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齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计（CAD+论文+开题+工序卡）全套,齿轮,零件,机械,加工,工艺,过程,进程,进行,滚齿加,工用,夹具,设计,cad,论文,开题,工序,全套

内容简介：

重要说明 1. 选题 在选定题目后，请每位同学一定仔细阅读任务书，并严格按任务书规定的 内容、格式 和 时间 等认真完成。（任务书到最后提交时要和其他完成内容一起提交，并将任务书按自己所做的内容修改补充完整后提交）。 特别注意： 整个毕业设计分三阶段完成，在任务书上对每阶段应完成的内容作了详细说明。（ 1）只有前一阶段所完成的内容由老师审核通过了才能进行下一阶段；（ 2）图纸和文档等的格式跟设计内容一样重要，若格式不按任务书规定的进行是不能通过审核的；（ 3）每一阶段提交内容的基本要求： 内容完整，格式正确，按时完成（每一阶段都有 规定的提交截止时间，过了截止时间就会关网，也就意味着毕业设计没成绩了，请务必注意每阶段的截止日期）。 2. 参考 书 提供了部分参考书，大家在选参考书时不一定局限于此，只要是与设计相关的、类似的都可以。 机械制造工艺规程与夹具设计方面的指导书 非常多，可自己选定一本仔细阅读，作为设计的指导和参考。设计过程用到的工具书（如：机械制造工艺设计手册等）一般较贵，若手边没有的，可想办法到附近高校、专业学校或机械制造工厂等去借阅。 3. 内容 毕业设计是对自己综合能力培养的重要手段，许多内容的完成需要自己亲自动手（包括查手册，看参考书 ，看别人的例子等） ，当你看到任务书后就该抓紧时间完成布置的任务， 提醒一下 ： 虽内容分三阶段完成，但三个阶段构成一个整体，一阶段完成了接着做下一阶段，不能等。 每一阶段都有具体内容，请一定按要求认真完成每一阶段的内容， 若完成质量不符合要求一定会被退回重做！ 这样可能花的时间和精力会更多，切记！ 所以每一阶段一般应提前提交，以给自己留修改时间。 4. 每一阶段如何完成 第一阶段主要难点是工艺规程的制定，按机加工顺序安排的几条基本原则（先粗后精，先基准后其他，先面后孔，先主后次），看看教材和机械制造方面的课程设计 指导书进行， 可顺利填写机加工工艺过程卡片。 第二阶段的内容是 设计阶段的主要内容之一，也需花较多时间去完成。内容包括： （一）图纸： 1、机械加工工序卡片； 2、机械加工工序图（用 制 1： 1 的比例）； 对于工序卡片在任务书上已有格式，把主要内容完成，主要包括： （ 1）工序简图（简图如何画看看一些参考书的例子就清楚了，我们教材上实际就有，不过那个例子比较简单 。包括定位夹具符号表示，被加工表面的完整的尺寸精度、表面粗糙度 ）； （ 2）本工序的工步内容（注意是本工序 的工步内容 ，把工步和工序的概念分清 ）； （ 3）切削用量（这就需要查工艺文件手册（这也是我们搞工艺的必备能力）； （ 4）卡片上其他内容能填的就尽量填，不清楚的就随便填甚至不填。 （二） 档： 这部分内容我们通过填工序卡片就基本上知道怎样进行了。所填的工序卡片只是其中的一道工序，其他工序的内容也差不多。这部分大家就完成几道主要工序的确定，即每一种不同加工方法只作一次，如：车（你的工艺过程中可能包括初车、精车等就选其中一道工序完成下面的三点内容。又如：镗（你的工艺过程卡片中可能包括初镗、半精镗、精镗 等，你就选其中一道工序完成下面的三点内容。 所以，可能每个同学的 档里可能要完成 4 10 道工序的设计，每一道工序要完成下面的三点内容。 1、选择加工设备（机床）与工艺装备（夹具、刀具、量具）； 2、工序尺寸的确定及计算（圆柱面及轴向工序尺寸、工序余量，偏差） 3、确定切削用量（切削速度、进给量、切削深度）及时间定额 第三 阶段的内容 主要是夹具方案的说明和写设计说明书，说明书的主要内容就是本次设计的情况介绍，具体内容在任务书里说得比较清楚了，也可参看夹具设计方面的指导书都有详细的例子可以参考。 5. 联系方 式 可通过毕业设计平台留言，我会随时关注，有问题会及时给与解答，也可通过下面方式联系。 电话： 13638314098 （ 023） 65106392 408730760（一般情况下是隐身，要加请表明身份） 重庆大学网络教育学院 学生毕业设计（论文）任务书 （工装类） 批次、层次、专业 _专科起点本科 机 械设计制造及自动化 校外学习中心 学生姓名 _ _ 学号 _ _ 一、 毕业设计（论文）题目 零件的机械加工工艺规程 和 夹具设计 二、毕业设计（论文）工作自 年 月 日起至 年 月 日止 三、毕业设计（论文）内容要求： （ 一 ） 、 选题 要求 同学们选题时请注意： 1、 本次毕业设计共设置了工装类、数控类 、机电 数控 改造 类 、设备类 共 四 大类型的设计题目 ，同学们可任选其中一种 类型作为自己的设计题目。 