重庆大学网络教育学院
毕业设计（论文）
题目 齿轮轴零件机械加工工艺规程及键槽加工用夹具设计
学生所在校外学习中心 上海校外学习中心
批次 层次 专业 本科 机械设计及自动化 学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 2013年7月1号-2013年9月20号
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摘 要
齿轮轴零件的主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。齿轮轴具备传动效率高、结构紧凑和使用寿命长等一系列优点，是通用机械特别是工程机械传动中的重要零件之一。齿轮轴加工材料、热处理方式、机械加工工艺过程的优化，将对提高齿轮轴的加工质量及寿命有着重要借鉴意义。本文对某企业提供的“齿轮轴”零件进行了机械制造工艺规程设计和铣键槽专用夹具设计。对于工艺规程设计和夹具设计制订了两套不同的方案，从中甄选出最佳方案。本设计首先分析了齿轮轴零件的作用和加工工艺性，然后进行工艺规程设计，最后是铣键槽专用夹具设计。齿轮轴零件的机械综合性能要求较高，一般选择锻件作为毛坯。合理安排工艺路线，划分加工阶段对保证零件加工质量至关重要。使用夹具可以缩短辅助时间，提高劳动生产率，保证加工精度，稳定加工质量，降低对工人的技术要求，扩大机床工艺范围。本文对所设计的专用夹具进行了精度校核和定位误差分析，对夹具的设计质量也进行了评估。
关键词：齿轮轴；工艺分析；工艺规程设计；夹具设计
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目 录
摘 要 ........................................................................................................................... 1 目 录 ........................................................................................................................... 2 1 引言 ........................................................................................................................... 4 1.1机械加工工艺规程 ............................................................................................. 4 1.2 夹具设计特点 ..................................................................................................... 5 2 齿轮轴零件的机械制造工艺规程设计 ................................................................... 8 2.1 零件的工艺性分析及生产类型确定 ................................................................. 8 2.1.1 零件的加工工艺性分析 ............................................................................. 8 2.1.2确定零件的生产类型 .................................................................................. 9 2.2 选择毛坯，绘制毛坯图 ..................................................................................... 9 2.2.1 选择毛坯种类及制造形式。 ..................................................................... 9 2.2.2确定毛坯尺寸和机械加工余量 ................................................................ 10 2.3 选择加工方法，拟定工艺路线 ....................................................................... 11 2.3.1 定位基准的选择 ....................................................................................... 11 2.3.2 零件表面加工方法的选择 ....................................................................... 12 2.3.3 零件加工阶段 ........................................................................................... 13 2.3.4 工序的集中和分散 ................................................................................... 14 2.3.5 工序顺序的安排 ....................................................................................... 14 2.3.6 确定工艺路线 ........................................................................................... 15 2.3.7 加工设备及工艺装备的选择 ................................................................... 16 3 齿轮轴零件铣键槽专用夹具设计 ......................................................................... 18 3.1 明确设计要求、收集设计资料 ....................................................................... 18 3.2 确定夹具结构方案 ........................................................................................... 18 3.2.1 确定定位方式，选择定位元件 ............................................................... 18 3.2.2 确定工件夹紧方案，设计夹紧机构 ....................................................... 19
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3.5 夹具精度校核及质量评估 .......................................................................... 20 第4章 夹具设计 ....................................................................................................... 22 4.1 工序尺寸精度分析 ........................................................................................... 22 4.2 定位方案确定 ................................................................................................... 22 4.3 定位元件确定 ................................................................................................... 22 4.4 定位误差分析计算 ........................................................................................... 23 4.5夹紧方案及元件确定 ....................................................................................... 24 4.6 夹具总装图 ....................................................................................................... 25 总 结 ........................................................................................................................... 26 参考文献 ..................................................................................................................... 27 致 谢 ........................................................................................................................... 28
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1 引言
本设计所采用的是一根输入齿轮轴。齿轮轴零件的主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。齿轮轴零件是将齿轮部分和轴做成一体无需键配合的一种常见机械零件。齿轮轴具备传动效率高、结构紧凑和使用寿命长等一系列优点，是通用机械特别是工程机械传动中的重要零件之一。齿轮轴的工作能力一般取决于轴的强度和刚度，转速高时还取决于轴的振动稳定性。该齿轮轴主要作用是和相啮合的齿轮一起传递运动和速度，要求传动平稳。轴圆柱面处有圆弧形的键槽，主要是通过键和其他部件相连。轴的中间部位为斜齿轮部分，主要传递运动和动力。
1.1机械加工工艺规程
（1）机械加工工艺规程有：机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片、标准零件或典型零件工艺过程卡片、单轴自动车床调整卡片、多轴自动车床调整卡片、机械加工工序操作指导卡片、检验卡片等。
（2）制定工艺规程的基本要求是：在保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率和降低成本，并充分利用现有生产条件，保证工人具有良好而安全的劳动条件。
（3）制定工艺规程的步骤：
①收集和熟悉制定工艺规程的有关资料图样，进行零件的结构工艺性分析； ②确定毛坯的类型及制造方法； ③选择定位基准； ④拟定工艺路线；
⑤确定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差； ⑥确定各工序的设备、刀具、夹具、量具和辅助工具； ⑦确定各工序的切削用量及时间定额； ⑧确定主要工序的技术要求及检验方法； ⑨进行技术经济分析； ⑩编制工艺文件。
（4）机械加工工序的安排原则：
①基面先行；②先粗后精；③先主后次；④先面后孔。
（5）热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目的。
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齿轮轴零件机械加工工艺规程及键槽加工用夹具设计
