【正文】 ...................................... 34 致 謝 ...................................................................................................................................... 35 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 1 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部的基礎(chǔ)課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)之后進(jìn)行的。因此 ,它在我們四年的大學(xué)生活中有重要的地位。 就工藝編制而言，加工工藝由零件特點(diǎn)，技術(shù)要求，加工工藝過程卡，工藝分析和質(zhì)量評(píng)定等五個(gè)部分。從而保證加工的各種精度要求。夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固夾緊。在夾具設(shè)計(jì)整個(gè)過程中，始終 要貫穿這樣的思想。刀具的結(jié)構(gòu)是為刀刃服務(wù)的。結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)明實(shí)用，工藝性好，便于制造，易于推廣。編寫這本說明書，參考了許多資料，并且得到了指導(dǎo)老師 張良棟 老師的細(xì)心指導(dǎo)，以及本 班同學(xué)的相互探討，還有機(jī)自教研室的其他老師的指導(dǎo)，在此致謝。 編者 二 OO七年五月 第一章 X6232C 齒輪的加工工藝 2 第一章 X6232C 齒輪的加工工藝 X6232C 齒輪的工藝分析 X6232C 齒輪是 X6232C 銑床上重要的傳動(dòng)零件之一，其零件尺寸小，結(jié)構(gòu)也不是很復(fù)雜。本零件各表面粗糙度在 ,所以 各表面的加工并不困難。基準(zhǔn)孔 28 7H? mm 要求 也很容易加工，對(duì)于M8螺紋用兩端面定位，縱向不要求位置精度，加工亦沒什么問題。 X6232C 齒輪的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問題。 圖 11 齒輪零件圖 確定毛坯的制造形式 齒輪是 X6232C 銑床上主要傳動(dòng)零件之一， 可以傳遞空間 平行 兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，所以 要求 其 具有一定的強(qiáng)度。 毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴． 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 ⑵．選擇加工余量要求均勻 的重要表面作為粗基準(zhǔn)。因而在加工時(shí)選擇 外圓面 作為粗基準(zhǔn)，加工 齒輪的端面 ，再以 加工出的 端面作為精基準(zhǔn)加工 外圓面 。 ⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。 ⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。 ⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 由于本齒輪零件全部表面都需要加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，因此應(yīng)選擇外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴．基準(zhǔn)重合原則。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而第一章 X6232C 齒輪的加工工藝 4 可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。 ⑷．自為基準(zhǔn)原則。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。并考慮工件裝 夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。具體就是選擇 Ф 28H7 孔及左端面作為X6232C 齒輪加工的精基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素 ⑴．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。 ⑶．要考 慮被加工材料的性質(zhì) 。 ⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。由參考文獻(xiàn) [2]《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有關(guān)資料可以確定其加工方法選擇如下： （ 1） Ф 70mm 外圓面 ，表面粗糙度為 ,需進(jìn)行粗車→半精車→精車 （查參考文獻(xiàn) [2] 表 ）。 （ 3） Ф 28mm 內(nèi)孔，表面粗糙度為 ,需進(jìn)行鉆孔→擴(kuò)孔→鉸孔 （參考文獻(xiàn) [2]表 ）。 （ 5） 右端面表面粗糙度為 ，需進(jìn)行粗車→半精車→精車，左端面表面粗糙度為 ，需進(jìn)行粗車→半精車 （參考文獻(xiàn) [2]表 ）。 （ 7）槽：槽的表面粗糙度為 ，采用 插槽刀進(jìn)行插削加工。齒坯加工包括各圓柱面及端面的加工。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。使用設(shè)備少， 大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。 ⑵．工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。 一般情況下， 像 X6232C 齒輪這種單件小批生產(chǎn) ，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理， 多將工序適當(dāng)集中。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段： ⑴．粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢 或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11~IT12。m。半精加工的公差等級(jí)為 IT9~IT10。 ⑶．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的 是保證零件的形狀位置幾精度 ,尺寸 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 7 精度及表面粗糙度 ,使各主要表面達(dá)到圖紙要求 .另外精加工工序安排在最后 ,可防止或減少工件精加工表面損傷。 ⑷．光整加工階段 對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。 此外，加工階段劃分后，還便于 合理的安排熱處理工序。