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盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 4 頁 共 23 頁 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 摘 要 在生產過程中，使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的 狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配 等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序 需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削 速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工 序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。 關鍵詞： 工序，工藝，工步，加工余量，定位方案，夾緊力 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 5 頁 共 23 頁 Abstract Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keywords： The process,Worker one, Workers step ,The surplus of processing,Orient the scheme ,Clamp strength 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT .II 第 1 章 盤角齒輪加工工藝 .6 1.1 盤角齒輪的工藝 分析 .6 1.2 盤角齒輪的工藝要求及工藝分析 .6 1.2.1 盤角齒輪的技術要求 .7 1.3 加工工藝過程 .7 1.4 確定各表面加工方案 .7 1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素 .8 1.4.2 平面的加工 .8 1.4.3 孔的加工方案 .8 1 .4. 4 齒形的加工方案 .8 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 6 頁 共 23 頁 1.5 確定定位基準 .8 1.5.1 粗基準的選擇 .8 1.5.2 精基準選擇的原則 .9 1.6 工藝路線的擬訂 .10 1.6.1 工序的合理組合 .10 1.6.2 工序的集中與分散 .11 1.6.3 加工階段 的劃分 .11 1.7 盤角齒輪的毛坯尺寸及機械加工工藝過程的確定. 12 1.7.1 毛坯的結構工藝要求. . . . .12 1.7.2 盤角齒輪的機械加工工藝過程的確定 . . . . .13 第 2 章 專用夾具設計 .15 2.1 加工零件的工藝分析 .15 2.1.1 加工零件的原始工藝資料. . . . . .15 2.1.2 齒坯的機械加工工藝分析. . . . . . . . . 15 2.2 鉆孔夾具設計分析. . 17 2.2.1 鉆孔夾具總體結構方案的設計構思. 17 2.2.2 鉆孔夾具零件的公差和技術要求的確定. . 18 2.3 夾具設計及操作的簡要說明. . . . .20 結 論 .21 參考文獻 .22 致 謝 .23 附 錄 盤角齒輪加工工藝及夾具設計 第 6 頁 共 23 頁 1 盤角齒輪加工工藝 1.1 盤角齒輪的工藝分析 盤角齒輪是東風汽車后輪驅動的從動齒輪，因為其零件尺寸較小，結構形狀也不 是很復雜，但齒形和內孔及端面的精度要求較高，此外還有端面上的 10 個 孔要求17 加工，其各孔的位置度精度要求較高。盤角齒的定位內孔表面粗糙度要求 0.8，定Ra 位端面表面粗糙度要求 1.6,所以都要求精加工。另外,盤角齒的齒形接觸精度要求Ra 較高,故主動齒輪與從動齒輪需要進行配對研磨。因此,盤齒輪的尺寸精度、幾何形狀 精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響東風汽車后驅動的裝配質量，進 而影響整臺汽車性能與工作壽命，因此它的加工是非常關鍵和重要的。 1.2 盤角齒輪的工藝要求及工藝分析 CrMnTi2:1AR.5 RDIN3965 SeLXhafdpzmH7H7X mMaschioL/2HBS. m,RC.Max15%3 IT 一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是 要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。 而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師 要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 盤角齒輪加工工藝及夾具設計 第 7 頁 共 23 頁 1.2.1 盤角齒輪的技術要求 其加工有三組重要的加工。定位用內孔和端面、端面上的 10 個 孔、以及齒17 形的接觸精度。 定位用內孔和端面為主要加工表面，其內孔 的粗糙度要求是20H ,端面的粗糙度要求是 ，其與基準面 A 的垂直度要求是 0.05。0.8Ra6.1Ra 另一組加工端面上的 10 個 孔，其內孔表面粗糙度要求 但其對76.3Ra 基準面 A 的位置度要求是 。0.2 盤角齒的齒形接觸精度要求較高,故主動齒輪與從動齒輪需要進行配對研磨, 保證接觸印痕:凸面:離小端 37,齒長方向占 4060%,齒高方向占 50%左右;凹面: 中間偏小端,齒長方向占 4060%,齒高方向占 50%。 單邊余量一般在 ，模鍛毛坯，年產量是 5000 件，由7機械加工工1.2m 藝手冊表 2.1-3 可知是中批量生產 1.3 加工工藝過程 由以上分析可知。該盤類零件的主要加工表面是齒形、平面及孔系。