ca6140车床齿轮84003.doc

机械制造工艺学课程设计说明书题目 CA6140车床齿轮课程设计 专业 机械设计制造及其自动化 班级 13101103 学生姓名 施吉 指导教师 赵艳红 陶林 2015 年 12 月 28 日沈阳工学院目 录 ca6140车床齿轮加工工艺过程的制定1. 零件的分析12. 毛坯的选则12.1 确定加工余量22.2 毛坯尺寸的确定23. 工艺规程设计23.1 定位基准的选择23.2 零件表面加工方法的选择33.3 工艺路线的拟定34. 工艺设计44.1 选择加工设备44.2 确定工艺尺寸54.3确定铣槽的工艺尺寸55 切削用量6致谢9参考文献101.零件的分析齿轮零件的图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔68K7mm要求Ra0.8m有些偏高。本零件各表面的加工并不困难。关于4个5mm的小孔，其位置是在外圆柱面上5mmX1.5mm的沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面距离为2.5mm。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比较困难。位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，因此4个5mm的孔加工亦不成问题。图1.1零件的结构工艺行分析。零件的结构工艺性好好还是差对工艺过程的影响非常大，不同结构的两个零件尽管都能满足使用性能的要求，但它们的加工方法和制造成本却可能有很大的区别。良好的结构工艺性就是指在满足使用性能的前提下，能以较高的的生产率和最低的成本而方便的加工出来。2、 选择毛坯毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济性，因此要合理选择零件的毛坯。 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，做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。2.1确定加工余量 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数，由表2.2-25可查得，直径方向为1.7-2.2mm，水平方向也为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2.2-25查的为2.5mm2.2确定毛坯尺寸根据查得的加工余量适当选择稍大即可，只有68K7mm孔，因为表面粗糙度要求达到Ra0.8，故需增加磨削的加工余量，参考磨孔余量，确定磨削单面余量为0.5mm。其余个表面粗糙度均是Ra1.6m，因此，这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加工所查得的余量值即可。图2.13、工艺规程设计3.1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，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。即选68K7mm孔及一端面作为精基准。由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应选进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。外圆117h11表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。3.2 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。其加工方法选择如下：（1）90mm外圆面：为未标注公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra3.2m，需进行粗车及半精车。（2）齿圈外圆面：公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3.2m，粗车、精车即可。（3）106.50 -0.4mm外圆面：公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3m，粗车即可。（4）68K7mm内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra0.8m，毛坯孔已锻出，为未淬火钢，故加工方法采用粗车 、半精车，淬火、磨孔。（5）94mm内孔：为未标注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3m，毛坯孔已锻出，只需粗车即可。（6）端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度有两种要求。要求Ra3.2m的端面经粗车和半精车，要求Ra6.3m的端面，经粗车即可。 （7）齿面：齿轮模数为2.2，齿数为50，精度为7FL，表面粗糙度为Ra1.6m，采用A级单头滚刀滚齿。（8）槽：槽宽和槽深的公差等级分别为IT13和IT14，表面粗糙度分别为为Ra6.3m和Ra3.2m，采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣。（9）5mm小孔：采用复合钻头一次钻出即可。3.3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加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，齿坯加工按下述工艺路线进行： 工序1：以外圆106.5mm及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆90mm及台阶面，粗车外圆117mm,粗车孔68mm。 工序2：以粗车后的外圆90mm及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆106.5mm及台阶面，车5mmX1.5mm沟槽，粗车孔94mm，倒角。 工序30：以粗车后的外圆106.5mm及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆90mm及台阶面，半精车外圆117mm，半精车孔68K7,倒角。 