中間軸齒輪機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中間軸齒輪機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)學(xué) 號: 姓 名: 專 業(yè): 指導(dǎo)老師: 二零一一年五月摘 要 零件的結(jié)構(gòu)千差萬別，但基本都是由外圓、內(nèi)孔、平面、螺紋、齒面、曲面等組合很少有零件是由單一典型表面所組成的，其加工方法也較為復(fù)雜，軸齒輪是機(jī)械加工中常見的典型零件之一，而此設(shè)計(jì)是關(guān)于中間軸齒輪機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，把零件圖作為設(shè)計(jì)導(dǎo)向,綜合應(yīng)用自己所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)課程知識,和結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐分析,以及解決工程實(shí)際問題,其中包括零件圖樣分析,材料的分析，材料的選擇, 零件的工藝分析，零件的結(jié)構(gòu)工藝分析，技術(shù)要求，加工工藝性，毛坯的確定以及生產(chǎn)類型的確定，零件的基準(zhǔn)選擇，表面加工的選擇，加工順

2、序的安排，熱處理的安排，工序的劃分，重點(diǎn)工序的說明，工藝設(shè)備的選擇，工藝路線的分析比較，加工余量的確定，各工序切削用量的選擇及工時的計(jì)算,毛坯圖,零件圖的繪制以及數(shù)控加工工程序的編寫等, 最終完成零件加工的所有需考慮加工工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算方面的內(nèi)容。關(guān)鍵詞：軸齒輪 加工工藝 裝夾   Take toParts of the structure differ in thousands of ways, but are basically by the outer circle, inner hole, plane, thread, tooth, curved surface and the

3、 combination of few parts are made of a single typical surface composition, the processing method is also complex, gear processing machinery is one of some typical parts, and this design is on the intermediate shaft gear machining process design, the parts of the map as a design oriented, comprehens

4、ive use of their school mechanical design is relevant and professional knowledge, and combining with production practice analysis, and solving the practical engineering problems, including parts pattern analysis, material analysis, the choice of materials, parts of the process analysis, part of the

5、structure of technology analysis, technology requirements, processing technology, the rough determination and production type determination, parts of the datum selection, the choice of surface processing, processing sequence of the arrangement, heat treatment process arrangement, classification, key

6、 process, equipment selection, process analysis, determination of machining allowance, the process of cutting selection and calculation of working hours, rough graph, component drawing and NC processing programming, finished parts Work all need to consider process design and computational aspects.Ke

7、y words: gear processing clamp中間軸齒輪機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 圖一 中間軸齒輪工程圖 目 錄摘 要II第一章緒 論1第二章 零件分析5§ 2.1零件的結(jié)構(gòu)組成5§ 2.2零件的功用5§ 2.3零件材料的分析5§ 2.4零件的結(jié)構(gòu)工藝分析6§ 2.5零件的工藝分析6§ 2.6技術(shù)要求6§ 2.7加工工藝性7第三章 毛坯的確定8§ 3.1 毛坯的選擇8§ 3.2毛坯圖的設(shè)計(jì)8第四章 基準(zhǔn)的選擇10§ 4.1 基準(zhǔn)的概念和分類10§ 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇10第五章

8、 制定加工工藝路線11§ 5.1 加工階段的劃分11§ 5.2各加工階段的主要任務(wù)11§ 5.3 加工順序的安排12§ 5.4工藝設(shè)備的選擇12§ 5.5加工工藝設(shè)計(jì)14§ 5.6 工藝路線的分析與比較14§ 5.7各工序切削用量的選擇及工時的計(jì)算15第六章 工序卡 28第七章 工藝卡 29結(jié) 束 語30致 謝31參考文獻(xiàn)32第一章 緒 論選題背景及依據(jù)在現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)中，軸齒輪的種類繁多，它包括有高速軸齒輪、中間軸齒輪、低速軸齒輪等。§ 1.1、現(xiàn)今國內(nèi)使用情況：國內(nèi)的各種減速器多以軸齒輪傳動為主，但普遍都存在著傳

9、動比小，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，使用的材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器中的齒輪軸問題更突出，使用壽命不長?，F(xiàn)有的各類軸齒輪存在著消耗材料和能源較多，對于大傳動比的減速器中的軸齒輪，該問題更為突出。由于減速裝置在各部門中使用廣泛，因此，人們都十分重視研究軸齒輪這個基礎(chǔ)部件。不論在減小體積、減輕重量、提高效率、改善工藝、延長使用壽命和提高承載能力以及降低成本等等方面有所改進(jìn)的話，都將會促進(jìn)資源（包括人力、材料和動力）的節(jié)省。§ 1.2、需求狀況：中間軸齒輪是減速器的重要部分需求量很大，我國機(jī)械制造工業(yè)正處于高速增長階段。隨著國際市場的進(jìn)一步拓寬，而減速

