齿轮轴加工工艺设计

齿轮轴加工工艺设计 河南质量工程职业学院毕 业 设 计论 文题目系 别机电工程系专 业机电一体化技术班 级08机电十班学生姓名学 号指导教师定稿日期2011年月日河南质量工程职业学院摘 要 本设计是关于输出齿轮轴加工工艺规程的设计总体介绍所追踪的典型零件的加工流程包括毛坯-初检-粗加工-精加工等步骤所加工零部件的形状结构尺寸及重要配合参数并完成工件的三维造型确定零部件的加工方法和步骤包括使用设备装夹方法工装夹具加工方位刀具选择加工参数选择等关键词 工艺规程设计 Abstract This design is about output gear axis machining procedure of design overall employment tracking the typical parts processing flow including blank - initial certification - rough - precision machined etc step By the shape the structure processing parts size and important tech-specification and complete the workpiece 3d modeling Determine parts processing method and procedure including the use of equipment clamping fixture processing methods the azimuth and tools selection processing parameter selectionKeywordsprocess planning目 录前 言 1第一章 零件图分析 211 零件的功用 212 零件的结构工艺分析 2第二章 毛坯的确定 321 毛坯的选择 322 毛坯图的设计 3第三章 基准的选择 431 基准的概念和分类 432 定位基准的选择 5第四章 制定加工工艺路线 641 加工阶段的划分 642 各加工阶段的主要任务 643 加工顺序的安排 644 数控车床加工与普通车床加工的区别 745 拟定加工工艺路线方案 746 机械加工工艺卡 947 加工程序 15结束语 19参考文献 20致谢 21附图1 零件图 22附图2 毛坯图 23 附图3 三维图24前 言1输出齿轮轴零件的工艺特点及基本工艺过程1工艺特点齿轮轴类件的工艺特点首先是它的形面特征多在基于特征的零件信息描述中可以把它分为主特征内外圆柱面齿轮表面等辅助特征键槽小平面等另外齿轮轴类件加工所使用的机床多材料及热处理种类也较多再者它的工艺特征如尺寸精度形位公差表面质量也要求较高在机械加工中每一种零件都有几种加工工艺方法与之对应根据生产规模零件整体形状和轮廓尺寸制造资源等针对每一特征的加工精度表面粗糙度及不同材料选择不同加工方法1下料-锯床 2粗车-车床 3热处理-箱式炉 4精车-车床 5铣键槽-铣床齿面淬火-高频淬火机床磨-外圆磨床11 零件的功用本零件为汽车变速箱中输出齿轮轴其功用是传递动力和改变输出轴运动方向轴用轴承支承与轴承配合的轴段称为轴颈轴颈是轴的装配基准它们的精度和表面质量一般要求较高其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定通常有以下几项11 尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置通常对其尺寸精度要求较高IT5IT7装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低IT6IT912 几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈外锥面莫氏锥孔等的圆度圆柱度等一般应将其公差限制在尺寸公差范围内对精度要求较高的内外圆表面应在图纸上标注其允许偏差13 相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求否则会影响传动件齿轮等的传动精度并产生噪声普通精度的轴其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为001003mm高精度轴如主轴通常为00010005mm14 表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra25063m与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra063016m12 零件的结构工艺分析从零件图上看结构比较简单粗糙度方面表现在60 65圆柱表面为Ra其余为Ra这些在安排加工工艺时也需给予注意第二章 毛坯的确定21 