毕业论文-汽车挡风玻璃密封机的设计

a.选择材料,精度及参数(1)选择齿轮的材料,热处理方法及齿面硬度:齿轮选用45﹟,调质,HB1=240HBS齿条选用45﹟,正火,HB2=220HBSHB1-HB2=240-220=20合适(2)选取精度等级初选8级精度,按GB/T10095。(3)选取齿数选齿轮齿数Z1=15,齿条齿数Z2=iZ1=2×15=30取Z2=30实际的齿数比i/=21Z=2b2.2.4校核压辊轴的刚度如图所示在极限位置压辊轴在上端受到一个F=98N的压力,现在对压辊轴进行校核。1.校核压辊轴的强度已知压辊轴的材料为45号钢,由机械设计手册第4版第1卷第3篇材料可查得σb=600Mpa,σs=355MPa设安全因子nb=5则许用应力[σ]=120MPa工作头与液压杆之间用一个M14的螺栓连接,所以螺栓M14是一个关键零件,需要校核它的抗拉强度能否满足使用要求。螺栓在工作过程中主要受拉力,工作载荷按200N进行校核。受拉螺栓连接能够承受变载荷,M14螺栓为受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接,这种连接拧紧以后螺栓受预紧力F/,工作还受工作载荷F。一般情况下,螺栓的总拉力F0并不等于F/和F之和。当应变在弹性范围之内时,各零件的受力可跟据静力平衡和协调条件求出。齿轮齿条的动力提供源步进电机的启动采用传感器,可以实现导向钩的精确定位。压辊内部安装轴承通过摩擦力实现转动,节约动力源,不仅节约能源,更有利于整体结构的布局。:安装机整体吸盘结构导向机构脱料机构工作头(一)零件的作用零件是从挡风玻璃密封胶条安装机工作头部分拆出的压辊轴。它的主要作用支持压辊,承受弯矩。要求零件的硬度符合要求(正火处理HBS=170~217)。(二)零件的工艺分析所选零件是工作头中的心轴,工作时只受弯矩不受转矩,受静应力。零件小批生产。它属于台阶轴类零件,由圆柱面、轴肩、孔等组成。轴肩用来确定安装在轴上零件的轴向位置,孔是用于受拉螺栓联结的通孔。部分圆柱面与轴承配合要求较高,部分圆柱面起到过渡作用。主要加工面:外圆,孔,倒角。根据工作性能与条件,零件的部分表面有圆跳动,圆柱度等形位公差的要求,有热处理要求(正火处理)。技术要求:1)正火处理HB=170~200;2)未注圆角半径R1;3)未注倒角1×45°;4)未注尺寸偏差出精度为IT12。按要求完成零件。(一)确定毛坯的制造形式零件的材料为45号钢,选用锻件,可得到连续和均匀的金属纤维组织,保证零件的刚度和韧性,保证零件工作可靠。由于零件的生产类型为单件小批量,且形状简单,故可采用自由锻,其所用工具和设备简单,通用性好,成本低,可使毛坯具有较高的力学性能,操作灵活。基准面的选择。1、粗基准的选择。根据粗基准的选择原则:1)选用的粗基准应便于定位,装夹和加工,并使夹具结构简单;2)为保证某重要表面的粗加工余量小而均匀,应选用该表面为粗基准;3)粗基准面应平整,光洁,没有浇口冒口或飞边等缺陷,以便于定位可靠4)粗基准在同一尺寸方向上,一般只能使用一次。对于本零件而言,外圆有跳动要求,需要在一次装夹中完成加工,所以在毛坯上设计夹头,以夹头外圆做粗基准,一次加工要求的外圆。2、精基准的选择。精基准的选择主要考虑减少定位误差,保证加工精度和安装方便准确。根据精基准的选择原则:1)基准重合原则2)基准统一原则3)自为基准原则4)互为基准原则主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹的原则,采用两端作为精基准,打中心孔,方便装夹。(二)机床的选择根据零件的尺寸较小,单件小批生产,零件的表面较简单,所以选择简单机床即可。车外圆采用CA6140,精度可达到Ra3.2,外圆车刀,三爪自定心卡盘、顶尖,游标卡尺;车端面采用CA6140,精度可达到Ra1.6,外圆车刀,三爪自定心卡盘、顶尖,游标卡尺;磨外圆采用M1412磨床,达到Ra0.8,砂轮1-20×4×6,游标卡尺;磨端面采用M7475B磨床,达到Ra1.6,砂轮450×185×380,电磁吸盘,游标卡尺;钻孔采用CA6140,麻花钻,三爪自定心卡盘、顶尖,内径千分尺;扩孔采用CA6140;麻花钻,三爪自定心卡盘、顶尖,内径千分尺。4.1.3确定工艺路线工序1锻造加工毛坯件工序2热处理(正火处理)工序3画两端面线及外形线工序4粗车一段端面,打中心孔,粗车各外圆表面、端面工序5半精车端面,半精车外圆表面,倒角、倒圆角工序6粗磨外圆表面,粗磨端面工序7精磨外圆工序8钻、扩孔工序9检验尺寸工序10入库压辊轴的材料是45号钢,零件的重量是1.668kg,生产类型是单件小批量生产,由于毛坯采用自由锻造,锻造精度等级F,确定毛坯的尺寸1、φ25mm外圆加工路线粗车——半精车加工余量粗车2.0mm,半精车1.3mm工序尺寸及精度半精车后φ25021.0-mm,Ra3.2,IT11粗车后φ25+1.3=φ26.3021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ26.3+2.0=φ28.3mm取35mm2.