課程設計---汽車擋風玻璃密封膠條安裝機設計

1、<p>　　課 程 設 計 說 明 書</p><p>　　（機械系統(tǒng)設計及制造課程設計）</p><p>　　項目名稱： 汽車擋風玻璃密封膠條安裝機設計 </p><p>　　及關鍵零件工藝編制 </p><p>　　子題名稱： 工作頭設計及工藝卡編制 </p><p

2、><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要...........................................................Ⅰ</p><p>　　第1章 緒論.....................................................3</p><p>　　1

3、.1 課題背景................................................3</p><p>　　1.1.1 研究工作概況........................................3</p><p>　　1.1.2 研究報告意圖........................................3</p>

4、<p>　　1.1.3 研究報告的預期結果..................................3</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設計及參數(shù)設計.......................................4</p><p>　　2.1 系統(tǒng)組成、布局和方案設計................................4</p>

5、<p>　　2.2 參數(shù)計算................................................5</p><p>　　2.2.1 滾針軸承的選擇......................................5</p><p>　　2.2.2 步進電機2的選擇....................................5&l

6、t;/p><p>　　2.2.3 齒輪齒條傳動設計計算................................6</p><p>　　2.2.4 校核壓輥軸的剛度....................................11</p><p>　　2.2.5 校核M14螺栓安全性..................................12

7、</p><p>　　2.3 結構優(yōu)化設計............................................14</p><p>　　第3章 三維設計.................................................14</p><p>　　3.1 汽車擋風玻璃密封膠條安裝機總體三維設計.............

8、.....14</p><p>　　3.2 執(zhí)行系統(tǒng)—工作頭三維設計................................17</p><p>　　第4章 關鍵零件工藝卡編制.......................................19</p><p>　　4.1 壓輥軸零件編制.............................

9、.............19</p><p>　　4.1.1 零件的分析..........................................19</p><p>　　4.1.2 工藝規(guī)程的設計......................................20</p><p>　　4.1.3 確定工藝路線................

10、........................21</p><p>　　4.1.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定................22</p><p>　　4.1.5 確定切削用量........................................24</p><p>　　4.1.6 確定工時定額.................

11、.......................26</p><p>　　4.2 齒輪零件編制............................................29</p><p>　　4.2.1 零件的分析..........................................29</p><p>　　4.2.2 工藝規(guī)程的設計..

12、....................................30</p><p>　　4.2.3 確定工藝路線........................................31</p><p>　　4.2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定................32</p><p>　　4.2.5 確定切削用量.....

13、...................................34</p><p>　　4.2.6 確定工時定額........................................35</p><p>　　結論............................................................38</p><p&g

14、t;　　參考文獻........................................................40</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　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鍵的作

15、用，應用愈加廣泛。汽車的生產(chǎn)量不斷增大，進而要求生產(chǎn)效率加強。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 。汽車擋風玻璃的密封膠條對于汽車玻璃的減震和總體安裝效果有較大的影響。</p><p>　　隨之而來的就是在這方面的技術進一步研究。汽車擋風玻璃密封膠條安裝機是來自于生產(chǎn)項目，是為解決生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的問題。</p><p>　　1.1.1 研究工作概況 <

16、/p><p>　　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)上相關知識比較少。在指導教師的指導和帶領下，我們從最基本的加工對象——普通轎車擋風玻璃，開始研究展開工作。</p><p>　　首先，我們對普通汽車擋風玻璃進行了全面的測量，具體了解了其尺寸</p><p>　　應用數(shù)據(jù)大體確定所要設計的機器的外形尺寸，從而確定各部件的尺寸，進而確定各

17、零件的具體尺寸。</p><p>　　其次，我們具體看過了手工安裝的詳細過程，針對其中的問題，以此出發(fā)，提出各種可以解決其問題的方案設計，然后根據(jù)可行性等要求對比方案，選出最佳方案。</p><p>　　最后，我們開始了具體的設計過程。</p><p>　　1.1.2 研究報告意圖</p><p>　　該研究報告的意圖就是解決轎車擋風玻璃密封

18、膠條安裝的半自動化和機械化，提高安裝效率和安裝質(zhì)量。</p><p>　　首先介紹汽車擋風玻璃密封膠條安裝機的具體設計過程，及具體結構件尺寸及相關參數(shù)。</p><p>　　其次，針對關鍵零部件的強度，剛度和壽命等是否符合要，進行簡單的校核計算，進而確定其符合要求。</p><p>　　1.1.3 研究報告的預期結果</p><p>　　該研

19、究報告的預期結果是能夠介紹清楚整個安裝機的結構、功能。</p><p>　　首先完成整個機器的三維實體繪圖，完成裝配、運動仿真。</p><p>　　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的裝配關系，清楚描繪總體的外形尺寸。</p><p>　　再次是針對關鍵零部件進行強度、剛度的校核計算，滿足預期的使用要求。</p><

