斜齿轮零件的机械加工工艺规程设计（全套含CAD图纸）
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购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 1 机械专业毕业设计任务书 题目： 设计低速级斜齿轮零件的机械加工工艺规程 内容 : （ 1）机械加工工艺规程卡片 1 套 （ 2） 夹具装配图 1 张 （ 3）毕业设计说明书 1 份 原始资料： 该零件图样一张。 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 2 目 录 第一章 绪论 . 1 第二章 前言 . 3 第三章 零件的分 析 . 3 第四章 毛坯的选择 . 4 第五章 工艺规程的设计 . 5 第六章 填写工艺过程卡和工序卡 . 14 第七章 夹具的设计 . 24 第八章 心得体会 . 25 第九章 参考文献 . 26 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 3 第 1章 绪论 械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对 位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳 工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺 。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟 订 工 艺 路 线 。 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 7 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 8 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 9 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条 件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。” 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 10 工具是 人类文明进步的标志。自 20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件 定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅 速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4 年就要更 新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 11 控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 代机床夹具的发 展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动 化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹 具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 12 元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：214891 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标 准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 13 第二章 前 言 机械专业毕业设计是在学完了机械专业和大部分专业课 ,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合机械制造工艺中的基本理论 ,并能结合生产实习中学到的实践知识 ,独力的分析和解决工艺问题 ,初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法通过此设计，使我加深了对机械设计基础及有关专业课程知识的了解，提高了熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及技术文件等基本技能及综合运用这些知识的能力，并为在今后学习本专业和进行此类设计打下了坚实的基础，对自己将来设计产品有很大的帮助。 由于能力所限 ,经验不足 ,设计中还有许多不足之处 ,希望各位老师多加指点。 