10、器機(jī)在出口數(shù)量、品種、產(chǎn)品檔次、創(chuàng)匯額上將會有重大突破。特別是平動軸齒輪減速器由于體積小，重量輕，傳動效率高，將會節(jié)省可觀的原料和能源。§ 1.3、發(fā)展前景： 中國齒輪軸工業(yè)在“十五”期間得到了快速發(fā)展： 2008年1-10月，中國全部齒輪軸、傳動和驅(qū)動部件制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)累計(jì)工業(yè)總產(chǎn)值144529138千元，中國齒輪軸制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還存在自主創(chuàng)新能力不足、新品開發(fā)慢、市場競爭無序、企業(yè)管理薄弱、信息化程度低、從業(yè)人員綜合素質(zhì)有待提高等問題。現(xiàn)階段齒輪行業(yè)應(yīng)通過市場競爭與整合，提高行業(yè)集中度，形成一批大、中、小規(guī)模企業(yè)，通過技改，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪軸制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。十一五”末期，中國齒輪

11、軸制造業(yè)年銷售額可達(dá)到1300億元，在世界行業(yè)排名中達(dá)到世界第二。到2010年，中國齒輪制造業(yè)應(yīng)有各類機(jī)床總數(shù)約40萬臺，數(shù)控化率25%（高于機(jī)械制造全行業(yè)平均值17%）。十二五時期是中國齒輪行業(yè)發(fā)展的黃金期，未來十年，齒輪軸行業(yè)應(yīng)加快朝由大變強(qiáng)的目標(biāo)邁進(jìn)，調(diào)結(jié)構(gòu)、上水平是重要任務(wù)，也是目前行業(yè)亟待扭轉(zhuǎn)的關(guān)鍵問題。我國齒輪軸企業(yè)必須要在競爭中走向成熟。未來的競爭格局將是集團(tuán)化趨勢明顯，行業(yè)集中度提高;國際大企業(yè)重心轉(zhuǎn)移，應(yīng)采取有效措施，用信息技術(shù)改造提升齒輪軸行業(yè)，改變我國齒輪軸產(chǎn)品檔次低和經(jīng)濟(jì)效益不高的狀況，推動計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等在齒輪軸行業(yè)的應(yīng)用，形成強(qiáng)大的先進(jìn)裝備制造體系等。確保我國自

12、主創(chuàng)新技術(shù)的適用性和領(lǐng)先性。目前低碳化已成為制造業(yè)發(fā)展的主題。隨著越來越多的國家主體做出低碳化承諾，節(jié)能減排將是企業(yè)下一步技術(shù)發(fā)展的方向。§ 1.4、選題目的及意義：改革開放30多年來，中國汽車齒輪軸市場從小到大、從總量快速擴(kuò)張到結(jié)構(gòu)明顯升級，逐步形成了有中國特色的多樣化、多層次的汽車齒輪軸市場。但是進(jìn)入2010年，特別是在“后危機(jī)時代”一系列新問題日益凸現(xiàn)，近年來由于機(jī)械生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，發(fā)展的快慢和技術(shù)的高低已是一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平高低的重要標(biāo)志，在柔性、精確性、可靠性、集成性和宜人性各方面功能越來越完善，已成為現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)的基礎(chǔ)。本文就中間軸齒輪的加工進(jìn)行了設(shè)計(jì)。軸

13、齒輪傳動具有承載能力大、傳動效率高、允許速度高、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過理論與實(shí)學(xué)習(xí)培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識；通過制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計(jì)算零件工作能力、確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件工藝過程；進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)自己分析和解決生產(chǎn)技術(shù)問題的能力，使自己初步掌握設(shè)計(jì)工藝規(guī)程和機(jī)床夾具的基本方法，并鞏固、深化已學(xué)得的理論知識，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生熟悉和運(yùn)用有關(guān)圖冊、圖表等技術(shù)資料的能力，訓(xùn)練學(xué)生識圖、制圖、運(yùn)算及編制技術(shù)文件的基

14、本技能。踐地學(xué)習(xí)培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力。§ 1.4、零件的工藝特點(diǎn)及基本工藝過程:§ 1.4.1工藝特點(diǎn)軸齒輪類零件的工藝特點(diǎn)首先是它的形面特征多及形狀復(fù)雜，加工難，基于零件的特征可以把它分為主特征：圓柱表面、齒輪加工等；輔助特征：鍵槽、軸肩、軸環(huán)等。另外，中間軸齒輪加工所使用的機(jī)床多，材料及熱處理要求高、材料種類也較多。工藝特征：如尺寸精度、形位公差、表面質(zhì)量也要求較高。在機(jī)械加工中，零件加工方法多，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備狀況和技術(shù)條件，零件的形狀和輪廓尺寸等，從而針對加工的精度和技術(shù)要求

