汽车同步器变速器第四齿轮工艺规程(经典)

摘要 ........................................................................................................................................... 1 第1章齿轮零件的分析 ........................................................................................................... 2 1.1齿轮的工作状态分析及工作条件 ................................................................................. 2 1.2齿轮的结构分析 ............................................................................................................. 2 1.3齿轮技术条件分析 ......................................................................................................... 2 1.3.1齿轮表面精度与粗糙度 .......................................................................................... 2 1.3.2表面间的位置精度 .................................................................................................. 3 1.3.3齿轮的其他技术要求 .............................................................................................. 3 1.4齿轮材料的切削加工性 ................................................................................................. 4 1.5齿轮零件图尺寸标注分析 ............................................................................................. 4 1.6齿轮的加工工艺分析 ..................................................................................................... 4 第2章齿轮毛坯的设计 ........................................................................................................... 6 2.1毛坯种类的确定 ............................................................................................................. 6 2.2毛坯的工艺要求 ............................................................................................................. 6 2.2.1毛坯加工余量与公差 .............................................................................................. 6 2.2.2拔模斜度 .................................................................................................................. 6 2.2.3圆角半径 .................................................................................................................. 7 第3章齿轮工艺规程设计 ....................................................................................................... 8 3.1工艺路线的制定 ............................................................................................................. 8 3.1.1加工方法的选择 ...................................................................................................... 8 3.1.2加工阶段的划分 ...................................................................................................... 8 3.1.3定位基准的选择 ...................................................................................................... 9 3.1.4热处理工序的安排 .................................................................................................. 9 3.1.5辅助工序的安排 ...................................................................................................... 9 3.2工艺规程的设计 ........................................................................................................... 10 3.3有关工序机床、夹具、量具的选择说明 ................................................................... 12 3.3.1机床的选择 ............................................................................................................ 12 3.3.2切削刀具的选择 .................................................................................................... 12 3.3.3量具的选择 ............................................................................................................ 12

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3.3.4夹具的选择 ............................................................................ 错误！未定义书签。 3.3.5各工序机床、夹具、刀具、量具汇总 ................................................................ 13 第4章磨内孔及端面夹具设计 ............................................................................................. 15 4.1专用机床夹具设计的基本要求和步骤 ....................................................................... 15 4.1.1对专用机床夹具设计的要求 ................................................................................ 15 4.1.2专用机床夹具的设计步骤 .................................................................................... 16 4.1.3专用机床夹具的制造精度 .................................................................................... 17 4.2磨内孔及端面夹具的选择 ........................................................................................... 17 4.3磨内孔及端面夹具工作原理简介 ............................................................................... 18 4.4夹具零件的设计与选择 ............................................................................................... 18 4.4.1主要部件设计 ........................................................................................................ 18 4.4.2其他部件的选择 .................................................................................................... 19 总结 ......................................................................................................................................... 20 参考文献 ................................................................................................................................. 21

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摘要

齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一。汽车同步器变速器齿轮起着改变输出转速传递扭矩的作用，所以加工齿轮的要求相对要严格一些。变速器齿轮应具有经济精度等级高，耐磨等特点，以提高齿轮的使用寿命和传动效率，齿轮在工作时传动要平稳而且噪声要小，结合时冲击不宜过大。齿轮的经济指标主要表现为运动精度、工作平稳性、接触精度和齿侧间隙四个方面。一般，汽车的齿轮采用的是6到7级精度，根据齿轮不同的技术要求选择不同的加工路线。

包括如何去选取毛坯的锻造方法，和毛坯的加工余量及毛坯的公差。工艺线路的制定，相关工序的机床夹具量具的选取，工艺尺寸公差，位置公差，以及粗糙度的选取，同轴度，圆度及垂直度的选取。

关键词：齿轮毛坯设计，加工工艺路线，工艺性分析，加工的余量及其公差，磨齿夹具。

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第1章齿轮零件的分析

1.1齿轮的工作状态分析及工作条件

变速器齿轮转速较高，温度和压力也很大。负责着发动机动力输出的重任，是变速器中非常重要的部分，还需要承受较大的外力，必须有一定的抗冲击能力，正由于变速器齿轮这种特殊的工作状态，变速器的齿轮必须有较高的强度刚度，而且在高速工作中，需要能承受循环载荷的能力。为了适应这种特殊的工作环境，需要在齿轮加工过程中，需要进行渗碳淬火与表面磷化等处理工序，以达到表面硬而心部韧的效果。还因为变速器齿轮齿齿面强度要求较高，必须对齿面进行强力喷丸处理，通过冷作硬化的效果，从而提高了变速器齿轮的疲劳强度，消除了表面的缺陷的问题。