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 14 第三章 零件的分析 一、零件技术要求的分析 （ 1） 齿顶圆 孔 75有公差为 （ 2）两端面对孔轴线分别有公差为 （ 3）键槽两侧面对孔轴线有公差为 二、零件的工艺分析 由附图一得知 ,其材料为 40材料具有较高的硬度 ,耐磨性 ,耐热性。主要加工表面是齿轮的齿面：表面质量要求是 内圈的端面：表面要求达到 有齿轮内径表面质量要求达到 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 15 第四章 毛坯的选择 一、该零件材料为 40轮的内孔 195 和外圆直径 是直径比较大的圆 ,又由题目的生产纲领为 3000 件 /年 ,由参考文献表 分生产类型的参考数据 )可知该零件批量生产为大批量生产 ,毛坯应选用锻造。毛坯的锻造方法用模锻。 二、模锻锻件机械性能较好 ,有较高的强度和冲击韧性 ,但是毛坯的 形状不宜复杂 ,如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻造。 三、锻造毛坯的工艺特点 参考文献 1表 9用毛坯的制造方法与工艺特点： 精度等级 (毛坯尺寸公差 /面粗糙度 Ra/产率 其他 12 锻件力学性能好 ,强度高 四、参考机械制造加工工艺手册表 1主要加工表面的加工余量如下： 加工表面 基本尺寸 (加工余量 (说明 齿轮外圆 750 4 车床加工 齿轮内孔 195 4 车床加工 齿轮小端面 185 2 车床 加工 齿轮大端面 142 3 车床加工 五、主要毛坯尺寸及公差： 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 16 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 齿坯外圆 750 4 754 齿坯内圆 195 4 191 齿坯小端面 185 4 189 齿坯大端面 142 3 145 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 17 第五章 工艺规程的设计 一、定位基准的选择 在零件的加工过程中 ,合理的选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置度有着决定性的作用。 1. 粗基准的选择原则： （ 1）尽量选择不要求加工的表面作为粗基准 ,同时还可以在一次装夹中加工出更多的表面。 （ 2）若零件的所有表面都要加工 ,应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准 余量均匀。 （ 3）选择光洁 、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作为粗基准。 （ 4）粗基准一般只在第一到工序中用 ,以后应避免重复使用。 2精基准的选择原则 : 基准重合的选择原则。尽可能的用设计基准作为定位基准 ,这样可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差 ,以保证加工表面与设计基准间的位置精度。 基准同一原则 ,这样有利于保证各加工面之间的位置精度。 选择面积大、精度较高、安装稳定的表面作为精基准 ,而且所选的基准使夹具结构简单 ,装夹和加工方便。 综合上面的粗基准和精基准的选择原则 ,为使基准同一和基准重合 ,齿轮加工时常选内孔和端面作为精基准加工外圆和齿轮 ,用作精基准的端面和内孔要在一次装夹中加工出来以保证两者之间的垂直度 ,但是在加工大型齿轮时可用外圆作找正基准 ,但此时应保证内孔与外圆同轴。所以加工本设计齿轮用齿轮外圆和端面作为粗基准 ,用内孔和端面作为精基准。 二、装夹方法 在加工齿轮时在滚齿机上一般用心轴装夹 ,滚齿心轴夹具见下图 : 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 18 三、加工工艺问题 (1)、基准修正 齿形表面淬火后 ,内孔会受到影响而变形 :一般的孔直径会缩小 此淬火后应安排精基准修正工序 也可以用镗孔。推孔是用推刀进行的 ,用压力机将推刀强行从孔中间推过既可。此法生产率较高 ,一般不要留推孔余量。对精度要求较高的或是淬硬后的孔、直径大而短的孔则应采用 ,磨孔工艺 ,磨孔必须留有磨削余量。 (2)、齿轮加工方案 保证齿轮精度是齿轮加工的主要 工艺问题 ,轮齿的加工方案主要取决于加工精度和热处理要求。 根据各个加工精度等级的加工方案如下 : 8级以下精度的齿轮多采用 :滚 (插 )齿齿端加工热处理修正内孔。因热处理后的齿面不再加工 ,为弥补热处理变形 ,热处理前的齿形加工精度应比设计图纸上的精度要求要提高一级。 6 滚 (插 ) 齿端加工剃齿表面淬火修正基准珩齿。此方案生产率高、设备简单、成本较低 ,一般用于 6购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 19 级精度或热处理变形较大时。 5 级以上精度的齿轮采用的方案为粗滚 (插 )齿精滚 (插 )齿齿端加工淬火 修正基准粗磨齿精磨齿。此方案精度最高 ,但成本高 ,生产率最低。 