、φ60mm外圆加工路线粗车加工余量粗车2.3mm工序尺寸及精度粗车后φ60030.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ60+2.3=φ62.3mm取φ70mm3、φ30mm外圆加工路线粗车加工余量粗车2.0mm工序尺寸及精度粗车后φ30021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ30+2.0=φ32mm取φ40mm4、φ23mm外圆加工路线粗车加工余量粗车2.0mm工序尺寸及精度粗车后φ23021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ23+2.0=φ25mm取φ30mm5、φ20mm外圆加工路线粗车——半精车——粗磨——半精磨加工余量粗车2.0mm,半精车1.3mm,粗磨0.12m,半精磨0.08mm工序尺寸及精度半精磨后φ20041.0023.0++mm,Ra0.8,IT7粗磨后φ20+0.08=φ20.080033.0-mm,Ra1.6,IT8半精车后φ20.08+0.12=φ20.20052.0-mm,Ra6.3,IT9粗车后φ20.2+1.3=φ21.5021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ21.5+2=φ23.5mm最终毛坯尺寸φ30mm6、φ18.5mm外圆加工路线粗车加工余量粗车2.0mm工序尺寸及精度粗车后φ18.5021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ18.5+2.0=φ20.5mm最终毛坯尺寸φ30mm7、φ19.5mm外圆加工路线粗车加工余量粗车2.0mm工序尺寸及精度粗车后φ19.5021.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ19.5+2.0=φ21.5mm最终毛坯尺寸φ30mm8、φ17mm外圆加工路线粗车加工余量粗车2.0mm工序尺寸及精度粗车后φ17018.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ17+2.0=φ19mm最终毛坯尺寸φ30mm9、φ15mm外圆加工路线粗车——半精车——粗磨——半精磨加工余量粗车1.5mm,半精车1.0mm,粗磨0.12m,半精磨0.08mm工序尺寸及精度半精磨后φ15041.0028.0++mm,Ra0.8,IT7粗磨后φ15+0.08=φ15.080027.0-mm,Ra1.6,IT8半精车后φ15.08+0.12=φ15.20043.0-mm,Ra6.3,IT9粗车后φ15.2+1.0=φ16.2018.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ16.2+2=φ18.2mm最终毛坯尺寸φ30mm10、φ8孔加工路线钻孔——扩孔加工余量钻孔,扩孔3mm工序尺寸及精度钻孔第一次达φ5mm,Ra12.5,IT12扩孔达φ8mm,Ra6.3,IT1111、φ60外圆两端面加工路线粗车——半精车加工余量粗车1.2mm,半精车0.6mm工序尺寸及精度半精车后10mm,Ra3.2,IT11粗车后10+0.6×2=11.2mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸11.2+1.2×2=13.6mm取15mm切削速度与主轴转速的关系如下Vc=1000dnπ例:加工外圆表面φ25mm;粗车φ25mm至φ26.3033.0-mm,达Ra12.5;背吃刀量1mm,切削速度52.8m/min,进给量0.4mm/r,机床CA6140主轴转速:已知正转转速级数24,正转转速范围10~1400m/min,主轴转速的计算:设公比q,10×q∧23=1400,q=1.239752.8=1000dnπ,n=480r/min10×q∧x=480x≈18.02,取x=18得到主轴转速n=480r/min切削用量包括背吃刀量ap、进给量f、和切削速度Vc。1)确定粗车φ25mm外面的切削用量:1.确定背吃刀量:粗车双边余量为2.0mm,背吃刀量ap为单边余量,故ap=20.2=1.0mm2.