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1、 課 程 設(shè) 計 說 明 書 （機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計及制造課程設(shè)計） 項目名稱： 汽車擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)設(shè)計 及關(guān)鍵零件工藝編制 子題名稱： 工作頭設(shè)計及工藝卡編制 目 錄 摘要...........................................................Ⅰ 第1章 緒論...............................................

2、......3 1.1 課題背景................................................3 1.1.1 研究工作概況........................................3 1.1.2 研究報告意圖........................................3 1.1.3 研究報告的預(yù)期結(jié)果..................................3 第2章 系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)設(shè)計...................................

3、....4 2.1 系統(tǒng)組成、布局和方案設(shè)計................................4 2.2 參數(shù)計算................................................5 2.2.1 滾針軸承的選擇......................................5 2.2.2 步進(jìn)電機(jī)2的選擇....................................5 2.2.3 齒輪齒條傳動設(shè)計計算................................6 2.2.4 校核壓輥軸的剛度.....

4、...............................11 2.2.5 校核M14螺栓安全性..................................12 2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計............................................14 第3章 三維設(shè)計.................................................14 3.1 汽車擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)總體三維設(shè)計..................14 3.2 執(zhí)行系統(tǒng)—工作頭三維設(shè)計.........................

5、.......17 第4章 關(guān)鍵零件工藝卡編制.......................................19 4.1 壓輥軸零件編制..........................................19 4.1.1 零件的分析..........................................19 4.1.2 工藝規(guī)程的設(shè)計......................................20 4.1.3 確定工藝路線........................................21

6、4.1.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定................22 4.1.5 確定切削用量........................................24 4.1.6 確定工時定額........................................26 4.2 齒輪零件編制............................................29 4.2.1 零件的分析..........................................29 4.2.2 工藝規(guī)程的設(shè)計........

7、..............................30 4.2.3 確定工藝路線........................................31 4.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定................32 4.2.5 確定切削用量........................................34 4.2.6 確定工時定額........................................35 結(jié)論............................................

8、................38 參考文獻(xiàn)........................................................40 共40 頁 第 43 頁 第1章 緒論 1.1 課題背景 隨著現(xiàn)代社會的繁榮發(fā)展，汽車作為新時代的交通工具越來越起著關(guān)鍵的作用，應(yīng)用愈加廣泛。汽車的生產(chǎn)量不斷增大，進(jìn)而要求生產(chǎn)效率加強(qiáng)。人們對于汽車的要求越來越高，對于汽車的性能提出了更高的質(zhì)量要求 。汽車擋風(fēng)玻璃的密封膠條對于汽車玻

9、璃的減震和總體安裝效果有較大的影響。 隨之而來的就是在這方面的技術(shù)進(jìn)一步研究。汽車擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)是來自于生產(chǎn)項目，是為解決生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的問題。 1.1.1 研究工作概況 接到該項目以后，首先試著從網(wǎng)上尋找資料，但由于是比較新的生產(chǎn)項目，網(wǎng)上相關(guān)知識比較少。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和帶領(lǐng)下，我們從最基本的加工對象——普通轎車擋風(fēng)玻璃，開始研究展開工作。 首先，我們對普通汽車擋風(fēng)玻璃進(jìn)行了全面的測量，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，我們具體看過了手工安裝的詳細(xì)過程，針對其中的問題，以此出發(fā)，提出

10、各種可以解決其問題的方案設(shè)計，然后根據(jù)可行性等要求對比方案，選出最佳方案。 最后，我們開始了具體的設(shè)計過程。 1.1.2 研究報告意圖 該研究報告的意圖就是解決轎車擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝的半自動化和機(jī)械化，提高安裝效率和安裝質(zhì)量。 首先介紹汽車擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)的具體設(shè)計過程，及具體結(jié)構(gòu)件尺寸及相關(guān)參數(shù)。 其次，針對關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度，剛度和壽命等是否符合要，進(jìn)行簡單的校核計算，進(jìn)而確定其符合要求。 1.1.3 研究報告的預(yù)期結(jié)果 該研究報告的預(yù)期結(jié)果是能夠介紹清楚整個安裝機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能。 首先完成整個機(jī)器的三維實體繪圖，完成裝配、運動仿真。 其次完成總裝圖，部件裝配圖

