倒檔齒輪 加 工 工 藝

前言根據(jù)高等職教育的方針政策，高等教育要培養(yǎng)一批高技能應(yīng)用型人才。不僅要有過硬的理論知識，而且要具備高的動手能力和創(chuàng)新意識。本人積極響應(yīng)院領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)教師的號召，竭盡全力完成課程設(shè)計，練就自己的動手能力和創(chuàng)新意識！課程設(shè)計是我們在大學(xué)期間學(xué)完專業(yè)所有課程后所要進行的一個重要環(huán)節(jié)，這是我們對所學(xué)課程的一次深入的全面的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在學(xué)習(xí)中占有重要的地位。是利用所學(xué)知識解決實際問題能力的具體表達。此次設(shè)計既是對我們的一次鍛煉，也是一次挑戰(zhàn)。在設(shè)計過程中，通過搜集和整理相關(guān)資料、查閱大量的手冊、國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)政策，不僅使我們增長了見識，也開闊了視野。課程設(shè)計的課程也是一次綜合性的理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練過程，是我們從學(xué)校走向工作崗位的一個過度環(huán)節(jié)。我希望能夠通過這次畢業(yè)設(shè)計，對將來要從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，希望在設(shè)計中能夠鍛煉自己獨立工作和綜合分析的能力，為今后工作打下一個堅實的根底，樹立一個良好的開端，這個階段也將在我的大學(xué)生活中留下深刻的印象。就我而言，希望通過這次課程設(shè)計，對自己今后從事的工作，進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，通過設(shè)計鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的根底由于能力所限，設(shè)計中尚有許多缺乏之處，希望各位教師給予批評指教，敬請尊敬的院領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)教師提出珍貴意見和建議！ 設(shè)計人:陳德發(fā)、杜道2011年 07 月05 日目錄一、零件圖的分析二、毛坯的選擇三、定位基準(zhǔn)的選擇四、工藝路線的擬定4.2確定加工工藝路線要求兩套工藝方案五、確定工序加工余量、工序尺寸及公差六、確定切削用量及工時定額七、工藝過程卡片八、工序卡片九、參考文獻書目 一、 零件圖的分析1. 1零件的功用用來傳遞的運動和動力，改變轉(zhuǎn)向傳遞扭矩從而使汽車實現(xiàn)反向行使本零件各外表的加工并不困難。齒輪零件圖樣由兩個剖視圖組成，視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。零件內(nèi)、外輪廓描述清楚完整，零件圖的粗實線、細實線、點化線的線型均符合于國家標(biāo)準(zhǔn)；有利于加工時的數(shù)據(jù)分析和計算，零件材料為45鋼。零件圖的尺寸比擬多，但尺寸的標(biāo)注多而不亂。圖紙當(dāng)中有對齒面粗糙度和孔面粗糙度的要求為3.2，齒部熱處理45-52HRC，齒圈徑向跳動公差為，還有一些技術(shù)要求倒角為C2.5、未標(biāo)注為1*450，零件外表光潔、精度等級8GK。零件結(jié)構(gòu)本產(chǎn)品是一個雙聯(lián)齒輪零件，該零件是由兩個不同的齒廓組成，一個為m=4,z=17的齒廓一個為m=5,z=19的齒廓，由40mm的圓柱的連接在一起。零件有20mm的孔和寬6mm的鍵槽。結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性和經(jīng)濟性，即零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)方便加工時工件的裝夾、對刀、測量，結(jié)構(gòu)越簡單,工藝性越好。結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡化。可以提高切削效率等。根據(jù)零件的外形尺寸105×100mm，所以選擇110*105的毛坯。鉆孔結(jié)構(gòu)相對簡單，選擇適宜的轉(zhuǎn)速和進給速率，就可以將此結(jié)構(gòu)作出為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出45°的倒角。零件外表硬度的分析硬度表示材料抵抗硬物體壓入其外表的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。