15、，選擇不同加工方法。§ 1.4.2基本工藝過程 中間軸齒輪機(jī)械加工工藝過程，主要從以下幾個方面分析1、毛坯下料-鋸床 2、粗車-車床 3、調(diào)質(zhì)處理（提高齒輪軸的韌性和軸的剛度）-箱式爐 4、精車-車床 5、銑鍵槽-銑床6、滾齒-滾齒機(jī)7、齒面淬火-高頻淬火機(jī)床8、磨齒-外圓磨床9、外圓軸承位置磨削-磨床10、檢驗(yàn)成品第一章 課題設(shè)計(jì)總體1設(shè)計(jì)題目中間軸齒輪機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)圖1.2 二級中間軸齒輪實(shí)體圖圖1.3 二級中間軸齒輪圖1.4 中間軸齒輪工程圖第二章 零件圖樣分析 圖 2.1§ 2.1零件的結(jié)構(gòu)及組成 該零件是由軸承，齒輪、軸肩 、鍵槽軸和軸環(huán)等組成。§ 2

16、.2零件的功用本零件為各類減速器的中間軸齒輪及功用為支承轉(zhuǎn)動零件和承受扭矩或彎矩并與之軸上零件一起回轉(zhuǎn)，是傳遞動力和改變力的傳遞運(yùn)動方向。§ 2.3零件材料的分析軸齒輪零件的選材一般為 45 號鋼, 牌號是 45, 45 為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,含 C0.420.50%、Mn0.500.80%、Si0.170.37% 45 鋼材料有如下特點(diǎn)： （1）由于該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和承受載荷的分析，故選擇45號鋼，它的硬度為HB200，抗拉強(qiáng)度 b 為640MPa，容易切削；淬火鋼的硬度達(dá)HRC5565，抗拉強(qiáng)度 b 達(dá)21002600MPa，它的切削加工性就很好。 （2）由于該零件最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜

17、合力學(xué)性能良好，淬透性低，宜采用調(diào)質(zhì)處理。（3）由于該零件主要用于制造強(qiáng)度較高的運(yùn)動件，如拖拉機(jī)減速箱、發(fā)動機(jī)、重型載貨汽車以及各類減速器等。§ 2.4零件的結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上看，本零件為回轉(zhuǎn)體零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，兩端是由直徑為24的軸承，左端軸承長為31，右端軸承為12.8，齒輪的厚度為3.77，全齒高為5.4，齒面5.6，軸環(huán)所在的圓柱直徑為44，長度為7.2，鍵槽為40X11.2，深度為4，所在的圓柱直徑為40長為46，其主要加工的面有24、40的外圓柱面及齒面和一個鍵槽，由于傳動與裝配的要求較高，對于24、40圓柱面有較高的同軸度要求，對于24、36、40、44圓柱面及64

18、齒面均有徑向圓跳動要求，對于64的兩端面及36左端面40右端面有端面跳動要求。§ 2.5零件的工藝分析此軸是軸類零件中常見的，是動力機(jī)械中的主要零件之一，他的主要功能是傳遞運(yùn)動和動力。在動力傳輸過程中，會產(chǎn)生較大的既受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩工作是產(chǎn)生的應(yīng)力多為變應(yīng)力，所以失效多為疲勞損壞，因此軸的材料應(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度、較小的應(yīng)力集中敏感性和良好的加工性能。該零件材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理200HBS。45 號鋼是一般軸類零件常用的材料，經(jīng)過調(diào)質(zhì)可以得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合力學(xué)性能，重要表面經(jīng)過局部淬火后再回火，表面硬度可以達(dá)到HRC4552。該齒輪軸由圓柱、階梯

19、軸、內(nèi)孔、退刀槽、倒角、齒輪的傳遞動力的組成其中多個直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求（IT7 IT8），還有一處同軸度要求和一處全跳動度要求。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。§ 2.6技術(shù)要求（1）.軸的內(nèi)圓與外圓的圓跳度不大于0.03。（2）.毛坯要經(jīng)過調(diào)至熱處理，提高力學(xué)性能。（3）.齒部表面要進(jìn)行淬火處理，硬度為HRC45-48。（4）.軸承位置根據(jù)設(shè)計(jì)要求需熱處理，經(jīng)外圓磨床加工。（5）.調(diào)質(zhì)241-286HBS（6）.未標(biāo)注的圓角為R2.倒角為C2§ 2.7加工工藝性此零件的技術(shù)要求不高，用車床、銑床、滾齒機(jī)就可以加工出。精度要求一般是7級或8級，而且表面粗

