蜗杆工艺设计说明书.docx

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1、毕业设计说明书专业： 机械制造与自动化班级：姓名： 学号： 指导教师： 目录第一部份工艺设计说明书 04页第二部份第35道工序夹具设计说明书15页第三部份第25道工序刀具设计说明书16页第四部份第80道工序量具设计说明书18页第五部份毕业设计体会21页第六部份 参考资料 22页 二零零九届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造与自动化 班级：机制3072班 姓名：张进 学号：17一、设计题目（附图） 蜗杆 零件机械加工工艺规程制订及第_17_工序工艺装备设计二、设计条件： 一、零件图 二、生产批量：中批量生产（4000件）三、设计内容： 零件图分析： 一、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析）

2、； 二、绘制零件图。 毛坯选择 机械加工工艺线路确信： 一、加工方案分析及确信 二、基准的选择 3、绘制加工工艺流程图 工序尺寸及其公差确信 一、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；二、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 设备及其工艺装备的确信 切削用量及工时定额确信： 确信全数工序切削用量及工时定额。 工艺文件制订： 一、编写工艺文件设计说明书： 二、编写工艺规程： 指定工序机床夹具设计1、 工序图分析； 二、定位方案确信；3、定位误差计算； 4、夹具总装图绘制； 刀具、量具设计四、 设计任务（工作量）： 1、 零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份

3、；2、 工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图）；3、 机床夹具设计说明书一份；4、 夹具总装图一张（A2图纸）；零件图两张（A4图纸）；5、 刀量具设计说明书一份；6、 刀具工作图一张（A4图纸）；量具图一张（A4图纸）。五、起止日期： 2020年 11 月 02日 2020年 12月28日六、指导教师： 七、审核批准教研室主任： 系主任：八、设计评语： 年 月 日九、设计成绩： 年 月 日第一部份工艺设计说明书一、.零件图工艺性分析1.零件结构功用分析：蜗杆要紧是起传递垂直方向上的动力作用，制造工艺简单，技术要求比较高，它的应用范围很广，该零件左端是聚散器，它是用

4、来传递转距和动力，技术要求一样。 2.零件图纸分析：1 . 由零件图可知，该零件形状简单、刚性一样，为直齿廓蜗杆。要紧面为蜗杆的工作面、内孔和凸爪，各部加工工艺性较好。2 . 要紧技术条件：(1).尺寸精度、形状精度和表面粗糙度分析： 蜗杆大径： 77h8 尺寸精度IT8表面粗糙度； 螺牙： 尺寸精度IT5表面粗糙度 ； 内孔： 45H6 尺寸精度IT6表面粗糙度；其它表面的尺寸精度为自由公差，表面粗糙度为。上述蜗杆、外圆和孔的表面加工难度不是专门大，工艺性良好,其余零件表面的粗糙度为。(2).位置精度分析：77h8与基准A（中心轴线）在零件水平方向上有同轴度要求，其误差大小为0.012mm。

5、左端孔77的台阶面和有端面与基准A在工件的垂直方向上有垂直度要求，其误差大小别离为0.03mm和0.02mm。零件内孔的倒角为1x45。 (3).其他技术要分析：由于该零件的凸爪部份在工作时受到交变载荷力较大对零件表面磨损较大，故零件要进行淬火热处置，提高零件表面的耐用品耐磨性和利用寿命，一样零件有端面也应进行淬火热处置，才能达到零件的利用要求。由于蜗杆与蜗轮的初始啮合比较困难，因此要修整蜗杆螺旋线尾端。二.毛坯选择1.毛坯类型确信 考虑到零件蜗杆的外型和在利历时所受载荷的大小，且为中批量生产，应选用锻件毛坯，材料为45钢，为了提高零件加工效率将45H6孔直接锻造出来。 1）、蜗杆的要紧特点是

6、螺旋线的尺寸精度高，表面粗糙度Ra值高，难于实现生产进程的机械化和自动化。2）、由于该工件是中批量生产，工件尺寸不大，为了锻造方便因此采纳壁厚较适合的管材进行锻造。3）、由于该工件左端的凸爪不易锻造，能够将其直接锻造成实体，通过机械加工取得。2.确信机械加工余量钢质锻件的机械加工余量按JB3835-85确信，肯按时依照估算锻件的质量、加工精度及锻件的形状复杂系数，由机械制造工艺设计简明手册表可查得除孔之外各内外表面的加工余量，孔的加工余量由表查得，表中余量值为单边余量。（1）锻件质量 依照零件成品的质量估算为3kg。（2）加工精度 零件除蜗杆和右端面之外各表面为一样加工精度。（3）锻件复杂系数

