CA6140齒輪工藝設(shè)計(jì)說明書

1、武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書系（院） 機(jī)電工程學(xué)院 班級 07機(jī)械制造與自動化3班 設(shè)計(jì)者 徐力 學(xué)號 07023715指導(dǎo)老師 張緒祥 目錄一、零件的分析····································

2、;·1（一）零件的作用······································2（二）零件的工藝分析·······

3、83;···························2二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)·····················

4、··············3（一）確定毛坯制造形狀··································

5、3（二）基面的選擇·······································4（三）制定工藝路線········

6、;···························· 4（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定··················

7、3;·····5（五）確定切削用量及基本工時·····························5三、專用夾具設(shè)計(jì)···········

8、3;·······················14（一）設(shè)計(jì)主旨·························&

9、#183;··············14（二）夾具設(shè)計(jì)·································

10、3;······14四、課程設(shè)計(jì)心得體會·······························15- 14 -前言本次課程設(shè)計(jì)的主要目的是要得到以下幾方面的鍛煉：1 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)

11、到的實(shí)踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。2 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3 學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。就我個人而言，通過這次設(shè)計(jì)，基本上掌握了零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)等。并學(xué)會了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊、和國家標(biāo)準(zhǔn)等。最重要的是綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。并在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)到了很多課堂上

12、沒有學(xué)到的東西。能夠順利的完成這次課程設(shè)計(jì)，首先得助于張緒祥老師的悉心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過程中，由于對零件加工所用到的設(shè)備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中碰到了許多的問題。但在我們小組成員的共同努力下，我們通過請教老師和咨詢同學(xué)，翻閱資料、查工具書，解決設(shè)計(jì)過程中的一個又一個的問題。在這個過程中，使我對所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的了解，也了解了一些設(shè)計(jì)工具書的用途，同時，也鍛煉了相互之間的協(xié)同工作能力。在此，十分感謝樓應(yīng)候老師的細(xì)心指導(dǎo)，感謝其他同學(xué)的熱心幫助。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不斷提高自己。本說明書主要是關(guān)于CA6140車床齒輪的有關(guān)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)

13、說明,由于本身及小組成員能力水平有限，設(shè)計(jì)存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正，謝謝！一、零件的分析（一） 零件的作用題目給的零件是CA6140臥式車床齒輪，它位于車床變速箱傳動軸，主要作用是傳遞力矩，改變速度進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)速作用 。 （二） 零件的工藝分析CA6140臥式車床齒輪共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：一 以90外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：外圓，端面及倒角；內(nèi)孔及其左端倒角。二 以68內(nèi)圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：端面，外圓，端面，倒角；切槽；內(nèi)孔的右端倒角。三 以的孔為中心加工表面這一組加工表面包括：外圓，端面；外圓，端面，側(cè)面；外圓；

14、外圓，過度圓角 。它們之間有一定的位置要求，主要是：（一）左端面與孔中心軸的跳動度為；（二）右端面與孔中心軸線的跳動度為；（三）的外圓與孔的圓跳動公差為。經(jīng)過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準(zhǔn)，加工出精基準(zhǔn)所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進(jìn)行加工，保證它們的位置精度。 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯制造形式零件材料是45鋼，零件年產(chǎn)量5000已經(jīng)是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)圓需要鑄造出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。（二） 基面的選擇定位的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

15、中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正進(jìn)行。一 、粗基準(zhǔn)的選擇因?yàn)辇X輪可歸為盤類零件，執(zhí)照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準(zhǔn)選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時則應(yīng)與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），所以對于本零件可以先以齒輪右端90的外圓作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤夾緊90外圓可同時削除五個自由度，再以90的右端面定位可削除自由度。二、 精基準(zhǔn)的選擇當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換

16、算。這在以后還要專門計(jì)算，此處不再計(jì)算。（三） 制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以志用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。一 、工藝路線方案 (一)工序粗車、半精車、精車外圓90 右端面及倒角C4。(二)工序粗車、半精車、精車外圓 107 118 外環(huán)槽5×1 .5粗車、半精車、精車內(nèi)圓69 95 內(nèi)環(huán)槽2.8×71左端面及倒角C4、C0.5。(三)工序 鉆孔4×5。(四)

