齿轮零件说明指导书.doc

机 械 制 造 工 艺 学
课程设计阐明书
设计题目 设计“齿轮”零件机械加工工艺规及工艺装备
前言
机械制造工艺学课程设计是在咱们学完了大学所有基本课、技术基本课以及大某些专业课之后进行。这是咱们对所学课程一次进一步综合性总复习，也是一次理论联系实践训练，因而，它在咱们三年大学生活中占有重要地位。
就我个人而言，我但愿通过这次课程设计对自己将来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题能力所限，设计尚有许多局限性之处，恳请教师予以指教。

一、零件分析

（一）零件作用
齿轮是一种能量传递机构，理论上积极轮能量等于从动轮能量。重要作用：
速度变换：由于齿轮运动时严格按照齿数传动，因而从动轮速度与积极轮有可知比列关系。
增大（减小）扭矩：扭矩是力与力臂乘积。不不大于积极轮从动轮更能提供大扭矩，固然转速会减少（能量守恒）。
（二）零件工艺分析
1、基准选取
对于齿轮加工基准选取常因齿轮构造形状不同而有所差别。
（1）带轴齿轮重要采用顶点孔定位：对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口斜面定位；孔径大时则采用锥堵。顶点定位精度高，且能作到基准重叠和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用如下两种定位、夹紧方式。
（2）以内孔和端面定位 这种定位方式是以工件内孔定位，拟定定位位置，再以端面作为 轴向定位基准，并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重叠，定位精度高，适合于批量生产。但对于夹具制造精度规定较高。
（3）以外圆和端面定位 当工件和加剧心轴配合间隙较大时，采用千分表校正外圆以拟定中心位置，并以端面进行轴向定位，从另一端面夹紧。这种定位方式因每个工件都要校正，故生产率低；同步对齿坯内、外圆同轴规定高，而对夹具精度规定不高，故合用于单件、小批生产。
综上所述，为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足如下规定：
1)应选取基准重叠、统一定位方式；
2)内孔定位时，配合间隙应近也许减少；
3) 定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度规定。
2、零件技术条件重要分如下两种：
1）零件表面粗糙度和加工精度
齿面粗糙度Ra 1.6，左端面、Φ20外圆表面及内孔Φ10mm粗糙度为Ra3.2，加工精度IT7~IT8；
2）各表面间位置精度如零件图所示
左端面对于定位基面Φ20定位基准垂直度为0.03。
齿轮齿顶圆对于定位基准面Φ20定位基准圆跳动为0.02。
3）定形尺寸规定
齿轮最大圆满足Φ32.5h11，宽度满足mm
内孔尺寸满足Φ10H7
工件长度满足mm
3、齿轮加工工艺过程大体可以划分如下几种阶段：
（1)齿轮毛坯形成：锻件、棒料或铸件；
（2)粗加工：切除较多余量；
（3)半精加工：车、滚、插齿；
（4)精加工：精修基准、精加工齿形
二、工艺规程设计
（一）毛坯拟定
从轴受力分析可知，它受扭转——弯曲复合伙用力，由于其承受中档载荷，工作又较平稳，冲击力很小，因此可采用优质构造钢45号钢，坯料用热轧圆钢。为了改进组织，提高力学性能，坯料要通过正火热解决。
由于热轧钢是从炼钢厂直接出来，因此尺寸是固定。轴精度规定不高，精车就可以达到规定。在车外圆采用粗车——精车加工工艺。
毛坯加工工艺
工序名称
工序间余量/mm
经济精度/um
表面粗糙度/um
工序基本尺寸/mm
标注工序尺寸公差/mm
精车
0.4
H8
Ra0.6～2.5
32.5

