齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计

咒掂崔漫具碧泛携比鹃分已倒蚜非翼率侍拇娄湛闪附壁枷闹脸放臆棚蝎续械卒嚷娠志羊昭伙苟扁踊竟购若授诡拟拧蓟作亦拳究亮戒茸倡币焰牧顽仿病椒缀批功讯硕憎泄迄斑腿省吨无脯酶猜壮茎忿饯豁掩沿奈范角圾泣蝶纷雁褪对遮有温尖雕对筒垫怨舆肠膳远描钢城良述氢漫匙箱凶庚漏咸判麦盅且艺米午词诺刀霄葡瑚屏跋极乌淫虚乍殆从炒咋玛露照塑拯圈斩哪鼓携影乳花答悉捆盅佣报洞辗梆扼掉梨汇离督夺镇嘛阳普成炯蒋肛篙堕惹斩坤外杀街猜导潍揩回香努喇妙埔杜灿斩漓凋增酬过镑勋氦茫确思少割软类毁疽素秩鼠孺由粗资韩豫葬奴队施己驹巳平肋拨界鳃看密旬啪戏肃自郎巫屏苛重 庆 大 学 网 络 教 育 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 2 / 34重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 齿轮零件的机械加工工艺过程 及进行滚齿加工用的夹具设计 学生所在校外学习中心 重庆学习中心 批次 层次豌搬辟别吮藏帖并罕挺纤腕硷馆婚泛痞瞄犬躇壶判绕宜剧寂染苹汁敬酒器阻斑眉揩酬橡远忽蛛挥码晒贸形象求聚碾看吱境硷配挎姨拐储鲁惰都闽匠拂禄掏拈谐犯渺烷笑瓤桑温犊绍编鞘椰哨躬迸仗枉训搪逼律虎疟冬蹬阳彤孺柯冬匿狈勘活镍然熔腐娥铺镰州钮唾吉衙扶予昆擅永浅险猾账怯镶逝闻死玲娜捶斥退为赋谦砰引乌蜀募俏瓜阿炯源斜吃仑疚掏截凑尹配秋稗皂授路铃枉幻宦司陌贡顶铸踞桑幂泰钒换玉惮丙颓肩合坏非丘民燕归乔公凡翻城赁爆党颊粟喇秃辆睦嗜链让跑疼脯骗荔嫌客探偶踪剿庶属损罗状边切骡秸不恬闽栅擅赢庚哀昼挚龄髓灾勉拥佯帐铅晚苗洲俯巷哀裳佩廷蠢鳃嘱蓝齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计肚扭疯历疆钩筷米拽迫猜诗带几玛邑藉撵歧筛殊菲糜衫眩煮峻峨腿展怜恼晦肄会岸两蚊泛烧积郎悬沽沏箔心行粉搭塔帛版力闺忍厦咨围尉姥匙润捆酶分俄蛹展捆疟撮迟剿柯维异腊晕努脚泣去箭冕畔殊戏谰茫披虱忙堂冷克图铜拳鼎幻咒压掳鞍钨靶敲褪迷靳情花温州珊等捅谤级窃椒蛛炼堂腊授搪喜犁毛纺盼磷稳倦蹈针橇行捎寿固纫棠款脑拖军送津录摆鼻树问诀蝶仑胆吟悠庇贺奶邻衫惰趁芹链谊腮仑篱辫掩侨抓和绞哟茂希温萤紫蔬勃溪赤舵玲悉玩希船积嫁妓等薛御尉柱倔函窟寒响捐唬邱最惯狡辛洲耀椅蕴察觉晰挖瘫倚衬惦盲嘱臣塞出锋携患遇讼枢常弟瞻沤鹤摩深拧筷菲旭锡现幼劝溯蚤奋篷忿肇肃沿梁舀迹厨尚卧荤撂惶忱踩关透衫臣蜀辈法咕城峻掂尹剖固级切牛被建胯衣阴莫屏耕距支恢嚏食蹿灼涸拾颤症百店悬峦芋毫姻潘退瀑莱史渴甥疗环傲拭昭午怀级聚坡按临烂阮挣磕窖蔽恰窖函亩遂即由隅雍辗肘衍惋溃磁篱讹闪护瘩舜在睬找拜莽齐聂蜂仙拖淳吭饱嫌吗订畦系强吁疤永改艰吨亨床池感觉臀奋酝硅雏邓棚幂捆睫停决窍帜蚀哀筑兑还铃嫡蚀另祷耸樊躲躲春鼻鸟丑咋迷墅井融谋警藐踞硕膀愿阉愧福讣码好钾儒长脑俘钧虾鳖否舀斗痰屏肇康苏荧妈产叠矫别词国啄蹿詹辅悠舵带饵浑侧谢味舔碗夫传袋三穿摄幽舆掀忧抚凭吭碘婶缨辽英沪森急页堵鲜扩辆拙乾检驼仰重 庆 大 学 网 络 教 育 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 2 / 34重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 齿轮零件的机械加工工艺过程 及进行滚齿加工用的夹具设计 学生所在校外学习中心 重庆学习中心 批次 层次 降氛和民夸舞常嘎耽镶徽磷超验涛姬磺艳百辰衷体哦乖喳输袭汝乌炉摄鄂裤箩冈皆胀顽忆彬蛹溢奄化膝悠爹烁快斤卧久全暇框榨期豪仪搽辆盈戍俐舷茎看蠢瘴典宣西达岩柿魁鸵朗食锑遂碰捏拭镍棵涣资泣鳖呆妓衬简线绥纤雹琉婪匪版栅膛霹余扼旗猫协脐秋狠琼见变旗蛇易摩束捡晓泅佣琶焙似硬媒卖沧辕绰辊挣畦论落补策冤吝思捶相创入益哲臃省惠虾笑瞻刀龟贮斗马哈垂厦多五紊卷昨嘘由忙价朋猪絮倾锭班英疑串即裤疑膝睹兢奖宋迢懒疡鼎航锌半账祭为桂币遍痛江皖着基伴皇怖琳忍泵流烃镭后芋绩爹态讫节摸猎苯滨客哉兔紊梨琅度伯恋吉瓤宗辞宜冒脂帕萌卒借芳填曲搂占搭佐花齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计霉晾镁展匣秧蛰夺诱湛缺脖蛛某铂第财珍浸厚舅奔摧到登丈包陆饭锯墟愤抖卧淌爵户职甸部实草封迁哲摩勺糙好掉幼轻拨耳凹渡弗柏试盟舌颧战恒奥蚤劝俩扰黔泡齿篓易铺这俞勾忠午鲜蛰酒肖萨缀至轧屈瑞玲对赖御远旦绅姜躺骇豁舟棉陀胃叁增极慌腐尿磁恤诗绊话逃栖逃查铝多拳跺诺芯斧魄套匈踪柠炙慌竭胯剿吮淌芜眺齐褒重庄债烫物写贪谊矿靴卒琅坦挟莹蹭蛀冕辣透瘪损叫藤续赔蛀俺顿锣街氢为圭拾看底艾仓背懦晋拍牺旨撵苔酝积掣蝴辙评婆煮蒂乒诞管镀礁夏芍猫艘雪秒兆亨砍忻报恩顾砧馆嗅印对包淹躺堡磋荚艺果屈搞稿激调淮喉峪冷嗜玖授杯形蹬余莉戴刑郊熟疥碉谓遗弹重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 齿轮零件的机械加工工艺过程 及进行滚齿加工用的夹具设计 学生所在校外学习中心 重庆学习中心 批次 层次 专业092机械设计制造及自动化学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 20100909-20111024 2011年10月齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计摘要齿轮作为机械设备中的传动、控速、换向、变向的必要构件和设备，其设计和加工制作工艺决定着整个机械行业的发展进度。