齒輪軸零件機(jī)械制造工藝規(guī)程

1、1 .齒輪軸零件的機(jī)械制造工藝規(guī)程1.1 零件工藝分析和確定生產(chǎn)類型1.1.1 擬定工藝路線由給定的零件圖可以看出，該零件圖的是齒輪軸類零件，部分加 工表面的精度等級達(dá)到5級，粗糙度達(dá)到0.4 w叫因此先大致擬定如 下工藝路線：鍛造毛坯，正火對整個毛坯件進(jìn)行粗車對整個毛坯件進(jìn)行半精車熱處理精車滾齒鉆孔，攻絲調(diào)質(zhì)處理對. 50mm#進(jìn)行磨削1.1.2 確定零件的生產(chǎn)類型根據(jù)下式計(jì)算N = Q m (1 + a%)(1 + b %) (1-1 )式中N-零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q- 產(chǎn)品的年產(chǎn)量m- 每臺(輛)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量a%- 備品率，一般取2%-4%b%- 廢品率，一般取 0.3%-0.7%根據(jù)上

2、式就可以計(jì)算求得該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)， 在通過查表，就 能確定該零件的生產(chǎn)類型。本設(shè)計(jì)中， Q=500Q m=1件/臺，備品率 和廢品率為3騎口 0.5%,將數(shù)據(jù)代入上式得N=5176件/年，查表可知 該零件為輕型零件，本設(shè)計(jì)中齒輪軸零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。1.2 毛坯的選擇，繪制毛坯圖1.2.1 選用鍛件為毛坯，采用模鍛成型的方法制造毛坯。1.2.2 確定毛坯尺寸及機(jī)械加工余量本鍛件采用普通級，根據(jù)零件圖的基本尺寸查表可初步得粗車， 半精車，粗磨和精磨外圓的單邊加工余量分別為 6mm 1.1mm 0.4mm 和0.1 mm又粗精加工分開時，對于粗車外圓的余量允許小于原表中 余量的70%,故

3、可取粗車余量為4.8 mm總的的余量為6.4 mm再根 據(jù)手冊即可得鍛件機(jī)械加工余量和公差為：單邊加工余量半徑ar=6±2,長度方向aL二5±2。于是，可初步得鍛件圖的尺寸，如圖 1-1所 示(圖中粗實(shí)線表示鍛件的外形，雙點(diǎn)劃線表示零件輪廓)。1.3 毛坯圖的確定1.3.1 計(jì)算毛坯加工余量和尺寸公差根據(jù)圖1-1和計(jì)算式m =冗父r2 M l父P (1-2)_32222m鍛=3.14 父 7.85 父 103 M (442 父 80 + 622 父 22 + 672 父 88 + 962 父 30) * 4 = 5.61kg設(shè)鍛件最大直徑為 100mnr)長為230mm則3

4、*r-鎧3圖1-1齒輪軸零件的鍛件圖_一 2 .m外包=n (60/2)2 M 23M 7.85 = 14.17kg5.6114.17=0.4根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，查表可確定零件的形狀復(fù)雜系數(shù)為s,屬于簡單級別。而40Cr的含碳量為0.4%小于0.65%,故該零件的材料系數(shù)屬鍛件的分模線形狀。根據(jù)該零件的行為特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇零件 的水平面為分模面，屬于直分模線。零件表面粗糙度。該零件僅有* 50j5的外圓表面粗糙度為0.4 w叫 其余均大于等于1.6。根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余 量，所得結(jié)果列于下表1-1。表1-1齒輪軸鍛件毛坯尺寸公差級機(jī)械加工余量鍛件重量/kg包谷體

5、重量 /kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級5.6114.17S1M普通級項(xiàng)目單邊加工余量/mm鍛件尺寸/mm尺寸公差/mm備注?32h62.5?372.2(17)?50j53?562.2（曹）?552?592.2(17)?84h83?902 5(+1.7)2.5 -0.8 f?552?592.2(17)根據(jù)機(jī)械制 造工藝設(shè)計(jì)簡 明手冊表2.2-25、表2.2-13確定?50j33?562.2(17)802.581*25112.511與.043243與.120224與.045245與.12102.5215*65本零件毛坯同軸度偏差允許值為1.2 mm殘留飛邊為1.2mm確定圓角半徑。外圓角半徑r=

