K116-双联齿轮零件机械加工工艺及滚齿夹具设计带图纸
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毕业设计(论文)中期报告题目:双联齿轮零件机械加工工艺及其典型夹具设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013年 3 月 16 日1设计(论文)进展状况1.1 借阅相关书籍,搜集相关资料,对这次设计将要用到的基础知识进行学习和了解, 分析双联齿轮的结构特点与技术要求,建立该零件的三维模型。设计该零件毛坯,查表法确定各表面的总余量主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸87.5外圆87.5592.557.5外圆57.5461.5424254742长4254718厚1832120厚20323花键孔28327 由此绘出零件毛坯图1.2对所给零件进行工艺分析,基准的选择,进而制定出两套工艺方案,通过对比选择其中一种制定出更详细的工序如下:1毛坯锻造2正火3粗车外圆及端面,留余量1.52mm,钻、镗花键底孔至尺寸28H124拉花键孔5钳工去毛刺6上心轴,精车外圆,端面及槽至要求7检验8滚齿(Z=33)留余量0.070.1mm9插齿(Z=21)留余量0.040.0610倒角11钳工去毛刺12剃齿(Z=33)公法线长度至尺寸上限13剃齿(Z=21)采用螺旋角度为5度的剃齿刀,剃齿后公法线长度至尺寸上限14齿部高频淬火15推孔16衍齿17总检入库1.3 选择各加工表面的机械加工余量,确定切削用量及基本工时,选取合适的机床。 1.4 对第4道工序(拉花键孔)进行夹具设计,有定位分析(自由度)、夹具的定位误差计算等。1.5 初步绘制二维夹具装配图、填写工序卡片、工艺卡片1.6 在数据库中查找外文翻译并准确翻译为中文2存在问题及解决措施2.1 存在问题:刀具及切削参数的确定,夹具的设计尺寸、装配图的绘制等2.2解决措施:查阅相关资料书籍,复习相关课程,熟悉夹具设计、加强练习,熟练AutoCAD工程图绘制3后期工作安排3.1 继续完善前期所有的零件分析计算,工序卡片和工艺卡片的填写,完成零件图、装配图绘制等(第10周第12周)3.2 根据需求再设计一套夹具(第13周)3.3 整理检查计算过程,撰写毕业论文(第14周第15周)3.4准备答辩(第16周) 指导教师签字: 年 月 日注:1)正文:宋体小四号字,行距20磅,单面打印;其他格式要求与毕业论文相同。2)中期报告由各系集中归档保存,不装订入册。毕业设计(论文)外文资料翻译系 别: 机电信息系 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 姓 名: 学 号: 外文出处:Development of Automated Fixture Planning Systems 附 件: 1. 原文; 2. 译文 2013年03月自动夹具设计体系的发展W. Ma,J. Li,Y. Rong(伍斯特科技学院机械工程学系,伍斯特市,马萨诸塞州,美国)夹具是制造业一项重要的部分,目前迅速发展的电脑设计夹具技术大大缩短了参与制造业的产品生产周期。一套自动设计夹具的模型已经发展到了可以自动的选择组成夹具的零部件以及根据它们所需的装配关系而进行组装。在本文中,自动夹具设计体系出现的夹具外观形状和构造关系是基于工件的几何形状和操作关系而决定的。这种夹具外观逼真、特征精细,稳固性能跟所要达到要求的夹具十分接近。这种体系的发展,也就是夹具的设计步骤和一个具体的例子将在本文中具体出现。关键词:准确、夹紧、夹具设计、定位1简介夹具是生产周期中是一个重要的机械加工活动。计算机辅助 (或自动化)夹具设计(CAFD)技术已经发展到作为完整的CAD/CAM 中的一部分了1。发展CAFD有助于减少生产准备时间,制造过程的优化,制造过程的核查设计2。CAFD在柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)中扮演着重要的角色3。图1 制造系统中的夹具设计图1概括了夹具设计制造系统中的活动,其中包括三个主要方面:装置设计,夹具设计,夹具结构设计4。建立装置设计的目标是确定一些设置,每个安装工件的位置和方向,以及每个安装工件的外观形状。夹具设计依据工件的外形确定定位和夹紧点。夹具结构设计的任务是选择夹具零部件以及把它们进行组装以达到定位和夹紧工件的作用。自动配置组合夹具设计系统已经发展到,只要工件模型的外表和点位确定时,夹具单元部件就会自动生成,并以夹具元件装配关系组装到正确的位置4,5。本中阐述了当工件外形和点位确定后的夹具自动设计。 关于夹具设计和分析的前沿性论文已经出版,但一套完整的被用来为工业应用的夹具设计体系却没有制定。