刮板運(yùn)輸機(jī)齒輪軸機(jī)械加工工藝

1、山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)1山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院2016屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書專業(yè)機(jī)械制造與自動(dòng)化班級(jí)機(jī)制班姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師呂高學(xué)習(xí)年限2013 年 9月至 2016年 6月二一四年六月1山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)2畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書計(jì)算機(jī)信息系機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)機(jī)制 331101班姓名：崔潔學(xué)號(hào)： 3533110139題目：刮板運(yùn)輸機(jī)減速機(jī)齒輪軸的機(jī)械加工工藝與工裝設(shè)計(jì)（年生產(chǎn) 1000 件、備品率 3%、廢品率 0.5%）任務(wù)下達(dá)日期：2014年1月7日任務(wù)完成日期：2014年6月6日主要內(nèi)容與目標(biāo)：一、設(shè)計(jì)題目： 刮板運(yùn)輸機(jī)減速器齒輪軸的機(jī)械加工工藝與工裝設(shè)計(jì)二、主要內(nèi)容：（一）明確生

2、產(chǎn)類型，熟悉零件及各種資料，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析；（二）繪制零件圖。（三）確定毛坯的制造形式，尺寸公差與加工余量；1. 毛坯種類 2. 鑄件或鍛件制造方法的選擇 3. 鑄件或鍛件的尺寸公差與加工余量（四）擬訂機(jī)械加工工藝路線1. 定位基準(zhǔn)的選擇 2. 加工方法的確定 3. 加工順序的安排 4. 熱處理、檢驗(yàn)及其他工序的安排 （據(jù)上述步驟 1-4 確定二套加工工藝路線，并進(jìn)行比較，選擇其中一套作為本零件的加工工藝）。（五）確定滿足各工序要求的工藝裝備（機(jī)床、刀具、夾具、量具）對(duì)需要改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工藝裝備應(yīng)提出具體的設(shè)計(jì)要求。（六）確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸和公差（七）確定切削用量（八

3、）填寫工藝文件（九）提交文件1. 產(chǎn)品零件圖 1 張 2. 產(chǎn)品毛坯圖 1 張 3. 機(jī)械加工工藝過程卡片 1 份 4. 機(jī)械加工工序卡片 1 份 5. 夾具設(shè)計(jì)裝配總圖 * 1 張 6. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 份三、目標(biāo)通過零件的加工工藝設(shè)計(jì)，讓學(xué)生熟悉零件工藝設(shè)計(jì)過程，初步掌握設(shè)計(jì)方法和步驟，為學(xué)生畢業(yè)后能勝任工作打下基礎(chǔ)。2山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)3指導(dǎo)教師（簽字）：年月日學(xué)生（簽字）：年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審閱書計(jì)算機(jī)信息系機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)機(jī)制 331101班姓名： 崔潔學(xué)號(hào)： 3533110139題目：刮板運(yùn)輸機(jī)減速機(jī)齒輪軸的機(jī)械加工工藝與工裝設(shè)計(jì)（年生產(chǎn) 1000 件、備品率

4、 3%、廢品率 0.5%）審閱意見：審閱成績：3山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)4指導(dǎo)教師（簽字）：年月日緒論這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)在大學(xué)三年中學(xué)習(xí)成果的一個(gè)總結(jié)，也是一個(gè)畢業(yè)生將正式走入這個(gè)社會(huì)的開始。 這份畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完機(jī)械加工工藝與工裝選擇和大部分相關(guān)專業(yè)課程， 并在實(shí)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。 這次的設(shè)計(jì)可以使我能綜合的運(yùn)用機(jī)械加工的基礎(chǔ)理論， 并結(jié)合實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)， 獨(dú)立的分析和解決工藝問題， 具備了設(shè)計(jì)一個(gè)零件 （刮板運(yùn)輸機(jī)減速器齒輪軸） 的工藝過程的能力， 是熟悉和運(yùn)用夾具選擇的基本原理和方法， 也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，

5、 為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。 我更可以自信的說我的大學(xué)是不會(huì)白費(fèi)的，而是輝煌的。由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足設(shè)計(jì)中還有許多不足的地方，希望各位老師能多加指教。4山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)5目 錄57891.191.2992.192.29103.1103.1.1103.1.210104.1104.2114.3124.412135.1135.2135.3145山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)65.414 15 16 17摘 要 6山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)7軸類零件的材料軸簡述軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件， 但也少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)

