离合器齿轮零件的工艺规程及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械加工技术课程设计 题目 ： 离合器齿轮零件的工艺规程及夹具设计 班级： 组长： 组员： 指导老师： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 前言 . 1 2 零件的工艺分析及生产类型的确定 . 1 零件的作用 . 1 零件的工艺性分析 . 1 零件的生产类型 . 2 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯 . 2 选择毛坯 . 2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 . 2 确定机械加工余量 . 3 确定毛坯尺寸 . 3 确定毛坯尺寸公差 . 3 绘制毛坯图 . 4 4 选择加工方法，制定工艺路线 . 5 定位基准的选择 . 5 零件表面加工方法的选择 . 5 制订工艺路线 . 5 5 工序设计 . 6 选择加工设备与工艺装备 . 6 确定工序尺寸 . 7 6 确定切削用量及基本时间 . 8 工序切削用量及基本时间的确定 . 8 工序第 、第、第、第切削用量及基本时间的确定 . 13 7 夹具设计 . 13 具的定位方案 . 13 紧机构 . 13 差分析 . 13 紧力的计算 . 15 8 小结 . 16 9 参考文献 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前言 机械加工工艺与装备课程设计是我学完了大学的全部基础课、专业技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能 力，为今后参加工作打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 2 零件的工艺分析及生产类型的确定 零件的作用 题目所给定的零件是 床主轴箱中运动输入轴轴上的一个离合器齿轮，如图 7示。它位于轴上，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器，如图 7侧）所示。主运动传动链由电机经过带轮传动副 130 230 至主轴箱中的轴。在轴上装有双向多片摩擦离合器 主轴正转、反转或停止。当压 紧离合器左部的摩擦片时，轴的运动经齿轮副 56/38 或 51/43 传给轴，使轴获得 2 种转速。压紧右部摩擦片时，经齿轮 50、轴上的空套齿轮 34 传给轴上的固定齿轮 30。这时轴至轴间多一个中间齿轮 34，故轴的转向相反，反转转速只有 1 种。当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧，轴运动不能传至轴，主轴停转。此零件借助两个滚动轴承空套在轴上，只有当装在轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，轴才能带动该齿轮转动。该零件 68K7 孔与两个滚动轴承的外圈相配合， 71 槽 为弹簧挡圈卡槽， 94 孔容纳内、外摩擦片， 4 16 口与外摩擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动， 6 1.5 槽和 4 5 孔用于通入冷却润滑油。 零件的工艺性分析 1、左端 68圆表面精度等级为 面粗糙度为 且槽相对 68的轴线成 90 度均匀分布。 2、 16 槽口相对 68的轴线成 90均匀分布，其径向设计基准是68K7 的轴线，轴向设计基准是 106.5 圆柱的左端平面。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3、 45 在 61.5 槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为 3 锥角度为 90 度 。 4 个 5 分别与 16宽错开 45 度均匀分布。 4、 由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要精确地保证上述要求比较困难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。 5、 90 外圆表面 精度等级为 面粗糙度为 6、 左端外圆表面 度等级为 面粗糙度为 7、 94 外圆 表面 精度等级为 面粗糙度为 8、 71 内孔槽 内圆表面 精度等级为 面粗糙度为 9、 117轮外圆表面 面 10、右端面 端面 11、倒（圆）角。 零件的生产类型 根据设计题目可知： Q = 2 000 台 /年， n = 1 件 /台；结合生产实际，备品率 b 分别取为 5%和 2%。代入公式（ 4该零件的生产纲领： N = 2 000 1（ 1 + 5%）（ 1 + 2%） = 2 142 件 /年 零件是机床上的齿轮，质量为 表 4知其属轻型零件，生产类型为中批量生产。 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯 选择毛坯 该零件材料为 45 钢，而且属于薄壁的圆盘类中小型零件，考虑加工工序较多，会经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的金属纤维组织，保证零件工作可靠。又由于零件年产量为 2 142 件，属中批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成形，可获得较好的尺寸精度和较高的生产率。 