1 陜西航空職業技術學院 畢 業 設 計 說 明 書 離合器齒輪加工工藝及夾具設計 專 業 ： 機械設計與制造 班 級 ： 09231 班 姓 名 ： 倪 紅 指導教師 ： 苗 偉 年 月 日 2 陜西航空職業技術學院 畢業設計任務書 專業： 機械設計與制造 班級： 09231 班 姓名： 倪紅 學號： 21 設計題目： 離合器齒輪加工工藝及夾具 設 計 生產綱領： 6000 件 /年 課程設計內容： 1.零件圖 1 張 2.毛坯圖 1 張 3.機械加工工藝過程卡片 1 套 4.機械加工工序卡 1 套 5.夾具裝配圖及部分零件圖 2-4 張 6.說明書 1 份 指導教師： 年 月 日 3 附 零件 圖： 批量中批 40 40 目錄 序 言 . 6 一、 零件的工藝分析 . 6 （一） 零件的作用 . 6 （二） 零件的工藝分析 . 6 二、 工藝規程設計 . 7 （一） 確定毛坯的制造形式 . 7 （二） 基面的選擇 . 7 （二）確定工藝路線 . 7 （三） 確定切削用量及基本工時 . 10 三、 夾具設計 . 23 3.1 夾具的定位方案 . 23 3.2 夾緊機構 . 23 3.3 誤差分析 . 23 3.4 夾緊力的計算 . 25 四、 總結 . 26 五、 參考文獻 . 28 機械加工工藝過程綜合卡片 . 29 附件圖紙 40 序 言 機械制造工藝學的 畢業 設計是在我們學完了機械專業所有的基礎課程和專業課程之后進行的。這是我們對所學知識一次深入的綜合復習與應用，也是對我們在大學所學知識的一次綜合考察，因此我們要充分重視這次 畢業 設計實踐。 就我個人而言，我希望通過這次機械工藝設計實踐更深得鞏固所學知識，將理論與實踐結合起來，從實際運用中提升自己的分析 問題和解決問題的能力， 進一步提高計算、制圖能力，能比較熟練地查閱和使用各種技術資料等 ，并養成 嚴謹的工作作風和獨立的工作能力 ，為將來從事的工作打下良好的基礎。 由于能力有限，設計中尚存在很多不足的地方，希望各位老師給予指導。 一、 零件的工藝分析 （一） 零件的作用 題目所給定的零件是車床主軸上的離合齒輪，是齒輪離合器的一部分，該離合齒輪是一個外齒輪，它與花鍵軸套在一起，通過右端的兩個與輪齒相對應的槽與拔叉相配合，然后和內齒輪嚙合組成齒輪副，從而傳遞動力；有時還可以利用脫開的外齒輪兼作齒輪傳動用，且與不同齒數齒輪嚙合，可以 得到不同的傳動比，從而改變機器運行的轉速，實現變速或換擋功能。 （二） 零件的工藝分析 從零件圖上可以看出，該零件的結構比較復雜，加工表面比較多，且輪齒的加工精度比較高。其主要加工表面可以分為三個部分： 一、主要加工表面的尺寸： 1) 以外圓柱齒輪為中心的一組加工面。 這一組加工表面包括： m=2.5mm、 z=55、 B= 00.256mm 的圓柱齒輪及兩端1 12 的倒角， 115 04.0 外圓， 128 04.0 mm 外圓和寬 22 2.00 mm 的槽。 2) 以花鍵孔為中心的一組加工面。 這一組加工面包括：花鍵孔及其倒角， 102 4.00 mm 的孔， 110 mm 孔和 96 mm。 3) 左、右端面。 這一組加工表面主要是右 表面 2 38 2.00 mm 的槽面。 二、 以上加工表面的主要技術要求： （ 1） 齒輪三個公差組精度等級為 7-6-6，輪齒表面粗糙度為 Ra0.8，齒面要求淬硬到 HRC4550，并且齒面與孔中心軸線要保證同軸度 0.015mm，齒輪倒角 1 12 。 （ 2） 花鍵孔，內徑定心，要有 10 個等分的花鍵齒，并保證齒側壁粗糙度為Rz 1.6。 40 （ 3） 右端寬 2 38 2.00 mm、深 14mm 的槽，與齒輪有相對位置精度要求。 （ 4） 中間拔叉槽寬 22 2.00 mm，深 9mm，側壁粗糙度為 Rz3.2。 （ 5） 除兩端面的粗糙度為 Rz12.5，其余表面粗糙度為 Rz6.3。 由以上分析可知。對于這三組加工表面來講，可以先選擇其中一組加工表面進行加工，然后以加工過的表面為基準，加工其他兩組表面，并保證它們之間的相互位置。 二、 工藝規程設計 （一） 確定毛坯的制造形式 由生產計劃可知，該零件為成批生產。 零件材料為 45 鋼，由于零件本身的作用，考慮到其在運行過程中會經常的正、反向行駛，并經常“離”、“合”，故零件在工作過程中經常承受交變及沖擊性載荷，齒輪面也應該有較強的硬度，因此應該選用鍛件，以便金屬纖維不被切斷，保證零件的工作可靠性。由于零件為大批生產，而且零件的尺寸不大，可以采用模鍛成型，從而提高生產率，保證加工精度。 （二） 基面的選擇 定位基準的選擇是擬定零件加工路線的、確定法加工方案前的重要工作?；鶞蔬x擇的合理、可靠，直接 影響到加工質量和生產效率。 對于保證零件的尺寸 精度 和位置精度有著決定性的作用 ，同時可以使生產率得以提高。反之，就會出現各種問題，更有甚者還會造成大批廢品零件，使生產無法正常進行。我們在選擇基準的時候通?？紤]下面幾個問題： 1) 以哪一個表面作為精基面或統一基準，可以保證加工精度和高的生產效率； 2) 為加工精基面或統一基準，應采用哪一個表面作為粗基準； 3) 是否有特殊表面需要采用統一基準以外的精基面。 在選擇基準的時候，應盡量做到設計基準與定位基準重合。 