K116-雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝及滾齒夾具設計帶圖紙
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畢業(yè)設計(論文)中期報告題目:雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝及其典型夾具設計系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2013年 3 月 16 日1設計(論文)進展狀況1.1 借閱相關書籍,搜集相關資料,對這次設計將要用到的基礎知識進行學習和了解, 分析雙聯(lián)齒輪的結構特點與技術要求,建立該零件的三維模型。設計該零件毛坯,查表法確定各表面的總余量主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸87.5外圓87.5592.557.5外圓57.5461.5424254742長4254718厚1832120厚20323花鍵孔28327 由此繪出零件毛坯圖1.2對所給零件進行工藝分析,基準的選擇,進而制定出兩套工藝方案,通過對比選擇其中一種制定出更詳細的工序如下:1毛坯鍛造2正火3粗車外圓及端面,留余量1.52mm,鉆、鏜花鍵底孔至尺寸28H124拉花鍵孔5鉗工去毛刺6上心軸,精車外圓,端面及槽至要求7檢驗8滾齒(Z=33)留余量0.070.1mm9插齒(Z=21)留余量0.040.0610倒角11鉗工去毛刺12剃齒(Z=33)公法線長度至尺寸上限13剃齒(Z=21)采用螺旋角度為5度的剃齒刀,剃齒后公法線長度至尺寸上限14齒部高頻淬火15推孔16衍齒17總檢入庫1.3 選擇各加工表面的機械加工余量,確定切削用量及基本工時,選取合適的機床。 1.4 對第4道工序(拉花鍵孔)進行夾具設計,有定位分析(自由度)、夾具的定位誤差計算等。1.5 初步繪制二維夾具裝配圖、填寫工序卡片、工藝卡片1.6 在數據庫中查找外文翻譯并準確翻譯為中文2存在問題及解決措施2.1 存在問題:刀具及切削參數的確定,夾具的設計尺寸、裝配圖的繪制等2.2解決措施:查閱相關資料書籍,復習相關課程,熟悉夾具設計、加強練習,熟練AutoCAD工程圖繪制3后期工作安排3.1 繼續(xù)完善前期所有的零件分析計算,工序卡片和工藝卡片的填寫,完成零件圖、裝配圖繪制等(第10周第12周)3.2 根據需求再設計一套夾具(第13周)3.3 整理檢查計算過程,撰寫畢業(yè)論文(第14周第15周)3.4準備答辯(第16周) 指導教師簽字: 年 月 日注:1)正文:宋體小四號字,行距20磅,單面打??;其他格式要求與畢業(yè)論文相同。2)中期報告由各系集中歸檔保存,不裝訂入冊。畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯系 別: 機電信息系 專 業(yè): 機械設計制造及其自動化 班 級: 姓 名: 學 號: 外文出處:Development of Automated Fixture Planning Systems 附 件: 1. 原文; 2. 譯文 2013年03月自動夾具設計體系的發(fā)展W. Ma,J. Li,Y. Rong(伍斯特科技學院機械工程學系,伍斯特市,馬薩諸塞州,美國)夾具是制造業(yè)一項重要的部分,目前迅速發(fā)展的電腦設計夾具技術大大縮短了參與制造業(yè)的產品生產周期。一套自動設計夾具的模型已經發(fā)展到了可以自動的選擇組成夾具的零部件以及根據它們所需的裝配關系而進行組裝。在本文中,自動夾具設計體系出現的夾具外觀形狀和構造關系是基于工件的幾何形狀和操作關系而決定的。這種夾具外觀逼真、特征精細,穩(wěn)固性能跟所要達到要求的夾具十分接近。這種體系的發(fā)展,也就是夾具的設計步驟和一個具體的例子將在本文中具體出現。關鍵詞:準確、夾緊、夾具設計、定位1簡介夾具是生產周期中是一個重要的機械加工活動。計算機輔助 (或自動化)夾具設計(CAFD)技術已經發(fā)展到作為完整的CAD/CAM 中的一部分了1。發(fā)展CAFD有助于減少生產準備時間,制造過程的優(yōu)化,制造過程的核查設計2。CAFD在柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)中扮演著重要的角色3。圖1 制造系統(tǒng)中的夾具設計圖1概括了夾具設計制造系統(tǒng)中的活動,其中包括三個主要方面:裝置設計,夾具設計,夾具結構設計4。建立裝置設計的目標是確定一些設置,每個安裝工件的位置和方向,以及每個安裝工件的外觀形狀。夾具設計依據工件的外形確定定位和夾緊點。夾具結構設計的任務是選擇夾具零部件以及把它們進行組裝以達到定位和夾緊工件的作用。自動配置組合夾具設計系統(tǒng)已經發(fā)展到,只要工件模型的外表和點位確定時,夾具單元部件就會自動生成,并以夾具元件裝配關系組裝到正確的位置4,5。本中闡述了當工件外形和點位確定后的夾具自動設計。 