圆锥齿轮夹具设计

序言

毕业设计是我们学完大学四年的全部专业课之后进行的。这是对我们所学课程进行的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的特别训练，故它对我们来说非常的重要，本次毕业设计使我综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实践中学到的实践知识，独立的分析和解决问题。通过对零件加工工艺的设计，又重新复习了一下我大学期间所学过的相关知识 (如《机床夹具》、《机械设计》、《金属切削原理》、《机械制造工艺基础》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各学科的作用有更加深刻的认识与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！本次毕业设计，是在柴老师的精心指导下，综合运用以前所学过的全部课程，查阅有关手册、图表等技术资料，独立完成的一项工程基本训练。并且通过锥齿轮齿坯制造，对这一最常用的传动零件的设计制造有更深刻的认识。对于我们这些即将走入工作第一线的大学生而言，是一个非常好的锻炼机会。通过本次毕业设计,使我为今后的工作打下了一个坚实的基础。

由于本人能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，敬请各位老师多加指正。

目 录

第一章 机械加工工艺规程设计 ........................................................ 错误！未定义书签。

1.1零件的分析 ............................................................................错误！未定义书签。 1.1.1零件的用途 .....................................................................错误！未定义书签。 1.1.2零件的工艺分析 .............................................................错误！未定义书签。 1.2确定毛坯类型绘制毛坯简图 ..................................................................................3 1.2.1选择毛坯 ...........................................................................................................3 1.2.2确定毛坯的外形、尺寸公差和机械加工余量 ...............................................4 1.3工艺规程设计 ..........................................................................................................8 1.4 制定工艺路线 .........................................................................................................9 1.5 选择加工设备及刀、夹具、量具 ...................................................................... 10

1.6 时间定额 .............................................................................................................. 10

第二章 专用车床夹具设计 ............................................................................................... 12

2.1夹具的工作原理 ................................................................................................... 12 2.2夹具的作用 ........................................................................................................... 12 2.3工件在夹具中的定位 ........................................................................................... 12 2.4定位误差的分析 ................................................................................................... 13 2.5工件在夹具中的夹紧 ........................................................................................... 14 2.6锥齿轮零件专用钻床夹具设计 ........................................................................... 15

课程设计总结 ........................................................................................................................17 参考文献 ............................................................................................................................... 18

第一章 机械加工工艺规程设计

1.零件分析

1.1 零件的作用

圆锥齿轮是用来传递两相交叉轴之间运动和动力的，轴交角可根据传动需要来任意选择，一般机械中多采用90度，圆锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲齿等多种形式，其中直齿圆锥齿轮机构由于设计制造和安装均较方便，故应用最为广泛，本次毕业设计设计的圆锥大齿轮则主要用于齿轮减速器中的运动和力的传动。 1.2零件的工艺分析

由零件图得知，其材料为45钢，锻造后调质处理具有较高的强度、韧性和表面耐磨性。

该零件的主要加工面为A面、B面、圆锥面C、圆锥面D和内孔Φ34+0.039及键槽6+0.021，内孔的精度直接影响到锥齿轮与轴的装配精度，从零件图（图1）上可以看出，其内孔的表面粗糙度等级要求最高，结合大批量生产的实际要求生产效率高，故采用先钻内孔，然后拉削内孔，即可达到表面1.6的粗糙度要求。对于两端面，则表面为3.2的粗糙度，故采用带电磁吸盘工作台的立式铣床两次走刀即可满足加工等级要求，两锥面的粗糙度等级要求也为3.2，故可用CA6140车床来完成加工，然后在专用刨齿机上刨齿轮轮齿，最后去毛刺调质处理即可达到图纸的各项技术要求。

2.确定毛坯类型绘制毛坯简图

2.1选择毛坯

根据生产类型，零件的结构、形状、尺寸及材料等选择毛坯的制造方式和精度。

1.毛坯的类型选择

①零件的材料及力学性能

当零件的材料选定后,毛坯的类型就大致确定了。例如，材料为铸铁，就选择铸造毛坯；材料是钢材且力学性能要求高时，可选锻件等。锻造材料主要是各种碳钢与合金钢。

②零件的结构、形状、尺寸

形状复杂的毛坯常用铸造方法，如箱体、机架、底座等。用于铸造的材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铸钢、有色金属合金等。形状比较简单的零件毛坯，如轴类、套类、盘类、板类、长条类等零件，一般采用型材。型材的种类主要有圆、方、六方棒料，板材，管材，角钢，工字钢等。

薄壁零件不可用砂型铸造；常见的一般用途的钢质阶梯轴零件，如各台阶的直径相差不大，可用棒料；如各台阶的直径相差较大，宜用锻件等。

2.毛坯的制造方法 ①生产类型

大量生产时应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造。

②生产条件

③充分考虑使用新工艺、新技术和新材料的可能性。

综合考虑为满足技术要求决定采用铸造成型制造毛坯,铸造成型后进行退火处理去除内应力。

2.2确定毛坯的外形尺寸、公差和机械加工余量

2.2.1 毛坯外形尺寸的确定

零件工艺分析：在车间领取的材料是圆钢型材，根据毛坯特点的可知，工艺顺序为：车两端面——车轴端外圆——车轴端锥面——车齿端锥面。因为零件最高表面粗糙度仅为3.2，故半精车就能达到粗糙度要求，

加工设备的选择：根据学校金工车间车间现有的加工设备条件，选择CA6140车床作为加工机床，刀具选用45°弯头车刀、90°车刀、反向车刀

加工过程：把圆钢装夹在CA6140车床的主轴三爪卡盘上，夹紧后开动机床，先粗车两端面，再精车两端面，装夹一端，车轴部使直径达到?58，长度为19mm，车轴端锥面，把反向车刀装夹在刀架上，调好角度，使切出来的锥面母线相对于轴线的角度为45°，然后掉头装夹，车削大端锥面，刀具可选用常用的90°车刀，转动刀架底盘，使切出来的大端锥面母线相对于轴线的角度为47°，完成后可去毛刺，然后用纱布打磨一下，

d.具体工序如下所示： 工序 10 20 30 40 内容 车两端面 车轴端外圆 车轴端背锥面 车齿锥面 机床设备 CA6140 CA6140 CA6140 CA6140 刀具 45°弯头车刀 90°车刀 反向车刀 90°车刀 量具 游标卡尺 游标卡尺 通用量角器 通用量角器 终上，毛坯效果图设计如下

2.2.2尺寸公差和机械加工余量确定

毛坯余量是指同一表面上毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。零件表面的加工总余量不仅与表面各工序加工余量有关，而且与毛坯的制造方法和精度有关。

（1）铸件毛坯的尺寸公差、加工余量

铸件尺寸公差由高到低分为CT1～CT16共16个等级（GB/T 6414—1999），其公差带数值如下表2所示，铸件尺寸公差一般对称分布如95±4.5（CT13），非对称分布需要

6在基本尺寸后面标注偏差，如95?。 ?3（CT13）

成批和大量生产的铸件，毛坯的公差等级按表3选取；单件和小批生产的铸件，毛坯的公差等级按表4选取。

要求的铸件机械加工余量分10个等级（GB/T 6414—1999）如表5所示，由小到大分别为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K级，用代号RMA表示。铸件的机械加工余量等级主要与生产类型、铸造工艺方法、铸造公差等级和铸造材料有关。推荐用于各种铸造合金和铸造方法的RMA等级按表6选取。

铸件的机械加工余量分单侧（单面）和双侧（双面），双侧加工余量与加工要求的关系

表2 铸件的尺寸公差（带）数值（GB/T 6414-1999） mm

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