机械制造技术基础课程设计-双联齿轮零件工艺及拉φ32的花键键槽夹具设计【全套图纸】.pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：双联齿轮零件的机械加工工艺规 程及32 花键工艺装备设计 班 级： 机械 05-2 班 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008-7-1 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 课程设计任务书课程设计任务书 一、设计题目一、设计题目 设计“双联齿轮”零件加工工艺规程及拉34 花键专用夹具 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件草图 1 张 (2) 生产类型: 50000 件/年 三、上交材料三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (7) 课程设计说明书(5000-8000 字) 1 份 说明书主要包括以下内容（章节）说明书主要包括以下内容（章节） 目录 摘要（中外文对照的，各占一页） 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10 条以上) 课程设计说明书一律用 a4 纸、纵向打印. 四、进度安排四、进度安排(参考参考) (1) 熟悉零件,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 成绩评定成绩评定 采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容 丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比 较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等： 设计方案一般， 设计说明书及设计图纸欠规范、 内容一般。 在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠 规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、 内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii 摘摘 要要 这次设计的是双联齿轮，包括零件图、毛坯图、装配图各一张， 机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和 了解其作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定 毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定双联齿轮的工艺路线图，制定该 工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 此次课程设计我了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩 固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中 锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的 基础，并且为后续课程的学习打好基础。对我们动手动脑的能力有了 提高。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv summary what this design is the double allied wheel gear, include spare parts diagram, semi-finished product diagram and assemble diagram one for each, the machine processes craft process card with and work preface the card be an one for each.we want to acquaint with spare parts and understand its function first.then, process amount of remaining according to size and xie which makes sure semi-finished product of each rough degree which carry noodles of property and the top of the spare parts diagram of spare parts.finally draft the craft route that the pair unites wheel gear diagram, draw up that of clip a tight project, draw a tongs to assemble diagram. this time course design i understand and know general machine parts of production craft process, make stronger and deepen have already learned of the knowledge of the lesson and professional lesson of the technique foundation, theories contact actual, toughen from it oneself analysis problem, problem-solving ability, lay the next and good foundation for aftertimes work, and for follow-up course of the study lay good foundation.began ability of move the brain to have an exaltation to us. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 目目 录录 1.双联齿轮的工艺分析及生产类型的确定-1 1.1 双联齿轮的用途-1 1.2 双联齿轮的技术要求-2 1.3 审核双联齿轮的工艺性-3 1.4.确定双联齿轮的生产类型-3 2确定毛坯、绘制毛坯简图-3 2.1选择毛坯-3 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量-4 3拟定双联齿轮工艺路线-5 3.1定位基准的选择-5 3.2表面加工方法的确定-6 3.3 加工阶段的划分-7 3.4 工序的集中与分散-8 3.5 工序顺序的安排-8 3.6 确定工艺路线-8 4、 夹具设计-10 4.1 问题的提出-11 4.2 夹具设计-11 5.方案综合评价和总结-13 6. 体会与展望- 13 参考文献-14 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1 双联齿轮的工艺分析及生产类型的确 定 双联齿轮的工艺分析及生产类型的确 定 1.1 双联齿轮的用途：双联齿轮的用途： 双联齿轮主要用途为调速功用。工作时 受到冲击载荷的作用。