20、;p>　　最后，針對關鍵零部件，完成其設計計算，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。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設計及參數(shù)設計</p><p>　　2.1 系統(tǒng)組成、布局和方案設計</p><p>　　工作頭用來把密封膠條壓緊在擋風玻璃上，它主要有一個彎板、一個旋轉體定位機構、一個導向鉤和壓輥系統(tǒng)組成。在設計中主要考慮到壓輥軸的剛

21、度和轉動的靈活性。旋轉定位機構是在旋轉體上對角度進行細分，兩面都進行加工，使角度細分到2.5°，導向鉤的上下往復運動由齒輪齒條機構完成；導向鉤用于把密封膠條撐開和導向的作用；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。</p><p>　　彎板主要起支撐作用，支撐整個工作頭的幾乎全部零件。旋轉體定位，根據(jù)玻璃的具體外形尺寸及安裝在機器上位置，確定旋轉體的角度，旋轉體的角度決定了導向鉤的傾斜角

22、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，對膠條進行壓緊安裝。</p><p>　　壓輥軸和導向鉤是平行工作的，導向鉤位于壓輥前進方向的正前方，所以采用壓輥軸和導向系統(tǒng)的平行安裝結構布局，兩者之間的位置關系由一個</p><p>　　彎板連接確定其位置關系。齒輪齒條的動力由步進電機提供。由于

23、結構尺寸的限制，步進電機直接與齒輪相聯(lián)接，齒條直接與導向鉤聯(lián)接。壓輥軸安裝于彎板上，并與下方的旋轉體用螺栓固定聯(lián)接，從而在工作中確定壓輥和導向鉤的具體位置。壓輥的上半部分為主要工作區(qū)。</p><p>　　該工作頭——執(zhí)行系統(tǒng)的具體組成、布局和方案設計，具體情況見三維實體圖及零部件圖。</p><p><b>　　2.2 參數(shù)計算</b></p><

24、;p>　　2.2.1 滾針軸承的選擇</p><p>　　在壓輥軸上裝有一個深溝球軸承和一個滾針軸承， 查 機械設計手冊 第4版 第2卷 第7篇 軸承 可得如下圖表：</p><p>　　徑向當量動載荷 Pr=Fr</p><p>　　徑向當量靜載荷 Por=Fr</p><p>　　向心滾針和保持架組件（JB

25、/T 7918-1997）</p><p>　　根據(jù)設計需要，選擇代號為K20×24×10的滾針軸承。</p><p>　　2.2.2 步進電機2的選擇</p><p>　?。?）選擇電動機的類型</p><p>　　按工作要求和工作條件，選擇YG系列電動機。</p><p>　?。?）確定電機的容

26、量</p><p><b>　　電機的輸出功率</b></p><p><b>　　Pd=</b></p><p>　　ηa——傳動裝置總效率 ηa=0.85</p><p><b>　　工作機的輸入功率</b></p><p>　　Pw==4.56

27、 W</p><p><b>　　則</b></p><p>　　Pd===5.37 W</p><p><b>　?。?）選擇電機轉速</b></p><p>　　電機軸與齒輪軸直接相聯(lián)</p><p>　　則 </p><p>　

28、　n=n1==12.59 r/min</p><p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量，價格等因素，決定選用步進電機 57BYG007</p><p>　　電動機主要規(guī)格參數(shù)： </p><p>　　2.2.3 齒輪齒條傳動設計計算</p><p>　　選擇材料，精度及參數(shù)</p><p>　　（1）選擇齒輪

29、的材料，熱處理方法及齒面硬度：</p><p>　　齒輪選用45﹟，調(diào)質(zhì)，HB1=240HBS</p><p>　　齒條選用45﹟，正火，HB2=220HBS</p><p>　　HB1-HB2=240-220=20 合適</p><p><b>　?。?）選取精度等級</b></p><p>　

30、　初選8級精度，按GB/T10095。</p><p><b>　?。?）選取齒數(shù)</b></p><p>　　選齒輪齒數(shù)Z1=15,</p><p>　　齒條齒數(shù)Z2=iZ1=2×15=30 </p><p><b>　　取Z2=30</b></p><p>&l

31、t;b>　　實際的齒數(shù)比</b></p><p><b>　　i/= =2</b></p><p>　　b.按齒面接觸強度設計,按式</p><p><b>　　d1=</b></p><p><b>　　確定載荷系數(shù)K </b></p><

32、;p>　　由表得使用系數(shù)KA=1.00,估計圓周速度v=0.02 m/s,</p><p>　　=0.003 m/s;</p><p>　　由圖6-11b），動載系數(shù)Kv=10.5。</p><p><b>　　εα=</b></p><p><b>　　==1.56</b></p>

33、;<p><b>　　εβ=0</b></p><p>　　εγ=εα+εβ=1.56</p><p><b>　　由圖6-13，</b></p><p>　　齒間載荷分配系數(shù)Kα=1.04；</p><p><b>　　由圖6-17，</b></p>

34、<p>　　齒向載荷分配系數(shù)Kβ=1.01。</p><p>　　K= KAKvKαKβ=1.00×1.05×1.04×1.011.1029</p><p><b>　?。?）計算轉矩</b></p><p><b>　　T1=</b></p><p>　