6、0.05H+0.5 （H為各段高度），內(nèi)圓角半徑R=2.5r+0.5.為簡化起見，本鍛件的內(nèi)外圓角半徑分別取相同的數(shù)值。綜合考慮取 H=5（mm, r=0.05 x 50+0.5=3mrn R=3.5 x3+0.5=8mm1.3.2設(shè)計(jì)毛坯圖1,鍛件按AGMA2驗(yàn)收2、未注圓角RL53、鍛造后正火4、正火硬度171200HB5、外起模角5。圖1-2齒輪軸零件毛坯圖由表1-1所得結(jié)果，繪制如圖1-2所示毛坯圖（圖中粗實(shí)線表示 鍛件的外形，雙點(diǎn)劃線表示零件輪廓）。1.4 選擇加工方法，制定工藝過程1.4.1 基準(zhǔn)選擇齒輪零件的精基準(zhǔn)選擇為軸兩端面的中心孔，滿足基準(zhǔn)重合的原則。最先進(jìn)行機(jī)械加工的事兩

7、端面，保證長度要求。再就是兩個端面的中心孔，保證定位和夾緊。這時可選的夾緊方案為：用三爪卡盤固定一端，對另外一端面進(jìn)行平整加工，打中心孔；調(diào)頭加工另一端面, 打中心孔，保證長度。由此可知，粗基準(zhǔn)即兩端面的外圓柱面。1.4.2 齒輪軸各加工表面的加工方案齒輪軸各加工表面加工方案如下表 1-2所示表1-2齒輪軸各加工表面加工方案需加工的表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra(pnj)加工方案?32h6IT73.2粗車-1相車-精車?50j5IT50.4粗車-半精車-粗磨-精磨?55外圓面IT1412.5粗車齒圈外圓間IT116.3粗車-半精車齒面IT71.6粗精滾齒-磨齒M3孔IT1412.5鉆孔-攻螺絲

8、端面IT143.2、12.5粗車-半精車、粗車切槽IT83.2粗車1.4.3 制定齒輪軸加工工藝過程卡各主要加工面示意圖如圖1-3所示圖1-3主要加工面代號示意圖齒輪軸零件加工工藝過程卡如下表 1-3所示。表1-3齒輪軸零件加工藝過程卡工序工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工裝1模鍛鍛造軸毛坯 毛坯檢驗(yàn)2熱處理正火，硬度達(dá) 171200HB3車1、粗車a、j兩端面并打中心孔，孔深小超過5mm2、粗車，小梢車各卸至要求的尺、，E、C兩面粗車至尺寸即可，F(xiàn)面半精車至圖示尺寸，其余 軸面車至長度尺寸，留精車余量或粗磨余量o.21.omm3、倒45。斜角，按圖示尺寸4、切槽5、檢驗(yàn)C6143車床游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金

9、右偏車刀、硬質(zhì)合金 切槽力、綜合量規(guī)、 車床夾具4熱處理1、滲碳s1.5,校直跳動量2、檢驗(yàn)滲碳儀、軸類 自動校直機(jī)5車軟爪中心架裝夾工作1、均勻車去兩端面，取總長210mm2、兩頓打中心孔3、精車b面至？ 32mm4、倒角，按圖示尺寸C6140車床游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金 右偏車刀、綜合量 規(guī)、車床夾具工序工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工裝6滾齒1、在滾齒機(jī) Y3150上粗精滾齒至圖示尺寸2、檢驗(yàn)Y3150滾齒機(jī)II型AA級滾刀、公 法線百分尺7鉆孔1、在j面上按圖本位置鉆孔深 16mm2、在c的左端面上按圖示位置鉆孔深16mmZB6223多軸臥式鉆床深度游標(biāo)卡尺、高速 鋼錐柄階梯麻花鉆8攻螺絲在臥式鉆床上