以往的工作包括:自动决定夹具的定位和夹紧的方法是来自于数学模型6;一种确定定位和夹紧的能够提供最大机械力量位置的算法7;运动学分析是以夹具设计为基础8,9;夹具和附件的等级则是以夹具分析为基础10;自动选择校正夹具设计中所允许的大量方向性的错误11;最终的几何分析是基于二维夹具设计体系12, 在以往的研究中,我们已经研究了,夹具功能13,装夹精度14,15,几何约束和装夹表面无障碍。一个为夹具设计和装置规划的框架体系正在发展18。本文中,自动夹具设计体系中当工件模型和装置设计的资料输入到系统中,只要工件的外形和点位是已知的,一套自动设计的夹具体系,也就是夹紧定位装置就产生了。2夹具设计的基本要求 在工程实践中,夹具设计被一些因素所影响,其中包括工件的关系和公差,建立设计规划,例如机械功能,和在每次加工中用到的机床和刀具,每个毛坯件和加工后的工件形状,与现有的夹具零部件,对一个可行的夹具设计,为了确保夹具可以把工件容纳在一个可以接受的方位,以便生产过程可以按设计规范来执行,应该满足下列条件。 1) 当工件的位置确定后,此时工件的自由度(DOF)被完全约束。2) 在当前设置中确定加工精度指标。3)设计的夹具要稳固的不受任何外力和扭矩的影响。4)夹具的外形和点位能够被提供的夹具元件很容易的接纳。5) 在工件和夹具与刀具和夹具之间没有干涉。在此调查中,我们侧重于前四个要求,夹具设计的执行,基于以下考虑: 尽管工件几何形状在工业生产中可以是复杂的,但是,在大多数夹具设计中,用平面和圆柱表面(内部和外部)来定位和夹紧表面,这是因为在固定工件时,这些特征易于获取和测量。在此研究中,在夹具设计中用平面和圆柱表面。在一个设定中,许多数控机床,特别是加工中心可执行各种操作。在大多数情况下,机床的刀具轴是固定不动的。当考虑装夹的稳定性的话,定位面最好与正常方向相反或垂直于刀具轴。就夹紧功能而言,正常的方向应平行或垂直于刀具轴,因为在夹具设计中,夹紧力应该对着定位。对于表面加工,应该存在基准面表面,并作为位置和方向的参考,从这些参考来测量其他的尺寸和公差。在夹具设计时,表面精度高的应当优先选择定位面,以便使遗留下来的加工误差最小化和所需加工的公差容易实现。在夹具设计中,不止一个工件的表面为了定位和夹紧而限制工件在设定的自由度。因此,除了个别表面外,结合现有的定位面也是为精确定位具有同等的重要性。由于定位和夹紧装置是接触工件,夹具的分布点发挥了关键作用,确保装夹稳定。对一个可行的夹具设计,在装夹表面必须可供夹具元件。装夹表面的可用(有效)面积应足够大,以适应特征表面的定位和夹具。除了考虑装夹表面,表面上的无障碍潜在的装夹点对确定最终装夹点的分布,也是重要的。3装夹表面 功能的概念已广泛应用于设计和制造业,一个工件的加工可以看做是各项功能的结合,如飞机,太阳热离子电源系统,口袋,插槽,和洞。在一个特定的操作设置中,使用装夹工件的功能可以被定义为夹具功能或装夹表面。在一个特定的操作设置中,使用装夹工件的功能可以被定义为夹具功能或装夹表面。在实践中,很多夹具功能是平面和柱面。根据夹具的作用,装夹表面可分为定位,夹紧,和支持功能。不同于设计和制造的特点,装夹表面具有取向依赖性。在生产过程中它们发挥着不一样的作用。一套表面在一个设置中可作为装夹表面,但是不能用于装夹或着在另一设置中有不同的夹具作用。装夹特征的概念允许夹具要求应与工件几何特征相关联。基于特征工件的模型特征信息也可直接用于夹具设计的目的。对于制造功能,描述夹具功能所需要的信息包括几何和非几何方面。前者包括功能类型,形状和尺寸参数,位置和方向的工件。后者包括表面光洁度,精度水平和加工特征的关系,容易得到的表面。3.1 夹紧面的分离在大多数夹具设计中,夹具的特点,尤其是定位表面,是平面和表面。为了评价装夹表面无障碍和确定装夹表面的定位/夹紧点,所待选的夹具表面被采样到网格阵列离散点用相等的间隔T来表示,如果T是足够小,离散样本点将几乎不断。为了使采样算法通用,一个圆跳动矩形表面被用作采样区域,因为在大多数情况下,主要定位表面垂直于其他位置的表面,特别是在模块化夹具设计中,装夹表面被视为自下而上的定位,最夹紧,副作用定位,和侧面夹紧表面。对于底部或顶部表面,的必须有两边平行于Z轴,而其他的两个边必须垂直于前两个边。图2显示了一个例子,抽样待选装夹表面被外面的矩形包围。假定,在表面的局部坐标系统中 Z轴是正常的表面,外包围矩形中的各点可以代表作为:x = Xmin + T u, u = 1,2, ,Nuy = Ymin + T v,v = 1,2, , Nv (1)Nu,Nv分别表示X轴和Y轴各个方向上点的数量。其中 Nu = int (Xmax - Xmin)/T,Nv = int (Ymax - Ymin)/T。3.2 表面定位可达型夹具 表面定位可达型夹具是用来衡量夹具是否可以随意更换对于普通夹具元件。其中有三个主要因素必须被考虑:1 表面的几何形状,这牵扯到夹具的有效面积和表面形状。2 可能妨碍工件几何形状沿正常的方向或周围的几何区域延伸的夹具表面。3 夹具元件的尺寸形状和功能。 