参考文献 表 形加工方案 ,得出各方案所达到的齿面加工质量如下表 : 加工方案 精度等级 齿面的表面粗糙度 Ra/用范围 成形法铣齿 9级以下 件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及齿条 展 成 法 滚齿 8 7 种批量生产中加工直齿、斜外啮合圆柱轮和蜗轮 插齿 8 7 种批量生产中加工内外圆柱齿轮、双联齿轮等 剃齿 7 6 批量生 产中滚齿或插齿后未经淬火的齿轮精加工 珩齿 7 6 批量生产中高频淬火硬齿形的精加工 磨齿 6 3 件小批生产中淬硬或不淬硬的精加工 研齿 硬齿轮的齿形精加工 ,可有效地减小齿面的 由设计图纸给出的加工精度和热处理要求确定齿轮的加工方案如下 : 滚齿热处理修正基准剃齿 (3)、热处理的安排 由设计图纸上的技术要求 ,热处理工序在工艺过程中的安排如下： 正火 调质 表面渗碳淬火及低温回火 毛坯 粗加工 半精加 精加工 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 20 正火。大多数锻件都要经过正火处理 ,一般安排在毛坯制造和粗加工之间 ,以改善金属的机械切削性能。 调质。调质可获得良好是机械性能 ,调质后仍可用刀具进行加工 ,因而一般安排在粗精加工与半精加工之间 ,这样有助于消除粗加工产生的内应力。 渗碳。经渗碳后表层与心部含碳量相差明显 ,表现出表面硬、耐磨和心部韧性和朔性好的特点。渗碳后的工件一般要经过淬火和低温回火处理 ,使表面层有回火马氏体结构和消除渗碳过程中形成的粗晶粒结构。 淬火。这种方法是快 速加热使工件表层奥氏体化 ,不等心部组织发生变化 ,立即快速冷却 ,表层起到淬火作用 ,其结果是表层获得马氏体组织 ,而心部仍然保持朔性 ,韧性均匀的组织 ,工件各部都能满足使用要求。 低温回火。经过低温回火的工件的硬度没有发生大的变化 (右 ),但是应力减少了很多。 (4)、制定工艺路线 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： 齿坯外圆：粗车精车； 齿坯端面：由设计图纸上的要求，齿坯的小端面的表面粗糙度要求是 大端面的表面要求较低，但是在加工齿轮的整个过程中都 要用到端面作为精基准，所以端面的加工方法为：先粗车后精车，同时也可以保证尺寸 内孔：由于毛坯采用的是锻造的，所以内孔先经过粗车，精车后再用镗孔的方法加工以保证它的精度等级表面质量 齿行的加工：先滚齿，精度等级还不能达到，而且热处理后内孔回缩小，所以要基准修配，然后在经过精加工用镗孔的方法来保证齿形的精度等级。 综合上面的分析，工艺路线确定如下： 序号 工 序 内 容 1 锻造毛坯 2 热处理正火 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 21 3 粗车各外形 4 调质 5 精车各部分 6 滚齿 7 齿端加工倒角 8 钳工去毛刺 9 热处理齿面渗碳淬火及低温回火处理 10 钳工划键槽加工线 11 插键槽 12 钻通孔 13 攻丝 14 磨端面 15 镗孔 16 剃齿 17 检验 （ 5）、选择加工设备及刀具 由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加工专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床之间的传送均由人工完成。 车床的选择： 根据设计图纸上的设计尺寸，最大外径为 上加工余量，其直径比较大查机械加工工艺设计手册一般的车床难以加工，由手册表 择立式车床 512技术规格如下表： 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 22 技术指标 直度刀架加工最大直径 1250 倒刀架加工最大直径 1120 工件最大高度 900 工件最大质量（） 2 工作台直径 1030 工作台转速 架数量：水平 垂直 1 1 垂直刀架最大行程：水平 垂直 630 690 垂直刀架最大回转角 40 滚齿机的选择 : 由参考文献 表 4齿机 ,选择 滚齿机 ,其技术规格如下 : 技术规格 工齿轮最大直径 : 用外支架时 不用支架时 - 1250 加工斜齿轮最大直径 : 当旋转角为 30时 当旋转角为 60时 - - 加工齿轮最大宽度 : 550 加工齿轮最大模数 : 12 加工齿轮最大螺旋角 : - 滚刀最大直径 : 200 滚刀心轴最大直径 : 27、 32、 40 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 23 剃齿机的选择 : 由参考文献 选择剃齿机 技术要求如下表 : 技术规格 工齿轮直径 :外啮合 内啮合 20000 加工齿轮模数 2工齿轮宽度 200 剃齿刀直径 300 剃齿刀宽度 - 刀架最大回转轴 20 工件与剃齿刀的中心距 140床的选择 : 由参考文献 选择镗床 大加工直径为 240 (6)、加工工序设计 、工序 3粗车毛坯外圆与工序 5精车外圆 查参考文献 表 9械 加工的工序余量 ,粗车的工序余量为 余量为 2车的加工余量为 精加工精度 ,已经知道毛坯外圆的加工余量为 4,故粗加工余量 参考文献 立式车床的进给量 f=f=2.0(mm/r),粗车走刀一次设计手册得粗车 加工的公差等级为 =加工的公差等级为 以 754 加工后的尺寸为 精Z: (752 = 270r/切削速度为 :000754*270/1000=206 查 表 单位切削力 P=1962N/Z =P*1962*=m=60 1031172*206*103 /60= 参 考 文 献 得 功 率 为 28取 机 床 的 效 率 为 28*以机床的功率满足。 