畢業(yè)論文-漸開線花鍵滾刀的設(shè)計(jì)與加工工藝

畢業(yè)設(shè)計(jì)漸開線花鍵滾刀的設(shè)計(jì)與加工工藝學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：系部：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：二零一五年六月誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人簽名：年月日

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：漸開線花鍵滾刀的設(shè)計(jì)與加工工藝系部：機(jī)械工程系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）專業(yè)負(fù)責(zé)人：1．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)（1）了解漸開線花鍵滾刀的工作原理。（2）掌握漸開線花鍵滾刀的齒形設(shè)計(jì)。、（3）了解漸開線花鍵滾刀切削過(guò)程及其特點(diǎn)。（4）了解漸開線花鍵滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定。（5）了解漸開線花鍵滾刀的公差與技術(shù)要求。（6）掌握漸開線花鍵滾刀的設(shè)計(jì)步驟。（7）掌握漸開線花鍵滾刀加工工藝并編制加工工藝過(guò)程卡。2．設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容（1）要求了解漸開線花鍵滾刀的工作原理。（2）要求基本掌握漸開線花鍵滾刀的齒形設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并能出產(chǎn)品圖紙。（3）要求了解漸開線花鍵滾刀加工工藝。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圖，編制加工工藝過(guò)程卡。3．主要參考文獻(xiàn)（1）袁哲俊編《齒輪刀具設(shè)計(jì)》上、下冊(cè)，新時(shí)代出版社，1983年（2）四川省機(jī)械工業(yè)局編《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》上、下冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，（3）太原工具廠齒輪刀具工藝資料4．進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱起止日期1確定設(shè)計(jì)思路，進(jìn)行開題檢查2014.12.01~2014.12.222漸開線花鍵滾刀的齒形及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，出產(chǎn)品圖。2014.12.22~2015.04.013編制工藝過(guò)程卡，進(jìn)行中期檢查2015.04.01~2015.04.205設(shè)計(jì)及圖紙整理，準(zhǔn)備答辯2015.05.20~2015.06.05注：一式4份，系部、指導(dǎo)教師各1份、學(xué)生2份：[畢業(yè)設(shè)計(jì)]及答辯評(píng)分表各一份4根據(jù)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圖，編制加工工藝過(guò)程卡2015.04.20~2015.05.205設(shè)計(jì)及圖紙整理，準(zhǔn)備答辯2015.05.20~2015.06.05審核人：年月日②磨光部分長(zhǎng)度：4計(jì)算精度序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)計(jì)算精度1滾刀上齒高0.012滾刀下齒高0.013滾刀全齒高0.014滾刀法向齒距0.0015滾刀法向齒厚0.016滾刀齒頂圓弧半徑7滾刀前角0.18第一次鏟背量圓整到0.59第二次鏟背量圓整到0.510容屑槽深度H圓整到0.511容屑槽槽底半徑圓整到0.2512容屑槽槽行角13分度圓直徑0.0114分度圓螺紋升角15軸向齒距P0.00116軸向齒厚0.0117軸向齒形角18容屑槽導(dǎo)程119齒頂圓弧半徑0.120齒根圓弧半徑0.15產(chǎn)品圖的繪制詳見CAD圖：6技術(shù)條件1.滾刀用W18Cr4V高速鋼制造，其碳化物偏析，不大于4級(jí)，不大于5級(jí)。