2、 除上述毕业设计题目类型外，欢迎有条件的同学们结合自己的生产实际自拟毕业设计题目， 要求必须 与机械或机电相结合的题目（如液压系统设计、各种生产机械结构设计分析、电控系统等） ，不能自拟与机械或机电类无关的题目 。所有自拟题目均需由指导老师认定 。 3、 凡根据生产实践进行自拟 毕业设计 题目的同学，请注意： （ 1） 弄清 所设计系统的工件原理（含原理图、结构基本组成、每一部分的作用、在生产中的应用情况）； （ 2） 设计过程的分析（对每一部分的设计须进行详细说明，包括其中的尺寸、参数的设定，每一个参数要有相应的设计依据， 机械结构要有强度、刚度的计算与分析；电气、液压系统要有功能的分析及各种元件的计算与选型的相关分析） （ 3） 机械结构类要求要有装配图（ 0#图 1 张、关键零件图 2#图纸 1 张）；液压系统类要求有液压系统原理图 1#图纸 1 张，液压缸的零件图 2#图纸 1 张；电气系统要求有原理图 1#图纸 1 张； （ 4） 学生选定自拟题目后，需及时与指导老师沟通，由指导老师认可后方能进行毕业设计，否则后果自负。 （ 5） 自拟题目的毕业设计在设计完成后需提供设计说明书 1 份， 。 设计中的 各种文档，均要求按网院毕业设计的相关要求进行。 （ 二 ） 、 工装类毕业设计的 主要内容 1、 计算生产纲领，确定生产类型 根据题目中给定的零件的 年产量 计算生产纲领，确定生产类型。 2、 零件的分析 （ 1）熟悉 零件图，了解零件的用途及工作条件。 （ 2）分析零件图上各项技术要求，确定主要加工表面。 （ 3）加工表面的尺寸精度和形状精度。 （ 4）主要加工表面间的相互位置精度。 （ 5）加工表面粗糙度及其它方面的表面质量要求。 （ 6）热处理要求及其它要求。 3、选择毛坯 （ 1）根据零件用途 确定毛坯类型。 （ 2）根据生产批量确定毛坯制造方法。 （ 3）根据手册查定表面加工余量及余量公差。 4、工艺规程设 计 （ 1）定位基准的选择 （包括粗、精基准的选择） （ 2）零件表面加工方法的选择 （ 3）制定工艺路线 （ 4）确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯 零件综合图 （ 5） 工序设计 选择加工设备与工艺装备 a. 选择机床 工序尺寸的确定及计算 （ 6） 选择 切削用量 、确定 时间 定额 （ 7）填写机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片 。 5、 机床夹具设计 （ 1）拟定夹具的结构方案 确定夹具的类型 确定工件的定位方案 确定工件的夹紧形式 确定刀具的导向方式或对刀装置 确定其它机械，如 分度、装卸用的辅助装置等。 夹具体的结构类型的设计 （ 2）夹具总图设计 （ 3）夹具精度的校核 （ 4）绘制夹具零件图样 6、 编写说明书 说明书 内容如下： （ 1）目录 （ 2） 总论或前言 （ 3）对零件的工艺性分析（零件的作用结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求分析等）。 （ 4） 工艺设计 确定生产类型。 毛坯选择与毛坯图说明。 工艺路线的确定（粗、精基准的选择依据，各表面加工方法的确定，工序集中与工序分散的运用，工序前后顺序的安排，选择的加工设备及安装，列出不同工艺方案，进行分析比较等）。 加工余量、切削用量、工时定额（时间定额）的确定（说明数据来源，计算指定工序的时间定额）。 夹具定位夹紧方案分析与论证。 夹具总体结构分析及夹具的使用说明。 （ 5）设计小结 （ 6） 参考文献 7、夹具装配图的绘制 （选做） 说明：此项工作不做硬性要求，学生可根据自己的基础及设计进度自行确定，可选做或不做此项工作，没有选作不会影响最后成绩；选作了的， 根据完成情况 酌情给予一定加分 。 （三） 、 主要要求及应达到的技术指标 1、 完成下面所要求的图纸绘制，各项图幅可以自行调整，但 要求布局合理。 名 称 比 例 要 求 备 注 机械加工工艺规程卡片 1:1 填写 机械加工工序卡片 1:1 填写 毛坯零件合图 1:1 制 零件图 1:1 制 夹具装配图 1:1 制 （选做） 2、 设计 说明书一份 。 （四） 、 夹具 设计参考资料 （ 1） 机械制造工艺与装备课程设计指导书，倪森寿； （ 2）机床夹具图册，机械工业出版社 （ 3）现代机械设备设计手册，机械工业出版社 （ 4）机械工程手册，机械工业出版社 （ 5） 机床夹具设计，机械工业出版社 （五） 、格式要求 1、图 纸 按机械制图国家标准绘制，工序图 纸，零件图、毛坯零件合图、夹具体图采用 纸，装配图用 纸，标题栏及基本幅面尺寸和图框格式按图 1、图 2及表 1 所示。 共 张 第 张比例重量阶段标记年、月、日签名更改文件号分 区处数标记标准工艺审核（年月日）（签名）标准化（签名） ( 年 月 日 )设计（图样代号）（ 图 样 名 称 ）（材料标记）重庆大学网 络 教 育 学 院图 1 标题栏格式 表 1 基本幅面尺寸 幅面代号 1 3 寸 1189841 841594 594420 420297 297210 c 10 5 a 25 e 20 10 标题栏标题栏 图框格式 2、 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片 格式如表 2、表 3 所示。 