35、　==3.459×103</p><p>　?。?）由圖6-19查得區(qū)域系數(shù)ZH=2.5</p><p><b>　?。?）重合度系數(shù) </b></p><p>　　由式6-14， =0.90</p><p>　?。?）彈性影響系數(shù) ZE=189.8（MPa）1/2</p><p

36、>　?。?）由圖6-27a）查得接觸疲勞極限應力σHlim1=590MPa；</p><p>　　由圖6-27b）查得接觸疲勞極限應力σHlim2=470MPa</p><p>　?。?）由式（6-25）計算應力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　N1=60njLh=60×12.59×1×（2×8×300×

37、15）=5.44×107</p><p>　　N2= ==2.72×107</p><p>　?。?）由圖6-25查得壽命系數(shù)KHN1=1.05；KHN2=1.27（允許有點蝕）</p><p>　?。?）計算接觸疲勞許用應力。</p><p>　　取失效概率為1﹪，安全系數(shù)S=1，</p><p>

38、;<b>　　由式（6-24）得</b></p><p>　　[σH1]= KHN1σHlim1=1.05×590=619.5MPa</p><p>　　[σH2]= KHN2σHlim2=1.27×470=596.9MPa</p><p>　　取[σH]=596.9MPa</p><p>　　（10

39、）計算齒輪分度圓直徑d1</p><p><b>　　d1 =</b></p><p>　　= =25.23 mm</p><p>　?。?1）計算圓周速度</p><p>　　V==0.0166 m/s</p><p>　?。?2）修正載荷系數(shù)</p><p><

40、b>　　按 </b></p><p><b>　　=0.00249，</b></p><p>　　由圖6-11b查得動載系數(shù)Kv/=1.02</p><p>　?。?3）校正試算的分度圓直徑d1</p><p>　　= =24.99 mm</p><p><b&g

41、t;　　(14)計算模數(shù)</b></p><p>　　m= ==1.87 mm</p><p>　　圓整成標準值m=2mm</p><p><b>　?。?5）計算中心距</b></p><p><b>　　==45 mm</b></p><p>　　（16）計算

42、分度圓直徑</p><p>　　d1=Z1 m=15×2=30 mm</p><p>　　（17）計算齒輪寬度</p><p>　　b=φd d1=0.3×30=9 mm</p><p>　　圓整取b1=10mm，b2=15mm</p><p>　　C．校核齒根彎曲疲勞強度</p>&

43、lt;p><b>　　≤［σF1］</b></p><p><b>　　≤［σF2］</b></p><p><b>　　重合度系數(shù)</b></p><p>　　=0.25+0.75/1.56=0.73</p><p><b>　　齒形系數(shù)</b>&

44、lt;/p><p>　　由圖6-21查得YFa1=3.14 ，YFa2=2.52</p><p><b>　　應力修正系數(shù)</b></p><p>　　由圖6-22查得YSa1=1.48 ，YSa2=1.63</p><p>　　查取彎曲疲勞極限應力及壽命系數(shù)</p><p>　　由圖6-28c）查得

45、σFlim1=450MPa，由圖6-28b）查得σFlim2=390MPa</p><p>　　由圖6-26，按N1=5.44×107 ，N2==2.72×107分別查得KHN1= KHN2=1</p><p>　　計算彎曲疲勞許用極限應力</p><p>　　取失效概率為1﹪，安全系數(shù)S=1，</p><p><b

46、>　　由式（6-24）得</b></p><p>　　[σF1]= KFN1σFlim1=450MPa</p><p>　　[σF2]= KFN2σFlim2=390MPa</p><p>　　（6） 計算彎曲應力</p><p>　　σF1=2×1.1029×3.459×103/10×

47、;30×2×(3.14×1.48×0.73)</p><p>　　=43.14MPa＜［σF1］</p><p>　　σF2=43.14×2.52×1.63/3.14×1.48</p><p>　　=38.13 MPa＜［σF2,］</p><p><b>　　合

48、適</b></p><p><b>　　齒輪齒條參數(shù)表</b></p><p><b>　　單位：mm</b></p><p>　　2.2.4 校核壓輥軸的剛度</p><p>　　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)在對壓輥軸進行校核。

49、 </p><p>　　校核壓輥軸的強度 </p><p>　　已知壓輥軸的材料為45號鋼，由機械設計手冊 第4版 第1卷 第3篇 材料可查得：</p><p>　　σb=600Mpa,σs=355MPa</p><p>　　設安全因子 nb=5</p><p>　

50、　則許用應力 [σ]=120MPa</p><p><b>　　計算彎曲截面系數(shù)</b></p><p>　　已知直徑為d的彎截面系數(shù)為</p><p><b>　　W=</b></p><p>　　則直徑為23mm處的彎曲截面系數(shù)為</p><p><b>　

51、　W=</b></p><p>　　==1.2×10-6 m3</p><p>　　直徑為30mm處的彎曲截面系數(shù)</p><p><b>　　W=</b></p><p>　　==72×10-6 m3</p><p><b>　?。?）校核強度<

