輕型貨車中間軸式五擋變速器設(shè)計

1、汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書題 目：變速器直接檔齒輪加工工藝規(guī)程 及滾齒工序夾具設(shè)計 系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 車輛工程 班 級： 車輛設(shè)計122 姓 名： 郭海峰 學(xué) 號： 2012021043208 指導(dǎo)教師： 黃健龍、胡春平 日 期： 2014年12月 變速器直接檔齒輪加工工藝規(guī)程及滾齒工序夾具設(shè)計摘要齒輪是機械傳動中應(yīng)用極為廣泛的零件之一。汽車同步器變速器齒輪起著改變輸出轉(zhuǎn)速傳遞扭矩的作用，所以加工齒輪的要求相對要嚴(yán)格一些。變速器齒輪應(yīng)具有經(jīng)濟精度等級高，耐磨等特點，以提高齒輪的使用壽命和傳動效率，齒輪在工作時傳動要平穩(wěn)而且噪聲要小，結(jié)合時沖擊不宜過大。齒輪的經(jīng)濟指標(biāo)主要表現(xiàn)為運

2、動精度、工作平穩(wěn)性、接觸精度和齒側(cè)間隙四個方面。一般，汽車的齒輪采用的是6到7級精度，根據(jù)齒輪不同的技術(shù)要求選擇不同的加工路線。包括如何去選取毛坯的鍛造方法，和毛坯的加工余量及毛坯的公差。工藝線路的制定，相關(guān)工序的機床夾具量具的選取，工藝尺寸公差，位置公差，以及粗糙度的選取，同軸度，圓度及垂直度的選取。關(guān)鍵詞：齒輪毛坯；工藝路線；工藝性分析；加工余量；加工公差；滾齒夾具目錄1 齒輪零件的分析11.1齒輪的工作狀態(tài)分析及工作條件11.2齒輪的結(jié)構(gòu)分析11.3零件的技術(shù)條件分析11.4齒輪的技術(shù)條件分析21.4.1齒輪表面精度與粗糙度21.4.2表面間的位置精度21.4.3齒輪的其他技術(shù)要求31.

3、5齒輪的材料及其加工性31.6齒輪零件圖尺寸標(biāo)注分析41.7檢驗說明41.8齒輪的加工工藝分析42 齒輪毛坯的設(shè)計62.1毛坯種類的確定62.2毛坯的工藝要求62.2.1毛坯加工余量與公差62.2.2拔模斜度72.2.3圓角半徑73 齒輪工藝規(guī)程設(shè)計93.1工藝路線的制定93.1.1加工方法的選擇93.1.2加工工藝路線93.1.3加工階段的劃分93.1.4工序的分散與集中103.1.5定位基準(zhǔn)的選擇103.1.6熱處理工序的安排113.1.7輔助工序的安排113.2工藝規(guī)程的設(shè)計123.3有關(guān)工序機床、夾具、量具的選擇說明143.3.1機床的選擇143.3.2切削刀具的選擇143.3.3量具

4、的選擇143.3.4各工序機床、夾具、刀具、量具匯總154 加工工藝的計算及工藝文件174.1齒輪加工切削用量的選擇174.2滾齒切削用量計算185 滾齒夾具設(shè)計205.1專用機床夾具設(shè)計的基本要求和步驟205.1.1對專用機床夾具設(shè)計的要求205.1.2專用機床夾具的設(shè)計步驟205.1.3專用機床夾具的制造精度215.2滾齒夾具的選擇225.3滾齒夾具工作原理簡介225.4夾具零件的設(shè)計與選擇225.4.1主要部件設(shè)計225.4.2其他部件的選擇236 課程設(shè)計總結(jié)參考文獻(xiàn)致謝附錄1變速器直接檔齒輪加工工藝規(guī)程及滾齒工序夾具設(shè)計1 齒輪零件的分析1.1齒輪的工作狀態(tài)分析及工作條件變速器齒輪轉(zhuǎn)

5、速較高，溫度和壓力也很大。負(fù)責(zé)著發(fā)動機動力輸出的重任，是變速器中非常重要的部分，還需要承受較大的外力，必須有一定的抗沖擊能力，正由于變速器齒輪這種特殊的工作狀態(tài)，變速器的齒輪必須有較高的強度剛度，而且在高速工作中，需要能承受循環(huán)載荷的能力。為了適應(yīng)這種特殊的工作環(huán)境，需要在齒輪加工過程中，需要進(jìn)行滲碳淬火與表面磷化等處理工序，以達(dá)到表面硬而心部韌的效果。還因為變速器齒輪齒齒面強度要求較高，必須對齒面進(jìn)行強力噴丸處理，通過冷作硬化的效果，從而提高了變速器齒輪的疲勞強度，消除了表面的缺陷的問題。1.2齒輪的結(jié)構(gòu)分析分析零件，該齒輪為變速器直接檔齒輪，分別由兩個單齒復(fù)合而成，各表面并不是十分復(fù)雜，但

