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1、:利布N卑7兔2012届毕业设计（论文）中间轴齿轮的加工工艺及及车床夹具设计系、部：机械工程学院学生姓名：刘伟指导教师：隆文革职称：副教授专业：机械制造与自动化班级：机制0901班学号：09200230117号2012年5月在机械设计中，采用各种机械加工方法将毛坯加工成零件，再将这些零件装配成机器。其中使各种材料、半成品成为产品的方法和过程，则称为工艺。本次毕业设计的课题是中间轴齿轮加工工艺，主要内容如下：首先，进行零件的分析，主要是零件作用的分析和工艺分析。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订两
2、种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。通过以上的概述，整个设计基本完成。1 ,设计任务42 .零件图分析52.1 X零件的功用52.2 、零件功用分析53 .确定毛坯63.1 确定毛坯制造方法63.2 确定总余量63.3 绘制毛坯图74 .制定零件工艺规程84.1 选择表面加工方法84.2
3、 选择定位基准124.3 拟定零件加工工艺路线124.4 选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具134.5 填写工艺过程卡片164.6 机械加工工序设计174.7 机械加工工序设计（续）215 .夹具设计305.1 功能分析与夹具总体结构设计305.2 夹具设计计算305.3 夹具制造与操作说明326 .小结33参考文献34致谢35设计中间轴齿轮零件（图1）机械加工工艺规程及某一重要工序的夹具。年产5000件r-i5iwraI芈0,t5间技术要求1.海碳淬火RRC58-621.tnaoP6Krt(5.1|!BEEaai图SoT中间轴齿轮2.零件图分析2.1、 零件的功用本零件为拖拉机变速箱
4、中倒速中间轴齿轮，其功用是传递动力和改变输出轴运动方向。2.2、 零件工艺分析本零件为回转体零件，其最主要加工面是662H7孔和齿面，且两者有较高的同轴度要求，是加工工艺需要重点考虑的问题。其次两轮毂端面由于装配要求,对662H7孔有端面跳动要求。最后，两齿圈端面在滚齿时要作为定位基准使用,故对62H7孔也有端面跳动要求。这些在安排加工工艺时也需给予注意。3确定毛坯3.1、 确定毛坯制造方法本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承受较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故毛坯应选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断。又由于年产量为5000件，达到了批量生产的水平，且零件形状较简单，尺寸也不大，故
5、应采用模锻。3.2、 确定总余量由表ST确定直径上总余量为6mm,高度（轴向）方向上总余量为5m.表S-I凸肩齿轮微件的机械加工余量及公差。Zl6-59）J锻件高度 HWloO101150151200201250余量a、b与公差D OnQababababW505 +1.L55+1 “5625+1-o72628+2.37251 100525+1-1.672628+2-3729+%8+2-310116072628+2_3729+38+2-310+39+2_316125010+39+%11+3-IO+2-3锻件直径D3.3、 绘制毛坯图（图2）4、制定零件工艺规程4.1、 选择表面加工方法1)662
6、H7孔参考表S-7表S-7租车外圆和端面时的进给量(硬质合金车刀和高速钢车刀)车刀刀杆尺寸BH(mm)工件直径切削深度ap(mm)加工材料358(mm)进给量f(mmr)200.3-0.4400.40.50.30.416X25600.50.70.40.50305碳素结构钢和合金结构钢1000.60.90.50.7050.64000.81.20.71.00.60.8200.3y,0.420X30400.40.50.30.460060.70.50.70.4-0.625X251000.81.00.7U90.50.76001.21.41.01.20.81.0400.40.516X25600.C0.80
7、50.80.40.61000.8L20.71.00.60.8铸铁4001.01.41.01.20.81.0400.40.520X30600.6-0.90.50.8CI.40.725X25100OAL30.81.20.71.06001.21.81.21.61.01.3注：1.加工断续表面及有冲击加工时，表面内进给量应乘以系数075-0.85；2.加工耐热钢及其合金时，不采用大于IommZr的进给量；3.在无外皮加工时，表内迸给量应乘以系数Ll考虑：生产批量较大，应采用高效加工方法；零件热处理会引起较大变形,为保证462H7孔的精度及齿面对462H7孔的同轴度，热处理后需对该孔再进加工。故确定热前