11、的二維平面圖繪制，具體描述各部件及零件的裝配關(guān)系，清楚描繪總體的外形尺寸。 再次是針對關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的校核計算，滿足預(yù)期的使用要求。 最后，針對關(guān)鍵零部件，完成其設(shè)計計算，校核計算和零件圖及毛坯圖的繪制，針對加工工藝性編制加工工藝。 第2章 系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)設(shè)計 2.1 系統(tǒng)組成、布局和方案設(shè)計 工作頭用來把密封膠條壓緊在擋風(fēng)玻璃上，它主要有一個彎板、一個旋轉(zhuǎn)體定位機(jī)構(gòu)、一個導(dǎo)向鉤和壓輥系統(tǒng)組成。在設(shè)計中主要考慮到壓輥軸的剛度和轉(zhuǎn)動的靈活性。旋轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)是在旋轉(zhuǎn)體上對角度進(jìn)行細(xì)分，兩面都進(jìn)行加工，使角度細(xì)分到2.5，導(dǎo)向鉤的上下往復(fù)運動由齒輪齒條機(jī)構(gòu)完成；導(dǎo)向鉤用于

12、把密封膠條撐開和導(dǎo)向的作用；壓輥系有壓輥軸、壓輥、一個深溝球軸承和一個滾針軸承組成。 彎板主要起支撐作用，支撐整個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，其上裝有一個深溝球軸承和一個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 彎板連接確定其位置關(guān)系。齒輪齒條的動力由步進(jìn)電機(jī)提供。由于結(jié)

13、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。壓輥的上半部分為主要工作區(qū)。 該工作頭——執(zhí)行系統(tǒng)的具體組成、布局和方案設(shè)計，具體情況見三維實體圖及零部件圖。 2.2 參數(shù)計算 2.2.1 滾針軸承的選擇 在壓輥軸上裝有一個深溝球軸承和一個滾針軸承， 查 機(jī)械設(shè)計手冊 第4版 第2卷 第7篇 軸承 可得如下圖表： 徑向當(dāng)量動載荷 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） 基本尺寸

14、/mm 基本額定載荷/KN 極限轉(zhuǎn)速/r/min 重量/g 軸承代號 安裝尺寸/mm Fw Ew Be Cr Cor 脂 油 W≈ K型 B1 H1 20 24 24 24 26 26 10 13 17 17 20 7.42 9.82 12.8 15.8 18.5 11.0 15.8 22.2 22.2 27.5 10000 10000 10000 10000 10000 16000 16000 16000 16000 16000 7.0 8.5 11 18 20 K202410

15、 K202413 K202417 K202617 K202620 10.1 13.12 17.12 17.12 20.14 1.4 1.4 1.4 2 2 根據(jù)設(shè)計需要，選擇代號為K202410的滾針軸承。 2.2.2 步進(jìn)電機(jī)2的選擇 （1）選擇電動機(jī)的類型 按工作要求和工作條件，選擇YG系列電動機(jī)。 （2）確定電機(jī)的容量 電機(jī)的輸出功率 Pd= ηa——傳動裝置總效率 ηa=0.85 工作機(jī)的輸入功率 Pw==4.56 W 則 Pd===5.37 W （3）選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速

16、 電機(jī)軸與齒輪軸直接相聯(lián) 則 n=n1==12.59 r/min 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量，價格等因素，決定選用步進(jìn)電機(jī) 57BYG007 電動機(jī)主要規(guī)格參數(shù)： 相數(shù) 電壓 （V） 電流 (A) 電阻 （Ω） 電感 （mH） 4 12 0.45 32 30 最大靜轉(zhuǎn)矩 （Ncm） 定位轉(zhuǎn)矩 （Ncm） 重量 （Kg） 29.4 3.33 0.45 2.2.3 齒輪齒條傳動設(shè)計計算 a． 選擇材料，精度及參數(shù) （1）選擇齒輪的材料，熱處

17、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 合適 （2）選取精度等級 初選8級精度，按GB/T10095。 （3）選取齒數(shù) 選齒輪齒數(shù)Z1=15, 齒條齒數(shù)Z2=iZ1=215=30 取Z2=30 實際的齒數(shù)比 i/= =2 b.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計,按式 d1= (1) 確定載荷系數(shù)K 由表得使用系數(shù)KA=1.00,估計圓周速度v=0.02 m/s, =0.003 m/s; 由圖6-11b），動載系數(shù)

