螺旋伞齿轮全工序加工
螺旋伞齿轮是一种可以按稳定传动比，低噪音传动的传动件。在其铣齿加工工艺上，目前比较先进的是采用全工序法铣齿。本文主要通过对螺旋伞齿轮的工艺性以及技术要求进行分析，根据零件图选择材料，确定毛坯及加工尺寸，并拟定一套与全工序法铣齿相配套的工艺路线，确定主要加工表面的加工余量及工序尺寸，最后制定工艺流程图。除此之外，还针对全工序法设计了主动螺旋伞齿轮的铣齿专用夹具，通过分析夹具设计的总体要求，选择定位基准并确定定位装置设计夹紧装置、夹具体等结构零件，最后输出夹具装配图。关键词 螺旋伞齿轮，全工序法，加工工艺，夹具目 录
1 绪论1
1.1选题的背景1
1.2发展现状1
1.3目的和意义2
2 总体方案设计3
2.1课题的主要内容 3
2.2课题的研究方案3
2.3研究方案框架图3
3 螺旋伞齿轮的工艺性分析和技术要求分析4
3.1螺旋伞齿轮的工作条件4
3.2螺旋伞齿轮的性能要求4
3.3材料的选择及技术要求4
4 螺旋伞齿轮全工序加工工艺规程分析和设计5
4.1毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定5
4.2基准的选择和精度的确定7
4.3工艺路线的拟定8
4.4确定主要表面的加工余量和工序尺寸10
4.5主要工艺流程图11
5 螺旋伞齿轮全工序加工专用夹具的设计13
5.1夹具设计的总体要求13
5.2定位基准的选择和定位装置的确定14
5.3夹紧装置的设计15
5.4夹具体的设计16
5.5夹具装配图18
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1选题背景
本课题来源于江苏双环齿轮有限公司五分厂桥齿分厂，该分厂主要生产中大型螺旋伞齿轮。螺旋伞齿轮是一种可以按稳定传动比，低噪音传动的传动件。它在不同地区有着不同的名字，又叫螺旋锥齿轮、弧齿伞齿轮、弧齿锥齿轮、圆弧锥齿轮等。在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
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致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1选题背景
本课题来源于江苏双环齿轮有限公司五分厂桥齿分厂，该分厂主要生产中大型螺旋伞齿轮。螺旋伞齿轮是一种可以按稳定传动比，低噪音传动的传动件。它在不同地区有着不同的名字，又叫螺旋锥齿轮、弧齿伞齿轮、弧齿锥齿轮、圆弧锥齿轮等。在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益，并且螺旋伞齿轮传动比永久稳定，传动比稳定往往是各类机械设备的传动中对传动性能的基本要求。螺旋伞齿轮还有耐磨损，寿命长，噪音小等特点。因其拥有众多特点而被广泛应用于汽车、航空、机床和各种机械产品中。其配套使用在各种机械设备上，表现出了卓越的性能，被各类客户所喜爱[1.2]。
螺旋伞齿轮的几何特性与啮合过程及其机床结构和加工调整都非常复杂，同时加工刀具、机床参数设置、加载变形和装配误差等各种因素都会引起其啮合、承载及振动性能的改变，使得在设计和制造中控制其质量和性能十分困难。就其加工工艺，目前国内主要是用传统的“五刀法”铣齿加工螺旋伞齿轮，加工一对齿轮需要五次装卸，转换品种时间长，调整工作量大。而江苏双环齿轮有限公司则引进较为先进的全工序法加工螺旋伞齿轮[3]。
1.2 发展现状
对于螺旋伞齿轮的加工技术，目前在国外已基本上形成了两种主要的加工方式：一种是采用等高齿，热后研齿；另一种是采用渐缩齿，用全工序法切齿，热后磨齿。全工序法是一种螺旋伞齿轮切齿工艺，其实质为二刀法。二刀法实际上主要是指在螺旋伞齿轮切齿工艺中，使用双面刀盘在一次安装中同时切出大小轮齿槽和两侧齿面，且使用同一刀盘在一台机床上分两工序完成齿轮的粗精切。而国内则普遍使用的“五刀法”加工螺旋伞齿轮，只有少数伞齿轮制造企业采用全工序法加工伞齿轮[4]。
与“五刀法”相比，全工序法有诸多优点，具体如下：
（1）提高效率，降低成本。由于机床调整次数及刀盘更换次数少，每对齿轮副总的切削时间大大减少。并且在加工小批量的工件时，机床调整次数可由5次减少到2次，并且很容易改变成经常性生产。干切全工序刀盘系统和平常采用的湿切刀具相比，成本大大降低。