8、采用扩孔一拉孔的加工方法，热后采用磨孔方法。三三Ra三三赚三三例三f(三)(三麒)三1三M6/1818*50M12026mm12.W2TOIT1M3ITll划1230202550抑:r12W.2IT1M3划一30450三6切IT1M3划30509T三WITlO8一1216200.810IT9IT815810121620三610120.4IBJJU0物)m234568a三三三a烟41”1T9?8101216螂懒肿般m6-56X10觎：雕12M3MIT1W3M81励破20M辅I迎2WI阴。1J81012M20楣。.地IM限635681012鲫眦IM34568瞅三0M.4MIT86681012楣IT
9、I外14CQAl0.M,15IT6LJJ00三(三)0.2丸IT61222534JIi1.$,1三三M2麴对ifflftO三骼肝如2睫.撇渭网M时加三F：2）齿面根据精度8-7-7的要求，并考虑生产批量较大，故采用滚齿一剃齿的加工方法（表S-3）o表S3齿轮加工精度力。工方法髓等融力口工方法精翳级多螭旗削10-8辆8-7（m=H20莹米）i:单头劫翻三m三65（m=H20至米）翻砂椀觥八3航翻砂椀瞅63精藤徽AA7(W)-蝴三m三64三ma8三m三65B9直盟船轮胎8C10雕齿雕齿蒯喘齿8豳臃齿册齿i三三三8(m=l20至米)的或轴向跳蛹龌98艘;AA6（m=28毫米）A7辨后泠懒龌8-7B8
10、(m=2zv8)豳楙啮猴啮三1.5i7(m=H20就)簸瓠:A6B7CS3）大小端面采用粗车一半精车一精车加工方法（参考表S4）O（阿三三三僦三三三m三三IBR三郦搬途襁度赞枷工椰寸（轨飘唧）洲X6Q160X1604)0X400A40x1611MOX珈三三12W3IOM1T1M3118。100120160200250250珈BMITlO10-116。010010016。160加B蒯以8IT9IT?MU25164025256。6010060100(0160100嘛酬(M430-10IT7IT6610616101610251625162540250MIlSInn31T1M3118。10012016
11、。2002J0250珈三L)lJ1UU”)UITllMO6。6010010016。16025012H6ITlO冽25400加100100160T懈MITJ绍1625三IM4MIT?661010161625254三以8螂IT9ITI6J610616101610251625162540250三三1.620T9IT)M106161016102516251625402500M.4IT)66101016162525-三1IWITjM46610101616250.M,15ITiIT5防2.51.(42.542.564641061061610三三0.M,15IT52-321.61.02.5162.51.64
12、2.542564641061、I三三郴b肝麟牌葩缴三F三.耳%三S三W三),三ttWg三r三JdW三,11SJ三坪ffig三rs三.4）环槽采用车削方法。4.2、 选择定位基准1）精基准选择齿轮的设计基准是662H7孔，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选。62H7孔作为主要定位精基准。考虑定位稳定可靠，选一大端面作为第二定位精基准。在磨孔工序中，为保证齿面与孔的同轴度，选齿面作为定位基准。在加工环槽工序中，为装夹方便，选外圆表面作为定位基准。2）粗基准选择重要考虑装夹方便、可靠，选一大端面和外圆作为定位粗基准。4.3、 拟定零件加工工艺路线方案1:1）扩孔（立式钻床，气动三爪卡盘）
13、；2）粗车外圆，粗车一端大、小端面，一端内孔倒角（多刀半自动车床，气动可胀心轴）；3）半精车外圆，粗车另一端大、小端面，另一端内孔倒角（多刀半自动车床，气动可胀心轴）；4）拉孔（卧式拉床，拉孔夹具）；5）精车外圆，精车一端大、小端面，一端外圆倒角（普通车床，气动可胀心轴）；6）精车另一端大、小端面，另一端外圆倒角（普通车床，气动可胀心轴）；7）车槽（普通车床，气动三爪卡盘）；8）中间检验；9）滚齿（滚齿机，滚齿夹具）；10） 一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）；11）另一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）；12）剃齿（剃齿机，剃齿心轴）；13）检验；14）热处理;15）磨孔（内圆磨床，节圆卡盘）；1
