摘 要
此毕业设计的课题是“汽车主动伞齿轮”的工艺工装设计。其中介绍了主动伞齿轮从毛坯变成成品的一个完整的机械加工过程，此书包含了机械加工工艺规程的制定，专用夹具设计，专用刀具设计，专用量具设计四章主要内容。
第一章介绍了此零件的工艺分析，加工类型，选定毛坯并且制定了加工工艺。
第二章为此设计书的重点章节，本书以两套专用夹具为例，详细的阐述了典型工序中的专用夹具的设计过程。其中包括了夹具功能简图和工作原理，夹具的定位方案设计（定位方式、元件等），夹具的定位误差分析，切削力及夹紧力的计算，夹具的夹紧装置或机构设计，夹具动力装置设计。通过对此章的阅读，可以详细了解夹具的设计方法和过程，并且可以当作典型例子去应用到其他零件的机械加工工艺中的夹具设计。
第三章为专用道具设计，第四章为专用量具设计，其中有详细步骤及公式，多可以借鉴此章进行设计。
通过对此书的阅读，可以独立完成汽车伞齿轮的工艺工装设计，可以说此书是汽车主动伞齿轮工艺工装设计的专用机械加工手册
关键词：汽车；伞齿轮；夹具；刀具；量具
Abstract
This graduation project topic is the design of “the automobile driving bevel gear” craft work clothes. Introduced a completed machine-finishing process that the driving bevel gear turns the end product from the semifinished materials. This book contained four chapter of primary coverages that is the machine-finishing technological process formulation, the unit clamp design, the special-purpose cutting tool design, the special-purpose measuring instrument designs.
First chapter introduced this components craft analysis, the processing type, the designation semifinished materials and formulat the processing craft.
The second chapter is the key chapter of this book.This book take two grip designs s as an example.It expound detailed design two grips in a model of a production processes.It contains the photo of the grip function , design a way for locating the grip(a way for locating, element and so on).,the positioning error analysis of the fixrture, the calculation of cutting force and the clamping force , the clamping device or mechanism design of fixtures, the power plant design of Fixture. Through reading this chapter, you can learn more about the fixture design methods and processes, and can act as a typical example to apply to design other parts of the machining process in the fixture design field.
Chapter III as props for the design, chapter IV for measuring tool for the design, including the detailed steps and formula, most of the design can be draw on this chapter.
Through reading this book, you can complete an independent automotive bevel gear technology tooling design, the book is the vehicle that can take the initiative to bevel gear technology Equipment designed for manual machining.
Keyword: Automobile; bevel gear; fixture; knife tool; Measuring Tool
目 录
摘要…………………………………………………………………………………………………….………..Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………………………….…….Ⅱ
目录……………………………………………………………………………………………………….………Ⅲ
绪论………………………………………………………………………………………………………………..1
1.工艺规程设计………………………………………………………………………………………………1
1.1零件分析…………………………………………………………………………………………..…..1
1.1.1零件的作用………………………………………………………………………….….……1
1.1.2零件工艺分析………………………………………………………………………..……..1
1.2确定毛坯、画毛坯图………………………………………………………………….….……..1
1.3工艺规程设计……………………………………………………………………………….….……4
1.3.1定位基准的选择………………………………………………………………….…….….4
1.3.2制定工艺路线…………………………………………………………………………….…5
1.3.3选择加工设备及刀具、夹具、量具………………………………………….…7
1.3.4确定主要表面的加工余量和工序尺………………………………………….…8
1.3.5加工工序设计………………………………………………………………………………..8
2.工艺装备设计………………………………………………………………………………………………18
2.1夹具设计………………………………………………………………………………………………..18
