课程设计---汽车挡风玻璃密封胶条安装机设计.doc

课 程 设 计 说 明 书（机械系统设计及制造课程设计）项目名称： 汽车挡风玻璃密封胶条安装机设计 及关键零件工艺编制 子题名称： 工作头设计及工艺卡编制 目 录摘要.第1章 绪论.3 1.1 课题背景.3 1.1.1 研究工作概况.3 1.1.2 研究报告意图.3 1.1.3 研究报告的预期结果.3第2章 系统设计及参数设计.42.1 系统组成、布局和方案设计.42.2 参数计算.52.2.1 滚针轴承的选择.52.2.2 步进电机2的选择.52.2.3 齿轮齿条传动设计计算.6 2.2.4 校核压辊轴的刚度.11 2.2.5 校核m14螺栓安全性.122.3 结构优化设计.14第3章 三维设计.143.1 汽车挡风玻璃密封胶条安装机总体三维设计.143.2 执行系统工作头三维设计.17第4章 关键零件工艺卡编制.194.1 压辊轴零件编制.19 4.1.1 零件的分析.19 4.1.2 工艺规程的设计.20 4.1.3 确定工艺路线.21 4.1.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定.22 4.1.5 确定切削用量.24 4.1.6 确定工时定额.264.2 齿轮零件编制.29 4.2.1 零件的分析.29 4.2.2 工艺规程的设计.30 4.2.3 确定工艺路线.31 4.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定.32 4.2.5 确定切削用量.34 4.2.6 确定工时定额.35结论.38参考文献.40 共40 页 第 43 页第1章 绪论1.1 课题背景随着现代社会的繁荣发展，汽车作为新时代的交通工具越来越起着关键的作用，应用愈加广泛。汽车的生产量不断增大，进而要求生产效率加强。人们对于汽车的要求越来越高，对于汽车的性能提出了更高的质量要求 。汽车挡风玻璃的密封胶条对于汽车玻璃的减震和总体安装效果有较大的影响。随之而来的就是在这方面的技术进一步研究。汽车挡风玻璃密封胶条安装机是来自于生产项目，是为解决生产效率及生产质量的问题。1.1.1 研究工作概况 接到该项目以后，首先试着从网上寻找资料，但由于是比较新的生产项目，网上相关知识比较少。在指导教师的指导和带领下，我们从最基本的加工对象普通轿车挡风玻璃，开始研究展开工作。首先，我们对普通汽车挡风玻璃进行了全面的测量，具体了解了其尺寸应用数据大体确定所要设计的机器的外形尺寸，从而确定各部件的尺寸，进而确定各零件的具体尺寸。其次，我们具体看过了手工安装的详细过程，针对其中的问题，以此出发，提出各种可以解决其问题的方案设计，然后根据可行性等要求对比方案，选出最佳方案。最后，我们开始了具体的设计过程。1.1.2 研究报告意图 该研究报告的意图就是解决轿车挡风玻璃密封胶条安装的半自动化和机械化，提高安装效率和安装质量。首先介绍汽车挡风玻璃密封胶条安装机的具体设计过程，及具体结构件尺寸及相关参数。其次，针对关键零部件的强度，刚度和寿命等是否符合要，进行简单的校核计算，进而确定其符合要求。1.1.3 研究报告的预期结果该研究报告的预期结果是能够介绍清楚整个安装机的结构、功能。首先完成整个机器的三维实体绘图，完成装配、运动仿真。其次完成总装图，部件装配图的二维平面图绘制，具体描述各部件及零件的装配关系，清楚描绘总体的外形尺寸。再次是针对关键零部件进行强度、刚度的校核计算，满足预期的使用要求。最后，针对关键零部件，完成其设计计算，校核计算和零件图及毛坯图的绘制，针对加工工艺性编制加工工艺。 第2章 系统设计及参数设计2.1 系统组成、布局和方案设计工作头用来把密封胶条压紧在挡风玻璃上，它主要有一个弯板、一个旋转体定位机构、一个导向钩和压辊系统组成。