變速器齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程說明書

1、機(jī) 械 制 造 技 術(shù)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書設(shè)計(jì)題目:WY01齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制及工時定額計(jì)算（大批）班 級 11級機(jī)制4班設(shè) 計(jì) 者 王立強(qiáng)指導(dǎo)教師 陳興強(qiáng)蚌埠學(xué)院機(jī)械與電子工程系蚌埠學(xué)院機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目：WY01齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制及工時定額計(jì)算（大批）內(nèi) 容：1.零件圖 1張2.機(jī)械加工工藝過程卡 1張3.機(jī)械加工工序卡片 1套4.課程設(shè)計(jì)說明書 1份班 級 11 機(jī)制4班學(xué) 號 51111301001設(shè) 計(jì) 者 王立強(qiáng)指導(dǎo)教師 陳興強(qiáng) 日 期 2014 年 6 月目 錄一、 序言3二、 零件分析 4 1、零件的作用 42 、審查零件圖樣的工藝性 4三、 工

2、藝規(guī)程設(shè)計(jì) 41、確定毛坯的制造形式 52、零件表面加工方法的選擇 53、制定工藝路線 64、機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 75、選擇加工設(shè)備與工藝裝備 96、確定切削用量與基本工時 10四、 小結(jié) 16五、 參考文獻(xiàn) 16一、序言機(jī)械制造技術(shù)及裝備學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，

3、理論聯(lián)系實(shí)際，對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)做一次熱身。此次課程設(shè)計(jì)我是圍繞齒輪展開的。從零件圖的分析到毛坯的選擇，再到工藝路線的制定、機(jī)床及工藝裝備的選用、加工余量、工序尺寸和公差的確定，最后是對切削參數(shù)的計(jì)算，都要求我對大學(xué)四年所學(xué)的東西有很好的掌握。此次課程設(shè)計(jì)設(shè)勝利完成，首先要感陳興強(qiáng)老師孜孜不倦的教導(dǎo)和全面詳細(xì)的解答，其次就是同學(xué)的幫助，我知道課程設(shè)計(jì)對我們來說是個考驗(yàn)，但同時也是非常難得的機(jī)會。一方面它可以鍛煉自已解決實(shí)際問題的能力，另一方面，可以讓我們對所學(xué)的知識重新復(fù)習(xí)一遍，真正

4、的學(xué)以致用。做工藝是一份細(xì)活，來不得半點(diǎn)馬虎，每一個數(shù)據(jù)都是有手冊可查。并且這應(yīng)該是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)前的最后一次課程設(shè)計(jì)了。所以我不敢怠慢，認(rèn)真解讀零件圖后，自己花費(fèi)了大量的功夫和時間在圖書館查閱了大量的資料。如今看看自已的勞動成果，總算小有所成，白已的辛苦沒有白費(fèi)，甚感欣慰和滿足。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師給予指導(dǎo)。二、零件分析1、零件的作用變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置。改變機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)等機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度或牽引力的裝置，由許多直徑大小不同的齒輪組成。通常裝在發(fā)動機(jī)的主動軸和從動軸之間。 而該零件便是其中一個傳動齒輪。2、審查零件圖樣的工藝性齒輪零

5、件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。但基準(zhǔn)孔81要求Ra3.2 m。一般7級精度的齒輪其基準(zhǔn)孔要求Ra1.6m即可。本零件各表面的加工并不困難 內(nèi)孔中有4個通鍵槽，斜齒輪的溝加工精度不高。三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1、確定毛坯的制造形式齒輪為最常用的傳動件，要求具有一定的強(qiáng)度，選擇零件材料為20CrMnTi?？紤]到零件屬于薄壁的圓盤類中小型零件，并且加工工序較多，會經(jīng)常承受交變載荷和沖擊載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，可得到連續(xù)和均勻的技術(shù)纖維組織，保證零件工作可靠。又由于零件屬于批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用模鍛成形，可獲得較好的尺寸精度和較高的生產(chǎn)率。零件形狀不復(fù)雜，毛坯形狀可以與零