6、以傳遞運(yùn)動(dòng)、 扭矩或彎矩的機(jī)械零件。 一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。 機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。齒輪軸是齒輪減速機(jī)最重要的部件， 它在很大程度上影響著齒輪減速機(jī)的壽命，齒輪傳動(dòng)所傳遞的力或扭矩都附加在減速機(jī)的軸上。 齒輪傳動(dòng)是靠動(dòng)輪輪齒廓依次推動(dòng)從動(dòng)輪輪齒齒廓實(shí)現(xiàn)的。 因此，齒輪傳動(dòng)的基本要求之一是瞬時(shí)傳比保持不變；否則，當(dāng)主動(dòng)輪等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)輪的角速度為變量 . 從而產(chǎn)生慣性力。這種恨性力不僅影響齒輪的壽命， 而且還引起機(jī)器的振動(dòng)和嗓聲影響傳動(dòng)精度。所以齒輪齒廓的形狀應(yīng)滿足舜成機(jī)械的重要零件之一其功用主要有 :1 支承軸上的零件 . 以實(shí)現(xiàn)軸上零件的回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng) 2

7、傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩或力 3承受彎矩。 按承載類型分類：轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見的軸種減速器中的軸。一、零件的加工工藝分析1.1 零件的分析該齒輪軸是階梯軸，并且是長徑比小于12 的剛軸。兩個(gè)直徑為?60mm外圓面試對(duì)齒輪軸精度影響最大的表面，有較高的尺寸精度和位置精度，并有較小的表面粗糙度值要求。 其次是支撐和夾緊傳動(dòng)件的?52mm?72mm它們的加工精度主要影響刮板運(yùn)輸機(jī)減速器傳動(dòng)的平穩(wěn)性和噪聲，也有一定的加工精度和表面質(zhì)量7山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)8要求。1.2 確定生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知： Q=1000臺(tái)/ 年，齒輪軸重量為 13kg，齒輪軸屬輕型零件。 m=1件

8、/ 臺(tái)，倍頻率 a=3%，廢品率 =0.5%。代入公式 N=Qm（1+a）*（1+b) ，求得 N=1281.2件 / 年，取 N=1280件/ 年。查表得知該齒輪軸的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。二、毛坯與材料的選擇2.1毛坯的選擇零件材料為40Cr。零件的最大和最小的尺寸相差比較大。采用棒料浪費(fèi)材料，而且零件在工作中經(jīng)常承受較大的沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件。 由于零件為大量生產(chǎn)，而且零件的輪廓也較簡單，故采用模鍛成型。這對(duì)于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量是有利的。8山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)99山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)102.2 材料的選擇因?yàn)辇X輪軸用于刮板運(yùn)輸機(jī)，其工作條件比較惡劣，所以該齒輪軸零

9、件采用綜合性能良好的40cr ，它在經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后能獲得良好的綜合力學(xué)性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能；而且可得到較好的切削性能， 并且材料普遍，取材容易，價(jià)格實(shí)惠。三、零件定位基準(zhǔn)的選擇3.1 定位基準(zhǔn)的確定定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定粗基準(zhǔn)，然后再確定精基準(zhǔn)。3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇以外圓和中心孔作為粗基準(zhǔn)， 用兩中心孔定位雖然定位精度高，但粗加工外圓時(shí)，因切削力大， 中心孔無法滿足切削力的要求，所以應(yīng)以外圓和中心孔作為定位基面，既一夾一頂。3.1.2精基準(zhǔn)的選擇：以齒輪軸的兩個(gè)中心孔為精基準(zhǔn)，因?yàn)樵撦S的外圓表面的同軸度，鍵槽的對(duì)稱度，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是軸的中心線，采用

10、中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。四、制定加工工藝路線4.1 毛坯外圓表面直徑的確定外圓 ? 30mm只要粗加工就可以達(dá)到要求，而外圓?25k6 和 ?30mm鍛一樣的直徑，查參考文獻(xiàn)4 表 2-15 可知直徑加工余量為2mm，考慮實(shí)際加工時(shí)，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?35mm。?15r6 與 ?20mm鍛一樣的直徑，而 ?20mm只要粗加工就可以達(dá)到要求，參考文獻(xiàn)4 表 2-15 可知直徑加工余量為 2mm，同上，所以取毛坯直徑為0?25mm。?57 0. 019 mm要經(jīng) 過粗加10山西煤炭職業(yè)技術(shù)