因此该零件应具有足够的强度、刚度和 韧性。以适应双联齿轮的工作条件。该零件主要工作面为齿轮 和内花键。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 1.2双联齿轮的技术要求双联齿轮的技术要求 按表形式将该双联齿轮的全部技术要求列表中 双联齿轮零件技术要求表 加 工 表面 尺 寸 及 偏 差(mm) 公 差 及 精度等级 形位公差/mm 表面粗糙度 ra (m) 双 联 齿 轮 的 大 端 面 87.5 0 -0.054 it8 0.05 a 3.2 双 联 齿 轮 的 小 端 面 57.5 0 -0.046 it8 0.05 a 3.2 内 花 键 底 面32 孔 +0.1 0 it10 1.6 内 花 键 侧 面7 孔 +0.036 0 it9 1.6 花 键 底 圆 28 孔 +0.021 0 it7 3.2 分 度 圆 82.5 和 52.5 1.6 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 1.3审核双联齿轮的工艺性审核双联齿轮的工艺性 分析零件图可知，双联齿轮形状工整，结构简单，配合要求较高。 另外， 该零件主要工作表面加工精度均较高， 需要高竣工度机床加工， 需要特殊的机床加工。通过拉床和齿轮机床加工可以达到加工要求。 为增强齿部的耐磨性，齿部要求加热淬火处理硬度为 50hrc。由此可 见，该零件的工艺性较好。 1.4.确定双联齿轮的生产类型确定双联齿轮的生产类型 依设计题目知：n=50000 件/年，双联齿轮重量为 5.4kg，双联 齿轮属轻型零件。该双联齿轮的生产类型为大批量生产。 2确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1选择毛坯选择毛坯 由于该双联齿轮在工作过程中要承受冲击载荷，为增强双联齿轮 的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件，该双联齿轮的轮 廓尺寸不大，且生产类型属大批量生产，为提高生产率和锻件精度， 宜采用模锻方法生产毛坯。毛坯的拨模斜度为 5。 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量确定毛坯的尺寸公差和加工余量 要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 2.2.1 公公差等级差等级 由于双联齿轮的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通 级. 2.2.2 已知机械加工后双联齿轮件的重量为 5.4kg，由此可初步估 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 计机械加工前锻件毛坯的重量为 7kg。 2.2.3 锻件的形状复杂系数和材质系数锻件的形状复杂系数和材质系数 对双联齿轮的分析和计算，可大致确定锻件外轮廓的长度、宽度 和高度，r=88mm,l=46mm.可以计算出双联齿轮的形状复杂系数。 s=0.67。介于 0.63 和 1 之间。却定该形状复杂系数为 s1。 由于该双联齿轮材料为 45 钢， 是碳的质量分数大于 0.65%的碳素 钢，该锻件的采制系数属 m1 级。 双联齿轮铸造毛坯尺寸公差及加工余量 锻 件 的 质 量 /kg 包 容 体 质 量 /kg 形 状 复 杂 系 数 材质系数 公差等级 7 12 s1 m1 普通级 项目/mm 机械加工余量/mm 尺 寸 公 差 / mm 备注 厚度 42 2.0-2.5（取 2.0） +1.4 1.8 -0.4 表2-13 、 2-11 长宽方向 2.0-2.5（取 2.0） +1.4 2.0 -0.6 表2-13 、 2-11 孔径28 2.0 +0.6 2.0 -1.4 表2-14 、 2-10 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 毛坯图 3拟定双联齿轮工艺路线拟定双联齿轮工艺路线 3.1定定位基准位基准的选择的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确 定粗基准。 3.1.1 精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便， 依据 “基准重合” 原则和“基准统一”原则。以双联齿轮的内孔轴线为主要的定位精基 准，以两端面为辅助精基准。 3.1.2 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。粗 基准选择为小圆面。可保证孔的壁厚均匀。可以为后续工序准备好精 基准。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 3.2表面加工方法的确定表面加工方法的确定 根据双联齿轮零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度， 确定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺 寸 精 度 等 级 表 面 粗 糙 度 ra(m) 加工方案 双 联 齿 轮 的 大 端 面 87.5 it8 3.2 粗车-精车 双 联 齿 轮 的 小 端 面 57.5 it8 3.2 粗车-精车 内 花 键 底 面32 孔 it10 1.6 拉削 内 花 键 侧 面7 孔 it9 1.6 拉削 花 键 底 圆 28 孔 it7 3.2 扩孔-粗铰-精铰 分 度 圆 82.5 和 52.5 1.6 车削 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 该双联齿轮加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半 精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精 基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车双联齿轮左 右端， 。在半精加工阶段，完成双联齿轮左右端和28 孔；然后进行 精加工。 3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 选用工序集中原则安排双联齿轮的加工工序。该双联齿轮的生产 类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工具、夹具，以提高 生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短 辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种 加工表面之间的相对位置精度要求。 3.5，工序顺序的安排，工序顺序的安排 3.5.1：机械加工工序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准双联齿轮的外 圆。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工 序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面双联齿轮28 孔， 后加工次要表面。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工双联齿轮端面，再加工双联齿 轮上的孔。 