粗车
2.8
H10
Ra14～320
32.9

毛坯

35
35
（二）制定工艺路线
制定工艺路线出发点，应当是使零件几何形状，尺寸精度及位置精度等技术规定能得到合理保证。生产大纲已拟定为大批生产状况下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使 工序集中来提高生产效率。除此之外还应当考虑经济效果，以便 使生产成本净量下降。
（三）重点工序阐明
本零件加工表面有个外圆、端面、孔、齿轮等，材料为45钢，以公差级别和粗糙度选取加工工艺。
外圆加工工序：粗车→精车
由于毛坯选用是热轧钢，Φ20mm外圆未标注公差尺寸，依照GB 1800-79规定其公差级别为IT8。
钻孔工序：钻孔→扩孔→铰孔
Φ10mm孔，未标注公差级别，公差级别按IT7，表面粗糙度为Ra3.2um,需要先钻孔再扩孔，钻孔为通孔。
（四）工艺路线制定
工序一：以Φ35外圆为粗基准，粗车、精车毛坯端面
工序二：粗车外圆至Φ32.9mm
工序三：精车外圆至Φ32.5mm
工序四：粗车外圆至Φ20.4mm
工序五：精车外圆至Φ20mm
工序六：加工倒角
工序七：切断
工序八：粗车，精车端面使齿轮宽为15mm，倒角2X45°
工序九：钻孔Φ8mm
工序十：扩孔至Φ9.6mm
工序十一：铰孔至Φ10mm，深度为通孔
工序十二：齿轮加工
（五）加工余量拟定
工艺路线拟定后来，应当定每道工序加工余量、工序尺寸及其公差。工序尺寸是工件加工过程中，各个工序应保证加工尺寸，工序尺寸容许变动范畴就是工序尺寸公差。工序尺寸拟定与工序加工余量有密切关系。
零件图上尺寸和公差就是最后工序尺寸和公差。可以用“倒推”办法，将此尺寸加上此工序余量，就是上一工序工序尺寸。
如图可知，最大直径为Φ32.5mm，其公差为IT8，由于坯料石热轧圆钢，其直径便不能随意拟定一种尺寸，必要依照型材规格 表选用适当直径。查表2-74，选用坯料直径Φ35mm。总加工余量为35-32.5=2.5mm.
考虑到粗、精加工分阶段进行，在粗车时应切去大某些余量，故取粗车加工余量为2.8mm，那么精车加工余量为总得加工余量减去粗车加工余量，即2.5-2.1=0.4mm。
三、各工序切削用量选取及工时计算
工序一：以Φ35外圆为粗基准，粗车、精车毛坯端面
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140型卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：YT5硬质合金可转位车刀
（2）拟定背吃刀量：依照下料尺寸，粗车分一次走刀。粗车时，取=1.3mm。
查表，f=0.6～0.7mm/r，取f=0.6mm/r。
查表，切削速度计算公式为：
； Kv= K料VKkvK前vK皮vK刀vK方v
由于 >f，取刀具主偏角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。
因此，
=15.6（m/min）
（3）拟定机床主轴转速
=141.8(r/min)
精车端面时分一次走刀。取=0.7mm。
V=
=29.0(m/min)
=263.7(r/min)
工序二：粗车外圆至Φ32.9mm
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：YT5硬质合金可转位车刀
（2）拟定背吃刀量：粗车双边余量为2.8mm，显然为单边余量，=2.8/2=1.4mm。
（3）拟定进给量
在粗车钢料刀杠尺寸为B×H=20mm×30mm,ap≤ 3 mm。
查表，工件直径为60mm时，f=0.6-0.7mm/r，选取f=0.6mm/r。
（4）切削速度计算公式
V=；>f，取刀具主偏角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
V=
=14.5m/min
=131.8(r/min)

工序三：精车外圆至Φ32.5mm
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：YT5硬质合金可转位车刀
（2）拟定背吃刀量：=0.5/2=0.25mm
查表，f=0.2-0.3mm/r,取f=0.2mm/r。
查表，Cv=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；
=112.7m/min
1024.9(r/min)
工序四：粗车外圆至Φ20.4mm
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：YT5硬质合金可转位车刀 ，尺寸20X30。
（2）拟定背吃刀量：=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=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）工时计算
49/0.5=98r
98/104.9=56s
工序五：精车外圆至Φ20mm
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：YT5硬质合金可转位车刀 ，尺寸20X30。
（2）拟定背吃刀量：=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 =1.05，K皮v =1.0，K刀v =1.0，K方v=1.9；
V=
=16.5m/min
n==131.5(r/min)
工序六：加工倒角
倒C2角共到处，未标注倒角C1
工序七：切断
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：YT5硬质合金切断刀 ，取刀杆尺寸12X20，刀宽度5mm，刀头长度35mm。
查表，f=0.19-0.25mm/r,取f=0.2mm/r。Vc=62m/min,
=492.5(r/min)
工序八：粗车，精车端面使齿轮宽为15mm，倒角2X45°
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140型卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：YT5硬质合金可转位车刀
（2）拟定背吃刀量：依照下料尺寸，粗车分一次走刀。粗车时，取=2mm。
f=0.6～0.7mm/r，取f=0.6mm/r。切削速度计算公式为：
；>f，取刀具主偏角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；
因此，

=10.1m/min
（3）拟定机床主轴转速
=98.9（r/min)
半精车端面时分一次走刀。取=1mm。

=20.3m/min
=198.8(r/min)
工序九：钻孔Φ8mm
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140型卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：硬质合金YG8钻头
查表，选取进给量 f=0.35mm/r ；
选取切削速度V=55.8m/min；
=1220.2(r/min）
工序十：扩孔至Φ9.6mm
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140型卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：高速钢钻头W18Cr4V
查表，选取进给量 f=0.6mm/r
选取切削速度V=30.6m/min
n==1420.4(r/min）
工序十一：铰孔至Φ10mm，深度为通孔
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：CA6140型卧式车床
夹具：三爪自定心卡盘
刀具：硬质合金机铰刀
查表，选取进给量 f=0.5mm/r
选取切削速度V=24m/min
n==763.9(r/min）
工序十二：齿轮加工
（1）加工条件
工件材料：热轧钢（45）
机床：Y5120A型插齿机
夹具：专用夹具
刀具：插齿刀
齿轮齿面粗糙度Ra=1.6，属于7-8级精度。
（2）选取加工方案
插齿-齿端加工-淬火
查表，选取圆周进给量：f=0.4mm/dst
查表，选取切削速度： V=0.33m/s