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1、毕 业 设 计（论 文）说 明 书X6232C齿轮加工工艺及其齿轮夹具和刀具设计 学 生 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 机械设计制造及自动化 机制2003级1班学 号 指 导 教 师 V四川理工学院本科毕业（设计）论文摘 要此篇论文主要内容是对X6232C机床齿轮的加工工艺路线进行的研究、设计，其中包括了各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定；以及对插齿工序中所使用的专用夹具和刀具进行了研究设计。此次设计的主要内容在于如何使加工工序简单化、降低加工难度，从而达到提高产品加工效率，加快产品上市时间的目的。 关键词 工序，插齿，齿轮，夹具
2、，刀具ABSTRACTThis thesis is the main content of machine tool X6232C main gear machining line for the research, design, Including the Road processes processing methods, machine tools, cutlery, fixtures, a Catholic instrument choice, datum selection, positioning and clamp programming; And the research d
3、esign for the fixture and Cutters of gear shaping, The main content of the study is how to simplify the processes, reduce processing difficulty, and thus achieve greater processing efficiency, speed up product listed time. Keywords： The process, gear shaping，gear，Fixture，Cutters 目 录摘 要IABSTRACTII第一章
4、 X6232C齿轮的加工工艺21.1 X6232C齿轮的工艺分析21.2 X6232C齿轮的工艺要求21.3 确定毛坯的制造形式21.4 确定定位基准31.4.1 粗基准的选择31.4.2 精基准选择的原则31.5 确定各表面加工方案41.5.1 在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素41.5.2 零件表面加工方法的选择51.6 工艺路线的拟订51.6.1工序的合理组合51.6.2 加工阶段的划分61.6.3 工艺路线71.7 确定X6232C齿轮的偏差，机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图81.7.1 毛坯形状、尺寸确定的要求81.7.2 确定机械加工余量81.7.3 确定毛坯尺寸9
5、1.7.4 设计毛坯图91.8 工序设计111.8.1 选择加工设备111.8.2 确定工序尺寸121.9 确定切削用量及基本时间（机动时间）131.9.1 工序(车端面、外圆)切削用量及基本时间的确定131.9.2 工序 (车端面、外圆)切削用量及基本时间的确定151.9.3 工序 (车端面、外圆)切削用量及基本时间的确定161.9.4 工序 (车端面、外圆及倒角)切削用量及基本时间的确定171.9.5 工序 (钻孔、扩孔及倒角)切削用量及基本时间的确定181.9.6 工序 (钻孔)切削用量及基本时间的确定191.9.7 工序 (插齿)切削用量及基本时间的确定191.9.8 工序 (插键槽)
6、切削用量及基本时间的确定201.9.9 工序 (攻螺纹)切削用量及基本时间的确定21第二章 夹具设计222.1 研究原始资料222.2 夹具设计222.2.1 定位基准的选择222.2.2 切削力及夹紧力计算222.2.3 定位误差分析232.2.4 夹具设计及操作的简要说明24第三章 刀具设计253.1 刀具材料的选择253.2 刀具设计253.2.1 刀具结构设计的普遍原则253.2.2 零件主要参数的确定263.2.3 共轭齿轮主要参数的确定263.2.4 刀具的设计和主要参数计算27总 结32参 考 文 献34致 谢3529前言毕业设计是在我们学完了大学的全部的基础课、技术课以及大部分
7、专业之后进行的。同时结合社会实践，金工实习，毕业实习的知识对机械加工制造的全面总结，也是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中有重要的地位。 就我个人而言,我希望通过这次毕业设计对自己未来从事的工作进行一次适应性的训练从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为今后的工作打下坚实的基础。 就工艺编制而言，加工工艺由零件特点，技术要求，加工工艺过程卡，工艺分析和质量评定等五个部分。工艺分析中对过程卡的工艺路线，热处理安排及所用的夹具、刀具进行合理的分析选用。从而保证加工的各种精度要求。 就夹具设计而言，首先应该明确它的要求。夹
8、具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固夹紧。夹具的设计是为了保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。在夹具设计整个过程中，始终要贯穿这样的思想。 就刀具设计而言，刀具的全部结构要素都应以充分发挥刀刃的切削作用为目的。刀具的结构是为刀刃服务的。因而刀具结构的好坏是看其是否充分发挥了刀刃的切削性能。结构要简明实用，工艺性好，便于制造，易于推广。因此除要求联接环节，调节环节，接合面和各机构元件尽可能少外，还要考虑元件的制造工艺性整本说明书包含了工艺、夹具设计、刀具设计的所有详细过程，并附有公式计算的详尽过程和图表，使读者能够更清晰的了解夹具设计
9、的全程。编写这本说明书，参考了许多资料，并且得到了指导老师张良栋老师的细心指导，以及本班同学的相互探讨，还有机自教研室的其他老师的指导，在此致谢。 由于水平有限，错误和不足之处在所难免，恳请各位老师批评指正。 编者二OO七年五月第一章 X6232C齿轮的加工工艺1.1 X6232C齿轮的工艺分析X6232C齿轮是X6232C铣床上重要的传动零件之一，其零件尺寸小，结构也不是很复杂。齿轮零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。本零件各表面粗糙度在Ra1.6m-Ra3.2m,所以各表面的加工并不困难。关于位置在外圆柱面上宽度为3mm和处的槽表面粗糙度没做要求，3mm沟槽主要用做油槽用，
10、位置精度不需要太高的要求，所以加工也不成问题。基准孔mm要求Ra3.2mm也很容易加工，对于M8螺纹用两端面定位，纵向不要求位置精度，加工亦没什么问题。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。1.2 X6232C齿轮的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。图1-1 齿
11、轮零件图1.3 确定毛坯的制造形式齿轮是X6232C铣床上主要传动零件之一，可以传递空间平行两轴间的运动和动力，所以要求其具有一定的强度。零件材料为40Cr，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属于小批量生产，所以可以选择自由锻毛坯。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。1.4 确定定位基准1.4.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：粗基准的选择应以不加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精
12、度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：X6232C齿轮的外圆面是重要表面。因而在加工时选择外圆面作为粗基准，加工齿轮的端面，再以加工出的端面作为精基准加工外圆面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的
13、位置精度。由于本齿轮零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准应先加工，因此应选择外圆及一端面为粗基准。外圆处为分模面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准，所以应选择外面及左端面作为X6232C齿轮加工的粗基准。1.4.2 精基准选择的原则基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工
14、。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。本零件属于圆柱齿轮，类型属于单联性，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定为基准，即遵循“基准重合”的原则。具体就是选择28H7孔及左端面作为X6232C齿轮加工的精基准。1.5 确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计X6232C齿轮的加工工艺来说，
