毕业设计-典型零件工艺分析与加工

毕业设计设计题目：典型配合零件工艺分析与加工班级：XXXX指导老师：XXXX2010年X月X日XXX1.毕业设计任务书设计题目：典型配合零件工艺分析与加工.论文原始数据：设计某产品上的一个齿轮零件。该产品年产量为2000台，其设备品率为10％，机械加工废品率为l％，现制订该齿轮零件的机械加工工艺规程。主要参考资料：《机械制造技术》重点内容：通过典型配合零件机械加工工艺规程制订的分析,能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法,能制订给定零件的机械加工工艺规程.2.毕业设计的摘要要做好工艺规程设计，机械加工工艺规程的制订原则是优质,高产,低成本,即在保证产品质量前提下能尽量提高劳动生产率和降低成本。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，又属成批生产，故毛坯可采用模锻成型。3.毕业设计的目录（1）计算生产纲领，确定生产类型（2）审查零件图样的工艺性（3）选择毛坯（4）工艺过程设计（5）确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图（6）工序设计（7）确定切削用量及基本时间（机动时间）（8）参考文献4.毕业设计说明书1计算生产纲领，确定生产类型图7．1—1所示为某产品上的一个齿轮零件。该产品年产量为2000台，其设备品率为10％，机械加工废品率为l％，现制订该齿轮零件的机械加工工艺规程。N=Qn(1十α％十β％)=2000×1(1+10％+1％)件／年=2220件/年齿轮零件的年产量为2220件，现已知该产品属于轻型机械，根据表1．1—2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为中批生产。2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。但基准孔φ68K7mm要求Ra0．8μm有些偏高。一般8级精度的齿轮，其基准孔要求尺。1．6μm即可。本零件各表面的加工并不困难。关于4个φ5mm的小孔，其位置是在外圆柱面上6mm×1．5mm的沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为3mm。由于加工时，不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要较精确地保证上述要求则比较困难。分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高的要求，只要钻到沟槽之内，即能使油路通畅，因此4个φ5mm孔的加工亦不成问题。3选择毛坯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，又属成批生产，故毛坯可采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。即外形做成台阶形，内部孔锻出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。4工艺过程设计4.1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产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选68K7孔及一端面作为精基准。由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。外圆φ117mm外为分模面，表面不平整有飞边等缺陷。定位不可靠，故不能选为粗基准。4.2零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面，槽及小孔等，材料为45钢。参考本手册有关资料，其加工方法选择如下：(1)φ90μm外圆面：为未注公差尺寸，根据GBl800—79规定其公差等级按ITl4，表面粗糙度为Ra3．2μm，需进行粗车及半精车(表1．4—6)。(2)齿圈外圆面：公差等级为ITll，表面粗糙度为Ra3．2μm，需粗车、半精车(表1．4—6)。(3)φ106.5-0.40mm外圆面：公差等级为ITl2，表面粗糙度Ra6．3μm，粗车即可(表1．4—6)。、(4)φ68K7mm内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra0．8μm，毛坯孔已锻出，为未淬火钢，根据表1．4—7，加工方法可采取粗．镗、半精镗之后用精镗、拉孔或磨孔等都能满足加工要求。由于拉孔适用于大批大量生产，磨孔适用于单件小批生产，故本零件宜采用粗镗、半精镗、精镗。(5)φ94mm内孔：为未注公差尺寸，公差等级按ITl4，表面粗糙度为Ra6．3μm，毛坯孑L已锻出，只需粗镗即可(表1．4—7)。(6)端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3．2μm及Ra6．3μm两种要求。要求Ra3．2μm的端面经粗车和半精车，要求Ra6．3μm的端面，经粗车即可(表1．4—8)。(7)齿面：齿轮模数为2.25，齿数为50，精度8FL，表面粗糙度为Ra1．6μm，采用A级单头滚刀滚齿即能达要求(表1．4—16、表1．4一17)。(8)槽：槽宽和槽深的公差等级分别为ITl3和ITl4，表面粗糙度分别为Ra3．2μm和Ra6．3μm，需采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣(参考表1．4—8)。(9)声5ram小孔：采用复合钻头一次钻出即成。4.3制订工艺路线齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，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010：备料，模锻成型毛坯，材料为45钢，含碳量为0.42％～0.50％。工序020：正火热处理，将工件加热到830-850摄氏度，保温50分钟后，在空气中冷却。碳钢正火后的硬度为156～228（HB）。工序030：以φ106．5mm处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆φ90mm及台阶面，粗车外圆乒117mm，粗镗孔声68mm。工序040：以粗车后的φ90mm外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆φ106.5-0.40mm及台阶面，车6mm×1．5mm沟槽，粗镗φ94mm孔，倒角。工序050：以粗车后的φ106．5—8．