（2）同一批次齿轮几何精度一致性较好。采用全工序法切齿，大轮和小轮都是在一次装夹中把两个侧面一次切出，使同批次齿轮几何精度一致性好，为保障质量稳定性提供了条件。
（3）有利于提高齿轮副强度和刀具寿命。在圆弧收缩齿五刀法切齿时，刀盘从齿槽的一端切至另一端时，刀顶宽要受到最小齿槽宽的限制。而采用全工序法加工时，大、小轮的齿槽在齿长方向具有恒定的宽度，等齿槽宽的特点保证了在切齿时能使用最大刀顶距和最大刀尖圆角半径，因此可延长刀具寿命。同时，齿根圆角和齿底面的连接平滑性要比五刀法加工的好得多，从而提高了轮齿的强度。
（4）可实现干切和磨齿。 “五刀法”小轮加工要用粗切、单内切和单外切三个刀盘，不可能实现现代意义上的干切。但全工序法可以实现。另外，摆线等高齿不能磨齿，高精度的锥齿轮不能采用摆线等高齿，而用全工序法铣齿、热后磨齿的圆弧收缩齿刚好能满足这一要求[5]。
“五刀法”在国外已经成为一种淘汰的工艺，取代它的是用全工序法铣齿，热后用UMC法磨齿来加工高精度螺旋伞齿轮。
1.3 目的和意义
毕业设计是大学学习过程中的重要环节,也是我们在学校学习的最后一个环节。这次设计是为了进一步检验学生在学校以及在江苏双环齿轮有限公司实习期间的学习情况，也是在我们走向工作岗位之前的一次大的实践演习，重在培养学生综合运用专业知识和基础理论知识的能力，独立解决一些一般性机械类技术问题的能力，并将理论与实践相结合，树立正确的设计思想和工作作风。
本课题来源于实际生产中，在此次设计中，本着力求使所设计的工件实际、实用的原则来指导设计，在整个设计过程中，尽量使设计内容向实际生产加工靠拢，使设计更具科学性，更具合理性，其中所用的很多公式与参数均查阅于工厂一线的工具用书以及机械制造专业的专业技术手册。通过此次系统的动手设计，分析并掌握螺旋伞齿轮结构、功能等，深入了解螺旋伞齿轮加工原理与特点，整理并吸收消化在江苏双环齿轮有限公司实习所得的相关知识。
2 总体方案设计
2.1 课题的主要内容
本次课题的主要内容是针对螺旋伞齿轮全工序加工，制定一套合理的设备设计方案，设计螺旋伞齿轮加工工艺规程，并设计一套与全工序铣齿加工相配套的专用夹具
2.2 课题的研究方案
本次课题主要以螺旋伞齿轮的工艺规程设计和工艺装备设计两大部分为重点。工艺规程方面，先选择毛坯并确定毛坯尺寸及其精度，然后
1 绪论1
1.1选题的背景1
1.2发展现状1
1.3目的和意义2
2 总体方案设计3
2.1课题的主要内容 3
2.2课题的研究方案3
2.3研究方案框架图3
3 螺旋伞齿轮的工艺性分析和技术要求分析4
3.1螺旋伞齿轮的工作条件4
3.2螺旋伞齿轮的性能要求4
3.3材料的选择及技术要求4
4 螺旋伞齿轮全工序加工工艺规程分析和设计5
4.1毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定5
4.2基准的选择和精度的确定7
4.3工艺路线的拟定8
4.4确定主要表面的加工余量和工序尺寸10
4.5主要工艺流程图11
5 螺旋伞齿轮全工序加工专用夹具的设计13
5.1夹具设计的总体要求13
5.2定位基准的选择和定位装置的确定14
5.3夹紧装置的设计15
5.4夹具体的设计16
5.5夹具装配图18
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1选题背景
本课题来源于江苏双环齿轮有限公司五分厂桥齿分厂，该分厂主要生产中大型螺旋伞齿轮。螺旋伞齿轮是一种可以按稳定传动比，低噪音传动的传动件。它在不同地区有着不同的名字，又叫螺旋锥齿轮、弧齿伞齿轮、弧齿锥齿轮、圆弧锥齿轮等。在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