11、學(xué)院課程設(shè)計(jì)11工和精加工， 參考文獻(xiàn) 4 表 2-15 可知直徑加工余量為2mm+1.5mm=3.5mm,考慮實(shí)際加工時(shí)，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?65mm。長度方向的余量查參考文獻(xiàn)2，其余量值規(guī)定2.0-2.5mm，取 2.0mm。4.2 表面加工方法的選擇根據(jù)主要表面的加工精度和表面粗糙度要求，參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)等相關(guān)資料，其加工方法選擇如下（1）齒輪軸重 13kg 長 433mm較小。其端面采用平端面比較方便。（2）兩個(gè) 60mm支承軸頸 52mm和 72mm的外圓表面尺寸公差等級(jí)為IT7表面粗糙度 Ra 不大于 1.6um 需要采用粗車 - 半精車 -

12、 精車的加工方法。（3） 70mm和 68mm的外圓表面其粗糙度為Ra3.2 需要采用粗車半精車的加工方法。（4）兩個(gè)鍵槽，尺寸精度等級(jí)為IT9 表面粗糙度Ra3.2，需要采用立銑的加工方法。（5） 96mm齒輪用滾齒機(jī)加工。4.3 熱處理工序的安排在軸類零件的加工中， 需要插入必要的熱處理工藝， 以保證其力學(xué)性能和加工精度，并改善工件的切削性能。 一般毛坯模鍛后安排正火工序，而調(diào)制則安排在粗加工后進(jìn)行， 以便消除粗加工后產(chǎn)生的應(yīng)力及獲得良好的綜合力學(xué)性能。最后對(duì)齒輪進(jìn)行表面淬火， 提高齒輪的強(qiáng)度、 硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足齒輪軸的使用要求。4.4 加工順序的確定（1）加工順

13、序的確定應(yīng)遵循基準(zhǔn)先行，先面后孔，先粗后精，先主后次的原則。（2）軸上鍵槽的加工，一般安排在外圓精車之后，如果在精車之前就銑出11山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)12鍵槽，又易損壞刀具，也難控制鍵槽的尺寸。該齒輪軸的機(jī)械加工工藝有兩種方案方案一工序1模鍛工序2正火工序 3車端面，打中心孔，粗車各外圓工序 4調(diào)制處理工序 5修研中心孔，精車外圓工序 6銑鍵槽工序7滾齒工序 8齒表面淬火工序 9修研中心孔工序 10磨外圓工序 11去毛刺工序 12檢驗(yàn)工序 13入庫方案二工序1模鍛工序2正火工序 3車端面，打中心孔工序 4粗車各外圓工序 5調(diào)制處理工序 6俢研中心孔工序 7精車外圓12山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)

14、院課程設(shè)計(jì)13工序 8銑鍵槽工序 9滾齒工序 10齒表面淬火工序 11修研中心孔工序 12磨外圓工序 13檢驗(yàn)工序 14入庫工序工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備號(hào)1 模鍛2 正火車床YT15 45 右偏刀，中心3車車兩端面，鉆中心孔CA6140孔鉆粗車各外粗車外圓 52mm ，60mm ，72mm ，車床YT15 90 右偏刀、頂尖，468mm, 70mm ，96mmCA6140圓三爪卡盤，游標(biāo)卡尺5調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理6磨修磨中心孔精車外圓 52mm ，60mm ，72mm ，YT15 90 右偏刀、YT15車床7車45 右偏刀，頂尖，三爪68mm, 96mm 倒角CA6140卡盤，千分尺13山西煤

15、炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)148銑銑鍵槽X6132直柄鍵槽銑刀、 V 形塊整體齒輪滾刀，彈簧夾頭、9滾齒滾齒Y3150頂尖10磨修磨中心孔M1432A磨外圓 52mm ，60mm ，72mm ，頂尖、平行砂輪，千分尺11磨M1432A68mm12熱淬火13檢驗(yàn)檢驗(yàn)千分尺、游標(biāo)卡尺14入庫涂上防銹油比較兩方案的不同， 主要在于齒輪的加工工序不同。 在擬定工藝路線時(shí)， 工序集中或分散的程度， 主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求。 該主動(dòng)齒輪的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，方案一運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間， 而且由于與一次裝夾中加工了許多表面， 有利于保證各種加工表面之間