1.2齿轮的结构分析

分析零件，该齿轮为变速器第四齿轮，分别由两个单齿复合而成，各表面并不是十分复杂，但是为了保证工作过程中有润滑剂减磨，在大齿的一端的有四个油槽在圆周方向均布，这是在铸造过程中完成的。内孔为光孔，表面粗糙度要较高，而且要求有一定的光洁度，变速器尽量在满足强度要求的前提下，具有较小的体积与质量，以便于减小变速器自身的重量与体积，同时也要强度足够。

1.3齿轮技术条件分析 1.3.1齿轮表面精度与粗糙度

如零件图所示：

A齿面的粗糙度Ra0.8．精度IT5~IT6;

0.029 内孔尺寸中φ700.010有配合要求，故其表面粮糙度要求也比较高Ra0.4，精

度等级IT7;

油槽顶面也有粗糙度Ra0.8的要求，故在设计时要加入光整加工工序（公差

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等级参考《几何量工公差的与测量技术》P17）；

一般载货汽车变速器和拖拉机变速箱齿轮的精度不低于8级，表面粗糙度不 大于Ra3.2（《汽车制造工艺学》（第三版）P120）；

其他表面粗糙度要求Ra3.2。为IT10-IT12级精度，精车加工表面即可保证。

1.3.2表面间的位置精度

平面间的位置精度就是指平面内获取位置与其真实位置的符合程度，即形状位置达到一定的精度。

如零件图所示，零件图D面、E面和F面三处具有形位公差要求：D面对于

0.029齿轮中φ700.010内孔轴线垂直度要求为0.010，平面对要求为0.01，从零件图的

情况分析，D面作为有结合工作面的可能，故表面精度及其形位公差要求都比较高，必须达到精度。

0.029E面：该面对于齿轮中φ700.010内孔轴线垂直度公差要求为0.05，由于端面

平面度要求为0.01，则此工件端面在工作过程中可能要与同步器结合，若形位偏差过大，将导致齿轮倾斜，结合不牢。工作不稳定等后果。

0.029F面：该面对齿轮中φ700.010内孔轴线线垂直度要求为0.03，这足为了防止

工件在工作过程中齿轮倾斜度过于严重而于其他部位发生撞击，影响工作正常。

1.3.3齿轮的其他技术要求

1．零件表面要进行渗碳淬火，使表面硬度达到650-800HV; 2．以A齿根部为准，渗碳层深度为0.4-1.0mm; 3．心部硬度为513HV; 4．强力喷丸处理（磨齿后）； 5．表面电镀磷化处理；

6．A齿面上加工成鼓形，必须修整鼓形量5-20um； 7．加工D面油槽产生的毛刺，尖角平滑；

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1.4齿轮材料的切削加工性

在设计汽车变速器传动齿轮时，常用的加工材料有：20CrMnTi、20CrMo、20CrMnVB，40Cr、40MnB、45号钢等，在本次课程设计中选用20CrMnTi。

20CrMnTi是渗碳钢，渗碳钢通常为含碳量为0.17%到0.24%的低碳钢。汽车上多用其制造传动齿轮。其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢。良好的加工性，特加工变形微小，抗疲劳性能相当好。硬度低但切削变形小，属于易加工材料。从材料角度看，符合此零件加工的基本要求，切削加工性好。 20CrMnTi是一种应用广泛、用量很大的合金钢，是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面< 30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。用于制造汽车、拖拉机中的截面积尺小于30mm的中载或重载、冲击耐磨且高速的各种重要零件．

20CrMnTi材料抗拉强度σb=1080N／mm².

