機(jī)械制造工藝學(xué)--------實(shí)踐報(bào)告

1、(二）被動(dòng)輪零件機(jī)械加工過程制定與分析一、零件的工藝分析所選擇的零件圖1. 被動(dòng)輪零件的材料選擇被動(dòng)輪零件是行星輪系中的最大的一個(gè)中心輪 ，分度圓直徑54mm，用于氣動(dòng)馬達(dá)中。對(duì)于齒輪材料的基本要求有: 1、齒面要硬，齒芯要韌；2、易于加工及熱處理；3、在交變荷載和沖擊荷載下有足夠的彎曲強(qiáng)度。另外對(duì)于選擇的齒輪材料還必須具有韌性好，耐磨，成本低的特點(diǎn)。調(diào)質(zhì)鋼含碳量為W（C）=0.025%0.50%，含碳量過低，則淬火和回火后強(qiáng)度不夠，含碳量過高，則零件韌性不足。一般是碳鋼偏于上限，而合金鋼則偏于下限，這樣可以保證要求的綜合機(jī)械性能。對(duì)此，我們首選材料是調(diào)質(zhì)鋼。調(diào)質(zhì)鋼適用于受高負(fù)荷的沖擊載荷條件

2、下工作的零件，要求有高強(qiáng)度和高韌性，即要有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，因此鋼的淬透性好才能保證整個(gè)截面上強(qiáng)度一致。40Cr屬于低淬透性調(diào)質(zhì)鋼，在油中淬透直徑為3040mm，具有較好的機(jī)械性能和工藝性能。40Cr是最常用的調(diào)質(zhì)鋼，用于較重要的調(diào)質(zhì)零件，及中等轉(zhuǎn)速、中等截面的零件，如齒輪、軸、主軸、心軸、曲軸、連桿螺栓等。該鋼價(jià)格適中，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進(jìn)組織球化，改進(jìn)硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在溫度550570進(jìn)行回火，該鋼具有最佳的綜合力學(xué)性能。該鋼的淬透性高于45鋼，適合于高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。所以最終我們擬定被動(dòng)輪的材料為4

3、0Cr。2.毛坯選擇該被動(dòng)輪的加工數(shù)量為2件，屬于單件生產(chǎn)。零件的最大外徑D=67mm，長度L=45，所以毛坯直接采用D=71mm、L=50的40Cr圓鋼。被動(dòng)輪是氣動(dòng)馬達(dá)中重要的零件，在工作時(shí)它的輪齒要承受一定的載荷和摩擦，因此要求它具有足夠的強(qiáng)度，韌性和耐磨性能。所以對(duì)毛坯的生產(chǎn)路線做出如下安排：下料鍛造正火。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，使鍛件組織緊密、晶粒細(xì)化、成分均勻，從而提高金屬的力學(xué)性能，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線。正火870加熱后空冷，目的是改善鍛造的不均勻組織，細(xì)化晶粒，降低硬度，便于切削加工，并為后面的調(diào)質(zhì)處理做好準(zhǔn)備。3.零件的技

4、術(shù)要求被動(dòng)輪的零件圖如圖（a）所示，28mm的軸孔是重要配合孔，齒輪輪齒表面要求耐磨、精度高，所以要求的表面粗糙度值比較高。所以內(nèi)孔28mm的粗糙度值設(shè)為3.2，鍵槽兩邊粗糙度值為3.2，輪齒表面粗糙度3.2。其余不重要的加工表面粗糙度值為6.3。零件的倒角為1×45°。為了滿足零件的硬度，在調(diào)制處理后要求硬度達(dá)到263322HB。 （三）、工藝分析 （1）生產(chǎn)路線的制定被動(dòng)輪零件的生產(chǎn)路線作出如下安排：下料鍛造正火粗加工調(diào)制處理（淬火+回火）精加工。鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線。正火870加熱后空冷，目的是