9 表 2 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 共 页 材料牌号 毛坯种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 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 10 表 3 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 共 页 第 页 （该栏要求画工序简图） 车间 工序号 工序名称 材料牌号 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 /分 准终 单件 工步号 工步内容 工艺设备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 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 11 3、计 算 书 计算书采用 印纸 上边距： 边距： 边距： 边据： 距： 正文字体使用小四号字，宋体， 一级标题使用四号字体，黑体，加粗；二级标题使用小四号字体，黑体，加粗；三级标题使用小四号字体，宋体，加粗。 序号：毕业设计（论文）各章节序号采用阿拉伯数字编码，格式为： 1 （最多不超过 3 层） 页码：阿拉伯数字进行编号，位于每页页底中部。 3、公 式 用 “公式编辑器”或“ 件完成，大小为 12以进行适当调整），位置居中 m a x 0 . 0 3 5 3 1 3 7 . 4 4 . 8 5xM k N m 221 0 . 6 3 . 6 1 3 7 . 4q l k N m 指导教师 鞠 萍 华 下发日期 12 附录： 机械设计制造及自动化 （ 工装 方向 ） 毕业设计各阶段完成内容明细表 平台阶段名称 平台提交时间 进 度 计 划 备注 图纸 档 毕业设计 第一阶段 1、机械加工工艺规程 卡片 2、零件图 1 张（用 ： 1 的比例）； 3、毛坯零件合图 1 张（用制 1： 1 的比例）； 1、设计目的及背景 2、 生产纲领 及 生产类型的确定； 3、 零件的分析 ； 4、 选择毛坯 ； 5、 工艺规程设计 ； 按提供的机械加工工艺规程 卡片 格式进行填写 毕业设计 第二阶段 1、机械加工工序卡片 2、机械加工工序图 （用制 1： 1 的比例）； 1、 选择加工设备 （ 机床 ）与工艺装备 （ 夹具 、 刀 具 、量具 ）； 2、 工序尺寸的确定及计算 （圆柱面及轴向工序尺寸、工序余量，偏差） 3、 确定切削用量 （切削速度、进给量、切削深度）及时间 定额 4、 拟定夹具的结构方案 （ 夹具的类型 、 工件的定位方案 、 工件的夹紧形式 、 刀具的导向方式或对刀装置 、 辅助装置等。 5、 夹具体的结构类型的设计 需查取相关表格 毕业设计 第三阶段 夹具体装配图 （ 用 制 1： 1 的比例）； 1、 夹具精度的校核 ； 2、 整理设计说明书； 3、 参考文献； 提交毕业设计终稿 附件：毕业设计参考题目 题目：如图 所 示齿轮，年产量为 10000 件 ，设其备品率为 10%，机械加工废品率为 2%，制定该零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计。 齿轮零件图 重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文 ） 题目 齿轮零件的机械加工工艺规程和夹具设计 学生所在校外学习中心 四川广安校外学习中 批次 层次 专业 专科起点机械设计制造及其自动化 学 号 学 生 廖飞 指 导 教 师 鞠 萍 华 起 止 日 期 2016/3/2至 2016/4/13 重庆大学网络教育学院 学生毕业设计（论文）开题报告 （仅本科层次要求，专科层次不要求） 一、课题的目的及意义 （ 1）课题的目的 齿轮类零件是典型零件之一，它在机械主要用于传动，齿轮类零件主要有齿轮 、 齿轮轴 、 涡轮涡杆，在机械领域运用很广泛。 机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合在生产实践中积累的技术经验，研究和解决在开发设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的理论和实际问题的一门应用学科。而齿轮零件则是现代机械设备中必不可少的组成原件，齿轮零件将转动方式和运动轨迹等传递给下一个轴，以此实现机械的 自动化运作和加工使用。 （ 2）课题的意义 齿轮作为机械设备中的传动、控速、换向、变向的必要构件和设备，其设计和加工制作工艺决定着整个机械行业的发展进度。 机床夹具是在金属切削过程中，用以准确的确定工件位置，并将其牢固的夹紧，以接受加工的工艺装备。