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 查金属机械加工工艺人员手册，可知 钢质模锻的公差及机械加工余量按123622003 确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，先确定如下参数。 （ 1）锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。 （ 2）锻件质量 m。根据零件成品质量 算为 2.5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由于该零件为圆形，假设其最大直径为 121 为 68 由圆形锻件计算质量公式 （ 为钢材密度， g/知：锻件外廓包容体质量 1212 68 106 = 所以， S = mf/ 由于 于 间，故该零件的形状复杂系数 S 属 。 （ 4）零件表面粗糙度。由零件图知，除 68K7 为 外，其余各加工表面为 确定机械加工余量 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查金属机械加工工艺人员手册中锻件内外表面加工余量表，查得单边余量在厚度方向为 2.2 平方向为 2.2 件中心两孔的单面 余量按手册中锻件内孔直径的单面机械加工余量表，可查得为 2.5 确定毛坯尺寸 根据查得的加工余量适当选择稍大点即可，只有 68K7 ，因为表面粗糙度要求达到 虑磨削孔前的余量要大，可确定精镗孔单面余量为0.5 他槽、孔随所在平面锻造成实体。具体加工余量的选择大小如表 7 确定毛 坯 尺寸公差 毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从手册中查锻件的长度、宽度、高度、厚度公差表可得。具体如表 7示。 表 7件尺寸 单面加工余量 锻件尺 寸 偏差 117 121 110 94 2 89 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 90 2 94 68 62 640 68 94 孔深 31 20 1 21 12 绘制毛坯图 根据确定的毛坯尺寸和加工余量，可绘制毛坯 圆角半径为 圆角半径为 、外模锻斜度分别为 7、 5。如图 3 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 选择加工方法 ，制定工艺路线 定位基准的选择 本零件是带圆盘状齿轮，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准） ，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循 “基准重合 ”的原则，即精基准选 68孔及其端面。 由于离合器齿轮所有表面都要加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选 94 外圆及其端面为粗基准。但因为外圆 121有分模面，表面不平整，有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。 零件表面加工方法的选择 该零件的主要加工表面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及孔，其加工方法选择如表 2 所示 。 表 2 位置 公差等级 粗糙度 （ Ra/ 加工方法 90 车 半精车 117车 半精车 0 车 半精车 68 镗 半精 镗 精镗 94 镗 端面 3 粗车 齿面 2 粗车 半精车 槽 2 粗铣 半精铣 5 小孔 钻 制订工艺路线 齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先基准及先粗后精的原则，该零件加工工艺路线如表 3 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 3 序号 工序内容 设备 1 粗车右端 117 和 90 外圆及其端面，粗镗右端 68 孔内表面和 71 圆槽内表面。 2 掉头粗车左端 端面，粗镗左端 94 内孔表面 3 半精车右端 117 和 90 外圆及其端面，半精镗右端 68内孔表面和 71 圆槽内表面。倒右端的角（圆角）。 4 掉头半精车左端 台阶面，半精镗左端 94 内孔表面，倒左端的角（圆角）。 5 滚齿轮 。 滚齿机 6 钻 5 孔，锪沉头孔。 立式钻床 7 精镗 68 内孔表面 8 铣槽 式铣床 9 钳工去毛刺 10 终检 5 工序设计 选择加工设 备与工艺装备 根据不同的工序选择机床、刀具、检验量具，如 下 表所示。 工步 设备选择 刀具选择 量具选择 粗车 床 标卡尺 半精车 床 标卡尺 粗镗 床 径千分尺 半精镗 床 径千分尺 滚齿 齿机 A 级单头滚刀 公法线千分尺 铣槽 式铣床 160面刃铣刀 游标卡尺 钻孔 式钻床 复合钻 机床的选择 工序 3、 4、 6、 7， 粗车和半精车 又或者粗镗和半精镗 。 各工序的加工步数不多，且不要求很高的生产率，精度要求不高， 选 用 卧式车床 滚齿 先用 滚齿机较合适 三面刃铣刀粗铣及精铣槽。 用专用夹具加工，选用 式铣床 钻 5 小孔 采用专用分度夹具在立式钻床上加工 选用 立式钻床 刀具的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 加工钢质零件采用 硬质后金 。粗加工用 加工用 用转位车刀。 切 槽 刀 宜用高速钢。 滚齿采用 A 级单头滚刀达 8 级精度，选 模数为 铣刀选用三面刃铣刀，铣刀直径为 160 钻小孔用复合钻一次钻出。 