机械制造技术课程设计-双联齿轮零件工艺规程及滚齿夹具设计.docx

设计说明书双联齿轮零件的工艺规程及滚齿的工装夹具设计教.学部：.专.业：学生姓名：.班.,级：学号.指导教师姓名：职称职称.最终评定成绩.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。双联齿轮的加工工艺规程及其滚齿的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，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；接若对零件各个工步的工序进行尺寸计免，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、央索元件、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。关健词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。前言1绪论21.1 机床夹具的概念21.2 机床夹具的组成41.3 机床夹具的分类71.4 机床夹具在机械加工中的作用IO2.零件分析132. 1零件作用133.工艺规程i计143.1 确定毛坯的制造形式143.2 2基面的选择传153.3 制定工艺路线163.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定183.5 确定切削用量及基本工时204夹具设计224.1 问题的提出224.2 定位基准的选择224.3 切削力及夹紧力计算234.4 定位误差分析244.5 夹紧误差计算264.6 夹具设计及操作简要说明27总结29致谢30参考文献31*I-A-刖三机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件利产品，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，社会上有若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，机械制造水平的离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耍指标.双联齿轮的加工工艺规程及滚齿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，保证零件的加工质显。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。1.1 机床夹具的概念在机械加工过程中，为r保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位理,确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程,称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一：第:阶段，即近代由下世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提而，夹具在系统中占据相当重要的地位.这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。1.1.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85$左右。然而H前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右,特别最近年来柔性制造系统(FMS),数控机床(NC),加工中心(MC)和成组加工(GT)等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如卜新的要求：(1)、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期：(2)、能装夹一组相似性特征的工件：、适用于精密加工的高精度的机床；(4)、适用于各种现代化制造技术的新型技术；(5),采用液压汞站等为动力源的商效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。1.1.2 现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：1. 精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对我精度要求，精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1,用于精密车削的高精度三爪卡楸，其定心精度为5un,又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.20.5um.2. 高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和铺助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右：而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000rmin的条件卜.能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。3. 柔性化夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用琥调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。4. 标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具,结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件,毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造J'乩好的条件。目前,我国已有夹具零件、部件的国家标准:GB2148v2249-80,GB2262v2269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化,有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。1.2 机床夹具的组成1.2.1 机床夹具的基本组成部分：(1)定位装置该装理由定位元件组合而成，其作用是确定工件在夹具中的正确位置.(2)夹具装置该装置的作用是将工件用索夹牢，并保证工件在加工的过程中正确位置不变。4、夹具设计为了握存劳动生产率，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，决定设计工序为滚齿轮夹具设计4.1 问题的提出本夹具主要用来滚M=3z=80的齿轮，何时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在滚齿时还要保证其时中心线精度要求，为r使其误差减小，在工序工序二、工序:中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质显:。4.2 定位基准的选择我们采用50内孔作为定位基准，因为我们滚齿的时间，工作台和滚刀是同时旋转的，且我们所加工齿轮，可以从任何地方入刀，齿轮加工在定位正确的情况F.全靠工作台和滚刀的运动决定，因此我们只要工件放好定好位置，然后压紧既可以，因此我们采用50内孔和端面定位，采用U型压板压紧即可满足要求，使用50内圆定位我们用的是一个定位盘。定位盘和工件过度配合来定位工件。4.3 削力和央紧力计算切削力和夹紧力计算(1)刀具：采用m=3,z=80的滚刀机床：滚齿机由3所列公式得一查表9.4-8得其中：修正系数儿=1.0G=30q,=0.83Xr=1.0yf=0.65uf=0.83a,t=8z=24f=O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-K1.KiKxKt其中：匕为基本安全系数1.5号为加工性质系数1.1.K,为刀具钝化系数1.1.Ki为断续切削系数1.1所以F,=KF=I775.7(2)夹紧力的计弟选用夹紧螺钉夹紧机由N"+f2)=KF'其中f为夹紧面上的摩擦系数，取£=A=O.25F=PjGG为工件自重：.N=F,+A=3551AN夹紧螺钉：公称直径d=16mm,材料45钢性能级数为6.8级=6×1(X)MPa=8×=480MPa*10螺钉疲劳极限：1=0.32f1.=().32XMX)=192MPak极限应力幅：1.1.1.n=一二上(=51.76MPa匕许用应力幅:=7.3MPa螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为卜嗜s=3.5'4Ifcs=4得H=I20MR=2.8r满足要求2祖；1.3x4XN=15MPa<经校核：满足强度耍求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可拈的夹紧力4.4定位误差分析由于用4>50内孔和端面定位，齿轮设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必招引起径向基准位移误差。在世力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上外线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。.=£+小7”=0.012+0.023+0.032=0.0672式中定位副间的最小配合间隙（mm）：Tn工件圆孔直径公差（mm）；Td一一定位销外圆直径公差（I1.1.n）。4. 5夹紧误差分析和计算因为本道工序的夹具靠内孔定位，我们只要保证定位内孔的轴的尺寸精度，我们的加工精度就可以保证，因为我们靠内孔定位，开门压板直接压紧，压紧力是垂直的，不存在压紧误差。因此压紧误差不予考虑。4.6夹具设计及操作说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用U型压板，以便装卸,夹具体底面上的止口定位可以精确保证齿顶圆和分度圆相对于中心线的跳动，从而保证了精度。便于滚齿加工，本夹具总体的感觉是操作比较简单，结构比较紧凑，效率大大提高总结设计即将结束了，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，不再是纸上淡兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固J'理论知识而且常握了设计的步骤和耍领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUToCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老册给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。致谢这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，隹间资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和全段，由于经脸不足，在选取数据上存在一些问网,不过我的指导老册每次都很有耐心地帮我提出宝贵的点见，在我遇到难题时给我指明方向，最终我很顽利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的.在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的些琲题，她严肃的科学态度,严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严遂和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影晌我今后的学习和工作。在此律向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1 .切削用量筒明手册，艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2 .机械制造工艺设计筒明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3 .机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4 .机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5 .金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社，1981年10月6 .机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编.中国建材工业出版社出版.1997年第26页共24页