6、件的形狀盡量接近。即外形做成臺階形，內(nèi)部孔鍛 出。2、 零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面，槽等，材料為20CrMnTi，其加工方法為加工表面尺寸及偏差公差等級表面粗糙度Ra加工方法外圓面60IT14Ra3.2m粗車齒圈外圓面80 0-0.10IT11Ra 3.2m粗車半精車精車內(nèi)孔47IT7Ra 1.6m粗鏜半精鏜精鏜內(nèi)孔53IT9Ra 3.2m粗鏜半精鏜精鏜左端面37回轉(zhuǎn)體斷面，尺寸精度要求不高Ra 3.2m粗車精車右端面Ra 3.2m粗車半精車齒面模數(shù)28FLRa 1.6mA級單頭滾刀滾齒槽4×4槽寬IT8Ra 3.2m銑刀槽深I(lǐng)T8Ra 3.2m三面

7、刃銑刀粗銑半精銑端面34.080.025IT8Ra3.2m粗車半精車3、制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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，可以考慮采用萬能性配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。齒輪的加工工藝路線一般是先進(jìn)行齒胚的加工，再進(jìn)行齒面加工。齒胚加工包括各圓柱表面及端面的加工。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，齒胚加工工藝路線擬定如下：工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容120CrMnTi鍛件2熱處理正火（調(diào)質(zhì)）3粗鏜車車左右端面總長39.7mm處至38.3

8、mm，車外圓62.3mm處至60mm，鏜內(nèi)孔49.5mm處至47.5mm。車外圓82.7至80.3。車內(nèi)槽54.4mm至53mm,深度3.97mm4半精車車左端面總長38.3mm處至37.5mm，跳動為0.025。車外圓82.3mm處至80mm。鏜內(nèi)孔47.5mmm至47.34mm.5精鏜鏜內(nèi)孔47.34mm至47mm6車車右端面并倒角2x73°，表面粗糙度值Ra值3.2m，端面跳動0.057銑粗銑內(nèi)孔鍵槽寬4.1mm至4mm，深2.2mm至圖紙要求。8滾齒滾螺旋齒，留剃螺旋齒加工余量0.14mm，表面粗糙度Ra值3.2m9銑內(nèi)接合齒倒角10鉗倒棱邊去毛刺，在無內(nèi)齒的一端打廠標(biāo)11剃

9、齒剃螺旋齒至圖紙要求12檢驗(yàn)13熱處理滲碳淬火HRC586814檢驗(yàn)15入庫4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，可知鋼制模鍛的公差及機(jī)械加工余量按GB/T12362-2003確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，先確定如下參數(shù):1 鍛件公差等級。由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通級。2 鍛件質(zhì)量m。根據(jù)零件成品質(zhì)量1.36kg，估算為m鍛件=2.2kg。3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)s假設(shè)其最大直徑為80mm，長為37.5mm，零件密度，7.85g/cm3?？芍懠饫蒹w質(zhì)量m外廓包容體=（）2×37.5×7.85g=10kg

10、S=0.358由于0.358介于0.32和0.63之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)為S2，屬于一般級別。4 零件表面粗糙度。由零件圖知，除47mm孔為Ra1.6m以外，其余各加工表面Ra 為 3.2。根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊中鍛件內(nèi)外表面加工余量表，查得直徑方向?yàn)?.72.2，軸向方向亦為1.72.2。鍛件中心兩孔的余量為2.5。（1）該零件各圓柱表面及孔的工序加工余量、工序尺寸及公差如下表所示：加工面工序加工余量精度等級工序尺寸及公差Ø80mm外圓粗車2.5IT11Ø80mm半精車1.5IT9Ø80mm47mm外圓粗車3.

11、5IT11Ø60mm59mm粗鏜2IT11Ø47.5mm半精鏜0.34IT9Ø47mm精鏜1IT7Ø47mm（2）確定毛坯尺寸毛坯尺寸根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)從手冊中查鍛件的長度、寬度、高度、厚度公差表可得。零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸80mm外圓1.582.7mm60mm外圓2.562.3mm47mm內(nèi)孔2.549.5mm53mm內(nèi)槽255mm毛坯圖如下: 5、 選擇加工設(shè)備與工藝裝備（1）機(jī)床的選擇1 工序、是粗車和半精車。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用CA6140型臥式車床。2 工序?yàn)榫M孔。由于加工的零件外輪廓

