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1、提供各专业全套设计机械制造技术基础课程设计说明书题目：传动齿轮的批量生产机械加工工艺过程设计及磨32 孔的夹具设计 系 名： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计1第一章 零件的工艺分析1.1 零件图图 1-1 零件二维图图 1-2 零件三维图天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计21.2 零件的作用及工艺分析1.2.1 零件的作用设计做的零件是节圆卡盘，通过过渡盘连接在磨床上，对传动齿轮起到装夹固定的作用。全套图纸 UG 三维，加1.2.2 工艺分析由传动齿轮零件图得知，其材料
2、为 20CrMnTi。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。传动齿轮类零件是机器和其他部件的基础零件，它把有关的轴、轴承、套、和齿轮等零件按一定的相对关联为一体，使它们保持正确的相对位置，能按一定的传动关系彼此协调地运动。1.2.3 零件各加工表面及技术要求表 1-1 零件加工表面及技术要求序号 加工表面 基本尺寸 （mm） 公差等级 （mm） 尺寸公差 （mm） 位置公差 （mm） 表面粗糙度 （ ）m天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计31 105 外圆面 105 IT10 0-0.1 3.22 46 外圆面 46 未注公差
3、12.53 32 内孔 32 IT8 +0.0250 0.85 左右两端面 32 未注公差 0.02 1.66 105 外圆两侧面 20 未注公差 0.02 1.67 8- 13 孔 13 未注公差 12.58 键槽 35.3 IT12 +0.20 3.29 齿面 97.5 未注公差 1.61.3 零件毛坯与生产纲领1.3.1 确定毛坯零件的材料为 20CrMnTi，1.3.2 传动齿轮加工的主要问题和工艺过程设计由以上分析可知，该传动齿轮零件的主要加工表面是平面和孔面。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于传动齿轮来说，加工过程中的主要问题是保证平面的精度及位置精
4、度，处理好深槽和平面之间的相互关系。由于传动齿轮的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。1.3.3 孔与面的加工顺序传动齿轮类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工传动齿轮上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。变速箱传动齿轮的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计4于保护刀具。1 孔的加工方法；传动齿轮孔加工方案，应选择能够满足孔系
5、加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据传动齿轮零件图所示的传动齿轮的精度要求和生产率要求。运用专用夹具保证孔的精度要求。1.3.4 传动齿轮加工定位基准的选择1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：A、保证各重要面的加工余量均匀；B、保证装入传动齿轮的零件与表面有一定的间隙。2 精基准的选择从保证传动齿轮孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证传动齿轮传动齿轮在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从传动齿轮传动齿轮零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承
6、孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是传动齿轮传动齿轮的装配基准，但因为它与传动齿轮的主要支承孔垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。从传动齿轮零件图中可知大部分尺寸和行为公差都是以 32 孔中心线及其端面为设计基准，因此，根据“基准重合”和“基准统一”的原则必须首先加工出 32 孔及其端面，作为后续工序的精基准。根据粗基准的选择原则，选择铸件毛坯外圆作为粗基准。天津大学仁爱学院
7、机械工程系 2011 级机械制造课程设计5第二章 制定零件工艺规程 2.1 拟定机械加工工艺路线: 根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度，参考机械加工工艺手册（考虑加工经济精度的加工方案选择表） ，得到各表面的加工方案，根据加工顺序的安排原则，制定如下加工方案：表 2-1 拟定机械加工工艺路线工序号 工序名称 工序内容 设备01 粗车1）粗车 46 外圆面，105 外圆面2）粗车右端面及 105 外圆右侧面3）掉头，粗车左端面及 105 外圆左侧面车床02 半精车1） 车 105 外圆面2） 车右端面及 105 外圆右侧面3）掉头，车左端面及 105 外圆左侧面车床03 精车 1）精车右端面及
8、 105 外圆右侧面2）掉头，车左端面及 105 外圆左侧面 车床04 车 32 孔1） 粗车 32 孔2） 半精车 32 孔3） 精车 32 孔车床05 钻孔 钻 813 孔，成 钻床06 滚齿 滚齿 滚齿机07 插削键槽 插削键槽 插床08 磨孔 磨 32 孔，成 磨床09 去毛刺天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计610 检验2.2 确定切削用量及基本工时：由于考虑到传动轴在运动时的偏心载荷产生的振动，为保证零件工作可靠，零件零件尺寸不大，因此我们采用铸造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 （1）上下端面的加工余量。根据工序要求，顶面和底面加工分粗、精车加工。各工
