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1、本科生毕业论文题 目：车床离合齿轮的工艺规程设计 及五槽铣夹具设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 目 录中文摘要4英文摘要5第一章 绪论1.1课题的目的及意义61.2设计要求6第二章 工艺规程设计2.1 计算生产纲领、确定生产批量82.2选择毛坯82.3工艺规程设计82.3.1定位基准的选择82.3.2零件表面加工方法的选择92.3.3制订工艺路线102.4确定机械加工余量和毛坯尺寸142.4.1机械加工余量的确定142.4.2工序尺寸的确定142.4.3刀具的选择162.4.4量具的选择172.4.5毛坯尺寸的确定182.5确定切削用量及基本工时182.6切削液的
2、选择30第三章 夹具设计3.1. 问题的提出313.2. 夹具设计 313.2.1定位基准的选择313.2.2切削力及加紧力算313.2.3定位误差分析313.2.4夹具设计及操作的简要说明32第四章 总结35参考文献36致谢37中文摘要及关键词摘要：分析了车床离合齿轮的工艺性，对车床离合齿轮从毛坯到成品进行了详细的工艺规程设计,并对其加工要求设计了五槽铣夹具。该夹具由两部分组成，上部分用与加工齿轮的五个结合槽，而下部分为分度工作台，加工五槽时用来快速定位。该夹具的特点是在一个夹具上加工全部的五个槽，夹紧装置采用偏心轮手动夹紧，操作简单，快捷，且能方便的自锁，这种装置具有定位精度高，夹紧可靠及
3、工作效率高等优点。关键词：车床离合齿轮；铣床夹具；工艺规程；分度装置英文摘要及关键词Abstract: Analysis of the lathe-off of technology gear, the gear brake lathe from the rough to the finished product in detail the design of a point of order, and its processing designed a five-slot milling fixture. The fixture was composed of two parts, on t
4、he part of gear used and the processing of the five slot, while the part of the table for hours, when the trough of processing five to rapid positioning. The fixture is characterized by processing all in one of the five slot, clamping device used manual wheel clamping eccentric, simple, fast, and ca
5、n facilitate the self-locking, such devices have a high positioning accuracy, reliability and work clamping Higher efficiency advantages.Keywords：Lathe-off gear，Milling fixture, process design, Spacing device. 第一章 绪论1.1 课题的目的及意义通过全面复习、巩固机械制造工艺学、机械制造装备设计以及相关课程的基本知识，并运用所学知识解决实际设计问题，完成了毕业设计。同时提高了分析问题、解
6、决问题的能力，进一步加强了机械制图的能力。掌握各种手册、文献资料在工艺工装设计中的运用。查阅各种国标，提高了对标准件的认识。通过文献检索、英文翻译，提高运用计算机和英语的能力，提高综合素质。机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向他个部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。据西方工业国家统计，是机械制造业创造了社会60%的社会财富，完成了45%的国民经济收入。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备，那么信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术以及空间技术等新技术群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根到底是机械制造业的竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个