調(diào)質(zhì)45-52HRC，該鋼具有較高的硬度和耐磨性，淬火時變形較小。具有良好的沖載能力，使用時進行熱處理。二、 毛坯的選擇輸出軸為傳動零件，要求有一定的強度，該零件的材料為45鋼，輪廓尺寸不大，形狀并不復(fù)雜，又屬于大批生產(chǎn)，故毛坯可采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)效率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。毛坯的形狀毛坯的總余量主要面尺寸零件尺寸(mm)總余量(mm)毛坯尺寸(mm)76外圓76480105外圓10551104040545100長100510515厚15520三、 定位基準(zhǔn)的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程的設(shè)計中重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否那么就會使加工工藝規(guī)程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，是生產(chǎn)無法進行。本零件是帶孔的雙聯(lián)齒輪，孔是其設(shè)計基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。為防止因基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合的原那么。即選孔及一端面為精基準(zhǔn)。由于本零件的外表都需要加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，因此應(yīng)先加工出一外圓及一個端面為粗基準(zhǔn)。四、 工藝路線的擬定本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、鍵槽，材料為45鋼。參考?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊?，加工方法選擇如下：1 齒圈外圓面：為標(biāo)注公差尺寸，根據(jù)GB1800-97規(guī)定其公差等級為IT14，外表粗糙度為，需粗車、半精車表1.4-6240mm外圓面：為標(biāo)注公差尺寸，根據(jù)GB1800-97規(guī)定其公差等級為IT14，外表粗糙度為，需粗車、半精車表1.4-63mm內(nèi)孔：公差等級為IT7，外表粗糙度，根據(jù)表1.4-7，加工方法選用鉆、粗鉸、精鉸。4端面：本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度、外表粗糙度未作要求，只需粗車即可。5齒面：齒輪模數(shù)分別為4、5，齒數(shù)分別為17、19，精度都為8GK螺旋圓錐齒輪刀盤銑齒即可表1.4-16、表1.4-17。6鍵槽：槽寬和槽深的公差等級分別為IT9和IT12，需粗插、精插表1.4-174.2確定加工工藝路線要求兩套工藝方案工藝路線的擬訂，為了保證到達零件的幾何形狀、尺寸精度、置精度及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。制定工藝路線的出發(fā)點，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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)本錢。齒輪的加工工藝路線一般是先進行尺坯的加工，然后在進行齒面的加工。齒坯加工包括個圓柱外表及端面的加工，按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原那么，齒坯加工可按下述工藝路線進行：工藝路線方案一：工序1:毛坯進行鍛造工序2：正火工序3：粗車各外圓、齒厚和斷面。鉆、擴孔工序4：拉鍵槽工序5：半精車各外圓及端面工序6：檢驗工序7：滾齒輪工序8：去毛刺工序9：剃齒工序10: 熱處理工序11: 精鉸孔工序12：珩齒工序13：終檢工藝路線方案二：工序1:毛坯進行鍛造工序2:正火工序3：鉆孔、擴孔工序4粗車各外圓、齒厚及端面工序5：拉鍵槽工序6：半精車各外圓及端面工序7：檢驗工序8：滾齒工序9：去毛刺工序10：剃齒工序11: 熱處理工序12:鉸孔工序13：珩齒工序14：終檢工藝路線的比擬分析：   第二條工藝路線不同于第一條工藝路線是把平面車出來，并將孔與外圓柱面的加工進行了互換，其它的先后順序均沒有變化。零件的基準(zhǔn)有所變化，第一條工藝路線，直接車出端面，有利于保證精度減小誤差，節(jié)省拆裝時間；再者先加工孔，確定了精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原那么，有利于提高其他局部的加工精度。    