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1、提供各专业全套设计机械制造技术基础课程设计说明书题目：传动齿轮机械加工工艺过程设计及加工齿坯端面和外圆夹具设计 系 名： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 2014年9月 11 日设计任务书设计题目：传动齿轮零件批量生产机械加工工艺过程设计及 车齿坯端面及外圆 设计内容与要求：1制定 传动齿轮 零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5对两道工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出
2、的工序简图，选择切削用量，计算时间定额；6设计 车齿坯端面及外圆 ，绘制夹具装配图，进行必要的计算（如夹具元件结构尺寸计算，切削力、夹紧力、定位误差、导向误差计算等）；7对同学的设计进行校对；8编写设计说明书。车间设备：普通车床C6125;数控车床CK6125，CK6132立式铣床X51K，X52K；设计小组：组长： 成员： 指导教师签字 年月 日成绩：工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。传动齿轮加工工艺规程及其钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序
3、设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：传动齿轮；加工工艺过程；公差与配合与测量；工艺设计；目 录第一章 零件的工艺分析1 1.1 零件图11.2 零件的作用及工艺分析21.2.1 零件的作用2 1
4、.2.2 工艺分析2 1.3 零件毛坯与生产纲领2 1.3.1 确定毛坯2 1.4 零件各加工表面及技术要求(查公差与配合表) 2第二章 制定零件工艺规程 32.1 拟定机械加工工艺路线32.2 确定切削用量及基本工时3第三章 夹具设计 7 3.1 夹具设计任务7 3.2 定位基准的选择7 3.3 定位元件及夹紧元件的确定7 3.4 切削力的计算 73.5 夹紧力的计算 73.6 定位误差分析83.7 定位误差分析8第四章 组内校对 10 总结11参考文献12 附录 131天津大学仁爱学院机械工程系2011级机械制造课程设计第一章 零件的工艺分析1.1 零件图图1-1 零件二维图图1-2 零件
5、三维图1.2 零件的作用及工艺分析1.2.1 零件的作用设计做的零件是传动齿轮，传动齿轮是一个过渡联接件，用于轴与其他部件的联接，轴与32孔配合，并通过键槽传递扭矩， 8个13的孔用于部件的紧定。1.2.2 工艺分析 对于选择粗基准而言遵循的主要原则： （1）选择与精基准在尺寸上有关的不加工平面作为粗基准 （2）余量均匀原则 对于选择精基准而言遵循的主要原则 （1）基准重合原则，设计基准应与定位基准相重合以减小基准不重合误差。 （2）基准统一原则，在加工过程中要避免由于基准转换所造成的误差。1.3 零件毛坯与生产纲领：1.3.1 确定毛坯由传动齿轮零件图得知，其材料为20CrMnTi。该材料具
6、有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。1.4 零件各加工表面及技术要求(查公差与配合表)：表1-1 零件个加工表面及技术要求序号加工表面基本尺寸（mm）公差等级（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）1105外圆面105 IT100-0.13.2246外圆面46未注公差12.5332内孔32IT8+0.02500.85左右两端面32未注公差0.021.66105外圆两侧面20未注公差0.021.678-13孔13未注公差12.58键槽35.3IT12+0.203.2第二章 制定零件工艺规程2.1 拟定机械加工工艺路线: 在合理安排机械加工顺序是
7、应遵循四条原则：（1），基面先行；（2），先主后次；（3），先粗后精；（4），先面后孔。根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度，参考机械加工工艺手册（考虑加工经济精度的加工方案选择表），得到各表面的加工方案，根据加工顺序的安排原则，制定如下加工方案：表2-1 机械加工工艺路线工序号工序名称工序内容设备01粗车1）粗车46外圆面，105外圆面2）粗车右端面及105外圆右侧面3）掉头，粗车左端面及105外圆左侧面车床02半精车1） 车105外圆面2） 车右端面及105外圆右侧面3）掉头，车左端面及105外圆左侧面车床03精车1）精车右端面及105外圆右侧面2）掉头，车左端面及105外圆左侧面车床04