20、糙度的要求也不是很高，零件較好加工。第三章 毛坯的確定§ 3.1 毛坯的選擇毛坯的種類有主要有：型材、鑄件、鍛件和半成品四種。因?yàn)榱慵跀?shù)控加工中，由于加工過程自動化使得余量不大，以及裝夾問題在毛坯設(shè)計(jì)時就要考慮好。并且毛坯的種類以及不同制造方法對零件的質(zhì)量、加工方法，材料利用率、機(jī)械加工勞動量和制造成本等都有很大影響。因此在選擇毛坯時應(yīng)注意以下因素： § 3.1.1、零件材料對加工工藝性能和力學(xué)性能的要求 一般零件材料選定后，毛坯的種類和工藝方法也就基本上確定了。例如，材料是鑄鐵，因?yàn)槠渚哂辛己玫蔫T造性能應(yīng)選擇材鑄件毛坯，對于尺寸較小，形狀不復(fù)雜的鋼質(zhì)零件，力學(xué)性能要求也

21、不太高時可以直接采用型材作為毛坯，而重要的鋼制零件為了保證其足夠的能學(xué)性能，應(yīng)選擇鑄件毛坯。§ 3.1.2、零件的形狀和尺寸 零件的形狀和尺寸對選擇毛坯有重要的影響，常見一般用途的鋼質(zhì)軸類零件，如各臺階的直徑相差不大，可以采用棒料作為毛坯；如個臺階直徑相差較大，則采用鍛件作毛坯。套類零件可以采用鑄造等方法成型，尺寸大的零件，因受設(shè)備限制一般用自由鍛；中、小型零件可以選用模鍛。模座零件一般以鑄件為毛坯，承受較大載荷的箱體可以用鑄鋼件作為毛坯。§ 3.1.3、生產(chǎn)類型 大量生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)選用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂貴費(fèi)用可由材料消耗的減少和機(jī)械加工費(fèi)用的降

22、低來彌補(bǔ)，單件小批量生產(chǎn)應(yīng)采用木模手工造型或自由鍛。 § 3.1.4、具體生產(chǎn)條件 確定毛坯必須結(jié)合具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實(shí)際水平和能力、外協(xié)的可能性等。有條件時，應(yīng)積極組織地區(qū)專業(yè)化生產(chǎn)，統(tǒng)一供應(yīng)毛坯，有利于保證毛坯質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益。§ 3.1.5、充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性 為了節(jié)約材料和能源，隨著毛坯制造向?qū)I(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，目前毛坯制造方面的新工藝，新技術(shù)和新材料的發(fā)展很快，有時甚至可不再進(jìn)行機(jī)械加工，其經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。零件材料為45 鋼，考慮到傳動齒輪軸經(jīng)常承受交變沖擊載荷，因此應(yīng)選用鍛件。還要有良好的塑性、韌性、同時金相組織、內(nèi)部晶體分布

23、均勻，才能滿足使用要求。而零件的輪廓尺寸不太大，棒料。這從提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量方面考慮也是應(yīng)該的。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)過正火熱處理毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機(jī)械加工的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性

24、質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度和韌性，故毛坯應(yīng)選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件，達(dá)到了批量生產(chǎn)的水平，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，故應(yīng)采用模鍛。由于熱軋鋼是從煉鋼廠直接出來的，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。在車外圓采用粗車半精車精車的加工工藝。表3-1：毛坯的加工工藝工序名稱工序間余量/mm經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m工序基本尺寸/mm標(biāo)

25、注工序尺寸公差/mm毛坯67070粗車4h12Ra1432066半精車1.7h10Ra2.51064.3精車0.3h8Ra0.62.564由以上工序加工余量分析，毛坯的尺寸選在70×186即可。§ 3.2 毛坯圖的設(shè)計(jì)毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查機(jī)械加工工藝手冊 、機(jī)械零件工藝手冊，再考慮到其所要加工的次數(shù)，知磨削余量，精車-粗車各余量,粗車余量可選用1mm，精車余量可選用0.5mm。傳動軸磨削余量可取0.25mm。所以應(yīng)選擇的毛坯尺寸為186×70mm。第四章 基準(zhǔn)的選擇§ 4.1 基準(zhǔn)的分類零件是由若干表面組成的，各表面之間都有一定的尺寸

26、和相互位置要求，然而基準(zhǔn)又分為：1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)2. 工藝基準(zhǔn)§ 4.2定位基準(zhǔn)的選擇定位精準(zhǔn)包括粗精準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，選擇工件的定位基準(zhǔn)，實(shí)際上是確定工件的定位基面。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)為精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。§ 4.2.1、粗基準(zhǔn)的選擇:粗基準(zhǔn)的選擇對工件主要考慮兩個方面的問題，一是影響工件上加工上表面與不加工表面的相互位置，二是不加工表面的尺寸、位置均應(yīng)符合圖樣要求。§ 4.2.2、精基準(zhǔn)的選擇:選擇精基準(zhǔn)

