过桥齿轮轴机械加工工艺规程说明书.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作目 录摘要 2英文摘要21、零 件 的 分 析 31.1零件的作用31.2零件的工艺分析 32、确定毛坯、画毛坯图43、工艺规程设计 43.1定位基准的选择53.2制订工艺路线63.3选择加工设备及刀，夹，量具93.4加工工序设计 104、夹具设计 124.1夹具设计方案分析 124.2夹具结构设计计算 134.3夹具使用说明 135、设计小结 146、参考文献 167、致谢 17摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺尺寸确定等问题，保证零

2、件的加工质量学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请各位老师给予批评指正。Abstract：Can through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the prod

3、uctive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well

4、as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on a

5、n adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnes

6、tly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes. 1 零 件 的 分 析 1.1 零件的作用题目给出的零件是轴类零件（过桥齿轮轴），轴是机械设备中轴承支撑的重要零件之一，它的主要作用是直接支撑回转零件，以实现回转运动并传递转距和动力，如齿轮，车轮，电动机，转子，铣刀等各种作回转运动的零件，都必须安装在轴上，才能实现它们的功用。过桥齿轮轴有联动和传动的作用。由附图1可知，过桥齿轮轴的一端铣有键槽，配合轴与轴上零件的使用；一端滚有斜齿轮，与其他齿轮配合传动。 1.2零件的工艺分析由附图1可知，析其材料为20CrMnTi

7、。该种材料经过渗碳淬火后强度大，有较高的耐磨性，适用于制造承受中等载荷的耐磨零件。该零件上的主要加工面为外圆面、键槽、斜齿轮和两个主要中心孔，16H7和M12-6H，其等级精度要求见附图1。选择定位基准时各外圆的位置公差，采用基准统一原则，即全部以工件的两中心孔定位 。同时也为了保证个外圆的形状与位置公差，在轴的粗加工过程中，用油石顶尖研磨中心孔，中心孔的表面粗糙度Ra值逐次减小，精度也要逐次提高。为了达到轴的精度要求，逐步消除工件毛坯的复映误差，工序分为粗车，精车，磨削。 零件外圆的粗糙度要求不统一，在加工过程中考虑到时间的原因，先加工到最低等级要求3.2，最后进行研磨达到0.6。有斜齿轮端

8、最外圆公差等级为m5，键槽端外圆公差等级为m6。有参考文献1中有关方面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。2、确定毛坯 根据零件材料确定毛坯为型钢。下料140的20CrMnTi型钢L=685mm。又由题目已知零件的生产纲领为100件年。由已知可得该零件的重量是60。由参考文献1表1-2加工零件的生产类型，表1-3不同机械产品的零件质量性别表可知，该生产类型为小批量生产。根据零件原图纸可知，斜齿轮需要经过齿形表面淬火及低温回火处理。齿面硬度：HRC58-62,心部硬度：HRC32-40,渗碳深度：1.2-1.6。参考文献2附表1-2

9、7轴类零件的机械加工余量（mm）可知，基本直径大于80120mm ，在粗加工后留余量为2.6mm，半精加工后留余量为0.5mm，精车后为0.3mm.参考文献1表5-1外圆加工中各种加工方法的加工经济精度和表面粗糙度可知，半精车可以达到的表面粗糙度为2.510微米，精车可以达到1.2510微米，半精磨可以达到0.632.5微米。3、工艺规程设计 3.1定位基准的选择精基准的选择：轴端面的孔是一个设计基准，C面为一个装配基准，用它做精基准能够使加工遵循“基准重合”的原则，实现轴体零件“一面两孔”的典型定位方式；此外，C外圆面积大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。粗基准的选择：考虑

10、到以下几点要求，要求选择轴的重要端面孔和主要面来做基准：第一，要保证个加工面均有余量；第二，轴加工后要装配，所以要有适当的间隙，并且要保证均匀；此外还应能够保证定位基准、夹紧可靠。最先进行机械加工的是两个端面，保证长度要求，再就是两个端面的中心孔，保证定位和夹紧。 这时可选择的夹紧方案为，用三爪卡盘固定一端，对另外一端面进行平整加工，打中心孔。调头加工另外一端面，打中心孔，保证长度。三爪卡盘固定不限制轴向的转动，可以旋转加工。用尾座顶尖顶住中心孔，保证加工轴面的平稳，及加工的精度。综合上述内容，次夹紧方案是可行的。 3.2制订工艺路线根据各表面加工要求和各加工方法能达到的经济精度，确定各外圆面