關于夾具設計和分析的前沿性論文已經出版,但一套完整的被用來為工業(yè)應用的夾具設計體系卻沒有制定。以往的工作包括:自動決定夾具的定位和夾緊的方法是來自于數學模型6;一種確定定位和夾緊的能夠提供最大機械力量位置的算法7;運動學分析是以夾具設計為基礎8,9;夾具和附件的等級則是以夾具分析為基礎10;自動選擇校正夾具設計中所允許的大量方向性的錯誤11;最終的幾何分析是基于二維夾具設計體系12, 在以往的研究中,我們已經研究了,夾具功能13,裝夾精度14,15,幾何約束和裝夾表面無障礙。一個為夾具設計和裝置規(guī)劃的框架體系正在發(fā)展18。本文中,自動夾具設計體系中當工件模型和裝置設計的資料輸入到系統(tǒng)中,只要工件的外形和點位是已知的,一套自動設計的夾具體系,也就是夾緊定位裝置就產生了。2夾具設計的基本要求 在工程實踐中,夾具設計被一些因素所影響,其中包括工件的關系和公差,建立設計規(guī)劃,例如機械功能,和在每次加工中用到的機床和刀具,每個毛坯件和加工后的工件形狀,與現有的夾具零部件,對一個可行的夾具設計,為了確保夾具可以把工件容納在一個可以接受的方位,以便生產過程可以按設計規(guī)范來執(zhí)行,應該滿足下列條件。 1) 當工件的位置確定后,此時工件的自由度(DOF)被完全約束。2) 在當前設置中確定加工精度指標。3)設計的夾具要穩(wěn)固的不受任何外力和扭矩的影響。4)夾具的外形和點位能夠被提供的夾具元件很容易的接納。5) 在工件和夾具與刀具和夾具之間沒有干涉。在此調查中,我們側重于前四個要求,夾具設計的執(zhí)行,基于以下考慮: 盡管工件幾何形狀在工業(yè)生產中可以是復雜的,但是,在大多數夾具設計中,用平面和圓柱表面(內部和外部)來定位和夾緊表面,這是因為在固定工件時,這些特征易于獲取和測量。在此研究中,在夾具設計中用平面和圓柱表面。在一個設定中,許多數控機床,特別是加工中心可執(zhí)行各種操作。在大多數情況下,機床的刀具軸是固定不動的。當考慮裝夾的穩(wěn)定性的話,定位面最好與正常方向相反或垂直于刀具軸。就夾緊功能而言,正常的方向應平行或垂直于刀具軸,因為在夾具設計中,夾緊力應該對著定位。對于表面加工,應該存在基準面表面,并作為位置和方向的參考,從這些參考來測量其他的尺寸和公差。在夾具設計時,表面精度高的應當優(yōu)先選擇定位面,以便使遺留下來的加工誤差最小化和所需加工的公差容易實現。在夾具設計中,不止一個工件的表面為了定位和夾緊而限制工件在設定的自由度。因此,除了個別表面外,結合現有的定位面也是為精確定位具有同等的重要性。由于定位和夾緊裝置是接觸工件,夾具的分布點發(fā)揮了關鍵作用,確保裝夾穩(wěn)定。對一個可行的夾具設計,在裝夾表面必須可供夾具元件。裝夾表面的可用(有效)面積應足夠大,以適應特征表面的定位和夾具。除了考慮裝夾表面,表面上的無障礙潛在的裝夾點對確定最終裝夾點的分布,也是重要的。3裝夾表面 功能的概念已廣泛應用于設計和制造業(yè),一個工件的加工可以看做是各項功能的結合,如飛機,太陽熱離子電源系統(tǒng),口袋,插槽,和洞。在一個特定的操作設置中,使用裝夾工件的功能可以被定義為夾具功能或裝夾表面。在一個特定的操作設置中,使用裝夾工件的功能可以被定義為夾具功能或裝夾表面。在實踐中,很多夾具功能是平面和柱面。根據夾具的作用,裝夾表面可分為定位,夾緊,和支持功能。不同于設計和制造的特點,裝夾表面具有取向依賴性。在生產過程中它們發(fā)揮著不一樣的作用。一套表面在一個設置中可作為裝夾表面,但是不能用于裝夾或著在另一設置中有不同的夾具作用。裝夾特征的概念允許夾具要求應與工件幾何特征相關聯(lián)?;谔卣鞴ぜ哪P吞卣餍畔⒁部芍苯佑糜趭A具設計的目的。對于制造功能,描述夾具功能所需要的信息包括幾何和非幾何方面。前者包括功能類型,形狀和尺寸參數,位置和方向的工件。后者包括表面光潔度,精度水平和加工特征的關系,容易得到的表面。3.1 夾緊面的分離在大多數夾具設計中,夾具的特點,尤其是定位表面,是平面和表面。為了評價裝夾表面無障礙和確定裝夾表面的定位/夾緊點,所待選的夾具表面被采樣到網格陣列離散點用相等的間隔T來表示,如果T是足夠小,離散樣本點將幾乎不斷。為了使采樣算法通用,一個圓跳動矩形表面被用作采樣區(qū)域,因為在大多數情況下,主要定位表面垂直于其他位置的表面,特別是在模塊化夾具設計中,裝夾表面被視為自下而上的定位,最夾緊,副作用定位,和側面夾緊表面。對于底部或頂部表面,的必須有兩邊平行于Z軸,而其他的兩個邊必須垂直于前兩個邊。圖2顯示了一個例子,抽樣待選裝夾表面被外面的矩形包圍。假定,在表面的局部坐標系統(tǒng)中 Z軸是正常的表面,外包圍矩形中的各點可以代表作為:x = Xmin + T u, u = 1,2, ,Nuy = Ymin + T v,v = 1,2, , Nv (1)Nu,Nv分別表示X軸和Y軸各個方向上點的數量。其中 Nu = int (Xmax - Xmin)/T,Nv = int (Ymax - Ymin)/T。3.2 表面定位可達型夾具 表面定位可達型夾具是用來衡量夾具是否可以隨意更換對于普通夾具元件。