在设计中主要考虑到压辊轴的刚度和转动的灵活性。旋转定位机构是在旋转体上对角度进行细分，两面都进行加工，使角度细分到2.5，导向钩的上下往复运动由齿轮齿条机构完成；导向钩用于把密封胶条撑开和导向的作用；压辊系有压辊轴、压辊、一个深沟球轴承和一个滚针轴承组成。弯板主要起支撑作用，支撑整个工作头的几乎全部零件。旋转体定位，根据玻璃的具体外形尺寸及安装在机器上位置，确定旋转体的角度，旋转体的角度决定了导向钩的倾斜角度。压辊轴主要承受挤压密封胶条的挤压力，其上装有一个深沟球轴承和一个滚针轴承主要起支撑作用，垫圈起轴承的定位作用，然后将压辊安于压辊轴的上部，对胶条进行压紧安装。压辊轴和导向钩是平行工作的，导向钩位于压辊前进方向的正前方，所以采用压辊轴和导向系统的平行安装结构布局，两者之间的位置关系由一个弯板连接确定其位置关系。齿轮齿条的动力由步进电机提供。由于结构尺寸的限制，步进电机直接与齿轮相联接，齿条直接与导向钩联接。压辊轴安装于弯板上，并与下方的旋转体用螺栓固定联接，从而在工作中确定压辊和导向钩的具体位置。压辊的上半部分为主要工作区。该工作头执行系统的具体组成、布局和方案设计，具体情况见三维实体图及零部件图。2.2 参数计算2.2.1 滚针轴承的选择 在压辊轴上装有一个深沟球轴承和一个滚针轴承， 查 机械设计手册 第4版 第2卷 第7篇 轴承 可得如下图表：径向当量动载荷 pr=fr径向当量静载荷 por=fr向心滚针和保持架组件（jb/t 7918-1997）基本尺寸/mm基本额定载荷/kn极限转速/r/min重量/g轴承代号安装尺寸/mmfwewbecrcor脂油wk型b1h120242424262610131717207.429.8212.815.818.511.015.822.222.227.5100001000010000100001000016000160001600016000160007.08.5111820k202410k202413k202417k202617k20262010.113.1217.1217.1220.141.41.41.422根据设计需要，选择代号为k202410的滚针轴承。2.2.2 步进电机2的选择（1）选择电动机的类型 按工作要求和工作条件，选择yg系列电动机。（2）确定电机的容量 电机的输出功率pd= a传动装置总效率 a=0.85 工作机的输入功率pw=4.56 w 则pd=5.37 w（3）选择电机转速 电机轴与齿轮轴直接相联 则 n=n1=12.59 r/min 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，价格等因素，决定选用步进电机 57byg007 电动机主要规格参数： 相数电压（v）电流(a)电阻（）电感（mh）4120.453230最大静转矩（ncm）定位转矩（ncm）重量（kg）29.43.330.452.2.3 齿轮齿条传动设计计算a 选择材料，精度及参数（1）选择齿轮的材料，热处理方法及齿面硬度： 齿轮选用45，调质，hb1=240hbs 齿条选用45，正火，hb2=220hbs hb1-hb2=240-220=20 合适（2）选取精度等级 初选8级精度，按gb/t10095。（3）选取齿数 选齿轮齿数z1=15,齿条齿数z2=iz1=215=30 取z2=30 实际的齿数比i/= =2b.按齿面接触强度设计,按式d1=(1) 确定载荷系数k 由表得使用系数ka=1.00,估计圆周速度v=0.02 m/s,=0.003 m/s;由图6-11b），动载系数kv=10.5。= =1.56=0=+=1.56由图6-13，齿间载荷分配系数k=1.04；由图6-17，齿向载荷分配系数k=1.01。