课程设计机床传动齿轮第五组

广西英华国际职业学院 机械制造基础课程设计报告 姓名：谢崇勇 学号：1104020108 杨嘉旺 学号：1104020118 刘创基 学号：1104020120 周智慧 学号：1104020102 专业班级：11数控技术班 指导老师：黄善厚 广西英华国际职业学院 机械制造基础课程设计任务书（五） 一、设计题目一机床传动轴（大批量生产） MW (Mr n ii ii-a 加 w s 附惴 】、应完成的任务 1绘制产品零件图一张 2、绘制零件毛坯图一张 1电 1 t i I 3、编制零件加工工艺规程一份 4、课程设计说明书一份 0.B 机床传动齿轮 -0+ 棋数 M 3. 5 齿数 Z 63 粮J5等级 m 6 5 5GB10095 压力角 a 20 径向圆跳Fr 0. 022 跨齿数 n 8 公法线长W 80. 58 那 技术要求 1.齿面高频淬火52541 IRC 2未注倒角均为C2 3. 未注圆角均为R3 4. 材科40Cr 制图 校核 、八 、亠 刖言 机械制造技术基础课程是械理论能力的技术基础课。 课程设计则是机械制 造技术基础的实践性教学环节，同时也是我学习机械专业来第一次全面的自主进 行机械设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然， 有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉 得进行机械原理课程设计的目的有如下几点： （1） 通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合 运用机械原理课程和其他先修课程的的理论和实际知识去分析和解决机械设计 问题的能力。 （2） 学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3） 通过制定设计方案，合理选择传动机构，正确计算零件的工作能力， 确定尺寸及掌握机械零件，再进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传 动装置或简单机械的设计过程和方法。 （4） 学习进行机械基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和 手册等。 目录 一、 图样分析 . 4. 1、 功能 . 4. 2、 结构 . 4. 3、 技术要求 . 4. 二、 材料分析、热处理及毛坯的确定 . 4 1、 材料分析 . 4. 2、 齿轮零件毛坯的选择 . .5. 3、 齿轮零件常用热处理方法 . 5 三、 定位基准的选择 . 5. 1、 自由度 . 6. 2、 六点定位原则 . 6. 四、 工艺路线的拟定 . 6. 1、 加工方法的选择 . 6. 2、 加工顺序的安排 . 7. 3、 工序集中和分散的确定 . 7 4、 方案分析、最终确定方案 . 7. 五、 工艺过程的拟定 . 8. 六、 机械加工余量、工序尺寸毛坯尺寸的确定 . 9 七、 各工序设备和工艺装备的确定 . 10 八、 切削用量及时间定额的确定 . 10 1. 确定切齿深度和进给次数 . 1.0 2. 确定轴向进给量 . 10 3. 确定切削速度 . 10 4. 时间定额 . 1.0 九、 填写工艺文件 . 11 1、 工艺过程卡 . 11 2、 工序卡 . 1.2 十、设计总结 . 24 参考文献 . 错误！ 未定义书签。 一、图样分析 1、 功能：传递动力，改变运动速度和方向 2、 结构:零件的径向尺寸较大 3、技术要求：该零件的齿数z=63mm模数m=3.5mm压力角a =20的直齿圆柱齿 + 0 022 轮，第一组为6级，第二三组均为5级，齿顶圆 227.5mm内圆柱表面8 mm + 0.001 的尺寸精度均为IT6，B和C两端面间距60.10mnt尺寸精度为IT11。 -0.29 二、材料分析、热处理及毛坯的确定 1、材料分析 表1 1 齿轮种类 钢号 备注 汽车、拖拉机及机床中的不重要齿 45 调质 轮 中速、中载车床变速箱、钻床变速 箱次要齿轮及咼速、中载磨床砂轮 齿轮 45 调质+咼频淬火 中速、中载较大截面机床齿轮 调质 中速、中载并带一定冲击的机床变 速箱齿轮及高速、重载并要求齿面 硬度咼的机床齿轮 40Cr、42SiMn 35SiMn 45MnB 调质+咼频淬火 起重机 械、运输 机械、建 筑机械、 水泥机 械、冶金 机械、矿 山机械、 工程机 械等设 备中的 低速重 载大齿 轮 一般载何不大、 截面尺寸 也不大、要求不太高的齿 轮 I 40Mn 50Mn2 40Cr、 35SiMn 42SiMn 1.少数直径大、 负荷低、 转速不 咼的末级传动大 齿轮可米用SiMr 钢正火2.根据 齿轮截面尺寸大 小及重要程度分 别选用各类钢材 （从1到V淬透 性逐渐提高）3. 根据设计，要求 表面硬度大于 HRC4 （者应采用 调质+表面淬火。 