也可用性能相當(dāng)?shù)钠渌铺?hào)高速鋼制造。2.滾刀加工表面不應(yīng)有裂紋、斑點(diǎn)、銹痕或其他金屬缺陷，其表面光潔度應(yīng)符合JB178-60光潔度標(biāo)準(zhǔn)。前刃面不低于齒形不低于內(nèi)孔不低于端面不低于軸臺(tái)外圓不低于3.磨光和研磨的表面上不得有黑斑和未研的痕跡。4.滾刀必須磨的鋒利，不得有崩刃、燒傷現(xiàn)象。4.非工作部分的尖角修鈍。5.滾刀不完整齒的頂部應(yīng)修去，使其在刀齒全長(zhǎng)內(nèi)齒頂寬不小于模數(shù)的0.5倍。6.用W18Cr4V高速鋼制造的滾刀，切削部分硬度為HRC63~66。7.滾刀外形尺寸的偏差：外徑按規(guī)定；總長(zhǎng)與軸臺(tái)長(zhǎng)度按9規(guī)定。8.滾刀孔徑的偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定：檢查項(xiàng)目代號(hào)精度等級(jí)孔刀孔徑222732405060孔徑偏差A(yù)A—+9+11+11+11+13A、B+13+13+15+15——C+23+23+27+27——9.滾刀制造時(shí)的主要項(xiàng)目公差應(yīng)符合下表：序號(hào)檢查項(xiàng)目公差代號(hào)精度等級(jí)模數(shù)（2.5~4）1軸臺(tái)的徑向跳動(dòng)A102端面跳動(dòng)A63嚙合誤差A(yù)204轉(zhuǎn)內(nèi)切削刃的螺旋線誤差A(yù)135相鄰切削刃的螺旋線誤差A(yù)86滾刀一轉(zhuǎn)內(nèi)切削刃的螺旋線誤差A(yù)207最大齒距偏差A(yù)8刀齒的徑向跳動(dòng)A259齒形誤差A(yù)910刀齒前刃面的非徑向性A5011刀齒前刃面與內(nèi)孔軸線的不平行度A6312容屑槽周節(jié)的最大累積誤差A(yù)6313容屑槽的相鄰周節(jié)差A(yù)4014齒厚偏差A(yù)滾刀成品精度采用：、、、、、、、、進(jìn)行校驗(yàn)。11.滾刀端面上應(yīng)標(biāo)志：模數(shù)、原始齒形角、螺紋升角、螺紋方向（本產(chǎn)品為右旋，右旋不標(biāo)）、精度等級(jí)、材料（普通高速鋼不標(biāo)）。12.滾刀在HB160~200的45號(hào)鋼上進(jìn)行試驗(yàn)。13.試驗(yàn)時(shí)的冷卻液為5％的乳化油水溶液或硫化油，使用量不小于5升/分。14.試驗(yàn)時(shí)一次切至全深切削范圍應(yīng)與下表相符：模數(shù)走刀量切削速度M精度等級(jí)精度等級(jí)ABAB0.5~0.80.50.540~4540~451~1.51.01.540301.5~2.51.752.2540302.5~42.03.040304~5.52.53.540305.5~102.53.5402515.經(jīng)試驗(yàn)后滾刀不得有崩刃或顯著的磨鈍現(xiàn)象，應(yīng)保持其原有性能，并能繼續(xù)使用。16.在包裝前沒把滾刀應(yīng)仔細(xì)清理，并涂上防銹劑，用防潮紙包裹，然后裝入硬紙盒中。17.在每盒上應(yīng)附帶下列字樣的標(biāo)簽或印記：制造廠名稱、滾刀名稱、模數(shù)、精度等級(jí)、材料。7工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)漸開線花鍵滾刀關(guān)鍵在于齒形設(shè)計(jì)計(jì)算和工藝設(shè)計(jì)。在齒形設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中常見的問(wèn)題有齒形的修正和變位系數(shù)的選取。而工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要了解齒輪滾刀加工過(guò)程程和原理，還要了解加工的難易程度，以及經(jīng)濟(jì)成本，所以工藝設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的問(wèn)題就會(huì)很多，比如：現(xiàn)場(chǎng)加工的條件、工人的技術(shù)水平、加工機(jī)床的性能等。綜合以上各種因素，合理的設(shè)計(jì)加工工藝非常重要。本文設(shè)計(jì)漸開線花鍵滾刀采用W18Cr4V，硬度為63－66HRC，紅硬比較好，韌性也不錯(cuò)。由于此材料含W、Cr故提高了回火穩(wěn)定性，但是須經(jīng)過(guò)一次淬火、三次回火才能達(dá)要求，所以在工藝設(shè)計(jì)熱處理中要考慮這個(gè)問(wèn)題。