齿轮内孔磨削夹具的设计

毕业论文（设计） 齿轮内孔磨削夹具的设计 机械设计制造及自动化专业 学生： 指导教师 ： 【摘 要】 由于齿轮在飞速发展的现代机械工业中得到了广泛的应用，齿轮传动是重要的传动形式之一，其制造精度，强度，耐磨性等直接影响机器的整体精度和生产使用寿命。所以在这个工业加工精度不断提高的时代，齿轮加工在机械生产中便成为很重要的一项工作。但由于齿轮本身形状的特殊性，在加工齿轮时若使用一般的机床夹具则无法满足夹紧要求，使齿轮无法达到精度高，强度大，耐磨性好的制造加工要求。在齿轮加工中过程中都要进行热处理，齿轮齿面经 热处理后不经过热加工会存在一定放的热处理变形，这就导致了基准孔也跟着变形，以致热处理前所做的基准孔在热处理后失去了应有的作用，以齿轮齿面为基准磨削齿轮内孔，是经常用到的加工方法，在此道工序中必须有专用的磨削夹具。机床夹具设计的主要任务是根据设计任务要求，结合被加工件、金切设备及其切削方式和参数，合理选择定位方式，设计合理的定位支承元件、夹紧装置、对刀元件、夹具体等装置或元件。夹具设计必须满足一些要求：要保证工件加工的各项技术要求；具有生产效率高和生产成本低廉的特点；尽量选用标准件；具有良好的结构工艺性；同时 应该便于操作人员掌握和操作。而齿轮夹具比较常见的固定式为节圆定位方式。本次设计旨在设计一种结构简单、操作方便、精度高的节圆固定磨削齿轮内孔的专用夹具。其设计思路为用分度圆中径定位，中径测量三根滚柱，装入专用的夹紧套中，再装入机床的卡盘中进行加工。 【 关 键 词】 齿轮 夹具 磨削 内孔 毕业论文（设计） in s is of so on s in a in if as a of s in to be to to be to to be is In on in to so as in in of s is of to by of to or to of to is of of to be of in to in in s to on 【 毕业论文（设计） 目 录 1绪论 .28 .28 .28 3制定工艺路线 .28 4夹具的设计及计算 .28 . .28 .28 . e 弧的计算 .28 .28 5定位基准 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 6齿轮夹具的介绍 .28 7机床夹具 .28 .28 8夹具体的设计 .28 毕业论文（设计） .28 .28 9检验及结论 . 参考文献 .28 致谢 .28 毕业论文（设计） 绪论 具的概述 机械制造 过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称 卡具 。从广义上说，在 工艺过程 中的任何 工序 ，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如 焊接夹具 、检验夹具、装配夹具、 机床 夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的 尺寸 、几何形状以及与其他表面的相互 位置精度 等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位 元件 （确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、 对刀 引导元件 (确定 刀具 与 工件的相对位置或导引刀具方向 )、 分度装置 （使工件在一次安装中能完成数个 工位 的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。 具的发展趋势 机械加工的发展史还要从机械发展来讲，三次的工业革命为历史的不同阶段！当机器制造机器开始时，机械加工行业开始不断兴起！机械行业的发展历程复杂，漫长！ 人类成为“现代人”的标志就是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造 由 多 个 零 件 、 部 件 组 成 的 现 代 机 械 ， 经 历 了 漫 长 的 过 程 。 几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮革，发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。 人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。在中国，公元 前 1000 前 900 年就已有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。 15 16世纪以前，机械工程发展缓慢。但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。17 世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。 18 世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。 