机械类毕业设计-BJ-130汽车变速箱二轴一二档齿轮工艺、刀具及夹具设计、壳体工艺及其夹具设计.docx
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1、摘要今天,随着市场全球化,经济一体化进程的加快,制造业中的竞争不断的加剧。为了赢得优势,汽车企业必须采用先进的设计和制 造技术。在各种机械中应用最广泛的还是圆柱齿轮机构,它用来传递空间平行轴间的运动和动力。随着技术的发展对齿轮的加工精 度要求越来越高。为了加工出符合要求的齿轮,齿轮的加工方法也不断提高。对于一些特殊齿轮,如汽车,拖拉机变速箱中双联齿 轮,或者精度要求较高,表面粗糙度要求较小的齿轮,必须采用滚剃桁或插剃桁工艺。在齿轮加工过程中,刀具及夹具的设计 也尤为重要。刀具的角度不仅在很大程度上决定了刀具的寿命,而且也决定加工的表面质量。刀具角度设计的一般性原则不因某种 特殊刀具而改变。拉刀
2、也是机械加工中常用的一种刀具,拉削可加工内表面(如各种型孔、键槽花键孔等)和外表面(如平面、半 圆弧面和组合表面等)拉削加工效率高,精度高。齿轮加工过程中也应用到一些特殊的夹具如:节圆夹具,其具有稳定的高的定心 精度。关键词:齿轮工艺 夹具 刀具 花键孔拉削加工既保证了加工精度,又兼顾了生产效率,故选用第二种加工方案。2.3齿轮加工工艺数据的确定2.3.1选择或设计、制造机床设备设备的选择原则1. 设备规格和零件大小适应;2. 精度满足工件的加工要求;3. 生产率满足生产纲领的需要。由于该工件的生产规模为大量生产,根据工件的特点和技术要求,选用通用机床与专用夹具较为合适。2.3.2计算和确定加
3、工余量0110*054 mm外圆工序尺寸及公差计算查机械加工工艺实用手册P647表8-10可得。表1-1 0110*054 mm外圆工序尺寸及公差工序名称工序余量达到精度等级工序尺寸工序尺寸及偏差精车0.3h8110中 11。K.054粗车2.7hl2110.3 11。.30.35毛坯1113中 11310980.2 mm外圆工序尺寸及公差计算。查机械加工工艺实用手册P647表8-10可得。表1-2 0980.2 mm外圆工序尺寸及公差工序名称工序余量达到精度等级工序尺寸工序尺寸及偏差精车0.5hl298中 980.2粗车2.5hl398.5中 98.50.54毛坯1101010110136外
4、圆大端工序尺寸及公差计算。查机械加工工艺实用手册表8.10可得。表1-3 0136外圆大端工序尺寸及公差四川理工学院毕业设计(论文)说明书最后是工艺卡的确定和方案的确定,根据零件的主要生产工艺和主要技术参数得到两套方案,经过两个方案的对比和分析的出最后 结论,选择哪个方案合适。11四川理工学院毕业设计(论文)说明书第9章加工工序的设计9.1选择加工设备、及其刀具、量具9.1.1加工设备选择由于生产类型为大批量生产,加工设备一铢床、组合机床为主。生产方式为通用机床加专用夹具,在各机床上的装夹由人工完成。粗、精铁TI面采用X61W铁床。粗、精铢斜方孔面,采用X50A立式铢床。粗、精铢两侧而,采用组
5、合机床同时加工。钻、倒角、攻螺纹、扩孔、绞孔都采用组合机床。9.1.2量具的选择钢尺百分表千分尺卡规量规等。9.1.3夹具的选择加工箱体一般采用专用夹具,利用一面两孔”定位,而加工孔系则利用专用夹具在组合机床上使用。9.2各工序的切削用量的选择9.2.1粗铁底面1、采用X61W机床,加工余量a=7cm,表面粗糙度Ra=3.2/m2、选用刀具:根据加工面的宽窄我们选用端面饨刀D=200cm3、粗铢用量:“p=7mm /=7mm/r4、确定锐削速度:r=3mm/rX320=96 mm/rPm=F2v/6 X 104=0.8X96/6X104=7.6 KN查机械加工工艺手册表9.4-11得到F2=0
6、.8KmPm=l .22Kmv=0.79Kv=KtPm=0.8则 Vt =96X 1.22X0.8= 93.6 m/min4/ =7.6 X 0.79 X 0.8=4.8kw根据计算:n = l()()()v/7rj= 1000 X 93.6/3.14X52 =596r/min12四川理工学院毕业设计(论文)说明书取 n=50()r/min/=3.5mm/r v=96mm/min ptn=7.4 Kn5、校核机床功率考虑工件材料硬度及其实际铢削速度的铳削功率为:Pmn =7.6X 1.22X0.8=7.4176kw此外f先削的功率还与饨削速度有关,由表查出的v表=54m/min现在实际选用vR
7、=96m/minvR/v 表=54/96=0.5625根据机械加工工艺手册表9.4-11考虑铁削速度变化,对铁削功率的影响。由于K疣0.56故实际铢削功率Pmk=7.41768.5km所以机床功率足够。6、切削工时的计算利用作图法得到总行程L1+L2+L而查机械加工工艺手册表9.4-33得到L+L=71故得到:L+L2+L=172+71=243 nmi所以:U=Li4-U+L/An*Xi=243/200*2=2.43min9.2.2粗说T3面1、采用X61W铢床、立铳,加工余量a=72、选用刀具:面铳刀HXB=63X25.7,硬质合金、YG63、选用粗铢用量:粗加工:Op=5mm户0.5 1.