14、6）最终检验。方案2：1）粗车一端大、小端面，粗车、半精车内孔，一端内孔倒角（普通车床，三爪卡盘）；2）粗车、半精车外圆，粗车另一端大、小端面，另一端外圆、内孔倒角（普通车床，三爪卡盘）；3）精车内孔，车槽，精车另一端大、小端面，另一端外圆倒角（普通车床,三爪卡盘）；4）精车外圆，精车一端大、小端面（普通车床，可胀心轴）；5）中间检验；6）滚齿（滚齿机，滚齿夹具）；11） 一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）；8）另一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）；9）剃齿（剃齿机，剃齿心轴）；10）检验；11）热处理；12）磨孔（内圆磨床，节圆卡盘）；13）最终检验。方案比较：方案2工序相对集中，便于管理，且由
15、于采用普通机床，较少使用专用夹具,易于实现。方案1则采用工序分散原则，各工序工作相对简单。考虑到该零件生产批量较大，工序分散可简化调整工作，易于保证加工质量，且采用气动夹具，可提高加工效率，故采用方案1较好。4.4选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具（表S5,表S-6）机床最大加工直径X加工长度主轴转速C转，分）加工质量主电机功率KW不圆柱度镀度不平度粗糙度普通车床C613232080040120.010.010.015/1804CA614040065010-18000.010.0171000.015/2007.5CM614040090010-14000.0050.01/1500.01/
16、20037.5机床最大钻孔直径主轴行程主轴转速级数主轴转速（转/分）主电机功率立式钻床Z518181506310-29751Z5252517599713602.8徭臂钻床Z3550350183417005.5Z37754502211.2-1400机床最大刨削长度工作台工作面积每分钟滑枕往复次数每往复行程工作台水平进绐量主电机功率牛头刨B650500顶面：455X405侧面：4353558级11-1206级0.35-2.134B665650侧面：6504506级12.5*72.710级0.333.333机床最大键孔直径主轴转速（转/分）加工质量不圆柱度端面不平度粗糙度卧式撞床T61724013-
17、11600.020.02T6824020-10000.02/3000.02/300将空卧键皖T6462408*10360.010.01歌立式金刚镇T71616519-6000.010.01歌外圆磨床M131磨削直径8315磨削长度100O0.0030.006歌内圆磨床M2120磨孔直径50-200磨孔深度1201600.0060.005/200胱平面磨床M7730K磨削面枳长宽1000300不平度0.015/1000歌无心磨床MICMo磨削直径240磨削宽度140桶圆度0.002不圆柱度0.004胱工作台工作面积长X宽工作台最大行程期向X横向X垂直主轴转速（转/分）主电机功率（KW）卧式吃床X
18、60SOO2005001603005022403卧式晚床X62125032070025536030-15007.5立式院床X52K12503207002553703cM5007.5万能酰床X62W125032070025537030-15007.5机床额定拉力（吨）最大行程滑枕行程速度工作（米/分）返回（米/分）主电机功率（KW）立式内拉床L51202012501.5-137-2014臣卜式内拉床L6U01012502-1114-2517卧式内拉床L61201016001.5-117-2022表S-6常用量具及规格量具名称用途备注三用游标卡尺用于测聋工件的:公称规格主参数测量范围读数值1250
19、.050-1250.051250.020-1250.021500.050-1500.051500.028-1500.02二用游标卡尺用于测量工件的：内径外径长度2000.0502000.052000.0202000.023000.050-3000.053000.0203000.02高度游标千尺用于测量工件的高度和进行精密戈”线2000.050-2000.052000.020-2000.023000.0503000.053000.0203000.025000.105000.15000.050-5000.055000.020-5000.02深度游标卡尺用于测量工件的：沟槽深度孑L深台阶高度及其它类
