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湖北工业大学商贸学院毕业设计I摘 要齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一。汽车同步器变速器齿轮起着改变输出转速传递扭矩的作用，所以在加工齿轮的要求相对严格一些。变速器齿轮应具有经济精度等级高，耐磨等特点，以提高齿轮的使用寿命和传动效率，齿轮在工作时传动平稳且噪音要小，结合时冲击不宜过大。齿轮的精度指标主要变现为运动精度、工作平稳性、接触精度和齿侧间隙四个方面。一般的汽车齿轮采用的是 6 到 7 级精度，根据齿轮不同的技术要求可以采取不同的加工路线。包括如何去选取毛坯的锻造方法，和毛坯的加工余量及毛坯的公差。工艺线路的制定，相关工序的机床夹具的选取，工艺尺寸公差，位置公差，以及粗糙度的选取，同轴度，圆度，垂直度的相关选取。关关键键词词：齿轮毛坯 齿轮零件图 加工工艺路线 夹具 湖北工业大学商贸学院毕业设计IIAbstractGear is the mechanical transmission are widely one of the parts. Car synchronizer gears up to alter the output speed transmission torque function, therefore in the requirement of processing gear relatively strict some. Transmission gear should have economic precision grade high, wear-resisting, etc, in order to improve the service life of gear and transmission efficiency, gear transmission in work smoothly and noise is small, when combined with impact shoulds not be too big. Gears precision index cash for the motion precision, mainly working stability and precision and tooth contact between the four aspects. The general automobile gear USES is 6 to 7 grade accuracy, according to the technical requirements of different gear can take different processing line.Including how to select the blank forging method, and of blank machining allowance of blank and tolerance. Process line formulated, the relevant process machine tool selection of fixture measuring tools and technology dimension tolerance, location, tolerance, and the selection of roughness, coaxial degrees, roundness, vertical degree of relevant selection.Keyword: Gear blank Gear parts drawing Processing technology route Fixture 湖北工业大学商贸学院毕业设计III目 录摘摘 要要.IABSTRACT .II目目 录录.III引言引言.1第一章第一章 零件的分析零件的分析.21.1 零件的工作状态及工作条件 .21.2 零件的技术条件分析.21.3 零件的其它技术要求.31.4 零件的材料及其加工性 .31.5 零件尺寸标注分析.41.6 检验说明.41.7 零件工艺分析 .4第二章第二章 齿轮毛坯的设计齿轮毛坯的设计.52.1 毛坯种类的确定.52.2 毛坯的工艺要求.52.2.1 毛坯加工余量与公差 .52.2.2 拔模斜度 .52.2.3 圆角半径 . 