为了保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻工人的劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此， 本次我们针对齿轮零件的机械加工工艺和流程提出了该设计理念。 （ 3）国内外研究现状 我国的齿轮发展历程颇为艰辛，但是经过自新中国成力的 60 年来，齿轮的制造和发展取得长足的进步。新中国成立初期， 基本 没有齿轮的生产能力，经过一、二个五年计划，初具规模。但直到 50 年代末 ， 仍旧存在渐开线齿轮齿面接触强度差、工艺水平低、质量差等薄弱环节，因此从苏联引进圆弧齿轮的科技成果，利用轴向共轭代替端面共轭和利用圆弧齿轮齿面接触强度比较高的特点，代替了不少机械产品的渐开线齿轮。 70 年代末，在一系列高速与低速传动中成功地应用单圆弧齿轮的基础上，采用双圆弧齿轮代替单圆弧齿轮，使抗弯强度提套 40% 工艺上改善了，应用范围获得了进一步扩大。近年来，我国结合贯彻齿轮精度标准，广泛开展基础工艺技术的以下研究试验：如精滚工艺试验、确定经济工艺的技术条件和精度等级；修磨剃齿刀齿形获得齿首理想接触区 试验；改变刀具材料实现硬齿面剃齿的试验；采用负变位剃齿刀消除齿面中凹试验。改变珩轮结构和材料，提高齿面精整质量；磨齿修缘与齿向修形的试验等等，都大大促进了齿轮精度水平的提高。 二、课题任务、重点研究内容、实现途径、条件： （ 1）课题任务： 齿轮 零件 ，年产量为 10000 件，设其备品率为 10%，机械加工废品率为 2%，制定该零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计。 （ 2）重点研究内容： 本文主要讲述了齿轮零件机械加工工艺编制及工装设计，首先根据齿轮零件图，对齿轮零件进行结构工艺分析，其次对其编制具体的工 艺路线，绘制其相应的工序卡片，最后根据具体条件设计滚齿加工用的夹具。 （ 3）实现途径 在论文的写作过程中，本人将通过大量地、广泛地阅读专业期刊、杂志、相关学术著作，进行数据调查、分析等方式，在拥有大量材料的基础上去粗取精，提炼出有代表性、有借鉴意义 的齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计 方案。 报告人签名 廖飞 日 期 注：此报告，学生应根据教师下发的任务书，独立撰写，在毕业设计（论文）开始后两周内完成。 I 摘 要 齿轮作为机械设备中的传动、控速、换向、变向的必要构件和设备，其设计和加工制作工艺决定着整个机械行业的发展进度。 机床夹具是在金属切削过程中，用以准确的确定工件位置，并将其牢固的夹紧，以接受加工的工艺装备。为了保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻工人的劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此， 本次 我们 针对齿轮零件的机械加工工艺和流程 提出了 该 设计理念。 本文针对齿轮在切 机床上的加工工艺 要求 和具体流程 ， 从定基、装夹、加工到设备的选用，均有深入研究。其次，针对滚齿加工时使用的夹具和滚齿液压波形胀紧夹具设计采用的夹紧原理，通过不断实践深入分析，并对生产模型进行模拟 。并配合助设计软件来实现整个设计过程。 完成了 齿轮机械加工工艺的全部过程分析和与其配套的机床夹具研究 ，包括 定基 、 加工、设备的选用 分析和原理分析等， 本文设计的 齿轮生产方式 ，基本可以满足工程需要，本文使用的设计方法，也可为同类夹具的设计提供参考。 关键词： 齿轮 加工工艺 夹紧原理 夹具设计 第 1 页 共 24 页 1 绪论 课题研究的背景和意义 机械工程是以有关的自然科学和技术科学为 理论 基础，结合在生产 实践 中积累的技术经验， 研究 和解决在开发设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的理论和实际问题的一门应用学科。而 齿轮零件则是现代机械设备中必不可少的组成原件 ，齿轮零件将转动方式和运动轨迹等传递给下一个轴，以此实现机械的自动化运作和加工使用。 自 亨利 福特 将流水线生产作业运用于汽车生产中，大大提高了生产效率，降低了生产成本，实现了资源的最大化利用之后，流水生产作业作为世界工业发展的催化剂在机械产品制作、土木工程建设等各个领域得到广泛和长足的发展。 实现流水生产作业的必然前提是有通用的国际标准（ 零部件的生产采用流水生产 的方式，对零部件生产实现标准化、通用化、和系列化，以此提高设计质量，缩短设计周期。 如何快速实现夹具设计以满足流水生产的快速生产节奏已成为企业的迫切要求。 将计算机辅助设计技术应用到夹具设计的过程是解决这一问题的必然选择。 随着计算机行业的迅速发展和广泛有用， 计算机辅助夹具设计在理论和应用上都得到了迅速发展 ,大大提高了夹具的设计效率，缩短了生产准备周期。 