18、Kv=10.5。 εα= ==1.56 εβ=0 εγ=εα+εβ=1.56 由圖6-13， 齒間載荷分配系數(shù)Kα=1.04； 由圖6-17， 齒向載荷分配系數(shù)Kβ=1.01。 K= KAKvKαKβ=1.001.051.041.011.1029 （2）計算轉(zhuǎn)矩 T1= ==3.459103 （3）由圖6-19查得區(qū)域系數(shù)ZH=2.5 （4）重合度系數(shù) 由式6-14， =0.90 （5）彈性影響系數(shù) ZE=189.8（MPa）1/2 （6）由圖6-27a）查得接觸疲勞極限應(yīng)力σHlim1=590MPa； 由圖6-27b）查得接

19、觸疲勞極限應(yīng)力σHlim2=470MPa （7）由式（6-25）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60njLh=6012.591（2830015）=5.44107 N2= ==2.72107 （8）由圖6-25查得壽命系數(shù)KHN1=1.05；KHN2=1.27（允許有點蝕） （9）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1﹪，安全系數(shù)S=1， 由式（6-24）得 [σH1]= KHN1σHlim1=1.05590=619.5MPa [σH2]= KHN2σHlim2=1.27470=596.9MPa 取[σH]=596.9MPa （10）計算齒輪分度圓直徑d1 d1

20、= = =25.23 mm （11）計算圓周速度 V==0.0166 m/s （12）修正載荷系數(shù) 按 =0.00249， 由圖6-11b查得動載系數(shù)Kv/=1.02 （13）校正試算的分度圓直徑d1 = =24.99 mm (14)計算模數(shù) m= ==1.87 mm 圓整成標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm （15）計算中心距 ==45 mm （16）計算分度圓直徑 d1=Z1 m=152=30 mm （17）計算齒輪寬度 b=φd d1=0.330=9 mm 圓整取b1=10mm，b2=15mm C．校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

21、≤［σF1］ ≤［σF2］ （1） 重合度系數(shù) =0.25+0.75/1.56=0.73 （2） 齒形系數(shù) 由圖6-21查得YFa1=3.14 ，YFa2=2.52 （3） 應(yīng)力修正系數(shù) 由圖6-22查得YSa1=1.48 ，YSa2=1.63 （4） 查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 由圖6-28c）查得σFlim1=450MPa，由圖6-28b）查得σFlim2=390MPa 由圖6-26，按N1=5.44107 ，N2==2.72107分別查得KHN1= KHN2=1 （5） 計算彎曲疲勞許用極限應(yīng)力 取失效概率為1﹪，安全系數(shù)S=1， 由式（6-24）得 [σ

22、F1]= KFN1σFlim1=450MPa [σF2]= KFN2σFlim2=390MPa （6） 計算彎曲應(yīng)力 σF1=21.10293.459103/10302(3.141.480.73) =43.14MPa＜［σF1］ σF2=43.142.521.63/3.141.48 =38.13 MPa＜［σF2,］ 合適 齒輪齒條參數(shù)表 單位：mm m Z1 Z2 β α d1 ha hf a P 2 15 30 0 20 30 2 2.5

23、20 2π 2.2.4 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F=98N的壓力，現(xiàn)在對壓輥軸進(jìn)行校核。 1. 校核壓輥軸的強(qiáng)度 已知壓輥軸的材料為45號鋼，由機(jī)械設(shè)計手冊 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 (1) 計算彎曲截面系數(shù) 已知直徑為d的彎截面系數(shù)為 W= 則直徑為23mm處的彎曲截面系數(shù)為 W= ==1.210-6 m3

24、直徑為30mm處的彎曲截面系數(shù) W= ==7210-6 m3 （2）校核強(qiáng)度 距離受力點179mm處受的彎矩為 M1=980.179=17.5Nm 距離受力點379mm處受的彎矩為 M1=980.379=37.1Nm 則 σ1===14.6MPa＜＜[σ] σ2===0.5MPa＜＜[σ] 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懸臂梁，末端受到一個98N的壓力。 根據(jù)懸臂梁的集中載荷作用在自由端的撓度和轉(zhuǎn)角公式 撓度： ω= 轉(zhuǎn)角： θ= 假設(shè)彈性模量 E=200GPa