7、S S=假设锻件的最大直径为83mm，长为135mm，内孔的最小直径为39mm。 =4300g=4.3kg S=按表可定形状复杂系数为,属于一样级别。（4）机械加工余量 依照锻件重量、查表。由于表中的复杂系数只列有和，那么参考定，参考定。由此查得直径方向为，水平方向为，即锻件各经向的单边余量为,各轴向余量为.锻件中心孔的单边余量按表查得为.上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度为，的表面余量要适当加大。分析零件，除77h8和右端面之外，其余各表面的粗糙度均大于，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上所查得的加工余量值即可，77h8的单边余量增加到，右端面,其表面粗糙度均为=，因此在精车以

8、后还必需进行磨削加工。3.设计毛坯图 （1）确信毛坯尺寸公差毛坯尺寸零件尺寸单边加工余量锻件尺寸77h88345H639130135本零件的毛坯尺寸许诺误差如下表所列。锻件尺寸偏差根据83 表39135（2）确信毛坯的热处置方式 钢质蜗杆毛坯经锻造后应安排正火处置，以排除残留的锻造应力，并使均匀的金相组织通过从头结晶而取得细化、均匀的组织，从而改善切削加工性能。（3）本零件的毛坯图如下：三机械工艺线路确信1.工方案确信 要紧表面的加工方式：外圆77h8 ： 粗车IT12 半精车IT9 磨削 IT7 ；端面： 粗车IT12 半精车IT9 磨削 IT7 ； 内孔45H6 ： 粗车IT12 半精车I

9、T9 精车IT7 -磨削IT6 56的台阶面： 粗车IT12 半精车 IT9 精车IT7 ；30的锥面： 粗车IT12 半精车 IT9 凸爪面： 铣IT8 蜗杆： 粗车IT12 精车IT8 磨削 IT7 -抛光 IT7 ；5孔和m6螺纹、 ： 钻孔IT12 攻丝IT8 2.加工时期划分由于零件的蜗杆螺旋线和内孔精度要求较高，故应划分时期加工，各外圆、端面、孔粗车和凸爪的粗铣为粗加工时期，其半精车、半精铣和半精镗为半精加工时期，外圆、端面、蜗杆和孔的磨削和精镗为精加工时期。3. 加工顺序确信； 序号 工序名 工序内容 机床型号0一、备料 05、锻造 锻床10、热处置 调质200-220HBS 热

10、处置车间15、车 CA614020、车 CA614025、车 CA6140 30、车 CA614035、钻 Z53540、铣 X62W45、车 CA6140 50、车 CA614055、钳 攻螺纹2-M6 60热处置 高频淬火左端凸爪、蜗杆螺旋线、右端面 热处置车间65、磨 M114W70、磨 M114W 75、磨 M114W80、磨 磨蜗杆 M1432A85、磨 M2110 80、抛光 抛光蜗杆螺旋线侧面 抛光机95、 钳 修整螺旋线尾端100、终检105、入库4.定位基准的选择粗基准的选择： 以外圆作为粗基准加工内孔和部份外圆。精基准的选择： 选择右（左）端面和内孔作为精基准，因为外圆和右

11、（左）端面与基准A(中心轴线)有同轴度和垂直度要求，如此能够用加工好的平面定位再次进行加工77H7和右（左）端面，如此既能保证77H7和右端面的位置度要求。5. 工序集中与分散：依照该工件生产批量是中批生产，工件结构比较简单，技术要求较高等特点，该工件的工序应适当集中，使工件的装夹次数减少，缩短了生产周期。6. 工序尺寸及其公差确信（1）经向工序尺寸计算（列入下表）77h8工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸锻造83383粗车IT13半精车1IT9磨削77IT87745H6工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸锻造39339粗车IT12半精车1IT9精车45IT745磨削45IT6456

12、1h9工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸锻造83粗车632IT1263半精车611IT96172h9工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸锻造83粗车74IT1274半精车721IT97256H9工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸锻造39粗车588IT1258半精车561IT956(2)轴向工序尺寸计算（如以下图） 7.设备及其工艺装备确信所用的设备有：CA6140 、X632、Z535、M114W、M2110、抛光机、查验台、钳工台。夹具有：三爪卡盘、钻5专用夹具、磨削端面和外圆的专用夹具、铣凸爪的专用夹具、磨床通用夹具。刀具有：45的外圆车刀、90的外圆车刀、90和75通孔镗