一般來說， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于盤角齒輪來說，加工 過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。 由上面的一些技術條件分析得知：盤角齒輪的尺寸精度，形狀以及位置精度要求 都很高，給加工帶來了困難，必須重視。 1.4 確定各表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要 有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設 計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計的盤角齒輪加工工藝來說， 應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩 方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇 價格較低的機床。 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 8 頁 共 23 頁 1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加 工方法及分幾次加工。 根據生產類型選擇，在大批量生產中可選用專用的高效率設備。在單件小批量 生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生 產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬 由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備， 推廣新技術，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形 狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前 面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m ，并要求淬硬時，其最終工序選用精磨，前面準備工序可為粗車 半精 車淬火精磨。 1.4.2 平面的加工 由參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.1-12 可以確定，盤類零件端面的粗糙度為 ，其加工方案為：精車磨削， 。1.6Ra 1.4.3 孔的加工方案 由參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.1-11 確定，以 內孔的表面粗207H 糙度為 0.8，則其內孔的加工順序為：精車磨削。 端面的 10 個 孔采取的加工方法是：因為孔的表面粗糙度是 ，要求不17 6.3aR 高，所以我們采用一次鉆孔的加工方法。 1.4.4 齒形的加工方案 根據螺旋齒輪加工的特點和精度要求，因其精度為 DIN3965 9 級，尤其是對齒面的 接觸精度要求較高，故其齒形采取的加工方法為：粗切齒精切齒-研磨。 1.5 確定定位基準 1.5.1 粗基準的選擇 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 9 頁 共 23 頁 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與 加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相 互位置關系精度。如果工件上表面有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面 的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余 量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以 底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致 的組織，以增加耐磨性。 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾 緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需粗加工。 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用 難以保證表面間的位置精度。 要從保證孔與孔、孔與平面、孔與齒形之間的位置，能保證盤角齒輪在整個加工過 程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從盤角齒輪零件圖分析可知，選擇端面為加工粗基 準。 1.5.2 精基準選擇的原則 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準 與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面 間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而 可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都 以頂針孔定位，這樣，不但能在一次裝夾中加工大多數表面，而且保證了各外圓表面的 同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。 例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 10 頁 共 23 頁 證齒面余量均勻。 .