機械制造技術(shù)課程設(shè)計-圓柱齒輪工藝規(guī)程及銑端面夾具設(shè)計

設(shè)計說明書題目：圓柱齒輪的工藝規(guī)程及銑端面夾具設(shè)計全套設(shè)計圖紙加V信153893706或扣3346389411摘要圓柱齒輪加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。AbstractLocksleeveprocessingtechnologyrulesandfixturedesignisincludingpartsprocessingprocessdesign,processdesignandspecialfixturedesignofthreeparts.Intheprocessdesign,weshouldfirstanalyzetheparts,understandtheprocessofthepartsandthendesignthestructureoftheblank,andchoosetheprocessingbenchmarkoftheparts,anddesigntheprocessrouteoftheparts;Thenthepartsofeachstepoftheprocesssizecalculation,thekeyistodeterminetheprocessofeachprocessequipmentandcuttingamount;Thencarryonthespecialfixturedesign,choosetodesigneachcomponentofthefixture,suchaspositioningcomponents,clampingcomponents,guidecomponents,clampspecificandmachinetoolconnectingcomponentsandothercomponents;Calculatethepositioningerrorofthefixture,analyzetherationalityanddeficiencyofthefixturestructure,andpayattentiontotheimprovementinthefuturedesign.Keywords:technology,workingprocedure,cuttingamount,clamping,positioning,error.目錄13361序言 121111一零件的分析 2259551.1零件的作用 287201.2零件的工藝分析 24009二.工藝規(guī)程設(shè)計 341452.1確定毛坯的制造形式 3220342.2基面的選擇 39472.3制定工藝路線 5153502.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7212232.5確定切削用量及基本工時 71366三夾具設(shè)計 1594663.1問題的提出 1528563.2定位基準的選擇 1529403.3切削力和夾緊力的計算 16110903.4定位誤差分析 16320133.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 1630998總結(jié) 1825211致謝 1914908參考文獻 20序言圓柱齒輪的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是完成機床夾具設(shè)計,機械制圖、機械制造、機械設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計、夾具設(shè)計是下一個課程教學(xué)后的一個重要環(huán)節(jié),機床夾具設(shè)計是學(xué)習(xí)產(chǎn)品零部件的加工生產(chǎn)的需求定位,夾緊,所以要考慮如何合理,如何高效,而且他還需要我們熟悉產(chǎn)品從毛坯到零件的路線安排,整個過程和毛坯確定的大小如何計算,根據(jù)學(xué)到的知識這些材料設(shè)計用于滿足零件的特點和需要特殊夾具,根據(jù)不同零件的不同設(shè)計不同的工序,確保加工的零件加工質(zhì)量和加工效率。這個設(shè)計包含一個概括和總結(jié)的知識學(xué)會了在過去的兩年里,包括CAD圖紙,機械設(shè)計和制造基地,夾具設(shè)計課程和其他的再學(xué)習(xí)和總結(jié),這是一個有意義的設(shè)計。也許在這個設(shè)計,也許是因為我們只有理論知識,一些地方但不親自實踐,知識和技能不可避免的一些不足,但是通過畢業(yè)設(shè)計也讓我學(xué)到很多以前沒有學(xué)到的知識,讓我知道如何處理當(dāng)面對困難時,如何解決。這個設(shè)計讓我知道自己的缺點,而是因為這只讓我學(xué)習(xí)課本以外的知識,讓我知道如何處理如何克服困難。一零件的分析1.1零件的作用圓柱齒輪的作用主要起固定連接作用。1.2零件的工藝分析圓柱齒輪這個零件從零件圖上可以看出，它一共有四組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下：1.以兩端為中心的加工表面這一組的加工表面包括：兩端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面為兩端中心孔，這要是因為中心孔的圓柱齒輪線要用作后面加工的定位和工序基準。2.以外圓面為中心的加工表面這一組的加工表面包括：圓柱齒輪小端面、底面4孔。其中主要加工表面為圓柱齒輪小端面、底面4孔，這是用來連接聯(lián)圓柱齒輪器的。二.工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式確定坯料包括坯料類型的選擇及其制造方法。毛坯類型有鑄造、鍛造、沖壓、沖壓、焊接、熱處理、切割、型材、板材等。確定毛坯時應(yīng)考慮以下因素：1）零件的材料和機械性能。當(dāng)零件的材料被選擇，粗略的材料的類型大致定義。鑄造毛坯適用于復(fù)雜形狀零件的毛坯。鍛件毛坯適用于簡單形狀零件的毛坯。型材適用于圓柱齒輪類零件毛坯，適用于板類零件毛坯的焊接。2）零件的形狀和尺寸。坯料的形狀和尺寸應(yīng)盡可能接近零件的形狀和尺寸，以減少機械加工3）生產(chǎn)類型。