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。 工藝路線 通過以上分析，本零件齒坯可按下述工藝路線進(jìn)行： 工序Ⅰ：以左端面及左端面處外圓定位，粗車外圓 ? ，粗車右端面。 工序Ⅲ：以外圓 ? 及右端面定位，半精車左端面，半精車→精車外圓70mm? 。 工序Ⅴ：以左端面及外圓 70mm? 定位，鉆 28mm? 孔，然后擴(kuò)→鉸 28mm? 孔，倒角。 工序Ⅷ：以 28 7H? 孔及端面定位，插 鍵 槽。 工序 Ⅺ ：鉗工去毛刺。 確定 X6232C 齒輪的偏差，機(jī)械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 X6232C 齒輪的 鍛造 采用的是合金鋼制造，其材料為 40Cr，硬度 HB241286，生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，毛坯采用的是自由鍛 造方式 。 ②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ④、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的 制造成本。在毛坯的種類、形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。確定時(shí)根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，由參考文獻(xiàn) [2]表 ，孔的加工余量由表 查得。 鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量為 估算為 。 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) S s m? 鍛 件外 廓 包 容 體m 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 9 假設(shè)鍛件的最大直徑為 Φ ，長(zhǎng)為 。 機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件重量、 F S1 查參考文獻(xiàn) [2]表 。由此查得直徑方向?yàn)?3mm，水平方向?yàn)?。鍛件中心孔的單邊余量查參考文獻(xiàn) [2]表 ，查得為 。 Ra 的表面，余量要適當(dāng)增大。 設(shè)計(jì)毛坯圖 確定毛坯尺寸公差 表 11 齒輪毛坯（鍛件）尺寸 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 ? ? 3 ? 709h? 3 76? 28 7H? ? 第一章 X6232C 齒輪的加工工藝 10 70 8H? 3 76? 本零件鍛件重量為 ， 40Cr 合金鋼含碳量為 %%，其最高含碳量為%，則毛坯公差可從參考文獻(xiàn) [6]表 查得。毛坯同軸度錯(cuò)差允許值為 , 查參考文獻(xiàn) [2]表 。本鍛件各部分的 H/B皆小于 2，所以可以按下式計(jì)算： r=+ R=+ 本鍛件的內(nèi)外圓角半徑分別取相同數(shù)值。 確定毛坯的熱處理 齒輪毛坯材料為 40Cr，硬度 HB241286，經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除 鍛件的殘余應(yīng)力 ，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細(xì)化而均勻的組織，從而改善了加工性。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。 （ 2） 工序Ⅴ、Ⅵ為鉆孔、鉸孔。 工序Ⅹ攻螺紋時(shí)可選擇 Z3025 搖臂鉆床。從加工要求及尺寸大小考慮，查參考文獻(xiàn) [3]表 Y58型插床 。應(yīng)選插床。前四道車床工序用三 爪自定心卡盤，插齒工序用設(shè)計(jì)出的專用夾具。加工鋼質(zhì)零件采用 YT 類第一章 X6232C 齒輪的加工工藝 12 硬質(zhì)合金，粗加工用 YT5，半精加工用 YT15，精加工用 YT30。切槽刀宜選用高速鋼。 （ 3） 插槽刀 查參考文獻(xiàn) [3]選高速鋼插 槽 刀。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度確定。 表 13 圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 Ф 外圓 Ф 840 Ф 0 181。m Ф 70h9 外圓 1 Ф Ф Ф 70 Ф 55 處溝槽 15 Ф 55 Ф 65 處溝槽 5 Ф 65 確定軸向的工序尺寸 （ 1） 花鍵孔 Ф 280+ 毛坯為實(shí)心，鉆通孔。己知加工材料為 40Cr， σ b=1000MPa，鍛件有外皮；機(jī)床為 C620— 1型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》第一部分表 ，由于 C620— 1機(jī)床的中心高 200 mm(參考文獻(xiàn) [7]表 )，故選刀桿尺寸 B?H＝ 16mm? 25mm，刀片厚度為 4． 5mm。=10 ，刃傾角 s?? 00，刀尖圓弧半徑 r?? 。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]表 ， C620— 1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 允 許的進(jìn)給力 maxF ? 3530N。 查參考文獻(xiàn) [7]表 的修正系數(shù)為0 ?， sfFk? ?， rfkFk ?，故實(shí)際進(jìn)給力為 75 0 7 88 N N? ? ? 第一章 X6232C 齒輪的加工工藝 14 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的 f=。 (4)確定切削速度 ? 切削速度 ? 可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]表 ，當(dāng)用 YTl5 硬質(zhì)合金車刀加工 1000b MPa? ? 合金鋼，3pa mm? ， /f mm r? ，切削速度 ? =109m/min. 查參考文獻(xiàn) [7]表 切削速度的修正系數(shù)為 ? ， ? ， rvkk ?， ? ， kvkk??，故 109 / m i n / m i nv m m? ? ? ? ? ? 1 0 0 0 1 0 0 0 5 2 . 5 / m in 1 3 8 . 9 / m in121vn r rd?? ?? ? ?? 式（ ） 按 C620— 1機(jī)床的轉(zhuǎn)速 (參考文獻(xiàn) [2]表 )，選擇 n=120r/min=則實(shí)際切削速度 v=。 查參考文獻(xiàn) [7]表 切削功率的修正系數(shù)rckPk ?，0 c c cr P MP KPk k k? ? ?，cTPk ?，cSPk ?，ctPk ?，故實(shí)際切削時(shí)的功率為 kw? 根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]表 ，當(dāng) n=120r/min 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率 kw? 。 最后確定的切削用量為： pa =,