、车端面 精车的加工余量为 经知道总的加工余量为 4,故粗加工余量为 加工端面以内孔外圆定位。 42 故 44 核加工余量 : 册表 9通螺纹基本尺寸 (摘自146 公称直径 螺距 中径 小径 16 表 5硬金属刀片钻头 ,选择型号为 :d=13L=170 l=115 的钻头。 查 表 5 d t L l d 0 28 买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 26 第六章 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 (机械加工工艺过程卡和工序卡见附图 ) 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 27 第七章 夹具的设计 本夹具用在金刚镗床上精镗齿轮孔。工件紧靠支承表面 M，用滚珠（滚珠罩预先套在工件上）在齿轮的齿面上进行定心。气缸通过接头将力传至楔形卡爪上，将被加工零件夹紧。夹具底座偏心小轴用于调整夹具位置用。（夹具装配图见附图） 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 28 第八章 心得体会 机械制造工艺毕业设计综合了机械专业和其它专业课的知识，充分展现了学生在生产实习中的实践能力。 经过将近三个星期的时间，在刘学敏、姜宏阳、刘玉梅三位老师的耐心指导下机械专业毕业设计说明书的完成了。这 是我们在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械专业的基本知识，初次进行零件工艺的编制， 通过这次设计，使我们深入了解了工艺规程设计的指导思想和设计原则，熟悉了工艺规程必须具备的原始资料，了解了设计和拟定机械加工工艺规程和工艺路线的内容和步骤， 并掌握了选择粗精基准的一般原则以及划分加工阶段的目的意义，对安排工序顺序的一般原则也有一定的了解。 由于现在自己知识有限，又是第一次进得工艺规程的编制，错误是再所难免的 。通过此设计，使我加深了对机械设计基础及有关专业课程知识的了解，提高了 熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及技术文件等基本技能 及综合运用这些知识的能力，并为在今后学习本专业和进行此类设计打下了坚实的基础，对自己将来设计产品有很大的帮助。 最后，再次衷心感谢三位老师的耐心指导！ 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 29 第九章 参考文献 1、机械专业毕业设计 指导书及习题 机械工业出版社 2、机械制造工艺设计手册 机械工业出版社 3、机械制造技术基础 武汉理工大学出版社 4、机械设计毕业设计 高等教育出版社 5、 机械 制造工艺及材料 机械工业出版社 6、机床夹具设计手册 上海科学技术出版社 购买后包含有 纸和 说明书 ,咨询 Q 197216396 30 1 机械 专业毕业设计 任务书 题目： 设计低速级斜齿轮零件的机械加工工艺规程 内容 : （ 1）机械加工工艺规程卡片 1 套 （ 2） 夹具装配图 1 张 （ 3） 毕业设计 说明书 1 份 原始资料： 该零件图样一张。 2 目 录 第一章 绪论 . 1 第二章 前言 . 3 第三章 零件的分 析 . 3 第四章 毛坯的选择 . 4 第五章 工艺规程的设计 . 5 第六章 填写工艺过程卡和工序卡 . 14 第七章 夹具的设计 . 24 第八章 心得体会 . 25 第九章 参考文献 . 26 3 第 1章 绪论 械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对 位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳 工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺 。