25、 I==2.710-7 m4 則 撓度： ω==3.510-6 m 轉(zhuǎn)角： θ==310-5 rad 結(jié)論： 壓輥軸的撓度和轉(zhuǎn)角都很小，符合要求。 2.2.5 校核M14螺栓的安全性 工作頭與液壓桿之間用一個M14的螺栓連接，所以螺栓M14是一個關(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

26、/和F之和。當(dāng)應(yīng)變在彈性范圍之內(nèi)時，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)緊力加上部分工作載荷 式中 c1和c2分別表示螺栓和被連接件的剛度，為相對剛度系數(shù)，取相對剛度系數(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)特殊情況時可能在工作載荷下補(bǔ)充擰緊，則螺紋力矩為，相應(yīng)的螺栓切應(yīng)力為 ， 拉應(yīng)力為 因此為安全起見，可按這一情況推導(dǎo)出螺紋部分的強(qiáng)度條件為 ≤［σ］ ［σ］為許用應(yīng)力 另外變載強(qiáng)度條件為 ≤［σa］ ［σa］為許用應(yīng)力幅 已知 小

27、徑d1=11.5mm，中徑d2=13mm，H=34mm 預(yù)緊力為50N 螺栓性能等級為8.8， 則 ［σ］=800MPa ［σa］=600MPa =9.4mm =100N 靜載計算 =0.2MPa＜＜［σ］ 變載計算 =0.4MPa＜＜［σa］ 結(jié)論： M14的聯(lián)接螺栓滿足使用要求。 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)計 齒輪齒條的動力提供源步進(jìn)電機(jī)的啟動采用傳感器，可以實現(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現(xiàn)轉(zhuǎn)動，節(jié)約動力源，不僅節(jié)約能源，更有利于整體結(jié)構(gòu)的布局。

28、 第3章 三維設(shè)計 3.1 汽車擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)總體三維設(shè)計: 安裝機(jī)整體 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 吸盤機(jī)構(gòu) 脫料機(jī)構(gòu) 工作頭 3.2 執(zhí)行系統(tǒng)—工作頭三維設(shè)計 壓輥內(nèi)部設(shè)計 旋轉(zhuǎn)體安裝，定位結(jié)構(gòu)

29、 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 4.1壓輥軸零件編制 4.1.1零件的分析 （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)。它屬于臺階軸類零件，由圓柱

30、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，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145；4）未注尺寸偏差出精度為IT12。 按要求完成零件。 4.1.2 工藝規(guī)程的設(shè)計 （一） 確定毛坯的制造形式 零件的材料為45號鋼，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，

31、保證零件工作可靠。由于零件的生產(chǎn)類型為單件小批量，且形狀簡單，故可采用自由鍛，其所用工具和設(shè)備簡單，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。 對于本零件而言，外圓有跳動要求，需要在一次裝夾中完成加工，所以在毛坯上設(shè)計夾頭，以夾頭外圓做粗基準(zhǔn)，一次加工要求的外圓。

32、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)，零件的表面較簡單，所以選擇簡單機(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

33、，砂輪1-2046，游標(biāo)卡尺； 磨端面采用M7475B磨床，達(dá)到Ra1.6，砂輪450185380，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

34、 工序7 精磨外圓 工序8 鉆、擴(kuò)孔 工序9 檢驗尺寸 工序10 入庫 4.1.4 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φ25mm，Ra3.2 ，IT11 粗車后φ25+1.3=φ26.3mm，Ra12.5，IT12

35、 毛坯尺寸φ26.3+2.0=φ28.3mm取35mm 2.、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φ60mm，Ra12.5， IT12 毛坯尺寸φ60+2.3=φ62.3mm取φ70mm 3、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φ30mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸φ30+2.0=φ32mm取φ40mm 4、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φ23mm，Ra12.5，

36、IT12 毛坯尺寸φ23+2.0=φ25mm取φ30mm 5、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φ20mm，Ra0.8，IT7 粗磨后 φ20+0.08=φ20.08mm，Ra1.6，IT8 半精車后 φ20.08+0.12=φ20.2mm，Ra6.3 ，IT9 粗車后 φ20.2+1.3=φ21.5mm，Ra12.5， IT12

37、 毛坯尺寸 φ21.5+2=φ23.5mm 最終毛坯尺寸φ30mm 6、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φ18.5mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸φ18.5+2.0=φ20.5mm 最終毛坯尺寸φ30mm 7、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φ19.5mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸φ19.5+2.0=φ21.5mm

