漸開線斜齒輪的滾齒夾具設(shè)計(jì)及加工工藝工裝含5張CAD圖.zip,漸開線,齒輪,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,工裝,CAD 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件號(hào) 漸開線斜齒輪 漸開線斜齒輪 1 工序號(hào) 工序內(nèi)容 材料牌號(hào) 硬度 凈重[kg] 每臺(tái)件數(shù) 45鋼 1 機(jī)床名稱 型號(hào) 資產(chǎn)編號(hào) 冷卻液體 車床 CA6140 夾具名稱 夾具編號(hào) 專用夾具 工 步 工步名稱 工具名稱及編號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速 [r/min] 切削速度 [m/min] 進(jìn)給量[mm/z] 進(jìn)給 次數(shù) 切削深度 [mm] 工時(shí)[min] 刀具 量具 輔具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 輔助時(shí)間 1 車左端端面 YG6車刀 500 97.34 0.8 3 2 0.165 0.80 2 車右端端面Φ47孔 YG6車刀 750 94 0.8 3 2 0.966 0.80  機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件號(hào) 漸開線斜齒輪 漸開線斜齒輪 1 加工簡(jiǎn)圖及技術(shù)條件： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 材料牌號(hào) 硬度 凈重[kg] 每臺(tái)件數(shù) 45鋼 1 機(jī)床名稱 型號(hào) 資產(chǎn)編號(hào) 冷卻液體 車床 CA6140 夾具名稱 夾具編號(hào) 專用夾具 工 步 工步名稱 工具名稱及編號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速 [r/min] 切削速度 [m/s] 橫進(jìn)給量[mm/r] 進(jìn)給 次數(shù) 切削深度 [mm] 工時(shí)[min] 刀具 量具 輔具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 輔助時(shí)間 3 精車外圓 切槽刀 400 17.58 0.27 1 2 0.059 0.67 4 精車Φ47內(nèi)孔 YG6車刀 900 90.4 0.27 1 2 0.02 0.67 編制 校對(duì) 審核 會(huì)簽 批準(zhǔn) 日期  機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件號(hào) 漸開線斜齒輪 漸開線斜齒輪 1 加工簡(jiǎn)圖及技術(shù)條件： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 材料牌號(hào) 硬度 凈重[kg] 每臺(tái)件數(shù) 45鋼 1 機(jī)床名稱 型號(hào) 資產(chǎn)編號(hào) 冷卻液體 立式鉆床 Z525 夾具名稱 夾具編號(hào) 專用夾具 工 步 工步名稱 工具名稱及編號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速 [r/min] 切削速度 [m/min] 進(jìn)給量[mm/r] 進(jìn)給 次數(shù) 切削深度 [mm] 工時(shí)[min] 刀具 量具 輔具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 輔助時(shí)間 5 鉆6-Φ37孔 37的錐柄短麻花鉆 300 34.85 0.13 1 6 0.61 0.11 編制 校對(duì) 審核 會(huì)簽 批準(zhǔn) 日期 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件號(hào) 漸開線斜齒輪 漸開線斜齒輪 1 加工簡(jiǎn)圖及技術(shù)條件： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 材料牌號(hào) 硬度 凈重[kg] 每臺(tái)件數(shù) 45鋼 1 機(jī)床名稱 型號(hào) 資產(chǎn)編號(hào) 冷卻液體 滾齒機(jī) Y3150 夾具名稱 夾具編號(hào) 專用夾具 工 步 工步名稱 工具名稱及編號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速 [r/min] 切削速度 [m/min] 進(jìn)給量[mm/r] 進(jìn)給 次數(shù) 切削深度 [mm] 工時(shí)[min] 刀具 量具 輔具 機(jī)動(dòng)時(shí)間 輔助時(shí)間 6 滾齒輪 滾刀 114 35.88 0.83 1 27 0.422 0.59 編制 校對(duì) 審核 會(huì)簽 批準(zhǔn) 日期 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號(hào) 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 鑄造 鍛造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 車 車左端端面 CA6140 專用夾具，YG6車刀，游標(biāo)卡尺 4 車 車右端端面Φ47孔 CA6140 專用夾具，YG6車刀，游標(biāo)卡尺 5 車 精車外圓 CA6140 專用夾具，切槽刀，游標(biāo)卡尺 6 車 精車Φ47內(nèi)孔 CA6140 專用夾具，YG6車刀，游標(biāo)卡尺 7 鉆 鉆6-Φ37孔 Z525 專用夾具 麻花鉆，游標(biāo)卡尺 8 滾 滾齒輪 Y3150 專用夾具，滾刀 公法線千分尺 9 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 10 入庫 入庫 11 12 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 任務(wù)書 學(xué)院 XXXX 專業(yè) XXXX 班級(jí) XX 學(xué)生姓名 XX 指導(dǎo)教師/職稱 XXX 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：漸開線斜齒輪加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 2．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)起止時(shí)間： 2018年 10月 30 日～ 2019年 06月 05 日 3．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分） [1] 直齒輪齒輪零件圖樣1張，年生產(chǎn)綱領(lǐng)4000件 [2] 《機(jī)械制造工藝學(xué)》　王先逵　主編（機(jī)械工業(yè)出版社） [3]《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具》　劉守勇　主編（機(jī)械工業(yè)出版社） [4]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》　王秀倫、邊文義、張運(yùn)祥　編著（中國鐵道出版社） [5]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平　著（ 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社） [6]《金屬機(jī)械加工工業(yè)人員手冊(cè)》　《金屬機(jī)械加工工業(yè)人員手冊(cè)》修訂組（上?？茖W(xué)技術(shù)出版社） [7]專用夾具的設(shè)計(jì)方法（上）林曉磊、宋若峰　山東機(jī)械　2004年第03期 [8]專用夾具的設(shè)計(jì)方法（下）林曉磊、宋若峰　山東機(jī)械　2004年第03期 4．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的主要任務(wù) （1）開題報(bào)告1份 （2）設(shè)計(jì)說明書1份 （3）設(shè)計(jì)圖樣裝配圖1張 （4）主要零件圖樣3-5張 5．任務(wù)書下達(dá)日期 20XX年 10 月 30 日 指導(dǎo)教師(簽字) Ⅰ 漸開線斜齒輪加工工藝及工裝設(shè)計(jì)開題報(bào)告 1 題目來源及類型 生產(chǎn)實(shí)際 2 研究目的和意義 在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上，用某一種加工方法就能完成的，而是要經(jīng)過一定的工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，對(duì)零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來。對(duì)于某個(gè)具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益來看，可能其中有種方案比較合理且切實(shí)可行。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬訂較為合理的工藝過程。 在機(jī)械制造的機(jī)械加工、焊接、熱處理、檢查、裝配等工藝過程中，為了安裝加工工件，使之占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率，所采用的工藝裝備稱為夾具。 對(duì)夾具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究，對(duì)國內(nèi)機(jī)械制造有著重要意義： （1）保證加工精度 采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。 （2）提高生產(chǎn)率、降低成本 用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾 具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。 （3）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 （4）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)后橋齒輪的加工工藝路線進(jìn)行的研究、設(shè)計(jì)，其中包括了各道工序的加工方法，機(jī)床、刀具、夾具、輔具的選擇，基準(zhǔn)面的選取，定位和夾緊方案的擬定；以及對(duì)插齒工序中所使用的專用夾具和刀具進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容在于如何使加工工序簡(jiǎn)單化、降低加工難度，從而達(dá)到提高產(chǎn)品加工效率，加快產(chǎn)品上市的目的。 3 閱讀的重要參考文獻(xiàn)及資料名稱 [1] 直齒輪齒輪零件圖樣1張，年生產(chǎn)綱領(lǐng)4000件 [2]《機(jī)械制造工藝學(xué)》　王先逵　主編（機(jī)械工業(yè)出版社） [3]《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具》 劉守勇　主編（機(jī)械工業(yè)出版社） [4]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》　王秀倫、邊文義、張運(yùn)祥　編著（中國鐵道出版社） [5]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平　著（ 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社） [6]《金屬機(jī)械加工工業(yè)人員手冊(cè)》　《金屬機(jī)械加工工業(yè)人員手冊(cè)》修訂組（上?？