双联齿轮零件机械加工工艺及钻φ28孔夹具设计论文

双联齿轮零件机械加工工艺及钻φ28孔夹具设计论文内容摘要：

应，正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。 b． 保证工件精度。 c． 保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。 d． 注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑，以降低制造成本。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 2 工艺规程 设计 工艺分析 零件的作用 双联齿轮是一些机械设备变速箱中，通过操作机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速。  32 花键孔有较高精度。 双联齿轮 零件如 图 所示。 图 双联齿轮 零件 零件工艺分析 该零件是齿轮类零件，形状规则，尺寸精度和形位精度要求均较高，零件的主要技术分析如下： a． 齿轮端面对准 A 的圆跳动公差不超过 ，主要是保证端面平整光滑，双联是利用花键轴和花键孔进行配合定位，因此必须 保证花键孔的尺寸精度。 双联齿轮之间啮合要求严格，要保证双联齿轮的齿形准确及同轴度较高。 b． 由于零件是双联齿轮，轴向距离较小，根据生产纲领选择合理的加工工艺。 c． 齿轮要求加工精度高，要严格控制好定位。 d．  32 的花键孔是比较重要的孔，也是以后机械加工各工序中的主要定位毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 基准。 因此加工花键孔的工序是比较重要的。 要在夹具设计中考虑保证到此孔精度及粗糙度要求。 生产纲领计算 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类， 它对工艺规程的制订具有决定性的影响。 生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型 有着 完全不同的工艺特征。 零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。 年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。 零件的生产纲领 N 可按下式计算： (1 % ) (1 % )N Q m a b   （ ） 式中 N 零件的生产纲领 Q产品的年产量（台、辆 /年） m每台（辆）产品中该零件的数量（件 /台、辆） %a 备品率 ，一般取 2%4% %b 废品率 ，一般取 %% 根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型 [7]。 根据本零件的 设计要求， Q=10000 台， m=1 件 /台，分别取备品率和废品率3%和 %，将数据代入生产纲领计算公式得出 N=10351 件 /年，可知本设计零件的生产类型为大批量生产。 毛坯 选择 选择毛坯种类 机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。 为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。 选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。 a. 材料的工艺性能 材料的工艺性能在很大程度上 决定毛坯的种类和制造方法。 例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。 低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。 b. 毛坯的尺寸、形状和精度要求 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。 直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。 尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。 形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可 采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。 c. 零件的生产纲领 选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。 生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造 [8]。 根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为 45 钢 ，首先分析材料的性能， 具有较高的强度 ，塑性和耐磨性， 由于零件结构简单，尺寸较小，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高且要进行大 批 量生产 ， 所以选用模锻件，其加工余量小，表面质量好 ，机械强度高，生 产 率高。 毛坯的尺寸精度要求为 IT11—12 级。 确定毛坯尺寸及机械加工总余量 双联齿轮是一些设备变速箱中，通 过与操纵机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速。 要求配合精度较高，力学性能较好，且生产纲领是 大 批 量 生产，所以毛坯选用模锻件，再给以正火处理，以消除锻件在锻造过程中的内应力。 查 文献 [13]该种锻件的公差等级为 CT7~9 级，故取 CT为 9 级。 由文献 [13]可用查表法确定各表面的总余量，但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。 由文献 [13]可查出锻件主要尺寸的公差，先将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表 所示： 表 零件毛坯尺寸及公差 mm 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸  外圆 4  外圆 4  42 42 4 46 42 长 42 4 46 18 厚 18 3 21 23 厚 23 2 25 由此可绘出零件毛坯图。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 绘制毛坯图 双联齿轮零件毛坯图 如 图 所示。 图 双联齿轮零件毛坯图 制定工艺路线 定位基准选择 定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目 ， 各表面加工顺序，夹具结构及零件的精度。 定位基准分为粗基准和精基准 ， 用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。 在制定工艺 规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。 a. 粗基准的选择原则 为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面为粗基准。 