38、 最終毛坯尺寸φ30mm 8、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φ17mm，Ra12.5 ，IT12 毛坯尺寸φ17+2.0=φ19mm 最終毛坯尺寸φ30mm 9、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φ15mm，Ra0.8，IT7 粗磨后 φ15+0.08=φ15.08mm，Ra1.6， IT8

39、 半精車后 φ15.08+0.12=φ15.2mm，Ra6.3，IT9 粗車后 φ15.2+1.0=φ16.2mm，Ra12.5 ，IT12 毛坯尺寸 φ16.2+2=φ18.2mm 最終毛坯尺寸φ30mm 10、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 ，IT11 11、φ60外圓兩端面 加工路線 粗車——半精車 加工余量 粗車1.2mm

40、，半精車0.6mm 工序尺寸及精度 半精車后10mm，Ra3.2 ，IT11 粗車后10+0.62=11.2mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸11.2+1.22=13.6mm取15mm 4.1.5 確定切削用量 切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下 Vc= 例：加工外圓表面φ25mm； 粗車φ25mm至φ26.3mm，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)速級數(shù)2

41、4，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍 10～1400m／min， 主軸轉(zhuǎn)速的計算：設(shè)公比q，10q∧23=1400，q=1.2397 52.8=，n=480r／min 10q∧x=480 x≈18.02，取x=18 得到主軸轉(zhuǎn)速n=480 r／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φ25 mm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 = =1.0mm 2. 確定進(jìn)給量： 根據(jù)背吃刀量ap≤3mm，車刀刀桿尺寸BH=1625mm，工件的直徑為100-400mm，查《

42、實用機(jī)械加工工藝手冊》，得進(jìn)給量f=0.40mm/r 2） 確定切削速度： 粗車速度取n=480r/min，根據(jù)公式Vc= ，得Vc=52.8 m/min 各部分切削用量如下： 1、φ25mm外圓 粗車：=1mm f=0.4mm／r = 52.8m／min n=480r／min 半精車：=0.7mm f=0.4mm／r = 39.7m／min n=480r／min 2、φ60mm外圓 粗車：=1.3mm f=0.5mm／r =105.6 m／min n=480r／min 3、

43、φ30mm外圓 粗車：=1mm f=0.4mm／r =60.3 m／min n=480r／min 4、φ23mm外圓 粗車：=1mm f=0.4mm／r =45.2 m／min n=480r／min 5、φ20mm外圓 粗車：=1mm f=0.4mm／r = 45.2m／min n=480r／min 半精車：=0.7mm f=0.4mm／r =32.1 m／min n=480r／min 粗磨： =0.06mm f=0.05mm／r

44、 =22 m／min 半精磨：=0.04mm f=0.01mm／r =26 m／min 6、φ18.5mm外圓 粗車：=1mm f=0.3mm／r =45.2 m／min n=480r／min 7、φ19.5mm外圓 粗車：=1mm f=0.3mm／r =45.2m／min n=480r／min 8、φ17mm外圓 粗車：=1mm f=0.3mm／r = 45.2m／min n=480r／min 9、φ15mm外圓 粗車： =1mm f=0.3mm

45、／r =45.2 m／min n=480r／min 半精車：=0.7mm f=0.3mm／r =24.6 m／min 粗磨： =0.06mm f=0.05mm／r =22 m／min 半精磨：=0.03mm f=0.01mm／r =26 m／min 10、φ8mm孔 鉆孔： =2mm f=0.2mm／r =20 m／min n=480r／min 擴(kuò)孔： =1.5mm f=0.03mm／r =20 m／min 4.1.6 確定工時定額

46、 基本時間t基 t基 = 式中 i= n= —加工長度（mm） —刀具的切入長度（mm） —刀具的切出長度（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） 輔助時間 t輔助=（5%～15%）t基 操作時間 t操作= t基+ t輔助

47、 布置時間 t布置=（2%～7%）t操作 休息時間 t休=2%t操作 準(zhǔn)備終結(jié)時間 t準(zhǔn)終= （5%～15%）t操作 單件時間 t單件= t基+ t輔助+ t布置+ t休 例：粗車φ25mm外圓柱面的工時定額計算 1+10+1=12，f=0.4mm／r，n=480 r／min，i=1 , 5次走刀 因此可由計算公式得 t基 = =0.063min t單件=5（ t基+ t輔助+ t布置+ t休）=0.35min t準(zhǔn)終= （5%～1

