350-低速級斜齒輪零件機械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計【全套11張CAD圖】

350-低速級斜齒輪零件機械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計【全套11張CAD圖】,全套11張CAD圖,低速,齒輪,零件,機械,加工,工藝,鉆孔,夾具,設(shè)計,全套,11,十一,cad 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 題目：設(shè)計低速級斜齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程 內(nèi)容: （1）機械加工工藝規(guī)程卡片 1套 （2）夾具裝配圖 1張 （3）課程設(shè)計說明書 1份 原始資料：該零件圖樣一張。 目 錄 第一章 任務(wù)書………………………………….. 1 第二章 前言…………………………………….. 3 第三章 零件的分析………………...................... 3 第四章 毛坯的選擇…………………………….. 4 第五章 工藝規(guī)程的設(shè)計……………………….. 5 第六章 填寫工藝過程卡和工序卡…………….. 14 第七章 夾具的設(shè)計…………………………….. 14 第八章 心得體會……………………………….. 15 第九章 參考文獻……………………………….. 16 第二章 前 言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課,并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合機械制造工藝中的基本理論,并能結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識,獨力的分析和解決工藝問題,初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法通過此設(shè)計，使我加深了對機械設(shè)計基礎(chǔ)及有關(guān)專業(yè)課程知識的了解，提高了熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及技術(shù)文件等基本技能及綜合運用這些知識的能力，并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)和進行此類設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)，對自己將來設(shè)計產(chǎn)品有很大的幫助。 由于能力所限,經(jīng)驗不足,設(shè)計中還有許多不足之處,希望各位老師多加指點。 第三章 零件的分析 一、零件技術(shù)要求的分析 （1）齒頂圓Φ750.141h11對孔Φ75有公差為0.056的徑向的跳動要求。 （2）兩端面對孔軸線分別有公差為0.02的端面圓跳動要求。 （3）鍵槽兩側(cè)面對孔軸線有公差為0.03的對稱要求。 二、零件的工藝分析 由附圖一得知,其材料為40Cr。該材料具有較高的硬度,耐磨性,耐熱性。主要加工表面是齒輪的齒面：表面質(zhì)量要求是0.8和內(nèi)圈的端面：表面要求達到1.6,還有齒輪內(nèi)徑表面質(zhì)量要求達到1.6。 第四章 毛坯的選擇 一、該零件材料為40Cr,齒輪的內(nèi)孔Φ195和外圓直徑Φ750.14,都是直徑比較大的圓,又由題目的生產(chǎn)綱領(lǐng)為3000件/年,由參考文獻表5.6(劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù))可知該零件批量生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),毛坯應(yīng)選用鍛造。毛坯的鍛造方法用模鍛。 二、模鍛鍛件機械性能較好,有較高的強度和沖擊韌性,但是毛坯的形狀不宜復(fù)雜,如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛造。 