其中有三個主要因素必須被考慮:1 表面的幾何形狀,這牽扯到夾具的有效面積和表面形狀。2 可能妨礙工件幾何形狀沿正常的方向或周圍的幾何區(qū)域延伸的夾具表面。3 夾具元件的尺寸形狀和功能。 在實際情況下,一個平面有一種復雜形狀和全部或部分沿著它的正常阻塞方向或繞著它的幾何區(qū)域方向是有可能的。因而它所需要的可訪問性模型應該全面反映這些事實,可訪問性價值可廣泛應用于各可達型夾具表面。表面可訪問性被定義為一個統(tǒng)計值它是基于點的可訪問性(PA)的每一個有效的樣品表面上,在那里點PA由兩部分組成:獨特的可達性點(SIA)和點的鄰居相關的可訪問性(NRA)。新加坡航空公司將主要的對應孤立的訪問點,而NRA夾具擴展的訪問性主要反映了夾具的觀點。 新加坡航空公司的采樣點的定義,是基于三個屬性標簽的基礎上。標簽s1是用來顯示其是否作為網格平臺,其中心測試電流采樣點就在里面,或在外表面的夾具上。三個離散值被指定來代表它的地位,即0、1和2。 如果存在工件幾何形狀在表面阻塞正常的方向或周圍的采樣點,這將影響人在表面采集樣點的可及性。例如,隨著顯示在圖3(a)、一個工件的候選底面定位,表面采樣點p1是不是可以因幾何學的阻塞性沿底面定位工件方向 ,要么因為它周圍障礙物,p2是無法存取的。是否以評估自動存在的障礙物的表面法線方向,一個虛擬的體積所產生的被擠壓的平面,測試網格固體中的實體表面法線方向。通過利用檢測兩種固體之間的干涉問題,梗阻可以辨識,如圖3(b): 圖2.抽樣的候選夾具與一個表面受阻的長方形圖3.檢查在虛擬樣本點底部阻塞上表面參考文獻1 A. J. C. Trappey and C. R. Liu, “A literature survey of fixturedesign automation”, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 5(3), pp. 240255, 1990. 2Y. Rong and Y. Zhu, “Computer-aided modular fixture design and management in computer-integrated manufacturing systems, Japan-USA Symposium on Flexible Automation, Kobe, Japan, 1118 July, pp. 529534, 1994.3 B. S. Thompson and M. V. Gandhi, “Commentary on flexible fixturing”, Applied Mechanics Review, 39(9), pp. 13651369, 1986.4 Y. Rong and Y. Bai, “Automated generation of modular fixture configuration design”, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 119, pp. 208219, May 1997.5Y. Bai and Y. Rong, “Modular fixture element modeling and assembly relationship analysis for automated fixture configuration design”, Journal of Engineering Automation, 4(2), pp. 147162,1998.6Y. C. Chou, V. Chandru and M. M. Barash, “A mathematical approach to automatic configuration of machining fixtures: analysis and synthesis”, Journal of Engineering for Industry, 111, pp. 299306, 1989.7E. C. De Meter, “Selection of fixture configuration for the maximization of mechanical leverage”, Manufacturing Science and Engineering,ASME WAM, New Orleans, LA, 28 November2 December 1993, PED-4, pp. 491506, 1993.8R. J. Menassa and W. DeVries, “A design synthesis and optimization method for fixtures with compliant elements”, Advances in Integrated Product Design and Manufacture. ASME WAM, PED-47, Dallas, TX, 2530 November, pp. 203218, 1990.9M. Mani and