齿轮加工工艺及钻4-φ5孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

机械设计课程设计 设计说明书 系（院） 班级 设计者 学号 指导老师 目录 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 一、零件的分析 1 （一）零件的作用 2 （二）零件的工艺分析 2 二、工艺规程设计 3 （一）确定毛坯制造形状 3 （二）基面的选择 4 （三）制定工艺路线 4 （四）机械加工余量、工序尺寸的确定 5 （五）确定切削用量及基本工时 5 三、专用夹具设计 14 （一）设计主旨 14 （二）夹具设计 14 四、课程设计心得体会 15 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 前言 本次课程设计 的主要目的是要 得到 以 下 几 方面的锻炼： 1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。 2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和 国家 标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。 能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于 楼应候老师和陈俊龙 老师的悉心指导。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解 了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢 楼应候老师 的细心指导，感谢 其他同学 的 热心 帮助。在以后的 学习 生活中，我将继续刻苦努力， 不断 提高自己。 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 本说明书主要是 关于 床 齿轮 的有关工艺规程的设计说明 ,由于本身及小组成员能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！ 一、零件的分析 （ 一 ） 零件的作用 题目 给的零件是 式车床 齿轮 ，它位于车床 变速箱传动轴 ，主要作 用是 传递力矩 ， 改变速度进而 实现 调速作用 。 （ 二 ） 零件的工艺分析 式车床 齿轮 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： 一 以 90 外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括：外圆，端面及倒角；内孔及其左端倒角。 二 以 68 内 圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括：端面，外圆，端面，倒角；切槽；内孔的右端倒角。 三 以的孔为中心加工表面 这一组加工表面包括： 外圆，端面；外圆，端面，侧面；外圆；外圆，过度圆角 。 它们之间有一定的位置要求，主要是： （一）左端面与孔中心轴的跳 动度为； （二）右端面与孔中心轴线的跳动度为； （三）的外圆与孔的圆跳动公差为。 经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度 。 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 二、 工艺规程设计 （一） 确定毛坯 制造形式 零件材料是 45 钢， 零件年产量 5000 已经 是 大 批量 ,而且零件加工的轮廓尺寸不大 ,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内 圆需要 铸 造 出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 （二） 基 面 的选 择 定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。 （ 1） 粗基准的选择 因为 齿轮 可归为 盘 类零件，执照 “保证不加工表面与加工表面相互精度原则 ”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以 齿轮 右端 90 的外圆作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 90 外 圆可同时削除五个自由度，再以 90 的右端面定位可削除自由度。 （ 2）精 基准的选择 当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算，此处不再计算。 （ 三 ） 制定工艺路线 制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 （ 1） 工艺路线方案 1、 工序 粗车 、 半精车、精车 外圆 90 右端面及倒 角 2、 工序 粗车 、 半精车、精车 外圆 107 118 外环槽 5 1 车、 半精车、精车 内圆 69 95 内环槽 71 左端面及倒角 3、 工序 钻孔 4 5。 4、 工序 粗铣、精铣 21 22 槽。 5、 工序 滚齿 模数 数 50。 6、 工序 检验。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片”。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 式车床 齿轮材料为 45 钢，模数 数 50 精度 7生产类型为大批量生产，采用铸造成型毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、右端面毛坯余量： 加工表面形状简单，由铸件加工精度 7证长度尺寸为 64 ，查工艺手册表 加工单边余量为 另查表 长度尺寸公差范围为 长度方向毛坯尺寸为 2、宽为 80+的端面毛坯余量：由毛坯重 加工精度为 7加工表面形状简单，从孔的中心线到端面的长度尺寸为 27工艺手册表 单边余量为 Z=查表 长度方向尺寸公差为 长度方向毛坯尺寸为 3、孔 107 22为实心，未铸造出来。 （五）确定切削用量及基本工时 工序 1 ： 除砂 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 工序 2 ： 粗、精车 90圆柱面 ，车 90面及倒角，车 面及倒角，粗车 60，精车 60及倒角，车螺纹 两个密封槽 64。