机械制造技术课程设计-圆柱直齿轮机械加工工艺规程设计.docx

目录第1章计算生产纲领、确定生产类型11.1 生产纲领11.2 生效率分析11.3 生产类型1第2章零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的工艺分析3第3章工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基面的选择43.2.1 粗基准的选择原则43.2.2 精基准选择的原则43.3 确定各工序的加工余量53.4 制订工艺路线63.5 确定切削用量以及时间定额7谢辞19参考文献20第1章计算生产纲领、确定生产类型1.1生产纲领生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。N=Qn（I+a+A）式中：N零件的生产纲领（件/年）Q机器产品的年产量（台/年）n每台产品中该零件的数量（件/台）a备品百分率废品百分率1.2生效率分析操作者按规定的作业方法工作时，他的能力或努力程度叫效率。主要用来考核纯生产能力，不包括由技术、材料等其它问题所引起的能力损耗。1）标准工时：标准工时工标准作业时间+辅助时间指在正常情况下，从零件到成品直接影响成品完成的有效动作时间，其包含直接工时与间接工时。即加工每件（套）产品的所有工位有效作业时间的总和。a标准工时：标准工时=生产一个良品的作业时间。b标准工时=正常工时+宽放时间=正常工时×（1+宽放率）c工厂使用的宽放率一般在10%20%,对一些特殊的工种，如体力消耗较大的工种，宽放率可适当放宽一些d正常工时是人工操作单元工时+机器自动作业工时的总和。2）制定方法：对现有各个工位（熟练工人）所有的有效工作时间进行测定，把所有组成产品的加工工位的工时，考虑车间生产的均衡程度、环境对工人的影响、以及工人的疲劳生产信息等因素后，计算得到标准工时。生产率=（产出数量X标准工时）÷（日工作小时X直接人工数）×100%1.3生产类型根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：1 ,单件生产：少量地制造不同结构和尺寸的产品，且很少重复。如新产品试制，专用设备和修配件的制造等。2 .成批生产：产品数量较大，一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。3 .大量生产：当一种零件或产品数量很大，而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量（生产纲领）及其自身特点，具体情况见表I-Io表1：生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000设备年产量5000件，废品率、备品率各3%、10%,每台设备含该零件件数N=Qn（l+a+y0）=5OOO×l×（l+3%+10%）件/年=5650件/年圆柱直齿轮生产批量为大批量生产。第2章零件的分析2.1 零件的作用圆柱齿轮是机械齿轮中的重要的一种齿轮类型，更是最为普遍的一种齿轮样式。圆柱齿轮根据轮齿的方向，可分为直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿圆柱齿轮。齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，是应用最广的传动机构。它是通过轮齿的啮合来实现传动要求的，因此同摩擦轮、皮带轮等机械传动相比较，其显著特点是：传动比稳定、工作可靠、效率高、寿命较长，适用的直径、圆周速度和功率范围广。2.2 零件的工艺分析圆柱直齿轮共有两组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：1、以中325%外圆为中心的一组加工表面这一组加工表面有:80产孔、宽22±0.026键槽、128端面、3250023端面等。2、以中80°3孔为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：325°o23外圆、齿轮第3章工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式圆柱直齿轮零件材料为ZG270500,铸钢件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.2.1 粗基准的选择原则1 .如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2 .如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3 .如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4 .选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5 .粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。圆柱直齿轮为回转类零件，故选择325外圆作为定位粗基准。3.2.2 精基准选择的原则1 .用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2 .当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一、以免生产基准转换误差。3 .当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4 .