双联齿轮零件的机械加工工艺规程及φ32花键工艺装备设计（全套CAD图纸+设计说明书）
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齿轮
零件
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规程
32
花键
装备
设备
设计
- 资源描述：
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1 双联齿轮的工艺分析及生产类型的确定
1.1． 双联齿轮的用途： 双联齿轮主要用途为调速功用。工作时受到冲击载荷的作用。因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性。以适应双联齿轮的工作条件。该零件主要工作面为齿轮和内花键。
1.3．审核双联齿轮的工艺性
分析零件图可知，双联齿轮形状工整，结构简单，配合要求较高。另外，该零件主要工作表面加工精度均较高，需要高竣工度机床加工，需要特殊的机床加工。通过拉床和齿轮机床加工可以达到加工要求。为增强齿部的耐磨性，齿部要求加热淬火处理硬度为50HRC。由此可见，该零件的工艺性较好。
1.4.确定双联齿轮的生产类型
依设计题目知：N=50000件/年，双联齿轮重量为5.4kg，双联齿轮属轻型零件。该双联齿轮的生产类型为大批量生产。
- 内容简介：
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机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 姓名：焦跃龙 产品名称 零件名称 双联齿轮 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 3 拉花键 45 钢 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式内拉床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 溜板行程速度 进给量 进给次数 工步工时 工作 m/回 m/动 辅助 1 在孔内一次拉出花键，孔槽尺寸 32速钢拉刀、游标 卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 2008、 6、 23 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件 图号 产品名称 零件 名称 双联齿轮 共 1页 第 1 页 材料牌号 45 钢 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺 寸 见附图 1 每毛坯可制件 数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设 备 工艺装备 工时 准终 单件 1 粗车外圆 床 外圆车刀、游标卡尺 2 粗扩、粗铰、精铰 花键底孔 四面组合转床 扩孔钻 、 铰刀、塞规、游标卡尺、专用夹具3 拉花键孔 拉花键 槽 32 床 花键拉刀 、卡尺、塞规专用夹具、4 去毛刺 钳工台 平锉 、游标卡尺、 5 精车外圆 床 外圆车刀、 卡尺 6 精车端面、槽 床 端面车刀、卡尺 7 检验 塞规、百分表 、卡尺 8 滚齿（大端） 滚齿机 齿轮滚刀、卡尺 9 插齿（小端） 插齿机 插齿刀、卡尺 10 车倒角 床 车刀、卡尺 描图 11 去毛刺 钳工台 平锉、卡尺 12 剃齿 剃齿机 剃齿刀、 卡尺 校图 13 热处理 ,齿部局部淬火 淬火机14 清洗 清洗机 底图号 15 终检 卡尺、塞规、百分表 装订号 编制 审核 会签 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 课 程 设 计 题 目： 双联齿轮 零件 的机械 加工工艺规程及 32 花键 工艺装备设计 课程设计任务书 一、设计题目 设计“ 双联齿轮 ”零件加工工艺规程及 拉 34 花键专用夹具 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件 草 图 1 张 (2) 生产类型 : 50000 件 /年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应 那道 工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (7) 课程设计说明书 (5000 1份 说明书主要包括以下内容（章节） 目录 摘要（中外文对照的，各占一页） 零件工艺性分析 机械加工工艺规 程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献 (包括书、期刊、报告等， 10 条以上 ) 课程设计说明书一律用 、纵向打印 . 四、进度安排 (参考 ) (1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图 ) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导 教 师 评语 成 绩： 指导教师 日 期 成绩评定 采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较 规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 摘 要 这次设计的是 双联齿轮 ， 包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工 工艺过程卡片和与工序卡片各一张 。首先我们要熟悉零件和了解其作用 。