52、;/b></p><p>　　距離受力點179mm處受的彎矩為</p><p>　　M1=98×0.179=17.5N·m</p><p>　　距離受力點379mm處受的彎矩為</p><p>　　M1=98×0.379=37.1N·m</p><p><b>　

53、　則</b></p><p>　　σ1===14.6MPa＜＜[σ]</p><p>　　σ2===0.5MPa＜＜[σ]</p><p><b>　　結論：</b></p><p>　　壓輥軸的強度符合要求。</p><p>　　2. 校核壓輥軸的剛度</p><

54、;p>　　壓輥軸可以視為一個懸臂梁，末端受到一個98N的壓力。</p><p>　　根據(jù)懸臂梁的集中載荷作用在自由端的撓度和轉角公式</p><p>　　撓度： ω=</p><p>　　轉角： θ=</p><p>　　假設彈性模量 E=200GPa</p><p>　　I==2.7

55、×10-7 m4</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　撓度： </b></p><p>　　ω==3.5×10-6 m</p><p><b>　　轉角： </b></p><p>

56、;　　θ==3×10-5 rad</p><p><b>　　結論：</b></p><p>　　壓輥軸的撓度和轉角都很小，符合要求。</p><p>　　2.2.5 校核M14螺栓的安全性</p><p>　　工作頭與液壓桿之間用一個M14的螺栓連接，所以螺栓M14是一個關鍵零件，需要校核它的抗拉強度能否滿

57、足使用要求。螺栓在工作過程中主要受拉力，工作載荷按200N進行校核。</p><p>　　受拉螺栓連接能夠承受變載荷，M14螺栓為受預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。當應變在彈性范圍之內(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。</p><p>　　螺栓總拉力的表達式為 </p&

58、gt;<p>　　即螺栓總拉力等于預緊力加上部分工作載荷</p><p>　　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。</p><p>　　螺栓連接應該是在受工作載荷之前擰緊，螺紋力矩</p><p>　??；但考慮到出現(xiàn)特殊情況時可能在工作載荷下補充擰緊，則螺紋力矩為，相應的螺栓切應力為</p&g

59、t;<p><b>　　， 拉應力為 </b></p><p>　　因此為安全起見，可按這一情況推導出螺紋部分的強度條件為</p><p>　　≤［σ］ ［σ］為許用應力</p><p><b>　　另外變載強度條件為</b></p><p>　　≤［σa］ ［σa］為許用應力幅

60、</p><p>　　已知 小徑d1=11.5mm，中徑d2=13mm，H=34mm 預緊力為50N</p><p>　　螺栓性能等級為8.8，</p><p>　　則 ［σ］=800MPa ［σa］=600MPa</p><p><b>　　=9.4mm</b></p><p>&l

61、t;b>　　=100N</b></p><p><b>　　靜載計算</b></p><p>　　=0.2MPa＜＜［σ］</p><p><b>　　變載計算</b></p><p>　　=0.4MPa＜＜［σa］</p><p><b>　　結

62、論：</b></p><p>　　M14的聯(lián)接螺栓滿足使用要求。</p><p>　　2.3 結構設計優(yōu)計</p><p>　　齒輪齒條的動力提供源步進電機的啟動采用傳感器，可以實現(xiàn)導向鉤的精確定位。壓輥內(nèi)部安裝軸承通過摩擦力實現(xiàn)轉動，節(jié)約動力源，不僅節(jié)約能源，更有利于整體結構的布局。</p><p><b>　　第3章

63、 三維設計</b></p><p>　　3.1 汽車擋風玻璃密封膠條安裝機總體三維設計:</p><p><b>　　安裝機整體</b></p><p><b>　　導向機構</b></p><p><b>　　吸盤機構 </b></p><p&

64、gt;<b>　　脫料機構</b></p><p><b>　　工作頭</b></p><p>　　3.2 執(zhí)行系統(tǒng)—工作頭三維設計</p><p><b>　　壓輥內(nèi)部設計</b></p><p>　　旋轉體安裝，定位結構</p><p>　　齒輪安裝

65、結構 齒條安裝結構</p><p><b>　　壓輥軸安裝結構</b></p><p>　　第4章 關鍵零件工藝卡編制</p><p>　　4.1壓輥軸零件編制</p><p>　　4.1.1零件的分析</p><p><b>　　

66、零件的作用</b></p><p>　　零件是從擋風玻璃密封膠條安裝機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）。</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　所選零件是工作頭中的心軸，工作時只受彎矩不受轉矩，受靜應力。零件小批生產(chǎn)。它

67、屬于臺階軸類零件，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。</p><p>　　主要加工面：外圓，孔，倒角。</p><p>　　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）。</p><p><b>　

68、　技術要求：</b></p><p>　　1）正火處理HB=170～200；2）未注圓角半徑R1；</p><p>　　3）未注倒角1×45°；4）未注尺寸偏差出精度為IT12。</p><p><b>　　按要求完成零件。</b></p><p>　　4.1.2 工藝規(guī)程的設計</