16、的相對(duì)位置精度要求， 從而有效的提高生產(chǎn)率。 而方案二工序分散滾齒要達(dá)到零件圖上所要求的精度需要采用高精度的滾刀和高精度的滾機(jī)。 方案一對(duì)一般工廠來說比較合適，綜上所述采用方案一作為加工方案。五、設(shè)備與工裝選擇5.1 刀具的選擇（1）直柄鍵槽銑刀銑鍵槽（2）YT1590右偏刀粗精車外圓 52mm,60mm,72mm,68mm,70mm, 96mm（3）YT1545右偏刀車兩端面，鉆中心孔（4）整體齒輪滾刀滾齒14山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)155.2 量具的選擇（1）游標(biāo)卡尺用于齒輪軸精度要求不高的尺寸，測(cè)量粗車外圓 52mm, 60mm,72mm, 68mm,70mm,96mmd的尺寸。（2

17、）測(cè)量螺旋千分尺用于檢測(cè)齒輪軸的尺寸精度，因公差值在0.01mm 以上，所以選擇精度為0.01mm 的螺旋千分尺進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量精車外圓 52mm,60mm, 72mm,68mm, 70mm,96mm的尺寸。（3）百分表用于測(cè)量齒輪軸的同軸度和鍵槽的對(duì)稱度。5.3 夾具的選擇（1）該齒輪軸的定位基準(zhǔn)是兩個(gè)中心孔或外圓，夾具選用三爪卡盤和頂尖。(2) 銑鍵槽時(shí)選用 V 形塊。（3）滾齒時(shí)選用彈簧夾頭。5.4 設(shè)備選擇（1）齒輪軸外圓的公差等級(jí)是 IT7 和 IT9 ，且屬于小型零件。普通機(jī)床 CA6140 的加工精度等級(jí)是 7 級(jí)，能滿足加工要求，所以回轉(zhuǎn)面的加工選用普通機(jī)床CA6140.（2）兩

18、個(gè)鍵槽的公差等級(jí)為IT9 ，銑床 X6132 能滿足兩個(gè)鍵槽的加工精度要求，所以選用銑床X6132。（3）滾齒機(jī)的選擇考慮到加工齒輪零件最大直徑 96mm，模數(shù) 5，精度等級(jí) 7 級(jí)，Y3150 加工零件最大直徑 500mm，最大加工模數(shù) 6，最大加工精度等級(jí) 7 級(jí)， Y3150機(jī)床適合于單間生產(chǎn)和成批生產(chǎn)， 機(jī)床具有足夠的剛度， 在滾切齒輪時(shí)， 可以一次加工至15山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)16所需的齒深，也可分幾次切削（分層切削），在分層切削時(shí)必須按照一定的規(guī)則變更其每次的切削用量， 如選用適當(dāng)?shù)那邢魉俣取?進(jìn)給量及合理的精切深度， 并準(zhǔn)確地安裝好工作， 本機(jī)床可切削出 7 級(jí)精度齒輪。

19、該機(jī)床不僅廣泛適用于齒輪加工，且操作方便。所以齒輪加工選用Y3150。六、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定68mm，70mm只要粗加工就可以達(dá)到要求， 而外圓 52mm，60mm,72mm, 96mm要精加工才可以達(dá)到要求。查找加工余量手冊(cè)可知直徑加工余量為4mm，考慮實(shí)際加工時(shí)，因鍛造表面較硬而加工余量少可能難加工，所以52mm與 60mm鍛一樣的直徑 64mm，而 68 與 72mm鍛一樣的直徑 76mm。16山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)17總結(jié)在這次的課程設(shè)計(jì)過程中，使我真正認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。 使我真正感受到了知識(shí)的重要性。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械加工工藝與工裝選擇、公差配合、 機(jī)械制圖、金屬材料與熱處理工藝等知識(shí)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(shí)的作用。 在課程設(shè)計(jì)中首先是對(duì)工件機(jī)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(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。在課程設(shè)計(jì)中還用到了 CAD制圖和一些計(jì)算機(jī)軟件， 因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長了， 因此在開始畫圖的時(shí)候有很多問題， 而且不熟練， 需參閱課本。 但不久就能熟練的畫了