27、應(yīng)要保證加工精度，并使零件裝夾方便，準(zhǔn)確。在選用粗基準(zhǔn)的時候，根據(jù)以上原則，為了保證各柱面之間的位置精度，外圓柱面的車削磨削之前先加工出中心孔，為后繼工序提供可靠的定位基準(zhǔn)，和選擇齒輪軸的左端面作為粗基準(zhǔn)，因?yàn)樗麄兪驱X輪軸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，這樣能夠使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則，同時以加工中心線定位可以加工多處表面，便于在不同的工序中都使用中心線定位，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。又因?yàn)辇X輪軸的主要加工表面是齒輪面和外圓表面，同軸度也要求較高，所以是以齒輪軸的左端作為基準(zhǔn)。該軸齒輪毛坯是熱軋圓鋼。在一開始粗加工的時候，是選用車床加工外圓、三爪自定心卡盤進(jìn)行夾緊定位的，然后用雙頂尖裝置進(jìn)行夾緊加工，粗車是選用圓鋼的

28、外圓作為基準(zhǔn)的。在選用精基準(zhǔn)時，采用互為基準(zhǔn)進(jìn)行兩端的外圓進(jìn)行加工，在鉆孔時采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，加工孔時的工藝路線采用鉆擴(kuò)鉸的加工路線，鏜油槽時采用齒輪端進(jìn)行定位，在加工齒輪時可采用軸心和鍵槽定位。由于該傳動軸的幾個主要配合表面24、36圓柱面有較高的同軸度要求，對于64的兩端面及36左端面40右端面有端面跳動要求，軸肩面對基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。 第五章 加工工藝設(shè)計(jì) 圖5.1§ 5.1 加工階段的劃分工件的加工質(zhì)量要求較高時，都應(yīng)劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精

29、加工和精加工三個階段。如果加工精度和表面質(zhì)量要求特別高，則還可增設(shè)光整加工和超精密加工階段。§ 5.2 各加工階段的主要任務(wù)（1）粗加工階段的任務(wù)是切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的形狀和尺寸。（2）半精加工階段的任務(wù)是留下精加工余量后使主要表面達(dá)到一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備并完成一些次要表面的加工。（3）精加工階段的任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的精度和表面粗糙度。（4）軸承位置根據(jù)設(shè)計(jì)要求需熱處理，經(jīng)外圓磨床加工。§ 5.3 加工順序的安排§ 5.3.1切削加工的安排原則：A.基準(zhǔn)先行B.先粗后精 C.先主后次 D.先面后孔§ 5.3.2熱處理工序

30、的安排： A.預(yù)備熱處理的目的的改善工件的加工性能，消除殘余內(nèi)應(yīng)力，改善金相組織，為最終熱處理做好準(zhǔn)備，如正火、退火和調(diào)質(zhì)等。預(yù)備熱處理一般安排在粗加工前，但調(diào)質(zhì)常安排在粗加工后進(jìn)行。B.消除殘余應(yīng)力處理的目的是消除毛坯制造和切削加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，如時效和退火。C.最終熱處理的目的是提高零件的力學(xué)性能（如強(qiáng)度、硬度、耐磨性等），如調(diào)質(zhì)、淬火、回火以及各種表面處理，一般安排在精加工前。本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度和韌性，故需要進(jìn)行滲碳淬火回火熱處理。§ 5.3.3輔助工序的安排：輔助工序包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、防銹等檢驗(yàn)。除了工序中

31、自檢外，還需在下列場合單獨(dú)安排檢驗(yàn)工序：a.重要工序前后；b.送往外車間加工之前；c.全部加工工序完成、去毛刺之后。有些特殊去毛刺常安排在下列場合進(jìn)行：a.淬火工序之前；b.全部加工工序結(jié)束之后。此零件為配合件，配合部位的精度要求比較高，為了達(dá)到圖紙的精度要求，應(yīng)該安排磨削工序，來達(dá)到精度要求和提高表面性能。§ 5.4工藝設(shè)備的選擇 § 5.4.1、機(jī)床的選擇零件的加工精度和生產(chǎn)效率在很大程度上是由機(jī)床的使用性能決定的，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時，主要是選機(jī)床種類及型號，選項(xiàng)擇時間參照相關(guān)手冊，產(chǎn)品樣品，遵循以下原則： (1) 機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓尺寸相適應(yīng)； (2)