對于離合齒輪這樣的 盤套類零件， 根據該零件的工作特點 和加工要求，選擇定位面基準如下： 粗基面：以外圓和一個端面作為粗基面，鏜、拉內孔。 精基面： 齒輪基圓的基準是內孔 82+0.035 0 mm 的內圓表面，所以精基準為內孔82 +0.035 0 mm 的內圓表面， 選擇花鍵孔和一個端面作為精基面 ， 加工齒輪，115 04.0 mm， 128 0 4.0 mm 外圓和寬 22 2.00 mm 的槽以花鍵孔和右端面作為定位基面；加工 2 38 2.00 mm 的槽面以 花鍵孔和左端面作為主要定位基面。 （二）確定工藝路線 制定工藝路線是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。尤其在這種大批量生產綱領時，采用合理的工藝路線可以大大提高生產率，使生產成本降低，并獲得可觀的經濟效益。 一、 加工方法的確定 零件各表面加工方法的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，然后需要考慮生產率和經濟性方面的要求，在選擇時，應根據各 種加工方 40 法的特點及其經濟加工精度和表面粗糙度，結合零件的特點和技術要求綜合考慮。 該工件毛坯經模鍛成型，孔已鑄出。其各表面加工方法如下： 左、右端面： 粗車 各外圓表面和寬 22 2.00 mm 的槽：粗車 半精車 102 4.00 mm 等內孔： 粗鏜 半精鏜 齒輪： 滾齒 剃齒 珩齒 花鍵槽： 粗鏜 半精鏜 拉鍵槽 校正 2 38 2.00 mm 的槽： 粗銑 半精銑 二 、 零件各表面加工順序的確定 10。 加工階段的劃分 為了達到規定的技術要求，該離合齒輪的加工可以分為上個加工階段 1) 粗加工階段 車外圓、端面，鏜內孔、花鍵孔； 2) 半精加工階段 以拉出的花鍵孔為主要精基準，精車外圓，滾齒、銑 2 38 2.00 mm 的槽和剃齒； 3) 精加工階段 校正花鍵孔，并以校正好 的花鍵孔為精基準，珩齒。 10。 加工順序的安排 1) 機械加工順序的安排 根據機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排外圓、端面、內孔的加工。由于花鍵孔是后面各表面加工的主要精基準，所以接著安排花鍵孔的拉削?；ㄦI孔加工好以后，以花鍵孔為精基準，精車外圓，銑銑 2 38 2.00 mm 的槽和剃齒，然后安排花鍵孔的校正，珩齒。 2) 熱處理的安排 由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前應進行真貨處理，消除鍛造應力，境地硬度，改善切削性能。在粗加工之后，安排第二次熱處理 調質處理，提高零件的綜合力學性能，最后根據零件的技術要求，對輪齒表面進行淬火處理，以得到較高的表面硬度，提高其耐磨性。 3) 輔助工序的安排 檢驗工序：在熱處理之后安排中間檢驗工序，最后安排終檢工序，還有安排鉗工去毛刺，安排清晰工序，最后還要將零件油封，庫存。 10。 工序的組合 根據零件的生產規模以及零件的結構特點還有加工方法，為了盡可能減少安裝次數，在一次加工中安排多面加工，以保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。 10。 工藝路線的確定 1) 鍛造毛坯 2) 正火 3) 粗車 左 端面 ， 外圓 ， 22 2.00 mm 的槽 ，粗 鏜 82 mm 孔 ，半精鏜 40 82 035.00 mm 孔，粗 鏜 102 mm 孔 ，半精 鏜 102 4.00 mm 孔 ，倒角； 4) 粗車 右 端面 ， 外圓 ，粗 鏜 、半精 鏜 96 mm 孔 ，粗 鏜 、半精 鏜 110 mm 孔 ，倒角； 5) 粗 鏜 82 mm 孔 ，半精鏜 82 035.00 mm 孔；粗 鏜 102 mm 孔 ，半精 鏜102 4.00 mm 孔 ，倒角； 6) 半精車 130 0 25.0 mm， 128 0 4.0 mm， 115 0 4.0 mm 外圓， 22 2.00 mm的槽 ； 7) 外圓倒角； 8) 拉花鍵孔 9) 滾齒 10) 粗銑、半精銑右端 2 38 2.00 mm 的槽 11) 鉗工去毛刺 12) 剃齒 13) 輪齒表面高頻淬火 4550HRC 14) 校正花鍵孔 15) 清洗 16) 檢驗 17) 油封、庫存。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。 10。 工序確定 零件機械加工工藝路線擬定后還需要 對每一工序進行設計。其主要內容包括：確定每一工步的加工余量、計算各工序的工序尺寸及公差、選擇各工序所選用的機床及工藝裝備、確定切削余量、計算工時定額。 （ 1）加工余量的確定 機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工精度，余量過大，不但增加機械加工勞動量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理地安排加工余量。 根據零件毛坯條件：材料為 45 鋼，生產類型為成批生產，采用在鍛模上得到模鍛毛坯。