CA6140车床齿轮工艺规程与夹具设计

前言课程设计是在等专业课程所学的理论知识，发展专业知识解决时间生产问题的依次实践训练。通过这次设计以巩固我们所学的理论知识和专业技能，提高自己解决实际生产问题的能力。在设计中能逐步掌握查阅手册，查阅有关书籍的能力。在设计中逐步培养了我们一丝不苟的工作态度，严谨的工作作风，对我们今后参加工作有极大的帮助。第一部分 工艺设计1.零件加工工艺设计1.11 审查零件的工艺性齿轮零件的图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔 68K7mm 要求 Ra0.8m 有些偏高。本零件各表面的加工并不困难。关于 4 个 5mm 的小孔，其位置是在外圆柱面上6mmX1.5mm 的沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面距离为 3mm。由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要较精确地保证上述要求比较困难。分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，即能使油路畅通，因此 4 个 5mm 的孔加工亦不成问题。1.12 主要技术要求零件图上的主要技术要求为：精 度：766FL JB17983热处理：齿部 G52 4 槽内侧G48 淬硬 2mm 1.13 加工表面的尺寸及要求90mm 外圆面： 表面粗糙度 Ra3.2m106.5mm 外圆面： 表面粗糙度 Ra6.3m齿圈外圆面： 表面粗糙度 Ra3.2m68K7mm 内孔： 表面粗糙度 Ra0.8m94mm 内孔： 表面粗糙度 Ra6.3m端面： 表面粗糙度 Ra3.2m 及 Ra6.3m齿面： 表面粗糙度 Ra1.6m 精度 766FL 槽： 表面粗糙度 Ra3.2m 和 Ra6.3m5mm 小孔： 表面粗糙度 Ra2.5m 1.14 零件的材料零件的材料为 45 钢1.2 选择毛坯的形状、尺寸、公差齿轮是最常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料为 45 钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属成批生产，做毛坯可采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。即外形做成台阶形，内部孔锻出。1.3 定位基准的选择本零件是带孔的盘状齿轮，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准） ，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选 68K7mm 孔及一端面作为精基准。由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应选进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。外圆 117h11 表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。1.4 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及小孔等，材料为 45 钢。参考有关资料，其加工方法选择如下： （1）90mm 外圆面：为未标注公差尺寸，根据 GB180079规定其公差等级为 IT14，需进行粗车及半精车（见1表 1.4-6） 。（2）齿圈外圆面：公差等级为 IT11，粗车、精车即可（见1表1.4-6） 。 （3）106.5mm 外圆面：公差等级为 IT12，粗车即可（见1表 1.4-6） 。（4）68K7mm 内孔：公差等级为 IT7，毛坯孔已锻出，为未淬火钢，根据1表 1.4-7，又是大批量生产，故加工方法采用粗镗、半精镗、拉孔。（5）94mm 内孔：为未标注公差尺寸，公差等级按 IT14，毛坯孔已锻出，只需粗镗即可（见1表 1.4-7） 。（6）端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度有两种要求。要求 Ra3.2m 的端面经粗车和半精车，要求 Ra6.3m 的端面，经粗车即可。 （1表 1.4-8） （7）齿面：齿轮模数为 2.2，齿数为 50，采用 AA 级单头滚刀滚齿（1表 1.4-16、表 1.4-17） 。（8）槽：槽宽和槽深的公差等级分别为 IT13 和 IT14，采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣（参考1表 1.4-8） 。（9）5mm 小孔：采用复合钻头一次钻出即可。1.5 制订工艺路线齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，齿坯加工按下述工艺路线进行： 工序 10：以外圆 106.5mm 及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆 90mm 及台阶面，粗车外圆 117mm,粗镗孔 68mm工序 20：以粗车后的外圆 90mm 及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆 106.5mm 及台阶面，车 6mmX1.5mm 沟槽，粗镗孔94mm，倒角。工序 30：以粗车后的外圆 106.5mm 及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆 90mm 及台阶面，半精车外圆 117mm，半精镗孔 68K7,倒角。