課程設(shè)計(jì)汽車(chē)擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制造課程設(shè)計(jì)工程名稱(chēng)： 汽車(chē)擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)設(shè)計(jì) 及關(guān)鍵零件工藝編制 子題名稱(chēng)： 工作頭設(shè)計(jì)及工藝卡編制 目 錄摘要.第1章 緒論.3 1.1 課題背景.3 研究工作概況.3 研究報(bào)告意圖.3 研究報(bào)告的預(yù)期結(jié)果.3第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)計(jì).42.1 系統(tǒng)組成、布局和方案設(shè)計(jì).42.2 參數(shù)計(jì)算.5 滾針軸承的選擇.5 步進(jìn)電機(jī)2的選擇.5 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算.6 校核壓輥軸的剛度.11 校核M14螺栓平安性.122.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).14第3章 三維設(shè)計(jì).143.1 汽車(chē)擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)總體三維設(shè)計(jì).143.2 執(zhí)行系統(tǒng)工作頭三維設(shè)計(jì).

2、17第4章 關(guān)鍵零件工藝卡編制.194.1 壓輥軸零件編制.19 零件的分析.19 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì).20 確定工藝路線.21 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定.22 確定切削用量.24 確定工時(shí)定額.264.2 齒輪零件編制.29 零件的分析.29 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì).30 確定工藝路線.31 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定.32 確定切削用量.34 確定工時(shí)定額.35結(jié)論.38參考文獻(xiàn).40 第1章 緒論1.1 課題背景隨著現(xiàn)代社會(huì)的繁榮開(kāi)展，汽車(chē)作為新時(shí)代的交通工具越來(lái)越起著關(guān)鍵的作用，應(yīng)用愈加廣泛。汽車(chē)的生產(chǎn)量不斷增大，進(jìn)而要求生產(chǎn)效率加強(qiáng)。人們對(duì)于汽車(chē)的要求越來(lái)越高，對(duì)于汽車(chē)的性

3、能提出了更高的質(zhì)量要求 。汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的密封膠條對(duì)于汽車(chē)玻璃的減震和總體安裝效果有較大的影響。隨之而來(lái)的就是在這方面的技術(shù)進(jìn)一步研究。汽車(chē)擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)是來(lái)自于生產(chǎn)工程，是為解決生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的問(wèn)題。 研究工作概況 接到該工程以后，首先試著從網(wǎng)上尋找資料，但由于是比擬新的生產(chǎn)工程，網(wǎng)上相關(guān)知識(shí)比擬少。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和帶著下，我們從最根本的加工對(duì)象普通轎車(chē)擋風(fēng)玻璃，開(kāi)始研究展開(kāi)工作。首先，我們對(duì)普通汽車(chē)擋風(fēng)玻璃進(jìn)行了全面的測(cè)量，具體了解了其尺寸應(yīng)用數(shù)據(jù)大體確定所要設(shè)計(jì)的機(jī)器的外形尺寸，從而確定各部件的尺寸，進(jìn)而確定各零件的具體尺寸。其次，我們具體看過(guò)了手工安裝的詳細(xì)過(guò)程，針對(duì)其中的

4、問(wèn)題，以此出發(fā)，提出各種可以解決其問(wèn)題的方案設(shè)計(jì)，然后根據(jù)可行性等要求比照方案，選出最正確方案。最后，我們開(kāi)始了具體的設(shè)計(jì)過(guò)程。 研究報(bào)告意圖 該研究報(bào)告的意圖就是解決轎車(chē)擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝的半自動(dòng)化和機(jī)械化，提高安裝效率和安裝質(zhì)量。首先介紹汽車(chē)擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程，及具體結(jié)構(gòu)件尺寸及相關(guān)參數(shù)。其次，針對(duì)關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度，剛度和壽命等是否符合要，進(jìn)行簡(jiǎn)單的校核計(jì)算，進(jìn)而確定其符合要求。 研究報(bào)告的預(yù)期結(jié)果該研究報(bào)告的預(yù)期結(jié)果是能夠介紹清楚整個(gè)安裝機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能。首先完成整個(gè)機(jī)器的三維實(shí)體繪圖，完成裝配、運(yùn)動(dòng)仿真。其次完成總裝圖，部件裝配圖的二維平面圖繪制，具體描述各部件及零件

5、的裝配關(guān)系，清楚描繪總體的外形尺寸。再次是針對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的校核計(jì)算，滿(mǎn)足預(yù)期的使用要求。最后，針對(duì)關(guān)鍵零部件，完成其設(shè)計(jì)計(jì)算，校核計(jì)算和零件圖及毛坯圖的繪制，針對(duì)加工工藝性編制加工工藝。 第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)組成、布局和方案設(shè)計(jì)°，導(dǎo)向鉤的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)由齒輪齒條機(jī)構(gòu)完成；導(dǎo)向鉤用于把密封膠條撐開(kāi)和導(dǎo)向的作用；壓輥系有壓輥軸、壓輥、一個(gè)深溝球軸承和一個(gè)滾針軸承組成。彎板主要起支撐作用，支撐整個(gè)工作頭的幾乎全部零件。旋轉(zhuǎn)體定位，根據(jù)玻璃的具體外形尺寸及安裝在機(jī)器上位置，確定旋轉(zhuǎn)體的角度，旋轉(zhuǎn)體的角度決定了導(dǎo)向鉤的傾斜角度。壓輥軸主要承受擠壓密封膠條的擠壓力