原材料須經(jīng)過(guò)鍛造使晶粒細(xì)化，同時(shí)要愋慢冷卻避免形成馬氏體。為了便于加工，還必須退火以降低硬度(一般采用等溫退火)。退火之后會(huì)形成索氏體和細(xì)粒狀碳化物。當(dāng)車削加工完成之后，需淬火、回火以提高硬度，符合刀具的硬度要求。其中要注意加熱時(shí)要在鹽爐中，還須預(yù)熱兩至三次，采用油淬火。進(jìn)行多次回火使其彌散硬化。剃前齒輪滾刀的加工工藝路線7.1工藝路線綜合加工工藝性和經(jīng)濟(jì)性，確定工藝路線方案如下：鍛造→正火→粗車外圓→粗車端面→打孔→鉆孔→粗車內(nèi)孔→插鍵槽→粗磨內(nèi)孔→車直槽→銑容屑槽→鏟齒→鉗去不全齒→精磨內(nèi)孔→研磨內(nèi)孔→磨前端面→磨前刀面→鏟磨齒形→送檢→液體噴砂→激光刻標(biāo)記→包裝。7.2漸開線花鍵滾刀的加工方法1.車削加工粗車加工后，表面粗糙度Ra=12.5～25um，精度IT10～I(xiàn)T12半精車加工后，表面粗糙度Ra=6.3～12.5um，精度IT9～I(xiàn)T10精車加工后，表面粗糙度Ra=1.6～3.2um，精度IT7～I(xiàn)T82.磨削加工粗磨加工后，表面粗糙度Ra=0.8～1.6um，精度IT8～I(xiàn)T9精磨加工后，表面粗糙度Ra=0.1～0.8um，精度IT6～I(xiàn)T8粗研磨加工后，表面粗糙度Ra=0.16～0.63um，精度IT5～I(xiàn)T63.拉削加工粗拉削加工后，表面粗糙度Ra=1.25～5um，精度IT9～I(xiàn)T10精拉削加工后，表面粗糙度Ra=0.16～0.63um，精度IT5～I(xiàn)T64.銑削加工粗銑加工后，表面的粗糙度Ra=10～80um，精度IT12～I(xiàn)T13半精銑加工后，表面粗糙度Ra=2.5～10um，精度IT11～I(xiàn)T15.鉆孔加工當(dāng)孔的直徑大于15mm時(shí)，鉆孔加工后，表面粗糙度Ra=20～80um，精度IT10～I(xiàn)T126.半精鏜孔半精鏜孔加工后，表面粗糙度Ra=2.5～10um，精度IT10～I(xiàn)T117.3工藝過(guò)程卡零件加工工藝卡圖號(hào)零件名稱材料1漸開線花鍵滾刀W18Cr4V工序號(hào)工序名稱及內(nèi)容設(shè)備型號(hào)工裝夾具、刃具、量具工時(shí)定額備注一鍛造：?75×75二正火三車：粗車外圓，清兩端面，見光，一頭打出中心孔C6140A1.00四鉆：內(nèi)孔至?25Z3520'五車：內(nèi)孔至?，0.4兩端面各留0.15，外圓留1，內(nèi)孔空刀槽做出至尺寸C6140A1.00六插：鍵槽，注意內(nèi)孔留磨量，去毛刺B503025'七磨：內(nèi)孔至?M212020'八車：直槽，注意槽深至尺寸，分圓齒厚留0.5，C6140A?26.4帶鍵螺旋心軸，車鏟成形刀2.30轉(zhuǎn)工序1.00九銑：容屑槽X62W?26.4帶鍵螺紋心軸，30°成形刀1.00十鏟：鏟齒，外圓留0.4，齒厚留0.3C8955?26.4帶鍵螺紋心軸，30°成形刀2.00轉(zhuǎn)工序2.00十一鉗：去不全齒，去毛刺15'十二熱處理：63~66HRC十三磨：內(nèi)孔留0.01~0.015M212025'十四研：內(nèi)孔至尺寸內(nèi)孔研磨機(jī)1.30十五磨：兩凸臺(tái)外圓，兩端面至尺寸M131?27錐度心軸20'十六磨：前刀面M6420D40'十七鏟磨：齒形至尺寸C89554.00轉(zhuǎn)工序2.00十八送檢十九液體噴砂二十激光刻標(biāo)記二十一浸蠟，真空包裝由于工藝設(shè)計(jì)部分較為復(fù)雜，詳情見工藝卡：8結(jié)論漸開線花鍵滾刀的設(shè)計(jì)與花鍵滾刀的設(shè)計(jì)基本相似。本設(shè)計(jì)就30°壓力角漸開線花鍵滾刀進(jìn)行齒形設(shè)計(jì)，以及加工工藝的設(shè)計(jì)。在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中我認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處，這是一次全面的檢測(cè)，是對(duì)我們大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的一次回顧和總結(jié)。漸開線花鍵滾刀的設(shè)計(jì)首先根據(jù)已知條件，也即是被加工齒輪的參數(shù)選定漸開線花鍵滾刀的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定其為單頭，右旋，容屑槽為直槽的漸開線花鍵滾刀。