k= kakvkk=1.001.051.041.011.1029（2）计算转矩t1=3.459103（3）由图6-19查得区域系数zh=2.5（4）重合度系数 由式6-14， =0.90（5）弹性影响系数 ze=189.8（mpa）1/2（6）由图6-27a）查得接触疲劳极限应力hlim1=590mpa； 由图6-27b）查得接触疲劳极限应力hlim2=470mpa（7）由式（6-25）计算应力循环次数 n1=60njlh=6012.591（2830015）=5.44107n2= =2.72107（8）由图6-25查得寿命系数khn1=1.05；khn2=1.27（允许有点蚀）（9）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1，安全系数s=1， 由式（6-24）得h1= khn1hlim1=1.05590=619.5mpah2= khn2hlim2=1.27470=596.9mpa取h=596.9mpa（10）计算齿轮分度圆直径d1d1 = = =25.23 mm（11）计算圆周速度v=0.0166 m/s（12）修正载荷系数 按 =0.00249， 由图6-11b查得动载系数kv/=1.02（13）校正试算的分度圆直径d1 = =24.99 mm(14)计算模数m= =1.87 mm圆整成标准值m=2mm（15）计算中心距=45 mm（16）计算分度圆直径d1=z1 m=152=30 mm（17）计算齿轮宽度b=d d1=0.330=9 mm圆整取b1=10mm，b2=15mmc校核齿根弯曲疲劳强度f1f2（1） 重合度系数=0.25+0.75/1.56=0.73（2） 齿形系数由图6-21查得yfa1=3.14 ，yfa2=2.52（3） 应力修正系数由图6-22查得ysa1=1.48 ，ysa2=1.63（4） 查取弯曲疲劳极限应力及寿命系数由图6-28c）查得flim1=450mpa，由图6-28b）查得flim2=390mpa由图6-26，按n1=5.44107 ，n2=2.72107分别查得khn1= khn2=1（5） 计算弯曲疲劳许用极限应力取失效概率为1，安全系数s=1，由式（6-24）得f1= kfn1flim1=450mpaf2= kfn2flim2=390mpa（6） 计算弯曲应力f1=21.10293.459103/10302(3.141.480.73)=43.14mpaf1f2=43.142.521.63/3.141.48=38.13 mpaf2,合适齿轮齿条参数表 单位：mmmz1z2d1hahfap215300203022.52022.2.4 校核压辊轴的刚度如图所示在极限位置压辊轴在上端受到一个f=98n的压力，现在对压辊轴进行校核。 1. 校核压辊轴的强度 已知压辊轴的材料为45号钢，由机械设计手册 第4版 第1卷 第3篇 材料可查得：b=600mpa,s=355mpa设安全因子 nb=5则许用应力 =120mpa(1) 计算弯曲截面系数已知直径为d的弯截面系数为 w=则直径为23mm处的弯曲截面系数为w=1.210-6 m3直径为30mm处的弯曲截面系数w=7210-6 m3（2）校核强度距离受力点179mm处受的弯矩为m1=980.179=17.5nm距离受力点379mm处受的弯矩为m1=980.379=37.1nm则1=14.6mpa2=0.5mpa结论： 压辊轴的强度符合要求。2. 校核压辊轴的刚度压辊轴可以视为一个悬臂梁，末端受到一个98n的压力。根据悬臂梁的集中载荷作用在自由端的挠度和转角公式挠度： =转角： =假设弹性模量 e=200gpa i=2.710-7 m4则挠度： =3.510-6 m转角： =310-5 rad结论： 压辊轴的挠度和转角都很小，符合要求。2.2.5 校核m14螺栓的安全性工作头与液压杆之间用一个m14的螺栓连接，所以螺栓m14是一个关键零件，需要校核它的抗拉强度能否满足使用要求。