17、工序 粗銑、精銑21×22 槽。(五)工序 滾齒 模數(shù)2.2 齒數(shù)50。(六)工序 檢驗(yàn)。 以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140臥式車床齒輪材料為45鋼，模數(shù)2.2 齒數(shù)50 精度7-6-6FL JB179-1983。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用棒料毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、右端面毛坯余量：加工表面形狀簡單，由鑄件加工精度7-6-6FL JB179-1983，保證長度尺寸為64 ，查工藝手冊表2.2-4得加工單邊余量為5.5mm ，另查表1.4

18、-24得長度尺寸公差范圍為±0.27，即長度方向毛坯尺寸為85.5±0.27mm。2、寬為80+0.03槽的端面毛坯余量：由毛坯重1.3kg ，加工精度為7-6-6FL JB179-1983，加工表面形狀簡單，從孔的中心線到端面的長度尺寸為27mm，查工藝手冊表2.2-4得單邊余量為Z=5.5，另查表1.4-24得長度方向尺寸公差為±0.195，即長度方向毛坯尺寸為32.5±0.195mm。3、孔107mm、槽22mm均為實(shí)心，未鑄造出來。（五）確定切削用量及基本工時工序 1 ：除砂工序 2 ：粗、精車90mm外圓柱面 ，車90mm端面及倒角，車16.5

19、端面及倒角，粗車60H7孔，精車60H7孔及倒角，車螺紋M64*1.5，車兩個密封槽64。（以52m6外圓柱面為粗基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持52m6外圓柱面）車52m6端面，車端面A，粗、精車52m6外圓柱面、倒角及退刀槽，鉆孔36 0+0.63，精車孔36 0+0.63。（以80m6外圓柱面為精基準(zhǔn)，采用三爪卡盤夾持80m6外圓柱面）工件材料：HT150，HB=150,金屬模鑄造。加工要求：車外圓80m6及車倒角，表面粗糙度要求為1.6m，6級公差要求；車兩個槽M64*1.5；車外圓52m6、退刀槽及倒角，表面粗糙度要求為3.2m，6級公差要求；車端面A，表面粗糙度要求為6.3m。機(jī)床：C620

20、-1臥式車床。刀具：YT15外圓車刀、 YT15端面車刀、 YT15內(nèi)圓車刀、高速鋼螺紋車刀，刀桿尺寸為16*25mm2。切削用量：1. 粗車80m6外圓柱面1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380），當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm*25mm，ap=1mm,工件直徑為80mm時f=0.8-1.2mm/r取f=0.8mm/r2）計(jì)算切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381），切削速度的計(jì)算公式為（壽命選60T）Vc=CV*KV/(Tmapxfy)m/min其中：CV=158, x=0.15, y=0.40, m=0.20。修正系數(shù)見手冊表8-61至表8-69，即KMv=1.44, ksv=0.8, kk

21、v=1.04, kkrv=0.81, kBv=0.97。所以 vc=158*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97/(600.2*10.15*0.80.40) =71.85(m/min)3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*71.85/(3.14*80)=286(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(41+1)/286*0.8=0.18(min)2. 精車外圓80m6 1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.6mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=102m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)

22、速ns=1000vc/(d)=1000*102/(3.14*80)=406(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/406*0.6=0.17(min)3. 車120外圓柱面1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=1.0mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=85m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*85/(3.14*120)=225(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(15+1)/225*1.0=0.07(min)4. 車80m6

23、端面及倒角1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.8mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=105m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000vc/(d)=1000*105/(3.14*80)=418(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/418*0.8=0.12(min)5. 車16.5端面及倒角1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.4mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=35m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*35/(3.14*

24、16.5)=675(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(8.3+1)/675*0.4=0.04(min)6. 粗車60H7孔1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.6mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=106m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*106/(3.14*60)=560(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/560*0.6=0.13(min)7. 精車60H7孔及倒角1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380

25、）取f=0.4(mm/r)2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=112(m/min)3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*112/(3.14*60)=590(r/min)4) 切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/590*0.4=0.18(min) 8.車螺紋M64*1.5 采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時走刀次數(shù)為i=4;精車螺紋時，走刀次數(shù)為i=2.螺距 t=1.5mm,所以進(jìn)給量f=1.5mm/r.1) 切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）粗車螺紋時： vc=21m/min精車螺紋時： vc=35m/min

26、2) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速粗車螺紋時：n1=1000vc/(d)=1000*21/(3.14*64)=105(r/min)精車羅紋時：n2=1000vc/(d)=1000*35/(3.14*64)=174(r/min)3)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）粗車螺紋時：t1=(l+y+)*i/nf=(15+1)*4/(105*1.5)=0.41(min)精車螺紋時：t2=(l+y+)*i/nf=(15+1)*2/(174*1.5)=0.12(min)9. 車兩個密封槽641）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.5mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=84m/

