1、 1本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目：圆柱齿轮零件机械加工工艺及工艺装备设计学 院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师 提交日期 2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： 2015 年 6 月 5 日3毕业设计任务书设计题目：圆柱齿轮零件机械加工工艺及工艺装备设计1课题意义及目标所给定的圆柱齿轮零件是 CA6140 车床主轴箱中运动输入轴 I 轴上的一个离合器齿轮。通过本次毕业设计学生应该深入了解车床圆柱齿轮零件的结构、功用和工作原理。综合运用所学过的基础理论知
2、识，编制齿轮零件机械加工工艺规程、工艺装备设计及绘制工艺装备结构图等内容，为学生在毕业后从事机械方面工作打好基础。2主要任务（1）编制齿轮零件机械加工工艺规程；（2）齿轮零件机械加工工艺装备设计；（3）绘制工艺装备结构图；（4）编写设计说明书。3主要参考资料1 王先逵. 机械制造工艺学. 北京机械工业出版社 1997.102 孟少农. 机械加工工艺手册. 北京机械工业出版社 19913 晋其纯 张绣珍. 机床夹具设计. 北京大学出版社. 4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献，完成开题报告。 2014.12.10 至 2014.12.302 编制齿轮零件机械加工工艺规程，工艺装备
3、设计2014.12.31 至 2015.03.313 绘制工艺装备结构图 2015.04.01 至 2015.05.104 编写设计说明书 2015.05.11 至 2015.05.315 提交及修改设计说明书，答辩 2015.06.01 至 2015.06.18审核人： 年 月 日4圆柱齿轮零件机械加工工艺及工艺装备设计摘 要：通过对齿轮零件几何形状、尺寸精度及位置精度等进行分析，制定其机械加工工艺规程，同时为了正确的保证加工表面相对其它表面的尺寸和位置精度，通过对定位、夹紧等装置的慎重选择，设计了钻孔夹具和铣槽夹具。本设计力求正确、简单、实用。关键词：齿轮，工艺规程，钻孔夹具，铣槽夹具。C
4、ylindrical gear parts machining technology and process equipment design Abstract：Through parts of gear geometry shape and dimension precision and position accuracy is analyzed, make the machining process procedures. At the same time, in order to correctly to ensure precision machining surface relati
5、ve to the size and location of the other surface, through the careful choice of the positioning and clamping device, design the drilling jig and slot milling fixture. This design makes every effort to correct, simple and practical.Keywords: Gear,process planning,drilling fixture,milling fixture.5目 录
6、1 前言.72 零件的工艺分析及生产类型的确定.9 2.1 零件的作用.92.2 零件的工艺性.92.2.1 主要技术要求.92.2.2 加工表面的尺寸及要求.92.3 零件的生产类型.102.4 绘制毛坯图.113 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯.123.1 选择毛坯.123.2 确定机械加工余量.123.3 确定毛坯尺寸.123.4 确定毛坯尺寸公差.134 选择加工方法，制定工艺路线.154.1 定位基准的选择 .15 4.1.1 精基准的选择.154.1.2 粗基准的选择.154.2 零件表面加工方法的选择.154.3 制订工艺路线.164.3.1 工艺路线方案一.174.3.2 工
7、艺路线方案二.175 工序设计.195.1 选择加工设备与工艺装备.195.1.1 根据不同的工序选择机床、刀具、检验量具。.195.1.2 机床选择.195.1.3 刀具的选择.2065.1.4 量具的选择.205.2 确定工序尺寸.206 确定切削用量及基本时间.226.1 工序切削用量及基本时间的确定.226.1.1 工序切削用量及基本时间的确定.226.1.2 工序切削用量及基本时间的确定.236.2 工序第、第、第、第切削用量及基本时间的确定.247 夹具设计.257.1 钻 通孔专用夹具.2547.1.1 设计主旨.257.1.2 夹具设计.257.2 铣 21x22mm 槽口的专
8、用夹具.277.2.1 夹具的定位方案.277.2.2 夹紧机构.277.2.3 误差分析.277.2.4 夹紧力的计算.288 结论.299 参考文献 .3010 致 谢.3171 前言本次设计的主要目的是要得到以下几方面的锻炼：1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、
9、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。能够顺利的完成这次毕业设计，首先得助于王老师的悉心指导。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在努力下，通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使我对
