課程設(shè)計 三聯(lián)齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計

1、 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： 三聯(lián)齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 學(xué) 生： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 班 級： 指導(dǎo)教師： 目 錄1 零件的分析 11.1零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 11.2 零件的技術(shù)要求分析12 毛坯的選擇 22.1 毛坯種類的選擇22.2毛坯制造方法的選擇 22.3毛坯形狀及尺寸的確定23 工藝路線的擬定 23.1 定位基準(zhǔn)的選擇23.2零件表面加工方案的選擇23.3加工順序的安排23.3.1加工階段的劃分 23.3.2機(jī)械加工順序的安排23.3.3熱處理工序的安排23.3.4輔助工序的安排24 工序設(shè)計 24.1 機(jī)床和工藝裝備的選擇 24.2工序設(shè)計 25 結(jié)論 4參考文

2、獻(xiàn)1 零件的分析1.1零件結(jié)構(gòu)工藝性分析經(jīng)審查該三聯(lián)齒輪結(jié)構(gòu)合理，易于加工且經(jīng)濟(jì)性好。尺寸及尺寸公差標(biāo)注、形位公差標(biāo)注、表面粗糙度以及技術(shù)要求合理。該三聯(lián)齒輪選用40cr。該鋼價格適中，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂梢垣@得一定的韌性、塑性和耐磨性，故材料選擇適當(dāng)。1.2 零件的技術(shù)要求分析零件為三聯(lián)齒輪，材料為40cr。花鍵底孔尺寸公差為mm，表面粗糙度為ra10mm；花鍵孔尺寸公差為mm，表面粗糙度為ra2.5mm。齒輪1尺寸公差為 mm，齒輪2尺寸公差為mm，齒輪3尺寸公差為mm。齒輪1、齒輪3外側(cè)倒角為，齒輪2兩側(cè)倒角為，花鍵孔倒角為，其余倒角為。齒輪1、齒輪2、齒輪3的齒面表面粗糙度為

3、ra2.5，mm槽左右兩端面表面粗糙度為ra2.5，底面表面粗糙度為ra10。其余各表面粗糙度為ra12.5?；ㄦI孔尺寸要求為mm。mm槽左右兩端面與圓跳動為0.06。齒部及mm槽高頻淬火硬度hrc48。齒輪1、齒輪2、齒輪3模數(shù)、齒數(shù)等要求如表11所示：表11齒號z1z2z3模數(shù)2.52.52.5齒數(shù)183627壓力角公法線平均長度偏差公法線長度變動公差0.040.040.040.063齒圈徑向跳動公差0.0630.0630.063徑向一齒綜合公差0.0280.0280.028齒向公差0.0210.0210.21齒輪精度等級8fhjb179-838gkjb179-838gjjb179-832

4、 毛坯的選擇2.1 毛坯種類的選擇常用的毛坯件的種類有鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件、型材等多種。三聯(lián)齒輪（材料為40cr）承受載荷較重，毛坯宜選用強(qiáng)度和沖擊韌度較高的鍛件。2.2毛坯制造方法的選擇鍛造方法有自由鍛、模鍛、胎膜鍛和精密鍛造等幾種。其中，模鍛生產(chǎn)率高、鍛件精度高、表面質(zhì)量好、加工余量小，適用于大批生產(chǎn)中小型鍛件，故采用模鍛。2.3毛坯形狀及尺寸的確定各部分加工余量確定如下表21所示。表21加工工序加工余量（mm）經(jīng)濟(jì)精度等級表面粗糙度ra/um粗車外圓8it11it1312.5-50半精車外圓0.52it8it103.26.3精車外圓0.41.7it7it80.81.6可知本次加工零

5、件為三聯(lián)齒輪，因毛坯件選用鍛件且制造方法選擇模鍛，所以選用長度大約為90mm，最大直徑為100 mm的鍛件毛坯。鍛件的各尺寸如圖21所示。圖213 工藝路線的擬定3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。如果用作定位的零件表面是沒有被機(jī)械加工過的毛坯表面，則稱為粗基準(zhǔn)；如果用作定位基準(zhǔn)的零件表面是經(jīng)過機(jī)械加工的表面，則定位表面為精基準(zhǔn)。軸類齒輪的齒形加工一般選擇頂尖孔定位，某些大模數(shù)的軸類齒輪多選擇齒輪軸頸和某一端面定位。選擇三聯(lián)齒輪的左端面、右端面以及軸孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用他們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了

