斜齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程

1、3機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計低速級斜齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程內(nèi)容:(1)機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片(2)夾具裝配圖(3)課程設(shè)計說明書原始資料：該零件圖樣一張。第一章任務(wù)書第二章前言3第三章零件的分析3第四章毛坯的選擇第五章工藝規(guī)程的設(shè)計5第六章填寫工藝過程卡和工序卡 1414第七章夾具的設(shè)計第八章心得體會15第九章參考文獻(xiàn)16第二章前言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課,并進(jìn) 行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合機(jī)械制造工 藝中的基本理論，并能結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識,獨力的分析和解決工藝 問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件

2、的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計 的基本原理和方法通過此設(shè)計，使我加深了對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)及有關(guān)專業(yè)課程知識 的了解，提高了熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及技術(shù)文件等基本技能及 綜合運用這些知識的能力，并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)和進(jìn)行此類設(shè)計打下了堅實的 基礎(chǔ)，對自己將來設(shè)計產(chǎn)品有很大的幫助。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指 點。qq 2567214873第三章零件的分析一、零件技術(shù)要求的分析(1)齒頂圓750.141hll對孔75有公差為0.056的徑向的跳動要求。(2)兩端面對孔軸線分別有公差為0. 02的端面圓跳動要求。(3)鍵槽兩側(cè)面對孔軸線有公差為0.03的

3、對稱要求。二、零件的工藝分析由附圖一得知，其材料為40cr。該材料具有較高的硬度,耐磨性，耐熱性。主要 加工表面是齒輪的齒面：表面質(zhì)量要求是0.8和內(nèi)圈的端面：表面要求達(dá)到1.6, 還有齒輪內(nèi)徑表面質(zhì)量要求達(dá)到1.6o第四章毛坯的選擇一、該零件材料為40cr,齒輪的內(nèi)孔中195和外圓直徑750. 14,都是直徑比較大 的鳳乂由題目的生產(chǎn)綱領(lǐng)為3000件/年，由參考文獻(xiàn)表5. 6(劃分生產(chǎn)類型的參 考數(shù)據(jù))可知該零件批量生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，毛坯應(yīng)選用鍛造。毛坯的鍛造方法用 模鍛。二、模鍛鍛件機(jī)械性能較好,有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性,但是毛坯的形狀不宜復(fù)雜, 如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛造。三、鍛造毛

4、坯的工藝特點參考文獻(xiàn)1表9-1,常用毛坯的制造方法與工藝特點:qq 2567214873精度等級(it)毛坯尺寸公差 /mm表面粗糙度ra um生產(chǎn)率其他12-140. 2-212.5高鍛件力學(xué)性能 好,強(qiáng)度高四、參考機(jī)械制造加工工藝手冊表126各主要加工表面的加工余量如下:加工表面基本尺寸 (mm)加工余量 (1d111)說明齒輪外圓07504車床加工齒輪內(nèi)孔1954車床加工齒輪小端面1852車床加工齒輪大端面1423車床加工五、主要毛坯尺寸及公差:第五章工藝規(guī)程的設(shè)計主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸齒坯外圓7504754齒坯內(nèi)圓019540191齒坯小端面1854189齒坯大端面14231

5、45一、定位基準(zhǔn)的選擇在零件的加工過程中，合理的選擇定位基準(zhǔn)對保證零件的尺寸精度和位置度 有著決定性的作用。1 .粗基準(zhǔn)的選擇原則：(1)盡量選擇不要求加工的表面作為粗基準(zhǔn).這樣可使加工表面與不加工表面之 間的位置誤差量最小，同時還可以在一次裝夾中加工出更多的表面。(2)若零件的所有表面都要加工，應(yīng)選擇加工余量和公差最小的表面作為粗基準(zhǔn). 這樣可保證作為粗基準(zhǔn)的表面在加工時，余量均勻。(3)選擇光潔、平整、面積足夠大、裝夾穩(wěn)定的表面作為粗基準(zhǔn)。(4)粗基準(zhǔn)一般只在第一到工序中用，以后應(yīng)避免重復(fù)使用。2 .精基準(zhǔn)的選擇原則： 基準(zhǔn)重合的選擇原則。盡可能的用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),這樣可避免因定位

