CA6140車床離合器齒輪零件的工藝流程及夾具設(shè)計-課程設(shè)計講述

1、目 錄一 二 三 .6四 一 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在機械制造工藝學(xué)等專業(yè)課程所學(xué)的理論知識，發(fā)展專業(yè)知識解決時間生產(chǎn)問題的依次實踐訓(xùn)練。工作作風(fēng)，對我們今后參加工作有極大的幫助。二 （一）零件的作用題目所給定的零件是 CA6140 車床主軸箱中的運動輸入軸軸上的一個離合器齒輪，如圖7-1 所示。它位于軸上，用于接通或斷開圖 7-2（M 右側(cè)）所示。主運動傳動鏈由電機經(jīng)過帶輪傳動副1130mm/230mm 傳至主軸箱中的軸。在軸上裝有雙向多片摩擦離合器M 1軸的運動經(jīng)齒輪副56/43 或51/43 2 種傳速。壓緊右部摩擦片時，經(jīng)齒輪50，軸上的空套齒輪34 傳給軸上的固定齒輪30.這是軸至

2、軸間多一個中間齒輪34，故軸的轉(zhuǎn)向相反，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速只有1 種。當(dāng)離合器處于中間位置時，左、右摩擦片都第 2 頁 共 23 頁外摩擦片壓緊時，軸才能帶動該齒輪轉(zhuǎn)動。該零件68K7mm的孔與兩個滾動軸承的外圈相配合，71mm溝槽為彈簧擋圈卡槽，94mm的孔容納內(nèi)，外摩擦片，46mm 槽口與外摩擦片的翅片相配合使其和該處輪一起轉(zhuǎn)動，61.5mm 溝槽和 45mm 的孔用于通入冷入冷卻潤滑油。（二）審查零件的工藝性齒輪零件的圖樣的視圖正確、完整、尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。但基準(zhǔn)孔68K7mm要求 Ra0.8m 有些偏高。本零件各表面的加工并不困難。關(guān)于 4 個5mm 的小孔，其位置是在外圓柱面上 6mm

3、X1.5mm的溝槽內(nèi)，孔中心線距溝槽一側(cè)面距離為2.5mm。由于加工時不能選析該小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要鉆到溝槽之內(nèi)，即能使油路暢通，因此4 5mm的孔加工亦不成問題。（三）零件的工藝性分析 68K7外圓表面精度等級為IT7,表面粗糙度為Ra0.8。并且槽相對68K7孔的軸線成90度均勻分布。 寬槽口相對68K7孔的軸線成90度均勻分布，其徑向設(shè)計基準(zhǔn)是 68K7mm 孔的軸線，軸向設(shè)計基準(zhǔn)是 106.5mm 外圓的第 3 頁 共 23 頁左端平面。3、45mm孔在61.5mm溝槽內(nèi)，孔中心線距溝槽一側(cè)面的距離是90個5mm孔分別與16mm槽寬錯開45度均勻分布。證上述要求比

4、較空難，但這些小孔為油孔，位置要求不高，只要鉆到溝槽之內(nèi)接通油路就可，加工不難。5、90外圓表面精度等級為IT14，表面粗糙度為Ra3.2.106.5 精度等級為0Ra6.3。7、94外圓表面精度等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3。8、71內(nèi)孔槽內(nèi)圓表面IT11 Ra6.3，齒面Ra0.8。9、117h11齡輪外圓表面IT11 Ra3.2 , 齒面Ra0.8。10、右端面Ra3.2，左端面Ra6.3。11、倒（圓）角。三 （一）確定毛坯的制造形式該零件材料為45 屬于批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用模鍛成形，可獲得第 4 頁共23 頁較好的尺寸精度和較高的生產(chǎn)率。（二）零件表面加工

5、方法的選擇該零件主要加工表面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、槽及孔，其加工方法選擇如下表位置公差等 粗糙度（Ra/um）粗車-半精車粗車-半精車粗鏜-半精鏜-精鏜粗鏜68K794（三）制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。第 5 頁 共 23 頁則，該零件加工工藝路線如下圖所示工序內(nèi)容序號1粗車右端 117 和 90 外圓及其端面，粗鏜右端 68 C620-1 型臥式車掉頭粗車左端 106.5 94 內(nèi)孔表面 C620-1 型臥式車23半精車右端 117 和 90 外圓及其端面，半精鏜右端 C620-

