雙聯(lián)齒輪課程設(shè)計說明書

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書題目 設(shè)計“雙聯(lián)齒輪”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（生產(chǎn)綱領(lǐng) 5000 件）設(shè)計者：陳文濤指導(dǎo)老師：梁偉 設(shè)計日期： 2013.12.31評定成績：桂林航天工業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程系二設(shè)計要求及參考 三、零件的分析 四、工藝規(guī)程的設(shè)計（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 五、主要參考文獻(xiàn) 六、致謝桂林航天工學(xué)院機(jī)械制在工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目設(shè)計內(nèi)容：、 1 、產(chǎn)品零件圖 1 張、產(chǎn)品毛胚圖 1 張、機(jī)械加工工藝過程卡片

2、1 份四、機(jī)械加工工序卡1套五、課程設(shè)計說明書1份六、夾具設(shè)計裝配圖1張七、夾具設(shè)計零件圖12 張專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)班級學(xué)號： 2012034z0216生：陳文濤指導(dǎo)老師：梁偉2013 年 12 月 30 日、前言課程設(shè)計是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個主要組成部分 是專業(yè)學(xué)習(xí)過程是一個主要的實踐性的教學(xué)環(huán)節(jié) , 是培養(yǎng)學(xué) 生獨立思考和科學(xué)工作方法重要的實踐性的過程。設(shè)計的目 的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能去分析和 解決機(jī)械工程實際問題的能力熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法 , 培養(yǎng)學(xué)生樹立工程技術(shù)必備的全局觀點 , 生產(chǎn)觀點和 養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究 , 查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料 , 手冊進(jìn)行工程運(yùn)籌 ,

3、圖 樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨立工作能力 . 畢業(yè)設(shè)計 , 通過 到工廠的實際調(diào)研 , 對設(shè)計內(nèi)容有了基本的了解 , 并仔細(xì)觀 察和了解各加工工序的加工過程 , 查閱了大量的資料 , 在梁 偉老師的指導(dǎo)下完成了設(shè)計任務(wù) , 并編寫了設(shè)計說明書。就 我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的 工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題 的能力，為今后的技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力 和經(jīng)驗的有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予 指教。經(jīng)濟(jì)觀點。樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培二.編制零件的工藝規(guī)程及設(shè)計夾具: 雙聯(lián)齒輪如下圖所示，成批生產(chǎn)（每批 100

4、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)計夾具。on3宀019電3匚_ . _ f0打飛焙1）1蘆麗7坷跖口=20；込=33,巳=19；將麼7M：齒部WltRT 圖5（聯(lián)齒輪要求：零件毛坯圖夾具裝配圖（A0或A1） 設(shè)計說明書（附有工藝卡和工序卡）三、零件分析（一）零件的作用 雙聯(lián)齒輪是一些機(jī)械設(shè)備變速箱中，通過操作機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動齒輪，從而實現(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）齒輪端面對準(zhǔn)A的圓跳動公差不超過0.05mm,主要是保證端面平整光滑， 雙聯(lián)是利用

5、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）藝（ 3）（ 4）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 齒輪要求加工精度高，要嚴(yán)格控制好定位基準(zhǔn)。因此加工花鍵孔的工序是比較重要的。 度及粗糙度要求32的花鍵孔是一比較重要的孔，也是以后機(jī)械加工各工序中的主要定位 要在夾具設(shè)計中考慮保證到此孔精四、工藝規(guī)程的設(shè)計（一）確定毛坯的制造形式由于零件結(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(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

6、材料選用45Cr,毛坯的尺寸精度要求為IT11 12級（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，平行度等均應(yīng)通過正確的定位才能保證，故對基準(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， 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， 可能會出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合， 這時需要進(jìn)行尺寸鏈的換算。（三）工藝路線