6、，其上裝有一個(gè)深溝球軸承和一個(gè)滾針軸承主要起支撐作用，墊圈起軸承的定位作用，然后將壓輥安于壓輥軸的上部，對(duì)膠條進(jìn)行壓緊安裝。壓輥軸和導(dǎo)向鉤是平行工作的，導(dǎo)向鉤位于壓輥前進(jìn)方向的正前方，所以采用壓輥軸和導(dǎo)向系統(tǒng)的平行安裝結(jié)構(gòu)布局，兩者之間的位置關(guān)系由一個(gè)彎板連接確定其位置關(guān)系。齒輪齒條的動(dòng)力由步進(jìn)電機(jī)提供。由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，步進(jìn)電機(jī)直接與齒輪相聯(lián)接，齒條直接與導(dǎo)向鉤聯(lián)接。壓輥軸安裝于彎板上，并與下方的旋轉(zhuǎn)體用螺栓固定聯(lián)接，從而在工作中確定壓輥和導(dǎo)向鉤的具體位置。壓輥的上半局部為主要工作區(qū)。該工作頭執(zhí)行系統(tǒng)的具體組成、布局和方案設(shè)計(jì)，具體情況見(jiàn)三維實(shí)體圖及零部件圖。2.2 參數(shù)計(jì)算 滾針軸承的選

7、擇 在壓輥軸上裝有一個(gè)深溝球軸承和一個(gè)滾針軸承， 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第4版 第2卷 第7篇 軸承 可得如下列圖表：徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 Pr=Fr徑向當(dāng)量靜載荷 Por=Fr向心滾針和保持架組件JB/T 7918-1997根本尺寸/mm根本額定載荷/KN極限轉(zhuǎn)速/r/min重量/g軸承代號(hào)安裝尺寸/mmFwEwBeCrCor脂油WK型B1H1202424242626101317172010000100001000010000100001600016000160001600016000111820K20×24×10K20×24×13K20×24

8、5;17K20×26×17K20×26×2022根據(jù)設(shè)計(jì)需要，選擇代號(hào)為K20×24×10的滾針軸承。 步進(jìn)電機(jī)2的選擇1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 按工作要求和工作條件，選擇YG系列電動(dòng)機(jī)。2確定電機(jī)的容量 電機(jī)的輸出功率Pd= a傳動(dòng)裝置總效率 a 工作機(jī)的輸入功率Pw=4.56 W 那么Pd=5.37 W3選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸與齒輪軸直接相聯(lián) 那么 n=n1=12.59 r/min 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，價(jià)格等因素，決定選用步進(jìn)電機(jī) 57BYG007 電動(dòng)機(jī)主要規(guī)格參數(shù)： 相數(shù)電壓V電流(A)電阻電感mH4123230最大

9、靜轉(zhuǎn)矩N·cm定位轉(zhuǎn)矩N·cm重量Kg 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算a 選擇材料，精度及參數(shù)1選擇齒輪的材料，熱處理方法及齒面硬度： 齒輪選用45，調(diào)質(zhì)，HB1=240HBS 齒條選用45，正火，HB2=220HBS HB1-HB2=240-220=20 適宜2選取精度等級(jí) 初選8級(jí)精度，按GB/T10095。3選取齒數(shù) 選齒輪齒數(shù)Z1=15,齒條齒數(shù)Z2=iZ1=2×15=30 取Z2=30 實(shí)際的齒數(shù)比i/= =2b.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì),按式d1=(1) 確定載荷系數(shù)K 由表得使用系數(shù)KA=1.00,估計(jì)圓周速度v=0.02 m/s,=0.003 m/s;由圖6-11

10、b，動(dòng)載系數(shù)Kv=10.5。= =0=+由圖6-13，齒間載荷分配系數(shù)K=1.04；由圖6-17，齒向載荷分配系數(shù)K=1.01。K= KAKvKK×××2計(jì)算轉(zhuǎn)矩T1=×1033由圖6-19查得區(qū)域系數(shù)ZH4重合度系數(shù) 由式6-14， 5彈性影響系數(shù) ZE=189.8MPa1/26由圖6-27a查得接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim1=590MPa； 由圖6-27b查得接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim2=470MPa7由式6-25計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60njLh=60××1×2×8×300××107