W. R. D. Wilson, “Automated design of workholding fixtures using kinematic constraint synthesis”, 16th NAMRC, pp.437444, 1988.10S. K. Ong and A. Y. C. Nee, “A systematic approach for analysing the fixturability of parts for machining”, ASME WAM, San Francisco, CA, 1217 November 1995.11J. R. Boerma and H. J. J. Kals, “Fixture design with FIXES: the automated selection of positioning, clamping and support features for prismatic parts”, Annals CIRP, 38, pp. 399402, 1989.12R. C. Brost and K. Y. Goldberg, “A complete algorithm for synthesizing modular fixtures for polygonal parts”, IEEE Transactions on Robots and Automation, 12(1), pp. 3146, 1996.13Y. Rong, J. Zhu and S. Li, “Fixturing feature analysis for computer-aided fixture design”, Intelligent Design and Manufacturing,ASME WAM, New Orleans, LA, 28 November3December, PED-64, pp. 267271, 1993.14Y. Rong and Y. Bai, “Machining accuracy analysis for computeraided fixture design”, Journal of Manufacturing Science and Engineering,118, pp. 289300, August 1996.15Y. Rong, W. Li and Y. Bai, “Locator error analysis for fixturing accuracy verification”, Computer in Engineering, Boston, MA, 1721 September, pp. 825832, 1995.16Y. Wu, Y. Rong, W. Ma and S. LeClair, “Automated modular fixture design: geometric analysis”, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 14, pp. 1726, 1998.17J. Li, W. Ma and Y. Rong, “Fixturing surface accessibility analysis for automated fixture design”, 26th NAMRC, Atlanta, GA, 1922 May 1998.18Y. Rong, X. Liu, J. Zhou and A. Wen, “Computer-aided setup planning and fixture design”, International Journal of Intelligent Automation and Soft Computing, 3(3), pp. 191206, 1997.19W. Ma, Z. Lei and Y. Rong, “Fix-Des: a Computer-aided Modular Fixture Configuration Design System”, International Journal ofAdvanced Manufacturing Technology, 1988; partially presented at ASME Computer in Engineering Conference, Sacramento, CA,1417 September 1997, DETC97/CIE-4281.20Y. Wu, Y. Rong, W. Ma and S. LeClair, “Automated modular fixture design: accuracy analysis and clamping design”, Robotics and Computer-integrated Manufacturing, 14, pp. 115, 1998; partially presented at ASME IMECE, Dallas, TX, 1621 November 