锥齿轮传动设计说明书

毕业设计说明书专业：机械制造与自动化班级：机制3081班姓名：弓宏国学号：11308123指导老师：白福民陕西国防工业职业技术学院-1-目录第一部分工艺设计说明书……………………………………………………………………………4…………第二部分第17号工序夹具设计说明书……………………………………………………………13…………第三部分第7号工序刀具设计说明书……………………………………………………………15…………第四部分第17号工序量具设计说明书……………………………………………………………17…………第五部分毕业设计体会………………………………………………………………………………18…………第六部分参考资料……………………………………………………………………………………19-2-二O一O届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造与自动化班级：机制3081班姓名：钟磊学号：11308110一、设计题目(见附图)：锥齿轮传动（CL24-A）零件机械加工工艺规程制订及第17工序工艺装备设计。二、设计条件：l、零件图；2、生产批量：中批量生产。三、设计内容：1、零件图分析：l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图；2、毛坯选择：1）、毛坯类型；2）、余量确定；3）、毛坯图。3、机械加工工艺路线确定：1）、加工方案分析及确定；2）、基准的选择；3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。4、工艺尺寸及其公差确定：1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸；3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。5、设备及其工艺装备确定：6、切削用量及工时定额确定：确定每道工序切削用量及工时定额。7、工艺文件制订：1）、编写工艺设计说明书；2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）8、指定工序机床夹具设计：1）、工序图分析；2）、定位方案确定；3）、定位误差计算；4）、夹具总装图绘制，绘制夹具中所有非标零件图。9、刀具、量具没计。（绘制刀具量具工作图）四、上交资料（全部为电子文稿）：1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）；3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写）4、夹具总装图一张（A4图纸）；零件图两张（A4图纸）；5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。五、起止日期：2010年11月1日一201年月日(共周)六、指导教师：七、审核批准：教研室主任：系主任：年月日八、设计评语：九、设计成绩：年月日-3-设计题目：-4-第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析图示锥齿轮轴,结构较复杂,刚性好,主要表面为外圆面﹑螺纹﹑齿面,属于传动轴，主要用于传递扭矩，载荷较小，工艺性较好。1.2零件技术条件分析1.2.1尺寸精度:形状精度和表面粗糙度分析外圆柱表面：φ260021.0尺寸精度IT7表面粗糙度Ra1.6矩形螺纹：牙宽3003.0尺寸精度IT9表面粗糙度Ra1.6螺距604.0尺寸精度IT11大径26020.0104.0尺寸精度IT10小径20021.0尺寸精度IT12螺纹侧面表面粗糙度Ra1.6齿：精度等级7级表面粗糙度R1.6上述表面加工难度不太大,工艺性良好。1.2.2位置精度齿部背面对φ26两段有垂直度为0.01要求,齿背轴向尺寸小,此项要求不太严格；齿轮端面对φ26两段有跳动0.08要求；矩形螺纹大径对φ26两段有跳动0.04要求。总而言之,零件位置精度要求不是很高,工艺性良好。1.2.3其他技术要求分析零件要求调质热处理，其硬度为235HBS，应注意合理安排在工艺过程中的位置.1.3零件结构工艺性分析此零件顶部有锥齿，中部有矩形螺纹属典型传动部件，φ26两段可能为安装轴承，加工中刚性好，易加工，其形位公差只要保证装夹准确，也易于保证。2.毛坯选择2.1毛坯类型a).考虑齿轮轴在传动受力不大,要求材料应有一般的强度和耐磨性,而且其轮廓形状不是很复杂,故采用锻件。b).零件结构比较复杂、工作载荷不大、力学性能好，零件部分尺寸精度要求高,余量小，而且零件属于中批量加工,故采用模锻2.2毛坯余量确定按《锻件尺寸公差与机械加工余量》确定、步骤如下：钢质模锻件的机械加工余量按JB3835确定。确定时，根据估算的锻件质量、加工精度及锻件形状复杂系数，由表2.2-25可查得除孔以外各表面的加工余量。表中余量值为单边余量。-5-锻件质量根据零件成品质量估算得：2.2.1分析锻件形状复杂系数S：v件=3.14×3.22×17+3.14×1.32×103=1093.191cm3M件=ρv=1093.191cm3×7.85g/cm3=8.5kg2.2.2锻件形状复杂系数S：S=5.2/8.5=0.612经查表2.2-10得S20.63-1为一般件,查的毛坯各尺寸方向余量为2.0MM-2.2MM,暂确定为2MM.2.2.3对所查的余量进行校核计算：v毛坯=πr2h=3.14×1.52×103+3.14×3.42×17=1344.768cm3M毛坯=ρv=1344.768cm3×7.85=10.5kgM件=8.5kg分析锻件形状复杂系数S：S=8.5/10.5=90.1经查表2.2-10得S10.63-1为简单件,查的毛坯各尺寸方向余量为2.0MM-2.2MM,确定为2MM.所查的余量和校核前相同。2.3毛坯－零件合图草图3．