本設計采用查表修正法和經驗估值法相結合確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸 和毛坯尺寸。 1) 軸向長度方向加工余量 該零件的端面我們只用到了粗車，查表余量為 2mm，所以毛坯長度 108+22=112。 2) 外圓表面加工余量 由于左端外圓比右端外圓直徑只小 2mm，所以根據大端外圓表面加工余量按130 外圓查表得：精車 130 0 25.0 ， Z=1.8， 2Z=3.6；粗車 Z=2.5， 2Z=5.0 40 加工方法 基本尺寸 余量 公差 半精車 130 1.8 -0.25 粗車 8.131 2.7 -0.63 3)內孔表面加工余量 工件內孔為階梯孔，其中花鍵孔的精度要求比較高，故鍛造時取統一內徑，加工余量按 82 內孔查表得：半精鏜 82 035.00 時， 2Z=1.1，公差為 +0.035，粗鏜時 2Z=2.0，公差為 +0.22；半精鏜 102 4.00 時， 2Z=1.3，公差為 +0.4，粗鏜時 2Z=2.0，公差為 +0.22；半精鏜 102 4.00 時， 2Z=1.3，公差為+0.4，粗鏜時 2Z=2.0，公差為 +0.22；粗 鏜 、半精 鏜 96 mm 孔 ，粗 鏜 、半精 鏜 110 mm孔 時均取半精鏜 2Z=1.3，粗鏜時 2Z=2.0，公差為 +0.22；校正花鍵孔時，取直徑余量 0.2。 綜合以 上，得毛坯為長度 112mm，直徑 134.5，內有中孔為直徑 78.5。 （三） 確定切削用量及基本工時 完成 零件加工的一個工序的時間定額，通常稱為單件時間定額。可以按照下式計算： xZ fwjfwfjd TTTTTT 式中： dT 單件時間； jT 基本時間； fT 輔助時間； jfwT 工作地點技術服務時間； ZfwT 工作地點組織服務時間； xT 休息及生理需要時間。 基本時間與輔助時間之和稱為工序時間 gT ，即 fjg TTT %)71(gjfw TT 40 %)7.11(gZ fw TT %2 gx TT 綜上所述，單件時間定額的基本公式如下： 100)(100)(100)( FjFjFjgjd TTTTTTTTT 即： )1001)( gjd TTT 計算切削用量 1) 粗車左端面，外圓車刀代替端面車刀，刀具 0,4515 rr kkYT 根據加工余量和機床剛度，選擇吃刀深度。 mma p 2 一次走刀。 進給量 rmmf 6.0 刀具耐用度 st 2700m in45 理論切削速度 : 54.18.081.06.0245 292 3.015.018.0 vYvm v kfat Cv vx smm 55.2m i n15399.08 5 7 9.011.1984.1 292 確定機床主軸轉速 : )m in360(65.13414.3 55.210001000 rsrdw vn w 選擇 srrn s 67.6m in400 所以實際切削速度 )m i n169(81.2601000 4005.13414.3601000 msmdnv c 切削工時： )5,2,2m i n (154.024.967.66.05222 5.785.134321321 mmlmmlmmlsnfllllTj m in46.016.030.0 DCzxf TTT 取 2,2.1,5 所以 m i n66.0)1001)( gjd TTT m in32.1266.0 dT 40 2) 粗車外圓 從 134.5 切至 0 046.08.129 長 20.2+13.8+17.1=51.1mm 采用外圓車刀 0,4515 rr kkYT 余量 134.5-129.8=4.7 mm 35.22 8.1295.134 因此一次走刀 mma p 35.2 進給量 rmmf 6.0 理論切削速度 : 99.06.035.245 292 3.015.018.0 vYvm v kfat Cv vx smm 5.2m i n14999.08579.01367.1984.1 292 確定機床主軸轉速 : )m in355(9.55.13414.3 5.210001000 rsrd vnww 為了加工工人操作方便 ,依然選擇機床轉速 srrn s 67.6m in400 所以實際切削速度 )m i n169(81.2601000 4005.13414.3601000 msmdnv c 切削工時：切入長度 : mmkalrp 35.4235.2)32(t a n1 mml 02 mml 53 mml 1.51 m in252.01.156.067.6 5035.41.51321 snf llllT j m in16.016.00 DCzxf TTT m i n45.0)100 22.151)( gjd TTT 粗車右端外圓時 ,從 0 046.05.134 mm 切至 0 046.08.131 長 l=56.9mm 余量 134.5-131.8=2.7mm, 進給量 rmmf 6.0 理論切削速度 : 99.06.035.145 292 3.015.018.0 vYvm v kfat Cv vx 40 smm 7.2m i n75.16199.08579.005.1984.1 292 確定機床主軸轉速 : )m in384(4.65.13414.3 7.210001000 rsrd vnww 選擇機床轉速 srrn s 67.6m in400 所以實際切削速度 )m i n169(81.2601000 4005.13414.3601000 msmdnv c 切入長度 : mmkalrp 35.3235.1)32(t a n1 mml 32 mml 53 mml 9.56 m in28.005.176.067.6 5335.39.56321 snf llllT j m in16.016.00 DCzxf TTT m i n48.0)100 22.151)( gjd TTT 3) 粗車左端小臺階 .