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 4 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工 艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元 件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为 5 工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并 引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4 年就要更新 80%左右的专用夹具 ，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的 发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结 6 构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具 有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展 的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：214891 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品 化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 7 第二章 前 言 机械 专业毕业设计 是在学完了机械 专业 和大部分专业课 ,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合机械制造工艺中的基本理论 ,并能结合生产实习中学到的实践知识 ,独力的分析和解决工艺问题 ,初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法通过此设计，使我加深了对机械设计基础及有关专业课程知识的了解，提高了熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及技术文件等基本技能及综合运用这些知识的能力，并为在今后 学习本专业和进行此类设计打下了坚实的基础，对自己将来设计产品有很大的帮助。 由于能力所限 ,经验不足 ,设计中还有许多不足之处 ,希望各位老师多加指点。 8 第三章 零件的分析 一、零件技术要求的分析 （ 1） 齿顶圆 孔 75有公差为 （ 2）两端面对孔轴线分别有公差为 （ 3）键槽两侧面对孔轴线有公差为 二、零件的工艺分析 由附图一得知 ,其材料为 40 材料具有较高的硬度 ,耐磨性 ,耐热性。主要加工表面是齿轮的齿面：表面质量要求是 内圈的端面：表面要求达到 有齿轮内径表面质量要求达到 9 第四章 毛坯的选择 一、该零件材料为 40轮的内孔 195 和外圆直径 是直径比较大的圆 ,又由题目的生产纲领为 3000 件 /年 ,由参考文献表 分生产类型的参考数据 )可知该零件批量生产为大批量生产 ,毛坯应选用锻造。毛坯的锻造方法用模锻。 二、模锻锻件机械性能较好 ,有较高的强度和冲击韧性 ,但是毛坯的形状不宜复杂 ,如轴类和 齿轮类零件的毛坯常用锻造。 三、锻造毛坯的工艺特点 参考文献 1表 9用毛坯的制造方法与工艺特点： 精度等级 (毛坯尺寸公差 /面粗糙度 Ra/产率 其他 12 锻件力学性能好 ,强度高 四、参考机械制造加工工艺手册表 1主要加工表面的加工余量如下： 加工表面 基本尺寸 (加工余量 (说明 齿轮外圆 750 4 车床加工 齿轮内孔 195 4 车床加工 齿轮小端面 185 2 车床加工 齿轮大端面 142 3 车床加工 五、主要毛坯尺寸及公差： 10 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 齿坯外圆 750 4 754 齿坯内圆 195 4 191 齿坯小端面 185 4 189 齿坯大端面 142 3 145 11 第五章 工艺规程的设计 一、定位基准的选择 在零件的加工过程中 ,合理的选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置度有着决定性的作用。 1. 粗基准的选择原则： （ 1）尽量选择不要求加工的表面作为粗基准 同时还可以在一次装 夹中加工出更多的表面。 （ 2）若零件的所有表面都要加工 ,应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准 余量均匀。 （ 3）选择光洁 、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作为粗基准。 （ 4）粗基准一般只在第一到工序中用 ,以后应避免重复使用。 2精基准的选择原则 : 基准重合的选择原则。尽可能的用设计基准作为定位基准 ,这样可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差 ,以保证加工表面与设计基准间的位置精度。 基准同一原则 这样有利于保证各加 工面之间的位置精度。 选择面积大、精度较高、安装稳定的表面作为精基准 ,而且所选的基准使夹具结构简单 ,装夹和加工方便。 