确定进给量:根据背吃刀量ap≤3mm,车刀刀杆尺寸B×H=16×25mm,工件的直径为100-400mm,查《实用机械加工工艺手册》,得进给量f=0.40mm/r2)确定切削速度:粗车速度取n=480r/min,根据公式Vc=πdn1000,得Vc=52.8m/min各部分切削用量如下:1、φ25mm外圆粗车:a=1mmf=0.4mm/rcν=52.8m/minn=480r/min半精车:pa=0.7mmf=0.4mm/rcν=39.7m/minn=480r/min2、φ60mm外圆粗车:a=1.3mmf=0.5mm/rcν=105.6m/minn=480r/min3、φ30mm外圆粗车:a=1mmf=0.4mm/rcν=60.3m/minn=480r/min4、φ23mm外圆粗车:a=1mmf=0.4mm/rcν=45.2m/minn=480r/min5、φ20mm外圆粗车:a=1mmf=0.4mm/rcν=45.2m/minn=480r/min半精车:pa=0.7mmf=0.4mm/rcν=32.1m/minn=480r/min粗磨:a=0.06mmf=0.05mm/rcν=22m/min半精磨:pa=0.04mmf=0.01mm/rcν=26m/min6、φ18.5mm外圆粗车:a=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min7、φ19.5mm外圆粗车:a=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min8、φ17mm外圆粗车:a=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min9、φ15mm外圆粗车:pa=1mmf=0.3mm/rcν=45.2m/minn=480r/min半精车:pa=0.7mmf=0.3mm/rcν=24.6m/min粗磨:pa=0.06mmf=0.05mm/rcν=22m/min半精磨:pa=0.03mmf=0.01mm/rcν=26m/min10、φ8mm孔钻孔:pa=2mmf=0.2mm/rcν=20m/minn=480r/min扩孔:pa=1.5mmf=0.03mm/rcν=20m/min基t基=ifnlll21++式中i=pazn=Dvπ1000l—加工长度(mm)1l—刀具的切入长度(mm)2l—刀具的切出长度(mm)i—进给次数Z—加工余量(mm)pa—背吃刀量(mm)f—进给量(mm/r)n—机床主轴转速(r/min)ν—切削速度(m/min)D—加工直径(mm)辅助时间t辅助=(5%~15%)×t基操作时间t操作=t基+t辅助布置时间t布置=(2%~7%)×t操作休息时间t休=2%×t操作准备终结时间t准终=(5%~15%)×t操作单件时间t单件=t基+t辅助+t布置+t休例:粗车φ25mm外圆柱面的工时定额计算1+10+1=12,f=0.4mm/r,n=480r/min,i=1,5次走刀因此可由计算公式得t基=14804.012⨯⨯=0.063mint单件=5×(t基+t辅助+t布置+t休)=0.35mint准终=(5%~15%)×t操作=0.063min同理,可计算得其他工步的工时定额。各工步的工时定额:1)φ25mm外圆:粗车:t单件=0.35mint准终=0.032min半精车:t单件=0.08mint准终=0.011min2)φ60mm外圆:粗车:t单件=0.36mint准终=0.049min3)φ30mm外圆:粗车:t单件=1.54mint准终=0.44min4)φ23mm外圆:粗车:t单件=0.57mint准终=0.082min5)φ20mm外圆:粗车:t单件=0.78mint准终=0.11min半精车:t单件=0.08mint准终=0.011min粗磨:t单件=0.15mint准终=0.021min半精磨:t单件=1.14mint准终=0.16min6)φ18.5mm外圆:粗车:t单件=0.15mint准终=0.021min7)φ19.5mm外圆:粗车:t单件=0.36mint准终=0.05min8)φ17mm外圆粗车:t单件=1.14mint准终=0.17min9)φ15mm外圆:粗车:t单件=0.91mint准终=0.13min半精车:t单件=0.19mint准终=0.026min粗磨:t单件=0.15mint准终=0.021min半精磨:t单件=0.68mint准终=0.094min10)φ8mm孔:钻孔:t单件=0.78mint准终=0.11min扩孔:t单件=0.24mint准终=0.032min11)φ60mm端面:粗车:t单件=0.15mint准终=0.022min12)粗磨端面:φ23mm大端面:t单件=0.13mint准终=0.018minφ15mm大端面:t单件=0.14mint准终=0.019min(一)零件的作用零件是从挡风玻璃密封胶条安装机工作头部分拆出的齿轮,它主要是起传递运动和动力的作用。