1.5齿轮零件图尺寸标注分析

画图和计算尺寸时，各面之问可以互相确定关系。但在工件上各面的形成却 是有严格的先后顺序，尺寸的形成有严格的方向性、跟踪性。此零件图的标注多为轴孔类零件标注，对于有重要配合处，工件定位部分有较高的精度及形位公差要求。

为了明确的表达各个加工面，我们对各加工面进行命名，如大端端面为E面，小端端面为H面。

1.6齿轮的加工工艺分析

1)零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸尤其是加工面转接处的凹圆弧半径，一根轴上直径差不大的各轴肩处的退刀槽宽度等最好统一尺寸。

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2)内槽及缘板之间的转接圆角半径不应过小这是因为此处圆角半径大小决定了刀的直径，而刀具直径的大小与被加工工件轮廓的高低影响着工件加工工艺性的好坏。

3)铣削零件底平面时，槽底圆角半径r不应过大，圆甬半径r越大，铣刀端刃铣削平面的能力就越差，效益也越低。

零件结构相对较为复杂，零件的部分加工面精度要求较高，所以此零件的加 工有一定难度。从零件的尺寸和形状位置要求来看主要保证工件的表面粗糙度。 对于端面及齿面的加工，采用数控车床进行粗车和精车可以达到加工要求； 粗糙度要求较高的加工表面在粗车和精车之后通过精磨达到最终加工要求； 内孔的光洁度及尺寸公差要求均较高，可以用先粗车，后精车，最后精磨,从而达到加工要求；

最后采用强力喷丸机及电镀磷化处理提高工件的使用性能及耐磨性。

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第2章齿轮毛坯的设计

2.1毛坯种类的确定

毛坯种类的不同，决定零件的材料、形状、生产性质及生产中获得的可能性。此零件毛坯外形比较简单，只有四个沿中φ84mm圆周均布的油槽，另外作为变速器齿轮在工作过程中要承受较大力的作用，要提高材料的强度，所以使毛坯内部纤维对称于轴线，故采用模锻毛坯，工件中的四个油槽可以在锻造过程中直接锻造成型。

2.2毛坯的工艺要求 2.2.1毛坯加工余量与公差

加工余量是指加工过程中，所切去的金属层厚度。加工余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差；加工总余量（毛坯余量）是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。对于本次课程设计零件,轴向毛坯余量选取4mm。

2.2.2拔模斜度

模锻斜度是为了便于拔模，塑件壁在出模方向上应具有倾斜角度。 模锻斜度的要求如下：

(1)制品精度要求越高，拔模斜度应越小。(2)尺寸大的制品，应采用较小的拔模斜度。(3)制品形状复杂不易拔模的，应选用较大的斜度。(4)制品收缩率大,斜度也应加大。(5)增强塑料宜选大斜度，含有自润滑剂的塑料可用小斜度。(6)制品壁厚大，斜度也应大。(7)斜度的方向，内孔以小端为准，满足图样尺寸要求，斜度向扩大方向取得；外形则以大端为准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得。一般情况下拔模斜度。可不受制品公差带的，高精度塑件的拔模斜度则应当在公差带内。

在此零件中，在有顶出装置模具内锻造时，模锻外部斜度3°，内部拔模斜

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度为5°（拔模斜度查《机械加工工艺设计实用手册》表6 9查得）。

2.2.3圆角半径

铸造圆角是不可忽视的工艺要求，因尖角砂在浇注时容易造成冲砂、砂限和粘砂等缺陷，而且转角没有圆角过渡的铸件，会因容易产生较大的铸造应力而裂

开。所以为了便于金属在型槽内流动和考虑模锻强度，在模锻件的转角处，应当带有适当的圆角。

经查表，外圆角半径选取R2，内圆角半径选取R4（相关内外圆角根据《机械加工工艺设计实用手册》表6 12查得）。

毛坯图参考A2图纸齿轮毛坯。

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第3章齿轮工艺规程设计

3.1工艺路线的制定 3.1.1加工方法的选择

所选加工方法应考虑每种加工方法加工经济精度、零件材料可加工性、工件结构形状和尺寸，生产类型及工厂现有身产条件。

加工表面技术要求是决定表面加工方法最重要因素。这些技术要求零件设计图样上所规定以外，还包括基准不重合而提高对某些表面加工要求，以及选择作为精基准而可能对其提出更高加工要求。

