锥齿轮轴加工工艺及及夹具设计

第一章导言毕业实习对我们即将毕业的毕业生来说是非常重要的，对我们将来找工作也非常有帮助。对于我们机械工程系的学生来说，在今后的工作和学习过程中做夹具设计工作是很正常的。在这里，我将设计锥齿轮轴零件和夹具的工艺过程的课程。在这个设计过程中，需要收集广泛的数据和标准。另一个重要的设计是特殊夹具的设计。夹具是工厂车间常用的一种设备。它可分为检查夹具、装配夹具、焊接夹具和机床夹具。1.1机床夹具在机械加工中的作用产品加工前，必须正确夹紧工件。工件夹紧方法：1。用夹具夹紧工件；2.将工件夹紧在机床的面板或工作台上。使用第二种方法夹紧工件时，应标记工件表面(根据图纸要求)，以确定加工表面的加工位置和加工尺寸。这种方法不需要使用特殊设备，但效率低，通常用于小批量生产。通常，夹具用于大规模生产。使用夹具夹紧工件有以下优点：1.可以在更大程度上保证工件的加工精度。2.可以提高劳动生产率：工件在夹具中夹紧后的刚性提高，因此可以提高劳动生产率并增加切削量。3、可以扩大机床的使用范围1.2机床夹具的分类机床的夹具有很多种。以下常用分类方法可用于机床夹具的分类。1个通用夹具通用夹具是指已经标准化并能在特定范围内加工不同种类工件的夹具。2专用夹具专用夹具是指为特定工件的特定工艺而专门设计和制造的夹具。特殊夹具通常用于批量生产。3可调夹具可调夹具是指夹具的某些部件可以更换或调整，以适合加工各种工件。它可分为两种类型：组夹和通用可调夹。4组合夹具组合夹具是指通过标准化组合形成的夹具零部件。5装配夹具装配夹具是指由系列和标准化装配夹具组合而成的夹具。它的夹紧部件和底板通常装有小型液压缸。1.3机床夹具的组成机床夹具的主要部件：定位装置的功能是使工件在夹具中间占据正确的位置。这种设置称为定位装置。2夹紧装置作用是将工件夹紧牢固，以保证工件在加工过程中不会离开外力所占据的正确位置，称为夹紧装置。3刀具设置或导向装置的功能是确保加工部件相对于刀具的正确加工位置。该设置称为导向或工具设置设备。4.连接元件连接元件是用于在机床上正确定位元件的部件。5.夹具本体是机床加工中夹具的基本部件。6.辅助装置和部件辅助装置和部件是指因不同要求而安装在固定装置中的装置或部件。1.3本设计的任务本设计的主要任务是分析典型夹具的精度和结构，并设计工件的工艺规范。第二章锥齿轮轴加工程序的编制2.1计算生产计划并确定生产类型按以下公式计算零件的生产程序。N=Qn(1 a%)(1 b%) 2-1确定生产类型。如图所示，它是产品的一部分。假设这种产品的年产量是10，000台。机械加工废品率为0.1%，一件产品的零件生产数量为2件，备件率为20%。以下是该零件机械加工的工艺规范。N=Qn(1 a%)(1 b%)=100002(1 20%)(1 0.1%)=24，048件/年这部分的年产量是24，048件。这个产品属于轻型机械。确定其生产类型为批量生产。图2-1零件1零件的互换性具有广泛的互换性。在一些装配精度要求高的地方，通常可以采用调整法和分组装配法。2毛坯加工余量及制造方法：模锻、金属模机造型或其他更有效的方法被广泛使用。毛坯具有较小的加工余量和较高的精度。3机床设备及其布局：自动机床和商用专用机床根据自动布局和装配线广泛使用和配备。4工艺设备：根据调整方法，使用一定的量具满足精度要求。5工艺文件：有工艺卡或工艺卡。6成本更低。高生产率。工人的工作条件更好。2.2零件分析2.2.1零件图纸分析1面向轴的齿轮齿外表面的圆跳动公差为0.030毫米面向轴圆的2 40右端的跳动公差为0.015毫米3渗碳淬火硬度为55 62 HRC。4档精密级8GK。5份材料是22克。过程分析1这个齿轮的精度相对较低。因此，在齿轮刨渗碳和淬火过程后，齿轮磨削过程将不会进行。