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1、西安交通大学继续教育学院毕业论文摘 要 本设计说明书包括零件的工艺分析，零件加工过程，零件的工艺路线等内容，根据设计图纸上的要求合理安排工艺，其中包括加工方法的选择、刀具的选择、加工余量的确定等等，根据工作条件和需要进行了规格的选择，以及相关数据的计算并详细介绍零件工艺分析的内容，重点阐述了零件的加工过程，认真分析解释零件加工的程序意义。 本次课程设计的内容是C620-1齿条工艺设计，齿条是数控机床不可缺少的部件，它在车床加工中起着非常重要的作用。车床齿条是与车床进给箱内部的齿轮机构相配合形成车床部溜板箱的运动传递的快慢进行前后运动，本文按照零件工艺性设计的基本流程，经过对比论证，选择了实用正
2、确的路线，在齿条的制造工艺设计过程中，首先对齿条进行工艺分析，如齿条的结构及特点、齿条毛坯的选择、加工设备的选择、工艺基准的选择、工艺路线的拟定、工艺流程的编制和加工中应该注意的问题，其次是根据工艺分析出齿条的机械加工工艺过程，最后是根据工艺分析加工工艺过程绘制对应的加工所需的工艺附图。 关键词：齿条 ， 制造工艺 ， 设计 ， 夹具目 录 前 言5一、零件的分析61.1 齿条的作用61.1.1 齿条的结构和简介61.2 齿条的工艺分析6二、齿条工序的尺寸选择62.1 毛坯尺寸62.2 切削用量、加工余量、工时定额的选择与计算。72.2.1切削用量的选择72.2.2工时定额与生产率82.2.3
3、 提高劳动生产率的途径82.2.4工时的计算82.3 齿轮齿条几何参数的计算10三、齿条工艺尺寸的规程113.1 零件工艺性的选择113.2 零件毛坯材料的选择123.3 热处理的技术要求123.3.1 热处理的技术要求133.3.2 齿条材料热处理的工艺分析143.3.3 粗加工加工工艺143.3.4 精加工加工工艺153.4 基准面的选择153.4.1 粗基面的选择153.4.2 基准选择的原则153.5 加工分析163.6齿条的工艺路线173.7 工序的内容173.8 加工工艺卡18四、设 计 结 论19五、致 谢20参考文献21附录C620-1车床床身齿条加工工艺卡22 前 言 制造业
4、是国民经济的主体，社会财富的6080来自于制造业。在经济全球化的格局下，国际市场竞争异常激烈，中国制造业已向世界制造业基地转变。 在实际生产中，要完成某零件的加工，通常需要铸锻车铣刨磨热处理等多工种的配合，而其中最基本的，最广泛的工种就是车工。然而车工在加工中，很多零件是需要配合的，这时就要车床齿条。 在各种机械产品中，带有齿轮的零件运用广泛，车削是常用的方法。这样要求我们掌握齿轮加工的基本原理，组成机构，并能在实际中熟练的运用。通过本次设计，是要我们将所学的理论知识运用于实际加工中。所以，对于其工艺的设计将至关重要。本设计将根据设计要求，认真详细的确定加工顺序，切削用量，进给量，切削速度，制
5、定工艺线路。通过本次设计，使我们对机械加工工艺有了更加深刻的了解和认识，把以前学过的理论知识初步与实际结合，为毕业以后从事工艺方案设计及零件机械加工打下坚实的基础，并且进一步了解机床的组成，结构，为以后工作打下一定基础。毕业设计是集理论知识与实际技能训练于一体的一次全面性的运用。 通过此次设计，应达到如下要求：1. 掌握各种齿轮车削的方法；2. 掌握齿条的组成机构，工作原理；3. 能熟练的掌握齿条加工过程中的有关计算方法，并能正确查阅有关的技术手册的资料；4. 能合理的选择零件的定位基准，掌握工件的定位，夹紧的基本原理和方法；5. 能分析零件的加工工艺，尽可能采用先进的工艺；6. 能独立的制定
6、齿条的加工工艺； 一、零件的分析 1.1 齿条的作用 C620-1车床齿条位于溜板箱传动机构中，装在溜板箱体下的燕尾型导轨下，它的作用是将大滑板带动齿轮转动通过与齿轮啮合来带动溜板箱的直线运动，车削工件时转动大滑板，齿条通过与齿轮啮合带动溜板箱及刀架的运动。 1.1.1 齿条的结构和简介 齿条的结构如图所示，它是长方形的，下表面是模数3齿数等于76的直齿，它的作用是将与它啮合的齿轮的转距力转换为齿轮的左右移动，前表面有一个夹角为42的槽，它与水平的夹角为10，它起支撑作用将保证齿轮与齿条紧密结合，前表面还有三个10的能孔，16的沉孔与11的通孔，10的孔与销配合，在V型槽下定位，11的孔起固定
7、作用。 1.2 齿条的工艺分析 此零件的表面粗糙度要求不高,所以其形状在铣床上可直接铣它的部分及齿条，齿条与齿轮啮合，所以在齿上要求比较高，在加工时应该先刨四面，再铣齿，最后钻孔。 二、齿条工序的尺寸选择 2.1 毛坯尺寸 零件的实际尺寸为715mm30mm28m粗铣前留2-3mm余量粗铣加工后留2-3mm余量以便于精铣粗铣加工后留0.2-0.3mm余量给精磨留的余量所以综上所述该毛坯应留有的加工余量，以保证工件的正常加工，经粗略计算毛坯的尺寸长宽高为720mm35mm33mm。 2. 2 切削用量、加工余量、工时定额的选择与计算。 2.2.1切削用量的选择 刨削和铣削加工切削用量包括主轴转速