1997.7機械加工過程卡片產品型號B6070零(部)件圖號1共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零(部)件名稱雙聯(lián)齒輪第(1)頁材料牌號45毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸91.591.546每毛坯可制件數1每臺件數1備注工序號工序名稱工序內容車間工段設備工藝裝備工時準終單件 10車粗車外圓及端面金車床CA6140專用夾具,高速鋼車刀0.494min 20鉆鉆鏜花鍵孔28+00.021mm 金鉆床Z304016專用夾具,高速鋼麻花鉆鉆頭0.54min 30拉拉花鍵孔28+00.021至規(guī)格金拉床L6120專用夾具,矩形花鍵拉刀0.20min 40去毛刺金鉗工臺銼刀 50車上芯軸,精車外圓,端面及槽至要求金車床CA6140上芯軸裝夾,高速鋼外圓,端面及車槽刀0.65min 60滾齒滾(Z=33) 齒金滾齒機Y3150E上芯軸裝夾,高速鋼剃前齒輪滾刀3.43min 70插齒插(Z=21) 齒金插齒機Y5120A上芯軸裝夾,盤形直齒插齒刀17.6min 80倒角倒角(1,2齒15o牙角)金車床CA6140上芯軸裝夾,75o外圓車刀 90去毛刺金鉗工臺銼刀100剃齒剃齒1,2公法線長度至尺寸上限金剃齒機Y4232C上芯軸裝夾,盤形剃齒刀0.658min110推孔推孔金拉床L6120專用夾具,矩形花鍵推刀0.20min120珩齒珩齒1,2至尺寸要求金剃齒機Y4232C上心軸裝夾,珩磨輪130檢驗檢驗入庫金設計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(2)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號10 車45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液專用夾具 乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件0.494工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗車端面專用夾具,高速鋼車刀2000.960.61.510.3632粗車外圓專用夾具,高速鋼車刀5600.0450.61.510.0633粗車外圓專用夾具,高速鋼車刀5600.0450.61.510.068 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(3)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號20鉆孔45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數鉆床Z3040161夾具編號夾具名稱切削液專用夾具乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件0.54工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆孔專用夾具,高速鋼麻花鉆鉆頭20017.40.56110.54 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(4)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號30 拉45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數拉床L61201夾具編號夾具名稱切削液專用夾具 乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件0.20工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1拉花鍵孔28+00.021至規(guī)格專用夾具,矩形花鍵拉刀3.62210.20 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(5)頁 車間工序號工序名稱材 料 牌 號40車45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液專用夾具乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件0.65工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1精車端面專用夾具,高速鋼車刀2000.960.60.710.312精車外圓專用夾具,高速鋼車刀2000.960.60.5510.153精車外圓專用夾具,高速鋼車刀2000.960.60.5510.19 