自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表 面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無 心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件的精度高尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并 考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、內孔與齒形之間的位置，能保證盤角齒輪在整個加工 過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從盤角齒輪零件圖分析可知，它的端平面與齒形 面平行而且占有的面積較大，故采用內孔和端面作為精基準使用。則基本上可以滿足整 個加工過程中都采用統(tǒng)一基準定位的要求。 選擇精基準考慮的原則，重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準確。 1.6 工藝路線的擬訂 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。盤角齒輪加工的第一個 工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以端面定位,粗、精加工定位用端面和內孔。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 1.6.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體 生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： 工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝 裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和 工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中原則 工序數目少，工件裝夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人和生產面積， 也簡化了生產管理，一次裝夾能加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使 用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備 和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采 用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和夾具組織流水線生產。 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 11 頁 共 23 頁 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及809C 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵 屑、毛刺等的殘留量不大于 。20mg 1.6.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原 則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進 行綜合分析決定采用那一種原則。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使 在單件小批生產中仍可將工序集中，而不至于花費過多的生產準備工作量，從而可取的 良好的經濟效果。 1.6.3 加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的材料，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為 半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷，予以報廢或修補， 以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切削用量，以提高生產率、 粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大， 所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適 的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m 。 精加工階段 精加工階段主要目的是保證零件的形狀位置精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表 面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床，小的切削用量，工序變形小，有利于提高加工精 度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m 。 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 12 頁 共 23 頁 光整加工階段 對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺寸精度改善很 少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為 IT5IT6,表面粗糙度為 Ra1.250.32m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同， 有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不 高或批量小的工件，以及運輸、裝夾麻煩的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工 質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明 確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。 