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本课题来源于江苏双环齿轮有限公司五分厂桥齿分厂，该分厂主要生产中大型螺旋伞齿轮。螺旋伞齿轮是一种可以按稳定传动比，低噪音传动的传动件。它在不同地区有着不同的名字，又叫螺旋锥齿轮、弧齿伞齿轮、弧齿锥齿轮、圆弧锥齿轮等。在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益，并且螺旋伞齿轮传动比永久稳定，传动比稳定往往是各类机械设备的传动中对传动性能的基本要求。螺旋伞齿轮还有耐磨损，寿命长，噪音小等特点。因其拥有众多特点而被广泛应用于汽车、航空、机床和各种机械产品中。其配套使用在各种机械设备上，表现出了卓越的性能，被各类客户所喜爱[1.2]。
螺旋伞齿轮的几何特性与啮合过程及其机床结构和加工调整都非常复杂，同时加工刀具、机床参数设置、加载变形和装配误差等各种因素都会引起其啮合、承载及振动性能的改变，使得在设计和制造中控制其质量和性能十分困难。就其加工工艺，目前国内主要是用传统的“五刀法”铣齿加工螺旋伞齿轮，加工一对齿轮需要五次装卸，转换品种时间长，调整工作量大。而江苏双环齿轮有限公司则引进较为先进的全工序法加工螺旋伞齿轮[3]。
1.2 发展现状
对于螺旋伞齿轮的加工技术，目前在国外已基本上形成了两种主要的加工方式：一种是采用等高齿，热后研齿；另一种是采用渐缩齿，用全工序法切齿，热后磨齿。全工序法是一种螺旋伞齿轮切齿工艺，其实质为二刀法。二刀法实际上主要是指在螺旋伞齿轮切齿工艺中，使用双面刀盘在一次安装中同时切出大小轮齿槽和两侧齿面，且使用同一刀盘在一台机床上分两工序完成齿轮的粗精切。而国内则普遍使用的“五刀法”加工螺旋伞齿轮，只有少数伞齿轮制造企业采用全工序法加工伞齿轮[4]。
与“五刀法”相比，全工序法有诸多优点，具体如下：
（1）提高效率，降低成本。由于机床调整次数及刀盘更换次数少，每对齿轮副总的切削时间大大减少。并且在加工小批量的工件时，机床调整次数可由5次减少到2次，并且很容易改变成经常性生产。干切全工序刀盘系统和平常采用的湿切刀具相比，成本大大降低。
（2）同一批次齿轮几何精度一致性较好。采用全工序法切齿，大轮和小轮都是在一次装夹中把两个侧面一次切出，使同批次齿轮几何精度一致性好，为保障质量稳定性提供了条件。
（3）有利于提高齿轮副强度和刀具寿命。在圆弧收缩齿五刀法切齿时，刀盘从齿槽的一端切至另一端时，刀顶宽要受到最小齿槽宽的限制。而采用全工序法加工时，大、小轮的齿槽在齿长方向具有恒定的宽度，等齿槽宽的特点保证了在切齿时能使用最大刀顶距和最大刀尖圆角半径，因此可延长刀具寿命。同时，齿根圆角和齿底面的连接平滑性要比五刀法加工的好得多，从而提高了轮齿的强度。
（4）可实现干切和磨齿。 “五刀法”小轮加工要用粗切、单内切和单外切三个刀盘，不可能实现现代意义上的干切。但全工序法可以实现。另外，摆线等高齿不能磨齿，高精度的锥齿轮不能采用摆线等高齿，而用全工序法铣齿、热后磨齿的圆弧收缩齿刚好能满足这一要求[5]。
“五刀法”在国外已经成为一种淘汰的工艺，取代它的是用全工序法铣齿，热后用UMC法磨齿来加工高精度螺旋伞齿轮。
1.3 目的和意义
毕业设计是大学学习过程中的重要环节,也是我们在学校学习的最后一个环节。这次设计是为了进一步检验学生在学校以及在江苏双环齿轮有限公司实习期间的学习情况，也是在我们走向工作岗位之前的一次大的实践演习，重在培养学生综合运用专业知识和基础理论知识的能力，独立解决一些一般性机械类技术问题的能力，并将理论与实践相结合，树立正确的设计思想和工作作风。
本课题来源于实际生产中，在此次设计中，本着力求使所设计的工件实际、实用的原则来指导设计，在整个设计过程中，尽量使设计内容向实际生产加工靠拢，使设计更具科学性，更具合理性，其中所用的很多公式与参数均查阅于工厂一线的工具用书以及机械制造专业的专业技术手册。通过此次系统的动手设计，分析并掌握螺旋伞齿轮结构、功能等，深入了解螺旋伞齿轮加工原理与特点，整理并吸收消化在江苏双环齿轮有限公司实习所得的相关知识。
2 总体方案设计
2.1 课题的主要内容
本次课题的主要内容是针对螺旋伞齿轮全工序加工，制定一套合理的设备设计方案，设计螺旋伞齿轮加工工艺规程，并设计一套与全工序铣齿加工相配套的专用夹具
2.2 课题的研究方案
本次课题主要以螺旋伞齿轮的工艺规程设计和工艺装备设计两大部分为重点。工艺规程方面，先选择毛坯并确定毛坯尺寸及其精度，然后
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