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(6)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號50滾齒45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數滾齒機Y3150E1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件3.43工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1滾(Z=33) 齒上芯軸裝夾,高速鋼剃前齒輪滾刀16515.782.650.8513.43 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(7)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號60插齒45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數插齒機Y5120A1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具 乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件17.6工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1插(Z=21) 齒上芯軸裝夾,盤形直齒插齒刀20200.320.1117.6 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(8)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號70車45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液專用夾具 乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1車倒角(15o)上芯軸裝夾,75o外圓車刀200170.631 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(9)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號80去毛刺45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數CA61401夾具編號夾具名稱切削液專用夾具乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1去毛刺銼刀 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(10)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號90 剃齒45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數剃齒機Y4232C1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件0.658工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1剃齒Z=33上芯軸裝夾,盤形剃齒刀2300.0360.40.410.3452剃齒Z=21上芯軸裝夾,盤形剃齒刀2300.0360.30.310.313 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(11)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號100 推孔45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數拉床L61201夾具編號夾具名稱切削液專用夾具乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件0.2min工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1推孔專用夾具,矩形花鍵推刀3.62210.2min 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期機械加工工序卡片產品型號B6070零件圖號1 共(12)頁產品名稱雙聯(lián)齒輪零件名稱雙聯(lián)齒輪 第(12)頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號110珩齒45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件91.591.54611設備名稱設備型號設備編號同時加工件數剃齒機Y4232C1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1珩齒上芯軸裝夾,珩磨輪1000600.050.024 設 計(日 期) 校 對(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期)標記數量更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期畢業(yè)設計(論文)開題報告題目:雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝及其典型夾具設計系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2012年 12 月24 日 71. 