在产品设计中 ,应用标准件 的数量 是代表一个国家和企业设计制造水平的重要标志。 在机床夹具设计中，有大约一半的零件是标准件和非标常用件，这类零件大多具有相同或相似的 外形，从根本上说，其结构组成和设计原理都相差无几或者毫无差异。但是这类标准件和非标常用件是根据不同规格的产品需要，而本身具有不同的尺寸大小。 如果没有三维标准件库 , 将不得不在夹具设计和开发过程中对标准件进行重复建模 , 不但耗费设计人员的时间和精力 , 延长设计周期 , 而且增加了产品的生产制造成本 。因此，建立通用的符合国家和行业标准的零部件库和典型组合库是提高设计效率的保证，也是当前制造业信息化的前提之一。 第 2 页 共 24 页 内外相关研究情况 在产品设计中，大量应用标准件 的数量和规模 是一个国家和企业设计制造水平的重要 标志 。 在机床夹具设计中，有大约 30% 70%的零件是标准件或非标常用件，这些零件都具有相同或相似的外形特征， 从根本上说，其结构组成和设计原理都相差无几或者毫无差异。但是这类标准件和非标常用件是根据不同规格的产品需要，而本身具有不同的尺寸大小。 建立通用的符合国家标准和企业标准的边准件库和典型组合库是提高设计效率和保证，也是当前制造业信息化的基础研究工作之一。 根据产品不同的尺寸需要，制作出相应规格的标准件，是企业生产和产品开发过程中的必要步骤。如果需要 大部分工程技术人员在三维软件下进行标准件库的二次开发 ，就要 求技术人员 必须有编程的能力，显然是不现实的 。 再者建立的标准件库因其过程复杂，同时生成的标准件模型特 征较多，在使用标准件 与数量较多的装配体中会影响 整个生产和装配流程的进展速度 ，所以要根据本行业的需要尽量简化其建模过程，且规格属性还要详实。 我国的齿轮发展历程颇为艰辛，但是经过自新中国成力的 60 年来，齿轮的制造和发展取得长足的进步。新中国成立初期，几本没有齿轮的生产能力，经过一、二个五年计划，初具规模。但直到 50 年代末 仍旧存在 渐开线齿轮齿面接触强度差、工艺水平低、质量差 等 薄弱环节， 因此 从苏联引进圆弧齿轮的科技 成果，利用轴向共轭代替端面共轭和利用圆弧齿轮齿面接触强度比较高的特点，代替了不少机械产品的渐开线齿轮 。 70 年代末，在一系列高速与低速传动中成功地应用单圆弧齿轮的基础上，采用双圆弧齿轮代替单圆弧齿轮，使抗弯强度提套40%60%,工艺上改善了，应用范围获得了进一步扩大。 近年来， 我国 结合贯彻齿轮精度标准，广泛开展 基础工艺技术的 以下 研究试验 ： 如精滚工艺试验、确定经济工艺的技术条件和精度等级；修磨剃齿刀齿形获得齿首理想接触区试验；改变刀具材料实现硬齿面剃齿的试验；采用负变位剃齿刀消除齿面中凹试验。 改变珩轮结构和材 料，提高齿面精整质量；磨齿修缘与齿向修形的试验等等，都大大促进了齿轮精度水平的提高。 第 3 页 共 24 页 课题研究的相关情况 （ 1）以齿轮零件的机械加工工艺流程为研究对象，对齿轮加工生产过程中的各项步骤进行分别研究，进行综合对比，完成整个流程分析 ； （ 2）齿轮零件的加工过程中，对每个流程进行结果分析，并对相关数据进行验证，确保加工余量； （ 3） 根据夹紧原理 设计滚齿机用塑料心轴夹具、 滚齿加工用的夹具设计 、滚齿液压波形套胀紧夹具 ； 第 4 页 共 24 页 2 齿轮零件的机械加工工艺 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。根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，则提出了如何正确选择定位基准的问题。定位基准有粗基准和精基准之分 。 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。 应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图 c)所示的阶梯轴，应选择 55圆表面作为粗基准。 对于工件上的某些重要表面，为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图 示的床身导轨表面是重要表面，则在加工导轨时，应选择导轨表面作为粗基准来加工床身底面。然后以底面为基准加工导轨平面。 第 5 页 共 24 页 （ 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。 基准的选额原则 利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。精基准的选择应从保证零件加工精度出发，兼顾夹具结构简单。选择精基准一般应按照如下原则选取。 （ 1） 基准重合原则 应尽量选择被加工表面的设计基准为其定位基准，这称为基准重合原则。如果被加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差。 （ 2） 基准统一原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其他表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是 “基准统一 ”原则。