7、国家的经济实力和科学技术水平的重要标志之一。我国的机械制造业已经得到了长足的发展，一个自立的机械工业体系基本形成。但与发达国家相比，工业水平还存在阶段性差距。中国的机械制造业任道而重远，我们必须不断开拓进取，尽早赶上世界先进制造技术水平。对一般机械加工说来，大批、大量生产类型要求有细致和严密的组织工作，因此要求有比较详细的机械加工工艺规程。不论生产类型如何，都必须有章可循，即必须有机械加工工艺规程。它是生产的计划、调度、工人操作、质量检查、机床布置和动力配置的依据。但机械加工工艺规程是在实践中不断的修改与补充才得以完善，只有这样才能不断的吸收先进经验保持其合理性。这对我们机械制造人员要求有了解
8、工艺规程的编制和修改。机械制造中广泛采用能迅速把工件固定在准确位置或同时能确定加工刀具位置的一种辅助装置，这种装置统称夹具。可使工艺过程中保证工序质量，提高生产效率、减轻工人劳动强度及工作安全。随着产品要求越来越高和产品更新越来越快，这样夹具广泛用于机械加工，夹具在制造过程中占有越来越重要的地位。对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。1.2设计要求：1.了解零件的主要功用并根据简图画出详细零件图；2按照年生产量为5000件的要求对其进行结构分析后拟定其加工路线及详细工艺规程，确定各工序尺寸、工序加工余量、
9、加工工时等；3确定12道典型工序的切削用量、时间定额，校核功率；4. 对零件的加工进行工艺分析，设计车床离合齿轮五槽铣家具一套，绘制夹具装配总图和夹具零件图；5撰写设计说明书壹份，字符数不少于1.5万个，并有中英文摘要及关键词。 6图纸工作量不少于3张A0幅面。7翻译本专业外文资料: A model for the take-back of discarded consumer electronics products by J .M .Cramer and A. L. N. Stevels第二章工艺规程设计2.1 计算生产纲领，确定生产类型零件图所示为车床离合齿轮零件，根据年生产量5000件
10、，现知道该零件为中型机械，查参考文献13表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大量生产。2.2 选择毛坯车床离合齿轮位于车床的主轴上，在工作时经常承受交变载荷，需要较好的力学性能及较高的强度，该零件形状复杂，又属于大量生产，故该零件的材料可选用45钢，采用锻造，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，故可采用模锻成型。此外锻造后应安排退火处理，消除残余应力，改善毛坯机械加工性能。2.3 工艺过程设计在确定零件加工的工艺规程过程中，选择正确的粗、精基准是非常重要的。因而选择粗基准的原则和精基准的原则是不容忽视的。2.3.1 定位基准的选择(1) 粗基准的选择粗基准的选择原则
11、：如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。如果必须保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作为粗基准。如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作为粗基准。选作粗基准的表面应该平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。根据以上原则，选137内孔和一侧面为粗基准。 (2) 精基准的选择精基准的选择原则：用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当
12、工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽量可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免产生基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。根据以上原则：精车和精镗时选用花键内孔作为精基准。铣两槽和五槽时以花键内孔和两端面作为精基准。具体各工序基准参见工序卡。2.3.2 零件表面加工方法的选择本零件的加
13、工表面有：外圆，内孔，端面，花键，槽等。材料为45钢。零件加工表面、形位精度要求和加工方法如下： 1)115mm外圆，表面粗糙度为6.3，根据加工的经济性，采用车削即可实现。2)128mm外圆，表面粗糙度为6.3，车削加工。3)102mm外圆，表面粗糙度为6.3，同样也采用车削4)110mm外圆，表面粗糙度为6.3，22mm槽的两侧的表面的粗糙度为3.2，车削加工。5)137mm外圆，表面粗糙度为3.2，车削。6)110mm内孔，表面粗糙度为3.2，采用镗削加工方法。7)96mm内孔，表面粗糙度为6.3，采用镗削。8)82mm花键底孔，表面粗糙度为6.3，采用镗、拉加工。9)82mm内花键，表