6、是為了保證工作過程中有潤滑劑減磨，在大齒的一端的有四個油槽在圓周方向均布，這是在鑄造過程中完成的。內(nèi)孔為光孔，表面粗糙度要較高，而且要求有一定的光潔度，變速器盡量在滿足強度要求的前提下，具有較小的體積與質(zhì)量，以便于減小變速器自身的重量與體積，同時也要強度足夠。1.3零件的技術(shù)條件分析齒輪加工分為齒坯和齒輪輪齒加工。齒輪的加工部位有輪緣、輪輻、輪轂和內(nèi)孔。 齒坯的加工精度對齒輪的加工、檢驗和裝配精度影響很大，所以其加工精度應(yīng)滿足GB/T 10095-2008的要求。齒輪輪齒的加工部位有齒形和倒角，同時還要進(jìn)行熱處理，以提高承載能力和使用壽命。熱處理后還要進(jìn)行內(nèi)孔、內(nèi)孔端面的磨削加工和齒形的精整加

7、工。綜上所述，零件的技術(shù)條件主要分以下兩種：零件的表面粗糙度和加工精度1、如零件圖所示：齒面的粗糙度Ra 0.8，加工精度IT7IT8; 齒輪內(nèi)孔尺寸,由于齒輪與第二軸上的軸承有配合要求故其不僅加工經(jīng)濟公 差等級比較高而且其表面粗糙度為Ra 0.8。一般載貨汽車變速器和拖拉機變速箱齒輪的精度一般是6到7級精度，表面粗糙度不大于Ra6.3。2、各表面間的位置精度如零件圖所示零件的大小端面及內(nèi)孔三處具有形位公差要求:小端面對于定位基面的定位基準(zhǔn)垂直度為0.08mm，平面度為0.08mm；大端面對于內(nèi)孔的定位基準(zhǔn)的垂直度為0.08mm，端面的平面度為0.08mm；小端面對于大端面的定位基準(zhǔn)的同軸度為

8、0.012mm。1.4齒輪技術(shù)條件分析1.4.1齒輪表面精度與粗糙度如零件圖所示：內(nèi)孔尺寸中有配合要求，故其表面糧糙度要求也比較高Ra0.4，精度等級IT7;一般載貨汽車變速器和拖拉機變速箱齒輪的精度不低于8級，表面粗糙度不大于Ra3.2；其他表面粗糙度要求Ra3.2。為IT10-IT12級精度，精車加工表面即可保證。1.4.2表面間的位置精度平面間的位置精度就是指平面內(nèi)獲取位置與其真實位置的符合程度，即形狀位置達(dá)到一定的精度。如零件圖所示，零件圖B面、C面和D面三處具有形位公差要求：B面:該面對齒輪中內(nèi)孔軸線線垂直度要求為0.03，這足為了防止工件在工作過程中齒輪傾斜度過于嚴(yán)重而于其他部位發(fā)

9、生撞擊，影響工作正常。C面：該面對于齒輪中內(nèi)孔軸線垂直度公差要求為0.05，由于端面平面度要求為0.01，則此工件端面在工作過程中可能要與同步器結(jié)合，若形位偏差過大，將導(dǎo)致齒輪傾斜，結(jié)合不牢。工作不穩(wěn)定等后果。D面：對于齒輪中內(nèi)孔軸線垂直度要求為0.010，平面對要求為0.01，從零件圖的情況分析，B面作為有結(jié)合工作面的可能，故表面精度及其形位公差要求都比較高，必須達(dá)到精度。1.4.3齒輪的其他技術(shù)要求1、未注明倒角2、零件表面要進(jìn)行滲碳淬火，使表面硬度達(dá)到650800HV;3、以齒根部為準(zhǔn)，滲碳層深度為0.71.1mm;4、心部硬度為513HV;5、強力噴丸處理（磨齒后）；6、表面電鍍磷化處

10、理；7、應(yīng)除去加工時產(chǎn)生的毛刺，夾角平滑;8、熱處理：滲碳淬火表面硬度650800HV;以大端齒根部為準(zhǔn)，滲碳層厚度為0.71.1mm；心部硬度 513HV。1.5齒輪的材料及其加工性在設(shè)計汽車變速器傳動齒輪時，常用的加工材料有：20CrMnTi、20CrMo、20CrMnVB，40Cr、40MnB、45號鋼等，在本次課程設(shè)計中選用20CrMnTi。20CrMnTi是滲碳鋼，滲碳鋼通常為含碳量為0.17%到0.24%的低碳鋼。汽車上多用其制造傳動齒輪。其淬透性較高，在保證淬透情況下，具有較高的強度和韌性，特別是具有較高的低溫沖擊韌性。20CrMnTi表面滲碳硬化處理用鋼。良好的加工性，特加工變