從 0 046.08.129 mm 切至 0 046.08.116 長 l=171.mm 余量 129.8-116.8=13mm.單邊余量 13/2=6.5mm YT15 切削深度 5mm,所以選擇兩次走刀 . mma p 25.325.6 , rmmf 6.0 理論切削速度 : 3.015.018.0 6.025.34599.0292 vYvm v kfatCvvxsmm 37.2m i n4.14299.08579.0193.1984.1 292 確定機床主軸轉速 : )m in9.348(8.58.12914.3 37.210001000 rsrd vnww 選擇機床轉速 srrn s 67.6m in400 所以實際切削速度 )m i n163(71.2601000 4008.12914.3601000 msmdnv c 40 切削工時： mmkalrp 25.5225.3)32(t a n1 mml 02 mml 53 mml 1.17 m in25.02.1526.067.6 5025.51.17321 snf llllT j 4) 粗車槽 從 0 046.08.129 mm 切至 0 046.08.111 余量 129.8-111.8=18mm 用切槽車刀， 45rk 車槽刀寬 6mm.刀頭長度 16mm 刀桿截面 10 16 單邊余量單邊余量 18/2=9mm。 mma p 5.429 兩次走刀 rmmf 18.0 刀具為 0,4515 rr kkYT t=3600s=60min 理論切削速度 : 0.18.081.018.05.445 99.02928.081.00.1 3.015.018.0 vx Yvm v fat Cvsmm 46.1m in8771.0253.127.2 177 確定機床主軸轉速 : )m in215(58.38.12914.3 46.110001000 rsrd vnww 選擇機床轉速 srrn s 33.3m in200 實際切削速度 )m i n5.81(36.1601000 2008.12914.3601000 msmdnv c 切削工時： 0,5.6 321 lll mml 2.1462.204 mml 5.429 m i n4.108.84218.033.3 2.14005.65.424321 snf lllllT j m in60.060.00 DCzxf TTT m i n16.2)100 22.151)( gjd TTT 5) 半精車 0 046.08.116 至 0 4.0115 余量 Z=1.8 9.0pa 一次走刀 ,進給量 f=0.35,用 YT15 材料外圓車刀。 40 理論切削速度 : 3.015.018.0 35.09.04599.0292 vYvm v kfatCvvxsmm 89.2m i n17399.08579.098.0984.1 292 機床主軸轉速 : )m in473(78.78.12914.3 89.210001000 rsrd vnww 選擇機床轉速 srrn s 3.8m in500 實際切削速度 )m i n4.183(06.3601000 5008.11614.3601000 msmdnv c mmkalrp 9.229.0)32(t a n1 mml 02 mml 53 mml 18 m in147.078.835.03.8 59.218321 snf llllT j m in54.054.00 DCzxf TTT m i n74.0)100 22.151)( gjd TTT 6) 半精車槽 0 046.08.111 至 110 用 YT15 材料切槽刀。 45rk 車槽刀寬 6mm.刀頭長度 16mm 刀桿截面 10 16。 余量 111.8-110=1.8， 單邊余量 Z/2=0.9。取rmmfmma p 18.0,9.0 理論切削速度 : 0.18.081.018.09.060 2738.081.00.1 2.015.02.0 vx Yvm v fat Cvsmm 86.1m in55.11171.0984.027.2 0.18.081.0273 機床主軸轉速 : )m in318(3.58.11114.3 86.110001000 rsrd vnww 選擇機床轉速 srrn s 67.6m in400 40 實際切削速度 )m i n4.140(34.2601000 4008.11114.3601000 msmdnv c mml 9.0 mml 9.21 mml 02 mml 03 mml 166224 m i n114.082.635.03.8 16009.29.04321 snf lllllT j 7) 半精車外圓從 0 046.08.129 至 0 4.0128 用 YT15 0,45 rr kk 余量 129.8-128=1.8，單邊余量 Z/2=0.9。 