寧XX 大學課 程 設(shè) 計 (論 文 )圓柱齒輪工藝設(shè)計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日2摘 要隨著科技技術(shù)的不斷進步，生產(chǎn)都向著自動化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。這就要求企業(yè)的生產(chǎn)在體現(xiàn)人性化的基礎(chǔ)上降低工人的生產(chǎn)強度和提高工人的生產(chǎn)效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本?，F(xiàn)代的生產(chǎn)和應(yīng)用設(shè)備多數(shù)都采用機電一體化、數(shù)字控制技術(shù)和自動化的控制模式。在這種要求下圓柱齒輪零件越發(fā)體現(xiàn)出其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景。特別是近年來與微電子、計算機技術(shù)相結(jié)合后，使圓柱齒輪零件進入了一個新的發(fā)展階段。在圓柱齒輪零部件是最重要部分，因需求的增加，所以生產(chǎn)也步入大批量化和自動化。圓柱齒輪零件的主要加工表面是外圓及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以孔系定位加工出平面，在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。為適應(yīng)機械設(shè)備對圓柱齒輪加工的要求，對圓柱齒輪加工要求和技術(shù)領(lǐng)域的拓展還需要不斷的更新與改進。關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計，圓柱齒輪零件，圓柱齒輪傳動3AbstractAlong with the science and technology unceasing progress, toward the production of automation, specialization and a large number of direction. This will require the enterprises production in the embodiment of humanity on the basis of reducing worker production intensity and improve the working efficiency, reduce the production cost of enterprises. Modern production and application of the majority of equipment with mechanical and electrical integration, digital control technology and automation control mode. Under this requirement of gear parts increasingly reflects its broad application areas and market prospects. Especially in recent years and microelectronics, computer technology integration, so that the gear drive has entered a new stage of development. In the gear parts is the most important part, because of increased demand, so the production has entered a large number of quantization and automation.To meet the mechanical equipment to gear machining requirements, gear on the design requirements and technical fields is also expanding the need to constantly update and improve.Key Words: Technological design of parts, gear, gear transmission4目 錄摘 要.2Abstract.3目 錄.4第 1 章 緒論.51.1 機械加工工藝概述 51.2 機械加工工藝流程 .51.3 課程設(shè)計工藝要求的基本任務(wù)和要求 .61.3.1 工藝設(shè)計的基本任務(wù) 61.3.2 設(shè)計要求 6第 2 章 圓柱齒輪的加工工藝規(guī)程設(shè)計.72.1 零件的作用 72.2 零件的工藝分析 .72.3 零件生產(chǎn)類型的選擇 .82.4 工藝規(guī)程設(shè)計 .112.4.1 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 .112.4.2 基面的選擇 112.5 加工階段的劃分 .122.6 工序順序安排 .132.6.1 確定工藝路線 .142.6.2 確定切削用量及基本工時 17結(jié) 論.22參考文獻.23致 謝.245第 1 章 緒論1.1 機械加工工藝概述機械加工工藝是指用機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，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，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-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機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 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 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，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。