（以 52圆柱面为粗基 准，采用三爪卡盘夹持 52圆柱面） 车 52面，车端面 A，粗、精车 52圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔 36 0+车孔 36 0+以 80圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持 80圆柱面） 工件材料： 50,金属模铸造。 加工要求：车外圆 80车倒角，表面粗糙度要求为 m， 6 级公差要求；车两个槽 外圆 52刀槽及倒角，表面粗糙度要求为 m，6 级公差要求；车端面 A，表面粗糙度要求为 m。 机床： 式车床。 刀具： 圆车刀、 面车刀、 圆车刀、高速钢螺纹车刀，刀杆尺寸为 16*25 切削用量： 1. 粗车 80圆柱面 1）进给量 f 根据手册表 8当刀杆尺寸为 165mm，件直径为 80 f=r 取 f=r 2）计算切削速度 根据手册表 8切削速度的计算公式为（寿命选 60T） V*m/中： 58, x=y=m=正系数见手册表 8表 8 所以 58*0) =m/3) 确定机床主轴转速 000d)=1000*0)=286(r/买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 4)切削工时 根据 手册表 8 l+y+ )/41+1)/286*2. 精车外圆 801）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 02m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*102/(0)=406(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/40+1)/406*3. 车 120 外圆柱面 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 5m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*85/(20)=225(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/15+1)/225*4. 车 80面及倒角 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 05m/) 确定机床主轴转速 n=1000d)=1000*105/(0)=418(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/40+1)/418*买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 5. 车 面及倒角 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 5m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*35/(675(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/)/675*6. 粗车 60 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 06m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*106/(0)=560(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/40+1)/560*7. 精车 60及倒角 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=0.4(mm/r) 2）切削速度 根据手册表 8 12(m/3) 确定机床主轴转速 000d)=1000*112/(0)=590(r/4) 切削工时 根据手册 表 8 l+y+ )/40+1)/590* 64*买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时走刀次数为 i=4;精车螺纹时，走刀次数为i=t=以进给量 f=r. 1) 切削速度 根据手册表 8 粗车螺纹时： 1m/车螺纹时： 5m/) 确定机床主轴转速 粗车螺纹时： 000 d)=1000*21/(4)=105(r/精车罗纹时： 000 d)=1000*35/(4)=174(r/3)切削工时 根据手册表 8 粗车螺纹时： l+y+ )*i/15+1)*4/(105*精车螺纹时： l+y+ )*i/15+1)*2/(174*9. 车两个密封槽 64 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 4m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*84/(4)=418(r/4)切削工时 根据手册表 8 *(l+y+ )/*(2+1)/418*10. 车 52面 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 0m/) 确定机床主轴转速 s=1000d)=1000*90/(2)=551(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/10+1)/551*买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 2m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*82/(20)=218(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/35+1)/218*12. 粗车 52圆柱面 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 05m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*105/(2)=643(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/10+1)/643*13. 