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：一三聯(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：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

2、4參考文獻(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?；ㄦI底孔尺寸公差為220021mm,表面粗糙度為Ra10mm；花鍵孔尺寸公差為2600.021mm,表面粗糙度為 Ra2.5mm。齒輪1尺寸公差為5000.16mm,齒輪2尺寸公差為950022 mm,齒輪3尺寸公差為72.50 0.19 mm。齒輪1、齒輪3 外側(cè)

3、倒角為10 ，齒輪 2兩側(cè)倒角為 10 ，花鍵孔倒角為 30 ，其余倒角為 1 45 。齒輪1、齒輪2、齒輪3的齒面表面粗糙度為Ra2.5, 1200.043 mm槽左右兩端面表面粗糙度為Ra2.5,底面表面粗糙度為Ra10o其余各表面粗糙度為 Ra125花鍵孔尺寸要求為2600.021mm 。1200.043 mm 槽左右兩端面與圓跳動為0.06。齒部及1200.043mm 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1 1 所示：表1 1四勺Z1Z2Z3模數(shù)2.52.52.5齒數(shù)183627壓力角202020公法線平均長度偏差18.98600.04834.33200

4、.0726.66 1 500.07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f綜合公差0.0280.0280.028齒向公差0.0210.0210.21齒輪精度等級8FH JB179-838GK JB179-838GJ JB179-832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，

5、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2-1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8IT11 IT1312.5-50半精車外圓0.52IT8IT103.26.3精車外圓0.4 1.7IT7 IT80.81.6可知本次加工零件為三聯(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

6、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22o0.21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所小。表31加工表面尺寸精度表面

7、粗糙度加工方法形位公差0.21 0.21220mME鍵底孔IT7Ra10鉆孔一擴(kuò)孔0.02 0.0210mmfE鍵孔IT7Ra2.5拉花鍵孔7mm曹IT10Ra12.5粗車Z1齒輪IT8Ra2.5粗車1相車插 兇 精車 齒部熱處理一精基準(zhǔn)修正后插 JlB四50 mn#圓IT11Ra12.5粗車Z2 mmW 輪IT8Ra2.5粗車1相車插兇 精車 齒部熱處理一精基準(zhǔn)修正后插 JLB四60 mm# 圓IT11Ra12.5粗車一粗車Z3齒輪IT8Ra2.5粗車1相車插兇 精車 齒部熱處理一精基準(zhǔn)修正后插 JLB四48 mm頭孔IT8Ra5鉤沉頭孔12mm£叉槽IT7Ra2.5車車一精車左右

8、兩端面對于8 0.021260花鍵孔中心線的端面圓跳動為0.06左端面IT8Ra5粗車一半精車右端面IT8Ra5粗車一半精車3.3 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)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，

9、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， 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

10、料的硬度，改善切削性能，在插齒、倒角之后對齒部及12mm曹進(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12mnffi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

11、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 4-1所示。表4 1在舁 廳P工序名車機(jī)床刀具夾具量具1粗車1CKA6136一YT15外圓車刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺2鉆Z550麻花鉆 20mm 物鉆 48 mm 擴(kuò)孔鉆 22mm專用鉆模3拉L6120花鍵拉刀專用夾具4精車CKA6136YT15外圓車刀C312切槽力C310切槽力C307切槽力三爪卡盤游標(biāo)卡尺5插兇Y5

12、120刀專用夾具6倒角CKA6136<3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(0.5)60 8 52 mm152 0.5mm1.5 mmIT852 1.5 50.5 mm50.500.30 mm精車0.5 mmIT750.5 0.5 50 mm5000.16mm插四IT745 mm45 mm倒角2.5 102.5 10高頻淬火IT

13、845 mm45 mm7mm曹加工工序如下表4-4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 mmIT1160 8 52 mm52 mm粗切2 mmIT107 mm7 mm50mn#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=52mm52 mm精車2 mmIT852-2=50mm50 mmZ2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 mmr(0.5):100-4=96mm96 0.5mm0.5 mmIT896-0.5=95.5mm95 3丁