11、N2= =×1078由圖6-25查得壽命系數(shù)KHN1=1.05；KHN2=1.27允許有點(diǎn)蝕9計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1，平安系數(shù)S=1， 由式6-24得H1= KHN1Hlim1×H2= KHN2Hlim2×取H10計(jì)算齒輪分度圓直徑d1d1 = = =25.23 mm11計(jì)算圓周速度V=0.0166 m/s12修正載荷系數(shù) 按 =0.00249， 由圖6-11b查得動(dòng)載系數(shù)Kv/13校正試算的分度圓直徑d1 = =24.99 mm(14)計(jì)算模數(shù)m= =1.87 mm圓整成標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm15計(jì)算中心距=45 mm16計(jì)算分度圓直徑d1=Z1 m=1

12、5×2=30 mm17計(jì)算齒輪寬度b=d d1×30=9 mm圓整取b1=10mm，b2=15mmC校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F1F2（1） 重合度系數(shù)（2） 齒形系數(shù)由圖6-21查得YFa1=3.14 ，YFa2（3） 應(yīng)力修正系數(shù)由圖6-22查得YSa1=1.48 ，YSa2（4） 查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù)由圖6-28c查得Flim1=450MPa，由圖6-28b查得Flim2=390MPa由圖6-26，按N1×107 ，N2×107分別查得KHN1= KHN2=1（5） 計(jì)算彎曲疲勞許用極限應(yīng)力取失效概率為1，平安系數(shù)S=1，由式6-24得F1=

13、KFN1Flim1=450MPaF2= KFN2Flim2=390MPa6 計(jì)算彎曲應(yīng)力F1=2×××103/10×30×2×××0.73)=43.14MPaF1F2×××=38.13 MPaF2,適宜齒輪齒條參數(shù)表 單位：mmmZ1Z2d1hahfaP215300°20°3022022.2.4 校核壓輥軸的剛度如下圖在極限位置壓輥軸在上端受到一個(gè)F=98N的壓力，現(xiàn)在對(duì)壓輥軸進(jìn)行校核。 1. 校核壓輥軸的強(qiáng)度 壓輥軸的材料為45號(hào)鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第4版 第1卷

14、 第3篇 材料可查得：b=600Mpa,s=355MPa設(shè)平安因子 nb=5那么許用應(yīng)力 =120MPa(1) 計(jì)算彎曲截面系數(shù)直徑為d的彎截面系數(shù)為 W=那么直徑為23mm處的彎曲截面系數(shù)為W=×10-6 m3直徑為30mm處的彎曲截面系數(shù)W=72×10-6 m32校核強(qiáng)度距離受力點(diǎn)179mm處受的彎矩為M1=98×·m距離受力點(diǎn)379mm處受的彎矩為M1=98×·m那么1=14.6MPa2=0.5MPa結(jié)論： 壓輥軸的強(qiáng)度符合要求。2. 校核壓輥軸的剛度壓輥軸可以視為一個(gè)懸臂梁，末端受到一個(gè)98N的壓力。根據(jù)懸臂梁的集中載荷作用在

15、自由端的撓度和轉(zhuǎn)角公式撓度： =轉(zhuǎn)角： =假設(shè)彈性模量 E=200GPa I=×10-7 m4那么撓度： =×10-6 m轉(zhuǎn)角： =3×10-5 rad結(jié)論： 壓輥軸的撓度和轉(zhuǎn)角都很小，符合要求。 校核M14螺栓的平安性工作頭與液壓桿之間用一個(gè)M14的螺栓連接，所以螺栓M14是一個(gè)關(guān)鍵零件，需要校核它的抗拉強(qiáng)度能否滿(mǎn)足使用要求。螺栓在工作過(guò)程中主要受拉力，工作載荷按200N進(jìn)行校核。受拉螺栓連接能夠承受變載荷，M14螺栓為受預(yù)緊力和工作載荷的緊螺栓連接，這種連接擰緊以后螺栓受預(yù)緊力F/，工作還受工作載荷F。一般情況下，螺栓的總拉力F0并不等于F/和F之和。當(dāng)應(yīng)變?cè)?/p>

16、彈性范圍之內(nèi)時(shí)，各零件的受力可跟據(jù)靜力平衡和協(xié)調(diào)條件求出。螺栓總拉力的表達(dá)式為 即螺栓總拉力等于預(yù)緊力加上局部工作載荷式中 c1和c2分別表示螺栓和被連接件的剛度，為相對(duì)剛度系數(shù)，取相對(duì)剛度系數(shù)為0.25。螺栓連接應(yīng)該是在受工作載荷之前擰緊，螺紋力矩；但考慮到出現(xiàn)特殊情況時(shí)可能在工作載荷下補(bǔ)充擰緊，那么螺紋力矩為，相應(yīng)的螺栓切應(yīng)力為， 拉應(yīng)力為 因此為平安起見(jiàn)，可按這一情況推導(dǎo)出螺紋局部的強(qiáng)度條件為 為許用應(yīng)力另外變載強(qiáng)度條件為 a a為許用應(yīng)力幅 小徑d1=，中徑d2=13mm，H=34mm 預(yù)緊力為50N 螺栓性能等級(jí)為8.8， 那么 =800MPa a=600MPa = =100N靜載計(jì)