畢業(yè)設計(論文)綜述(題目背景、研究意義及國內外相關研究情況)1.1題目背景機械工業(yè)素有“工業(yè)的心臟”之稱。它是其他經濟部門的生產手段,也可說是一切經濟部門發(fā)展的基礎。它的發(fā)展水平是衡量一個國家工業(yè)化程度的重要標志。機器制造業(yè)是工業(yè)的心臟,它為工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)、國防等提供技術裝備,是整個國民經濟和國防現代化的物質技術基礎,因此,機器制造工業(yè)的發(fā)達與否及機器裝備的自給水平是衡量一國經濟發(fā)展水平與科學技術水平的真正標志。機械制造工藝對產品的質量控制起著重要作用,夾具是能夠使產品按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝置,它主要用于保證產品的加工質量、減輕勞動強度、輔助產品檢測,展示、運輸等。齒輪機構是在各種機構中應用最廣泛的一種傳動機構。它依靠齒輪齒廓直接接觸來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力,并具有傳遞功率范圍大、傳動效率高、傳動比準確、使用壽命長、工作可靠等優(yōu)點。1.2研究意義工件的工藝分析及夾具設計是工藝工程師必備的專業(yè)素質,本課題的目的通過完成畢業(yè)設計,使學生掌握機械加工的流程,對培養(yǎng)學生盡早成為和各工藝工程師具有重要的實踐意義。通過設計,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的工作作風,提高分析問題、解決問題的獨立工作能力,加深學生對專業(yè)的理解和認識,為進一步開拓專業(yè)知識創(chuàng)造條件,鍛煉動手動腦能力,通過實踐運用鞏固了所學知識,加深了解其基本原理。1.3國內外相關研究情況建國初期,當時基本上沒有齒輪產品的生產能力。經過第一、二個五年計劃的建設,我國初步形成了一套包括機床、汽車、重型機械、電站設備,石油化工與通用設備等機械制造能力。同時,相應的齒輪制造業(yè)也隨著發(fā)展起來,到1963年左右,我國已不僅能成批生產齒輪及其裝置,而且普通規(guī)格的齒輪機床、刀具、量儀也能由國內制造。1970 年后,國家為了上水平,新建與改建一批生產齒輪及齒輪箱的專業(yè)廠與車間,并從國外引進一批關鍵設備,使齒輪產品的生產能力和水平上了一個臺階。到1980年初,當時結合發(fā)展硬齒面齒輪制造技術與齒輪產品的更新?lián)Q代,進一步裝備了一批齒輪制造企業(yè),這就基本上形成了我國齒輪制造業(yè)的完整體系。齒輪傳動在我國的發(fā)展是從漸開線齒廓起步的。漸開線齒輪在技術上最成熟,應用最具備條件,因而使用也最普遍,并在機械傳動設計中,占有主導地位。70年代末,隨著國外機械產品的引進與齒輪制造水平的提高,齒面經滲碳淬火、氮化或感應淬火處理的所謂硬齒面漸開線齒輪開始為人們所重視。這種齒輪由于齒面硬度高與輪齒精度好而大大提高承載能力和使用壽命,并因結構尺寸小使齒輪裝置的成本大為降低。目前,我國已頒布各項齒輪國家標準88項,齒輪行業(yè)標準283項。其中大多數齒輪技術標準,均已與國際接軌,達到了國際通用技術水平。2. 本課題研究的主要內容和擬采用的工藝路線、研究方法或措施2.1主要內容(1)對所給零件進行工藝分析,并建立該零件的三維模型,設計該零件毛坯。(2)所給零件的工藝分析,計算、編寫加工工藝,有數控工序的并編寫數控代碼。(3)設計12個工序的機床夾具,有定位分析(自由度)、夾具的定位誤差計算等內容。(4)繪制各夾具的裝配圖及部分零件圖,要求各夾具設計合理,符合工程實際。(5)各工件具體參數見所給參考圖紙。2.2擬定的工藝路線工藝路線一: 工藝路線二鍛造、正火 鍛造、正火1粗車外圓及端面 1粗車外圓及端面2拉花鍵孔 2拉花鍵孔 3去毛刺 3去毛刺 4精車外圓、端面 4精車外圓及端面5檢驗 5檢驗6滾齒 6滾齒7插齒 7倒角8倒角 8去毛刺9去毛刺 9剃齒 10剃齒 10齒部高頻淬火11齒部高頻淬火 11推孔12推孔 12衍齒13衍齒 13總檢14總檢 兩個工藝方案中除第七道工序不同外,其他的工序都相同,這二道工序都是為了獲得Z=21的切削加工。方案一是對Z=33的齒形進行滾齒加工后再對Z=21的齒輪進行插齒加工,這樣能保證切削加工順利地進行下去。