螺旋傘齒輪加工工藝說明書

新疆大學機械工程學院專業(yè)課課程設計說明書新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計新疆大學機械自動化教研室班何吉說明書頁頁圖紙4張年2月日年4月1日指導老熱木早熱木新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計目錄序言...............................................................1第1章零件的分析..................................................21.1結構工藝性分析..............................................21.2技術要求分析................................................2第2章毛坯確定.....................................................32.1毛坯類型確定................................................32.2毛坯結構、尺寸和精度確定....................................3第3章工藝路線擬訂.................................................43.1工藝分析....................................................43.2制訂機械加工工藝路線........................................43.3確定各工序加工余量..........................................6第4章設備、工藝裝備確定..........................................114.1工序7：車軸頸及背錐.......................................114.2工序15：加工小孔..........................................124.3工序17：加工螺紋..........................................13第5章第5工序夾具設計...........................................145.1工序尺寸精度分析...........................................145.2定位方案確定...............................................145.2.1理論限制自由度分析...................................145.2.2定位基準選擇.........................................145.3定位元件確定...............................................145.4定位誤差分析計算...........................................145.5夾具總裝草圖...............................................15心得體會...........................................................16參考文獻...........................................................17新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計序言的進步，出現(xiàn)了一系列的齒輪傳動形式，并形成了相應的齒輪嚙合理論、設計、加工方法，這些工作都豐富和發(fā)展了齒輪傳動理論體系。造工藝在汽車制造業(yè)占有重要地位。螺旋傘齒輪在汽車上的主要功用為：1.將發(fā)動機輸出的動力經(jīng)變速箱、主傳動器傳給驅(qū)動車輪；2.駛方向一致的旋轉(zhuǎn)運動；3.降低發(fā)動機輸出的旋轉(zhuǎn)速度，提高發(fā)動機輸出的扭矩，使驅(qū)動車輪獲得足夠的牽引力。汽車行業(yè)通常將螺旋傘齒輪稱為減速齒輪，由其組成的總成稱為減速器總成。CA1092汽車采用雙極主傳動器，由一對螺旋傘齒輪實現(xiàn)一級減速，一對螺旋圓柱齒輪實現(xiàn)二級減速。螺旋傘齒輪共有四種速比：11:25,12:25,13:25,9:25.螺旋圓柱齒輪有兩種速比：14:47,15:46.驅(qū)動橋組成四種速比：，25/12*46/15=6.39，25/13*46/15=5.897，25/9*47/14=9.33。汽車的行駛狀況是隨外界條件瞬息變化的，所以螺旋傘齒輪的工況極其復雜。中型載重汽車螺旋傘齒輪的線速度可高達17m/s，要求齒面具有耐磨性能、抗沖擊性能及抗彎曲性能等。通常要求齒面具有高硬度，心部具有良好的任性。本文通過對CA1092旋傘齒輪的機械加工工藝規(guī)程及專用機床夾具設計。本文多采用常規(guī)設計方法，使用通用機床以及通用夾具，只對銑齒的夾具進行了設計。本文并無創(chuàng)新之處，只是通過此次設計整理所學知識，將理論與實際相結合。1圖1表19o左2表2表面硬度HRC心部硬度HRC58~6358~6358~6333~4833~4833~482.2毛坯結構、尺寸和精度確定圖23新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計第3章3.1工藝分析螺旋傘齒輪的加工主要分成以下幾個階段：1)齒坯加工：齒坯成形，保證銑齒基準的加工精度。2)中間檢查：重點檢查銑齒定位夾緊尺寸精度。3)齒形加工：保證接觸區(qū)的形狀、位置、大小、齒面間隙及齒側(cè)間隙變動量。4)中間檢查：重點檢查接觸區(qū)、齒側(cè)間隙和輪齒表面的粗糙度。5)熱處理：滲碳淬火，校正。6)熱處理后加工：精加工裝配（使用）基準。7)最后檢查：全面檢查裝配基準尺寸精度。3.2制訂機械加工工藝路線置精度等技術要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。⑴工藝路線方案一工序1工序3工序5工序7工序9鍛造造；熱處理；銑兩端面及鉆中心孔；車軸頸及背錐；車槽錐端面；工序11銑漸開線花鍵；工序13磨軸頸及端面；工序15加工小孔；工序17加工螺紋；工序19中間檢查軸頸；工序21粗銑螺紋；工序23精磨齒輪。工序25中間檢查；工序27熱處理校正；工序29磨軸頸及端面；4新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計工序31最后檢查；工序33入庫⑵工藝路線方案二工序1工序3工序5工序7工序9鑄造；熱處理；銑兩端面及鉆中心孔；車軸頸及背錐；車槽錐端面；工序11銑漸開線花鍵及鉆小孔；工序13工序15工序17工序19工序21工序23工序25工序27工序29工序31工序33磨軸頸及端面；加工螺紋；中間檢查；粗銑輪齒；精銑輪齒凸面；精銑輪齒凹面；中間檢查；熱處理校正；磨軸頸及端面；最后檢查；入庫。⑶工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是按工序集中原則及保證各加工面之加工路線確定如下：工序1工序3鑄造；熱處理；5新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計工序5工序7工序9銑兩端面及鉆中心孔；車軸頸及背錐；車槽錐端面；工序11銑漸開線花鍵及鉆小孔；工序13工序15工序17工序19工序21工序23工序25工序27工序29工序31工序33磨軸頸及端面；加工螺紋；中間檢查；粗銑輪齒；精銑輪齒凸面；精銑輪齒凹面；中間檢查；熱處理校正；磨軸頸及端面；最后檢查；入庫。