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(shí)定額計(jì)算（大批）班 級(jí) 11級(jí)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(shí)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(jí) 11 機(jī)制4班學(xué) 號(hào) 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(shí) 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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)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(shí)，

3、理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)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(gè)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(duì)切削參數(shù)的計(jì)算，都要求我對(duì)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(duì)我們來說是個(gè)考驗(yàn)，但同時(shí)也是非常難得的機(jī)會(huì)。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(duì)所學(xué)的知識(shí)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(gè)數(shù)據(jù)都是有手冊(cè)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(shí)間在圖書館查閱了大量的資料。如今看看自已的勞動(dòng)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(qǐng)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(dòng)比的齒輪傳動(dòng)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(dòng)機(jī)的主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間。 而該零件便是其中一個(gè)傳動(dòng)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(jí)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(gè)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(dòng)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(huì)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(tái)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(jí)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(jí)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(hào)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(dòng)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(dòng)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(cè)，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(jí)。由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級(jí)為普通級(jí)。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。可知鍛件外廓包容體質(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(jí)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(cè)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(jí)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(cè)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(jí)單頭滾刀能達(dá)到8級(jí)精度，滾齒選模數(shù)為2.5mm的型A級(jí)精度滾刀。3 銑槽選用高速鋼錯(cuò)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。孔加工的量具：粗加工59mm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(shí)（1）、工序切削用量及基本時(shí)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(cè)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(shí)，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(hào)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(shí)，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(shí)間：T1=25sL為車削路程9mm2） 確定粗車外圓ø60mm、端面及臺(tái)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(tái)階面的ap=1.3mm.車外圓ø=60mm的f=0.60mm/r，車端面及臺(tái)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(shí)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(shí)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(shí)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(tái)階面得基本時(shí)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(shí)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(shí)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(tái)階端面20.760.521.318（2）、工序切削用量及基本時(shí)間的確定本工序還是粗車（車端面、外圓、臺(tái)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(shí)間的方法，得本工序的切削用量及基本時(shí)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(shí)間（Ti）s粗車端面2

19、1.70.520.6916粗車外圓60mm21.750.650.6925粗車臺(tái)階面21.70.520748鏜孔36mm3.832.50.21.1369（3）、工序切削用量及基本時(shí)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(cè)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(cè)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(cè)

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(shí)，切削速度v=156m/min。根據(jù)機(jī)械制造工藝簡明手冊(cè)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(tái)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(tái)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(shí)間1 半精車外圓80mm的基本時(shí)間Tj1=s=8 s 半精車端面的基本時(shí)間Tj2= s=10 s 半精鏜47孔的基本時(shí)間Tj4= s=27 s（4） 、工序切削用量及基本時(shí)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(dòng)進(jìn)給，主軸轉(zhuǎn)速n=40r/min,切削速度=0.14m/s。3） 、基本時(shí)間精鏜68K7孔的基本時(shí)間為Tj= s=44 s（5） 、工序切削用量及基本時(shí)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(cè)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(shí)間Tj=其中 B=12mm,=0°,z=50,q=1,n=1.72r/s,fa=0.83mm