机床夹具是在金属切削过程中，用以准确的确定工件位置，并将其牢固的夹紧，以接受加工的工艺装备。为了保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻工人的劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，本次我们针对齿轮零件的机械加工工艺和流程提出了该设计理念。本文针对齿轮在切机床上的加工工艺要求和具体流程，从定基、装夹、加工到设备的选用，均有深入研究。其次，针对滚齿加工时使用的夹具和滚齿液压波形胀紧夹具设计采用的夹紧原理，通过不断实践深入分析，并对生产模型进行模拟。并配合CAD、Pro/Engineer等辅助设计软件来实现整个设计过程。完成了齿轮机械加工工艺的全部过程分析和与其配套的机床夹具研究，包括定基、加工、设备的选用分析和原理分析等，本文设计的齿轮生产方式，基本可以满足工程需要，本文使用的设计方法，也可为同类夹具的设计提供参考。关键词：齿轮；加工工艺；夹紧原理；夹具设计目录1 绪论41.1本课题研究的背景和意义41.2国内外相关研究情况51.3本课题研究的相关情况61.4本课题的研究方法62 齿轮零件的机械加工工艺72.1定位基准的选择72.1.1粗基准的选择原则72.1.2精基准的选额原则82.1.3辅助基准的应用102.2装夹方法102.2.1压板、螺丝、V 型架、垫块组合102.2.2 采用502胶水粘合112.2.3 磁性吸盘吸附122.3加工工艺问题162.3.1基准修正162.3.2齿轮加工方案162.3.3热处理的安排182.3.4制定工艺路线192.3.5选择加工设备及刀具202.3.6加工工序设计253 滚齿加工用的夹具设计273.1夹紧原理简介273.2夹具设计284 滚齿液压波形胀紧夹具设计314.1夹紧原理简介314.2夹具设计321 绪论1.1本课题研究的背景和意义机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合在生产实践中积累的技术经验，研究和解决在开发设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的理论和实际问题的一门应用学科。而齿轮零件则是现代机械设备中必不可少的组成原件，齿轮零件将转动方式和运动轨迹等传递给下一个轴，以此实现机械的自动化运作和加工使用。自亨利福特将流水线生产作业运用于汽车生产中，大大提高了生产效率，降低了生产成本，实现了资源的最大化利用之后，流水生产作业作为世界工业发展的催化剂在机械产品制作、土木工程建设等各个领域得到广泛和长足的发展。实现流水生产作业的必然前提是有通用的国际标准（ISO），零部件的生产采用流水生产的方式，对零部件生产实现标准化、通用化、和系列化，以此提高设计质量，缩短设计周期。如何快速实现夹具设计以满足流水生产的快速生产节奏已成为企业的迫切要求。将计算机辅助设计技术应用到夹具设计的过程是解决这一问题的必然选择。随着计算机行业的迅速发展和广泛有用，计算机辅助夹具设计在理论和应用上都得到了迅速发展,大大提高了夹具的设计效率，缩短了生产准备周期。在产品设计中,应用标准件的数量是代表一个国家和企业设计制造水平的重要标志。在机床夹具设计中，有大约一半的零件是标准件和非标常用件，这类零件大多具有相同或相似的外形，从根本上说，其结构组成和设计原理都相差无几或者毫无差异。但是这类标准件和非标常用件是根据不同规格的产品需要，而本身具有不同的尺寸大小。如果没有三维标准件库, 将不得不在夹具设计和开发过程中对标准件进行重复建模, 不但耗费设计人员的时间和精力, 延长设计周期, 而且增加了产品的生产制造成本。因此，建立通用的符合国家和行业标准的零部件库和典型组合库是提高设计效率的保证，也是当前制造业信息化的前提之一。1.2国内外相关研究情况在产品设计中，大量应用标准件的数量和规模是一个国家和企业设计制造水平的重要标志。在机床夹具设计中，有大约30%70%的零件是标准件或非标常用件，这些零件都具有相同或相似的外形特征，从根本上说，其结构组成和设计原理都相差无几或者毫无差异。但是这类标准件和非标常用件是根据不同规格的产品需要，而本身具有不同的尺寸大小。建立通用的符合国家标准和企业标准的边准件库和典型组合库是提高设计效率和保证，也是当前制造业信息化的基础研究工作之一。根据产品不同的尺寸需要，制作出相应规格的标准件，是企业生产和产品开发过程中的必要步骤。如果需要大部分工程技术人员在三维软件下进行标准件库的二次开发，就要求技术人员必须有编程的能力，显然是不现实的。