5、改善鍛造的不均勻組織，細(xì)化晶粒，降低硬度，便于切削加工，并為后面的調(diào)質(zhì)處理做好準(zhǔn)備。淬火溫度為820，油冷淬火，所得組織為M，目的是提高強(qiáng)度?；鼗鸺訜釡囟葹?25，保溫12h后水冷。回火后水冷的目的是防止出現(xiàn)第二類回火脆性，使零件具有良好的綜合機(jī)械性能。調(diào)質(zhì)后零件的性能為263322HB。（2）加工順序的安排、車削外圓,車削端面、鉆內(nèi)孔24mm、用車床擴(kuò)孔，車削臺(tái)階孔及內(nèi)倒角、用車床車削外圓，車削外倒角、調(diào)質(zhì)熱處理、精加工外圓、精車左端面、用車床精加工內(nèi)孔，臺(tái)階孔、用插齒機(jī)插齒、插鍵槽、檢查（3）基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇分為粗基準(zhǔn)的選擇和精基準(zhǔn)的選擇。在最初的加工內(nèi)孔工序中，我們選擇為加工的毛

6、坯外表面作為定位基準(zhǔn)，也就是粗基準(zhǔn)。擴(kuò)孔的過程中，用三角卡盤夾住零件，以加工的內(nèi)孔軸心線為粗基準(zhǔn)基準(zhǔn)，分別粗加工出50mm，57mm的內(nèi)孔。在精基準(zhǔn)的選擇過程中，為了保證相互位置精度和裝夾準(zhǔn)確方便，應(yīng)遵循精基準(zhǔn)的四大原則：基準(zhǔn)重合原則，基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 ，互為基準(zhǔn)原則，自為基準(zhǔn)原則。在加工內(nèi)孔28mm時(shí)，應(yīng)該以67mm的外圓柱面作為基準(zhǔn)。被動(dòng)輪零件在工作過程中內(nèi)孔是與齒輪軸配合，因此是重要配合尺寸，在加工51.6 mm的齒輪內(nèi)孔時(shí)，以28mm的軸心線為基準(zhǔn)。在插齒過程中，應(yīng)該以28mm的軸心線為基準(zhǔn)進(jìn)行插齒。（4）機(jī)械加工工藝過程（1）、車削外圓,車削端面。以外圓表面自身為基準(zhǔn)，用CA6136普通

7、車床車削外圓面，轉(zhuǎn)速1000r/min,分兩次走刀，背吃刀量為1.5mm。車削后外圓直徑為68mm。用端面刀車削端面。 （2）、鉆內(nèi)孔24mm。以68mm的外圓表面和左端面為基準(zhǔn)，使用麻花鉆24×350mm在零件的中心鉆孔。（3）、用車床擴(kuò)孔，車削臺(tái)階孔及左端面倒角。以68mm的外圓表面和右端面為基準(zhǔn)，使用內(nèi)圓車刀，將24mm的孔加工到26mm，一次走刀。繼續(xù)擴(kuò)孔，將26mm的孔加工到50mm,深度為24.5mm，走刀次數(shù)4次，背吃刀量分別為8mm，8mm，5mm，3mm。然后換刀，在距左端面為15.5mm的地方車削內(nèi)孔，車削后直徑為57.5mm，走到次數(shù)兩次，背吃刀量為5mm、2.

8、5mm，距離為10mm。換45º彎刀車倒角2x45º。（4）、用車床車削外圓，車削外倒角。工件調(diào)頭，換外圓車刀，車削右端面。車削后直徑為46mm，車削距離為10.5mm。然后換45º彎刀車倒角2x45º。（5）、調(diào)質(zhì)熱處理。淬火溫度為820，油冷淬火?；鼗鸺訜釡囟葹?25，保溫12h后水冷。（6）、精加工外圓。以內(nèi)孔26mm的軸線為基準(zhǔn)，精車外圓,切削深度為1mm。然后換端面刀，精車左端面，切削用量0.5mm。（7）、用車床精加工內(nèi)孔，臺(tái)階孔。用三角卡盤夾住左端面，先以外圓面為基準(zhǔn)，車削26mm的圓，車削深度為雙向2mm，直徑為28mm。然后用內(nèi)圓車刀加