取 rmmfmma p 35.0,9.0 理論切削速度 : smmkfat Cv vYvm v vx 89.2m i n17335.09.045 99.0292 3.015.018.0 機床主軸轉速 : )m in425(1.78.12914.3 89.210001000 rsrd vnww 為了方便，仍選擇機床 轉速 srrn s 3.8m in500 實際切削速度 )m i n204(40.3601000 5008.12914.3601000 msmdnv c mml 12 mmkalrp 9.229.0)32(t a n1 mml 22 mml 53 m in126.054.7529.212321 snfnf llllT j m in54.054.00 DCzxf TTT m i n72.0)100 22.151)( gjd TTT 8) 半精車右端外圓從 0 046.08.131 至 0 4.0130 余量 Z=131.8-130=1.8，單邊余量 Z/2=0.9。 取 rmmfmma p 35.0,9.0 理論切削速度 : smmkfat Cv vYvm v vx 89.2m i n17335.09.045 99.0292 3.015.018.0 40 機床主軸轉速 : )m in419(98.68.13114.3 89.210001000 rsrd vnww 為了方便，仍選擇機床轉速 srrn s 3.8m in500 實際切削速度 )m i n207(45.3601000 5008.13114.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 56 mmkalrp 9.229.0)32(t a n1 mml 22 mml 53 m in376.055.22529.256321 snfnf llllT j m in54.054.00 DCzxf TTT m i n99.0)100 22.151)( gjd TTT 9) 粗鏜 5.78 至 22.007.80 2Z=2.2 rmmfmma p 15.0,1.1 用 YT15 45rk 鏜刀伸出的長度 100mm 理論切削速度 : smmkfat Cv vYvm v vx 2m i n8.1190.18.081.015.01.160 273 2.015.02.0 機床主軸轉速 : )m in419(98.68.13114.3 89.210001000 rsrd vnww 為了方便，仍選擇機床轉速 srrn s 3.8m in500 實際切削速度 )m i n2.123(05.2601000 5005.7814.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 110 mmkalrp 1.329.0)32(t a n1 mml 32 mml 53 40 m in62.127.97531.3110321 snfnf llllT j m in16.016.00 DCzxf TTT m i n93.1)100 22.151)( gjd TTT 半精鏜時 ,從 22.007.80 至 35.008.81 2Z=1.1 rmmfmma p 15.0,55.0 為了方便，仍選擇機床轉速 srrn s 3.8m in500 實際切削速度 )m i n43.128(14.2601000 5008.8114.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 110 mml 55.21 mml 32 mml 53 m i n61.183.965355.2110321 snfnf llllT j m in54.054.00 DCzxf TTT m i n34.2)100 22.151)( gjd TTT 10) 粗鏜 22.007.100 2Z=18.9 Z=9.45mm 兩次走刀 rmmfmma p 15.0,725.4 理論切削速度 : smmkfat Cv vYvm v vx 52.1m i n96.90648.068.026.127.2 273 機床主軸轉速 : )m in355(92.58.13114.3 52.110001000 rsrd vnww 取 srrn s 67.6m in400 實際切削速度 )m i n7.102(71.1601000 4008.8114.3601000 msmdnv c 切削工時： 40 mml 5.10 mml 725.61 mml 02 mml 53 m in37.02.2215.067.6 50725.65.10 st min74.02 tT j m in60.060.00 DCzxf TTT m i n45.1)100 22.151)( gjd TTT 半精鏜時 ,從 22.007.100 至 4.00102 2Z=1.3 Z=0.65mm 一次走刀 rmmfmma p 15.0,55.0 smmkfat Cv vYvm v vx 04.2m i n3.1220.18.081.015.0937.027.2 273 2.0 機床主軸轉速 : )m in387(45.68.13114.3 04.210001000 rsrd vnww 取 min400 rn s 實際切削速度 )m i n5.126(11.2601000 4007.10014.