工序4：以外圆90mm及端面定位，粗铣4个槽。工序5：以68孔及端面及粗铣后的一个槽定位，半精铣4个槽。 工序6：以孔68及端面及粗铣后的一个槽定位，钻4个孔。工序7：以孔68及端面定位，滚齿。工序8：热处理。工序9：以90mm外圆及端面定位，磨68孔。 工序10：以68孔及端面定位，磨齿。工序11：终检。4、 工序设计为保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。4.1选择加工设备与工艺设备工序号机床设备夹具量具切削刀具1CA6140三爪自定心卡盘游标卡尺外径千分尺极限量规DT1590车刀 YT1590 车刀 车孔刀2CA6140三爪自定心卡盘游标卡尺外径千分尺极限量规YT1590 车刀 车孔刀 切槽刀（高速钢） 45车刀3CA6140三爪自定心卡盘游标卡尺外径千分尺极限量规YT1590 车刀 车孔刀 切槽刀45车刀4卧式铣床X62铣槽夹具游标卡尺三面铣刀5卧式铣床X62铣槽夹具游标卡尺三面刃铣刀6Z518立式钻床钻床夹具游标卡尺复合钻7Y3150型滚齿机滚齿夹具公法线百分尺模数为2.25 A级精度滚刀9M2110磨床通用夹具极限量规A60K砂轮10Y7130磨齿机通用夹具公法线千分尺4.2确定工序尺寸确定圆柱面的工序尺寸工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度加工表面粗半精精粗半精精粗半精精117h11外圆2.51.5118.50 -0.51170 -0.22Ra6.3mRa3.2m106.50 -0.43.5106.50 -0.4Ra6.3m90外圆2.51.591.590Ra6.3mRa3.2m94孔594Ra6.3m68K7孔32165+0.19 067+0.074 068+0.009 -0.021Ra6.3mRa3.2mRa0.8m 4.3确定铣槽的工序尺寸半精铣可达到零件图样要求，则该工序尺寸：槽宽为16+0.28 0mm，槽深15mm。粗铣时，为半精铣留下加工余量，槽宽双边余量为3mm，槽深余量为2mm，则粗铣的工序尺寸：槽深为13mm,槽宽为13mm。5 . 确定切削用量切削用量包括切削深度、切削速度、进给量三项，确定方法是先确定切削深度、进给量，最后确定切削速度。1. 工序1（车端面，外圆及镗孔）（1） 确定粗车外圆118.50 -0.54mm的切削用量 确定切削深度ap ap=121-118.5/2mm=1.25mm 确定进给量f f=0.66mm/r 确定切削速度v v=0.76m/s=45.6m/min (2)确定粗车外圆91.5mm，端面及台阶面的切削用量，采用车外圆118.5mm的刀具加工这些表面，加工余量皆可一次走到切除，车外圆91.5的f=0.66mm/r，车端面及台阶面f=0.52mm/r。（3）确定粗镗孔65+0.19 0mm的切削用量 确定切削深度ap ap=65-62/2mm=1.5mm 确定进给量f f=0.20mm/r确定切削速度v v=78m/min2. 工序2（车端面、外圆、台阶面、车孔、车沟槽及倒角）切削用量 工步ap（mm）f（mm）v（m/s）粗车端面1.70.520.69粗车外圆106.60 -0.41.750.660.69粗车台阶面1.70.520.74车孔及台阶面2.5及1.70.21.13车沟槽手动0.17倒角手动0.693. 工序3（车端面、外圆、车孔、车沟槽及倒角）切削用量（1） 确定半精车外圆1170 -0.22mm的切削用量 确定切削深度ap ap=118.5-117/2mm=0.75mm确定进给量f f=0.30mm/r确定切削速度v v=141.6m/min（2） 确定半精车外圆90mm、端面、台阶面的切削用量，采用半精车外圆117mm的刀具加工这些表面，车外圆90的ap=0.75mm，端面及台阶面的ap=0.7mm，车外圆90mm、端面及台阶面的f=0.30mm/r。（3） 确定半精车孔67+0.074 0mm的切削用量（4） 确定车沟槽的切削用量选用变速钢切削刀，采用手动进给，主轴转速n=40r/min=0.67r/s,切削速度v=8.4m/min。确定切削深度ap ap=67-65/2mm=1mm确定进给量f f=0.10mm/r4、工序4（粗铣槽）切削用量所选刀具为变速钢错齿三面刃铣刀，铣削宽度ap=13mm,铣削深度ap=13mm。（1） 确定每齿进给量fz=0.07mm/z（2） 选择切削速度v和工作台每分钟进给量fmz V=0.39m/s fmz=75mm/min则实际的每齿进给量为fz=75/2060mm/z=0.063mm/z5.工序5（半精铣槽）切削用量选用工具为变速钢错齿三面刃铣刀（1） 确定每齿进给量Fz,Ra3.2m(槽侧面) Fz =0.03mm/z（2） 确定切削速度v和工作台每分钟进给量fmz V=58.8m/min fmz=95mm/min Fz =0.032mm/z6.工序6（钻孔）切削用量刀具选用高速钢复合钻头，直径d=5mm，钻4个通孔，使用切削液（1） 确定进给量f，由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给。（2） 确定切削速度v，暂定f=0.16mm/r,v=17m/min。7.工序7（滚齿）切削用量选用标准的变速钢单头滚刀，模数m=2.25mm，直径63mm可以采用一次走刀切削至全深，工件齿面要求表面粗糙度Ra1.6m，可选择工件每转滚刀轴向进给量f=0.8-1.0mm/r，按Y3150型滚齿机进给量，选f=0.83mm/r，v=27m/min。8.工序9（磨68+0.009 -0.021mm孔）切削用量确定磨68mm孔的切削用量确定切削深度ap ap=68-67/2mm=0.5mm确定进给量f f=0.02mm/r确定切削速度v v=3248.72m/min致谢 实践的过程真的能够体悟到一种快乐,当然麻烦时时都有,可以说整个过程一直是痛苦并快乐着。每一个工艺路线如今想起来似乎都是历历在目,而其中的快乐与痛苦更让人珍惜。 例如在设计工艺卡过程中,我努力要将每一步分析好,可是,当我设计好路线是，又出现问题了,导致我的工艺路线残缺不全，好的加工路线不仅可以提高加工质量，还可以降低成本。 工艺卡的设计已给我留下了很深的印象。可能是我做事太过认真了,在老师建议要掌握好零件的定位,于是我重新分析每道工序,浪费了很多的时间,当别人已经填工艺卡片的时候,我还在分析图纸,最后晃晃张张的忙完了整个工序,我发现这并不是