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寧XX大學(xué)
設(shè)計(jì)說明書
機(jī)床主軸箱齒輪加工工藝
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
隨著科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)都向著自動化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。本文主要是機(jī)床主軸箱齒輪專用夾具設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計(jì)算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。
夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計(jì)，齒輪零件，齒輪傳動
3
Abstract
Key Words:
目 錄
摘 要 2
Abstract 3
目 錄 4
第1章 緒論 5
1.1 機(jī)械加工工藝概述 5
1.2機(jī)械加工工藝流程 5
1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝要求的基本任務(wù)和要求 6
1.3.1工藝設(shè)計(jì)的基本任務(wù) 6
1.3.2設(shè)計(jì)要求 6
第2章 齒輪的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
2.1 零件的作用 7
2.2零件的工藝分析 7
2.3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8
2.3.1確定毛坯的制造形式 8
2.3.2基面的選擇 8
2.3.3 確定工藝路線 9
2.3.4確定切削用量及基本工時 12
結(jié) 論 17
參考文獻(xiàn) 18
致 謝 19
第1章 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個依據(jù)。
機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機(jī)械加工工藝流程
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝要求的基本任務(wù)和要求
1.3.1工藝設(shè)計(jì)的基本任務(wù)
(1)繪制零件工作圖一張
(2)繪制毛坯-零件合圖一張
(3)編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一套
(4)編寫設(shè)計(jì)說明書一份
(5)夾具裝配圖和夾具零件圖
1.3.2設(shè)計(jì)要求
(1)保證零件加工質(zhì)量,達(dá)到圖紙的技術(shù)要求
(2)在保證加工質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)效率
(3)要盡量減輕工人的勞動強(qiáng)度,生產(chǎn)安全
(4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國內(nèi)技術(shù)和裝備
(5)工藝規(guī)程應(yīng)正確.清晰,規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化的要求
19
第2章 齒輪的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的作用
機(jī)床主軸箱齒輪,，它是齒輪的一個主要一種，其功用是傳遞運(yùn)動和運(yùn)動方向，以適應(yīng)傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的需要。從而改變機(jī)器運(yùn)行的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)傳動功能。
技術(shù)要求
1、材料45；銅套材料 ZQSn6-6-3。
2、齒部高頻感應(yīng)加熱淬火44~48HRC。
齒輪基本參數(shù)
m=2
Z=25
α=20°
精度等級6FH
2.2零件的工藝分析
從零件圖上可以看出，該零件的結(jié)構(gòu)加工表面比較多，且輪齒的加工精度比較高。 1、零件圖樣分析
1）齒輪材料與所鑲銅套材料不同，分別為45和ZQSn6-6-3。
2）齒輪左端面A，與φ25H7內(nèi)孔軸心線圓跳動公差為0.05mm。
3）齒輪右端面B，與φ25H7內(nèi)孔軸心線圓跳動公差為0.03mm。
4）齒部高頻感應(yīng)加熱淬火44~48HRC。
5）齒輪精度等級為6FH。
2.3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.3.1確定毛坯的制造形式
由生產(chǎn)計(jì)劃可知，該零件為成批生產(chǎn)。零件材料為20CrMnTi鋼，由于零件本身的作用，考慮到其在運(yùn)行過程中會經(jīng)常的行駛，故零件在工作過程中經(jīng)常承受沖擊性載荷，齒輪面也應(yīng)該有較強(qiáng)的硬度，因此應(yīng)該選用鍛件，以便金屬纖維不被切斷，保證零件的工作可靠性。由于零件為大批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，可以采用模鍛成型，從而提高生產(chǎn)率，保證加工精度。
2.3.2基面的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇是擬定零件加工路線的、確定法加工方案前的重要工作?；鶞?zhǔn)選擇的合理、可靠，直接影響到加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于保證零件的尺寸精度和位置精度有著決定性的作用，同時可以使生產(chǎn)率得以提高。反之，就會出現(xiàn)各種問題，更有甚者還會造成大批廢品零件，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。我們在選擇基準(zhǔn)的時候通常考慮下面幾個問題：
以哪一個表面作為精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，可以保證加工精度和高的生產(chǎn)效率；
