机械制造课程设计机床传动齿轮的工艺规程设计(大批量)(全套图纸).doc
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1、机 械 制 造课 程 设 计全套CAD图纸,联系153893706题目:机床传动齿轮的工艺规程设计(大批量)学 生: 学 号: 院 (系): 机电工程学院 专 业: 材料成型及控制工程指导教师: 2008年 1 月 6 日 陕 西 科 技 大 学陕 西 科 技 大 学机电工程学院课程设计任务书课程设计题目: 机床传动齿轮的工艺规程设计(大批量) 专业: 材料成型及控制工程 姓名: 班级: 成型053 学号: 200505040321 完成期限:从 2007 年 12 月26 日起到 2007 年 0 1 月 06 日课程设计的意义: 课程设计作为我们学生专业课程学习的重要组成部分,是对课程理论
2、学习的综合运用,通过课程设计可以使我们学生系统的将所学的专业知识进行回顾和总结,并在此基础上针对设计题目进行具体分析和应用。达到理论学习与教学实践相结合,更好的保证我们学生的学习效果。 课程设计的主要任务: 1、完成课程设计说明书一份(6000u字左右)。 2、完成零件毛坯图一张(A2或A3)。 3、完成零件图一张(A3)。 4、完成零件加工工序图(包括所有机加工工序)。 5、完成典型工序工序卡的填写(2张)。 目 录封面.1课程设计任务书.2目录.3正文.4一.计算生产纲领,确定生产类型.4二.审查零件图样的工艺性.4三.毛坯的选择.4四. 工艺过程设计.5 1.定为基准的选择.52.零件表
3、面加工方法的选择.53.制定工艺路线.6五.确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯图.61.确定机械加工余量.62. 确定毛坯尺寸.73.设计毛坯图.8六工序设计(选择加工设备和工艺设备).91.选择机床.92.选择刀具.103.选择夹具.104.选择量具.105确定工序尺寸.12七确定切削用量及基本时间(机动时间).141.工序切削用量及基本时间确定.142.工序切削用量及基本时间的确定.173.工序切削用量及基本时间的确.184.工序IV切削用量及基本时间的确定.205.工序切削用量及基本时间的确定.206.工序VI切削用量及基本时间的确定.217.工序VII切削用量及基本时间的确定.22总
4、 结.23参 考 文 献.24一.计算生产纲领,确定生产类型:某产品上的一个齿轮零件。该产品产量为10000件,某生产备品率为10%,机械加工废品率为1%,现制定该齿轮零件的杰械加工工艺规程:N=Qn(1+a%+b%)=10000*1*(1+10%+1%)件/年=11100件/年式中:Q产品的年产量; n每台产品中该零件的数量; a,b零件生产备品率(%),废品率(%)。齿轮零件的年产量为11100件/年,现已知该产品属于轻型机械。根据机械制造基础表11生产类型与生产纲领的关系,可确定其生产类型为大批生产。二.审查零件图样的工艺性:齿轮零件图样的视图正确完整。尺寸,公差及技术要求齐全。本零件个
5、表面的加工并不困难,只需要注意其基准孔95.20其表面粗糙度要求为Ra=0.8m,以及所需要加工的齿轮面的表面粗糙度要求也为Ra=0.8m 。其精度为六级。需要对齿轮面进行精加工。三.毛坯的选择:齿轮是最常用的传动件,要求具有一定的强度。该零件的材料为45钢,轮廓尺寸不大,形状亦不复杂,有属成批生产,故毛坯可采用模锻成型。零件形状并不复杂,因此毛坯可以与零件的形状精良接近。即外形做成盘状,内部孔锻出。毛坯尺寸通过计算加工余量后决定。四. 工艺过程设计:1. 定位基准的选择: 本零件是带孔的盘状齿轮,孔是其设计基准亦是(装配基准和测量基准),为避免由于基准不重合而才产生的误差,应选孔为定位基准,