13、刀、成型铣刀、5钻头、M6的丝锥、平板锉、一般和成型砂轮。量具有：游标卡尺、专用塞规、专用卡规、角度板。6 车切削用量、工时定额确信一、切削用量确信：切削用量依照第一，再f ，最后v的顺序进行确信。确信时，关于一般切削加工，各工序的余量尽可能一个行程切除。若是余量太大，也可分为两个行程切除，第一次切去；第二次切去剩下的。关于磨削加工，那么应查表确信每一行程的。确信f时，应核算是不是能够保证表面粗糙度要求。然后查表确信刀具耐费用，最后利用公式求得v的大小。以下以粗车处外圆为例，说明确信切削用量的方式和步骤。 （1）刀具有关数据：刀杆：截面尺寸：HB =2525;材料：钢45刀头材料：YT15 ；

14、=;=;=;= ;= ；车刀耐费用取60min 。（2）背吃刀量确信：计算得知，粗车直径最大余量约为6mm ,故单边最大余量约为3mm。令=1.6mm（3）进给量确信：考虑到表面粗糙度要求为 取mm ；进给量f不能大于0.75mm ，令f=0.73mm（4）切削速度计算： ；查表得=235 ；= ；= ；m = （刀具材料采纳T15） 代入v=118(m/min)机床主轴转速n = 244(r/min)依照车床的说明书可选择 ：n=250(r/min)计算实际的切削速度： V = (m/min)（5）机床主电机功率校核：粗加工时期要切除的余量大，加工时需要较大的切削功率。因此，还要求对机床的功

15、率进行核算。 ；查表得：=2650 ；= ；= ；= 修正系数= ；查表得：加工材料机械性能改变的修正系数= ；刀具几何参数改变的修正系数= ；= ；= ；车削条件改变的修正系数= ；= ；代入：= (N)故切削功率 (KW)已知，CA6140机床主电机功率为 ，能够确信，完全能够知足加工需求。（6）计算大体工时 =式中 L=l+y+，l = 130mm，依照表，车削时的切入量及超切量y+ =4.3mmL=130+=134.3mm,鼓 =1=（sec）2、工时定额确信：图4-6为工作循环示用意。各辅助动作所消耗的时刻已查表求得，并列于图中。故：= 8+3+3+3+4=21（sec）(注：由于采

16、用调整法加工，并非每一个工件都要进行检测，故测量时刻归为布置工作时间）。以下计算大体时刻。由图中能够看出，切入进程有3次；切出进程有2次。切入、切出长度均取为3 mm ，那么总长度为15 mm由上可知：大体时刻：（sec）故作业时刻：+31=（sec）取布置工作地时刻：5% =（sec）取休息及生理需要时刻：（sec）取预备、终结时刻：2h=23600=7200 (sec)故单件时刻定额：+1+7200/（sec）注：其它切削用量和工时定额见工序卡片。 第二部份第25工序夹具设计说明书1工序尺寸精度分析由工序图可知此工序的加工精度要求不高，体加工要具求如下：钻5孔，为自由公差，无其他技术要求，

17、该工件在立式钻床上加工，零件属中批量生产。2. 定位方案确（1）理论限制自由度分析分析加工要求必需限制的自由度，为保孔的正确位置，该工件必需限制工件五个自由度，即X移动、x转动 y移动、y转动、Z转动。（2）定位基准选择由于孔的位置与右端面有要求且在垂直方向上钻孔，因此，选45孔及77端面为定位基准。3. 定位、加紧、导引和辅助元件确信：选择定位元件和加紧元件：由于本工序的定位面是77端面和45孔定位,因此定位采纳园柱销和端面，而夹紧元件采纳开口垫圈螺母加紧。定位元件：该工件的加工精度为一样精度，依照计算可得两销的直径；销=销的公称尺寸及类型由夹具设计手册可查得 :： B型 L=180 H=2

18、0 d=M20 D=45 h=4 加紧元件：加工该工件时需要的切削力比较大，依照查表得：M20的螺母和直径为48的开口垫圈加紧。选择导引和辅助元件： 导引元件：由于该工序为钻5孔，因此，导引元件选择5钻套。 辅助元件：由于工件的自重和切削力会阻碍钻孔的精度和定位销的强度刚度，因此采纳窄V型块做为辅助支撑来抵消一部份切削力和工件的自重，来提高定位销的利用使命。4. 定位误差分析计算 定位误差的分析：左端四孔：由于选用大平面定位且孔的设计基准与定位基准重合，因此db=0； jb =0。因此，在与右端面的误差为0，确信知足零件的加工要求。右端孔： 用大平面定位，且钻孔是在竖直方向上钻孔，因此，db=