1.2 機械加工工藝流程機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機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、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 65) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 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)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。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，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。1.3 課程設(shè)計工藝要求的基本任務(wù)和要求1.3.1 工藝設(shè)計的基本任務(wù)(1)繪制零件工作圖一張(2)繪制毛坯-零件合圖一張(3)編制機械加工工藝規(guī)程卡片一套(4)編寫設(shè)計說明書一份1.3.2 設(shè)計要求(1)保證零件加工質(zhì)量,達到圖紙的技術(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,標準化的要求7第 2 章 圓柱齒輪的加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的作用圓柱齒輪,其功用是傳遞運動和運動方向，以適應(yīng)傳動機構(gòu)運動的需要。從而改變機器運行的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)傳動功能。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。其主要加工表面可以分為三個部分：一、主要加工表面的尺寸：1) 以外圓柱圓柱齒輪為中心的一組加工面。這一組加工表面包括：m=3mm、z=35、B=16mm 的圓柱圓柱齒輪及兩端82×45 度的倒角， 外圓。1?0.?2) 以 的孔為中心的一組加工面。327H這一組加工面包括： mm 的孔及其倒角。3273) 左、右端面。這一組加工表面主要是左、右表面。二、以上加工表面的主要技術(shù)要求：（1） 圓柱齒輪三個公差組精度等級為 7-7-7，輪齒表面粗糙度為 1.6，齒Ra面要求淬硬到 HRC45~50，并且齒面與孔中心軸線要保證同軸度0.018mm（2） 除兩端面的粗糙度為 12.5，其余表面粗糙度為 6.3。Rz z由以上分析可知。對于這三組加工表面來講，可以先選擇其中一組加工表面進行加工，然后以加工過的表面為基準，加工其他兩組表面，并保證它們之間的相互位置。2.3 零件生產(chǎn)類型的選擇零件毛坯的生產(chǎn)加工主要有三種方式：鑄造、鍛壓、焊接。一 常見零件毛坯類型機械零件的常用毛坯包括鑄件、鍛件、軋制型材、擠壓件、沖壓件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。1．鑄件是形狀較復(fù)雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前生產(chǎn)中的鑄件大多數(shù)是砂型鑄造，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質(zhì)鑄件可采用特種鑄造，如金屬性鑄造、熔模鑄造和壓力鑄造等。2．鍛件適用于強度要求較高，形狀比較簡單的零件毛坯，鍛造方法有自由鍛和模鍛。自由鍛的加工余量大，鍛件精度低，生產(chǎn)率不高，適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯制造。模鍛加工余量小，鍛件精度高，生產(chǎn)率高，適用于中小型零件毛坯的大批量生產(chǎn)。3．型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋型材的精度較低，適用于一般零件的毛坯。冷拉型材的精度較高，適用于對毛坯精度要求較高的中小型零件的毛坯制造，可用于自動機床加工。4．焊接件是根據(jù)需要用焊接的方法將同類材料或不同的材料焊接在一起9而成的毛坯件。焊接件制造簡單，生產(chǎn)周期短，但變形較大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。焊接方法適用于大型毛坯、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的毛坯制造。5．冷沖壓件適用于形狀復(fù)雜的板料零件。二 毛坯選擇的原則選擇毛坯的基本任務(wù)是選定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝和費用，而且對零件的加工質(zhì)量、加工方法、生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本都有很大的影響。因此，選擇毛坯要從毛坯的制造和機械加工兩方面綜合考慮，以求得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果。在選擇毛坯時應(yīng)考慮下列因素：1．零件材料及力學性能要求例如材料為鑄鐵的零件，應(yīng)選擇鑄造毛坯。對于重要的鋼制零件，為獲得良好的力學性能，應(yīng)選用鍛件毛坯；形狀較簡單及力學性能不太高時，可用型材毛坯；有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。2．零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小軸類零件毛坯，如直徑和臺階相差不大，可用棒料；如各臺階尺寸相差較大，則宜選用鍛件。大型零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；中小型零件可用模鍛件或特種鑄造件。3．