齒輪軸的加工工藝設(shè)計(jì)

1、西南科技大學(xué)機(jī)械制造與自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）齒輪軸的加工工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院：四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院系 部：飛行器制造系班 級：G11飛行器制造工藝套讀班學(xué)生姓名：準(zhǔn)考證號：指導(dǎo)教師（簽名）：成績：畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué) 完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課 以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是由我們大學(xué)三年學(xué)習(xí)課 程的綜合分析 而做出的設(shè)計(jì)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練， 是我們用實(shí)際與理論的結(jié)合，因此，它是我們在社會上實(shí)習(xí)所 做出的一份對大學(xué)三年的答 卷。這次設(shè)計(jì)的是齒輪軸，有零件圖、毛坯圖、裝配圖、夾 具裝配圖各一張，機(jī)械加工零件工藝卡一張，設(shè)計(jì)說明書一 份。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是齒輪軸。首先

2、 必須要了解齒輪軸的作用，接下來根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖 上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。然后我 們再根據(jù)定位 基準(zhǔn)先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)，最后擬定 主動齒輪的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具 裝配圖，夾具體零件圖。這就是我設(shè)計(jì)的基本過程。齒輪軸是機(jī)械傳動 中的最主要部件，一般是電機(jī)通過帶 傳動在大小齒輪間傳遞力矩以及調(diào)整好轉(zhuǎn)速最后達(dá)到所需要 的轉(zhuǎn)速。各齒輪間相 互齒合相互傳遞力矩，齒輪與筒體 把合， 齒輪的精度決定傳遞的準(zhǔn)確性，而齒輪的熱處理工藝一加工II工藝決定了齒輪的使用的壽命和承載的最大力矩。齒輪傳動 很早以前就出現(xiàn)了，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了一系列的 齒輪

3、傳動形式，并形成了相應(yīng)的齒輪嚙合理論、設(shè)計(jì)、加工 方法，這些工作都豐富和發(fā)展了齒輪傳動理論體系。齒輪是機(jī)械行業(yè)量大面廣的基礎(chǔ)件，廣泛應(yīng)用于機(jī)床， 汽車，摩托車，農(nóng)機(jī)，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，航空，兵器， 工具等領(lǐng)域，而且對加工精度，效率和柔性提出的要求越來 越高。目前在國內(nèi)絕大部分仍采用普通機(jī)床加工齒輪，精度 很難提高。近幾年，我國齒輪加工技術(shù)在發(fā)展的過程中取得 了一定的進(jìn)，但是總體還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與西方發(fā)達(dá)國家，很多東 西都在格里森 齒輪等基礎(chǔ)上發(fā)展過來的。隨著 科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，齒輪加工技術(shù)必定會朝著數(shù)控化、智能化、高速化、集 成化、環(huán)?；姆较虬l(fā)展。IIIAbstractAfter the mac

4、hine manufacture technology curriculum project was we studies universitys complete basic course, the technical basic course as well as the majority of professional courses, carried on. This is we before carrying on the graduation project to studies various curricula a thorough comprehensive total re

5、view, is also a apply theory to reality training, therefore, it holds the important status in we four year university life.What this design is a driving gear , has the detail drawing, the semifinished materials chart, assembly drawing each, the machine-finishing technological process card and with d

6、esigns the jig to correspond that working procedure operation card each. First we must be familiar with the components, the components which the topic gives are the driving gear . Understands driving gear s function, then on basis components nature and detail drawing various end surfaces roughness d

7、etermination semifinished materials size and machining allowance. Then we determine the fine datum first again according to the localization datum, latter determines the thick datum, finally draws up driving gears craft road map, works out this work piece clamp plan, draws the jig assembly drawing.T

8、his is the unit process which I design.IV目錄 TOC o 1-5 h z 摘 要IAbstract III. 零件的分析1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 零件的作用1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 零件的工藝分析1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 審核齒輪軸的工藝性1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 確定生產(chǎn)類型2 HYPERLINK l bo

9、okmark18 o Current Document .確定毛坯并繪制毛坯簡圖2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 確定毛坯種類2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 確定毛坯的尺寸公差和加工余量2公差等級2件質(zhì)量2鍛件的材質(zhì)系數(shù)2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document .制定工藝路線3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 定位基準(zhǔn)的確定3粗基準(zhǔn)的選擇： 4精基準(zhǔn)的選擇：4 HYPERLINK l bo

10、okmark28 o Current Document 表面加工方法的確定4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 工序的集中與分散5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 工序順序的安排5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 確定工藝路線5 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document .夾具的設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 問題的提出7 HYPERLINK