第二條工藝路線，增加了車平面，要換床，拆裝過程中會產(chǎn)生誤差，先加工外圓柱面再加工孔，改變了精基準(zhǔn)，以外圓柱面為精基準(zhǔn)，違反了基準(zhǔn)重合原那么。從保證精度的前提下，我們選擇了第一條工藝路線進行生產(chǎn)。 齒圈外圓面及40mm 外圓和兩端面都未標(biāo)注公差尺寸，根據(jù)GB1800-97規(guī)定其公差等級為IT14，外表粗糙度為，粗車、半精車表1.4-6即能到達要求，20mm孔為公差等級為IT工方法選用鉆、粗鉸、精鉸表1.4-7即能到達要求；和鍵槽槽寬和槽深的公差等級分別為IT9和IT10，需粗插、精插表1.4-17即能到達要求，兩齒部齒面精度都為8GK滾齒刀滾齒即可表1.4-16、表1.4-17。從經(jīng)濟性分析不需要過精的加工即可， 五、 確定工序加工余量、工序尺寸及公差工序加工余量直徑工序尺寸IT公差粗車76mm端面2mm103mm110粗車76mm130粗車40mm4mm41mm130粗車76mm齒厚15mm2mm16mm110粗車105mm端面2mm101mm110粗車105mm130粗車105mm齒厚15mm2mm16mm110鉆孔20mm18mm18mm130粗鉸20mm100精鉸20mm20mm80半精車外圓76mm端面90半精車外圓76mm76mm100半精車外圓40mm1mm40mm100半精車76mm齒厚15mm15mm90半精車外圓105mm端面100mm90半精車外圓105mm105mm100半精車105mm齒厚15mm15mm90粗插鍵槽精插鍵槽粗車76端面：L=105-2=103IT為11公差為粗車76mm ：=77.1 IT為13 公差為粗車40mm外圓：=45-4=41IT 為13公差為粗車76齒厚15：L=18-2=16IT為11公差為粗車105齒厚：L=18-2=16IT為11公差為粗車105端面：L=103-2=101IT為11公差為粗車105：為13公差為鉆孔20：=0+18=18IT為13公差為粗鉸20：為10公差為精鉸20：=19.94+0.06=20IT為8公差為半精車外圓76端面：為9公差為半精車外圓76：=77.1-1.1=76IT為10公差為半精車外圓40：=41-1=40IT為10公差 為半精車76齒厚15：L=15.5-0.5=15IT為9公差為半精車105齒厚：L=15.5-0.5=15IT為9公差為半精車外圓105端面：L=100.5-0.5=100IT為9公差為半精車外圓105：=106.1-1.1=105IT為10公差為粗插鍵槽5.6*2.4*100精插鍵槽6*2.8*100五確定切削用量及根本工時1.加工條件：工件材料:45鋼，正火處理。，模鍛，加工要求：粗車76端面及76，40外圓，105端面及外圓，鉆擴孔20。機床：CA6140立式鉆床Z4019.刀具：刀片材料YT15，12，90，0.5 。 30麻花鉆，60擴孔鉆 刀片材料 YG82.計算切削用量：1粗車76端面1.毛坯長度方向的加工余量為2按考慮3，分兩次加工mm/r按CA620-1車床說明書見?切削手冊?表1.30，取f=/r3.計算切削速度。按切削手冊表1.27切削速度計算公式為LY=60mmm/min。 =/min其中=242，=0.15，見?切削手冊?表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，(r/min)按照機床說明書見?工藝手冊?表4.2-8與455r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為450及500r/min,現(xiàn)取=450r/min。如果選=500r/min，那么轉(zhuǎn)速損失太大，所以主軸切削速度v=18mm=2mm，=0，=0，=×2粗車76外圓，同時應(yīng)檢驗機床功率及進給機構(gòu)強度。1.切削深度 單邊余量=?？梢淮吻谐?/r=116m/min(r/min)按機床選取n=500r/min所以實際切削速度5.檢驗機床功率 主軸切削力其中=2795，=1.0，=0.75，=-0.15， 所以=1012.5N切削時消耗功率=由?切削手冊?CA6140機床 說明書可知CA6140主電動機功率為7.5kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為500r/min時主軸傳遞最大功率為2kw機床功率足夠可以正常加工6.檢驗機床進給機構(gòu)強度主切削力 軸向切削力取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)，那么切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為=3粗車40外圓 ?切削手冊?表1.6，刀夾圓弧半徑切削速度其中=242，=0.15，=0.35，m=0.2. =1.44，=0.81，T=60，=159m/min，按說明書n=1400 此時切削工時t=4粗車105外圓同時應(yīng)檢驗機床功率及進給機構(gòu)強度1.切削深度 單邊余量=，可一次切除2.進給量，按?