11、形微小，抗疲勞性能相當(dāng)好。硬度低但切削變形小，屬于易加工材料。從材料角度看，符合此零件加工的基本要求，切削加工性好。 20CrMnTi是一種應(yīng)用廣泛、用量很大的合金鋼，是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高，經(jīng)滲碳淬火后具有硬而耐磨的表面與堅韌的心部，具有較高的低溫沖擊韌性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面 30mm的承受高速、中等或重載荷、沖擊及摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。用于制造汽車、拖拉機中的截面積尺小于30mm的中載或重載、沖擊耐磨且高速的各種重要零件。20CrMnTi材料的力學(xué)性能如下：抗拉強度b (MPa)：1080(110) 屈服強度s (MPa)：835(

12、85) 伸長率5 ()：10 斷面收縮率 ()：45 沖擊功Akv (J)：55 沖擊韌性值kv (J/cm2)：69(7) 硬度：217HV 綜合所述，直接檔齒輪的毛坯選擇20CrMnTi 的鍛造件。1.6齒輪零件圖尺寸標(biāo)注分析畫圖和計算尺寸時，各面之問可以互相確定關(guān)系。但在工件上各面的形成卻是有嚴(yán)格的先后順序，尺寸的形成有嚴(yán)格的方向性、跟蹤性。此零件圖的標(biāo)注多為軸孔類零件標(biāo)注，對于有重要配合處，工件定位部分有較高的精度及形位公差要求。 為了明確的表達(dá)各個加工面，我們對各加工面進(jìn)行命名，如大端端面為D面，小端端面為B面。1.7檢驗說明在直接檔齒輪的加工過程中，要進(jìn)行如下的檢驗：齒坯加工后的檢

13、驗，熱處理后的檢驗和最終檢驗。前兩項為中間檢驗，是針對各加工項目進(jìn)行的；最終檢驗是作全面的檢查。為了保證檢驗準(zhǔn)確，檢驗前工件要清洗干凈。齒坯的檢驗：齒坯的加工質(zhì)量，在很大程度上影響齒輪的加工質(zhì)量，尤其是對定位基準(zhǔn)，要仔細(xì)的檢查齒輪加工完后的精度和表面粗糙度。不合格的齒坯不能流到下一道工序。成批生產(chǎn)時，一般要全部檢查，大量生產(chǎn)時，齒坯質(zhì)量穩(wěn)定時可做部分抽檢。 齒輪熱處理后的檢驗：對于有些齒輪熱處理后要進(jìn)行檢查以便找出熱處理時齒面的變形規(guī)律，以確定熱處理前切齒的技術(shù)要求。 齒輪的最終檢驗：齒輪精度的驗收可根據(jù)齒輪副的使用要求和生產(chǎn)規(guī)模，按GB/T 10095-2008中的規(guī)定在各公差組中，任選一個

14、檢驗組來檢驗。1.8齒輪的加工工藝分析 1、零件的內(nèi)腔與外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸尤其是加工面轉(zhuǎn)接處的凹圓弧半徑，一根軸上直徑差不大的各軸肩處的退刀槽寬度等最好統(tǒng)一尺寸。 2、內(nèi)槽及緣板之間的轉(zhuǎn)接圓角半徑不應(yīng)過小這是因為此處圓角半徑大小決定了刀的直徑，而刀具直徑的大小與被加工工件輪廓的高低影響著工件加工工藝性的好壞。 3、銑削零件底平面時，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大，圓甬半徑r越大，銑刀端刃銑削平面的能力就越差，效益也越低。 零件結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，零件的部分加工面精度要求較高，所以此零件的加工有一定難度。從零件的尺寸和形狀位置要求來看主要保證工件的表面粗糙度。 對于端面及齒面的加工，采用數(shù)

15、控車床進(jìn)行粗車和精車可以達(dá)到加工要求； 粗糙度要求較高的加工表面在粗車和精車之后通過精磨達(dá)到最終加工要求； 內(nèi)孔的光潔度及尺寸公差要求均較高，可以用先粗車，后精車，最后精磨,從而達(dá)到加工要求；最后采用強力噴丸機及電鍍磷化處理提高工件的使用性能及耐磨性。32齒輪毛坯的設(shè)計2.1毛坯種類的確定毛坯種類的不同，決定零件的材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)及生產(chǎn)中獲得的可能性。對于汽車傳 力齒輪的毛坯而言其結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，此零件毛坯外形比較簡單，故一般采用模鍛件，當(dāng)孔徑大于25mm，長度不大于孔徑的兩倍，內(nèi)孔一般直接鍛出。另外作為變速器齒輪在工作過程中要求承受的作用，所以要使毛坯內(nèi)部纖維對稱于軸線，以提高材料