10、攻螺紋 M3ZB6223多軸臥式鉆床機(jī)動絲錐圖速鋼W18Cr4V9去毛刺去毛刺鉗工臺平鋰10熱處理1、調(diào)質(zhì)處理，硬度達(dá) 220250HB2、檢驗(yàn)淬火機(jī)11磨削外圓 面1、粗、精磨C、I面(即？55j5的外圓面)至設(shè) 計(jì)尺寸2、檢驗(yàn)外圓磨床M1420平形砂輪、游標(biāo)卡尺12磨削齒面磨齒回，Ra1.6磨齒機(jī)YA7063雙斜邊一號砂輪、齒 輪檢測儀、卡尺等13綜合檢驗(yàn)千分表、量規(guī)、游標(biāo) 卡尺14探傷探傷儀15入庫根據(jù)上述要求和方法，結(jié)合該齒輪軸零件的實(shí)際加工情況， 現(xiàn)確 定各軸段的外圓工序尺寸和公差。如下列各表所示。（1） ?32h6mm外圓面加工方案為粗車一一半精車一一精車。 查表可 知粗車余量為2

11、.5 mm,半精車余量為1.5 mm,精車余量為1mm,加 工總余量為5mm。精車后工序基本尺寸為32mm;其他各工序的基本 尺寸為：半精車 32mm+1mm=33mm,粗車 33mm+1.5mm=34.5mm,毛坯34.5mm+2.5mm=37mm。又查表可知，精車后為IT6 , Ra3.2pm, 半精車后為IT11, Ra6.3p叫 粗車后為IT13, Ra12.5nt鍛造毛坯 的公差為2.2 mm。上述查詢和計(jì)算結(jié)果列于下表 1-4。表1-4 ?32h6外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm）工序工仔基本尺寸（mm）標(biāo)注工序尺寸基本公差（mm）經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（州）

12、精車1.0IT63.232? 330-0.016半精車1.5IT116.333?330-0.16粗車2.5IT1312.534.5? 34.50-0.039毛坯出.137?37*1（2） ?555mm外圓面加工方案為粗車一一半精車一一粗磨一一精 磨。查表可知粗車余量為3.5 mm,半精車余量為 2mm,粗磨余量0.4 mm,精磨余量0.1 mm,總的力口工余量 6mm。各工序的基本尺寸 為：精磨后50mm,粗磨后50.1mm,半精車后 50.5mm,精車后52.5 mm,毛坯56mm。查表可知，精磨后為IT5 , Ra0.4pm,粗磨后 為IT8, Ra3.2pm,半精車后為IT11 , Ra

13、6.3pm,粗車后為IT13, Ra12.5pnt鍛造毛坯公差2.2。上述查詢和計(jì)算結(jié)果列于下表 1-5。表1-5 ?50j5mm外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm）工序工仔基本尺寸（mm）標(biāo)注工序尺寸基本公差（mm）經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（州）精磨0.1IT50.450? 5。°-0.007粗磨0.4IT63.250.1?50.100.019半精車2IT116.350.5?50.50-0.19粗車3.5IT1312.552.5?52.50-0.46毛坯出.156?56*1（3） ?84mm外圓面加工方案為粗車一一半精車。 查表可知粗車余量 為4mm,半精車余量為

14、2mm,總的加工余量為6mm。各工序的基本 尺寸為：半精車84mm,粗車后86mm,毛坯90mm。查表可知，半精 車后為IT11, Ra6.3p叫 粗車后為IT13, Ra12.5pm。鍛造毛坯公差 2.5。上述查詢和計(jì)算結(jié)果列于下表 1-6。表1-6 ?84h8mmi勺齒圈外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm）工序_LJ予基本尺寸（mm）標(biāo)注工序尺寸基本公差（mm）經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（州）半精車2IT86.384? 840-0.22粗車4IT1312.586? 860-0.54毛坯與.2590?90 與.25（4） ?55mm外圓面加工方案為粗車。查表可知粗車余量為4m