17、算 =0.2MPa變載計(jì)算 =0.4MPaa結(jié)論： M14的聯(lián)接螺栓滿(mǎn)足使用要求。2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)計(jì) 齒輪齒條的動(dòng)力提供源步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)采用傳感器，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向鉤的精確定位。壓輥內(nèi)部安裝軸承通過(guò)摩擦力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)約動(dòng)力源，不僅節(jié)約能源，更有利于整體結(jié)構(gòu)的布局。第3章 三維設(shè)計(jì) 汽車(chē)擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)總體三維設(shè)計(jì): 安裝機(jī)整體 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 吸盤(pán)機(jī)構(gòu) 脫料機(jī)構(gòu) 工作頭 執(zhí)行系統(tǒng)工作頭三維設(shè)計(jì) 壓輥內(nèi)部設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)體安裝，定位結(jié)構(gòu) 齒輪安裝結(jié)構(gòu) 齒條安裝結(jié)構(gòu) 壓輥軸安裝結(jié)構(gòu)第4章 關(guān)鍵零件工藝卡編制零件的分析（一） 零件的作用零件是從擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)工作頭局部拆出的壓輥軸。它的主要作用支持壓

18、輥，承受彎矩。要求零件的硬度符合要求正火處理HBS=170217。（二） 零件的工藝分析所選零件是工作頭中的心軸，工作時(shí)只受彎矩不受轉(zhuǎn)矩，受靜應(yīng)力。零件小批生產(chǎn)。它屬于臺(tái)階軸類(lèi)零件，由圓柱面、軸肩、孔等組成。軸肩用來(lái)確定安裝在軸上零件的軸向位置，孔是用于受拉螺栓聯(lián)結(jié)的通孔。局部圓柱面與軸承配合要求較高，局部圓柱面起到過(guò)渡作用。 主要加工面：外圓，孔，倒角。根據(jù)工作性能與條件，零件的局部外表有圓跳動(dòng)，圓柱度等形位公差的要求，有熱處理要求正火處理。技術(shù)要求： 1正火處理HB=170200；2未注圓角半徑R1；3未注倒角1×45°；4未注尺寸偏差出精度為IT12。按要求完成零件。

19、 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（一） 確定毛坯的制造形式 零件的材料為45號(hào)鋼，選用鍛件，可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織，保證零件的剛度和韌性，保證零件工作可靠。由于零件的生產(chǎn)類(lèi)型為單件小批量，且形狀簡(jiǎn)單，故可采用自由鍛，其所用工具和設(shè)備簡(jiǎn)單，通用性好，本錢(qián)低，可使毛坯具有較高的力學(xué)性能，操作靈活。基準(zhǔn)面的選擇。1、 粗基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原那么：1選用的粗基準(zhǔn)應(yīng)便于定位，裝夾和加工，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2為保證某重要外表的粗加工余量小而均勻，應(yīng)選用該外表為粗基準(zhǔn)；3粗基準(zhǔn)面應(yīng)平整，光潔，沒(méi)有澆口冒口或飛邊等缺陷，以便于定位可靠4粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上，一般只能使用一次。對(duì)于本零件而言，外圓有跳動(dòng)要求

20、，需要在一次裝夾中完成加工，所以在毛坯上設(shè)計(jì)夾頭，以?shī)A頭外圓做粗基準(zhǔn)，一次加工要求的外圓。 2、 精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮減少定位誤差，保證加工精度和安裝方便準(zhǔn)確。根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原那么：1基準(zhǔn)重合原那么2基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么3自為基準(zhǔn)原那么4互為基準(zhǔn)原那么主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾的原那么，采用兩端作為精基準(zhǔn)，打中心孔，方便裝夾。（二） 機(jī)床的選擇根據(jù)零件的尺寸較小，單件小批生產(chǎn)，零件的外表較簡(jiǎn)單，所以選擇簡(jiǎn)單機(jī)床即可。車(chē)外圓采用CA6140，精度可到達(dá)Ra3.2，外圓車(chē)刀，三爪自定心卡盤(pán)、頂尖，游標(biāo)卡尺； 車(chē)端面采用CA6140，精度可到達(dá)Ra1.6，外圓車(chē)刀，三爪自定心卡盤(pán)

21、、頂尖，游標(biāo)卡尺； 磨外圓采用M1412磨床，到達(dá)Ra0.8，砂輪1-20×4×6，游標(biāo)卡尺；磨端面采用M7475B磨床，到達(dá)Ra1.6，砂輪450×185×380，電磁吸盤(pán)，游標(biāo)卡尺；鉆孔采用CA6140，麻花鉆，三爪自定心卡盤(pán)、頂尖，內(nèi)徑千分尺；擴(kuò)孔采用CA6140；麻花鉆，三爪自定心卡盤(pán)、頂尖，內(nèi)徑千分尺。 確定工藝路線 工序1 鍛造加工毛坯件 工序2 熱處理正火處理 工序3 畫(huà)兩端面線及外形線 工序4 粗車(chē)一段端面，打中心孔，粗車(chē)各外圓外表、端面 工序5 半精車(chē)端面，半精車(chē)外圓外表，倒角、倒圓角 工序6 粗磨外圓外表，粗磨端面 工序7 精磨外圓

