齒輪零件說(shuō)明書

1、機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“齒輪”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)及工藝裝備序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們對(duì)所學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練，因此，它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指教。一、零件分析（一）零件的作用 齒輪是一種能量傳遞機(jī)構(gòu)，理論上主動(dòng)輪的能量等于從動(dòng)輪的能量。主要作用： 速度變換：由于齒輪運(yùn)動(dòng)時(shí)嚴(yán)格按

2、照齒數(shù)傳動(dòng)，因此從動(dòng)輪的速度與主動(dòng)輪有可知的比列關(guān)系。 增大（減?。┡ぞ兀号ぞ厥橇εc力臂的乘積。大于主動(dòng)輪的從動(dòng)輪更能提供大的扭矩，當(dāng)然轉(zhuǎn)速會(huì)降低（能量守恒）。（二）零件的工藝分析 1、基準(zhǔn)的選擇對(duì)于齒輪加工基準(zhǔn)的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。（1）帶軸齒輪主要采用頂點(diǎn)孔定位：對(duì)于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時(shí)則采用錐堵。頂點(diǎn)定位的精度高，且能作到基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一。對(duì)帶孔齒輪在齒面加工時(shí)常采用以下兩種定位、夾緊方式。（2）以內(nèi)孔和端面定位 這種定位方式是以工件內(nèi)孔定位，確定定位位置，再以端面作為 軸向定位基準(zhǔn)，并對(duì)著端面夾緊。這樣可使定位基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基

3、準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合，定位精度高，適合于批量生產(chǎn)。但對(duì)于夾具的制造精度要求較高。（3）以外圓和端面定位 當(dāng)工件和加劇心軸的配合間隙較大時(shí)，采用千分表校正外圓以確定中心的位置，并以端面進(jìn)行軸向定位，從另一端面夾緊。這種定位方式因每個(gè)工件都要校正，故生產(chǎn)率低；同時(shí)對(duì)齒坯的內(nèi)、外圓同軸要求高，而對(duì)夾具精度要求不高，故適用于單件、小批生產(chǎn)。綜上所述，為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時(shí)應(yīng)滿足以下要求：1)應(yīng)選擇基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一的定位方式；2)內(nèi)孔定位時(shí)，配合間隙應(yīng)近可能減少；3) 定位端面與定位孔或外圓應(yīng)在一次裝夾中加工出來(lái)，以保證垂直度要求。 2、零件的技術(shù)條件主要分以下兩種：1）零件的表面粗糙度

4、和加工精度齒面的粗糙度Ra 1.6，左端面、20外圓表面及內(nèi)孔10mm的粗糙度為Ra3.2，加工精度IT7IT8; 2）各表面間的位置精度如零件圖所示左端面對(duì)于定位基面20的定位基準(zhǔn)垂直度為0.03。齒輪的齒頂圓對(duì)于定位基準(zhǔn)面20的定位基準(zhǔn)圓跳動(dòng)為0.02。 3）定形尺寸要求 齒輪最大圓滿足32.5h11，寬度滿足15-0.240mm 內(nèi)孔尺寸滿足10H7 工件長(zhǎng)度滿足50-0.280mm3、齒輪加工工藝過(guò)程大致可以劃分如下幾個(gè)階段：（1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；（2)粗加工：切除較多的余量；（3)半精加工：車、滾、插齒；（4)精加工：精修基準(zhǔn)、精加工齒形二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（一）毛坯

5、的確定 從軸的受力分析可知，它受扭轉(zhuǎn)彎曲復(fù)合作用力，由于其承受中等載荷，工作又較平穩(wěn)，沖擊力很小，所以可采用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的45號(hào)鋼，坯料用熱軋圓鋼。為了改善組織，提高力學(xué)性能，坯料要經(jīng)過(guò)正火熱處理。由于熱軋鋼是從煉鋼廠直接出來(lái)的，所以尺寸是固定的。軸的精度要求不高，精車就可以達(dá)到要求。在車外圓采用粗車精車的加工工藝。毛坯的加工工藝工序名稱工序間余量/mm經(jīng)濟(jì)精度/um表面粗糙度/um工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm精車0.4H8Ra0.62.532.5粗車2.8H10Ra1432032.9毛坯-+23535（二）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度