6第三章第三章 工艺规程设计工艺规程设计.73.1 工艺路线的制定.73.1.1 加工方法的选择 .73.1.2 加工工艺路线 .73.1.3 加工阶段划分 .7湖北工业大学商贸学院毕业设计IV3.1.4 工序的分散与集中 .83.1.5 基准的选择. 83.1.6 热处理工序及辅助工序的安排 .93.1.7 加工工序的设计 .93.2 有关工序机床、夹具、量具的选择说明 .113.2.1 机床的选择 .113.2.2 切削刀具的选择 .123.2.3 量具的选择 .123.2.4 夹具的选择 .13第四章第四章 夹具设计夹具设计.144.1 专用机床夹具设计的基本要求和步骤.144.1.1 对专用机床夹具设计的要求 .144.1.2 专用机床夹具的设计步骤 .144.1.3 专用机床夹具的制造精度 .154.2 滚齿夹具的设计.164.2.1 滚齿夹具工作原理简介 .164.2.2 滚齿夹具零件的设计与选择 .164.2.3 其他部件的选择 .174.3 磨齿轮内孔夹具的设计.174.3.1 磨内孔夹具工作原理简介 .174.3.2 磨齿轮内孔零件的设计与选择 .17参参 考考 资资 料料.21致致 谢谢.22附附 录录.23湖北工业大学商贸学院毕业设计1引言1.夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3.“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。4.夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。因此，夹具设计要保证以下几个条件：1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2.保证工件的精度。3.保证使用方便与安全。4.正确处理作用力的平衡问题。5.注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此,夹具设计过程中有朝着下列方向发展的趋势：1.发展通用夹具的新品种由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。2.推广和发展组合夹具及拼拆夹具。3.加强专用夹具的标准化和规范化。4.大力推广和使用机械化及自动化夹具。采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应中批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。湖北工业大学商贸学院毕业设计2第一章 零件的分析1.1 零件的工作状态及工作条件汽车行驶时，齿轮始终在重载荷、高转速中工作。在换挡时，还承受冲击载荷，所以要求齿轮具有较高的耐磨性和抗冲击性。在齿轮加工中，为保证齿轮能满足以上要求，应对齿轮在滚齿之后采取磨齿，对齿轮的热处理应采用渗碳淬火，在最终加工中还应采取磷化处理以提高齿轮的防腐性能。越野车变速箱第三速齿轮从结构上来分析属于多联齿轮，由结合齿和传动齿组成。为使润滑用能充分的起到润滑作用，在齿轮钻出两个油孔。换挡时为减少齿轮的冲击，在齿轮大端加工出四个止口。1.2 零件的技术条件分析 齿轮加工分为齿坯和齿轮轮齿加工。齿轮的加工部位有轮缘、轮辐、轮毂和内孔。齿坯的加工精度对齿轮的加工、检验和装配精度影响很大，所以其加工精度应满足 GB/T 10095-2008 的要求。齿轮轮齿的加工部位有齿形和倒角，同时还要进行热处理，以提高承载能力和使用寿命。热处理后还要进行内孔、内孔端面的磨削加工和齿形的精整加工。综上所述，零件的技术条件主要分以下两种：1. 