空心齿轮轴的工艺规程及铣左端槽的工装夹具设计

毕业设计说明书题目：空心齿轮轴的工艺规程及铣左端槽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。空心齿轮轴加工工艺规程及其铣左端槽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，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。ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal­cutting 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…………………………………………2二.工艺规程设计…………………………………………………32.1确定毛坯的制造形式……………………………………32.2基面的选择传……………………………………………42.3制定工艺路线……………………………………………42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………6 2.5确定切削用量及基本工时………………………………7三夹具设计……………………………………………………20 3.1问题的提出………………………………………………120 3.2定位基准的选择…………………………………………20 3.3切削力及夹紧力计算……………………………………20 3.4定位误差分析……………………………………………21 3.5定向键和对刀装置设计…………………………………21 3.6夹具设计及操作简要说明………………………………23 总结………………………………………………………………26致谢………………………………………………………………27参考文献…………………………………………………………28第 1 页共 28页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。空心齿轮轴的加工工艺规程及其铣右端齿轮轴的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。第 2 页共 28页一、零件的分析1.1零件的作用作用待查1.2零件的工艺分析从空心齿轮的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下：1.以Ø20mm外圆为中心的加工面这一组加工面包括：两端Ø20mm，Ø25mm的外圆，Ø30mm的外圆及齿轮的外圆2.左右两端槽及齿轮这一组加工面包括：铣右端键槽，铣左端槽及滚齿其中滚齿和基准A和基准B端面跳动公差0.018mm第 3 页共 28页二.工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为45，零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用锻造，锻造精度为2级，能保证锻件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。毛坯的设计空心齿轮轴零件材料为45，硬度选用55～58HRC，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用锻造，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：1.两端Ø20的外圆面查《机械制造工艺与机床夹具设计指导》，表3-2得单边余量Z=1.5mm2.两个Ø25的外圆面查《机械制造工艺与机床夹具设计指导》，表3-2得，单边余量Z=1.5mm3.Ø30的外圆面查《机械制造工艺与机床夹具设计指导》，表3-2得，单边余量Z=1.5mm4.Ø39的外圆面（及齿轮的齿顶圆所在面）查《机械制造工艺与机床夹具设计指导》，表3-2得，单边余量Z=1.5mm5.两端Ø10mm的内孔查《机械制造工艺与机床夹具设计指导》，表4-3得，单边余量Z=1.0mm6.左右两端槽在此处，因为加工的槽不是很大，所以可以不必留余量。因其它表面均为不加工表面，而且锻造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和第 4 页共 28页尺寸见图.2“空心齿轮轴”零件毛坯简图。2.2基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，空心齿轮轴比较规则，所以粗基准比较容易选择。选择右端Φ20外圆面作为粗基准。（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。工件被三爪卡盘夹紧，限制六个自由度，实现完全定位对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。第 5 页共 28页方案一工序Ⅰ：锻造。工序Ⅱ：表面渗碳0.6mm，淬火55～58HRC工序Ⅲ：粗车，半精车左端Φ20外圆及Φ10内孔工序Ⅳ：粗车，半精车右端Φ20、Φ25、Φ30、Φ39等的外圆，及Φ10的内孔工序Ⅴ：铣右端键槽工序Ⅵ：铣左端槽工序Ⅶ：精车左端Φ20外圆，车M20X1.5-6g的螺纹工序Ⅷ：精车右端Φ20、Φ25、Φ30等外圆工序Ⅸ：滚齿工序X：终检，入库。方案二工序Ⅰ：锻造。工序Ⅱ：表面渗碳0.6mm，淬火55～58HRC工序Ⅲ：粗车，半精车左端Φ20外圆及Φ10内孔工序Ⅳ：粗车，半精车右端Φ20、Φ25、Φ30、Φ39等的外圆，及Φ10的内孔工序Ⅴ：精车左端Φ20外圆，车M20X1.5-6g的螺纹工序Ⅵ：精车右端Φ20、Φ25、Φ30等外圆工序Ⅶ：铣右端键槽工序Ⅷ：铣左端槽工序Ⅸ：滚齿工序X：终检，入库。上述两种方案看起来大体合理，不过仔细一看都有不足之处。第一个方案先是进行粗加工和半精加工，然后铣槽，再进行精加工；而方案二则是粗加工，半精加工之后，接着就精加工，然后铣槽，这样的话，工件表面的精度有可能在后面的加工过程被破坏，所以方案一相对比较合理，把精加工放到后面。具体的加工路线如下第 6 页共 28页工序Ⅰ：锻造。工序Ⅱ：表面渗碳0.6mm，淬火55～58HRC工序Ⅲ：粗车，半精车左端Φ20外圆及Φ10内孔工序Ⅳ：粗车，半精车右端Φ20、Φ25、Φ30、Φ39等的外圆，及Φ10的内孔工序Ⅴ：铣右端键槽工序Ⅵ：铣左端槽工序Ⅶ：精车左端Φ20外圆，车M20X1.5-6g的螺纹工序Ⅷ：精车右端Φ20、Φ25、Φ30等外圆工序Ⅸ：滚齿工序X：终检，入库。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下：1.两端Ø20的外圆面查《机械制造工艺与机床夹具设计指导》，表3-2得单边余量Z=1.5mm2.两个Ø25的外圆面查