螺栓在工作过程中主要受拉力，工作载荷按200n进行校核。受拉螺栓连接能够承受变载荷，m14螺栓为受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接，这种连接拧紧以后螺栓受预紧力f/，工作还受工作载荷f。一般情况下，螺栓的总拉力f0并不等于f/和f之和。当应变在弹性范围之内时，各零件的受力可跟据静力平衡和协调条件求出。螺栓总拉力的表达式为 即螺栓总拉力等于预紧力加上部分工作载荷式中 c1和c2分别表示螺栓和被连接件的刚度，为相对刚度系数，取相对刚度系数为0.25。螺栓连接应该是在受工作载荷之前拧紧，螺纹力矩；但考虑到出现特殊情况时可能在工作载荷下补充拧紧，则螺纹力矩为，相应的螺栓切应力为， 拉应力为 因此为安全起见，可按这一情况推导出螺纹部分的强度条件为 为许用应力另外变载强度条件为 a a为许用应力幅已知 小径d1=11.5mm，中径d2=13mm，h=34mm 预紧力为50n 螺栓性能等级为8.8， 则 =800mpa a=600mpa =9.4mm =100n静载计算 =0.2mpa变载计算 =0.4mpaa结论： m14的联接螺栓满足使用要求。2.3 结构设计优计 齿轮齿条的动力提供源步进电机的启动采用传感器，可以实现导向钩的精确定位。压辊内部安装轴承通过摩擦力实现转动，节约动力源，不仅节约能源，更有利于整体结构的布局。第3章 三维设计3.1 汽车挡风玻璃密封胶条安装机总体三维设计: 安装机整体 导向机构 吸盘机构 脱料机构 工作头3.2 执行系统工作头三维设计 压辊内部设计 旋转体安装，定位结构 齿轮安装结构 齿条安装结构 压辊轴安装结构第4章 关键零件工艺卡编制4.1压辊轴零件编制4.1.1零件的分析（一） 零件的作用零件是从挡风玻璃密封胶条安装机工作头部分拆出的压辊轴。它的主要作用支持压辊，承受弯矩。要求零件的硬度符合要求（正火处理hbs=170217）。（二） 零件的工艺分析所选零件是工作头中的心轴，工作时只受弯矩不受转矩，受静应力。零件小批生产。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、孔等组成。轴肩用来确定安装在轴上零件的轴向位置，孔是用于受拉螺栓联结的通孔。部分圆柱面与轴承配合要求较高，部分圆柱面起到过渡作用。 主要加工面：外圆，孔，倒角。根据工作性能与条件，零件的部分表面有圆跳动，圆柱度等形位公差的要求，有热处理要求（正火处理）。技术要求： 1）正火处理hb=170200；2）未注圆角半径r1；3）未注倒角145；4）未注尺寸偏差出精度为it12。按要求完成零件。4.1.2 工艺规程的设计（一） 确定毛坯的制造形式 零件的材料为45号钢，选用锻件，可得到连续和均匀的金属纤维组织，保证零件的刚度和韧性，保证零件工作可靠。由于零件的生产类型为单件小批量，且形状简单，故可采用自由锻，其所用工具和设备简单，通用性好，成本低，可使毛坯具有较高的力学性能，操作灵活。基准面的选择。1、 粗基准的选择。根据粗基准的选择原则：1）选用的粗基准应便于定位，装夹和加工，并使夹具结构简单；2）为保证某重要表面的粗加工余量小而均匀，应选用该表面为粗基准；3）粗基准面应平整，光洁，没有浇口冒口或飞边等缺陷，以便于定位可靠4）粗基准在同一尺寸方向上，一般只能使用一次。对于本零件而言，外圆有跳动要求，需要在一次装夹中完成加工，所以在毛坯上设计夹头，以夹头外圆做粗基准，一次加工要求的外圆。 2、 精基准的选择。精基准的选择主要考虑减少定位误差，保证加工精度和安装方便准确。根据精基准的选择原则：1）基准重合原则2）基准统一原则3）自为基准原则4）互为基准原则主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹的原则，采用两端作为精基准，打中心孔，方便装夹。