6、基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，以保證加工表面與設(shè)計基準(zhǔn)間的 位置精度?；鶞?zhǔn)同一原則.一盡可能多的表面加工都用同一個定位基準(zhǔn),這樣有利于保證各加工面之間的位置精度。選擇面積大、精度較高、安裝穩(wěn)定的表面作為精基準(zhǔn)，而且所選的基準(zhǔn)使夾具 結(jié)構(gòu)簡單,裝夾和加工方便。綜合上面的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇原則，為使基準(zhǔn)同一和基準(zhǔn)重合，齒輪加 工時常選內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)加工外圓和齒輪，用作精基準(zhǔn)的端面和內(nèi)孔要在 一次裝夾中加工出來以保證兩者之間的垂直度，但是在加工大型齒輪時可用外圓 作找正基準(zhǔn)，但此時應(yīng)保證內(nèi)孔與外圓同軸。所以加工本設(shè)計齒輪用齒輪外圓和 端面作為粗基準(zhǔn),用內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)。二、裝夾方

7、法在加工齒輪時在滾齒機(jī)上一般用心軸裝夾，滾齒心軸夾具見下圖：三、加工工藝問題(1)、基準(zhǔn)修正齒形表面淬火后，內(nèi)孔會受到影響而變形:一般的孔直徑會縮小0. 01-0. 05mm,因 此淬火后應(yīng)安排精基準(zhǔn)修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用鏤孔。推孔 是用推刀進(jìn)行的,用壓力機(jī)將推刀強(qiáng)行從孔中間推過既可。此法生產(chǎn)率較苒一般不要留推孔余量。對精度要求較高的或是淬硬后的孔、直徑大而短的孔則應(yīng)采用， 磨孔工藝,磨孔必須留有磨削余量。（2）、齒輪加工方案保證齒輪精度是齒輪加工的主要工藝問題，輪齒的加工方案主要取決于加工 精度和熱處理要求。根據(jù)各個加工精度等級的加工方案如下：8級以下精度的齒輪多采用：滾

8、（插）齒一齒端加1一熱處理一修正內(nèi)孔。因熱 處理后的齒面不再加工，為彌補(bǔ)熱處理變形,熱處理前的齒形加工精度應(yīng)比設(shè) 計圖紙上的精度要求要提高一級。6-7級精度的齒輪有兩個方案。剃t行方案:滾（插）一齒端加工一剃齒一表面 淬火一修正基準(zhǔn)一布齒。此方案生產(chǎn)率高、設(shè)備簡單、成本較低，一般用于6 級精度或熱處理變形較大時。5級以上精度的齒輪采用的方案為粗滾（插）齒一精滾（插）齒一齒端加工一淬 火一修正基準(zhǔn)一粗磨齒一精磨齒。此方案精度最高，但成本高,生產(chǎn)率最低。參考文獻(xiàn)金屬l藝學(xué)表2. 3. 2齒形加匚方案,得出各方案所達(dá)到的齒面加e 質(zhì)量如下表：加工方案精度等級齒面的表面粗 糙度ra/mm適用范圍成形法

9、銃齒9級以下6. 3-3.2單件小批生產(chǎn)中加工直齒和螺 旋齒輪及齒條滾齒873. 21.6各種批量生產(chǎn)中加工直齒、斜 外嚙合圓柱輪和蝸輪插齒871.6各種批量生產(chǎn)中加工內(nèi)外圓柱 齒輪、雙聯(lián)齒輪等展剃齒760. 8-0. 4大批曷生產(chǎn)中滾齒或插齒后未 經(jīng)淬火的齒輪精加工成法布齒761.6 0.4大批曷生產(chǎn)中高頻淬火硬齒形 的精加工磨齒630.8 0.2單件小批生產(chǎn)中淬硬或不淬硬 的精加工研齒0.4 0.2淬硬齒輪的齒形精加工,可有 效地減小齒面的ra值由設(shè)計圖紙給出的加工精度和熱處理要求確定齒輪的加工方案如下： 滾齒f熱處理一修正基準(zhǔn)f剃齒(3)、熱處理的安排由設(shè)計圖紙上的技術(shù)要求，熱處理工序在

