双联齿轮加工工艺与夹具知识讲解Word格式.docx
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(二)基准的选择
零件在加工、测量和装配过程中所采用的基准称为工艺基准。
零件的尺寸精度需通过正确的定位才能保证,故对基准的选择予以分析。
(1)粗基准的选择
按照粗基准的选择原则,选择加工余量小的、较准确的、表面质量好的、面积较大的毛面作粗基准。
因此选择毛坯大端面作为粗基准。
(2)精基准的选择
粗加工完成后,选择一孔(花键孔)两面(端面和圆面)作为精基准。
这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。
在加工某些表面时,可能会出现基准不重合,这时需要进行尺寸链的换算。
(三)、齿端加工
如图2所示,齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱,和去毛刺等。
倒圆、倒尖后的齿轮,沿轴向滑动时容易进入啮合。
倒棱可去除齿端的锐边,这些锐边经渗碳淬火后很脆,在齿轮传动中易崩裂。
图2齿端加工形式
用铣刀进行齿端倒圆,如图3所示。
倒圆时,铣刀在高速旋转的同时沿圆弧作往复摆动(每加工一齿往复摆动一次)。
加工完一个齿后工件沿径向退出,分度后再送进加工下一个齿端。
图3齿端倒圆加工形式
齿端加工必须安排在齿轮淬火之前,通常多在滚(插)齿之后。
(四)、精基准修正
齿轮淬火后基准孔产生变形,为保证齿形精加工质量,对基准孔必须给予修正。
对外径定心的花键孔齿轮,通常用花键推刀修正。
推孔时要防止歪斜,有的工厂采用加长推刀前引导来防止歪斜,已取得较好效果。
对圆柱孔齿轮的修正,可采用推孔或磨孔,推孔生产率高,常用于未淬硬齿轮;
磨孔精度高,但生产率低,对于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮,或内孔较大、厚度较薄的齿轮,则以磨孔为宜。
磨孔应以齿面定位,符合互为基准原则。
(五)工艺路线的拟定
工艺路线的拟定
为保证达到零件的几何形状、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。
由于生产纲领为批量生产,所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具,并考虑工序集中,以提高生产率和减少机床数量,使生产成本下降。
工艺路线:
锻造、正火
1粗车外圆及端面2拉花键孔3去毛刺
4精车外圆及端面5检验6滚齿
7插齿8倒角9去毛刺
10剃齿11齿部高频淬火12推孔13衍齿14总检
毛坯为锻件,清理后进行正火处理,以消除内应力机械切削加工性能,在毛坯车间,对其认真检验分析,达到毛坯的技术要求,然后送到机械加工车间来加工。
机械加工工艺过程卡
零件名称
双联齿轮
方式
锻造
毛坯
第一页
零件生产批量
100
40Cr钢
零件外形尺寸
大齿圈Φ87.5
小齿圈Φ56.5
工序号
工种
工序名称
机床型号
夹具名称
刀具名称
辅助名称
量具
10
车
粗车外圆及端面留余量1-1.5mm
CA6140
三抓卡盘
高速钢车刀
游标卡尺150×
0.02
20
钻镗花键孔至尺寸Φ28H7
C6136(专)
钻扩复合钻Φ28
1-50mm内径千分尺
30
拉
拉花键孔至规格
L6120
拉床夹具
矩形花键拉刀
拉床夹头
花键量规
40
钳
去毛刺
50
上芯轴,精车外圆,端面及槽至设计尺寸
上芯轴装夹
高速钢外圆,端面及车槽刀
60
铣
滚齿(Z=33)留剃余量0.06-0.08mm
Y3150E
高速钢剃前齿轮滚刀
CD320G光栅式多能单面啮合检查仪
70
插齿(Z=19)留剃余量0.03-0.05mm
Y5132
盘形直齿插齿刀
80
倒角(1,2齿15o牙角)
75o外圆车刀
90
剃齿(Z=33)公法线长度至尺寸上限
Y4232C
盘形剃齿刀
110