茖W(xué)技術(shù)出版社） [7]《專用夾具的設(shè)計(jì)方法（上）》林曉磊、宋若峰　山東機(jī)械　2004年第03期 [8]《專用夾具的設(shè)計(jì)方法（下）》林曉磊、宋若峰　山東機(jī)械　2004年第03期 [9]《使用機(jī)械制造工藝手冊(cè)》 王凡 化學(xué)工業(yè)出版社 [10]《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 王棟 機(jī)械工業(yè)出版社 [11]《現(xiàn)代機(jī)械制造工藝》陳錫渠 清華大學(xué)出版社 [12].機(jī)械制造工藝與裝備 葉文華 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 [13]《機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)》 孫居彥 北京人民大學(xué)出版社 [14]《齒輪、蝸輪蝸桿、花鍵加工》 王先逵（機(jī)械加工工藝手冊(cè)：?jiǎn)涡斜荆?版.北京機(jī)械工業(yè)出版社 [15]《機(jī)械制造工藝學(xué)》 陳紅霞 北京大學(xué)出版社 4 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向 4.1齒輪加工技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4.1.1 國內(nèi)齒輪加工技術(shù)的現(xiàn)狀 在我國的滲碳齒面制造工業(yè)中，滲碳磨齒工藝仍居主導(dǎo)地位，但隨著多年來對(duì)滲氮技術(shù)的大量研究，使氮化技術(shù)得到了很大的發(fā)展，目前氮化齒輪已應(yīng)用于汽車、機(jī)床、儀表等工業(yè)。滲氮或滲碳都能使齒輪表面得到強(qiáng)化，使齒輪具有高的表面硬度和耐磨性、高的疲勞強(qiáng)度、高的抗咬合性能和抗蝕性。滲氮工藝零件變形小，無需后續(xù)機(jī)械加工。但由于滲氮工藝周期長(zhǎng)，對(duì)材料要求嚴(yán)，硬化層深度淺，滲氮后無齒形修正工序，因此齒輪精度和壽命不及滲碳齒輪，其應(yīng)用范圍受到一定限制。隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，齒輪行業(yè)通過大量引進(jìn)高端設(shè)備使加工能力有了很大的進(jìn)步與國際先進(jìn)水平已相當(dāng)接近。國產(chǎn)齒輪加工機(jī)床已基本形成了較完整的系列，已開發(fā)出技術(shù)含量具有國際水準(zhǔn)的螺旋錐齒輪六軸數(shù)控磨床，但齒輪機(jī)床總體制造水平在精度、壽命、穩(wěn)定性、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用等方面與歐美相比存在較大差距目前國內(nèi)齒輪加工行業(yè)的精加工特別是數(shù)控齒輪機(jī)床仍然以進(jìn)口設(shè)備為主。 4.1.2 國外齒輪加工技術(shù)的現(xiàn)狀 縱觀近代國外齒輪加工工藝，國外仍以硬齒面制造技術(shù)為主導(dǎo)地位。國外發(fā)達(dá)國家的工業(yè)齒輪。表面硬化和整體淬火調(diào)制硬度在HB350上下的所謂中硬齒面幾乎已經(jīng)完全取代硬度低于HB300的軟齒面。在硬度齒面制造技術(shù)過程中，瑞士和德國多數(shù)采用滲碳淬硬磨齒工藝。美國和德國某些公司，在大量應(yīng)用滲碳磨齒技術(shù)的同時(shí)，根據(jù)自身情況和產(chǎn)品要求還有不少采用滾→剃→氮化→對(duì)研或中硬滾的工藝來加工硬齒面齒輪，歐洲一些廠家也開發(fā)了高精度硬齒面刮削技術(shù)，這就形成了一種以滲碳磨齒為主，多種工藝并存的技術(shù)多樣化局面。英國自20世紀(jì)60年代就開始研究齒輪氮化工藝并在海軍驅(qū)逐艦上使用，隨后擴(kuò)大到工業(yè)齒輪，美國隨著FLOE雙層滲氮工藝的開發(fā)，滲氮齒輪的應(yīng)用隨之?dāng)U大，德國以CLOCKNER離子公司為代表，將離子滲氮應(yīng)用于各類齒輪，日本、瑞士、瑞典和前蘇聯(lián)都采用滲氮來處理齒輪。 4.1.3 齒輪加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對(duì)制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)、提高質(zhì)量的要求，制齒機(jī)床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢(shì)： 1．?dāng)?shù)控化 由于通過將機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行CNC控制及部分軸間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)后，具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）增加了機(jī)床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡(jiǎn)單。 （2）縮短了傳動(dòng)鏈，同時(shí)采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制后，通過數(shù)控補(bǔ)償可以提高各軸的定位精度和重復(fù)定位精度，從而提高了機(jī)床的加工精度及Cp值，增加了機(jī)床的可靠性。 （3）換品種時(shí)由于省去了計(jì)算及換分齒掛輪及差動(dòng)掛輪、進(jìn)給及主軸換擋的時(shí)間，插齒機(jī)還省去了換斜導(dǎo)軌的時(shí)間，從而減少了輔助加工時(shí)間，增加了機(jī)床的柔性。 （4）由于機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單了，可以設(shè)計(jì)得更有利于提高機(jī)床的剛性及把熱變形降到最底。 （5）各軸間沒有機(jī)械聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得典型化，更利于實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)及制造。 2．高速高效 齒輪加工機(jī)床如滾齒機(jī)、插齒機(jī)及磨齒機(jī)的高速化主要是指機(jī)床擁有高的刀具主軸轉(zhuǎn)速和高的工作臺(tái)轉(zhuǎn)速，它們是提高切削效率的主要指標(biāo)。 傳統(tǒng)機(jī)械滾齒機(jī)的滾刀主軸速度通常最高為500r/min,工作臺(tái)轉(zhuǎn)速最高為32r/min.隨著齒輪加工刀具性能的提高，齒輪加工機(jī)床的高速、高效切削得到了飛速發(fā)展和成熟，齒輪滾齒切削速度由100m/min,發(fā)展到可達(dá)500~600m/min,切削進(jìn)給速度由3~4mm/r發(fā)展到20mm/r,這使?jié)L齒機(jī)主軸的最高轉(zhuǎn)速可5500r/min,工作臺(tái)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)800r/min,機(jī)床部件移動(dòng)速度也高達(dá)10m/min;大功率主軸系統(tǒng)使機(jī)床可運(yùn)用直徑和長(zhǎng)度均較大的砂輪進(jìn)行磨削，有利于增加砂輪壽命，也有利于操作者選擇最優(yōu)的磨削參數(shù)來完成磨削加工。 高效加工是機(jī)床從各個(gè)方面采用了專用技術(shù)來得以保證：具有最佳吸振效果的鑄造床身；使機(jī)床具有最佳熱穩(wěn)定性的集成冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；切削區(qū)保護(hù)隔板大傾角及光滑設(shè)計(jì)使干式切削產(chǎn)生的切屑迅速有效排出；具有用預(yù)載的、無隙滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)；具有耐磨損直線導(dǎo)軌或采用PLC控制的定量潤(rùn)滑鑄鐵導(dǎo)軌等。電主軸的應(yīng)用使刀具主軸得到提高，而工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的提高則是采用了高精度斜齒輪副或力矩電動(dòng)機(jī)。電主軸及力矩電動(dòng)機(jī)具有回轉(zhuǎn)精度高、無反向間隙和不用維修等優(yōu)點(diǎn)。 3．高精度 由于采用了高精度、具有預(yù)加負(fù)荷的高剛性直線導(dǎo)軌、滾珠絲桿、滾動(dòng)軸承、電主軸、力矩電動(dòng)機(jī)及數(shù)控技術(shù)，使高速加工條件下的齒輪加工機(jī)床精度得到保證并有所提高。電主軸精度一般為徑向振擺0.002mm,軸向0.001mm;環(huán)形轉(zhuǎn)矩伺服電動(dòng)機(jī)定位精度達(dá)0.5″，重復(fù)定位精度達(dá)0.01″；直線運(yùn)動(dòng)軸的定位精度小于0.008mm,重復(fù)定位精度小于0.005mm.滾齒及插齒盡管為粗加工，但在高速切削的條件下仍能達(dá)到DIN6~7級(jí)精度，為其后的精加工工序獲得高精度提供了保證隨著磨齒機(jī)生產(chǎn)效率的提高、單件齒輪磨齒成本的降低以及汽車齒輪不斷追求提高精度的要求，市場(chǎng)對(duì)磨齒機(jī)的需求越來越大；同時(shí)，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，各種機(jī)床間的功能延伸較容易實(shí)現(xiàn)。因此，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下，世界各主要制齒機(jī)床制造商企業(yè)紛紛加入生產(chǎn)以磨齒機(jī)為代表的齒輪精加工機(jī)床行列。這種趨勢(shì)的發(fā)展將使今后的汽車齒輪加工越來越多地采用滾-磨工藝。 4．功能復(fù)合 功能復(fù)合型機(jī)床是指在一臺(tái)機(jī)床上或工件一次裝夾中，可以完成多道工序加工，從而提高工件的加工效率甚至精度。目前齒輪加工機(jī)床主要有以下功能復(fù)合組合形式： （1）自動(dòng)上料、車削、滾齒、倒棱、去毛刺、自動(dòng)下料。 （2）自動(dòng)上料、車削、滾齒、倒角、自動(dòng)下料。 （3）自動(dòng)上料、車削、滾齒、 磨削、自動(dòng)下料。 （4）自動(dòng)上料、磨內(nèi)孔、車端面、磨齒輪、自動(dòng)下料。 （5）磨齒面、磨外圓、磨端面。 （6）自動(dòng)上料、倒棱去毛刺、剃齒、自動(dòng)下料。 （7）自動(dòng)上料、滾齒、倒角、去毛刺、自動(dòng)下料。 （8）自動(dòng)上料、銑弧齒錐齒輪、倒角、自動(dòng)下料。 （9）自動(dòng)上料、倒棱去毛刺、剃齒、甩干、自動(dòng)下料。 5．綠色環(huán)保 切削過程中應(yīng)用切削液可提高刀具壽命，改善加工表面質(zhì)量和利于排出切削熱而不致引起機(jī)床的熱變形。但是，在高速切削過程中切削液的飛濺和形成的油霧對(duì)生態(tài)環(huán)境，特別是操作者的健康特別有害。為此，通常是將加工區(qū)用護(hù)罩封閉起來，安裝上油霧分離器，使排出的只是不含油的霧，而切削油則重新流回機(jī)床內(nèi)循環(huán)利用。但這并不能從根本上解決環(huán)保問題，因?yàn)樽冑|(zhì)切削液的更換排放會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。 濕式齒輪加工中消耗的切削液及切削液附加裝置的費(fèi)用占加工成本的20%左右，采用高速干式切削能提高2~3倍以上的加工效率，刀具的使用壽命是濕式切削的2~5倍，因此，干式切削降低了單件齒輪的加工成本。 