車床主軸箱齒輪機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)方案

研究性訓(xùn)練載體2-2：車床主軸箱齒輪機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)機(jī)電080108221025楊國(guó)軍<一）．問題提出：零件的幾何精度直接影響零件的使用性能，而機(jī)械加工工藝過程制定的是否合理將直接影響零件的加工精度。針對(duì)車床主軸箱齒輪，應(yīng)用所學(xué)的機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行一次加機(jī)械工工藝過程設(shè)計(jì)的綜合性工程應(yīng)用訓(xùn)練。<二）．專題研究的目的：<1）掌握零件主要部分技術(shù)要求的分析方法；<2）掌握零件材料的選擇方法和確定毛坯的制備方法及工藝；<3）掌握工藝分析方法；<4）掌握定位基準(zhǔn)的選擇方法；<5）掌握制定出合理的零件加工順序的原則和方法；<6）掌握制定出合理的零件加工路線的方法。<三）．研究?jī)?nèi)容：圖1所示為車床的一根傳動(dòng)軸車床主軸箱齒輪，完成該齒輪零件的機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容包括：1?進(jìn)行零件主要部分的技術(shù)要求分析研究；齒輪的工作面為齒面，齒輪在傳動(dòng)過程中，接觸的兩齒面會(huì)產(chǎn)生一定相互滑動(dòng)。發(fā)生滑動(dòng)摩擦，導(dǎo)致齒面發(fā)生磨損。磨損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)加大齒側(cè)間隙而引起傳動(dòng)不平穩(wěn)和沖擊。為保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，并且減小摩擦等要求，應(yīng)采用較高的表面粗糙度，此處選擇2.5um；齒輪040H7內(nèi)孔表面與傳動(dòng)軸為過盈配合，并且其內(nèi)孔表面為摩擦表面，應(yīng)采取較高的表面粗糙度要求，此處選擇2.5um；齒輪端面和齒頂面為非工作表面，表面粗糙度要求較低，此處為5um。齒輪端面采用端面圓跳動(dòng)，這樣同時(shí)保證了端面與基準(zhǔn)軸的垂直度要求與齒輪軸向的圓柱度要求。040H7內(nèi)孔選用了直線度、垂直度、圓柱度等形位公差，保證了內(nèi)孔對(duì)基準(zhǔn)軸的高精度要求。2?確定齒輪的材料、毛坯的制備方法及工藝、熱處理工藝；選用齒輪的材料時(shí)，考慮到材料應(yīng)滿足加工要求，應(yīng)具有好的綜合力學(xué)性能，所以材料要有高的硬度和好的耐磨性。另外應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性，選擇材料應(yīng)價(jià)格相對(duì)便宜，降低零件的成本。綜合考慮材料力學(xué)性能和價(jià)格之后，此處選用45#鋼。毛坯制備方法鍛造:下料-自由鍛-正火處理。熱處理工藝.正火工藝:將齒輪放人爐中加熱到840-880°C，保溫約3h。出爐空氣中分散冷卻。目的是充分消除鍛造引起的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，適當(dāng)提高齒輪的硬度，為以后的機(jī)加工作性能準(zhǔn)備。同時(shí)為后序的熱處理作組織準(zhǔn)備。.表面淬火+回火表面淬火：通常利用感應(yīng)加熱淬火裝置，只對(duì)輪齒部位進(jìn)行局部感應(yīng)加熱表面淬火。工藝：將齒輪置于感應(yīng)器內(nèi)，通入交流電，輪齒溫度達(dá)到860—900°C后。隨后用水快速冷卻，淬火后表面不得有裂紋。目的是提高輪齒表面硬度和耐磨性，淬火后表面硬度可達(dá)到48?53HRC,淬硬層可達(dá)3一4mm.回火工藝：將齒輪放人回火爐中加熱到200-240C，保溫約lh,出爐空氣中冷卻。目的是消除在淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止齒輪在工作中的變形和開裂；獲得穩(wěn)定的組織，保證尺寸的穩(wěn)定性；提高齒輪的韌性，調(diào)整齒輪的強(qiáng)度和硬度，獲得較好的綜合力學(xué)性能.3?進(jìn)行加工工藝分析；作為定位的基準(zhǔn)內(nèi)孔①40H7表面其粗糙度精度比基準(zhǔn)端面的要求高，基準(zhǔn)端面的粗糙度較粗，為5um。但它對(duì)基準(zhǔn)孔的端面圓跳動(dòng)0.018um，比一般精度的齒輪要求高，因此在齒坯加工中，尚需留一定的余量進(jìn)行精加工。精加工孔和端面采用磨削的的加工方法。先以齒輪分度圓和端面作為定位基準(zhǔn)磨孔，再以孔位定位基準(zhǔn)磨削面，控制端面圓跳動(dòng)的要求，以確保齒形精加工用的精基準(zhǔn)的精確度。該例齒輪精度要求較高，工序安排滾齒后應(yīng)留有一定磨齒的加工余量。4?確定定位基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)：毛坯外圓及端面精基準(zhǔn):內(nèi)孔及端面制定齒輪的加工順序;齒輪下料后，一般先鍛造，鍛造后再進(jìn)行去除鍛造引起的內(nèi)應(yīng)力，然后車成合適形狀，先粗車，后精車，車后再滾齒，做出齒輪的形狀后再進(jìn)行提高齒輪表面強(qiáng)度、硬度的熱處理工藝，如表面淬火/回火去應(yīng)力，再進(jìn)行的是消除在淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力工序，最后再磨齒，磨到設(shè)計(jì)的粗糙度。制定齒輪的加工路線；加工工藝路線：下料一一鍛造毛坯一一正火一一粗車一一精車一一滾齒一一其他加工——鉗工去毛刺——齒面的高頻淬火——回火——磨——磨齒——總檢入庫機(jī)床主軸箱齒輪機(jī)械加工工藝路線圖工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1下料棒料2鍛毛坯鍛造尺寸0110mmX38mm外圓及端面3熱處理正火外圓及端面4粗車粗車各部分，考慮各部分加工量，留余量1.5-2mm內(nèi)孔及端面5精車精車各部分，內(nèi)孔至040.1H8，總長(zhǎng)留加工余量0.2mm，其余至尺寸內(nèi)孔及端面6滾齒齒厚留磨加工余量0.10-0.15mm內(nèi)孔及端面7其他加工倒角內(nèi)孔

8鉗工去毛刺內(nèi)孔及端面9