机械设计专业毕业论文-伞齿轮机加工及工装设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）伞齿轮机加工工艺及工装设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 伞齿轮机加工工艺及工装设计 1课题意义及目标（1）意义： 1) 有利于熟练掌握机加工的各种工艺方法及基础知识；2) 锻炼逻辑思维； 3) 有利于实用能力的培养。（2）目标:以所学专业知识为基础，以实用为目的，通过对伞齿轮机加工工艺的分析及相关参数的计算，进一步进行伞齿轮机加工工艺卡编制，总结出并熟练掌握零件机加

2、工艺的制定及工艺卡编制、工装设计的规律和方法。2主要任务1) 伞齿轮机加工工艺卡编制，工装装配图及零件图绘制2）编写设计说明书一本3）电子资料一套3主要参考资料1杨柏青.汽车发动机构造M.重庆大学出版，2009.12戴枝荣，张远明.工程材料M.北京，高等教育出版社，2006.33张洪涛.机械制造工艺及工装M.北京，科学出版社,20084陈立德.机械制造装备设计M.北京，高等教育出版社,20065吴拓.机械制造工艺与机床夹具M.北京，机械工业出版社，20064进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献，了解研究目的意义，完成开题报告2014.12.012014.12.202 广泛阅读相关

3、文献，制定实验方案 2014.12.212015.03.103 完成热处理实验及组织观察，准备中期检查 2015.03.112015.04.204 完成力学性能测定及实验结果分析 2015.04.212015.05.155 撰写毕业论文，准备答辩 2015.05.152015.06.15审核人： 年 月 II伞齿轮机加工及工装设计摘 要：按照老师所给题目的要求，对毛坯的工艺要求和加工过程进行仔细分析，通过大学四年中所学习的知识先选择合理的尺寸。并且选择合理的机床进行粗加工和精加工，加工过程要有合理的定位基准与加工顺序。通过查找工艺手册选择并且计算工件的加工余量，制定出最优的工艺路线，通过查询机

4、械加工手册计算工时，如此计算比较，以节省成本和工时。再对最终的工艺路线的各个工序进行分析与计算其切削用量、进给量和切削速度，并计算所需的工时。加工伞齿轮时，综合考虑选择加工齿轮的公差与粗糙度，确定选用何种机床，分析其工艺性确定工件的定位与夹紧方案，再计算其定位误差和夹紧力，设计其专用的夹具。关键词：伞齿轮,加工工艺,工序,夹具Bevel gear machining and tooling designAbstract：According to the requirements of the teacher the topic given to the technological requir

5、ements of blank and processing process analysis carefully, through studying in the university four years of knowledge to choose the reasonable size. And selecting reasonable machine for rough machining and finish machining, machining process to have reasonable position datum and order. By looking fo

6、r technical manual selection and calculation of workpiece machining allowance, the optimal process route, through the query machining manual computation man-hour, calculation comparison, so to save cost and time. Again to the final process of each working procedure is analyzed and calculated the dos

7、age, feeding and cutting speed, cutting and calculate the required working hours. Bevel gear processing, comprehensive consider to choose the gear machining tolerances and roughness, determine to choose what kind of machine tool, analyzes its manufacturability workpiece positioning and clamping sche

8、me is determined, then calculating the position error and the clamping force, its special fixture design.Keywords: Bevel gear、The processing technology 、 Process、JigI目录1 前言 .11.1 伞齿轮的现状 .12 零件的工艺分析 .22.1 工艺 .22.2 零件的结构特点 .22.3 技术要求 .32.4 加工工艺性 .43 毛坯的确定 .54 零件的基准选择 .65 重点工序的说明 .76 工序路线的制定 .87 加工余量的确

9、定 .98 进行各个工序机床选用的分析 .109 各工序切削用量的选择及工时的计算 .1410 特殊夹具设计 .2910.1 夹具问题的提出 .2910.2 加工过程中定位基准的选择 .2910.3 对夹具的设计 .2910.4 定位误差的分析 .3011 工艺卡片 .3212 结论 .46参考文献 .47致谢： .4811 前言1.1 伞齿轮的现状随着工业自动化发展的需要，伞齿轮在工业应用中发挥着越来越重要的作用,伞齿轮在汽车以及很多方面都发挥了越来越重要的作用。作为一种机械中使用较多的齿轮，伞齿轮算是比较实用的一类齿轮部件，很多时候普通齿轮难以完成的任务就需要这种类型的伞齿轮进行完成。这种