三、鍛造毛坯的工藝特點 參考文獻[1]表9-1,常用毛坯的制造方法與工藝特點： 精度等級(IT) 毛坯尺寸公差 /mm 表面粗糙度 Ra/um 生產(chǎn)率 其他 12-14 0.2-2 12.5 高 鍛件力學(xué)性能好,強度高 四、參考機械制造加工工藝手冊表1-26各主要加工表面的加工余量如下： 加工表面 基本尺寸 (mm) 加工余量 (mm) 說明 齒輪外圓 Φ750 4 車床加工 齒輪內(nèi)孔 Φ195 4 車床加工 齒輪小端面 185 2 車床加工 齒輪大端面 142 3 車床加工 五、主要毛坯尺寸及公差： 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 齒坯外圓 Φ750 4 Φ754 齒坯內(nèi)圓 Φ195 4 Φ191 齒坯小端面 185 4 189 齒坯大端面 142 3 145 第五章 工藝規(guī)程的設(shè)計 一、定位基準(zhǔn)的選擇 在零件的加工過程中,合理的選擇定位基準(zhǔn)對保證零件的尺寸精度和位置度有著決定性的作用。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇原則： （1）盡量選擇不要求加工的表面作為粗基準(zhǔn).這樣可使加工表面與不加工表面之間的位置誤差量最小,同時還可以在一次裝夾中加工出更多的表面。 （2）若零件的所有表面都要加工,應(yīng)選擇加工余量和公差最小的表面作為粗基準(zhǔn).這樣可保證作為粗基準(zhǔn)的表面在加工時,余量均勻。 （3）選擇光潔 、平整、面積足夠大、裝夾穩(wěn)定的表面作為粗基準(zhǔn)。 （4）粗基準(zhǔn)一般只在第一到工序中用,以后應(yīng)避免重復(fù)使用。 2．精基準(zhǔn)的選擇原則: ① 基準(zhǔn)重合的選擇原則。盡可能的用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),這樣可避免因定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差,以保證加工表面與設(shè)計基準(zhǔn)間的位置精度。 ② 基準(zhǔn)同一原則.一盡可能多的表面加工都用同一個定位基準(zhǔn),這樣有利于保證各加工面之間的位置精度。 ③ 選擇面積大、精度較高、安裝穩(wěn)定的表面作為精基準(zhǔn),而且所選的基準(zhǔn)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,裝夾和加工方便。 綜合上面的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇原則,為使基準(zhǔn)同一和基準(zhǔn)重合,齒輪加工時常選內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)加工外圓和齒輪,用作精基準(zhǔn)的端面和內(nèi)孔要在一次裝夾中加工出來以保證兩者之間的垂直度,但是在加工大型齒輪時可用外圓作找正基準(zhǔn),但此時應(yīng)保證內(nèi)孔與外圓同軸。所以加工本設(shè)計齒輪用齒輪外圓和端面作為粗基準(zhǔn),用內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)。 二、裝夾方法 在加工齒輪時在滾齒機上一般用心軸裝夾,滾齒心軸夾具見下圖: 三、加工工藝問題 (1)、基準(zhǔn)修正 齒形表面淬火后,內(nèi)孔會受到影響而變形:一般的孔直徑會縮小0.01-0.05mm,因此淬火后應(yīng)安排精基準(zhǔn)修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用鏜孔。推孔是用推刀進行的,用壓力機將推刀強行從孔中間推過既可。此法生產(chǎn)率較高,一般不要留推孔余量。對精度要求較高的或是淬硬后的孔、直徑大而短的孔則應(yīng)采用,磨孔工藝,磨孔必須留有磨削余量。 (2)、齒輪加工方案 保證齒輪精度是齒輪加工的主要工藝問題,輪齒的加工方案主要取決于加工精度和熱處理要求。 根據(jù)各個加工精度等級的加工方案如下: ① 8級以下精度的齒輪多采用:滾(插)齒→齒端加工→熱處理→修正內(nèi)孔。