雙聯(lián)齒輪課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械加工工藝與夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：雙聯(lián)齒輪目錄一、設(shè)計(jì)要求及參考二、零件的分析三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制作形式（二）基準(zhǔn)的選擇（三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（五）各工序的定位夾緊方案及切削用量的選擇（六）各工序的基本工時(shí)四、主要參考文獻(xiàn)五、設(shè)計(jì)總結(jié).編制零件的工藝規(guī)程及設(shè)計(jì)夾具:雙聯(lián)齒輪如下圖所示，成批生產(chǎn)（每批100件），材料為40Cr 鋼。編制此雙聯(lián)齒輪的工藝規(guī)程并為加工花鍵設(shè)計(jì)夾具。旳產(chǎn)也乜心別話“3,二円崛萌匿加.：齒部5MRC 圖1鞏聯(lián)齒輪要求：零件毛坯圖夾具裝配圖（A0或A1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書（附有工藝卡和工序卡）二、零件分

2、析(一) 零件的作用 雙聯(lián)齒輪是一些機(jī)械設(shè)備變速箱中，通過(guò)操作機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動(dòng)齒輪，從 而實(shí)現(xiàn)變速。32花鍵孔有較高精度。(二) 零件的工藝分析 該零件屬于齒輪類零件， 形狀規(guī)則， 尺寸精度和形位精度要求均較高， 零件的 主要技術(shù)分析如下：(1)齒輪端面對(duì)準(zhǔn)A的圓跳動(dòng)公差不超過(guò)0.05mm,主要是保證端面平整光滑， 雙聯(lián)是利用花鍵軸和花鍵孔進(jìn)行配合定位，因此必須保證花鍵孔的尺寸精度。雙聯(lián)齒輪之間嚙合要求嚴(yán)格，要保證雙聯(lián)齒輪的齒形準(zhǔn)確及同軸度較高。( 2)由于零件是雙聯(lián)齒輪，軸向距離較小，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)是選擇合理的加工工 藝( 3)齒輪要求加工精度高，要嚴(yán)格控制好定位(4)32的花鍵孔是一比較重要

3、的孔，也是以后機(jī)械加工各工序中的主要定位 基準(zhǔn)。因此加工花鍵孔的工序是比較重要的。 要在夾具設(shè)計(jì)中考慮保證到此孔精 度及粗糙度要求三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)(一) 確定毛坯的制造形式 由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小，且有臺(tái)階軸，力學(xué)性能要求較高，精度較高且要進(jìn)行大量生產(chǎn)所以選用模鍛件，其加工余量小，表面質(zhì)量好，機(jī)械強(qiáng)度高，生 存率高。工件材料選用45Cr,毛坯的尺寸精度要求為IT11 12級(jí)(二) 基準(zhǔn)的選擇根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析。知32花鍵孔，端面圓跳動(dòng)，平行度等均應(yīng)通過(guò)正確的定位才能保證，故對(duì)基準(zhǔn)的選擇應(yīng)欲與分析(1)粗基準(zhǔn)的選擇按照粗基準(zhǔn)的選擇原則， 為保證不加工表面和加工表面的位置要求，

4、 應(yīng)選擇不 加工表面為粗基準(zhǔn)，故應(yīng)分別選擇 AB端面為粗基準(zhǔn)，在加工32花鍵孔應(yīng)選 擇花鍵孔以及 B 面為第二位毛基準(zhǔn)。( 2)精基準(zhǔn)的選擇在加工完 32花鍵孔以后各工序則分別一兩孔為定位精基準(zhǔn)。 這樣就滿足了 基準(zhǔn)重合的原則和互為基準(zhǔn)的原則。 在加工某些表面時(shí)， 可能會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合， 這時(shí)需要進(jìn)行尺寸鏈的換算。(三) 工藝路線的擬定( 1 ) 工藝路線的擬定 為保證達(dá)到零件的幾何形狀、 尺寸精度、 位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求， 必須制定 合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床配以專用的工、夾、量具，并考 慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。工藝路線一：工藝