6、既遵循“基准重合”原则。具体而言,即选mm孔及一端面做为精基准。由于本齿轮全部表面都需加工,而孔做为精基准应先进行加工,因此应选外圆及一端面为粗基准。2.零件表面加工方法的选择: 根据制造工艺及专用夹具,其加工方法如下:1)130mm外圆面:为未标注公差,其表面粗糙度为Ra6.3m,可知道其公差等级为IT10,经粗车,半粗车即可(机械制造工艺简明手册表1.46)。2) mm外圆面:公差等级按IT9,表面粗糙度为Ra3.2m,需粗车,半精车(机械制造技术基础)。3)内孔:公差等级为IT7,表面粗糙度为Ra0.8m,毛坯孔已锻出,为未淬火钢,根据机械制造工艺设计简明手册表1.47,加工方法可采取粗
7、镗,半精镗之后用精镗,拉孔或磨孔,铰孔等都能满足加工要求。由于拉孔适用于大批大量生产,磨孔运用于单件小批生产,但由于该孔有1:24的斜度,为一锥孔,故采用绞孔,应此本零件宜采用粗镗,半精镗,绞孔。4) 端面:本零件的端面为回转体面,尺寸精度都要求不高,表面粗糙度为Ra6.3m,经粗车即可(机械制造工艺简明手册表1.48)。5)齿面:齿轮法面模数为3.5,齿数为66,精度6-GJ GB-1009588,表面粗糙度为Ra0.8m,采用AAA级单头滚刀滚齿即能达到要求(机械制造工艺简明手册表1.46,表1.47)。6)槽:槽深和槽宽的公差等级为IT14,表面粗糙度为R3.2,所以大批量生产采用拉键槽
8、即可。3. 制定工艺路线: 齿轮的加工路线一般是先进行齿轮加工,再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先加工基准面,及先粗后精的原则,齿坯加工可按下述工艺路线进行:工序:以130mm外圆面及端面定位,粗车另一端面,粗车mm外圆,粗镗95.20mm孔;工序:以粗车后的mm外圆及端面定位,粗车另一端面,粗车外圆130mm及台阶面,倒角;工序:以粗车后的130mm外圆及端面定位,半精车外圆,半精镗95.20mm孔;倒角;加工齿面是以斜孔95.20mm为定位基准,为了更好的保证它们之间的位置精度,应此,在加工齿面之前,应该先精铰孔95.20mm。工序:以130mm外圆及端面定位,精铰
9、95.20mm孔,倒角。工序:以95.20mm斜孔及端面定位,滚齿。工序:以95.20mm斜孔及端面定位,拉键槽。工序:以95.20mm斜孔及端面定位,磨齿。工序:钳工去毛刺。工序:终检。五.确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯图:1.确定机械加工余量: 钢质模锻件的机械加工与两按JB383585确定。确定时,根据估算的锻件质量,加工精度及锻件形状复杂系数,由机械制造工艺简明手册表2.225可查得除孔以外各内孔表面的加工余量。孔的加工余量由机械制造工艺简明手册表2.224查得。表中余量值为单面余量。(1) 锻件质量:根据经过利用该零件图上的相关尺寸以及45号钢的密度估算得该零件的成品重量约为8
10、.54Kg估算为12.81Kg。(取成品重量的1.5倍)(2) 加工精度:零件除孔外的其他表面为一般加工精度。(3) 锻件形状复杂系数S:锻件的最大直径为242mm,长54mm =19498g=1.498Kg 所以 按机械制造工艺简明手册表2.210,可定形状复杂系数为,属简单级别。(4) 机械加工余量:根据锻件重量,查机械制造工艺简明手册表2.225。由此查得直径方向为2.0-2.5mm,水平方向亦为2.02.5mm。即锻件各外径的单面余量为2.02.5mm,各轴向尺寸的单面余量亦为2.02.5mm。锻件中心的孔的单面余量按机械制造工艺简明手册表2.224查得为2.5mm。 2. 确定毛坯尺
11、寸:上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m。而表面粗糙度Ra1.6m的表面,应为需要精加工,故余量要取得大一些!分析本零件,除了斜孔95.20mm以及齿面为Ra=0.8m,各表面皆Ra1.6m,因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可(由于有的表面只需粗加工,这时可取所查数据中的小值,当表面需经粗加工和半精加工时,可取其较大值)。95.20mm孔采用精铰孔达到Ra=0.8m,故需要增加铰孔的加工余量,参考磨孔的加工余量(表2.3-11)确定铰孔的加工单面余量为0.5mm,则毛坯尺寸如表所示其后,为又保证齿面的表面粗糙度为Ra=0.8m,确定磨齿单面余量为0.
