畢業(yè)論文-汽車擋風(fēng)玻璃密封機(jī)的設(shè)計(jì)

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=220HBSHB1-HB2=240-220=20合適(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/=21Z=2b2.2.4校核壓輥軸的剛度如圖所示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)度已知壓輥軸的材料為45號(hào)鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第4版第1卷第3篇材料可查得σb=600Mpa,σs=355MPa設(shè)安全因子nb=5則許用應(yīng)力[σ]=120MPa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)度能否滿足使用要求。螺栓在工作過程中主要受拉力,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)趶椥苑秶畠?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。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。:安裝機(jī)整體吸盤結(jié)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)脫料機(jī)構(gòu)工作頭(一)零件的作用零件是從擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)工作頭部分拆出的壓輥軸。它的主要作用支持壓輥,承受彎矩。要求零件的硬度符合要求(正火處理HBS=170~217)。(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)階軸類零件,由圓柱面、軸肩、孔等組成。軸肩用來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。部分圓柱面與軸承配合要求較高,部分圓柱面起到過渡作用。主要加工面:外圓,孔,倒角。根據(jù)工作性能與條件,零件的部分表面有圓跳動(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=170~200;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。(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,成本低,可使毛坯具有較高的力學(xué)性能,操作靈活?；鶞?zhǔn)面的選擇。1、粗基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則: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)為保證某重要表面的粗加工余量小而均勻,應(yīng)選用該表面為粗基準(zhǔn);3)粗基準(zhǔn)面應(yīng)平整,光潔,沒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。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)的選擇原則:1)基準(zhǔn)重合原則2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3)自為基準(zhǔn)原則4)互為基準(zhǔn)原則主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題,和便于裝夾的原則,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),零件的表面較簡(jiǎn)單,所以選擇簡(jiǎn)單機(jī)床即可。車外圓采用CA6140,精度可達(dá)到Ra3.2,外圓車刀,三爪自定心卡盤、頂尖,游標(biāo)卡尺;車端面采用CA6140,精度可達(dá)到Ra1.6,外圓車刀,三爪自定心卡盤、頂尖,游標(biāo)卡尺;磨外圓采用M1412磨床,達(dá)到Ra0.8,砂輪1-20×4×6,游標(biāo)卡尺;磨端面采用M7475B磨床,達(dá)到Ra1.6,砂輪450×185×380,電磁吸盤,游標(biāo)卡尺;鉆孔采用CA6140,麻花鉆,三爪自定心卡盤、頂尖,內(nèi)徑千分尺;擴(kuò)孔采用CA6140;麻花鉆,三爪自定心卡盤、頂尖,內(nèi)徑千分尺。4.1.3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畫兩端面線及外形線工序4粗車一段端面,打中心孔,粗車各外圓表面、端面工序5半精車端面,半精車外圓表面,倒角、倒圓角工序6粗磨外圓表面,粗磨端面工序7精磨外圓工序8鉆、擴(kuò)孔工序9檢驗(yàn)尺寸工序10入庫(kù)壓輥軸的材料是45號(hào)鋼,零件的重量是1.668kg,生產(chǎn)類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、φ25mm外圓加工路線粗車——半精車加工余量粗車2.0mm,半精車1.3mm工序尺寸及精度半精車后φ25021.0-mm,Ra3.2,IT11粗車后φ25+1.3=φ26.3021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ26.3+2.0=φ28.3mm取35mm2.、φ60mm外圓加工路線粗車加工余量粗車2.3mm工序尺寸及精度粗車后φ60030.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ60+2.3=φ62.3mm取φ70mm3、φ30mm外圓加工路線粗車加工余量粗車2.0mm工序尺寸及精度粗車后φ30021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ30+2.0=φ32mm取φ40mm4、φ23mm外圓加工路線粗車加工余量粗車2.0mm工序尺寸及精度粗車后φ23021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ23+2.0=φ25mm取φ30mm5、φ20mm外圓加工路線粗車——半精車——粗磨——半精磨加工余量粗車2.0mm,半精車1.3mm,粗磨0.12m,半精磨0.08mm工序尺寸及精度半精磨后φ20041.0023.0++mm,Ra0.8,IT7粗磨后φ20+0.08=φ20.080033.0-mm,Ra1.6,IT8半精車后φ20.08+0.12=φ20.20052.0-mm,Ra6.3,IT9粗車后φ20.2+1.3=φ21.5021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ21.5+2=φ23.5mm最終毛坯尺寸φ30mm6、φ18.5mm外圓加工路線粗車加工余量粗車2.0mm工序尺寸及精度粗車后φ18.5021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ18.5+2.0=φ20.5mm最終毛坯尺寸φ30mm7、φ19.5mm外圓加工路線粗車加工余量粗車2.0mm工序尺寸及精度粗車后φ19.5021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ19.5+2.0=φ21.5mm最終毛坯尺寸φ30mm8、φ17mm外圓加工路線粗車加工余量粗車2.0mm工序尺寸及精度粗車后φ17018.