K427-双联齿轮工艺及拉花键孔的夹具设计【最大直径135】
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最大直径135
K427
齿轮
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课程设计说明书题目：双联齿轮零件的工艺规程及拉7x28x32x8的拉床的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。双联齿轮加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 3二. 工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式 42.2基面的选择传 52.3制定工艺路线 82.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 112.5确定切削用量及基本工时12三 夹具设计133.1问题的提出133.2定位基准的选择143.3切削力及夹紧力计算143.4定位误差分析143.5夹紧误差143.6夹具设计及操作简要说明15总 结17致 谢18参考文献 19序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。双联齿轮的加工工艺规程及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一、 零件的分析1.1 零件的作用双联齿轮的作用，双联齿轮用于变速箱中，主要起换档调速作用1.2 零件的工艺分析双联齿轮有2组加工面他们有位置度要求。这2组加工面的分别为1，一外圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和端面，和内圆，内花键2：一个事以内圆为基准的加工面，这个主要是齿轮的加工。其中齿轮的大端面与中心线的璀直度要求为0.05。二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对双联齿轮这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用外圆作为定位基准2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一工序：铸造工序：时效处理工序：车左端面及外圆。工序：车右端面及外圆，退刀槽工序：钻，扩，绞36的孔工序：精车左端面及外圆工序：精车右端面及外圆工序：铣左端面上的槽工序：拉花键工序X：滚齿工序IIX:检验入库方案二工序：铸造工序：时效处理工序：车左端面及外圆。工序：车右端面及外圆，退刀槽工序：钻36的孔工序：铣左端面上的槽工序：拉花键工序：滚齿工序：检验工序X：入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一的工序较为集中，而方案二过于分散，因为我们是大批量生产，因此工序不易过于分散，综合考虑，我们选用方案一具体的工艺路线如下工序：铸造工序：时效处理工序：车左端面及外圆。工序：车右端面及外圆，退刀槽工序：钻，扩，绞36的孔工序：精车左端面及外圆工序：精车右端面及外圆工序：铣左端面上的槽工序：拉花键工序X：滚齿工序IIX:检验入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定双联齿轮零件材料为45，重量为1.074Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 双联齿轮的外圆和端面因双联齿轮的外圆和端面的精度要求都不是很高，其加工余量为2.5mm。3、双联齿轮的轴孔毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为钻 ，扩，绞36孔钻孔：35扩：35.85铰：36拉：花键表面粗糙度均为1.61、 孔端面采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.2，根据参考文献，其余量为Z=2.5mm2.5 确定切削用量及基本工时车：小端外圆，端面，退刀槽和台阶面 选硬质合金车刀工步一：车小端端面1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(12+30)/475=0.052min。工步二：车 小端外圆 选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(12+20)/475=0.050min。工步3：车退刀槽选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(12+2)/475=0.34min。工序二车大端外圆和端面选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(5+50)/475=0.1157min。工步二：车大端外圆选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(12+20)/475=0.067min。工序III：钻 扩 铰孔钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为2、扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为2、 铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序IV： 拉7x28x32x8的花键 卧式内拉床L6120工序切削用量及基本工时的确定：拉6x22x25x6的花键单面升齿，根据有关手册，确定拉花键孔时的花键拉刀的单面升齿为0.06mm，拉削速度为0.06m/m切削工时 式中：单面余量为3.5 L-拉削长度61 -考虑校准部分 的长度系数取1.2 K-考虑机床反行程系数 ，取1.4 V-拉削速度 -拉刀单面升齿 Z-拉刀同时工作齿数 P-拉刀齿距所以拉刀同时工作齿数z=l/p=42/10.5=5.8拉削工时工序VII：滚齿轮1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm35mm,以及工件直径为39时，f =0.71.0mm/r按滚齿机说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度，按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)(m/min)其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速ns= 504r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1L=40mm , =2mm, =0, =0tm=0.098(min)三、 夹具设计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。由指导老师的分配，决定设计工序拉键槽夹具 拉键槽的夹具设计3.1：问题的提出 本夹具主要用于拉6x22x26x6的键槽，定位要求较高，因此我们在提高生产效率的同时也要着重保证工件的加工质量，因为拉削时工件的拉削力和夹紧力在同一周线上，因此不需要夹紧，靠拉削力压紧工件。因此夹紧力和切削力不予计算。3.2：定位基准的选择 花键的定心方式有大径定心，小径定心，键宽定心，三种，为了提高精度我们一般采用小径定心，因此我们采用28D7为定位精基准，为了防止旋转把底面用V型套作为辅助定位基准。3.3：切削力和夹紧力计算 (1)刀具： 花键拉刀机床： L2100A 由3 所列公式 得查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 夹紧力的计算：由于拉键槽时拉力是向内的，靠工拉刀的自身拉力夹紧工件，因此工件不需要在另外夹紧，3.4.定位误差分析由于用小径圆和端面定心的，设计基准和定位基准重合，定位误差极小，又因为孔自身没有什么定位精度，因此定位可以不予考虑，主要考虑提高生产效率上。因此不必考虑定位误差，只需保证内圆的制造精度和安装精度。3.5：夹紧误差因为工件靠拉刀的拉力夹紧，自身不需要外力夹紧，因此夹紧误差不予考虑3.6夹具设计及操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意，装卸方便，提高劳动率.我们采用小径定心和端面定心，采用V型套作为辅助定位支撑。这样我们装工件时只需要把工件放到V型套上，然后把双联齿轮的端面靠紧拉床的法兰盘即可。 装 图体附图如下夹具体附图如下总 结课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实
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