量具的选择 外圆表面的测量中，除 117 的尺寸公差为 小要用到外径千分尺外，其它均可用游标卡尺 68 内径百分表 精镗 67时，用三牙锁紧式圆柱塞规 轴向游标卡尺 确定工序尺寸 （ 1）确定圆柱面的工序尺寸。圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余 量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。 该零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如 书中表 7示。 加工面 工序 余量 精度等级 工序尺 寸 工序尺寸公 差 117面 粗 车 2 5 18 5 0 精车 1 5 17 0 外圆 粗车 3 5 08 0 精车 90 外圆 粗车 2 5 精车 1 5 0 0 94 孔 粗 镗 94 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 68 粗镗 3 0 + 半精 镗 2 9 + 精 镗 1 8 + 6 确定切削用量及基本时间 切削用量包括背吃刀量 给量 f、和切削速度 定顺序是先确定 f 再确定 工序切削用量及基本时间的确定 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。已知加工材料为 45 钢，锻件，有外皮；机床为 式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 切削用量包括背 吃刀量 量 f 和切削速度 v。 1、 工序切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。己知加工材料为 45 钢。 1） 确定粗车外圆 的切削用量。选用刀的刀杠尺寸 B H=1625确定背吃刀量 a p ，粗些车双边余量为 然 a p 为单边余量： 确定进给量 f ，根据背吃力量 =3工件的直径为 100，查表 书本附表 1 得： f=r 确定切削速度 v。粗车速度取 n=130r/据公式 1000c 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 得 5 号钢为 优质碳素结构用钢 ，根据 699准规定 45 钢抗拉强度为 600当加工 600料、 =3f=r 时，切削速度v=109m/ 确定的切削用量为： f=r,n=130r/v= 车削时间： 1 =25s L 为车削路程 332)确定粗车外圆 端面及台阶面的切削用量。的刀具加工这些表面。车外圆车外圆 面及台阶面的 a p = f= r,车端面及台阶面的f=r。主轴转速与车外圆 同。 切削速度： 1000c s 粗车 间： 2 =)确定粗镗 65 的切削用量。所用刀具为 质合金、直径为20圆形镗刀。 确定背吃力量 双边余量为 3然 单边余量： 23 = f 根据表得，当粗镗料、镗刀直径为 20=2刀出长度为 100， f=r 按 床的进给量，选择 f=r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定切削速度 v，根据公式： V= v 查表得系数为： 291,m=2, =60所以 V= m 91 m m 8265 781 00 01 00 rd 经查 床的转速，选择 n =370r/ 确定粗镗 65 孔的基本时间，选镗刀的主偏角 45 j 3215 其中， ， ， 2 ， 03l ， ， ，1i 。所以： sT j 确定粗车端面的基本时间： ,3 32112 式中， 4 ， 21 ， 1 ， 2 ， 03l ， ，2 ， 1i 所以： sT 216 4)确定粗车台阶面的基本时间： 4 ， 32112 其中d=121 , 01l , 2 , 03l ,f=r,n=2r/s,i=1 所以： sT j 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确 定工序的时间： i 5351822171554321 各工序参数见下表 工序内容 车床转速（n ）r / v)m/f)mm/a p ）m i)/ 5车外圆 65 5粗车端面 2 2粗车台阶面 2 82、工序切削用量及基本时间的确定 本工序还是为粗车（车端面、外圆、台阶面、镗孔和车沟槽），己知与工序相同。 采用工序确定切削用量和切削时间的方法，得本工序的切削用量及基本时间见下表 ： 工序内容 车床转速（n ）r / s 背吃刀量（ a p ）m m 进给量(f)mm/r 切削速度 (v)m/s 加工时间 (Ti) 6粗车外圆 1 0 6 . 5 m m 2 5粗车台阶面 2 镗孔 94 9 3、 工序 切削用量及基本时间的确定 （ 1）切削用量 本工序为钻孔，刀具选用高速钢复合钻 头，直径 d=54 个通孔；使用切削液。 确定进给量 f。由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给。 选择钻头磨钝标准及耐用度。根据表 5用度 T=15 确定切削速度 V。由表 5=670 45 钢加工性属 5 类。根据表5定进给量 f=r。 由表 5查得 V=17m/n=18r/s。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2）基本时间 钻 4 个直径为 5 12通孔，基本时间约为 20s。 工序内容 主轴转速（n ）r / s 切削速度 m/s 进给量 加工时间 (孔 18 动 204、工序 切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为 铣槽，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。