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1、序言 <<机械制造工艺学>>课程设计是在<<机械制造工艺学>>等专业课程所学理论知识，发展专业知识处理时间生产问题依次实践训练。 经过这次设计以巩固我们所学理论知识和专业技能，提升自己处理实际生产问题能力。在设计中能逐步掌握查阅手册，查阅相关书籍能力。在设计中逐步培养了我们一丝不苟工作态度，严谨工作作风，对我们以后参与工作有极大帮助。 第一部分 工艺设计 1.零件加工工艺设计 1.11 审查零件工艺性 齿轮零件图样视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔φ68K7mm要求Ra0.8μm有些偏高。本零件各表
2、面加工并不困难。相关4个φ5mm小孔，其位置是在外圆柱面上6mmX1.5mm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面距离为3mm。因为加工时不能选择沟槽侧面为定位基准，故要较正确地确保上述要求比较困难。分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，即能使油路通畅，所以4个φ5mm孔加工亦不成问题。 1.12 关键技术要求 零件图上关键技术要求为： 精 度：7—6—6FL JB179—83 热处理：齿部G52 4槽内侧G48 淬硬2mm 1.1
3、3 加工表面尺寸及要求 Φ90mm外圆面： 表面粗糙度Ra3.2μm Φ106.5mm外圆面： 表面粗糙度Ra6.3μm 齿圈外圆面： 表面粗糙度Ra3.2μm Φ68K7mm内孔： 表面粗糙度Ra0.8μm Φ94mm内孔： 表面粗糙度Ra6.3μm 端面： 表面粗糙度Ra3.2μm及Ra6.3μm 齿面： 表面粗糙度Ra1.6μm 精度7—6—6FL 槽： 表面粗糙度Ra3.2μm和R
4、a6.3μm Φ5mm小孔： 表面粗糙度Ra2.5μm 1.14 零件材料 零件材料为45钢 1.2 选择毛坯形状、尺寸、公差 齿轮是最常见传动件，要求含有一定强度。该零件材料为45钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属成批生产，做毛坯可采取模锻成型。 零件形状并不复杂，所以毛坯形状能够和零件形状尽可能靠近。即外形做成台阶形，内部孔锻出。 1.3 定位基准选择 本零件是带孔盘状齿轮，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免因为基准不重合而产生误差，应选孔为定位基准，即遵照“基准重
5、合”标准。具体而言，即选Φ68K7mm孔及一端面作为精基准。 因为本齿轮全部表面全部需加工，而孔作为精基准应选进行加工，所以应选外圆及一端面为粗基准。外圆Φ117h11表面不平整有飞边等缺点，定位不可靠，故不能选为粗基准。 1.4 零件表面加工方法选择 本零件加工面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及小孔等，材料为45钢。参考相关资料，其加工方法选择以下： （1）Φ90mm外圆面：为未标注公差尺寸，依据GB1800—79要求其公差等级为IT14，需进行粗车及半精车（见[1]表1.4-6）。 （2）齿圈外圆面：公差等级为IT11，粗车、精车
6、即可（见[1]表1.4-6）。 （3）Φ106.5mm外圆面：公差等级为IT12，粗车即可（见[1]表1.4-6）。 （4）Φ68K7mm内孔：公差等级为IT7，毛坯孔已锻出，为未淬火钢，依据[1]表1.4-7，又是大批量生产，故加工方法采取粗镗、半精镗、拉孔。 （5）Φ94mm内孔：为未标注公差尺寸，公差等级按IT14，毛坯孔已锻出，只需粗镗即可（见[1]表1.4-7）。 （6）端面：本零件端面为回转体端面，尺寸精度全部要求不高，表面粗糙度有两种要求。要求Ra3.2μm端面经粗车和半精车，要求Ra6.3μm端面，经粗车即可
7、[1]表1.4-8） （7）齿面：齿轮模数为2.2，齿数为50，采取AA级单头滚刀滚齿（[1]表1.4-16、表1.4-17）。 （8）槽：槽宽和槽深公差等级分别为IT13和IT14，采取三面刃铣刀，粗铣、半精铣（参考[1]表1.4-8）。 （9）Φ5mm小孔：采取复合钻头一次钻出即可。 1.5制订工艺路线 齿轮加工工艺路线通常是优异行齿坯加工，再进行齿面加工。齿坯加工包含各圆柱表面及端面加工。根据先加工基准面及先粗后精标准，齿坯加工按下述工艺路线进行： 工序10：以外圆Φ106.5mm及端面定位，粗车
8、另一端面，粗车外圆Φ90mm及台阶面，粗车外圆Φ117mm,粗镗孔Φ68mm 工序20：以粗车后外圆Φ90mm及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆Φ106.5mm及台阶面，车6mmX1.5mm沟槽，粗镗孔Φ94mm，倒角。 工序30：以粗车后外圆Φ106.5mm及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆Φ90mm及台阶面，半精车外圆Φ117mm，半精镗孔Φ68K7,倒角。 工序40：以外圆Φ90mm及端面定位，拉Φ68K7孔，镗孔内沟槽，倒角。 工序50：以Φ68K7孔及端面定位，滚齿，齿部淬火G52。 4个槽和4个小孔加工安排
9、在最终，考虑定位方便，应先铣槽后钻孔。 工序60：以孔Φ68K7及端面定位，粗铣4个槽，4槽内侧淬火G48 淬硬2mm。 工序70：以孔Φ68K7、端面及粗铣后一个槽定位，半精铣4个槽。 工序80：以孔Φ68K7、端面及一个槽定位，钻4个小孔。 工序90：钳工去毛刺。 工序100：终检。 1.6确定工序机械加工余量、工序尺寸及公差 ①本零件各圆柱表面工序加工余量、工序尺寸及公差 加工表面 工序双边余量/mm 工序尺寸及公差/mm 粗 半精 精 粗 半精 精 Φ117h1