14、面粗糙度为6.3，采用拉削的加工方法。10)115mm的端面，表面粗糙度为6.3，采用车削。11）137mm外圆的端面。表面粗糙度为6.3，端面对中心线的圆跳度为0.02，采用车削。12）分度圆为125mm的齿轮，齿面的表面粗糙度为6.3，采用滚齿、剃齿加工。此外，齿部倒角采用车削完成。13）38mm的两槽，槽两侧的表面粗糙度为3.2，采用车削。14）五槽的加工，槽两侧的表面粗糙度分别为3.2和1.6，采用铣、磨可达到加工要求。2.3.3 制定工艺路线本体的加工工艺路线一般遵循先面后孔，先主要后次要表面，先加工基准面及粗精分开的原则。由于生产纲领为大量生产，所以尽量使用通用机床及专用夹具，量具
15、，并考虑工序集中1）制订工艺路线方案一： 表1工艺路线序号 工序内容05锻造毛坯10正火处理15粗车外圆，端面20粗镗各内孔25调质处理30半精车外圆，端面35半精镗各内孔，花键底孔并倒角40拉内孔和花键45精车外圆137mm，110mm和大端面50滚齿55粗，精铣两个38mm的槽60齿部倒角65粗，精铣五槽70五槽热处理75磨五槽80校正花键孔85剃齿90轮齿热处理95校正花键孔100 去毛刺105清洗110终检方案二： 表2工艺路线序号工序内容05锻造毛坯10正火处理15粗车外圆，端面20调质处理25半精车外圆，端面30粗镗各内孔35半精镗各内孔，花键底孔并倒角40拉内孔和花键45精车外圆
16、137mm，110mm和大端面50滚齿55粗，精铣两个38mm的槽60齿部倒角65粗，精铣五槽70五槽热处理75磨五槽80校正花键孔85剃齿90轮齿热处理95校正花键孔100 去毛刺105清洗110终检方案三表3工艺路线序号工序内容05锻造毛坯10正火处理15粗车外圆，端面20钻通花键孔25调质处理30半精车外圆，端面35粗镗各内孔和花键底孔40精镗各内孔和花键孔45拉内孔和花键50精车外圆137mm，110mm和大端面55滚齿60粗，精铣两个38mm的槽65齿部倒角70粗，精铣五槽75五槽热处理80磨五槽85校正花键孔90剃齿95轮齿热处理100校正花键孔105去毛刺110清洗115检验上述
17、前两个工艺方案的特点在于：方案一与方案二相比，区别在于方案一的粗镗在调质处理之前进行，这是因为在粗加工之前进行调质处理能够消除应力，改善切削条件，提高工作效率。方案一与方案三相比，最主要的区别在于零件的毛坯锻造的方法的不同，方案一所采用的是模锻，能减少毛坯重量，节约原材料，同时也减少了加工余量，从而缩短加工时间，提高工作效率。所以，综上所述，方案一是最佳的方案2)确定装夹基准和机床车削外圆及两端面 表4工序名称装夹基准定位原理机床粗车137mm外圆及端面137外圆：端面： C6201半精车137mm外圆及端面137外圆：端面： C6201精车137mm外圆及端面137外圆：端面： C6201镗
18、各内孔，拉花键底孔和花键表5工序名称装夹基准定位原理机床粗镗专用夹具137外圆：端面：C6201精镗专用夹具137外圆：端面：C6201拉花键底孔和花键专用夹具137外圆：端面：C6201铣38mm的槽表6工序名称装夹基准定位原理机床粗铣专用夹具花键心轴：底面：X62精铣专用夹具花键心轴：底面：X62铣五槽表7工序名称装夹基准定位原理机床粗铣专用夹具花键心轴：底面：X62精铣专用夹具花键心轴：底面：X62 磨五槽表8工序名称装夹基准定位原理机床磨专用夹具花键心轴： 底面：M2202.4确定机械加工余量和毛坯尺寸2.4.1机械加工余量的确定1）加工外圆表面 加工表面到加工基准的尺寸为137，其单
19、边加工余量为2.5mm2）加工内孔表面 其单边的加工余量为2mm3）加工38mm的槽 4）加工端面 其加工余量为5mm2.4.2工序尺寸及毛坯尺寸的确定车床离合齿轮的材料为45钢，毛坯重量约为9Kg，生产类型为大批生产，毛坯用模锻成型。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1）外圆表面加工余量137mm外圆工序名称 单边加工余量（mm）粗车 1.5半精车 0.75精车 0.25128mm外圆 工序名称 单边加工余量（mm）粗车 1.5 半精车 0.5 115mm外圆 工序名称 单边加工余量（mm）粗车 1.5半精车 0.5110mm外圆工序名称