加工表面技术要求，首先选择能保证该要求最终加工方法，然后依次向前选定各预备工序加工方法。

主要加工表面工艺路线安排如下： 大齿：粗车-精车-滚齿-磨齿

小齿：粗车-精车-插齿

齿轮内孔：粗车-半精-精车-磨削

3.1.2加工阶段的划分

对于那些加工质量要求较高或较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为以下几个阶段：

1)粗加工阶段：主要任务是切除各表面上的大部分余量，其关键问题是提高生产率，可进行几次粗加工。

2)半精加工阶段：完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。 3)精加工阶段：保证各主要表面达到图样要求，其主要发问题是如何保证加工质量。

4)光整加工阶段：对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面质量，还需要进行光整加工阶段。这个阶毁的主要目的是提高表面质量，一般不能用于提高形状精度和位置精度。

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3.1.3定位基准的选择

定位基准包括粗基准和精基准： 粗基准：用未加工过的毛坯表面做基准。 精基准：用已加工过的表面做基准。

粗车右端面以大端外圆轴线作为基准夹紧，以左端面作为轴向的定位基准；

粗车左端面以大端外圆轴线作为基准央紧，以右端面作为轴向的定位基准； 精车左右各个面选择同上；

滚A齿，插B齿以内孔轴线作为定位基准；

磨削内孔及端丽止口以A齿分度圆圆心作为定位基准。

3.1.4热处理工序的安排

为了提高硬度和加工性便于切削，减少工件材料中的内应力故采用证火处理。为了便于加工，正火处理应该安排存粗加工之前，毛坯锻造之后。

为了保证零件工作正常，应该使外部较硬而心部较韧，因此采用渗碳淬火，为了粗车和半精车时方便加工，保证渗碳深度的均匀，将渗碳安排在粗加工之后， 磨削加工之前。

3.1.5辅助工序的安排

1.检验丁序分别有：中间检查、热处理前检查、最终检查。中问检验安排在滚齿在粗加工之后，热前加工安排在渗碳淬火之前，最终检验放在所有工序都完成之后。

2.加工后对A齿喷丸处理集磷化处理，以改变工件的表面物理化学性能，使齿轮外部较硬而心部较韧。

3.为了保证齿轮的加工要求，热前检验及对A齿进行喷丸处理之前要对工件 进行清理。

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3.2工艺规程的设计

总工艺路线： 00锻造毛坯、热处理

05粗车小端端面外圆至 φ95.500.35

0 粗车小端端面保证工序尺寸48.40错误！未指定书签。，31.80.350.25 0.3 粗车内孔至尺寸Φ660

车倒角2×45° 10粗车大端外圆至φ128.900.63

粗车大端端面，保证工序尺寸46.800.25

0.35 粗车止口，保证工序尺寸φ950,41.300.25

0.12 半精车内孔，保证工序尺寸φ680倒角2×45°

0.1 15精车小端外圆，保证工序尺寸φ94.50.3

精车小端端面，保证工序尺寸46.10.1 车端面空刀槽，保证工序尺寸φ88 车锁环槽，保证工序尺寸φ90 倒角，保证工序尺寸45°，10°。

0.8 20精车大端外圆，保证工序基准φ127.40.6

0 精车大端端面，保证工序尺寸45.30.15

0.14 精车止口，保证工序尺寸φ980,40.60.1 ,保证垂直度公差0.015，平面

00度公差0.01

0.3 精车内孔，保证工序尺寸φ69.50，倒角保证工序尺寸2×45°

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25中间检验未加工齿轮前 尺寸 形状检验

30滚大端齿保证分度圆直径φ121.672,齿根圆直径φ110.912 35齿轮倒角，保证工序尺寸0.5×45°

40加工小端结合齿，保证工序尺寸，尺寸小端结合齿齿根圆直径φ87.75,分度圆直径φ90

45钻3×φ4油孔，保证工序尺寸φ4 50清洗

55热处理前检验，检验齿轮齿形精度 60渗碳淬火，使表面硬度达到650-800HRC。

0.029 65磨内孔，保证工序尺寸φ700.010,粗糙度Ra=0.4

磨大端端面，保证粗糙度Ra=0.8，工序尺寸40.300.025

0.2 70磨小端端面，保证工序尺寸450,表面粗糙度Ra=0.8，保证工序尺寸

0.05400.10

75磨齿，保证齿面粗糙度Ra=0.8 80清洗

85对齿面强力喷丸 90磷化处理 95最终检验

注明：工序间加工余量由《汽车拖拉机制造工艺设计手册》139页-148页。

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各个工序的加工方法的加工经济精度由《汽车制造工艺学》233页-234页。 标准公差值由《互换性与技术测量》17页。

