锥齿轮轴加工工艺及及夹具设计

第一章绪论

对于我们即将毕业的毕业生来说毕业实践是极其重要的，它对以后我们走上工作岗位非常有帮助。对于我们机械工程系的学生来说，在以后的工作学习过程中做关于夹具的设计工作是很正常的，在此，我对锥齿轮轴零件的工艺过程及夹具进行课程设计。

在此次设计的过程中，需要广泛的搜集多种资料和标准，另一个灰常重要的设计为专用的夹具的设计。

夹具是工厂车间里使用比较普遍的一种设备,其可分为检验夹具，装配夹具，焊接夹具，和机床夹具等种类。

1.1机床夹具在机械加工中的作用

产品在加工前，要先对工件进行正确的装夹。

工件的装夹方法：1、使用夹具装夹工件；2、把工件装夹装在机床的花盘或者工作台的上面。

采用第二种方法装夹工件时，先在工件表面上划线(按图样的要求)，定出加工表面的加工位置和加工尺寸。此种方法不要求使用专用装备，但效率较低，一般用于小批量生产。通常都是使用夹具在的大批量生产过程中。

使用夹具装夹工件有以下优点：

1、工件的加工的精度能得到较高的保证。

2、劳动生产率可以得到提高：夹具中装夹后的工件的刚性得到提高，所以可以使劳动生产率得到提高，切削用量得到加大。

3、能扩大机床的使用范围

1.2机床夹具的分类

机床夹具的种类比较多，有以下几种通常被采用的分类方法可以对机床的夹具进行分类。

1 通用夹具

通用夹具是指已经进行过标准化的，能够加工特定范围内的不同的种类工件的夹具。

2专用夹具

专用夹具是指专门为了特定的工件的某道指定的工序而进行设计制造出的夹具。通常在批量生产过程中使用专用夹具。

3可调夹具

可调夹具是指夹具的某些元件可以更换或者可以调整，从而可以适应多种工件加工的夹具。对其可以分作成组夹具和通用可调夹具两类。

4组合夹具

组合夹具是指采用标准化的组合而成夹具部件和元件。

5拼装夹具

拼装夹具是指专门运用的系列化和标准化的拼装夹具组合而成的夹具。它的夹紧部件和基础板中通常装备着小型液压缸。

1.3机床夹具的组成

机床夹具的主要组成部分：

1定位装置作用是使工件在夹具中间占据正确的位置的设置被称作定位装置。

2夹紧装置作用是将对工件进行夹牢压紧，从而确保工件在加工过程不会因为受到外力的作用而离开开始占据的正确的定位的设置被称作夹紧装置。

3对刀或导向装置作用是确保被加工元件相对刀具的正确的加工位置的设置被称为向导或对刀装置。

4.连接元件连接元件是用来元件在机床上的正确位置的部件。

5.夹具体夹具体是机床加工中的夹具的基本组成部件。

6.辅助装置和元件辅助装置和元件是指夹具中因不同的要求而安装的装置或元件。

1.3 本设计的任务

该设计的主要任务是：对典型的夹具进行精度分析和结构的分析并且对工件的工艺规程进行设计。

第二章锥齿轮轴加工工艺规程的编制

2.1 计算生产纲领，确定生产类型

按下式计算零件生产纲领。

N=Qn（1+a%）（1+b%）2-1 确定生产类型。

如图，为某产品上的一个零件。假设该产品年产量为10000台。机械加工的废品率是0.1%，一台产品中零件的生产数量是2件，它的备品率为20%，下面制定该零件的机械加工的工艺规程进行。

N=Qn（1+a%）（1+b%）

=10000×2×（1+20%）（1+0.1%）

=24048件/年

该零件每年的产量为24048件，该产品属于轻型的机械，确定其生产类型是大量的生产

图2-1 锥齿轮轴零件图

大量生产的工艺特征：

1 零件的互换性，具备比较广泛的互换性，少数装配精度要求比较高的地方，通常可以采用调整法以及分组装配法等方法。

2 毛坯的加工余及制造方法：较广泛地使用模锻，金属模机器造型或者别的比较高效的方法。毛坯的加工余量较小并且精度比较高。

3 机床设备和它的布置形式：广泛应用自动机床和商效专用机床，按照自动排列和流水线进行装备。

4 工艺装备：使用某种量具，从而根据调整法来达到对精度的要求。

5工艺文件：有工序卡或者工艺过程卡。

6成本较低。

7生产率高。

8工人劳动条件较好。

2.2零件的分析

2.2.1 零件图样的分析

1 齿轮轮齿外表面对轴心线的圆跳动的公差是0.030mm。

2 φ40右端面对轴心线圆的跳动公差是0.015mm。

3 渗碳淬火硬度55～62HRC。

4 齿轮精度等级8GK。

5 零件材料为22CrMnTi。

2.2.2工艺分析

1 此齿轮的精度相对比较低，因此在刨齿渗碳淬火工序之后，不再对工序进行磨齿，假如齿轮精度的要求大于了7级，就要添加磨齿的工序。

2 没标注轴径各处R3，在加工时磨削。φ45轴径右端面，靠磨后（工厂俗称“一刀下”）可保证右端面圆跳动公差。

3 齿轮的轮齿的外表面相对于轴心线的圆跳动；检查φ45右端面相对于轴心线的圆跳动，可以应用装夹在偏摆仪上进行检测两中心孔定位。

4 可以应用专用样板进行或游标万能角度尺检查锥齿轮的锥角。

2.2.3选择毛坯及毛坯制造方法

1 依据零件用途确定毛坯类型。

2 毛坯的制造方法依据批量确定。

3 依据手册查定余量公差及表面加工余量。

4 依据技术的要求，零件材料为20CrMnTi。

20CrMnTi化学成分：

碳C ：0.16～0.24

硅Si：0.16～0.38

锰Mn：0.81～1.12

硫S ：允许残余含量≤0.038

磷P ：允许残余含量≤0.038