7、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：工藝路線二鍛造、正火 鍛造、正火1 粗車外圓及端面1 粗車外圓及端面2 拉平鍵孔2 拉平鍵孔3 去毛刺3 去毛刺4 精車外圓、端面4 精車外圓及端面5 檢驗5 檢驗6 滾齒6 滾齒7 插齒7 倒角8 倒角8 去毛刺9 去毛刺9 剃齒10剃齒1 0齒部高頻淬火1 1齒部高頻淬火11 推孔12 推孔12衍齒13 衍齒13總檢14 總檢兩個工藝方

8、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 Z=33 的齒形進(jìn)行滾齒加工后再 對 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 Z=33 的齒坯進(jìn)行滾齒加工后繼續(xù)對 Z=19 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 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

9、消除內(nèi)應(yīng)力機(jī)械切削加工性能， 在毛坯車間， 對其認(rèn)真檢驗分析， 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 檢驗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 ）公法線長度至尺寸上限1 3剃齒（ Z= 1 9 ）采用螺旋角度為 5度的剃齒刀， 剃齒后公法線長度至尺寸 上限14 齒部高頻淬火15 推孔16 衍齒17 總檢入庫根據(jù)此工序安排，編出機(jī)械加

10、工工藝過程卡及工序卡。見附表 1:機(jī)械 工藝加工過程卡，附表215機(jī)械加工工藝卡機(jī)械加工工藝過程卡零件名稱雙聯(lián)齒輪鍛造每件毛坯制坯數(shù)第一頁零件生產(chǎn)批量10045Cr零件外形尺寸工序號工種工序名稱機(jī)床型號夾具名稱刀具名 稱輔助名 稱量具10車粗車外圓及端面留余量1.5-2mmCA6140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上芯軸裝夾高速鋼 外圓，端 面及車

11、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 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

12、查儀120銑推孔130銑珩齒砂輪工序簡圖工序名稱粗車外圓及端面序號工步內(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 號CA6140夾具名稱三爪卡 盤冷卻液量具名 稱游標(biāo)卡尺150*0.0210工序簡圖 工序名稱、鉗工去毛刺第4頁工具名稱機(jī)床型 號銼刀毛坯材料夾具名 稱45Cr輔助夾具冷卻液序 號工步內(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

13、刀工序簡圖工序名稱插齒Z=19機(jī)床名稱插齒機(jī)機(jī)床型號Y5132毛坯材料夾具名稱序號工步內(nèi)容轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)45Cr輔助夾具插齒（Z=19）留齒余量0.04-0.06mm切削速度/(m/ min)18.3進(jìn)給量/( mm/ r/ min)0.32刀具名稱高速鋼插刀量具名稱70/ Z機(jī)床名稱機(jī)床 型號電阻加熱爐序號工步內(nèi)容Z轉(zhuǎn)數(shù)/ (r/ min)切削速度/(m/ min)進(jìn)給量/( mm/ r/ min)毛坯材料45Cr輔助夾具夾具名稱淬火 介質(zhì)刀具名稱量具名稱控溫儀齒輪加工夾具示意圖磨孔時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 動較小，對以后磨齒或珩齒有利。

14、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，通過與操縱機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動齒輪，從 而實現(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程中的內(nèi)應(yīng)力。由文獻(xiàn)1,該種鍛件的工差等級為 CT79級，故取CT為9級。 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)實際情況有些差距，故還應(yīng)根據(jù)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

15、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4154618厚1832119厚19423花鍵孔28325由此可繪出零件毛坯圖三、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外圓長度方向上的加工余量為 3mm,實際加工余量為1.5mm,故 分一次加工，長度加工公差為IT11級取-0.19mm(2) 進(jìn)給量切削簡明手冊當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mma淪3 mm時， 以及工件直徑為87.5時，？ =0.6-0.8mm/ r按C3163 1車床說明書 ??？=06 mm/r。由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以 k=