16、的強度，故采用胎鍛毛坯。2.2毛坯的工藝要求2.2.1毛坯加工余量與公差加工余量是指加工過程中，所切去的金屬層厚度。加工余量有工序余量和加工總余量（毛坯余量）之分。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差；加工總余量（毛坯余量）是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計尺寸之差。對于本次課程設(shè)計零件。參考切削用量簡明手冊加工余量中的毛坯的機械加工余量的相關(guān)信息，對于此次直接檔齒輪的軸向加工余量選取如下： 胎膜鍛件加工余量與公差（JB/T9179.1-1999）a= b= mmc= mm止口的余量為mm特殊要求：1錯差不大于1.00mm；2. 表面缺陷不大于1.00mm；3殘余飛刺不大于1.00mm；技術(shù)要求：1.

17、未注明內(nèi)拔模角為7度，外拔模角為3度2未注明圓角為R2。2.2.2拔模斜度模鍛斜度是為了便于拔模，塑件壁在出模方向上應(yīng)具有傾斜角度。模鍛斜度的要求如下： 1、制品精度要求越高，拔模斜度應(yīng)越小。 2、尺寸大的制品，應(yīng)采用較小的拔模斜度。 3、制品形狀復(fù)雜不易拔模的，應(yīng)選用較大的斜度。 4、制品收縮率大,斜度也應(yīng)加大。 5、增強塑料宜選大斜度，含有自潤滑劑的塑料可用小斜度。 6、制品壁厚大，斜度也應(yīng)大。 7、斜度的方向，內(nèi)孔以小端為準(zhǔn)，滿足圖樣尺寸要求，斜度向擴大向取得；外形則以大端為準(zhǔn)，滿足圖樣要求，斜度向偏小方向取得。一般情況下拔模斜度?？刹皇苤破饭顜У南拗疲呔人芗陌文Ｐ倍葎t應(yīng)當(dāng)在公差

18、帶內(nèi)。在此零件中，在有頂出裝置模具內(nèi)鍛造時，模鍛外部斜度3，內(nèi)部拔模斜度為7。2.2.3圓角半徑鑄造圓角是不可忽視的工藝要求，因尖角砂在澆注時容易造成沖砂、砂限和粘砂等缺陷，而且轉(zhuǎn)角沒有圓角過渡的鑄件，會因容易產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力而裂開。所以為了便于金屬在型槽內(nèi)流動和考慮模鍛強度，在模鍛件的轉(zhuǎn)角處，應(yīng)當(dāng)帶有適當(dāng)?shù)膱A角。經(jīng)查表，外圓角半徑選取R2，內(nèi)圓角半徑選取R4。毛坯圖參考A2圖紙齒輪毛坯。3齒輪工藝規(guī)程設(shè)計3.1工藝路線的制定3.1.1加工方法的選擇所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法加工經(jīng)濟精度、零件材料可加工性、工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，生產(chǎn)類型及工廠現(xiàn)有身產(chǎn)條件。加工表面技術(shù)要求是決定表面加工方法

19、最重要因素。這些技術(shù)要求零件設(shè)計圖樣上所規(guī)定以外，還包括基準(zhǔn)不重合而提高對某些表面加工要求，以及選擇作為精基準(zhǔn)而可能對其提出更高加工要求。加工表面技術(shù)要求，首先選擇能保證該要求最終加工方法，然后依次向前選定各預(yù)備工序加工方法。主要加工表面工藝路線安排如下：齒：粗車-精車-滾齒-磨齒齒輪內(nèi)孔：粗車-半精-精車-磨削3.1.2 加工工藝路線在對齒輪零件圖各種加工要求分析之后，決定采用以下工藝路線對齒輪毛坯進(jìn)行加工：上料粗車大小端端面、外圓粗車內(nèi)孔、倒角精車大小端端面、外圓，倒角精車內(nèi)孔、倒角銑鍵槽檢測滾齒齒端倒角清洗滲碳精磨內(nèi)孔檢測磨齒對齒面進(jìn)行強力噴丸磷化處理檢測3.1.3加工階段的劃分對于那些