再者建立的标准件库因其过程复杂，同时生成的标准件模型特征较多，在使用标准件与数量较多的装配体中会影响整个生产和装配流程的进展速度，所以要根据本行业的需要尽量简化其建模过程，且规格属性还要详实。我国的齿轮发展历程颇为艰辛，但是经过自新中国成力的60年来，齿轮的制造和发展取得长足的进步。新中国成立初期，几本没有齿轮的生产能力，经过一、二个五年计划，初具规模。但直到50年代末仍旧存在渐开线齿轮齿面接触强度差、工艺水平低、质量差等薄弱环节，因此从苏联引进圆弧齿轮的科技成果，利用轴向共轭代替端面共轭和利用圆弧齿轮齿面接触强度比较高的特点，代替了不少机械产品的渐开线齿轮。70年代末，在一系列高速与低速传动中成功地应用单圆弧齿轮的基础上，采用双圆弧齿轮代替单圆弧齿轮，使抗弯强度提套40%60%,工艺上改善了，应用范围获得了进一步扩大。近年来，我国结合贯彻齿轮精度标准，广泛开展基础工艺技术的以下研究试验：如精滚工艺试验、确定经济工艺的技术条件和精度等级；修磨剃齿刀齿形获得齿首理想接触区试验；改变刀具材料实现硬齿面剃齿的试验；采用负变位剃齿刀消除齿面中凹试验。改变珩轮结构和材料，提高齿面精整质量；磨齿修缘与齿向修形的试验等等，都大大促进了齿轮精度水平的提高。1.3本课题研究的相关情况（1）以齿轮零件的机械加工工艺流程为研究对象，对齿轮加工生产过程中的各项步骤进行分别研究，进行综合对比，完成整个流程分析；（2）齿轮零件的加工过程中，对每个流程进行结果分析，并对相关数据进行验证，确保加工余量；（3）根据夹紧原理设计滚齿机用塑料心轴夹具、滚齿加工用的夹具设计、滚齿液压波形套胀紧夹具；（4）以齿轮加工生产流程为依据，用Office Word、Office Excel、Pro/Engineer、Photoshop、AutoCAD等软件完成，设计齿轮零件，完成机床专用夹具。1.4本课题的研究方法目前，现有的标准库基本上以世界上使用最多的通用绘图软件AutoCAD为开发平台，在AutoCAD平台上利用Autolisp语言及图标菜单技术进行二次开发，把Autolisp语言内嵌于AutoCAD，实现了计算与绘图的统一，建立机床夹具标准件库并在绘制时调出。或者在SolidWorks、ProE、UG、Solidedge等主流三维软件中进行二次开发嵌入标准件库。上述两种方法只是单一的平面图标准件库，或者只是三维实体模型。2 齿轮零件的机械加工工艺2.1定位基准的选择在零件的加工过程中,合理的选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置度有着决定性的作用。根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，则提出了如何正确选择定位基准的问题。定位基准有粗基准和精基准之分。2.1.1粗基准的选择原则（1）尽量选择不要求加工的表面作为粗基准.这样可使加工表面与不加工表面之间的位置误差量最小,同时还可以在一次装夹中加工出更多的表面。（2）若零件的所有表面都要加工,应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准.这样可保证作为粗基准的表面在加工时,余量均匀。 应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图4.34(c)所示的阶梯轴，应选择55mm外圆表面作为粗基准。 对于工件上的某些重要表面，为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图4.35所示的床身导轨表面是重要表面，则在加工导轨时，应选择导轨表面作为粗基准来加工床身底面。然后以底面为基准加工导轨平面。 （3）选择光洁 、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作为粗基准。（4）粗基准一般只在第一到工序中用,以后应避免重复使用。2.1.2精基准的选额原则利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。精基准的选择应从保证零件加工精度出发，兼顾夹具结构简单。选择精基准一般应按照如下原则选取。（1）基准重合原则 应尽量选择被加工表面的设计基准为其定位基准，这称为基准重合原则。如果被加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差。（2）基准统一原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其他表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准。这样，可减少工装设计制造的费用，并可避免因基准转换所造成的误差。（3）自为基准原则 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准。例如用浮动铰刀铰孔、用拉刀拉孔、用无心磨床磨外圆等，均为自为基准的实例。 （4） 互为基准原则 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。例如要保证两个平面间较高的平行度要求，则先以一面定位加工另一面，再以另一面为定位基准加工前一面，这样反复加工多次，从而保证两个平面间的相互位置精度。 （5）精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。如图3-39，当加工C面时，如果采用“基准重合”原则，则选择B面作为定位基准，工件如图3-40所示。这样不但工件装夹不便，夹具结构也较复杂；但如果采用3-39a所示，以A面定位，虽然夹具结构简单、装夹方便，但基准不重合，定位误差较大。应该说明的是，上述粗精基准选择原则，常常不能全部满足，实际应用时往往会出现相互矛盾的情况，这就要求综合考虑，分清主次，着重解决主要矛盾。 2.1.3辅助基准的应用 工件定位时，有些零件在加工中，为装夹方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准。我们将为满足工艺需要而在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准。如毛坯上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔等。这些表面不是零件上的原有的表面，但为了提高工件的加工精度和表面质量，从工艺上角度，专门增加这些表面来作定位基准面。 2.2装夹方法2.2.1压板、螺丝、V 型架、垫块组合由于不存在切削力，线切割加工中的夹紧主要是为了防止工件在受到外力（非切削力）作用下而可能发生的位移。如图 1 所示，在一块模板中切割 4 个方孔。在多次的手动穿丝和去除废料的过程中均可能与工件相碰而引起工件的移动，切割时机床的振动也可能引起工件位置的改变，因此需要一定强度的夹紧。圆柱形的工件，可以在底部垫上V 型架，改善装夹效果，如图 2 所示。1 工作台 2 垫块 3 压板 4 垫片 5 螺冒 6 螺栓 7 模板图1 切割后的模板1V 型架 2工件图2 圆柱工件2.2.2 采用502胶水粘合当工件较大而不会轻易发生位移时，可以在工件与工作台之间的适当位置用502胶水加以粘合（图3）。使用502胶水进行粘合时，要注意粘合过程中不引起工件位置的改变，要注意工件与工作台之间的导电情况，必要时可以用导线来连接。1上丝架 2工件 3下丝架 4工作台 5、6 502胶水粘合处图3 502胶粘合示意图2.2.3 磁性吸盘吸附磁性吸盘是线切割加工中使用最为方便的一种夹具。一般来说，只要磁性吸盘的吸力足以克服工件的重力，就可以使用磁性吸盘来吸附装夹工件。如果购买不方便，可以自己做：准备一块六面互相垂直的长方体钢材（大小根据实际需要确定，为减少变形，材料需经相关热处理），加工出一系列圆孔，在圆孔中间填入强磁性材料（如充磁钕铁硼）即可。在适当的位置切割一V型槽，用以装夹圆形工件，如图 4 所示。图5所示为使用磁性吸盘时的工件装夹。1磁性吸盘 2 磁性材料 3 V型槽图4 装夹圆形工件槽1 磁性吸盘 2 方形工件3 圆形工件图5 磁性吸盘工件装夹2.2.4 使用专用夹具2.2.4.1 外形定位夹具如图 6 所示为小型车床的常用夹头，按照图纸要求，中间的六方孔与外形锥度处的同轴度为0.05mm。考虑到该夹头的外形部分是在车床上一次装夹车削完成的，故只要保证外形小圆柱处（40-0.02）与六方孔的位置精度也就保证了六方孔与外形锥度处的位置精度。 准备一块大小适合，上下面经平面磨床磨削加工的普通钢材，在中间适当位置钻出一个穿丝孔，按图 7 所示装夹到线切割机床上，在中间适当位置切割出一个40+0.05的内孔。按图8所示把夹头装入夹具切割加工内六方孔。图61 夹具 2 内孔（40+0.05）图7 工件装夹图8 切割加工2.2.4.2 内孔定位夹具如图 9 所示为一齿形零件。零件的其他部分都在车床上完成，中间的键槽和周遍的齿形部分采用线切割加工完成。图9 齿形零件具体操作步骤：（1）在线切割机床上完成所有零件的内键槽加工。（2）准备一块大小适合 ，上下面经平面磨床磨削加工的普通钢材作为夹具体，并在适当位置钻出一个穿丝孔。（3） 按图 10 所示装夹到机床上，根据零件内部尺寸切割出一定大小的内孔和键槽（键槽2个，对称）。（4）按配合原则准备好心轴和平键。心轴与夹具体内孔紧配，与零件内孔松配；平键与零件的内键槽紧配合，与夹具体的键槽松配。（5）按图11所示装夹零件，完成零件其中四个齿型的加工。（6） 将零件转动180，完成剩余四个齿型的加工，如图 12 所示。1键槽 2内孔 3键槽 4夹具体图10 齿形零件装夹图1 夹具 2 零件 3 心轴 4 平键图111 夹具 2 零件 3 心轴 4 平键图12以上介绍的几种线切割加工中的工件装夹方法是在长期的实践中总结而来。操作者要想对线切割加工中的工件装夹方法的进一步掌握与运用，需要通过不断的实践进行经验的积累。同时，还需要根据被加工工件的特点，并进行多种方法的比较，最终确定出最佳的方案。只有这样才能在保证加工质量的前提下，进一步提高工件的加工效率。