8、车32孔1） 粗车32孔2） 半精车32孔3） 精车32孔车床05钻孔钻813孔，成钻床06滚齿滚齿滚齿机07插削键槽插削键槽插床08磨孔磨32孔，成磨床09去毛刺10检验2.2 确定切削用量及基本工时：工序3：粗车外圆面及端面（1）、车削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127可知：粗车：38 这里取3（2）、车削进给量的选择查机械制造工艺设计手册表328 329可知：0.10.3 这里取0.2 1（3）、车削速度的选择查机械制造工艺设计手册表330可知：V = 0.40.6 m/s 这时取0.5m/s = 30m/min 查机械制造工艺设计实用手册表1151 取 由于是粗车，故整个
9、车刀不必过整个工件 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知： 所以，查机械制造工艺设计手册表325有 ：式中：所以， 半精车外圆面和各端面（1）、车削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127有半精车 这里取（2）、车削给量的选择查机械制造工艺设计手册表328有 （3）、车削深度的选择查机械制造工艺设计手册表329有 （4）、车削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表330有 所以：（5） 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知： 所以，（6） 计算车削力查机械制造工艺设计手册表325有 ：式中： 所以， 第三章 夹具设计3.1 夹具设计任务：
10、由于生产类型中等批量生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需设计专用夹具。本次设计主要是车齿坯端面及外圆。3.2 定位基准的选择：出于定位简单和快速的考虑，选择32孔作为定位基准面，用一个大的平面进行定位限制了2个自由度，选择105端面孔作为定位基准面，用一个支承架进行定位，它限制了3个自由度，以46的端面做为定位基准面，用一个支撑架内端面进行定位，限制1个自由度。所限制的自由度为6个，由于没有1个自由度被重复限制，所以属于完全定位。3.3 定位元件及夹紧元件的确定： 夹具采用拉杆定位，利用弹簧胀套和椎体的弹力固定传动齿轮。支承架与夹具体连接，两者利用内六角螺栓来紧固夹紧。圆螺母
11、用于锁紧拉杆和整体的夹具。内六角螺栓为GB/T70.1-2000,圆螺母为GB/T810-1988。3.4 切削力的计算：根据机械制造技术基础课程设计技术指导及参考资料可知：式中：所以， 3.5 夹紧力的计算：由课程设计黄皮书式中 沿螺旋轴向作用的夹紧力（N）； 作用在扳手上的力（N）； L作用力的力臂（mm）； 螺纹中径（mm）； 螺纹升角； 螺纹副的当量摩擦角； 螺杆（或螺母）端部与工件（或压板）之间的当量摩擦半径； 螺杆（或螺母）端部与工件（或压板）之间的当量摩擦角。查表得： =70N ,=140mm , =14.8 , = , = =7.78 , = 所以： 夹紧力足够大。3.6 定位
12、误差分析：本工序采用32孔和105端面为基准定位，因为粗精基准都是空的轴线，所以没有定位误差。3.7 夹具零件图图3-1 夹具二维图图3-2 夹具三维图第四章 校对说明 在整个设计完成后，我对王照宇同学制定的工艺过程和工序卡，以及夹具设计装配图进行了校对。发现其中几个问题 ：1.个别配合标注错误，需要查表进行改正。2.O型圈和保持架距离过远。总结通过近段时间的设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了夹具设计的整个过程。在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、
13、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是在大学里最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在工件的加工工艺及工装设计的时候，不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了传动齿轮夹具的工艺分析与加工设计。本次课程设计过程中使我学到的知识，使我终生受益。由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。参考文献1课程设计指导书及参考资料M. 天津大学，1998.2金属切削手册M. 上海：科学技术出版社，1982
14、.5.3邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M. 北京：机械工业出版社，2004.4李名望机床夹具选用简明手册M北京：化学工业出版社，2012.1.5现代机床夹具设计M北京：化学工业出版社，20096张世昌，李旦，高航机械制造技术基础M北京：高等教育出版社，20077孟宪栋，刘彤安机床夹具图册M北京：机械工业出版社，1999.128张策.机械原理与机械设计（第二版）M.北京：机械工业出版社，2011.1.9曹岩，白瑜.机床夹具手册与三维图库M.北京：化学工业出版社，2010.3.10刘长青.机械制造技术课程设计指导M.湖北；华中科技大学出版社，2007.10.附录：1. 工艺过程卡2. 工序卡（2个工序）13