臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 0 目 錄 文本成果 摘要 1 關鍵詞 1 引言 1 1 設計任務分析 1 2 方案的初步選定 2 3 方案的詳細設計 2 3.1 鏜模箱箱體加工工藝設計 2 3.1.1 毛胚的選擇 2 3.1.2 機床的選擇 2 3.1.3 刀具量具的選用 3 3.2 鏜模箱刀桿軸與傳動軸零件加工工藝設計 3 3.2.1 加工工藝分析 3 3.2.2 加工工藝規(guī)程設計 5 3.2.3 刀具量具的選用 6 3.3 軸承座、間隔套和止轉圈的加工工藝設計 6 3.3.1 加 工工藝分析 6 3.3.2 軸承座加工工藝規(guī)程設計 10 3.3.3 刀具量具的選用 11 3.4 齒輪、軸承和擋圈的選擇 12 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 1 3.5 粗精加工鏜刀的訂購 14 3.6 箱體裝配 15 3.6.1裝配零件的準備 15 3.6.2裝配圖的繪制及裝配順序的確定 15 3.6.3 裝配結束進行調試調整 16 4 總結評價 16 致謝 17 參考文獻 17 實際成果 一 鏜模箱組裝圖（照片） 18 二 YZ-60B 型齒輪箱箱體圖（照片） 19 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 1 - YZ-60B 型轉向孔鏜模箱的設計與加工 王 超 摘 要： 轉向孔鏜模箱主要是針對 YZ-60B 型齒輪箱設計的，轉向孔鏜模箱是根據(jù)齒輪箱的形狀尺寸還有鏜孔的位置來設計，它的設計的好壞直接影響鏜孔的精度要求，精度要求達不到會提高齒輪箱的裝配難度，還會影響齒輪箱的使用性能，嚴重則使得產品報廢。通過對YZ-60B 型齒輪箱加工工藝的分析，分別對轉向空膛模箱的機構組成及零部件進行設計，主要有對膛模箱體、刀桿軸、軸承座、間隔套、止轉圈、粗精鏜刀等的設計，還有對齒輪軸承等的選用，最后完成轉向空膛模箱的總裝配，最后完成整個設計流程。 關鍵詞： 鏜模箱體 刀桿軸 間隔套 軸承座 粗精 鏜刀 引言 隨著世界人口的不斷增多，糧食問題越來越受到人們的關注。時代在不斷的更新，技術在不斷的發(fā)展，機械化生產越來越普遍，以前的糧食全人力收割，現(xiàn)今很多科研人員都在發(fā)展研發(fā)各種農作物的收割機。每年的收割機使用率都在成倍增長，加上國家對農業(yè)的重視，收割機行業(yè)受到熱捧。 收割機的發(fā)展趨勢是用新型材料以進一步減輕重量；采用低振動發(fā)動機和先進的減振隔振裝置并合理配置機件，以減少振動對人體的危害；提高機械的加工和裝配精度、改進吸排氣系統(tǒng)，以減低噪聲；增設各種安全保護裝置，以提高作業(yè)安全性；在懸掛式割灌機上增設 灌木切碎裝置，簡化割下灌木的清理工序。 收割機的發(fā)展離不開齒輪箱的設計，齒輪箱產品設計的好壞直接影響收割機的使用效率和性能，本課題研究的是對 YZ-60B 型齒輪箱箱體的加工工藝設計，轉向孔鏜模箱就是針對 YZ-60B 型齒輪箱的加工而設計的。 1 設計任務分析 鏜模箱體的設計要根據(jù)鏜床的結構和齒輪箱轉向空的位置而設計，經過對鏜床和齒輪箱的分析測量與計算設計出了箱體的結構，進而使用 CAXA 平面制圖軟件繪制出三視圖，在此基礎上，分析 YZ-60B 型轉向孔鏜模箱的加工工藝，最終完成鏜模箱的制造。 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 2 - 2 方案的初步選定 圖 1 鏜模箱 3 方案的詳細設計 3.1 鏜模箱箱體加工工藝設計 3.1.1 毛胚的選擇 根據(jù)圖紙進行下料，材料選用的是 Q235 碳素結構鋼， Q235 碳素結構鋼可用作制作螺栓、螺母、拉桿、銷子、吊鉤和不太重要的機械零件以及建筑結構中的螺紋鋼、工字鋼、槽鋼、鋼筋等， C、 D 級作為重要焊接結構用。