11、加工方法如下：C外圆面：粗车精车半精磨；D外圆面：粗车精车；D面与E面的过渡斜面：粗车；F外圆面：粗车精车半精磨，可以分别达到零件图规定的尺寸及等级要求；G外圆面：粗车精车。因为C外圆面与A端面的中心孔16H7有同轴度要求，所以宜在一次固定加工中完成，以保证其位置精度。根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的加工原则，先完成一端的粗加工后再精加工，再调头加工另外一端。然后加工键槽，滚斜齿轮，最后进行修磨加工。为改善工件材料的力学性能的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之间进行，这是因为淬火处理后尤其是渗碳淬火后工件会有较大的变形产生，为修正渗碳、淬火处

12、理产生的变形，热处理后需要安排精加工工序。在淬火处理之前，需要将铣键槽、钻孔、攻螺纹，去毛刺等次要表面的加工进行完毕。当工件需要作渗碳淬火处理时，由于渗碳过程工件会有较大的变形产生，常将渗碳过程放在次要表面加工之前进行，这样可以减少次要表面与淬硬表面间的位置误差。根据机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则： 3.21先加工定位基准，再加工其他表面。 3.22先加工主要表面，后加工次要表面。 3.23先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3.24先加工平面，后加工孔。为了减少工件的换位带来的加工误差，可以在一次装夹中通过换刀来完成几个工序的加工。对于位置度要求较高的孔系，宜在同一工位

13、工安排该孔系相关表面的加工工作，以消除工件更换装夹误差对孔系位置精度要求的影响。综合上述论述，初步拟订加工工艺路线如下： 工序号 工 艺 内 容102030405060708090100110120130140150160170180190200210220221型钢下料除刺平端面打中心孔平端面打中心孔，倒角30，钻孔675扩孔到16H744，攻丝M8左6H粗车外圆面C粗车外圆面D精车外圆面C，倒角145，精车外圆面D，倒角145车外圆面D、E的过渡斜面，倾斜角70调头反装，钻孔20，孔口倒角30，孔口直径到29扩孔到21，攻丝M206H粗车外圆面G粗车外圆面F，留退刀槽，外圆面E倒角4.54

14、5精车外圆面G，倒角145精车外圆面F，倒角30在B端面刻字“2.44”铣键槽， 22N9，长160滚外圆面D上斜齿轮，Mn=4.5,Z=23,=15，n=20,左旋渗碳淬火、低温回火精加工，磨外圆面C，修磨中心孔A精加工，磨外圆面F，修磨中心孔B修磨斜齿轮检验入库上述方案中遵循了工艺路线拟定的一般原则，但是在某些工序上有些问题还值得进一步讨论。根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工跟开的原则来划分工序，即先粗加工再精加工。此外，可用不同的机床或不同的刀具顺次同步进行加工。对于单个零件要先粗加工、后半精加工，而后精加工。或者一批零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后再

15、进行精加工。通常在一次安装中，不允许将零件某一部分表面粗、精加工完毕后，再加工另的其他表面；否则，可能会在对新的表面进行大切削量加工过程中，因切削力太大而引起已精加工完成的表面变形。所以在车削中应先切除整个零件的大部分余量，再将其表面精车一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。粗精加工中间最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形能得到充分的恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。如粗车外圆面C时，因工件和夹具的尺寸都比较的大，在卧式车床上加工时它们的惯性力比较的大，平衡较困难，而且直接由毛坯车外圆面C的话，车削量大。所以在新的工艺路线中可以考虑如下的改进：先车直径较大的外圆面，然后对小直径外圆

