齒輪類零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編程

1、成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 論文題目 齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編程 學(xué)生姓名 清晰明天 專業(yè)名稱 機(jī)械制造及自動(dòng)化 指導(dǎo)老師 2012年 12 月目錄前言21 摘 要3一 編制零件的工藝規(guī)程4二 零件的分析42.1 零件技術(shù)要求的分析42.2零件結(jié)構(gòu)工藝性分析5三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)5（一）確定毛坯5（1）確定毛坯的種類6（2）確定毛坯形狀6（3）齒坯的加工方案6（二）基準(zhǔn)的選擇6（1）精基準(zhǔn)的選擇7（2）粗基準(zhǔn)的選擇7（三）齒輪加工方案的選擇7（四）工藝路線的確定11參考文獻(xiàn)26總結(jié)27前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識(shí)和基本理論，進(jìn)行

2、工程設(shè)計(jì)、工程技術(shù)研究，軟件工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用等的綜合訓(xùn)練，是前面各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和拓寬，是學(xué)生綜合素質(zhì)和工程技術(shù)培養(yǎng)的重要階段。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選擇了齒輪類零件加工工藝規(guī)程的編制，在方案中圓柱齒輪的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，先從模仿入手，然后由淺入深，逐步進(jìn)入創(chuàng)新提高階段。齒輪(Gear) 是依靠齒的嚙合傳遞扭矩的輪狀機(jī)械零件。齒輪通過(guò)與其它齒狀機(jī)械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速與扭矩、改變運(yùn)動(dòng)方向和改變運(yùn)動(dòng)形式等功能。由于傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)，齒輪機(jī)構(gòu)在工業(yè)產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，其設(shè)計(jì)與制造水平直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。齒輪輪齒相互扣住齒輪會(huì)帶動(dòng)另一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)傳

3、送動(dòng)力。 將兩個(gè)齒輪分開(kāi)，也可以應(yīng)用鏈條、履帶、皮帶來(lái)帶動(dòng)兩邊的齒輪而傳送動(dòng)力。直齒圓柱齒輪是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的最基本零件之一，在工程領(lǐng)域，特別是在汽車及制造業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用。直齒圓柱齒輪不僅形狀復(fù)雜，而且尺寸精度、 表面質(zhì)量及綜合力學(xué)性能均要求很高。目前，國(guó)內(nèi)直齒圓柱齒輪生產(chǎn)大多采用傳統(tǒng)的切削加工方法，材料利用率低，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品成本高，同時(shí)由于金屬纖維被切斷從而降低了齒輪強(qiáng)度和使用壽命。直齒圓柱齒輪精密塑性成形是一種少無(wú)切削加工的新技術(shù)，精密塑性成形的最終目的是成形出完整齒形而齒面不需后續(xù)切削加工或僅留有少許精加工余量。與傳統(tǒng)的切削加工工藝相比，直齒圓柱齒輪精密塑性成形具有節(jié)材、節(jié)能、

4、低成本、高效率等顯著優(yōu)勢(shì)，成形后的纖維組織沿齒形均勻連續(xù)分布，提 高了其力學(xué)性能。直齒圓柱齒輪精密塑性成形技術(shù)正日益受到人們的重視，已經(jīng)成為當(dāng)前各國(guó)普遍關(guān)注的前沿性研究課題在。此次課題中，重點(diǎn)討論了直齒圓柱齒輪的加工工序，工藝。期間對(duì)于很多知識(shí)都忘記了，比如基準(zhǔn)，工藝過(guò)程及材料等問(wèn)題。通過(guò)向指導(dǎo)老師詢問(wèn)加上自己查閱資料來(lái)解決問(wèn)題。本課程設(shè)計(jì)講的是普通直齒圓柱齒輪的工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，從選材到加工方案，再到工序的確定，重點(diǎn)講述了加工工序。1 摘 要齒輪寬40mm，高84，齒輪分度圓精度為11級(jí)精度，中心孔精度要求為7級(jí)精度。對(duì)齒部要求高頻淬火50-55HRC。設(shè)計(jì)主要包括方案毛坯選擇，基準(zhǔn)選擇，加工