综合上面的粗基准和精基准的选择原则 ,为使基准同一和基准重合 ,齿轮加工时常选内孔和端面作为精基准加工外圆和齿轮 ,用作精基准的端面和内孔要在一次装夹中加工出来以保证两者之间的垂直度 ,但是在加工大型齿轮时可用外圆作找正基准 ,但此时应保证内孔与外圆同轴。所以加工本设计齿轮用齿轮外圆和端面作为粗基准 ,用内孔和端面作为精基准。 二、装夹方法 在加工齿轮时在滚齿机上一般用心轴装夹 ,滚齿心轴夹具见下图 : 12 三、加工工艺问题 (1)、基准修正 齿形表面淬火后 ,内孔会受到影响而变形 :一般的孔直径会缩小 此淬火后应安排精基准修正工序 也可以用镗孔。推孔是用推刀进行的 ,用压力机将推刀强行从孔中间推过既可。此法生产率较高 ,一般不要留推孔余量。对精度要求较高的或是淬硬后的孔、直径大而短的孔则应采用 ,磨孔工艺 ,磨孔必须留有磨削余量。 (2)、齿轮加工方案 保证齿轮精度是齿轮加工的主要工艺问题 ,轮齿的加工方 案主要取决于加工精度和热处理要求。 根据各个加工精度等级的加工方案如下 : 8级以下精度的齿轮多采用 :滚 (插 )齿齿端加工热处理修正内孔。因热处理后的齿面不再加工 ,为弥补热处理变形 ,热处理前的齿形加工精度应比设计图纸上的精度要求要提高一级。 6 滚 (插 ) 齿端加工剃齿表面淬火修正基准珩齿。此方案生产率高、设备简单、成本较低 ,一般用于 6 13 级精度或热处理变形较大时。 5 级以上精度的齿轮采用的方案为粗滚 (插 )齿精滚 (插 )齿齿端加工淬火修正基准粗磨齿精磨齿。此方案精度最高 ,但成本高 ,生产率最低。 参考文献 表 形加工方案 ,得出各方案所达到的齿面加工质量如下表 : 加工方案 精度等级 齿面的表面粗糙度 Ra/用范围 成形法铣齿 9级以下 件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及齿条 展 成 法 滚齿 8 7 种批量生产中加工直齿、斜外啮合圆柱轮和蜗轮 插齿 8 7 种批量生产 中加工内外圆柱齿轮、双联齿轮等 剃齿 7 6 批量生产中滚齿或插齿后未经淬火的齿轮精加工 珩齿 7 6 批量生产中高频淬火硬齿形的精加工 磨齿 6 3 件小批生产中淬硬或不淬硬的精加工 研齿 硬齿轮的齿形精加工 ,可有效地减小齿面的 由设计图纸给出的加工精度和热处理要求确定齿轮的加工方案如下 : 滚齿热处理修正基准剃齿 (3)、热处理的安排 由设计图纸上的技术要求 ,热处理工序在工艺过程中的安排如下： 正火 调质 表面渗碳淬火及低温回火 毛坯 粗加工 半精加 精加工 14 正火。大多数锻件都要经过正火处理 ,一般安排在毛坯制造和粗加工之间 ,以改善金属的机械切削性能。 调质。调质可获得良好是机械性能 ,调质后仍可用刀具进行加工 ,因而一般安排在粗精加工与半精加工之间 ,这样有助于消除粗加工产生的内应力。 渗碳。经渗碳后表层与心部含碳量相差明显 ,表现出表面硬、耐磨和心部韧性和朔性好的特点。渗碳后的工件一般要经过淬火和低温回火处理 ,使表面 层有回火马氏体结构和消除渗碳过程中形成的粗晶粒结构。 淬火。这种方法是快速加热使工件表层奥氏体化 ,不等心部组织发生变化 ,立即快速冷却 ,表层起到淬火作用 ,其结果是表层获得马氏体组织 ,而心部仍然保持朔性 ,韧性均匀的组织 ,工件各部都能满足使用要求。 低温回火。经过低温回火的工件的硬度没有发生大的变化 (右 ),但是应力减少了很多。 (4)、制定工艺路线 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： 齿坯外圆：粗车精车； 齿坯端面：由设计图纸上的要求，齿坯的小端面的表 面粗糙度要求是 大端面的表面要求较低，但是在加工齿轮的整个过程中都要用到端面作为精基准，所以端面的加工方法为：先粗车后精车，同时也可以保证尺寸 内孔：由于毛坯采用的是锻造的，所以内孔先经过粗车，精车后再用镗孔的方法加工以保证它的精度等级表面质量 齿行的加工：先滚齿，精度等级还不能达到，而且热处理后内孔回缩小，所以要基准修配，然后在经过精加工用镗孔的方法来保证齿形的精度等级。 综合上面的分析，工艺路线确定如下： 序号 工 序 内 容 1 锻造毛坯 2 热处理正火 15 3 粗车各外形 4 调质 5 精车各部分 6 滚齿 7 齿端加工倒角 8 钳工去毛刺 9 热处理齿面渗碳淬火及低温回火处理 10 钳工划键槽加工线 11 插键槽 12 钻通孔 13 攻丝 14 磨端面 15 镗孔 16 剃齿 17 检验 （ 5）、选择加工设备及刀具 由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加工专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床之间的传送均 由人工完成。 车床的选择： 根据设计图纸上的设计尺寸，最大外径为 上加工余量，其直径比较大查机械加工工艺设计手册一般的车床难以加工，由手册表 择立式车床 512技术规格如下表： 16 技术指标 直度刀
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