《齿轮轴零件机械制造工艺规程.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《齿轮轴零件机械制造工艺规程.pdf(19页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、%)b%)(1a(1mQN 1. 齿轮轴零件的机械制造工艺规程 1.1 零件工艺分析和确定生产类型 1.1.1 拟定工艺路线 由给定的零件图可以看出, 该零件图的是齿轮轴类零件, 部分加 工表面的精度等级达到5 级,粗糙度达到 0.4m ,因此先大致拟定如 下工艺路线: 锻造毛坯,正火 对整个毛坯件进行粗车 对整个毛坯件进行半精车 热处理 精车 滚齿 钻孔,攻丝 调质处理 对50mm处进行磨削 1.1.2确定零件的生产类型 根据下式计算 -(1-1) 式中 N- 零件的生产纲领 Q-产品的年产量 m-每台(辆)产品中该零件的数量 a%-备品率,一般取 2%-4% b%-废品率,一般取 0.3%
2、-0.7% 根据上式就可以计算求得该零件的年生产纲领,在通过查表,就 能确定该零件的生产类型。本设计中,Q=5000 ,m=1件/ 台,备品率 和废品率为 3% 和 0.5%,将数据代入上式得N=5176件/ 年,查表可知 该零件为轻型零件,本设计中齿轮轴零件的生产类型为大批量生产。 1.2 毛坯的选择,绘制毛坯图 1.2.1 选用锻件为毛坯,采用模锻成型的方法制造毛坯。 1.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工余量 本锻件采用普通级,根据零件图的基本尺寸查表可初步得粗车, 半精车,粗磨和精磨外圆的单边加工余量分别为6mm ,1.1 mm ,0.4mm 和 0.1mm 。又粗精加工分开时, 对于粗车
3、外圆的余量允许小于原表中 余量的 70% ,故可取粗车余量为4.8 mm ,总的的余量为6.4 mm 。再根 据手册即可得锻件机械加工余量和公差为:单边加工余量半径ar=6 2, 长度方向 aL=52。于是,可初步得锻件图的尺寸,如图1-1 所 示(图中粗实线表示锻件的外形,双点划线表示零件轮廓)。 1.3 毛坯图的确定 1.3.1计算毛坯加工余量和尺寸公差 根据图 1-1 和计算式l 2 rm-(1-2) 设锻件最大直径为100mm ,长为 230mm,则 5.61kg=4)3096+8867+2262+8044107.853.14=m 22223 ( 锻 图 1-1 齿轮轴零件的锻件图 根
4、据上述计算数据,查表可确定零件的形状复杂系数为s,属于 简单级别。 而 40Cr 的含碳量为 0.4%小于 0.65%,故该零件的材料系数属 于 m1级。 锻件的分模线形状。 根据该零件的行为特点, 本设计选择零件 的水平面为分模面,属于直分模线。 零件表面粗糙度。该零件仅有50j5 的外圆表面粗糙度为 0.4 m ,其余均大于等于1.6。 根据上述诸因素,可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余 量,所得结果列于下表1-1。 kg17.1485.7232/60 2 )( 外包 m 4.0 17.14 61.5 S 表 1-1 齿轮轴锻件毛坯尺寸公差级机械加工余量 锻件重量 /kg 包容体重量
5、/kg 形状复杂系数材质系数公差等级 5.61 14.17 S1M1普通级 项目 单边加工余量 /mm 锻件尺寸 /mm 尺寸公差 /mm 备注 ?32h62.5 ?37 根据机械制 造工艺设计简 明手册表 2.2-25 、表 2.2-13 确定 ?50j53 ?56 ?552 ?59 ?84h83 ?90 ?552 ?59 ?50j33 ?56 80 2.5 81 1.25 11 2.5 11 1.0 43 2 43 1.1 20 2 24 1.0 45 2 45 1.1 210 2.5 215 1.65 本零件毛坯同轴度偏差允许值为1.2 mm , 残留飞边为 1.2mm 。 确定圆角半径
6、。外圆角半径r=0.05H+0.5 (H 为各段高度),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 的 数 值 。综 合 考 虑 取 H=50 mm , r=0.0550+0.5=3mm , R=3.5 3+0.5=8mm 。 5.1 7.0 2 .2 7. 1 8. 0 5.2 5.1 7.0 2 .2 5.1 7.0 2 .2 5.1 7.0 2 .2 5.1 7.0 2 .2 1.3.2设计毛坯图 图 1-2 齿轮轴零件毛坯图 由表 1-1 所得结果,绘制如图 1-2 所示毛坯图(图中粗实线表示 锻件的外形,双点划线表示零件轮廓)。 1.4 选择加工