机床选用 卧式机床。共铣 4 个槽。 确定切削速度和工作台每分钟进给量 查表得公式： v= 查表得： ( 56； 25.0 1.0 2.0 3.0 1.0m=13z ; 13mm;z=20;d=125v= 0 1 2 556 =n=s 根据铣床工作台进给量表，选择 s， 75mm/本时间，根据表 T= 式中：l=l = )( ee +(13); 13mm;d=125l =452l =4mm;i=4 T= 60475 =166s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工序内容 车床转速（n ）r / s 进给量(mm/v)mm/i)/工序第、第、第、第 切削用量及基本时间的确定 将前面进行的工作所得的结果，填入工艺文件。 (见附表 ) 7 夹具设计 本夹具是工序用三面刃 铣刀 纵向进给粗铣 16 口的专用夹具，在式铣床上加工离合器齿轮一个端面上的两条互成 90的十字槽。 具的定位方案 以端面及 68为定位基准，采用平面在定位盘的短圆柱面及台阶面上定位。中间圆柱用夹紧工件，圆柱于台阶面上方处沿夹具 45开孔用于固定工件孔与 x、 y 轴方向 45偏差。其中台阶平面限制 3 个自由度，短圆柱台限制 2个自由度。 紧机构 旋紧上部螺母，运用手动夹紧可以满足。采用螺母压紧压板夹紧工件，压板夹紧主要防止工件在铣销力下产生倾覆和振动，手动螺旋夹紧可。 差分析 定位盘的直径与内孔 68配合间隙误差分析。 ：间隙计算 定位盘加工直径尺寸为 68其与孔的配合为 68 77内孔 68查表得 ，公差值 为 =们盘 68查表得 68 ，公差值为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 它们的最大间隙为： 最小间隙为： 其间隙范围为： (间隙是孔的尺寸减去相配合轴的尺寸之差为正，所以 6877 ：误差分析 该工件的定位基准圆心将由于配合状态的 不同可能在最大范围内变动，如图所示为 工件圆心的变动范围而形成了定位误差。其理想定位基准为 它们的间隙为 于安装工件后，在工件套上压力板，并锁上螺母，这样把工件装在夹具上的倾斜度减得很小，几乎为 0。所以不需要考虑工件的倾斜度误差。定位误 差是由于工件定位不准或定位盘与工件配合有间隙。 （间隙越大误差值则越大） ：误差计算 对于间隙范围尺寸 差计算： 在铣床上加工，其平均经济精度为级，查表得 定位销与工件角度误差分析 ：角度 与间隙分析 在工件与夹具间套上一根定位销，此时工件只沿定位销直线串动，串动范围为 在销与工件孔的间隙变动，而其它变动范围很小，大小主要由定位销与工件配合间隙来定的。 :计算两者的间隙配合的间隙误差 为了它们的角度更准，在能加工与配合的情况下它们的间隙应尽量的小，由表查得定位销的尺寸为 5较适合， 5 差为 以它们配合最大间隙为 小间隙为 隙范围为：角度计算 它们的偏移的最大角度为： =r 查表夹具上 45角公差取 (是定位误差的一部分 )。铣床平均加工经济精度 10 级，查表得 所以 角的定位误差为： 121)(2188m a xm i n)8(1）定（）不（基买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 减少误差的方法： 这些误差影响差工件加工的精度，我们应该尽量减少这些误差 。 若不能满足加工精度要求时，可采用下述方法解决： ：减小销子与孔的配合间隙，销子直径选 6 6 ：采用活动锥形定位销，使孔与销无间隙配合。 ：底板的平面度精度要高。 ：定位盘与工件孔 68 配间隙应尽量的小。 ：定位盘与工件孔 68 的同轴度允值应最小。 紧力的计算 夹紧力的作用点位置和方向确定以后，还需要合理地确定夹紧力的大小，夹紧力不足便会使工件在切削过程中产生位移并容易引起振动，夹紧力过大又会造成工件或夹具不应有的变型或表面损伤，因此，应对所需的夹行计算。 理论上，夹 紧力的大小应与作用在工紧力进件上的其他力相平衡；实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关。 采用估算法确定夹紧力的大小，根据工件所受切销力、夹紧力、摩擦力等作用的情况，实际夹紧力 于计算出切销力 F 乘以安会系数 K： *K 安全系数 K 的选择应根据切削的具体情况和所用夹紧机构的特点来选取，一般粗加工或断续力切削时取 K=；精加工和连续切削时取 K=；如果夹紧力的方向和切削力的方向相反，为了保证夹紧 K 值可取 。 计算切削力的指数公式： F= 6 f z =r; z=6 ;d=16; 代入计算得： F=16 6 16 际切削力为： 摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性时才考虑 ) 参考文献金属切削手册 2 2m a m a n ）定（定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 小结 此刻我们怀着轻松有点激动的心情在这里写这些东西。也许说的有些过分有些夸张但是我们总算可以松口气啦！两个星期好多同学都在抱怨忙。一个字“忙”真的很难概括一直在忙。在这每一科都在张罗密鼓要考试的时候要搞课程设计就算有分身术我们也很难应付。我们专业是计算机设计辅助与制造所以老师根据我们专业要求定下来的课程设计。 课程设 计目：使学生在机械绘图、机械制造工艺、夹具设计等方面进行一次较为全面的系统性训练，使学生掌握各种机床装备应用技能，加强对机械制造技术的认识，熟悉机械零件的从毛胚到成品的生产过程 内容包括：编制零件绘制机械加工工序简图、机械加工工艺规程、备选择机床工艺装、确定切削用量及工时定额、填写机械加工工艺工序卡片