齒輪軸的制造工藝規(guī)程設(shè)計

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計設(shè)計題目：齒輪軸的制造工藝規(guī)程設(shè)計班 級： 10機械本B班學(xué) 號： 2010210279姓 名： 云大寶 指導(dǎo)教師： 支新濤日 期： 機制工藝課程設(shè)計任務(wù)書 、課程設(shè)計名稱：機制工藝課程設(shè)計 、課題名稱：齒輪軸的制造工藝規(guī)程設(shè)計 、課程設(shè)計使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：1. 生產(chǎn)要求：產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)為379臺/年，每臺產(chǎn)品齒輪軸數(shù)量2件；齒輪軸的備品百分率為4%，廢品百分率為0.4%2. 生產(chǎn)條件和資源：毛坯為外協(xié)件，生產(chǎn)條件可根據(jù)需要確定；設(shè)備可以根據(jù)需要選擇且各設(shè)備均達到機床規(guī)定的工作精度要求。3. 零件圖見下頁4. 零件的分析及毛坯的確定。 5擬定機械加工工

2、藝過程。 6合理選擇各工序的定位基準(zhǔn)。 7確定加工工序的余量和切削用量。 8確定工序尺寸，正確擬定工序技術(shù)要求。 9編制加工工藝規(guī)程。 10撰寫設(shè)計說明書。零件圖目 錄1齒輪軸的分析.1 1.1齒輪軸的作用.1 1.2齒輪軸的工藝分析.12零件的生產(chǎn)類型.1 2.1生產(chǎn)綱領(lǐng).1 2.2生產(chǎn)類型及工藝特征.13工藝規(guī)程的設(shè)計.2 3.1毛坯的確定.2 3.2選擇定位基.2 3.3制定工藝路線.3 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.4 3.5確定切削用量和基本工時.54設(shè)計總計.7附錄：軸的機械加工工藝卡.8參考文獻.17課程設(shè)計說明書1、齒輪軸分析1.1齒輪軸的作用齒輪軸是傳動系配件

3、，作用是指支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。1.2零件工藝分析1）工序安排熱處理調(diào)質(zhì)處理后，再進行精車、磨削加工，以保證加工質(zhì)量穩(wěn)定。2）精車、粗磨、精磨工序均以兩中心孔定位裝夾工件，其定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，可以更好保證零件的加工質(zhì)量。3）以工件兩中心孔為定位基準(zhǔn)，在偏擺儀上檢查，60mm、141.78mm、60mm三處軸徑外圓對公共軸心線AB的圓跳動0.025mm。4）工序14對組合夾具應(yīng)要求備有鍵槽對稱度檢查基準(zhǔn)，可供加工對刀及加工后檢查使用。2、零件的生產(chǎn)類型2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)根據(jù)任務(wù)書已知：產(chǎn)品的生

4、產(chǎn)綱領(lǐng)為379臺/年，每臺產(chǎn)品齒輪軸數(shù)量2件齒輪軸的備品百分率為，廢品百分率為0.4。齒輪軸生產(chǎn)綱領(lǐng)計算如下：N=Qn(1+a)(1+b) =379x2(1+4)(1+0.4) =791.47792（件/年)2.2生產(chǎn)類型及工藝特征查表確定齒輪軸屬于大批量生產(chǎn)零件，工藝特征見表（如下）： 生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)類型工藝特征379臺/年大量生產(chǎn)（1）毛坯采用鑄造，精度適中，加工余量相對較大（2）加工設(shè)備采用車床、銑床、鉆床、鋸床（3）加工設(shè)備采用組合夾具（4）工藝需編制詳細的加工工藝過程卡片和工序卡片（5）生產(chǎn)效率低，對人工的技術(shù)要求高 各種生產(chǎn)類型的工藝過程特點3、工藝規(guī)程的設(shè)計3.1毛坯的確定1）零件

5、材料為45鋼。零件的最大和最小的尺寸相差比較大。由于零件為大量生產(chǎn)，而且零件的輪廓也較簡單，故采用棒料。這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。由于零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，且有臺階軸，力學(xué)性能要求較高，精度較高且要進行大量生產(chǎn)，其加工余量小，表面質(zhì)量好，機械強度高，生存率高。工件材料選用45#鋼，毛坯的尺寸精度要求為IT1112級。2）繪制產(chǎn)品毛坯圖： 毛坯圖3.2選擇定位基準(zhǔn)1）精基準(zhǔn)的選擇由零件的工藝分析可以知道，此零件的設(shè)計基準(zhǔn)是60mm、141.78mm、60mm三處軸徑外圓對公共軸心線，根據(jù)基準(zhǔn)重合選擇，應(yīng)選擇設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，即以60mm、141.78mm、60mm三處軸徑外圓對