切削手冊?表1.4，選用3.=123m/min按機床選取 n=400r/min所以實際切削速度5.檢驗機床功率.主切削力其中=2795，=1.0，=0.75，=-0.15， 所以=N切削時消耗功率=CA6140機床 說明書可知CA6140主電動機功率為7.5kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為400r/min時主軸傳遞的最大功率為kw機床功率足夠可以正常加工5粗車105端面，實際端面最大加工余量可按z=考慮分兩次加工計。長度加工公差按級，取入體方向由?切削手冊?當(dāng)?shù)稐U尺寸16×25，3mm，以及工件直徑為105時=0.6。按CA6140機床說明書見?切削手冊?表1.30取=/r3.計算切削速度按?切削手冊?表1.27.切削速度的計算公式為壽命T=60min其中=242，=0.15，=0.35，m=0.2. =1.44 =0.8，=1.04，=0.81，=0.97，所以=按機床說明書選取 與309r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為n=250r/min與n=320r/min所以實際切削速度選=320r/min5.切削工時，按?切削手冊?表6.2-1， =2mm，=0，=0，=0.089min工序IV拉鍵槽單面齒開，根據(jù)相關(guān)手冊，確定拉鍵槽時拉刀的拉刀開量為拉刀速度為/s/min切削工時： 其中單面余量，-拉削外表長度100，-考慮校準(zhǔn)局部的長度系數(shù)，取1.2.-考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4：-拉刀速度m/min：-拉刀開量：所以t=0.31min工序V 精車105外圓。加工要求精車至105 單邊余量為1mm 經(jīng)查?切削手冊?可知=/r=其中×××所以機床主軸n=500r/min工時t=0.11min2精車40外圓加工要求精車至40單邊余量為0.5mm經(jīng)查?切削手冊?可知=/r=197m/min所以機床主軸n=1400r/min工時t=0.22min3精車76外圓加工要求精車至76單邊余量為0.55mm經(jīng)查?切削手冊?可知=/r=185m/min所以機床主軸n=710r/min工時t=0.08min工序VII：滾齒1滾齒z=17，m=42機床：Y32B進給量在1.53mm/r之間根據(jù)?切削手冊?選擇/r，在2530m/min選25m/min主軸轉(zhuǎn)速n=5040250r/min 功率P=4Kw 計算工時，由?工藝手冊?表查6.213有2滾齒z=19，們機床Y3150 刀具： 刀具材料： 查相關(guān)資料取主軸轉(zhuǎn)速為60r/min，P=4kw=/r切削速度查?切削手冊?取=30m/min計算工時，查工藝手冊表6.213，有t=工序IX剃齒z=17，m=5機床YP4232C刀具 刀具材料 查相關(guān)資料取主軸轉(zhuǎn)速為n=80r/min，P=2.2kw,剃刀旋轉(zhuǎn)進給量 =,切削速度= 計算工時t=工序X剃齒z=19，m=5機床YA4232 刀具 刀具材料 查相關(guān)資料取主軸轉(zhuǎn)速為n=80r/min，P=2.2kw,剃刀旋轉(zhuǎn)進給量 =,切削速度= 計算工時t=工序XI絞孔直徑余量z=，=0.15mm/r=1237r/min所以機床主軸轉(zhuǎn)速選擇=1200(r/min)切削工時t=機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片產(chǎn)品型號零(部)件圖號共一頁產(chǎn)品名稱倒檔齒輪零(部)件名稱倒檔齒輪第一頁材料牌號45#毛坯種類鍛件毛坯外形尺寸毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段加工設(shè)備工 藝 裝 備工時min夾具名稱及型號刀具名稱及型號量具與檢測10鍛造鍛造毛坯,各單邊余量留5mm1120熱處理正火處理1130粗車粗車76端面,車至103mm粗車76外圓柱面，加工至粗車76齒厚，加工至16mm粗車40外圓柱面，車至41mm粗車105外圓柱面，車至101mm粗車105齒厚，車至16mm粗車105端面，車至100mm鉆孔18mm擴孔11CA6140組合夾具外圓車刀麻花鉆頭專用塞規(guī)40拉鍵槽拉鍵槽6X100mm11組合夾具鍵槽拉刀專用塞規(guī)50半精車 半精車76外圓柱面，車至76mm 半精車76齒厚，車至15mm 半精車40外圓柱面 半精車105外圓柱面，車至105mm 半精車105齒厚，車至15mm11CA6140組合夾具外圓車刀專用塞規(guī)60檢驗1170滾齒 滾齒Z=17,m=4，留剃余量Z= 滾齒Z=19,m=5，留剃余量Z=11Y3150E組合夾具滾齒刀專用塞規(guī)80修正去毛刺11組合夾具90 剃齒 剃齒Z=17，m=4，公法線長度至尺寸上限 