48、5%）t操作=0.063min 同理，可計算得其他工步的工時定額。 各工步的工時定額： 1） φ25mm外圓： 粗車： t單件=0.35 min t準(zhǔn)終=0.032 min 半精車： t單件=0.08 min t準(zhǔn)終= 0.011min 2）φ60mm外圓： 粗車： t單件=0.36 min t準(zhǔn)終=0.049 min 3） φ30mm外圓： 粗車： t單件= 1.54min t準(zhǔn)終=0.44 min 4） φ23mm外圓： 粗車： t單件= 0.57min t

49、準(zhǔn)終=0.082 min 5）φ20mm外圓： 粗車： t單件=0.78 min t準(zhǔn)終= 0.11min 半精車： 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= 0.16min 6）φ18.5mm外圓： 粗車： t單件=0.15 min t準(zhǔn)終=0.021 min 7）φ19.5mm外圓： 粗車： t單件=0.36 min t準(zhǔn)終=0.05 min

50、 8）φ17mm外圓 粗車： t單件=1.14 min t準(zhǔn)終= 0.17min 9）φ15mm外圓： 粗車： t單件=0.91 min t準(zhǔn)終=0.13 min 半精車： 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= 0.68min t準(zhǔn)終=0.094 min 10）φ8mm孔： 鉆孔： t單件=0.78 min t準(zhǔn)終=0.11 min 擴(kuò)孔： t單件=0.2

51、4 min t準(zhǔn)終=0.032 min 11）φ60mm端面： 粗車： t單件=0.15 min t準(zhǔn)終=0.022 min 12）粗磨端面： φ23mm大端面：t單件=0.13 min t準(zhǔn)終=0.018 min φ15mm大端面： t單件=0.14 min t準(zhǔn)終=0.019 min 4.2 齒輪零件編制 4.2.1零件的分析 （一） 零件的作用 零件是從擋風(fēng)玻璃密封膠條安裝機(jī)工作頭部分拆出的齒輪，它主要是起傳遞運動和動力的作用。利用步進(jìn)電機(jī)提供的動力，通過齒輪和齒條傳動實現(xiàn)導(dǎo)向

52、鉤的上下往復(fù)運動。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 齒輪的精度等級為8-8-8，即齒輪第Ⅰ公差組精度等級為8級，第Ⅱ公差組精度等級為8級，第Ⅲ公差組精度等級為8級。 滿足齒輪傳動的技術(shù)要求： 1）傳遞運動的準(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)運動的關(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)

53、工作性能與條件，零件的部分表面有圓跳動、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/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1454）未注圓角R1。 按要求完成零件。 4.2.2 工藝規(guī)程的設(shè)計 （一） 確定毛坯的制造形式 對一般傳動齒輪，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。該齒輪為一般傳動齒輪。 零件的材料為45號鋼，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。

54、 （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。 對于本零件而言，外圓有跳動要求，需要在一次裝夾中完成加工，所以在毛坯上設(shè)計夾頭，以夾頭外圓做粗基準(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

55、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 因為有端面圓跳動要求，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)，零件的表面較簡單，所以選擇簡單機(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

56、尺； 絞孔采用手絞；手用絞刀3A，6A；鉗工臺；內(nèi)徑千分尺。 4.2.3 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 φ6.4 mm孔：公差等級IT7，表面粗糙度Ra 1.6um 加工方法：鉆——精絞 φ3mm孔： 公差等級IT7，表面粗糙度Ra 1.6um 加工方法：鉆——精絞 φ34mm齒頂圓柱面：公差等級IT11，表面粗糙度Ra 3.2um

57、 加工方法：粗車——半精車 φ18mm外圓： 公差等級IT12，表面粗糙度Ra 12.5um 加工方法：粗車 齒輪左右端面：公差等級IT11，表面粗糙度Ra 3.2um 加工方法：粗車——半精車 軸的端面： 公差等級IT12，表面粗糙度Ra 12.5um 加工方法：粗車 齒面：滾齒（8級精度的不淬硬齒輪，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