19、0；jb为零件轴向尺寸公差，因此，jb=定位误差（dw）的计算：由于定位基准与工序基准重合jb =db=0 jb和db无关 dw=jb+db =0+= T/3=3=； 该设计知足加工精度要求。注：由于该工序对钻孔的位置度和其他要求均为自由公差，因此，分度误差和装夹误差应该能够知足零件图纸的要求。5. 夹紧力的分析工件在加工时所受的力有加紧力F、切削力F和工件重力G，由于加紧采纳的是螺母加紧因此加紧力确信足够，切削力和重力由辅助支撑抵消，故所需夹紧力大小适合，能够知足加工要求。6. 夹具总装图（包括夹具体的设计） 第三部份第50道工序刀具设计 （精镗45H6公差品级为IT6内孔）1. 刀具类型确

20、信此道工序保证的尺寸精度要求较高且45内孔的表面粗糙度要求较高，因此须75度通孔镗刀。2. 刀具设计参数确信序号项目数据来源或公式计算采用值1刀具类型金属切削原理与刀具实训教程表3-6、3-7焊接式75通孔镗刀2刀片材料硬质合金YT5刀杆材料结构钢45钢刀杆形状、尺寸表3-5BHL=2532170M=163几何角度表3-8、3-9s=5 o=5o=6 o=6r=75r=8=4断屑参数前面型式表3-11、3-12（估计f=0.5mm/r）带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=3.5m o1=-20br1= qn=45过渡刃表3-13（估计ap=0.5mm）过渡刃和修光刃 K=45 b=6刀片型号表3-3

21、（c）A216zL=16 t=14 s=6 r=14 r= e=3. 刀具工作图 第四部份第85道工序量具设计说明书对孔45（H6），第一确信被测孔的极限误差，查公差书第三章极限与配合标准得45H6的上误差ES=+,下误差EI=0mm。公差品级为IT6。1. 量具类型确信磨削孔45时的量具用塞规。2. 极限量具尺寸公差确信（1） 确信工作量规的制造公差和位置要素值，由公差书表6-1得IT6尺寸45的量规公差为T=,位置要素Z=,位置公差=T/2=（2） 计算工作量规的极限误差：45H6孔用塞规：通规：上误差=EI+Z+T/2=（0+）=+ 下误差=EI+Z-T/2=（0+）=+0.0016mm

22、磨损极限= EI=0止规：上误差=ES= 下误差=ES-T=（）=0.00126mm3. 极限量 具尺寸公差带图4. 极限量具结构设计（1）手柄的结构设计 （2）通规的结构设计： （3）止规的结构设计： （4）量具的装配图 第五部份毕业设计体会毕业设计是对咱们这几年来在学校所学知识的总结，通过毕业设计能够查验咱们在这三年内的学习情形，从中也能够学习到很多东西，教师的细心指导也使我成长了很多。我在设计室的一个晚自习，第一次谭教师他为我指导和解决加工工序的有关问题，先加工什么再加工什么，都说的很是清楚。一次的中午，我在工艺尺寸链的计算与范教师讨论了近一个多小时，教师为咱们讲解了：什么缘故要计算工艺

23、尺寸链？它怎么来计算？等等问题。最近我在零件图要紧参数方面有很多问题，找到的范教师，他亲自为我找资料，并解决了这些问题，例如此类的情形还有很多很多，在此我超级感激以上这两位教师，谢谢他们的细心指导和教诲。尽管，以前做过课程设计，可是，那与毕业设计确信不能同日而语。拿到题目以后仍是有一些担忧，因为从来都没有做过吗，通过教师的指导，还有和同窗们讨论，我一步步做到了今天。从零件图到毛坯再到整个加工进程，最后到夹具、刀具、量具，每一步都让我经历忧心，这一次的毕业设计，我想可能是我一生当中最值得回味的情形吧。在设计期间，咱们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我有了专门大提高。碰到不懂的问题时，指导教师们都能细心的帮忙我。同窗之间也常常讨论相互帮忙。通过设计我明白了，机械设计在机械行业里是质关重要的，从中我也明白了，做情形必然要细心、踏实和认真。只有如此才能做好任何情形。最后我要衷心的感激咱们的辅导教师，是他们让我熟悉到了 这些，谢谢！参考文献：1机械零件课程设计 ： 主编：任青剑 贺敬宏2机床夹具设计手册： 主编：杨黎明3公差配合与技术测量： 主编：徐茂功 桂定一 4机械加工工艺设计资料；主编：张征祥5刀具设计手册： 主编：袁哲俊 刘华明6机械制造工艺学： 主编： 郑修本7机械加工工艺装备设计手册：编委会编制 8光面量规及技术条件：中华人民共和国第五工业部标准