20、加工質(zhì)量要求較高或較復(fù)雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為以下幾個階段：1、粗加工階段：主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，包括粗車小端外圓到粗車倒角，其關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率，可進(jìn)行幾次粗加工。2、半精加工階段：完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準(zhǔn)備，包括半精車內(nèi)孔。3、精加工階段：保證各主要表面達(dá)到圖樣要求，包括精車小端外圓到精車大端端面，其主要發(fā)問題是如何保證加工質(zhì)量。4、光整加工階段：對于表面粗糙度要求很細(xì)和尺寸精度要求很高的表面質(zhì)量，還需要進(jìn)行光整加工階段。包括磨內(nèi)孔及大端端面、磨小端端面、磨齒，這個階毀的主要目的是提高表面質(zhì)量，一般不能用于提高形狀精度和位置精度。5、最終加工階

21、段：根據(jù)變速器的工作狀態(tài)和環(huán)境，需增加齒輪的強度和耐腐蝕性，所以在光整階段后還要對齒輪進(jìn)行最終處理，包括對齒面進(jìn)行強力噴丸、電鍍磷化處理。3.1.4 工序的分散與集中工序集中：把加工內(nèi)容集中在一個工序，一臺設(shè)備上進(jìn)行，工序集中便于提高生產(chǎn)率，減少裝夾次數(shù)，便于保證各加工表面之間的形狀位置公差，有利于組織生產(chǎn)和計劃工作。為保證每一道工序所保證的工序尺寸，有時需將一個大的工序拆成幾個小工序?？傊瑢τ谥苯訖n齒輪的加工可以分以上幾個階段進(jìn)行不同工位的加工。3.1.5定位基準(zhǔn)的選擇1、定位基準(zhǔn)包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇有兩個出發(fā)點：（1）是保證各表面有足夠且均勻的加工余量；（2）是保證不加工表面

22、與加工表面間的尺寸和位置符合設(shè)計要求。2、精基準(zhǔn)的選擇主要考慮以下幾個方面：（1）是盡可能選擇用設(shè)計基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)：（2）是盡可能選用同一組定位基準(zhǔn)加工各個表面，即遵守“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則：（3）是應(yīng)保證工件的裝夾穩(wěn)定可靠，機床夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾操作方便。根據(jù)上述基準(zhǔn)的選擇原則，粗基準(zhǔn)用未加工過的毛坯表面做基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)用以加工過的表面做基準(zhǔn)。具體基準(zhǔn)的選擇如下：粗基準(zhǔn)：用未加工過的毛坯表面做基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)：用已加工過的表面做基準(zhǔn)。粗車右端面以大端外圓軸線作為基準(zhǔn)夾緊，以左端面作為軸向的定位基準(zhǔn)；粗車左端面以大端外圓軸線作為基準(zhǔn)央緊，以右端面作為軸向的定位基準(zhǔn)；精車左右各個面選擇同上；

23、滾齒以內(nèi)孔軸線作為定位基準(zhǔn)；磨削內(nèi)孔以齒分度圓圓心作為定位基準(zhǔn)。3.1.6熱處理工序的安排為了提高硬度和加工性便于切削，減少工件材料中的內(nèi)應(yīng)力故采用正火處理。為了便于加工，正火處理應(yīng)該安排存粗加工之前，毛坯鍛造之后。為了保證零件工作正常，應(yīng)該使外部較硬而心部較韌，因此采用滲碳淬火，為了粗車和半精車時方便加工，保證滲碳深度的均勻，將滲碳安排在粗加工之后，磨削加工之前。3.1.7輔助工序的安排1、檢驗工序分別有：中間檢查、熱處理前檢查、最終檢查。中間檢驗安排在滾齒在粗加工之后，熱前加工安排在滲碳淬火之前，最終檢驗放在所有工序都完成之后。2、加工后對A齒噴丸處理集磷化處理，以改變工件的表面物理化學(xué)性

24、能，使齒輪外部較硬而心部較韌。3、20CrMnTi為低碳合金，采用正火處理，有利于提高機械加工性能，可以減小工件內(nèi)的殘余應(yīng)力。正火處理要安排在毛坯鍛造完成之后，粗加工之前。該工件在工作過程中受力要求外部較硬而芯部較韌，因此采用滲碳淬火，為保證滲碳深度的均勻，將滲碳安排在磨削加工之前。4、為了保證齒輪的加工要求，熱處理前檢驗及對A齒進(jìn)行噴丸處理之前要對工件進(jìn)行清理。5.、滲碳深度的計算：根據(jù)試驗 , 滲層深度=0.71.1該工件成品尺寸為 52+0.025 0 mm現(xiàn)預(yù)備加工尺寸48+0.039 0mm。問題歸結(jié)為熱處理工藝應(yīng)如何確定滲層深度，方可保證在滲碳淬火后當(dāng)內(nèi)孔磨至尺寸52mm時,恰好能