6、1 型臥式車內(nèi)孔表面和 71 圓槽內(nèi)表面。倒右端的角掉頭半精車左端 106.5 94 內(nèi)孔 C620-1 型臥式車4，倒左端的角滾齒輪Y3159 型滾齒機Z525型立式鉆床567C620-1 型臥式鉆床X62W 臥式車床8鉗工去毛刺終檢9（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定工余量按 GB/T12362-2003 確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工第 6 頁 共 23 頁余量，先確定如下參數(shù)。（1）差等級為普通級。（2）鍛件質(zhì)量 m。根據(jù)零件成品質(zhì)量1.36kg，估算為由于該零件為圓形，假設(shè)其最大直徑為121mm，長為 68mm，則由圓形鍛件計算質(zhì)量公式（為鋼件密度，7.85g/cm）

7、可知：鍛件3外廓包容體質(zhì)量S=mf/mN=2.5/6.135=0.407由于 0.407 介于 0.32 和 0.63 之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù) S屬 S2級。 孔為Ra0.8以外，其余各加工表面1.6。確定機械加工余量根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查金屬機械加方向為 1.72.2mm。鍛件中心兩孔的單面余量按手冊中鍛件內(nèi)孔直徑的單面機械加工余量表，可查得為2.5mm該零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表所示第 7 頁 共 23 頁加工面117H11齒面 粗車 2.5 IT11半精車 1.5 IT9IT7零件尺寸117H11106.5941.7501.

8、81.8、選擇加工設(shè)備與工藝裝備根據(jù)不同的工序選擇機床、刀具、檢驗兩具，如下表所示。設(shè)備選擇刀具選擇YT15量具選擇游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺C620-1 車床C620-1 車床半精車YT30第 10 頁 共 23 頁內(nèi)徑千分尺內(nèi)徑千分尺分法線千分尺游標(biāo)卡尺半精鏜滾齒Y3150 滾齒機 A 級單頭滾刀復(fù)合鉆床機床的選擇工序3、4、6、7，粗車和半精車又或者粗鏜和半精鏜。各工序的加工步驟不多，且要求很高，選用C620-1型臥式車床滾齒 先用 Y3150型滾齒機較合適 X62W臥式銑床鉆 5小孔 采用專用分度夾具在立式鉆床上加工 選用Z525型立式鉆床刀具的選擇加工鋼制零件采用YTYT30.選用轉(zhuǎn)為車刀。切

9、槽刀宜用高速鋼。滾齒采用A級單頭滾刀達(dá)8級精度，選模數(shù)為2.25mm銑刀選用三面刃銑刀，銑刀直徑為160mm鉆小孔用復(fù)合鉆一次鉆出。量具的選擇第 11 頁 共 23 頁外圓表面的測量中，除 117 的尺寸公差為 0.22 最小要用到外徑千分尺外，其他均可用游標(biāo)卡尺68K7 內(nèi)徑百分表精鏜67K7 孔時，用三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)軸向游標(biāo)卡尺p0H=16mm25mm,pppp0c得cppT1的刀具加工這些表面。車外圓 91.5mm 的ppccTmmYT5硬質(zhì)合金、ppp量，選擇f=0.2mm/r確定切削速度，根據(jù)公式：V=v確定粗鏜其 中 ， l=35.4mm ， l =3.5mm ， l=4mm ，

10、 l =0 ，123確定粗車端面的基本時間：1123n=2r/s,i=1所以：1123i12345工序內(nèi)容 車床轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 背吃刀量 加 工 時 間（n）r/s （v）m/s （a （Ti）/s車外圓118.5 2.15 0.76 0.6 1.25 25車外圓91.5 0.59 0.6 1.25 15.4粗鏜孔65 6.17 1.26 0.2 1.5 350.62 0.52 1.3 220.76 0.52 1.3 18粗車臺階端面 22、 工序切削用量及基本時間的確定工序相同。采用工序基本時間見下表：車床轉(zhuǎn)速 背吃刀量 進(jìn)給量 切削速度 加工時間（n）r/s （a p）mm （v）

11、m/s （Ti）/s1.71.70.52 074 80.2 1.13 69鏜孔943.83 2.5工序切削用量及基本時間的確定（1）切削用量 本工序為鉆孔，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=5mm；鉆4個通孔；使用切削液。 確定進(jìn)給量f。由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進(jìn)給。第 16 頁 共23 頁加工時間（Ti）/s20（n）r/s184、工序切削用量及基本時間的確定；z=20d=125mm；）z間，根據(jù)表T=式1i=4T=即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選68K7mm 孔及一端面作為精基準(zhǔn)。由于本齒輪全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)選進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。外圓117