69、p><p><b>　　確定毛坯的制造形式</b></p><p>　　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，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，其所用工具和設備簡單，通用性好，成本低，可使毛坯具有較高的力學性能，操作靈活。基準面的選擇。</p><p>&l

70、t;b>　　粗基準的選擇。</b></p><p>　　根據(jù)粗基準的選擇原則：</p><p>　　1）選用的粗基準應便于定位，裝夾和加工，并使夾具結構簡單；</p><p>　　2）為保證某重要表面的粗加工余量小而均勻，應選用該表面為粗基準；</p><p>　　3）粗基準面應平整，光潔，沒有澆口冒口或飛邊等缺陷，以便于定

71、位可靠</p><p>　　4）粗基準在同一尺寸方向上，一般只能使用一次。</p><p>　　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，所以在毛坯上設計夾頭，以夾頭外圓做粗基準，一次加工要求的外圓。 </p><p><b>　　精基準的選擇。</b></p><p>　　精基準的選擇主要考慮減少定位誤

72、差，保證加工精度和安裝方便準確。根據(jù)精基準的選擇原則：</p><p>　　1）基準重合原則2）基準統(tǒng)一原則</p><p>　　3）自為基準原則4）互為基準原則</p><p>　　主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾的原則，采用兩端作為精基準，打中心孔，方便裝夾。</p><p><b>　　機床的選擇</b><

73、;/p><p>　　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，所以選擇簡單機床即可。</p><p>　　車外圓采用CA6140，精度可達到Ra3.2，外圓車刀，三爪自定心卡盤、頂尖，游標卡尺； </p><p>　　車端面采用CA6140，精度可達到Ra1.6，外圓車刀，三爪自定心卡盤、頂尖，游標卡尺； </p><p>　　磨外圓采

74、用M1412磨床，達到Ra0.8，砂輪1-20×4×6，游標卡尺；</p><p>　　磨端面采用M7475B磨床，達到Ra1.6，砂輪450×185×380，電磁吸盤，游標卡尺；</p><p>　　鉆孔采用CA6140，麻花鉆，三爪自定心卡盤、頂尖，內(nèi)徑千分尺；</p><p>　　擴孔采用CA6140；麻花鉆，三爪自定心

75、卡盤、頂尖，內(nèi)徑千分尺。</p><p>　　4.1.3 確定工藝路線</p><p>　　工序1 鍛造加工毛坯件</p><p>　　工序2 熱處理（正火處理）</p><p>　　工序3 畫兩端面線及外形線</p><p>　　工序4 粗車一段端面，打中心孔，粗車各外圓表面、端面</p><p&

76、gt;　　工序5 半精車端面，半精車外圓表面，倒角、倒圓角</p><p>　　工序6 粗磨外圓表面，粗磨端面</p><p><b>　　工序7 精磨外圓</b></p><p><b>　　工序8 鉆、擴孔</b></p><p><b>　　工序9 檢驗尺寸</b><

77、;/p><p><b>　　工序10 入庫</b></p><p>　　4.1.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定</p><p>　　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</p><p><b>　　1、φ25mm

78、外圓</b></p><p>　　加工路線 粗車——半精車</p><p>　　加工余量 粗車2.0mm，半精車1.3mm</p><p>　　工序尺寸及精度 半精車后φ25mm，Ra3.2 ，IT11 </p><p>　　粗車后φ25+1.3=φ26.3mm，Ra12.5，IT12</p><p>　　

79、毛坯尺寸φ26.3+2.0=φ28.3mm取35mm</p><p>　　2.、φ60mm外圓</p><p><b>　　加工路線 粗車</b></p><p>　　加工余量 粗車2.3mm</p><p>　　工序尺寸及精度 粗車后φ60mm，Ra12.5， IT12</p><p>　　毛坯

80、尺寸φ60+2.3=φ62.3mm取φ70mm</p><p><b>　　3、φ30mm外圓</b></p><p><b>　　加工路線 粗車</b></p><p>　　加工余量 粗車2.0mm</p><p>　　工序尺寸及精度 粗車后φ30mm，Ra12.5，IT12</p>

81、<p>　　毛坯尺寸φ30+2.0=φ32mm取φ40mm</p><p><b>　　4、φ23mm外圓</b></p><p><b>　　加工路線 粗車</b></p><p>　　加工余量 粗車2.0mm</p><p>　　工序尺寸及精度 粗車后φ23mm，Ra12.5，IT1

82、2</p><p>　　毛坯尺寸φ23+2.0=φ25mm取φ30mm</p><p><b>　　5、φ20mm外圓</b></p><p>　　加工路線 粗車——半精車——粗磨——半精磨</p><p>　　加工余量 粗車2.0mm，半精車1.3mm，粗磨0.12m，半精磨0.08mm</p><