6、被加工表面的垂直度要求。3.2零件表面加工方案的選擇零件表面加工方法選擇的基本原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度要求。同時還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性因素、形位公差因素、熱處理因素、生產(chǎn)率因素、工廠條件因素等。最終確定個表面加工方案如表31所示。加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方法形位公差mm花鍵底孔it7ra10鉆孔擴(kuò)孔mm花鍵孔it7ra2.5拉花鍵孔7mm槽it10ra12.5粗車z1齒輪it8ra2.5粗車半精車插齒精車齒部熱處理精基準(zhǔn)修正后插齒mm外圓it11ra12.5粗車z2 mm齒輪it8ra2.5粗車半精車插齒精車齒部熱處理精基準(zhǔn)修正后插齒mm外圓it11ra12.5粗車粗車z3齒輪i

7、t8ra2.5粗車半精車插齒精車齒部熱處理精基準(zhǔn)修正后插齒mm沉頭孔it8ra5锪沉頭孔12mm撥叉槽it7ra2.5粗車精車左右兩端面對于花鍵孔中心線的端面圓跳動為0.06左端面it8ra5粗車半精車右端面it8ra5粗車半精車表313.3加工順序的安排3.3.1加工階段的劃分零件加工往往分階段進(jìn)行，需要分多次加工才可能得到較高加工質(zhì)量。鑄件或鍛件往往具有內(nèi)應(yīng)力或平衡內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)過切削加工后，零件內(nèi)應(yīng)力平衡被打破，零件會產(chǎn)生變形而影響加工精度。分階段加工可以減少內(nèi)應(yīng)力對加工精度的影響。通常，對于加工質(zhì)量要求較高或結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件，可將零件的整個工藝路線劃分為如下幾個階段。加工準(zhǔn)備階段，主要進(jìn)

8、行毛坯的備料。粗加工階段，主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量。半精加工階段，該階段是過渡階段，主要任務(wù)是一句誤差復(fù)印規(guī)律，采用多次加工，減少粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工做準(zhǔn)備。精加工階段，保證各主要表面達(dá)到圖樣要求。3.3.2機(jī)械加工順序的安排 根據(jù)機(jī)械加工工序安排原則中先面后孔原則，花鍵底孔以及花鍵孔的加工應(yīng)在三聯(lián)齒輪左右兩端面粗加工完成之后進(jìn)行。根據(jù)先加工基準(zhǔn)面原則，花鍵底孔以及花鍵孔的加工應(yīng)在精車各齒輪外圓之前完成。 綜上所述對三聯(lián)齒輪的加工工序可以大致如下安排：粗車鉆孔擴(kuò)孔拉花鍵半精車精車插齒倒角、齒端加工齒輪熱處理精基準(zhǔn)修正3.3.3熱處理工序的安排在對毛坯粗車之前鍛造毛坯，

9、鍛后進(jìn)行正火處理。正火處理可以使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化，去除材料內(nèi)應(yīng)力，降低材料的硬度，改善切削性能，在插齒、倒角之后對齒部及12mm槽進(jìn)行高頻淬火處理。高頻淬火可以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等。3.3.4輔助工序的安排由于在熱處理后，已精加工表面精度會遭到破壞，因此需要在對齒部、12 mm撥叉槽淬火后，修正花鍵底孔，修正12mm撥叉槽以保證精度及尺寸公差要求。最后進(jìn)行對整個零件的檢驗，檢驗各個表面粗糙是否滿足要求，尺寸精度是否滿足要求，尺寸公差、形位公差是否滿足要求。4 工序設(shè)計4.1 機(jī)床和工藝裝備的選擇機(jī)床設(shè)備選擇的依據(jù)有：機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與被加工零件的外廓

10、尺寸相適應(yīng)；機(jī)床的加工精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)；機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)以及工廠現(xiàn)有設(shè)備情況。大批量生產(chǎn)中，機(jī)床夾具應(yīng)盡量選用搞笑的也要或氣動等專用夾具。刀具采用高效復(fù)合刀具或其他專用刀具。量具應(yīng)采用各種量規(guī)和一些高效的檢驗工具。且選用的量具精度應(yīng)與工序設(shè)計工件的加工精度相適應(yīng)。根據(jù)以上原則機(jī)床及工藝裝備的選擇如表41所示。表41序號工序名車機(jī)床刀具夾具量具1粗車cka6136yt15外圓車刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺2鉆z550麻花鉆锪鉆擴(kuò)孔鉆專用鉆模3拉l6120花鍵拉刀專用夾具4精車cka6136yt15外圓車刀c312切槽刀c310切槽刀c307切槽刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺5

11、插齒y5120插齒刀專用夾具6倒角cka6136成型車刀專用夾具4.2工序設(shè)計下面列舉個加工表面的工序尺寸計算方法。左端面的加工工序如下表42所示。表42工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車4 mmit886 mm82 mmz1齒輪加工工序如下表43所示。表43工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車8 mm（）mmmm半精車1.5 mmit8mmmm精車0.5 mmit7mmmm插齒it7mmmm倒角高頻淬火it8mmmm7mm槽加工工序如下表44所示。表44工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車8 mmit11mmmm粗切2 mm