4mm外圆及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆声90mm及台阶面，半精车外圆φ117mm，半精镗φ68mm孔，倒角。加工齿面是以孔φ68K7mm为定位基准，为了更好地保证它们之间的位置精度，齿面加工之前，先精镗孔。工序060：以φ90mm外圆及端面定位，精镗φ68K7孔，镗孔内的沟槽，倒角。工序070：以φ68K7孔及端面定位，滚齿。4个槽与4个小孔的加工安排在最后，考虑定位方便，应先铣槽后钻孔。工序080：以φ68K7孔及端面定位，粗铣4个槽。以φ68K7孔、端面及粗铣后的一个槽定位，半精铣4个槽。工序190：以φ68K7孔、端面及一个槽定位，钻4个小孔。工序100：钳工去毛刺。工序110：齿面淬火工序120：终检。5确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图5.1确定机械加工余量钢质模锻件的机械加工余量按JB3835—85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，由表2．2—25可查得除孔以外各内外表面的加工余量。孔的加工余量由表2．2—24查得。表中余量值为单面余量。(1)锻件质量根据零件成品重量1．36kg估算为2．2kg。(2)加工精度零件除孔以外的各表面为一般加工精度F1。(3)锻件形状复杂系数S外廓包容体锻件mms假设锻件的最大直径为mm121，长68mm6.138kg6138gg85.78.621.122）（外廓包容体mkg2.2锻件m358.0138.62.2S按表2．2—10，可定形状复杂系数为S2，属一般级别。(4)机械加工余量根据锻件重量、Fl、S2查表2．2—25。由于表中形状复杂系数只列有Sl和S3，则S2参考S1定，S4参考S3定。由此查得直径方向为1.7～2.2mm，水平方向亦为1．7～2．2mm。即锻件各外径的单面余量为1．7～2．2mm，各轴向尺寸的单面余量亦为1．7～2．2mm。锻件中心两孔的单面余量按表2．2—24查得为2．5mm。5.2确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≥1．6μm。Ra1．6μm的表面，余量要适当增大。分析本零件，除声68K7孔为Ra0．8μm以外，其余各表面皆Ra≥1．6μm，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)。φ68K7孔采用精镗达到Ra0．8μm，故需增加精镗的加工余量。参考磨孔余量(表2．3一11)确定精镗孔单面余量为0．5mm，则毛坯尺寸如表7．5—1所示。5.3设计毛坯图5.3.1确定毛坯尺寸公差表7.5—1齿轮毛坯（锻件）尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸11117h212104.05.1061.7511090294942.589768K3625.00642及1.767.7202及220122及1.715.73194孔深1.7及1.731毛坯尺寸公差根据锻件重量、形状复杂系数、分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2．2kg，形状复杂系数为S2，45钢含碳量为0．42％～0．50％，其最高含碳量为0．5％，按表2．2一ll，锻件材质系数为M1，采取平直分模线，锻件为普通精度等级，则毛坯公差可从表2．2—13、表2．2一16查得。本零件毛坯尺寸允许偏差如表7．5—2所列。毛坯同轴度偏差允许值为0．8mm，残留飞边为0.8mm(表2．2—13)。表7.5—1齿轮毛坯（锻件）尺寸允许偏差锻件尺寸偏差根据121+1.7-0.8表2.2—13110+1.5-0.794+1.5-0.789+0.7-1.562（54）+0.6-1.420±0.931±1.015.7+1.2-0.467.7+1.7-0.55.3.2确定圆角半径锻件的圆角半径按表2．2—22确定。本锻件各部分的H／B皆小于2，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数值。以最大的H进行计算r=(0．05×32+0．5)mm=2．1mmr圆整为2．5mm。R=(2．5×2．5+0．5)mm=6．75mmR圆整为7mm。以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。5.3.3确定拔模角本锻件由于上、下模模膛深度不相等，起模角应以模膛较深的一侧计算。291.011032,1110110BHBL按表2．2—23，外起模角α=5°，内起模角β=7°。5.3.4确定分模位置由于毛坯是HD的圆盘类锻件，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、下模在模锻过程中错移，分模线位置选在最大外径的中部，分模线为直线。5.3.5确定毛坯的热处理方式钢质齿轮毛坯经锻造后应安排正火，以消除残留的锻造应力，并使不均匀的金相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。6.1选择加工设备与工艺装备6.1.1选择机床(1)工序I、Ⅱ、Ⅲ是粗车和半精车。各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，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C620—1型卧式车床即可。(2)工序Ⅳ为精镗孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙参数值较小需选用较精密的车床才能满足要求。(3)工序V滚齿。从加工要求及尺寸大小考虑，选Y3150型滚齿机较合适(4)工序Ⅵ、Ⅶ是用三面刃铣刀粗铣及半精铣槽，应选卧式铣床。考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的。X62型能满足加工要求。6.2确定工序尺寸确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序(或工步)的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。7确定切削用量及基本时间（机动时间）切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先确定切削深度、进给量，在确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》（第3版，艾心、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，以与本手册表区别。7.1工序030切削用量及基本时间的确定7.1.1切削用量本工序为粗车（车端面、外圆及