剃齿(Z=19)公法线长度至尺寸上限
120
热处理
齿部高频淬火
130
推孔
140
珩齿
砂轮
(六)工序卡
工序简图
粗车
中国矿业大学
第1页
机床名称
车床
毛坯材料
三爪卡盘
辅助夹具
冷却液
序号
工序内容
转数∕(r∕min)
切削速度∕(m∕min)
进给量∕(mm∕r∕min)
量具名称
粗车外圆及端面,留余量1-1.5mm
750
56.5
0.4
硬质合金车刀
游标卡尺150*0.02
工序名称
钻镗花键孔
第2页
钻Φ28孔夹具
乳化液
转数∕
(r∕min)
切削速度∕
(m∕min)
进给量
(mm∕r∕min)
钻花键孔至尺寸Φ28H7
麻花钻,YG8硬质合金镗刀
0-250内径千分尺
第3页
拉床
拉夹具
280
3.6
2.5
钳工去毛刺
第4页
工具名称
锉刀
精车
第5页
上芯轴精车外圆、端面及槽至要求
游标卡尺100*0.02
滚齿Z=33
第6页
滚齿机
滚齿(Z=33)留齿余量0.06-0.08mm
64
32.4
高速钢滚刀
插齿Z=19
第7页
插齿机
油
插齿(Z=21)留齿余量0.04-0.06mm
18.3
0.32
高速钢插刀
车倒角
第8页
车倒角(15o)
45o外圆车刀
游标卡尺
第9页
剃齿Z=33
第10页
剃齿机
剃齿(Z=33)
230
0.35
剃齿Z=19
第11页
剃齿(Z=19)
第12页
电阻加热炉
45钢
淬火件挂钩
淬火介质
水
控温仪
第13页
修正花键底孔
第14页
研磨机
上心轴装夹
0.0068
四、机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定
(一)、毛坯尺寸的确定,画毛坯图
双联齿轮是一些设备变速箱中,通过与操纵机构相结合,滑动齿轮,从而实现变速。
要求配合精度较高,力学性能较好,且生产纲领是成批生产,所以毛坯选用模锻件,再给以正火处理,以消除锻件在锻造过程中的内应力。
由文献1,该种锻件的公差等级为CT7~9级,故取CT为9级。
由文献1可用查表法确定各表面的总余量,但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距,故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。
由文献1可查出锻件主要尺寸的公差,先将调整后的主要毛坯尺寸及公差,如下表所示:
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
φ87.5外圆
87.5
5
92.5
Φ57.5外圆
57.5
4
61.5
41长
41
46
18厚
18
3
21
23厚
23
2
25
花键孔
28
由此可绘出零件毛坯图
(二)、选择工序加工余量
1.粗车外圆及端面,钻镗花键底孔至尺寸φ28
(1)已知φ87.5外圆长度方向上的加工余量为3mm,故分一次加工,长度加工公差为IT11级,标准公差0.013mm。
(2)进给量《切削简明手册》当刀杆尺寸为16mm×
25mm,ae≤3mm时,以及工件直径为Φ87.5时,
按CA6140车床说明书取
。
由于存在间歇加工所以进给量乘以
所以:
实际进给量
按CA6140车床说明书
(3)计算切削速度。
按《切削简明手册》表1.27,
切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)
刀具材料YG6
查表得:
Cv=158xv=0.15yv=0.4M=0.2
修正系数Ko见《切削手册》表1.28
kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04kBV=0.81
得:
(4)确定机床主轴转速
按CA6140车床说明书
所以实际切削速度
a、按机床进给强度决定进给量:
根据表2.9,
当
可确定
按CA6140车床说明书取
b、钻头最大磨损量取0.8,寿命
.