（二） 机床的选择根据零件的尺寸较小，单件小批生产，零件的表面较简单，所以选择简单机床即可。车外圆采用ca6140，精度可达到ra3.2，外圆车刀，三爪自定心卡盘、顶尖，游标卡尺； 车端面采用ca6140，精度可达到ra1.6，外圆车刀，三爪自定心卡盘、顶尖，游标卡尺； 磨外圆采用m1412磨床，达到ra0.8，砂轮1-2046，游标卡尺；磨端面采用m7475b磨床，达到ra1.6，砂轮450185380，电磁吸盘，游标卡尺；钻孔采用ca6140，麻花钻，三爪自定心卡盘、顶尖，内径千分尺；扩孔采用ca6140；麻花钻，三爪自定心卡盘、顶尖，内径千分尺。4.1.3 确定工艺路线 工序1 锻造加工毛坯件 工序2 热处理（正火处理） 工序3 画两端面线及外形线 工序4 粗车一段端面，打中心孔，粗车各外圆表面、端面 工序5 半精车端面，半精车外圆表面，倒角、倒圆角 工序6 粗磨外圆表面，粗磨端面 工序7 精磨外圆 工序8 钻、扩孔 工序9 检验尺寸 工序10 入库4.1.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 压辊轴的材料是45号钢，零件的重量是1.668kg，生产类型是单件小批量生产，由于毛坯采用自由锻造，锻造精度等级f，确定毛坯的尺寸1、25mm外圆加工路线 粗车半精车加工余量 粗车2.0mm，半精车1.3mm工序尺寸及精度 半精车后25mm，ra3.2 ，it11 粗车后25+1.3=26.3mm，ra12.5，it12 毛坯尺寸26.3+2.0=28.3mm取35mm2.、60mm外圆加工路线 粗车加工余量 粗车2.3mm工序尺寸及精度 粗车后60mm，ra12.5， it12 毛坯尺寸60+2.3=62.3mm取70mm3、30mm外圆加工路线 粗车加工余量 粗车2.0mm工序尺寸及精度 粗车后30mm，ra12.5，it12 毛坯尺寸30+2.0=32mm取40mm4、23mm外圆加工路线 粗车加工余量 粗车2.0mm工序尺寸及精度 粗车后23mm，ra12.5，it12 毛坯尺寸23+2.0=25mm取30mm5、20mm外圆加工路线 粗车半精车粗磨半精磨加工余量 粗车2.0mm，半精车1.3mm，粗磨0.12m，半精磨0.08mm工序尺寸及精度 半精磨后20mm，ra0.8，it7 粗磨后 20+0.08=20.08mm，ra1.6，it8 半精车后 20.08+0.12=20.2mm，ra6.3 ，it9 粗车后 20.2+1.3=21.5mm，ra12.5， it12 毛坯尺寸 21.5+2=23.5mm 最终毛坯尺寸30mm6、18.5mm外圆加工路线 粗车加工余量 粗车2.0mm工序尺寸及精度 粗车后18.5mm，ra12.5，it12毛坯尺寸18.5+2.0=20.5mm 最终毛坯尺寸30mm7、19.5mm外圆加工路线 粗车加工余量 粗车2.0mm工序尺寸及精度 粗车后19.5mm，ra12.5，it12 毛坯尺寸19.5+2.0=21.5mm 最终毛坯尺寸30mm8、17mm外圆加工路线 粗车加工余量 粗车2.0mm工序尺寸及精度 粗车后17mm，ra12.5 ，it12 毛坯尺寸17+2.0=19mm 最终毛坯尺寸30mm 9、15mm外圆加工路线 粗车半精车粗磨半精磨加工余量 粗车1.5mm，半精车1.0mm，粗磨0.12m，半精磨0.08mm工序尺寸及精度 半精磨后15mm，ra0.8，it7 粗磨后 15+0.08=15.08mm，ra1.6， it8 半精车后 15.08+0.12=15.2mm，ra6.3，it9 粗车后 15.2+1.0=16.2mm，ra12.5 ，it12 毛坯尺寸 16.2+2=18.2mm 最终毛坯尺寸30mm10、8孔加工路线 