10、工藝過程中的安排如下：正火 調(diào)質(zhì)表面滲碳淬火及低溫回火i i i毛坯一粗加工一半精加一精加工正火。大多數(shù)鍛件都要經(jīng)過正火處理,一般安排在毛坯制造和粗加工之間，以改 善金屬的機(jī)械切削性能。調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)可獲得良好是機(jī)械性能,調(diào)質(zhì)后仍可用刀具進(jìn)行加工，因而一般安排 在粗精加工與半精加工之間，這樣有助于消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。滲碳。經(jīng)滲碳后表層與心部含碳量相差明顯，表現(xiàn)出表面硬、耐磨和心部韌性 和朔性好的特點。滲碳后的工件一般要經(jīng)過淬火和低溫回火處理,使表面層有回 火馬氏體結(jié)構(gòu)和消除滲碳過程中形成的粗晶粒結(jié)構(gòu)。淬火。這種方法是快速加熱使工件表層奧氏體化,不等心部組織發(fā)生變化,立即 快速冷卻，表層起到淬火

11、作用，其結(jié)果是表層獲得馬氏體組織,而心部仍然保持朔 性,韌性均勻的組織,工件各部都能滿足使用要求。低溫回火。經(jīng)過低溫回火的工件的硬度沒有發(fā)生大的變化(hrc60左右)，但是 應(yīng)力減少了很多。(4)、制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工 方法如下：齒坯外圓：粗車一精車；齒坯端面：由設(shè)計圖紙上的要求，齒坯的小端面的表面粗糙度要求是l 6,而大 端而的表面要求較低，但是在加工齒輪的整個過程中都要用到端面作為精基準(zhǔn)，所以端面的加工方法為：先粗車后精車，同時也可以保證尺寸21. 5：內(nèi)孔：由于毛坯采用的是鍛造的，所以內(nèi)孔先經(jīng)過粗車，精車后再用鐐孔的方法加工以保證

12、它的精度等級表面質(zhì)量1. 6和跳動精度控制在0. 056；齒行的加匚先滾齒，精度等級還不能達(dá)到，而且熱處理后內(nèi)孔回縮小，所以要 基準(zhǔn)修配，然后在經(jīng)過精加工用鋒孔的方法來保證齒形的精度等級。綜合上面的分析，工藝路線確定如下：序號工 序 內(nèi) 容1鍛造毛坯2熱處理一正火3粗車各外形4調(diào)質(zhì)5精車各部分6滾齒7齒端加工一倒角8鉗工一去毛刺9熱處理一齒面滲碳淬火及低溫回火處理10鉗工一劃鍵槽加工線11插鍵槽12鉆通孔13攻絲14磨端面15鐐孔916剃齒17檢驗(5)、選擇加工設(shè)備及刀具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用 機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加工專用夾具為主，輔以少量

13、專用機(jī)床的流水生 產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床之間的傳送均由人工完成。車床的選擇：根據(jù)設(shè)計圖紙上的設(shè)計尺寸，最大外徑為6750. 14加上加工余量，其直徑 比較大.查vv機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊一般的車床難以加工，由手冊表4- 2立式車床，選擇立式車床c512ta,其技術(shù)規(guī)格如下表：技術(shù)指標(biāo)c512垂直度刀架加工最大直徑1250倒刀架加工最大直徑1120工件最大高度900工件最大質(zhì)量(t)2工作臺直徑1030工作臺轉(zhuǎn)速7. 5-150刀架數(shù)量：水平 垂直11垂直刀架最大行程：水平 垂直630690垂直刀架最大回轉(zhuǎn)角40滾齒機(jī)的選擇：由參考文獻(xiàn)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表4-25滾齒機(jī),選擇y311

14、25型滾齒機(jī), 其技術(shù)規(guī)格如下：技術(shù)規(guī)格y31125加工齒輪最大直徑： 用外支架時 不用支架時1250加工斜齒輪最大直徑： 當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為30時 當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為60時加工齒輪最大寬度：550加工齒輪最大模數(shù)：12加工齒輪最大螺旋角：一滾刀最大直徑：200滾刀心軸最大直徑：27、 32、 40剃齒機(jī)的選擇：由參考文獻(xiàn)久機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊選擇剃齒機(jī)y42125,其技術(shù)要求如下表:技術(shù)規(guī)格y42125加工齒輪直徑:外嚙合 內(nèi)嚙合200-1250600加工齒輪模數(shù)2-8加工齒輪寬度200剃齒刀直徑300剃齒刀寬度一刀架最大回轉(zhuǎn)軸20工件與剃齒刀的中心距140-770鐐床的選擇：由參考文獻(xiàn)“機(jī)械制造工藝設(shè)計手