例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排 鉆小孔之類的粗加工。 1.7 盤角齒輪的毛坯尺寸及機械加工工藝過程的確定 盤角齒輪的制造，其材料是 ，硬度 156207HBS，生產類型為中批量生20CrMnTi 產，采用模鍛精化毛坯。 1.7.1 毛坯的結構工藝要求 盤角齒輪為盤類零件，對毛坯的結構工藝有一定要求： 、鍛件的壁厚應合適、均勻，不得有突然變化。 、鍛造圓角要適當，不允許出現銳角。 、鑄件結構要盡量簡化，并要有合理的模鍛斜度，應盡量選用較小的模鍛斜度,同 時要注意充分利用鍛件的固有斜度。 、鍛件的選材要合理，應有較好的可鍛性。 、連皮的厚度要適當,不可太薄或太厚。 設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： 、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 、工藝基準以設計基準相一致。 、便于裝夾、加工和檢查。 、結構要統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 13 頁 共 23 頁 量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴 的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考 慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時繪出毛坯圖。 1.7.2 盤角齒輪的機械加工工藝過程的確定 根據上述分析,列出如下機械加工作業(yè)指導過程卡: 產品型號 零件名稱 螺旋錐齒輪 產品名稱 零件圖號機械加工作業(yè)指導 過程卡 毛坯種類 模 鍛 材 料 20CrMnTi 使 用 設 備 主 要 工 裝工序 號 工序名稱 各零件對應各自工序,經過 工序 表示,不經過 表 示 型 號 名 稱 單件時 間（分） 編號或型號 名稱及規(guī)格 5 粗坯檢驗（見粗坯圖） 10 精車 O CK6450 數控車床 外購 電動卡盤/軟爪 15 精車 O CK6450 數控車床 外購 電動卡盤/軟爪 20 鉆孔 O Z525 鉆床 J31-0006 鉆孔夾具接盤 25 粗切齒 O 606 銑齒機 J21-0480 銑齒夾具 30 精切齒 O 607 銑齒機 J21-0480 銑齒夾具 35 打廠標 O 鉗工臺 鉗工臺 F02-0001 廠標字頭 40 清洗 O 45 熱處理 O 50 磨內孔 O M2120 磨床 J17-0008 磨孔夾具 55 倒棱 O YMDV-50 磨棱倒角機 60 配對 O YB9550 配對機 L65-0014 配對夾具 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 14 頁 共 23 頁 65 研齒 O YB2550 研磨機 J24-0172 研磨夾具 70 修齒頂 O MGF-100 風動磨光機 產品型號 零件名稱 螺旋錐齒輪 產品名稱 零件圖號機械加工作業(yè)指導 過程卡 毛坯種類 模 鍛 材 料 20CrMnTi 使 用 設 備 主 要 工 裝工序 號 工序名稱 各零件對應各自工序,經過 工序 表示,不經過 表 示 型 號 名 稱 單件時 間（分） 編號或型號 名稱及規(guī)格 75 終檢 O 80 清洗 O 85 涂油包裝 O 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 15 頁 共 23 頁 2 鉆孔夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工盤角齒輪零件時，需 要設計專用夾具。 根據任務要求中的設計內容，需要設計加工 孔鉆孔夾具一套。鉆孔用機床為107 多軸鉆床,使用刀具為標準麻花鉆。在多軸鉆床上一次性將 10 個 全部鉆出，并要求保1 證尺寸公差和形位公差要求。 2.1 加工零件的工藝分析 2.1.1 加工零件的原始工藝資料 1、加工零件工藝特征 加工零件為錐齒輪（見產品圖） ，也稱盤角齒輪，外形特征屬盤、套類零件。其直徑 大，厚度薄，容易造成上下兩端面的扭曲變形。 2、生產類型為中批量生產。 3、機床： 1）使用數控車床加工端面和內孔。 2）使用數控車床精車內孔、端面及加工成形表面。 3）使用立式多軸專用鉆床加工 內孔，并用冷卻液冷卻。17 4 刀具： 使用 標準麻花鉆頭。17 2.1.2 齒坯的機械加工工藝分析 對于盤齒類零件，由于其直徑大，厚度薄，故如何解決孔、端面、輪齒與內、外圓 表面的幾何精度，對保證齒形精度具有重大影響。為了保證齒輪精度，應盡可能在一次 安裝下切出全部齒形加工用的基面，當難以實現時，則應采取可靠的工藝措施保證基準 精度。 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 16 頁 共 23 頁 1、根據產品圖，畫車、鉆工序圖。并按 IT9 級經濟精度確定工序尺寸和表面粗糙度。 具體尺寸由參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.1-11 確定如下： 1）齒輪材料為 ，毛坯為模鍛件，熱處理正火，硬度為 156207HBS；20CrMnTi 2）內孔 尺寸至 ,即留磨量 0.6，表面粗糙度 3.2。.467H0.1469 aR 3）內孔深度尺寸 16.5 至 16.3,即留磨量 0.2,表面粗糙度 3.2。a 4）其余長度尺寸、形位公差、表面粗糙度均按產品圖要求加工。 