12、135mm(表2.3-25)3.设计毛坯图:(1)确定毛坯尺寸公差:表5.31 齿轮毛坯(锻件)尺寸 (mm) 零件尺寸单面加工余量 锻件尺寸2.3 242.6130 2.3134.6 2.3及2个0.5 88.62.3及2 54.325 2.3及229.3毛坯尺寸公差根据锻件重量,形状复杂系数,粉模线形状种类及锻件精度等级从有关的表中查得。本零件锻件重量12.8Kg,形状复杂系数为,45钢含碳量为0.42%0.50%,其最高含碳量为0.5%,按机械制造工艺简明手册表2.211,锻件材质系数为,采取平直分模线,锻件为普通精度等级,则毛坯公差可从机械制造工艺简明手册表2.213,表2.216查得
13、。本零件毛坯尺寸允许偏差如表5.32所列。毛坯同轴度偏差允许值为1.4mm,残留飞边为1.4mm(机械制造工艺简明手册表2.213)表5.32 齿轮毛坯(锻件)尺寸允许偏差 (mm) 锻件尺寸偏差 根据134.6机械制造工艺简明手册表2.21388.6 同上29.3 同上242.6表2.21454.3同上(2)确定圆角半径: 锻件的圆角半径按机械制造工艺简明手册表2.222确定。 本锻件需要圆角的地方; H /B=50 /242.62故可用下式计算:外圆角半径:r=0.05H+0.5 内圆角半径:R=2.5r+0.5为简化起见,本锻件的内外圆角半径分别取相同得数值。以最大的H值进行计算: r=
14、(0.05*50+0.5)mm=3mm R=(2.5*3+0.5)mm=8mm 以上所取得圆角半径数值能保证各表面的加工余量。(3)确定拔模角:因为L=B=242.6mm 故L/B=242.6/242.6=1,H/B=50/242.6=0.21 按机械制造工艺简明手册表2.223,起模角=。 (4)确定分模位置: 由于毛坯是HD的圆盘类零件,应采取轴向分模,这样可冲内孔,使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上下模锻过程中错移,分模线位置选在最大外径中部,分磨线为直线;也就是齿轮的台阶面。 (5)确定毛坯的热处理方式:钢制齿轮毛坯经锻造后应安排正火,以消除残留的锻造应力,并是不均匀的金相
15、组织通过重新结晶而得到细化,均匀的组织,从而改善了加工性。(附毛坯图)六工序设计(选择加工设备和工艺设备):1.选择机床: (1)工序,是粗车和半精车。各工序的工步数不多,成批生产不需要很高的生产率,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高,选用最常用的C6201型卧式车床即可(机械制造工艺简明手册表4.27)。 (2)工序IV为精铰孔。由于加加工的零件外廓尺寸不大,又是回转体,故宜在车床上铰孔。由于要求的精度较高,表面粗糙度数值较小需要选用较精密的车床才能满足要求。选C616A型(机械制造工艺简明手册表4.27)。(3)工序V为滚齿。从加工要求及尺寸大小考虑,选Y31
16、50型滚齿机合适(机械制造工艺简明手册表4.249)。(4)工序VI为拉键槽,为了能提高加工的功率,并且能在有限的时间里,在生产中使用工序分散原则,故选择L6110型卧式内拉床(机械制造工艺简明手册表4.245)。(5)工序VII为磨齿,故需要选择磨齿机,由所需要加工的齿轮的模数m=3.5,齿数Z=66选择用Y7431磨齿机。(由表4.254) 2.选择刀具: (1)在车床加工的工序中,一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金,粗加工用YT5,半精加工用YT15,精加工用YT30。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.185,GB5343.285)。 (2)
17、滚齿根据(机械制造工艺简明手册表1.416),采用AAA级单头滚刀能达到6级精度。滚刀的选择按机械制造工艺简明手册表3.153,选模数为3.5mm的型AAA级精度滚刀(GB608385)。 (3)键槽拉刀的选择。应为该零件的孔上的键槽并没有特别的精度和尺寸要求,故参照机械零件手册可大概选择键的尺寸为,又表3.1-25选择拉刀,其长度L=900mm,高度H=57.77mm。 ()绞刀的选择。应孔需要加工出1:24的斜度,又应为是大批生产,故选择套式机用绞刀,其直径d=100mm,L=100mm。 (5)磨齿机上砂轮的选择。由于是磨齿,选择碟型一号砂轮,代号为D,由机械制造工艺设计手册表3-86,
18、3-89)可查到选择磨料为棕红玉(GZ),硬度为22002280HBS。切选择陶瓷结合剂(A),在由机械制造工艺简明手册表3.2-4,由于是加工淬火钢,选择砂轮的宽度B=80mm,直径D=500mm,粒度号是70。3.选择夹具: 本零件除拉键槽需要选用专用夹具外,其他各工序使用普通夹具即可。前3道车床工序用三爪自定心卡盘,滚齿及磨齿工序用锥心轴。4.选择量具: 本零件是成批生产,一般均采用通用量具。 (1)选择各外圆加工面的量具:工序中半精车外圆mm达到图纸要求,现按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具:该尺寸公差为T=0.3mm。按机械制造工艺简明手册表5.11计量器具不确定度允许值=
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