6、公共軸心線為精基準(zhǔn)，由于多數(shù)工序的定位基準(zhǔn)都是中心孔，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，且能保證工件定位準(zhǔn)確，裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。所以精基準(zhǔn)選擇中心孔。 2）粗基準(zhǔn)的選擇選擇左端Ø65mm的未加工外圓柱面作為粗基準(zhǔn)。3.3制定工藝路線1）根據(jù)各表面加工要求和各加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下：工序2 尺寸Ø60mm： 粗車 尺寸141.78mm: 粗車半精車精車工序3 尺寸Ø60mm: 粗車工序4 尺寸80mm： 粗車精車磨削工序5 尺寸75mm： 粗車半精車精車工序6 尺寸寬為18mm深為7mm長為70的鍵槽：粗銑工序7 大徑為Ø57的斜齒輪：滾

7、齒剃齒或粗滾齒精滾齒根據(jù)先粗后精，基準(zhǔn)先行，以及先主后次的原則，加工順序：兩端面和中心孔的加工，粗車各外圓表面，精車外圓60mm，60mm表面，銑鍵槽，斜齒輪的加工，磨削兩141.78mm外圓面。2）表面加工方法的確定本零件的毛坯為棒料，待加工面有端面，鍵槽等。材料為45鋼.公差等級及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下： （1） 端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無需去除材料。待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，經(jīng)車削即可獲得。 （2）鍵槽 本零件主要加工鍵槽，銑鍵槽 （3）外圓 主動齒輪上有較多的外圓，根據(jù)不同的公差等級及粗糙度要求，選擇粗車，半精車，精車等加工方

8、法，保證不同的技術(shù)要求。 3）確定工藝路線 工序I 下棒料150mm x320mm 工序II 夾緊毛坯一端外圓，粗車外圓尺寸至60mm，并控制長度為 35mm;保證端面平整，繼續(xù)車外圓尺寸至141.78mm，粗糙度為Ra1.6m。 工序III 倒頭夾已加工外圓60mm，車另一端各部，保證總長度308mm外圓為50mm。 工序IV 以60mm外圓定位夾緊車內(nèi)圓141.78mm尺寸至，控制長度為13mm。 工序 V 以外圓定位夾緊（墊上銅皮，防止磨損），車141.78mm，外圓處長度為，使其外圓為。并車141.78mm外圓處長度尺寸為8mm，保證定位鎖軸總長為308mm，另一端外至80mm。 工序

9、VI 車刀槽70mm距內(nèi)圓80mm的距離5mm，熱處理2832HRC。 工序VII 車螺紋 左旋。 工序VIII 以60mm外圓定位夾緊（墊上銅皮，防止磨損）將內(nèi)圓65mm車斜角距外圓60mm距離14mm。 工序IX 按圖樣要求檢驗各部分尺寸，精修尺寸，光整度等3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1）毛坯外圓表面直徑的確定 外圓141.78mm、只要粗精加工就可以達到要求，而外圓Ø65和Ø60mm鍛一樣的直徑，查參考文獻可知直徑加工余量為2mm，考慮實際加工時，因鍛造表面較硬而加工余量少可能難加工，所以取毛坯直徑為Ø70mm。60mm、141.78mm、

10、60mm要經(jīng)過粗加工和精加工，參考文獻可知直徑加工余量為2mm+1.5mm=3.5mm,考慮實際加工時，因鍛造表面較硬而加工余量少可能難加工，所以取毛坯直徑為Ø65mm。長度方向的余量查參考文獻，其余量值規(guī)定2.0-2.5mm，取2.0mm。2）、加工余量 尺寸項目60mm141.78mm60mmØ 75mmØ80mm 粗車余量（直徑）9.2 59.25 7半精車余量 （直徑）0.5 0.50.5 0.6精車余量（直徑）0.3 0.30.4 0.4磨削余量（直徑）0.02 0.010.02總余量（直徑）10 5.8110.125 83.5確定切削用量和基本工時 工

11、序1：粗車外圓141.78mm：1） 背吃刀量：單邊余量Z=4.6mm,可三次切除。背吃刀量為1.8mm。2） 進給量：根據(jù)參考文獻取。3） 切削速度:根據(jù)參考文獻取。4） 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選取。所以實際切削速度為5） 驗證機床功率：主切削力按機械工藝手冊所示公式計算 式中， , 所以 切削時消耗功率為 由CA6140機床說明書可知，CA6140的主電機功率為7.8kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為560r/min時，主軸傳遞最大功率為5.5kw，所以機床功率足夠，可以正常加工。6）切削工時： 所以 工序2：滾齒1） 背吃刀量：根據(jù)參考文獻可知，。2） 進給量：根據(jù)參考文獻取。3） 切削速度：根據(jù)參考文

