齒輪零件說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(zhuān)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)格按照齒數(shù)

2、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（減小）扭矩：扭矩是力與力臂的乘積。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

3、準(zhǔn)、裝配基準(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

4、兩種：1）零件的表面粗糙度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10mnm勺粗糙度為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°0.24 mm內(nèi)孔尺寸滿足10H7工件長(zhǎng)度滿足5000.28 mm3、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(chē)、滾、插齒；(4) 精加工：精修基準(zhǔn)

5、、精加工齒形二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)(一)毛坯的確定從軸的受力分析可知，它受扭轉(zhuǎn)一一彎曲復(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(chē)就可以達(dá)到要求。在車(chē)外圓采用粗車(chē)精車(chē)的加工工藝。毛坯的加工工藝工序名工序間經(jīng)濟(jì)精表面粗工序基標(biāo)注工稱余量 /mm度/um糙度/um本尺寸序尺寸/mm公差/mm精車(chē)0.4H8Ra0.6 32.52.5粗車(chē)2.8H10Ra14 32.9320毛坯+ 23535（二）制定工藝路線制定工藝

6、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(zhuān)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、孑L、齒輪等，材料為 45鋼，以公 差等級(jí)和粗糙度選擇加工工藝。夕卜圓加工工序：粗車(chē)-精車(chē)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)GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)為IT8。鉆孔工序：鉆孔-擴(kuò)孔-鉸孔10mn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)

7、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(chē)、精車(chē)毛坯的端面工序二：粗車(chē)外圓至32.9mm工序三：精車(chē)外圓至32.5mm工序四：粗車(chē)外圓至20.4mm工序五：精車(chē)外圓至20mm工序六：加工倒角工序七：切斷工序八：粗車(chē)，精車(chē)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

8、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?？梢杂谩暗雇啤钡?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(chē)時(shí)應(yīng)切去大部分余量，故取粗車(chē)的 加工余量為2.8mm那么精車(chē)的加工余量為總得加工余量減去粗車(chē)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(chē)、精車(chē)毛坯的端

9、面(1) 加工條件工件材料：熱軋鋼(45)機(jī)床：CA6140型臥式車(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(2) 確定背吃刀量ap :根據(jù)下料尺寸，粗車(chē)分一次走刀。粗車(chē)時(shí)，取ap=1.3mm查表，f=0.6 0.7mm/r，取 f=0.6mm/r。查表，切削速度的計(jì)算公式為：VCm G Y kv ; Kv= K 料 VKkvK前 vK 皮 vK 刀 vK 方 vTmapXvf Yv因?yàn)閍P>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/ b

10、,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 , b >=588Mpa,取 b =660Mpa。所以，292Vc贏喬735 1.0 1. 05 1.0 1.0 1. 9 =15.627000.181. 30. 150. 60.3660(m/mi n)(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns1000/cd=141.8(r/mi n)精車(chē)端面時(shí)分一次走刀。取ap=0.7mm292Vc=27000'180.7 0.15 0.60'3660735 1.0 1.05 1.0 1.0 1.9=29.0(m/mi n)n

11、s1000Vcd=263.7(r/mi n)工序二：粗車(chē)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(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(2) 確定背吃刀量ap :粗車(chē)雙邊余量為 2.8mm顯然aP為單邊余量，弘=2.8/2=1.4mm。(3) 確定進(jìn)給量在粗車(chē)鋼料刀杠尺寸為 BX H=20mm 30mm,ap 3 mm。查表，工件直徑為 60mn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CV=kv ; ap>f，取刀具的主偏角 Kr=45°, Kr'=0 ° .Tma

12、pXvfYV查表，Cv=292, Xv=0.15, Yv=0.3, m=0.18, t=2700,K料 7=735/ b, Kkv=1.0, K前 v =1.05, K皮 v =1.0, K刀 v =1.0, K方 v=1.9麗麗735 1.0 1.05 1.0 1.0 1.9Vc = 2700 '1.4 0.15 0.6 . 660=14.5m/minns1000Vcd=131.8(r/mi n)工序三：精車(chē)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(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀a（2）確定背吃刀量 ap: p =0.5/2

13、=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/ b, Kkv=1.0, K前 v =1.05, K皮 v =1.0, K刀 v =1.0, K方 v=1.9 ；292Vc735 1.0 1. 05 1. 0 1.0 1. 927000.180.25 0. 15 0.20.3 660=112.7m/mi nns1000Vc""d1024.9(r/mi n)工序四：粗車(chē)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(chē)床

14、夾具：三爪自定心卡盤(pán)刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀，尺寸20X3（。（2）確定背吃刀量 ap: ap=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/ b, Kkv=1.0, K前 v =1.05, K皮 v =1.0, K刀 v =1.0, K方 v=1.9 ；227Vc735 1.0 1.05 1.0 1.0 1.936000'2 3. 25 0. 15 0. 50.35660=4.3m/minns100(Vcd=29.0(r/mi n)（3）工

15、時(shí)計(jì)算49/0.5=98r 98/104.9=56s工序五：精車(chē)外圓至20mm（1）加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀，尺寸20X30(2)確定背吃刀量ap: ap=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/ b, Kkv=1.0, K前 v =1.05, K皮 v =1.0, K刀 v =1.0, K方 v=1.9 ;22702預(yù)735 1.0 1.05 1.0 1.0 1.9Vc =

16、3600 '1 0.15 0.3 .660=16.5m/min1000Vcns= d =131.5（r/mi n）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(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)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,1000Vc “c 匚/ / ns=492.5（r/mi n）工序八：粗車(chē)，精車(chē)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：C

17、A6140型臥式車(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀（2） 確定背吃刀量ap :根據(jù)下料尺寸，粗車(chē)分一次走刀。粗車(chē)時(shí)，取ap=2mmf=0.60.7mm/r，取f=0.6mm/r。切削速度的計(jì)算公式為:VtCV -kv ； ap>f，取刀具的主偏角 Kr=45°, Kr'=0 ° .Tmap vf yv查表，Cv=292, Xv=0.15, Yv=0.3, m=0.18, t=2700,K料 V=735/ b, 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

18、(3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns1000Vcd=98.9 ( r/min)半精車(chē)端面時(shí)分一次走刀。取 ap=1mm=20.3m/minns1000/cd=198.8(r/mi n)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(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)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; 1000X55. 8nsX8=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(chē)床夾具：三爪自定心卡盤(pán)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/min1000X30.6ns= X9.6 =1420.