8、（切削速度）进给速度，被吃刀量和侧吃刀量。切削用量的大小对切削力，切削功率，刀具磨损，加工质量和加工成品均有显著的影响。为了保证刀具的耐磨度，切削用量的选择方法是：先选择被吃刀量或侧吃到量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。（1） 被吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择指被吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削尺寸。侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削尺寸，被吃刀量或侧吃刀量的选取主要有加工余量和对表面的要求决定。 在工件表面粗糙度值要求Ra12.5-25mm时，如果周围铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，则粗铣一次精铣以达到要求。 在工件表面粗糙度值要求Ra3.2-12
9、.5mm时，不分粗铣和半精铣两者进行。粗铣时被吃刀量或侧吃刀量选取同前粗铣后留0.5-1.0mm，在半精铣时切除。 工件表面粗糙度值要求为Ra0.8-3.2mm时，不分精铣。半精铣，精铣三步进行。半精铣时被吃刀量或侧吃刀量取1.5-2mm精铣时圆周铣侧吃刀量取0.3-0.5mm，面铣刀被吃刀量取0.5-1mm。（2） 进给量和进给速度Vf的选择 铣削加工的进给量是指刀具旋转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量，单位为mm/r，进给速度是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。单位为mm/min。进给量与进给速度是数控铣床加工切削用量中的重要参数，需根据零件的表面粗糙度，加工精度要求，
10、刀具及工件材料因素选取。（3） 切削速度Vc的选择 根据已选的被吃刀量，进给刀量及刀具耐用度选择切削速度加工余量根据粗、精铣每面留余量1.5-2mm，长留余量2-3mm，磨削每面留余量0.2-0.3mm，总长至尺寸715mm，孔加工精度余量留0.2mm，精铣余量留0.1mm。2.2.2工时定额与生产率 工时定额（To）是指在一定生产条件下制定齿条的完成单件产品（如一个零件）或某项工件（如一个工序)所必须消耗的时间包括基本时间（Tb）辅助时间（Ta），技术服务时间（Tc)，组织服务时间（Tg)休息和生理时间（Tn),其中: Tc+Tg+Tn=(Tb+Ta) 则工时定额To=（Tb+Ta)（1+）
11、 劳动生产率是指个人在单位时间内制造的合格产品数量，或是指制造单位产品所消耗的劳动时间，劳动生产率一般通过时间定额来计量。2.2.3 提高劳动生产率的途径 提高劳动生产率的途径，不从工艺艺术，产品设计和生产组织与管理三个方面出发，从工艺艺术上缩短工时定额的方法来提高劳动生产率，方法有：（1) 在保证质量的前提下提高机床转速，刀具进给速度，被吃刀量， 可缩短To。（2） 选用多刀加工或单件加工。（3） 缩短辅助时间Ta，提高设备机械化或使辅助时间与粗车时间重 合。如用高效夹具，工位连续加工。主动检验或数字显示自动测量装置，两个相同夹具交替工作与方法。取尺寸的大小，以验证所加工的齿条中经是否正确。
12、 (4)缩短技术服务时间（Tc）. (5)缩减组织服务时间（Tg). (6)采用先刻工艺方法，如采用粉末冶金，精铸，压铸，精密锻造。先毛坯锻造方法：采用滚，挤，轧，加工工艺。采用精加工方法及改进加工方法。 2.2.4工时的计算 工序（3）用刨床粗刨四面，且每面留余量1.5-2mm，长留余量2-3mm 1.工件材料：45号钢，金属锻造 加工要求：粗刨工件四面，保证面垂直度。 机床：刨床 刀具：高速钢镶式面铣刀80（Z=20） 2.计算切削用量 (1)粗刨四面 根据切削手册进给量F=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度2mm，起刀深度720mm，机床主轴转速为37.5z/min。切削工时
13、：t1=4720/(37.53)=25.6min t2=230/(37.53)=0.54min 工序（5)精刨四面及42槽，倒角，每面留余量0.2-0.3mm总长尺寸为715mm，它与水平的夹角为10，保证粗糙度1.6.精刨的切削速度，根据切削手册进给量f=3mm/z,切削速度0.442m/s,切削深度0.7mm,走刀深度717mm，机床主轴转速为37.5z/mm.切削工时：t1=4717/(37.53)=25.5min t2=230/(37.53)=0.54mm精、粗刨42槽，用成型刀具刨削，根据切削手册进给量f=2mm/z,切削速度0.442m/s,切削深度2mm ,走刀长度717mm，机
14、床主轴转速为37.5z/mm.切削工时：t=4717/(37.52)=38.24mm 工序（6）磨各面至尺寸并保证平行度，垂直度和精度，保证重要尺寸28mm,30mm,715mm.机床万能磨床M1432A根据切削手册进给量f=3mm/z,磨削速度0.442m/s,切削深度0.2-0.3mm.走刀长度是715mm，机床主轴转速为40z/mmin。切削工时：t1=4715/(403)=23.8min t2=230/(403)=0.5min 工序(7)用成型铣刀铣齿，且保证齿的精度，齿厚为4.71mm，模数=3，齿数=76. 铣齿的切削深度，根据切削手册进给量f=3mm/z,切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm,走刀长度是齿宽（30）x齿数（76）机床主轴转速为37.5z/min. 切削工时：t=7376/(37.53 )=49.31min 工序（10）钻孔和销孔 孔1、3、5的孔径为12的沉孔和10的通孔，其中12的孔深8mm，孔2、4、6的孔径为16的沉孔与11的通孔， 16的孔深1