22、工序8 鉆、擴(kuò)孔 工序9 檢驗(yàn)尺寸 工序10 入庫(kù) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 壓輥軸的材料是45號(hào)鋼，零件的重量是，生產(chǎn)類(lèi)型是單件小批量生產(chǎn)，由于毛坯采用自由鍛造，鍛造精度等級(jí)F，確定毛坯的尺寸1、25mm外圓加工路線 粗車(chē)半精車(chē)加工余量 粗車(chē)，半精車(chē)工序尺寸及精度 半精車(chē)后25mm，Ra3.2 ，IT11 粗車(chē)后25+1.3=mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸26.3+2.0=取35mm2.、60mm外圓加工路線 粗車(chē)加工余量 粗車(chē)工序尺寸及精度 粗車(chē)后60mm，Ra12.5， IT12 毛坯尺寸60+2.3=取70mm3、30mm外圓加工路線 粗車(chē)加工余量 粗車(chē)工序尺寸及精

23、度 粗車(chē)后30mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸30+2.0=32mm取40mm4、23mm外圓加工路線 粗車(chē)加工余量 粗車(chē)工序尺寸及精度 粗車(chē)后23mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸23+2.0=25mm取30mm5、20mm外圓加工路線 粗車(chē)半精車(chē)粗磨半精磨加工余量 粗車(chē)，半精車(chē)，粗磨，半精磨工序尺寸及精度 半精磨后20mm，Ra0.8，IT7 粗磨后 20+0.08=mm，Ra1.6，IT8 半精車(chē)后 20.08+0.12=mm，Ra6.3 ，IT9 粗車(chē)后 20.2+1.3=mm，Ra12.5， IT12 毛坯尺寸 21.5+2= 最終毛坯尺寸30mm6、外圓加工路線 粗車(chē)加工

24、余量 粗車(chē)工序尺寸及精度 粗車(chē)后mm，Ra12.5，IT12毛坯尺寸18.5+2.0= 最終毛坯尺寸30mm7、外圓加工路線 粗車(chē)加工余量 粗車(chē)工序尺寸及精度 粗車(chē)后mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸19.5+2.0= 最終毛坯尺寸30mm8、17mm外圓加工路線 粗車(chē)加工余量 粗車(chē)工序尺寸及精度 粗車(chē)后17mm，Ra12.5 ，IT12 毛坯尺寸17+2.0=19mm 最終毛坯尺寸30mm 9、15mm外圓加工路線 粗車(chē)半精車(chē)粗磨半精磨加工余量 粗車(chē)，半精車(chē)，粗磨，半精磨工序尺寸及精度 半精磨后15mm，Ra0.8，IT7 粗磨后 15+0.08=mm，Ra1.6， IT8 半精車(chē)后 1

25、5.08+0.12=mm，Ra6.3，IT9 粗車(chē)后 15.2+1.0=mm，Ra12.5 ，IT12 毛坯尺寸 16.2+2= 最終毛坯尺寸30mm10、8孔加工路線 鉆孔擴(kuò)孔加工余量 鉆孔 ，擴(kuò)孔3mm工序尺寸及精度 鉆孔第一次達(dá)5mm，Ra12.5，IT12擴(kuò)孔達(dá)8mm，Ra6.3 ，IT11 11、60外圓兩端面 加工路線 粗車(chē)半精車(chē)加工余量 粗車(chē)，半精車(chē)工序尺寸及精度 半精車(chē)后10mm，Ra3.2 ，IT11 ×2=，Ra12.5，IT12×2=取15mm 確定切削用量 切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下 Vc=例：加工外圓外表25mm； 粗車(chē)25mm至mm，達(dá)Ra12

26、.5； 背吃刀量1mm，切削速度min，進(jìn)給量r， 機(jī)床CA6140主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)24，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍101400mmin， 主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算：設(shè)公比q，10×q 52.8=，n=480rmin 10×qx=480x18.02，取x=18 得到主軸轉(zhuǎn)速n=480 rmin切削用量包括背吃刀量ap、進(jìn)給量f、和切削速度Vc。1） 確定粗車(chē)25 mm外面的切削用量：1. 確定背吃刀量：粗車(chē)雙邊余量為，背吃刀量ap為單邊余量，故ap = =2. 確定進(jìn)給量：根據(jù)背吃刀量ap3mm，車(chē)刀刀桿尺寸B×H=16×25mm，工件的直徑為100-400mm，查?實(shí)用

