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低速級斜齒輪零件的機械加工工藝規程(論文+dwg圖紙)低速級斜齒輪零件的機械加工工藝規程(論文+dwg圖紙)

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編號:20180203150639545298    類型:共享資源    大小:291.30KB    格式:RAR    上傳時間:2018-02-03
  
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低速 齒輪 零件 機械 加工 工藝 規程 論文 dwg 圖紙
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1 機械制造工藝學課程設計任務書 題目:設計低速級斜齒輪零件的機械加工工藝規程 內容: (1)機械加工工藝規程卡片 1套 (2)夾具裝配圖 1張 (3)課程設計說明書 1份 原始資料:該零件圖樣一張。 2 目 錄 第一章 任務書………………………………….. 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 工藝規程的設計……………………….. 5 第六章 填寫工藝過程卡和工序卡…………….. 14 第七章 夾具的設計…………………………….. 14 第八章 心得體會……………………………….. 15 第九章 參考文獻……………………………….. 16 第二章 前 言3 機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學和大部分專業課,并進 行了生產實習的基礎上進行的一個教學環節。這次設計使我們能綜合機械制造 工藝中的基本理論,并能結合生產實習中學到的實踐知識,獨力的分析和解決工 藝問題,初步具備了設計一個中等復雜程度零件的工藝規程的能力和運用夾具設 計的基本原理和方法通過此設計,使我加深了對機械設計基礎及有關專業課程 知識的了解,提高了熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及技術文件等基本 技能及綜合運用這些知識的能力,并為在今后學習本專業和進行此類設計打下 了堅實的基礎,對自己將來設計產品有很大的幫助。由于能力所限,經驗不足,設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:表面質量要求是 0.8和內圈的端面:表面要求達到 1.6,還有齒輪內徑表面質量要求達到 1.6。4 第四章 毛坯的選擇 一、該零件材料為 40Cr,齒輪的內孔 Φ195和外圓直徑Φ750.14,都是直徑比較 大的圓,又由題目的生產綱領為3000件/年,由參考文獻表5.6(劃分生產類型的 參考數據)可知該零件批量生產為大批量生產,毛坯應選用鍛造。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 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:5 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 工藝規程的設計 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,以后應避免重復使用。 2.精基準的選擇原則: ① 基準重合的選擇原則。盡可能的用設計基準作為定位基準,這樣可避免因定 位基準與設計基準不重合而引起的定位誤差,以保證加工表面與設計基準間 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、安裝穩定的表面作為精基準,而且所選的基準使夾6 具結構簡單,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,但此時應保證內孔與外圓同軸。所以加工本設計齒輪用齒輪外圓和 端面作為粗基準,用內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 應采用,磨孔工藝,磨孔必須留有磨削余量。7 (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比 設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。此方案生產率高、設備簡單、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,生產率最低。 參考文獻>表2.3.2齒形加工方案,得出各方案所達到的齒面加工 質量如下表: 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 單件小批生產中加工直齒和螺 旋齒輪及齒條 滾齒 8~7 3.2~1.6 各種批量生產中加工直齒、斜 外嚙合圓柱輪和蝸輪 插齒 8~7 1.6 各種批量生產中加工內外圓柱 齒輪、雙聯齒輪等 剃齒 7~6 0.8~0.4 大批量生產中滾齒或插齒后未 經淬火的齒輪精加工 珩齒 7~6 1.6~0.4 大批量生產中高頻淬火硬齒形 的精加工 展 成 法 磨齒 6~3 0.8~0.2 單件小批生產中淬硬或不淬硬 的精加工8 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 由設計圖紙上的技術要求,熱處理工序在工藝過程中的安排如下: 正火 調質 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。大多數鍛件都要經過正火處理,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調質。調質可獲得良好是機械性能,調質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生的內應力。 ③滲碳。經滲碳后表層與心部含碳量相差明顯,表現出表面硬、耐磨和心部韌性 和朔性好的特點。滲碳后的工件一般要經過淬火和低溫回火處理,使表面層有回 火馬氏體結構和消除滲碳過程中形成的粗晶粒結構。 ④淬火。這種方法是快速加熱使工件表層奧氏體化,不等心部組織發生變化,立 即快速冷卻,表層起到淬火作用,其結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。經過低溫回火的工件的硬度沒有發生大的變化(HRC60左右),但是 應力減少了很多。 (4)、制定工藝路線 根據各表面加工要求和各種加工方法能達到的經濟精度,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; 內孔:由于毛坯采用的是鍛造的,所以內孔先經過粗車,精車后再用鏜孔的方9 法加工以保證它的精度等級表面質量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,而且熱處理后內孔回縮小,所以 要基準修配,然后在經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 容 1 鍛造毛坯 2 熱處理-正火 3 粗車各外形 4 調質 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10 (5) 、選擇加工設備及刀具 由于生產類型為大批量生產,故加工設備宜以通用機床為主,輔以少量專 用機床。其生產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: 根據設計圖紙上的設計尺寸,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,其技術規格如下表: 技術指標 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 工件最大質量(T) 2 工作臺直徑 1030 工作臺轉速 7.5-150 1 刀架數量:水平 垂直 1 630 垂直刀架最大行程:水平 垂直 690 垂直刀架最大回轉角 40 ? 滾齒機的選擇: 由參考文獻>表4-25滾齒機,選擇Y31125型滾齒機, 其技術規格如下: 技術規格 Y3112511 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: 當旋轉角為30°時 當旋轉角為60°時 - - 加工齒輪最大寬度: 550 加工齒輪最大模數: 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>選擇剃齒機Y42125,其技術要求如下表: 技術規格 Y42125 加工齒輪直徑:外嚙合 內嚙合 200-1250 600 加工齒輪模數 2-8 加工齒輪寬度 200 剃齒刀直徑 300 剃齒刀寬度 - 刀架最大回轉軸 20° ? 工件與剃齒刀的中心距 140-770 鏜床的選擇: 由參考文獻>選擇鏜床T616,最大加工直徑為240mm。 (6)、加工工序設計 ①、工序3粗車毛坯外圓與工序5精車外圓12 查參考文獻>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, 精 Z 已經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>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.由設計手冊得粗車加工的公差等級為 IT13~IT11,取 p IT11,T=0.4mm;精加工的公差等級為IT8~IT7,取IT=0.063;所以 X =754 0.2,精加工后的尺寸為752 B N ? ? 0 063 . 0 校核加工余量Z : 精 ZZ =X -X min 精 N min 粗 B N ? max 精 B N ?=(754-0.4)-752=1.6>取270r/mm,故切削速度為:V = =3.14* 粗 1000 Dn ? 754*270/1000=206 查>表2.1得 單位切削力P=1962N/mm F =P*A =1962*0.3*2=1177.2 Z D P = =1172*206*10 /60=4.02KW m 60 10 3 ? C Z V F 3 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,已經知道總的加工余量為4,故粗加工 精 余量為 Z =4-2=2mm,精加工端面以內孔外圓定位。 粗 X =142 0.12 故 精 ? X =144 0.2 粗 ? 校核加工余量: Z =143.8-142.12=1.68mm>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 14.37614 查>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>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整夾具位置用。 (夾具裝配 圖見附圖)15 第八章 心得體會 機械制造工藝課程設計綜合了機械制造工藝學和其它專業課的知識,充分 展現了學生在生產實習中的實踐能力。 經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 導下機械制造工藝學課程設計說明書的完成了。這是我們在學完了機械制造基 礎和大部分專業課,并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環節。這次設 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, 通過這次設計,使我們深入了解了工藝規程設計的指導思想和設計原則, 熟悉了工藝規程必須具備的原始資料,了解了設計和擬定機械加工工藝規程和 工藝路線的內容和步驟,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。 由于現在自己知識有限,又是第一次進得工藝規程的編制,錯誤是再所難 免的。通過此設計,使我加深了對機械設計基礎及有關專業課程知識的了解, 提高了熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及技術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和進行此類設計打下了堅實的基礎, 對自己將來設計產品有很大的幫助。 最后,再次衷心感謝三位老師的耐心指導!16 第九章 參考文獻 1、機械制造工藝學課程設計指導書及習題 機械工業出版社 2、機械制造工藝設計手冊 機械工業出版社 3、機械制造技術基礎 武漢理工大學出版社 4、機械設計課程設計 高等教育出版社 5、機械制造工藝及材料 機械工業出版社 6、機床夾具設計手冊 上海科學技術出版社17
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