生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)選用毛坯精度和生產(chǎn)率均較高的毛坯制造方法，和精密如模鍛、金屬型機器造型鑄造和精密鑄造。單件小批生產(chǎn)時，可采用木模手工造型鑄造或自由鍛造。4．現(xiàn)有生產(chǎn)條件選擇毛坯時，必須考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯制造的水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性及經(jīng)濟性等。5．充分利用新工藝、新材料為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料。如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓和粉末冶金等在機械中的應(yīng)用日益廣泛，這些方法可以大大減少機械加工量，節(jié)約材料，大大提高了經(jīng)濟效益。10三 典型零件毛坯的選擇根據(jù)毛坯的選擇原則，下面分別介紹軸桿類、盤套類和機架箱體類等典型零件的毛坯的選擇方法。1．軸桿類零件的毛坯選擇作用：軸桿類零件指各種傳動軸、機床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖臂、螺栓、銷子等。這類零件一般軸向（縱向）尺寸遠大于徑向( 橫向) 尺寸，是機械產(chǎn)品中支撐傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件。毛坯選擇：軸類零件最常用毛坯是型材和鍛件。① 對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯。② 對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和腳邊應(yīng)力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。生產(chǎn)批量較小時，采用自由鍛件。生產(chǎn)批量較大時，采用模鍛件。③ 對于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的大型軸類零件，其毛坯采用砂型鑄造件、焊接結(jié)構(gòu)件或鑄-焊結(jié)構(gòu)毛坯。2．盤套類零件的毛坯選擇結(jié)構(gòu)特征：盤套類零件時指直徑尺寸較大而長度尺寸相對較長的回轉(zhuǎn)體零件（一般長度與直徑之比小于 1） 。盤套類零件指各種齒輪、帶輪、飛輪、聯(lián)軸節(jié)、套環(huán)、軸承環(huán)、端蓋及螺母、墊圈等。（1（ 圓柱齒輪的毛坯選擇鋼制齒輪的毛坯選擇取決于齒輪的選材、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。毛坯選擇：① 尺寸較小且性能要求不高，可直接采用熱軋棒料。②直徑較大且性能要求高，一般都采用鍛造毛坯。生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的齒輪，采用自由鍛造。生產(chǎn)批量較大的中小尺寸的齒輪，采用模鍛造。③對于直徑比較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的不便于鍛造的齒輪，采用鑄鋼或11焊接組合毛坯。根據(jù)圖紙參數(shù)要求，選擇 生產(chǎn)批量較大的中小尺寸的齒輪，采用模鍛造。2.4 工藝規(guī)程設(shè)計由生產(chǎn)計劃可知，該零件為成批生產(chǎn)。零件材料為 40Cr 鋼，由于零件本身的作用，考慮到其在運行過程中會經(jīng)常的行駛，故零件在工作過程中經(jīng)常承受沖擊性載荷，圓柱齒輪面也應(yīng)該有較強的硬度，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。2.4.1 確定毛坯的尺寸公差和加工余量（1）確定毛坯的加工余量根據(jù)毛坯制造方法采用的造型，查取《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.2-5， “圓柱齒輪”零件材料采用合金鋼制造。材料為 40Cr，硬度 HB 為 170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（2）外圓的加工余量。根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗車：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m4.3~710.2 m28.0?精車：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。1差等級選用 CT7。再查表 2.3.9 可得鍛件尺寸公差為 。6.12.4.2 基面的選擇定位基準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。基準選擇的合理、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)無法正常進行。我們在選擇基準的時候通?？紤]下面幾個問題：以哪一個表面作為精基面或統(tǒng)一基準，可以保證加工精度和高的生產(chǎn)效率；12為加工精基面或統(tǒng)一基準，應(yīng)采用哪一個表面作為粗基準；是否有特殊表面需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。 在選擇基準的時候，應(yīng)盡量做到設(shè)計基準與定位基準重合。對于離合圓柱齒輪這樣的盤套類零件，根據(jù)該零件的工作特點和加工要求，選擇定位面基準如下：粗基面：以外圓和一個端面作為粗基面，鏜、拉內(nèi)孔。精基面：圓柱齒輪基圓的基準是內(nèi)孔 φ32 的內(nèi)圓表面，所以精基準為內(nèi)孔φ32+0.16 0mm 的內(nèi)圓表面，選擇鍵孔和一個端面作為精基面，加工圓柱齒輪，以鍵孔和右端面作為定位基面；加工以鍵孔和左端面作為主要定位基面。2.5 加工階段的劃分(1)劃分方法 零件的加工質(zhì)量要求較高時，都應(yīng)劃分加工階段。