20、单边加工余量（mm）粗车 2半精车 1.25精车 0.25大端面 单边加工余量（mm）粗车 1.25半精车 1精车 0.5小端面 单边加工余量（mm）粗车 1.25半精车 1 2）内孔的镗、拉花键底孔82mm工序名称 单边加工余量（mm）粗镗 1.25精镗 0.5拉削 0.25102mm的孔工序名称 单边加工余量（mm）粗镗 1精镗 0.596mm的孔待添加的隐藏文字内容3工序名称 单边加工余量（mm） 粗镗 2精镗 1110mm的孔工序名称 单边加工雨量（mm）粗镗 2精镗 1 3）铣两槽工序名称 单边加工余量（mm）粗铣 2精铣 14）铣五槽工序名称 单边加工余量（mm）粗铣 2精铣 12
21、.4.3刀具的选择1）外圆表面加工刀具的选择 查参考文献11表1.1粗车时刀具采用YT5硬质合金，刀杆尺寸为BH=16mm25mm.刀片的厚度为4.5mm. 半精车时刀具采用YT15硬质合金, 刀杆尺寸为BH=16mm25mm.刀片的厚度为4.5mm. 精车时刀具采用YT30硬质合金，刀杆尺寸为BH=16mm25mm.刀片的厚度为4.5mm. 2）内孔面加工刀具的选择查参考文献11表1.1和参考文献13表3.124粗镗时刀具采用YT5硬质合金，刀杆的直径为25mm的圆形镗刀。精镗时刀具采用YT15硬质合金，刀杆的直径为25mm的圆形镗刀。拉削时采用的刀具为圆孔拉刀，刀具的直径为82mm，长度为
22、680mm拉花键孔采用的刀具为矩形齿花键拉刀，刀具的尺寸为Ddb=888212，长度L为1365mm3）38mm两槽的加工刀具的选择查参考文献13表3.139粗铣和精铣时的刀具为直齿三面刃铣刀，刀具的尺寸为dDL=2004026,齿数为30。4）五槽加工刀具的选择查参考文献13表3.140和参考文献13表3.210铣五槽时刀具为错齿三面刃铣刀，刀具的尺寸为dDL=1003220，齿数为16。磨五槽时刀具为平行砂轮，其代号为WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平行砂轮，其尺寸为350401272.4.4量具的选择查查参考文
23、献11表5.2-1，孔d50选椎柄圆柱塞规，d50选三牙锁紧式塞规，外圆表面量具采用游标卡尺。表9 量具的选择基本尺寸D(mm)单头通端塞规（）单头止端塞规（）82173165961731651021731651251811682.4.5毛坯尺寸的确定零件尺寸(mm)单边加工余量(mm)铸造尺寸(mm)137 2.5142108 5113822781021.599表10毛坯尺寸2.5确定切削用量及基本工时1）外圆及端面的粗车车削用量与基本工时的确定机床为为C6201卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀，选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片的厚度为4.5。查参考文献11表1.3，选择车
24、刀几何形状为卷屑槽带倒菱形前刀面，前角=12，后角6，主偏角90，副偏角10，刃倾角0刀尖圆弧半径mm。确定切削深度mm确定进给量f，根据参考文献11，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm25mm，mm，工件直径为100400mm时，f=0.61.2mm/r按C6201机床的进给量参考文献13表4.29选择： f=0.65mm/r确定的切削进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据参考文献11表1.30，C6201机床进给机构允许的进给力。根据参考文献11表1.21，当钢料，=65m/min时，进给力，的修正系数为，（参考文献11表1.292）故实际进给力为。由于切削时的进给力小于机床进给
25、机构允许的进给力，故所选的f=0.65mm/r可用。选择车刀磨钝标准及耐用度，根据参考文献11表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min确定切削速度v，切削速度v可根据公式计算，也可直接由表中直接查出。现在采用查表法确定切削速度。根据参考文献11表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工钢料，切削速度v=109m/min。查参考文献11表1.28，切削速度的修正系数为，故v=1090.80.650.811.15m/min=52.8m/min按C6201机床的转速参考文献13表4.28选择n=120r/min=2.0r/s则实际切削速度v=45.6m/min效验机床功
26、率，由参考文献11表1.24，当，时， 切削功率的修正系数，（参考文献11表1.28）故实际切削时的功率为根据参考文献11表1.30，当n=120r/min时，机床主轴允许功率。，故所选的切削用量可在C6201上进行。最后的切削用量为：，加工时间如下： 粗车137mm的基本时间，根据参考文献13表6.21，车外圆的基本时间为： 其中：,， 大端面加工工时： 其中： 外圆128mm的加工工时： 外圆115mm的加工工时：外圆110mm的加工工时： 小端面的加工工时： 2）外圆及端面的半精车车车削用量与基本工时的确定半精车外圆所选机床与粗车时一样，所选用的刀具为YT15硬质合金可转位车刀。其余的参