83、p>　　工序尺寸及精度 半精磨后φ20mm，Ra0.8，IT7</p><p>　　粗磨后 φ20+0.08=φ20.08mm，Ra1.6，IT8</p><p>　　半精車后 φ20.08+0.12=φ20.2mm，Ra6.3 ，IT9</p><p>　　粗車后 φ20.2+1.3=φ21.5mm，Ra12.5， IT12</p><p

84、>　　毛坯尺寸 φ21.5+2=φ23.5mm</p><p>　　最終毛坯尺寸φ30mm</p><p>　　6、φ18.5mm外圓</p><p><b>　　加工路線 粗車</b></p><p>　　加工余量 粗車2.0mm</p><p>　　工序尺寸及精度 粗車后φ18.5mm，

85、Ra12.5，IT12</p><p>　　毛坯尺寸φ18.5+2.0=φ20.5mm</p><p>　　最終毛坯尺寸φ30mm</p><p>　　7、φ19.5mm外圓</p><p><b>　　加工路線 粗車</b></p><p>　　加工余量 粗車2.0mm</p>&

86、lt;p>　　工序尺寸及精度 粗車后φ19.5mm，Ra12.5，IT12</p><p>　　毛坯尺寸φ19.5+2.0=φ21.5mm</p><p>　　最終毛坯尺寸φ30mm</p><p><b>　　8、φ17mm外圓</b></p><p><b>　　加工路線 粗車</b>&l

87、t;/p><p>　　加工余量 粗車2.0mm</p><p>　　工序尺寸及精度 粗車后φ17mm，Ra12.5 ，IT12</p><p>　　毛坯尺寸φ17+2.0=φ19mm</p><p>　　最終毛坯尺寸φ30mm</p><p><b>　　9、φ15mm外圓</b></p>

88、<p>　　加工路線 粗車——半精車——粗磨——半精磨</p><p>　　加工余量 粗車1.5mm，半精車1.0mm，粗磨0.12m，半精磨0.08mm</p><p>　　工序尺寸及精度 半精磨后φ15mm，Ra0.8，IT7</p><p>　　粗磨后 φ15+0.08=φ15.08mm，Ra1.6， IT8</p><p&g

89、t;　　半精車后 φ15.08+0.12=φ15.2mm，Ra6.3，IT9</p><p>　　粗車后 φ15.2+1.0=φ16.2mm，Ra12.5 ，IT12</p><p>　　毛坯尺寸 φ16.2+2=φ18.2mm</p><p>　　最終毛坯尺寸φ30mm</p><p><b>　　10、φ8孔</b>

90、</p><p>　　加工路線 鉆孔——擴孔</p><p>　　加工余量 鉆孔 ，擴孔3mm</p><p>　　工序尺寸及精度 鉆孔第一次達φ5mm，Ra12.5，IT12</p><p>　　擴孔達φ8mm，Ra6.3 ，IT11</p><p>　　11、φ60外圓兩端面</p><p

91、>　　加工路線 粗車——半精車</p><p>　　加工余量 粗車1.2mm，半精車0.6mm</p><p>　　工序尺寸及精度 半精車后10mm，Ra3.2 ，IT11 </p><p>　　粗車后10+0.6×2=11.2mm，Ra12.5，IT12</p><p>　　毛坯尺寸11.2+1.2×2=13.6m

92、m取15mm</p><p>　　4.1.5 確定切削用量</p><p>　　切削速度與主軸轉速的關系如下</p><p><b>　　Vc=</b></p><p>　　例：加工外圓表面φ25mm；</p><p>　　粗車φ25mm至φ26.3mm，達Ra12.5；</p>&

93、lt;p>　　背吃刀量1mm，切削速度52.8m／min，進給量0.4mm／r，</p><p>　　機床CA6140主軸轉速：已知正轉轉速級數(shù)24，正轉轉速范圍</p><p>　　10～1400m／min，</p><p>　　主軸轉速的計算：設公比q，10×q∧23=1400，q=1.2397</p><p>　　52.

94、8=，n=480r／min</p><p>　　10×q∧x=480</p><p>　　x≈18.02，取x=18</p><p>　　得到主軸轉速n=480 r／min</p><p>　　切削用量包括背吃刀量ap、進給量f、和切削速度Vc。</p><p>　　確定粗車φ25 mm外面的切削用量：<

95、;/p><p>　　1. 確定背吃刀量：</p><p>　　粗車雙邊余量為2.0mm，背吃刀量ap為單邊余量，故ap = =1.0mm</p><p><b>　　2. 確定進給量：</b></p><p>　　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

96、，查《實用機械加工工藝手冊》，得進給量f=0.40mm/r</p><p><b>　　確定切削速度：</b></p><p>　　粗車速度取n=480r/min，根據(jù)公式Vc= ，得Vc=52.8 m/min</p><p>　　各部分切削用量如下：</p><p><b>　　1、φ25mm外圓</b

97、></p><p>　　粗車：=1mm f=0.4mm／r = 52.8m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p>　　半精車：=0.7mm f=0.4mm／r = 39.7m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p><b&g