若工件上有很多 个 不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准。 为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。 应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。 粗基准一般只在头道工序中使用一次，应 尽量 避免重复使用。 b. 精基准的选择原则 “ 基准重合 ” 原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 准不重合引起的定位误差。 “ 基准统一 ” 原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 “ 自为基准 ” 原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 “ 互为基准 ” 原则 当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可采用 ―互为基准 ‖方法，反复加工。 所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便 [10]。 加工阶段 划分 双联齿轮 零件加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工，精加工几个阶段。 a. 工艺过程分析 图 为一双联齿轮 零件图 ，材料为 45 钢，精度为 7FL 级，齿部 50HRC。 齿轮的加工工艺 过 程 大致要 包括以下内容： 毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。 加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。 由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准（孔和端面）的精度有着直接的关系 ， 所以 ， 这个阶段主要是为下一阶 段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。 在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。 第二阶段是齿形的加工。 对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。 对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段，应予以特别注意。 加工的第三阶段是热处理阶段。 在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。 加工的最后阶段是齿形的精加工阶段，这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。 在这个阶段中首先应对定位基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。 以修整过的毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的 [10]。 b. 基准的选择 零件在加工、测量和装配过程中所采用 的基准称为工艺基准。 零件的尺寸精度需通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。 (1) 粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，选择加工余量小的、较准确的、表面质量好的、面及较大的毛面作为粗基准。 因此选择毛坯大端面作为粗基准。 (2) 精基准的选择 在加工完  32 花键孔以后选择一孔（花键孔）两面（端面和圆面）作为精基准。 这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。 在加工某些表面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。 c. 齿端加工 如图 所示，齿轮的齿端加工有倒角、倒尖、倒棱和去毛刺等。 倒圆、倒尖后的齿轮，沿轴向滑动时容易进入啮合。 倒棱可去除齿端的锐边，这些锐边经渗碳淬火后很脆，在齿轮传动中容易崩裂。 图 齿端加工形式 齿端加工必须在淬火之前进行，通常都在滚（插）齿之后，剃齿之前安排齿端加工。 d. 精基准修正 齿轮淬火后基准孔产生变形，为保证齿形精加工质量，对基准孔必须给予修正。 对外径定心的花键孔齿轮，通常用花键推刀修正。 推孔时要防止歪斜，有的工厂采用加长推刀前引导来防止歪斜，已取得较好的效果。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 对圆柱孔齿轮的修正，可采 用推孔和磨孔，推孔生产率高，常用于未淬硬齿轮；磨孔精度高，但生产率低，对于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮，或内孔较大、厚度较薄的齿轮，则以磨孔为宜。 磨孔应以齿面定位，符合互为基准原则。 工序的集中与分散 本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。 本零件的生产类型为大批量生产，可以采用各种机床配以专用工具、夹具、以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求 [10]。 工序顺序的安排 a. 机械加工顺序 （ 1） 遵循 “ 先基准后其他 ” 原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工 上 下端面。 （ 2） 遵循 “ 先粗后精 ” 原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （ 3） 遵循 “ 先主后次 ” 原则，先加工主要表面端面，后加工次要表面 及各 孔。 （ 4） 遵循 “ 先面后孔 ” 原则，先加工下端面，上端面，后加工孔。 b. 热处理工序 毛坯为锻件，清理后进行正火处理，以消除内应力提高机械切削加工性能。 c. 辅助工序 在对本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。 工艺路线拟定 为保证达 到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。 由于生产纲领为 大 批量生产，所以采用通用机床配以专用的工具、夹具、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。 工艺路线一： 锻造、正火 工序 1： 粗车外圆及端面 工序 2： 拉花键孔 工序 3： 去毛刺 工序 4： 精车外圆、端面 工序 5： 检验 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 工序 6： 滚齿 工序 7： 插齿 工序 8： 倒角 工序 9： 去毛刺 工序 10： 剃齿 工序 11： 齿部高频淬火 工序 12： 推孔 工序 13： 衍齿 工。