25、保證成品的滲碳層深度正是所要求的0.71.1。顯然,這正是尺寸鏈計算所要解決的問題。顯然可見,是圖紙要求保證的滲碳層深度,是滲碳淬火后內(nèi)孔要磨削達(dá)到的尺寸即成品內(nèi)孔尺寸,是熱處理工藝上要確定的滲碳層深度,是預(yù)加工到的尺寸,是間接獲得的尺寸,是封閉環(huán),不難判斷是減環(huán), 、是增環(huán),如圖所示。根據(jù)尺寸鏈的計算公式方 ：=-=-圖 尺寸鏈?zhǔn)街校?；封閉環(huán)最大及最小極限尺寸 ；增環(huán)最大及最小極限尺寸 ；減環(huán)最大及最小極限尺寸因而可列出：1.1= +(29.539-30)/2 0.7= +(29.5-30.025)/2 因為是半徑尺寸，所以除以2，解得： = 1.3305 = 0.9625 因此，熱處理工藝

26、上應(yīng)確定的滲層深度為0.961.33mm 。3.2工藝規(guī)程的設(shè)計總工藝路線：00 鍛造毛坯、熱處理10 10-1粗車小端端面，保證工序尺寸20mm 10-2粗車大端端面，保證工序尺寸24mm 10-3 粗車小端外圓至 72mm 10-4粗車大端外圓至149.97mm 10-5粗車內(nèi)孔至尺寸51mm 10-6車倒角245 20 20-1精車小端端面，保證工序尺寸19mm 20-2精車大端端面，保證工序尺寸23mm 20-3精車小端外圓，保證工序尺寸70mm 20-4精車大端外圓，保證工序尺寸148.97mm 20-5精車內(nèi)孔，保證工序尺寸51.7mm 20-6倒角，保證工序尺寸4530 銑內(nèi)孔鍵

27、槽，保證工序尺寸：槽寬10mm，內(nèi)孔帶槽55.6mm40 檢驗尺寸，測量內(nèi)孔，平面度公差0.0150 滾齒，保證工序尺寸：模數(shù)3.5 ，齒全高8.30mm ，齒頂高3.0mm 原始齒形位移-0.5mm60 滲碳0.71.1mm70 精磨內(nèi)孔，保證工序尺寸52mm 80 檢驗尺寸，測量內(nèi)孔，平面度公差0.0190 90-1清洗零件 90-2漂洗零件 90-3吹干零件100 對齒面進(jìn)行強力噴丸110 磷化處理120 最終檢驗尺寸，測量內(nèi)孔130 130-1對零件進(jìn)行稱重 130-2對零件進(jìn)行編號 130-3分檢零件140 140-1對零件進(jìn)行上油 140-2入庫 3.3有關(guān)工序機床、夾具、量具的選

28、擇說明3.3.1機床的選擇 數(shù)控機床主要規(guī)格的尺寸應(yīng)與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)。即小的工件應(yīng)當(dāng)選擇小規(guī)格的機床加工，而大的工件則選擇大規(guī)格的機床加工，做到設(shè)備的合理使用。機床結(jié)構(gòu)取決于機床規(guī)格尺寸、加工工件的重量等因素的影響。下表列出了數(shù)控設(shè)備最常見的重要規(guī)格和性能指標(biāo)。具體選擇見3.3.43.3.2切削刀具的選擇20CrMnTi屬于易加工合金鋼，硬度較低，各種機床所帶有的通用刀具就可以滿足加工需求。具體選擇見3.3.43.3.3量具的選擇正確合理的選用量具是保證產(chǎn)品零件質(zhì)量的重要條件之一。但選擇量具要考慮多方面的因素。例如，測量誤差和加工誤差之間的分配，被測對象的精度要求，結(jié)構(gòu)尺寸的大小、形狀、

29、重量和所用的材料，加工的工藝條件、批量、使用測量器具的精確度和經(jīng)濟性等等。因此選擇量具是一個比較復(fù)雜的問題。要正確合理地選用量具，必須根據(jù)實際情況進(jìn)行具體分析。本文以保證測量精度為前提，并考慮經(jīng)濟，操作使用方便等問題。具體選擇見3.3.41、單件小批量生產(chǎn)時，優(yōu)先選用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和節(jié)省生產(chǎn)費用。2、在成批生產(chǎn)時，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。3、零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時問。4、夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、關(guān)緊機構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）。5、為提高數(shù)控加工的效率，批量較