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 11 mml 65.21 mml 02 mml 53 m in31.064.1815.067.6 565.211 sT j m in54.054.00 DCzxf TTT m i n92.0)100 22.151)( gjd TTT 11) 粗鏜 22.007.94 2Z=12.9 Z=6.45mm 兩次走刀 rmmfmma p 15.0,225.3 理論切削速度 : smmkfat Cv vYvm v vx 6.1m i n1.96648.068.0192.127.2 273 40 機床主軸轉速 : )m in8.373(23.68.8114.3 6.110001000 rsrd vnww 取 srrn s 67.6m in400 實際切削速度 )m i n7.102(71.1601000 4008.8114.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 5.32 mml 225.51 mml 02 mml 53 m in42.14.85250225.55.32 snfT j m in60.060.00 DCzxf TTT m i n19.2)100 22.151)( gjd TTT 半精鏜時 ,從 22.007.94 至 96 2Z=1.3 Z=0.65mm rmmfmma p 15.0,65.0 smmkfat Cv vYvm v vx 04.2m i n3.122648.068.0937.027.2 273 機床主軸轉速 : )m in412(86.67.9414.3 04.21 0 0 01 0 0 0 rsrd vnww 取 srrn s 67.6m in400 實際切 削速度 )m i n119(98.1601000 4007.9414.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 33 mml 65.21 mml 02 mml 53 m in35.126.81215.067.6 565.233 sT j m in54.054.00 DCzxf TTT 40 m i n04.2)100 22.151)( gjd TTT 12) 粗鏜 7.108 2Z=12.7 Z=6.35mm 兩次走刀 rmmfmma p 15.0,175.3 理論切削速度 : smmkfat Cv vYvm v vx 68.1m i n1.101648.068.019.127.2 273 機床主軸轉速 : )m in4.334(57.59614.3 68.110001000 rsrd vnww 取 srrn s 67.6m in400 實際切削速度 )m i n120(2601000 4009614.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 5.14 mml 175.51 mml 02 mml 53 m in82.03.49215.067.6 50175.55.14 sT j m in60.060.00 DCzxf TTT m i n54.1)100 22.151)( gjd TTT 半精鏜 ,從 7.108 至 110 2Z=1.3 Z=0.65mm rmmfmma p 15.0,65.0 smmkfat Cv vYvm v vx 04.2m i n3.122648.068.0937.027.2 273 機床主軸轉速 : )m in359(98.57.10814.3 04.210001000 rsrd vnww 取 srrn s 67.6m in400 實際切削速度 40 )m i n5.136(28.2601000 4007.10814.3601000 msmdnv c 切削工時： mml 15 mml 65.21 mml 02 mml 53 m in38.064.22215.067.6 565.215 sT j m in54.054.00 DCzxf TTT m i n99.0)100 22.151)( gjd TTT 13) 精銑 28.00382 的槽。