27、機(jī)械加工工藝手冊(cè)?，得進(jìn)給量f=/r2） 確定切削速度：粗車(chē)速度取n=480r/min，根據(jù)公式Vc= ，得Vc=52.8 m/min各局部切削用量如下：1、25mm外圓粗車(chē)：=1mm f=r = min n=480rmin半精車(chē)：= f=r = min n=480rmin2、60mm外圓粗車(chē)：= f=r =105.6 mmin n=480rmin3、30mm外圓粗車(chē)：=1mm f=r =60.3 mmin n=480rmin4、23mm外圓粗車(chē)：=1mm f=r =45.2 mmin n=480rmin5、20mm外圓粗車(chē)：=1mm f=r = min n=480rmin半精車(chē)：= f=r

28、=32.1 mmin n=480rmin粗磨： = f=r =22 mmin半精磨：= f=r =26 mmin6、外圓粗車(chē)：=1mm f=r =45.2 mmin n=480rmin7、外圓粗車(chē)：=1mm f=r =min n=480rmin8、17mm外圓粗車(chē)：=1mm f=r = min n=480rmin9、15mm外圓粗車(chē)： =1mm f=r =45.2 mmin n=480rmin半精車(chē)：= f=r =24.6 mmin粗磨： = f=r =22 mmin半精磨：= f=r =26 mmin10、8mm孔鉆孔： =2mm f=r =20 mmin n=480rmin擴(kuò)孔： = f=

29、r =20 mmin 確定工時(shí)定額 根本時(shí)間t基 t基 = 式中 i= n= 加工長(zhǎng)度mm 刀具的切入長(zhǎng)度mm 刀具的切出長(zhǎng)度mm 進(jìn)給次數(shù) Z加工余量mm 背吃刀量mm 進(jìn)給量mm/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速/ 切削速度/ D加工直徑mm 輔助時(shí)間 t輔助=5%15%×t基 操作時(shí)間 t操作= t基+ t輔助 布置時(shí)間 t布置=2%7%×t操作 休息時(shí)間 t休=2%×t操作 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間 t準(zhǔn)終= 5%15%×t操作 單件時(shí)間 t單件= t基+ t輔助+ t布置+ t休例：粗車(chē)25mm外圓柱面的工時(shí)定額計(jì)算 1+10+1=12，f=r，n=480 rmin，i=1

30、 , 5次走刀 因此可由計(jì)算公式得 t基 = t單件=5× t基+ t輔助+ t布置+ t休 t準(zhǔn)終= 5%15%×t操作同理，可計(jì)算得其他工步的工時(shí)定額。 各工步的工時(shí)定額：1） 25mm外圓：粗車(chē)： t單件=0.35 min t準(zhǔn)終=0.032 min 半精車(chē)： t單件=0.08 min t準(zhǔn)終 260mm外圓：粗車(chē)： t單件=0.36 min t準(zhǔn)終=0.049 min3） 30mm外圓：粗車(chē)： t單件= 1.54min t準(zhǔn)終=0.44 min4） 23mm外圓：粗車(chē)： t單件= 0.57min t準(zhǔn)終=0.082 min520mm外圓：粗車(chē)： t單件=0.78 m

31、in t準(zhǔn)終半精車(chē)： t單件= 0.08min t準(zhǔn)終=0.011 min粗磨： t單件=0.15 min t準(zhǔn)終=0.021 min半精磨： t單件=1.14 min t準(zhǔn)終 6外圓：粗車(chē)： t單件=0.15 min t準(zhǔn)終=0.021 min 7外圓：粗車(chē)： t單件=0.36 min t準(zhǔn)終=0.05 min 817mm外圓粗車(chē)： t單件=1.14 min t準(zhǔn)終 915mm外圓：粗車(chē)： t單件=0.91 min t準(zhǔn)終=0.13 min半精車(chē)： t單件=0.19 min t準(zhǔn)終=0.026 min粗磨： t單件=0.15 min t準(zhǔn)終=0.021 min半精磨： t單件= 0.68mi

32、n t準(zhǔn)終=0.094 min 108mm孔： 鉆孔： t單件=0.78 min t準(zhǔn)終=0.11 min 擴(kuò)孔： t單件=0.24 min t準(zhǔn)終=0.032 min 1160mm端面：粗車(chē)： t單件=0.15 min t準(zhǔn)終=0.022 min 12粗磨端面： 23mm大端面：t單件=0.13 min t準(zhǔn)終=0.018 min 15mm大端面： t單件=0.14 min t準(zhǔn)終=0.019 min4.2 齒輪零件編制零件的分析（一） 零件的作用 零件是從擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)工作頭局部拆出的齒輪，它主要是起傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的作用。利用步進(jìn)電機(jī)提供的動(dòng)力，通過(guò)齒輪和齒條傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向鉤的上下往