在实际情况下,一个平面有一种复杂形状和全部或部分沿着它的正常阻塞方向或绕着它的几何区域方向是有可能的。因而它所需要的可访问性模型应该全面反映这些事实,可访问性价值可广泛应用于各可达型夹具表面。表面可访问性被定义为一个统计值它是基于点的可访问性(PA)的每一个有效的样品表面上,在那里点PA由两部分组成:独特的可达性点(SIA)和点的邻居相关的可访问性(NRA)。新加坡航空公司将主要的对应孤立的访问点,而NRA夹具扩展的访问性主要反映了夹具的观点。 新加坡航空公司的采样点的定义,是基于三个属性标签的基础上。标签s1是用来显示其是否作为网格平台,其中心测试电流采样点就在里面,或在外表面的夹具上。三个离散值被指定来代表它的地位,即0、1和2。 如果存在工件几何形状在表面阻塞正常的方向或周围的采样点,这将影响人在表面采集样点的可及性。例如,随着显示在图3(a)、一个工件的候选底面定位,表面采样点p1是不是可以因几何学的阻塞性沿底面定位工件方向 ,要么因为它周围障碍物,p2是无法存取的。是否以评估自动存在的障碍物的表面法线方向,一个虚拟的体积所产生的被挤压的平面,测试网格固体中的实体表面法线方向。通过利用检测两种固体之间的干涉问题,梗阻可以辨识,如图3(b): 图2.抽样的候选夹具与一个表面受阻的长方形图3.检查在虚拟样本点底部阻塞上表面参考文献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机械加工过程卡片产品型号B6070零(部)件图号1共(12)页产品名称双联齿轮零(部)件名称双联齿轮第(1)页材料牌号45毛坯种类锻件毛坯外型尺寸91.591.546每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件 10车粗车外圆及端面金车床CA6140专用夹具,高速钢车刀0.494min 20钻钻镗花键孔28+00.021mm 金钻床Z304016专用夹具,高速钢麻花钻钻头0.54min 30拉拉花键孔28+00.021至规格金拉床L6120专用夹具,矩形花键拉刀0.20min 40去毛刺金钳工台锉刀 50车上芯轴,精车外圆,端面及槽至要求金车床CA6140上芯轴装夹,高速钢外圆,端面及车槽刀0.65min 60滚齿滚(Z=33) 齿金滚齿机Y3150E上芯轴装夹,高速钢剃前齿轮滚刀3.43min 70插齿插(Z=21) 齿金插齿机Y5120A上芯轴装夹,盘形直齿插齿刀17.6min 80倒角倒角(1,2齿15o牙角)金车床CA6140上芯轴装夹,75o外圆车刀 90去毛刺金钳工台锉刀100剃齿剃齿1,2公法线长度至尺寸上限金剃齿机Y4232C上芯轴装夹,盘形剃齿刀0.658min110推孔推孔金拉床L6120专用夹具,矩形花键推刀0.20min120珩齿珩齿1,2至尺寸要求金剃齿机Y4232C上心轴装夹,珩磨轮130检验检验入库金设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(2)页车间工序号工序名称材 料 牌 号10 车45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具 乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.494工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车端面专用夹具,高速钢车刀2000.960.61.510.3632粗车外圆专用夹具,高速钢车刀5600.0450.61.510.0633粗车外圆专用夹具,高速钢车刀5600.0450.61.510.068 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(3)页车间工序号工序名称材 料 牌 号20钻孔45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z3040161夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.54工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔专用夹具,高速钢麻花钻钻头20017.40.56110.54 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(4)页车间工序号工序名称材 料 牌 号30 拉45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床L61201夹具编号夹具名称切削液专用夹具 乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.20工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1拉花键孔28+00.021至规格专用夹具,矩形花键拉刀3.62210.20 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(5)页 车间工序号工序名称材 料 牌 号40车45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.65工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1精车端面专用夹具,高速钢车刀2000.960.60.710.312精车外圆专用夹具,高速钢车刀2000.960.60.5510.153精车外圆专用夹具,高速钢车刀2000.960.60.5510.19 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(6)页车间工序号工序名称材 料 牌 号50滚齿45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数滚齿机Y3150E1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件3.43工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1滚(Z=33) 齿上芯轴装夹,高速钢剃前齿轮滚刀16515.782.650.8513.43 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(7)页车间工序号工序名称材 料 牌 号60插齿45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数插齿机Y5120A1夹具编号夹具名称切削液专用夹具 乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件17.6工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1插(Z=21) 齿上芯轴装夹,盘形直齿插齿刀20200.320.1117.6 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(8)页车间工序号工序名称材 料 牌 号70车45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具 乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1车倒角(15o)上芯轴装夹,75o外圆车刀200170.631 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(9)页车间工序号工序名称材 料 牌 号80去毛刺45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1去毛刺锉刀 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(10)页车间工序号工序名称材 料 牌 号90 剃齿45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数剃齿机Y4232C1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.658工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1剃齿Z=33上芯轴装夹,盘形剃齿刀2300.0360.40.410.3452剃齿Z=21上芯轴装夹,盘形剃齿刀2300.0360.30.310.313 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(11)页车间工序号工序名称材 料 牌 号100 推孔45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床L61201夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.2min工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1推孔专用夹具,矩形花键推刀3.62210.2min 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号B6070零件图号1 共(12)页产品名称双联齿轮零件名称双联齿轮 第(12)页车间工序号工序名称材 料 牌 