钻孔扩孔加工余量 钻孔 ，扩孔3mm工序尺寸及精度 钻孔第一次达5mm，ra12.5，it12扩孔达8mm，ra6.3 ，it11 11、60外圆两端面 加工路线 粗车半精车加工余量 粗车1.2mm，半精车0.6mm工序尺寸及精度 半精车后10mm，ra3.2 ，it11 粗车后10+0.62=11.2mm，ra12.5，it12 毛坯尺寸11.2+1.22=13.6mm取15mm4.1.5 确定切削用量 切削速度与主轴转速的关系如下 vc=例：加工外圆表面25mm； 粗车25mm至26.3mm，达ra12.5； 背吃刀量1mm，切削速度52.8mmin，进给量0.4mmr， 机床ca6140主轴转速：已知正转转速级数24，正转转速范围101400mmin， 主轴转速的计算：设公比q，10q23=1400，q=1.2397 52.8=，n=480rmin 10qx=480x18.02，取x=18 得到主轴转速n=480 rmin切削用量包括背吃刀量ap、进给量f、和切削速度vc。1） 确定粗车25 mm外面的切削用量：1. 确定背吃刀量：粗车双边余量为2.0mm，背吃刀量ap为单边余量，故ap = =1.0mm2. 确定进给量：根据背吃刀量ap3mm，车刀刀杆尺寸bh=1625mm，工件的直径为100-400mm，查实用机械加工工艺手册，得进给量f=0.40mm/r2） 确定切削速度：粗车速度取n=480r/min，根据公式vc= ，得vc=52.8 m/min各部分切削用量如下：1、25mm外圆粗车：=1mm f=0.4mmr = 52.8mmin n=480rmin半精车：=0.7mm f=0.4mmr = 39.7mmin n=480rmin2、60mm外圆粗车：=1.3mm f=0.5mmr =105.6 mmin n=480rmin3、30mm外圆粗车：=1mm f=0.4mmr =60.3 mmin n=480rmin4、23mm外圆粗车：=1mm f=0.4mmr =45.2 mmin n=480rmin5、20mm外圆粗车：=1mm f=0.4mmr = 45.2mmin n=480rmin半精车：=0.7mm f=0.4mmr =32.1 mmin n=480rmin粗磨： =0.06mm f=0.05mmr =22 mmin半精磨：=0.04mm f=0.01mmr =26 mmin6、18.5mm外圆粗车：=1mm f=0.3mmr =45.2 mmin n=480rmin7、19.5mm外圆粗车：=1mm f=0.3mmr =45.2mmin n=480rmin8、17mm外圆粗车：=1mm f=0.3mmr = 45.2mmin n=480rmin9、15mm外圆粗车： =1mm f=0.3mmr =45.2 mmin n=480rmin半精车：=0.7mm f=0.3mmr =24.6 mmin粗磨： =0.06mm f=0.05mmr =22 mmin半精磨：=0.03mm f=0.01mmr =26 mmin10、8mm孔钻孔： =2mm f=0.2mmr =20 mmin n=480rmin扩孔： =1.5mm f=0.03mmr =20 mmin4.1.6 确定工时定额 基本时间t基 t基 = 式中 i= n= 加工长度（mm） 刀具的切入长度（mm） 刀具的切出长度（mm） 进给次数 z加工余量（mm） 背吃刀量（mm） 进给量（mm/） 机床主轴转速（/） 切削速度（/） d加工直径（mm） 辅助时间 t辅助=（5%15%）t基 操作时间 t操作= t基+ t辅助 布置时间 t布置=（2%7%）t操作 休息时间 t休=2%t操作 准备终结时间 t准终= （5%15%）t操作 单件时间 t单件= t基+ t辅助+ t布置+ t休例：粗车25mm外圆柱面的工时定额计算 1+10+1=12，f=0.4mmr，n=480 rmin，i=1 , 5次走刀 因此可由计算公式得 t基 = =0.063min t单件=5（ t基+ t辅助+ t布置+ t休）=0.35min t准终= （5%15%）t操作=0.063min同理，可计算得其他工步的工时定额。 