锥齿轮座加工工艺规程及夹具设计说明书

-1-机械制造工程学课程设计说明书题目：锥齿轮座机械加工工艺规程及φ52H7孔夹具设计班级：姓名：学号：指导教师：完成日期：I任务书一、设计题目:锥齿轮座机械加工工艺规程及钻φ52H7孔夹具设计二、原始资料(1)被加工零件的零件图1张(2)生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1．所加工的零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程卡片1套4．绘制夹具装配图（A0或A1）1张5．课程设计说明书.1份四、进度安排本课程设计要求在1周内完成，具体细节内容听从老师安排务，必在周五早上进行答辩。五、指导教师评语综合评定成绩：指导教师I目录1锥齿轮座的工艺分析及生产类型的确定..............11.1锥齿轮座的作用............................11.2锥齿轮座的技术要求.........................21.3锥齿轮座工艺分析...........................42确定毛坯、绘制毛坯简图........................42.1选择毛坯..................................42.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量错误!未定义书签。2.3绘制锥齿轮座毛坯的铸造简图.................63.拟定锥齿轮座工艺路线............................83.1定位基准的选择.............................83.1.1精基准的选择.........................83.1.2粗基准的选择.........................83.2各面、孔加工方法的确定.....................83.3加工阶段的划分............................103.4工序的集中与分散..........................103.5工序顺序的安排............................103.5.1机械加工工序........................103.5.2热处理工序..........................123.5.3辅助工序............................123.6确定加工路线..............................124机床设备及工艺装备的选用.......................144.1机床设备的选用............................144.2工艺装备的选用............................145加工余量、工序尺寸和公差的确定.................146切削用量、时间定额的计算........错误!未定义书签。6.1切削用量的计算............................156.1.1扩孔工步............................156.1.2粗铰工步............................156.1.3精铰工步............................15II6.2时间定额的计算............................16I6.2.1基本时间jt的计算....................166.2.2辅助时间ft的计算.....................176.2.3其他时间的计算......................176.2.4单件时间djt的计算....................177夹具设计......................................187.1问题的提出...............................187.2夹具设计.................................197.2.1定位方案...........................197.2.2夹紧机构...........................197.2.3定位误差分析........................197.2.4切削力及夹紧力的计算................198参考文献........................错误!未定义书签。11锥齿轮座的工艺分析及生产类型的确定1.1锥齿轮座的作用锥齿轮座是一个典型的交叉孔零件（见图1—1），主要应用在混凝土拖泵中导向轮部件上，其上要安装两个配对锥齿轮座，因此主要的工作表面为Φ90mm和Φ52mm的两个孔。图1-121.2锥齿轮座的技术要求锥齿轮座的技术要求见表1-1表1-1锥齿轮座技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Raµm形位公差/mmΦ80mm孔Φ80IT136.3Φ73mm的孔Φ73IT136.3Φ90mm孔Φ90H7IT71.6Φ52mm孔Φ52H7IT71.6两端面164IT136.33Φ80mm孔的外圆面Φ100f7IT71.6φ52mm孔轴线101mm的端面Φ10105.005.0IT93.2锥销孔Φ8IT91.6Φ52mm孔端面Φ82IT136.3从锥齿轮座技术要求表来看，加工锥齿轮座主要存在以下加工难点：（1）Φ52mm孔和Φ90mm孔两尺寸属于空间尺寸，加工过程中难以测量，因而两尺寸的加工精度难以保证；（2）安装齿轮的两个交叉孔的中心线必须相交处于同一基准平面内，才能确保锥齿轮的传动效果。为此，通过对该零件的加工工艺性分析，找出了合理的加工方法，保证零件的加工质量。41.3锥齿轮座的工艺分析分析可知本零件材料为灰口铸铁，HT200。该零件具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，适应于承受较大的应力，要求耐磨的零件。