5、方案選擇，工藝路線的講述。其中的計(jì)算部分由資料中參考。本文只是對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的簡(jiǎn)要介紹，計(jì)算內(nèi)容涉及很少。關(guān)鍵詞：直齒圓柱齒輪 內(nèi)應(yīng)力 加工工藝 基準(zhǔn)1 編制零件的工藝規(guī)程 直齒圓柱齒輪零件圖如下： 加工材料為40Cr鋼，編制此圓柱齒輪的工藝規(guī)程二 零件的分析 2.1 零件技術(shù)要求的分析 （1）直徑為78的分度圓要求有基于A面公差0.018的徑向圓跳動(dòng) （2）齒輪兩端面要求有基于A面0.018的端面圓跳動(dòng) （3）齒輪中心孔表面摩擦度要求為Ra3.2 (4) 齒輪右端面，鍵槽要求有Ra6.3,其余摩擦度要求有Ra12.5 (5) 齒部高頻淬火5055HRC (6) 其余未注倒角為C1（7）查表得84

6、h11上偏差為0下偏差為-0.22032H7上偏差為0.025 下偏差為0 2.2零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 （1）齒輪加工材料為40Cr，該材料屬于調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)鋼一般是指經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后使用的碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。大多數(shù)調(diào)質(zhì)鋼屬于中碳鋼，調(diào)質(zhì)處理后的組織為回火索氏體。調(diào)質(zhì)鋼具有鋼的強(qiáng)度和良好的塑性和韌性，常用于制造一些要求具有良好綜合里學(xué)性能的重要零件，如軸類，齒輪等。由此可見(jiàn)材料滿足要求（2） 齒輪為帶孔齒輪，一般選擇內(nèi)孔和端面作為定位基準(zhǔn)，采用專用心軸。（3） 此齒輪加工的難點(diǎn)在于Ra3.2的鍵槽以及齒的加工，齒輪內(nèi)孔徑為32mm，加工鍵槽的深度為3mm。鍵槽采用銑刀加工，可以達(dá)到要求。（4）

7、以中心線以及平面A作為齒輪設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。（5） 有該零件圖中有關(guān)面和空加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知：上述要求是可以達(dá)到的，零件結(jié)構(gòu)工藝性事可行的。三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)（一）確定毛坯毛坯是根據(jù)零件所要求的材料、形狀和工藝尺寸等制成的供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象。毛坯種類，形狀、尺寸及精度對(duì)機(jī)械加工工藝過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量、材料消耗和產(chǎn)品成本有著直接影響。（1）確定毛坯的種類此件屬于盤類齒輪，形狀簡(jiǎn)單，用于單件小批量生產(chǎn)。為了保證毛坯質(zhì)量，可選擇鍛件同時(shí)內(nèi)部金相組織纖維化且走向合理、零件力學(xué)性能高。（2）確定毛坯形狀 毛坯形狀盡可能接近工件形狀，可鍛坯孔，以便有利于節(jié)省材料和減少機(jī)械加工工作量。（3）

8、齒坯的加工方案用鋼做材料，鍛后正火消除鍛造應(yīng)力，細(xì)化組織，改善切削性能和提高綜合力學(xué)性能。本齒輪為小批量齒坯加工，可采用粗車精車 加工方案。在臥室車床上粗車齒輪各部分在一次安裝中精車內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面，以保證基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)要求以內(nèi)孔在心軸上定位，精車外圓、端面及其他部分。（二）基準(zhǔn)的選擇在起始工序中，零件的定位只能以毛坯上未經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種表面是粗基準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇精基準(zhǔn)，把各個(gè)表面加工出來(lái)，然后考慮選擇怎樣的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)的各基面加工出來(lái)。（1）精基準(zhǔn)的選擇齒輪的寬度為40mm，起其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是右端面。在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，以右端作

9、為定位基準(zhǔn)，車端面，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，可以保證齒輪寬度。加工齒面時(shí)，以內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，即符合基準(zhǔn)重合原則又能使齒輪加工等工序基準(zhǔn)統(tǒng)一。（2）粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)盡量每個(gè)尺寸方向的粗基準(zhǔn)只能使用一次，齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用正外圓來(lái)決定中心孔位置，故要求齒輪外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)要小。 （三）齒輪加工方案的選擇   齒輪加工方案的選擇主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。下面為齒輪加工方案選擇時(shí)的幾條原則。（1）對(duì)于8級(jí)及8級(jí)以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒、滾齒或插齒直接達(dá)到加工精度要求。（2） 對(duì)于8級(jí)或8級(jí)以下精度的淬硬齒輪，需在淬火錢將精度提高一級(jí)，其加工方案