各工步的工时定额：1） 25mm外圆：粗车： t单件=0.35 min t准终=0.032 min 半精车： t单件=0.08 min t准终= 0.011min 2）60mm外圆：粗车： t单件=0.36 min t准终=0.049 min3） 30mm外圆：粗车： t单件= 1.54min t准终=0.44 min4） 23mm外圆：粗车： t单件= 0.57min t准终=0.082 min5）20mm外圆：粗车： t单件=0.78 min t准终= 0.11min半精车： t单件= 0.08min t准终=0.011 min粗磨： t单件=0.15 min t准终=0.021 min半精磨： t单件=1.14 min t准终= 0.16min 6）18.5mm外圆：粗车： t单件=0.15 min t准终=0.021 min 7）19.5mm外圆：粗车： t单件=0.36 min t准终=0.05 min 8）17mm外圆粗车： t单件=1.14 min t准终= 0.17min 9）15mm外圆：粗车： t单件=0.91 min t准终=0.13 min半精车： t单件=0.19 min t准终=0.026 min粗磨： t单件=0.15 min t准终=0.021 min半精磨： t单件= 0.68min t准终=0.094 min 10）8mm孔： 钻孔： t单件=0.78 min t准终=0.11 min 扩孔： t单件=0.24 min t准终=0.032 min 11）60mm端面：粗车： t单件=0.15 min t准终=0.022 min 12）粗磨端面： 23mm大端面：t单件=0.13 min t准终=0.018 min 15mm大端面： t单件=0.14 min t准终=0.019 min4.2 齿轮零件编制4.2.1零件的分析（一） 零件的作用 零件是从挡风玻璃密封胶条安装机工作头部分拆出的齿轮，它主要是起传递运动和动力的作用。利用步进电机提供的动力，通过齿轮和齿条传动实现导向钩的上下往复运动。要求零件的硬度符合要求（调质处理hbs=240）。（二） 零件的工艺分析 齿轮的精度等级为8-8-8，即齿轮第公差组精度等级为8级，第公差组精度等级为8级，第公差组精度等级为8级。满足齿轮传动的技术要求：1）传递运动的准确性2）工作的平稳性3）齿面接触的均匀性4）有一定的齿侧间隙该零件是工作头中控制导向钩上下往复运动的关键零件之一，零件小批量生产，属于齿轮类零件。主要加工面18外圆，3销孔，6.4中心孔，齿轮的齿顶圆，齿形加工。销孔与销配合，起到定位与传递动力的作用。中心孔与步进电机的输出轴联结，要求表面粗糙度较小。根据工作性能与条件，零件的部分表面有圆跳动、圆柱度等形位公差的要求，有热处理要求（调质处理）。技术要求：1）锻件应符合jb/t 5000.8-1998 重型机械通用技术条件2）调质hb=240；3）未注倒角1454）未注圆角r1。按要求完成零件。4.2.2 工艺规程的设计（一） 确定毛坯的制造形式 对一般传动齿轮，齿轮材料应具有一定的接触强度、弯曲疲劳强度和耐磨性要求。该齿轮为一般传动齿轮。 零件的材料为45号钢，由于是单件小批零生产的水平，而且零件的结构尺寸不大，零件的结构较简单，表面质量要求不高，故可以采用自由锻造的方式加工零件的毛坯。（二） 基准面的选择1、 粗基准的选择根据粗基准的选择原则：1）选用的粗基准应便于定位，装夹和加工，并使夹具结构简单；2）为保证某重要表面的粗加工余量小而均匀，应选用该表面为粗基准；3）粗基准面应平整，光洁，没有浇口冒口或飞边等缺陷，以便于定位可靠4）粗基准在同一尺寸方向上，一般只能使用一次。 