32、機(jī)床的精度應(yīng)與工件的精度要求相適應(yīng)； (3) 機(jī)床生產(chǎn)類型應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 (4)選擇刀具應(yīng)結(jié)合現(xiàn)在有的實(shí)際情況。當(dāng)在車間沒有相適應(yīng)的機(jī)床設(shè)備時，就需要對已有的機(jī)床進(jìn)行設(shè)備的改裝，使其成為專用機(jī)床。在此，應(yīng)根據(jù)具體要加工的零件的要求提出設(shè)計(jì)任務(wù)書，包括：一些必要參數(shù)、精度要求，產(chǎn)品要求，產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益等。 零件齒輪軸需經(jīng)過車、鉆、鉸、滾齒等工序加工完成。根據(jù)我們學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備具體安排如下: a.粗車兩端面，各部分外圓面選用CA6140 普通車床 b.半精車、精車外圓輪廓，鉆、鏜、選用CK7150A 數(shù)控車床 c.齒輪加工選用滾齒機(jī)； CK7150A 數(shù)控車床 FANUC OI-T

33、B 數(shù)控系統(tǒng) 最大回轉(zhuǎn)直徑500mm 主軸轉(zhuǎn)速302000r/min(無級調(diào)速) X、Z 行程260×1100mm 刀盤裝刀數(shù)8 把 主軸電動機(jī)功率7.5KW 滾齒機(jī)YW3150 參數(shù)：最大工件直徑X 最大模數(shù)（mm）滾刀至工作臺最小中心距（mm）工作臺尺寸（mm）主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)范圍（轉(zhuǎn) /min）800X1050690945-280電機(jī)外形尺寸長X 寬X 高（mm）工作精度主電機(jī)總電容臺數(shù)等級粗糙度Ra7.516.0373050X960X21505-6-72.5CA6140 普通車床 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑:400MM 刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑:210MM 最大棒料直徑:47MM 最大

34、工件長度:750、1000、1500、2000 四種 最大加工長度：650、900、1400、1900 主軸轉(zhuǎn)速范圍 正轉(zhuǎn) 101400 轉(zhuǎn)/分、24 級 反轉(zhuǎn) 14。51600 轉(zhuǎn)/分、12 級 進(jìn)給量范圍 縱向 0.0286.33 毫米/轉(zhuǎn)，共64 級 橫向 0.0143.16 毫米/轉(zhuǎn)，共64 級 螺紋加工范圍 米制螺紋 P=1-192MM，44 種 英制螺紋 A=24 牙/IN，37 種 模數(shù)制螺紋 M=0.2548MM，39 種 徑直制螺紋 DP=196 牙/IN，37 種 主電動機(jī) 7.5KW，1450 轉(zhuǎn)/分 機(jī)床外形尺寸（長×寬×高）對于最大工件長度 150

35、0MM 的機(jī)床為 3168mm×1000mm×1267mm § 5.4.2、刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)效率，工件的加工精度和表面質(zhì)量，所以正確選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要的部分.刀具應(yīng)該具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性等，刀具的選擇取決于各工序的加工方法及所用機(jī)床的性能。 (1) 良好的切削性能 (2) 精度高 (3) 可靠新性高 (4) 用度高 (5) 斷屑及性能好 (6) 刀具的長度在滿足使用要求的前提下盡可能的短 (7) 同一把刀具多次表入機(jī)床主軸錐孔時刀刃的位置應(yīng)

36、重復(fù)不變 綜上所述.該齒輪軸加工時應(yīng)選用硬質(zhì)合金材料刀具YT15，CA6140 普通車床 上選用90°外圓車刀、45°端面車刀，CK7150A 數(shù)控車床上選用72.5° 直頭外圓車刀、端面車刀、銑刀，滾齒機(jī)上選用袞齒刀等。§ 5.4.3、量具的選擇 測量器具選擇是根據(jù)被測零件的數(shù)量、材質(zhì)特性、公差大小以及幾何形狀特點(diǎn)等。在確保測量精度的前提下,顧及測量工藝實(shí)施可能性和經(jīng)濟(jì)性來選擇量具和量儀。 測量器具的精度應(yīng)該與被測零件的公差大小相適應(yīng)。 被測零件的公差等級高,公差值小,則選用的測量器具的精度要高一些,反之亦然。 具體結(jié)合輸出軸的的要求,應(yīng)用到以下量具:

37、 測量長度方向尺寸用游標(biāo)卡尺,025 深度千分尺,2050，內(nèi)徑千分尺，通止規(guī)。（GB1214-85）卡尺：0125mm、0200mm。(0.1、0.05、0.02mm)三種。§ 5.4.4、夾具的選擇 合理地選擇夾具,能夠保證加工精度,提高生產(chǎn)率,減輕工人的勞動強(qiáng)度. 應(yīng)考慮: A、是否可用機(jī)床備有的各種通用夾具和附件。 B、生產(chǎn)類型。 C、夾具應(yīng)盡量敞開。 D、自動換刀具和換工作臺時不能與夾具或工件發(fā)生干涉。 該輸出軸為中大批量生產(chǎn)對同軸度的要求很高，應(yīng)以專用夾具為主，該零件為回轉(zhuǎn)零件選用雙頂尖裝置，即可滿足加工要求。§ 5.5加工工藝設(shè)計(jì)該零件是批量生產(chǎn)，可以采用機(jī)床