如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准。这样，可减少工装设计制造的费用，并可避免因基准转换所造成的误差。 （ 3） 自为基准原则 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准。例如用浮动铰刀铰孔、用拉刀拉孔、用无心磨床磨外圆等，均为自为基准的实例。 第 6 页 共 24 页 （ 4） 互为基准原则 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复 加工的原则。例如要保证两个平面间较高的平行度要求，则先以一面定位加工另一面，再以另一面为定位基准加工前一面，这样反复加工多次，从而保证两个平面间的相互位置精度。 （ 5）精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。如图 3加工 C 面时，如果采用“基准重合”原则，则选择 B 面作为定位基准，工件如图 3示。这样不但工件装夹不便，夹具结构也较复杂；但如果采用 3 A 面定位，虽然夹具结构简单、装夹方便，但基准不重合，定位误差较大。 应该说明的是，上述粗精基准选择原则，常常不能全 部满足，实际应用时往往会出现相互矛盾的情况，这就要求综合考虑，分清主次，着重解决主要矛盾。 助基准的应用 工件定位时，有些零件在加工中，为装夹方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准。我们将为满足工艺需要而在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准。如毛坯上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔等。这些表面不是零件上的原有的表面，但为了提高工件的加工精度和表面质量，从工艺上角度，专门增加这些表面来作定位基准面。 第 7 页 共 24 页 3 零件的分析； 件图的工艺分析 年产量为 10000 件， 设其备品率为 10%，机械加工废品率为 2%， 析零件图中的尺寸标注方法 零件图上的尺寸是制造、检验零件的重要依据，生产中要求零件图中的尺寸不允许有任何差错。在零件图上标注尺寸，除要求正确、完整和清晰外，还应考虑合理性，既要满足设计要求，又要便于加工、测量。 关于尺寸 标注主要包括 功能尺寸 、 非功能尺寸 、 公称尺寸 、 基本尺寸 、 参考尺寸 、 重复尺寸 等等。 该零件图说标注的尺寸均完整、无误，使加工者容易分析、测量、加工，根据这些尺寸精度，确定其毛坯为 45*442料为 45 钢。 析零件 轮廓的几何要素 第 8 页 共 24 页 该零件的轮廓主要由圆柱面、球面、沟槽及键槽、内孔等等。 析零件的结构工艺性 该零件为细长轴，细长轴具有 直径小 、 长度太长 等特点， 加工起来悬身长度太长了 ， 容易出现震刀或加工的表面粗糙度值太低 ， 所以加工时必须用辅助的跟刀架和辅助夹具 。 还有热处理时所注意的 ， 因为冷作硬化后会变形 ， 出现躬行或 S 型 。 析零件的精度及技术要求 A、该零件精度及各项技术要求齐全、合理 B、该工序中的数控切削加工精度要求较高，在数控机床中可以达到此要求，在加工中分为粗加工 ，半精加工，精加工三个步骤进行。 C、图中 35 的外圆尺寸的左端均有较高的位置精度要求，此段所有工序应在一次装夹过程中完成，键槽除外。 D、对表面粗糙度要求较高的表面，应采用圆周恒线速度切削。 选择毛坯； 第 9 页 共 24 页 4 工艺规程设计 工方法设计 （ 1）、外圆表面加工方法的选择 A、外圆加工方法 外圆表面是轴类零件的主要表面，因此要能合理地制订轴类零件的机械加工工艺规程， 外圆表面的加工方法主要包括车削加工、磨削加工等。 本题主要采用车削加工。 B、外圆加工方法的适用范 围 序号 加工方法 经济精度 ( 公差等级表示 ) 经济粗糙度值 用范围 1 粗车 3 0 适用于淬火钢以外的各种金属 2 粗车 - 半精车 0 粗车 - 半精车 - 精车 粗车 - 半精车 - 精车 抛光） 粗车 - 半精车 要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属 6 粗车 - 半精车 粗车 - 半精车 轮式超精磨） 或 R Z 8 粗车 - 半精车 刚车） 要用于要求较高的有色金属加工 9 粗车 - 半精车 - 粗磨 上 高精度的外圆 第 10 页 共 24 页 镜面磨） ( 或 R Z 加工 10 粗车 - 半精车 上 或 R Z （ 2）、内孔表面加工方法的选择 A、内孔表面加工方法 内孔表面加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、 车孔、 磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。 