16、0.75 0.85所以：實際進(jìn)給量f=0.6 X 0.8=0.48 mm/ r 按C3 16 3 1車床說明書？= 0.53 mm/r( 3)計算切削速度。按切削簡明手冊表1.27 ，切削速度的計算公式為(壽命選 T=60min)刀具材料 YG6V=Cv/(Tm ap xv f yv) kv其中： Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見切削手冊表1.28 kmv=1.15kkv=0.8 Vc =158/( 600.2 =46.9(m/min)(4)kkrv=0.8 ksv=1.04-20.15 0.53 0.4）kBV=0.81 1.15 0.8 0.8 0.81

17、 0.97定機(jī)主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/dw=229.8（r/min ）n= 200 r / min按C3 1631車床說明書所以實際切削速度 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C1631車床說明書取f=0.62mm/n.所以實際切削速度 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、切削速度由切削用量簡明手冊得 V =21m/minn=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和 334.4 接近的有

18、280n/m 和 400n/min 取 280n/min 取 n=280m/min.實際 V =17 m/mind、基本工時，Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.28(min)入切量及超切量由表查出W + =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，以表面粗度要求不高手動進(jìn) 給。3、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。檢驗機(jī)床功

19、率 按切削用量簡明手冊表可以查出 當(dāng)160245HBSap 2.8 mm f 0.6 mm/rVc 41m/min Pc = 3.4kw按C3 163 1車床說明書主電機(jī)功率P= 11 kw 可見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 鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 2.21當(dāng) do = 27mm f = 0.64 mm查得轉(zhuǎn)矩M= 61.8 N.M切削用量簡明手冊表由表 2.32 得功率公式P C= McVc/30do=61.8x17/30x27=1.67km按C3 16 31車床說明書 主電機(jī)功率P= 11 kw可見PC比P小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要v=0.

20、06m/s（3.6m/min）t=Zbl n k/1000vfzZ單面余量2.5mm（由27mn拉削到32mm） 拉削表面長度， 41mm； 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取 1.2； 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取 1.4 ； 拉削速度（ m/min）； 拉刀單面齒升； 拉刀同時工作齒數(shù)， Z=l/p ； 拉刀齒距。4 拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為 0.06mm, 拉削速度 切削工時 式中：LZP P=（1.25-1.5）sqrt42=1.35sqrt42=9mm拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=42/95其本工時 Tm=2.5 X 42 X 1.2 X 1.4/100

21、0 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 10-175,10-177 S=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 10-1740.2 0.5 0.3 V=49/T0.2s0.5m0.3N=179X 1 0-4sm2/2 0.11 又由文獻(xiàn) 2表 10-189,10-192 S=0.32，T=300min， 代入上式得V=18.3m/min，N

22、=0.062kw由（ 1 ）、（ 2）計算它們均小于機(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工作臺單行程的橫向進(jìn)給量 ft 6.8 m/st8 時間定額計算根據(jù)設(shè)計要求，只計算指導(dǎo)教師指定的一道工序工時。 下面計算20道工序28mn孔的時間定額。（1）機(jī)動時間由文獻(xiàn) 1 表 2.5-7 得鉆孔的計算公式為：T=l+l1+l 2/f n式中 l 1=D/2cotk y+（1-2） l 2=1-4，鉆盲孔時， l 2=0，l=46，L2=0，f=0.3 ，n=1000L1=8.7/2cot （1180

23、/2）+1.5=6.7所以 t=46+6.7+0/0.3 X 1000=0.1773minTb=2t=2X0.1773=0.355min（2）輔助時間由文獻(xiàn) 1 表 2.5-41 確定開停車 0.015min升降鉆桿 0.015min主軸運(yùn)轉(zhuǎn) 0.02min清楚鐵屑 0.04min卡尺測量 0.10min裝卸工件時間由文獻(xiàn) 1 表 2.5-42 取 1min所以輔助時間 Ta=（0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1 ）min =1.19min（3）作業(yè)時間TB=Tb+Ta= （ 0.355+1.19 ） min=1.545min（4）常量工作場地時間 Ts 由文獻(xiàn)5,取P =3%,貝UTTbP =1.545 X 3