12、尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故也選擇CA6140型臥式車床。3 工序?yàn)闈L齒。從加工要求及尺寸大小考慮，選Y3150型滾齒機(jī)。4 工序是用三面刃銑刀粗細(xì)和半精銑槽，考慮本零件屬于成批生產(chǎn)，所以選擇常用的X6132型臥式銑床。（2）夾具的選擇本零件除粗銑及半精銑槽、鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。（3）刀具的選擇1 加工鋼制零件采用YT類硬質(zhì)合金。粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，可選用可轉(zhuǎn)位車刀。切槽刀宜用高速鋼。2 采用A級單頭滾刀能達(dá)到8級精度，滾齒選模數(shù)為2.5mm的型A級精度滾刀。3 銑槽選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，銑刀直徑為0.

13、1mm。（4） 量具的選擇本零件屬于成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具。各外圓加工面的量具:分度值0.05的游標(biāo)卡尺?？准庸さ牧烤撸捍旨庸?9mm的孔用內(nèi)徑百分尺，精加工59mm的孔用三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)。滾齒所用量具：分度值0.01，測量范圍2550的公法線百分尺。6、確定切削用量及基本工時（1）、工序切削用量及基本時間的確定1） 確定粗車外圓ø80mm的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊第一部分表1.1%*,選用刀的刀杠尺寸B×H=16mm×25mm,刀片厚度為4.5.根據(jù)表1.3*，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角o=12

14、°，后角o=6°，主偏角r=90°，副偏角r =10°，刃傾角s=0°，刀尖圓弧半徑r=0.8。 確定背吃刀量ap ，粗車雙邊余量為2.5mm，顯然ap為單邊余量：ap=1.25mm 確定進(jìn)給量f，根據(jù)背吃刀量ap3mm，工件的直徑為80-100mm時，查書得：f=0.60mm/r 確定切削速度V0 粗車速度取n=130r/min，根據(jù)公式c= 得c=32.6m/min45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，根據(jù)GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度為600MPa，當(dāng)加工b=600-700MPa鋼料、ap3mm、f0.75mm/r時，切削速度v=1

15、09m/min。確定的切削用量為： ap =1.25mm，f=0.60mm/r，n=130r/min，v=45.5m/min.車削時間：T1=25sL為車削路程9mm2） 確定粗車外圓ø60mm、端面及臺階面的切削用量。采用車外圓ø60 的刀具加工這些表面。車外圓ø60mm的ap=1.25mm，端面及臺階面的ap=1.3mm.車外圓ø=60mm的f=0.60mm/r，車端面及臺階面的f=0.52mm/r。主軸轉(zhuǎn)速與車外圓ø80mm相同切削速度：c=37.35m/minc=0.623m/s粗車Ø80時間T2 =15.4s3） 確定粗鏜&

16、#248;60mm孔的切削用量。所用刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。 確定背吃刀量ap，雙邊余量為3mm，顯然ap為單邊余量：ap=1.5mm 確定定進(jìn)給量f根據(jù)表得，當(dāng)粗鏜料、鏜刀直徑為20mm、鏜刀出長度為100mm是，f=0.15-0.3mm/r按C620-1車床的進(jìn)給量，選擇f=0.2mm/r 確定切削速度v:查表的系數(shù)為：Cv=291，m=2，=0.15，=0.2=60min，=0.9 x 0.8 x 0.65 = 0.568所以n=382 經(jīng)查C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇n=370r/min確定粗鏜65mm孔的基本時間，選鏜刀的主偏角r=45°=其中，l=

17、35.4mm，l1=3.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r,n=6.17r/s,i=1。所以：確定粗車端面的基本時間： ， 式中，d=25mm，d160mm，l1=2mm，l2=4mm，l3=0，f=0.52mm/r,n=2r/s,i=1所以： 4） 確定粗車臺階面得基本時間： 其中d=121mm，d1=91.5mm，l1=0，l2=4mm，l3=0，f=0. 52mm/r，n=2r/s, i=1所以： 確定工序的時間Ti=T1+T2+T3+T4+T5=15+17+22+18+35=115.4s各工序參數(shù)見下表工序內(nèi)容車床轉(zhuǎn)速（n）r/s切削速度（v）m/s進(jìn)給量（f）mm/r

