传动齿轮零件机械加工工艺规程设计说明书

机械制造工艺学课程设计说明书 设计题目： 传动齿轮零件机械加工工艺规程设计 学 生： 学 号： 机电工程学院 班 级： 机械设计制造及其自动化2012-4 指导教师： 教授 目 录0 序言 11 零件的分析 21.1零件结构工艺性分析21.2 零件的技术要求分析32 毛坯的选择 32.1 毛坯种类的选择32.2毛坯制造方法的选择 32.3毛坯形状及尺寸的确定 33 工艺路线的拟定 43.1 定位基准的选择43.2零件表面加工方案的选择 43.3加工顺序的安排 53.3.1加工阶段的划分 53.3.2机械加工顺序的安排 53.3.3热处理工序的安排 53.3.4辅助工序的安排 64 工序设计 64.1 机床和工艺装备的选择64.2工序设计 6参考文献 11第10页序言机械制造工艺学课程设计，是在学完大部分专业课之后进行的，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 能熟练的运用所学知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。课程设计也是理论联系实际的过程，并学会使用手册查询相关资料，增强解决工程实际问题的独立工作能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，请老师给予指教。1零件的分析1.1 零件的工艺性分析传动齿轮零件如图所示，该零件主要加工表面及技术要求分析如下。（1）同轴孔35H7，49H7和同轴外圆92.55k7, 66的同轴度、径向圆跳动公差等级为89级，表面粗糙度为Ra1.6m.。加工时最好在一次装夹下将两孔或两外圆同时加工。（2）与基准孔有垂直度要求的端面，其端面圆跳动公差等级为7级，表面粗糙度为Ra3.2m。工艺过程安排时应注意保证其位置精度。（3）距中心平面74.5mm的两侧面,表面粗糙度为Ra6.3m。（4）35孔的尺寸精度要保证，但孔轴线的同轴度共差等级为9级及两孔公共轴线对基准孔（A1-A2）位置度公差值为0.06m，应予以重视。（5）各外圆位置度公差为，齿轮轮齿轮的跳动公差要保证。（6）该零件选用材料为20CrMnTi，这种材料具有低碳合金钢的特性，切削性能和工艺性均较好。由各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的精度可知，该零件没有很难加工的表面，各表面的技术要求采用常规加工工艺均可达到。但是在加工过程中应注意齿轮端面的加工。零件图见图1-1图1-1 传动齿轮零件图1.2 零件的技术要求分析见表1-2表1-2 零件的技术要求加工表面精度等级表面粗糙度形位精度35内孔IT7Ra 1.2592.55左端面IT10Ra 1.649右端面Ra 3.2圆跳动0.0520的外圆IT10Ra 1.6圆跳动0.01齿形IT72毛坏的选择生产纲领的计算与生产类型的确定生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用.它决定了各工序所需专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。零件生产纲领可按下式计算。N=Qn(1+a%)(1+b%)N-零件的生产纲领（件/台）Q-产品的年产量（台/年）n-每台产品中，该零件的数量（件/台）a%-零件的备品率b% -零件的平均废品率。2.1 毛坏种类的选择根据零件材料确定毛坯为锻件。根据其桔构形状、尺寸大小、生产类型和材料性能，毛坯的制造方法选用锻造。2.2 毛坏制造方法的选择 根据生产类型为小批生产所以确定毛坏的制造方法为自由锻，因为自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低，符合要求。2.3毛坏形状及尺寸的确定毛坏的形状尺寸见表2-1、图2-1表2-1主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸35内孔3533292.55左端面47.43.651齿厚20323图2-13工艺路线的拟定3.1定位基准的选择 （1）粗基准的选择 选择内孔和端面定位元件.先加工外圆，采用齿面外圆为粗基准先加工内孔。 （2）精基准的选择 为了保证圆跳动要求，各主要圆柱表面均互为基准加工，并尽量遵守“基准重合”的原则。其余表面加工采用“一孔一端面的定位方式，即以端面及35H7内孔为精基准。这样，基准统一，定位稳定，夹具结构及操作也较简单。 但必须提高这个内孔的精度，以保证定位精度。3.2零件表面加工方案的选择零件表面加工方案见表3-1表3-1 序号加工表面加工方案0135内孔粗车-精车-粗磨02齿面外圆粗车-插-磨03左右两个端面粗车-半精车-粗磨-精磨04内圆粗车-半精车05齿轮端面粗车06阶梯端面粗车07齿形插-磨3.3加工顺序的安排3.3.1加工阶段的划分 （1）预加工阶段（加工余量大，用于粗加工前的去皮加工） （2）粗加工阶段（用于切除大部分加工余量，加工精度低，表面粗糙度大。完成次要表面加工，例如钻孔，粗车外圆等） （3）精加工阶段（使主要表面均达到图纸要求） （4）光整加工阶段（进一步提高工件尺寸精度，降低表面粗糙度）3.3.2机械加工顺序的划分 见表3-2表3-2 工 序 号工 名序 称 工 序 内 容1下料2锻造自由锻3热处理调质处理4车粗车：夹92.55外圆，车35内孔， 车49端面，车49.55右端面；掉头夹35内孔，车92.55外圆，车92.55左端面，车46端面。5车精车：夹92.55外圆，车49端面，倒角，车92.55右端面；掉头装夹35内孔，车92.55左端面，车92.55外圆，车46外圆，倒角。6磨粗磨49端面7插键槽插键槽到规定尺寸8制齿插齿，给齿厚留磨削余量0.2mm9去毛刺钳工去毛刺10表面处理渗碳淬火碳层厚度0.6-1.0，保证齿面硬度HRC58-64.11磨精磨35内孔，49和92.55端面12齿磨齿 3.3.3热处理工序安排（1）去除内应力处理目的是消除内应力。包括自然时效和人工时效，用于粗加工前后，半精加工后精加工前。（2）预备热处理目的是改善切削性能，消除内应力。包括退火、正火和调质，用在粗加工前后。其中退火和正火用在粗加工前，调质用于粗加工后。（3）最终热处理目的是提高工件硬度和强度。包括淬火、渗碳、氮化等。其中淬火和渗碳用于半精加工后精加工前，氮化用于精加工后。3.3.4 辅助工序安排（1）表面处理工序：金属镀层，非金属镀层，氧化膜。（2）检验工序：质量检验，特种检验。