零件的表面粗糙度和加工精度如图 1-1 零件图所示：齿面的粗糙度 Ra 3.2，加工精度 IT7IT8;齿轮内孔尺寸 41H7,由于齿轮与第二轴上的轴承有配合要求故其不仅加工经济公差等级比较高而且其表面粗糙度为 Ra 3.2。一般载货汽车变速器和拖拉机变速箱齿轮的精度一般是 6 到 7 级精度，表面粗糙度不大于 Ra 6.3。 2. 各表面间的位置精度如图 1-1 零件图所示零件的大小端面及内孔三处具有形位公差要求:小端面对于定位基面的定位基准垂直度为 0.08mm，平面度为 0.08mm；大端面对于内孔的定位基准的垂直度为 0.08mm，端面的平面度为 0.08mm； 小端面对于大端面的定位基准的同轴度为 0.012mm。湖北工业大学商贸学院毕业设计3图 1-1 第三速齿轮零件图1.3 零件的其它技术要求1.未注明倒角 1X4502.应除去加工时产生的毛刺，夹角平滑。3.强力喷丸处理（磨齿后） 。4.热处理：渗碳淬火表面硬度 5864HRC;以大端齿根部为准，渗碳层厚度为 0.60.9mm；心部硬度 43HRC。 1.4 零件的材料及其加工性 20CrMnTi 是应用广泛，用量很大的一种合金结构钢，用于造汽车中载或重载、冲击 耐磨且高速的各种重要零件，如齿轮轴、齿圈、齿轮、十字轴、滑动轴承支撑的主轴、蜗杆、爪牙离合器。20CrMnTi 是渗碳钢,渗碳钢通常为含碳量为 0.17%-0.24%的低碳钢。汽车上多用其制造传动齿轮。是中淬透性渗碳钢中 CrMnTi 钢,其淬透性较高,在保证淬透情况下,具有较高的强度和韧性,特别是具有较高的低温冲击韧性。20CrMnTi 表面渗碳硬化处理用钢。良好的加工性,加工变形微小,抗疲劳性能相当好。用途:用于齿轮, 轴类,活塞类零配件等。用于汽车、飞机各种特殊零件部位。对于汽车变速箱第五速齿轮而言其毛坯可以采用 20CrMnTi, 其力学性能如下： 抗拉强度 b (MPa)： 1080(110) 湖北工业大学商贸学院毕业设计4屈服强度 s (MPa)： 835(85) 伸长率 5 ()： 10 断面收缩率 ()： 45 冲击功 Akv (J)： 55 冲击韧性值 kv (J/cm2)： 69(7) 硬度： 217HV综合所述，第五速齿轮的毛坯选择 20CrMnTi 的锻造件。1.5 零件尺寸标注分析齿坯的加工部位有轮缘、轮辐、轮毂、内孔，齿轮的轮齿加工部位有齿形及倒角。尺寸链的建立主要依靠内孔的轴线和大小端端面。以钻油孔为例，其工序基准是大端端面，工序尺寸 13mm;以精车大端外圆为例，其应保证的工序尺寸是 81.420 -0.22，其工序基面是内孔，工序基准是齿轮的轴线。 1.6 检验说明在第三速齿轮的加工过程中，要进行如下的检验：齿坯加工后的检验，热处理后的检验和最终检验。前两项为中间检验，是针对各加工项目进行的；最终检验是作全面的检查。为了保证检验准确，检验前工件要清洗干净。齿坯的检验：齿坯的加工质量，在很大程度上影响齿轮的加工质量，尤其是对定位基准，要仔细的检查齿轮加工完后的精度和表面粗糙度。不合格的齿坯不能流到下一道工序。成批生产时，一般要全部检查，大量生产时，齿坯质量稳定时可做部分抽检。 齿轮热处理后的检验：对于有些齿轮热处理后要进行检查以便找出热处理时齿面的变形规律，以确定热处理前切齿的技术要求。 齿轮的最终检验：齿轮精度的验收可根据齿轮副的使用要求和生产规模，按 GB/T 10095-2008 中的规定在各公差组中，任选一个检验组来检验。1.7 零件工艺分析由于齿轮用途的特殊性，零件的部分加工面精度要求较高，所以从齿轮的尺寸和形状位置要求来看主要保证工件的表面粗糙度和各表面的位置关系。对于齿轮的端面、外圆，内孔的粗加工及半精加工可采用数控车床进行加工。对于粗糙度要求较高的内孔和端面一般采用精磨便可达到设计要求。在最终加工时采用强力喷丸机以提高齿轮的强度和使用寿命。湖北工业大学商贸学院毕业设计5第二章 齿轮毛坯的设计2.1 毛坯种类的确定毛坯的种类决定零件的材料、形状、生产性质及生产中获得的可能性。对于汽车传力齿轮的毛坯而言其结构相对而言比较简单，故一般采用模锻件，当孔径大于 25mm，长度不大于孔径的两倍，内孔一般直接锻出。