毛坯的选择毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一也是一个比较重要的阶段毛坯的形状和特征硬度精度金相组织等对机械加工的难易工序数量的多少有直接影响因此合理选择毛坯在生产占相当重要的位置同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题毛坯种类的选择决定与零件的实际作用材料形状生产性质以及在生产中获得可能性毛坯的制造方法主要有以下几种1型材2锻造3铸造4焊接5其他毛坯根据零件的材料推荐用型材或锻件但从经济方面着想如用型材中的棒料加工余量太大这样不仅浪费材料而且还增加机床刀具及能源等消耗5000件达到了批量生产的水平且零件形状较简单尺寸也不大故应采用模锻22 毛坯图的设计毛坯锻件图是根据产品零件设计的经查机械加工工艺手册知精车粗车各余量基准的选择31 基准的概念和分类零件是由若干表面组成的各表面之间都有一定的尺寸和相互位置要求用以确定零件上点线面间的相互位置关系所依据的点线面称为基准基准按其作用不同可分为设计基准和工艺基准1 设计基准设计图样上所采用的基准称为设计基准如零件图上的轴心线是各外圆和孔的设计基准 2 工艺基准在工艺中采用的基准称为工艺基准按用途可分为定位基准测量基准和装配基准定位基准 加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所使用的基准 如零件在精车时中心孔就是定位基准测量基准 零件检验时用于测量已加工表面尺寸及位置的基准装配基准 装配时用已确定零件在部件或产品中位置的基准零件图中的25 4035即为装配基准32 定位基准的选择选择工件的定位基准实际上是确定工件的定位基面根据选定的基面加工与否又将定位基准分为粗基准和精基准在起始工序中只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准这种基准称为粗基准用加工过的表面作为定位基准则称为精基准在选择定位基准时是从保证精度要求出发的因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准1粗基准的选择选择的原则是1非加工表面原则2加工余量最小原则3重要表面原则4不重复使用原则5便于装夹原则根据以上选择的原则在加工时1车左端时以两端端面中心孔作为粗基准2车右端时以两端端面中心孔作为粗基准 2精基准的选择选择的原则是1基准重合原则2基准统一原则3自为基准原则4互为基准原则5便于装夹原则 根据以上选择的原则我们就可以选择端面的中心孔作为精基准由于该传动轴的几个主要配合表面258630的端面35左端面50右端面有端面跳动要求轴肩面对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求它又是实心轴所以应选择两端中心孔为基准采用双顶尖装夹方法以保证零件的技术要求第四章 制定加工工艺路线41 加工阶段的划分工件的加工质量要求较高时都应划分加工阶段一般可分为粗加工半精加工和精加工三个阶段如果加工精度和表面质量要求特别高则还可增设光整加工和超密加工阶段42 各加工阶段的主要任务1粗加工阶段的任务是切除毛坯大部分余量使毛坯接近成品的形状和尺寸2半精加工阶段的任务是留下精加工余量后使主要表面达到一定的精度为精加工做好准备并完成一些次要表面的加工 3精加工阶段的任务是保证各主要表面达到规定的精度和表面粗糙度43 加工顺序的安排1切削加工的安排原则com C先主后次 D先面后孔2热处理工序的安排 A预备热处理的目的的改善工件的加工性能消除残余内应力改善金相组织为最终热处理做好准备如正火退火和调质等预备热处理一般安排在粗加工前但调质常安排在粗加工后进行B消除残余应力处理的目的是消除毛坯制造和切削加工过程中产生的残余应力如时效和退火C最终热处理的目的是提高零件的力学性能如强度硬度耐磨性等如调质淬火回火以及各种表面处理一般安排在精加工前本零件的主要功用是传递动力其工作时需承受较大的冲击载荷要求有较高的强度和韧性故需要进行渗碳淬火回火热处理本零件在粗加工阶段所使用的是C616型普通车床这是一种小型车床床身最大工件回转半径为160mm最大加工长度为550mm适合批量较小精度要求不高零件的加工他的投资较数控车床的低但对工人的技术要求较高在精加工阶段使用的是CJK6132型数控车床床身上最大回转直径30mm最大加工长度600mm精加工阶段使用数控车床加工的优势在于数控车床的加工精度比普通车床的高能满足零件设计的要求而普通车床难以达到要求再者数控车床本身的精度高刚性大可选择有利的加工用量生产率高是普通车床的 35 倍但数控车床的投资大使用费用高生产准备工作复杂由于整个加工过程采用程序控制数控加工的前期准备工作较为复杂包含工艺确定程序编制等综合考虑这些因素所以在粗加工阶段所使用的是C616型普通车床来加工精加工阶段使用的是CJK6132型数控车床来加工45 拟定加工工艺路线方案该零件是批量生产可以采用机床配以专用夹具工序以分散为主某些工序可以适当集中应划分加工阶段将粗加工和精加工分开刀具和量具的选择可以专用的与适用的相结合根据以上分析初步拟订的工艺路线方案如下1毛坯锻造并正火160-200HB2两端同时铣端面钻中心孔3粗车左端外圆4粗车右端外圆5钻孔6扩孔倒角7攻丝8粗车检验9精车长头10精车短头11齿坯检验12滚齿13滚花键14倒棱去毛刺15剃齿16热前检验17热处理18研磨中心孔19磨外圆端面20珩齿21成品检验22清洗封油包装入库综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度选择如下机床普通车床CA616数控机床CJK6132A外圆磨床M1432A端面铣床GL2-X336台式钻床Z4006A滚齿机YM360846 