10、可采用滾（插）齒齒面加工齒面淬硬修正內(nèi)孔。（3）對(duì)于67級(jí)精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工方案為滾齒剃齒。（4）對(duì)于67精度的不淬硬齒輪，其齒形加工一般有兩種方案。1）剃珩方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)中。磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6級(jí)精度以上的齒輪。（5）對(duì)于5級(jí)及5級(jí)精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案。（6）對(duì)于大批量生產(chǎn)，用滾（插）齒冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得7級(jí)精度齒輪。我們根據(jù)齒輪要求選擇方案2 外圓表面加工方案序號(hào)加   工   方   案經(jīng)濟(jì)精度級(jí)表面粗糙度Ra值m適&

11、#160;用 范 圍1粗車IT11以下5012.5適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車一半精車IT8106.33.23粗車一半精車一精車IT781.60.84粗車一半精車一精車一滾壓（或拋光）IT780.20.0255粗車一半精車一磨削IT780.80.4主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車一半精車一粗磨一精磨IT670.40.17粗車一半精車一粗磨一精磨一超精加工（或輪式超精磨）IT50.1Rz0.18粗車一半精車一精車一金剛石車IT670.40.025主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車一半精車一粗磨一精磨一超精磨或鏡面磨IT5以上0.025Rz0.0

12、5極高精度的外圓加工10粗車一半精車一粗磨一精磨一研磨IT5以上0.1Rz0.05表4-2  孔加工方案序號(hào)加    工    方    案經(jīng)濟(jì)精度級(jí)表面粗糙度Ra值/m適  用  范  圍1鉆IT111212.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬（但表面粗糙度稍大，孔徑小于1520)2鉆鉸IT93.21.63鉆鉸精鉸IT781.60.8.4鉆擴(kuò)IT101112.56.3同上，但孔

13、徑大于15205鉆擴(kuò)鉸IT893.21.66鉆擴(kuò)粗鉸精鉸IT71.60.87鉆擴(kuò)機(jī)鉸手鉸IT670.40.18鉆擴(kuò)拉IT791.60.1大批大量生產(chǎn)（精度由拉刀的精度而定）9粗鏜（或擴(kuò)孔）IT111212.56.3除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜（粗?jǐn)U）半精鏜（精擴(kuò)）IT893.21.611粗鏜（擴(kuò)）半精鏜（精擴(kuò)）精鏜（鉸）IT781.60.812粗鏜（擴(kuò)）半精鏜（精擴(kuò)）精鏜浮動(dòng)鏜刀精鏜IT670.80.413粗鏜（擴(kuò)）半精鏜磨孔IT780. 80. 2主要用于淬火鋼也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜（擴(kuò)）半精鏜粗磨精磨IT670.20.115粗鏜半精鏜精鏜金鋼鏜IT

14、670.40.05主要用于精度要求高的有色金屬加工16鉆（擴(kuò)）粗鉸精鉸珩磨；鉆（擴(kuò)）拉珩磨；粗鏜半精鏜精鏜珩磨IT670.20.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨IT6級(jí)以上  根據(jù)齒輪零件圖，外圓用粗車-半精車完成，而對(duì)淬硬部分采用磨削方式進(jìn)行精加工。而在孔加工中，尺寸小于30mm的孔，毛坯一般不制造出，第一次加工為鉆孔。加工順序?yàn)殂@-擴(kuò)-絞。 參考文獻(xiàn) 機(jī)械加工工藝實(shí)踐 機(jī)械制造基礎(chǔ) （四）工藝路線的確定 1. 毛坯鍛造 2. 正火 3. 粗車外圓及端面，留余量1.5- 2mm,鉆鏜花鍵孔至尺寸30 H12 4. 拉花鍵孔 5. 鉗工去毛刺 6. 檢驗(yàn)

15、 7. 上芯軸，精車外圓，端面至圖樣要求 8. 插齒（Z=26），留剃余量0.04-0.06mm 9. 倒角 10. 鉗工去毛刺 11. 齒部高頻淬火 50-55HRC 12. 插鍵槽 13. 推孔 14. 珩齒 15. 檢驗(yàn) 16. 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)械工藝工藝卡片,附表215機(jī)械加工工序卡 表1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡零件名稱直齒圓柱齒輪鍛造每件毛坯制坯數(shù)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1鋸鋸切下料2鍛按毛坯鍛制并按標(biāo)準(zhǔn)留加工余量3車粗車外圓及端面留余量1.5-2mmCW6163車夾

