机械制造技术课程设计-直齿圆柱齿轮加工工艺及滚齿夹具设计.docx

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1、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。直齿圆柱齿轮的工艺设计和加工直齿圆柱齿轮的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序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

2、意改进。关键词：切削用量夹紧定位误差。AbstractThisdesigninvo1vesthemechanica1manufacturingprocessandmachinetoo1fixturedesign,meta1cuttingmachinetoo1s,to1eranceandmeasurementofvariousaspectsofknow1edge.Thetechno1ogica1designofspurgearandthefixturedesignofprocessingspurgeararethreeparts,inc1udingthetechno1ogica1designof

3、partsprocessing,theprocessdesignandthedesignofspecia1fixture.Intheprocessdesign,weshou1dfirstana1yzetheparts,understandtheprocessoftheparts,thendesignthestructureoftheb1ank,andse1ecttheprocessingbenchmarkoftheparts,designtheprocessrouteoftheparts;thenca1cu1atethesizeofthepartsineachstep,thekeyistode

4、terminetheprocessequipmentandcuttingparametersofeachstep;andthen,Wecanchoosetheprocessingbenchmarkoftheparts.Thedesignofthespecia1fixtureiscarriedout,andthecomponentsofthefixturearese1ected,suchaspositioninge1ements,c1ampinge1ements,guidinge1ements,connectingpartsbetweenthefixturebodyandthemachineto

5、o1,andothercomponents.Thepositioningerrorscausedbyfixturepositioningareca1cu1ated,andtherationa1ityandshortcomingsoffixturestructureareana1yzed.Improvement.Keywords:cuttingamountc1ampingpositioningerror.摘要IAbstractII第1章绪论11.1 机床夹具的主要功能11.2 机床夹具的组成11.3 夹具设计的步骤和基本要求1第2章零件的分析92.1 零件的作用92.2 零件的工艺要求9第3章机

6、械加工工艺路线103.1 确定毛坯的制造形式103.2 基面的选择103.3 加工工艺路线123.4 机械加工余量的确定133.5 确定切削用量及基本工时13第4章专用夹具设计324.1 问题的提出324.2 定位基准的选择324.3 定位元件的设计334.4 定位误差分析334.5 切削力的计算与夹紧力分析344.6 夹具设计及操作简要说明35参考文献35心得体会37第1章绪论1.1 机床夹具的主要功能机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机

7、床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。安装方法有找正法和用专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹具用于生产批量较大或特殊需要时。12机床夹具的组成1）定位支承元件确定工件在夹具中的正确位置并支承工件。2）夹紧装置将工件夹紧不发生移动。3）对刀或导向元件保证刀具与工件加工表面的正确位置。4）夹具体将夹具的所有组成部分

8、组成一体，并保证它们之间的相对位置关系。1.3夹具设计的步骤和基本要求一：夹具设计的基本要求夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。1）能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。2）操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降低辅助工时，保证高的生产效率。3）具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件上的加工成本。为保证上述基本要求，夹具的生产过程应按下面程序进行：夹具生产任务书一夹具的结构设

9、计一使用、制造部门会签一一夹具制造一一夹具验收一一生产使用。夹具生产任务书是由工艺人员在编制工艺规程时，根据生产需要而提出的。任务书中包含内容有设计理由、使用车间、使用设备，该夹具所使用工件工序的工序图并在工序图上要标明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基准、夹紧点。这是设计夹具的依据，也是验收制造夹具的依据。夹具结构设计是设计人根据夹具设计任务书的加工要求，提出几种可行方案、分析比较、进行误差计算，以确定出合理方案，进行设计。夹具结构设计完成后，要会同使用部门、制造部门就夹具的结构合理性、结构工艺性和经济性进行审核、会签、交付制造。制成的夹具要同设计人员。工艺人员、使用部门、制造部门

10、共同进行验证。当确认夹具可保证工件该工序加工要求，能保证生产率、操作方便、安全，就可交付生产车间使用。二:夹具的设计步骤当接到夹具设计任务书后，按下面6个步骤，逐步设计。1）明确设计任务，收集研究设计的原始资料。原始资料包括如下内容。A：加工零件的零件图、毛坯图及加工工艺过程，所设计夹具应有的工序图，并了解该工序所使用的设备、刀具、量具、其他辅具以及该工序的加工余量、切削用量、加工要求、生产节拍等参数。B：了解零件的生产类型，就是决定夹具采用简单结构或复杂结构的依据。若属大批量生产，则力求夹具结构完善、生产率高或是单件小批量生产或急于应付生产，则夹具结构应简单，以便迅速制造交付使用。C：收集该