为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。6.圆柱直齿轮的直齿轮加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ral2.5o根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步滚齿即可满足其精度要求。图3-1圆柱直齿轮毛坯图3.4制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工件集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线：工序01：铸造工序02：调质处理：190217HBS工序03：车右侧中128端面；车右侧中325端面；车中75孔至78；倒角C2工序04：掉头车左侧中128端面；车左侧中325端面；倒角C2工序05：粗车中325外圆；半精车325外圆；圆角R8工序06：半精车中78孔至中79.5；精车中79.5孔至中802 .确定进给量一根据表1.4,/=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量(表4.2-9),选择/=0.8ImmZr3 .确定切削速度U切削速度的修正系数为七=0.8,鼠=0.65,演0.81,或=1.15«My=L=I-。(均见表1.28)，l)=100×0.8×0.65×0.81×1.15mmin48mmin按CA6140机床的转速(表4.2-8),选择"二125rmin4 .确定车右侧128端面的基本时间a354=+(23)=+(23)=(5.56.5)mmtgkrtg45o4=3-54为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，3=5式中Z1=6.0mm,I2=4mm,Li=5,f=0.81mmr,11=125rmin,u=48mmin,走刀次数i=lT7O=-:×lmin0.410min730.81x125工步二：车右侧中325端面1.确定切削深度与右侧中325端面，单边加工余量Z=5.5mm,由零件图知，表面粗糙度Ral2.5,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步粗车即可满足其精度要求，故ap=5.5m11上艮据表1.4,/=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择=O.8Immzr3 .确定切削速度。切削速度的修正系数为鼠二0.8,施=0.65,L=O.81,L=I.15,3广3二1。(均见表1.28)，=100×0.8×0.65×0.81×1.15mmin48mmin100Ovn=d100OX4811×325r/min47rmin按CA6140机床的转速（表4.2-8）,选择二50rmin4 .确定车右侧325端面的基本时间a554=+(23)=+(23)=(7.58.5)mmtgkrtg45o4=35力为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，4=5/=22=34.5mm式中Z1=8.0mm,I2=4mm,I3=5f=0.81mmr,11=50rmin,o=48mmin,走刀次数，二1mHT34.5+8+4+5.1CrC.则TQ=×Imm1.272mmj30.81×50工步三：车中75孔至78L确定切削深度QP80孔，单边加工余量Z=2.51111,由零件图知，表面粗糙度RaL6,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，三步车削即粗车一一半精车一一精车方可满足其精度要求，故粗车切削深度。p=L511m2 .确定进给量/木艮据表1.4,f=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量(表4.2-9),选择=O.8ImmZr3 .确定切削速度U切削速度的修正系数为七=0.8,鼠=0.65,=0.81v=115mv=1.0（均见表1.28），l）=100×0.8×0.65×0.81×1.15mmin48mmin100Ovn=nd100OX48TrXI28r/min119rmin按CA6140机床的转速(表4.2-8),选择"二125rmin4 .确定车左侧128端面的基本时间d-d1L=-F/+4+&a354=+(23)=+(23)=(5.56.5)mmtgkrtg45o4=354为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，4=57d-d.128-75-I=l=mm=26.5mm22式中Z1=6.0mm,Z2=4mm,I3=5f=0.81mmr,n=125rmin,L>=48mmin,走刀次数i=l则T3=2'S+6+4+5*Imjno.41Omin730.81×125工步二：车左侧中325端面1 .确定切削深度与左侧中325端面，单边加工余量Z=5.5mm,由零件图知，表面粗糙度Ral2.5,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步粗车即可满足其精度要求，故ap=5.5ImI2 .确定进给量/根据表1.4,/=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量(表4.2-9),选择/=0.8ImmZr3 .