7、方法,制定工艺过程 1.4.1 基准选择 齿轮零件的精基准选择为轴两端面的中心孔,满足基准重合的原 则。最先进行机械加工的事两端面,保证长度要求。再就是两个端面 的中心孔,保证定位和夹紧。这时可选的夹紧方案为:用三爪卡盘固 定一端,对另外一端面进行平整加工, 打中心孔;调头加工另一端面, 打中心孔,保证长度。由此可知,粗基准即两端面的外圆柱面。 1.4.2 齿轮轴各加工表面的加工方案 齿轮轴各加工表面加工方案如下表1-2 所示 表 1-2 齿轮轴各加工表面加工方案 需加工的表面尺寸精度等级 表面粗糙度 Ra (m) 加工方案 ?32h6IT7 3.2 粗车-半精车 - 精车 ?50j5IT5
8、0.4 粗车- 半精车 -粗磨-精磨 ?55 外圆面IT14 12.5 粗车 齿圈外圆面IT11 6.3 粗车- 半精车 齿面IT7 1.6 粗精滚齿 - 磨齿 M3 孔IT14 12.5 钻孔- 攻螺丝 端面IT14 3.2、12.5 粗车- 半精车、粗车 切槽IT8 3.2 粗车 1.4.3 制定齿轮轴加工工艺过程卡 各主要加工面示意图如图1-3 所示 图 1-3 主要加工面代号示意图 齿轮轴零件加工工艺过程卡如下表1-3 所示。 表 1-3 齿轮轴零件加工艺过程卡 工序工序名称工序内容设备工装 1 模锻 锻造轴毛坯 毛坯检验 2 热处理正火,硬度达171200HB 3 车 1、粗车 A、
9、 J两端面并打中心孔, 孔深不超过5mm 2、粗车,半精车各面至要求的尺寸,E、C 两面 粗车至尺寸即可,F 面半精车至图示尺寸,其余 轴面车至长度尺寸,留精车余量或粗磨余量 0.21.0mm 3、倒 45斜角,按图示尺寸 4、切槽 5、检验 C6143 车床 游标卡尺、硬质合金 右偏车刀、硬质合金 切槽刀、综合量规、 车床夹具 4 热处理 1、渗碳 s1.5,校直跳动量 2、检验 渗碳仪、轴类 自动校直机 5 车 软爪中心架装夹工作 1、均匀车去两端面,取总长210mm 2、两顿打中心孔 3、精车 B 面至 ?32mm 4、倒角,按图示尺寸 C6140 车床 游标卡尺、硬质合金 右偏车刀、综
10、合量 规、车床夹具 根据上述要求和方法, 结合该齿轮轴零件的实际加工情况,现确 定各轴段的外圆工序尺寸和公差。如下列各表所示。 (1)?32h6mm外圆面加工方案为粗车半精车精车。查表可 知粗车余量为 2.5 mm,半精车余量为1.5 mm,精车余量为 1mm,加 工总余量为 5mm。精车后工序基本尺寸为32mm;其他各工序的基本 尺寸为:半精车32mm+1mm=33mm,粗车 33mm+1.5mm=34.5mm, 工序工序名称工序内容设备工装 6 滚齿 1、在滚齿机Y3150 上粗精滚齿至图示尺寸 2、检验 Y3150 滚齿机 型级滚刀、公 法线百分尺 7 钻孔 1、在 J 面上按图示位置钻
11、孔深16mm 2、在 C 的左端面上按图示位置钻孔深16mm ZB6223 多轴 卧式钻床 深度游标卡尺、 高速 钢锥柄阶梯麻花钻 8 攻螺丝在卧式钻床上攻螺纹M3 ZB6223 多轴 卧式钻床 机动丝锥高速钢 W18Cr4V 9 去毛刺去毛刺钳工台平锉 10 热处理 1、调质处理,硬度达220250HB 2、检验 淬火机 11 磨削外圆 面 1、粗、精磨C、I 面(即 ?55j5 的外 圆面 )至设 计尺寸 2、检验 外圆磨床 M1420 平形砂轮、游标卡尺 12 磨削齿面磨齿面, Ra1.6 磨齿机 YA7063 双斜边一号砂轮、 齿 轮检测仪、卡尺等 13 综合检验 千分表、 量规、 游
12、标 卡尺 14 探伤探伤仪 15 入库 毛坯 34.5mm+2.5mm=37mm。又查表可知, 精车后为 IT6,Ra3.2m , 半精车后为 IT11,Ra6.3m ,粗车后为 IT13,Ra12.5m 。锻造毛坯 的公差为 2.2mm。上述查询和计算结果列于下表1-4。 表 1-4 ?32h6 外圆面工序尺寸、公差的确定 (2)?50j5mm 外圆面加工方案为粗车半精车粗磨精 磨。查表可知粗车余量为3.5 mm,半精车余量为2mm,粗磨余量 0.4 mm,精磨余量0.1 mm,总的加工余量6mm。各工序的基本尺寸 为:精磨后50mm,粗磨后50.1mm,半精车后50.5mm,精车后 52.