9、工50mm的內(nèi)孔到51.6mm，一次車削，寬度為10mm，相對(duì)跳動(dòng)度為0.02。然后車削57mm的圓到59mm。（8）、用插齒機(jī)插齒。以28mm孔的軸心線為基準(zhǔn)，對(duì)51.6mm的內(nèi)孔進(jìn)行插齒。（9）、插鍵槽。以28mm孔的軸心線為基準(zhǔn)，插出寬度為8mm的鍵槽。鍵槽兩側(cè)相對(duì)于軸心線的跳動(dòng)度為0.025。鍵槽左端到內(nèi)圓面右邊的距離為31.3。（10）、檢查。按照零件圖檢查零件是否合格。（四）、主要機(jī)床插齒機(jī)1.插齒機(jī)是采用范成法來加工齒輪的，加工時(shí)具有以下運(yùn)動(dòng)：（1）切削運(yùn)動(dòng)為切出齒輪寬度，插齒刀作與被加工工件中心線平行的 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（2）圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為使插齒刀每齒都參與切削，插齒刀需繞刀具中心線

10、作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（3）范成運(yùn)動(dòng)為切出完整齒輪，插輪刀和工件就像一對(duì)互相嚙合的齒輪一樣，工件隨插齒刀按一定速比作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（4）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在切齒開始時(shí)由于插齒刀不能直接切入全齒高，工件需做徑向切入運(yùn)動(dòng)。（5）讓到運(yùn)動(dòng)在插齒刀退刀時(shí)為使插齒刀不受磨損，插齒刀需作一讓刀運(yùn)動(dòng)。以上各運(yùn)動(dòng)鏈均無速度調(diào)整，徑向進(jìn)給采用一次進(jìn)刀凸輪 2.加工過程1.把預(yù)先加工好的"輪坯"安裝在工作臺(tái)上，合上開關(guān)開始加工。2.觀察五種運(yùn)動(dòng)的傳遞過程，分析各種機(jī)構(gòu)和零件的作用。圖（2）插齒加工（五）、夾具工作原理分析為了在工件的某一部位加工出符合規(guī)定技術(shù)要求的表面，必須在加工前將工件安裝在機(jī)床上或夾具中。工件

11、安裝又稱為工件的裝夾。在各種不同的機(jī)床上加工時(shí)，一般可采用如下幾種安裝方法：1.直接安裝； 2.找正安裝； 3.夾具安裝。本次加工工藝采用夾具安裝。夾具是機(jī)床的一種附加裝置，其上備有專用的定位元件和夾緊裝置，被加工工件可迅速而準(zhǔn)確地安裝在夾具中。夾具在機(jī)床上都預(yù)先調(diào)整好了位置，因此，工件通過夾具相對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置。定位方式：工件以外圓定位，采用定心定位的形式。夾緊機(jī)構(gòu)：采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的一種轉(zhuǎn)化形式，螺紋相當(dāng)于相當(dāng)于繞在圓柱體上的楔塊。通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)工件夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 1.結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，自鎖性好（螺

12、旋角遠(yuǎn)小于摩擦角），夾緊可靠； 2.是增力機(jī)構(gòu)，當(dāng)選用標(biāo)準(zhǔn)手柄L=14d，螺旋升角取2.5度，則擴(kuò)力比為75； 3.動(dòng)作慢，效率低，常用于手動(dòng)夾緊?！翱ūP”是機(jī)床上用來夾緊工件的機(jī)械裝置。從卡盤爪數(shù)上面可以分為：兩爪卡盤，三爪卡盤，四爪卡盤，六爪卡盤和特殊卡盤。從使用動(dòng)力上可以分為：手動(dòng)卡盤，氣動(dòng)卡盤，液壓卡盤，電動(dòng)卡盤和機(jī)械卡盤。從結(jié)構(gòu)上面還可以分為：中空型和中實(shí)型。 圖（3）三爪卡盤圖（4）卡盤用伏打扳手旋轉(zhuǎn)錐齒輪，錐齒輪帶動(dòng)平面矩形螺紋，然后帶動(dòng)三爪向心運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槠矫婢匦温菁y的螺距相等，所以三爪運(yùn)動(dòng)距離相等，有自動(dòng)定心的作用。三爪卡盤是由一個(gè)大錐齒輪，三個(gè)小錐齒輪，三個(gè)卡爪組成。三個(gè)小錐