15、m,總 的加工余量為4mm。各工序的基本尺寸為：粗車后55mm,毛坯59mm。 查表可知，粗車后為IT13, Ra12.5pm。鍛造毛坯公差2.2。上述查 詢和計(jì)算結(jié)果列于下表1-7。表1-7 ?55mn#圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm）工序工仔基本尺寸（mm）標(biāo)注工序尺寸基本公差（mm）經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（州）粗車4IT1312.555?550-0.46毛坯乜159?59 *1（5）齒輪的加工方案為粗精滾齒一一磨齒，其表面粗糙度為Ra3.2,現(xiàn)在專用滾齒機(jī)上進(jìn)行粗精滾齒，再一般磨削即可2.齒輪軸零件的磨外圓夾具設(shè)計(jì)2.1 定位選擇與定位誤差的分析2.1.1 由于該加

16、工表面的零件為軸類零件，所以選擇雞心夾對零 件夾緊定位。其中，選擇兩？55的軸段的中心線為基準(zhǔn)，這樣也使得 其基準(zhǔn)不重合誤差為零。具體的定位方式及裝夾方式見設(shè)計(jì)圖紙。2.1.2 定位誤差的分析又定位方式可知，其基準(zhǔn)不重合誤差為零，而軸上四孔的設(shè)計(jì)基 準(zhǔn)是軸的中心線，故該定位方式不存在基準(zhǔn)位移誤差。 因此該定位方 式的定位誤差為零，滿足定位要求。2.2 夾具設(shè)計(jì)圖2-1齒輪軸磨外圓夾具左剖視圖圖中各部件名稱:14.加工零件2.雞心夾具體3.螺釘4.墊片5.套筒圖2-2齒輪軸磨外圓夾具主視圖磨外圓時，先將零件的？50軸段放在套筒上，然后用緊定螺釘擰緊，并將其裝夾在機(jī)床的卡盤上鎖緊。用頂針頂住零件的

17、另一端。夾具的具體設(shè)計(jì)圖紙見裝配圖和零件圖。2.3 夾具的精度校核與質(zhì)量評估夾具的主要功能是保證零件的位置精度，使用夾具加工時，影響 被加工零件位置精度的誤差主要有三個方面。(1)定位誤差 工件安裝在夾具上位置不正確戶不一致行用 Adw 表不。(2)夾具制造與安裝誤差 包括夾具制造誤差、夾緊誤差、導(dǎo)向 誤差。該項(xiàng)誤差用Azz表示。加工過程誤差 在加工過程中由于工藝系統(tǒng)的幾何誤差，受力 變形、熱變形、磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差，用Agc表示。為了保證零件的加工精度，應(yīng)使：&W + &Z * & GC 乜 T(2-1)式中，T為零件有關(guān)的位置公差。通常要求留給 G

18、C三分之一的 零件公差，即應(yīng)使夾具有關(guān)誤差限定在零件公差 2/3的范圍內(nèi)。當(dāng)零 件生產(chǎn)批量較大時，為了保證夾具的使用壽命，在制定夾具公差是， 還應(yīng)考慮留有一定夾具磨損公差?？偨Y(jié)本次課程設(shè)計(jì)中，首先是對給定的工件進(jìn)行機(jī)械加工工藝規(guī)程的 制定。在工藝規(guī)程這一部分的設(shè)計(jì)中，我所設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程沒有過多 的考慮到企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件的限制。工藝路線還是比較傳統(tǒng)的那 種，并沒有引入像數(shù)控加工這樣的先進(jìn)的生產(chǎn)方法。而這種先進(jìn)的加工方法已經(jīng)是目前機(jī)械加工的普遍趨勢。此次設(shè)計(jì)中，我用到了， AutoCAD 2007和SolidWorks 2014 等 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。通過 SolidWorks的強(qiáng)大的建模能力，是我能 較快速的建好夾具體模型，然后導(dǎo)出工程圖，并在AutoCAD上進(jìn)行修 改。本次設(shè)計(jì)對我來說，收獲頗多，學(xué)會了很多機(jī)械夾具設(shè)計(jì)的知識，