27、min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*84/(3.14*64)=418(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=2*(l+y+)/nf=2*(2+1)/418*0.5=0.03 (min)10. 車52m6端面1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.5mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=90m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速s=1000vc/(d)=1000*90/(3.14*52)=551(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(10+1)/551*0.5=0.0

28、4(min)11.車端面A 1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=1.0mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=82m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*82/(3.14*120)=218(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(35+1)/218*1.0=0.17(min)12. 粗車52m6外圓柱面1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.5mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=105m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=100

29、0*105/(3.14*52)=643(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(10+1)/643*0.5=0.04(min)13. 精車52m6外圓柱面倒角及退刀槽1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.4mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=125m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*125/(3.14*52)=765(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(10+1)/765*0.4=0.04(min)14. 鉆孔36 0+0.631

30、）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見手冊表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (見手冊表10-15（P437）3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*40/(3.14*36)=350(r/min)4) 切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=22/(350*0.2)= 0.32(min)15. 精車孔36 0+0.631）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.3mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊表8-60（P381）vc=108m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*108/(3.1

31、4*36)=950(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/950*0.3=0.15(min)工序 3 ：鉆四個通孔5機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：高速鋼鉆頭切削用量：1. 鉆三個通孔11 刀具材料：高速鋼。1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見手冊表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (見手冊表10-15（P437）3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*40/(3.14*11)=1150(r/min)4)切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=3*(l+y+)/nf=15/(1150*

32、0.2)= 0.21(min)2. 鉆三個階梯孔16.5 刀具材料：高速鋼。1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見手冊表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (見手冊表10-15（P437）3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*40/(3.14*16.5)=770(r/min)4) 切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=3*(l+y+)/nf=5/(770*0.2)= 0.1(min)2. 惚沉頭孔16.5工序4：拉槽4*22機(jī)床：立式銑床X63刀具：鑲齒三面刃銑刀（高速鋼）1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊表8-58（P380）取f=0.02mm2

33、）切削速度 根據(jù)手冊表12-8（P462）vc=30m/min3) 確定機(jī)床行程數(shù)4)銑削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）工序5：銑端臺M，銑端臺N。機(jī)床：立式銑床X63刀具：鑲齒三面刃銑刀（高速鋼）切削用量：1. 銑端面N1）進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見手冊表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min) (見手冊表13-12（P484）3）切削深度 ap=6mm (見手冊P480敘述）4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*20/(3.14*100)=65(r/min)5) 切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=48/(

34、65*2.0)=0.37 (min)3. 銑端臺M1）進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見手冊表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min) (見手冊表13-12（P484）3）切削深度 由于該工序余量較大（26.5±0.5mm），所以分四次銑削成型。根據(jù)手冊P480敘述，通常鑄鐵件銑削深度為5-7mm,所以，前三次選用ap=7mm，第四次選用ap=5.5mm。4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*20/(3.14*100)=65(r/min)5) 切削工時 根據(jù)手冊表8-56（P379）tm=4*(l+y+)/nf=100*4/(65*2.0)=

35、3.08(min)工序6：磨外圓106 機(jī)床：外圓磨床M1412刀具：根據(jù)表15-2至15-7，選用WA46KV6P200*32*125型砂輪。其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為200*32*125(D*B*D)。切削用量：1. 磨外圓80m61）工件速度 VW=25m/min 見手冊表15-12（P566）2) 進(jìn)給量 軸向fa=2.0mm/min 徑向fr= 0.015mm/雙行程 (見手冊表13-8（P480）)3）切削深度 ap=0.03mm4) 砂輪速度 v=35m/min5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000*35/(3.14*200)=57(r/min)6）加工工時tm=2LZbK/1000fafr式中，L加工長度，40mm; Zb單面加工余量，0.2mm; K-系數(shù)，1.10； fa工作臺軸向移動速度； fr工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量。tm=2*40*0.2*1.1/（1000*2.0*0.015）=0.60（min）2. 磨外圓52m61）工件速度 VW=25m/min 見手冊表15-12（P566）2) 進(jìn)給量 軸向fa=2.0mm/min 徑向fr= 0.015mm/雙行程 (見手冊表13-8（P480）)3）切削深度 ap=