13、齒輪和大錐齒輪嚙合，大錐齒輪的背面有平面螺紋結(jié)構(gòu)，三個(gè)卡爪等分安裝在平面螺紋上。當(dāng)用扳手扳動(dòng)小錐齒輪時(shí)，大錐齒輪便轉(zhuǎn)動(dòng)，它背面的平面螺紋就使三個(gè)卡爪同時(shí)向中心靠近或退出。 基本結(jié)構(gòu)和工作原理：三爪自定心卡盤利用三個(gè)螺釘，通過盤體止口端面上的螺孔，將卡盤緊固在機(jī)床法蘭上。將扳手插入任一齒輪方孔中，轉(zhuǎn)動(dòng)扳手時(shí)，小齒輪帶動(dòng)盤絲轉(zhuǎn)動(dòng)，通過盤絲端面螺紋的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)三塊卡爪同時(shí)趨進(jìn)或離散。湖北理工學(xué)院機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)1產(chǎn)品名稱氣動(dòng)馬達(dá)零件名稱被動(dòng)輪共1頁第1頁材 料 牌 號(hào)40Cr毛 坯 種 類鍛鋼毛坯外形尺寸71×50mm每毛坯件數(shù)1每臺(tái) 數(shù)1備 注 工 序號(hào) 工 名 序

14、稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段設(shè) 備工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件1鍛造1鍛壓機(jī)2熱處理正火處理13粗車粗車外圓及端面1CA6136三爪自定心卡盤，游標(biāo)卡尺4鉆孔鉆24mm的通孔，擴(kuò)孔1CA6136三爪自定心卡盤，頂尖，游標(biāo)卡尺5粗車車削內(nèi)圓及內(nèi)倒角1CA6136三爪自定心卡盤6粗車車削右端外圓及倒角，調(diào)頭車倒角1CA6136三爪自定心卡盤 7熱處理調(diào)質(zhì)處理：263322H18半精車半精車端面、外圓、倒角，調(diào)頭車削端面、小外圓、倒角1CA6136三爪自定心卡盤游標(biāo)卡尺 塞規(guī)9精車車削右端內(nèi)圓，調(diào)頭車削左端內(nèi)圓、內(nèi)槽、內(nèi)倒角1CA6136三爪自定心卡盤游標(biāo)卡尺 塞規(guī)10插齒插齒，去毛刺1

15、Y5180專用夾具，游標(biāo)卡尺11 插鍵槽插鍵槽，去毛刺1Y5180專用夾具12檢驗(yàn)按圖樣要求，檢驗(yàn)零件的尺寸和精度要求13 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期）審 核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì) 簽（日期）2014.11.112014.11.112014.11.112014.11.11標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日 期機(jī)械加工工序卡片機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零（部）件圖號(hào)產(chǎn)品名稱氣動(dòng)馬達(dá)零（部）件名稱被動(dòng)輪共（1）頁第（1）頁 車間工序號(hào)工序名稱材料機(jī)加工車間1精車40Cr毛坯種類每毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)車床CA61361夾具編號(hào)夾具

16、名稱切削液1三爪卡盤無工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)機(jī)動(dòng)輔助1車內(nèi)圓28mm內(nèi)圓車刀18537.20.65212調(diào)頭車內(nèi)圓51.6mm內(nèi)圓車刀18537.20.651.623車內(nèi)圓槽59mm內(nèi)圓車刀18537.20.65224車內(nèi)倒角45º彎刀車275150.211設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記更改文件號(hào)簽字日期2014.11.112014.11.11（六）、小結(jié)通過對(duì)工藝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備與制作過程，我懂得了要做好一件事情，必須有充足的準(zhǔn)備時(shí)間，不要一味追求速戰(zhàn)速?zèng)Q，而是要三思而后行，有時(shí)有必要做好打持久戰(zhàn)的決心。在制作設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)多方面的不足，使自己更加認(rèn)請(qǐng)學(xué)知識(shí)，必須要嚴(yán)謹(jǐn)，絲毫不得馬虎。在制作的過程中，也使我學(xué)到了很多東西，如各科知識(shí)的緊密結(jié)合和相互兼容，使我更加系統(tǒng)地對(duì)機(jī)械行業(yè)有了一個(gè)深入的了解。也使我更加地熟練運(yùn)用各種機(jī)械工具書，使自己在編制的過程中，真正認(rèn)識(shí)工藝的編制，對(duì)生產(chǎn)成本和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是