另外作为变速器齿轮在工作过程中要求承受的作用，所以要使毛坯内部纤维对称于轴线，以提高材料的强度，故采用胎锻毛坯，则工件中的止口可以在锻造过程中直接锻造成型。2.2 毛坯的工艺要求2.2.1 毛坯加工余量与公差参考金属机械加工工艺人员手册第五章加工余量中的毛坯的机械加工余量的相关信息，对于此次第三速齿轮的轴向加工余量选取如下： 查表 2.2-11 胎膜锻件加工余量与公差（JB/T9179.1-1999） a= 4.0+1.5 -1.0 mm b= 4.0+2.0 -1.0 mm c= 6.0+2.0 -1.5 mm止口的余量为 4.0+1.5 -1.0特殊要求：1错差不大于 1.00mm； 2. 表面缺陷不大于 1.00mm； 3残余飞刺不大于 1.00mm；技术要求： 1. 未注明内拔模角为 10 度，外拔模角为 3 度 2未注明圆角为 R3；2.2.2 拔模斜度模锻斜度的功用是使锻件成型后能从模膛中顺利取出。模锻斜度的要求如下：外模锻斜 模锻件外侧的斜度。当模锻件冷缩时与模壁分开，有助于锻件出模。内模锻斜度 锻模件封闭剖面内侧斜度。当模锻件冷缩时将紧贴模臂，阻碍锻件出模。 在此零件中，再有顶出装置模具内锻造时，模锻外部斜度为 3 度，内部拔模斜度为10 度。湖北工业大学商贸学院毕业设计62.2.3 圆角半径 为了便于金属在型槽内流动和考虑模锻强度，在模锻件的转角处，应该带有适当的圆角，生产上把锻件的凸圆角半径称为外圆角半径 R，凹圆角半径称为内圆角半径 R。经查表外圆角半径选取 R1，内圆角半径选取 R2。毛坯图如图 2-1 所示。图 2-1 第三速齿轮毛坯图湖北工业大学商贸学院毕业设计7第三章 工艺规程设计3.1 工艺路线的制定 3.1.1 加工方法的选择齿轮的加工工艺路线的选择应考虑到零件材料的可加工性、工件结 构形状和尺寸以及各种加工方法所能达到的经济精度等级。 加工表面技术要求是决定表面加工方法最重要的因素。这些技术要求零件设计图样上所规定以外，还包括基准不重合而提高对某些表面加工要求，以及选择作为精基准而可能对其提出更高加工要求。 主要加工表面的工艺路线可安排如下： 内孔：粗车圆孔拉削半精车精车磨削 小齿：粗车精车插齿 大齿: 粗车精车滚齿剃齿3.1.2 加工工艺路线 在对齿轮零件图各种加工要求分析之后，决定采用以下工艺路线对齿轮毛坯进行加工： 下料锻造毛坯正火检查粗车小端外圆、端面，粗车内孔、倒角粗车大端外圆、端面，粗车止口，半精车内孔、拉孔、倒角精车小端外圆、端面，车端面退刀槽，倒角精车大端外圆、端面，精车止口、内孔，车倒角滚齿齿端倒角铣油槽加工小端接合齿钻油孔清洗热处理磨孔精磨小端端面磨齿对齿面进行强力喷丸检查3.1.3 加工阶段划分 对于第三速齿轮的加工阶段可以分为：齿坯加工、齿面加工和热处理后的精加工。工艺路线如上所示大体分为以下阶段：粗加工阶段：主要任务是切除各表面上的部分余量，包括粗车小端外圆到粗车止口 半精加工阶段：完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备，包括半精车内孔 精加工阶段：保证各主要表面达到图样要求，包括精车小端外圆到精车大端端面 光整阶段：对于表面粗糙度和尺寸精度要求都很高的表面需进行光整加工阶段，包括磨内孔及大端端面、磨小端端面、磨齿 最终加工阶段：根据变速器的工作状态和环境，湖北工业大学商贸学院毕业设计8需增加齿轮的强度和耐腐蚀性，所以在光整阶段后还要对齿轮进行最终处理，包括对齿面进行强力喷丸、电镀磷化处理。3.1.4 工序的分散与集中工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线较长。 设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换； 对工人的技术要求较低； 可以采用最合理的切削用量，减少机动时间； 所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。 