机械 工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手 毕业论文（设计） 艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成 18 19 世纪的工业革命，以及资本主义机械大生产的主要技术因素。 动力是发展生产的重要因素。 17 世纪后期，随着各种机械的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。 在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来 提升和排除。在这样的生产需要下， 18 世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。 1765 年，瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。 1781年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19 世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨 重 ， 应 用 很 不 方 便 。 19 世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。 20 世 纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已 离 不 开 电 气 化 ， 而 电 气 化 则 通 过 机 械 化 才 对 生 产 发 挥 作 用 。 电站初期应用蒸汽机为原动力。 20 世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。 19 世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到 20 世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和 内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。 工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属 (主要是铜、铁 )仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。 机械 加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。 社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流水 加 工 线 和 流 水 装 配 线 等 。 简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利于 1797 年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火 枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。 20 世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在 19 世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生 毕业论文（设计） 产 效 率 很 快 达 到 了 过 去 无 法 想 象 的 高 度 。 20 世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高 到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。 进入 21 世纪的今天，机械加工行业还是在不断的发展更新！经过 2008 年的经济危机之后，世界制造业的中心偏向亚洲，以中国为领跑者，将越来越扮演着重要角色！ 中国齿轮工业在 “ 十五 ” 期间得到了快速发展： 2005 年齿轮行业的年产值由 2000年的 240亿元增加到 683亿元，年复合增长率 已成为中国机械基础件中规模最大的行业。就市场需求与生产规模而言，中国齿轮行业在全球排名已超过意大利，居世界第四位。 2006 年，中国 全部齿轮、传动和驱动部件制造企业实现累计工业总产值 102628183千元，比上年同期增长 实现累计产品销售收入 98238240 千元，比上年同期增长 实现累计利润总额5665210 千元，比上年同期增长 2007 年 1，中国全部齿轮、传动和驱动部件制造企业实现累计工业总产值 136542841 千元， 2008 年 1，中国全部齿轮、传动和驱动部件制造企业实现累计工业总产值 144529138 千元，比上年同期增长 中国齿轮制造业 与发达国家相比还存在自主创新能力不足、新品开发慢、市场竞争无序、企业管理薄弱、信息化程度低、从业人员综合素质有待提高等问题。