5、路線二鍛造、正火 鍛造、正火1 粗車外圓及端面2 拉平鍵孔3 去毛刺4 精車外圓、端面5 檢驗(yàn)6 滾齒7 插齒8 倒角9 去毛刺10剃齒1 粗車外圓及端面2 拉平鍵孔3 去毛刺4 精車外圓及端面5 檢驗(yàn)6 滾齒7 倒角8 去毛刺9 剃齒10 齒部高頻淬火11齒部高頻淬火11 推孔12 衍齒13 總檢12推孔13衍齒14總檢兩個(gè)工藝方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二這道工 序都是為了獲得 Z=19 的切削加工。方案一是對(duì) Z=33 的齒形進(jìn)行滾齒加工后再 對(duì) Z=19 的齒輪進(jìn)行插齒加工，這樣能保證切削加工順利地進(jìn)行下去。方案二是 對(duì) Z=33 的齒坯進(jìn)行滾齒加工后繼續(xù)對(duì) Z=19

6、的齒輪進(jìn)行滾齒加工，由于該零件 是雙聯(lián)齒輪，兩齒輪間隔很小，若再對(duì) Z=19 的齒坯進(jìn)行滾齒加工需得有專門的 設(shè)備，增加了成本和加工難度另外，選擇方案時(shí)還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素， 如設(shè)備， 能否借用工、 夾、量具等、 本次設(shè)計(jì)選擇工藝路線方案一。 根據(jù)工序方案一制定出詳細(xì)的工序 劃分如下所示 :毛坯為鍛件，清理后進(jìn)行正火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力機(jī)械切削加工性能， 在毛坯車間， 對(duì)其認(rèn)真檢驗(yàn)分析， 達(dá)到毛坯的技術(shù)要求， 然后送到機(jī)械加工車間 來(lái)加工1 毛坯鍛造2 正火3粗車外圓及端面，留余量1.52m m,鉆、鏜花鍵底孔至尺寸28H124 拉花鍵孔5 鉗工去毛刺6 上心軸，精車外圓，端面及槽至要求

7、7 檢驗(yàn)8 滾齒（Z=33）留余量 0.070.1mm9 插齒（Z=19）留余量 0.040.0610 倒角1 1鉗工去毛刺12剃齒（Z=33 ）公法線長(zhǎng)度至尺寸上限13剃齒（Z=19）采用螺旋角度為5度的剃齒刀，剃齒后公法線長(zhǎng)度至尺寸上限14 齒部高頻淬火15 推孔16 衍齒17 總檢入庫(kù)根據(jù)此工序安排，編出機(jī)械加工工藝過(guò)程卡及工序卡。見(jiàn)附表 1:機(jī)械 工藝加工過(guò)程卡，附表215機(jī)械加工工藝卡機(jī)械加工工藝過(guò)程卡零件名稱雙聯(lián)齒輪鍛造每件毛坯制坯數(shù)第一頁(yè)零件生產(chǎn)批量10045Cr零件外形尺寸工序號(hào)工種工序名稱機(jī)床型號(hào)夾具名稱刀具名 稱輔助名 稱量具10車粗車外圓及端面留余量1.5-2mmCA61

8、40車夾具咼速鋼 車刀游標(biāo)卡尺150X 0.0220車鉆鏜花鍵孔至尺寸28H12C6136（專）車28孔夾具鉆擴(kuò)復(fù) 合鉆28 X401-50mm內(nèi)徑千分尺30拉拉花鍵孔至規(guī)格L6120拉夾具矩形花鍵拉刀拉夾頭花鍵量規(guī)40鉗去毛刺50車上芯軸，精車外 圓，端面及槽至 要求CA6140上芯軸裝夾咼速鋼 外圓，端 面及車 槽刀游標(biāo)卡尺150X 0.0260銑滾齒（Z=33）留剃余量0.07-0.12mmY3150E上芯軸裝夾咼速鋼 剃前齒 輪滾刀CD320G光柵式多能單面 嚙合檢查儀70銑插齒（Z=19）留剃余量0.04-0.06mmY5132上芯軸裝夾盤形直 齒插齒 刀CD320G光柵式多能單面