16、面进行加工。这样既可以保证加工速度，又能够减少加工时大量的车削震动，保证了平衡性，提高了加工的精度。外圆面C、外圆面D加工时，先加工外圆面C、D能够同时保证加工余量的面119.819h11，再加工外圆面C。在外圆面F和外圆面G的加工过程中也可以这样考虑。在工序中钻孔、扩孔和对孔的攻丝可以只安排一个工序，这样就可以节省工时，而且还减少了工步。修改后的工艺路线如下：序号工 序 内 容简 要 说 明102030405060708090100110120130140150160170型钢下料除刺平端面打中心孔，60中心钻在B端面钻孔1753，2112，攻丝M206H在A端面钻孔675，16H744，攻

17、丝M8左6H粗车外圆面D，119.819h11，粗车外圆面F，120d9粗车外圆面C，95m5,粗车外圆面G，80m6在B端面刻字“2.44”精车外圆面119.819h11，倒角145，精车外圆面80m6，倒角145车外圆面D、E的过渡斜面，倾斜角70精车外圆面95m5,倒角145，留退刀槽，精车外圆面120d9，倒角30，留退刀槽，倒角4.545铣键槽，宽22N9，长160mm滚斜齿，Mn=4.5,Z=23,=15，n=20,左旋表面渗碳齿形表面淬火及低温回火磨外圆面95m5, 120m6修磨斜齿轮，107.151，清理中心孔检验入库防止碰刀震动先加工基准面先加工孔留扩孔余量先加工面先粗基准

18、粗加工结束精加工开始提高工艺基准精度先次要表面先加工面后加工孔铣键槽次要表面在后面加工工序分散，平衡节拍 3.4选择加工设备及刀，量具 由于生产类型为少批量生产，所以所选设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由于工件质量较大，故需要辅助工具来完成。平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺（mm）,测量范围01000mm（参考文献2表67）。采用车床加工，床选用卧式车床C6132（参考文献2表43），专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见（参考文献2第五篇金属切削刀具，第2、3节），采用

19、相匹配的钻头，专用夹具及检具。钻中心孔。选用60中心钻（参考文献4第6章）。铣键槽22N9。选择X60W卧式（万能）铣床（参考文献2表417）。选择与键槽宽度相同型号的刀具。采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。滚斜齿。选用滚齿机Y3150（参考文献2表425）。专用夹具、量具及检具。磨外圆面95m5,磨外圆面120m6。选择外圆磨床M1311（参考文献2表410），专用夹具，游标卡尺。修磨斜齿。选用内圆磨床M2110（参考文献2表412）专用量具、夹具。3.5加工工序设计 3.51工序30钻孔5深75，扩孔16H7深44，攻丝M8左-6H：钻孔5深75因一次钻出，故其钻削余量为Z钻=9mm

20、,扩孔16H7深44同样也因一次钻出，故其钻削余量为Z扩=8mm,由（参考文献8表11-3）钻孔6深75取切削深度为3mm，进给量f=0.2mm/r,切削速度V=18m/min. 由（参考文献8表11-4）扩孔16H7深44.取切削深度为8mm，进给量f=0.12mm/r,切削速度V=13m/min. 由（参考文献8表11-5）攻丝M8左-6H切削速度V=1.5m/min.3.52 .工序40粗车119.819h11 工序70精车119.819h11，倒角145，工序40粗车120d9，工序90精车120d9，倒角 130，由（参考文献7表6-3）可知119.819h11的总加工余量为20.1

21、81mm，由表可知为精加工余量Zn精=1.4mm，故粗加工余量为Zn粗=18.78mm，取切削深度为4.695mm，走刀2次粗加工切削速度V=75m/min，进给量f=0.70mm/r.精加工取切削深度为0.7mm，走刀一次，切削速度V=130m/min，进给量f=0.20mm/r。由（参考文献7表6-3）可知120d9的总加工余量为20mm，由表可知为精加工余量Zn精=1.5mm，故粗加工余量为Zn粗=18.5mm，取粗加工切削深度为4.625mm，走刀2次粗加工切削速度V=65m/min，进给量f=0.75mm/r.精加工取切削深度为0.6mm，走刀一次，切削速度V=140m/min，进给