粗銑寬度 ,25mmae 粗銑深度 ,6mmap 槽寬 36mm，刀槽深12mm 選取主軸轉速 srrn s 67.6m in400 ，采用粗齒立銑刀 Z=6，根據 幾何計 算 l=24.7 立銑刀直徑 Zmmammd f 08.0,25 粗銑時，兩次走刀，每次走一個來回 m in18844.31601000 msmdnv c m i n55.033602400608.0 3257.2423257.242321 saZnf lllTfMZj m in54.054.00 DCzxf TTT 精銑 3.00362 槽至 028.00382 精銑 ,25mmae 槽寬 38mm， ,2mmap 采用細齒立銑刀， Z=12 立銑刀直徑 Zmmammd f 10.0,250 一次走刀，走一個來回 mml 7.24 mml 251 mml 32 m in18844.31601000 msmdnv c m i n11.06.660400121.0 3257.24603257.24321 saZnf lllTfMZj 14) 拉鍵槽 單面余量 h=3.1mm 拉削長度 l=64mm 40 取考慮校準部分的長度系數 20.1 考慮機床返回行程系數 K=1.40 拉刀齒升 mmS Z 06.0 切削速度 m in6.306.0 msmv c 拉刀齒 距： mmt 8.106435.1 68.1064 tLZ 因此 m i n257.0606.06.3100040.120.1641.31000 ZvSkhlTZj m in86.0082.1)( gjd TTT 三、 夾具設計 本夾具是工序用三面刃 銑刀 縱向進給粗銑 16 mm 槽口的專用夾具，在X62W 臥式銑床上加工離合器齒輪一個端面上的兩條互成 90的十字槽。 3.1 夾具的定位方案 以端面及 68K7mm 孔為定位基準，采用平面在定位盤的短圓柱面及臺階面上定位。中間圓柱用夾緊工件，圓柱于臺階面上方處沿夾具 45開孔用于固定工件孔與 x、 y 軸方向 45偏差。其中臺階平面限制 3 個自由度，短圓柱臺限制 2個自由度。 3.2 夾緊機構 旋緊上部螺母，運用手動夾緊可以滿足。采用螺母壓緊壓板夾緊工件，壓板夾緊主要防止工件在銑銷力下產生傾覆和振動，手動螺旋夾緊可。 3.3 誤差分析 定位盤的直徑與內孔 68 配合間隙誤差分析。 ：間隙計算 定位盤加工直徑尺寸為 68f7，則其與孔的配合為 68 77fK 。內孔 68K7 經查表得 68021.0009.0， 公差值為 0.009-（ -0.021） =0.03mm。定們盤 68f7 經查表 40 得 68 06.003.0，公差值為 0.03mm。 它們的最大間隙為： 68.009-67.94=0.069mm。 最小間隙為： 67.979-67.97=0.009mm。 其間隙范圍為： 0.009 0.069mm。 (間隙是孔的尺寸減去相配合軸的尺寸之差為正，所以 6877fK為間隙配合 ) ：誤差分析 該工件的定位基準圓心將由于配合 狀態的不同可能在最大范圍內變動，如圖所示為 0.069 是工件圓心的變動范圍而形成了定位誤差。其理想定位基準為 O點，則它們的間隙為 0.009mm，由于安裝工件后，在工件套上壓力板，并鎖上螺母，這樣把工件裝在夾具上的傾斜度減得很小，幾乎為 0。所以不需要考慮工件的傾斜度誤差。定位誤 差是由于工件定位不準或定位盤與工件配合有間隙。 （間隙越大誤差值則越大） ：誤差計算 對于間隙范圍尺寸 0.009-0.069 誤差計算： 在銑床上加工，其平均經濟精度為級，查表得 0.05。 定位銷與工件角度誤差分析 ：角度與間隙分析 在工件與夾具間套上一根定位銷，此時工件只沿定位銷直線串動，串動范圍為 0.069mm，或在銷與工件孔的間隙變動，而其它變動范圍很小，大小主要由定位銷與工件配合間隙來定的。 :計算兩者的間隙配合的間隙誤差 為了它們的角度更準，在能加工與配合的情況下它們的間隙應盡量的小，由表查得定位銷的尺寸為 5s6 比較適合， 5g6 為 5012.0004.0 mm，公差為 0.008mm,所以它們配合最大間隙為 0.012mm,最小間隙為 0.004mm,間隙范圍為：0.004-0.012mm ：角度計算 mmemmTemmCCTTeddD08.0015.0065.0015.003.02121065.0)069.003.003.0(2121)(2188m a xm i n)8(1）定（）不（基 40 它們的偏移的最大角度為： arctan A=r D最大間隙= 5.106012.00.007 經查表夾具上 45角公差取 T 0.5 (是定位誤差的一部分 )。銑床平均加工經濟精度 10 級，查表得 0.08 所以 角的定位誤差為： 減少誤差的方法： 這些誤差影響差工件加工的精度，我們應該盡量減少這些 誤差。 若不能滿足加工精度要求時，可采用下述方法解決： ：減小銷子與孔的配合間隙，銷子直徑選 6g5 或 6h6。 ：采用活動錐形定位銷，使孔與銷無間隙配合。 ：底板的平面度精度要高。 ：定位盤與工件孔 68 配間隙應盡量的小。 ：定位盤與工件孔 68 的同軸度允值應最小。 3.4 夾緊力的計算 夾緊力的作用點位置和方向確定以后，還需要合理地確定夾緊力的大小，夾緊力不足便會使工件在切削過程中產生位移并容易引起振動，夾緊力過大又會造成工件或夾具不應有的變型或表面損傷，因此，應對所需的夾行計算。 理論上， 夾緊力的大小應與作用在工緊力進件上的其他力相平衡；實際上，夾緊力的大小還與工藝系統的剛度、夾緊機構的傳遞效率等因素有關。 