33、復(fù)運(yùn)動(dòng)。要求零件的硬度符合要求調(diào)質(zhì)處理HBS=240。（二） 零件的工藝分析 齒輪的精度等級(jí)為8-8-8，即齒輪第公差組精度等級(jí)為8級(jí)，第公差組精度等級(jí)為8級(jí)，第公差組精度等級(jí)為8級(jí)。滿(mǎn)足齒輪傳動(dòng)的技術(shù)要求：1傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性2工作的平穩(wěn)性3齒面接觸的均勻性4有一定的齒側(cè)間隙該零件是工作頭中控制導(dǎo)向鉤上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵零件之一，零件小批量生產(chǎn)，屬于齒輪類(lèi)零件。主要加工面18外圓，3銷(xiāo)孔，6.4中心孔，齒輪的齒頂圓，齒形加工。銷(xiāo)孔與銷(xiāo)配合，起到定位與傳遞動(dòng)力的作用。中心孔與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸聯(lián)結(jié)，要求外表粗糙度較小。根據(jù)工作性能與條件，零件的局部外表有圓跳動(dòng)、圓柱度等形位公差的要求，有熱處理要求調(diào)

34、質(zhì)處理。技術(shù)要求：1鍛件應(yīng)符合JB/T 5000.8-1998 重型機(jī)械通用技術(shù)條件2調(diào)質(zhì)HB=240；3未注倒角1×45°4未注圓角R1。按要求完成零件。 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)一 確定毛坯的制造形式 對(duì)一般傳動(dòng)齒輪，齒輪材料應(yīng)具有一定的接觸強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度和耐磨性要求。該齒輪為一般傳動(dòng)齒輪。 零件的材料為45號(hào)鋼，由于是單件小批零生產(chǎn)的水平，而且零件的結(jié)構(gòu)尺寸不大，零件的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，外表質(zhì)量要求不高，故可以采用自由鍛造的方式加工零件的毛坯。二 基準(zhǔn)面的選擇1、 粗基準(zhǔn)的選擇根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原那么：1選用的粗基準(zhǔn)應(yīng)便于定位，裝夾和加工，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2為保證某重要外表的粗加

35、工余量小而均勻，應(yīng)選用該外表為粗基準(zhǔn)；3粗基準(zhǔn)面應(yīng)平整，光潔，沒(méi)有澆口冒口或飛邊等缺陷，以便于定位可靠4粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上，一般只能使用一次。 對(duì)于本零件而言，外圓有跳動(dòng)要求，需要在一次裝夾中完成加工，所以在毛坯上設(shè)計(jì)夾頭，以?shī)A頭外圓做粗基準(zhǔn)，一次加工要求的外圓。用三爪自定心卡盤(pán)裝夾。2、 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮減少定位誤差，保證加工精度和安裝方便準(zhǔn)確。根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原那么：1基準(zhǔn)重合原那么2基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么3自為基準(zhǔn)原那么4互為基準(zhǔn)原那么因?yàn)橛卸嗣鎴A跳動(dòng)要求，加緊外圓，車(chē)內(nèi)孔和斷面，以?xún)?nèi)孔定位，精加工外圓、端面及其他外表。（三） 機(jī)床的選擇根據(jù)零件的尺寸較小，單件小批生產(chǎn)，零

36、件的外表較簡(jiǎn)單，所以選擇簡(jiǎn)單機(jī)床即可。車(chē)外圓采用CA6140，可到達(dá)Ra3.2；外圓車(chē)刀；三爪自定心卡盤(pán)；游標(biāo)卡尺； 車(chē)端面采用CA6140，可到達(dá)Ra3.2；端面車(chē)刀；三爪自定心卡盤(pán)，游標(biāo)卡尺；滾齒加工采用Y3150E滾齒機(jī)； A級(jí)單頭滾刀；壓板；公法線千分尺； 鉆孔采用CA6140；3mm麻花鉆，6mm麻花鉆；三爪自定心卡盤(pán)；內(nèi)徑千分尺； 絞孔采用手絞；手用絞刀3A，6A；鉗工臺(tái)；內(nèi)徑千分尺。 確定工藝路線 毛坯采用自由鍛造，但其所有平面均需機(jī)械加工。該零件的主要加工外表有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面及孔，其加工方法選擇如下所示 mm 加工方法：鉆精絞 3mm孔： 加工方法：鉆精絞34mm齒頂圓

37、柱面： 加工方法：粗車(chē)半精車(chē) 18mm 加工方法：粗車(chē) 加工方法：粗車(chē)半精車(chē) 加工方法：粗車(chē)齒面：滾齒8級(jí)精度的不淬硬齒輪，用銑齒、滾齒或插齒齒輪的加工工藝路線一般是先進(jìn)行齒坯的加工，再進(jìn)行齒形加工。齒坯的加工精度是齒輪加工、檢驗(yàn)和裝配的基準(zhǔn)，對(duì)齒輪質(zhì)量影響很大。齒坯加工包括各圓柱外表及端面的加工，按照先基準(zhǔn)及先粗后精的原那么。齒形加工精度直接直接影響齒輪傳動(dòng)質(zhì)量，是整個(gè)齒輪加工的核心。零件加工工藝路線：工序1 加工鍛造毛坯工序2 預(yù)熱處理正火處理工序3 畫(huà)端面線及外形線工序4 粗車(chē)各外圓外表、端面和鉆孔工序5 半精車(chē)齒輪外圓和端面，倒角工序6 絞孔工序7 調(diào)質(zhì)處理工序8 滾齒工序9 鉗工：倒

