面相互位置精度要求。 （ 3）所选加工方法应与零件材料的可加工性相适应。 （ 4）所选加工方法应与生产类型相适应。 （ 5）所选加工方法应与本厂现有生产条件相适应。 工顺序的安排 零件上的全 部加工表面应用一个合理的加工顺序进行加工，这对保证零件质量、提高生产率、降低加工成本是至关重要的。 （ 1）先加工基准面，再加工其它表面 工艺路线开始安排的加工面应该是选作定位基准的精基准面；为保证一定的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一般应先精修一下精基准。 （ 2）一般情况下，先加工平面，后加工孔 当零件上有较大的平面可以作定位基准时，可以先加工出来作定位面，以面定位，加工孔。这样可以保证定位稳定、准确，安装工件往往也比较方便；在毛坯面上钻孔，容易使钻头引偏，所以 在钻孔之前先加工平面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序。对于精度和表面质量要求教高买文档就送您 01339828或 11970985 的零件，其粗精加工阶段应该分开。 （ 1）对于改善金相组织和切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火、调质等），应安排在切削加工之前。 （ 2）对于消除内应力而进行的热处理工序（如人工时效、退火、正火等），一般安排在粗加工之后，精加工之前。 （ 3）对于提高零件表面硬度的热处理工序（如淬火、渗碳淬火等），一般安排在半精加工之后，精加工之前进行。 （ 4）对于提高 零件表面耐磨性或耐腐蚀性而安排的热处理工序，以及以装饰为目的而安排的热处理工序（如镀铬、阳极氧化、镀锌、发蓝处理等），一般都放在工艺过程的最后。 它工序的安排 （ 1）检查和检验工序一般都安排在：零件加工完毕后；从一个车间转到另一个车间的前后；工序较长或重要的关键工序的前后。 （ 2）切削加工之后应安排去毛刺处理。 （ 3）工件在进入装配之前，一般都应先安排清洗。 （ 4）采用磁力夹紧的工序（如在平面磨床上用电磁吸盘夹紧工件），工件被磁化，应安排去磁处理，并在磁后进行热处理。 定零件的加工工艺 通过分析论 证可确定两种相对来讲比较好的加工工艺方案，下面我们再对两种方案进行比较择优： 表 1出了两种齿轮加工工艺方案，现在我们对它进行对比择优： 这两种加工方案从齿坯来看第一种用的是扩 拉 车方案，而第二种用的则是 扩绞 拉 车方案，这种方案 设备较少 ， 经济性好 ，很多零件的加工都用这种方案，但相比较而言，在大量生产中，还是第一种方案的效率要高点。从齿形的加工来看，第一种是用了滚 剃 淬火 珩方案，而第二种则用了滚 淬火 磨方案。 珩齿的加工精度可达到 磨齿更高，可达到 所要求的齿轮最高精度只需 用珩齿已经足够，磨齿就浪费了，不经济。根据以上分析，我们认为采用第一种工艺方案较为合适。 表 1加工工艺 生产类型：大批生产 材料牌号：20坯类型：锻件 生产类型：大批生产 材料牌号： 20毛坯类型锻件 生产类型：大批生产 材料牌号：20坯类型：锻件 生产类型：大批生产 材料牌号： 20毛坯类型锻件 工序号 方案一 工序号 方案二 下料 下料 锻造 锻造 正火 正火 10 扩孔，倒角 10 扩绞，倒角 20 拉内孔 20 粗车大外圆粗车小外圆 30 粗车大小外圆及端面 30 粗车小端面、台阶大端面 40 精车定位基准面 40 粗车大端 面、内端面 50 车 环槽 50 车 环槽 60 精车大小端面及外圆 60 精车小齿端面，精车小外圆 70 插小齿 70 精车大端面及外圆，精车内端面， 80 小齿段倒角 80 车阶梯端面，车槽，车小外圆 90 滚大齿 90 铣油槽 100 大齿两端倒角 100 齿坯检验 110 铣油槽 110 滚大齿 120 钻油孔，去毛刺 120 大齿两端倒角 130 剃齿 130 热前检验剃齿 140 清洗 140 渗碳、淬火 150 齿形全面检查 150 回火 160 淬碳，淬火 160 喷丸 170 回火 170 磨内孔，小端面 180 喷丸 180 磨内端面 190 磨内孔，及端面 190 磨齿 200 珩齿 200 清洗 210 清洗 210 终检 220 终检 220 防锈处理 230 防锈处理 算与确定工序 切削 加工 用量 扩孔 买文档就送您 01339828或 