10、1外圆 2.5 1.5 — Φ118.50-0.54 Φ1170-0.22 — Φ106.5 0-0.4外圆 3.5 — — Φ106.5 0-0.4 — — Φ90 外圆 2.5 1.5 — Φ91.5 Φ90 — Φ94孔 5 — — Φ94 — — Φ68K7孔 3 2 1 Φ65+0.190 Φ67+0.0740 Φ68+0.009-0.021 ②确定轴向工序尺寸。本零件各工序轴向尺寸以下图： a.确定各加工表面工序加工余量 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 Ⅰ 1 2 Z11=
11、1.3 2 2 Z12=1.3 Ⅱ 3 1.7 Z32=1.7 4 1.7 Z42=1.7 5 1.7 Z52=1.7 Ⅲ 1 2 Z13=0.7 2 2 Z23=0.7 b.确定工序尺寸L13、L23、L5及L6。该尺寸在工序20、工序30中应达成零件图样要求，L13=64+0.50mm, L5=6mm，L6=2.5mm，L23=20mm。 c.确定工序尺寸L12、L11、L21。这些尺寸只和加工余量相关，则 L12=L13+Z13=(66+0.7)mm=64.7mm L11=L12+Z32=
12、64.7+1.7)mm=66.4mm L21=L23+Z13-Z23=(20+0.7-0.7)=20mm d.确定工序尺寸L3。尺寸L3需解工艺尺寸链才能确定，工艺尺寸链以下图所表示。 图中L7为未标注公差尺寸，其公差等级按IT14，查公差表得公差值为0.27mm，则L7=120-0.43mm。 依据尺寸链计算公式有 L7=L13-L23-L3 L3=L13-L23-L7=(64-20-12)mm=32mm T7=T13+T23+T3(L7为封闭环)
13、 因为T13=0.5mm，T7=0.43mm，不能满足尺寸公差关系式，必需减小其公差。现按加工方法经济精度确定偏差，则L13=64mm，L23=20mm，L3作调整尺寸，L7=120-0.43mm求得L3=32+0.250mm. e.确定工序尺寸L4。 工序尺寸L4亦需解工艺尺寸链才能确定。工艺尺寸链以下图所表示。 图中L8为零件图样上要求确保尺寸33。其公差值按公差等级IT13查表为0.39mm ,L8=32mm。解工艺尺寸链，其中L13=64mm，L8为封闭环。得L4=31mm。 f.确定工序尺寸L11、L12、L21。按加工方法经济精度IT12及偏差入体标准，得L11=6
14、6.4mm，L12=64.7mm，L21=20mm。 g.确定铣槽工序尺寸。半精铣可达成零件图样要求，则该工序尺寸：槽宽16+0.280mm，槽深15mm。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为2mm，槽深余量为2mm。则粗铣工艺尺寸：槽宽为13mm，槽深13mm。 1.7 选择机床设备及工艺装备 工序 机床设备 夹具 量具 切削刀具 工序10 CA6140 三爪自定心卡盘 游标卡尺 YT5900偏刀 YT5镗刀 工序20 CA6140 三爪自定心卡盘 YT5900偏刀 YT5450外圆车刀 YT5镗刀 切槽刀 工序30 CA6140 三爪自定心
15、卡盘 游标卡尺 深度百分尺外径百分尺内径百分尺 YT15900偏刀 YT5镗刀 倒角刀 工序40 卧式内拉床 CA6140 三爪自定心卡盘 圆柱塞规 拉刀 切槽刀 倒角刀 工序50 Y3150 心轴 公法线百分表 AA级单头滚刀滚齿 工序60 X6132 铣床夹具 游标卡尺 高速钢错齿 三面刃铣刀（Φ125） 工序70 X6132 铣床夹具 游标卡尺 高速钢错齿 三面刃铣刀 工序80 Z518 钻床夹具 高速钢麻花钻Φ5 `锪钻 2.填写工艺文件 按以上确定工艺规程填写机械加工工艺卡和工序卡 第二部分 夹具设计
16、 1.设计任务 设计加工孔Φ5钻床夹具 2.确定定位方案、选择定位元件 孔Φ5需要限制6个自由度，完全定位。 3.夹紧机构选择和设计 夹紧机构有斜楔行夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等。该孔加工为钻孔加工，钻孔冲击力较大，震动较大，所以不适合偏心夹紧机构、斜楔行夹紧机构。联动夹紧机构结构比较复杂，这里选择螺旋夹紧机构。 4.对刀装置选择 在加工中要确定孔位置。选择钻套对刀，选择GB 2262-1991钻套。 5.夹具在机床上定位和夹紧 夹具用支撑架可限制6个自由度，使用紧固螺旋夹紧。 小结 在王老师指导下，
17、我完成了此次机械加工工艺和夹具课程设计，在这次设计过程当中，我初步了解了日常生产工艺规程整个步骤，也能初步利用所学相关知识处理部分在制订工艺过程中所遇问题。为以后学习，工作打下了一定基础，最关键是培养了我们实际问题能力。 经过完成这次课设，我感觉到自己专业基础知识还比较微弱，将理论知识利用到实际问题中能力欠佳，在以后学习中应该继续努力用知识充沛自己头脑；同时，注意提升自己动手能力和将理论知识利用到实际中能力。 参考文件 [1] 李益民 机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社 [2]倪森寿 机械制造工艺和装备习题集和课程设计指导书 北京：化学工业出版社， [3]李云 机械制造工艺及设备设计指导手册 机械工业 出版社 [4]王先逵 机械制造工艺学 机械工业出版社 1995
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