机械制造技术课程设计-斜齿轮轴加工工艺及铣4mm槽夹具设计

课题名称 斜齿轮轴机械加工规程及铣4mm槽夹具设计院 系 专业班级 学生姓名 全套图纸加扣3012250582起止时间 2019年12月25日 至 2019年12月28日目录1前言12 斜齿轮轴零件工艺过程的设计22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工艺分析22.2确定毛坯制造形式32.3基准的选择32.4工艺规程的设计32.4.1 制定工艺路线32.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定52.6加工连接盘的设备与工艺的设备62.7确定切削用量63 铣4mm槽专用夹具设计123.1研究原始质料123.2定位基准的选择123.3 切削力及夹紧分析计算123.4 误差分析与计算133.5夹紧装置的选用143.6 夹具设计及操作的简要说明15结束语17参考文献181前言我们国家的制造机械生产的零件与产品,并且把其加工成制造行业的设备或者部件。制造的的设备或者部件不仅能自己行业使用,也又能给其他的的行业使用,机械加工的行业中有着多种多样的设备或者部件。制造产业在生活当中是人们所不能离开的, 所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。,这也是对国家基础经济的发展里面当中,比较主要的重大的支撑。因此说从当中一种层面的来说,机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。我自己对本工装夹具的设计是在学完了了所有的机械制图。以及大学所有的课程以后,对所学知识一次非常全方位的检验。用合理的方法解决斜齿轮轴零件,零件生产当中,零件的定位与夹紧。正确的安排斜齿轮轴加工过程当中的方法,合理地解决工序的尺寸这些的问题,和对前侧面工序；进行加工的专用铣夹具设计，确保了斜齿轮轴加工工序的尺寸和斜齿轮轴的加工的质量。我的这个设计主要就是培养,我自学以及创新的知识水平。我的这个设计是综合层次性,实习所起到的作用很大,许多知识面也要被广泛的使用。所以在制造加工的时候,不仅要分析到基本的制造的原理和基础的理论的知识,还要仔细研究生活当中制造的需求,只有把许多种理论知识和现实制造互相的结合在一起,本斜齿轮轴设计才能够顺利的完成。我自己对斜齿轮轴设计不是太好,能力有有限制,所以难免容易出现些许缺陷等问题,在这我能够给我批评以及指导。18 2 斜齿轮轴零件工艺过程的设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用这最后的一次设计，老师所规定的我的课题是，斜齿轮轴零件的工艺的编制；与前侧面的专用夹具的设计，斜齿轮轴是机器比较主要的的步件，斜齿轮轴的主要起到支撑固定的作用，斜齿轮轴承受着容易变动的冲击的载荷，故斜齿轮轴的强度就要求非常的高；因此在平常的生活工作当中，使用得比较广泛，也因此起到了比较重要的作用。2.1.2零件的工艺分析1）这个零件图上面可以主要加工表面为钻10工艺孔，铣齿。2）工序安排以斜齿轮轴20各台阶外圆，装夹工件，达到了工艺基准，设计基准的统一。3） 斜齿轮轴钻4孔与钻2孔对外圆面有垂直度要求，4孔与2孔中心轴线有位置度要求。2.2确定毛坯制造形式该斜齿轮轴零件材料为45钢。考虑到该斜齿轮轴各加工表面的复杂程度，以及各平面各支撑孔所要求的表面粗糙度精度及位置的要求和斜齿轮轴作用，它所承载的载荷力大，故采用铸造形式。由于零件在加工中的产量已达到4000件，属于批量生产水平，而且零件的轮廓尺寸，复杂程度都大，故采用低压铸造形式，这对提高生产率，保证加工质量也是有利的。2.3基准的选择粗基准的选择。对于斜齿轮轴零件来说，由于孔与面通常由于有较大的位置精度，且在批量生产时，斜齿轮轴的毛坯精度较高，通常用以重要孔或主要装配面作为定位基面的夹具安装来加工其它平面，同时，按照基准选择原则，常以不加工面或具有较大的面作为粗基准加工面，再以已加工面作为精基准加工其余面。对于该斜齿轮轴来说，先加工外圆面作，再以此作为基准加工10孔面和4孔的端面。精基准的选择。应遵循“基准重合及统一”原则，选择面积较大的平面或孔及其组合做为精基准。或是选择以孔和面组合作为精基准，加工其余面。对于次斜齿轮轴零件而言，选择面作和孔为精基准，故选择4孔面和左右端外圆成型做为精基准。