22、量f=0.25mm/r。3.53. 工序50粗车95m5和80m6，工序90精车95m5和8m6，：由（参考文献6表13-2）根据工件材料和刀具材料95m5的总加工余量为45mm，由于该表面精度要求教高，（参考文献6表13-2）数据取磨削加工余量为0.4mm，取精加工余量为1.6mm，粗加工余量为43mm, 取粗加工切削深度为5.357mm，走刀4次粗加工切削速度V=65m/min，进给量f=0.74mm/r.精加工取切削深度为0.8mm，走刀一次，切削速度V=145m/min，进给量f=0.20mm/r。磨削切削深度为0.2mm，切削速度V=200m/min，进给量f=0.020mm/r。由

23、（参考文献6表13-2）根据工件材料和刀具材料，80m6的总加工余量为60mm，由表13-3数据取精加工余量为10mm，故粗加工余量为Zn粗=50mm，取粗加工切削深度为5mm，走刀5次粗加工切削速度V=70m/min，进给量f=0.7mm/r.精加工取切削深度为1.66mm，走刀3次，切削速度V=150m/min，进给量f=0.25mm/r。 3.54 .工序100铣键槽宽22N9，长160mm。键槽深h上偏差 h上=+0.030mm-（-0.2mm）=+0.230mm h下=+0.011mm h=80mm-71mm=9mm则键槽深度为h, 可以一次切削（参考文献7表623），切削深度为9m

24、m。184、夹具设计：4.1夹具设计方案分析: 对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： 4.11尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 4.12在成批生产时才考虑采用专用夹具，最好结构简单可靠、制造容易。 4.13装卸零件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4.14夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。由于该零件的渐开线螺旋槽和底面的椭圆槽有一定的位置要求，基本的三抓卡盘夹具不怎么理想。所以要重新设计一个专用夹具。根据基准统一的原则,我采用设计基准来作为我们

25、的定位基准,即采取一面二销的形式进行定位.夹紧方式的确定,我考虑了各种各样的方案,都觉得不理想.最后我选用了在V形块板上打螺纹孔采用螺纹杆旋转夹紧的方法。.4.2.夹具结构设计计算:夹具机构既要可靠，又要和生产纲领相适应，这样才能符合多，快、好、省的原则。大批生产中使用的夹具和中小批生产中使用的夹具，在结构上应有所区别。 在大批量生产中，既要解决工件的质量问题，又要解决工件的产量问题。因此，在设计夹具时，应采用高效、省力的夹具结构。例如：采用各中动力源（如气动、液动、电动等）实现夹具夹紧，减轻劳动强度；采用联动夹紧机构和多件夹紧机构，减少辅助时间；采用多工位分度装置，使加工时间和辅助时间重合大

26、批生产中使用的夹具比较复杂，造价较高。为了便于设计的夹紧部件等，应广泛采用各种形式的通用动力部件，如标准汽缸。标准油缸、各种增压器、通用的夹紧部件等，组成专用夹具。这是目前夹具设计中的一种新趋向。在中小批生产中，采用夹具的主要目的是保证加工质量和扩大机床的工艺性能，以及便于多品种生产等。因此，对夹具机构的主要，主要是精度和通用性，效率问题比较次要。所以应尽量采用各种形式的通用夹具、可调夹具和组合夹具等配以适当的专用附件，以满足生产要求。在设计专用夹具时，要充分采用部件及标准元件，以提高夹具的标准化程度。4.3夹具使用说明:先用螺栓把压板固定夹具体上,这压板下面有方槽可以让V形块通过，再把螺杆放

27、到压板的槽里，最后把活动V形块用螺杆旋进去通过方槽,这V形块是由无轴向移动的螺杆并锁紧（利用台虎钳原理）.再把整个夹具放到机床工作台上,用夹具体上的U形槽对准机床的T形槽.用螺栓和压板把夹具体固定在机床上. 当加工零件时,把零件放到夹具体上,用一面二销的方法把零件固定在夹具上,.再通过旋转螺纹杆调节V形滑块移动。夹紧零件.夹紧力的大小通过手工来调节。当零件在机床上加工完成后,再通过旋转螺纹杆使其与V形滑块分开,再用手去轻轻松动滑块,使零件能从夹具体上拿下来,在用同样的方法加工下一个零件.5 、总结时间总是会在不经意中溜走，毕业设计也即将结束了。此次毕业设计主要是设计“过桥齿轮轴”，设计的内容比