30、大的零件加工可以采用多工位、氣動成液壓夾具。此外，為了提高數(shù)控加工的效率，在成批生產(chǎn)中還可以采用多位、多件夾具。例如存數(shù)控銑床或立式加工中心的工作臺上，可以安裝組合夾具。在此零件的加工過程中，除了滾齒，插齒與各個面的磨削加工需要設(shè)計專用的夾具外，其他加工工序只需要通用夾具即可（如三爪卡盤）。具體選擇見3.3.43.3.4各工序機床、夾具、刀具、量具匯總00毛坯鍛造： 夾具：毛坯型模10齒坯加工： 機床：S3-242數(shù)控車床 夾具：通用三爪卡盤 刀具：車刀（具體型號見標(biāo)準(zhǔn)） 量具：長度測量用游標(biāo)卡尺，角度測量用角度樣板20銑內(nèi)孔鍵槽： 機床：銑床 夾具：通用三爪卡盤 刀具：銑刀（具體型號見標(biāo)準(zhǔn)）

31、 量具：長度測量用游標(biāo)卡尺，角度測量用角度樣板30精車齒輪： 機床：S3-242數(shù)控車床 夾具：通用三爪卡盤 刀具：車刀（具體型號見標(biāo)準(zhǔn)） 量具：長度測量用游標(biāo)卡尺，角度測量用角度樣板40中間檢測： 量具：游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺50滾齒： 機床：YBA3132高效滾齒機 夾具：滾齒專用夾具 刀具：滾齒刀（具體型號見標(biāo)準(zhǔn)） 量具：萬能測齒儀60磨： 機床：F115內(nèi)孔端面磨床 夾具：MJ-01磨床專用夾具 刀具：砂輪（具體型號見標(biāo)準(zhǔn)） 量具：粗糙度樣板70二次檢測： 量具：游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺80清洗： 機床：齒輪專用高清潔度清洗機90齒面噴丸： 機床：HC-34強力噴丸機100磷化110最終檢測

32、： 量具：萬能測齒儀、游標(biāo)卡尺、角度樣板、專用量具（檢查形狀位置公差等） 4加工工藝的計算及工藝文件4.1齒輪加工切削用量的選擇用切削方法制造齒輪仍然是廣泛應(yīng)用的一種加工方法，其中滾齒、插齒最為普遍。齒輪加工切削用量的選擇應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性、工件要求精度和表面粗糙度以及模數(shù)等因素綜合考慮。齒輪加工切削用量的選擇可按下列步驟進(jìn)行。（1） 決定切齒深度和走刀次數(shù)。滾齒時，一般中等模數(shù)的齒輪多采用一次走刀切至全齒深。但模數(shù)大于4mm的齒輪，或者機床功率不足，或者工藝系統(tǒng)剛性較差時，可以分兩次走刀切削。第一次切齒深度取為1.4m（m為齒輪模數(shù)），第二次再切至全齒深。當(dāng)模數(shù)大于7mm時，就要分三次切至全

33、齒深。（2） 決定進(jìn)給量。齒輪滾刀、模數(shù)銑刀、插齒刀、花鍵滾刀和蝸輪滾刀加工的的進(jìn)給量查表。（3） 決定切削速度。齒輪加工時的切削速度可按公式式中 切削速度（m/s）； 系數(shù)， m齒輪模數(shù)（mm）； f進(jìn)給量（mm/r）還可查表得到，并按機床說明書找出適當(dāng)?shù)拿糠昼娹D(zhuǎn)數(shù)（滾齒或插齒），再按此速度求出實際切削速度。（4）決定切削功率。金屬切削率可以用下式計算式中 單位是I間內(nèi)的金屬切除量（）； v切削速度（m/s）； f進(jìn)給量（mm/r）； 切削深度（mm）（5） 計算基本工時。計算公式為式中 單件基本工時（min）； B齒寬（mm）； 滾到螺旋角（）； z齒輪齒數(shù)； q滾刀刀頭數(shù)； 主軸轉(zhuǎn)速（r

34、/min）； f進(jìn)給量（mm/r）； D滾刀直徑（mm）； h齒全高（mm）4.2滾齒切削用量計算（1） 背刀量。因為模數(shù)m=3，所以采用一次切至全齒深，即=h=8.30mm。（2） 進(jìn)給量。查表得f=2.03.0mm/r，選用f=3.0mm/r。（3） 切削速度。查表得 ；則=m/s=0.396m/s（4） 基本工時。已知B=23mm，=，h=8.30mm，z=36，q=1，查YBA3132高效滾齒機說明書得D=32mm，=200r/min；則=mm=16.025mm=min=2.704min5滾齒夾具設(shè)計5.1專用機床夾具設(shè)計的基本要求和步驟5.1.1對專用機床夾具設(shè)計的要求1、保證工件加