现阶段齿轮行业应通过市场竞争与整合，提高行业集中度，形成一批拥有几十亿元、 5 亿元、 1 亿元资产的大、中、小规模企业；通过自主知识产权产品设计开发，形成一批车辆传动系（变速箱、驱动桥总成）牵头企业，用牵头企业的配套能力整合齿轮行业的能力与资源；实现专业化、网络化配套，形成大批有特色的工艺、有特色的产品和有快速反应能力的名牌企业；通过技改，实现现代化齿轮制造企业转型。 “ 十一五 ” 末期，中国齿 轮制造业年销售额可达到 1300 亿元，人均销售额上升到 65万元 /年，在世界行业排名中达到世界第二。 2006每年用于新增设备投资约 60亿元，新购机床 2万台，每台平均单价30 万元。到 2010 年，中国齿轮制造业应有各类机床总数约 40 万台，其中数控机床 10万台，数控化率 25（高于机械制造全行业平均值 17%）。 题的作用和意义 在各种机械产品中，齿轮得到了非常广泛的应用。只要是与机械相关的产品，几乎都离不开齿轮。所以齿轮传动是很重要的一种传动形式。和其它机械传动相比较，齿 轮传动的主要优点是：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数； 毕业论文（设计） 传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围很广等。其制造精度，强度，耐磨性等直接影响机器的整体精度和齿轮使用寿命。所以在这个工业加工精度不断提高的时代，齿轮加工在机械生产中便成为很重要的一项工作。但由于齿轮本身形状的特殊性，在加工齿轮时若使用一般的机床夹具则无法满足夹紧要求，使齿轮无法达到精度高，强度大，耐磨性好的制造加工要求。所以在齿轮加工中必须使用专用夹具以保证齿轮的加工精度。尤其是在齿轮成形后磨削内孔是齿轮加工经常遇到的问题。一般来说，齿轮齿面 经热处理后不经过热加工会存在一定放的热处理变形，这就导致了基准孔也跟着变形，以致热处理前所做的基准孔在热处理后失去了应有的作用。而齿轮对内孔的径向齿圆跳动是齿轮必须保证的形位公差之一，所以必须在齿轮成形后用专用夹具在内圆磨床上磨削齿轮的内孔。所以，本次设计的任务就是设计以节圆定位方式磨削齿轮内孔的弧线夹具。 毕业论文（设计） 对零件的工艺分析，本章主要是从夹具的作用和它的一些主要技术条件进行分析。 具的作用 夹具的作用有许 多概括起来大概有以下四种： 1） 缩短辅助时间，提高劳动生产率 ； 2） 可靠稳定定位，提高了加工精度的稳定性 ； 3） 便于实现工艺过程自动化 ， 扩大机床使用范 围； 4） 降低对工人技术等级要求和减轻工人劳动强度。 具的主要技术条件分析 首先 要懂结构的设计，主要包括定位装置、夹紧装置等，还要知道加工工艺，基本焊接结构，钢材的选用，热处理要求，表面粗糙度要求等。 其次 形位公差，应该以标准规定的符号（基准符号，各种形位公差符号）形式，在图形上标注，不应该以文字的形式在技术要求中说明。在旧的标准中，形位公差可以在技术 条件中用文字表述。 最后 设计时还需考虑装夹是否方便，操作是否有人性化等。 3 制定工艺路线 1）根据机器的具体运转情况和简化的计算方案，确定零件的载荷 。 2）根据材料的力学性能 ,物理性质 ,经济因素及供应情况等选择零件的材料 。 3）根据零件工作能力准则，确定零件的主要尺寸，并加以标准化或圆整 。 4）根据确定的主要尺寸并结合结构上和工艺上的要求，绘制零件工作图 。 5)零件工作图是制造零件的依据，故应对其进行严格的检查，以提高工艺性，避免差错，造成浪费 。 4 夹具的设计及计算 夹具用于精车和磨削圆柱直齿轮的内孔和端 面，能保证加工质量和提高加工效率 。本章将主要介绍一种以节圆定位方式磨削齿轮内孔的弧线夹具，以及弧线夹具用到的相关原理，概念及计算。 线夹具的工作原理 毕业论文（设计） 齿轮加工要求精度高，强度大，耐磨性好。所以在加工过程中需要经过热处理，而热处理产生的变形，将破坏原加工精度，特别是节圆与中心孔的同轴度误差和齿面的变形误差，会给齿轮传动带来极为不利的影响。即保证齿轮啮合精度（相应的噪音低），必须尽量提高齿轮内孔与节圆的同心度。同时齿轮加工还有齿轮表面硬度、耐磨性等方面的要求。因此，在热处理后，必须以节圆定位，在内圆磨 床上磨削齿轮内孔，再以内孔磨削齿面，以保证节圆与中心孔的同轴度，并消除齿面变形。以节圆定位磨削齿轮内孔的夹具，我们一般采用弧线夹具。采用弧线夹具磨削齿轮内孔时，齿轮是通过安放在齿间当中直径相同的滚柱，在分度圆附近与齿轮接触而得到定位，并通过夹具上具有的自锁性的偏心弧线，利用机床主轴回转时所产生的惯性力和加工时的切削力，对滚柱高出齿顶圆的部分产生作用，使出了实现定心夹紧。由于夹具的自锁性，即偏心弧线的生角小于自锁角，因此，在工作时工件不会自动松脱。这种夹具磨削齿轮的内孔，其节圆对内孔中心圆的跳动误差可控制在 于这类夹具能保证加工质量和提高加工效率，故常用于精车和磨削齿轮内孔和端面。 柱直径的计算 为使弧线夹具得到准确定位，要求滚柱与齿面的接触点尽可能靠近节圆，同时又使偏心弧与齿顶圆不产生干涉。为此，滚柱必须高出齿顶圆。设计时可根据图 1几何关系算出滚柱的直径大小。 