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 機械制造工藝學課程設(shè)計是在學完了機械制造工藝學和大部分專業(yè)課,并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(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)實習中學到的實踐知識,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，并為在今后學習本專業(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、定位基準的選擇 在零件的加工過程中,合理的選擇定位基準對保證零件的尺寸精度和位置度有著決定性的作用。 1. 粗基準的選擇原則： （1）盡量選擇不要求加工的表面作為粗基準.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.這樣可保證作為粗基準的表面在加工時,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。 （4）粗基準一般只在第一到工序中用,以后應(yīng)避免重復(fù)使用。 2．精基準的選擇原則: ① 基準重合的選擇原則。盡可能的用設(shè)計基準作為定位基準,這樣可避免因定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的定位誤差,以保證加工表面與設(shè)計基準間的位置精度。 ② 基準同一原則.一盡可能多的表面加工都用同一個定位基準,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,而且所選的基準使夾具結(jié)構(gòu)簡單,裝夾和加工方便。 綜合上面的粗基準和精基準的選擇原則,為使基準同一和基準重合,齒輪加工時常選內(nèi)孔和端面作為精基準加工外圓和齒輪,用作精基準的端面和內(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,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,用內(nèi)孔和端面作為精基準。 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→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→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>>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→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，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 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: 當旋轉(zhuǎn)角為30°時 當旋轉(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>>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和其它專業(yè)課的知識，充分展現(xiàn)了學生在生產(chǎn)實習中的實踐能力。 經(jīng)過將近三個星期的時間，在劉學敏、姜宏陽、劉玉梅三位老師的耐心指導(dǎo)下機械制造工藝學課程設(shè)計說明書的完成了。這是我們在學完了機械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學的基本知識，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，并為在今后學習本專業(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、機械制造工藝學課程設(shè)計指導(dǎo)書及習題 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 上海科學技術(shù)出版社 17