工序集中与工序分散的选择在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下，单件小批生产时，只能工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；大批大量生产时，既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床，使工序适当集中，从而有效地提高生产率。 对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中；对于刚性差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。 工序集中：把加工内容集中在一个工序，一台设备上进行，工序集中便于提高生产率，减少装夹次数，便于保证各加工表面之间的形状位置公差，有利于组织生产和计划工作。 为保证每一道工序所保证的工序尺寸，有时需将一个大的工序拆成几个小工序。总之，对于第三速齿轮的加工可以分以上几个阶段进行不同工位的加工。综合齿轮生产因素考虑，选择工序分散。3.1.5 基准的选择在第三速齿轮加工中的定位基准有粗基准和精基准。 粗基准的选择有两个出发点：一是保证各表面有足够且均匀的加工余量；二是保证不加工表面与加工表面间的尺寸和位置符合设计要求。 精基准的选择主要考虑以下几个方面：一是尽可能选择用设计基准或工序基准作为定位基准：二是尽可能选用同一组定位基准加工各个表面，即遵守“基准统一”原则：三是应保证工件的装夹稳定可靠，机床夹具结构简单，工件装夹操作方便。根据上述基准的选择原则，粗基准用未加工过的毛坯表面做基准，精基准用以加工过 的表面做基准。具体基准的选择如下： 粗车小端面以大端外圆轴线作为基准夹紧，以大端端面作为轴向的定位基准 湖北工业大学商贸学院毕业设计9粗车大端面以大端外圆轴线作为基准夹紧，以小端端面作为轴向的定位基准粗车内孔时以大端外圆轴线作为基准夹紧，以大端外圆轴线作为定位基准精车与粗车的基准选择一致滚齿和插齿时以内孔轴线作为定位基准，小端端面作为基准夹紧磨削内孔及端面止口时以大齿分度圆圆心作为定位基准，大端面做基准夹紧 3.1.6 热处理工序及辅助工序的安排 1为了使后续的加工工序能保证了所需的加工精度，需提高了材料的硬度， 因此热处理工序安排在下料之后以及粗加工之后。2辅助工序安排在精加工阶段即保证各个尺寸不破坏主加工表面，包括检验工序、磷化处理、清洗工序。 320CrMnTi 为低碳合金，采用正火处理，有利于提高机械加工性能，可以减小工件内的残余应力。正火处理要安排在毛皮锻造完成之后，粗加工之前。该工件在工作过程中受力要求外部较硬而芯部较韧，因此采用渗碳淬火，为保证渗碳深度的均匀，将渗碳安排在磨削加工之前。3.1.7 加工工序的设计齿轮加工工艺路线： 1 锻造毛坯2 正火3 检查4 车序 如表 3-1 至 3-4 所示表 3-1 车序(1)粗车大端外圆、端面、内孔、倒角表面粗糙度精度等级加工余量粗车外圆至大端 83.920 -0.22mmRa=6.3IT122.5粗车大端端面至 33-0.28 -0.33 mmRa=12.5IT122粗车内孔至 37.5+0.025 0mmRa=6.3IT123.5车倒角 145湖北工业大学商贸学院毕业设计10表 3-2 车序(2)粗车小端外圆、端面、止口、半精车内孔、倒角表面粗糙度精度等级加工余量粗车小端外圆至 54.50.03. -0.049mmRa=6.3IT122.5粗车小端端面至 31.80.28 -0.33mmRa=6.3IT121.2粗车止口至 49.3 mmRa=6.3IT122.3半精车内孔至 39.1+0.025 0mmRa=3.2IT101.6车倒角 145表 3-3 车序(3)精车大端外圆、端面、倒角表面粗糙度精度等级加工余量精车大端外圆至 82.420 -0.22mmRa=3.2IT71.5精车大端端面至 31.2-0.28 -0.33 mmRa=3.2IT71.8车倒角 145表 3-4 车序(4)精车小端外圆、端面、端面止口、内孔、倒角表面粗糙度精度等级加工余量精车小端外圆至 530.03. -0.049mmRa=3.2IT81.5精车小端端面至 30.40.28 -0.33mmRa=3.2IT71.4精车止口端面至 47 