9、嚙合檢查儀80車倒角（1,2齒15牙角）CA6140上芯軸裝夾75外圓車刀90鉗去毛刺100銑剃齒（Z=33）公法 線長(zhǎng)度至尺寸上 限Y4232C上芯軸裝夾盤形剃 齒刀CD320G光柵式多能單面 嚙合檢查儀110銑剃齒（Z=19）公法線長(zhǎng)度至尺寸上限Y4232C上芯軸裝夾盤形剃齒刀CD320G光柵式多能單面 嚙合檢查儀120銑推孔130銑珩齒砂輪工序簡(jiǎn)圖工序名稱粗車外圓及端面序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)機(jī)床名稱車床毛坯材料45Cr輔助夾具粗車外圓及端面，留余量 1.5-2mm750切削速度/( m /mi n)56.5進(jìn)給量/( mm/ r/ min)刀具名稱0.4硬質(zhì)合金 車刀機(jī)床型

10、 號(hào)CA6140夾具名稱三爪卡 盤冷卻液量具名 稱工序名稱工序簡(jiǎn)圖第2頁(yè)機(jī)床名稱機(jī)床型 號(hào)車床C6136(專)毛坯材料夾具名 稱i45Cr鉆28孔夾具輔助夾具冷卻液序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)切削速度/(m/ min)進(jìn)給量/( mm/ r/ min)刀具名稱量具名 稱20鉆鏜花鍵孔至尺寸28H1275056.50.4麻花鉆，YG8 硬質(zhì)合金鏜 刀0-250 內(nèi)徑千分 尺、工序簡(jiǎn)圖拉花鍵孔至規(guī)格第3頁(yè)機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)拉床L6120毛坯材料夾具名稱45Cr拉夾具輔助夾具冷卻液乳化液序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)切削速度/(m/ min)進(jìn)給量/( mm/ r/ min)刀具名稱量具

11、名稱30拉花鍵孔至規(guī)格2803.62.5矩形花鍵拉刀花鍵量規(guī)、工序簡(jiǎn)圖 工序名稱、鉗工去毛刺第4頁(yè)工具名稱機(jī)床型 號(hào)銼刀毛坯材料夾具名 稱45Cr輔助夾具冷卻液序 號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/(r / mi n)切削速度 /（ m/mi n）進(jìn)給量/( mm/ r / min)刀具名稱量具名 稱40鉗工去毛刺銼刀工序簡(jiǎn)圖一精車外圓第5頁(yè)機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)11車床CA6140毛坯材料夾具名稱45Cr三爪 卡盤輔助夾具冷卻 液/ / # Z5 序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)切削速度/(m/ min)進(jìn)給量/( mm/ r/ min)刀具名稱量具 名稱50上芯軸精車外圓、端面 及槽至要求75056.50.4

12、高速鋼車刀游標(biāo)卡尺100*0.02滾齒Z=33工序名稱工序簡(jiǎn)圖機(jī)床名稱滾齒機(jī)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/(r/ min)切削速度/(m/ min)進(jìn)給量/( mm/ r/ min)機(jī)床型號(hào)Y3150毛坯材料夾具 名稱45Cr上芯 軸裝 夾輔助夾具冷卻液孚L化 液刀具名稱量具名稱滾齒(Z=33)留齒余量0.07-0.12mm32.4高速鋼滾刀插齒Z=19工序名稱工序簡(jiǎn)圖機(jī)床名稱工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)切削速度/(m/ min)進(jìn)給量/( mm/ r/ min)插齒(Z=19)留齒余量0.04-0.06mm18.30.32機(jī)床型號(hào)插齒機(jī)Y5132毛坯材料夾具名稱45Cr上芯 軸裝 夾輔助夾具冷卻液刀具名