图 1中： ） mm mm 的渐开线函数值 1 的渐开线函数值 毕业论文（设计） 图 1 由图 1可知： 2d O K M K1t a n ( ) R 1 R 故： 112 t a n ( ) s i n R （ 1） 1（ 2） 01180 ( ) 22 b i n v i n （ 3） 式中 般取自节圆向外，设齿轮模数为 3，取 21）（ 2）（ 3）式中进行计算，求得滚柱直径 若求得的滚柱直径带小数时，则取近似整数并重新核算 R 数值，同时求出 A 数值。实际中采用上式计算颇为繁琐，考虑到滚柱直径大小主要与齿轮模数有关，可按经验公式求得滚柱直径。 (1 ) （ 4） 毕业论文（设计） 齿形定位时取 d=2m；当齿面留有些磨削余量时，齿形定位取 d= 按上述计算， 当选择齿轮齿数 z=20，分度圆半径 R=30； 则： 分度圆直径 D=2R=60 模数 m= 滚柱计算直径 取近似整数 d=8 重新核算： R=30柱在夹紧时尺寸的计算 如图 2所示： 图 2 滚柱坐标位置尺寸的计算图 当滚柱直径大小确定之后，就可以准确的确定滚柱在夹紧时的位置尺寸，即在夹紧时滚柱中心到被夹紧齿轮中心的距离 由图 2中关系可知： 毕业论文（设计） （ 5） ,c o s 2 030 c o s 2 4 1 9 m 取 A =32以 点，此时 1N O O ； 则： 求 K 2d求 的渐开线函数值， 00 2v in （ 6） 4 4 . 4 7203 0 c o s 2 0 2 7 5i n v 0 4 5 0 9 8 其中式中： a b 0R R 由式（ 5）、（ 6）就能确定出 A 的数值。 取 A=32 （ 6）中 0 应以齿间的实际数值代入，计算齿轮理论厚度 理 分两种情况： 12m理（ 7） ， ( 2 )2 ax tg m理 （ 8） 式中： 毕业论文（设计） 通常施工图上按照国标 定都标有按节圆弦长的齿厚极限偏差。其上偏差 1 是为形成必要的安全间隙所必须的齿厚变薄量，偏差 2 则为制造公差，计算时可 取： 21 2 理（ 9） 当被加工齿轮留有些磨 削余量时，则应代入工艺磨齿前的齿厚公差。上偏差以 1表示，公差则以 2表示，其所留的磨削余量为 ， 则（ 9）式改为： , 21 2 理 （ 10） 计算中不一定必须要将节圆弦长齿厚换算成弧长，因为其尺寸变动并不影响实际齿轮定心。齿间按下式计算， 0 t（ 11） 式中 t=周节。 根据工艺要求，齿轮淬火厚要磨齿轮内孔，并以节圆定位，采用三弧线夹具。 已知齿轮齿数 Z=21 ,齿轮模数 m=3，齿轮压力角 0=20，齿厚磨量=圆直径 分度圆直径 0 紧力的计算 由图 3 可知，夹紧尺寸 H 是由滚柱中心 的距离 A 和滚柱直径2 2（ 12） 32+4 =36具上工作弧线的计算 定弧线中心距齿轮中心的偏心距 e 根据要求，滚柱与弧线上任何一点的接触均可以自锁，即弧线每 一点上的升角均不得大于摩擦角，才能保证齿轮在弧线上任意一点均能夹紧齿轮。一般只 毕业论文（设计） 要弧线升角 5。 理论上只需满足要求即可，但是在弧线夹具的设计中，由于要求夹具行程不大，同时又要求夹紧可靠，故通常取弧线升角为 1 2。根据实际经验，当 A=50 150心距 不必计算。 如图 3 所示： ， 图 3 弧线计算图 于弧线半径 R 弧的计算 如图 3所示： R 弧 = 2 2 .( ) 2 ( ) c o s 1 0 522e A e （ 13） = 8 8 . 8 1 9 2 3 5 . 9 3 c o s 1 0 5 = = R 弧 =38据使用要求，夹具上的偏心弧线取左右各 20中的一段弧线，即图 3 中 毕业论文（设计） 的 。 序说明 由于有的公 式比较繁琐，我在实际计算时发现用一般的计算器是很麻烦，结合我们大一学过的 们可以把那些比较繁琐的公式编成 样便可以多次简便的计算，拿公式（ 6）和（ 13）来说，编好程序后运行，只需要输入各个变量的值便可以比较快速的计算出结果。 公式（ 13）程序如下： #2() ; ; ; =); %&A); =); %&E); =); %&D); A+D/2),2)+,2)A+2/D)*E*05); ); %lfn, 1() ; ; r; 毕业论文（设计） =); %&A); =); %&R); r=); %&r); ); %& ); %& a; a=a)-(2*R); a)n%lfn, to n); ; 2; %s,&S); ,A) ; ,B) 毕业论文（设计） ; 启动程序 输入 A 或者 B （视频效果） 6） 13） 结果就是 顶圆半径的计算 夹紧尺寸 H 确定之后，须与齿轮齿顶圆半径 R进行比较，验证齿顶圆半径与弧线是否发生干涉，若有干涉，应调整有关参数，使夹紧尺寸 HR。 R计算式为： 2(14) =35算结果： H发生干涉。 附： 毕业论文（设计） 图 4 齿轮与滚柱定位图（ 1） 图 5 齿轮与滚柱定位 图（ 2） 毕业论文（设计） ?3468，5452032? 826，532，5齿轮1 : 1图 6 5 定位基准 基准是机械制造中应用得十分广泛的一个概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点 、 线或面。设计时零件尺寸的标注 、 制造时工件的定位 、 检查时尺寸的测量，以及装配时零 、 部件的装配位置等都要用到基准的概念。 计基准 设计基准是设计图样上采用的基准。