11、夹具所用机床的资料，主要指与夹具连接部分的安装尺寸。如铳床夹具要安装在工作台上，要收集工作如大小，工作如T形槽及槽距，以及机床的技术参数。D：收集所使用刀具的资料如刀具的精度、安装方式、使用要求及技术条件等。E：收集国内外同类型夹具资料，吸收其中先进而又能结合本厂情况的合理部分。F：了解本厂制造夹具的能力和使用的条件，如夹具制造的条件及精度水平，有无压缩空气压值等。G：收集有关夹具部件的标准（包括国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构图册等。2）确定夹具结构方案，绘制结构草图，其主要内容如下。A：根据工件加工尺寸、要求和开关，确定工件的定位方式，选择或设计定位元件，计算定位误差。B：确定刀具的

12、引导方式及引导元件（指钻夹具、铳夹具）。C：确定工件夹紧方式，选择或设计夹紧机构，计算夹紧力。D：确定其他装置（如分度装置、顶出装置）的结构型式。E：确定和设计其他结构，如铳床夹具与机床的连接装置、对刀装置。在确定夹具结构的各组成部分时，可提出几种不同方案，分别画出草图，进行分析比较，从中选择出合理方案。3）绘制夹具总图。应注意以下几点。A：绘制夹具总图，尽量按1：1绘制，以保证直观性。B：主视图尽量符合操作者的正面位置。C：工件轮廓用双点画线绘制，并视为假想透明体，不影响其他元件的绘制。D：绘图顺序为：工件一一定位元件一一引导元件一一夹紧装置一一其他装置一一夹具体。4）标注总图上的尺寸、公差

13、与配合和技术条件。夹具总图结构绘制完成后，需标注五类尺寸和四类技术条件。5）编写零件明细表。明细表应包括零件序号、名称、代号（指标准件代号或通用件代号）、数量、材料、热处理、质量等。6）绘制总图中非标准件的零件图。三：夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注在夹具设计中，对于初设计者，在夹具总图上如何标注尺寸及技术条件，往往是难点之一，以下对此作简要阐述。1）夹具总图上应标注的五类尺寸A：夹具外形轮廓尺寸一一指夹具在长、宽、高三个方向上的最大极限尺寸。若有可动部分，则指运动部件在空间达到的极限位置的尺寸。标注夹具外形尺寸的目的是避免夹具与机床或刀具在空间发生干涉。B：工件与定位元件间的联系尺

14、寸一一主要指工件定位面与定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它们直接影响工件加工精度，是计算工件定位误差的依据。C：夹具与刀具的联系尺寸一一主要指对刀元件或引导元件与夹具定位元件之间的位置尺寸、引导元件之间的位置尺寸或引导与导向部分的配合尺寸。D：夹具与机床的连接部分尺寸一一这类尺寸主要指夹具与机床主轴或工作如必须固定连接的平俱。如车床夹具要安装在车床主轴上，要标注与车床主轴的连接尺寸，铳床夹具要安装在工作台上，要标注与工作如T形槽相配的定位键尺寸。E：夹具内容的配合尺寸一一中心轴与夹具体孔的配合尺寸，钻套与衬套、衬套与夹具体的配合尺寸，此类尺寸必须标注尺寸、配合性质及配合精度，否

15、则夹具精度无法保证。2）夹具总图上应标注的四类技术条件夹具中的技术条件主要指夹具装配好后，各表面之间的位置精度要求。A：定位元件之间的相互位置要求一一这是指组合定位时多个定位元件之间的相互位置要求或多件装夹时相同定位元件之间的相互位置要求。如两端顶尖顶轴两端中心孔，要求两顶尖轴线同轴度，两V形块对称线的同轴度。B：定位元件与连接元件或夹具体底面的相位置要求一一夹具的连接元件或夹具体底面是夹具与机床的连接部分，它决定了夹具与机床的相对位置，也就是决定了定位元件相对机床，或刀具的位置，即决定了工件相对机床或刀具的位置。C：引导元件与连接元件或夹具体底面的位置要求D：引导元件与定位元件之间的相互位置要求3）五类尺寸、四类技术条件的分类五类尺寸、四类技术条件根据是否与工序加工要求相关而分为两类，其精度值大小和取法不同。A：与工件加工要求无直接关系的尺寸公差与配合这类尺寸公差与配合应按照元件在夹具中的功用和装配要求，根据公差与配合国家标准或参阅有关资料来制定。技术条件与工件加工要求无直接关系的夹具上技术条件。B：与加工要求直接相关的这类尺寸和技术条件与工件上相应尺寸和技术条件直接对应，直接根据工件相应尺寸公差和相互位置允差的（1/5-1/2）的值选取。一般工件允差小，取大系数，工件允差大，则取小系数。制定这类夹具尺寸公差时，要注意下列问题。应经工件的平均尺寸作