B、内孔加工方法适用方法 钻孔： 用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为 面粗糙度值为 是 由于麻花钻长度较长，钻芯直径小而刚性差，又有横刃的影响 。 扩孔 ： 扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步 加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。扩孔可达到的尺寸公差等级为 表面粗糙度值为 于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。 铰孔 ： 铰孔是在半精加工（扩孔或半精镗）的基础上对孔进行的一种精 加工方法。铰孔的尺寸公差等级可达 面粗糙度值可 孔的方式有机铰和手铰两种。在机床上进行铰削称为机铰，用手工进行铰削的称为手铰 。 镗孔 ： 镗孔是用镗刀对已钻出、铸出或锻出的孔做进一 步的加工。可在车床、镗床或铣床上进行。镗孔是常用的孔加工方法之一，可分为粗镗、半精镗和精镗。粗镗的尺寸公差等级为 面粗糙度值为 精镗的尺寸公差等级为 面粗糙度值为 镗的尺寸公差等级为 面粗糙度值为 车孔： 车床上车孔是工件旋转、车刀移动，孔径大小可由车刀的切深量和走刀次数予以控制，操作较为方便。车床车孔多用于加工盘套类和小型支架类零件的孔。 第 11 页 共 24 页 步顺序 （ 1）、工 序的划分 A、工序划分原则 工序的划分可以采用两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。 B、工序划分的方法 在数控车床上加工零件，应按工序集中的原则划分工序，在一次安装下尽可能完成大部分甚至全部的表面加工。根据零件的结构形状不同，通常选择外圆、端面或内孔、端面装夹，并力求设计基准、工艺基准和编程原点的统一。 （ 2）、加工顺序的安排 加工顺序的选择直接影响到零件的加工的质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则结合图样 分析， 由于此次加工工序集中，所以按照一把刀一个工序进行了如下 安排 ： 1）车外圆，确定初基准，长度车至 为 40径为 93数控车床上手动车削。 2） 装夹初基准，尾座采用弹性顶尖顶住，粗车图上 90 外圆以左的阶梯轮廓。 3）半精车图上 90 外圆以左的阶梯轮廓。 4）精车图上 90 外圆以左的阶梯轮廓。 5）切槽。 6）车 外圆 。 7） 调头装夹，车图上 90 外圆以右的球面 轮廓 ， 切槽。 8）粗车图上 90 外圆以右的球面轮廓。 9）精车图上 90 外圆以右的球面轮廓。 10）钻中间的 16 的孔，采用手动钻。 11）倒孔口的两个 60和 120角，控制好尺寸。 12）在钻床上钻 90 外圆上的 4 个 9 的孔。 13）在 数控 铣床上铣 削键槽。 （ 3）、进给路线的确定 第 12 页 共 24 页 运用 控系统的循环功能进行粗精车，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定其进给路线 。 择刀具 切削加工离不开刀具。刀具是整个机械加工工艺系统中的一个重要环节。在各种刀具中 ，车刀的结构相对比较简 单，具有代表性，下面以车刀为例予以介绍。车刀由夹持部分和切削部分组成。夹持部分称为刀柄，用来把刀具装夹在车床的刀架上，一般采用普通钢材料锻造而得；切削部分俗称为刀头，在车刀上一般为单个刀片。刀片材料一般有高速钢（俗称白钢刀条）和硬质合金两种，用于剥离金属材料。根据刀具切削部分与夹持部分（即刀片与刀柄）连接方式的不同，车刀可以分为焊接刀具和机夹刀具两大类。 数控加工刀具卡 序号 刀具名称 刀具规格/量 加工表面 1 外圆粗车刀 可转位 90粗车刀 1 粗车外圆 2 外圆精车刀 可转位 90精车刀 1 半精车与精车外圆 3 切槽刀1 3 切 3*1槽 4 螺纹车刀 60 1 车 螺纹 5 外圆粗车刀 60 1 粗车球面 6 外圆精车刀 60 1 精车球面 7 麻花钻 16*260 1 钻中间孔 8 切槽刀 5 切圆球后的 槽 第 13 页 共 24 页 2 9 外圆粗车刀 60 1 粗车右端球面轮廓 10 外圆精车刀 60 1 精车右端球面轮廓 11 镗刀 1 镗孔口倒角 12 立铣刀 8 铣键槽 编制 审核 共1 页 第1 页 定切削用量 1） 吃刀量 确定 已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。 在切削加工中，切削速度（ 进给量（ f）和切深（ 三个参数是相互关联的。在粗加工中，为了提高效率，一般采用较大的切深（ 此时切削速度（ 进给量（ f）相对较小；而在半精加工和精加工阶段，一般采用较大的切削速度（ 较小的进给量（ f）和切深（ 以获得较好的加工质量（包括表面粗糙度、尺寸精度和形状精度）。 2） 进给量的确定 对于不同种类的机床，进给量的单位是不同的。