13、稱高速鋼插刀量具名稱工序簡(jiǎn)圖工序名稱、第8頁(yè)機(jī)床名稱機(jī)床 型號(hào)kJi9車床CA6140毛坯材料夾具 名稱45Cr上芯 軸裝 夾1/ / / y/1jiTjTjT/1 輔助夾具冷卻液序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)切削速度/(m/ min)進(jìn)給量/( mm/ r/ min)刀具名稱量具名稱80車倒角(15)75056.50.445外圓車刀游標(biāo)卡尺工序簡(jiǎn)圖工序名稱齒部高頻淬火第14頁(yè)機(jī)床名稱機(jī)床 型號(hào)電阻加熱爐毛坯材料夾具名稱45Cr淬火 件掛 鉤輔助夾具淬火 介質(zhì)序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r切削速度/ min)(m/ min)進(jìn)給量/（ mm/ r刀具名稱/ min）量具名稱控溫儀齒輪加工夾具示

14、意圖磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，如圖9-20所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳 動(dòng)較小，對(duì)以后磨齒或珩齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也 取得了較好的效果（四）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定1毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖雙聯(lián)齒輪室一些設(shè)備變速箱中，通過(guò)與操縱機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動(dòng)齒輪，從 而實(shí)現(xiàn)變速。要求配合精度較高，力學(xué)性能較好，且生產(chǎn)綱領(lǐng)是成批生產(chǎn)，所以 毛坯選用模鍛件，再給以正火處理，以消除鍛件在鍛造過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力。由文獻(xiàn)1,該種鍛件的工差等級(jí)為 CT79級(jí)，故取CT為9級(jí)。 由文獻(xiàn)1可用查表法確定各表面的總余量，但由于用查表法所確定的 總余量與生產(chǎn)實(shí)際情況有些差距，故還應(yīng)根據(jù)

15、工廠具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由文獻(xiàn)1可查出鍛件主要尺寸的公差，先將調(diào)整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸 87.5外圓87.52.59056.5外圓56.53.560424254741長(zhǎng)4154618厚1832119厚19423花鍵孔28325由此可繪出零件毛坯圖、選擇工序加工余量1. 粗車外圓及端面，鉆鏜花鍵底孔至尺寸28(1) 已知 87.5外圓長(zhǎng)度方向上的加工余量為 3mm,實(shí)際加工余量為1.5mm,故 分一次加工，長(zhǎng)度加工公差為IT11級(jí)取-0.19mm(2) 進(jìn)給量切削簡(jiǎn)明手冊(cè)當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mma e 3 mni時(shí)，以及工件直徑為87.5時(shí)，？ =0

16、.6-0.8mm/ r按C3163 1車床說(shuō)明書 取？=06 mm/n由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以 k=0.750.85所以：實(shí)際進(jìn)給量f=0.6 X 0.8=0.48 mm/ r按C3163 1車床說(shuō)明書 ？= 0.53 mm/r(3) 計(jì)算切削速度。按切削簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.27 ， 切削速度的計(jì)算公式為(壽命選 T=60min)刀具材料 YG6V=Cv/(Tm 即 xv f yv) kv其中： Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見(jiàn)切削手冊(cè)表1.28kmv=1.15kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81 Vc =158/( 600.