13、5mm,毛坯 56mm。查表可知,精磨后为IT5,Ra0.4m ,粗磨后 为 IT8,Ra3.2m ,半精车后为IT11,Ra6.3m ,粗车后为IT13, Ra12.5m 。锻造毛坯公差2.2。上述查询和计算结果列于下表1-5。 表 1-5 ?50j5mm外圆面工序尺寸、公差的确定 工序名称 工序间余 量(mm) 工序 工序基本 尺寸(mm) 标注工序 尺寸基本 公差( mm) 经济精度 (mm) 表面粗糙 度(m ) 精车1.0 IT6 3.2 32 ?33 0 -0.016 半精车1.5 IT11 6.3 33 ?330-0.16 粗车2.5 IT13 12.5 34.5 ?34.50-
14、0.039 毛坯 1.137 ?37 1.1 (3)?84mm外圆面加工方案为粗车半精车。查表可知粗车余量 为 4mm,半精车余量为2mm,总的加工余量为6mm。各工序的基本 尺寸为:半精车 84mm,粗车后 86mm,毛坯 90mm。查表可知,半精 车后为 IT11,Ra6.3m ,粗车后为 IT13,Ra12.5m 。锻造毛坯公差 2.5 。上述查询和计算结果列于下表1-6 。 表 1-6 ?84h8mm 的齿圈外圆面工序尺寸、公差的确定 工序名称 工序间余 量(mm) 工序 工序基本 尺寸(mm) 标注工序 尺寸基本 公差( mm) 经济精度 (mm) 表面粗糙 度(m ) 精磨0.1
15、IT5 0.4 50 ?50 0 -0.007 粗磨0.4 IT6 3.2 50.1 ?50.10-0.019 半精车2 IT11 6.3 50.5 ?50.50-0.19 粗车3.5 IT13 12.5 52.5 ?52.50-0.46 毛坯 1.1 56 ?56 1.1 工序名称 工序间余 量(mm) 工序 工序基本 尺寸(mm) 标注工序 尺寸基本 公差(mm) 经济精度 (mm) 表面粗糙 度(m ) 半精车2 IT8 6.3 84 ?840-0.22 粗车4 IT13 12.5 86 ?860-0.54 毛坯 1.25 90 ?90 1.25 (4)?55mm外圆面加工方案为粗车。
16、查表可知粗车余量为4mm,总 的加工余量为 4mm。 各工序的基本尺寸为:粗车后 55mm, 毛坯 59mm。 查表可知,粗车后为IT13,Ra12.5m 。锻造毛坯公差2.2 。上述查 询和计算结果列于下表1-7。 表 1-7 ?55mm 外圆面工序尺寸、公差的确定 (5)齿轮的加工方案为粗精滚齿磨齿,其表面粗糙度为Ra3.2, 现在专用滚齿机上进行粗精滚齿,再一般磨削即可。 工序名称 工序间余 量(mm) 工序 工序基本 尺寸(mm) 标注工序 尺寸基本 公差(mm) 经济精度 (mm) 表面粗糙 度(m ) 粗车4 IT13 12.5 55 ?550-0.46 毛坯 1.1 59 ?59
17、 1.1 2. 齿轮轴零件的磨外圆夹具设计 2.1 定位选择与定位误差的分析 2.1.1 由于该加工表面的零件为轴类零件, 所以选择鸡心夹对零 件夹紧定位。 其中,选择两 ?55的轴段的中心线为基准, 这样也使得 其基准不重合误差为零。具体的定位方式及装夹方式见设计图纸。 2.1.2 定位误差的分析 又定位方式可知, 其基准不重合误差为零, 而轴上四孔的设计基 准是轴的中心线, 故该定位方式不存在基准位移误差。因此该定位方 式的定位误差为零,满足定位要求。 2.2 夹具设计 图 2-1 齿轮轴磨外圆夹具左剖视图 图中各部件名称: 14. 加工零件 2. 鸡心夹具体 3. 螺钉 4. 垫片 5.