2.4工艺规程的设计2.4.1 制定工艺路线根据该斜齿轮轴零件为批量生厂，所以采用通用机床，配以专用的夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本。经零件工艺分析，零件毛坯铸造形式，并经人工时效处理消除铸件内应力，改善工件的可切削性。表 工艺思路一工序号工序名称工 步 内 容10铸铸造成型20时效热处理30铣铣4mm槽40铣铣齿50铣铣20圆孤60钻钻2孔钻4孔70车车左右端外圆成型80钻钻10孔90钳工去除锐边毛刺100检检验工艺思路二工序号工序名称工 步 内 容10铸铸造成型20时效热处理30车车左端外圆成型40车车右端外圆成型50钻钻10孔60铣铣20圆孤70钻钻2孔80钻钻4孔90铣铣4mm槽100铣铣齿110钳工去除锐边毛刺120检检验比较以及分析斜齿轮轴零件工艺路线：工艺思路二的斜齿轮轴工艺与思路一不同的是车左右端外圆成型工序放到前面来加工。加工完成，再钻其它各个孔与别的工序，后的加工顺序都没有 多大的变化。经过考虑知道这样的改动方案二提高了斜齿轮轴制造的的速度。而且对斜齿轮轴的尺寸精度与位置的精度好处都非常的多。 选择机械加工的基准的原则，首先来加工斜齿轮轴零件的铣端面，其次以孔及端平面来为精加工基准来加工其他的各个孔，这样就便满足了，零件上和中间大孔与其他各孔的位置度的要求同时也为各个平面上的各个孔确保了垂直度的要求。满足首先加工平面再来加工孔的原则。如果选路线一，对斜齿轮轴加工时的装夹不太方便，还有斜齿轮轴毛坯的端面和轴的轴线是否相互的垂直，完成加工的孔的轴线和轴的轴线能部能平行。因此分析方案一的机械加工的路线不好。假如选择方案二的机械加工工艺的方案，首先来加工左、右两表面，其次再以以加工的表面来作为精加工基准，来加工别的孔就能确保孔的位置度的要求从增加生产效率以及确保加工精度这两个前提条件下考虑，知道方案二比较的合理。因此我最终确定以方案二来进行生产的加工。最终详细的卡片见附录2.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定按照上面的研究分析，已能决定斜齿轮轴各个表面的制造的余量，最后使用的每个表面的每个制造工序的加工余量见毛胚图：2.6加工连接盘的设备与工艺的设备机床选用 X62式的铣床 512式的钻床 6140车床 选用工装该斜齿轮轴为中量生产的生产方式，因此选择专用的工装。刀具的选用各步的加工工序在铣床上面进行的，选择铣刀的材料为硬质合金，就能够满足斜齿轮轴零件图纸的质量的要求。因为斜齿轮轴要求的精度比较的高，可以选择铣刀来对其加工，各个孔的工序加工，选择材质为高速钢的钻头就可以满足要求量具的选用孔加工的检验都选择极限的量规。其它的工序对位置度的误，选择使用千分表来进行检验，对角度的尺寸使用专用的工装来满足，其它的尺寸选择使用通用的量具就可以了。2.7确定切削用量工序车左端外圆成型：机床选取6140车床铣刀刀材质选择硬质合金车刀。深度加工：，加工时：由参考书籍的表2.4-69，铣刀的刀杆伸出的长度使用取，深度制造。加工进给距离得出。制造的速度：依据教科书籍书3资料表2.3-7取主轴制造时的动度：，依据教科书籍3 资料表3.2-45得出制造时的速度：工作台60秒钟的加工进给距离： 被切削层的距度：刀具切入的距离： 刀具切出时的距离： 选择行程的次数：机器所用的工时：依据教科书籍1资料表2.5-37工步的另外的耗时是： 工序 车右端外圆成型已知条件：斜齿轮轴的材质选择：45钢，铸造成型，选择CA6140车床采用外圆合金车刀，被切削加工层的长度：刀具车出后的距离为：车刀切出时的长度：走刀的次数是机动的时间：依据教科书籍5资料表2.5-45可以知道车削加工的辅助的时间工序：钻10孔：已知条件：所要求的材料为45钢，铸造成型。选取512钻床。根据参考书7附表3237可以知道刀具的材质选用锥柄的麻花钻头。因为它的单边的余量是： mm所以制造的深度是：一个齿的加工进给距离：依据教科书籍3资料表2.5-74得出，使用制造时的速度：依据教科书籍7的表3239得出，使用。依据式子2.6知道钻床主轴制造时的转速得：根据参考书3附表3.2-75 可以得到 制造时实际的速度：加工进给距离： 工作台60秒钟的进给距离： ：按照参考书7附表2.1-85可以知道,斜齿轮轴切削层加工的的长：研究斜齿轮轴零件毛坯的尺寸得出， 加工钻头切入的长度： 式（2.2）加工钻头的切出时的长度：选择走刀的次数是1工序：钻4孔已知条件：所指定的材料是 45钢，铸造成型。根据分析斜齿轮轴选取512钻床。