高速干式切削既可減少切削液的消耗和冷卻處理裝備，又可避免對(duì)環(huán)境造成污染，還能提高生產(chǎn)效率，降低單件齒輪的制造成本。因此，高速干式切削成為齒加工機(jī)床制造商多年來追求的目標(biāo)和發(fā)展方向。隨著齒輪加工機(jī)床的高速化，機(jī)床剛性的提高，良好的抗振性及排屑技術(shù)的完善，以及干式高速切削刀具的進(jìn)一步發(fā)展，高速干切已在切齒機(jī)床上全面實(shí)現(xiàn)。 6．智能化 數(shù)字化控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)結(jié)合在一起，使數(shù)控齒輪加工機(jī)床的智能化水平更高。 齒輪加工機(jī)床要實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、自動(dòng)平衡、防撞功能、過載保護(hù)、有無工件自動(dòng)識(shí)別、裝夾工件是否正確、工件是否已加工過、對(duì)齒嚙合、加工余量分配、刀 具磨損、在線精密檢測(cè)、自動(dòng)修整砂輪、零編程界面、多功能加工軟件、切削工藝專家系統(tǒng)、機(jī)器人在機(jī)床間搬運(yùn)工件時(shí)的自動(dòng)識(shí)別、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程診斷等功能。 智能化是齒輪機(jī)床提高可靠性、安全性、穩(wěn)定性、復(fù)雜零件加工、精密加工和實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，還必將不斷完善和提高。 4.2 夾具設(shè)計(jì)國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4.2.1 國內(nèi)夾具設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類最齊全的工藝裝備。 在批量生產(chǎn)中，企業(yè)都習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具，一半在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；在多種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50%～80%的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10%~20%，這些夾具往往留下來又很難得到重復(fù)使用，拋棄他們又實(shí)在可惜，因此造成很大的浪費(fèi)。這些都是一致困擾企業(yè)的現(xiàn)實(shí)問題。 近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： ①能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投入，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； ②能裝夾一組既有相似性特征的工件； ③能適應(yīng)于精密加工的高精度機(jī)床夾具； ④能適應(yīng)于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； ⑤采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； ⑥提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 顯然，這些都是擺在工藝技術(shù)人員面前的新課題、新任務(wù)。 4.2.2 國外夾具設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀 夾具的設(shè)計(jì)包括三個(gè)步驟:設(shè)備規(guī)劃、夾具規(guī)劃和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前Joneja以及Ferreira等人在進(jìn)行CAPP方面的研究中對(duì)設(shè)備規(guī)劃有詳細(xì)論述。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)就夾具方面也作了一些工作：ChouYC,ChandruV等人提出的自動(dòng)夾具定位和夾緊的一種方法；DeMeterEC提出的利用機(jī)械杠桿原理進(jìn)行定位和夾緊位置選擇的一種算法;MarkusA等人提出的針對(duì)棱柱形工件進(jìn)行組合夾具設(shè)計(jì)的基于規(guī)則的系統(tǒng)。目前,關(guān)于工件夾具的自動(dòng)化配置方面的工作,自動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(AFCD)中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一個(gè)二維組合夾具元件的配置算法，幾乎所有的AFCD研究者都承認(rèn),在一個(gè)成功的AFCD系統(tǒng)中,工件的幾何形狀是一個(gè)關(guān)鍵因素。NnajiB,AlladinS等人也對(duì)具有復(fù)雜幾何形狀的工件進(jìn)行嘗試研究。然而其結(jié)果也僅僅適用于特定的幾何體,比如多邊形棱柱。Brost和Goldberg提出了一個(gè)“完整”的算法用來分析多邊形工件的組合夾具設(shè)計(jì)。并開發(fā)出一個(gè)組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng),針對(duì)一個(gè)任意存在的工件,能自動(dòng)產(chǎn)生所有可行的夾具設(shè)計(jì)。并且采用力球分析的方法對(duì)產(chǎn)生的方案進(jìn)行優(yōu)化。以后的許多研究者大多借鑒了Brost和Goldberg的算法。組合夾具在動(dòng)力學(xué)方面的研究也取得了一定的進(jìn)步,YuandGoldberg的夾具加載規(guī)劃方案是把夾具的加載問題看作基于傳感器的集成問題并給了一個(gè)規(guī)劃算法。Cai等提出了一種指導(dǎo)夾具設(shè)計(jì)的方法,此方法是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來的定位誤差。Hockenberger與DeMter提出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析,這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差,這種情況是由于在單位扭球的干涉扭矩。 4.2.3 夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展的需要和多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （2）精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1", 用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 （3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 （4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 4.3 研究的主攻方向 運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本原理，正確地解決齒輪在加工過程中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工序尺寸的確定等問題，制定出保證齒輪質(zhì)量的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 針對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的某一道工序，選擇適合的定位、夾緊、導(dǎo)向等元件，組成合理的定位、夾緊、導(dǎo)向方案，設(shè)計(jì)出適合齒輪的專用機(jī)床夾具，進(jìn)一步提高機(jī)械加工生產(chǎn)率。 5 主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 5.1 主要研究?jī)?nèi)容 1) 確定生產(chǎn)類型，分析齒輪工藝性； 2) 確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖； 3) 擬定齒輪的機(jī)械加工工藝過程，包括選擇個(gè)工序加工設(shè)備及工藝裝備，確定工序尺寸及公差，計(jì)算各工序切削用量，計(jì)算時(shí)間定額，繪制工序簡(jiǎn)圖；設(shè)計(jì)工序所使用的專用機(jī)床夾具，繪制夾具零件圖和裝配圖。 5.2 需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 1、零件分析 1) 齒輪的功用分析 2) 齒輪的工藝分析 2、齒輪加工工藝規(guī)程制定 1) 確定生產(chǎn)類型 2) 確定毛坯制造形式 3) 選擇定位基準(zhǔn) 4) 選擇加工方法 5) 制訂工藝路線 6) 確定加工余量及毛坯尺寸 7) 工序設(shè)計(jì) 8) 確定加工用量及基本時(shí)間 3、夾具設(shè)計(jì) 1) 明確加工要求 2) 確定定位方案，選擇定位元件 3) 確定夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 4) 夾具體的設(shè)計(jì) 5) 繪制夾具裝配圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求 6完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所需具備的工作條件及解決辦法 6.1 所需具備的工作條件 1) 完成畢業(yè)論文所需的工作條件：與機(jī)械工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的工具書； 與漸開線斜齒輪相關(guān)的的參考文獻(xiàn)； 2) 計(jì)算機(jī)制圖軟件等。 6.2 解決方法 解決的方法： 1) 在圖書館查閱與機(jī)械工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的工具書； 2) 上網(wǎng)收集與汽車后橋齒輪制造工藝相關(guān)的參考文獻(xiàn)； 3) 老師提供的相關(guān)數(shù)據(jù)； 4) 查閱機(jī)械制造工藝手冊(cè)； 5) 使用AutoCAD等制圖軟件繪制裝配圖及零件圖。 7 工作的主要階段、進(jìn)度和時(shí)間安排 工作的主要階段和時(shí)間安排： NO. 