8、0mm T=14.4min确定铢削速度V,铢削功率、查机械加工工艺手册口=兀如/1 ()()() 其中 do=2OO n=35r/minv=3.14X 200 X 350/1000=21.98mm/minPmo (洗削功率)=13.2查表2.4-81修正系数:切削速度修正系数:kmp=1.6切削力修正系数:kmfz=0.68功率修正系数:kmpm=1.09刀具材料:W18G4v铢削速度: 口 = /2境就?5 2。.160。8= 16.9m/min查表 9.4-8: Z=20, 7=14.4, ap=5, 4=21,右=外=172,o 0.20.320.150.350.150.68(V=245
9、d/14.4 X5 X172X21X60)_50.90.74Pm= 167.9X10 Xap Xaf XacXznXkpm13四川理工学院毕业设计(论文)说明书查表9.4-8Ap=5 af=21ac=172 zn=20 kpm=2.0_50.9074Pm= 167.9X10 X5 X21 X 172X20X2=4.6139所以 Pm=4.6139v=16.9m/min4、校核机床功率考虑工件材料的硬度及其实际铢削宽度的铳削功率为:Pn =7.6X1.22 X ().8=4.17kw此外铢削的功率还与铁削速度有关,由表查出v =54m/min现实中选用vr=96m/minvr/v 表=54/96
10、=0.5625 m/min根据机械加工工艺手册表9.4-11考虑就削速度的变化,对铳削的功率的影响。由于化侨0.56故实际铢削功率PZ17X1 =4.17 L2,查机械加工工艺手册得出Li+L2=54故L+L1+L2=139 mm所以 lm=L+Li+L2/fm*Xi= 1.39min9.2.3粗铁.两侧面加工要求:粗加工采用卧式组合双面铢床。1、切削用量选择进给量:查机械加工工艺手册按硬质合金端面铢刀取每齿的进给量F=1.5l.()/齿主轴转速:160500转/分主轴进给量:321600 mm/min,这里取16m/min确定铳刀转速和工作台的进给速度a. n = 1000v/3.14 X
11、50= 1000 X 10/3.14 X 50= 101.9r/minb. fr=0.2 X 20 X 101.9 = 407.6mm/min对照机床实际转速取刀具实际转速为:160r/min工作台进给速度:407mm/r2、功率_5 0.9 0.74Pm=167.9X 1() ap a( zn kmp_50.90.74= 167.9X10X10 X16XI40X80= 1.66km注:查机械加工工艺手册9.4-8得到14四川理工学院毕业设计(论文)说明书ap=10 af = 16ae=140z=20 kpm=203、校核机床功率考虑工件材料的硬度及其实际铢削的功率为Pn=7.6 X 1.66
12、 X 0.8= 10.09km此外铢削功率还与铳削速度有关。有表查出V表=54m/min实际选用Vr=87m/min故:Vr/V 表=54/87=0.62根据机械加工工艺手册表9.4-11考虑铳削速度的变化,对铢削功率的影响,由于kvpm=0.62所以实际铳削功率:pmk=10.09X l = 10.09kw查组合机床选用手册得到功率:15kw10.094、切削工时的计算利用作图法得出总行程:L+L2+L。查机械加工工艺手册得出L,+L2=71故:L|+L2+L=71+218=289mm。所以:lm=l+11 +12/fm*xi=289/200*2=2.89min924钻T3面2个工艺孔钻孔1
13、0mm X 8mm根据手册取钻孔的进给量仁0.280.34 mm/r选用单刃外排削深孔钻速度v=60m/min用插入法求得钻切1()孔的速度:v=60m/min由此计算转速:n=1000v/7td =1000X 60/3.14 X 10=191r/min按机床实际转速取:r=3.14 X 20 X 1910= 119m/min孔的上下偏差为10%采用组合钻床,参考规格同Z335立式钻通用1、钻头的选用选用SlOmm的标准高速钢,并磨出双锥和修磨横刃,修磨后的钻头集合参数按机械交工工艺手册表10.2-19及其10.2-14取为:2=1182 =700=3()b2=4.5av=12=2.5 1=5