设计人员常常根据零件的工作条件 和性能要求，结合加工的工艺性，选定设计基准，确定零件各几何要素之间的几何关系和其他结构尺寸及技术要求设计出零件图。 艺基准 工艺基准是工艺过程中所采用的基准。根据用途不同工艺基准可以分为以下几种 : 1)工序基准。在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸 、 形状 、位置的基准 2）定位基准。在加工中用作定位的基准。 3）测量基准。测量时所采用的基准。 4）装配基准。装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。 基准的选择 毕业论文（设计） 1）“基准重合”原则。应尽量选用被加工表面的设计基 准作为精基准，即基准重合的原则。这样可以避免因基准不重合而引起的误差。 2）“基准统一”原则。应选择多个加工时都能使用的定位基准作为精基准，即基准统一原则。这样便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，并简化夹具的设计制造工作。 3）“互为基准”原则。当两个表面的相互位置精度及其自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可采用这两个表面互为基准，反复多次进行精加工。 4）“自为基准”原则。在某些要求加工余量尽量小而均匀的精加工工序中，应尽量选择加工表面本身作为定位基准。 基准的选择 1）若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。 2）在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。 3）在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工时，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。 4）选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边 、 浇口 、 冒口及其他缺陷，以便定位准确，装夹可靠 5）粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否定定位误差太大。 位原理 任 何一个自由刚体，在空间直角坐标系中均有六个自由度，即沿三个互相垂直坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动。它可以分为以下四种情况 a 完全定位 b 不完全定位 c 欠定位 d 过定位 位误差的分析计算 1）定位误差及其产生原因。同批工件在夹具中定位时，工序基准位置在工序尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差（以 示）。引起误差的原因有两个： a 由基准不重合误差 b 由基准位置误差 2）定位误差的计算： a 用 项误差合成法计算定位误差 y=m/d/26 齿轮夹具的介绍 齿轮加工机床是加工齿轮的基本设备。按照被加工齿轮的形状，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机床和圆锥齿轮加工机床。圆柱齿轮加工机床主要有滚 毕业论文（设计） 齿机，插齿机等；圆锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机，铣齿机，拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机；用来精加工齿轮面的机床有研齿机，剃齿机和磨齿机等。 根据齿形形成的原理，齿轮加工方法可分为成形法和展形法。成形法是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿。展成法亦称包络法，是利用齿轮的 齿合原理进行的。把齿轮的齿合副（齿条 轮 的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具与工件严格地按照运动关系齿合，则刀具切屑刃在各瞬间位置的包络线就形成了工件的齿廓线。展成法切斜齿轮，其刀具的切屑刃相当于齿条或齿轮的齿廓，与被加工齿轮的齿数无关，只需一把刀具就能加工出模数相同而齿数不同的齿轮，其加工精度和生产率都比成形法高，因而它应用也是最广泛。 插齿机除了必须的插削主运动和展成运动以外，还需要让刀运动，径向切入运动和圆周进给运动。 让刀运动，插齿刀向上运动时，为了避免擦伤工件齿面及减少 刀具的磨损，刀具和工件之间应该让开一定间隙，而在插齿刀向下开始工作行程之前，应迅速恢复到原位，以便刀具进行下一次切削，这种让开和恢复原位的运动称为让刀运动。 径向切入运动，开始插齿时，如插齿刀立即径向切入工件至全齿深，将会因切削负载过大而损坏刀具和工件。为了避免这种情况，工件应该逐渐地移向插齿刀，作径向切入运动。当刀具切入工件至全齿深后，径向切入运动停止，然后工件再旋转一整转，便能加工出全部完整的齿廓。 