18、背吃刀量（a p）mm加工時間（Ti）s車外圓ø60mm2.150.760.61.2525車外圓ø80mm20.590.61.2515.4粗鏜孔ø47mm6.171.260.21.535粗車端面20.620.521.322粗車臺階端面20.760.521.318（2）、工序切削用量及基本時間的確定本工序還是粗車（車端面、外圓、臺階面、鏜孔和車溝槽及倒角）。已知條件與工序相同。采用工序確定切削用量和切削時間的方法，得本工序的切削用量及基本時間見下表：工序內(nèi)容車床轉(zhuǎn)速（n）r/s背吃刀量（a p）mm進(jìn)給量（f）mm/r切削速度（v）m/s加工時間（Ti）s粗車端面2

19、1.70.520.6916粗車外圓60mm21.750.650.6925粗車臺階面21.70.520748鏜孔36mm3.832.50.21.1369（3）、工序切削用量及基本時間的確定1）、半精車外圓114.5 0-0.22的切削用量1 確定背吃刀量apap =0.75mm2 確定進(jìn)給量f根據(jù)機(jī)械制造工藝簡明手冊表1.6*，及CA6140機(jī)床進(jìn)給量，選擇f=0.3mm/r。由于是半精加工，切削力較小，故不需要校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。3 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造工藝簡明手冊表1.6*選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm；耐用度T=30min。4 確定切削速度V根據(jù)機(jī)械制造工藝簡明手冊

20、表1.10*，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工b=630-700MPa鋼料、ap1.4mm、f0.38mm/r時，切削速度v=156m/min。根據(jù)機(jī)械制造工藝簡明手冊表1.10* 切削速度的修正系數(shù)為rv=0.81,Tv=1.15,其余修正系數(shù)為1，故=156×0.81×1.15m/min=145.3mm/minn=390r/min按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇n=400r/min2) 、確定半精車外圓90mm、端面、臺階面的切削用量采用半精車外圓117mm的刀具加工這些表面。車外圓90的ap=0.75mm,端面及臺階面的ap=0.7mm。進(jìn)給量f=0.3mm/r, n=40

21、0r/min3)、確定半精鏜孔65mm的切削用量所用刀具為YT15硬質(zhì)合金、主偏角r=45°、直徑為20mm的圓形鏜刀。耐用度T=60min。1 ap=mm=1mm2 f=0.1mm/r3 =m/min=183mm/minn=r/min=869.4 r/min按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇n=900 r/min4) 、基本時間1 半精車外圓80mm的基本時間Tj1=s=8 s 半精車端面的基本時間Tj2= s=10 s 半精鏜47孔的基本時間Tj4= s=27 s（4） 、工序切削用量及基本時間的確定本工序?yàn)榫M孔47，鏜孔內(nèi)的溝槽，倒角。1）切削用量所用刀具為YT30硬質(zhì)合金、主偏

22、角r=45°、直徑為20mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。1 ap=mm=0.5mm2 f=0.04mm/r3 =×1.4m/s=5.52 m/sn=r/min=1598.6 r/min按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇n=1400 r/min2） 、確定鏜溝槽的切削用量選用高速鋼切槽刀，采用手動進(jìn)給，主軸轉(zhuǎn)速n=40r/min,切削速度=0.14m/s。3） 、基本時間精鏜68K7孔的基本時間為Tj= s=44 s（5） 、工序切削用量及基本時間的確定本工序?yàn)闈L齒，選用標(biāo)準(zhǔn)的高速鋼單頭滾刀，模數(shù)m=2.25,直徑80，可以采用一次走刀切至全深。1 切削速度=式中：cv=364,T=240min,fa=0.83mm/r,m=2.25mm,mv=0.5,yv=0.85,xv=-0.5.kv=0.8×0.8=0.64代入上式，求得=26.4 m/minn=r/min=133 r/min查Y3150型滾齒機(jī)主軸轉(zhuǎn)速，選n=135 r/min2 進(jìn)給量工件齒面要求表面粗糙度為Ra 1.6m,根據(jù)切削用量簡明手冊第四部分表4.3*，選擇工件每轉(zhuǎn)滾刀軸向進(jìn)給量fa=0.81.0mm/r。查YT3150型滾齒機(jī)進(jìn)給量表，選fa=0.83mm/r。3 基本時間Tj=其中 B=12mm,=0°,z=50,q=1,n=1.72r/s,fa=0.83mm