因熱處理后的齒面不再加工,為彌補熱處理變形,熱處理前的齒形加工精度應(yīng)比設(shè)計圖紙上的精度要求要提高一級。 ② 6-7級精度的齒輪有兩個方案。剃-珩方案:滾(插) →齒端加工→剃齒→表面淬火→修正基準(zhǔn)→珩齒。此方案生產(chǎn)率高、設(shè)備簡單、成本較低,一般用于6級精度或熱處理變形較大時。 ③ 5級以上精度的齒輪采用的方案為粗滾(插)齒→精滾(插)齒→齒端加工→淬火→修正基準(zhǔn)→粗磨齒→精磨齒。此方案精度最高,但成本高,生產(chǎn)率最低。 參考文獻<<金屬工藝學(xué)>>表2.3.2齒形加工方案,得出各方案所達到的齒面加工質(zhì)量如下表: 加工方案 精度等級 齒面的表面粗糙度Ra/mm 適用范圍 成形法銑齒 9級以下 6.3～3.2 單件小批生產(chǎn)中加工直齒和螺旋齒輪及齒條 展 成 法 滾齒 8～7 3.2～1.6 各種批量生產(chǎn)中加工直齒、斜外嚙合圓柱輪和蝸輪 插齒 8～7 1.6 各種批量生產(chǎn)中加工內(nèi)外圓柱齒輪、雙聯(lián)齒輪等 剃齒 7～6 0.8～0.4 大批量生產(chǎn)中滾齒或插齒后未經(jīng)淬火的齒輪精加工 珩齒 7～6 1.6～0.4 大批量生產(chǎn)中高頻淬火硬齒形的精加工 磨齒 6～3 0.8～0.2 單件小批生產(chǎn)中淬硬或不淬硬的精加工 研齒 0.4～0.2 淬硬齒輪的齒形精加工,可有效地減小齒面的Ra 值 由設(shè)計圖紙給出的加工精度和熱處理要求確定齒輪的加工方案如下: 滾齒→熱處理→修正基準(zhǔn)→剃齒 (3)、熱處理的安排 由設(shè)計圖紙上的技術(shù)要求,熱處理工序在工藝過程中的安排如下： 正火 調(diào)質(zhì) 表面滲碳淬火及低溫回火 ↓ ↓ ↓ 毛坯 → 粗加工 → 半精加 → 精加工 ①正火。大多數(shù)鍛件都要經(jīng)過正火處理,一般安排在毛坯制造和粗加工之間,以改善金屬的機械切削性能。 ②調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)可獲得良好是機械性能,調(diào)質(zhì)后仍可用刀具進行加工,因而一般安排在粗精加工與半精加工之間,這樣有助于消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 ③滲碳。經(jīng)滲碳后表層與心部含碳量相差明顯,表現(xiàn)出表面硬、耐磨和心部韌性和朔性好的特點。滲碳后的工件一般要經(jīng)過淬火和低溫回火處理,使表面層有回火馬氏體結(jié)構(gòu)和消除滲碳過程中形成的粗晶粒結(jié)構(gòu)。 ④淬火。這種方法是快速加熱使工件表層奧氏體化,不等心部組織發(fā)生變化,立即快速冷卻,表層起到淬火作用,其結(jié)果是表層獲得馬氏體組織,而心部仍然保持朔性,韌性均勻的組織,工件各部都能滿足使用要求。 ⑤低溫回火。經(jīng)過低溫回火的工件的硬度沒有發(fā)生大的變化(HRC60左右),但是應(yīng)力減少了很多。 (4)、制定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下： 齒坯外圓：粗車－精車； 齒坯端面：由設(shè)計圖紙上的要求，齒坯的小端面的表面粗糙度要求是1.6，而大端面的表面要求較低，但是在加工齒輪的整個過程中都要用到端面作為精基準(zhǔn)，所以端面的加工方法為：先粗車后精車，同時也可以保證尺寸21.5； 內(nèi)孔：由于毛坯采用的是鍛造的，所以內(nèi)孔先經(jīng)過粗車，精車后再用鏜孔的方法加工以保證它的精度等級表面質(zhì)量1.6和跳動精度控制在0.056； 齒行的加工：先滾齒，精度等級還不能達到，而且熱處理后內(nèi)孔回縮小，所以要基準(zhǔn)修配，然后在經(jīng)過精加工用鏜孔的方法來保證齒形的精度等級。 綜合上面的分析，工藝路線確定如下： 序號 工　　序　　內(nèi)　　容 1 鍛造毛坯 2 熱處理－正火 3 粗車各外形 4 調(diào)質(zhì) 5 精車各部分 6 滾齒 7 齒端加工－倒角 8 鉗工－去毛刺 9 熱處理－齒面滲碳淬火及低溫回火處理 10 鉗工－劃鍵槽加工線 11 插鍵槽 12 鉆通孔 13 攻絲 14 磨端面 15 鏜孔 16 剃齒 17 檢驗 （5）、選擇加工設(shè)備及刀具 由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加工專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床之間的傳送均由人工完成。 