12、獻取。根據(jù)修正公式： 式中查參考文獻可得： 所以4） 確定主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取5） 切削工時：式中，4、設(shè)計總結(jié)在這次課程設(shè)計過程中，使我真正感受到了知識的重要性。這次設(shè)計將我以前學(xué)過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。在課程設(shè)計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。在課程設(shè)計中還用到了CAD制圖和一些計算機軟件，因為學(xué)的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱

13、課本,但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次課程設(shè)計真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實際應(yīng)用中來了。在這次課程設(shè)計中，我學(xué)到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設(shè)計人員，設(shè)計一個零件，也因此，我了解了設(shè)計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計人員，在設(shè)計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設(shè)計者

14、的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計出好的作品。在這次課程設(shè)計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。收獲：（1）能把以前所學(xué)的各種知識，綜合的運用的這次課程設(shè)計中，鞏固了以前所學(xué)的知識。（2）學(xué)會了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊。（3）學(xué)會了，分析問題，解決問題的能力。不足之處：（1）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學(xué)習(xí)、實踐中進一步改進。（2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設(shè)計不是很精確，需在以后的實踐中積累經(jīng)驗，進一步改進。附錄：軸的機械加工工藝卡滁 州 學(xué) 院 零 件 號材 料 45鋼編制（日期）機 械 加 工 工 藝 過 程 綜 合 卡 零件名稱齒 輪

15、軸毛坯重量 12kg指導(dǎo) 生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)毛坯種類 棒 料審核工 序工 步工 序 說 明工 序 簡 圖機 床輔 助 工 具夾 具 或刀 具量 具走刀次數(shù)走刀長度（mm）切削深度（mm）進給量（mm）主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度（m/min） 基本時間（min）I 1 1棒料150mm×320mm 帶 鋸 專用夾具 普通帶鋸 游標(biāo)卡尺2 2 1 2 夾緊毛坯一端外圓，車端面，將尺寸150mm車至圖樣尺寸141.78mm，控制長度308mm粗車外圓尺寸至60mm，并控制長度為35mm，保證端面平整，粗糙度為Ra12.5mC6140三 爪卡盤普通車刀游標(biāo)卡尺 2 8 308 35 308

16、308 4.11 40.89 0.50.5 0.41 0.160.160.16 450 87.6 3 3.1433 3 1倒頭夾已加工外圓60mm，車另一端各部，保證總長為308mm外圓為50mm，C6140三爪卡盤普通車刀游標(biāo)卡尺1500.250.250.250.160.160.16.72080.594.014 4 1以60mm外圓定位夾緊車內(nèi)圓141.78mm尺寸至，控制長度為13mm，車內(nèi)圓75mm。C6140三爪卡盤普通車刀游標(biāo)卡尺1 130.30.30.30.30.160.160.1685080.070.245 5 1 2以外圓定位夾緊（墊上銅皮，防止磨損），車141.78mm外圓處

17、長度尺寸為，保證定位鎖軸總長為308mm。車另一端外圓至。車141.78mm外圓處長度尺寸為8mm ，保證定位鎖軸總長為308mm。另一端外圓至80mm。C6140三爪卡盤普通車刀游標(biāo)卡尺 2 1 78 8 0.25 0.30.5 0.16 0.160.2556081.5 4.56 0.26 1車刀槽70mm距內(nèi)圓80mm的距離5mm，熱處理2832HRCX5032專用夾具銑 刀游標(biāo)卡尺17070.1656081.50.347 7 1以60mm外圓定位夾緊（墊上銅皮，防止磨損）將內(nèi)圓141.78mm滾齒至133.78mmC6140三爪卡盤游標(biāo)卡尺112440.1656081.50.5188 1

18、以60mm外圓定位夾緊（墊上銅皮，防止磨損）將內(nèi)圓65mm車斜角距外圓60mm距離14mmC6140三爪卡盤普通車刀游標(biāo)卡尺1 14 0.250.1656081.50.369 9 1修研兩端并以裝夾工作，磨削軸徑至圖樣尺寸，并磨削兩端面，保證垂直度M1420專用夾具砂輪WA46KV6P游標(biāo)卡尺130800.032827.50.412110 1按圖樣要求檢驗各部分尺寸，光整度等游標(biāo)卡尺111 1 涂油入庫游標(biāo)卡尺5、參考文獻1王先逵. 機械加工工藝手冊齒輪、蝸桿蝸輪、花鍵加工 M. 北京： 機 械出版社， 2008.62 王先逵. 機械加工工藝手冊車削, 鏜削加工M. 北京：機械出版社, 2008. 3陳宏均. 機械加