圆周进给运动，插齿刀转动的快慢决定了工件轮坯转动的快慢，同时也决定了插齿刀每次切削的负荷，所以插齿刀的转 动称为圆周进给运动。圆周进给量的大小用插齿刀每次往复行程中，刀具在分度圆圆周上所转过的弧长表示。降低圆周进给量将会形成齿廓的刀刃切削次数，从而减小表面粗糙度，提高齿廓曲线精度。 7 机床夹具 众所周知，工装夹具是工艺装备的重要组成部分，是工艺过程中最活跃的因素之一，并直接影响产品的质量，生产效率及加工成本。随着科学技术的不断进步，数控加工设备已经飞速发展起来，与之相适应的数控机床夹具也在不断发展变化。国内数控加工设备已具有相当规模，数控加工在生产中已占有较大的比重并将继续扩大，而与之对应的数控机床夹具却并未 受到足够的重视。国内企业对传统工装夹具历来比较重视，但对数控机床夹具却缺乏足够的认识和规划。 由于缺乏选用数控机床夹具系统的考虑，因而出现了在先进的加工设备上采用采用相对落后的通用夹具或专用夹具的情况，以至于不能充分发挥此类设备的效能。如何提高夹具的快速反应能力，以充分发挥数控机床和加工中心的加工效能，是目前夹具设计所面临的课题。 床夹具的特点和组成 特点： 1）夹具元件多功能模块化，能单独使用也能与其它元件组合在一起使用的多功能模块化单元体的比例将进一步增加。如现在使用的各种定位夹紧座，定位压紧支撑 ，精密虎钳等模块式单元体具有定位，夹紧以及调节的综合功 毕业论文（设计） 能，可以一件单独使用，也可以几件组装在一起使用。 T 形基础，方箱能组装成一次能装夹多件的工件的夹具，使用这种夹具可以减少机床的停机时间，最大限度地发挥数控，加工中心机床的高效性能。 2）高强度，高刚性，高精度：为了提高劳动生产率，缩短工件的加工工时。工件的加工已向着高速，大切削量方向发展，工序高度集中，工件定位夹紧后要以此完成铣，钻，镗等多工序的加工。切削力的大小，方向在不断地变化，只有在数控机床夹具本身具有较高的使用强度和刚度的情况下，才能满足工件的加工精度。 3）专用夹具，组合夹具，成组夹具一体化：现代化加工设备的多功能化，使工艺过程高度集中，工件一次定位装夹后能完成多工序加工，这就需要一种通用而又能重复使用的组合可调试的夹具系统。它是由一系列统一化，标准化的元件和组件组成，利用这些元件，组件组装成各种不同形式，不同结构，可重复使用的夹具，供单件或中小批量生产使用。这种夹具系统保留了组合夹具的各种优点，其组装跟专用夹具一样简单可靠，又有可调整元件，保留了成组夹具的优点。为了便于夹具与机床定位连接，夹具基本有统一标准的定位连接位置，使专用，组合，成组夹具向 着一体化，组合化方向发展，以满足现代化加工设备的需要。 4）工件夹紧快速化，自动化：为了缩短工件加工中的辅助时间，减轻工人的劳动强度，工件的装夹，拆卸也需要机械化，自动化。工件的夹紧由原来的单一功能的压紧件，紧固件发展为可以调整的模块，以实现快速组装和快速夹紧。对于批量大的一些零件的加工，液压夹具，气动夹具可实现工件自动化快速夹紧。 随着市场竞争的日益激烈，产品更新换代的速度加快，用户要求的交货期越来越短，在生产产品的类型中，大批量生产的比例下降，中小批量增加。数控机床夹具也随之不断发展变化。对于中小批量生 产，一种被称为柔性家居系统的夹具形式，因其高精度，高刚性，高强度，模块化，通用化和快速化等特点，越来越为许多加工企业所接受，并逐渐成为数控家具的主流之一。 组成： 1）定位元件：它与工作的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置。 2）夹紧装置：这是用于夹紧工件的装置，在切削时使工件再家具中保持既定位置。 3）对刀元件：这种元件用于确定夹具与刀具的相对位置。 4）夹具体：这是用于联接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床相结合，使夹具相对机床具有确定的位置。 5）其他元件及装置：根据工件的 加工要求，有些夹具具有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。 以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的。但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准，夹牢。 8 夹具体的设计 夹具体是夹具的基本 零 件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且要考 虑 便于装卸工件及在机床上的固定。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置。 毕业论文（设计） 具体的结构设 计 1）材料与结构 夹具焊接材料主要是低碳钢的冷轧钢板。镀锌钢板，及少量的热轧钢板。它们可焊接好，适应大多数的焊接方法，但由于是薄板件，因而刚性差，易变性。在结构上，焊接散件大多数是具有空间曲面的冲压成形，形状，结构复杂。有些型腔很深的冲压件，除存在因刚性差而引起的变形外，还存在回弹变形。 a）焊接方法 夹具焊接方法主要有 体保护焊和电阻焊。 体保护焊应用范围较广，且对夹具结构要求不十分严格。电阻焊接对家具要求严格。尤其是多电焊，反作用焊和机器人点焊。因夹具焊接以电