对于本零件而言，外圆有跳动要求，需要在一次装夹中完成加工，所以在毛坯上设计夹头，以夹头外圆做粗基准，一次加工要求的外圆。用三爪自定心卡盘装夹。2、 精基准的选择 精基准的选择主要考虑减少定位误差，保证加工精度和安装方便准确。根据精基准的选择原则：1）基准重合原则2）基准统一原则3）自为基准原则4）互为基准原则因为有端面圆跳动要求，加紧外圆，车内孔和断面，以内孔定位，精加工外圆、端面及其他表面。（三） 机床的选择根据零件的尺寸较小，单件小批生产，零件的表面较简单，所以选择简单机床即可。车外圆采用ca6140，可达到ra3.2；外圆车刀；三爪自定心卡盘；游标卡尺； 车端面采用ca6140，可达到ra3.2；端面车刀；三爪自定心卡盘，游标卡尺；滚齿加工采用y3150e滚齿机； a级单头滚刀；压板；公法线千分尺； 钻孔采用ca6140；3mm麻花钻，6mm麻花钻；三爪自定心卡盘；内径千分尺； 绞孔采用手绞；手用绞刀3a，6a；钳工台；内径千分尺。4.2.3 确定工艺路线 毛坯采用自由锻造，但其所有平面均需机械加工。该零件的主要加工表面有外圆、内孔、端面、齿面及孔，其加工方法选择如下所示 6.4 mm孔：公差等级it7，表面粗糙度ra 1.6um 加工方法：钻精绞 3mm孔： 公差等级it7，表面粗糙度ra 1.6um 加工方法：钻精绞34mm齿顶圆柱面：公差等级it11，表面粗糙度ra 3.2um 加工方法：粗车半精车 18mm外圆： 公差等级it12，表面粗糙度ra 12.5um 加工方法：粗车齿轮左右端面：公差等级it11，表面粗糙度ra 3.2um 加工方法：粗车半精车 轴的端面： 公差等级it12，表面粗糙度ra 12.5um 加工方法：粗车齿面：滚齿（8级精度的不淬硬齿轮，用铣齿、滚齿或插齿）齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿形加工。齿坯的加工精度是齿轮加工、检验和装配的基准，对齿轮质量影响很大。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工，按照先基准及先粗后精的原则。齿形加工精度直接直接影响齿轮传动质量，是整个齿轮加工的核心。零件加工工艺路线：工序1 加工锻造毛坯工序2 预热处理（正火处理）工序3 画端面线及外形线工序4 粗车各外圆表面、端面和钻孔工序5 半精车齿轮外圆和端面，倒角工序6 绞孔工序7 调质处理工序8 滚齿工序9 钳工：倒角，去毛刺工序10 交检，入库4.2.3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 齿轮的材料是45号钢，零件的重量是0.065kg，生产类型是单件小批量生产，由于毛坯采用自由锻造，锻造精度等级f，确定毛坯的尺寸a) 18外圆加工路线 粗车加工余量 粗车1.5mm工序尺寸及精度 粗车后18mm，ra12.5，it12毛坯尺寸18+1.5=19.5mm取25mmb) 34mm齿顶圆 加工路线 粗车半精车加工余量 粗车2.0mm，半精车1.5 mm工序尺寸及精度 半精车后34mm，ra3.2，it11 粗车后 34+1.5=35.5mm，ra12.5，it12 毛坯尺寸35.5+2.0=37.5mm取40mmc) 3 mm孔加工路线 钻孔精绞加工余量 钻孔一次达2.9mm，精绞0.1mm工序尺寸及精度 精绞后3mm，ra1.6，it7 钻孔后 3-0.1=2.9mm，ra12.5，it12d) 6.4mm孔加工路线 钻孔精绞加工余量 钻孔一次达6.2mm，精绞0.2mm工序尺寸及精度 精绞后6.4mm，ra1.6，it7 钻孔