時(shí)間 主要階段 1 2018年11月3日～5日 領(lǐng)取任務(wù)書，查閱相關(guān)資料 2 2018年11月6日～13日 查閱與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的外文資料 3 2018年11月9日～25日 撰寫開題報(bào)告和外文翻譯 4 2018年11月25日～31日 分析汽車后橋齒輪的工藝性 5 2018年12月1日～25日 齒輪加工工藝規(guī)程制定 6 2019年1月1日～15日 專用夾具的設(shè)計(jì)和相關(guān)零件草圖 7 2019年2月20日～3月3日 繪制總裝配圖和主要零件的零件圖 8 2019年3月4日～4月15日 修訂設(shè)計(jì)說明書 9 2019年4月16日～4月30日 修改并完善設(shè)計(jì)圖 10 2019年5月7日～5月20日 撰寫并打印設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯 8指導(dǎo)老師審查意見 第12頁（共11頁） 漸開線斜齒輪加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 XXXXXX指導(dǎo)教師 XXXXXX 內(nèi)容簡(jiǎn)介 課題概述 齒輪加工工藝分析 專用夾具設(shè)計(jì) 結(jié)果總結(jié) 致謝 一 課題概述 1 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)際 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)斜齒輪的加工工藝路線進(jìn)行研究和設(shè)計(jì) 其中包括了各道工序的加工方法 機(jī)床 刀具 夾具的選擇 基準(zhǔn)面的選取 定位和夾緊方案的擬定 以及對(duì)其中的一道工序進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì) 2 夾具設(shè)計(jì)的研究對(duì)國內(nèi)機(jī)械制造有著重要意義 保證加工精度提高生產(chǎn)率 降低成本擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 二 齒輪加工工藝分析 1 毛坯的選擇由生產(chǎn)計(jì)劃可知 該零件為大批生產(chǎn) 零件材料為20CrMnTi 采用模鍛成型 2 確定定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制定中的重要工作 它是工藝路線是否正確合理的前提 正確與合理地選擇定位基準(zhǔn) 可以確保加工質(zhì)量 縮短工藝路線 簡(jiǎn)化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類 提高生產(chǎn)率 1 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于漸開線斜齒輪這樣的回轉(zhuǎn)體零件來說非常重要 對(duì)于回轉(zhuǎn)體零件 我們通常使用外圓作為粗基準(zhǔn) 2 選擇精基準(zhǔn)主要考慮的是基準(zhǔn)重合原則和工藝基準(zhǔn)要與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致 因此 使用內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn) 二 齒輪加工工藝分析 3 工藝路線的選擇齒輪的加工工藝路線一般是先進(jìn)行齒環(huán)的加工 再進(jìn)行齒面加工 齒坯加工包括表面及端面的加工 按照先粗后精的原則 1 加工階段的劃分粗加工階段 粗車外圓 端面 內(nèi)孔 精加工階段 以加工的內(nèi)孔為主要精基準(zhǔn)面 精車外圓 端面 精加工內(nèi)孔 齒面 2 加工順序的安排根據(jù)機(jī)械加工安排時(shí) 先安排外圓 端面 內(nèi)孔的加工 由于內(nèi)孔是主要精基準(zhǔn) 所以接著安排內(nèi)孔的精加工 二 齒輪加工工藝分析 4 工藝路線的選擇 二 齒輪加工工藝分析 3 加工余量的確定本設(shè)計(jì)采用查表修正確定各加工表面的機(jī)械加工余量和進(jìn)給量 三 專用夾具設(shè)計(jì) 1 夾具的設(shè)計(jì)滾齒夾具是針對(duì)齒端加工設(shè)計(jì)的 以內(nèi)孔和端面作為定位基準(zhǔn) 定位方法是通過工件內(nèi)孔確定定位位置 然后用端面作為軸向定位基準(zhǔn) 使設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 安裝 定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合 并且定位精度高 這適合于大規(guī)模生產(chǎn) 然而 這對(duì)于夾具的精度要求很高 2 定位基準(zhǔn)的選擇我采用 47內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn) 因?yàn)槲覀儩L齒的時(shí)間 工作臺(tái)和滾刀是同時(shí)旋轉(zhuǎn)的 可以從任何地方入刀 因此我們只要工件放好定好位置 然后壓緊既可以 因此我們采用 47內(nèi)孔和端面定位 采用開口壓板壓緊即可滿足要求 使用 47內(nèi)孔定位我們采用的是心軸和工件過渡配合來定位 三 專用夾具設(shè)計(jì) 3 自由度的分析定位工件時(shí) 一般是限制工件的6個(gè)自由度 但根據(jù)實(shí)際工件結(jié)構(gòu)的需要 端面限制3個(gè)自由度 分別是 47內(nèi)孔限制2個(gè)自由度 分別是 共限制了5個(gè)自由度 屬于不完全定位 三 專用夾具設(shè)計(jì) 4 定位誤差分析基準(zhǔn)位移誤差本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位 心軸為垂直放置 由于定位副間存在徑向間隙 因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差 故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向 三 專用夾具設(shè)計(jì) 5 夾緊誤差分析因?yàn)楸镜拦ば虻膴A具靠?jī)?nèi)孔定位 我們只要保證定位內(nèi)孔的軸的尺寸精度 我們的加工精度就可以保證 因?yàn)槲覀兛績(jī)?nèi)孔定位 開口壓板直接壓緊 壓緊力是垂直的 不存在壓緊誤差 因此壓緊誤差不予考慮 四 結(jié)果總結(jié) 滾齒夾具如下圖所示 該夾具的夾緊與松開是通過使用使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊實(shí)現(xiàn)的 采用 47內(nèi)孔和端面定位以及通過心軸和工件過渡配合來定位工件 采用開口壓板壓緊 將工件放好定好位置 然后旋緊螺母壓緊 即可將工件夾緊 加工完成之后 松開頂頭的六角螺母即可卸下工件 致謝 本文從選題 方案論證到課題的研究都是在眭教授的悉心指導(dǎo)下完成的 導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 淵博的知識(shí) 豐富的創(chuàng)造力 高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)術(shù)思想 以及敏銳的洞察力 始終令學(xué)生敬佩 并將影響我的一生 值此成文之際 向?qū)煴磉_(dá)我深深的敬意和衷心的感謝 同時(shí)感謝所有關(guān)心和幫助過我的人 最后 向所有為我的論文提出寶貴意見的老師們表示衷心的感謝和崇高的敬意 漸開線斜齒輪加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 【摘要】本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是對(duì)漸開線斜齒輪的加工工藝路線進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，其中包括了各道工序的加工方法以及選擇合適的刀具、機(jī)床、夾具，選取基準(zhǔn)面，定位和夾緊方案，對(duì)其中的一道工序設(shè)計(jì)專用夾具。端面、齒面和內(nèi)孔為斜齒輪的主要加工表面，按照先面后孔的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。夾具方面選取專用夾具，夾緊剛性高，合適大批量生產(chǎn)的情況。此次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容在于如何簡(jiǎn)化加工工序，降低加工難度，從而完成提高產(chǎn)品加工效率的目的。 【關(guān)鍵詞】工藝，工序，夾具，定位，夾緊 I Involute helical gear process and fixture design 【Abstract】The main content of this design is to design and study the processing route of the involute helical gear, including the processing methods of each process and selecting the appropriate tool, machine tool, fixture, selecting the reference plane, positioning and clamping scheme, One of the process design special fixtures. The end face, the tooth face and the inner hole are the main machining surfaces of the helical gear, and are designed according to the principle of the front face and the rear hole. Special fixtures are selected for the fixtures, and the clamping rigidity is high, which is suitable for mass production. The main content of this design is how to simplify the processing process and reduce the processing difficulty, thus achieving the purpose of improving the processing efficiency of the product. 【Keywords】:technology, process, fixture, positioning, clamping  漸開線斜齒輪加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 目錄 前言 1 1 零件的分析 2 1.2 漸開線斜齒輪的工藝要求 2 1.3 齒輪的工藝分析 3 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.1 選擇毛坯 4 2.2 確定定位基準(zhǔn) 4 2.3 工藝路線的擬定 5 2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 2.5 確定切削用量及工時(shí) 9 3 夾具設(shè)計(jì) 15 3.1專用夾具簡(jiǎn)介 15 3.2 問題的提出 16 3.3 夾具的設(shè)計(jì) 16 3.4 確定定位元件 17 3.5 夾緊裝置設(shè)計(jì) 18 3.6定位誤差分析 22 3.7夾緊誤差分析 23 3.8夾具設(shè)計(jì)及操作說明 23 4 總結(jié) 24 參 考 文 獻(xiàn) 25 致謝 26 III 前言 齒輪工業(yè)機(jī)械，基礎(chǔ)件，廣泛應(yīng)用于機(jī)床，汽車，摩托車，農(nóng)業(yè)機(jī)械，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，航空，武器，工具和精密加工，效率和靈活性越來越多需求量大。齒輪加工技術(shù)的發(fā)展分為四個(gè)階段，即：公元前400年 - 手工制作階段200年，18世紀(jì)后的機(jī)械復(fù)制階段，19世紀(jì)后機(jī)械加工階段和1980年以來數(shù)控技術(shù)加工階段。 在中國大部分地區(qū)仍然是普通機(jī)床占大多數(shù)，精度難以提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至1995年底，我國53％的機(jī)器已使用超過16年，已使用6 - 15年的機(jī)床占31％，不到16％的機(jī)器使用壽命較少超過15年。齒輪尤其是生產(chǎn)齒輪的汽車也越來越大，在中國由于齒輪的質(zhì)量不能達(dá)到圖紙要求，導(dǎo)致變速箱噪音，壽命短，這嚴(yán)重阻礙了機(jī)器的質(zhì)量，這樣的表現(xiàn)一直在汽車行業(yè)特別嚴(yán)重。