机加工工艺路线确定-6-3.1加工方法分析确定外圆表面：粗车(IT11，Ra12.5)—半精车(IT9，Ra3.2)—磨(IT8，Ra1.6)齿：粗铣(IT11，Ra6.3)—精铣(IT8，Ra1.6)螺纹：车螺纹3.2加工顺序的安排加工阶段分为：粗加工阶段3-9、半精加工阶段11-15、精加工阶段17-23；在第19工序中对齿轮来说是粗加工阶段。3.3定位基准选择粗基准的选择：在粗加工阶段粗车大端的外圆面和端面，以小端外圆、台阶定位。然后再以大端的外圆和端面定位车小端端面；精基准的选择：大端外圆表面和中心孔。3.4加工阶段的划分说明零件精度要求较高，应划分阶段进行加工，各面粗车为粗加工阶段，半精车为半精加工阶段磨削为精加工阶段。3.5主要机加工工序简图0备料3锻造5热处理正火7粗车9粗车-7-11热处理调质13精车15精车-8-17磨19粗铣-9-21磨23钳去毛刺25清洗27检验29油封入库4.工序尺寸及其公差确定4.1基准重合时工序尺寸确定φ26h7上偏差es=0;下偏差ei=-0.021mmΦ26h7:工艺路线工序公差工序余量基本尺寸工序尺寸模锻7.18.0.030307.18.0.0粗车025.022828025.0半精车012.01.526.526.5012.0磨0021.00.226260021.05.设备及其工艺装备确定所用的设备有：C6140、专用铣、外园磨床、验台、钳工台。夹具有：铣齿专用夹具、磨外圆专用夹具、卡盘、刀具有：普通车刀、平板锉、砂轮、中心钻、圆锥齿轮滚刀量具有：游标卡尺、千分尺、螺纹量规、外圆卡规-10-6．切削用量及工时定额确定1、切削用量确定：切削用量按照首先pa，再f，最后v的次序进行确定。确定pa时，对于普通切削加工，各工序的余量尽量一个行程切除。如果余量太大，也可分为两个行程切除，第一次切去32；第二次切去剩下的31。对于磨削加工，则应查表确定每一行程的pa。确定f时，应核算是否能够保证表面粗糙度要求。然后查表确定刀具耐用度，最后利用公式求得v的大小。以下以粗车726h处外圆为例，说明确定切削用量的方法和步骤。(1)、刀具有关数据：刀杆：截面尺寸：HB=2516;材料：钢45刀头材料：YT15；0=012;0=05;rk=090;'rk=012;s=00；车刀耐用度取60min。(2)、背吃刀量确定：计算得知，粗车直径最大余量约为5mm,故单边最大余量约为2.5mm。令pa=2.5mm（3）、进给量确定：考虑到表面粗糙度要求为aR12.5m取8.0rmm；进给量f不能大于0.5mm，令f=0.5mm（4）、切削速度计算：vvyxpmvfaTCv；查表得vC=242；vx=0.15；vy=0.35；m=0.20（刀具材料采用T15）代入v==35.015.020.05.05.260242118(m/min)机床主轴转速n=3014.32101183626(r/min)然后，选择机床具有的，与计算转速接近的额定转速作为实际采用的主轴工作转速。（5）、机床主电机功率校核：粗加工阶段要切除的余量大，加工时需要较大的切削功率。所以，还要求对机床的功率进行核算。ZZFZFZFZFnyxpFzkvfaCF；查表得：ZFC=2650；ZFx=1.0；ZFy=0.75；ZFn=-0.15修正系数ZFk=FMkFkrkFrokFskZTFkZMFk；查表得：加工材料机械性能改变的修正系数FMk=fnb)650(=75.0)650597(=0.94；刀具几何参数改变的修正系数Fkrk=0.89；Frok=1.05；-11-Fsk=1.0；车削条件改变的修正系数ZTFk=1.0；ZMFk=0.92；代入：ZFk=0.940.891.051.01.00.92=0.81ZF=26502.575.038.015.01300.81=1288(N)故切削功率4106VFPZm410613012882.79(KW)已知，CA6140机床主电机功率为7.5kw，可以肯定，完全可以满足加工需求。(6)、刀杆刚度校核：可承受切削力33][lJfEFSJZ弹性模量aSPE910210=210310N/2mm：惯性矩J=123BH=122516320833;刀杆伸出长度l1.5H=1.52537.5mm;允许绕度f=0.1mm故：335.3720833102101.03][JZF=24888(N)?可见ZFJZF][；故所确定的切削用量是合适的。本工序其他工步之主轴转速、进给量均取为与前相同（为减少机床调整时间）；背吃刀量虽小有差异，但机床主电机功率完全满足加工需求。2、工时定额确定：车小端面外圆：T=L/Fn=L+L1+L2+L3/Fn=102+4.5+4+4/0.4x800=20.7s第一次切去32次切去车小端端面：T=L/Fn=d/2+L1+L2+L3L=40/2+4.5+4+4=32.5，所以T=32.5/0.4X800=6.1s车大端面外圆:T=L/Fn=L+L1+L2+L3/Fn=18+4.5+4+4/0.4x800=5.7sT=L/Fn=L+L1+L2+L3/Fn车大端端面:T=L/Fn=d/2+L1+L2+L3L=72.81/2+4.5+4+4=85.31sT=85.31/0.4x800=16.1s7．工艺设计总结从我们拿到零件图纸的第一天开始，指导老师就详细的给我们讲解了设计的步骤，安排辅导时间，为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺只是侧面的了解，但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解-12-了我们的专业。做好机械加工工艺路线的安排，需要我们用长远的眼光看待问题，要用经济的头脑合理安排工艺路线，既要省时省力，又要经济合理化，毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高，知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以只有把学到的灵活贯通到实践当中去，才是真正的学会了。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后分析出零件技术要求，再根据零件的技术要求画出毛坯和零件