6、等技術(shù)要求能得到合理的保證。生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使 工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便 使生產(chǎn)成本凈量下降。（三）重點(diǎn)工序的說(shuō)明本零件的加工表面有個(gè)外圓、端面、孔、齒輪等，材料為45鋼，以公差等級(jí)和粗糙度選擇加工工藝。外圓加工工序：粗車精車因?yàn)槊鬟x用的是熱軋鋼，20mm的外圓未標(biāo)注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定其公差等級(jí)為IT8。鉆孔工序：鉆孔擴(kuò)孔鉸孔10mm的孔，未標(biāo)注公差等級(jí)，公差等級(jí)按IT7，表面粗糙度為Ra3.2um,需要先鉆孔再擴(kuò)孔，鉆孔為通孔。 （四）工藝路線的制定工序一: 以35外圓為粗基準(zhǔn)，粗車

7、、精車毛坯的端面工序二：粗車外圓至32.9mm工序三：精車外圓至32.5mm工序四：粗車外圓至20.4mm工序五：精車外圓至20mm工序六：加工倒角工序七：切斷工序八：粗車，精車端面使齒輪寬為15mm，倒角2X45°工序九：鉆孔8mm工序十：擴(kuò)孔至9.6mm工序十一：鉸孔至10mm，深度為通孔工序十二：齒輪加工 （五）加工余量的確定工藝路線擬定以后，應(yīng)該定每道工序的加工余量、工序尺寸及其公差。工序尺寸是工件加工過(guò)程中，各個(gè)工序應(yīng)保證的加工尺寸，工序尺寸允許的變動(dòng)范圍就是工序尺寸公差。工序尺寸的確定與工序的加工余量有密切關(guān)系。零件圖上的尺寸和公差就是最終工序的尺寸和公差?？梢杂谩暗雇啤?/p>

8、的辦法，將此尺寸加上此工序的余量，就是上一工序的工序尺寸。如圖可知，最大直徑為32.5mm，其公差為IT8，由于坯料石熱軋圓鋼，其直徑便不能隨意擬定一個(gè)尺寸，必須根據(jù)型材規(guī)格 表選取合適的直徑。查表2-74，選用坯料直徑35mm。總的加工余量為35-32.5=2.5mm.考慮到粗、精加工分階段進(jìn)行，在粗車時(shí)應(yīng)切去大部分余量，故取粗車的加工余量為2.8mm，那么精車的加工余量為總得加工余量減去粗車的加工余量，即2.5-2.1=0.4mm。三、各工序切削用量的選擇及工時(shí)的計(jì)算工序一: 以35外圓為粗基準(zhǔn)，粗車、精車毛坯的端面（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140型臥式車床夾具：三

9、爪自定心卡盤刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 （2）確定背吃刀量：根據(jù)下料尺寸，粗車分一次走刀。粗車時(shí)，取=1.3mm。查表，f=0.60.7mm/r，取f=0.6mm/r。查表，切削速度的計(jì)算公式為：； Kv= K料VKkvK前vK皮vK刀vK方v因?yàn)?>f，取刀具的主偏角Kr=45°，Kr'=0°查表，Cv=292, Xv=0.15, Yv=0.3, m=0.18, t=2700, K料V=735/, Kkv=1.0, K前v =1.05, K皮v =1.0, K刀v =1.0, K方v=1.9查表1-1， >=588Mpa，取 =660Mpa。所以，