12、it107 mm7 mm外圓加工工序如下表45所示。表45工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車8 mmit1160-8=52mmmm精車2 mmit852-2=50mmmmz2齒輪加工工序如下表46所示。表46工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車4 mm()100-4=96mmmm半精車0.5 mmit896-0.5=95.5mmmm精車0.5 mmit795.5-0.5=95mmmm滾齒it7mmmm倒角高頻淬火it8mmmm外圓加工工序如下表47所示。表47工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車6 mmit1180-6=74m

13、mmm半精車14 mmit1174-14=60mmmm12mm撥叉槽加工工序如下表48所示。表48工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車6 mmit1180-6=74mmmm粗切10 mmit1110 mm10 mm精切2 mmit710+2=12mmmmz3齒輪加工工序如下表49所示。表49工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車6 mm()80-6=74mmmm半精車1 mmit874-1=73mmmm精車0.5 mmit773-0.5=72.5mmmm插齒it7mmmm倒角高頻淬火it8mmmm右端面加工工序如下表410所示。表410工序名稱工序余量

14、經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差粗車4mmit890-4=86mm86mm花鍵孔加工工序如下表411所示。表411工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差鉆花鍵底孔20 mmit12mm擴(kuò)花鍵底孔2 mmit722-2=20 mmmm拉花鍵孔4 mmit7mmmm沉頭孔加工工序如下表412所示。表412工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級工序基本尺寸工序尺寸及公差锪沉頭孔it848 mmmm三聯(lián)齒輪加工工序如下表413所示。表413序號工序名稱工藝內(nèi)容機(jī)床定位基準(zhǔn)夾具1鍛造鍛造毛坯，鍛后正火處理2粗車夾左端，車右端面，粗車外圓，粗車外圓cka6136左端面，外圓中心線三爪卡盤3粗車

15、夾右端，車左端面，粗車外圓cka6136右端面，外圓中心線三爪卡盤4鉆鉆、擴(kuò)花鍵底孔，并锪沉頭孔z550左端面，外圓中心線專用鉆模5拉拉花鍵孔l6120花鍵底孔中心線，沉頭孔底面專用夾具6半精車以花鍵孔定位，半精車外圓，切右端槽，粗、精切12 mm 撥叉槽，車2齒右端面，半精車外圓cka6136花鍵底孔中心線，左端面三爪卡盤7半精車以花鍵孔定位，切左端7 mm 槽，半精車外圓至尺寸要求，車2齒左端面cka6136花鍵底孔中心線，沉頭孔底面專用夾具8精車精車外圓、外圓、外圓至尺寸要求cka6136花鍵底孔中心線，沉頭孔底面專用夾具9插齒插1齒至7級精度要求y5120花鍵底孔中心線，沉頭孔底面專用

16、夾具10滾齒滾2齒至7級精度要求y3180h花鍵底孔中心線，沉頭孔底面專用夾具11插齒插3齒至7級精度要求y5120花鍵底孔中心線，沉頭孔底面專用夾具12倒角4處齒端倒倒角，內(nèi)花鍵孔倒角，其余部分倒角cka6136花鍵底孔中心線，沉頭孔底面專用夾具13熱處理齒部及12mm撥叉槽高頻淬火14拉花鍵孔修正花鍵底孔l6120左端面，外圓中心線專用夾具15修正修正12mm撥叉槽cka6136左端面，外圓中心線專用夾具16檢驗檢驗切削用量及工時定額計算：現(xiàn)在選取工序8（精車外圓、外圓、外圓至尺寸要求）為例，說明切削用量及工時定額的計算方法。首先分析外圓切削用量及工時定額：（1） 確定切削深度。（2） 決

17、定進(jìn)給量 精車加工進(jìn)給量主要受表面粗糙度限制。查表易知，當(dāng)表面粗糙度為,，根據(jù)cka6136說明書，選擇。（3） 決定切削速度 查相應(yīng)表格知，當(dāng)用yt15硬質(zhì)合金車刀加工40cr時，。 根據(jù)cka6136說明書，選擇 這時實際切削速度為 （4）計算工時定額 工時定額計算公式： 式中：基本時間； 輔助時間； 布置工作地時間； 休息與生理需要時間； 準(zhǔn)備與終結(jié)時間； 計算該工步基本工時： 同理計算得精車外圓、外圓的工步基本工時為，。 所以該工序的總基本工時為：。5 結(jié)語課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。回顧起此次機(jī)械制造工藝學(xué)課程