料要比圖紙上的長度稍長，根據(jù)圖紙進行焊接，焊接時要注意熱變形，焊接的邊要進行倒角，倒角半徑 3-5 個毫米，并且要保證板料之間有很好的垂直度，還要求箱體不能漏油，周邊倒 棱角 0.5X45 度，焊接好之后自然冷卻。 3.1.2 機床選擇 箱體放到龍門銑床上按照圖紙的尺寸銑但要留余量，接觸面有光潔度要求，上下表面要用磨床加工。之后對鏜模箱體進行劃線，用高度尺劃出直徑 25、 88那五個中心點然后打上樣沖，用 ZX50Z 型搖臂鉆鉆上底孔直徑為 9 個毫米。用CAXA 制圖軟件繪制主視圖并用 XP 格式保存，然后用 CAXA 線切割 XP 軟件打開，臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 3 - 對要加工的孔進行軌跡生成，軌跡生成之后布置軌跡跳步路線，軌跡跳步最好路線是下個軌跡起始點離前個軌跡退絲點距離最近，這樣可以節(jié)省加工時間，然后生成 3B 代碼，保存后 進行代碼同步傳輸。因為孔的要求比較高，所以鉬絲補償量設置在孔徑內側，由于孔壁有粗糙度要求，在線切割加工時要設置好鉬絲走速和脈沖高低。箱體放工作臺上后用百分表校直，用壓板輕壓住工件不用太緊。線切割加工最重要的是要對鉬絲要準確，特別是孔的加工，如果第一個空的中心位置沒對準，其它孔的位置都會發(fā)生改變。外面那四個 M12 的孔根據(jù)機床的孔位進行配鉆，以防因各種誤差導致孔位有偏差螺絲擰不進去。 至于軸承座孔四周的螺絲孔最好根據(jù)軸承座的孔加工好之后進行配鉆，以免軸承座安裝不進。鏜模箱體的蓋板孔先加工，之后根據(jù)蓋板的 孔位對箱體進行配鉆，配鉆的前提是蓋板要根據(jù)圖紙的尺寸要求進行鉆孔。 3.1.3 刀具量具的選用 主要用到的刀具主要是麻花鉆、平頂鉆和鉬絲，有直徑 10.3、 6.7、 9 的麻花鉆和直徑 14 的平頂鉆，鉬絲用于線切割 ,平頂鉆用于沉頭空的加工。量具有鋼鐵尺、直角尺、高度尺、內徑千分尺、游標卡尺、百分表等。 3.2 鏜模箱刀桿軸與傳動軸零件加工工藝設計 3.2.1 加工工藝分析 軸是組成機器的重要零件之一，軸的主要功能是用來支承旋轉零件、傳遞轉矩和運動。軸工作狀況的好壞直接影響到整臺機器的性能和質量。 對轉向孔的大小和鏜 孔余量的大小和鏜刀的結構進行分析和計算，設計出轉軸和刀桿軸的相關尺寸要求和技術要求，并用 CAXA 平面制圖軟件繪制出平面圖。對圖紙進行分析確定主動軸的加工工藝，由于公司設備有限，軸類零件的加工使用普通車床： CS6140 型車床。 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 4 - 圖 2 刀桿軸 圖 3 轉動軸 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。軸的毛坯一般采用碾壓件和鍛件，很少采用鑄件。由于碳素鋼和合金鋼成本低，且對于應力集中的敏感行較小，所以得到廣泛 的應用。常用的碳素鋼有 30、 40、 45、鋼等，其中最常用的為 45 鋼。為保證軸材料的機械性能，應對軸材料進行調質或正火處理。軸受載荷較小或用于不重要的場合時，可用普通碳素鋼（如 Q235A、 Q275 等）作為軸的材料。 合金鋼具有較高的機械性能，可淬火性也較好，可以在傳遞大功率、要求減輕軸的重量和提高軸頸耐磨性時采用，如 20Cr、 40Cr 等。 本文設計的鏜模箱刀桿軸與傳動軸都采用 40Cr。 