38、配以專用夾具，工序以分散為主，某些工序可以適當(dāng)集中應(yīng)劃分加工階段，將粗加工和精加工分開；刀具和量具的選擇可以專用的與適用的相結(jié)合，根據(jù)以上分析，初步擬訂的工藝路線方案如下：1、毛坯鍛造并正火160-200HB，2、兩端同時銑端面鉆中心孔，3、粗車左端外圓，4、 粗車右端外圓，5、倒角，6、粗車檢驗(yàn)，7、精車長頭，8、精車短頭9、銑鍵槽，10齒坯檢驗(yàn)，11、滾齒，12、倒棱去毛刺，13、剃齒，14、熱前檢驗(yàn)，15、熱處理，16、研磨中心孔，19、磨外圓端面，20、珩齒，21、成品檢驗(yàn)，22、清洗、封油、包裝、入庫。綜合考慮所要加工零件的尺寸及要加工表面所要達(dá)到的粗糙度，選擇如下機(jī)床：普通車床：C

39、A6140外圓磨床：M1432A端面銑床：GL2-X336滾齒機(jī)：YM3608§ 5.6工藝路線的分析與比較方案一： 工序一 粗車、半精車、精車A端面，鉆中心孔。工序二 粗車、半精車、精車毛坯外圓至70mm,長度為186。粗車、半精車、精車外圓至64mm，長度為65 mm。倒角C1。工序三 換頭夾緊、粗車、半精車、精車B端面，鉆中心孔。工序四 粗車、半精車、精車外圓44. 粗車、半精車、精車外圓40至36mm， 倒角C1.粗車、半精車、精車外圓至24mm，長度為12.8mm。倒角C1。 工序五 檢驗(yàn)。工序六 洗鍵槽。工序七 齒輪加工。工序九 磨削處理，A、B端面各磨削0.2至規(guī)定長度

40、尺寸182mm。磨削兩端24至規(guī)定尺寸。方案二： 工序一 粗車、半精車、精車A端面，鉆中心孔。工序二 粗車、半精車毛坯外圓至70mm,長度為186mm。粗車、半精車外圓至64mm，長度為65 mm。倒角C1。工序三 換頭夾緊、粗車、半精車、精車B端面，鉆中心孔。工序四 粗車、半精車外圓44. 粗車、半精車、精車外圓40至36mm,倒角C1.粗車、半精車外圓至24mm，長度為12.8mm。倒角C1。工序五 洗鍵槽。 工序六 精車外圓64、24至圖紙要求。工序七 檢驗(yàn)。工序八 齒輪加工。工序九 磨削處理，A、B端面各磨削0.2至規(guī)定長度尺寸182mm。磨削兩端24至規(guī)定尺寸。通過工藝路線二違反了先

41、主后次的加工原則，中間軸齒輪表面加工難度大容易報廢，放在前階段進(jìn)行，可以減少工時浪費(fèi)，工藝路線采用了先主后次的加工原則，面有一定的相對位置要求，一般安排在主要加工表面之后。故應(yīng)先精加工回轉(zhuǎn)體面，況且沒有必要增加裝夾次數(shù)，故加工工藝路線確定采用方案一。§ 5.7各工序切削用量的選擇及工時的計(jì)算工序一：以70外圓為粗基準(zhǔn)，粗車、半精車毛坯的端面并鉆中心孔 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：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 量具：游標(biāo)卡尺2.確定背吃刀量：根據(jù)下料尺寸，粗車分一次走刀。粗車時，取=1.3mm。f=0.60.7mm/r，取f=0

42、.6mm/r。切削速度的計(jì)算公式為：V=； Kv= K料V Kkv K前v K皮v K刀v K方v因?yàn)?>f，取刀具的主偏角Kr=45°，Kr'=0°. 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 >=588Mpa，取 =670Mpa。所以V=35.9m/min3.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=206.8(r/min)半精車斷面時分一次走刀。取=0.7mm。V=71.8m/minn=413.6(r/min)4. 工時計(jì)算：

43、粗車：60/2/206.8=8.7s 半精車：60/2/413.6=4.35s工序二：粗車外圓至66mm1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：三爪自定心卡盤量具：游標(biāo)卡尺刀具：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，工件直徑為60mm時，f=0.6-0.7mm/r，選擇 f=0.6mm/r。4.切削速度的計(jì)算公式為：V=；>f，取刀具的主偏角Kr=45°，Kr'=0