mmRa=3.2IT81.9精车内孔至 40.5mmRa=1.6IT81.4车倒角 1455 滚齿6 齿端倒角湖北工业大学商贸学院毕业设计117 加工小端接合齿 插接合齿 z=248 钻孔 钻油孔均布 2-39 清洗10 热处理 渗碳淬火11 磨内孔及止口 磨内孔至 41H7 精磨打端面 Ra=1.612 精磨小端端面 Ra=1.613 磨齿 磨斜齿 Z=2414 强力喷丸15 磷化处理16 最终检查注：精车削加工外圆的加工余量的选择根据机械加工工艺设计实用手册表 8-10；磨削端面的加工余量的选择根据机械加工工艺设计实用手册表 8-20；磨齿加工齿厚留磨余量 2mm 由机械加工工艺设计实用手册表 8-48 查的；各种加工方式的经济精度和表面粗糙度的选择根据机械加工工艺设计实用手册第四章列表；标准公差数值的选取根据机械加工工艺设计实用手册表 3-2 3.2 有关工序机床、夹具、量具的选择说明3.2.1 机床的选择 在齿轮加工中所使用的机床多是数控机床。数控机床的主要规格应能满足加工需求，做到最大化的使用设备。机床的选择影响到加工过程中生产效率、加工精度、加工难易程度及经济性，所以在工艺规程制定的过程中也应该充分考虑金属切削机床的各种可能性，而后做出准确的选择。如表 3-4 所示。表 3-4 一般车床选用 S3-242 能满足加工需求滚齿滚齿机Y3150E齿端倒角齿轮倒角机A9320铣油槽万能铣床XA6132加工小端接合齿高速插齿机YS5120钻孔立式钻床Z535清洗喷淋式清洗机QXLB-80湖北工业大学商贸学院毕业设计12Y 热处理双排渗碳机CJ4462磨内孔及止口内孔磨床T115精磨小端端面平面磨床M730磨齿蜗杆砂轮磨齿机KTD3261强力喷丸强力喷丸机HC-343.2.2 切削刀具的选择由于 20CrMnTi 属于易加工的合金结构钢，硬度较低，各种机床所带有的通用刀具就可以满足加工需要。刀具选择：13 麻花钻 5插齿刀2YT15 车刀 6. 倒棱刀3平行砂轮 7. 铣刀4滚齿刀 3.2.3 量具的选择根据加工过程中所检验的项目和精度来选取量具，这样不但可以正确反映工件的实际加工情况，而且能及时避免废品的产生。此外还要考虑量具在测量过程中可能产生的微小的测量错误。根据上面所述，齿轮加工过程中所需量具如下：1. 游标卡尺 2. 磨平面检具 3. 螺旋线检查仪 4. 万能齿轮测量仪 5. 公法线千分尺 6. 百分表 7. 内径千分尺 8. 角度样板9. 外径千分尺10. 检查芯轴 11. 水柱气动量仪 湖北工业大学商贸学院毕业设计1312. 渐开线检查仪 3.2.4 夹具的选择夹具根据使用场合的不同，可分为机床夹具、装配夹具、焊接夹具、热处理夹具和检验夹具。机床夹具是加工时用以正确地确定工件位置，并将它牢固地加紧的工艺设备。它的主要作用是：1保证发挥机床的基本工艺性能；2扩大机床的使用工艺范围；3保证加工精度；4提高加工效率；5减轻劳动强度，做到安全生产。根据数控加工的特点，可得出夹具需满足的两个要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；而是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。 通过对各加工设备的夹具分析，除滚齿、插齿与各个面的磨削加工需要设计专用夹具外，其他的加工设备可采用通用夹具。有以下夹具： 粗车 三爪子定心卡盘精车 三爪子定心卡盘插齿 插齿夹具滚齿 滚齿夹具倒棱 倒棱夹具铣油槽 涨套钻孔 钻孔夹具磨内孔 磨内孔夹具剃齿 剃齿夹具磨齿端面 磨齿端面夹具湖北工业大学商贸学院毕业设计14第四章 夹具设计4.1 专用机床夹具设计的基本要求和步骤 4.1.1 对专用机床夹具设计的要求专用机床夹具设计必须满足的各项技术要求： (1)保证工件加工的各项技术要求。保证工件加工的各项技术要求是设计专用机床夹具的最基本要求，包括正确确定定位方案、央紧方案，正确确定的对刀、导向方式和合理制定专用机床兴具的技术要求等。 (2)专用机床夹具的结构与其用途和生产类型要相适应。在大批量生产中，专用机床夹具的主要功用是为保证工件的加工要求和具有一定的生产率。