2022年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方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 重庆高校网络训练学院 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同学所在校外学习中心 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 20220909-202210242022 年 10 月1 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
2、作工艺打算着整个机械行业的进展进度;机床夹具是在金属切削过程中,用以精确的确定工件位置,并将其坚固的 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详细流程,从定基、装夹、加 工到设备的选用,均有深化讨论;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纳的夹紧原理,通过不断实践深化分析,并对生产模型进行模拟;并协作CAD、Pro/Engineer等帮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
3、过程分析和与其配套的机床夹具讨论,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 本可以满意工程需要,本文使用的设计方法,也可为同类夹具的设计供应参 考;关键词: 齿轮;加工工艺;夹紧原理;夹具设计2 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录 1 绪论 4 1.1 本课题讨论的背景和意义6 4 1.2 国内外相关讨论情形5 1.3 本课题讨论的相关情形1.4 本课题的讨论方法6 2 齿轮零件的机械加工工艺7 2.1 定位基准的挑选7 2.1.1 粗基准的挑选原就 7 2.1.2 精
4、基准的选额原就 8 2.1.3 帮助基准的应用 10 2.2 装夹方法 10 2.2.1 压板、螺丝、 V 型架、垫块组合 10 2.2.2 采纳 502 胶水粘合 11 2.2.3 磁性吸盘吸附 12 2.3 加工工艺问题 16 2.3.1 基准修正 16 2.3.2 齿轮加工方案 16 2.3.3 热处理的支配 18 2.3.4 制定工艺路线 19 2.3.5 挑选加工设备及刀具 20 2.3.6 加工工序设计 25 3 滚齿加工用的夹具设计 27 3.1 夹紧原理简介 27 3.2 夹具设计 28 4 滚齿液压波形胀紧夹具设计 31 4.1 夹紧原理简介 31 4.2 夹具设计 32 3
5、 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 绪论1.1 本课题讨论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 积存的技术体会,讨论和解决在开发设计、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;而齿轮零件就是现代机械设备中必不行 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
6、 工业进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 的进展;实现流水生产作业的必定前提是有通用的国际标准ISO),零部件的生产采纳流水生产的方式,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意流水生产的快速生产节奏已成为企业的迫切 要求;将运算机帮助设计技术应用到夹具设计的过程是解决这一问题的必定选 择;随着运算机行业的快速进展和广泛有用,运算机帮助夹具设计在理论和应 用上都得到了快速进展 , 大大提高了夹具的设计效率,缩短了生产预备周期;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
7、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像的形状,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依据不同规格的产品需要,而本身具有不同的尺寸大小;假如没有三维标准件库, 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4 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
8、造业信息化的前提之一;1.2 国内外相关讨论情形在产品设计中,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像的形状特点,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依据不同 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 化的基础讨论工作之一;依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;假如需要大部分工程技术人员
9、在三维软件下进行标准 件库的二次开发,就要求技术人员必需有编程的才能,明显是不现实的;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点较多,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,所以要依据本行业的需要尽量简化其建模过程,且规格属性仍要详实;我国的齿轮进展历程颇为艰辛,但是经过自新中国成力的 60 年来,齿轮的 制造和进展取得长足的进步;新中国成立初期,几本没有齿轮的生产才能,经过一、二个五年方案,初具规模;但直到50 岁月末仍然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
10、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 岁月末,在一系列高速与低速传动中胜利地应用单圆弧齿轮的基础上,采纳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,应用范畴获得了进一步扩大;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讨论试验: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抱负接5 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 触区试验;转变刀具材料实现硬齿面剃齿的试验;采纳负变位剃齿刀排除齿面 中凹试验; 转变
11、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 本课题讨论的相关情形1)以齿轮零件的机械加工工艺流程为讨论对象,对齿轮加工生产过程中的各 项步骤进行分别讨论,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)依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
12、等软件完成,设计齿轮零件,完成机床专 用夹具;1.4 本课题的讨论方法目前,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,实现了运算与绘图的统一,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;6 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 33 页精选学习资料
13、 - - - - - - - - - 2 齿轮零件的机械加工工艺2.1 定位基准的挑选在零件的加工过程中 , 合理的挑选定位基准对保证零件的尺寸精度和位置度 有着打算性的作用;依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挑选,就提出了如何正确挑选定位基 准的问题;定位基准有粗基准和精基准之分;2.1.1粗基准的挑选原就1)尽量挑选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 , 同时仍可以在一次装夹中加工出更多的表面; 所示的阶梯轴,应选名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 33 页精选学习资料 -
14、 - - - - - - - - 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匀称,就应挑选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,就在加工导轨时,应挑选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)挑选光滑、平整、面积足够大、装夹稳固的表面作为粗基准;4)粗基准一般只在第一到工序中用2.1.2精基准的选额原就, 以后应防止重复使用;利用已加工过的表面作为定位基准,就称为精基准;精基准的挑选应从保 证零件加工精度动身,兼顾夹具结构简洁;挑选精基准一般应依据如下原就选 取;1)基准重合原就应尽量挑选被加工表面的设计基准为其定位基准,这称为基
15、准重合原就;假如被加工表面的设计基准与定位基准不重合,就会增大定位误差; 2)基准统一原就当工件以某一组精基准定位可以比较便利地加工其他表面时,应尽可能在多数工序中采纳此组精基准定位,这就是“ 基准统一”原就;如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准;这样,可削减工装设计 制造的费用,并可防止因基准转换所造成的误差;3)自为基准原就当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而匀称时,应挑选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、8 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用无心磨床磨外圆等,均
16、为自为基准的实例;4) 互为基准原就 为了获得匀称的加工余量或较高的位置精度,可采纳互为基 准反复加工的原就;例如要保证两个平面间较高的平行度要求,就先以一面定 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)精基准挑选应保证工件定位精确、夹紧牢靠、操作便利;如图 3-39 ,当加工 C面时,假如采纳“ 基准重合” 原就,就挑选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;但假如采纳 3-39a 所示,以 A面定位,虽然夹具结构简洁、装夹便利,但基准不重合,定位误差较大;应当说明的是,上述粗精基准挑
17、选原就,经常不能全部满意,实际应用时往往会显现相互冲突的情形,这就要求综合考虑,分清主次,着重解决主要冲突;9 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.1.3帮助基准的应用工件定位时,有些零件在加工中,为装夹便利或易于实现基准统一,人为地制造一种定位基准;我们将为满意工艺需要而在工件上特地设计的定位基准称为帮助基准;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,特地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
18、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转变,因此需要肯定强度的夹紧;圆柱形的工件,可以在底部垫上 V 型架,改善装夹成效,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10 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1V
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