44、6;.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=12.8m/minn=76.8(r/min)5.工時的計(jì)算：需要轉(zhuǎn)20/0.6=33.3r T=33.3/76.8=0.45min半精車，精車外圓至64mm1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：三爪自定心卡盤量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。吃刀量：=0.8/2=0.4mm， f=0.2-0.3mm/r,取f=0.3mm/r。Cv=227,

45、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=1.9V=147.2m/minn=1060.7(r/min)2.工時計(jì)算：20/0.3=33.3r T=33.3/1060.7=0.8s工序三：粗車外圓至45mm 1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。吃刀量：=4/2=2mm， f=0.4-0.5mm/r,取f=0.5mm/r。Cv=227, Xv=0.15, Yv=0.35,

46、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=1.9V=24.6m/minn=186.7(r/min)2.工時計(jì)算：60/0.5=120r T=120/186.7=38.6s精車，半精車至外圓44mm1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。吃刀量：=2/2=1mm， f=0.2-0.3mm/r,取f=0.3mm/r。Cv=227, Xv=0.15, Yv=0.35, m=0.2, t=3600,K料v=735/,

47、 Kkv=1.0, K前v=1.05, K皮v=1.0, K刀v=1.0,K方v=1.9V=58.8m/minn=468.8(r/min)2.工時計(jì)算：40/0.5=80r T=80/468.8=10.2s工序四：粗車外圓41mm1.件加工條工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。2.吃刀量：=1/2=0.5mm， f=0.4-0.5mm/r,取f=0.5mm/r。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

48、v=1.0, K刀v=1.0,K方v=1.9V=24.7m/minn=174.8(r/min)3.工時計(jì)算：21/0.5=42r T=42/174.8=14.4s半精車,精車外圓40mm1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 吃刀量：=0.5/2=0.25mmf=0.2-0.3mm/r,取f=0.2mm/r。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=399.7m/m

49、inn=2415(r/min)需要轉(zhuǎn)80/0.2=400r T=400/2415=9.93s粗車外圓37mm1.件加工條工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。2.吃刀量：=1/2=0.5mm， f=0.4-0.5mm/r,取f=0.5mm/r。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=1.9V=24.7m/minn=174.8(r/min)3.工時計(jì)算：30/0.5=

50、60r T=60/174.8=20.1s半精車，精車外圓361.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。吃刀量：=0.2/2=0.1mm， f=0.2-0.3mm/r,取f=0.3mm/r。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=1.9V=588.8m/minn=4261.7(r/min)2.工時計(jì)算：21/0.3=70r T=70/4261.7=0.98s工

51、序五 ：粗車外圓26mm1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。吃刀量：=4/2=2mm， f=0.4-0.5mm/r,取f=0.5mm/r。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=1.9V=24.6m/minn=186.7(r/min)2.工時計(jì)算：30/0.5=60r T=60/186.7=19.3s半精車，精車外圓24mm1.加工條件工件材料：熱軋鋼

52、（45）機(jī)床：CA6140臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 ，尺寸20X30。吃刀量：=2/2=1mm， f=0.2-0.3mm/r,取f=0.3mm/r。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=1.9V=58.8m/minn=468.8(r/min)2.工時計(jì)算：17/0.3=56r T=56/4261.7=0.79s工序六：粗車、半精車端面使齒輪寬為12mm，倒角1X45°1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45

53、）機(jī)床：CA6140型臥式車床夾具：雙頂尖裝置量具：游標(biāo)卡尺刀具：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，取=2mm。f=0.60.7mm/r，取f=0.6mm/r。切削速度的計(jì)算公式為：V=；>f，取刀具的主偏角Kr=45°，Kr'=0°.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，V=35.9m/min3.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=206.8(r/min)半精車斷面時分一次走

54、刀。取=1mm。V=71.8m/minn=413.6(r/min)4.工時計(jì)算：粗車：22/2/206.8=3.2s 半精車：22/1/413.6=3.2s5.倒角時，換主偏角為45°的車刀，吃刀量1mm，一次走刀完成。工序七：銑鍵槽1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：X52K型立式銑床夾具：專用夾具量具：游標(biāo)卡尺 外徑千分尺刀具：鍵槽銑刀取=2.0mm，選擇進(jìn)給量 fz=0.03mm/z 轉(zhuǎn)速 n=200r/min所以：f=fz*z*n=0.03*2*200=12mm/min2.工時計(jì)算：t=11.2/12=0.9min工序八：齒輪加工1.加工條件工件材料：熱軋鋼（45）機(jī)床：Y5120A型插齒機(jī)夾具：專用夾具量具：游標(biāo)卡尺刀具：插齒刀齒輪齒面粗糙度Ra=3.2，屬于7-8級精度。選擇加工方案：插齒-齒端加工-淬火選擇圓周進(jìn)給量： f=0.4mm/dst選擇切削速度： V