为保证较高的生产率，可以采用机动夹紧装置，如气动、液压等机动夹紧装置。中小批生产中，由于受到生产条件的限制，为达到良好的经济性和发挥专用机床夹具的功能，以保证工件的加工要求为主，应尽可能使夹具结构简单，广泛使用单件加工和手动加精结构；在条件允许的情况下，也可考虑采用可调整机床夹具、成组夹具和组合夹具等。 (3)尽量选用标准化夹具零部件。尽量采用结构成熟的标准夹具元件、标准的夹紧结构等减少非标准零件，以提高夹具的标准化程度，缩短夹具的设计和制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具的制造周期及制造成本。(4)夹具结构应具有足够的刚度、强度和良好的稳定性。为保证工件加工精度要求和夹具本身的精度不受破坏，以及加工中央具不发生振动等，夹具结构应具有较高的刚度和强度。夹具安装在机床工作台上应具有良好的稳定性为此需要注意夹具底面轮廓尺寸与夹具高度尺寸应适当成一定比例。 (5)保证使用方便和安全。为便于操作，夹紧机构的操作手柄一般应放在右侧或前面。为便于关紧工作，操纵夹紧手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间。要防止关紧机构的活动件与机床、刀具相碰撞。因此在设计时要认真查阅机床数据。同理，还要考虑清除切削方便、安全。 (6)具有良好的工艺性。所设计的专用机床夹具应便于制造、装配、检测、调整和维修。对于夹具上精度要求高的位置尺寸和位置公差，应考虑能否在装配后以组合件的方式直接加工保证，或依靠装配时用调整的方法得到保证。湖北工业大学商贸学院毕业设计154.1.2 专用机床夹具的设计步骤(1)收集和研究有关资料 在设计之前必须认真研究有关资料，包括零件图样和夹具设计任务书等技术文件，了解零件的功能、结构特点、材料、对本工序的加工要求和生产类型等，以及本工序使用的机床和刀具。分析研究设计任务书中规定的定位基准和加工要求等内容。 (2)确定夹具的结构方案 确定夹具结构方案时，主要完成以下工作内容：1)确定工件的定位方； 2)确定刀具的对刀、导向方式； 3)确定工件的夹紧方案； 4)确定夹具其他组成部分的结构形式； 5)确定夹具体的形式和夹具的整体结构。(3)绘制夹具的装配草图和装配图样 夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按 1：1 绘制，以使所设计的夹具具有良好的直观性。总图的主视图，应选择与操作者正对的位置。夹具装配图样可按如下顺序绘制：将工件视为透明体用双点划线画出工件轮廓、定位基准、夹紧面和加工表面：画出定位元件和导向元件；按关紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具；标注必要的尺寸、配合和技术条件；对零件编序号，填写零件明细表和标题栏等。 (4)绘制夹具零件图样 对装配图样上的非标准零件均要绘制零件图样，视图尽可能与装配图样上的位置一致。 (5)编写专用机床夹具设计说明书。4.1.3 专用机床夹具的制造精度使用专用机床夹具装夹工件的目的之一，就是为保证工件被加工表面的位置尺寸和位置公差等要求。专用机床夹具的制造精度是保证上述加工要求的基础。因此在夹具设计时，应正确规定夹具的制造精度。专用机床夹具制造精度主要包括以下内容： (1) 具各定为元件本身的制造位置精度。 (2) 夹具定为元件之间的尺寸和位置精度。 湖北工业大学商贸学院毕业设计16(3) 具定位元件和对刀元件、导向元件间的位置尺寸和位置精度。4.2 滚齿夹具的设计尺寸能否得到可靠保证主要靠夹具起作用。在机床上加工工件时，为使工件上加工出来的接合齿达到规定的尺寸与要求，在加工前必须使工件在机床上或夹具中占有正确的位置。本工序为滚斜齿，以定位支撑环和芯轴进行定位。尺寸精度由夹具来保证。使用螺母作为夹紧装置。4.2.1 滚齿夹具工作原理简介定为支撑环限制一个自由度，芯轴限制四个自由度，从而使工件只有一个绕芯轴转动的自由度。装夹时，放松并取下螺母，取下垫片将工件内孔套在心轴上，大端向下，借助压紧螺母的压紧力将开口垫片牢固的压在齿轮小端面上，实现工件的定位。