58、齒形加工。 齒坯的加工精度是齒輪加工、檢驗和裝配的基準(zhǔn)，對齒輪質(zhì)量影響很大。齒坯加工包括各圓柱表面及端面的加工，按照先基準(zhǔn)及先粗后精的原則。齒形加工精度直接直接影響齒輪傳動質(zhì)量，是整個齒輪加工的核心。 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 畫端面線及外形線 工序4 粗車各外圓表面、端面和鉆孔 工序5 半精車齒輪外圓和端面，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：倒角，去毛刺 工序10 交檢，入庫 4.2.3 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號鋼，零件的重量是0.06

59、5kg，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F，確定毛坯的尺寸 a) φ18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φ18mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸φ18+1.5=φ19.5mm取25mm b) φ34mm齒頂圓 加工路線 粗車——半精車 加工余量 粗車2.0mm，半精車1.5 mm 工序尺寸及精度 半精車后φ34mm，Ra3.2，IT11 粗車后 φ34+1.5=φ35.5mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸φ35.5+2.0=φ37.5

60、mm取40mm c) φ3 mm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φ3mm，Ra1.6，IT7 鉆孔后 φ3-0.1=φ2.9mm，Ra12.5，IT12 d) 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φ6.4mm，Ra1.6，IT7 鉆孔后 φ6.4-0.23=φ5.8mm，Ra12.5，IT12 e) φ34mm外圓兩端面 加工路線 粗車——半精車 加工余量

61、 粗車1.2mm，半精車1.0 mm 工序尺寸及精度 半精車后10mm，Ra3.2，IT11 粗車后 10+1.0+1.0=12mm，Ra12.5，IT12 毛坯尺寸12+1.2+1.2=14.4mm取15mm 4.2.5 確定切削用量 切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下 Vc= 例：加工外圓表面φ34mm； 粗車φ34mm至φ35.5mm，達(dá)Ra12.5； 背吃刀量1mm，切削速度60.3m／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

62、數(shù)24，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍 10～1400m／min， 主軸轉(zhuǎn)速的計算：設(shè)公比q，10q∧23=1400，q=1.2397 60.3=，n=480r／min 10q∧x=480 x≈18.02，取x=18 得到主軸轉(zhuǎn)速n=480 r／min 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φ18 mm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 = =1.0mm 2. 確定進(jìn)給量： 根據(jù)背吃刀量ap≤3mm，車刀刀桿尺寸BH=1625mm，工件的直徑為100-400mm，查《實用

63、機(jī)械加工工藝手冊》，得進(jìn)給量f=0.40mm/r 6） 確定切削速度： 粗車速度取n=480r/min，根據(jù)公式Vc= ，得Vc=37.7m/min 以下為各加工表面的切削用量： 1、φ18mm外圓 粗車：=1mm f=0.4mm／r = 37.7m／min n=480r/min 2、φ34mm外圓 粗車：=1mm f=0.4mm／r =60.3 m／min n=480r/min 半精車：=0.8mm f=0.4mm／r = 53.5m／min n=480r/min 3、φ3

64、4mm外圓端面 粗車：=2mm f=0.4mm／r =60.3 m／min n=480r/min 半精車：=0.5mm f=0.4mm／r = 53.5m／min n=480r/min 4、φ18mm外圓端面 粗車：=2mm f=0.4mm／r =60.3 m／min n=480r/min 5、φ3mm孔 鉆孔： =1mm f=0.13mm／r =20 m／min n=480r/min 絞孔： =0.05mm f=0.1mm／r

65、=23 m／min 6、φ6.4mm孔 鉆孔： =2mm f=0.2mm／r =20 m／min n=480r/min 絞孔： =0.1mm f=0.2mm／r =23 m／min 7、滾齒 粗滾齒： n=63r/min f=2.2mm／r =32 m／min 精滾齒： n=40r/min f=1.8mm／r =38 m／min 4.2.6 確定工時定額 基本時間t基 t基 = 式中 i=， n=

66、 —加工長度（mm） —刀具的切入長度（mm） —刀具的切出長度（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） 輔助時間 t輔助=（5%～15%）t基 操作時間 t操作= t基+ t輔助 布置時間 t布置=（2%～7%）t操作 休息時間 t休=2%t操作 準(zhǔn)備終結(jié)時間 t準(zhǔn)終= （5%～15%）t操作 單件時間 t單件= t基+ t輔助+ t布置+ t休 例：粗車φ18mm外圓柱面的工時定額計算： 1+12+1=14，f=0.4mm／r，n=480 r／mi