号110珩齿45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件91.591.54611设备名称设备型号设备编号同时加工件数剃齿机Y4232C1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1珩齿上芯轴装夹,珩磨轮1000600.050.024 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会签(日期)标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期毕业设计(论文)开题报告题目:双联齿轮零件机械加工工艺及其典型夹具设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年 12 月24 日 71. 毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)1.1题目背景机械工业素有“工业的心脏”之称。它是其他经济部门的生产手段,也可说是一切经济部门发展的基础。它的发展水平是衡量一个国家工业化程度的重要标志。机器制造业是工业的心脏,它为工业、农业、交通运输业、国防等提供技术装备,是整个国民经济和国防现代化的物质技术基础,因此,机器制造工业的发达与否及机器装备的自给水平是衡量一国经济发展水平与科学技术水平的真正标志。机械制造工艺对产品的质量控制起着重要作用,夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置,它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测,展示、运输等。齿轮机构是在各种机构中应用最广泛的一种传动机构。它依靠齿轮齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力,并具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠等优点。1.2研究意义工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质,本课题的目的通过完成毕业设计,使学生掌握机械加工的流程,对培养学生尽早成为和各工艺工程师具有重要的实践意义。通过设计,培养学生理论联系实际的工作作风,提高分析问题、解决问题的独立工作能力,加深学生对专业的理解和认识,为进一步开拓专业知识创造条件,锻炼动手动脑能力,通过实践运用巩固了所学知识,加深了解其基本原理。1.3国内外相关研究情况建国初期,当时基本上没有齿轮产品的生产能力。经过第一、二个五年计划的建设,我国初步形成了一套包括机床、汽车、重型机械、电站设备,石油化工与通用设备等机械制造能力。同时,相应的齿轮制造业也随着发展起来,到1963年左右,我国已不仅能成批生产齿轮及其装置,而且普通规格的齿轮机床、刀具、量仪也能由国内制造。1970 年后,国家为了上水平,新建与改建一批生产齿轮及齿轮箱的专业厂与车间,并从国外引进一批关键设备,使齿轮产品的生产能力和水平上了一个台阶。到1980年初,当时结合发展硬齿面齿轮制造技术与齿轮产品的更新换代,进一步装备了一批齿轮制造企业,这就基本上形成了我国齿轮制造业的完整体系。齿轮传动在我国的发展是从渐开线齿廓起步的。渐开线齿轮在技术上最成熟,应用最具备条件,因而使用也最普遍,并在机械传动设计中,占有主导地位。70年代末,随着国外机械产品的引进与齿轮制造水平的提高,齿面经渗碳淬火、氮化或感应淬火处理的所谓硬齿面渐开线齿轮开始为人们所重视。这种齿轮由于齿面硬度高与轮齿精度好而大大提高承载能力和使用寿命,并因结构尺寸小使齿轮装置的成本大为降低。目前,我国已颁布各项齿轮国家标准88项,齿轮行业标准283项。其中大多数齿轮技术标准,均已与国际接轨,达到了国际通用技术水平。2. 本课题研究的主要内容和拟采用的工艺路线、研究方法或措施2.1主要内容(1)对所给零件进行工艺分析,并建立该零件的三维模型,设计该零件毛坯。(2)所给零件的工艺分析,计算、编写加工工艺,有数控工序的并编写数控代码。(3)设计12个工序的机床夹具,有定位分析(自由度)、夹具的定位误差计算等内容。(4)绘制各夹具的装配图及部分零件图,要求各夹具设计合理,符合工程实际。(5)各工件具体参数见所给参考图纸。2.2拟定的工艺路线工艺路线一: 工艺路线二锻造、正火 锻造、正火1粗车外圆及端面 1粗车外圆及端面2拉花键孔 2拉花键孔 3去毛刺 3去毛刺 4精车外圆、端面 4精车外圆及端面5检验 5检验6滚齿 6滚齿7插齿 7倒角8倒角 8去毛刺9去毛刺 9剃齿 10剃齿 10齿部高频淬火11齿部高频淬火 11推孔12推孔 12衍齿13衍齿 13总检14总检 两个工艺方案中除第七道工序不同外,其他的工序都相同,这二道工序都是为了获得Z=21的切削加工。