如果齿轮精度要求大于7级，将增加磨齿工序。(2) R3没有标记在轴直径的所有部分上，并且在加工过程中被研磨。45轴径的右端面，经过磨削(在工厂俗称“下一刀”)，可以保证右端面的圆跳动公差。3.齿轮轮齿的外表面绕轴线跳动；检查45右端面相对于轴线的圆跳动。你可以用钟摆上的夹子来定位两个中心孔。4.可以使用专用模板或游标万能角度尺检查锥齿轮的锥角。2.2.3毛坯和毛坯制造方法的选择1根据零件的用途确定空白类型。坯料的制造方法根据批次确定。3按手动检查余量公差和表面加工余量。4根据技术要求，零件材料为20CrMnTi。20铬锰钛化学成分：碳碳：0.16 0.24硅：0.16-0.38锰：0.81-1.12硫硫：允许残留量0.038磷磷：允许残留量0.038铬：1.01 1.32铜：允许残留含量0.032镍：允许残留量0.032钛：0.03-0.1120CrMnTi机械性能：抗拉强度 b (MPa): 1090 (110)屈服强度 s (MPa): 836 (85)伸长率5(%):10断面收缩率(%):48冲击功AKV (J): 56冲击韧性值 kv (j/cm2): 69 (8)硬度：217HB样品尺寸：样品空白尺寸为17毫米。20铬锰钛热处理：钢在870加热并保持在670后，等温正火渗碳温度为101033541050，强渗碳时间约为2.0小时，碳势控制在0.6%，扩散时间约为2.5小时，碳势控制在1.08%，降温并保持在870，碳势为80%，时间为50分钟。降低渗碳温度-马氏体过冲，增加冷却和保温时间，降低淬火温度。产品变形-渗碳前正火以降低淬火温度。20CrMnTi指s845 MPa、b1090 MPa的低碳合金钢。低碳合金钢的含碳量通常为0.18%-0.25%，其铸造性能不如铸铁，但其机械性能优于铸铁。主要用于制造相对重要的机械零件，如机车销和联轴器、锥齿轮轴等。具有相对高的机械性能要求和复杂的形状。制造毛坯的方法：由于零件并不复杂，毛坯基本上能与零件的形状保持一致。键槽可以不经锻造直接加工。查看相关加工余量表，可以得出两端总加工余量为2mm，毛坯尺寸可由加工余量决定。主要基于毛坯模锻的使用：形状复杂的毛坯可以通过模锻来锻造。该毛坯钎焊尺寸结构好，强度高，生产率高，但需要锻锤设备和专用锻模。批量生产，适用于锻造合金钢和碳钢。锻件可以加工成平面度公差和表面直线度。le选择定位基准面是为了确定加工方案。合理、正确地选择定位基面将直接影响工件的生产率和加工质量。通过同时考虑以下三个问题来选择定位基准面。1在加工过程中，选择哪一个表面作为均匀基准面或精细基准面，以保证加工精度和加工过程的顺利进行？2应使用哪一个表面作为粗糙的基面来处理上述统一参照或精细的基面？由于特殊的加工要求，是否有任何单独的工艺要求使用除均匀基底以外的精细基底表面？选择精细基准面：根据选择精细基准面的原则，在选择精细基准面时，首先要考虑基准面重合的问题。如果情况允许，应尽可能选择加工表面的设计基准来定位基准。2.3.2锥齿轮轴零件表面加工方法的选择零件各表面加工方案和方法的选择应保证加工表面的表面粗糙度和加工精度。该零件的加工表面为：两个端面(其中一个必须刨成齿面)、35的外圆面、45的两个外圆面和42的两个外圆面被磨成圆面和刨成齿面。铣削键槽。35圆柱面：公差Ra3.3um要求精车和精粗加工。两个42的外圆表面：没有公差标记。其中一个的粗糙度为Ra1.7另一个是Ra6.3，它需要粗车和好车。两个46圆柱面：的公差为。粗糙度是。需要粗糙的汽车，精致的汽车刨齿表面：大端表面的公差等级为铣键槽：无公差等级，铣床加工。磨削圆形表面：用砂轮磨削。