12、h11 表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，故不能選為粗基準(zhǔn)。（二）夾具的定位方案以端面及68K7mm孔為定位基準(zhǔn)，采用平面在定位盤的短圓柱面及臺階面上定位。中間圓柱用夾緊工作，圓柱于臺階面上方沿夾具45開孔用于固定工件孔與x 軸方向45偏差。其中臺階平面限制 3 個自由度，短圓柱臺限制2 個自由度。（三）夾緊機構(gòu)的選擇與設(shè)計夾緊機構(gòu)有斜楔行夾緊機構(gòu)、螺旋夾緊機構(gòu)、偏心夾緊機構(gòu)、鉸鏈夾緊機構(gòu)、聯(lián)動夾緊機構(gòu)等。該孔加工為鉆孔加工，鉆孔的沖擊力較大，震動較大，所以不適合偏心夾緊機構(gòu)、斜楔行夾緊機構(gòu)。聯(lián)動夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這里選擇螺旋夾緊機構(gòu)。（四）夾緊力的計算第 19 頁 共 23 頁應(yīng)對所

13、需的夾行計算。因素有關(guān)。采用估算法確實夾緊力的大小，根據(jù)工件所受切削力、夾緊力、摩擦力等作用的情況，實際夾緊力Fs等于計算出的切削力F乘以安會系數(shù)Fs=F*K安全系數(shù)K的選擇應(yīng)根據(jù)切削的具體情況和所用夾緊機構(gòu)的特點來選取，一般粗加工或繼續(xù)力切削時取 K=2.53；精加工和連續(xù)切削時取 K=1.52；如果夾緊力的方向和切削力方向相反，為了保證夾緊K值可取2.53。計算切削力的指數(shù)公式：F=C a f a zd Kezp =0.75eezea=12.5mm；z=6；d=16；qe=-0.87；p帶入計算得：F=96.616 0.08 12.5616 0.08=985.95N實際切削力為：Fs=98

14、5.952.5=2464.875N（五）定位誤差分析1、定位盤的直徑與孔68 配合間隙誤差分析第 20 頁 共 23 頁：間隙誤差計算定位盤加工直徑尺寸為68f7，則其與孔的配合為68 。內(nèi)孔 68K7 經(jīng)查表得68 ，公差值為 0.009-（-0.021）=0.03mm。0.0090.021定們盤68f7經(jīng)查表得 68，公差值為0.03mm。 0.03 0 .06它們的最大間隙為：68.009-67.94=0.069mm。最小間隙為：67.979-67.97=0.009mm.其間隙范圍為：0.0090.069mm。（間隙是孔的尺寸減去相配合軸的尺寸之差為正，所以68為間隙配合）：誤差分析該工

15、件的定位基準(zhǔn)圓心將由于配合狀態(tài)的不同可能在最大范圍內(nèi)變動，如圖所示為 0.069 是工件圓心的變動范圍而形成了定位誤差。其理想定位及準(zhǔn)備為O點，則它們的間隙為0.009mm，由于安裝工件后，在工件套上壓力板，并鎖上螺母，這樣把工件裝在夾具上的傾斜度減的很小，幾乎為0。所以不需要考慮工件的傾斜度誤隙越大誤差值則越大）：誤差計算對于間隙范圍尺寸0.009-0.069誤差計算：e =1 (T +T+C )= 1 C =Dd222e=1 T =1 0.03=0。015mm22第 21 頁 共 23 頁e =0.065+0.015=0.08mm在銑床上加工，其平均經(jīng)濟(jì)精度為9級，查表得=0.05。2、定

16、位銷與工件角度誤差分析：角度與間隙分析串動，串動為 0.069mm，或在銷與工件孔的間隙變動，而其它變得范圍很小，大小主定位銷與工件配合間隙來定的。：計算兩者的間隙配合的間隙誤差為了它們的角度更準(zhǔn)，在能加工與配個的情況下它們的間隙應(yīng)盡量的小，由表查得定位銷的尺寸為 56比較適合，56 為sg mm,公差為0.008mm，所以它們的配合最大間隙D為0.012mm，50.0040.012最小間隙為0.004mm，間隙范圍為：0.004-0.012mm：角度計算D 0.012它們的偏移的最大角度為：arctanA= = 0.007r 經(jīng)查表夾具上45角公差取T=0.5（是定位誤差的一部a10級，查表得=0.08所以角度