方案一是对Z=33的齿形进行滚齿加工后再对Z=21的齿轮进行插齿加工,这样能保证切削加工顺利地进行下去。方案二是对Z=33的齿坯进行滚齿加工后继续对Z=21的齿轮进行滚齿加工,由于该零件是双联齿轮,两齿轮间隔很小,若再对Z=21的齿坯进行滚齿加工需得有专门的设备,增加了成本和加工难度,另外,选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素,如设备,能否借用工、夹、量具等、本次设计选择工艺路线方案一。根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示: 1毛坯锻造2正火3粗车外圆及端面,留余量1.52mm,钻、镗花键底孔至尺寸28H124拉花键孔5钳工去毛刺6上心轴,精车外圆,端面及槽至要求7检验8滚齿(Z=33)留余量0.070.1mm9插齿(Z=21)留余量0.040.0610倒角11钳工去毛刺12剃齿(Z=33)公法线长度至尺寸上限13剃齿(Z=21)采用螺旋角度为5度的剃齿刀,剃齿后公法线长度至尺寸上限14齿部高频淬火15推孔16衍齿17总检入库2.3研究方法或措施(1)综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练,使理论和产生实际知识密切地结合起来,从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。 (2)学习和掌握通用零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法,培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。2.4确定定位方案如图所示的双联齿轮,滚齿时从基准重合原则和定位的稳定性出发,选择齿轮花键孔为主要定位基准。为了保证齿轮的齿圈与内孔同轴,装夹方便,采用花键心轴定位,为了保证切出的轮齿与大齿轮端面垂直,需将大齿轮端面靠在垫圈上。3. 本课题研究的重点及难点,前期已开展工作3.1重点及难点本课题的重点是:双联齿轮的机械加工工艺与夹具设计。通过此次设计,全面复习巩固机械制造工程学、机械设计、互换性与技术测量以及其它相关课程的知识,并运用所学知识解决机械加工中的工艺、工艺装备等实际设计问题,提高分析问题、解决问题的能力。难点包括:机械制造工艺规程的设计方法,切削用量的确定、刀具与机床的选用、热处理方法的确定,夹具设计的基本原理和方法,用CAD、PROE等软件进行二维绘图和建模,镗模夹具装配图与零件图设计等等。3.2前期已开展的工作理解课题的内涵,搜集国内外相关的文献资料,进行学习和研究,了解国内外双联齿轮的现状,借阅相关书籍,对这次设计将要用到的基础知识进行学习和了解,初步制定双联齿轮的工艺路线。4.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写) 第1周第3周:查阅资料,完成基础知识的积累和开题报告 第4周第6周:典型工件的工艺分析,计算,编写各工件加工工艺 第7周第8周:各夹具的设计计算,定位分析,设计中存在的问题 第9周:中期检查 第10周第13周:绘制各夹具的装配图、部分零件工程图 第14周第15周:完成毕业论文第16周:答辩 指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见) 指导教师: 年 月 日 所在系审查意见: 系主管领导: 年 月 日注:1)正文:宋体小四号字,行距20磅,单面打印;其他格式与毕业论文要求相同。2)开题报告由各系集中归档保存。 3)开题报告引用参考文献注释格式可参照附录E“毕业设计(论文)参考文献样式”执行。不进入正文,可以作为附件放在开题报告后面。参考文献1 李洪主编.机械加工工艺手册.北京出版社.19902 艾兴,肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京.机械工业出版社3 东北重型机械学院,洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海.上海科学技术出版社.19944 赵如福主编.金属机械加工工艺人员手册.上海.上海科学技术出版社.1990 5 郑修本,冯冠大主编.机械制造工艺学.北京.机械工业出版社.19926 机械设计基础7 公差测量技术与配合8 金属切削用量与刀具9 机械加工设备10 机床工艺学11 机械制造基础12 李旦.邵东向.王杰,机床专用夹具图册,哈尔滨工业大学出版社,2000.1013 孟少农,机械加工工艺手册,北京机械工业出版社,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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