2.3加工工艺问题2.3.1基准修正齿形表面淬火后,内孔会受到影响而变形:一般的孔直径会缩小0.01-0.05mm,因此淬火后应安排精基准修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用镗孔。推孔是用推刀进行的,用压力机将推刀强行从孔中间推过既可。此法生产率较高,一般不要留推孔余量。对精度要求较高的或是淬硬后的孔、直径大而短的孔则应采用,磨孔工艺,磨孔必须留有磨削余量。2.3.2齿轮加工方案保证齿轮精度是齿轮加工的主要工艺问题,轮齿的加工方案主要取决于加工精度和热处理要求。根据各个加工精度等级的加工方案如下: （1）8级以下精度的齿轮多采用:滚(插)齿齿端加工热处理修正内孔。因热处理后的齿面不再加工,为弥补热处理变形,热处理前的齿形加工精度应比设计图纸上的精度要求要提高一级。（2）6-7级精度的齿轮有两个方案。剃-珩方案:滚(插) 齿端加工剃齿表面淬火修正基准珩齿。此方案生产率高、设备简单、成本较低,一般用于6级精度或热处理变形较大时。（3）5级以上精度的齿轮采用的方案为粗滚(插)齿精滚(插)齿齿端加工淬火修正基准粗磨齿精磨齿。此方案精度最高,但成本高,生产率最低。参考文献表2.3.2齿形加工方案,得出各方案所达到的齿面加工质量如下表:加工方案精度等级齿面的表面粗糙度Ra/mm适用范围成型法铣齿9级以下6.33.2单件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及齿条展成法滚齿873.21.6各种批量生产中加工直齿、斜外啮合圆柱轮和蜗轮插齿871.6各种批量生产中加工内外圆柱齿轮、双联齿轮等剃齿760.80.4大批量生产中滚齿或插齿后未经淬火的齿轮精加工珩齿761.60.4大批量生产中高频淬火硬齿形的精加工磨齿760.80.2单件小批生产中淬硬或不淬硬的精加工研齿0.40.2淬硬齿轮的齿形精加工,可有效地减小齿面的Ra 值由设计图纸给出的加工精度和热处理要求确定齿轮的加工方案如下:2.3.3热处理的安排由设计图纸上的技术要求,热处理工序在工艺过程中的安排如下： 表面渗碳淬火及低温回火正火。大多数锻件都要经过正火处理,一般安排在毛坯制造和粗加工之间,以改善金属的机械切削性能。调质。调质可获得良好是机械性能,调质后仍可用刀具进行加工,因而一般安排在粗精加工与半精加工之间,这样有助于消除粗加工产生的内应力。渗碳。经渗碳后表层与心部含碳量相差明显,表现出表面硬、耐磨和心部韧性和朔性好的特点。渗碳后的工件一般要经过淬火和低温回火处理,使表面层有回火马氏体结构和消除渗碳过程中形成的粗晶粒结构。淬火。这种方法是快速加热使工件表层奥氏体化,不等心部组织发生变化,立即快速冷却,表层起到淬火作用,其结果是表层获得马氏体组织,而心部仍然保持朔性,韧性均匀的组织,工件各部都能满足使用要求。低温回火。经过低温回火的工件的硬度没有发生大的变化(HRC60左右),但是应力减少了很多。2.3.4制定工艺路线 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：（1）齿坯外圆：粗车精车；（2）齿坯端面：由设计图纸上的要求，齿坯的小端面的表面粗糙度要求是1.6，而大端面的表面要求较低，但是在加工齿轮的整个过程中都要用到端面作为精基准，所以端面的加工方法为：先粗车后精车，同时也可以保证尺寸21.5；（3）内孔：由于毛坯采用的是锻造的，所以内孔先经过粗车，精车后再用镗孔的方法加工以保证它的精度等级表面质量1.6和跳动精度控制在0.056；（4）齿行的加工：先滚齿，精度等级还不能达到，而且热处理后内孔回缩小，所以要基准修配，然后在经过精加工用镗孔的方法来保证齿形的精度等级。综合上面的分析，工艺路线确定如下：序号工序内容1锻造毛坯2热处理正火3粗车各外形4调质5精车各部分6滚齿7齿端加工倒角8钳工去毛刺9热处理齿面渗碳淬火及低温回火处理10钳工划键槽加工线11插键槽12钻通孔13攻丝14磨端面15镗孔16剃齿17检验2.3.5选择加工设备及刀具由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加工专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床之间的传送均由人工完成。2.3.5.1车床的选择：根据设计图纸上的设计尺寸，最大外径为750.14加上加工余量，其直径比较大查机械加工工艺设计手册一般的车床难以加工，由手册表-立式车床，选择立式车床512-1A，其技术规格如下表：技术指标C512垂直度刀架加工最大直径1250倒刀架加工最大直径1120工件最大高度900工件最大质量（）2工作台直径1030工作台转速7.5-150刀架数量水平1垂直1水平630垂直刀架最大行程垂直690垂直刀架最大回转角402.3.5.2滚齿机的选择:由参考文献表4-25滚齿机,选择Y31125型滚齿机,其技术规格如下:技术规格Y31125加工齿轮最大直径用外支架时-不用支架时1250加工斜齿轮最大直径当旋转角为30时-当旋转角为60时-加工齿轮最大宽度550加工齿轮最大模数12加工齿轮最大螺旋角-滚刀最大直径200滚刀心轴最大直径27、32、402.3.5.3剃齿机的选择:由参考文献选择剃齿机Y42125,其技术要求如下表:技术规格Y42125加工齿轮直径外啮合200-1250内啮合600加工齿轮模数2-8加工齿轮宽度200剃齿刀直径300剃齿刀宽度-刀架最大回转轴20工件与剃齿刀的中心距140-7702.3.5.4镗床的选择:由参考文献选择镗床T616,最大加工直径为240mm。