38、角，去毛刺工序10 交檢，入庫(kù) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 齒輪的材料是45號(hào)鋼，零件的重量是，生產(chǎn)類(lèi)型是單件小批量生產(chǎn)，由于毛坯采用自由鍛造，鍛造精度等級(jí)F，確定毛坯的尺寸a) 18外圓加工路線 粗車(chē)加工余量 粗車(chē)工序尺寸及精度 粗車(chē)后18mm，Ra12.5，IT12毛坯尺寸18+1.5=取25mmb) 34mm齒頂圓 加工路線 粗車(chē)半精車(chē)加工余量 粗車(chē)，半精車(chē)1.5 mm工序尺寸及精度 半精車(chē)后34mm，Ra3.2，IT11 粗車(chē)后 34+1.5=mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸35.5+2.0=取40mmc) 3 mm孔加工路線 鉆孔精絞加工余量 鉆孔一次達(dá)，精絞工序尺寸

39、及精度 精絞后3mm，Ra1.6，IT7 鉆孔后 3-0.1=mm，Ra12.5，IT12d) 孔加工路線 鉆孔精絞加工余量 鉆孔一次達(dá)，精絞工序尺寸及精度 精絞后mm，Ra1.6，IT7 鉆孔后 ×3=mm，Ra12.5，IT12e) 34mm外圓兩端面加工路線 粗車(chē)半精車(chē)加工余量 粗車(chē)，半精車(chē)1.0 mm工序尺寸及精度 半精車(chē)后10mm，Ra3.2，IT11 粗車(chē)后 10+1.0+1.0=12mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸12+1.2+1.2=取15mm 確定切削用量 切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下 Vc=例：加工外圓外表34mm； 粗車(chē)34mm至mm，達(dá)Ra12.5； 背

40、吃刀量1mm，切削速度min，進(jìn)給量r， 機(jī)床CA6140主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)24，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍101400mmin， 主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算：設(shè)公比q，10×q60.3=，n=480rmin 10×qx=480x18.02，取x=18 得到主軸轉(zhuǎn)速n=480 rmin切削用量包括背吃刀量ap、進(jìn)給量f、和切削速度Vc。5） 確定粗車(chē)18 mm外面的切削用量：1. 確定背吃刀量：粗車(chē)雙邊余量為，背吃刀量ap為單邊余量，故ap = =2. 確定進(jìn)給量：根據(jù)背吃刀量ap3mm，車(chē)刀刀桿尺寸B×H=16×25mm，工件的直徑為100-400mm，查?實(shí)用機(jī)械加工工藝

41、手冊(cè)?，得進(jìn)給量f=/r6） 確定切削速度：粗車(chē)速度取n=480r/min，根據(jù)公式Vc= ，得Vc=/min以下為各加工外表的切削用量：1、18mm外圓粗車(chē)：=1mm f=r = min n=480r/min2、34mm外圓粗車(chē)：=1mm f=r =60.3 mmin n=480r/min半精車(chē)：= f=r = min n=480r/min3、34mm外圓端面粗車(chē)：=2mm f=r =60.3 mmin n=480r/min半精車(chē)：= f=r = min n=480r/min4、18mm外圓端面粗車(chē)：=2mm f=r =60.3 mmin n=480r/min5、3mm孔鉆孔： =1mm f

42、=r =20 mmin n=480r/min絞孔： = f=r =23 mmin6、孔鉆孔： =2mm f=r =20 mmin n=480r/min絞孔： = f=r =23 mmin7、滾齒 粗滾齒： n=63r/min f=r =32 mmin 精滾齒： n=40r/min f=r =38 mmin 確定工時(shí)定額 根本時(shí)間t基 t基 = 式中 i=， n= 加工長(zhǎng)度mm 刀具的切入長(zhǎng)度mm 刀具的切出長(zhǎng)度mm 進(jìn)給次數(shù) Z加工余量mm 背吃刀量mm 進(jìn)給量mm/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速/ 切削速度/ D加工直徑mm 輔助時(shí)間 t輔助=5%15%×t基 操作時(shí)間 t操作= t基+ t輔助 布置時(shí)間 t布置=2%7%×t操作 休息時(shí)間 t休=2%×t操作 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間 t準(zhǔn)終= 5%15%×t操作 單件時(shí)間 t單件= t基+ t輔助+ t布置+ t休例：粗車(chē)18mm外圓柱面的工時(shí)定額計(jì)算： 1+12+1=14，f=r，n=480 rmin，i=1, 3次走刀 因此可由計(jì)算公式得