齿轮加工工艺及夹具设计

二、设计条件：     1、零件图              2、生产批量：中批量生产（4000件）

三、设计内容： 

㈠ 零件图分析： 1、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析）； 2、绘制零件图。

㈡ 毛坯选择

㈢ 机械加工工艺路线确定：

     　1、加工方案分析及确定     2、基准的选择

     　3、绘制加工工艺流程图

㈣ 工序尺寸及其公差确定

    　 1、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。

㈤ 设备及其工艺装备的确定

㈥ 切削用量及工时定额确定：  确定全部工序切削用量及工时定额。

㈦ 工艺文件制订：

     1、编写工艺文件设计说明书：     2、编写工艺规程：

㈧ 指定工序机床夹具设计

1、工序图分析；       2、定位方案确定；

3、定位误差计算；     4、夹具总装图绘制；

㈨ 刀具、量具设计

四、 设计任务（工作量）：         

1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；

2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图）；

 第一部分　工艺设计说明书

一、零件图分析

1、结构工艺性分析  

   图示为套筒类，结构简单，刚性很好。主要表面为￠30.5内孔和￠40表面及齿形，工艺性较好。

 、技术要求分析

  （1）尺寸精度及表面质量分析

  内孔：

￠30.5的内孔   Ra 1.6 表面粗糙度是Ra1.6

上述表面的加工难度不大，工艺性良好。

（2）位置精度分析

该零件位置精度较高，工艺性良好。

二、毛坯确定

1、毛坯类型确定

零件结构简单，工作载荷不大，且为中批生产，查表取锻件。

2、毛坯结构、尺寸和精度确定

简化零件结构细节，由于零件为中批生产，故毛坯精度取普通级，CT9级。

由表查得工件顶、侧面余量为2m.。

根据这些数据，绘出毛坯——零件合图。

如图所示：

三、工艺路线拟订

1、主要表面加工方案确定

￠40 1.6       

粗车（IT11，Ra12.5）——半精车（IT9，Ra6.3）——精车（IT7，Ra1.6）

￠30.5孔     Ra1.6  

粗车（IT11，Ra12.5）——半精车（IT9，Ra6.3）——精车（IT7，Ra1.6）

2、加工阶段划分

零件精度要求不是很高， 因此可划分为粗加工，半精加工和精加工阶段。粗车为粗加工阶段，半精车精加工阶段，精车磨、工阶段。其他非重要表面的加工穿插到各阶段之间进行。     

3、加工顺序确定

工艺流程图：

￠40

五、设备、工艺装备确定

1、根据中批生产的生产类型和工艺特性，设备主要采用普通设备，而工艺装备主要采用手动专用装备。

2、切削用量确定

切削用量按照首先ap,再f，最后v 的顺序确定。确定ap时，对于普通切削加工，各工序的余量尽量一个行程切除。如果余量太大，也可分为两个行程切除，第一次切去2/3，第二次切去剩下的1/3。确定f时，应该算是否能够保证表面粗糙度要求。然后查表确定刀具的耐用度。最后利用公式求得v的大小。

以下以钻Φ20孔为例，说明确定切削用量的方法和步骤：

1.刀具有关数据：

刀具Φ6键槽铣刀   采用国标

车刀耐用度取60min

2.背吃刀量确定：

已知：孔Φ6进行钻削，最大余量约为6mm

令ap=8mm

3.进给量确定考虑到表面粗糙度要求为Ra=12.5，因HT200的硬度HBS170~241,在因为钻孔后进行精确加工。计算的进给量f=0.18mm

4.切削速度计算：

   因为  查表 =8.1  xv =0  yv =0.55   m=0.125  Zv=0.25

所以  v=3.78m/min

  机床主轴转速n=76r/min

然后选用机床具有的与计算转速接近的额定的转速作为实际转速

5.机床主电机的功率核算

    粗加工阶段要切除的余量大，加工时需要较大的切削功率，所以，还要对机床的功率进行核算

  轴向力计算   查表得        

        计算的F=1704N 

扭矩计算：       

     计算的M=44N.m

  功率计算

已知：Z525机床主电机功率2.2kw，可以肯定，完全可以满足加工要求。

6.刀杆强度校核：

 可承受切削力

弹性摸量： 

惯性矩：

刀杆伸出长度：=2d=32mm;允许挠度=0.1

故

因为

故所确定的切削用量合里

2.工时定额的确定

    各辅助工作所消耗的时间查表求得并列与图中

       故T辅助=3+3+2+2+1+3+3=17（s）

注：由于采用调整法加工 并非每个工件都要进行检测，故测量时间归为布置时间

由图中可以看出，切入过程有1次，切出过程有1次，切入切出均取为3mm，则总长度为 6mm。

轴向切削长度90mm  

则基本时间T基本=[（6+90）/0.5]*60/76=160s

故作业时间T作业=T基本+T辅助=160+17=177s

可布置工作地时间T布置=T作业*0.05=177*0.05=9s

取休息及生理需要时间T休息=T作业*0.02=177*0.02=3.5s

取工作准备，终结时间T准，终=2*3600=7200s

故单件时间定额T单件=T作业+T布置+T休息+T准，终=177+9+3.5+7200/4000=192（s）