3.3有关工序机床、夹具、量具的选择说明 3.3.1机床的选择

数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。即小的工件应当选择 小规格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工，做到设备的合理使用。 机床结构取决于机床规格尺寸、加工工件的重量等因素的影响。下表列出了数控 设备最常见的重要规格和性能指标。具体选择见3.3.5

3.3.2切削刀具的选择

20CrMnTi属于易加工合金钢，硬度较低，各种机床所带有的通用刀具就可 以满足加工需求。具体选择见3.3.5

3.3.3量具的选择

正确合理的选用量具是保证产品零件质量的重要条件之一。但选择量具要考 虑多方面的因素。例如，测量误差和加工误差之间的分配，被测对象的精度要求， 结构尺寸的大小、形状、重量和所用的材料，加工的工艺条件、批量、使用测量 器具的精确度和经济性等等。因此选择量具是一个比较复杂的问题。要正确合理 地选用量具，必须根据实际情况进行具体分析。本文以保证测量精度为前提，并考虑经济，操作使用方便等问题。具体选择见3.3.5

1.单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩 短生产准备时间和节省生产费用。

2.在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3.零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时问。

4.夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定 位、关紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。

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5.为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可以采用多工位、气动成液 压夹具。

此外，为了提高数控加工的效率，在成批生产中还可以采用多位、多件夹具。例如存数控铣床或立式加工中心的工作台上，可以安装组合夹具。

在此零件的加工过程中，除了滚齿，插齿与各个面的磨削加工需要设计专用 的夹具外，其他加工工序只需要通用夹具即可（如三爪卡盘）。具体选择见3.3.5

3.3.5各工序机床、夹具、刀具、量具汇总

00毛坯锻造： 央具：毛坯型模 5-15齿坯加工： 机床：S3-242数控车床 央具：通用三爪卡盘

刀具：车刀（具体型号见标准）

量具：长度测量用游标卡尺，角度测量用角度样板 20齿坯加工：

机床：LB-157数控车床 央具：通用三爪卡盘

刀具：车刀（具体型号见标准）

量具：长度测量用游标卡尺，角度测量用角度样板 25J中间检查：

量具：游标卡尺、角度样板、专用量具 30滚齿：

机床：YBA3132高效滚齿机 央具：专用夹具 35齿端倒角：

机床：YA9320齿轮倒角机 夹具：通用夹具 刀具：车刀

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量具：角度仪器 40加工小端结合齿： 机床：YS5120高速插齿机 央具：通用夹具 刀具：插齿刀 量具：万能测齿仪 45钻油孔：

机床：ZF047液压半自动机床 夹具：通用夹具 刀具：麻花站 量具：内径千分尺 50清洗：

机床：QXLB-80喷淋式清洗机 55J热处理前检查：

量具：游标卡尺、角度尺、万能测齿仪 60渗碳处理：

机床：CJ4462双排渗碳机 65磨内孔及大端端面： 机床：F115内孔端面磨床 央具：专用央具 刀具：砂轮

量具：游标卡尺、内径千分尺 70磨小端端面：

机床：MG7340高精度卧轴圆台平面磨床 夹具：通用夹具 刀具：砂轮

量具：游标卡尺（用样板法测量表面粗糙度）75磨齿：

机床：FKP3261蜗杆砂轮磨床

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央具：通用夹具 刀具：砂轮 量具：万能测齿仪 80清洗：

机床：通过性清洗机 85喷丸：

机床：HC-34强力喷丸机 90磷化处理： 机床：磷化 95J最终检查：

量具：万能测齿仪、游标卡尺、角度样板、专用量具（检查形状位置公 差等）

第4章磨内孔及端面夹具设计

4.1专用机床夹具设计的基本要求和步骤 4.1.1对专用机床夹具设计的要求

专用机床夹具设计必须满足的各项技术要求：

1)央具设计应满足零件加工工序的精度要求。保证工件加工的各项技术要求

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是设计专用机床夹具的最基本要求，包括正确确定定位方案、关紧方案，正确确定的对刀、导向方式和合理制定专用机床央具的技术要求等。