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ17+2.0=φ19mm最終毛坯尺寸φ30mm9、φ15mm外圓加工路線粗車——半精車——粗磨——半精磨加工余量粗車1.5mm,半精車1.0mm,粗磨0.12m,半精磨0.08mm工序尺寸及精度半精磨后φ15041.0028.0++mm,Ra0.8,IT7粗磨后φ15+0.08=φ15.080027.0-mm,Ra1.6,IT8半精車后φ15.08+0.12=φ15.20043.0-mm,Ra6.3,IT9粗車后φ15.2+1.0=φ16.2018.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ16.2+2=φ18.2mm最終毛坯尺寸φ30mm10、φ8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)φ5mm,Ra12.5,IT12擴(kuò)孔達(dá)φ8mm,Ra6.3,IT1111、φ60外圓兩端面加工路線粗車——半精車加工余量粗車1.2mm,半精車0.6mm工序尺寸及精度半精車后10mm,Ra3.2,IT11粗車后10+0.6×2=11.2mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸11.2+1.2×2=13.6mm取15mm切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下Vc=1000dnπ例:加工外圓表面φ25mm;粗車φ25mm至φ26.3033.0-mm,達(dá)Ra12.5;背吃刀量1mm,切削速度52.8m/min,進(jìn)給量0.4mm/r,機(jī)床CA6140主軸轉(zhuǎn)速:已知正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)24,正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍10~1400m/min,主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算:設(shè)公比q,10×q∧23=1400,q=1.239752.8=1000dnπ,n=480r/min10×q∧x=480x≈18.02,取x=18得到主軸轉(zhuǎn)速n=480r/min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φ25mm外面的切削用量:1.確定背吃刀量:粗車雙邊余量為2.0mm,背吃刀量ap為單邊余量,故ap=20.2=1.0mm2.確定進(jìn)給量:根據(jù)背吃刀量ap≤3mm,車刀刀桿尺寸B×H=16×25mm,工件的直徑為100-400mm,查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,得進(jìn)給量f=0.40mm/r2)確定切削速度:粗車速度取n=480r/min,根據(jù)公式Vc=πdn1000,得Vc=52.8m/min各部分切削用量如下:1、φ25mm外圓粗車:a=1mmf=0.4mm/rcν=52.8m/minn=480r/min半精車:pa=0.7mmf=0.4mm/rcν=39.7m/minn=480r/min2、φ60mm外圓粗車:a=1.3mmf=0.5mm/rcν=105.6m/minn=480r/min3、φ30mm外圓粗車:a=1mmf=0.4mm/rcν=60.3m/minn=480r/min4、φ23mm外圓粗車:a=1mmf=0.4mm/rcν=45.2m/minn=480r/min5、φ20mm外圓粗車:a=1mmf=0.4mm/rcν=45.2m/minn=480r/min半精車:pa=0.7mmf=0.4mm/rcν=32.1m/minn=480r/min粗磨:a=0.06mmf=0.05mm/rcν=22m/min半精磨:pa=0.04mmf=0.01mm/rcν=26m/min6、φ18.5mm外圓粗車:a=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min7、φ19.5mm外圓粗車:a=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min8、φ17mm外圓粗車:a=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min9、φ15mm外圓粗車:pa=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min半精車:pa=0.7mmf=0.3mm/rcν=24.6m/min粗磨:pa=0.06mmf=0.05mm/rcν=22m/min半精磨:pa=0.03mmf=0.01mm/rcν=26m/min10、φ8mm孔鉆孔:pa=2mmf=0.2mm/rcν=20m/minn=480r/min擴(kuò)孔:pa=1.5mmf=0.03mm/rcν=20m/min基t基=ifnlll21++式中i=pazn=Dvπ1000l—加工長(zhǎng)度(mm)1l—刀具的切入長(zhǎng)度(mm)2l—刀具的切出長(zhǎng)度(mm)i—進(jìn)給次數(shù)Z—加工余量(mm)pa—背吃刀量(mm)f—進(jìn)給量(mm/r)n—機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速(r/min)ν—切削速度(m/min)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φ25mm外圓柱面的工時(shí)定額計(jì)算1+10+1=12,f=0.4mm/r,n=480r/min,i=1,5次走刀因此可由計(jì)算公式得t基=14804.012??