对于普通车床，进给量为工件（ 主轴）每转过一转，刀具沿进给方向与工件的相对移动量，单位为 mm/r；对于数控车床，由于其控制原理与普通车床不同，进给量也可以定义为刀具在单位时间内沿着进给方向上相对于工件的位移量（ mm/其他类型的机床则根据其结构不同，进给量的单位分别为刀具或工件每转的位移量（ mm/床等大部分机床；或 mm/r，使用多齿刀具的机床）或每行程的位移量（ 个行程，刨床等机床）。 3） 切削素的的确定 第 14 页 共 24 页 切削刃上的切削点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。切削速度的单位为米 /分（ m/在 各种金属切削机床中，大多数切削加工的主运动都是机床主轴的运动形成的，即都是回转运动。 择机床和数控系统 数控机床通常最合适加工具有一下特点的零件 1） 多品种、小批量生产的零件新产品试制中的零件。 2） 轮廓形状复杂，或对加工精度要求较高的零件。 3） 用普通机床加工时需用昂贵的工艺装备（工具、夹具和模具）的零件 4） 需要多次改型的零件。 5） 价格昂贵，加工中不允许报废的零件。 6） 需要最短时间周期的急需零件。 该零 件精度要求较高，在普通机床上无法达到其精度，因此选择使用数控机 床进行加工，车削部分采用广州数控车进行车削，系统为 削部分 采用 统的数控铣床进行加工。 5 滚齿加工用的夹具设计 第 15 页 共 24 页 紧原理简介 本夹具以内孔及端面在斜面定心机构上定心。在压板 4 上装有三个可摆动的压爪 5，压爪 5 的一端通过滑柱 6 压在圆板 7 上，另一端压在盘形压板 2 上，旋紧螺母 3，圆板 7 带动三个长销（或楔块） 8 向下移动，将工件定心夹紧；同时盘形压板 2 将工件轴向夹紧。松开工件时，借碟形弹簧 1 的作用，是盘形压板 2和长销 8 向上移动，取下盘形压板 2 即可卸下工件。零件二维图如图 示： 图 工大型齿圈用滚齿机夹具装配模型 具设计 大量工程经验和实践可知，设计夹具时有以下基本要求： （ 1） 满足使用要求，应保证工件装夹时定位可靠、夹紧牢固，并能保证精度要求。良好的结构工艺性，所设计的夹具应便于制造、装配、调整、维修、且便于加工中切屑的清理。 （ 2） 使用安全省力，操作方便，有利用实现优质、高产、低耗、改善劳动条件。 （ 3） 应尽量使用标准件、通用件、借用件等，以提高标准化、通用化、 系列化的水平，降低生产成本。 第 16 页 共 24 页 在基本要求中，由于每个机床的工作方式不同，所以机床夹具又各自具备不同的特点。 根据齿轮齿形的形成原理，滚齿机床和插齿机床夹具多为心轴和套筒类结构。这类夹具在设计过程中主要是保整心轴轴线及端面的垂直度要求，套筒内外圆柱面同轴度及对端面和安装基面的位置度要求。同时，保证夹具在机床上安装后定位元件工作面与机床工作台回转轴线同轴度要求，必要时还应设计找正基准。把握好这一点，滚齿机床和插齿机床夹具的设计过程就变的简单多了。 本套夹具针对如图 大型齿圈设计，采用定心夹紧机构，在实现准 确定心的同时达到夹紧工件的目的。 齿圈模型图 定心夹紧机构是利用定位夹紧元件的等速移动或均匀弹性变形的方式，来消除定位尺寸偏差对工件定心或对中的不利影响。因此，其基本类型亦可分为等速移动的定心夹紧机构和均匀弹性变形的夹紧机构。等速移动定心夹紧机构的工作原理如图 示： 第 17 页 共 24 页 图 速移动定心夹紧机构原理图 该种定心夹紧机构可采用左右螺旋机构，楔块滑柱机构，杠杆机构等。 本套夹具采用楔块滑柱机构的等速移动达到定心夹紧的目的，属于等速移动定心夹紧机构。 先设计夹具体底座，该底座应设计成锥 形，保证与楔块的配合，实现等速移动并加紧的目的。如图 示。 图 具体模型图 然后设计夹紧机构的其他零部件，主要零部件如下图 示： 第 18 页 共 24 页 图 形压板模型图 图 爪模型图 . 图 板模型图 图 柱模型图 同时调用已有的标准件，将所有零件进行装配，便可得到加工大型齿圈用滚齿机夹具装配体 ，如下图 示： 图 具模型 第 19 页 共 24 页 6 滚齿液压波形胀紧夹具设计 紧原理简介 如图 示，该夹具为工件以内孔、端面在垫片 6 和波形胀紧套 5 上定位，当拉杆下移时，拉杆即压缩波形胀紧套 3，从而将工件定心并胀紧。 图 齿液压波形胀紧夹具 具设计 本套夹具针对如图 齿轮设计，同样采用定心夹紧机构，在实现准确定心的同时达到夹紧工件的目的。 第 20 页 共 24 页 齿圈模型图 与上套夹具类似，同为定心夹紧机构，其不同之处就在于上套采用等速移动的定心夹紧机构，而本套则采用均匀弹性变 形的定心夹紧机构。 均匀弹性变形定心夹紧机构有弹性夹头、弹性薄壁夹盘 (鼓膜夹盘 )、蝶形弹簧片夹具、薄壁套筒液性塑料夹具（液性塑料定心夹具）、波形胀紧套等。 该夹具采用波形胀紧套定心夹紧，多用于齿轮、环、套筒等类零件的精加工。其特点时夹紧力均匀、定心进度高，可达到直径 内。并且结构简单，使用寿命较长，（每装夹 10000 次后定心精度只降低直径 正因为机构简单，精度高，寿命长，所以设计也较为方便，