BMW案例双联齿轮零件的加工分解文档格式.docx
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32H10孔的表面粗糙度为1.6um,
28H7孔的表面粗糙度为3.2um
3、齿轮两端面跳动允差为0.05mm
三、选择毛坯
3.1毛坯的选择
该齿轮结构简单,尺寸小,并且有台阶轴,力学性能要求很高,精度较高且要进行中批或大批生产,所以选用模锻件,其加工余量小,表面质量好,机械强度高,生存率高。
工件材料选用45钢,毛坯的尺寸精度要求为IT12级,公称尺寸
,长50。
3.2基准的选择
根据零件图纸及零件的使用情况分析。
知Φ32花键孔,端面圆跳动,平行度等均应通过正确的定位才能保证,故对基准的选择应进行分析。
3.2.1粗基准的选择
粗基准的选择:
对双联齿轮这样的回转体零件来说,选择好粗基准是至关重要。
对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。
3.2.2精基准的选择
在加工完Φ32花键孔以后各工序则以花键孔为定位精基准。
这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。
在加工某些表面时,可能会出现基准不重合,这时需要进行尺寸链的换算。
四、选择加工方法,制定工艺路线
1、机械加工工艺设计
为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求,必须制定合理的工艺路线。
由于生产纲领为批量生产,所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具,并考虑工序集中,以提高生产率和减少机床数量,使生产成本下降。
工艺路线一:
工艺路线二
锻造、正火锻造、正火
1粗车外圆及端面1粗车外圆及端面
2拉花键孔2拉花键孔
3去毛刺3去毛刺
4精车外圆、端面4精车外圆及端面
5检验5检验
6滚齿6滚齿
7插齿7倒角
8倒角8去毛刺
9去毛刺9剃齿
10剃齿10齿部高频淬火
11齿部高频淬火11推孔
12推孔12衍齿
13衍齿13总检
14总检
2、工艺方案的比较与分析
两个工艺方案中除第七道工序不同外,其他的工序都相同,二这道工序都是为了获得Z=19的切削加工。
方案一是对Z=33的齿形进行滚齿加工后再对Z=19的齿轮进行插齿加工,这样能保证切削加工顺利地进行下去。
方案二是对Z=33的齿坯进行滚齿加工后继续对Z=19的齿轮进行滚齿加工,由于该零件是双联齿轮,两齿轮间隔很小,若再对Z=19的齿坯进行滚齿加工需得有专门的设备,增加了成本和加工难度
另外,选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素,如设备,能否借用工、夹、量具等、本次设计选择工艺路线方案一。
3、制定机械加工工艺路线
毛坯为锻件,清理后进行正火处理,以消除内应力机械切削加工性能,在毛坯车间,对其认真检验分析,达到毛坯的技术要求,然后送到机械加工车间来加工
锻造、正火---粗车外圆及端面---拉花键孔----去毛刺--精车外圆、端面---检验-----滚齿----插齿---倒角---去毛刺----剃齿---齿部高频淬火---推孔-----衍齿----总检。
五、选择加工设备及刀具、夹具、量具
1、选择加工设备与工艺设备
工序名称
设备
刀具
量具
夹具
锻
模锻锤
车
卧式车床
高速钢车刀
游标卡尺150×
0.02
三爪卡盘
拉
拉床
矩形花键拉刀
花键量规
拉夹具
滚齿
滚齿机
高速钢滚刀
上芯轴装夹
插齿
插齿机
高速钢插刀
倒角
齿轮倒角机
45o外圆车刀
游标卡尺
剃齿
剃齿机
盘形剃齿刀
珩齿
齿轮珩磨机
砂轮
上心轴装夹
钳
钳工
锉刀
锉台
表5.1
2、确定工序尺寸
工序一:
下料毛坯公称尺寸:
。
工序二:
毛坯经粗车Φ57.5外圆和端面后,Φ57.5外圆公称尺寸为
,φ87.5外圆公称尺寸为
工序三:
工件调头,粗车φ87.5外圆和端面后,φ87.5外圆公称尺寸为
如图5.2所示:
图5.2
工序四:
钻镗花键孔至尺寸,花键孔尺寸为
工序五:
拉花键至规格,如下图所示:
图5.3
工序六:
钳工去毛刺。
工序七:
精车工件外圆、端面和槽至尺寸,如下图所示:
工序八:
检验
工序九:
工件以花键孔定位于心轴上,校正心轴按图样要求滚齿(Z=33)留齿余量0.07-0.12mm。
如下图所示:
工序十:
插齿(Z=19)留齿余量0.04-0.06mm(见图5.4)。
工序十一:
倒角(15度)(见图5.4)。
工序十二:
工序十三:
剃齿(Z=33)、剃齿(Z=19)。
工序十四:
珩齿。
工序十五:
齿部高频淬火。
工序十六:
总检入库。
3、计算加工余量
由文献1可用查表法确定各表面的总余量,但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距,故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。