為加工精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個表面作為粗基準(zhǔn)；
是否有特殊表面需要采用統(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。
在選擇基準(zhǔn)的時候，應(yīng)盡量做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合。對于離合齒輪這樣的盤套類零件，根據(jù)該零件的工作特點(diǎn)和加工要求，選擇定位面基準(zhǔn)如下：
粗基面：以外圓和一個端面作為粗基面，鏜、拉內(nèi)孔。
精基面：齒輪基圓的基準(zhǔn)是內(nèi)孔φ82的內(nèi)圓表面，所以精基準(zhǔn)為內(nèi)孔φ82+0.16 0mm的內(nèi)圓表面，選擇花鍵孔和一個端面作為精基面，加工齒輪，以花鍵孔和右端面作為定位基面；加工以花鍵孔和左端面作為主要定位基面。
2.3.3 確定工藝路線
制定工藝路線是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。尤其在這種大批量生產(chǎn)綱領(lǐng)時，采用合理的工藝路線可以大大提高生產(chǎn)率，使生產(chǎn)成本降低，并獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
一、加工方法的確定
零件各表面加工方法的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，然后需要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性方面的要求，在選擇時，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求綜合考慮。
該工件毛坯經(jīng)模鍛成型，孔已鑄出。其各表面加工方法如下：
左、右端面： 粗車
各外圓表面： 粗車—半精車
內(nèi)孔： 粗鏜—半精鏜
齒輪： 滾齒—剃齒—珩齒
二、零件各表面加工順序的確定
1、加工階段的劃分 為了達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該離合齒輪的加工可以分為上個加工階段
l 粗加工階段 車外圓、端面，鏜內(nèi)孔、花鍵孔；
l 半精加工階段 以拉出的花鍵孔為主要精基準(zhǔn)，精車外圓，滾齒、剃齒；
l 精加工階段 校正花鍵孔，并以校正好的花鍵孔為精基準(zhǔn)，珩齒。
2、 加工順序的安排
l 機(jī)械加工順序的安排 根據(jù)機(jī)械加工順序安排時應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安排外圓、端面、內(nèi)孔的加工。由于花鍵孔是后面各表面加工的主要精基準(zhǔn)，所以接著安排花鍵孔的拉削?；ㄦI孔加工好以后，以花鍵孔為精基準(zhǔn)，精車外圓，銑銑2×38mm的槽和剃齒，然后安排花鍵孔的校正，珩齒。
l 熱處理的安排 由于毛坯為模鍛件，在機(jī)械加工之前應(yīng)進(jìn)行真貨處理，消除鍛造應(yīng)力，境地硬度，改善切削性能。在粗加工之后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，提高零件的綜合力學(xué)性能，最后根據(jù)零件的技術(shù)要求，對輪齒表面進(jìn)行淬火處理，以得到較高的表面硬度，提高其耐磨性。
l 輔助工序的安排 檢驗(yàn)工序：在熱處理之后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終檢工序，還有安排鉗工去毛刺，安排清晰工序，最后還要將零件油封，庫存。
3、工序的組合
根據(jù)零件的生產(chǎn)規(guī)模以及零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還有加工方法，為了盡可能減少安裝次數(shù)，在一次加工中安排多面加工，以保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。
4、工藝路線的確定
由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。
表2-27 機(jī)床主軸箱齒輪機(jī)械加工工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工藝裝備
1
下料
棒料
鋸床
2
鍛
毛坯鍛造尺寸φ62mm×40mm
3
熱處理
正火
4
車
夾一端外圓，找正工件，照顧各部加工量，車另一端端面，鉆孔φ28mm
C620
5
車
倒頭，夾外圓，按內(nèi)孔表面找正，車另一端面保證總長32.6mm，車內(nèi)孔尺寸至φ32H7mm。倒角
C620
6
車
以φ32H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工件，車外形各部尺寸，φ44.5mm×5.3mm，φ54n11車至φ54mm倒角
C620
專用心軸
7
鉗
壓入相配的銅套
8
磨
磨兩端端面，保證尺寸32mm
M7132
9
精車
以φ54mm外圓及一端面定位裝夾工作，精車（銅套）內(nèi)孔至圖樣尺寸φ25H7mm
C620
專用工裝
10
精車
以φ25H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工作，精車外圓至圖樣尺寸φ54n11mm，倒角
C620
專用工裝
11
滾齒
以φ25H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工件，滾齒m=2，z=25，留剃齒余量
Y3213
專用工裝
12
鉗
鉆φ3mm油孔，去毛刺
Z4006A
組合夾具
13
熱處理
高頻感應(yīng)加熱淬火44~48HRC
14
剃齒
剃齒
Y4236
15
檢驗(yàn)
按圖樣檢查各部尺寸及精度
16
入庫
入庫
3、工藝分析
1）齒輪根據(jù)其結(jié)構(gòu)、精度等級及生產(chǎn)批量的不同，機(jī)械加工工藝過程也不相同，但基本工藝路線大致相同，即毛坯制造及熱處理——齒坯加工——齒形加工——齒部淬火——精基準(zhǔn)修正——齒形精加工。
2）該例齒輪特點(diǎn)是內(nèi)孔鑲銅套，應(yīng)先分別加工齒圈內(nèi)孔和相配的銅套，過盈配合將銅套壓入齒圈內(nèi)，再進(jìn)行各序精加工。