14、 mm2、钻削的用量确定竟(进)给量,根据机械加工工艺手册表10.4-1 W以查出fa=0.280.34由于孔深与孔径之比为:/J= 10/8= 1.25故f 表二(0.280.34) X 1.25=0.35-0.42 mm/r15四川理工学院毕业设计(论文)说明书按照Z535立式钻床说明书取f =0.4 mm/r根据表10.4-4钻头强度所给的允许竟给量f=1.75 mm/r根据10.4-5由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N查Z535机床说明书允许进给量F=1.8 mm/r故1.75 mm 1.8 mm可以选用。确定切削速度V、轴向力F、扭矩M、切削功率Pm,用不同刀具材料进
15、行、钻、扩、绞、的v、f、m、pm均可以按机械加工工艺手册表10.4-9和.17中利用插入法:V 表=13 mm/分 F 表=7850NM 表=77.10 mmP 表=1.60Km由于实际加工条件与所给条件完全不同,而需要进行修正,切削速度的修正系数可由10.4-10查出。Kmv=0.88ktv= 1.0则 V 表=13X0.88X 1.0= 11.44m/minN=1000V 表/71 d0= 1(X)()X 11.44/3.14X20=182r/min按照Z535机床说明书取n=195r/min这时实际的切削速度为:v=W 1000=3.14X10X195/1000=6.123m/min切
16、削力及其扭矩的修正系数可以由表10.4-12查出Kinp=K,nw= 1.06F=7850X 1.06=832 INM=77.10X1.06=81.7N3、校核机床功率切削功率 pn 为:Pn=pn 表Xn/nXKw=1.6()X 195/182X 1.06=1.82kw机床的有效功率为pe为:PE=peX =4.5X0.81=3.65Km查机床说明书3.651.82故可以选用.9.2.5粗精篷孔094, 085机床选用:T611卧式篷床刀具的选用:ITA12-F61刀具主轴进给量:户0.5主轴转速201000r/minTj=/+/|+/2+/3/fn*3=2+17+5+5/0.5*4=0.3
17、8min式中:/=被切削层的长度。/广刀具的切入长度16四川理工学院毕业设计(论文)说明书,2=刀具切出长度。根据同样的方法得出85的工时。刀具和95 一样采用ITA12-F61刀具因为他们都要求了同轴度。所以采用同样的刀具和进给主轴进给:f=0.5 mm/r主轴转速:400 r/minTj=L+L|+L2+L3/fn=2+l 7+5+5/0.5 X 400=0.58min9.2.6粗铢斜方孔面采用X61W立式铳床。1、刀具的选择此平面是铸造出的表面,用圆铢刀加工,采用硬质合金端铁刀.根据表9.2-41及硬质合金端铢刀标准GB5342-85选择铢刀直径k b d=20mm,齿数 z=2,铢刀几
18、何参数可根据表 9.2-27 选择,r0=0。,a0=8 , B=5 , 5=20 , k=5 ,=30 , $=lmm.2、铁削用量确定铁削深度外,,由于表面粗加工余量被确定为6mm,故可一次走刀完成,所以确定每齿进给量“正根据表9.43, T611B锐床功率为7.5Kw,故每齿进给量巧=0.200.29mm/z,取q=0.2mm/z。确定铳刀的磨钝标准及耐用度:根据表9.4-6、9.4-7得铢刀后刀面磨损限度取2mm,耐用度T=240mino确定铢削速度u表及铢削功率p亦根据表9.4-13中查出u表和所得:v =54m/min/=4.32Kw同时可得出铸铁硬度为190HB,铁削宽度=15(
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