由文献1可查出锻件主要尺寸的公差,先将调整后的主要毛坯尺寸及公差,如下表所示
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
φ87.5外圆
87.5
5
92.5
Φ57.5外圆
57.5
4
61.5
Φ42
42
47
42长
18厚
18
3
21
20厚
20
23
花键孔
28
27
六、确定工序切削用量及基本时间
1、工序切削用量
1.粗车外圆及端面,钻镗花键底孔至尺寸φ28
(1)已知φ87.5外圆长度方向上的加工余量为3mm,实际加工余量为1.5mm,故分一次加工,长度加工公差为IT11级取-0.19mm
(2)进给量《切削简明手册》当刀杆尺寸为16mm×
25mm,ae≤3mm时,
以及工件直径为Φ87.5时,ƒ=0.6-0.8mm/r
按C3163-1车床说明书取ƒ=0.6mm/n。
由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85
所以:
实际进给量f=0.6×
0.8=0.48mm/r
按C3163-1车床说明书ƒ=0.53mm/r
(3)计算切削速度。
按《切削简明手册》表1.27,
切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)
刀具材料YG6
V=Cv/(Tm·
apxv·
fyv)·
kv
其中:
Cv=158xv=0.15yv=0.4M=0.2
修正系数Ko见《切削手册》表1.28
kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04kBV=0.81
∴Vc=158/(600.2·
20.15·
0.530.4)·
1.15·
0.8·
0.81·
0.97
=46.9(m/min)
2、工序时间计算
(1)机动时间
由文献1表2.5-7得钻孔的计算公式为:
T=l+l1+l2/fn
式中l1=D/2cotky+(1-2)l2=1-4,
钻盲孔时,l2=0,l=46,L2=0,f=0.3,n=1000
L1=8.7/2cot(1180/2)+1.5=6.7
所以t=46+6.7+0/0.3×
1000=0.1773min
Tb=2t=2×
0.1773=0.355min
(2)辅助时间
由文献1表2.5-41确定
开停车0.015min
升降钻杆0.015min
主轴运转0.02min
清楚铁屑0.04min
卡尺测量0.10min
装卸工件时间由文献1表2.5-42取1min
所以辅助时间
Ta=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)min
=1.19min
(3)作业时间
TB=Tb+Ta=(0.355+1.19)min
=1.545min
(4)常量工作场地时间Ts
由文献5,取β=3%,则
TS=TBβ
=1.545×
3%
=0.04635min
(5)休息与生理需要时间Tr
Tr=TBβ
=0.04635min
(6)准备与终结时间Te
由文献1表2.5-44.,取部分时间为
简单件26min
深度定位0.3min
使用钻模6min
由设计给定5000件,则
Te/n=(26+0.3+6)/5000
=0.001615min
(7)单件时间
Tp=Tb+Ta+Ts+Tr
=(0.355+1.19+0.04635+0.04635+0.001615)min
=1.625min
(8)单件计算时间
Tc=Tp+Te/n
=(1.625+0.001615)min
=1.63min
七、夹具设计
1、定位基准的选择
因为齿轮端面相对于轴心线的的跳动为0.05,因此我们采用端面和定位,同时花键孔是工件的设计基准,又是加工基准,因此以内孔为定位基准完全可以达到精度要求。
2、切削力和卡紧力计算
2.1刀具:
采用专用滚刀
机床:
滚齿机。
其中:
修正系数kv=1.0;
CF=30;
qF=0.83;
XF=1.0;
yF=0.65;
μF=0.83;
αp=8;
wF=0。
代入上式,可得F=889.4N。
因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。
安全系数K=K1K2K3K4
K1为基本安全系数1.5
K2为加工性质系数1.1
K3为刀具钝化系数1.1
K4为断续切削系数1.1
所以F謖=KF=1775.7N
2.2夹紧力的计算
选用夹紧螺钉夹紧机由N(f1+f2)=KF謖
其中f为夹紧面上的摩擦系数,取f1=f2=0.25,F=PZ+G,G为工件自重
∴
夹紧螺钉:
公称直径d=10mm,材料45钢,性能级数为6.8级。
σB=6×
100MPa
螺钉疲劳极限:
=0.32σB=0.32×
600=192MPa。
极限应力幅:
许用应力幅:
螺钉的强度校核:
螺钉的许用切应力为
[s]=3.5~4,取[s]=4,得
=120MPa,
满足要求
经校核:
满足强度要求,夹具安全可靠。