35、工的各項技術(shù)要求。保證工件加工的各項技術(shù)要求是設(shè)計專用機床夾具的最基本要求，包括正確確定定位方案、央緊方案，正確確定的對刀、導(dǎo)向方式和合理制定專用機床興具的技術(shù)要求等。 2、專用機床夾具的結(jié)構(gòu)與其用途和生產(chǎn)類型要相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中，專用機床夾具的主要功用是為保證工件的加工要求和具有一定的生產(chǎn)率。為保證較高的生產(chǎn)率，可以采用機動夾緊裝置，如氣動、液壓等機動夾緊裝置。中小批生產(chǎn)中，由于受到生產(chǎn)條件的限制，為達(dá)到良好的經(jīng)濟性和發(fā)揮專用機床夾具的功能，以保證工件的加工要求為主，應(yīng)盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單，廣泛使用單件加工和手動加精結(jié)構(gòu)；在條件允許的情況下，也可考慮采用可調(diào)整機床夾具、成組夾具和組合夾具

36、等。 3、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化夾具零部件。盡量采用結(jié)構(gòu)成熟的標(biāo)準(zhǔn)夾具元件、標(biāo)準(zhǔn)的夾緊結(jié)構(gòu)等減少非標(biāo)準(zhǔn)零件，以提高夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度，縮短夾具的設(shè)計和制造周期，提高夾具設(shè)計質(zhì)量和降低夾具的制造周期及制造成本。4、夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度、強度和良好的穩(wěn)定性。為保證工件加工精度要求和夾具本身的精度不受破壞，以及加工中央具不發(fā)生振動等，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較高的剛度和強度。夾具安裝在機床工作臺上應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性為此需要注意夾具底面輪廓尺寸與夾具高度尺寸應(yīng)適當(dāng)成一定比例。 5、保證使用方便和安全。為便于操作，夾緊機構(gòu)的操作手柄一般應(yīng)放在右側(cè)或前面。為便于關(guān)緊工作，操縱夾緊手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應(yīng)有足夠的活動空間。

37、要防止關(guān)緊機構(gòu)的活動件與機床、刀具相碰撞。因此在設(shè)計時要認(rèn)真查閱機床數(shù)據(jù)。同理，還要考慮清除切削方便、安全。 6、具有良好的工藝性。所設(shè)計的專用機床夾具應(yīng)便于制造、裝配、檢測、調(diào)整和維修。對于夾具上精度要求高的位置尺寸和位置公差，應(yīng)考慮能否在裝配后以組合件的方式直接加工保證，或依靠裝配時用調(diào)整的方法得到保證。5.1.2專用機床夾具的設(shè)計步驟1、收集和研究有關(guān)資料 在設(shè)計之前必須認(rèn)真研究有關(guān)資料，包括零件圖樣和夾具設(shè)計任務(wù)書等技術(shù)文件，了解零件的功能、結(jié)構(gòu)特點、材料、對本工序的加工要求和生產(chǎn)類型等，以及本工序使用的機床和刀具。分析研究設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的定位基準(zhǔn)和加工要求等內(nèi)容。 2、確定夾具的結(jié)

38、構(gòu)方案 確定夾具結(jié)構(gòu)方案時，主要完成以下工作內(nèi)容：（1)確定工件的定位方； （2)確定刀具的對刀、導(dǎo)向方式； （3)確定工件的夾緊方案； （4)確定夾具其他組成部分的結(jié)構(gòu)形式； （5)確定夾具體的形式和夾具的整體結(jié)構(gòu)。3、繪制夾具的裝配草圖和裝配圖樣 夾具總圖繪制比例除特殊情況外，一般均應(yīng)按1：1繪制，以使所設(shè)計的夾具具有良好的直觀性?？倛D的主視圖，應(yīng)選擇與操作者正對的位置。夾具裝配圖樣可按如下順序繪制：將工件視為透明體用雙點劃線畫出工件輪廓、定位基準(zhǔn)、夾緊面和加工表面：畫出定位元件和導(dǎo)向元件；按關(guān)緊狀態(tài)畫出夾緊裝置；畫出其他元件或機構(gòu)；最后畫出夾具體，把上述各組成部分聯(lián)結(jié)成一體，形成完整的夾具；標(biāo)注必要的尺寸、配合和技術(shù)條件；對零件編序號，填寫零件明細(xì)表和標(biāo)題欄等。 4、繪制夾具零件圖樣 對裝配圖樣上的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要繪制零件圖樣，視圖盡可能與裝配圖樣上的位置一致。 5、編寫專用機床夾具設(shè)計說明書。5.1.3專用機床夾具的制造精度使用專用機床夾具裝夾工件的目的之一，就是為保證工件被加工表面的位置尺寸和位置公差等要求。專用機床夾具的制造精度是保證上述加工要求的基礎(chǔ)。因此在夾具設(shè)計時，應(yīng)正確規(guī)定夾具的制造精度。專用機床夾具制造精度主要包括以下內(nèi)容： 1、具各定為元件本身的制造位置