28、较综合。它主要是利用我们所学的知识进行综合利用，把这个复杂的零件的加工起来，也是对我们在学校里学的知识的一种考验，所以要尽心尽力把它做到最好。感触最多的就是时间比较宽裕。但是凡事都是相对的，太宽裕的时间会带来思想上的懒惰，会无意之间形成一种惰性，总觉得反正时间还早呢，就放慢了设计的进度，最终导致的结果可能就是设计思路不完善，设计任务完成的不彻底。一开始我们的的毕业设计就是按照设计任务书上的时间做的，由于一开始的两个星期只做开题报告，所以时间上是很多的。但我们在思想上并没有重视，还整天在闲逛，差一点就没有赶上任务书上的内容。在设计当中由于老师自己非常忙，所以也没有太多的时间来管我们，所以在一开始

29、的时候还是非常的放松的，也不太在意，但过了一个多星期之后马上就觉得这样下去可能过不了关，虽然时间有点紧，可还是给我赶了上来。在这次毕业设计中，虽然整个结构、布局都是我自己想出来的，但在一开始真的一方向都没有。至到把它造型造出来才有点儿感觉呀，再加上自己的几种不同的想法，终于把整个零件弄出来了。如今，毕业设计的内容也已经完成的差不多了。回顾这八周，其实感慨还是有很多的。以往也进行过多次课题设计，但是都没有此次设计正式规范。由于是毕业设计，大家心里都多了几分担忧。马上就要告别大学生活了，进入完全陌生的另一个环境，还不知道以后应该以怎样的态度面对，更不知道以后的生活会发生什么变化。毕业设计任务的完成

30、，也就变相意味着大学生活的结束。接下来要工作了，一方面心里很期待，但是同时又很不舍，真的很矛盾。最后一周的内容是设计答辩，不知道是公开答辩还是指导老师提问。但是无论是哪一种，我相信自己都会全力以付，因为此次设计花了我大量的精力和心血，绝对不可以输在最后。由于时间紧张，水平有限，本次设计过程存在缺点和不足之处，希望老师能提出宝贵的意见和改进方法，不甚感激！最后感谢学校的老师能提供毕业后最后一次总和实践的机会，为我们的毕业走向工作岗位打下良好的基础！尽管这次设计的时间是漫长的,过程是曲折的,但还是在老师和同学的帮助下完成了任务。对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力。在整

31、个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节。总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中留露出自身的不足,以待改进。现在整个毕业设计已经搞好了，我也马上要告别学校走向社会了。在往后的人生中，我会像在做毕业设计时一样，脚踏实地，一步一个脚印走过去的，给自己将来的人生留下光辉的一页。 6 、参考文献1 于骏一，邹青主编. 机械制造技术基础，北京：机械工业出版社，20042 王绍俊主编. 机械制造工艺设计手册，北京：机械工业出版社，19853 赵忠，丁仁亮，周而康主编. 金属材料及

32、热处理3版，北京：机械工业出版社，24 黄如林主编.金工实习报告,上海:上海交通大学,20035 徐学林主编.互换性与测量技术基础，长沙：湖南大学出版社，20056 李洪主编.机械加工工艺手册，北京：北京出版社，19907 孟少农主编.机械加工工艺手册，北京：机械工业出版社，19918 华中工学院机械制造工艺教研室编，机械制造工艺学课程设计手册， 19817、致谢2个月的毕业设计转眼就过去，在这几2个月学习中，衷心的感谢我的指导老师庞浩老师，正是在庞老师的悉心指导下，我才能够顺利完成我的毕业设计。庞老师那深厚的学术造诣、高瞻远瞩的学科发展战略、严谨求实的治学态度、忘我的工作热情，富有启发性的指导必将使我在未来的学习、工作和生活中受益终生！同时也深深的感谢和我的同学们，和他们在学术上的讨论开拓我的思路，使我的生活充满乐趣。感谢在宁波纺织服装职业技术学院期间学习帮助过我的其他老师、朋友和同学，谢谢你们的关心和帮助。