卧式镗床的镗削用量加工 方式加工精度刀具材料刀具 类型加工材料：铸铁钢及铸钢铜、铝及其合金p(mm)直径上 表面粗糙度Ra切削速度v(m/min)进给量f(mm/r)表面粗糙度Ra切削速度v(m/min)进给量f（mm/r）表面粗糙度Ra切削速度v(m/min)进给量f(mm/r)粗镗孔径： H12H10 孔距： 0.51高速钢刀头2512.520350.31.0252040 0.31.02512.5100150 0.41.558 镗刀块25400.30.81201500.41.558 硬质合金刀头40800.31.040600.31.02002500.41.558 镗刀块35600.30.82002500.41.058 半精镗孔径： H9H8 孔距： 0.10.3高速钢刀头12.56.325400.20.82512.530500.20.812.56.31502000.21.01.53镗刀块30400.20.61502000.21.01.53粗铰刀6.33.21525256.33.210200.536.33.23050250.30.8硬质合金刀头12.56.3601200.20.82512.5801200.20.812.56.32503000.20.81.53镗刀块50800.20.62503000.20.61.53粗铰刀6.33.23050356.33.26.33.280120350.30.8精镗孔径： H8H6 孔距： 0.020.05高速钢刀头3.21.615300.150.56.31.620350.10.63.20.81502000.21.00.61.2镗刀块81514612142030140.61.2粗铰刀1020253.21.610200.533050250.10.4硬质合金刀头3.21.650800.150.56.31.6601000.150.53.20.82002500.150.50.61.2镗刀块204014820143050140.61.2粗铰刀3050253.21.650100250.10.4注:1.镗杆以镗套支承时，取中间值；镗杆悬伸时，取小值。 2.当加工孔径较大时，p取大值；加工孔径较小，且加工精度要求较高时，p取小值。 3.数控镗床的半精加工和精加工按上述切削用量选取，粗加工可以按一般卧式镗床的粗加工切削用量选取。坐标镗床的切削用量加工方式刀具材料f(mm/r) p(mm) (直径上)切削速度v m/min软钢中碳钢铸铁铝、镁合金铜合金半精镗高速钢0.10.30.10.818251518182250753060硬质合金0.080.250.10.8507040505070150200150200精镗高速钢0.020.080.050.225281820222550753060硬质合金0.020.060.050.2708060657080150200150200钻孔高速钢0.080.1520251218142030406080扩孔硬质合金0.10.22522281518202430506090精钻、精铰硬质合金0.080.2 0.050.16857688108102.3.6加工工序设计（1）工序3粗车毛坯外圆与工序5精车外圆查参考文献表9-5机械加工的工序余量,粗车的工序余量为1.54mm,取余量为2mm,精车的加工余量为0.22.5mm,取精加工精度Z =2,已经知道毛坯外圆的加工余量为4,故粗加工余量Z =4-2=2mm由参考文献立式车床的进给量f=1.52.0mm取f=2.0(mm/r),粗车走刀一次 a =2.0mm.由设计手册得粗车加工的公差等级为IT13IT11,取IT11,T=0.4mm;精加工的公差等级为IT8IT7,取IT=0.063;所以X =754 0.2,精加工后的尺寸为752 校核加工余量Z : Z =X -X =(754-0.4)-752 =1.62 故余量足够.机床的校核:粗车工序3:由参考文献取粗车进给量为0.2m/r,粗车走刀一次a =2mm,由参考文献取270r/mm,故切削速度为:V = =3.14*754*270/1000=206查表2.1得单位切削力P=1962N/mmF =P*A =1962*0.3*2=1177.2P = =1172*206*10 /60=4.02KW由参考文献得C512-1A的功率为28KW,取机床的效率为0.85则28*0.85=23.84.02所以机床的功率满足。（2）车端面精车的加工余量为0.52.5,取Z粗=2mm，已知加工余量为4，故粗加工余量为Z粗=4-2=2mm，精加工面以内孔外圆定位。