為了滿足加工設(shè)備加工的質(zhì)量和效率要求，自1995年以來，大量的加工設(shè)備數(shù)控機(jī)床已依賴進(jìn)口。 近年來，在開發(fā)過程中出現(xiàn)了一些技術(shù)齒輪加工新技術(shù)：通過磨料精加工工藝，磨削- 珩磨聯(lián)合工藝。相信在不久的將來，設(shè)備加工技術(shù)將在數(shù)控，智能，高速，集成和環(huán)保方面發(fā)展。 33 1 零件的分析 1.1 漸開線斜齒輪的結(jié)構(gòu) 對(duì)于零件的結(jié)構(gòu)分析于漸開線斜齒輪加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)十分重要。設(shè)計(jì)主要考慮的方面有施加加工是否可能、機(jī)械加工工藝是否合理、設(shè)計(jì)是否符合要求等等，尤其需要考慮加工方便，而且要保證加工質(zhì)量，同時(shí)要使勞動(dòng)強(qiáng)度最小化。 1.2 漸開線斜齒輪的工藝要求 在設(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮各種性因素可以知道設(shè)計(jì)出漸開線斜齒輪零件工程圖紙，具體見圖1可以看出。 圖一 漸開線斜齒輪零件圖 本次設(shè)計(jì)的漸開線斜齒輪零件，它們的作用是調(diào)節(jié)嚙合。 根據(jù)設(shè)計(jì)的漸開線斜齒輪零件的機(jī)械結(jié)構(gòu)之中，能夠知道加工表面對(duì)于漸開線斜齒輪的需求，以及孔系的對(duì)漸開線斜齒輪要求的重要性。平面加工的精度必須與加工表面相匹配，并且應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸生產(chǎn)孔系統(tǒng)的精度。因此，在加工漸開線斜齒輪時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格對(duì)待孔與平面之間的關(guān)系。主要關(guān)注以下方面： （1）各表面加工方案的確定 在設(shè)計(jì)本漸開線斜齒輪時(shí)，對(duì)于設(shè)計(jì)要求的重要性來說，結(jié)構(gòu)是非常重要的，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮加工工藝的問題。因此，思考設(shè)計(jì)和工藝是一個(gè)關(guān)鍵問題。此外，除了考慮漸開線斜齒輪的精度和效率之外，還必須考慮經(jīng)濟(jì)的成本因素。 （2）各表面和孔的要求 ①在生產(chǎn)過程中，由于市場(chǎng)上的產(chǎn)品的影響，為了節(jié)省成本，它們可以用小批量或單獨(dú)加工的通用設(shè)備進(jìn)行加工。大批量生產(chǎn)需要高效率的專用夾具。 ②由于漸開線斜齒輪的不同應(yīng)用要求，加工材料的選擇也很重要。 ③其他因素，如工件形狀，物理性質(zhì)等。 漸開線斜齒輪有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為 ①一個(gè)是左端端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括車右端端面Φ47孔, ②一個(gè)是以Φ47孔為基準(zhǔn)的加工面，這個(gè)主要是漸開線斜齒輪的加工。 1.3 齒輪的工藝分析 從零件圖中可以看出，該零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工表面較多，且齒輪的加工精度很高，材料為20CrMnTi。 主要加工表面的尺寸： ①齒面及兩端的倒角。 ②內(nèi)孔Φ47，六個(gè)孔M6×37—14H。 ③端面。 加工表面的主要技術(shù)參數(shù)： ①內(nèi)孔的粗糙度為Ra1.6，齒面的粗糙度是Ra3.2，背面的粗糙度是Ra3.2，端面的粗糙度是Ra3.2，其余表面粗糙度為Ra12.5。 ②內(nèi)孔的圓度是0.022。 通過以上分析得知，對(duì)于這兩組加工表面，可以先選一組表面加工，然后以之前加工過的表面作為基準(zhǔn)，加工其他表面，并確保他們之間的相互位置。 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 選擇毛坯 漸開線斜齒輪零件的可鍛性好，材料為20CrMnTi，據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用鍛造成型技術(shù)，且大批量生產(chǎn)。 2.2 確定定位基準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)過程中選擇基面也是最重要的。在選擇基面時(shí)，要求盡可能正確，嚴(yán)謹(jǐn)和合理。只有這樣才能保證加工質(zhì)量，并大大提高生產(chǎn)率。如果不這樣做，則處理過程中可能會(huì)出現(xiàn)意外問題。如果情況嚴(yán)重，將導(dǎo)致大量零件被報(bào)廢，給工廠造成巨大損失，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 在設(shè)計(jì)中，我們還需要考慮選擇粗基準(zhǔn)。由于其重要的功能，具體要求如下： （1）選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要使用加工表面。這是為了滿足加工的精度要求。 （2）表面均勻的加工余量。這主要是為了確?？梢杂行У厝コ嗔浚瑥亩３志?xì)的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)耐磨性要求。 （3）為了滿足對(duì)足夠的加工余量的需要，粗基準(zhǔn)的選擇還包括選擇加工余量最小的表面。 （4）無論選擇如何，都應(yīng)考慮表面光滑和平整等因素，因此該要求包含在粗基準(zhǔn)的選擇中。 （5）因?yàn)椴灰?guī)則和粗糙的基準(zhǔn)面沒有被重復(fù)使用，因此應(yīng)更多考慮粗基準(zhǔn)的選擇，以確保加工的準(zhǔn)確性。 粗基準(zhǔn)面的選擇：對(duì)于漸開線斜齒輪這樣的回轉(zhuǎn)體零件，選擇粗基準(zhǔn)非常重要。對(duì)于回轉(zhuǎn)體零件，我們通常使用外圓作為粗基準(zhǔn)。 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 在粗基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上要求，還有精基準(zhǔn)選擇，主要要求更嚴(yán)格，要完全符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，要求是： （1）基準(zhǔn)重合性原則。在選擇設(shè)計(jì)時(shí)，完全符合參考選擇標(biāo)準(zhǔn)，是為了確保選擇不會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不匹配，不會(huì)導(dǎo)致基準(zhǔn)偏差或誤差。 （2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)定統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位，范圍標(biāo)準(zhǔn)主要是將市場(chǎng)上具有通用性的產(chǎn)品統(tǒng)一，使產(chǎn)品可以互換。因此，標(biāo)準(zhǔn)選擇用于選擇定位基準(zhǔn)。 （3）自我原則。有時(shí)在某些特殊工藝設(shè)計(jì)中需要它作為加工表面參考?？梢员苊獠煌ぜ械腻e(cuò)誤，這有助于提高準(zhǔn)確性。 （4）相互基準(zhǔn)原則。由于選擇精基準(zhǔn)面直接決定設(shè)計(jì)成敗，因此加工表面的兩個(gè)方面，基準(zhǔn)面能夠互為基準(zhǔn)的面重復(fù)加工操作，均勻性可以達(dá)到產(chǎn)品的表面需求。 選擇精基準(zhǔn)面時(shí)我們主要考慮的是安裝的準(zhǔn)確性和加工精度。 選擇精基準(zhǔn)：主要考慮的是基準(zhǔn)重合原則和工藝基準(zhǔn)要與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致。因此，使用內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)。 2.3 工藝路線的擬定 由于市場(chǎng)需求的影響，部分應(yīng)在生產(chǎn)前加工和發(fā)布。確定支架加工的標(biāo)準(zhǔn)十分重要，主要是因?yàn)橹Ъ茉诩庸?，設(shè)計(jì)和分析生產(chǎn)中非常重要并且是不可或缺的部分。 它反映在孔位置和完成加工的頂部平面中。 2.3.1工序的合理組合 通常，在比較處理方法之后，生產(chǎn)過程中的工序編號(hào)可以通過生產(chǎn)類型，技術(shù)要求和特定生產(chǎn)條件（例如機(jī)床）來識(shí)別。 那么如何確定步驟數(shù)，基本上應(yīng)遵循以下原則： （1）工序分散原則 單個(gè)過程可以知道其操作的內(nèi)容非常簡(jiǎn)單，因此可以達(dá)成切削用量的合理性和高效率，并且使用與其通用相關(guān)的設(shè)備也很方便。 工藝分配原則對(duì)機(jī)床設(shè)備和裝置的要求相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)負(fù)荷也相對(duì)較小，這使得更換產(chǎn)品更加容易。因此，正因?yàn)槿绱?，工人各方面的技術(shù)要求都不會(huì)很高。然而，對(duì)設(shè)備的需求巨大，勞力需求量大，生產(chǎn)面積占用大。此外，該生產(chǎn)線還將意味著工廠的復(fù)雜和難以管理生產(chǎn)。 （2）工序集中原則 生產(chǎn)商采用工序集中化的原則，可以有效的縮短生產(chǎn)線的長(zhǎng)度，同時(shí)可以減少占用生產(chǎn)面積，大大減少工件的固定次數(shù)，而且工作量也相應(yīng)減少。它減輕了管理生產(chǎn)的難度，更有利于管理，相關(guān)設(shè)備的使用也將減少，生產(chǎn)效率也得到提高。但是，該原理的多余設(shè)備的需求準(zhǔn)確性和技術(shù)要求相對(duì)較高，這也增加了生產(chǎn)成本，并且制作過程中的工作量也很大。 為了考慮生產(chǎn)要求，需要混合搭配，特別是在工序集中和工序分散這兩個(gè)原則的選擇上。 2.3.2工序的集中與分散 在制定工藝路線時(shí)，首先要注意的是流程的數(shù)量。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定應(yīng)用工序集中原則或工序分散原則。工序集中是指使用少量工序數(shù)量完成的零件的加工的原則，并且工序分散原則與之相關(guān)聯(lián)。由于這兩個(gè)過程的選擇有其自身的特點(diǎn)，實(shí)際的選擇應(yīng)該與生產(chǎn)類型，生產(chǎn)過程，結(jié)構(gòu)和精度相結(jié)合，以確定應(yīng)該使用哪個(gè)原則。 伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電腦控制技術(shù)在機(jī)床和加工中心中也非常重要，并且可以在使用該技術(shù)下載工序集中上有效地解決，并且在單個(gè)過程中生產(chǎn)變?yōu)闇?zhǔn)確可控。生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的介質(zhì)不允許被低估。 2.3.3加工階段的劃分 在確定零件加工過程的選擇之后，由于加工質(zhì)量的問題，加工過程包括以下步驟： （1）粗加工階段 進(jìn)行粗加工，主要是為了減少多余金屬的加工，這可以用來對(duì)這些不需要且不必要的東西進(jìn)行篩除，從而保護(hù)設(shè)備并保證完美的精加工水準(zhǔn)，這同時(shí)也減少了加工處理的時(shí)間。