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定 双联齿轮 的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 此次课程设计我 了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。 对我们动手动脑的能力有了提高。 is be an to of to ie of of of of up of a a to of of of of it s of of to an to 目 录 工艺分析及生产类型的确定 联齿轮 的用途 双联齿轮 的技术要求 核 双联齿轮 的工艺性 定 双联齿轮 的生产类型 确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 定毛坯的尺寸公差和加工余量 拟定 双联齿轮 工艺路线 位基准的选择 面加工方法的确定 工阶段的划分 序的集中与分散 序顺序的安排 定工艺路线 、夹具设计 题的提出 具设计 . 体会与展望 3 参考文献 双联齿轮 的工艺分析及生产类型的确定 双联齿轮的 用途 ： 双联齿轮主要用途为调速功用 。工作时受到冲击载荷的作用。 因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性。以适应双联齿轮的工作条件。该零件主要工作面为齿轮和内花键。 双联齿轮 的技术要求 按表形式将该 双联齿轮 的全部技术要求列表中 双联齿轮 零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 (公差及精度等级 形位公差 /面粗糙度 m) 双联齿轮的大端面 联齿轮的小端面 花键底面 32 孔 + 花 键侧面 7 孔 + 键底圆 28 孔 + 核 双联齿轮 的工艺性 分析零件图可知， 双联齿轮 形状工整，结构简单，配合要求较高。另外，该零件主要工作表面加工精度均较 高 ，需要高竣工度机床加工，需要特殊的机床加工。 通过 拉床和齿轮机床 加工 可以达到加工要求。为增强齿部的耐磨性，齿部要求加热淬火处理硬度 为 50由此可见，该零件的工艺性较好。 联齿轮 的生产类型 依设计题目知： N=50000 件 /年， 双联齿轮 重量为 双联齿轮 属轻型零件。该 双联齿轮 的生产类型为 大批量 生产。 2确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 由于该 双联齿轮 在工作过程中要承受冲击载荷，为增强 双联齿轮的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用 锻 件，该 双联齿轮 的轮廓尺寸不大，且生产类型属 大批量 生产，为提高生产率和 锻 件精度，宜 采用 模锻 方法 生产 毛坯。毛坯的拨模斜度为 5。 定毛坯的尺寸公差和加工余量 要确定 毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 差等级 由于 双联齿轮 的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级 . 已知机械加工后 双联齿轮 件的重量为 此可初步估 计机械加工前 锻件 毛坯的重量为 7 件 的 形状复杂系数和 材质系数 对双联齿轮的分析和计算，可大致确定锻件外轮廓的长度、宽度和高度， R=88= S=于 1 之间。却定该 形状复杂系数为 由于该 双联齿轮 材料为 45 钢 ，是碳的质 量分数大于 碳素钢，该 锻件 的采制系数属 。 双联齿轮 铸造毛坯尺寸公差及加工余量 锻件 的质量/包容体质量/状复杂系数 材质系数 公差等级 7 12 1 普通级 项目 /械加工余量 /寸公差 / 备注 厚度 42 + 22宽方向 + 22径 28 + 22毛坯图 3拟定 双联齿轮 工艺路线 位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据 “基准重合”原则和“基准统一”原则 。 以 双联齿轮 的 内孔轴线 为主要的定位 精 基准，以 两端面 为辅助 精 基准。 基准的选择 作为粗基准 的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。粗基准选择为小圆面。可保证孔的壁厚均匀。可以为后续工序准备好精基准。 面加工方法的确定 根据 双联齿轮 零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺 寸 精 度 等级 表 面 粗 糙 度 m) 加工方案 双联齿轮的大端面 车 双联齿轮的小端面 车 内花键底面 32 孔 削 内花键侧面 7 孔 削 花键底圆 28 孔 孔 精铰 削 工阶段的划分 该 双联齿轮 加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精 度要求；然后粗 车 双联齿轮 左右端 ， 。在半 精 加工阶段，完成 双联齿轮左右端和 28 孔 ； 然后进行精加工。 序的集中与分散 选用工序集中原则安排 双联齿轮 的加工工序。该 双联齿轮 的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工 具 、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面 ，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。 序顺序的安排 机械加工工序 （ 1） 遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准 双联齿轮 的 外圆。 （ 2） 遵 循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排 精 加工工序。 （ 3） 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 双联齿轮 28 孔 ，后加工次要表面。 （ 4） 遵循“先面后孔”原则，先加工 双联齿轮 端面，再加工 双联齿轮 上的 孔 。 定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了 双联齿轮 的工艺路线。 工 序 号 工序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 粗车外圆 床 外圆车刀、游标卡尺 2 粗扩、粗铰、精铰花键底孔 四面组合转 床 扩孔钻、铰刀、塞规、游标卡尺、专用夹具 3 拉花键孔 床 花键拉刀、卡尺、塞规 专用夹具、 4 去毛刺 钳工台 平锉、游标卡尺、 5 精车外圆 床 外圆车刀 、 卡尺 6 精车端面、槽 床 端面车刀、卡尺 7 检验 塞规、百分表、卡尺 8 滚齿（大端） 滚齿机 齿轮滚刀、卡尺 9 插齿（小 端） 插齿机 插齿刀、卡尺 10 车倒角 床 车刀、卡尺 11 去毛刺 钳工台 平锉、卡尺 12 剃齿 剃齿机 剃齿刀、卡尺 13 热处理 ,齿部局部淬火 淬火机 14 清洗 清洗机 15 终检 卡尺、塞规、百分表 工序尺寸（工序 3） 由零件图及查表可得， 此工序加工使用拉刀一次成型查表得：花键数 6，外径 心方式为外径定心查得： 此工序的工序尺寸为 工精度等级为 削用量、时间定额的计算。（工序 3） 削用量的计算 该工序就是通过 一 次走刀，完成 花键 槽的 拉 削加工。 由于加工方法的特殊性，刀具选择的特殊性，被吃刀量暂不用选择。 只要选择合适的切削速度和进给量就可以。 （ 1） 进给量 的确定 根据 机床刚度和刀具尺寸，此工序需要 一 次走刀，完成要求的机械加工要求。加工总深度为 Z=4总走刀次数为 1 次。 （ 2） 拉 削速度的计算 根据机械加工工艺手册表 得：拉削速度 = 间定额的计算 由 机械加工工艺师手册 表查得 立式拉床花键拉刀 的基本时间计算公式为 tj=0008*0/=以知道辅助时间 置工作地时间tt 休息和生理需要时间 7 。 则单件时间定额 2= 4、夹具设计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降 低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要手段。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序3 拉 32 的花键键槽 的夹具。本夹具将用于 式 拉 床， 刀具为高速钢 拉刀 。 题的提出 （ 1）怎样限制零件的自由度：三个支承钉限制 3 个自由度， 个自由度。 （ 2）怎样夹紧：设计夹具由螺旋定心夹紧机构组成，定位的同时夹紧。 （ 3）设计的夹具怎样排削：本工序采用拉刀拉花键，拉刀本身有排削槽，外加底面三个支承钉保证工件和夹具体之间有间隙，可以提供排削空间。 （ 4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来 拉 32键 ，此花键要求精度较高，一次拉成型，要求夹具体有较高的刚度、硬度和强度。 此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题 。 具设计 位基准选择 根 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。 由零件图可知， 此 工件 为回转体。加工内孔拉花键，以中心线或外圆表面为定位基准。 为使定位误差为零，应该选择 双联齿轮 中线为定位基准保证 精确度 。 同时以大端面为辅助基准。 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件装置 。 位误差分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为 三个支承钉和一个 V 形块 ， 定为基准与工序基准相重合，所以基准不重合误差 b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j=（ d+ S） /2 d = S= j=、 切削力及夹紧力的计算 2 5 52029 5401 010120 f 76 F 71 0 H 7k 61 5 H 7r 6603063刀具： 花键拉刀。 切削力 ：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上向下 ，只要底面三个支承钉能够保证强度，刚度。就能精确加工。保证加工精度。而支承钉能够保证。所以此处不用算切削力。 2 5 52029 5401 01012 71 0H 7k 61 5H 7r 66030632 5 52029 5401 010120 f 76 F 71 0 H 7k 61 5 H 7r 6603063夹紧力的计算：由于 切削力和夹紧力的方向 垂直 。 平面定位。 H+L)=50*24/46+24=214N 2 5 52029 5401 010120 f 76 F 71 0 H 7k 61 5 H 7r 刀装置的 确定 2 5 52029 5401 010120 f 76 F 71 0 H 7k 61 5 H 7r 6603063本工序采用拉刀，所以采用的对刀装置为自动对刀仪。 5 方案综合评价和总结 经过本人竭尽努力将本方案修正，使之达到完美。但本方案还是有欠缺之处。而且在夹具方面还需更加完善。由于时间有限，在夹具的夹紧机构方面应有更好的方案。其它方面还是比较完满的。其次，由于 是第一次做 课程设计，有一些还不熟悉。所以在选方案时还不是很顺利。 6 体会与展望 通过这两个星期的学习 ， 我在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的
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