工序 40：以外圆 90mm 及端面定位，拉 68K7 孔，镗孔内的沟槽，倒角。工序 50：以 68K7 孔及端面定位，滚齿，齿部淬火 G52。4 个槽与 4 个小孔的加工安排在最后，考虑定位方便，应先铣槽后钻孔。工序 60：以孔 68K7 及端面定位，粗铣 4 个槽，4 槽内侧淬火 G48 淬硬 2mm。工序 70：以孔 68K7、端面及粗铣后的一个槽定位，半精铣 4 个槽。工序 80：以孔 68K7、端面及一个槽定位，钻 4 个小孔。工序 90：钳工去毛刺。工序 100：终检。1.6 确定工序机械加工余量、工序尺寸及公差 本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差 工序双边余量/mm 工序尺寸及公差/mm加工表面粗 半精 精 粗 半精 精117h11 外圆2.5 1.5 118.5 0-0.54117 0-0.22106.5 0-0.4外圆3.5 106.5 0-0.4 90 外圆 2.5 1.5 91.5 90 94 孔 5 94 68K7 孔 3 2 1 65 +0.19067 +0.074068 +0.009-0.021确定轴向工序尺寸。本零件各工序的轴向尺寸如下图：a.确定各加工表面的工序加工余量工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量1 2 Z11=1.32 2 Z12=1.33 1.7 Z32=1.74 1.7 Z42=1.75 1.7 Z52=1.71 2 Z13=0.72 2 Z23=0.7b.确定工序尺寸 L13、L 23、L 5 及 L6。该尺寸在工序 20、工序 30 中应达到零件图样的要求，L 13=64+0.50mm, L5=6mm，L 6=2.5mm，L 23=20mm。c.确定工序尺寸 L12、L 11、L 21。这些尺寸只与加工余量有关，则L12=L13+Z13=(66+0.7)mm=64.7mmL11=L12+Z32=(64.7+1.7)mm=66.4mmL21=L23+Z13-Z23=(20+0.7-0.7)=20mmd.确定工序尺寸 L3。尺寸 L3 需解工艺尺寸链才能确定，工艺尺寸链如下图所示。图中 L7 为未标注公差尺寸，其公差等级按 IT14，查公差表得公差值为 0.27mm，则 L7=120-0.43mm。根据尺寸链计算公式有L7=L13-L23-L3 L3=L13-L23-L7=(64-20-12)mm=32mmT7=T13+T23+T3(L7 为封闭环)由于 T13=0.5mm，T 7=0.43mm，不能满足尺寸公差的关系式，必须减小其公差。现按加工方法的经济精度确定偏差，则L13=64mm， L23=20mm，L 3 作调整尺寸，L 7=120-0.43mm 求得L3=32+0.250mm.e.确定工序尺寸 L4。 工序尺寸 L4亦需解工艺尺寸链才能确定。工艺尺寸链如下图所示。图中 L8为零件图样上要求保证的尺寸 33。其公差值按公差等级IT13 查表为 0.39mm ,L8=32mm。解工艺尺寸链，其中 L13=64mm，L 8为封闭环。得 L4=31mm。f.确定工序尺寸 L11、L 12、L 21。按加工方法的经济精度 IT12 及偏差入体原则，得 L11=66.4mm，L 12=64.7mm，L 21=20mm。g.确定铣槽的工序尺寸。半精铣可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽 16+0.280mm，槽深 15mm。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为 2mm，槽深余量为 2mm。则粗铣的工艺尺寸：槽宽为13mm，槽深 13mm。1.7 选择机床设备及工艺装备工序 机床设备夹具 量具 切削刀具工序10CA6140 三爪自定心卡盘游标卡尺YT5900偏刀 YT5 镗刀工序20CA6140 三爪自定心卡盘YT5900偏刀 YT545 0外圆车刀 YT5 镗刀 切槽刀工序30CA6140 三爪自定心卡盘游标卡尺 深度百分尺外径百分尺内径百分尺YT15900偏刀 YT5 镗刀 倒角刀工序40卧式内拉床CA6140三爪自定心卡盘圆柱塞规拉刀 切槽刀 倒角刀工序50Y3150 心轴 公法线百分表AA 级单头滚刀滚齿工序60X6132 铣床夹具 游标卡尺高速钢错齿 三面刃铣刀（125）工序70X6132 铣床夹具 游标卡尺高速钢错齿 三面刃铣刀工序80Z518 钻床夹具 高速钢麻花钻 5 锪钻2.填写工艺文件按以上确定的工艺规程填写机械加工工艺卡和工序卡第二部分 夹具的设计1.设计任务 设计加工孔 5 的钻床夹具2.确定定位方案、选择定位元件孔 5 需要限制 6 个自由度，完全定位。3.夹紧机构的选择与设计夹紧机构有斜楔行夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等。该孔加工为钻孔加工，钻孔的冲击力较大，震动较大，所以不适合偏心夹紧机构、斜楔行夹紧机构。联动夹紧机构的结构比较复杂，这里选择螺旋夹紧机构。4.对刀装置的选择在加工中要确定孔的位置。选用钻套对刀，选择 GB 2262-1991钻套。5.夹具在机床上的定位与夹紧夹具用支撑架可限制 6 个自由度，使用紧固螺旋夹紧。小结在王老师的指导下，我完成了此次机械加工工艺与夹具课程设计，在这次设计过程当中，我初步了解了日常生产工艺规程的整个流程，也能初步的运用所学的相关知识解决一些在制定工艺过程中所遇的问题。为以后的学习，工作打下了一定的基础，最重要的是培养了我们实际问题的能力。通过完成这次课设，