及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷和問題并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。由于粗加工的對(duì)象都是毛坯料，因此存在一定程度的加工困難，這導(dǎo)致相對(duì)大的加工使用的折別功率的損失，并且用于加工的設(shè)備也需要?jiǎng)偠群途?，越多越好。盡量使用最好的設(shè)備，以便使得加工出來的毛坯料質(zhì)量更好。粗糙度Ra的選擇在80和100μm之間，粗加工公差的選擇在IT11和IT12之間。 （2）半精加工階段 粗加工后，還需要將處理過的材料進(jìn)行半精加工。該階段主要是完成一些表面要求平整度的精加工操作，從而保證合理的加工余量。因此，為了確保精加工的需要，在IT9至IT10類別中選擇半精加工的公差等級(jí)中進(jìn)行選擇。Ra粗糙度的選擇選擇在10到1.25微米之間。 （3）精加工階段 完成上述加工階段后，最后的精加工主要是有效地打磨和加工細(xì)節(jié)并切割剩余的加工余量，以保證零件的形狀，尺寸，位置和表面粗糙度的精度。因此，在IT6至IT7的范圍內(nèi)選擇精加工的加工精度，精加工表面Ra粗糙度應(yīng)在10至1.25微米的范圍內(nèi)選取。 2.3.4加工方案的比較 在在設(shè)計(jì)和制造中，由于尺寸公差和零件形狀以及表面粗糙度要求的要求，在大規(guī)模生產(chǎn)中使用特殊機(jī)床進(jìn)行加工和生產(chǎn)可以極大提高生產(chǎn)率。 同時(shí)，它將有效降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的快速發(fā)展，并比較兩種工藝設(shè)計(jì)方案，并尋求最佳的加工解決方案。 方案一 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 1 鍛造 鍛造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 車 車左端端面 4 車 粗車右端端面Φ47孔 5 車 精車外圓 6 車 精車Φ47內(nèi)孔 7 插 插寬14mm鍵槽 8 鉆 鉆6-Φ37孔 9 滾 滾齒輪 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 11 入庫 入庫 方案二 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 1 鍛造 鍛造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 車 車左端端面 4 車 車右端端面Φ47孔 5 插 插寬14mm鍵槽 6 鉆 鉆6-Φ37孔 7 滾 滾齒輪 8 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 9 入庫 入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一有粗車外圓和精車外圓，粗車Φ47內(nèi)孔和精車Φ47內(nèi)孔，可進(jìn)一步保證加工精度的要求，而方案二只有粗車加工，不能進(jìn)一步保證位置度要求和加工精度的要求. 具體的工藝路線如下 方案一 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 1 鍛造 鍛造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 車 車左端端面 4 車 粗車右端端面Φ47孔 5 車 精車外圓 6 車 精車Φ47內(nèi)孔 7 插 插寬14mm鍵槽 8 鉆 鉆6-Φ37孔 9 滾 滾齒輪 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 11 入庫 入庫 2.4 機(jī)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。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按圖給定的尺寸為自由度公差，可由鍛造可直接獲得。 2、 漸開線斜齒輪的端面 由于漸開線斜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、漸開線斜齒輪的孔 毛坯為空心，鑄造出孔。IT7—IT8之間為孔的精度要求，按照文獻(xiàn)參數(shù)，明確工藝尺寸余量為2mm 2.5 確定切削用量及工時(shí) 2.5.1車左端端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取=0.8mm/r 3) 計(jì)算切削速度　 （1） 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min （2） 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 457r/min （3） 與457r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)選取=500r/min。 所以實(shí)際切削速度== （4） 5) 切削工時(shí)，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=62mm; =4mm; =0mm; （5） t=i==0.165(min) （6） 2.5.2粗車右端端面Φ47孔 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取=0.8mm/r 3) 計(jì)算切削速度　 （7） 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min （8） 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 753r/min （9） 與753r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。 所以實(shí)際切削速度== （10） 5) 切削工時(shí)，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; （11） t=i=x2=0.966(min) （12） 2.5.3精車外圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取=0.8mm/r 3) 計(jì)算切削速度　 （13） 其中：=104, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=30m/min （14） 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 382r/min （15） 與382r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。 所以實(shí)際切削速度== （16） 5) 切削工時(shí)，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=19mm; =4mm; =0mm; t=i==0.059(min) （17） 2.5.4精車Φ47內(nèi)孔 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取=0.2mm/r 3) 計(jì)算切削速度　 （18） 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min （19） （4） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 885r/min （20） 與885r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為900r/min?，F(xiàn)選取=900r/min。 所以實(shí)際切削速度== （21） 5) 切削工時(shí)，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=12mm; =4mm; =0mm; t=i==0.02(min) （22） 2.5.5鉆6-Φ37孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ37 1)進(jìn)給量 取=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 258r/min （23） 與258r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為300r/min?，F(xiàn)選取=300r/min。 所以實(shí)際切削速度== （24） 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; （25） t=6x（） =6x（）=2.61(min) 2.5.6滾齒 Y58滾齒機(jī) 1) 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為27mm，模數(shù)m為4mm 2) 進(jìn)給量 查找《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表2.4-3,工件直徑為 按滾齒機(jī)說明書（見切削手冊(cè)）取 =0.83mm/r 3) 計(jì)算切削速度，按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命T=60min) (m/min) （26） 其中：=342, =0.15, =0.35, m=4. T=60min 。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 （27） 4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 114r/min （28） 按機(jī)床說明書(見《工藝手冊(cè)》表4.2-8),現(xiàn)選取=120r/min。 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 　　　　　 L==40mm, =2mm,=0,=0 tm==(min) （29 3 夾具設(shè)計(jì) 根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行處理。最后，上述過程的額定工作時(shí)間和切削參數(shù)與其他處理數(shù)據(jù)相結(jié)合，以完成加工工藝卡片。 在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到多方面因素經(jīng)，決定設(shè)計(jì)第9道工序漸開線斜齒輪夾具設(shè)計(jì)。 3.1專用夾具簡(jiǎn)介 專用設(shè)備旨在滿足特定的工件加工要求。其功能主要包括以下幾個(gè)方面： 1.它可以提供專用夾具表面的精確位置，例如常用有效距離的精度，專用夾具的同軸度和專用夾具的平行度。 2.使用專用夾具可縮短所需的工作時(shí)間，從而大大提高工作效率。可以減少其中某一步過程所需的時(shí)間，例如，加工工件時(shí)在裝卸零件方面和加工輔助裝置所用的時(shí)間。進(jìn)一步使用專用夾具，并可以在工作站上轉(zhuǎn)換安裝，它將大大簡(jiǎn)化工作量和所需的工作量，提高利用率和使用時(shí)間。在安裝之前不必在繪制直線和對(duì)齊上花費(fèi)額外的時(shí)間，從而節(jié)省了工序的繪制線。此外，在需要加工和生產(chǎn)多個(gè)工件夾具的同時(shí)，一些工件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與工件的操作時(shí)間相同。連續(xù)旋轉(zhuǎn)的可以實(shí)現(xiàn)多工位的連續(xù)加工夾具，用于在加工某些工件期間裝載和卸載其他工件，從而操作時(shí)間與輔助時(shí)間相匹配。