車床的選擇： 根據(jù)設(shè)計圖紙上的設(shè)計尺寸，最大外徑為Φ750.14加上加工余量，其直徑比較大．查＜＜機械加工工藝設(shè)計手冊＞＞一般的車床難以加工，由手冊表４-２立式車床，選擇立式車床Ｃ512-1A，其技術(shù)規(guī)格如下表： 技術(shù)指標(biāo) C512 垂直度刀架加工最大直徑 1250 倒刀架加工最大直徑 1120 工件最大高度 900 工件最大質(zhì)量（Ｔ） 2 工作臺直徑 1030 工作臺轉(zhuǎn)速 7.5-150 刀架數(shù)量：水平 垂直 1 1 垂直刀架最大行程：水平 垂直 630 690 垂直刀架最大回轉(zhuǎn)角 40 滾齒機的選擇: 由參考文獻<<機械制造工藝設(shè)計手冊>>表4-25滾齒機,選擇Y31125型滾齒機,其技術(shù)規(guī)格如下: 技術(shù)規(guī)格 Y31125 加工齒輪最大直徑: 用外支架時 不用支架時 - 1250 加工斜齒輪最大直徑: 當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為30°時 當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為60°時 - - 加工齒輪最大寬度: 550 加工齒輪最大模數(shù): 12 加工齒輪最大螺旋角: - 滾刀最大直徑: 200 滾刀心軸最大直徑: 27、32、40 剃齒機的選擇: 由參考文獻<<機械制造工藝設(shè)計手冊>>選擇剃齒機Y42125,其技術(shù)要求如下表: 技術(shù)規(guī)格 Y42125 加工齒輪直徑:外嚙合 內(nèi)嚙合 200-1250 600 加工齒輪模數(shù) 2-8 加工齒輪寬度 200 剃齒刀直徑 300 剃齒刀寬度 - 刀架最大回轉(zhuǎn)軸 20° 工件與剃齒刀的中心距 140-770 鏜床的選擇: 由參考文獻<<機械制造工藝設(shè)計手冊>>選擇鏜床T616,最大加工直徑為240mm。 (6)、加工工序設(shè)計 ①、工序3粗車毛坯外圓與工序5精車外圓 查參考文獻<<金屬實習(xí)>>表9-5機械加工的工序余量,粗車的工序余量為1.5～4mm,取余量為2mm,精車的加工余量為0.2～2.5mm,取精加工精度Z=2,已經(jīng)知道毛坯外圓的加工余量為4,故粗加工余量Z=4-2=2mm由參考文獻<<機械制造加工設(shè)計手冊>>立式車床的進給量f=1.5～2.0mm取f=2.0(mm/r),粗車走刀一次a=2.0mm.由設(shè)計手冊得粗車加工的公差等級為IT13～IT11,取IT11,T=0.4mm;精加工的公差等級為IT8～IT7,取IT=0.063;所以X=7540.2,精加工后的尺寸為752 校核加工余量Z: Z=X-X =(754-0.4)-752 =1.6<2 故余量足夠. 機床的校核: 粗車工序3:由參考文獻取粗車進給量為0.2m/r,粗車走刀一次a=2mm,由參考文獻<<機械制造工藝設(shè)計手冊>>取270r/mm,故切削速度為:V==3.14* 754*270/1000=206 查<<機械制造技術(shù)>>表2.1得 單位切削力P=1962N/mm F=P*A=1962*0.3*2=1177.2 P==1172*206*10/60=4.02KW 由參考文獻得C512-1A的功率為28KW,取機床的效率為0.85則28*0.85=23.8>4.02 所以機床的功率滿足。 ②、車端面 精車的加工余量為0.5～2.5,取Z=2mm,已經(jīng)知道總的加工余量為4,故粗加工余量為Z=4-2=2mm,精加工端面以內(nèi)孔外圓定位。 X=1420.12 故 X=1440.2 校核加工余量: Z=143.8-142.12=1.68mm<2mm 故加工余量足夠。 ③、鏜內(nèi)孔 由設(shè)計手冊得精鏜的加工余量為0.5～1.32,由設(shè)計圖紙得鏜孔后的尺寸既為設(shè)計尺寸,Φ189H7()精車后的內(nèi)孔尺寸為Φ195H8() 校核加工余量: Z=195-194.903=0.097(mm)<1.32故加工余量足夠。 ④、插鍵槽 由設(shè)計圖紙得,內(nèi)孔直徑為Φ195H8(),鍵槽到孔底的尺寸為204.4-,建立尺寸鏈如圖,設(shè)鍵槽加工余量為A, A=204.4為增量; A=195 所以 A=204.4.4-195=9.4 上偏差: ES=0.3-0=+0.3 下偏差: EI=0-0.046=-0.046 所以加工工序尺寸A=9.4。 ⑤、鉆孔、攻絲 由參考文獻<<機械設(shè)計課程設(shè)計>>手冊表9-7普通螺紋基本尺寸(摘自GB/T146-1981): 公稱直徑 螺距 中徑 小徑 16 1.5 15.026 14.376 查<<機械制造工藝設(shè)計手冊>>表5-8鑲硬金屬刀片鉆頭,選擇型號為:d=13～13.8 L=170 l=115 的鉆頭。 查<<機械制造工藝設(shè)計手冊>>表5-30公制細(xì)牙機用絲錐選擇如下: d×t L l d M16×1.5 80 28 12.5 第六章 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 (機械加工工藝過程卡和工序卡見附圖) 第七章 夾具的設(shè)計 本夾具用在金剛鏜床上精鏜齒輪孔。工件緊靠支承表面M，用滾珠（滾珠罩預(yù)先套在工件上）在齒輪的齒面上進行定心。氣缸通過接頭將力傳至楔形卡爪上，將被加工零件夾緊。夾具底座偏心小軸用于調(diào)整夾具位置用。（夾具裝配圖見附圖） 第八章 心得體會 機械制造工藝課程設(shè)計綜合了機械制造工藝學(xué)和其它專業(yè)課的知識，充分展現(xiàn)了學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)中的實踐能力。 經(jīng)過將近三個星期的時間，在劉學(xué)敏、姜宏陽、劉玉梅三位老師的耐心指導(dǎo)下機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書的完成了。這是我們在學(xué)完了機械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學(xué)的基本知識，初次進行零件工藝的編制， 通過這次設(shè)計，使我們深入了解了工藝規(guī)程設(shè)計的指導(dǎo)思想和設(shè)計原則，熟悉了工藝規(guī)程必須具備的原始資料，了解了設(shè)計和擬定機械加工工藝規(guī)程和工藝路線的內(nèi)容和步驟，并掌握了選擇粗精基準(zhǔn)的一般原則以及劃分加工階段的目的意義，對安排工序順序的一般原則也有一定的了解。 由于現(xiàn)在自己知識有限，又是第一次進得工藝規(guī)程的編制，錯誤是再所難免的。通過此設(shè)計，使我加深了對機械設(shè)計基礎(chǔ)及有關(guān)專業(yè)課程知識的了解，提高了熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及技術(shù)文件等基本技能及綜合運用這些知識的能力，并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)和進行此類設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)，對自己將來設(shè)計產(chǎn)品有很大的幫助。 最后，再次衷心感謝三位老師的耐心指導(dǎo)！ 第九章 參考文獻 1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書及習(xí)題 機械工業(yè)出版社 2、機械制造工藝設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 3、機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 武漢理工大學(xué)出版社 4、機械設(shè)計課程設(shè)計 高等教育出版社 5、機械制造工藝及材料 機械工業(yè)出版社 6、機床夾具設(shè)計手冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 17