发动机齿轮工艺及夹具设计.doc

本科毕业设计论文题目 发动机齿轮工艺及夹具设计全篇交流QQ;747933699摘要齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺，因齿轮结构形状、精度等级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接决定轮齿的内在质量，齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键。也计，通过对发动机传动齿轮的结构分析、工作环境分析及对传动齿轮进行工艺性分析、定位基准的选择、刀、量具的选择、设备的选择、拟订工艺路线，制定加工工艺规程等工作后，编制了一套完整的齿轮加工工艺规程。 在齿轮轮齿的加工工序中,此次设计对轮齿先采用滚齿的加工方法，再采用剃齿的加工方法来确保齿部精度达到要求，并在剃齿加工工序中设计了一套专用的剃齿夹具进一步确保齿部精度合格。关键全篇交流QQ;747933699词：齿轮，工艺规程，夹具目录第一章 概 论11.1研究背景和意义11.2研究的内容及重点1第二章 齿轮的工艺分析与刀具的选择32.1传动齿轮分析32.1.1传动齿轮的重要性及特点32.1.2 零件的结构及参数分析32.1.3材料与热处理42.1.4 精度分析52.2 毛坯的选择52.3零件的加工方法52.4刀具的选择8第三章 工艺规程设计93.1工艺安排93.2定位基准的选择103.3工艺路线的设计113.4 工艺尺寸的计算14第四章 夹具的设计154.1确定工件的定位方案154.2选择定位原件164.3分析计算定位误差及夹具的精度计算164.4夹具的使用说明17第五章 总结18参考资料19致谢20毕业设计小结21全篇交流QQ;747933699能、寿命直接影响整机的技术经济指标，齿轮因其形状复杂、技术问题多，制造难度较大，所以齿轮制造水平在较大程度上反映一个国家机械工业的水平。我国在发展齿轮生产方面，到70年代末，已基本形成齿轮制造工业的完整体系。齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺，因齿轮结构形状、精度等级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接决的基础理论只是，技术基础只是以及专业课知识和技术，去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握机械设计的一般程序，规范和方法。通过毕业设计进一步巩固和加深学生对所学的基本理论，基本知识和基本技能的认识；提高学生设计，计算，计算机制图和编写技术文件的能力；培养学生正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力；培养学生严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作作风，树立正确的生产观点，经济观点和全局观点，从而实现学生向工程技术人员的过渡过程。1.2研究的内容及重点2000.124120112.7634.4968.99915011.4228FHGB100.95-88公法线长度及极限偏差WK43.35跨齿数k4公法线长度变动公差FW0.085径向综合公差Fi”0.10格的钢材，由于淬透性能波动范围过大而影响产品质量的情况。例如若20CrMnTi渗碳钢的淬透性过低，则制成的齿轮渗碳淬火后，心部硬度低于技术条件规定的数值，疲劳试验时，齿轮的疲劳寿命降低一半；若淬透性能过高，则齿轮渗碳淬火后内孔收缩量过大而影响齿轮装配。因此本次设计是在轮齿精加工完成后，采用渗碳淬火热处理工艺改善轮齿的表面硬度，使其寿命大大提高。 （2）热处理热处理工序一般不安排在机械加工之间，而安排在锻造之后机械加工之前。此次齿轮加工采用的热处理工艺是正火，主要是为了细化金属晶粒和改善切削加工性，从而获得所需性能。在机械制造过程中，热处理占有十分重要的地位，它既可以消除上一工艺过程中的缺陷，又可用于为下一工艺过程创造条件，更重要的是能改善合金的使用性能，达到充分发挥材料的性能潜力，从而提高产品质量，延长使用寿命的目的。2.1.4 精度分析齿轮精度是指对齿轮形状的综合误差所划分的一个等级，其中包括齿形、齿向、径跳等一些重要的参数，其中齿形是指齿的径向形状，齿向是指齿的纵向形状，径跳是指相邻两齿间距离的误差，一般我们汽车用的齿轮可由滚齿机加工完成，78级便可使用。本次齿轮加工轮齿的精度要求达8级，在滚齿阶段可达到8级精度，剃齿阶段可达到67级精度。由于剃齿之后又有淬火热处理工艺，所以轮齿的精度又达8级的要求，所以剃齿工艺是非常有必要的。