98、t;　　2、φ60mm外圓</b></p><p>　　粗車：=1.3mm f=0.5mm／r =105.6 m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p><b>　　3、φ30mm外圓</b></p><p>　　粗車：=1mm f=0.4mm／r =

99、60.3 m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p><b>　　4、φ23mm外圓</b></p><p>　　粗車：=1mm f=0.4mm／r =45.2 m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p><b>　　5

100、、φ20mm外圓</b></p><p>　　粗車：=1mm f=0.4mm／r = 45.2m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p>　　半精車：=0.7mm f=0.4mm／r =32.1 m／min</p><p>　　n=480r／min</p>&

101、lt;p>　　粗磨： =0.06mm f=0.05mm／r =22 m／min</p><p>　　半精磨：=0.04mm f=0.01mm／r =26 m／min</p><p>　　6、φ18.5mm外圓</p><p>　　粗車：=1mm f=0.3mm／r =45.2 m／min</p>&

102、lt;p>　　n=480r／min</p><p>　　7、φ19.5mm外圓</p><p>　　粗車：=1mm f=0.3mm／r =45.2m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p><b>　　8、φ17mm外圓</b></p><p>　　

103、粗車：=1mm f=0.3mm／r = 45.2m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p><b>　　9、φ15mm外圓</b></p><p>　　粗車： =1mm f=0.3mm／r =45.2 m／min</p><p>　　n=480r／min<

104、;/p><p>　　半精車：=0.7mm f=0.3mm／r =24.6 m／min</p><p>　　粗磨： =0.06mm f=0.05mm／r =22 m／min</p><p>　　半精磨：=0.03mm f=0.01mm／r =26 m／min</p><p><b>　　1

105、0、φ8mm孔</b></p><p>　　鉆孔： =2mm f=0.2mm／r =20 m／min</p><p>　　n=480r／min</p><p>　　擴孔： =1.5mm f=0.03mm／r =20 m／min</p><p>　　4.1.6 確定工時定額</p>

106、<p><b>　　基本時間t基</b></p><p><b>　　t基 = </b></p><p><b>　　式中 i=</b></p><p><b>　　n=</b></p><p><b>　　—加工長度（mm）&l

107、t;/b></p><p>　　—刀具的切入長度（mm）</p><p>　　—刀具的切出長度（mm）</p><p><b>　　—進給次數(shù)</b></p><p>　　Z—加工余量（mm）</p><p><b>　　—背吃刀量（mm）</b></p>

108、<p><b>　　—進給量（mm/）</b></p><p>　　—機床主軸轉速（/）</p><p><b>　　—切削速度（/）</b></p><p>　　D—加工直徑（mm）</p><p>　　輔助時間 t輔助=（5%～15%）×t基</p><

109、p>　　操作時間 t操作= t基+ t輔助</p><p>　　布置時間 t布置=（2%～7%）×t操作</p><p>　　休息時間 t休=2%×t操作</p><p>　　準備終結時間 t準終= （5%～15%）×t操作</p><p>　　單件時間 t單件= t基+ t輔助+ t布置+ t休</

110、p><p>　　例：粗車φ25mm外圓柱面的工時定額計算</p><p>　　1+10+1=12，f=0.4mm／r，n=480 r／min，i=1 , 5次走刀</p><p>　　因此可由計算公式得 t基 = =0.063min</p><p>　　t單件=5×（ t基+ t輔助+ t布置+ t休）=0.35min</p>

111、;<p>　　t準終= （5%～15%）×t操作=0.063min</p><p>　　同理，可計算得其他工步的工時定額。</p><p><b>　　各工步的工時定額：</b></p><p><b>　　φ25mm外圓：</b></p><p>　　粗車： t單件=

112、0.35 min t準終=0.032 min</p><p>　　半精車： t單件=0.08 min t準終= 0.011min</p><p>　　2）φ60mm外圓：</p><p>　　粗車： t單件=0.36 min t準終=0.049 min</p><p><b>　　φ30mm外

113、圓：</b></p><p>　　粗車： t單件= 1.54min t準終=0.44 min</p><p><b>　　φ23mm外圓：</b></p><p>　　粗車： t單件= 0.57min t準終=0.082 min</p><p>　　5）φ20mm外圓：<

114、;/p><p>　　粗車： t單件=0.78 min t準終= 0.11min</p><p>　　半精車： t單件= 0.08min t準終=0.011 min</p><p>　　粗磨： t單件=0.15 min t準終=0.021 min</p><p>　　半精磨： t單件=1.14

115、min t準終= 0.16min</p><p>　　6）φ18.5mm外圓：</p><p>　　粗車： t單件=0.15 min t準終=0.021 min</p><p>　　7）φ19.5mm外圓：</p><p>　　粗車： t單件=0.36 min t準終=0.05 min</p

116、><p><b>　　8）φ17mm外圓</b></p><p>　　粗車： t單件=1.14 min t準終= 0.17min</p><p>　　9）φ15mm外圓：</p><p>　　粗車： t單件=0.91 min t準終=0.13 min</p><p>