剃齒Z=19，m=5，公法線長度至尺寸上限11YP4232C組合夾具剃齒刀專用塞規(guī)100熱處理齒部高頻感應(yīng)淬火4552HRC11110鉸孔鉸孔至尺寸20011CA6140組合夾具專用塞規(guī)120珩齒 齒輪Z=17，m=4珩至尺寸要求 齒輪Z=19，m=5珩至尺寸要求11編制(日期)審核(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記七、工藝過程卡表2 倒檔齒輪中批量生產(chǎn)機械加工工藝過程卡片八、工序過程卡機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零(部)件圖號產(chǎn)品名稱零(部)件名稱倒檔齒輪車 間工 序 號工序名稱材料牌號3粗車45#毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾 具 編 號夾 具 名 稱 切 削 液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn) 終單 件64工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度(m/min)進給量(mm/n)切削深度(mm)進給次數(shù)工步工時機動輔助1粗車76端面高速鋼面車刀，麻花鉆，擴孔刀45031描 圖2粗車76外圓柱面及齒厚500119163粗車40圓柱面140015911描校4粗車105圓柱面及齒厚400132115粗車105端面3203210底圖卡6鉆18mm孔1251001437擴孔12510085裝訂號 設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期陳德發(fā)07-08杜道07-08機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零(部)件圖號產(chǎn)品名稱零(部)件名稱倒檔齒輪車 間工 序 號工序名稱材料牌號4拉鍵槽45#毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)鍵槽拉床Z5351夾 具 編 號夾 具 名 稱 切 削 液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn) 終單 件204工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度(m/min)進給量(mm/n)切削深度(mm)進給次數(shù)工步工時機動輔助1××100mm鍵槽拉刀229219描 圖2精拉鍵槽6××100mm68110描校底圖卡裝訂號 設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期陳德發(fā)07-08杜道07-08機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零(部)件圖號產(chǎn)品名稱倒檔齒輪零(部)件名稱倒檔齒輪車 間工 序 號工序名稱材料牌號5半精車45#毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾 具 編 號夾 具 名 稱 切 削 液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn) 終單 件146工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度(m/min)進給量(mm/n)切削深度(mm)進給次數(shù)工步工時s機動輔助1.半精車76外圓柱面至76mm及齒厚15mmW18Cr 4V車刀，游標(biāo)卡尺7101851描 圖2.半精車40外圓柱面至40mm140019713半精車105外圓柱面至105mm及齒厚15mm50011描校底圖卡設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零(部)件圖號產(chǎn)品名稱零(部)件名稱倒檔齒輪車 間工 序 號工序名稱材料牌號7滾齒45#毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)齒輪滾床Y32b1夾 具 編 號夾 具 名 稱 切 削 液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn) 終單 件10工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度(m/min)進給量(mm/n)切削深度(mm)進給次數(shù)工步工時機動輔助1.滾齒Z=17，m=4留剃余量Z=滾齒刀502517330描 圖2滾齒Z=19，m=5，剃余量Z=6030335描校底圖卡設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字 日 期