一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。如果零件要求的精度特別高，表面粗糙度很細時，還應(yīng)増加光整加工和超精密加工階段。各加工階段的主要任務(wù)是： 1) 粗加工階段 主要任務(wù)是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品。 因此，應(yīng)采取措施盡可能提高生產(chǎn)率。同時要為半精加工階段提供精基準，并留有充分均勻 的加工余量，為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件。 2) 半精加工階段 達到一定的精度要求，并保證留有一定的加工余量，為主要表面的精加工作準備。同時完成一些次要表面的加工（如緊固孔的鉆削，攻螺紋，銑鍵槽等） 。 3) 精加工階段 主要任務(wù)是保證零件各主要表面達到圖紙規(guī)定的技術(shù)要求。 4) 光整加工階段 對精度要求很高（ IT6 以上） ，表面粗糙度很?。ㄐ∮?R a 0.2 m ）的零件，需安排光整加工階段。其主要任務(wù)是減小表面粗糙度或進一步提高尺寸精度和形狀精度。 (2)劃分加工階段的原因 1) 保證加工質(zhì)量的需要 零件在粗加工時，由于要切除掉大量金屬，因而會產(chǎn)生較大的切削力和切削熱，同時也需要較大的夾緊力，在這些力和熱的作用下，零件會產(chǎn)生較大的變形。而且經(jīng)過粗加工后零件的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，也會使零件發(fā)生變形。如果不劃分加工階段而連續(xù)加工，就無法避免和修正上述原因所引13起的加工誤差。加工階段劃分后，粗加工造成的誤差，通過半精加工和精加工可以得到修正，并逐步提高零件的加工精度和表面質(zhì)量，保證了零件的加工要求。 2) 合理使用機床設(shè)備的需要 粗加工一般要求功率大，剛性好，生產(chǎn)率高而精度不高的機床設(shè)備。而精加工需采用精度高的機床設(shè)備，劃分加工階段后就可以充分發(fā)揮粗、精加工設(shè)備各自性能的特點，避免以粗干精，做到合理使用設(shè)備。這樣不但提高了粗加工的生產(chǎn)效率，而且也有利于保持精加工設(shè)備的精度和使用壽命。 3) 及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 毛坯上的各種缺陷（如氣孔、砂眼、夾渣或加工余量不足等） ，在粗加工后即可被發(fā)現(xiàn)，便于及時修補或決定報廢，以免繼續(xù)加工后造成工時和加工費用的浪費。 4) 便于安排熱處理 熱處理工序使加工過程劃分成幾個階段，如精密主軸在粗加工后進行去除應(yīng)力的人工時效處理，半精加工后進行淬火，精加工后進行低溫回火和冰冷處理，最后再進行光整加工。這幾次熱處理就把整個加工過程劃分為粗加工——半精加工——精加工——光整加工階段。 在零件工藝路線擬訂時，一般應(yīng)遵守劃分加工階段這一原則，但具體應(yīng)用時還要根據(jù)零件的情況靈活處理，例如對于精度和表面質(zhì)量要求較低而工件剛性足夠，毛坯精度較高，加工余量小的工件，可不劃分加工階段。又如對一些剛性好的重型零件，由于裝夾吊運很費時，也往往不劃分加工階段而在一次安裝中完成粗精加工。 2.6 工序順序安排對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。圓柱齒輪加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到圓柱齒輪加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，結(jié)合面上的孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。對于圓柱齒輪，需要精加工的是孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工中心孔系，然后以孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇c??90814打及 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg202.6.1 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)濟性方面的要求，在選擇時，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點和技術(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mm 等內(nèi)孔： 粗鏜—半精鏜32?圓柱齒輪： 滾齒鍵槽： 插鍵槽二、零件各表面加工順序的確定1、加工階段的劃分 為了達到規(guī)定的技術(shù)要求，該離合圓柱齒輪的加工可以分為上個加工階段? 粗加工階段 車外圓、端面，鏜內(nèi)孔、鍵孔；? 半精加工階段 以拉出的鍵孔為主要精基準，精車外圓，滾齒；? 精加工階段 校正鍵孔，并以校正好的鍵孔為精基準，珩齒。2、加工順序的安排? 機械加工順序的安排 根據(jù)機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，先安排外圓、端面、內(nèi)孔的加工。由于鍵孔是后面各表面加工的主要精基準，所以接著安排鍵孔的拉削。鍵孔加工好以后，以鍵孔為精基準，精車外圓，銑槽和剃齒，然后安排鍵孔的校正。? 熱處理的安排 由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前應(yīng)進行真貨處理，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性能，最后根據(jù)零件的技術(shù)要求，對輪齒表面進行淬火處理，以得到較高的表面硬度，提高其耐磨性。15? 輔助工序的安排 檢驗工序：在熱處理之后安排中間檢驗工序，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)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。 