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 5 - 3.2.2 加工工藝規(guī)程設計 對圖紙進行分析后設計加工工藝規(guī)程，加工工藝的規(guī)程設計的主要步驟是： （ 1）分析零件圖； （ 2）確定毛胚；（ 3）選擇定位基準；（ 4）擬定工藝路線；（ 5）確定各個工序的設備，刀具、量具和輔助工具；（ 6）確定各個工序的加工余量，計算工序的尺寸與公差；（ 7）確定各個工序的切削用量和時間；（ 8）確定各主要工序的技術要求及檢驗方法；（ 9）進行技術經濟分析，選擇最佳方案；（ 10）填寫工藝文件。根據(jù)上述步驟，所設計的兩軸的加工工藝規(guī)程如下圖所示： 圖 4 刀桿軸工藝卡 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 6 - 圖 5 傳動軸工藝卡 3.2.3 刀具量具的選用 軸類零件的加工用到的量具主要有外徑千分尺 0-25、 25-50，游標卡尺、M30X1.5 的通規(guī)止規(guī)。 車床刀具由于關系到經濟效益，用的是自制刀具，用買來的刀片車床工自己焊接，用的是銅焊。用到的刀具有外圓車刀、割刀、螺紋刀。做車床的技術部分主要是挑螺紋和磨刀，技術未達到挑螺紋時很容易撞到，刀沒磨好直接影響工作效益和 產品的質量。鍵槽的加工用到的刀具是 8 毫米大的兩刃刀，夾具是 V 型槽中心虎鉗。 3.3 軸承座、間隔套和止轉圈的加工工藝設計 3.3.1 加工工藝分析 軸承座外徑的設計是根據(jù)鏜模箱孔徑的大小來設計的，內徑是根據(jù)選用軸承的外徑來設計的。滾動軸承內圈配合的軸頸是按基孔制配合，與滾動軸承外圈配合的軸承座孔是按基軸制配合。 滾動軸承和軸承座孔的配合是過盈配合，查標準件軸承的公差等級來設計軸承座臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 7 - 孔的公差等級。 與滾動軸承相配合的軸頸和軸承座孔的公差等級應與滾動軸承的精度等級相適應。過渡配合與過盈配合的公差 等級不能太低，一般孔的標準小于等于 IT8級，軸的標準公差小于等于 IT7 級。 間隙配合不受此限制，但間隙小的配合公差等級應較高，而間隙大的公差等級應較低。 選擇公差等級要正確處理使用要求、制造工藝和成本之間的關系，選用的基本原則是在滿足使用要求的前提下，盡量選用較低的公差等級。 配合制的選用優(yōu)先選用基孔制，采用基孔制可減少備用定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量，經濟性好 。 圖 6 前左軸承座 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 8 - 圖 7 前中上后中下軸承座 圖 8 前中下后中上軸承座 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 9 - 圖 9 長軸承座 圖 10 止轉圈 圖 11 間隔套 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 10 - 3.3.2 軸承座加工工藝規(guī)程設計 圖 12 長 62mm 軸承座工藝卡 由于這三個長 62mm 的軸承座基本形狀相似唯一差別就是銑的方向有點差異，所以工藝流程基本是相同的。 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 11 - 圖 13 長軸承工藝卡 圖 14 專用夾具 長軸承座的加工過程中涉及到專用夾具，夾具的加工精度直接影響到產品的加工精度，產品加工精度直接影響到配合精度。