（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）（3）其他工序安排：去毛刺、倒钝锐边，去磁，清洗，涂防锈油。4工序设计4.1机床和工艺装备的选择4.1.1机床的选择根据加工特点和工艺的制定车床选择卧式车床C6132，磨床选择平面磨床MY250，外圆磨床M2110C，插床选择键槽插床C6350，插齿机选择YHK5180。4.1.2夹具的选择本零件加工过程采用通用机床，因此采用通用机床的通用夹具即可。4.1.3刀具的选择在车外圆和内孔的时候分别选择外圆车刀和内孔车刀，在进行磨的时候选择砂轮。4.1.4量具的选择本零件属于小批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考机械制造技术基础课程设计指导教程 表3-48，选择如下：（1）选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm125mm的外径千分尺。（2）选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm的内径千分尺即可。（3）选择加工槽所用量具槽经粗铣加工。故可选用读数值为0.02mm测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。4.2工序设计4.2.1孔的加工孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。35mm的孔的加工粗车34mm精车34.8mm磨 35mm 4.2.2面的加工端面的加工粗车47.8mm半精车47.6mm粗磨47.5mm精磨 47.4mm内圆的加工粗车64.4mm半精车65.4mm精车66mm4.2.3切削用量和基本工时定额 （1）车35的内孔 切削深度：双边总余量为6mm 进给量f：根据1表2.43，取f=0.5mm/r。 根据3表2.420，切削速度V， 式中 T：刀具耐用度，查3表2.4-2，选为3600s。 K:速度修正系数 系数C为242，指数为0.35代入公式，得机床主轴转速： 式中:切削速度 圆钢直径查1表3.118，与392.35r/min相近的转速为400r/min,则实际切削速度: 机动时间t按1表2.5-3，取被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=56mm刀具切入长度: =主偏角 故 l=2mm 刀具切出长度l： 取l=0mm试切附加长度，查表12.5-4，取=5mm。走刀次数i：i=1根据资料所知辅助时间可按照基本时间的15%20%估算，则辅助时间为： t=t0.2=0.064min辅助时间和基本时间的总和称为作业时间： t=t+=0.384 min根据资料所知布置工作地时间，一般按作业时间的2%7%估算，则布置工作地时间为：t=t0.05=0.0192min根据资料所知休息和生理需要时间，一般按照作业时间的2%4%，则休息时间为：t=t0.03=0.01152 min根据资料所知准备和终结时间，一般按照作业时间的3%5%，则准备和终结时间为：t=t0.04=0.01536 min单件时间为：t=t+t+t+t+=0.42min车92.55的左端面切削深度：双边余量为7.2mm进给量f：根据1表2.43，取f=0.5mm/根据3表2.420，切削速度V 式中 T：刀具耐用度，查3表2.4-2，选为3600s。 K:速度修正系数 系数C为242，指数为0.35代入公式，得（2） 机床主轴转速： 式中:切削速度根据1表3.1-17查得C6132卧式车床电动机功率为7.5kw，当主轴转速为250r/min时，主轴传递的功率为4.5kw，所以机床功率足够 圆钢直径查1表3.118，与382.16r/min相近的转速为450r/min,则实际切削速度: （3）检验机床功率：主切削力按1表2.49，可查得=2.3kw，可以正常工作。（4）机动时间t按1表2.5-3，取被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=185mm刀具切入长度: = 主偏角 故 l=2mm 刀具切出长度l： 取l=0mm试切附加长度，查表12.5-4，取=5mm。根据资料所知辅助时间可按照基本时间的15%20%估算，则辅助时间为：t=t0.2=0.172min辅助时间和基本时间的总和称为作业时间：t=t+=1.032 min根据资料所知布置工作地时间，一般按作业时间的2%7%估算，则布置工作地时间为：t=t0.05=0.0516min根据资料所知休息和生理需要时间，一般按照作业时间的2%4%，则休息时间为：t=t0.03=0.03096 min根据资料所知准备和终结时间，一般按照作业时间的3%5%，则准备和终结时间为：t=t0.04=0.04128 min单件时间为：t=t+t+t+t+=1.12min参考文献1孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，19912李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，19933崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，19934王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，19875黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，20046薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，19957崇 凯主编.机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社，2006.128陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.9司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，199110张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.1111艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社，200212陈宏钧，马素敏主编.金属切屑速查速算手册.机械工业出版社，200213邹青，呼咏主编.机械制造技术基础课程设计指导书.机械工业出版社，2011