2)夹具元件应满足通用化、标准化、系列化的“三化”要求。尽量采用结构成熟的标准夹具元件、标准的夹紧结构等减少非标准零件，以提高兴具的标准化程度，缩短央具的设计和制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具的制造周期及制造成本。

3)应能提高加工生产率。在大批量生产中，专用机床夹具的主要功用是为保证工件的加工要求和具有一定的生产率。为保证较高的身产率，可以采用机动夹紧装置，如气动、液压等机动关紧装置。中小批生产中，由于受到生产条件的，为达到良好的经济性和发挥专用机床央具的功能，以保证工件的加工要求为主，应尽可能使夹具结构简单，广泛使用单件加工和手动加紧结构；在条件允许的情况下，也可考虑采用可调整机床夹具、成组夹具和组合夹具等

4)县有良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修。所设计的专用机床夹具应便于制造、装配、检测、调整和维修。对于夹具上精度要求高的位置尺寸和位置公差，应考虑能否在装配后以组合件的方式直接加工保证，或依靠装配时用调整的方法得到保证。

5)具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本。为保证工件加工精度要求和夹具本身的精度不受破坏，以及加工中夹具不发生振动等，夹具结构应具有较高的刚度和强度。夹具安装在机床工作台上应具有良好的稳定性为此需要注意夹具底面轮廓尺寸与夹具高度尺寸应适当成一定比例。

6)保证操作方便、省力、安全。为便于操作，夹紧机构的操作手柄一般应放在右侧或前面。为便于夹紧工件，操纵夹紧手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空问。要防止央紧机构的活动件与机床、刀具相碰撞。因此在设计时要认真查阅机床数据。同理，还要考虑清除切削方便、安全。

4.1.2专用机床夹具的设计步骤

1)明确设计任务和收集设计资料

在设计之前必须认真阅读任务书等技术文件的内容，认真研究有关资料，初步了解零件的功能、结构特点、材料，分析本工序使用的机床和刀具，研究设计

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任务书中规定的定位基准和加工要求等内容。

2)拟定夹具结构方案，绘制夹具草图

确定工件的定位方式，刀具的对刀、导向方式，工件的央紧方案，夹具其他组成部分的结构形式。并绘制夹具草图。一般均应按1：1绘制，以使所设计的夹具终行良好的直观性。总图的主视图，应选择与操作者正对的位置。

3)进行必要的分析计算

根据零件的尺寸进行尺寸设计，和其他零件的计算。列出需要使用的标准件。 4)审查方案与改进设计

对零件图进行审核，对不合理的地方进行改进，并且重新设计。 5)绘制夹具装配总图

夹具装配图样可按如下顺序绘制：将工件视为透明体用双点划线画出工件轮 廓、定位基准、夹紧面和加工表面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述个组成部分联结成一 体，形成完整的夹具；标注必要的尺寸、配合和技术条件；对零件编序号，填写零件明细表和标题栏等。

6)编写专用机床夹具设计说明书。

4.1.3专用机床夹具的制造精度

专用机床夹具装夹工件的主要目的是为了保证位置公差等要求和工件被加工表面的位置尺寸。

专用机床夹具制造精度主要包括以下内容：

夹具个定为元件本身的制造位置精度。央具定位元件之间的尺寸和位置精度。夹具定位元件和对刀元件、导向元件问的位置尺寸和位置精度。夹具定位元件相对于机床夹具安装基面间的位置精度。夹具对刀元件、导向元件相对于夹具安装基面间的位置精度。铣床央具定位元件、对刀元件相对于央具定位键侧面间的位置精度等。