夾具用搖臂鉆孔，與車床的法蘭盤螺紋孔向對稱，夾具安裝到法蘭盤上后用車車 個圓形凹槽孔徑 75 加兩絲，工件裝夾在夾具上后用壓板固定然后車軸承座的內孔，這樣可以保證內孔外徑同心。 由于間隔套和止轉圈零件比較簡單，加工工藝沒有做出相應的設計。間隔套的內徑要上差，在裝配的時候便于與軸的安裝。 止轉圈的精度要求要高些，內徑是與鏜刀桿相配合，屬于緊配（過盈配合）。 3.3.3 刀具量具的選用 軸承座、止轉圈、間隔套都用到了外圓車刀和內圓車刀，長軸承座還用到了割刀，軸承座沉頭孔的加工用到了直徑 9 毫米、 14 毫米的麻花鉆。軸承座扁向用到了直徑 20 毫米的四刃銑刀。止轉圈內孔和 外輪廓用線切割加工，由于內孔的要求比較高走絲速度要慢脈沖要低些，盡可能使內壁光滑，加工完之后用柴油清洗。 量具主要用到了內徑千分尺、外徑千分尺、游標卡尺、高度尺還有輔助工具臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 12 - 萬能分度頭、樣沖和銼刀，萬能分度頭用于軸承座沉頭孔的四等份和扁向面的劃線，銼刀用于零件加工后修毛刺的而用，樣沖用于打孔定中心而用。 3.4 齒輪、軸承和擋圈的選擇 在機械產品中，齒輪是使用最多的傳動原件，尤其是漸開線圓柱齒輪應用更為廣泛。目前，隨著科技水平的迅猛發(fā)展，對機械產品的自身質量，傳遞的功率和工作精度都提出了更高的要求， 從而對齒輪傳遞的精度也提出了更高的要求。 YZ-60B 型轉向孔鏜模箱中選用以下四種規(guī)格的齒輪，這些齒輪在鏜模箱里的安裝位置和作用說明如下： 29 齒齒輪安裝在鏜床主軸上，與其嚙合的是安裝在轉軸上的 25 齒齒輪，由這兩個齒輪來帶動轉軸， 35 齒齒輪安裝在轉軸的另一個位置，轉軸上的兩個齒輪間距有間隔套來控制， 30 齒齒輪安裝在刀桿軸上，其中一根刀桿的旋轉運動由轉軸上的 35齒齒輪與刀桿軸上的 30齒齒輪嚙合來傳遞運動，另一根刀桿軸由前面那根刀桿軸來傳遞運動，這兩根刀桿軸上的齒輪要同一型號，這樣才能保證刀桿軸的旋轉速度保持相 同。 圖 15 29 齒齒輪 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 13 - 圖 16 25 齒齒輪 圖 17 35 齒齒輪 圖 18 30 齒齒輪 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 14 - 軸承的功用是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉精度，減少轉軸與支承之間的摩擦和磨損。根據(jù)支承處相對運動表面的摩擦性質，軸承分為滑動軸承和滾動軸承。滾動軸承的內外圈和滾動體應具有較高的硬度和接觸疲勞強度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼制造，常用材料有 GCr15、 GCr15SiMn、 GCr6、GCr9 等，經熱處理后硬度可達 60-65HRC。滾動軸承的工作表面必須經磨削拋光，以提高其接觸 疲勞強度。保持架多用低碳鋼板通過沖壓成型方法制造，也有采用有色金屬或塑料等材料。滾動軸承具有摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、旋轉精度高、潤滑簡便和拆裝方便等優(yōu)點，廣泛應用各個機器和機構中。 本產品轉向孔鏜模箱選用的是圓錐滾子軸承和深溝球軸承，前者接觸角 11度至 16 度，外圈可分離，便于調整游隙，除承受徑向載荷外，還能承受較大的單向軸向載荷。后者廣泛應用，主要承受徑向載荷，也能承受一定的雙向軸向載荷，用于較高轉速。 軸上零件的固定分為軸向固定和周向固定。