3）該例齒輪精度要求較高6FH，工序安排滾齒后應(yīng)留有一定剃齒或磨齒的加工余量，再進(jìn)行最后的精加工。
以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。
工序確定
零件機(jī)械加工工藝路線擬定后還需要對每一工序進(jìn)行設(shè)計(jì)。其主要內(nèi)容包括：確定每一工步的加工余量、計(jì)算各工序的工序尺寸及公差、選擇各工序所選用的機(jī)床及工藝裝備、確定切削余量、計(jì)算工時定額。
（1）加工余量的確定
機(jī)械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工精度，余量過大，不但增加機(jī)械加工勞動量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理地安排加工余量。
根據(jù)零件毛坯條件：材料為20CrMnTi鋼，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用在鍛模上得到模鍛毛坯。本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估值法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸。
2.3.4確定切削用量及基本工時
工序4夾一端外圓，找正工件，照顧各部加工量，車另一端端面，鉆孔φ28mm
選擇端面車刀，刀具
根據(jù)加工余量和機(jī)床剛度，選擇吃刀深度。一次走刀。
進(jìn)給量<表9-2>
刀具耐用度
理論切削速度:
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
選擇
所以實(shí)際切削速度
切削工時：
取
所以
工序5 倒頭，夾外圓，按內(nèi)孔表面找正，車另一端面保證總長32.6mm，車內(nèi)孔尺寸至φ32H7mm。倒角
采用外圓車刀
因此一次走刀
進(jìn)給量
理論切削速度:
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
為了加工工人操作方便,依然選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速
所以實(shí)際切削速度
切削工時：切入長度:
工序6 以φ32H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工件，車外形各部尺寸，φ44.5mm×5.3mm，φ54n11車至φ54mm倒角
選擇車床C620
進(jìn)給量
理論切削速度:
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速
所以實(shí)際切削速度
切入長度:
工序9 以φ54mm外圓及一端面定位裝夾工作，精車（銅套）內(nèi)孔至圖樣尺寸φ25H7mm
2Z=2.2
用YT15鏜刀伸出的長度100mm
理論切削速度:
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
為了方便，仍選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速
實(shí)際切削速度
切削工時：
工序10 以φ25H7mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工作，精車外圓至圖樣尺寸φ54n11mm，倒角
2Z=1.1
為了方便，仍選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速
實(shí)際切削速度
切削工時：
工序11 滾齒
由艾興，肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》.北京.機(jī)械工業(yè)出版社表10-174
V=312/T0.33S0.5
N=0.124s0.9m1.7/D
又由文獻(xiàn)2表10-175,10-177
S=2.5，T=240min，m=4
代入上式得
V=32.4m/min，N=0.27kw
工序12：鉆φ3mm油孔，去毛刺
機(jī)床：鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,切削速度。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取。
實(shí)際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取。
加工基本時間：
結(jié) 論
加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。
完成了本次設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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[17] 周永強(qiáng)，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002
致 謝
經(jīng)過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學(xué)知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此時此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們設(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會綜合應(yīng)用所學(xué)知識，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成設(shè)計(jì)提供了重要保障。
在設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，設(shè)計(jì)就會做得很困難。
這次設(shè)計(jì)是在XX悉心指導(dǎo)下完成的。老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成設(shè)計(jì)之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！