2.2 毛坯的选择毛坯的制造是零件生产过程中的一部分，是由原材料变成成品的第一步，目前，机械加工零件的毛坯形式通常有以下几类：锻造、铸造、型材、冲压、焊接，在选择毛坯制造方法时，可根据以下主要参数确定（1）被加工零件的结构形状，制造精度与几何尺寸；（2）零件的生产类型；（3）零件所采用的材料；由于齿轮是发动机的关键零件，尺寸精确、加工余量小、大批量生产、材料硬度高，所以此次设计选用锻造的方法加工毛料，根据设计图要求，毛坯交货状态的热处理为正火，硬度在HB=170200。2.3零件的加工方法轮齿的加工方法及分析展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分广泛。此次设计采用滚齿和剃齿的加工方法。（1）滚齿工艺1）滚齿的原理及工艺特点滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合。滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。滚齿可直接加工89级精度齿轮，也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。滚齿可以获得较高的精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，因而齿面的表面粗糙度较高。为了提高滚齿的加工精度和齿面质量，此次设计最后对轮齿采用剃齿工艺使轮齿精度达到7级，以便使热处理后达到8级的工艺要求。2)滚齿加工质量分析 影响传动精度的加工误差分析影响齿轮传动精度的主要原因是在加工中滚刀和被切齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮的径向误差；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮的切向误差。齿轮的径向误差齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与其基准孔中心不重合，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的周节累积公差。齿轮的径向误差一般可通过测量齿圈径向跳动Fr反映出来。切齿时产生齿轮径向误差的主要原因如下：调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合。齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边。基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。齿轮的切向误差齿轮的切向误差是指滚齿时，实际齿廓相对理论位置沿圆周方向(切向)发生位移。当齿轮出现切向位移时，可通过测量公法线长度变动公差Fw来反映。切齿时产生齿轮切向误差的主要原因是传动链的传动误差造成的。在分齿传动链的各传动元件中，对传动误差影响最大的是工作台下的分度蜗轮。分度蜗轮在制造和安装中与工作台回转中心不重合（运动偏心），使工作台回转中发生转角误差，并复映给齿轮。其次，影响传动误差的另一重要因素是分齿挂轮的制造和安装误差，这些误差也以较大的比例传递到工作台上。3)影响齿轮工作平稳性的加工误差分析影响齿轮传动工作平稳性的主要因素是齿轮的齿形误差ff和基节偏差fpb。齿形误差会引起每对齿轮啮合过程中传动比的瞬时变化；基节偏差会引起一对齿过渡到另一对齿啮合时传动比的突变。齿轮传动由于传动比瞬时变化和突变而产生噪声和振动，从而影响工作平稳性精度。滚齿时，产生齿轮的基节偏差较小，而齿形误差通常较大。下面主要讨论齿形误差。齿形误差主要是由于齿轮滚刀的制造刃磨误差及滚刀的安装误差等原因造成的，因此在滚刀的每一转中都会反映到齿面上。常见的齿形误差有齿面出棱、为齿形不对称、齿形角误差、齿面上的周期性误差、齿轮根切。由于齿轮的齿面偏离了正确的渐开线，使齿轮传动中瞬时传动比不稳定，影响齿轮的工作平稳性。 （2）剃齿工艺剃全部余量。 综上所述，剃齿加工的过程是剃齿刀与被切齿轮在轮齿双面紧密啮合的自由展成运动中，实应选择刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具，粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。一端面、粗车另一端面。精加工工序有：精车一端面、精车另一端面、剃齿。工艺路线基本倾向于：加工过程中划分加工阶段，工序适当合理的集中与分散，度的要求也较高，在加工中除去较少的余量，同时进一步提高了零件表面的尺寸位置和加工精度。（9）工序55工序55为 式（4-2）=0.014mm置误差：取0.01mm则加工误差之和： 全篇交流QQ;747933699定位误差查参考文献16，可按下式计算：用性大，在机床夹具中很广泛的应用，在夹紧和松开工件时比较费时费力。在装夹工件时首先对所有零件清洗，先把夹具体固定在工作台上，接着装上待加工零件，然后采用机动夹紧的方式把压板固定在工件上端面。加工完成后，先将夹板松开，然后取下已加工零件。