2、根據車、鉆工序圖的要求，齒坯的加工過程為： 1）加工階段的劃分為：粗車半精車-精車； 2） 以端面 B 為粗基準定位，加工端面 D 見光， 至要求，表面粗糙251.47,6.29 度 ；6.3aR 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 17 頁 共 23 頁 3） 以端面 D 為精基準，加工端面 B,保證尺寸 27.5。加工尺寸 至0.1469 、16.3 至 16.1 和退刀槽至要求。并保證垂直度要求（即要求一刀落） 。0.18519.2H 此為后續(xù)車工工序和鉆孔工序準備精基準。 4）以端面 D 為精基準，數控車精車端面、內孔，保證尺寸 16.3，尺寸 ，0.1469 5) 以端面 C 和內孔 為精基準定位，在數控車床上加工各外圓、端面及表0.1469 面粗糙度至要求。 5) 以 內孔和端面 C 定位,在鉆孔夾具上鉆孔至要求。0.1469 2.2 鉆孔夾具設計分析 2.2.1 鉆孔夾具總體結構方案的設計構思 1、由于生產類型為中批量生產，且擬在立式多軸專用鉆床上加工，在一次裝夾中將 全部孔同時加工完。 2、根據上述要求，可將鉆孔夾具設計成固定式鉆模，將其固定在立式鉆床的工作臺 上，這樣可保證鉆頭與工件間的相對位置固定不變，而獲得穩(wěn)定的加工精度，又可節(jié)省 大量的對刀、找正等輔助時間。從而獲得較高的生產效率。 3、鉆孔夾具的結構型式擬設計為可卸式鉆模板，此結構形式鉆孔精度較高，裝卸工 件較費時，但由于工件較小，故鉆模板也不太大，如輔以快速拆裝鉆模板的形式，生產 效率應仍然較高。 4、鉆模板下表面離工件加工上表面保持 15距離，這樣便于鉆孔時的容屑、排屑， 有利于保證加工精度，延長刀具的使用壽命。 5、確定工件的定位方案 1）工件為盤類零件，根據定位原理，應采用內孔與端面共同定位方式，因此，采用 以端面 C 和 內孔為精基準定位。定位公差取工件位置度公差的 ，產品圖要0.1469 13 求位置度公差為 ，即： 。.2.063 取定位盤定位尺寸為 ，則工件的工序尺寸定為：.8194 公稱尺寸： . 上偏差： ；0.60.14ES 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 18 頁 共 23 頁 下偏差： 。0.6.140.6EI 故：鉆孔工序的內孔定位工序尺寸為： 0.149 2）為防止工件轉動，在圓周方向采用平鍵定位。 6、確定工件的夾緊方案 1）采用六個圓柱支承銷組成一個壓緊平面，用于對工件端面 C 的夾緊。由于每個 支承銷的著力點都在加工位置附近，這樣，可保證工件有最可靠的夾緊力。因此，這種 壓緊方式對于盤類零件是最合適的。 2）夾緊方式采用螺栓+開口墊圈手動夾緊。因此，裝卸工件時，壓緊螺母只要旋轉 不到一圈，即可快速壓緊或松開工件。 7、確定刀具的對刀或引導方式 1）刀具的對刀方式 由于是采用多把鉆頭同時鉆削，故多把鉆頭的長度應一樣長，對刀時，所有鉆頭的 切削刃應在同一高度上，誤差不超過 2。 2）刀具的引導方式 刀具的引導方式采用鉆套引導，安裝鉆孔夾具時，應將鉆頭全部引入鉆套內并上下 移動自如后，再將鉆孔夾具固定在鉆床工作臺面上。這樣，既可保證鉆頭與工件間的相 對位置不變，也節(jié)省了大量的引導刀具的時間。 2.2.2 鉆孔夾具零件的公差和技術要求的確定 根據夾具設計原理和夾具設計手冊的具體要求，針對加工件的設計要求，對鉆孔夾 具零件公差和技術要求確定如下： 1、鉆模板 1）產品上 孔的位置度對 中心的誤差要求小于 ，故設計鉆70.4627H 0.2 模板時，其孔位的位置度誤差取產品誤差的 ，即鉆模板上鉆套孔的中心線對端面 B 的1 垂直度小于 0.05，與內孔 A 的中心線的位置度誤差不超過 0.05，各孔的軸線是孔的 理想位置，它們之間的距離由理論正確尺寸 確定。鉆模板的圓周方向用平鍵固定，68 另外，平鍵也起鉆模板裝、卸時的位置導向作用。 內孔與端面 B 的垂直度誤差應不大于 ，與定位心軸定心直徑的配0.254 0.15 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 19 頁 共 23 頁 合間隙不大于 0.05。 2）鉆模板材料 ，滲碳 0.81.2,淬火 4045HRC,并作發(fā)藍防銹處理。20Cr 3）鉆模板厚度按鉆套長度確定。 2、定位心軸 定位心軸對鉆模板起定位和夾緊作用，且其自身在定位盤中也有一個定位要求，故 其加工精度要求較高，強度要求也較高。 1）查夾具設計手冊，與定位盤、鉆模板配合的部位，其尺寸公差、表面粗糙度等， 孔按 H7，軸按 g6 選取。 2）垂直度、同軸度等形位公差按尺寸公差的 選取。13 3）M24 螺紋應保持韌性，不得滲碳淬火，否則將會損壞牙形。 4） 鍵與 6 孔的位置關系應如圖所示成 位置，這樣，鉆孔夾具裝在機0.51990 床上時，可保證鍵的位置在操作者這面，從而便于裝卸工件。 5）材料用 ，滲碳 0.81.2,淬火 5863HRC,使其心部具有較好的韌性，而2Cr 外表面又耐磨，從而滿足定位心軸既作定位又起夾緊作用的復雜工作要求，并作發(fā)藍防 銹處理。 3、定位盤 定位盤是夾具本體，同時也是工件的定位元件，其本身的強度、剛度和精度都直接 影響到工件的加工精度。 1）機床上緊固夾具用螺栓為 M16，查夾具設計手冊，取定位盤厚度為 28，裝螺 栓用的座耳寬度為 18。 2）查夾具設計手冊，定位盤與定位心軸配合的內孔尺寸公差按 H7、表面粗糙度按 選取。0.8Ra 3）垂直度、同軸度等形位公差按尺寸公差的 選取。13 4）10 與 6M8 孔的位置關系應如圖所示在一個平面內，這樣，鉆孔夾具裝在2 機床上時，可保證定位心軸上鍵的位置在操作者這面，從而便于裝卸工件。 5）材料用 ，滲碳 0.81.2,淬火 5863HRC,使其心部具有較好的韌性，而0Cr 外表面又耐磨，從而滿足定位盤既作定位又起支承作用的復雜工作要求，并作發(fā)藍防銹 處理。 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 20 頁 共 23 頁 4、鉆套 鉆套是鉆孔夾具的刀具引導元件，其制造精度的高低，直接影響到工件的加工精度， 其耐磨性也直接影響到夾具的使用壽命。 1）鉆套內徑基本尺寸就是刀具的最大極限尺寸，按使用 麻花鉆，查夾具設計17 手冊，確定鉆套尺寸，其內孔按 F7，外圓按 n6 精度制造。 