10、齿轮的结构就在于它的外形是圆台类型的，上圆小，下圆大，而边缘采用了锯齿的形状，这样就形成了所谓的伞齿轮。而这样的齿轮能够实现的价值就在于它能够让立体界面上的机械能转换和传递。而这里所说的立体界面，指的是齿轮在水平位和垂直位进行连接的两个齿轮起到的带动性作用。而一般的齿轮难以办到，只能依靠这种伞齿轮的部件了。所以伞齿轮已经越来越发挥重要作用。伞齿轮也是给齿轮行业的发展得到提升，而这样的装置也是目前比较常见的机械传动件，主要起到的作用就是让机械能够运作起到，使得机械能得到传递作用。而这种装置用于能量的传递，但是这种装置主要特点在于它的使用平稳、噪音很小，能够承受高速的重载。国内齿轮加工技术与装备正

11、向着数控方向发展，生产效率不断提高；对制造装备要求配备自动化上、下料，自动加紧装置；并有效的柔性和较高的性价比。齿轮加工行业为适应对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量要求制齿技术有全数控化；高速、高效化；高加工精度；功能复合化；绿色化。国外除了类似国内现有的加工工艺外，国外运用先进的齿轮磨齿机，将国内的磨齿机还采用手动磨齿机手动对中，而国外采用自动对中，加工齿轮的时间大大减少，效率提高。同时五轴加工的方式，主要是由于生产量的变化。过去这一技术多用于产量较小的模具，飞机工业的机身零件、涡轮和叶片加工。汽车工业中五轴加工技术的应用，主要集中在减少加工时间，现今的应用日益增多。五轴加工中心方便的

12、加工螺旋锥齿轮，减少空转、测试零件加工程序和首件加工的调整时间，采用计算机模拟是非常有效的。22 零件的工艺分析2.1 工艺工艺是在工厂的工人在进行产品加工的过程中对材料进行的一种增值加工的过程，使原产品或半成品成为成品的加工过程，制作工艺需要遵守一定的规则：技术上需要符合当代的科技有一定的先进性，在经济角度需要考虑材料的价格，也就是经济合理的要求。对于每个不同的工厂而言，由于工厂的技术水平不一，加工设备精度不同，工人在同样条件下的操作熟练度也不尽相同。由于种种原因，就算是同一个产品而言，每个工厂所用的工时是不同的。就算是对于同一个工厂加工同样的零件，在不同的时期，加工的工时也可能是不一样的。

13、所以对于某一种产品而言，加工它的工艺也可能是不同的，需要因时、因地、因人而决定。工艺性的要求与现代的工厂有些因素不同，有些类似于艺术的要求，所以工艺也可以解释为“做工艺术” 。2.2 零件的结构特点对与每个毛坯加工至零件，期间都要先分析零件图，先研究零件图的尺寸与毛坯的差距，也就是加工余量。加工余量的计算公式经过查资料可以确定，再看零件图的公差要求，表面粗糙度的需求，确定什么类型的机床可以加工到这种要求，或者说需要什么车刀，将这些确定以后我们就可以确定背吃刀量 ap，机床的转速。需要进行几次走刀，这些都需要进行计算或者凭借工人师傅的经验来确定。如题目要求，所加工的零件为一个伞齿轮。其一端为一个

14、大端面一端为小端面，大端面为直径为 65，伞齿轮齿数为 25，模数为 4。在伞齿轮的大端加工一个直径为36，长度为 39 的孔，法向齿形角为 20，分度圆直径为 100，分锥角为 45，根锥角为 418，锥距为 70.7，齿全高为 8.8，轴交角为 90，侧隙 0.074-0.299，齿厚为 5.55，齿高为 2.99，齿圈跳动公差为 0.063，齿距极限偏差为0.036，伞齿轮的第一组公差带精度为 9 级，第二组公差带精度为 9 级，第三组公差带精度为 8 级，齿厚的上偏差为 C，下偏差为 D。齿轮的重量为 1.06。3具体形状如图所示：图2.1 伞齿轮零件图2.3 技术要求技术要求是一个零

15、件加工当中的重中之重，因为这些要求是工人师傅加工所参照的，如果这些要求出错就会造成零件的精度不够，出现次品。伞齿轮的技术要求为：齿圈跳动公差为 0.063。伞齿轮的精度等级为 9-9-8CD。伞齿轮侧隙为 0.074-0.299.42.4 加工工艺性加工工艺是非常重要的，它指导操作者将原材料或者半成品变为可以交易的成品，加工工艺的好坏可以决定一个产品的质量，影响到产品的生产效率和成本的预算。所以是很必要提高工艺性的。此零件的技术要求不高，用车床、镗床、铣床、插齿机就可以加工出来。伞齿轮的精度要求为 9-9-8，而且表面粗糙度也要求不高，是一个较好加工的零件。如需要大批量的生产，可以使用数控中心加工。