2.1.1钻2-5孔夹具设计……………………………………………………………………..18
2.1.2车面锥夹具设计…………………………………………………………………………….23
2.2专用刀具设计…………………………………………………………………………………………26
2.3专用量具设计…………………………………………………………………………………………29
2.3.1量规的结构形式…………………………………………………29
2.3.2卡规的工作面尺寸及公差的确定………………………………31
2.3.3卡规其它技术要求的确定………………………………………32
结论………………………………………………………………………………………………………………….33
致谢…………………………………………………………………………………………………………………34
参考文献………………………………………………………………………………………………………….35
附录A.1…………………………………………………………………………………………………………..36
附录A.2………………………………………………………………………………………………….…..…..45
附录B.1…………………………………………………………………………………………………….……..40
附录B.2…………………………………………………………………………………………………….……..48
绪论
毕业设计是大学学习过程中的重要环节,也是学生在学校学习的最后一个重要环节。这次设计是为了进一步检验学生在学校期间的学习情况，也是在学生走向工作岗位之前的一次大的实践演习，重在培养学生综合运用所学的专业知识和基础理论知识的能力，独立解决一般机械类技术问题的能力，以及树立正确的设计思想和工作作风。经过将近历时一个学期的毕业设计，巩固了自己大学四年所学的专业知识，并且拓展了知识面，学到了许多课堂上学不到的知识，还从中掌握了一些实践经验中的技巧，在运用所学的理论知识与动手设计有机结合的过程中，提高了自己的设计能力和实践能力，而且初步形成了自己的设计理念。
本论文设计中包括主动伞齿轮的工艺规程设计和工艺装备设计及其加工过程中的刀具和量具设计（由于时间关系和能力，只设计了木以典型工序中的刀具和量具）等。在设计时，主要以汽车主动伞齿轮的工艺规程设计和工艺装备设计这两大部分为重点。此书中具体阐述了其工艺路线，并设计了一套与之相配套的专用刀具和量具（只是某一典型工序的刀具与量具），还设计了其中典型加工工序中所需要的两套夹具。此次设计，本着力求使所设计的工件实际、实用的原则来指导设计，在整个设计过程中，尽量是设计内容向实际加工靠拢，使设计更具科学性，更具合理性，其中所用的很多公式与参数均查阅于工厂一线的工具用书以及机械制造专业的专业技术手册。通过此次系统的动手设计，本人已初步掌握了一般零件的工艺路线的拟订，并掌握了设计一般夹具、刀具和量具的设计方法，可以说对整个机械加工过程在自己的知识领域内有了系统的认识。
在此次毕业设计过程中，得到了赵丽巍伟老师的悉心指导与帮助以及同组同学对我的设计也提出了许多宝贵的意见和建议，在此，对赵老师的指导以及同学们的帮助表示衷心的感谢。
由于自我水平有限，且此次设计涉及面广，内容覆盖面广，时间仓促，其中一定会有这样那样的错误和不足，恳请老师批评指正和谅解。
１ 工艺规程设计（汽车主动伞齿轮）
1.1 零件分析
1.1.1 零件的作用
该零件是汽车各种结构中一个传动结构的主传动零件，且为主动件，为主动伞齿轮。该主动伞齿轮与从动螺旋伞齿轮相配合，两个齿轮的轴线互相垂直，从而实现了力、转矩、速度、传动比的传动，多用于高速，大功率机械装置的传动，由于是已逐渐接触的方式传动，因此比较安静，有较大的强度。该零件为伞齿轮且为主动轮，在传动结构中的作用至关重要，故其加工要求、加工精度、形位精度等要求都比较高。具体要求参照零件图。
1.1.2零件工艺分析
由零件图知，零件的材料为20CrMnTi。分析零件可知，该零件是主动伞齿轮，在传动中要求有较高的精度，传动时有较好的耐磨性，且轮齿根部具有较高的韧性和冲击性。型号为20CrMnTi的合金钢能满足这些要求，故选用该型号的钢。该零件上的主要加工面为外圆锥面、 ?、?48±0.008、滚压螺纹、 滚花键、钻2-?5孔、铣齿轮等。该齿轮与从动轮相配合传动力、速度和转矩，故齿面的加工精度要求较高；外圆锥面和?48面是与其它零件之间的接触平面，直接影响该零件与其它工件之间的接触精度；花键是用于联接的表面，在加工时，应有较高的精度以及强度要求；由于?5两孔相互垂直，钻孔时应保证两孔的形位精度要求。
参考各工艺标准及切削手册的各种加工方法的经济精度，及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
1.2 确定毛坯、画毛坯图
根据材料及零件的机械性能确定毛坯的加工方法为锻造。
由设计任务书已知零件的生产纲领为5000—10000件/年，零件的重量约为9㎏，查表知零件的生产类型为大量生产（《机械加工工艺手册》第1卷表5.2-1）
用查表法，根据《机械加工工艺手册》第1卷表3.2-1～3.2-8，查外圆柱表面加工余量及偏差：
表1.1 外圆柱表面加工余量及偏差
基本尺寸 粗加工余量 精加工直径余量 偏差
?65 2.3 0.2 -0.30～-0.45
?48 2.3 0.2 -0.25～-0.39
?45 2.0 0.2 -0.25～-0.39
?27 2.0 0.3 -0.21～-0.33
端面 1.5 1
单位：mm
确定锻件公差和机械加工余量的主要因素：
（1）锻件重量 根据锻件图的基本尺寸进行计算，并以次数据查表确定公差和余量。该零件的重量约为9Kg。
（2）复杂系数S 由公式
[1]
S= (1.1)
式中
W锻件------锻件重量
W外廓包容锻件------相应锻件外廓包容件的重量
锻件形状复杂系数分为4级：简单（﹥0.63～1），一般(﹥0.32～0.63),较复杂（﹥0.16～0.32），复杂（≤0.16）。该锻件的形状复杂系数选一般。
（3）分模线形状 分模线分为两类：平直分模线和对称弯曲分模线；此毛坯件外廓为不对称弯曲分模线。
（4）锻件材质系数 分为和两级
：钢的最高含碳量小于0.65％的碳钢或合金元素的最高总含量小于3.0％的合金钢。
：钢的最高含碳量大于或等于0.65％的碳钢或合金元素的最高总含量大于或等于 3.0％的合金钢。
该锻件的合金元素分别为Cr、Mn、Ti,它们的最高总含量小于3.0％，故材质系数为。
（5）零件的加工表面粗糙度 零件的加工表面粗糙度是确定锻件加工余量的重要依据。当加工表面的粗糙度Ra＜1.6um时，其余量要适当加大。
根据以上影响机械加工余量的各因素，包括锻件重量、加工精度、锻件复杂系数及工件尺寸，查表（《机械加工工艺手册》第1卷表3.1-56）得模锻的单边余量为2.5mm，孔径的单边余量为3mm。由此可画出零件汽车主动伞齿轮的毛坯图，如下图所示：
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