117、;　　半精車： t單件=0.19 min t準終=0.026 min</p><p>　　粗磨： t單件=0.15 min t準終=0.021 min</p><p>　　半精磨： t單件= 0.68min t準終=0.094 min</p><p><b>　　10）φ8mm孔：</b></

118、p><p>　　鉆孔： t單件=0.78 min t準終=0.11 min</p><p>　　擴孔： t單件=0.24 min t準終=0.032 min</p><p>　　11）φ60mm端面：</p><p>　　粗車： t單件=0.15 min t準終=0.022 min</p&g

119、t;<p><b>　　12）粗磨端面：</b></p><p>　　φ23mm大端面：t單件=0.13 min t準終=0.018 min</p><p>　　φ15mm大端面： t單件=0.14 min t準終=0.019 min</p><p>　　4.2 齒輪零件編制</p><p&

120、gt;　　4.2.1零件的分析</p><p><b>　　零件的作用</b></p><p>　　零件是從擋風玻璃密封膠條安裝機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。利用步進電機提供的動力，通過齒輪和齒條傳動實現(xiàn)導向鉤的上下往復運動。要求零件的硬度符合要求（調(diào)質(zhì)處理HBS=240）。</p><p><b>　　零件

121、的工藝分析</b></p><p>　　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。</p><p>　　滿足齒輪傳動的技術要求：</p><p>　　1）傳遞運動的準確性2）工作的平穩(wěn)性</p><p>　　3）齒面接觸的均勻性4）有一定的齒側間隙</p&

122、gt;<p>　　該零件是工作頭中控制導向鉤上下往復運動的關鍵零件之一，零件小批量生產(chǎn)，屬于齒輪類零件。</p><p>　　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。中心孔與步進電機的輸出軸聯(lián)結，要求表面粗糙度較小。</p><p>　　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，

123、有熱處理要求（調(diào)質(zhì)處理）。</p><p>　　技術要求：1）鍛件應符合JB/T 5000.8-1998 重型機械通用技術條件</p><p>　　2）調(diào)質(zhì)HB=240；3）未注倒角1×45°4）未注圓角R1。</p><p><b>　　按要求完成零件。</b></p><p>　　4.2.2 工藝

124、規(guī)程的設計</p><p>　?。ㄒ唬?確定毛坯的制造形式</p><p>　　對一般傳動齒輪，齒輪材料應具有一定的接觸強度、彎曲疲勞強度和耐磨性要求。該齒輪為一般傳動齒輪。</p><p>　　零件的材料為45號鋼，由于是單件小批零生產(chǎn)的水平，而且零件的結構尺寸不大，零件的結構較簡單，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。</p>

125、<p>　?。ǘ?基準面的選擇</p><p><b>　　粗基準的選擇</b></p><p>　　根據(jù)粗基準的選擇原則：</p><p>　　1）選用的粗基準應便于定位，裝夾和加工，并使夾具結構簡單；</p><p>　　2）為保證某重要表面的粗加工余量小而均勻，應選用該表面為粗基準；</p>

126、;<p>　　3）粗基準面應平整，光潔，沒有澆口冒口或飛邊等缺陷，以便于定位可靠</p><p>　　4）粗基準在同一尺寸方向上，一般只能使用一次。 </p><p>　　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，所以在毛坯上設計夾頭，以夾頭外圓做粗基準，一次加工要求的外圓。用三爪自定心卡盤裝夾。</p><p><b&g

127、t;　　精基準的選擇</b></p><p>　　精基準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確。</p><p>　　根據(jù)精基準的選擇原則：</p><p>　　1）基準重合原則2）基準統(tǒng)一原則</p><p>　　3）自為基準原則4）互為基準原則</p><p>　　因為有端面圓跳動要求，

128、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。</p><p><b>　　機床的選擇</b></p><p>　　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，所以選擇簡單機床即可。</p><p>　　車外圓采用CA6140，可達到Ra3.2；外圓車刀；三爪自定心卡盤；游標卡尺； </p><p&

129、gt;　　車端面采用CA6140，可達到Ra3.2；端面車刀；三爪自定心卡盤，游標卡尺；</p><p>　　滾齒加工采用Y3150E滾齒機； A級單頭滾刀；壓板；公法線千分尺；</p><p>　　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；</p><p>　　絞孔采用手絞；手用絞刀3A，6A；鉗工臺；內(nèi)徑千分尺。</

130、p><p>　　4.2.3 確定工藝路線</p><p>　　毛坯采用自由鍛造，但其所有平面均需機械加工。</p><p>　　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</p><p>　　φ6.4 mm孔：公差等級IT7，表面粗糙度Ra 1.6um</p><p>　　加工方法：鉆——精絞

131、</p><p>　　φ3mm孔： 公差等級IT7，表面粗糙度Ra 1.6um</p><p>　　加工方法：鉆——精絞</p><p>　　φ34mm齒頂圓柱面：公差等級IT11，表面粗糙度Ra 3.2um</p><p>　　加工方法：粗車——半精車</p><p>　　φ18mm外圓： 公差等級IT12，表面粗