然后启动滚齿刀进行加工斜齿，滚切结束时，放松紧固螺母的压紧力，松开螺母，将开口垫片取下，再将工件卸下。滚齿夹具图如图 4-1 所示。4.2.2 滚齿夹具零件的设计与选择 主要部件设计主要部件设计定位支撑环的设计： 和工件接触端直径：67mm 定位支撑环的高度：15.5mm 心轴长度：180mm 压盘的设计： 和工件接触端直径：47.5mm压盘的高度：6mm 湖北工业大学商贸学院毕业设计17图 4-1 滚齿夹具图4.2.3 其他部件的选择六角螺栓 M202.5 Q235 钢 GB5782 六角螺栓 M202.5 Q235 钢 GB5782夹具体 直径 300mm 45#钢4.3 磨齿轮内孔夹具的设计尺寸能否得到可靠保证主要靠夹具起作用。在机床上加工工件时，为使工件上加工出来的接合齿轮内孔达到规定的尺寸与要求，在加工前必须使工件在机床上或夹具中占有正确的位置。本工序为磨内孔，以三粒滚珠和定位块定位。尺寸精度由夹具来保证。4.3.1 磨内孔夹具工作原理简介本夹具为磨齿轮内孔的夹具。为保证加工孔与分度圆同心，且与端面垂直，工件以渐开线齿面和端面为定位基准，用三粒滚珠夹在齿面上，且以其端面靠在定位块 4 上定位。夹具体有段的圆柱面上的三个圆孔，放有三粒尺寸相同的滚珠，挡圈 5、6 可防止滚珠脱落。三孔之间的角度与齿轮齿数有关。滚珠直径与齿轮模数有关。孔与滚珠之间应有较大的间隙。用撬杠拧动螺帽 2，使套筒 3 向右或向左移动，带动滚珠移动从而夹紧或放松工件磨齿轮内孔夹具图如图 4-2 所示。湖北工业大学商贸学院毕业设计184.3.2 磨齿轮内孔零件的设计与选择 以下为选择滚珠的具体计算方法湖北工业大学商贸学院毕业设计19实际滚珠直径计算得到为 dn= =6mm，滚珠与齿轮中心距 A=40.57mm滚子外公切圆直径 D=87.14mm湖北工业大学商贸学院毕业设计20图 4-2 滚齿夹具图磨内孔夹具零件及其尺寸详细见附录湖北工业大学商贸学院毕业设计21参 考 资 料1 赵如福.金属机械加工工艺手册上海科学技术出版社.1996 2 张耀晨.机械加工工艺手册.航空工业出版社.1998 3 侯家驹.汽车制造工艺学.机械工业出版社.1991 4 徐知行.汽车拖拉机制造工艺设计手册.北京理工大学出版社.1997 5 王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学第二版.机械工业出版社.20056 东北重型机械学院、洛阳农业机械学院、长春汽车厂工人大学.机床夹具设计手册上海科学技术出版社.1979 7 成大先.机械设计手册第五版.化学工业出版社.2009 8 赵大兴.现代工程图学第五版.湖北科学技术出版社.2008 9 赵雪松.机械制造技术基础.华中科技大学出版社.2007 10 胡亚民.材料成型技术基础第二版.重庆大学出版社.2009 湖北工业大学商贸学院毕业设计22致 谢 在罗继刚老师悉心的关怀和大力的支持下我的论文才能得以顺利完成，在这里我衷心的感谢老师对我的关怀和支持。老师认真负责的工作态度、严谨的治学风格，使我深有感触；是在老师的帮助下，我才能顺利的完成这个系统。另外，感谢学校给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课题，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再一次对我的母校表示感谢。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在大学生活即将结束的最后的日子里，我们再一次演绎了团结合作的童话，把一个庞大的，从来没有上手的课题，圆满地完成了。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的力量。 最后，我诚挚的感谢所有关心、帮助我人，谢谢你们。我的成功也有你们一份不可磨灭的功劳。 湖北工业大学商贸学院毕业设计23附 录装配图 2 张零件图 6 张机械工艺卡片 3 张
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