11970985 加工余量根据孔的尺寸及加工精度及粗糙度查参考文献 1表 孔加工余量为 扩 参考文献 1表 参考机床实际进给量取 f=r,扩孔速度 s,由此计算出转速 m 参考文献 1表 床的实际转速取实际转速为 n=440r/实际切削速度为 m 44401000 扩孔扭矩参考文献 1表 ： M= (2M= =孔功率 202m 参考文献 1表 床的实际扭矩功率足够 2) 拉孔 根据参考文献 1表 据拉孔的工件材料和孔的形状确定孔的齿升量为 f=z 根据材料所属切削速度组别和加工后所要得到的表面粗糙度值确定 拉刀切削速度 u=s 根据材料性质及齿升量确定拉刀切削力 F=85N/据拉刀切削力和切削速度确定拉削功率 P=5据切削速度拉刀切削力拉削功率等综合因素选择拉床为 ）粗车端面及外圆 根据参考文献 1表 粗车大端外圆：根据 12车刀刀杆尺寸进给量为 f=r 因车大小端面及外圆条件一样所以所有 f 均取 r 切削速度 ： (2根据进给量 f=机床功率足够。 8）剃齿 精剃齿时候 工作台纵向进给量 取 向行程进给量 程 取 f=行程 根据表参考文献 1表 齿刀节径圆周速度取 u=s 则机床转速 n= =s=机床实际转速取 n=250r/实际切削速度 u= 1000 = 10 00 12 8. 2 843. 1425 0 =s 9)磨内孔 根 据表参考文献 1表 结合机床实际工作参数取 n=s 则工件回转速度 u= 1000 = 1000 =s 根据表参考文献 1表 用度 T=1000s 查表 B=50轮宽度） 根据表参考文献 1表 加工孔的粗糙度为 向进给量 （ B 取 r 径向进给量 D 工件孔径 321 文献 1表 别取 21 则 =行程 买文档就送您 01339828或 11970985 切削功率 K)a 根据表参考文献 1表 1 则 K)a = 1 1 =机床功率足够 。 10） 珩齿 根据表参考文献 1表 周速度 u=复速度 s 进给量根据表参考文献 1表 310 mm/r 取 310 mm/r 床、刀具、夹具的选择 1 机床的选择原则： 1） 机床的加工尺寸要求和加工工件的尺寸相适应 2） 机床的加工精度要求和所加工工件的精度要求相适应 3）机床功率要满足机械加工功率要求 2 刀具的选择原则： 1)切削深度 ,宽 度和 进 給量決定了切削 体积 ,当 切削 体积 增大 时 ,应 降低 铣 削速度 , 降慢 转 速 . 2)一般情況下 ,铣 刀 直径 越大 ,其 转 速越低 ,直径 越小 ,其 转 速越高 . 3)钨钢 刀具切削速度比高速 钢 刀要高 两 倍 ,且需要 较 快的 进给 量 ,在使用 钨钢 刀具 时转 速、 进 給量均要高于高速 钢 刀具 . 4)提高切削速度而降低 进给 量能得到 较 好的面粗度 . 5)加工硬度高的材料時 ,应选择较 小的切削速度反之 应 用 较 高的切削速度 . 6)在 确 保品 质 的情況下 ,首先 应 用大的切削 宽 度 ,切削深度 ,再 选 用 较 大的 进给 量 ,最后才 却 定 铣 削速度 . 7）尽量势力用通用刀具，在通用刀具不能满足切削要求时才用专用刀具，如专用插齿刀的设计就是因为所给齿轮小齿的法向齿形角是 30，不是标准值，故需另行设 计。 3 量具的选择原 则： 在小批量生产时大多数都是用通用量具，但是在大量生产时，为了提高生产效率，一般都用专用量具，如量块、量规、量棒等。 4 切削液的选择原则： 1粗加工 粗加工时，由于切削用量大，产生的切削热多，切削温度高，容易导致高速钢刀具迅速磨损，所以应选用冷却为主的乳化液或离子型切削液。硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液，如果要用必须连续地、处分地浇注，切不可断断续续，以免因冷热不均产生很大的热英里而导致裂纹，损坏刀具。 较低速度切削时，刀具以机械磨损为主，宜选用以润滑为主的切削油；较高速度切削时，刀具以热磨损为 主，宜选用以冷却为主的乳化液或离子型切削液。 2 精加工 精加工时，切削液的主要作用是减小表粗糙度和提高加工精度，所以，加工刚件时宜选用能减小摩檫和粘结、抑制积屑瘤和鳞刺形成的极压切削油或 10%12%极压乳化油或离子型切削液。精加工铜及其合金、铝及其合金或铸铁时，为减小表面粗糙度宜选用离子型切削液，或 10%12%乳化液。由于硫对铜有腐蚀作用，所以切削铜时不宜选用