20、似尺寸2000.050-2000.052000.020-2000.023000.0503。00.053000.020-3000.025000.050-5000.055000.020-5000.02外径千分尺用于测量精交零件的外径、厚度或长度0-2525-500250.0125500.0150*7550-750.017510075-1000.01100-125100-1250.01125-1751251750.01杠杆千分尺用于测量工件的高精度外径、厚度、长度及校对一般量具0250.0020250.0020-250.0010-250.00125500.00225500.00225-500.l25
21、-500.001内径千分尺用于测量精密零件的内径或沟槽的内侧面尺寸50-17550-1750.015CI250502500.015057550-5750.0150-600506000.0175-175751750.017557575-5750.01三爪内径千分尺用于测量精度较高的内侧尺寸规格11-20读数值0.005深度千分尺用于测量工件的沟槽、孔的深度和台阶高度或类似尺寸01000-1500.010.01首壁厚千分尺用于测量高精定度普、套类等件的壁后尺寸0250.01板料原千分尺用于测量精交极形零件或极料的厚度尺寸0-250.01百分表测量工件的几何形状和相互位查的正确性及位移量、并可用比较
22、法测量工件的尺寸03050-100.01千分表采用比较测量法或绝对测量法测量高楮度骞件的几何形状和相互位置的正确性及位移量0-10-20.0010.005杠杆百分表杠杆千分表用于测量工件的几何形状误差和相互位置的正确性。特别适于测量受空间限制的工件如内孔跳动量、键槽、导轨的不直度、相对位置的正确性等公称规格测量范围读数值0.4X0.010-0.80.01内径百分表读数值：0.01采用比较法测量工件的内径及其几何形状的正确性和位移量公称规格测量范围测孔深度101818-3535-5050-100100-160160-25010-1818-3535-5050-100100-160160250708
23、090100150200工艺过程卡片工序名称及内容机床夹具旗量具辅具工时名称型号名称视格名称现格Ol我孔立式钻床Z550翎三爪卡盘拉孔钻60.5塞规网中02粗车外弱相A歉、小端面JI面内孔倒角多万半自动车床C7125三左偏才弯头刀90,45,游标卡尺0.05/20003半辟外邮租车另T大、小端面，另一端内孔倒角多刀半自动车床C7125三SfiJJ弯头力90,45,游林卡尺0.05/20004拉孔卧式拉床L6120拉孔夹具拉力塞规的中05括车外圆，将车一端大、小端面，T外豳角普通车床C6132翎可胀心轴穹头刀45游标卡尺百分表检弱心轴0.05/2000-5顶尖座06辟另T大、小靖面，另一端外豳角
24、普通车床C6132镯可眼心轴弯头刀右偏刀4575游标卡尺百分表检验心轴0.05/2000-5顶尖座07车槽普通车床C6132三爪卡盘卿勒内槽卡板08中间检相塞现游标卡尺百分表雄心轴内槽卡板,61.61M60.05/2000-5顶尖座09濠齿滚齿机Y3150暧齿夹具帆三刀公法线千分尺25-50滚刀杆10一端齿周例角倒角机Y9332Sl角夹具倒角刀定位装置11另一端齿触角倒角机Y9332例角夹具倒角刀定位装置12剃齿剃齿机4232剃齿心轴剃齿刀公徽千分尺标准齿轮踪合检查仪25-5013检取公法线千分尺林淮齿轮踪合检查仪25-5014热处理15磨孔内图磨床M2120节圆卡盘砂轮塞规62H16最终检裳
25、塞规公深线千分R标硅齿轮踪合检部62H25-50顶尖座设计者指导教师共页第页4.6、机械加工工序设计工序021）刀具安装由于采用多刀半自动车床，可在纵向刀架上安装一把左偏刀（用于车削外圆）和一把45弯头刀（用于车倒角）；可在横刀架上安装两把45弯头刀（用于车削大、小端面）。加工时两刀架同时运动，以减少加工时间（图SO-3）o图So-3工序02排刀图2）走刀长度与走刀次数以外圆车削为例，若采用75偏刀，则由表151可确定走刀长度为25+l+2=28mm;一次走刀可以完成切削（考虑到模角及飞边的影响，最大切深为34m）。3）切削用量选择首先确定背吃刀量：考虑到毛坯为模锻件，尺寸一致性较好，且留出半
26、精车和精车余量后（直径留3mm）,加工余量不是很大，一次切削可以完成。取：a产(140-133)/2-12.5tan(7o)=3mm；考虑毛坯误差，取：az=4mm;表S.7解夕隔僦而赧舲堂(蹶懿物利翻胸)虹楙I车加杆R寸BXH(mm)工件豁(mm)切削深S(mm)358R:嵋1f(mmr)微静构例舲金触钢16X252040601004000.3-0.40.4-0.50.5-070.6M,90.8-1.20.M40.4-0.50.M70.7-1.00.3M,50.5M,60.6-0.820X3025X252040601006000.3-0.40.4-0.50.6-070.8-1.01.2-1.