15、冊選擇鐐床t616,最大加工直徑為240mm。(6)、加工工序設(shè)計、工序3粗車毛坯外圓與工序5精車外圓查參考文獻(xiàn)金屬實習(xí)表9-5機(jī)械加i：的工序余量,粗乍的i：序余量為1.5 4mm,取余量為2mm,精車的加工余量為0. 22. 5mm,取精加工精度zz|js=2,已經(jīng)知 道毛坯外圓的加工余量為4,故粗加工余量zzf(|=4-2=2mm由參考文獻(xiàn)機(jī)械制造 加工設(shè)計手冊立式車床的進(jìn)給量f=l. 52. 0mm取f=2. 0 (mm/r),粗車走刀一次 3=2. 0mm.由設(shè)計手冊得粗車加工的公差等級為it13mi,取itu, t=0. 4mm;精加工的公差等級為it8it7,取it=0. 063

16、;所以小._/7540. 2,精加工后的尺 寸為752曝3 校核加工余量zz摘：z yfh mm -x n-8用 mm n-bth max = (754-0. 4)-752 =1. 62 故余量足夠. 機(jī)床的校核： 粗車工序3:由參考文獻(xiàn)取粗車進(jìn)給量為0. 2m/r,粗車走刀一次二2加,由參考文 獻(xiàn)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊取270r/mm,故切削速度為:v粗=安=3. 14* 754*270/1000=206 查機(jī)械制造技術(shù)表2. 1得 單位切削力p=1962n/mmfz=p*a0=1962*0. 3*2=1177. 2f v x 10，p.=上/二1172*206*103/60=4. 02kw由

17、參考文獻(xiàn)得c512-1a的功率為28kw,取機(jī)床的效率為0. 85則 28*0. 85=23. 84. 02 所以機(jī)床的功率滿足。、車端面精車的加工余量為0. 52. 5,取z椅二2mm,己經(jīng)知道總的加工余量為4,故粗加工 余量為z=4-2=2mm,精加工端面以內(nèi)孔外圓定位。xr =1420. 12 故xflt=1440.2 校核加工余量：z 力精=143. 8-142. 12=1. 68mm2mm故加工余量足夠。、鎮(zhèn)內(nèi)孔由設(shè)計手冊得精饃的加工余量為0. 5-1. 32,由設(shè)計圖紙得像孔后的尺寸既為設(shè) 計尺寸，189h7 (；z6)精車后的內(nèi)孔尺寸為中195h8 (2046)校核加工余量：z

18、=195-194. 903=0. 097 (mm) 1. 32 故加工余量足夠。 tn、插鍵槽由設(shè)計圖紙得，內(nèi)孔直徑為195h8(726),鍵槽到孔底的尺寸為204. 4-/，建立 尺寸鏈如圖，設(shè)鍵槽加工余量為a。，a1=204.4r為增量；a2 =195046所以ao=2o4. 4. 4-195=9.4上偏差：es=0. 3-0=+0. 3下偏差：ei=0-0. 046=-0. 046所以加工工序尺寸a0=9.42熊。、鉆孔、攻絲由參考文獻(xiàn)式機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表9-7普通螺紋基本尺寸(摘自 gb/t146-1981):公稱直徑螺距中徑小徑13161. 515. 02614. 376查機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表5-8鑲硬金屬刀片鉆頭，選擇型號為:d=13 13.8 l=170 1=115 的鉆頭。查機(jī)械制造1：藝設(shè)計手冊表5-30公制細(xì)牙機(jī)用絲錐選擇如下:dxtl1dm16x1.5802812.5第六章填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡（機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡見附圖）第七章夾具的設(shè)計本夾具用在金剛鑲床上精鑲齒輪孔。：件緊靠支承表面m,用滾珠（滾珠罩 預(yù)先套在工件上）在齒輪的齒面上進(jìn)行定心。氣缸通過接頭將力傳至楔形卡爪上, 將被加工零件夾緊。夾具底座偏心小軸用于調(diào)整夾具位置用。（夾具裝配圖見附 圖