锥齿轮座具有两组工作表面，他们之间有一定的位置要求。由零件图可知，φ90mm孔和φ52mm孔的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：1.以φ90mm孔为中心加工表面这一组加工表面包括，φ80mm的端面和倒角及内孔φ73mm、φ90mm的孔及退刀槽，φ120mm的孔，M5的内螺纹，M8的内螺纹，M8锥销孔。2.φ52mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ52mm的端面，孔和倒角及M6的内螺纹。这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：1.φ52mm孔的中心线与φ90mm中心线垂直度公差为0.012；2.φ52mm孔端面与φ90mm孔中心线的距离为119mm。由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。另外考虑到零件的精度不高可以在普通机床上加工。2确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯根据零件查资料知：零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为1.45kg。生产类型为大批量，可采用金属型铸造毛坯。由于各个孔都需要预先铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。零件基本尺寸在150—170之间，由表2-1可知，差得该铸件的52.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量尺寸公差等级CT为10级。由表2-5可知，机械加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。表2-1用查表法确定各加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级机械加工余量/mm尺寸公差备注上下端面164G44顶面降一级，双侧加工Φ52mm的端面119G43.2单侧加工Φ52mm孔Φ52H42.8孔降一级，双侧加工Φ73mm孔Φ73H43.2孔降一级，双侧加工表2-2由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表：主要加工表面零件尺寸/mm总余量/mm毛坯尺寸/mm6上下端面1646170Φ52mm的端面1196125Φ52mm的孔Φ52646Φ73mm的孔Φ733Φ702.3绘制锥齿轮座毛坯的铸造简图由表2-1和表2—2所得结果，绘制毛坯简图如图2-2所示。7图2—283.拟定锥齿轮座工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3.1.1精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择φ52mm孔的中心线和φ90mm孔的中心线作为精基准。3.1.2粗基准的选择对一般的箱体类零件来说，以底面作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，锥齿轮座以下底面作为粗基准。3.2各面、孔加工方法的确定根据锥齿轮座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表3-1：表3-1锥齿轮座各表面加工方案9加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/µm加工方案Φ80mm孔IT136.3粗车Φ73mm孔IT136.3粗车Φ90mm孔IT71.6粗车—半精车—磨Φ52mm孔IT71.6扩—粗铰—精铰两端面IT136.3粗车Φ80mm孔的外圆面IT71.6粗车—半精车10距Φ52mm孔轴线101mm的端面IT93.2粗车—半精车Φ52mm孔端面IT136.3粗铣锥销孔IT91.6钻3.3加工阶段的划分该锥齿轮座的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成面加工和孔加工两个阶段。加工过程中，首先加工面，然后加工各孔，最后加工各细节部分（攻丝、拉槽等）3.4工序的集中与分散该零件选用工序集中原则安排锥齿轮座的加工工序。该锥齿轮座的生产类型是大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.5工序顺序的安排3.5.1机械加工工序由于设计加工方案时要遵循“先基准后其他”原则、“先粗后精”原则、“先主后次”原则、“先面后孔”原则。制定机械加工工序如下：工序00粗车下端面11工序05粗车内孔Φ73孔工序10粗车Φ90孔工序15粗车Φ120孔工序20粗车上端面工序25粗车外圆面Φ100工序30粗车Φ80孔工序35半精车Φ90内孔，切退刀槽3*0.5工序40半精车Φ100外圆面，切3*1退刀槽工序45粗铣右端面工序50扩—粗铰—精铰Φ52内孔工序55钻孔4—M8螺纹底孔，攻丝4—M8工序60钻孔4—M5螺纹底孔，攻丝4—M5工序65钻孔3—M6螺纹底孔，攻丝3—M6工序70钻孔M3螺纹底孔Φ2通孔，后攻丝工序75磨Φ90内孔工序80磨Φ100外圆工序85磨Φ52内孔又因为工序集中有利于采用搞生产率机床；减少工件装夹次数，节省装夹工作时间；有利于保证各加工面的相互位置精度；减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作；所以最终制定机械加工工序如下：工序00铸造毛坯工序05时效，硬度要求HBS187~220工序10粗车下端面，粗车内孔Φ73孔，粗车Φ90孔，粗车Φ120孔工序15粗车上端面，粗车外圆面Φ100，粗车Φ80孔工序20半精车Φ90内孔，切退刀槽3*0.5工序25半精车Φ100外圆面，切3*1退刀槽工序30粗铣右端面工序35扩—粗铰—精铰Φ52内孔12工序40钻孔4—M8螺纹底孔，攻丝4—M8工序45钻孔4—M5螺纹底孔，攻丝4—M5工序50钻孔3—M6螺纹底孔，攻丝3—M6