机械加工工艺卡 学校三明职业技术学院产品型号零件名称零件号QH50-02输出齿轮轴60045632材料名称牌号机械性能渗碳钢20CrMnTib1080MPas835MPa毛坯种类尺寸模锻每一毛坯可制件数每台件数批量净重kg11序号工序和工步内容加工面定位表面工艺装备名称及编号加工尺寸切削用量工时min工序工步机床型号夹具刃具量具辅具直径或宽度长度每边余量背吃刀量apmm进给量mmr或mmr切削速度vmr-1机动时间辅助时间准备时间合计01外购按图锻造并正火处理序号工序和工步内容加工面定位表面工艺装备名称及编号加工尺寸切削用量工时min工序工步机床型号夹具刃具量具辅具直径或宽度长度每边余量背吃刀量apmm进给量mmr或mmr切削速度vmr-1计机动时间辅助时间合计05两端同时铣端面钻中心孔夹大圆铣左右端面保证长度钻两中心孔加工面端面两中心孔定位表面 141大外圆机床型号GL2-X336夹具液压夹具刃具铣刀钻头量具 游标卡尺铣至长310背吃刀量02-08进给量10切削速度460-600机动时间30辅助时间10准备时间10合计50序号工序和工步内容加工面定位表面工艺装备名称及编号加工尺寸切削用量工时min工序工步机床型号夹具刃具量具辅具直径或宽度长度每边余量背吃刀量apmm 进给量mmr或mmr 切削速度vmr-1机动时间辅助时间准备时间合计10粗车短头外圆采用双顶尖装夹方法一次装夹车6065141外圆倒角1X45度加工表面6065141外圆定位表面 两端中心孔机床型号CJK6140夹具顶尖刃具90度刀量具外径千分尺加工直径2675365878外圆加工长度 615mm每边余量05mm背吃刀量 02-08进给量10切削速度 460-600机动时间10辅助时间8准备时间10合计28序号工序和工步内容加工面定位表面工艺装备名称及编号加工尺寸切削用量工时min工序工步机床型号夹具刃具量具辅具直径或宽度长度每边余量背吃刀量apmm进给量mmr或mmr切削速度vmr1机动时间辅助时间准备时间合计15粗车右端外圆采用双顶尖装夹方法车6075圆柱面141右端面倒角1X45度加工面6075圆柱面141右端面定位表面两端中心孔机床型号CJK6140夹具三爪卡盘刃具90度刀量具外径千分尺游标卡尺加工直径6075加工长度170mm 背吃刀量03进给量025切削速度 260-300机动时间20辅助时间10准备时间10合计40序号工序和工步内容加工面定位表面工艺装备名称及编号 加工尺寸 切削用量工时min 工序工步机床型号夹具刃具量具辅具 直径或宽度长度每边余量 背吃刀量apmm进给量mmr或mmr切削速度vmr-1机动时间辅助时间准备时间合计 30精车长头车6065141圆柱面及5218的槽加工面60651415218的槽定位表面两端中心孔机床型号CJK6132A刃具精车刀量具游标卡尺外径千分尺加工直径6065141加工长度310背吃刀量01-06进给量05切削速度40-80机动时间10辅助时间10准备时间10合计30序号工序和工步内容加工面定位表面工艺装备名称及编号 加工尺寸 切削用量工时min 工序工步机床型号夹具刃具量具辅具 直径或宽度长度每边余量 背吃刀量apmm进给量mmr或mmr切削速度vmr-1机动时间辅助时间准备时间合计 35精车短头采用双顶尖装夹方法一次装夹车6075倒角2X45度加工面6075外圆定位表面两端中心孔机床型号CJK6132A刃具精车刀量具游标卡尺外径千分尺加工直径6075加工长度25mm背吃刀量01-06进给量05切削速度40-80机动时间10辅助时间10准备时间10合计30 47 加工程序右侧圆柱面的加工O0001N10 T0101N20 M03 S800N30 G00 X1500 Z20N40 G94 X-10 Z0 F01N50 G71 U02 R10N60 G71 P70 Q170 U30 W30 F05N70 G00 X520N80 G01 X600 Z-20 N90 Z-520N100 X650 Z-660N110 Z-1275N120 G02 X700 Z-1300 R25N130 G01 X800N140 Z-1330N150 G02 X900 Z-1380 R50N160 G01 X13378 N170 X14178 Z-1400N180 M03 S1200N190 G42 G00 X1490 Z20N200 G70 P70 Q170 F02N210 G40 G00 X2000 Z1000N220 M05N230 M30左端外圆柱面的加工O0002N10 T0101N20 M03 S800N30 G00 X1500 Z20N40 G94 X-10 Z0 F01N50 G71 U02 R10N60 G71 P70 Q150 U40 W30 F05N70 G00 X520N80 G01 X600 Z-20N90 Z-350N100 X750N120 Z-430N130 G02 X850 Z-480 R05N140 G01 X13378N150 X13378 Z-450N160 M03 