2）垂直度、同軸度等形位公差按尺寸公差的 選取。13 3）材料用 T10A，淬火 5864HRC。 4）鉆套長度應比鉆模板長度長 1左右。 5、支承銷 1）支承銷在本夾具中的作用是起傳遞壓緊力的作用，六個支承銷裝配到鉆模板上后， 其六個支承平面應共面且應與鉆模板的平面平行，為了保證這項要求，在六個支承銷裝 配到鉆模板上后，可用鉆模板平面定位，在平面磨床上將六個支承點磨平。 2）材料用 T8，淬火 5560HRC。 6、開口墊圈 1）為了保證快速裝、卸工件和鉆模板，采用了開口墊圈，拆卸工件時，只要稍為轉 動螺母，即可松開并抽出開口墊圈，取下鉆模板而卸下工件，非常方便。 2）開口墊圈外圓滾 0.8 網紋，增加手感，方便裝卸。 3）材料用 ，滲碳 0.81.2,淬火 5055HRC,使其心部具有較好的韌性，而0Cr 外表面具有較高的硬度,且耐磨，并作發(fā)藍防銹處理。 2.3 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，夾具在設計與工作時,既要保證產品質量和提高勞動生產率，又要操作簡 單、靈活。該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于 該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經過方案的認真分析和比較，選 用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構） 。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在 機床夾具中很廣泛的應用。 夾具安裝與操作說明： 夾具在鉆床上安裝時，應使夾具左右手柄與操作者的工作位置相適應，且使夾具上 的鍵槽位置面對操作者。再將鉆頭全部引入鉆套內并使其上下移動自如，手感無任何阻 礙后，方可用螺栓與壓板將鉆孔夾具底座固定在鉆床工作臺面上。這樣，既可保證鉆頭 盤角齒輪加工工藝及鉆孔夾具設計 第 21 頁 共 23 頁 與工件間的相對位置不變，也方便操作者操作鉆孔夾具。 在夾具上安裝工件時，先將壓緊螺母擰松兩圈，應保證夾具上無鐵屑等雜物，再將 工件內孔及端面等定位基準面擦拭干凈，然后將工件裝入夾具定位心軸上，用手輕輕左 右轉動半圈，再將鉆模板的鍵槽對準定位心軸上的平鍵后裝入，將開口墊圈從左邊插入， 最后擰緊螺母即可開始鉆削加工。 在夾具上拆卸工件，只需將壓緊螺母擰松半圈，向左抽出開口墊圈，即可將鉆模板 卸下，從而將工件卸下即可。 第 22 頁 共 23 頁 結 論 通過本次的畢業(yè)設計，使我能夠對書本的知識做進一步的了解與學習，對 資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、 工藝卡的制定、工藝過程的分析、鉆孔夾具的設計與分析，對我們在大學期間 所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。通過這次畢業(yè)設計，使我對知識 在實踐中的應用有了更進一步的認識，對我以后的工作，有著極其重大的意義。 第 23 頁 共 23 頁 參考文獻 1 許曉旸，專用機床設備設計M ，重慶：重慶大學出版社， 2003。 2 孫已德，機床夾具圖冊M ，北京：機械工業(yè)出版社， 1984：20-23。 3 貴州工學院機械制造工藝教研室，機床夾具結構圖冊M ，貴陽：貴州任命出版社， 1983：42-50。 4 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊M ，上海：上?？茖W技術出版社， 1979。 5 孟少龍，機械加工工藝手冊第 1 卷M ，北京：機械工業(yè)出版社， 1991。 6 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊 M，上海： 上海科學技術出版社，1979。 7 李洪，機械加工工藝手冊M ，北京：機械工業(yè)出版社， 1990。 8 馬賢智，機械加工余量與公差手冊M ，北京：中國標準出版社， 1994。 9 上海金屬切削技術協會，金屬切削手冊M ，上海：上?？茖W技術出版社， 1984。 10 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導M ，北京：中國建材工業(yè)出版社， 2002。 11 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M ，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社， 1987。 12 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M ，重慶：重慶大學出版社， 1995。 13 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手 冊M，上海：上海科學技術出版社，1980。 14 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M ，銀州：寧夏人民出版社， 1991。 15 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M ，中國計量出版社， 2000：9- 19。 16 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M ，上?？茖W技術出版社， 2000。 17 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005：4-17。 18 Machine Tools N.chernor 1984. 19 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973. 20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 . 第 24 頁 共 23 頁