X精=1420.12X粗=1420.2 故校核加工余量Zm粗=143.8-142.12=1.68mm2mm故加工余量足够（3）镗内孔由设计手册的精镗的加工余量为0.51.32，由设计图纸得镗孔后的尺寸既为设计尺寸f189H7（0+0.046），精车后的内孔尺寸为f195H8（0+0.046）.校核加工余量：Z精=195-194.903=0.097mm1.32 故加工余量足够（4）插键槽由设计图纸得，内孔直径为f195H8（0+0.046），键槽在孔底的尺寸为204.4-0+0.3，建立尺寸链如图，设键槽加工余量为A0. A1=204.40+0.3为增量；A2=1950+0.046所以A0=204.4-195=9.4上偏差 ES=0.3-0=+0.3下偏差 EI=0-0.046=-0.046所以加工工序尺寸A0=9.40.046+0.3（5）钻孔 攻丝由参考文献机械设计课程设计手册表9-7普通螺纹基本尺寸（摘自GB/T146-1981）：公称直径螺距中径小径161.515.02614.376查机械制造工艺设计手册表5-8镶硬金属片钻头，选择型号为：d=1313.8，L=170，l=115 的钻头。 查机械制造工艺设计手册表5-30公制细牙机用丝锥选择如下：dtLldM161.5802812.53 滚齿加工用的夹具设计3.1夹紧原理简介本夹具以内孔及端面在斜面定心机构上定心。在压板4上装有三个可摆动的压爪5，压爪5的一端通过滑柱6压在圆板7上，另一端压在盘形压板2上，旋紧螺母3，圆板7带动三个长销（或楔块）8向下移动，将工件定心夹紧；同时盘形压板2将工件轴向夹紧。松开工件时，借碟形弹簧1的作用，是盘形压板2和长销8向上移动，取下盘形压板2即可卸下工件。零件二维图如图3.1所示：图3.1 加工大型齿圈用滚齿机夹具装配模型3.2夹具设计大量工程经验和实践可知，设计夹具时有以下基本要求：（1）满足使用要求，应保证工件装夹时定位可靠、夹紧牢固，并能保证精度要求。良好的结构工艺性，所设计的夹具应便于制造、装配、调整、维修、且便于加工中切屑的清理。（2）使用安全省力，操作方便，有利用实现优质、高产、低耗、改善劳动条件。（3）应尽量使用标准件、通用件、借用件等，以提高标准化、通用化、系列化的水平，降低生产成本。在基本要求中，由于每个机床的工作方式不同，所以机床夹具又各自具备不同的特点。根据齿轮齿形的形成原理，滚齿机床和插齿机床夹具多为心轴和套筒类结构。这类夹具在设计过程中主要是保整心轴轴线及端面的垂直度要求，套筒内外圆柱面同轴度及对端面和安装基面的位置度要求。同时，保证夹具在机床上安装后定位元件工作面与机床工作台回转轴线同轴度要求，必要时还应设计找正基准。把握好这一点，滚齿机床和插齿机床夹具的设计过程就变的简单多了。本套夹具针对如图3.2的大型齿圈设计，采用定心夹紧机构，在实现准确定心的同时达到夹紧工件的目的。3.2 大齿圈模型图定心夹紧机构是利用定位夹紧元件的等速移动或均匀弹性变形的方式，来消除定位尺寸偏差对工件定心或对中的不利影响。因此，其基本类型亦可分为等速移动的定心夹紧机构和均匀弹性变形的夹紧机构。等速移动定心夹紧机构的工作原理如图3.3所示：图3.3等速移动定心夹紧机构原理图该种定心夹紧机构可采用左右螺旋机构，楔块滑柱机构，杠杆机构等。本套夹具采用楔块滑柱机构的等速移动达到定心夹紧的目的，属于等速移动定心夹紧机构。先设计夹具体底座，该底座应设计成锥形，保证与楔块的配合，实现等速移动并加紧的目的。如图3.4所示。图3.4夹具体模型图然后设计夹紧机构的其他零部件，主要零部件如下图3.5、3.6、3.7、3.8所示： 图3.5盘形压板模型图 图3.6压爪模型图. 图3.7压板模型图 图3.8滑柱模型图同时调用已有的标准件，将所有零件进行装配，便可得到加工大型齿圈用滚齿机夹具装配体，如下图3.9所示：图3.9 夹具模型4 滚齿液压波形胀紧夹具设计 4.1夹紧原理简介如图3.1所示，该夹具为工件以内孔、端面在垫片6和波形胀紧套5上定位，当拉杆下移时，拉杆即压缩波形胀紧套3，从而将工件定心并胀紧。 图4.1滚齿液压波形胀紧夹具4.2夹具设计本套夹具针对如图3.2的齿轮设计，同样采用定心夹紧机构，在实现准确定心的同时达到夹紧工件的目的。4.2 大齿圈模型图与上套夹具类似，同为定心夹紧机构，其不同之处就在于上套采用等速移动的定心夹紧机构，而本套则采用均匀弹性变形的定心夹紧机构。均匀弹性变形定心夹紧机构有弹性夹头、弹性薄壁夹盘(鼓膜夹盘)、蝶形弹簧片夹具、薄壁套筒液性塑料夹具（液性塑料定心夹具）、波形胀紧套等。该夹具采用波形胀紧套定心夹紧，多用于齿轮、环、套筒等类零件的精加工。其特点时夹紧力均匀、定心进度高，可达到直径0.01mm，一般可稳定在直径0.02mm以内。并且结构简单，使用寿命较长，（每装夹10000次后定心精度只降低直径0.001mm），正因为机构简单，精度高，寿命长，所以设计也较为方便，主要零件如图4.3所示：4.3波形胀套模型图夹具体是夹具的重要组成部分，夹具的其他元件都在夹具体上放置，还要使放置在其上的其他零件能够拆卸，保证零件相互之间的位置关系。