3.3確定各工序加工余量1.車軸頸及背錐由于零件整體加工為外圓端面，故所有軸頸可以一次車削加工，所有軸頸加工余量相同?，F(xiàn)已軸頸65為例，說明所有軸頸的加工余量。（參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9），確定工序尺寸及余量：粗車：?65.5mm；精車：65具體工序尺寸見表3。表3工序間表面粗糙度工序間尺寸/mm0.05精車0.5H9Ra6.366Ra6.36新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計0.1粗車1H12Ra12.568Ra12.52.加工?5mm孔毛坯為實心，而孔沒有精度要求，因此可以只鉆孔。（參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量：鉆孔Φ5mm；具體工序尺寸見表4。表4工序間尺寸/mm表面粗糙度無鉆孔5H12Ra12.55Ra12.53.加工螺紋螺紋參數(shù)為M27x1.5-6h，（參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量：具體工序尺寸見表5。表5工序間尺寸/mm表面粗糙度26.6800.160.806h8hRa6.326.6825.08Ra6.3螺紋粗車Ra12.526.680Ra12.5螺紋7新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計3.4工藝流程圖使用機床5ZBT8216銑鉆組合機床125.217°0501304-00-55--649..76CA6140O42OO臥式車床05.20005-5-767054-OO9CA6140.5002-9臥式車床OO430811ZBT8216銑鉆組合機床8新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計133T16端面外圓磨床5004-4-6.05OO05-2.74O15CA6140臥式車床-5*M格里索銑齒機N01621格里索銑齒機N0169新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計23格里索銑齒機N016熱處理校滲碳層深1.2~1.6淬火：表面硬度58~63HRC，心29M1420A外圓磨床600122.00+u055764OOO31檢驗圖310新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計第4章4.1工序：車軸頸及背錐1.加工條件工件材料：20CrMnTi正火，模鍛。加工要求：粗車外圓及27錐面。o機床：CA6140臥式車床。刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16x25mm。22.計算切削用量1）切削深度單邊余量Z=1.5，可一次切除。2）進給量根據(jù)《切削手冊》表1.4，選用f=0.5mm/r。3）計算切削速度見《切削手冊》表1.27CvckwTamfvxyvvp2421.440.80.810.97601.50.50.20.150.35116(m/min)4）確定主軸轉(zhuǎn)速1000vns568(r/122(m/min)cdw按機床選取n=600r/min。所以實際切削速度dn65600v100010005）檢驗機床功率主切削力F按《切削手冊》表1.29所示公式計算cFCafvkxFcFccFCpcpc其中：C2795,x1.0,y0.75,n0.15,FcFcFcFc600650k()()0.750.94bn650FMFkkF27951.50.50.751220.150.940.89所以c1012.5(N)切削時消耗功率P為CFvcc1012.5122P2.06(KW)61046104c1.30中CA6140主電動機功率為7.8KW，當主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.5KW，所以機床功率足夠。11新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計可以正常加工。6）校驗機床進給系統(tǒng)強度已知主切削力F=1012.5N，徑向切削力F按《切削Pc手冊》表1.29所示公式計算。FCafvkxFcFccFCpcpc其中C1940,x0.9,y0.6,n0.3FcFcFcFc600650k()(1.350.897bn650FMFkkF19401.50.90.50.61220.30.8970.5所以cN)而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為7）切削工時lllt12其中所以lll012904t6000.54.2工序：加工小孔1）確定進給量800MPa,d25mm時，bof=0.39~0.47mm/r。由于本零件在加工?25mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則f=（0.39~0.47）x0.75=0.29~0.35（mm/r）根據(jù)Z4006A機床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。2)切削速度:根據(jù)《切削手冊》表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。1000v所以ns229(r/dw根據(jù)機床設計說明書，取n=195r/min，故實際切削速度為wdn25195vwm/min)w10001000切削工時l27mmlt1nfw以上為鉆一個孔時的基本時間。故本工序的基本時間為tt20.552m112新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計4.3工序：加工螺紋1）切削速度的計算見《切削用量手冊》表21，刀具壽命T=60min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時a=0.17，走刀次數(shù)i=4；精車螺紋時a=0.08，走pp刀次數(shù)i=2。Cvok(m/min)vvxTamt1yvvp其中：C11.8,mx0.70,y螺距t1vvv10.6370.6k(m)1.75k0.75k所以粗車螺紋時：11.8600.171vc1.110.7521.57(m/min)1.110.7536.8(m/min)0.110.70.3精車螺紋時11.8600.081vc0.110.70.32）確定主軸轉(zhuǎn)速粗車螺紋時1000v100021.57n1114.4(r/min)cD60按機床說明書取n96r/min實際切削速度精車螺紋時v18m/minc1000v100036.8n2195(r/min)cD60按機床說明書取n184r/min實際切削速度v34m/c3）切削工時取切入長度l1粗車螺紋時ll3tii421nf11精車螺紋時ll3t11nf1所以車螺紋的總工時為ttt1.040.241213新疆大學機械工程學院專業(yè)課程設計第5章第55.1工序尺寸精度分析如下：銑兩端面和鉆中心孔，為自由公差，無其他技術要求，該工件在銑鉆組合機床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。5.2定位方案確定5.2.1理論限制自由度分析工件五個自由度，即X移動、z移動y移動