截面尺寸较大， 承受较大 载荷、要求较高的齿轮 II 35CrMo 42CrMo 40Cr MnMo 35CrMnSi、40CrNi、 40CrNiMo 45CrNiMoV 截面尺寸很大、 承受载何 大并要求有足够韧性的 重要齿轮 II I 35CrNi2Mo 40CiNi2Mo IV 30CrNi3、 34CrNi3Mo 37Si Mn 2MoV 2、齿轮零件毛坯的选择 调质钢可选择40Cr、40CrMo等几种，截面尺寸大的选择淬透性好的钢种， 即 合金含量赽高的钢种，调质钢先调质后表淬。 而渗碳钢有20Cr20CrMnTi20CrMnMo,渗碳淬火工艺 要求低的可以直接用铸件或铸钢 3、齿轮零件常用热处理方法 表1 2 种类 齿坯热处理 齿面热处理 正火 调质 高频感应 加热淬火 渗碳淬火 渗氮淬火 火焰淬火 适用场合 粗车 刖 粗车后，半 精车刖 外圆淬火 碳合金钢 高速齿轮和 要求热处理 变形极小的 中，小模数 齿轮 大模数，大直径的 齿轮或受热处理设 备限制 三、定位基准的选择 1、 自由度 一个位于空间自由状态的物体，在空间直角坐标系中，具有六个自 由度 2、 六点定位原则 定位就是限制自由度 表1 3 常用定位兀件方法及定位原件 定位方法 工件以平面定位 工件以圆柱孔定位 工件以圆镗孔定位 工件以外圆柱面定位 定位元件 可调支架，支撑 板等 圆柱销、圆锥销定 位心轴等 圆镗心轴、顶尖等 V形架、定位套、反顶 尖等 表1 4 带孔齿轮加工齿形定位基准的选择 条件 大批量生产 单件小批量生产 定位基准 内孔定位 外圆定位 四、工艺路线的拟定 1、加工方法的选择 表15 外圆柱面加工方案 序 力口工方法 经济精度 表面粗糙度 号 （公差等级表示） Ra值/卩m 1 粗车 IT8-10 10.5-30 2 粗车-半精车 IT5-7 4.2-7.3 3 粗车-半精车-精车 IT3-4 0.5-1.2 表1 6 平面加工 序 号 经济精度 表面粗糙度 加工方法 经济精冃度 （公差等级表示） Ra值/卩m 1 粗车 IT8-10 10.5-30 2 粗车-半精车 IT5-7 4.2-7.3 3 粗车-半精车-精车 IT3-4 0.5-1.2 4 挖槽 IT8-10 10.5-30 | 5 精加工 IT3-4 0.5-1.2 表1 7 孔加工 1 序 经济精度 表面粗糙度 序 加工方法 （公差等级表示） Ra值/卩m 1 钻孔 IT8-10 10.5-30 2 钻孔-扩孔| IT5-7 4.2-7.3 3 钻孔-半粗车-精车 IT3-4 0.5-1.2 2、 加工顺序的安排 粗加工阶段 主要任务是切去大部分余量，关键问题是提高生产率。 半精加工阶段 主要任务是对主要表面进行进一步加工，为后续精加工做好准备（达到一定的精 度和表面粗糙度，保证合适的精加工余量），同时完成一些次要表面的加工（如 钻孔、攻丝、铣键槽等）。 精加工阶段 主要任务是保证主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。 这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经过这一加工阶段就已完成。 3、 工序集中和分散的确定 （1）工序集中的特点 采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。 工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输 量，缩短生产周期。 工序数目少， 可减少机床数量、 操作工人数和生产面积， 还可简化生产 计划和生产组织工作。（本特点也适用于组织集中。） 因采用结构复杂的专用设备及工艺装备，故投资大，调整和维修复杂， 生产准备工作量大，转换新产品比较费时。 工序分散的特点 设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备 工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品更换。 可采用最合理的切削用量，减少机动时间。 设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大。 4、 方案分析、最终确定方案 综合考虑上述因素，权衡利弊，一般来说： 一大批大量生产适于采用工序集中原则， 可采用较复杂的机械集中，如多刀、多 轴机床、各种高效组合机床和自动机加工； 对于一些结构较简单的产品，如轴承 生产，也可采用分散的原则 T成批生产应尽可能采用效率较高的机床， 如六角车床，多刀半自动车床等，使 工序适当集中。 T单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作。 f产品品种较多又经常变换时，适于采用工序分散的原则。由于数控机床和柔性 制造系统的发展，也可采用工序集中的原则。 f对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中。 f对于刚性差且精度高的精密零件，则工序应适当分散。 f目前的发展趋向于工序集中。 