采用估算法確定夾緊力的大小，根據工件所受切銷力、夾緊力、摩擦力等作用的情況，實際夾緊力 Fs 等于計算出切銷力 F 乘以安會系數 K： Fs=F*K 安全系數 K 的選擇應根據切削的具體情況和所用夾緊機構的特點來選取，一般粗加工或斷續力切削時取 K=2.53；精加工和連續切削時取 K=1.52；如果夾緊力的方向和切削力的方向相反，為了保證夾緊 K 值可取 2.53。 計算切削力的指數公式： F=CFc ac KFc fz yFc ap z dqe KFc 其中查表得： CFc=96.6； ac=16mm； KFc=0.88； f z =0.08mm/r； yFc=0.75 ap=12.5mm； z=6 ；d=16； qe=-0.87； 代入計算得： F=96.6 16 88.0 0.08 75.0 12.5 6 16 87.0 0.88=985.95N 實際切削力為： Fs=985.95 2.5 =2464.875N (摩擦系數只在夾緊機構有足夠剛性時才考慮 ) 參考文獻金屬切削手冊 5.0197.0117.008.0117.011.0007.025.532 023.0032.0t a n2007.02t a n2 12m a x11eLCCTe m a n ）定（定 40 四、 總結 本次 畢業 設計是我們在大學階段的第一次工藝方面的設計，由于缺乏經驗，在設計過程中難免存在很多的不足。經過我們討論分析和總結，發現我們存在的問題有一下幾點： （ 1）毛坯形狀與目標零件形狀差距太遠，加工時部分位置需要切除的金屬層就會太厚，如外徑較小的外圓部分及內徑較大的內孔部分，就需要多次走刀，浪費材料及加工工時，生產效率低下。同 時計算生產時間時需要考慮多次走刀，比較麻煩 應該首先 將毛坯選擇 成和目標零件的形狀基本一致，可以減少我們的工作量，同時便宜加工，工序如下： 1. 毛坯的選擇 2. 熱處理 :正火 ,消除鑄造的內應力 ； 3. 粗車左端面 , 粗車 /半精車外圓 1,外圓 2,外圓 3及其左右肩 (確定外圓 3左肩至左端面長度工序尺寸， 以保證長度方向上各尺寸的精度 ),粗鏜 /半精鏜 82, 102 內孔及倒角 (車床 ,三爪卡盤 ,外圓定位 ； 4. 拉孔內花鍵槽 (拉床 ,球面導向套 ,花鍵拉刀 )； 5. 粗車右端面及外圓 4 左右之倒角 (車床 ,三爪卡盤 ,帶銷低錐度心軸 +頂尖 ,花鍵孔定位 )； 6. 粗 鏜 /半精 鏜 96, 110 內孔及倒角 (車床 ,三爪卡盤 ,外圓定位 )； 7. 銑右端槽位 (銑床 ,專用夾具 ,花鍵孔 +左端面定位 )； 8. 滾齒 (滾齒機 ,花鍵心軸 , 花鍵心軸定位 )； 9. 剃齒 (剃齒機 ,花鍵心軸 , 花鍵心軸定位 )； 10.鉗工去毛刺 ； 11.輪齒表面高頻淬火 4550HRC； 12.校正花鍵孔 (壓床 ,花鍵推刀 )； 13.清洗； 14.檢驗； 15.油封、庫存。 40 （ 2）加工車外圓時，由于粗加工的時候切削余量較大，用心軸定位的話可能不能傳遞那么大的扭矩 ，所以先拉出內孔的槽位，更能保證加工的可行性。 （ 3）在進行工時定額計算的時候，由于缺乏實踐經驗， 很多參數五法確定，如刀具的選用、刀桿參數，銑刀參數，倒角、滾齒，剃齒基本工時計算方法都沒有辦法查到，在計算車，銑的基本工時的時候，難免會用到近似的算法，造成誤差。 課程設計任務終于完成了，雖然設計的過程比較繁瑣，而且剛開始還有些不知所措，但是在同學們的共同努力下，再加上老師的悉心指導，我終于順利地完成了這次設計任務。本次設計鞏固和深化了課堂理論教學的內容，鍛煉和培養了我綜合運用所學過的知識和理論的能力，是我獨立分析、解決問題的能力得到了強化 . 在本設計撰寫過程中，得到了老師的精心指導和幫助，他的嚴謹治學的態 度和誨人不倦的奉獻精神，是我學習的楷模，并將積極影響我今后的學習和工作。還有感謝我的組員，在設計過程中給了我很大的幫助。由于時間和水平有限，本設計有很多的不足，希望大家指出并改正。 40 五、 參考文獻 1趙家奇 機械制造工藝學課程設計指導書（第 2 版） M .北京：機械工業出版社， 2000.10 2李 云機械制造及設備指導手冊 M .北京：機械工業出版社， 1997.8 3孟少農機械加工工藝手冊 M .北京：機械工業出版社， 1991.9 4徐圣群簡明加工工藝手冊 M .上海：科 學技術出版社， 1991.2 5徐圣群簡明加工工藝手冊（第 2 版） M .北京：機械工業出版社，2003.1 40 機械加工工藝過程綜合 卡 片 零件號 5 材料 45 鋼 毛坯重量 8658g 編制 機械加工工藝過程綜合 卡 片 零件名 稱 離合齒輪 生產類型 大批 毛坯種類 模鍛 指導 工 序 工 位 工 步 工序說明 工序簡圖 機 床 夾 具 刀 具 量 具 走 刀 次 數 走 刀 長 度 mm 切 削 深 度 mm 進 給 量 mm/r 主 軸 轉 速 r/ min 切 削 速 度 m/ min 時 間 定 額 min 1 1 1 粗車小端面至長度為 1100 46.0 CA6140普通車床 三爪卡盤 外圓車刀 卡規 1 37 2 0.6 400 169 1.32 2 粗車左端外圓至8.129 0 46.0 ,留半精車余量 CA6140普 通車 床 三爪 卡 盤 外圓 車 刀 卡規 1 60.45 2.35 0.6 400 169 0.45 3 粗車左端外圓至8.116 0 46.0 , 長17.1，留半精車余量