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齿轮架齿轮套加工工艺及夹具设计【全套CAD图纸+word说明书】
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机 械 制 造 工 艺 课程设计说明书 设计题目：设计“齿轮套”零件的机械 加工工艺规程 专 业： 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 北京邮电大学自动化学院 2015 年 月 日 京 邮电大学课程设计报告 课程设计 名称 学 院 指导教师 学生姓名 班 级 学 号 课 程 设 计 内 容 简要介绍课程设计的主要内容，包括课程设计教学目的 、 基本内容 、 实验方法和团队分工等 学生 课程设计 报告 （附页） 课 程 设 计 成 绩 评 定 遵照实践教学大纲并根据以下四方面综合评定成绩： 1、 课程设计 目的任务明确，选题符合教学要求，份量及难易程度 2、 团队分工是否恰当与合理 3、 综合运用所学知识，提高分析问题、解决问题及实践动手能力的效果 4、 是否 认真、独立完成属于自己的课程 设计内容，课程设计报告是否思路清晰、文字通顺、书写规范 评语 : 成绩 : 指导教师签名： 年 月 日 北京邮电大学 机 械 制 造 工 艺 课程设计任务书 题目：设计“齿轮套”零件的机械 加工工艺规程 内容： 1、零件图 2、毛坯图 3、机械加工工艺规程 4、夹具结构设计装配图 5、夹具结构设计零件图 6、工艺仿真 7、课程设计说明书 专 业： 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 月 日 要 齿轮套零件加工工艺及钻床夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计部分。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。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 目 录 摘 要 . 录 . V 第 1 章 序 言 . 6 第 2 章 零件的分析 . 7 . 7 . 7 第 3 章 工艺规程设计 . 8 定毛坯的制造形式 . 8 面的选择 . 8 定工艺路线 . 9 艺路线方案一 . 9 艺路线方案二 . 9 艺方案的比较与分析 . 10 择加工设备和工艺装备 . 11 床选用 . 11 择刀具 . 11 择量具 . 11 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 11 . 12 总 结 . 22 致 谢 . 23 参 考 文 献 . 23 6 第 1 章 序 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。 齿轮套零件加工工艺及钻床夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。 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。 第 2 章 零件的分析 件的形状 题目给的零件是齿轮套零件，主要作用是 起连接作用。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单 。 具体尺寸，公差如下图所示 。 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 45，该材料为 45，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 齿轮套零件主要加工表面为： 面粗糙度.2 m 。 面粗糙度.2 m 。 面粗糙度.2 m 。 表面粗糙度.2 m 。 .3 m 、 12.5 m ，法兰面粗糙度.3 m 。 齿轮套 共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： (1) 左端的加工表面： 这一组加工表面包括： 左端面， 32外圆， 42外圆， 44外圆， 30内圆，倒角 钻孔并攻丝。这一部份只有端面有 其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。 8 (2). 右端面的加工表面： 这一组加工表面包括：右端面； 63 的外圆，粗糙度为 中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中， 30的孔或内圆直接在上做镗工就行了。 第 3 章 工艺规程设计 本齿轮套假设年产量为 10 万台，每台车床需要该零件 1 个，备品率为 19%，废 品率为 每日工作班次为 2班。 该零件材料为 45，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁锻造。依据设计要求 Q=100000 件 /年， n=1 件 /台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=238595 件 /年 定毛坯的制造形式 零件材料为 45，不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件 ，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用锻造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像齿轮套这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆 的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时， 应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具 ，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 艺路线方案一 工序 10 锻造出毛坯 。 工序 20 毛坯热处理，时效处理 。 工序 45 粗车右端面，粗车外圆 42，粗车外圆 40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1半精车余量 。 工序 40 掉头，粗车左端面，粗车外圆 63，注意各外圆留 1半精车余量 。 工序 50 半精车右端面，半精车外圆 63，半精车外圆 42，半精车外圆 40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽 。 工序 60 掉头， 半精车左端面 。 工序 70 钻中心孔通孔，先钻底孔 20。 工序 32 车内孔 45、车 32 到规定尺寸精度 。 工序 100 钻孔 序 120 滚齿 工序 145 钳去毛刺。 工序 140 终检入库。 艺路线方案二 工序 10 锻造出毛坯 。 工序 20 毛坯热处理，时效处理 。 工序 45 粗车右端面，粗车外圆 42，粗车外圆 40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1半精车余量 。 工序 40 掉头，粗车左端面，粗车外圆 63，注意各外圆留 1半精车余量 。 工序 50 半精车右端面，半精车外圆 63，半精车外圆 42，半精车外圆 40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽 。 10 工序 60 掉头，半精车左端面 。 工序 70 钻中心孔通孔，先钻底孔 20。 工序 32 车内孔 45、车 32 到规定尺寸精度 。 工序 100 钻孔 序 120 滚齿 工序 145 钳去毛刺。 工序 140 终检入库。 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易 保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度，要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 工序 10 锻造出毛坯 。 工序 20 毛坯热处理，时效处理 。 工序 45 粗车右端面，粗车外圆 42，粗车外圆 40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1半精车余量 。 工序 40 掉头，粗车左端面，粗车外圆 63，注意各外圆留 1半精车余量 。 工序 50 半精车右端面，半精车外圆 63，半 精车外圆 42，半精车外圆 40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽 。 工序 60 掉头，半精车左端面 。 工序 70 钻中心孔通孔，先钻底孔 20。 工序 32 车内孔 45、车 32 到规定尺寸精度 。 工序 100 钻孔 序 120 滚齿 工序 145 钳去毛刺。 工序 140 终检入库。 择加工设备和工艺装备 床选用 工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于 中等要求，选用最常用的 式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表 钻孔，选用 磨零件左右外圆面 ,这两个面的要求精度都比较高 ,从经济角度看 ,采用万能磨床。 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 麻花钻，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简明机械加工工艺手册（主编 徐圣群） 表 12择双斜边二号砂轮。 择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “齿轮套” 零件材料为 45，查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），种的性能比较， 45 的硬度 143 269，表 5的物理性能， 45 密度 =3，计算零件毛坯的重量约为 2 12 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 51 101 表 3用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 （ ） d ( 2 f 5 118 12 40 60 表 3头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及 耐用度 （ 1）后刀面最大磨损限度 具材料 加工材料 钻头 直径 20 高速钢 铸铁 2）单刃加工刀具耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 11 20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为 = 60 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表 速钢钻头钻孔的进给量为 f=根据表 中可知，进给量取 f= 20 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 5（ 190钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得， V=12 参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 V=12 = （ 3 则 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = =11.8 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 孔时加工机动时间计算公式： （ 3 其中 2 5 2 3则： t= =定钻孔的切削用量 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2卷。 根据机械加工工艺手册第 2卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2卷表 削速度计算公式为 m 3 查得参数为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v =确定切削时间（一个孔） t = 28 螺纹底孔及攻螺纹 25 1000 1000 钻螺纹底孔 取 （ 所以 （ r ） 按机床选取r （ 所以实际切削速度 （ m ） 切削工时（一个孔）： 212 攻螺纹 54 M 根据表 4 所以 （ 293 按机床选取 )2 7 2 所以实际切削速度 所以切削时间（一个孔）： 12 22 总 结 课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 我们踏入社会打下了好的基础。 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指 导，使我们学到了很多，也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会，它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。 致 谢 这次课程设计使我收益不小，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课程设计。 这次课程设计成绩的取得，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，特别是每次都放下他的休息时间，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 题目 的选择到项目的最终完成， 他 都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜， 他 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， 他 的治学严
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