27、数与粗车时相同切削深度确定进给量，查参考文献11表1.6及参考文献13表4.29选择=0.3mm/r选择车刀磨钝标准及耐用度根据参考文献11表1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=30min确定切削速度，根据参考文献11表1.10，可知切削速度v=156m/min乘以修正系数以后v=145.3m/min，因此可得： 按C6201机床的转速，选择n =370r/min=6.12r/s 则实际切削速度 最后的切削用量为：， 外圆137mm的加工工时： 大端面的加工工时： 外圆128mm的加工工时： 外圆115mm的加工工时： 外圆110mm的加工工时： 小端面的加工工时： 3）1
28、37mm、110mm及大端面精车的切削用量与基本工时的确定机床为：C616A 137mm的加工工时： 110mm的加工工时： 大端面的加工工时： 4）粗镗各内孔、花键底孔的切削用量与基本工时的确定 机床为C6201切削深度确定进给量，根据参考文献11表1.5可知：，按机床的进给量查参考文献13表4.29选取确定切削速度 根据参考文献11表1.27中的公式可得 式中 代入上式得： 则： 按机床C6201的转速选择82mm加工工时：102mm加工工时： 96mm加工工时： 110mm加工工时： 5）精镗各内孔的切削用量与基本工时的确定： 机床为C6201，所选刀具为YT15硬质合金，主偏角进给量，
29、根据参考文献11表1.27中的公式可得 则 取 82mm加工工时： 102mm加工工时： 96mm加工工时： 110mm加工工时： 倒角采用手动进给，加工时间为12s6）拉花键底孔和花键的切削用量与基本工时的确定拉花键底孔的工时为 选取的机床为L6140A，单面齿升：确定拉花键时的花键拉刀的单面齿升为0.06mm，拉削速度(3.6m/min)切削工时 式中 单面余量3mm； 拉削表面长度，64mm； 考虑校准部分的长度系数，取1.2； 考虑机床返回行程系数。取1.4； 拉削速度（m/min/）； 拉刀单面齿升； 拉刀同时工作齿数； 拉刀齿距。所以 拉刀同时工作的齿数所以拉花键的工时为 7）滚齿
30、的切削用量与基本工时的确定 选用标准的高速钢单头滚刀，模数m=2.5mm,直径为13mm采用一次起刀切至全深。工件齿面要求表面粗糙度为，根据参考文献11表4.2，选择工件每转滚刀轴向进给量。按Y3150型滚齿机进给量选取。 根据参考文献11表4.10中的公式确定齿轮滚刀的切削速度 式中 代入式中得 则 根据Y3150型滚齿机主轴转速查参考文献13表4.250， 选 则实际的切削速度 加工时底册切削功率按下式计算（参考文献11表4.15） 式中 代入上式得 查参考文献13表4.249，Y3150型滚齿机的主电动机功率，因为，故所选择的切削用量可在该机床上使用。滚齿的加工工时：根据参考文献13表6
31、.213，用滚刀滚圆柱齿轮的基本时间为 式中 B=56mm 代入上式得： 8）铣38mm两槽切削用量与基本工时的确定本工序为粗铣两槽。所选刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，铣刀直径d=200mm，宽度L=26mm，齿数Z=30，根据参考文献11表3.2选择铣刀的几何形状，由于加工钢料的在6001000Mpa范围内，故选前角，后角（圆齿），（端齿） 已知铣削宽度，铣削深度，机床选用X62型卧式铣床，共铣两个槽。 确定每齿进给量 根据参考文献11表3.3，X62卧式铣床的功率为7.5KW，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查参考文献13表4.238，每齿进给量，现取。 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据参考文献11表3.7和3.8，用高速钢盘铣刀粗铣加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm，铣刀直径d=200mm，耐用度T=180min。确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据参考文献113.27中的公式计算 式中： 代入上式得： 转速： 根据参考文献13表4.239选X62卧式铣床主轴转速为n=47.5r/min实际切削速度 v=29.83m/min=0.5m/s工作台每分钟进给量为 根据X62型铣床工作台进给量参考文献13表4.240选择 则实际的每齿进给量为效验机床功率，根据参考文献1