利用步进电机提供的动力,通过齿轮和齿条传动实现导向钩的上下往复运动。要求零件的硬度符合要求(调质处理HBS=240)。(二)零件的工艺分析齿轮的精度等级为8-8-8,即齿轮第Ⅰ公差组精度等级为8级,第Ⅱ公差组精度等级为8级,第Ⅲ公差组精度等级为8级。满足齿轮传动的技术要求:1)传递运动的准确性2)工作的平稳性3)齿面接触的均匀性4)有一定的齿侧间隙该零件是工作头中控制导向钩上下往复运动的关键零件之一,零件小批量生产,属于齿轮类零件。主要加工面φ18外圆,φ3销孔,φ6.4中心孔,齿轮的齿顶圆,齿形加工。销孔与销配合,起到定位与传递动力的作用。中心孔与步进电机的输出轴联结,要求表面粗糙度较小。根据工作性能与条件,零件的部分表面有圆跳动、圆柱度等形位公差的要求,有热处理要求(调质处理)。技术要求:1)锻件应符合JB/T5000.8-1998重型机械通用技术条件2)调质HB=240;3)未注倒角1×45°4)未注圆角R1。按要求完成零件。(一)确定毛坯的制造形式对一般传动齿轮,齿轮材料应具有一定的接触强度、弯曲疲劳强度和耐磨性要求。该齿轮为一般传动齿轮。零件的材料为45号钢,由于是单件小批零生产的水平,而且零件的结构尺寸不大,零件的结构较简单,表面质量要求不高,故可以采用自由锻造的方式加工零件的毛坯。(二)基准面的选择1、粗基准的选择根据粗基准的选择原则:1)选用的粗基准应便于定位,装夹和加工,并使夹具结构简单;2)为保证某重要表面的粗加工余量小而均匀,应选用该表面为粗基准;3)粗基准面应平整,光洁,没有浇口冒口或飞边等缺陷,以便于定位可靠4)粗基准在同一尺寸方向上,一般只能使用一次。对于本零件而言,外圆有跳动要求,需要在一次装夹中完成加工,所以在毛坯上设计夹头,以夹头外圆做粗基准,一次加工要求的外圆。用三爪自定心卡盘装夹。2、精基准的选择精基准的选择主要考虑减少定位误差,保证加工精度和安装方便准确。根据精基准的选择原则:1)基准重合原则2)基准统一原则3)自为基准原则4)互为基准原则因为有端面圆跳动要求,加紧外圆,车内孔和断面,以内孔定位,精加工外圆、端面及其他表面。(三)机床的选择根据零件的尺寸较小,单件小批生产,零件的表面较简单,所以选择简单机床即可。车外圆采用CA6140,可达到Ra3.2;外圆车刀;三爪自定心卡盘;游标卡尺;车端面采用CA6140,可达到Ra3.2;端面车刀;三爪自定心卡盘,游标卡尺;滚齿加工采用Y3150E滚齿机;A级单头滚刀;压板;公法线千分尺;钻孔采用CA6140;φ3mm麻花钻,φ6mm麻花钻;三爪自定心卡盘;内径千分尺;绞孔采用手绞;手用绞刀3A,6A;钳工台;内径千分尺。毛坯采用自由锻造,但其所有平面均需机械加工。该零件的主要加工表面有外圆、内孔、端面、齿面及孔,其加工方法选择如下所示φ6.4mm孔:公差等级IT7,表面粗糙度Ra1.6umφ18外圆加工路线粗车加工余量粗车1.5mm工序尺寸及精度粗车后φ18043.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ18+1.5=φ19.5mm取25mmb)φ34mm齿顶圆加工路线粗车——半精车加工余量粗车2.0mm,半精车1.5mm工序尺寸及精度半精车后φ34016.0-mm,Ra3.2,IT11粗车后φ34+1.5=φ35.5025.0-mm,Ra12.5,IT12毛坯尺寸φ35.5+2.0=φ37.5mm取40mmc)φ3mm孔加工路线钻孔——精绞加工余量钻孔一次达2.9mm,精绞0.1mm工序尺寸及精度精绞后φ3010.00+mm,Ra1.6,IT7钻孔后φ3-0.1=φ2.91.00+mm,Ra12.5,IT12d)φ6.4mm孔加工路线钻孔——精绞加工余量钻孔一次达6.2mm,精绞0.2mm工序尺寸及精度精绞后φ6.4015.00+mm,Ra1.6,IT7钻孔后φ6.4-0.2×3=φ5.81.00+mm,Ra12.5,IT12e)φ34mm外圆两端面加工路线粗车——半精车加工余量粗车1.2mm,半精车1.0mm工序尺寸及精度半精车后10009.0-mm,Ra3.2,IT11粗车后10+1.0+1.0=12018.0-mm,Ra12.5,IT12结论鉴于挡风玻璃密封胶条安装机未来的应用前景和广大的市场,在导师的建议和指导下,我们小组承担了该机的设计任务。在本设计的设计过程中,参考资料有限,我们综合应用机械原理、机械设计及系统工程等理论知识,利用软件画出了整个设备的所有零件和总装立体图,并转换为工程图。在本次设计过程中,大家分工明确,尽职尽责,努力完成了自己负责的部分任务,并相互协作、帮助,共同努力下才完成了本次设计