11、 l bookmark40 o Current Document 夾具的設(shè)計(jì)7定位基準(zhǔn)的選擇7.定位誤差 的分析7 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 小結(jié)：8參考文獻(xiàn)：91零件的分析零件的作用題目給定的零件是齒輪軸。齒輪軸通過連接兩個零件，起到連接、 支撐傳遞動力等一系列作用，在工作中，由于受到彎應(yīng)力和沖擊載荷, 因此該零件應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度及韌性。以適應(yīng)其工作環(huán)境變化。 （參考文獻(xiàn)1）零件的工藝分析零件的工藝分析就是通過對零件圖紙的分析研究，判斷該零件的 結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求是否合理，是否符合工藝性要求。（1）：審查零件圖紙 通過對該零件圖的重

12、新繪制，知原圖樣的 視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。（2）:零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件比較簡單，沒有較復(fù)雜的 結(jié)構(gòu)和較高的加工要求。主要的加工有各個外圓表面、端面的車削、 磨削等。各個待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。零件的材料為45#鋼，可鍛鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，。 該主動齒輪結(jié)構(gòu)比較簡單，屬典型的軸類零件，為實(shí)現(xiàn)其連接與傳遞 動力的功能，加工精度要求較高。為保證其技術(shù)要求，增加耐磨性， 對零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，HBS179-229 。（參考文獻(xiàn)5, 6）審核齒輪軸的工藝性該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加 工，通過車削的粗加工，半精加工，精加

13、工等就可以達(dá)到加工要求； 而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件 下，采用磨削的方法加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。（參考文獻(xiàn)5, 6）確定生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知：Q=8000臺/年，齒輪軸重量為0.8kg,齒輪軸屬 輕型零件。m=1件/臺，備品率a=3%,廢品率b=0.5%。代入公式 N=Qm(1+a)*(1+b), 求得N=8281.2 件/年。查表得 知該主動齒輪 的生產(chǎn) 類型為大批生產(chǎn)。(參考文獻(xiàn)7)2.確定毛坯并繪制毛坯簡圖確定毛坯種類零件材料45#鋼，考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊 性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工

14、作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，且生產(chǎn) 類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和鍛件精度，選用模鍛方法制造毛 坯。(參考文獻(xiàn)10)確定毛坯的尺寸公差和加工余量公差等級由于主動齒輪的功用和技術(shù)要求，可以確定該零件的公差等級為 普通級。鍛件質(zhì)量已知機(jī)械加工后齒輪軸的重量為0.8kg,由此可初步估計(jì)機(jī)械加 工前鑄件毛坯的重量為1kg。鍛件的材質(zhì)系數(shù)由于該主動齒輪材料為45#鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M(fèi)1級0齒輪軸鍛造毛坯尺寸公差及加工余量鑄造重量 /kg包容體重量/kg形狀復(fù)雜系 數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級0.81S2M1普通級項(xiàng)目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸

15、公差/mm備注直徑201.5-2.01.2表 2-11直徑351.5-2.01.4表 2-11直徑401.5-2.01.4表 2-11直徑601.5-2.01.6表 2-11長度2881.5-2.01.6表 2-113制定工藝路線定位基準(zhǔn)的確定定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定粗基準(zhǔn)，然后再確 定精基準(zhǔn)3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇：為了保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，則應(yīng)以不加工 表面作為定位基準(zhǔn)。若工件上有多個不加工表面，應(yīng)選其中與加工表 面位置精度要求高的表面為粗基準(zhǔn)。為保證工件某重要表面的余量均 勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口， 冒口或其他缺陷的表面

16、為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。粗基準(zhǔn) 一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)該盡量避免重復(fù)使用。在齒輪軸的 加工中，首先選用左端面為粗基準(zhǔn)，對右端面及內(nèi)圓小40進(jìn)行粗加工， 保總長231mm,留出后面半精加工余量。3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇：應(yīng)滿足基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一，自為基準(zhǔn)，互為基準(zhǔn)等原則。所選 的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。本零件是軸類的零件，軸是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合 而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選軸為定位基準(zhǔn)。在加工中，選擇小20外圓為加緊 定位基準(zhǔn)，并對鍵槽精加工。表面加工方法的確定本零件的毛坯為鍛件，待加工面有端面，鍵槽，螺紋等。材料為 45#鋼.公差等級及粗糙