方案二是對Z=33的齒坯進行滾齒加工后繼續(xù)對Z=21的齒輪進行滾齒加工,由于該零件是雙聯(lián)齒輪,兩齒輪間隔很小,若再對Z=21的齒坯進行滾齒加工需得有專門的設備,增加了成本和加工難度,另外,選擇方案時還應考慮工廠的具體條件等因素,如設備,能否借用工、夾、量具等、本次設計選擇工藝路線方案一。根據工序方案一制定出詳細的工序劃分如下所示: 1毛坯鍛造2正火3粗車外圓及端面,留余量1.52mm,鉆、鏜花鍵底孔至尺寸28H124拉花鍵孔5鉗工去毛刺6上心軸,精車外圓,端面及槽至要求7檢驗8滾齒(Z=33)留余量0.070.1mm9插齒(Z=21)留余量0.040.0610倒角11鉗工去毛刺12剃齒(Z=33)公法線長度至尺寸上限13剃齒(Z=21)采用螺旋角度為5度的剃齒刀,剃齒后公法線長度至尺寸上限14齒部高頻淬火15推孔16衍齒17總檢入庫2.3研究方法或措施(1)綜合運用機械設計基礎課程及其它先修課程的理論和生產實際知識進行機械設計訓練,使理論和產生實際知識密切地結合起來,從而使這些知識得到進一步鞏固、加深和擴展。 (2)學習和掌握通用零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設計方法,培養(yǎng)學生工程設計能力和分析問題、解決問題的能力。2.4確定定位方案如圖所示的雙聯(lián)齒輪,滾齒時從基準重合原則和定位的穩(wěn)定性出發(fā),選擇齒輪花鍵孔為主要定位基準。為了保證齒輪的齒圈與內孔同軸,裝夾方便,采用花鍵心軸定位,為了保證切出的輪齒與大齒輪端面垂直,需將大齒輪端面靠在墊圈上。3. 本課題研究的重點及難點,前期已開展工作3.1重點及難點本課題的重點是:雙聯(lián)齒輪的機械加工工藝與夾具設計。通過此次設計,全面復習鞏固機械制造工程學、機械設計、互換性與技術測量以及其它相關課程的知識,并運用所學知識解決機械加工中的工藝、工藝裝備等實際設計問題,提高分析問題、解決問題的能力。難點包括:機械制造工藝規(guī)程的設計方法,切削用量的確定、刀具與機床的選用、熱處理方法的確定,夾具設計的基本原理和方法,用CAD、PROE等軟件進行二維繪圖和建模,鏜模夾具裝配圖與零件圖設計等等。3.2前期已開展的工作理解課題的內涵,搜集國內外相關的文獻資料,進行學習和研究,了解國內外雙聯(lián)齒輪的現狀,借閱相關書籍,對這次設計將要用到的基礎知識進行學習和了解,初步制定雙聯(lián)齒輪的工藝路線。4.完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫) 第1周第3周:查閱資料,完成基礎知識的積累和開題報告 第4周第6周:典型工件的工藝分析,計算,編寫各工件加工工藝 第7周第8周:各夾具的設計計算,定位分析,設計中存在的問題 第9周:中期檢查 第10周第13周:繪制各夾具的裝配圖、部分零件工程圖 第14周第15周:完成畢業(yè)論文第16周:答辯 指導教師意見(對課題的深度、廣度及工作量的意見) 指導教師: 年 月 日 所在系審查意見: 系主管領導: 年 月 日注:1)正文:宋體小四號字,行距20磅,單面打??;其他格式與畢業(yè)論文要求相同。2)開題報告由各系集中歸檔保存。 3)開題報告引用參考文獻注釋格式可參照附錄E“畢業(yè)設計(論文)參考文獻樣式”執(zhí)行。不進入正文,可以作為附件放在開題報告后面。參考文獻1 李洪主編.機械加工工藝手冊.北京出版社.19902 艾興,肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.北京.機械工業(yè)出版社3 東北重型機械學院,洛陽工學院,第一汽車制造廠職工大學編.機床夾具設計手冊.上海.上??茖W技術出版社.19944 趙如福主編.金屬機械加工工藝人員手冊.上海.上??茖W技術出版社.1990 5 鄭修本,馮冠大主編.機械制造工藝學.北京.機械工業(yè)出版社.19926 機械設計基礎7 公差測量技術與配合8 金屬切削用量與刀具9 機械加工設備10 機床工藝學11 機械制造基礎12 李旦.邵東向.王杰,機床專用夾具圖冊,哈爾濱工業(yè)大學出版社,2000.1013 孟少農,機械加工工藝手冊,北京機械工業(yè)出版社,1991.9.14 Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.197115 Carrol, R., and Johnson, G.,“Optimal design of compact spur gear sets”, ASME Journal of mechanisms, transmissions and automation in design. Vol.106, No.1, March 1984, pp.95-10116 Bokor J.Advanced Lithography for ULSIJ.1996 IEEE,Circuit&Devices.
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