10、所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢 王老师的细心指导，感谢其他同学的热心帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不断提高自己。随着科学技术的发展，各料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向高质量、高生产率和低成本方向发展。电火花、电解、超声波、种新材激光、电子束和离子束加工等工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。8数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发
11、展，大大推进了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。目前，数控机床的工艺功能已由加工循环控制、加工中心，发展到适应控制。加工循环控制虽可以实现每个加工工序的自动化，但不同的工序中刀具的更换及工件的重新装夹，仍须人工来完成。加工中心是一种高度自动化的多工序机床，能自动完成刀具的更换，工件的转位和定位，主轴和进给量的变换等，使工件在机床上只安装一次就能完成全部加工。因此，他可以显著缩短辅助时间，提高生产率，改善劳动条件，适应控制数控机床是一种具有“随机应变”功能的机床，他能在加工中，根据切削条件的变化，自动调整切削条件，是机床保持最佳状态下进行加工，因而有效提高加工效率，扩大品
12、种，更好的保证了加工质量，并达到最大的经济效率。夹具的发展趋势工艺装备的设计、制造、使用和管理，体现着一个企业的工艺技术水平，夹具设计与制造又是制造环境中的生产准备周期时间和加工成本的重要因素，工装设计水平的高低，很大程度上反映出企业制造能力的高低。夹具设计与制造是机电产品设计与制造的一项重要步骤，传统的夹具设计制造时需大量的工时消耗和金属材料的消耗。目前，基于特征参数化技术已在机电产品设计与制造的各个阶段得到广泛的应用，夹具设计也必须向标准化、系统化、参数化方向发展。而且，为了适应我国加入 WTO 后机电产品的创新能力和尽快机电产品设计制造的全程仿真，快速组合夹具的发展正是适应了这种要求。夹
13、具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。本说明书主要是关于 CA6140 车床齿轮的有关工艺规程的设计说明,由于本人能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正。92 零件的工艺分析及生产类型的确定2.1 零件的作用所给定的零件是 CA6140 车床主轴箱中运动输入轴轴上的一个离合器齿轮。它位于轴上，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器。主运动传动链由电机经过带轮传动副 130 mm/230 mm 传至主轴箱中的轴。在轴上装有双向多片摩擦
14、离合器 M1，使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器左部的摩擦片时，轴的运动经齿轮副 56/38 或 51/43 传给轴，使轴获得 2 种转速。压紧右部摩擦片时，经齿轮 50、轴上的空套齿轮 34 传给轴上的固定齿轮 30。这时轴至轴间多一个中间齿轮 34，故轴的转向相反，反转转速只有 1 种。当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧，轴运动不能传至轴，主轴停转。此零件借助两个滚动轴承空套在轴上，只有当装在轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，轴才能带动该齿轮转动。该零件68K7 mm 的孔与两个滚动轴承的外圈相配合，71 mm 沟槽为弹簧挡圈卡槽，94 mm 的孔容纳内、外摩擦
15、片，421 mm 槽口与外摩擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动，51.5 mm 沟槽和 45 mm 的孔用于通入冷却润滑油。2.2 零件的工艺性2.2.1 主要技术要求：零件图上的主要技术要求为：模数： 2.25齿数： 50精度: 7-6-6-FL JB179-83 热处理： 齿部 G52 102.2.2 加工表面的尺寸及要求：(1) 左端 68K7 外圆表面精度等级为 IT7，表面粗糙度为 Ra0.8。并且槽相对 68K7 孔的轴线成 90 度均匀分布。(2) 21 mm 宽槽口相对 68K7 孔的轴线成 90均匀分布，其径向设计基准是 68K7 mm 孔的轴线，轴向设计基准是 106.5
16、 mm 外圆柱的左端平面。(3) 4 5 mm 孔在 51.5 mm 沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为 3 mm，圆锥角度为 90 度。4 个 5 mm 孔分别与 21mm 槽宽错开 45 度均匀分布。(4) 由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要精确地保证上述要求比较困难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。(5) 90 外圆表面精度等级为 IT14，表面粗糙度为 Ra3.2。(6) 左端外圆表面 106.5 精度等级为 IT12，表面粗糙度为 Ra6.3。4.0(7) 94 外圆表面精度等级为 IT14，表面粗糙度为 Ra6.3。(8) 71 内孔槽 内圆表面精度等级为 IT11，表面粗糙度为 Ra3.2。(9) 117h11 龄轮外圆表面 IT11 Ra3.2，齿面 Ra11,齿部热处理 G52.(10) 右端面 Ra3.2，左端面 Ra6.3。(11) 倒（圆）角。2.3 零件的生产类型零件材料是 45 钢，零件年产量 5000 件已经是大批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内圆需要铸造出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。
