齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝和銑鍵槽專用夾具設(shè)計(jì),齒輪軸,零件,機(jī)械,加工,工藝,鍵槽,專用,夾具,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 題目:齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝 與夾具設(shè)計(jì) 1、 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r 1 齒輪軸零件加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.1 零件的技術(shù)要求分析 （1） 齒輪軸兩端面和聯(lián)接斜齒輪部位的兩Φ77 mm 圓柱面表面粗糙度 Ra 值均為 12.5μm，Φ77 mm圓柱面的尺寸精度要求也較低，屬于已加工表面。 （2） 齒輪軸右端的Φ 65圓柱面表面粗糙度Ra 值為1.6 μm，尺寸精度為6級(jí)對(duì)基準(zhǔn)軸線的圓跳動(dòng)為0.015 mm，圓柱度為0.005 mm。和Φ77 mm 圓柱面聯(lián)接部位R2 mm圓角，左臺(tái)階面的表面粗糙度 Ra 值為3.2μ m對(duì)基準(zhǔn)軸線的垂直度為 0.025，另一端 2 ×45°倒角。這一部分主要是要和軸承的內(nèi)圈相配合的，配合質(zhì)量的好壞將直接影響齒輪軸工作情況的好壞。 （3） 齒輪軸中間部位為斜齒輪部分，根據(jù)已知條件可計(jì)算出分度圓直徑d為73.894 mm，齒頂圓直徑為d a為 86.158 mm，齒根圓直徑為Φ68.158 mm，由圖可知齒頂圓的直徑為Φ 86.006h11 mm，直徑范圍為 86.006～86.226 mm，86.158 mm 在這一尺寸范圍內(nèi)。齒輪兩端沿齒廓倒 R2 mm 圓角，頂部沿齒向倒 R0.4 mm圓角，頂部沿輪齒周向倒 2×45°倒角。分度圓表面粗糙度 Ra值為0.8μm。齒輪部分是該軸的主要工作部分，對(duì)輪齒的硬度和強(qiáng)度要求較高。輪齒部分要進(jìn)行滲碳淬火和磨削，還要進(jìn)行磨削齒面探傷檢查，防止裂紋產(chǎn)生。齒輪的精度等級(jí)為7級(jí)。 （4） 齒輪軸左端Φ65 mm圓柱面的尺寸精度為6級(jí)，距離軸肩部位48 mm內(nèi)的圓柱面表面粗糙度Ra值為1.6μm，其余的為0.8μ m。圓柱面對(duì)基準(zhǔn)軸線的圓跳動(dòng)為0.015 mm，圓柱度為0.005mm。和軸肩聯(lián)接部位的臺(tái)階面表面粗糙度Ra值為3.2μ m，對(duì)基準(zhǔn)軸線的垂直度為0.025mm。左端面處有 R2 的圓角，表面粗糙度Ra值為6.3μ m。 （5） 齒輪軸最左端為Φ55 mm圓柱面表面粗糙度Ra值為3.2μ m ，尺寸精度為 6級(jí)，對(duì)基準(zhǔn)軸線的圓跳動(dòng)為0.015 mm，圓柱度為 0.005 mm，左端面倒 2 ×45°倒角。右端聯(lián)接處倒 R2 mm 圓角。 （6） 齒輪軸左端的鍵槽深為6 mm，寬為16N 9mm，兩側(cè)面的表面粗糙度Ra值為3.2μm。鍵槽內(nèi)側(cè)面對(duì)Φ65 mm 圓柱面基準(zhǔn)軸線的對(duì)稱度為0.02mm。軸的兩端均有兩個(gè)深20 mm 的相距30 mm的螺紋孔M10。 通過以上的分析可知，齒輪軸零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。各主要表面的尺寸精度、形狀精度和位置精度通過選擇合適的加工方法均可以滿足。（零件二維及三維圖另附） 1.2毛坯選擇與確定 （1） 毛坯選擇 該零件的材料為20CrMnMo，屬于合金結(jié)構(gòu)鋼。由于齒輪軸機(jī)械強(qiáng)度要求高，在使用過程中要承受重載荷、沖擊載荷或交變載荷，齒輪軸的毛坯宜選用鍛件?？紤]到工藝性能要求、成本、生產(chǎn)規(guī)模等因素最終采用模鍛成型的方法制造毛坯。 （2） 加工余量及毛坯尺寸確定 通過查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，確定機(jī)械加工余量如下表。 表1 齒輪軸鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 項(xiàng)目 加工余量/ mm（單邊） 鍛件尺寸/ mm 尺寸公差/ mm Φ 55m6 3 Φ61 Φ65e6 3.5 Φ 72 Φ65k6 3.5 Φ72 Φ77 2.5 Φ 82 Φ86.006h11 3 Φ92.006 Φ77 2.5 Φ82 Φ65k6 3.5 Φ72 82 3 83 ±1.6 123 3 123 ±1.8 87 2.5 96 ±1.6 127 2.5 127 ±1.8 467 3 473 ±2.25 1.3 制定工藝路線 （1） 定位基準(zhǔn)的選擇 齒輪軸零件的精基準(zhǔn)選擇為軸兩端面的中心孔，滿足基準(zhǔn)重合的原則。最先進(jìn)行機(jī)械加工的是兩個(gè)端面，保證長(zhǎng)度要求，再就是兩個(gè)端面的中心孔，保證定位和夾緊。這時(shí)可選的夾緊方案為；用三爪卡盤固定一端，對(duì)另外一端面進(jìn)行平整加工，打中心孔；調(diào)頭加工另外一端面，打中心孔，保證長(zhǎng)度。由此可知，粗基準(zhǔn)即為兩端的外圓柱面。 （2） 齒輪軸零件主要表面加工方法確定 表2 齒輪軸各加工表面加工方案 需加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度Ra（μm ） 加工方案 Φ55m6外圓面 IT6 3.2 粗車—半精車—精車 Φ65e6外圓面 IT6 0.8 粗車—半精車—磨削 Φ65k6外圓面 IT6 0.8 粗車—半精車—磨削 Φ77外圓面 IT14 12.5 粗車 齒圈外圓面 IT11 6.3 粗車—半精車 齒面 IT7 0.8 粗精滾齒—磨削 鍵槽 IT9、IT11 3.2、12.5 粗銑—精銑 端面 IT14 3.2、12.5 粗車—半精車 M10 螺紋孔 IT14 12.5 鉆孔—攻螺紋 （3）擬訂工藝路線 工序 1：下料。 工序 2：鍛造——模鍛成型。 工序 3：正火處理——正火后硬度達(dá)到 HB 171～229 工序 4：超聲波探傷（圖紙技術(shù)要求）。 工序 5：粗車——?jiǎng)澏嗣婕巴庑尉€，左端插入主軸孔，夾住 B 面，粗車 K 面鉆中心 孔，夾齒輪軸左端端部，頂 K 面中心孔，粗車各段的外圓面。夾齒輪軸右 端，車A面，鉆中心孔，頂 A 面中心孔，粗車 B 面剩余部分。E、I( 77 外 圓面)表面尺寸精度和表面粗糙度要求低，粗車即可。 工序 6：半精車——夾 J 面右端端部，頂 A 面中心孔，半精車 B、C、D、G 面及 D 和 I面右端面，掉頭后再半精車剩余部分。 工序 7：檢驗(yàn)。 工序 8：精車——夾 B 面左端端部，頂 K 面中心孔，精車 B、J 面。掉頭后再 精車剩余部分。精車完后，倒45斜角、R2mm 圓角。 工序 9：粗、精滾齒——用 AA 級(jí)單頭滾刀滾齒。 工序 10：粗、精銑鍵槽——鍵槽內(nèi)側(cè)面需精銑達(dá)到尺寸精度要求。 工序 11：鉆孔——軸兩端鉆孔，孔深 20 mm 。 工序 12：攻螺紋——用絲錐攻螺紋至 M10。 工序 13：去除毛刺。 工序 14：滲碳、淬火處理——淬火處理后低溫回火，對(duì)齒部滲碳淬火。 工序 15：校直。 工序 16：研磨中心孔。 工序 17：磨削C面、D面——消除淬火處理帶來的變形，使零件達(dá)到相應(yīng)精度要求。 工序 18：磨削齒面——采用 Y7131 磨齒機(jī)進(jìn)行磨削。 工序 19：檢驗(yàn)——檢驗(yàn)各部尺寸及精度。 工序 20：探傷——磨削齒面探傷檢查。 工序 21：入庫。 2 專用鉆夾具設(shè)計(jì) 本文是在軸上銑鍵槽的夾具設(shè)計(jì)。該輸入齒輪軸零件屬于階梯軸零件，選用軸的中心線作為定位基準(zhǔn)，可使定位基準(zhǔn)和部分工序基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，減小定位誤差。選用軸的Φ65mm外圓柱面作為定位基面，以90°短V形塊為定位元件。軸向定位用螺釘定位。此外，在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)受到切削力、摩擦力等外力的作用，為了保證在這些外力的作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動(dòng)，可采用夾緊方案為螺旋夾緊。（夾具二維及三維圖另附） 夾具工作過程為：將工件平穩(wěn)地放在V型塊上，調(diào)節(jié)螺釘對(duì)工件進(jìn)行軸向定位，定好位后將兩壓板翻轉(zhuǎn)過來，使壓板的下面的短圓弧面和軸上的外圓面接觸，然后將兩活節(jié)螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)到合適的位置使墊圈下表面壓在壓板上，再用扳手分別擰緊兩螺母實(shí)現(xiàn)夾緊；銑刀位置借助對(duì)刀塊進(jìn)行定位。加工完工件后，用扳手?jǐn)Q松螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)活節(jié)螺釘?shù)綂A具體側(cè)面位置，再翻轉(zhuǎn)兩壓板到合適位置后即可取下工件。 二、存在問題及解決措施 （1）對(duì)于齒輪軸零件的定位基準(zhǔn)不好選擇。定位基準(zhǔn)通常應(yīng)優(yōu)先考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，并且盡可能的選擇加工面做基準(zhǔn)，不采用過多的毛坯面定位。 （2）完成零件工藝卡片時(shí)，所需采用的機(jī)床型號(hào)不好選擇?？梢圆檎覚C(jī)械加工手冊(cè)。（3）機(jī)床夾具設(shè)計(jì)精度難以把握?？梢杂镁C合分析公式計(jì)算出來。 （4）在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚殼體加工工序與普通零件加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)，從而保證質(zhì)量目標(biāo)及綜合以上原則。 （5）設(shè)計(jì)夾具時(shí)，首先要確定工件的定位方式及定位元件的結(jié)構(gòu)；其次要確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊機(jī)構(gòu)；再者要確定刀具的對(duì)刀、導(dǎo)向方式，選擇對(duì)刀、導(dǎo)向元件。 三、后期工作安排 9-10 周 夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、力學(xué)校核； 11-12周 夾具總圖設(shè)計(jì)，繪制夾具零件圖； 13-14周 完成曲軸零件的加工工藝規(guī)程的編制； 15周 最后，對(duì)所有圖紙進(jìn)行校核，編寫設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日