=0.063mint單件=5×(t基+t輔助+t布置+t休)=0.35mint準(zhǔn)終=(5%~15%)×t操作=0.063min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)φ25mm外圓:粗車:t單件=0.35mint準(zhǔn)終=0.032min半精車:t單件=0.08mint準(zhǔn)終=0.011min2)φ60mm外圓:粗車:t單件=0.36mint準(zhǔn)終=0.049min3)φ30mm外圓:粗車:t單件=1.54mint準(zhǔn)終=0.44min4)φ23mm外圓:粗車:t單件=0.57mint準(zhǔn)終=0.082min5)φ20mm外圓:粗車:t單件=0.78mint準(zhǔn)終=0.11min半精車:t單件=0.08mint準(zhǔn)終=0.011min粗磨:t單件=0.15mint準(zhǔn)終=0.021min半精磨:t單件=1.14mint準(zhǔn)終=0.16min6)φ18.5mm外圓:粗車:t單件=0.15mint準(zhǔn)終=0.021min7)φ19.5mm外圓:粗車:t單件=0.36mint準(zhǔn)終=0.05min8)φ17mm外圓粗車:t單件=1.14mint準(zhǔn)終=0.17min9)φ15mm外圓:粗車:t單件=0.91mint準(zhǔn)終=0.13min半精車:t單件=0.19mint準(zhǔn)終=0.026min粗磨:t單件=0.15mint準(zhǔn)終=0.021min半精磨:t單件=0.68mint準(zhǔn)終=0.094min10)φ8mm孔:鉆孔:t單件=0.78mint準(zhǔn)終=0.11min擴(kuò)孔:t單件=0.24mint準(zhǔn)終=0.032min11)φ60mm端面:粗車:t單件=0.15mint準(zhǔn)終=0.022min12)粗磨端面:φ23mm大端面:t單件=0.13mint準(zhǔn)終=0.018minφ15mm大端面:t單件=0.14mint準(zhǔn)終=0.019min(一)零件的作用零件是從擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)工作頭部分拆出的齒輪,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,通過齒輪和齒條傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向鉤的上下往復(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Ⅰ公差組精度等級(jí)為8級(jí),第Ⅱ公差組精度等級(jí)為8級(jí),第Ⅲ公差組精度等級(jí)為8級(jí)。滿足齒輪傳動(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),屬于齒輪類零件。主要加工面φ18外圓,φ3銷孔,φ6.4中心孔,齒輪的齒頂圓,齒形加工。銷孔與銷配合,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),要求表面粗糙度較小。根據(jù)工作性能與條件,零件的部分表面有圓跳動(dòng)、圓柱度等形位公差的要求,有熱處理要求(調(diào)質(zhì)處理)。技術(shù)要求:1)鍛件應(yīng)符合JB/T5000.8-1998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。(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,表面質(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)的選擇原則: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)為保證某重要表面的粗加工余量小而均勻,應(yīng)選用該表面為粗基準(zhǔn);3)粗基準(zhǔn)面應(yīng)平整,光潔,沒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)的選擇原則:1)基準(zhǔn)重合原則2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3)自為基準(zhǔn)原則4)互為基準(zhǔn)原則因?yàn)橛卸嗣鎴A跳動(dòng)要求,加緊外圓,車內(nèi)孔和斷面,以內(nèi)孔定位,精加工外圓、端面及其他表面。(三)機(jī)床的選擇根據(jù)零件的尺寸較小,單件小批生產(chǎn),零件的表面較簡(jiǎn)單,所以選擇簡(jiǎn)單機(jī)床即可。車外圓采用CA6140,可達(dá)到Ra3.2;外圓車刀;三爪自定心卡盤;游標(biāo)卡尺;車端面采用CA6140,可達(dá)到Ra3.2;端面車刀;三爪自定心卡盤,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;φ3mm麻花鉆,φ6mm麻花鉆;三爪自定心卡盤;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。毛坯采用自由鍛造,但其所有平面均需機(jī)械加工。該零件的主要加工表面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面及孔,其加工方法選擇如下所示φ6.4mm孔:公差等級(jí)IT7,表面粗糙度Ra1.6umφ18外圓加工路線粗車加工余量粗車1.5mm工序尺寸及精度粗車后φ18043.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ18+1.5=φ19.5mm取25mmb)φ34mm齒頂圓加工路線粗車——半精車加工余量粗車2.0mm,半精車1.5mm工序尺寸及精度半精車后φ34016.0-mm,Ra3.2,IT11粗車后φ34+1.5=φ35.5025.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ35.5+2.0=φ37.5mm取40mmc)φ3mm孔加工路線鉆孔——精絞加工余量鉆孔一次達(dá)2.9mm,精絞0.1mm工序尺寸及精度精絞后φ3010.00+mm,Ra1.6,IT7鉆孔后φ3-0.1=φ2.91.00+mm,Ra12.5,IT12d)φ6.4mm孔加工路線鉆孔——精絞加工余量鉆孔一次達(dá)6.2mm,精絞0.2mm工序尺寸及精度精絞后φ6.4015.00+mm,Ra1.6,IT7鉆孔后φ6.4-0.2×3=φ5.81.00+mm,Ra12.5,IT12e)φ34mm外圓兩端面加工路線粗車——半精車加工余量粗車1.2mm,半精車1.0mm工序尺寸及精度半精車后10009.0-mm,Ra3.2,IT11粗車后10+1.0+1.0=12018.0-mm,Ra12.5,IT12結(jié)論鑒于擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)未來的應(yīng)用前景和廣大的市場(chǎng),在導(dǎo)師的建議和指導(dǎo)下,我們小組承擔(dān)了該機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)。在本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程中,參考資料有限,我們綜合應(yīng)用機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)及系統(tǒng)工程等理論知識(shí),利用軟件畫出了整個(gè)設(shè)備的所有零件和總裝立體圖,并轉(zhuǎn)換為工程圖。在本次設(shè)計(jì)過程中,大家分工明確,盡職盡責(zé),努力完成了自己負(fù)責(zé)的部分任務(wù),并相互協(xié)作、幫助,共同努力下才完成了本次設(shè)計(jì)