27、40.M,40.M70.7-0.9L(H20.40.60.5M,70.8-1.016X2540601004000.4-0.50.6M,80.8-1.21.0-1.40.M80.7-1.0L(M20.4M,60.6M,80.8-1.020X3025X2540601006000.4-0.50.6M,90.9-1.31.2-1.8(M.80.8-1.21.2-1.6OgoI0.7-1.0Lal.3在;1.力口工断陵表面及有冲击力口工防三三三三0.75-0.85；2,力口工耐棚及聆金时,不采用奸LOmmzr的遨想3.在无外皮虹时,OT三1.1表S-8外圆切削速度参考表工件材料热处理硬度HB硬质合金车刀
28、高速钢车刀ap=0.32mmM.08-0.3mm/rap=2-6mmM.3M,6mm/rap=610mmf=0.6lmr切削速度（ms）低碳钢热轧143-2072.33-3.01.667-2.01.167-1.50.417-0.75中碳钢热轧调质179-255200-2502.17-2.6671.667-2.171.5-1.831.167-1.511.3330.833-1.1670.33W.50.25M.417合金结构钢热轧调质212-269200-2931.667-2.171.333-1.831.167-1.50.833-1.1670.833-1.1670.667-10.333-0.50.1
29、67-0.333工具钢退火1.5-2.01-1.3330.833-1.1670.33W.5不锈钢1.167-1.33311.1670.833-10.25M.417灰铸铁19019吐2251.5-2.01.333-1.83Wl.3330.833-1.1670.833-1.1670.67-10.33W,50.25M.417桐及铜合金3.33-4.16720301.5-20.833-1.167铝及铝合金5.0-10.03.33-6.672.551.667M.167注：切削钢及铸铁时刀具耐用度约为60-90min4）工时计算计算基本时间：J=28/（212X0.6）=0.22min（参考式S-3）式中
30、L一一工件切削部分长度（mm）Ll切入长度（mm）；2切出长度（mm）；n每分钟转数（rmin）；f每转进给量（mmr）k一一走刀次数。考虑多刀半自动车床加工特点（多刀加工，基本时间较短，每次更换刀具后均需进行调整，即调整时间所占比重较大等），不能简单用基本时间乘系数的方法确定工时。可根据实际情况加以确定：TS=2.5min.该工序的工序卡片见表。机械制造与自动化机械加工工艺卡片工序名称粗车工序号02飞P3.5+0.3,100.2零件名称中间轴齿轮零件图号45-1082Q1L3*45*零件重量同时加工零件数/.材料毛坯-JV牌号硬度型式重量HRc58模锻件20Cr-64设备夹具辅助工具名称型号
31、气动可胀心轴纵向刀架横向刀架1多刀半自动车床C762031J工步内容刀具量具走刀长咬mm走刀次数背吃刀量mm进给量mm/r主轴转数r/mm切削速度m/s工时min12粗车外圆,保证尺寸6140倒角3X45粗车大、小，保证23.50.3和尺寸100.2左偏刀45弯头刀45弯头刀游标卡尺0-200游标卡尺0-200302511320.60.62122121.51.5第1页设计者吴苗苗指导老师隆文革共4页工序061）刀具安装由于在普通车床上加工，尽量减少刀具更换次数，可采用一把45。弯头刀（用于车削大、小端面）和一把75左偏刀（用于倒角），见图So-4。图SO-4工序06刀具安装示意图2）走刀长度与
32、走刀次数考虑大端面，采用45弯头刀，由表S9可确定走刀长度为27.5+l+l%30mm;因为是精车，加工余量只有0.5mm,一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。表S-9普通车（馍）刀切入、切出长度（单位：mm）切深切入长度切出长度主偏角3045607501211112422113632124743225953223）切削用量选择首先确定背吃刀量：精车余量0.5mm,一次切削可以完成。取：30.5mm；确定进给量：参考表STO,有：/=0.2mm/r；表S-Io半精车与精车外圆和端面时的进给量(硬质合金车刀和高速钢车刀)表面粗糙度加工材料刀具副偏角切削速度范围(ms)刀尖半径(mm
33、)0.51.02.0进给量f(mmr)Ra12.5钢和铸铁51015不限制1.0L40.8-0.907081.31.51.0-1.10.91.0Ra6.3钢和铸铁510-15不限制0.550.70.450.80.70.880.607Ra3.2钢51,6660.2030.28-0.350.350.40.25-0.350.350.40.4-0.50.30.460.4-0.550.5-0.610-151.6660.18-0.250.250.30.30.350.250.30.3-0.350.350.40.3-0.40.350.50.50.55铸铁510-15不限制030.50.250.40.45-0.
34、650.40.6Ra1.6钢三50.50.8330.8331.3331.333-1.6661.6662.1662.1660ll0.150.14-0.200.16-0.250.20.30.250.30.14-0.220.17-0.250.23-0.350.25-0.390.35-0.39铸铁5不限制0.15-0.250.20.35Ra0.8钢三51.666-1.8331.8332.1662,1660.120.150.13-0.180.170.200.14-0.170.17-0.230.21-0.27最后确定切削速度：参考表S-8,有：P=1.8ms,/7=264rmino表S8外圆切削速度参考表
35、工件材料热处理硬度HB硬质合金车刀高速钢车刀=0.32mmf=0.08M,3mm/r)=26mmf=0.306mm/r=610mmH).6-1mm/r切削速度(ms)低碳钢热轧143-2072.33-3.01.667-2.01.167-1.50.417-0.75中碳钢热轧调质179-255200-2502.17-2.6671.667-2.171.5-1.831.167-1.51-1.3330.833-1.1670.333M.50.25M,417合金结构钢轧质热胤212269200-2931.667-2.171.333-1.831.167-1.50.833-1.1670.833-1.1670.667l0.333M.50.167M.33