17、2 20.15 0.53 0.4) 1.15 0.8 0.8 0.81 0.97=46.9(m/min)(4) 確 定 機(jī) 床 主 軸 轉(zhuǎn) 速ns=1000vc/dw=229.8( r/min )按C3 1631車床說(shuō)明書 200 r /min所以實(shí)際切削速度 V=40.8m/mina、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表 2.9 ,當(dāng) c b= 210MPad 0 = 20.5mm 可確定 f=0.75。按C101車床說(shuō)明書取f=0.62mm/n.所以實(shí)際切削速度 V=40.8m/minb、決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命當(dāng) do=28mm鉆頭最大磨損量取 0.8 壽命 T=45min.c、切削速度由切削

18、用量簡(jiǎn)明手冊(cè)得 V =21m/minn=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min 取 n=280m/min.實(shí)際 V =17 m/mind、基本工時(shí)，Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.28(min)入切量及超切量由表 查出屮+ =6mm所以 Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.32 (min)2、擴(kuò)孔刀具直徑do=27mm刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間， n 和 f 都 不變，所以Tm同上Tm=0.32倒角刀具 15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，

19、以表面粗度要求不高手動(dòng)進(jìn) 給。3、倒角刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。 檢驗(yàn)機(jī)床功率 按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表可以查出 當(dāng)160245HBSap 2.8 mm f 0.6 mm/rVc 41 m/min Pc = 3.4kw按C3 163 1車床說(shuō)明書主電機(jī)功率P= 11 kw 可見(jiàn)Pc比P小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗(yàn)按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.21當(dāng) do = 27mm f = 0.64 mm查得轉(zhuǎn)矩皿=61.8 N.M切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表由表 2.32 得功率公式P C= McVc/30do=61.8x17/30x27=1.67km按C3 16 31車床

20、說(shuō)明書 主電機(jī)功率P= 11 kw可見(jiàn)PC比P小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要4 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒為 0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時(shí) 式中： Z bLt=Zbl n k/1000vfzZ單面余量2.5mm（由27mm拉削到32mm） 拉削表面長(zhǎng)度， 41mm；考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取 1.2；k考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取 1.4 ；v f ZP拉削速度（ m/min）； 拉刀單面齒升； 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)， Z=l/p ； 拉刀齒距。P=(1.25-1.5)sqrt42=1.35sqrt42=9mm

21、拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=l/p=42/95其本工時(shí) Tm=2.5 X 42 X 1.2 X 1.4/1000 X 3.6 X 0.06 X 5=0.20(min) 5. 齒輪加工(1)滾齒加工 33齒由文獻(xiàn) 2 表 10-174V=312/T0.33S0.5N=0 . 1 24s0.9 m1.7/D又由文獻(xiàn) 2表 10-175,10-177S=2.5，T=240min，m=4代入上式得V=32.4m/min，N=0.27kw(2)插齒加工 19齒由文獻(xiàn) 2 表 10-1740.2V=49/T0.2s0.50.3 m-420.11N=179X 1 0-4sm2/2 0.11又由文獻(xiàn) 2表 10-18

22、9,10-192S=0.32，T=300min，代入上式得V=18.3m/min，N=0.062kw由（ 1 ）、（ 2）計(jì)算它們均小于機(jī)床所能提供的功率， 故符合要求。6齒部高頻淬火7珩齒精磨工件，砂輪寬度 b=2mm縱向進(jìn)給量： f a 0.5bs 0.5 2 1mm工作臺(tái)單行程的橫向進(jìn)給量 ft 6.8 m/ st8 時(shí)間定額計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，只計(jì)算指導(dǎo)教師指定的一道工序工時(shí) 下面計(jì)算20道工序28mn?L的時(shí)間定額。（1）機(jī)動(dòng)時(shí)間由文獻(xiàn) 1 表 2.5-7 得鉆孔的計(jì)算公式為：T=l+l1+l 2/f n式中 l 1=D/2cotk y+（1-2） l 2=1-4，鉆盲孔時(shí)， l 2=0，l=46 ，L2=0，f=0.3 ，n=1000L1=8.7/2cot （1180/2）+1.5=6.7所以 t=46+6.7+0/0.3 x 1000=0.1773mi nTb=2t=2 x 0.1773=0.355min（2）輔助時(shí)間由文獻(xiàn) 1 表 2.5-41 確定開(kāi)停車 0.015nin升降鉆桿 0