通過(guò)查表選定基本結(jié)構(gòu)尺寸：模數(shù)、外徑、長(zhǎng)度、內(nèi)徑、容屑槽數(shù)、軸臺(tái)直徑、軸臺(tái)長(zhǎng)度。然后根據(jù)基本結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算出漸開線花鍵滾刀的各項(xiàng)參數(shù)。最后就是技術(shù)條件和工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)[1]袁哲俊.齒輪刀具設(shè)計(jì)(上、下)[M].北京：新時(shí)代出版社，1983[2]四川省機(jī)械工業(yè)局.復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)(上、下).機(jī)械工業(yè)出版社，1979[3]太原工具廠編.太原工具廠齒輪刀具工藝資料[4]陵嚴(yán)清,岑繼平,劉殿亭編.花鍵滾刀原理與設(shè)計(jì).北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1986[5]趙炳楨，商宏謨，辛節(jié)之主編.現(xiàn)代刀具設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1998[6]劉杰華編.刀具精確設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1996[7]田培常主編.齒輪道具設(shè)計(jì)與選用手冊(cè).北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1987[8]上海工具廠編.刀具熱處理.上海：人民出版社[9]孫桓、陳作模主編.機(jī)械原理(第6版).北京：高等教育出版社，2001(2002重印)[10]王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995(2000重印)[11]傅水根主編.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ).北京：清華出版社，1998(2001重印)

致謝經(jīng)過(guò)將近四個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，其中包括一個(gè)多月的寒假。本次的設(shè)計(jì)的課題為漸開線花鍵滾刀的設(shè)計(jì)與加工工藝，是一個(gè)很貼近機(jī)械設(shè)計(jì)加工的題目，以前也完成過(guò)各種的機(jī)械設(shè)計(jì)，但是這次是第一次這么全面的去設(shè)計(jì)一個(gè)刀具，這是對(duì)我們大學(xué)以來(lái)學(xué)的機(jī)械知識(shí)的一個(gè)全方面的檢測(cè)，也是對(duì)自己機(jī)械能力的一次展現(xiàn)，記得剛開始拿到課題，因?yàn)樽约簩W(xué)的都是一個(gè)大概，對(duì)于夾具的了解并不是很透徹，覺得特別困難，但是大學(xué)的一次檢驗(yàn)自己的機(jī)會(huì)不能白白浪費(fèi)，開始自己在網(wǎng)上查閱相關(guān)的資料，了解夾具需要的書籍還有其他需要的資料，將刀具以及工藝相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)重新整理了一遍，相關(guān)的公式，表格全部查出來(lái)，但是還是沒有一絲絲頭緒。不知道從哪開始。在論文的寫作設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的困難和阻礙，很多困難都在自己的辛苦閱讀資料和同學(xué)以及指導(dǎo)老師的幫助下克服了，特別是在開題的時(shí)候，以及剛開始寫論文的時(shí)候的手足無(wú)措。在這里我尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師工具廠的王老師，他對(duì)我進(jìn)行了很多耐心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助，不厭其煩的幫助我解讀設(shè)計(jì)的內(nèi)容和進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)，以及給了我許多參考資料。另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也