18、 套筒 图 2-2 齿轮轴磨外圆夹具主视图 磨外圆时,先将零件的 ?50 轴段放在套筒上, 然后用紧定螺钉拧 紧,并将其装夹在机床的卡盘上锁紧。用顶针顶住零件的另一端。 夹具的具体设计图纸见装配图和零件图。 2.3 夹具的精度校核与质量评估 夹具的主要功能是保证零件的位置精度,使用夹具加工时, 影响 被加工零件位置精度的误差主要有三个方面。 (1)定位误差工件安装在夹具上位置不正确户不一致行用DW 表示。 (2)夹具制造与安装误差包括夹具制造误差、 夹紧误差、 导向 误差。该项误差用 ZZ表示。 ( 3)加工过程误差在加工过程中由于工艺系统的几何误差,受力 变形、热变形、磨损以及各种随机因素所
19、造成的加工误差,用GC表 示。 为了保证零件的加工精度,应使: T GCZZDW (2-1) 式中,T为零件有关的位置公差。通常要求留给GC三分之一的 零件公差,即应使夹具有关误差限定在零件公差2/3 的范围内。 当零 件生产批量较大时,为了保证夹具的使用寿命,在制定夹具公差是, 还应考虑留有一定夹具磨损公差。 总结 本次课程设计中, 首先是对给定的工件进行机械加工工艺规程的 制定。在工艺规程这一部分的设计中,我所设计的工艺规程没有过多 的考虑到企业的实际生产条件的限制。工艺路线还是比较传统的那 种,并没有引入像数控加工这样的先进的生产方法。而这种先进的加 工方法已经是目前机械加工的普遍趋势。
20、 此次设计中,我用到了,AutoCAD 2007 和 SolidWorks 2014等 计算机辅助设计软件。通过SolidWorks 的强大的建模能力,是我能 较快速的建好夹具体模型, 然后导出工程图, 并在 AutoCAD上进行修 改。 本次设计对我来说, 收获颇多,学会了很多机械夹具设计的知识, 了解了很过国家标准, 掌握了一套较为快捷的家具设计方案。当然收 获之余也有些许不足之处,知识量太少,设计缺陷考虑不周等等,当 然这些也会是我继续学习的动力, 会让我在今后的实践中考虑更加周 全,创造更大的价值。 参考文献 1何瑛 欧阳八生等 . 机械制造工艺学 . 长沙:中南大学出版社, 2015
21、 2于涛 杨俊茹 王素玉 . 机械制造技术基础 . 北京:清华大学出版社, 2012 3李益民 . 机械制造工艺设计简明手册. 北京:机械工艺出版社,2003 4李必文 . 机械精度设计与检测 . 长沙:中南大学出版社,2012 5 陈兴和 周益民. 机械制造工艺与专用夹具设计.镇江: 江苏大学出版社,2014 机械工艺课程设计 之 齿轮轴工艺规程及?50 轴段磨外圆夹具 设计说明书 姓名: _ 班级: _ 学号: _ 指导老师: _ 目录 1. 齿轮轴零件的机械制造工艺规程.0 1.1 零件工艺分析和确定生产类型1 1.1.1 拟定工艺路 线.1 1.1.2确定零件的生产类型 .1 1.2 毛坯的选择,绘制毛坯图 2 1.3 毛坯图的确定 .2 1.3.1计算毛坯加工余量和尺寸公差2 1.3.2设计毛坯图 5 1.4 选择加工方法,制定工艺过程 .5 1.4.1 基准选择 .5 1.4.2 齿轮轴各加工表面的加工方案.6 1.4.3 制定齿轮轴加工工艺过程卡.6 2. 齿轮轴零件的钻孔夹具设计7 2.1 定位选择与定位误差的分析.12 2.2 夹具设计 .12 2.3 夹具的精度校核与质量评估.13 总结.15 参考文献 .16 附设计图纸及工艺卡片
链接地址:https://www.31doc.com/p-4472933.html