16、具高速鋼車刀游標(biāo)卡尺150×0.024鉆鉆鏜花鍵孔至尺寸30H12C6136（專）車32孔夾具鉆擴(kuò)復(fù)合鉆28×321-50mm內(nèi)徑千分尺5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)6鉗去毛刺7車上芯軸，精車外圓，端面及槽至要求CA6140芯軸高速鋼外圓，端面及車槽刀游標(biāo)卡尺150×0.028插齒插齒（Z=26)留剃余量0.07-0.10mm2Y5120剛性心軸定位內(nèi)孔，齒輪端面夾緊的方法螺旋夾緊高速鋼插齒刀編碼器9倒角倒角（1,2齒15o牙角）手工上芯軸裝夾10鉗去毛刺11熱處理齒部高頻淬火環(huán)形感應(yīng)器加熱全齒淬火上芯軸裝夾 12插鍵槽插槽機(jī)定位夾

17、具插刀13推孔加工至尺寸上限液壓機(jī)上芯軸裝夾球型推刀 表2機(jī)械加工工序卡工序簡(jiǎn)圖工序名稱粗車外圓及端面成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院定位基準(zhǔn)外圓及端面機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)車床CW6163毛坯材料夾具名稱45Cr三爪卡盤輔助夾具冷卻液序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱3粗車外圓及端面，留余量1.5-2mm75056.50.4硬質(zhì)合金車刀游標(biāo)卡尺150*0.02表3工序名稱工序簡(jiǎn)圖鉆鏜花鍵孔成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)車床C6136(專）毛坯材料夾具名稱45Cr 鉆30孔夾具輔助夾具三抓卡盤定位進(jìn)準(zhǔn)外圓和端面序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）切削速度（mmi

18、n）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱4鉆鏜花鍵孔至尺寸30H1275056.50.4麻花鉆，YG8硬質(zhì)合金鏜刀0-250內(nèi)徑千分尺表4工序簡(jiǎn)圖工序名稱拉花鍵孔至規(guī)格成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)定位基準(zhǔn)外圓和端面拉床L6120毛坯材料夾具名稱45Cr 拉夾具輔助夾具冷卻液三抓卡盤乳化液工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）序號(hào)拉花鍵孔至規(guī)格280切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱5拉花鍵孔至規(guī)格2803.62.5表5工序簡(jiǎn)圖工序名稱鉗工去毛刺成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院工具名稱機(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)（rmin）切削速度（mmin）進(jìn)給

19、量（mmrmin）刀具名稱量具名稱6鉗工去毛刺2銼刀表6工序簡(jiǎn)圖工序名稱精車外圓成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)定位基準(zhǔn)外圓和端面車床CA6140毛坯材料夾具名稱45Cr 三爪卡盤輔助夾具冷卻液工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）序號(hào)上芯軸精車外圓、端面及槽至要求750切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱7上芯軸精車外圓、端面及槽至要求75056.50.4表7工序簡(jiǎn)圖工序名稱插齒Z=26成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)定位基準(zhǔn)內(nèi)孔和端面插齒機(jī)ZY5120毛坯材料夾具名稱45Cr上芯軸裝夾輔助夾具冷卻液齒輪夾緊乳化液工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）序號(hào)滾齒（Z=33)留齒余量0.07-

20、0.12mm64切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱8滾齒（Z=33)留齒余量0.07-0.12mm6432.4表8工序簡(jiǎn)圖工序名稱手工磨倒角成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)車床毛坯材料夾具名稱45Cr輔助夾具冷卻液序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱9磨倒角（15o）游標(biāo)卡尺表9工序簡(jiǎn)圖工序名稱鉗工去毛刺成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院工具名稱機(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)（rmin）切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱10鉗工去毛刺銼刀表10工序簡(jiǎn)圖工序名稱齒部高頻淬

21、火成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(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)水序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱11控溫儀表11工序簡(jiǎn)圖工序名稱插鍵槽成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào) 定位基準(zhǔn) A面及花鍵端面插槽機(jī)毛坯材料夾具名稱45Gr上芯軸裝夾輔助夾具冷卻液工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）序號(hào)插槽230切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱12插槽230 每分500次 表12工序簡(jiǎn)圖工序名稱推孔成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)床名稱機(jī)床型號(hào)毛坯材料夾具名稱45Cr芯軸輔助夾具冷卻液序號(hào)工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)（rmin）切削速度（mmin）進(jìn)給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱13推孔球形推刀參考文獻(xiàn)1. 機(jī)械基礎(chǔ) 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 第三版2. 機(jī)械加工工藝學(xué) 范崇洛主編 ISBN 97