對于大批量生產(chǎn)，應(yīng)選擇毛坯制造方法的高密度，減少機械加工以降低材料，也要考慮現(xiàn)有的毛坯的制造水平和設(shè)備能力，減少毛坯的制造成本高，可以用材料的消耗，降低加工成本的補償。如鑄件應(yīng)采用金屬模具、機床造型或精密鑄造；鍛造時應(yīng)采用模鍛、冷軋和冷拉型材。小批量生產(chǎn)應(yīng)采用手工木?；蜃杂慑?。4）生產(chǎn)條件。確定毛坯必須結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)條件和水平，當(dāng)條件時，應(yīng)積極組織區(qū)域?qū)I(yè)化生產(chǎn)，統(tǒng)一供應(yīng)毛坯。5）充分考慮采用新技術(shù)、新技術(shù)、新材料的可能性。目前，粗加工的新技術(shù)、新工藝、新材料發(fā)展迅速。例如，投資鑄造，精密鍛造，冷軋，冷擠壓，粉末冶金和工程塑料越來越多地用于機械。應(yīng)用這些方法可以大大減少加工量，降低成本。圓柱齒輪的材料45的可鍛性好，因此可用鍛造的方法因為是成批生產(chǎn)，采用模鍛的方法生產(chǎn)鍛件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。2.2基面的選擇粗基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取端面和外圓作為定位基準。精基準的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準重合”原則應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3）“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準應(yīng)能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經(jīng)加工好的孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復(fù)。2.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。制定以下工藝方案：2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鍛造可直接獲得。圓柱齒輪的端面和側(cè)面由于圓柱齒輪端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。3、圓柱齒輪的孔毛坯為實心，鍛造外形和內(nèi)腔。參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為2mm2.5確定切削用量及基本工時工序：銑端面1.選擇刀具刀具選取高速鋼銑刀，D63mm銑刀,，，，。2.決定銑削用量決定銑削深度因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則決定每次進給量及切削速度根據(jù)X515型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?300當(dāng)＝1300r/min時按機床標準選取計算工時切削工時：，，則機動工時為三夾具設(shè)計3.1原材料的選擇針對圓柱齒輪夾具的實際情況，本夾具主要是針對于其端面的進行精加工表面粗糙度的精度要求。在此過程中，定位基準的確定是保證整個裝夾乃至于加工過程準確性的重要指標，于此同時，我們要應(yīng)該在設(shè)計夾具是把勞動生產(chǎn)率的提高和勞動成本的降低作為重要因素來綜合設(shè)計整套銑夾具。3.2定位基準的確定從圓柱齒輪的零件圖分析可知：本次銑加工是在零件進行熱加工處理之后進行的，其表面的粗糙度要求是Ra=3.2，并不是非常高，因此采用工件的底面作為銑加工面為定位基準，側(cè)面圓弧作為固定基準。在裝夾定位是，最佳的方案具體方法如下：將工件以底面圓為固定基準，通過側(cè)面V塊圓弧定位。對刀塊固定板做成L型固定式，加工工件，旋轉(zhuǎn)工作臺分度定位，達到限制自由度的效果。此結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。在夾具的設(shè)計上，除了底座和對刀塊固定板以外，盡可能地使用標準零件，簡化設(shè)計，節(jié)約在夾具的設(shè)計上的成本，同時達到更好的效果。3.3切削力及夾緊分析計算由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：切削力公式：式（2.17）式中查表得：即：實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表可得：所以由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。取，，螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：：式中參數(shù)由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》可查得：其中：由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：原動力計算公式：由上述計算易得：因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的?？梢姡渲械膴A緊力的數(shù)值并不是十分的大，可以達到預(yù)想的效果，因為采用單個的壓緊機構(gòu)與平面共同實現(xiàn)對于工件的壓緊這一方案是可行的。具體夾具結(jié)構(gòu)如下圖：總結(jié)這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等；也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識；以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。回顧起此次設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！致謝這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的