五、工艺过程的拟定 表18 传动齿轮零件加工工艺过程 15 磨 去毛刺 16 检 检验 六、机械加工余量、工序尺寸毛坯尺寸的确定 表19锻件内孔直径的机械加工余量（单位： mm） 孔径 孑 L 深 大于T 到 大于0 63 100 140 200 到63 100 140 200 280 25 2.0 25 40 2.0 2.6 P 40 63 2.0 2.6 3.0 63 100 2.5 3.0 3.0 4.0 100 160 2.6 3.0 3.4 4.0 4.6 160 250 3.0 3.0 | 3.4 4.0 4.6 表110 精加工余量（单位：mm） 模数 5 4 5 6 7 8 0.75 0.9 1.05 1.2厂 1.35 1.5 0.2 0.23 0.26 0.29 0.32 0.35 0.09 0.10 0.11 0.12 0.10 0.11 0.12 0.14 0.13 0.14 0.15 0.16 表111 镗削内孔的加工余量（单位：mr） 零件基本尺寸 直径余量 粗镗 半精镗 精镗 1830 1.2 0.8 0.3 3050 1.5 1.0 0.4 5080 2.0 1.0 0.5 80120 2.0 1.3 0.5 表1 12 磨削内孔的加工余量（单位：mr） 直径余量 零件基本尺寸 直径余量 零件基本尺寸 粗磨 精磨 粗磨 1) 精磨 1018 0.2 0.1 5080 0.3 0.1 1830 0.2 0.1 80120 0.3 0.2 3050 0.2 0.1 120180 0.3 0.2 七、各工序设备和工艺装备的确定 表1 13 齿轮类零件常用设备及工艺装备 机床 夹具 刀具 量具 辅助工具 三抓定心卡L 盘，心轴，支 撑板和螺栓压 板等 车床，铣床， 镗床，滚齿机， 磨齿机等 内外圆车刀， 滚刀，轴刀， 砂轮等 千分尺， 百分 表，齿轮轴节 检杳仪等 顶尖座， 表架 等 八、切削用量及时间定额的确定 1.确定切齿深度和进给次数：滚齿式，一般中等模数的齿轮多采用一次走刀切 至全齿深。 2. 确定轴向进给量fa :选择工件每转滚刀轴向进给量fa范围，按照机床说 明书选取相等或低等挡相近的进给量值，确定实际轴向进给量 fa。 3. 确定切削速度V c :齿轮加工时滚刀的切削速度可按公式计算。 4. 时间定额： 表1 14 高速钢单头滚刀加工 35 钢和 45 钢圆柱齿的进给量 频数 滚刀轴向进给量 粗加工 精加工 滚齿机功率 表面粗糙度 34 49 6.33.2 1.60.8 V 1.5 1.41.8 1.61.8 1.01.2 0.60.8 1.52.5 2.42.8 2.42.8 1.21.8 0.81.0 2.44 2.63.0 2.63.0 九、填写工艺文件 1、 工艺过程卡 零件名称 材料 毛坯种类 毛坯硬度 毛重 净重 机床传齿轮 40Cr 工序 号 工序名称 设备名称 夹具 进给量 主轴转速 切削速度 1 铸型机 专用夹具 锻造毛坯 2 热处理、正火 火炉 专用夹具 3 车端面 打中心孔 数控车床 三爪卡盘 0.3 0.15 500-1000 300 50 40 4 粗精车小端 各部 数控车床 三爪卡盘 0.3 800-1200 100-400 5 倒外圆角 数控车床 三爪卡盘 0.3 450 100-280 6 钻孔 数控车床 三爪卡盘 0.6 180 14 7 扩孔 数控车床 三爪卡盘 0.3 850 60 8 插齿 数控插齿机 插齿夹具 0.3 20 9 滚齿 数控滚齿机 滚床夹具 3.0 200 40 10 热处理、表面 淬火 中咼频淬火 机 专用夹具 11 铳键槽 数控铳床 虎口钳 0.5 250 50 12 剃齿、去毛刺 数控剃齿机 床 随机夹具 0.02-0.04 3000 25 13 清洗 清洗机 编制 审核 批准 共页 共页 2、 工序卡 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名称 零件图 号 工序名 称 工序 号 第 页 机床传动 齿轮 5 锻造毛| 坯 1 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 20 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 铸型机 1 专用夹 具 /、 1 -T 心口、 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转 速 切削速度 1 锻造毛坯 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名称 零件图 号 工序名 称 工序 号 第 页 机床传动 齿轮 热处理、 正火 2 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 20 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 火炉 2 专用夹 具 /、 2 -T 心口、 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转 速 切削速度 1 热处理、正火 工厂 机械加工工序卡片 止 工步号 工步内容 产品名 称及型 号 零件名称 零件图 号 工序名 称 工序 号 第 页 机床传动 齿轮 车端面 打中心 孔 3 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 5 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 数控 车床 3 三爪 卡盘 刀具 量检具 进给量 主轴转 速 切削速度 1 车端面：保证轴向尺寸 外圆车 0-300 0.3 500-10 50 59.7159.90 刀 深度尺 00 2 打中心孔 中心钻 0.15 300 40 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名 称 零件图 号 工序名 称 工序 号 第 页 机床传 动齿轮 粗精车 小端各 部 4 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件 数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 15 /min 设备名 称 设备编 号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 数控车 床 4 三抓卡 盘 止 工步号 工步内容 刀具 量检 具 /、 主轴转速 切削用量 切削速度 粗车外轮廓至 228 外圆车刀 游标 卡尺 0.25 2000 100 精车外轮廓至 227.4971 227.5 外圆车刀 游标 卡尺 0.25 2000 110 2 3 粗车小端部分 至111 外圆车刀 游标 卡尺 0.25 2000 100 4 精车小端部分 至110 轴向至 31.80 32.01 外圆车刀 游标 卡尺 0.1 1100 110 5 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名称 零件图 号 工序名 称 工序 号 第 页 机床传动 齿轮 倒外角 5 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 /min 5 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 数控车 床 5 三抓卡 盘 止 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转速 切削速度 1 60 7 1 倒外角 倒角刀 6 40Cr 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名称 零件图 号 工序名 称 工序 号 车间 机床传动 齿轮 钻孔 第 页 共 页 工段 材料名 材料牌 称 号 力学 性能 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 /min 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 1 60 7 数控车 床 三抓卡 盘 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转速 切削速度 保证： 85.001 85.022 内孔车 刀 0200深度 尺，0150 游 0.3 850 标卡尺 8 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名称 零件图 号 工序名 称 工序 号 第 页 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 车间 零件名称 机床传动 齿轮 工段 零件图 号 材料名 称 工序名 称 扩孔 材料牌 号 工序 号 力学 性能 40Cr 工步号 工步内容 刀具 齿数：63 模数：3.5 压力角：20 同时加 工工件 数 设备名 称 数控车 床 每料件数 设备编号 量检具 技术等 级 夹具名 称 三抓卡 盘 进给量 千分尺，量 插齿刀棒，环规，千 0.3 分表 单件时 间 /min 夹具编 号 主轴转速 425/L 准- 终时 间 /min 切削 液 切削速度 20 * | jn i i- Hl-ii Trt i 丘力* F4 Hfel ft :“M H t 1竈蠹音浮工蛙 HR； 5 4 直注E 4 州杠 止-& 工步号 工步内容 保证：齿数：63 法向模数：2.5 公法线长度： 80.2780.44 跨齿数：8 径向圆跳动： 机床传动 齿轮 插齿 8 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 /min 3 