擋圈主要是起到軸向固定的作用。滾動軸承的擋圈就相當于 一個活動的擋邊，是用來檔滾子用的，方便安裝。擋圈的結構有平擋圈、斜擋圈和中擋圈。 YZ-60B 型轉向孔鏜模箱中使用的擋圈則是選用 B 型螺栓緊固擋圈， 緊固在軸上的圈形機件，可以防止裝在軸上的其他零件竄動 。 3.5 粗精加工鏜刀的訂購 根據(jù)齒輪箱轉向孔的大小和加工余量的大小設計出鏜刀的形狀和尺寸，工件材料為 HT200，刀體為 6 個刀刃，未注明處由制造廠家決定，刀體經調質處理，刀片根據(jù)工件材料選用， 1:40 錐體按實際刀桿專配。 圖 19 鏜刀 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 15 - 3.6 箱體裝配 3.6.1 裝配零件的準備 準備好零件，零件有：鏜模箱體、轉軸、刀桿軸、 35 牙齒輪、 30 牙齒輪、29 牙齒輪、 25 牙齒輪、長軸承座、間隔套、長間隔套、前中上后中下軸承座、前中下后中上軸承座、 B 型螺栓緊固軸端擋圈（ B35）、止轉圈、粗精鏜刀、圓錐滾子軸承 30000 型（ 30206）、深溝球軸承 60000 型（ 6206）、 M30X1.5 圓螺母、8X7X28 平鍵、內六角圓柱頭螺釘 M8X30。 3.6.2 裝配圖的繪制及裝配順序的確定 確定裝配順序的要求是：保證裝配精度；保證裝配連接、調整、校正和檢驗工作能方便順利 地進行。 確定裝配順序的一般原則是： （ 1）預處理工序先后，如先零件的倒角、去毛刺與飛邊、清洗、防銹和防腐處理、油漆和干燥等； （ 2）先基準件、重大件的裝配，以便保證裝配過程的穩(wěn)定性； （ 3）先復雜件、精密件和難裝配件的裝配，以保證裝配能順利進行； （ 4）先進行易破壞以后裝配質量的工作，如沖擊性質的裝配、壓力裝配和加熱裝配； （ 5）集中安排使用相同設備及工藝裝備的裝配和有共同特殊裝配環(huán)境的裝配； （ 6）處于基準件同一方位的裝配應盡可能集中進行； （ 7） 電線、油氣管路的安裝應與相應工序同時進行； （ 8）易燃 、易爆、易碎、有毒物質的零件、部件的安裝盡可能放在最后，以減少安全防護工作量，保證裝配工作順利進行。 臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 16 - 圖 20 鏜模箱裝配圖 3.6.3 裝配結束進行調試調整 裝配好后給鏜模箱體內部加機用液壓油（或用牛油代替），然后啟動鏜床聽鏜模箱體內部是否發(fā)出異樣的噪聲，聞箱體是否有散發(fā)出異樣的氣味，看機床是否震動的厲害，鏜刀安裝的是否水平。如有異?，F(xiàn)象馬上關閉機器進行調整，直到調整到符合要求為止。 4 總結評價 進過三個多月的學習研究，并在單位老師細心的指導和嚴格要求下，順利的完成了對 YZ-60B 型齒輪箱轉向孔鏜 模箱的設計。在此次鏜模箱的設計加工過程中讓我能夠熟練的運用 CAXA 平面制圖軟件和 CAXA 工藝設計軟件，并且能夠熟練的運用和操作搖臂轉、銑床、車床、線切割等機器。在設計過程中掌握了一些齒輪、軸承、螺釘、螺母等零件的選用。 通過對鏜模箱的設計，我了解了一些箱體的設計理念和設計原則， 同時也讓我對于理論知識的有了更為充分的理解吸收。本次主要針對鏜模箱體、軸類零件、軸承座等零件加工工藝的設計和對齒輪、軸承、螺釘螺母、鏜刀等零件的選用，還有裝配的原則的掌握。箱體的設計主要在于各個零部件的配合精度，比如軸與臺州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） - 17 - 齒輪、軸承內圈 、平鍵的配合，軸承外圈與軸承座的配合，軸承座與鏜模箱體的配合，還有齒輪、軸承的選用是否得當。如若配合選用不好或齒輪、軸承選