确定切削速度U切削速度的修正系数为3二08,鼠=0.65,以0.81,L=I.15,左My=L=Lo(均见表1.28)，=100×0.8×0.65×0.81×1.15mmin48mmin100Ovn=Tid100OX4811×325r/min47rmin按CA6140机床的转速（表4.2-8）,选择二50rmin4 .确定车左侧中325端面的基本时间j3=ld-d177L=-F/+4+，3a554=n+(23)=+(23)=(7.58.5)mmtgkrtg45o4=35。为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，4=57ddy334265o._I=L=mm=34.5mm22式中1=8.0mm,Z2=4mm,I3=5f=0.81mmr,11=50rmin,u=48mmin,走刀次数r11tE34.5+8+4+5.贝!T.=XImm1.272mm730.81×50工步三：倒角C2工序05：粗车325外圆；半精车325外圆；圆角R8工步一：粗车中325外圆L确定切削深度QP325外圆，单边加工余量Z=4.5mm,由零件图知，表面粗糙度Ra3.2,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-6知，两步车削即粗车一一半精车方可满足其精度要求，故粗车切削深度Qp=4.0mm2 .确定进给量/根据表1.4,/=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量（表429）,选择/=0.8ImmZr3 .确定切削速度U切削速度的修正系数为七=0.8,鼠=0.65,L=O.81,g=1.15,左My=L=Lo（均见表1.28）,故U=100XO.8x0.65x0.81xl.l5mmin心48mmin100Ov11d100OX4811x325r/min47rmin按CA6140机床的转速（表4.2-8）,选择z=50rmin4 .确定车中325外圆的基本时间T1J3L=/+/+/3a404=n+q3）=-+（23）=（6.07.0）mmtgkrtg45oZ2=3-54为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，。=5走刀长度/=6OmnI式中Z1=6.5mm,Z2=4mm,3=5f=0.81mmr,n=50rmin,=48mmin,走刀次数i=lr11.rf60÷6.5+4+5.贝!T.=×Imm1.864mm口0.81×50工步二：半精车中325外圆1 .确定切削深度QP325外圆，单边加工余量Z=4.5mm,由零件图知，表面粗糙度Ra3.2,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-6知，两步车削即粗车一一半精车方可满足其精度要求，故半精车切削深度。p=0.5mm2 .确定进给量/根据表1.4,/=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择=0.66mmr切削速度的修正系数为晨=0.8,=0.65,演"=0.81,L=IMy=L=I0（均见表1.28），故U=I50x0.8x0.65x0.81xl.l5mmin273mmin100Ovn=Tid100OX73/TX325r/min71.5rmin按CA6140机床的转速(表4.2-8),选择=80rmin4.确定半精车325外圆的基本时间aO54=(23)=-(23)=(2.53.5)mmtgkrtg45o4=35/3为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，。=5走刀长度/=6Omm式中Z1=3.0mm,I2=4mm,/3=5,f=0.66mmr,M=80rmin,u=73mmin,走刀次数i=lErlE60+3.0+4+5.1.贝UTq=×lmm1.364mm00.66×80工步三：圆角R8工序06：半精车78孔至79.5；精车中79.5孔至中80工步一：半精车中78孔至79.51 .确定切削深度QP80孔，单边加工余量Z=2.5mm,由零件图知，表面粗糙度RaL6,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，三步车削即粗车一一半精车一一精车方可满足其精度要求，故半精车切削深度QP=O.7511m2 .确定进给量/根据表1.4,/=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量(表4.2-9),选择=0.66mmr"3=1三过力min86rmin11dx80按CA6140机床的转速(表4.2-8),选择"二400rmin4 .确定精车中80孔的基本时间T1J3L=/+/+4+/3aQ254=+(23)=+(23)=(2.253.25)mmtgkrtg45o，2=354为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，)=5走刀长度/=100mm式中Z1=3.0mm,I2=4mm,4=5,/=0.26mmr,=400rmin,u=97mmin,走刀次数i=l.3=l°°+3+4+5Xlmin1077min730.26×400工序07：插宽22±0.026键槽1 .选择刀具刀具选取插刀ap=Ilmm,v=10mmin2 .决定铳削用量铳削深度4=11mm3 .计算工时根据Y5020型插床说明书，其功率为为0.6kw,中等系统刚度。则机动工时为TJ二fdJ100OvL+左）L=/+4+15，根据机械制造工艺简明手册表6.2-4知，乙+/5=35L=/+4+5=100mm+35mm=135mm