3.6：确定工艺：确定工艺路线路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了双联齿轮的工 艺路线。 工 序 号 工序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 粗车外圆 ca6140 车 床 外圆车刀、游标卡尺 2 粗扩、粗铰、精 铰花键底孔 四面组合转 床 扩孔钻、铰刀、塞规、 游标卡尺、专用夹具 3 拉花键孔 l515a 拉床 花键拉刀、卡尺、塞规 专用夹具、 4 去毛刺 钳工台 平锉、游标卡尺、 5 精车外圆 ca6140 车 床 外圆车刀、卡尺 6 精车端面、槽 ca6140 车 床 端面车刀、卡尺 7 检验 塞规、百分表、卡尺 8 滚齿（大端） 滚齿机 齿轮滚刀、卡尺 9 插齿（小端） 插齿机 插齿刀、卡尺 10 车倒角 ca6140 车 床 车刀、卡尺 11 去毛刺 钳工台 平锉、卡尺 12 剃齿 剃齿机 剃齿刀、卡尺 13 热处理,齿部局 部淬火 淬火机 14 清洗 清洗机 15 终检 卡尺、塞规、百分表 . 工序尺寸（工序 3） 由零件图及查表可得，此工序加工使用拉刀一次成型查表得：花 键数 6，外径 57.5mm。定心方式为外径定心查得：此工序的工序尺寸 为 0.6- 0.7mm，加工精度等级为 it8。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 .切削用量、时间定额的计算。 （工序 3） 3.8.1 切削用量的计算 该工序就是通过一次走刀，完成花键槽的拉削加工。由于加工方 法的特殊性，刀具选择的特殊性，被吃刀量暂不用选择。只要选择合 适的切削速度和进给量就可以。 （1）进给量的确定 根据机床刚度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完成要求的机 械加工要求。加工总深度为 z=4mm。总走刀次数为 1 次。 （2）拉削速度的计算 根据机械加工工艺手册表 2.3- 54 查得：拉削速度=3.5m/min。 3.8.2 时间定额的计算 由机械加工工艺师手册表查得立式拉床花键拉刀的基本时间计 算公式为 tj=hpgk/1000vaz =0.1*18*1.25*1.5*60/3.5*0.07*3=275.5s。 可以知道辅助时间 = tf 0.2t j =0.15275.5=41.3s。布置工作地时间 tt jb =05 . 0 =0.05 275.5=13.8s 。 休 息 和 生 理 需 要 时 间 s tt jx 2.85.27503.003.0=。 则单件时间定额 =+= ttttt xbfjdj 275.5+41.3+22=338.8s。 4、夹具设计、夹具设计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧 的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程 中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的 使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要 手段。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要为了提高劳动生产 率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序 3拉32 的花键键槽的夹具。本夹具将用于 l515a 立式拉床，刀 具为高速钢拉刀。 4.1 问问题的题的提出提出 （1）怎样限制零件的自由度：三个支承钉限制 3 个自由度，v 形块限制 2 个自由度。 （2）怎样夹紧：设计夹具由螺旋定心夹紧机构组成，定位的同 时夹紧。 （3）设计的夹具怎样排削：本工序采用拉刀拉花键，拉刀本身 有排削槽，外加底面三个支承钉保证工件和夹具体之间有间隙，可以 提供排削空间。 （4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 设计必须保证零件的加工精度， 保证夹具的操作方便， 夹紧可靠， 使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设 计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来拉32mm 花键，此花键要求精度较高，一次拉 成型，要求夹具体有较高的刚度、硬度和强度。此外，在本工序加工 时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自 由公差，精度不是主要问题。 4.2 夹具夹具设计设计 4.2.1、定位基准选择、定位基准选择 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 根据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同 一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。 由零件 图可知，此工件为回转体。加工内孔拉花键，以中心线或外圆表面为 定位基准。为使定位误差为零，应该选择双联齿轮中线为定位基准保 证精确度。同时以大端面为辅助基准。 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件装置。 4.2.2、定位误差分析、定位误差分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为三个支承钉和一 个 v 形块，定为基准与工序基准相重合，所以基准不重合误差b=0， 由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误 差。 j=（td+t d+s）/2 td =0.018mm t d =0.011mm s=0.0082mm j=0.0186mm 4.2.3、切削力及夹紧力的计算、切削力及夹紧力的计算 255 20 2 95 4 0 10 10 12h7h6 2 0f7 6f7 10h7k6 1 5h7r6 6 030 63 刀具：花键拉刀。 切削力：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上 向下，只要底面三个支承钉能够保证强度，刚度。就能精确 加工。保证加工精度。而支承钉能够保证。所以此处不用算 切削力。 255 20 2 95 40 10 10 12h7h6 2 0 f 7 6f7 10h7k6 15h 7r 6 6030 63 255 20 2 95 4 0 10 10 12h7h6 2 0f 7 6f7 10h7k6 1 5h7r6 6 030 63 夹紧力的计算：由于切削力和夹紧力的方向垂直。平面定位。 fj=kfl(h+l)=2.5*250*24/46+24=214n 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 4.2.4 对刀装置的确定对刀装置的确定 本工序采用拉刀，所以采用的对刀装置为自动对刀仪。 5 方案综合方案综合评评价和总结价和总结 经过本人竭尽努力将本方案修正，使之达到完美。但本方案还是 有欠缺之处。而且在夹具方面还需更加完善。由于时间有限，在夹具 的夹紧机构方面应有更好的方案。其它方面还是比较完满的。其次， 由于是第一次做课程设计，有一些还不熟悉。所以在选方案时还不是 很顺利。 6 体会与展望体会与展望 通过这两个星期的学习， 我在老师的指导