17、度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：(1)端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無 需去除材料。待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，經(jīng)車削即 可獲得。(2)鍵槽 本零件主要加工鍵槽，銃鍵槽(3)外圓 主動齒輪上有較多的外圓，根據(jù)不同的公差等級及 粗糙度要求，選擇粗車，半精車，精車等加工方法，保證不同的技術(shù) 要求。(4)螺紋對螺紋的加工需要專用的螺紋車刀工序的集中與分散選用工序集中原則安排連接軸的加工工序。該主動齒輪的生產(chǎn)類 型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn) 率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助 時間，而且由于與一次裝夾中加

18、工了許多表面，有利于保證各種加工 表面之間的相對位置精度要求。工序順序的安排(1)遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)一一首先加工軸 的右端面，保其總長，后車外圓。(2)遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工 序。(3)遵循“先主后次”原則，先加工主要表面各外圓表面及錐面，后加工次要表面螺紋的車削。確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了齒輪軸的 工藝路線，如下：工 序 號工序名稱工序內(nèi)容設(shè) 備工藝裝備1下料鋸棒料小65長233鋸床鋸片卡尺2車車端面?？傞L231 ,粗車大外圓665車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤3車車端面?？傞L289 ,辦精車大外圓小6

19、2車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤4車車端面?？傞L288.5，精車大外圓660車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤5車車端面?？傞L288,粗車倆端內(nèi)圓小45車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤6車精車倆端內(nèi)圓小40車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤7車粗車倆端次內(nèi)圓6 37,保內(nèi)圓長8車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤8車精車倆端次內(nèi)圓6 35車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤9車粗車右端次外圓6 33,保次內(nèi)圓長28車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤10車精車右端次外圓6 30車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤11車粗車右端外圓(1)25,保次外圓長43車床CA6140車刀、卡

20、尺、三爪卡盤12車精車右端外圓小20 ,保長53車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤13車車螺紋車床CA6140車刀、卡尺、三爪卡盤14銃銃鍵槽銃床專用夾具、卡尺、銃刀15磨磨至圖樣尺寸磨床頂裝、砂輪、卡尺16檢驗(yàn)塞規(guī)、百分表、卡尺等1：切削用量 銃鍵槽 立式銃床：X5012 ,專用夾具。(1 )背吃刀量確定i= h/ ap通常i=1 即一次銃削到規(guī)定深度 ap=h=3.5mm(2)進(jìn)給量確定 由表5-7按機(jī)床功率為1.5kw ,工件-夾具系統(tǒng)剛 度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量為0.04(3)銃削速度的計(jì)算 由表5-9按鑲齒銃刀d/z=80/10 的條件選取，銃削速度v可取44.9m/

21、min 。有公式5-1n=1000v/ tt d可求得該工序銃刀轉(zhuǎn)速，n=178.65r/min ，參照表4-15所列X5012型立式銃床的主軸轉(zhuǎn)速，取主軸轉(zhuǎn)速n=188r/min 再代入公式5-1 ,可求該工序?qū)嶋H銃削速度v=47.22m/min2:基本時間 查設(shè)計(jì)指南表2-26Tj=【(l + l l+l 2)*i /f mzLi=0.5d+ (12) l 2=1-3有上述公式可得：tj=62.5s4.夾具的設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì) 專用夾具。設(shè)計(jì)工序銃鍵槽專用夾具。本夾具將用于立式銃床X5012問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，

22、需要設(shè)計(jì) 專用夾具經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銃鍵槽工序的專用夾具。本 夾具將用于立式銃床X5012 ,來對工件進(jìn)行加工。本夾具主要用來鍵槽的加工，所以主要應(yīng)該考慮，鍵槽的精度， 勞動生產(chǎn)率，勞動強(qiáng)度等。夾具的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇工件以左端面及(|)20mm圓柱為定位基準(zhǔn)，采用3組V型塊組成 的定位方案。V型塊限制六個自由度，達(dá)到完全定位的目的。當(dāng)六個自 由度都被限制時，稱為完全定位。在夾緊方面，用螺釘與夾具體的作 用來控制夾緊力的大小。.定位誤差的分析由于V型塊的作用，軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸 向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差， 故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合

23、度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾8具的制造精度和安裝精度。（參考文獻(xiàn)2, 3, 4）小結(jié)：為期三周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我在老 師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造基礎(chǔ)課 程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng) 化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī) 程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、 機(jī)床選用等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu) 及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。經(jīng)過這三個星期的設(shè)計(jì)，我們基本掌握了零件的加工過程分析及 工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，學(xué)會了查找相關(guān)手冊、 說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等?？傊?，這次設(shè)計(jì)使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問 題等