總之，專用夾具在功能和結(jié)構(gòu)上的不斷完善，使得生產(chǎn)和加工時(shí)間得到有效削減，可以滿足當(dāng)前倡導(dǎo)的可持續(xù)生產(chǎn)的需要。 3.使用專用夾具可以擴(kuò)大機(jī)床使用技術(shù)的有效范圍。例如，將專用夾具裝入普通車床上的鏜床后，鏜孔機(jī)的工作性能能夠得到完全發(fā)揮，通用專用夾具可以完全利用和發(fā)揮通用機(jī)床的功能。 4.使用專用夾具可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，以確保安全生產(chǎn)。專用夾具適用于氣動(dòng)，液壓或其他方式下的特殊制造過程，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，高度自動(dòng)化生產(chǎn)，保護(hù)工人的健康，大大降低工作強(qiáng)度，確保生產(chǎn)過程中的安全性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高產(chǎn)量。在加工大型工件時(shí)，例如，機(jī)械加工車床床身的兩側(cè)時(shí)，需要對(duì)螺旋孔進(jìn)行多次翻轉(zhuǎn)，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大和相對(duì)較大的安全隱患，但是，當(dāng)使用專用夾具和電動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆床后，問題得以解決而且提高了生產(chǎn)效率，工作強(qiáng)度大大降低，確保了質(zhì)量和穩(wěn)定的安全生產(chǎn)。雖然專用夾具起到了非常顯著的作用，但也存在一些缺點(diǎn)，即特定產(chǎn)品的夾具特殊性與特定產(chǎn)品種類之間的矛盾。由于一個(gè)工作過程中只能對(duì)應(yīng)使用一種特殊夾具，夾具的數(shù)量隨產(chǎn)品種類的增多而增多，產(chǎn)品不再生產(chǎn)時(shí)原始設(shè)備無法重復(fù)使用，導(dǎo)致浪費(fèi)，并且使管理和存儲(chǔ)困難。同時(shí)，特殊夾具生產(chǎn)設(shè)計(jì)周期很長(zhǎng)，這與生產(chǎn)的快速發(fā)展相矛盾。但是，在現(xiàn)在的大規(guī)模的機(jī)械生產(chǎn)中，仍然使用專用夾具配合通用機(jī)床來加工產(chǎn)品。 3.2 問題的提出 漸開線斜齒輪及夾具設(shè)計(jì)在加工中占有重要地位。傳統(tǒng)機(jī)床所用的漸開線斜齒輪和夾具具有勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作和維護(hù)不容易，給生產(chǎn)帶來很大的困難，特別是在提高工作強(qiáng)度的同時(shí)還費(fèi)時(shí)費(fèi)力，如果漸開線斜齒輪及夾具設(shè)計(jì)的不夠緊湊，產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量將會(huì)受到嚴(yán)重破壞，這將使生產(chǎn)成本增加了很多并且也對(duì)公司或工廠的效率和聲譽(yù)產(chǎn)生影響，生產(chǎn)效率將大大降低，所以設(shè)計(jì)一款全新的漸開線斜齒輪加工工藝及工裝設(shè)計(jì)是很有必要的。漸開線斜齒輪及夾具設(shè)計(jì)與制造將在市場(chǎng)上具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 該裝置主要采用滾齒，對(duì)孔加工的同軸度和精度有一定的要求。 為了減少誤差，在此過程中，必須保證滾齒對(duì)中心線的準(zhǔn)確度，要考慮如何提高生產(chǎn)率，降低工作強(qiáng)度和提高加工質(zhì)量。 滾齒夾具是針對(duì)齒端加工設(shè)計(jì)的。以內(nèi)孔和端面作為定位基準(zhǔn)，定位方法是通過工件內(nèi)孔鎖定定位位置，然后用端面當(dāng)成軸向定位基準(zhǔn)，這使得設(shè)計(jì)，安裝，定位和測(cè)量基準(zhǔn)重合，并且定位精度高，這適合于大規(guī)模生產(chǎn)。 然而，這對(duì)于夾具的精度要求很高。 3.3 夾具的設(shè)計(jì) 3.3.1 定位基準(zhǔn)和方案的選擇 我們使用Φ47內(nèi)孔和端面作為定位的基準(zhǔn)，因?yàn)楣ぷ髋_(tái)，滾齒時(shí)間和滾刀同時(shí)在旋轉(zhuǎn)，并且漸開線斜齒輪可以從任何位置下刀，在正確定位的情況下，漸開線斜齒輪加工取決于滾刀和工作臺(tái)的移動(dòng)。因此，在將工件放置在合適位置然后壓緊就行，我們采用Φ47的內(nèi)孔和端面配合鍵槽來定位，滿足要求應(yīng)選用用開口壓板壓緊，使用Φ47內(nèi)圓定位我們用的是一個(gè)心軸和工件過度配合來定位工件。 定位工件時(shí)，一般是限制工件的6個(gè)自由度，但根據(jù)實(shí)際工件結(jié)構(gòu)的需要，端面限制3個(gè)自由度，分別是，Φ47內(nèi)孔限制2個(gè)自由度，分別是，共限制了5個(gè)自由度，屬于不完全定位。 圖2 夾具定位方案 3.4 確定定位元件 3.4.1定位元件的選用 為了獲得工件在夾具上的正確定位，應(yīng)首先選擇正確的定位基準(zhǔn)，然后選擇相應(yīng)的定位元件。當(dāng)工件定位時(shí)，夾具的定位元件和工件的定位基準(zhǔn)形成定位副，以達(dá)成工件的六點(diǎn)工件。選用定位元件時(shí)，應(yīng)根據(jù)定位元件的結(jié)構(gòu)特征和工件定位基準(zhǔn)面進(jìn)行選取。 根據(jù)工藝流程圖中規(guī)定的定位基準(zhǔn)，應(yīng)選擇孔Φ47mm作為精基準(zhǔn)，由于零件加工量相對(duì)較小，銑削零件時(shí)，確保齒頂圓跟內(nèi)孔同軸是一個(gè)重要的技術(shù)問題。如果零件的定位精度不符合工藝要求，則不能進(jìn)行零件的修理。 在加工過程中，大部分選擇心軸定位。由于工件的內(nèi)部定位孔垂直于基準(zhǔn)端面，為了減小由于間隙引起的工件傾斜和便于夾緊，選擇具有臺(tái)階定位的心軸。且由于定心精度高，心軸和定位元件內(nèi)孔選用過盈配合。查《公差與配合速查手冊(cè)》表1-8，可以將心軸與定位孔的配合尺寸確定為。 3.4.2定位元件的基本要求 1、定位元件和限位基面應(yīng)具有足夠的精度，以確保工件定位精度。 2、定位元件應(yīng)易于去除切屑。定位元件的工作表面的形狀和結(jié)構(gòu)應(yīng)便于切屑的清除，以防止切屑插入夾具中，從而影響定位和加工的精度。 3、定位元件必須具有良好的可加工性。定位元件設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，安裝和更換。 4、.支撐元件必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過程中受到零件重力，切削力和夾緊力的影響。因此，定位元件需要具有剛度和足夠的強(qiáng)度以避免在使用期間的損傷和變形。 5、限位基面應(yīng)具有良好的耐磨性。因?yàn)槎ㄎ辉墓ぷ鞅砻鏁r(shí)常與元件接觸并被摩擦，易于磨損。因此，定位元件的限位表面的耐磨性對(duì)于保持使用壽命和定位的精度是很重要的。 3.5 夾緊裝置設(shè)計(jì) 在加工過程中，工件受到切削力，慣性力，離心力等的影響。為了確保在這些外力的作用下，工件仍然可以保持由定位元件在夾具上確定的加工位置而不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)和移動(dòng)，必須在夾具中提供固定的夾緊裝置可靠地夾住工件。 3.5.1 夾緊裝置的組成和設(shè)計(jì)原則 （1）夾緊裝置的組成 夾緊裝置由以下三部分組成。 ①動(dòng)力源裝置 它是產(chǎn)生夾緊力的來源。具體分為手動(dòng)夾緊和電機(jī)夾緊。手動(dòng)夾緊力的動(dòng)力源來自勞動(dòng)力，缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了提高生產(chǎn)率和改善工作條件，目前電機(jī)夾緊用于大規(guī)模生產(chǎn)。電機(jī)夾緊的動(dòng)力源來自液壓，氣動(dòng)，氣液混合，真空，電磁和其他動(dòng)力夾緊設(shè)備。 ②傳力機(jī)構(gòu) 它是在電源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。作用是改變力的方向和大小，具有自鎖的功能，因此在夾緊力消失后，整個(gè)夾緊系統(tǒng)依然可以可靠地固定。手動(dòng)夾緊時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。 ③夾緊元件 它是最終直接與工件接觸并完成夾緊的執(zhí)行元件。 （2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則 在夾緊工件的過程中，工件的表面粗糙度、加工精度以及生產(chǎn)效率會(huì)被夾緊作用的效果所直接影響，所以，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)按照以下原則。 ①工件不振動(dòng)原則 對(duì)于剛性較弱的工件，或不合適用氣缸壓緊和間斷的切削的工件必須增加夾緊元件和支承元件的剛度，夾緊部位應(yīng)與加工區(qū)域表面靠的足夠近，以避免工件和系統(tǒng)發(fā)生震動(dòng)。 ②工件不變形原則 夾緊力應(yīng)該是適當(dāng)和可靠的。必須要確保工件在加工過程中不會(huì)振動(dòng)和移動(dòng)，并且工件在夾緊力的作用下不會(huì)導(dǎo)致超出加工精度范圍的變形。 ③工件不移動(dòng)原則 在夾緊過程中，定位后工件所占的準(zhǔn)確位置不應(yīng)被改變，即工件不得在夾緊力的作用下離開定位支承。 ④安全可靠原則 力傳遞機(jī)構(gòu)應(yīng)有充足的夾緊行程，手動(dòng)夾緊應(yīng)具有自鎖功能，以確?？煽康膴A緊。 ⑤經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的復(fù)雜性和自動(dòng)化應(yīng)與生產(chǎn)要求一致，在保證生產(chǎn)效率的前提下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)和維護(hù)，工藝性能良好，操作簡(jiǎn)便，使用性能都很好。 3.5.2 減小夾緊變形的措施 工件有些時(shí)候很難找到合適的夾緊位置，那么可以使用以下方案來減少夾緊變形。 ①均勻的對(duì)稱變形，部分變形量可通過調(diào)整刀具消除，從而實(shí)現(xiàn)所需的精度。 ②分散著力點(diǎn)，使用移動(dòng)壓板將夾緊力的力點(diǎn)分配成兩個(gè)或四個(gè)，改變力點(diǎn)位置，減小壓力，減少夾緊變形的效果。 ③增加壓緊構(gòu)件之間的接觸面積，增加壓板下的墊環(huán)，剛性良好的墊環(huán)上的夾緊力均勻的作用在工件上，從而避免工件因局部壓力而下陷。 ④一些非常薄的特殊工件，依靠具有精確的沖壓工藝依然不能達(dá)到加工所需的精度但需要加工的，上述各種措施往往難以滿足其需要，這時(shí)可以選用一種冷凍式夾具。這種類型的夾具是將非常薄的特殊工件定位在型腔里，然后倒入低熔點(diǎn)金屬，并在其凝固后同時(shí)進(jìn)行加工。完成后，再加熱使其融化取出工件。在生產(chǎn)線上進(jìn)行倒入和分離低熔點(diǎn)金屬。 (1)切削力的計(jì)算 機(jī)床： 滾齒機(jī) 由[3] 所列公式 得 （30） 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=458N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 （31） 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 （32） 夾緊螺釘： 公稱直徑d=16mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) （33） 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： （34） 許用應(yīng)力幅： （35） 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 （36） [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 （37） 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3.6定位誤差分析 由于生產(chǎn)中的各種潛在因素而存在些許誤差，并且一些生產(chǎn)誤差非常大。使得這些產(chǎn)品將成為完全不合格的產(chǎn)品，一些制造誤差非常小，我們可以接受它們?cè)诖祟悇e的范圍內(nèi)，我們暫時(shí)認(rèn)為它可以在當(dāng)前市場(chǎng)上生產(chǎn)出售的合格產(chǎn)品。在目前的市場(chǎng)中，無論是食品加工還是機(jī)械加工，都會(huì)看到標(biāo)稱值背后的正負(fù)號(hào)，這就意味著生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)誤差，因此誤差分析對(duì)于產(chǎn)品合格和銷售非常重要。 由于定位采用的是Φ47內(nèi)孔與端面，定位基準(zhǔn)與漸開線斜齒輪設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以軸向尺寸不存在基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸不存在極限偏差、位置和形狀公差，所以徑向尺寸不存在基準(zhǔn)不重合度誤差。 本工序采用的工件用圓孔在心軸上定位，垂直放置心軸，因?yàn)槎ㄎ桓遍g有徑向間隙的存在，所以必將導(dǎo)致徑向基準(zhǔn)位移誤差。所以這時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差只存在Z軸方向，且向下，見下圖。 （38） 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——心軸外圓直徑公差（mm）。 圖3 基準(zhǔn)位移誤差 3.7夾緊誤差分析 由于這個(gè)過程的夾具是由內(nèi)孔定位的，只要定位內(nèi)孔軸的尺寸精度得到保證，就可以保證加工精度，因?yàn)槲覀冇蓛?nèi)孔定位，直接壓緊開口壓板，此時(shí)壓緊力垂直。沒有壓緊誤差。因此，不考慮壓緊誤差。 3.8夾具設(shè)計(jì)及操作說明 如上所述，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意工作率的增加。由于這個(gè)原因，為了便于裝卸，在夾緊螺母的過程中應(yīng)選用開口壓板，并且位于夾具體底面上的止口定位可以準(zhǔn)確保證分度圓和齒頂圓相對(duì)中心線的跳動(dòng)，方便加工滾齒，該夾具的整體感覺是操作相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，效率明顯提高。 4 總結(jié) 本課題所設(shè)計(jì)的漸開線斜齒輪加工工藝及夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備，在設(shè)計(jì)過程中，一步一步，從設(shè)計(jì)理念，到功能構(gòu)思，所以通過這次設(shè)計(jì)我很清楚地知道完成一個(gè)完整的機(jī)械設(shè)計(jì)需要準(zhǔn)備很多東西，從軟件安裝到學(xué)會(huì)使用繪圖軟件，最后實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，我需要解決設(shè)計(jì)過程出現(xiàn)的問題和合理的安排時(shí)間，在這次的設(shè)計(jì)過程中，我將書本知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，還將理論與實(shí)踐相結(jié)合經(jīng)過認(rèn)真分析，我克服了困難并且問題也得到了解決，使得自己分析問題的能力得到了極大的提升，還學(xué)會(huì)了用計(jì)算機(jī)來完成機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的計(jì)算部分，繪制比例圖，獲取國內(nèi)和國際及相關(guān)英文手冊(cè)參考資料，掌握多個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范設(shè)計(jì)。我相信這次經(jīng)歷將將會(huì)使得我在今后的工作與學(xué)習(xí)中受益終生并且獲益良多。 所有設(shè)計(jì)和項(xiàng)目的過程并不順利，在漸開線斜齒輪及夾具設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了很多問題，但經(jīng)過與同學(xué)的仔細(xì)討論和老師耐心的教導(dǎo)下，問題得到解決，我想這就是團(tuán)隊(duì)合作精神的強(qiáng)大力量。謹(jǐn)慎分析漸開線斜齒輪及夾具設(shè)計(jì)過程中遇到的困難，我很清楚完成一個(gè)項(xiàng)目并不是完全能夠如我所愿，其中包括眾多因素，尤其是要進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)，我們必須具備豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，此外還要有一支優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)。此外，在設(shè)計(jì)中，我也必須承認(rèn)我仍然有一些學(xué)習(xí)理論沒完全掌握的弱點(diǎn)，還需要加強(qiáng)努力。這次我深刻理解理論知識(shí)的重要性，并明白設(shè)計(jì)必須付諸實(shí)踐才能將教科書學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到工程項(xiàng)目中。 參 考 文 獻(xiàn) ［1］ 許曉旸，專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)［M］，重慶：重慶大學(xué)出版社，2003。 ［2］ 孫已德，機(jī)床夾具圖冊(cè)［M］，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1984: 20-23。 ［3］ 貴州工業(yè)學(xué)院機(jī)械制造工藝教研室，機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)［M］，貴陽：貴州人民出版社，1993: 42-50。 ［4］ 王伯平，互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。 ［5］ 陳明，機(jī)械制造工藝學(xué)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012. ［6］ 陳立德，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，北京：高等教育出版社，2008. ［7］孟少龍，機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷［M］，北京：機(jī)械加工出版社，1991。 ［8］東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］,上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1997。 ［9］ 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組，金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)［M］，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981。 ［10］ 李洪，機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)［M］，北京，中國工業(yè)出版社，1990。 ［11］ 馬賢智，機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)［M］,北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994。 ［12］ 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)［M］,上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 ［13］ 周永強(qiáng)，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)［M］，北京，中國建材工業(yè)出版社，2002。 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)［M］，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。 ［14］ 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［M］，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 ［15］ 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。 ［16］ 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)［M］，銀川：寧夏人民出版社，1991。 致謝 大學(xué)四年光陰如同白馬過隙，回頭看過去的時(shí)光，心中不禁感到充實(shí)，眼看著就要離開生活四年的大學(xué)校園，畢業(yè)論文也接近尾聲，這些都離不開老師、朋友和同學(xué)給我的熱情的幫助。 本論文是在導(dǎo)師XX教授的悉心指導(dǎo)下完成的，在這里首先我要誠摯的感謝XX教授，他在忙碌的工作中來指導(dǎo)、審查、修改我的論文。在選題過程中為我細(xì)心指導(dǎo)，并在研究的過程中為我答疑解惑，幫助我精心點(diǎn)撥，開拓思路，對(duì)眭老師的感激之情無法用語言來表達(dá)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，深厚的專業(yè)知識(shí)，卓越的工作作風(fēng)，和高尚的師德，平易近人的人格魅力對(duì)我產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響 對(duì)我來說 它不僅使我掌握了基本的研究方法，樹立了的學(xué)術(shù)目標(biāo)，還讓我明白了為人處世的道理。 其次我要感謝我的大學(xué)專業(yè)課老師們對(duì)我的教育培養(yǎng)。他們指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向各位老師表達(dá)最真誠的感謝。 最后要感謝的是我的父母，他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)中國傳統(tǒng)文化的，讓我的心靈在漫長(zhǎng)的人生旅途中有了能夠躲避風(fēng)雨的港灣，而且也為我能夠順利完成畢業(yè)論文提供了不可或缺的幫助與鼓勵(lì)。 在今后的日子里，我會(huì)更加努力的工作和學(xué)習(xí)，不負(fù)他們對(duì)我的期望！我一定會(huì)竭盡全力，好好的報(bào)答他們。