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 数控插 齿机 8 插齿夹 具 /、 量检具 进给量 主轴转速 切削速度 公法线千分 尺，齿轮测量 仪等 0.3 200 40 刀具 留剃滚 刀 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名称 零件图 号 工序名 称 工序 号 第 页 0.022 9 其亲 V AR X n- 4 1 粹 红* H- ff Q测 K s* tn 111 I 社1|赠淳启型 J止沌崎胃酉 * ami 止 工步号 工步内容 保证：键槽宽为 1010.01 机床传动 齿轮 滚齿 9 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 /min 2 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 数控滚 齿机 9 滚床夹 具 /、 量检具 进给量 主轴转速 切削速度 千分尺，游标 卡尺 0.8 250 55 刀具 键槽刀 车间 工段 材料名 称 材料牌 号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 /min 10 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 屮咼频 淬火机 10 专用夹 具 /、 -T 心口、 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转 速 切削速度 1 热处理、表面淬火 1 热处理、表面淬火 同时加 工工件 数 每料件数 技术等 级 单件时 间 /min 准- 终时 间 2 /min 设备名 称 设备编号 夹具名 称 夹具编 号 切削 液 数控铳 床 11 虎口钳 -T 心口、 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转速 切削速度 1 保证：键槽宽为 1010.01 键槽刀 千分尺，游标 卡尺 0.8 250 55 12 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名 称 零件图 号 工序名称 工序 号 第 页 机床传 动齿轮 剃齿、去 毛刺 12 共 页 车间 工段 材料名 称 材料牌号 力学 性能 40Cr 同时加 工工件 数 每料件 数 技术等 级 单件时间 /min 准- 终时 间 /min 5 设备名 称 设备编 号 夹具名 称 夹具编号 切削 液 数控剃 齿机床 12 随机夹 具 /、 -r 心口、 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转速 切削速度 1 保证：键槽宽为 1010.01 键槽刀 千分尺， 游标卡 尺 0.8 250 55 13 工厂 机械加工工序卡片 产品名 称及型 号 零件名 称 零件图 号 工序名称 工序 号 第 页 0/ 1 机床传 动齿轮 清洗 13 共 页 一 , 车间 工段 材料名 称 材料牌号 力学 性能 40Cr y 1e 百 匸1 同时加 工工件 数 每料件 数 技术等 级 单件时间 /min 准- 终时 间 /min 3 设备名 称 设备编 号 夹具名 称 夹具编号 切削 液 清洗机 13 -r rH. 口、 工步号 工步内容 刀具 量检具 进给量 主轴转速 切削速度 1 清洗： 在温度70以上、浓度1 % 3 %的金属清洗剂溶液中 清洗，去掉油垢、清洗干 净、吹干 十、设计总结 为期两周的课程设计已经到了尾声，在设计的过程中让我们真正感觉到了什 么叫屡步为艰。当我们拿到题目时，我们甚至不知道这是要干嘛，根本没有一点 头绪，后来经过不懈的努力，翻阅大量的资料，尤其是从网上获得的资料随我有 很大的帮助，指导书上很多表格参数都没有，所以我们从网上获取，最后终于完 成了这次课程设计。 以下是我们在这次课程设计中的一些体会。 1、 仅仅了解书本上的东西是远远不够的，只有在结合自己的实际情况，运 用于实践，这样才能更深地了解和学习好知识。 2、 工艺是一个很细致的工作，我们要在工作中不断的积累经验， 学会用自 己的知识解决实际问题。 3、 觉得自己学到的知识太有限，知识面太窄，以后还有待加强训练和实践。 4、同时我们要不断地向别人学习，尤其要多想老师请教，他们可以让我们 少走很多的弯路，同时也让我们知道很多优秀的设计方法和和众不同的设计理 5、创新设计是我们未来生存的法宝，所以从现在开始一定要有意识的锻炼 和培养自己在这方面能力。 本次课程设计由于时间比较紧迫，同时本人的知识 参考文献 2、数控加工工艺及刀具 于辉北京理工大学出版社 5、AutoCAD2008机械设计 邹晏机械工业出版社 6百度文库 1、机械制造技术基础 覃岭、冯建雨化学工业出版社 3、金属工艺学 丁德全机械工业出版社 4、机械制图 程时甘机械工业出版社 水平有限，错误之处在所难免, 希望老师给予批评指正。