零件表面加工顺序的确定1机械加工顺序安排根据机械师排列顺序时应遵循的原则，根据工件的具体特点，先将锻件材料排列到 55230 mm 8552 mm，将车床的端面和粗车的右端车削平。长度为46毫米，轿厢外圆为78毫米，钻中心孔A5/10.8。低头，粗车，车段，车左端，车外圆至46mm，78mm刀，总长267mm，钻中心孔A5/10.7精车，定位和夹紧工件时使用两个中心孔，大端外圆，2106。将头部倒置，用中心孔点夹住工件，将边缘留在外圆上。终点线的左端是35。在两个位置完成45的车削，并留有外圆余量。完成齿部左端面的车削，确保尺寸为34.411毫米(或33毫米)。圆角R5(53毫米，14。尺寸应抛光0.3毫米)。画一条10毫米的键槽线。两个45定位，夹紧工件，按直线对齐，铣出11毫米的键槽至图样尺寸，并保证轴线对称。通过两个中心孔(两个46毫米，磨削38毫米)对工件进行磨削、定位和夹紧，使其达到样板尺寸。并通过研磨14毫米端面至图案尺寸。通过研磨使R5变圆。2热处理工艺安排加工前应先进行金鑫通正火处理，以消除锻造应力，提高切削性能。刨齿后，应对齿部进行渗氮和淬火，渗氮深度为0.7-1.1毫米，渗氮和淬火硬度按图纸要求为58-63 HRC。3.辅助过程的安排。检验程序：在研磨程序后进行最终检验安排。最后把它放进仓库。2.3.3工艺路线的制定工艺路线主要是确定加工阶段和加工方法。1.加工方法的选择基于零件加工表面的技术条件，主要包括加工表面的形状精度、表面粗糙度和尺寸精度。2.选择每种表面处理方法后，需要进一步考虑处理方法的一般顺序。3.行处理路线图。以下是轴类零件批量生产的工艺路线列表。工艺10:锻造来料尺寸(55230mm8552mm)。工序20:汽车的端面和粗糙的汽车的右端可以展平。汽车外圆为76毫米，中心孔A5/10.6工艺70:用两个46定位，夹紧工件，按直线对齐，将键槽铣至11毫米至样板尺寸，并保证与轴线对称。工艺80:刨齿，定位46轴径，用于夹紧工件，精刨齿z=20，m=3.7，达到样板尺寸要求步骤90:刨齿后，对齿部进行氮化淬火，氮化深度为0.8-1.4毫米，氮化淬火硬度为56-64 HRC，按图纸要求工序100:打磨，用两个中心孔定位并夹紧工件，两个45毫米，打磨35毫米至图案尺寸。并通过研磨14毫米端面至图案尺寸。通过研磨使R5变圆。2.3.4选择加工设备和工艺设备1在确定机床的规格和类型时，应考虑零件外形尺寸、加工精度和批号等因素。根据经济性、效率和质量，选择夹具的数量和类型。3根据工件生产率、材料和切削参数的要求，选择刀具时，应尽可能选择标准刀具。4根据加工精度和批量选择测量工具。由于是大规模生产，所以它主要是基于通用机床，并且可以在生产线上使用少量的专用机床。1.选择机床步骤20、30、40和50是粗车和精车。这部分的精度相对较高。选择C620(C6140)。流程70:使用X56K进行半精铣和粗铣。工艺80:选择Y236进行刨齿。工艺100:磨床M1342。2选择夹具除了这种轴类零件铣削键槽需要设计专用夹具外，其他工序都可以使用通用夹具。3.选择切割工具键槽铣削用交错齿铣刀(YT15)的直径为10。车削工具YT15弯头工具。刨刀。砂轮。4.选择测量工具对于该零件的批量生产，通常使用测量工具。选择测量工具有两种方法：一种是不确定度选择(根据测量工具)；第二，极限误差的选择。当检查46右端面向轴线的圆跳动时，使用夹在摆锤上的两个中心孔进行定位和检测。2.3.5加工程序设计和切削参数计算1.使用查找表方法确定工艺余量。2.当没有数据转换时，应首先确定工艺尺寸及其公差，以确定工艺的加工精度。3.当有基准转换时，工艺尺寸及其公差应通过求解工艺尺寸链来获得。4.确定工艺尺寸的常用方法：如果没有参考换算，多次加工同一表面的工艺尺寸仅与工作步骤(或工艺)的加工余量有关。如果存