14、mm精車0.5 mmIT795.5-0.5=95 mm9500.22 mm滾齒IT790 mm90 mm倒角2.5 102.5 10高頻淬火IT890 mm90 mm60mmz卜圓加工工序如下表47所小。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=74mm74 mm14 mmIT1174-14=60mm60 mm12m儆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=74mm74 mm粗切10 mmIT1110 mm10 mm精切2 mmIT710+2=12mmxc 0.0431

15、2g mmZ3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(0.5)80-6=74mm74 0.5mm1 mmIT874-1=73mm7300.46 mm精車0.5 mmIT773-0.5=72.5mm72.500.19mm插四IT767.5mm67.5 mm倒角2.5 102.5 10高頻淬火IT867.5mm67.5 mm右端面加工工序如下表4 10所小表 410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4mmIT890-4=86mm86mm花鍵孔加工工序如下表4-11所示表 411工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度等級；工序基本

16、尺寸工序尺寸及公差1鉆花鍵底孔20 mmIT1220 mm力花鍵底扎2 mmIT722-2=20 mmCC 0.21 22° mm拉花鍵孔4 mmIT7cc 0.021260mmcc 0.021260mm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鉤沉頭孔IT848 mm48 mm三聯(lián)齒輪加工工序如下表413所示表 413在舁 廳P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98mm外圓，粗車72.5mm外圓CKA6136左端面，60外圓中心 線三爪卡盤3粗車夾右端，車左端面，粗車50mm

17、外圓CKA6136右端面，80外圓中心 線三爪卡盤4鉆鉆、力花鍵底孔22mm,并鉤沉頭孔 48mmZ550左端面，60外圓中心 線專用鉆模5拉拉花鍵孔L612022mm花鍵底孔中心 線，48mm沉頭孔底面專用夾具640以花鍵孔定位，半精車 95mm外圓，切右端槽，粗、精切12 mm撥叉槽，車2齒右端面，半精車72.5mm外圓CKA613622mm花鍵底孔中心 線，左端面三爪卡盤740以花鍵孔定位，切左端7 mm槽，半精車 50mm外圓至尺寸要求，車2齒左端面CKA613622mm花鍵底孔中心 線，48mm沉頭孔底面專用夾具8精車精車 50mm外圓、95mm 外圓、72.5mm外圓至尺寸 要求C

18、KA613622mm花鍵底孔中心 線，48mm沉頭孔底面專用夾具9插四插1齒至7級精度要求Y512022mm花鍵底孔中心 線，48mm沉頭孔底面專用夾具10滾齒滾2齒至7級精度要求Y3180H22mm花鍵底孔中心 線，48mm沉頭孔底面專用夾具11插四插3齒至7級精度要求Y512022mm花鍵底孔中心 線，48mm沉頭孔底面專用夾具12倒角4處齒端倒10倒角，內(nèi)花鍵 孔1.5 30倒角，其余部分倒角1 45CKA613622mm花鍵底孔中心 線，48mm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拉花鍵孔修止花鍵底孔L6120左端面，60外圓中心 線專用夾具15修正修正12m

19、nmt叉槽CKA6136左端面，60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 50mm外圓、95mm外圓、72.5mm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 50mm外圓切削用量及工時定額：(1)確定切削深度ap0paP0.25mm95.5 95mm2(2)決定進(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Ra5 m, v 50m/min , f 0.2 0.35mm/r ,根據(jù) CKA613魏明書，選擇 f 0.3mm。(3)決定切削速度Vc查相應(yīng)表格知，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工40Cr時，a01.0mm, f 0.38mm/r ,vc 156m/min 。 c外 1000 156 523r/minD95根據(jù)CKA613魏明書，選擇ne 480r/min這時實際切削速度V。為V。Dn。100095