c、切削速度由《切削用量简明手册》得V=21m/min
由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min
取
实际
d、基本工时,
入切量及超切量由表查出
所以
2、扩孔
刀具直径
;
刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大,为了节省停车和调换走刀量等辅助时间,n和f都不变,所以Tm同上
倒角刀具15°
锪钻,由于两孔直径相差不大,以表面粗度要不高手动进给。
3、倒角
刀具:
专用刀具。
此工序使用到专用刀具与手动进给。
检验机床功率按《切削用量简明手册》表
可以查出当
按CA6140车床说明书主电机功率P=11kw
4拉花键孔
单面齿升:
根据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿
为0.06mm,
拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工时
式中:
Zb单面余量2.5mm(由Φ27mm拉削到Φ32mm);
L拉削表面长度,42mm;
η考虑校准部分的长度系数,取1.2;
k考虑机床返回行程系数,取1.4;
v拉削速度(m/min);
fz拉刀单面齿升;
Z拉刀同时工作齿数,Z=l/p;
P拉刀齿距。
∴拉刀同时工作齿数
∴其本工时
5.齿轮加工
(1)滚齿加工33齿
由文献2表
V=312/T0.33S0.5
N=0.124s0.9m1.7/D
S=2.5,T=240min,m=4
(2)插齿加工19齿
由文献2表10-174
V=49/T0.2s0.5m0.3
N=179×
10-4sm2/20.11
又由文献2表10-189,10-192
S=0.32,T=300min,
代入上式得
V=18.3m/min,
P=0.062kw
由
(1)、
(2)计算它们均小于机床所能提供的功率,故符合要求。
6.齿部高频淬火
7.珩齿
精磨工件,砂轮宽度b=2mm
纵向进给量:
工作台单行程的横向进给量
五、花键加工夹具设计
夹具是一种装夹的工艺装备,广泛的应用在机械加工、装配、检验、热处理、焊接等工艺过程中。
在机械加工过程中,为了使加工的工件符合图样要求,就必须使工件相对于机床和刀具的位置正确,并保持其位置不变。
这就要用到夹具。
机床夹具可以保证工件加工精度,稳定产品质量;
扩大机床使用范围,充分发挥机床潜力;
缩短装夹时间,提高劳动生产率;
减轻工人的劳动强度等。
机床夹具分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和可调夹具,本次设计的夹具是用来加工花键,属于专用夹具。
夹具由定位元件,夹紧元件等组成。
一、工件在夹具中的定位
设计的夹具,工件以圆柱孔和端面定位,定位基准是夹具上端面和圆柱孔内表面。
造成定位误差的原因有两个,一是定位基准与工序基准不重合;
二是定位基准与限位基准不重合。
二、工件的夹紧
工件的夹紧采用球面压板,通过两个螺栓压紧压板,是球面压板能平衡的压紧工件使工件在有较好精度的同时,又能使成本降低结构简单。
因为在装卸工件时,拧螺母可能使螺栓打滑,需要工人用扳手从下面固定螺栓,而在留扳手工作余地时需要在底下留足够的空间,要开两个空间,所以只能用两个螺栓,因此降低了夹紧力的平衡,降低了加工精度。
六、主要参考文献
1、《金属切削机床夹具设计手册》;
上海柴油机厂编;
机械工业出版社
2、《机械制造工艺与夹具》;
卞洪元编;
北京理工大学出版社
3、《机械制造技术基础课程设计》;
陈立德编;
等教育出版社
4、《机械制造工程原理》;
冯之敬编;
清华大学出版社
5、《现代机床夹具设计》、《现代机床夹具典型结构图册》;
吴拓编;
化学工业出版社
6、《机床夹具设计手册》;
杨黎明编;
国防工业出版社
七、课程设计心得
本次的课程设历时3周,独立完成,从各方面搜集资料再以自己的思路有所创新,发现自己学过的教材才是根本,只有熟悉了解掌握了教材,才能找到方向,只有详细查阅了教材,才能从书中得到设计的开端,网络是一个巨大的学习平台,从中可以找到好多设计思路,刚开始没有一点头绪,等找到了思绪,设计思路就立刻在脑中形成,就可以马上开工,有了思路后就和同学一起去图书馆,借相关资料,找到对自己设计有力的知识点,书上的东西虽然是基础的,但有了基础我们才能向更深的领域迈进,没有这个基础我们永远都不会享受到成功的喜悦。
设计时要把大部分时间花在设计思路上,只有思路清晰了才能有序的进行下一部工作,在绘制各种零件图或毛坯图的时候,思想要集中因为图纸比较繁琐,一点点的忽略就可能导致图纸的错误,从机械图的绘制又重新复习了一次CAD,这种基础工具要经常要上手,不然就会忘记,总之经历了3周的课程设计,掌握了自己好久所没法学习到的知识,在此非常感谢辅导老师对我们的教导。
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