精车 52圆柱面倒角及退刀槽 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 25m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*125/(2)=765(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/10+1)/765*14. 钻孔 36 0+）进给量 f=r (见手册表 10) 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 2）切削速度 0(m/ (见手册表 10 3) 确定机床主轴转速 000d)=1000*40/(6)=350(r/4) 切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/2/(350* 15. 精车孔 36 0+）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据 手册表 8 08m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*108/(6)=950(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/40+1)/950*工序 3 ： 钻四个通孔 5 机床：立式钻床 具：高速钢钻头 切削用量： 1. 钻三个通孔 11 刀具材料：高速钢。 1）进给量 f=r (见手册表 10) 2）切削速度 0(m/ (见手册表 10 3) 确定机床主轴转速 000d)=1000*40/(1)=1150(r/4)切削工时 根据手册表 8 *(l+y+ )/5/(1150* 2. 钻三个阶梯孔 刀具材料：高速钢。 1）进给量 f=r (见手册表 10) 2）切削速度 0(m/ (见手册表 10 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 3) 确定机床主轴转速 000d)=1000*40/(770(r/4) 切削工时 根据手册表 8 *(l+y+ )/(770* 0.1(2. 惚沉头孔 序 4： 洗槽 4*22 机床：卧式铣床 刀具：高速铣刀 切削用量： 1）进给量 f 根据手册表 8 f=）切削速度 根据手册表 12 0m/) 确定机床行程数 ns=z/f=0 4)切削工时 根据手册表 8 *(l+ )* 10002*30*20/30=(工序 5： 铣端台 M，铣端台 N。 机床：立式铣床 具：镶齿三面刃铣刀（高速钢） 切削用量： 1. 铣端面 N 1）进给量 f=r (见手册表 13) 2）切削速度 0(m/ (见手册表 13 3）切削深度 (见手册 述） 4) 确定机床主轴转速 000d)=1000*20/(00)=65(r/5) 切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/8/(65*3. 铣端台 M 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 1）进给量 f=r (见手册表 13) 2）切削速度 0(m/ (见手册表 13 3）切削深度 由于该工序余量较大（ 所以分四次铣削成型。 根据手册 述，通常铸铁件铣削深度为 5以，前三次选用四次选用 4) 确定机床主轴转速 000d)=1000*20/(00)=65(r/5) 切削工时 根据手册表 8 *(l+y+ )/00*4/(65* 工序 6： 磨外圆 106 机床：外圆磨床 具：根据表 15 15用 2*125 型砂轮。 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为 46#，硬度为中软 1 级，陶瓷结合剂， 6号组织， 平型砂轮，其尺寸为 200*32*125(D*B*D)。 切削用量： 1. 磨外圆 80）工件速度 5m/ 见手册表 15 2) 进给量 轴向 径向 行程 (见手册表 13) 3）切削深度 ) 砂轮速度 v=35m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*35/(00)=57(r/6）加工工时 000中， L 加工长度， 40买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 单面加工余量， 系数， 工作台轴向移动速度； 工作台往返一次砂轮径向进给量。 *40* 1000*= 2. 磨外圆 52）工件速度 5m/ 见手册表 15 2) 进给量 轴向 径向 行程 (见手册表 13) 3）切削深度 ) 砂轮速度 v=35m/) 确定机床主轴转速 000d)=1000*35/(00)=57(r/6）加工工时 0002*10* 1000*= 工序 7： 表面处理，检验入库。 最后，将以上各工 序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工序卡片 。 三、专用夹具设计 为提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动生产强度，需设计专用夹具。 经过与老师的协商，决定设计 3 道工序 钻四个通孔 5 钻床夹具。本夹具将用立式钻床。刀具为直径 5 的 麻花钻。 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 （一）设计主旨 本夹具主要用来钻 4个 5的通孔 ，这 4个通孔的相互关系是均匀分布成 90角。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产效率，降低劳动强度，同时要保证精度要求。 （二）夹具设计 1 定位基准的选 择 由零件图可知， 68 的内孔精度要求较高，用作内孔定位比较合适，故选68 的内孔作为定位面。 下一步是选择固定夹紧面，有零件图可知，选择 94 的内孔台阶面比较合适，故选择 94 的内孔台阶面作为固定夹紧面。 2 切削力及夹紧力计算 刀具：直径为 5 的麻花钻 F=其中： 50 0 (在加工面上测量的近似值 )25 f=0 Z=20 所以 F=650*40 20/225 1456(N) 水平分力： 实 =436(N) 垂直分力： =1601 (N) 在计算切削时，必须把安全系数考虑在内。安全系数 K=中： 基本安全系数 加工性质系数 刀具吨化系数 断续切削系数 所以 选用手轮 固定块夹紧机构，利用丝杠转动，丝杠结构形式选用 距为 6 买文档送全套 纸 交流 4