S1200N170 G42 G00 X1490 Z20N180 G70 P70 Q150 F02N190 G40 G00 X2000 Z1000N200 M05N210 M30键槽的加工O0003N10 G90 G21 G40 G49 G17N20 G91 G28 Z0N30 T0202 M06N40 G90 G54 G00 X260 Y0N50 S900 M03N60 G43 Z50 H01N70 G01 Z0 F100N80 M98 P40004N90 G90 Z-10 F50N100 G01 X260 F200N110 G90 Z-15 F500N120 G41 G01 X-340 Z-20 D02 F100N130 G03 X-260 Y-90 R80N140 G01 X260N150 G03 X260 Z-90 R90N160 G01 X-260N170 G03 X-180 Y-10 R80N190 G01 G40 X-260 Y0N200 G00 Z200N210 G28 G49 Z500N220 M05N230 M30键槽的加工子程序O0004N10 G91 G01 Z-075 F50N20 G90 G01 X-260 F100N30 G91 G01 Z-075 F50N40 G90 G01 X260 F100N50 M99结束语转眼间这次的毕业设计已经接近尾声了在老师的指导下我收获很多通过此次设计使我基本掌握了零件的加工过程分析工艺文件的编制机床的选择等学会了查相关手册选择使用工艺装备等等加深了我对理论知识的理解在这次设计过程中我也看到自己的不足之处以前上课没有学到的知识在这次设计当中也涉及到了使我真正感受到了知识的重要性以下是我的收获和不足之处收获1能把以前所学的各种知识综合的运用的这次设计中巩固了以前所学的知识2学会了参阅各种资料及查各种余量切削用量等手册3学会了分析问题解决问题的能力不足之处1有些步骤问题解决的方法不是很好需在以后的学习实践中进一步改进2有些工艺路线制定的不是太好而且余量切削用量设计不是很精确需在以后的实践中积累经验进一步改进总的来说这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练提高了我思考解决问题的能力使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西让我受益匪浅参考文献1 陈宏钧机械加工工艺手册一二卷M机械工业出版社20032机械零件工艺手册M机械工业出版社20053 机械加工技术M 西安电子科技大学出版社20024 刘哲中文版AutoCAD2006实例教程M大连理工大学出版社20065 GBT1182形状和位置公差M19966 崇凯机械制造技术基础课程设计指南M化学工业出版社20077 李昂齿轮加工工艺质量检测与通用标准规范全书M机械工业出版社2003致 谢时光匆匆如流水大学生活一晃而过回首走过的岁月心中倍感充实当我完这篇毕业的时候有一种如释重负的感觉感慨良多从开始进入课题到的顺利完成除了自身努力外一直都离不开老师同学朋友给我热情的帮助是他们教会了我专业知识教会了我如何学习教会了我如何做人正是由于他们我才能在各方面取得显著的进步在这里请接受我诚挚的谢意首先诚挚的感谢我的指导老师老师在论文写作过程中得到了老师的亲切关怀和耐心的指导他严谨的治学精神精益求精的工作作风深深地感染和激励着我从课题的选择到项目的最终完成老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持在忙碌的教学工作中挤出时间来审查修改我的教过我的所有老师们你们严谨细致一丝不苟的作风一直是我工作学习中的榜样他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪老师的谆谆诱导同学的出谋划策及家长的支持鼓励是我坚持完成论文的动力源泉时间的仓促及自身专业水平的不足整篇肯定存在尚未发现的缺点和错误恳请阅读此篇论文的老师同学多予指正不胜感激毛坯图附图3三维图河南质量工程职业学院毕业设计论文评审表一指导教师用班级 姓名 学号评价内容具 体 要 求分值评分调查论证能独立查阅文献和调研能提出并较好地论述课题的实施方案有收集加工各种信息及获取新知识的能力10实验方案设计与实验技能能正确设计实验方案独立进行实验工作20分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题能正确处理实验数据能对课题进行理论分析得出有价值的结论20工作量工作态度按期圆满完成规定的任务工作量饱满难度较大工作努力遵守纪律工作作风严谨务实20质 量综述简练完整有见解立论正确论述充分结构严谨合理实验正确分析处理科学文字通顺技术用语准确符号统一编号齐全书写工整规范图表完备整洁正确论文结果有应用价值20创 新工作中有创新意识对前人工作有改进或突破或有独特见解10成 绩100指导教师评语指导教师签名 年 月 日注各专业可根据自己的具体情况制定出适合本专业的毕业设计论文的具体要求和评分标准河南质量工程职业学院毕业设计论文评审表二评阅人用班级 姓名 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