刀具：根据参照参考文献5表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。（1） 钻孔mm钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到，所以。钻削深度：进给量：根据参考文献5表2.4-38，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照参考文献5表3.1-31取所以实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取工序 钻2孔深度加工，一个边的余量 总共1次加工完成进给量按照计算资料5的表12-17计算 选取进给量计算按照资料5的表8.2-5 =加工转速得：根据车床使用说明的出,所以实际切削速度： 机床功率的校验：主要的车削力F根据资料5的表8.2-13计算得到：因此:F=1783.23(N)加工时所耗费的功率Pc得:所以 (KW) 因此可以正常的工作加工所需要的工时的计算： 当中 资料表5附表2.3-5计算得出 工序：铣齿所给定的条件：零件的材质选择 45钢，铸造成型。选用X62式的铣床。根据参考书7的表3336铣刀选用材质铣刀或者面铣刀：， ，齿个数选因为此单边的余量是 mm因此铣削加工的深度是：进给量各个齿是：按照参考书3的表2.1-76，使用制造的速度：依据教科书籍7资料表3239，取。主轴制造的速度： 式（2.1）列的式子 V制造的速度； d铣刀的尺寸大小。依据式子2.6主轴制造时的速度：依据教科书籍3资料表3.1-79 制造的实际速度：加工进给的距离： 铣床工作台60秒的加工进给距离： ：依据参考书7附表2.6-87,工序铣4mm槽已知的条件表面粗糙度值R都为，要确保达到加工的要求使用X62W铣床铣槽面时还应该检验机床的功率与进给机构的强度深度加工：一个边的余量，进行次加工；进给距离：依据教科书籍机械加工工艺手册13-12，知道；制造速度的计算： 主轴制造时的转速：由车床使用说明得出，故制造实际的速度：加工所需要的时间: 所列出的公式中因此工序 钳工工序 去毛刺3 铣4mm槽专用夹具设计3.1研究原始质料利用本夹具主要用来铣4mm槽夹具，该槽对外圆的中心线要满足对称度要求。在铣此槽时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2定位基准的选择由零件图可知：在对4mm槽进行加工前，外圆与端面进行了粗、精加工，因此，定位、夹紧方案有：分析比较心轴夹紧、定位，中孔端压紧，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。铣该4mm槽时其对中孔的中心线有对称度以及左4mm槽的平行度要求。为了使定位误差达到要求的范围之内，采用型块的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。3.3 切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓块压紧工件，由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.4 误差分析与计算该夹具型块定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 两型块的定位误差 ： 其中：， 且：L=27mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5夹紧装置的选用该夹紧装置选用移动压板，其参数如表5.3：表5.3 移动压板公称直径L645208196.67M65对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图所示： 图5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表5.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.253.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。 结束语在进行产品制造工艺的编制和专用夹具的设计时，对制造工艺与和设计的工装设计得到的创新。在斜齿轮轴的制造工艺当中也也遇到了好多的问题，但是我们都一一把它解决掉，就像斜齿轮轴在制造前期工作的预备时，对要编制的的制造的顺序，对斜齿轮轴的质量的精度与制造速度都有特