9、步余量如下：粗车：参照实用机械制造工艺设计手册表 7-23。其余量值规定为2.73.5mm，现取 3mm。 表 7-27 粗车平面时厚度偏差取-0.28mm。精车：参照实用机械制造工艺设计手册表 7-24。其余量值规定为0.81.0mm，现取 1mm。毛坯的基本尺寸为 32+3+3+1=39mm。根据实用机械制造工艺设计手册表 2-5，尺寸公差等级选用 CT7，可得毛坯尺寸公差为 1.6mm。毛坯的名义尺寸为：39-0.8=38.2mm毛坯最大尺寸为：39+0.8=39.8mm2.2.1 粗车外圆面及端面（1） 、车削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表 3.127 可知：粗车： 38 这里
10、取 3ea（2） 、车削进给量的选择查机械制造工艺设计手册表 328 329 可知：0.10.3 这里取 0.2 1fapa（3） 、车削速度的选择查机械制造工艺设计手册表 330 可知：V = 0.40.6 m/s 这时取 0.5m/s = 30m/min100159/min3.46vnrd查机械制造工艺设计实用手册表 1151取 /inr天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计7由于是粗车，故整个车刀不必过整个工件查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知：122.0.615259330zmfppLTanlDlL所以， .1minzTf查机械制造工艺设计手册表
11、 325 有 ：0.83.650.89.zzefpFCadaz式中： 03.26zefad1z所以， 0.83.650.839.zzefpFCadaz.8216136.N2.2.2 半精车外圆面和各端面（1） 、车削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表 3.127 有半精车 这里取1ea21.5ea（2） 、车削给量的选择查机械制造工艺设计手册表 328 有0.3fa（3） 、车削深度的选择天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计8查机械制造工艺设计手册表 329 有0.5pa（4） 、车削速度的选择查机械制造工艺设计手册表 330 有0.6/3/minvs所以： 10619
12、2/in.4vnrd（5） 计算切削时间查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知：122.0.36192.6580zmfppLTanlDlL所以， 159.73min26zmTf（6）计算车削力查机械制造工艺设计手册表 325 有 ：0.83.650.839.1zzefpFCadaz式中： 01.536zefad.5pza所以， 0.83.650.8391zzefpFCadz.851652N天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计92.3 磨 32 内圆孔工件材料为 20CrMnTi。孔的直径为 32mm，表面粗糙度 12.5。加工磨床为MG2110，加工范围
13、880mm。加工工序为磨，加工刀具为：磨孔32mm。确定进给量 根据参考文献。查 MG2110 说明书，取 fr=0.5mm。f磨削力按机械加工工艺设计实用手册所示公式计算1 内圆磨削砂轮直径小，转速受到内圆磨床转速的限制一般为（10000-20000r/min）砂轮圆周速度一般达不到 30-35m/s2 砂轮高速旋转运动是主运动，磨削速度是外圆线速度Vc=3.14dn/1000*60d=砂轮直径n砂轮转速3.14*32*14400/1000/60=24.11523 工件圆周进给速度 Vw 单位 m/minVw=3.14dn/1000d-工件直径n-工件转速（28-500r/min）取 323
14、.14*32*28/1000=2.8134 轴向进给量 fa轴向进给量是指工件转一周沿轴线方向相对于砂轮移动的距离 mm/r 通常Fa=（0.02-0.08）B，B 为砂轮宽度取 fa=0.645 径向进给量 fr径向进给量是指砂轮相对工件在工作台每双单行程内移动的距离，fr=0.5mm6 查 MG2110 磨床说明书砂轮（Z1、Z2 轴）电动机功率 4Kw、2.2Kw机床总功率 15.6kw天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计10第三章 夹具设计3.1. 夹具设计任务：由于生产类型中等批量生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需设计专用夹具。本次设计主要是
15、32 磨孔的夹具设计，3.2 夹紧元件及动力装置确定 1 本夹具装夹很简通过薄膜盘链接的卡爪对节圆柱的夹紧。固定工件的齿轮。并通过保持架对端面的固定。固定工件的位置。2 通过过渡盘链接薄膜盘3-1 过渡盘天津大学仁爱学院机械工程系 2011 级机械制造课程设计11图 3-2 过渡盘和保持架装配的三维图3.3 定位基准的选择：出于定位简单和快速的考虑，选择 46 的左端面和齿面作为定位基准面，用保持架进行定位限制了 3 个自由度，选择齿面作为定位基准面，用一个节圆柱进行定位，它限制了 2 个自由度。所限制的自由度为 5 个，由于没有 1 个自由度被重复限制，所以属于完全定位。3.4 定位误差分析：本工序采用 46 端面为基准定位，在竖直方向上存在定位误差，误差大小为 T=0.0163.5 夹具操作的简要说明该夹具安装简单，将工件放入节圆卡盘内用保持架固定端面，用卡爪压紧节圆柱。节圆柱卡在工件分度圆的位置上固定尺轮面。将薄膜盘安装在过渡盘上并用螺栓锁紧；