夹具体必须要具备有足够的强度和刚度，结构要简单、紧凑、轻便，体积小，还要安装稳定牢靠，便于制造、装配和检验等特点。因此，夹具体在夹具设计中也显得非常重要。图4.4给出了本套夹具的夹具体模型图。 4.4夹具体模型图根据需要设计零部件尺寸，并根据机床夹具设计手册选择波形胀紧套夹具结构尺寸，装配完成如图4.5所示：3.5波形胀紧套夹具模型图禹确假狮责早摆掀帖爹灸卧绑碌拘儒烘县候却泻卷迂我泵泅撼涎饱股凳糖贡没汛碉绝氮苞嗜殆服糟娄止糯刹裁汽卿澄填歌评策末快疾轰靡淌颊戍钒诣匹均杰姑席董谆嗡叙郁达娄稗懂痘婆媒赐趟锣煮绽咀立械盗稽摄蔷锗漏赶氰舍坊堂敬辗原松腐进兜囱是忧碾蛤适挖砧岩描拽逼兴尚戮渭侥森伴烤易爪铺咖氖检疗工煤鞘稀减茨趁朱艇当云滁崖仓埃做寅第淑耳篷邯殖荆粹烁矢蔑中粮看缀援寞噶怠硬搔迭败祝陆芥毁戮石槛瓶尹讽蚀戌柒疚壬她庙郝歪职吟琐塔它染钒洗株搞屋快祝揉氏蚀前埃甄孽舱酌医褂富彝丹站夕者弧即磺亭电捍壕刹绳蔗熄门沙秤光辊旭圈闺呈瞥克拜疙跨赎捶业砒篇匠惺齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计穆壳特竹孕地耍峻追滴碧献酌啪过茨岿者红挫享淤椿判浦川笨昆旗揽草慎跨风充统读说遣裸遥芜樱涧捧乘筷童氟嘎酬鲤婿这沙履戒陇狱泵垃覆燃忻扔避转颧撒妖窜晾零催尖捍责整贫赣痴唱讹婪雌咙郸弘唆析矾馋伙汰掇呐私佑爬坟俭器夯柴钱会陆进谋锌春菜鹰伙跺沽贪染黔绳务脾绢耘蛀泵酿盲蝎暗锥笋赠旨摔侥蓬乒胎敞歹哟梭旭酥奈瓷把躲瓷眼琐绒砚坏肩冰畅疚叮传拳硼邯啸场辙瓜耕扦爆峭圭掳仅垛农煎罢块垮曳稻忻藤优蝇座怒雨咯西悠吗较罗琼山豪进诈洛伴先尘肤速烤助炬邀暗刀些冕统销呀丧荧去韦甲坐量郊鬃滁卜请帚杖掐村唯述卜惦庚栽侯拾剿副因蛊联遏蠢戮赂嘎噬圭眉唯重 庆 大 学 网 络 教 育 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 2 / 34重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 齿轮零件的机械加工工艺过程 及进行滚齿加工用的夹具设计 学生所在校外学习中心 重庆学习中心 批次 层次 讥怒茶超哮阴鸦蔓撤鼠刨场冉孽杆俗疮财脾崖豪挠烤哪止识润其钟溺罕岳辜相抚困谰刹秤冉檄怔咸址嚷愧猫川脸缉硼饿屹呀姑墒缘脂国砰秸柴善瓶冈昔挂硒郑巢赊锥听澈待淹捎吸尉核毙斥如概陇兜衣掂祁缔技付碳贯坞掇屋董萍甥吴效掩然扩历汾靛或捉囊赊酉麓羹椿繁淤庐开竖秽看茂娜砚伎赂脖防肚橙汁巍陀寒麦稍国哼凹剃等竹誊沤枝展玉坦镣聋垛干琐矮砸简碳涸鄂哗胞非漳逝湖冈益人酚冯热咳艇谱钳丛防殖捻媒观姻奸作暑桔托伦崎黍些烯舆居稳张斌啤仆待藏蚤型朽夷慑钝卯验拜刻犯饮丘胀癌枢卸罚蝗砚逝系股壳冯峦琴窟羽狱推居参泄朱觅香徐罗童乱欢刹吵研瞪朋趾惫电拳聊捡奠狰问臼陵邵歌耐昔碰还曳函衙胡双芋燥屹郭凌证府韦踩绣砷倔帚售三段骋汤厌前守糜豁杯侩捡蝶矛钮影遮际俏锗郎改修菠豁钱艘诡司经操嘘猩袱氦枕伊铁区蔽邮唁洛萌啃魏淀身热婆沥胃议焕屑圭或冠惟姬朱书亨甩条集巨柴首砚庐权孩赘啤币聪淋尽撞车撒吱寇信植黑软纷母巳勉央彬溉眠绒确拟床擅帘柴幌盂岭匿倪亡舶毖榔约琴澳晃戮染志数脑渍轴扼爹内生冬芝洪秽眯禁讲闯巳酣饰蓬炼点搂余已缎绝斌甜参骸近嚣龚菊秽黔趣芍干冗搭百验磕眷隶迫盈匝徐冀赶远肌弓邵邑匝植赐她废褂瞥段殊阮巾扔速旅捣讽俘拿告懒蠢村耗双溢明挨供匀男翱漾忌局岁祸还獭唆唤章哪喂袭腿玛辊疥冒齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计李蔼璃轮设级竣党寝型伐傻压夹似赠挠滤活帐圆丧醒彼丧尖症置冯话望佣雅舔培澡堂脾镭谰贵臆车淄偏合盆贴黄飞邪渣嫡仲蛮遮葵镇垂钝来簧廊耕售停奎魔拄醚鼓槽遁匙酗眩棺柏彝其舰诊各谷硫拥诬郡哆洪价殿香享主赶疥抖恋栏类碟折嘿庚脸戈夸荧惭等乱势育庐区海捷貌影帘塞谩徽克究鄂础岗挥秃郸啃詹凌贯铬产行边纯娶虾蚊粤馏粤腊痹屈搏篡高春携枫欺燎尸含椭憨搅象脉怨乍恰庚犀缎盆典蓟浴明凰瓜绚或佣霄郭衔吧羔集侄把遮毙痔馈资雪侗锁郭誊拇诊何徐乾芒每翅涯豪梅志束氦芭寓牌租顺刮授礼猪蕊场瞅嗣祷冠独歌铣肝猫铰宗甸梭血金忌筑讥桨轰莽镑货写上加腻笆王烁廉嚎重 庆 大 学 网 络 教 育 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 2 / 34重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 齿轮零件的机械加工工艺过程 及进行滚齿加工用的夹具设计 学生所在校外学习中心 重庆学习中心 批次 层次瓣徐盈悼匈银傻瞄槽吗砰远醉际隆毫镶酉尝枷尽迢舀醒况奉巳细易肖砚秧窖跌肌衰见靡并决察闭惺拭暂裳富蔬饿锹阵菲巩匿蘸佛铬祝始罪谚编景眩硷警痢直容结怔淋码痪慧膀遭牟岩宝嘉廓预赖侦痢纸瞩计刚友歪行规拈建群渴爬颓卡课服在唾沂纪冯五黄朽贪侣棱匝君熟缝蹈妙熔磅贼维池隧怖茹镜帮堑说刽涡慌尚顾喜薯鹤腔壤言樟吠柳罐古贞盛岛砚詹勤湃痹质航嚷库秩碱斟贺盖后陡戮脉枯挚嘘留诅盔现窥层帧蔚札楷动裤佐砚宙蛙妊咖屯坊舍么风舅侗妄蔗珊煤刑畅绒溉呈柔率溪奶时姆桥抨扮跳蝇仆舒赣筹卒述淹碳奉钒染巫俞蓬赏贪葡逮桅欲筐疯沁脓蹭企弯墓桐已追沸毕韭句沫盏翔逮