机械制造工艺课程设计-CA6140床头箱齿轮切削工艺设计（全套图纸）.doc

CA6140床头箱齿轮切削工艺设计说明书课程名称：切削工艺课程设计设计题目：床头箱齿轮B全套图纸加153893706目录1.零件工艺分析11.1零件概述11.2技术要求分析21.3零件工艺分析31.3.1零件结构功用分析31.3.2零件技术条件分析31.3.3零件结构工艺性分析31.3.4零件加工方法的确定32.零件工艺设计42.1表面加工方法的选择42.2定位基准的选择42.2.1精基准的选择42.2.2粗基准的选择42.2.3装夹52.3制定工艺路线52.3.1加工顺序的安排52.3.2热处理工序的安排62.4加工余量的确定62.4.1加工总余量62.4.2工序余量6参考文献91. 零件工艺分析1.1 零件概述1) 零件名称: CA6140床头箱齿轮B2) 材料：40Cr3) 生产性质：单件小批量生产（5件）零件图如图所示：零件图与原图的比较：将原图中表面光洁度按照新国标改为表面粗糙度重新标记，方便加工人员操作加工。图1 常用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度1.2 技术要求分析加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度要求表面粗糙度Ra/um齿轮齿顶33IT50.8端面32IT71.6小齿轮IT86.3内孔IT71.6孔IT1125端面65IT86.3端面95IT71.6圆角R2R2边倒角C1.5C1.5槽6X56X51.3 零件工艺分析1.3.1 零件结构功用分析床头箱齿轮是用于传递运动和力的一种零件，是回转面、齿面（渐开线）和平面的结合，外面有一组齿轮，内部有阶梯孔，其要求齿轮有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。1.3.2 零件技术条件分析从零件图上可以看出该零件只对表面粗糙度有要求，因而选用加工方法时主要考虑表面粗糙度要求，从而确定加工方案。1.3.3 零件结构工艺性分析对该齿轮的基本要求是高强度、高耐磨性和回转平稳性，零件的材料为合金钢，铸造性能不好，故零件毛坯用锻造方法获得。1.3.4 零件加工方法的确定为改善零件的加工性能，首先对毛坯进行正火处理，零件图对粗糙度有要求，因此根据粗糙度的不同要求选用不同的加工方法，该齿轮表面粗糙度要求不高的表面，如凹槽、安装孔、阶梯孔内表面及大齿轮左右端面采用粗车就可以了，而粗糙度要求一般的表面，如外圆表面、小齿轮端面精车可以达到要求，表面粗糙度要求较高的表面，如齿轮内孔、零件右端面则采用磨削加工。在进行精加工之前，对表面硬度有要求的表面还要进行热处理。2. 零件工艺设计2.1 表面加工方法的选择加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度要求表面粗糙度Ra/um加工方法齿轮齿顶33IT50.8滚齿磨齿端面32IT71.6粗车-精车磨小齿轮IT86.3粗车-精车磨内孔IT71.6粗车-精车磨孔IT1125钻端面65IT86.3粗车-精车磨端面95IT71.6粗车-精车磨圆角R2R2边倒角C1.5C1.5粗车槽6X56X5粗铣2.2 定位基准的选择2.2.1 精基准的选择选择精基准时，应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。具体选择原则为：“基准重合”原则，“基准统一”原则。为了满足上述两个原则，观察零件图。128外圆的设计基准为支架底面。因此选择128外圆面为精基准。满足了基准重合和基准统一原则。侧面平面以及各个孔均没有形位公差要求。但也应尽量与底面垂直。因此同样选择齿轮底面和加工后的128外圆面为精基准。2.2.2 粗基准的选择粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系有重影响。具体选择原则为：保证相互位置要求原则、余量均匀分配原则、粗基准在一个定位方向上只允许使用一次原则作为粗基准的表面应平整，没有飞边，毛刺或其他表面欠缺。由于必须保证工件上加工面之间的相如位置要求，如齿轮零件必须要求壁厚均匀。这里选择128外圆的未加工表面。2.2.3 装夹使用平口钳，三爪卡盘装夹。2.3 制定工艺路线2.3.1 加工顺序的安排合理的加工顺序对保证零件质量、提高生产率和降低成本至关重要。在安排加工顺序时一般遵循以下原则：1) 先基准后其他：应首先安排被选作精基准的表面加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其他表面的加工。此零件加工过程中，先安排基准面（侧面平面）的加工，为后续加工提供基准。2) 先粗后精：在加工过程中，先安排粗基准的加工，再以此为基准加工就精基准。3) 先主后次：主要平面通常是零件的设计基准，先加工主要平面为后续加工次要平面提供基准。4) 先面后孔：先将平面加工出来，再以平面为基准加工孔和孔系。此外，在毛皮面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先面后孔可有效避免上述情况的发生。安排如下：加工表面加工方法机床夹具刀具齿轮齿顶滚齿磨齿滚齿机，磨床心轴端面粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀小齿轮粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60偏刀内孔粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀孔钻钻床三爪卡盘麻花钻端面粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀端面粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀圆角R2车床三爪卡盘边倒角C1.5粗车车床三爪卡盘60偏刀槽6X5粗铣铣床平口钳立铣刀2.3.2 热处理工序的安排在切削加工前进行退火处理改善切削性能。考虑到在磨削前应该进行淬火处理。将磨削推迟到最后进行。所以将顺序改善如下:加工表面加工方法机床夹具刀具退火齿轮齿顶滚齿磨齿滚齿机，磨床心轴端面粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀小齿轮粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘45偏刀内孔粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀孔钻钻床三爪卡盘麻花钻端面粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀端面粗车-精车磨车床、磨床三爪卡盘60弯刀淬火圆角R2车床三爪卡盘边倒角C1.5粗车车床三爪卡盘45偏刀槽6X5粗铣铣床平口钳立铣刀2.4 加工余量的确定2.4.1 加工总余量由于毛坯为锻造毛坯，所有表面均需机加工。机加工余量随锻件大小、材质及加工面在铸型中的位置而变。由于锻件加工余量已定，所有加工面加工余量都是2mm。2.4.2 工序余量工序余量是指相邻两工序的尺寸之差，也就是某道工序所切除的金属层的厚度，其与加工余量的关系为：其中：某加工表面的总余量；该表面的机械加工工序（工步）数；该表面第i个工序（工步）的加工余量；影响工序余量的因素：前工序表面粗糙度和表面缺陷层深度；前工序的尺寸公差；前工序留下的空间误差(直线度、位置度、同轴度、平行度、垂直度等)；本工序的安装误差；根据工序余量参考表可查得各主要加工面工序余量如下：粗铣半精细前保留加工余量mm，磨削之前保留0.5mm。粗磨保留0.5mm钻孔保留1mm粗车保留5mm精车保留1.3mm并参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 mm外圆表面工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差磨外圆0.2125.20.017精车外圆0.4125.40.039粗车外圆31280.3毛坯71321.0mm齿轮顶面工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差磨外圆0.2240.20.017精车外圆0.4240.40.039粗车外圆32430.3毛坯102501.0mm内圆表面工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差磨外圆0.299.80.017精车外圆0.499.60.039粗车外圆3970.3毛坯10901.0mm齿轮顶面工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差磨外圆0.2128.20.017精车外圆0.4128.40.039粗车外圆31310.3毛坯1222501.0大齿轮左右端面工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差粗车0330.3毛坯43761.0整个零件左右端面工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差磨削0.297.20.017精车0.497.40.039粗车31000.3毛坯151121.0参考文献1. 张世昌，李旦主编 机械制造