10、 =15.6（m/min）（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=141.8(r/min)精車端面時(shí)分一次走刀。取=0.7mm。V=29.0(m/min)=263.7(r/min)工序二：粗車外圓至32.9mm（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：三爪自定心卡盤刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀（2）確定背吃刀量：粗車雙邊余量為2.8mm，顯然為單邊余量，=2.8/2=1.4mm。（3）確定進(jìn)給量在粗車鋼料刀杠尺寸為B×H=20mm×30mm,ap 3 mm。查表，工件直徑為60mm時(shí)，f=0.6-0.7mm/r，選擇f=0.6mm/r。（4）切削速度的計(jì)算公式

11、V=；>f，取刀具的主偏角Kr=45°，Kr'=0°.查表，Cv=292, Xv=0.15, Yv=0.3, m=0.18, t=2700, K料V=735/, Kkv=1.0, K前v =1.05, K皮v =1.0, K刀v =1.0, K方v=1.9V=14.5m/min=131.8(r/min)工序三：精車外圓至32.5mm（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：三爪自定心卡盤刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 （2）確定背吃刀量：=0.5/2=0.25mm查表，f=0.2-0.3mm/r,取f=0.2mm/r。查表，Cv=2

12、92, Xv=0.15, Yv=0.3, m=0.18, t=2700, K料V=735/, Kkv=1.0, K前v =1.05, K皮v =1.0, K刀v =1.0, K方v=1.9；=112.7m/min1024.9(r/min)工序四：粗車外圓至20.4mm（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：三爪自定心卡盤刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。（2）確定背吃刀量：=6.5/2=3.25mm查表，f=0.4-0.5mm/r,取f=0.5mm/r。查表，Cv=227, Xv=0.15, Yv=0.35, m=0.2, t=3600, K料V=

13、735/, Kkv=1.0, K前v =1.05, K皮v =1.0, K刀v =1.0, K方v=1.9；=4.3m/min=29.0(r/min)（3）工時(shí)計(jì)算49/0.5=98r98/104.9=56s工序五：精車外圓至20mm（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：三爪自定心卡盤刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。（2）確定背吃刀量：=2/2=1mm查表，f=0.2-0.3mm/r,取f=0.3mm/r。查表，Cv=227, Xv=0.15, Yv=0.35, m=0.2, t=3600, K料V=735/, Kkv=1.0, K前v =1.

14、05, K皮v =1.0, K刀v =1.0, K方v=1.9；V=16.5m/minn=131.5(r/min)工序六：加工倒角倒C2的角共四處，未標(biāo)注倒角C1工序七：切斷（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：三爪自定心卡盤刀具：YT5硬質(zhì)合金切斷刀 ，取刀桿尺寸12X20，刀寬度5mm，刀頭長(zhǎng)度35mm。查表，f=0.19-0.25mm/r,取f=0.2mm/r。Vc=62m/min,=492.5(r/min)工序八：粗車，精車端面使齒輪寬為15mm，倒角2X45°（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140型臥式車床夾具：三爪自定心卡

15、盤刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 （2）確定背吃刀量：根據(jù)下料尺寸，粗車分一次走刀。粗車時(shí)，取=2mm。f=0.60.7mm/r，取f=0.6mm/r。切削速度的計(jì)算公式為：；>f，取刀具的主偏角Kr=45°，Kr'=0°.查表，Cv=292, Xv=0.15, Yv=0.3, m=0.18, t=2700, K料V=735/, Kkv=1.0, K前v =1.05, K皮v =1.0, K刀v =1.0, K方v=1.9；所以，=10.1m/min（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=98.9（r/min)半精車端面時(shí)分一次走刀。取=1mm。=20.3m/min=198.8(r/min)工序九：鉆孔8mm（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140型臥式車床夾具：三爪自定心卡盤刀具：硬質(zhì)合金YG8鉆頭查表，選擇進(jìn)給量 f=0.35mm/r ；選擇切削速度V=55.8m/min；=1220.2(r/min）工序十：擴(kuò)孔至9.6mm（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140型臥式車床夾具：三爪自定心卡盤刀具：高速鋼鉆頭W18Cr4V查表，選擇進(jìn)給量 f=0.6mm/r 選擇切削速度V=30.6m/minn=1420.4(r/min）工序十一：鉸孔