4.2磨内孔及端面夹具的选择

齿轮热处理后的磨内孔是齿轮加工常遇到的工艺问题,制作一个好而实用

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汽车变速器齿轮工艺规程设计

的夹具对于提高产品质量和效率,降低成本,显得尤为重要,采用增力机构可提高夹紧力并使结构紧凑、使夹紧更可靠,具有较高的经济性。

在机床上加工工件时，为使工件上加工出来的表面达到规定的尺寸与要求，在加工前必须使工件在机床上或央具中占有正确的位置。

本工序为磨内孔及端面，以膜片弹簧和夹具卡销进行定位，尺寸精度由夹具 保证。使用膜片弹性夹爪作为夹紧装置，在插销和压紧卡爪的作用下进行加工。

4.3磨内孔及端面夹具工作原理简介

当压盘不工作状态时，卡爪内径小于工件被夹持表面的外径。薄壁盘在推力 的作用下产生变形使卡爪向外张开，卡爪内径大于工件被央持表面的外径，工件 可以放入；推杆后退后，作用在薄壁盘上的推力消失后，由于工件被央持表面的 外径大于卡爪内径，所以薄壁盘没用完全恢复到原来的位置，而是保持一定的残 余弹性变形，工件即被薄壁盘的弹性恢复力定心和兴紧。残余弹性变形越大，则 夹紧力也越大。

弹性盘为定心和夹紧元件，用螺钉和螺母紧固在夹具体上，弹性盘有3个夹 爪，爪上装有可调整螺钉，用于对工件定心和关紧，螺钉位置调整好后用螺母锁 紧，然后“就地”磨削螺钉头部定位表面，以保证与机床主轴回转中心同轴。磨 削应在夹爪有一定预张量的情况下进行，端面圆弧直径磨到被夹紧表面的下限尺 寸，装上工件时，弹性盘在外力通过推杆额定作用下有生弹性变形，使夹爪张开， 放入工件后去掉外力，靠弹性盘的弹性恢复力对工件进行定心和关紧。

4.4夹具零件的设计与选择 4.4.1主要部件设计

弹性盘的设计：

弹性盘夹持直径d=Dk=121.672mm（Dk为工件夹持表面直径） 弹性盘安装直径D=(1.33～3) d=2d=250mm

卡爪悬伸长度H=(0.25---0.5) D=0.35D=70mm（为保证砂轮行程位置时， H小些对结构有利）

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卡爪斜角a=(0°～45°)=45°

弹性盘有效变形半径rl=D/2-1.8D1==110mm（d1为螺栓安装孔直径） 卡爪位置半径r2=(0.8--1.0) r1=0.9r1=l00mm 弹性盘厚度h=(0.05~0.09)r1=0.09rl=l0mm

结构草图如图4.1所示

4.4.2其他部件的选择

推杆

40#钢热处理HRC:35-40直径60mm 夹具体

45#钢热处理HRC35-40直径396mm 定位销 45#钢 套筒 45#钢 弹簧

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碳素弹簧钢丝IIGB20-80 双头螺柱 35#钢GB900-76 垫圈

45#钢CB93-76 螺母

45#钢GB2148-80 螺钉

M6 35#钢GB70-76 钩形压板 45#钢 钩形压板座套 45#钢

开槽盘头螺钉M10 45#钢 GB70-76 顶杆 45#钢 定位央紧销 45#钢

总结

通过这次课设，我基本上掌握了汽车变速器齿轮加工的工艺规程。

感谢老师和学校提供的这次机会，我本来不怎么会汽车制造工艺学。通过这个实习我学习到了如何查询公差，对互换性和汽车制造工艺学有了更深的了解。

通过这次课设，我基本上掌握了汽车变速器齿轮加工的工艺规程。 应该说这次课设还是比较辛苦的，为了查一个参数往往要花上很长时间，当自己通过努力一点一点完成一个个障碍之后，心情是很愉快的，也很有成就感。

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尤其是我仔细阅读了《互换性与技术测量》和《汽车制造工艺手册》。

通过这次课设，我明白了做设计一定要认真仔细，一丝不苟，因为只要有一点点的差错就会导致后续工序的错误。

最后，非常感谢学校为我们提供这次宝贵的课设实践。

参考文献

[1] 徐知行. 汽车拖拉机制造工艺设计手册 北京理工大学出版社，1997 [2] 王宝玺. 汽车制造工艺学 机械工业出版社，2007

[3] 卞洪元. 机械制造工艺与夹具 北京理工大学出版社，2003 [4] 韩进宏. 互换性与技术测量 机械工业出版社，2004

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[5] 张耀辰. 机械加工工艺设计手册 航空工业出版社，1987

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图5 汽车变速器齿轮图

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