工藝路線一： 工藝路線二鍛造、正火 鍛造、正火1 粗車外圓及端面 1 粗車外圓及端面2 插鍵孔 2 插鍵孔 3 去毛刺 3 去毛刺 4 精車外圓、端面 4 精車外圓及端面5 檢驗 5 檢驗6 滾齒 6 滾齒8 倒角 7 倒角9 去毛刺 8 去毛刺9 去毛刺 9 剃齒 10 剃齒 10 齒部高頻淬火11 齒部高頻淬火 13 總檢14 總檢 兩個工藝方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二這道工序都是為了獲得切削加工。另外，選擇方案時還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工、夾、量具等、本次設(shè)計選擇工藝路線方案一。根據(jù)工序方案一制定出詳細的工序劃分如下所示:毛坯為鍛件，清理后進行正火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力機械切削加工性能，在毛坯車間，對其認真檢驗分析，達到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機械加工車間來加工10 鍛造 鍛造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理1630 車 粗車外圓 Φ111、外圓 Φ58 及右端面40 車 粗車外圓 Φ58 及左端面50 車 精車外圓 Φ58 及左端面60 車 精車外圓 Φ111、外圓 Φ58 及右端面及倒角70 車 粗車 Φ32 內(nèi)孔80 車 精車 Φ32 內(nèi)孔90 插 插鍵槽100 滾齒 滾齒加工110 鉗 去毛刺，清洗120 終檢 終檢入庫以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。工序確定零件機械加工工藝路線擬定后還需要對每一工序進行設(shè)計。其主要內(nèi)容包括：確定每一工步的加工余量、計算各工序的工序尺寸及公差、選擇各工序所選用的機床及工藝裝備、確定切削余量、計算工時定額。（1）加工余量的確定機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 40Cr 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)計采用查表修正法和經(jīng)驗估值法相結(jié)合確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸。1) 軸向長度方向加工余量該零件的端面我們只用到了粗車，查表余量為 2mm，所以毛坯長度40+3×3=46。2) 外圓表面加工余量圓查表得：，Z=1，2Z=2；粗車 Z=2，2Z=4 3)內(nèi)孔表面加工余量 工件內(nèi)孔為階梯孔，其中鍵孔的精度要求比較高，故鍛造時取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按 內(nèi)孔查表得：半精鏜 時，2Z=1.1 ，32?32?1.0?17公差為+0.16 ，粗鏜時 2Z=2.0，公差為+0.22；圖 2-2 鍛件毛坯圖2.6.2 確定切削用量及基本工時工序 30粗車外圓 Φ111、外圓 Φ58 及右端面端面車刀，刀具 ?????0',451rrkkYT根據(jù)加工余量和機床剛度，選擇吃刀深度。 一次走刀。map2進給量 rmf6.0?刀具耐用度 st270in45?18理論切削速度: 54.180.6.02459315.18.0 ???????vYvmkfatCx smin3879.0194.2??確定機床主軸轉(zhuǎn)速: )i60(5.4.3rsdwvn???選擇 rrs 76min0?所以實際切削速度 )min169(8.260145.3.01sdvc ????切削工時： in154.02.967.05285.3421 ????????? snfllTj min1.DCzxf取 2,.,5?????所以 min6.0)1)(( ??????gjdTin3.6.0'?工序 40 粗車外圓 Φ58 及左端面采用外圓車刀 ?????0',451rrkkYT因此一次走刀 map3?進給量 rf6.0理論切削速度: 9.06.34529315.018.0??????vYvmkfatCvx smin.879.0136.984.2??確定機床主軸轉(zhuǎn)速:19)min35(9.134.5.201rsdvnw????為了加工工人操作方便,依然選擇機床轉(zhuǎn)速 srrs67.in40??所以實際切削速度)min19(8.2615.3.601dnvc ????切削工時：切入長度: mkalrp 35.42.)3~(tn1 ???l02l53?l1.in.16.071.321 ????sfllTj in.??DCzxf min45.0)12.5)(( ???gjd工序 50 精車外圓 Φ58 及左端面進給量 rmf6.0?理論切削速度: 9.06.35.14293.08.0 ?????vYvmkfatCvx sm7in769.857.0194.2???確定機床主軸轉(zhuǎn)速: )i384(.34rsdvnw??選擇機床轉(zhuǎn)速 rns67.min0?所以實際切削速度)min169(8.260145.31sdvc ?????切入長度: mkalrp 35.2.)3~(tn1 ???l2l53?l9.620min28.05.176.0359.321 ????????snfllTj min.0DCzxf in48.)102.5)(( ????gjd工序 70、80 粗車 Φ32 內(nèi)孔精車 Φ32 內(nèi)孔，倒角2Z=2.2 rfap 5.,.用 YT15 鏜刀伸出的長度 100mm????45rk理論切削速度: smkfatCvvYvmx 2in8.190.8.15.0.62732.0 ?????機床主軸轉(zhuǎn)速: )min49(8.134.9.210rsdvnw????為了方便，仍選擇機床轉(zhuǎn)速 sns3.8i50?實際切削速度 )in2.1(.2601.784.3601 msdnvc ?????切削工時：mlkalrp.39.)~(tn1?l2?l53min6.127.5.30321 ?????sfflTj in16.DCzxf in93.1)05)(( ????gjd半精鏜時, 2Z=1.1 rmfap5,.?為了方便，仍選擇機床轉(zhuǎn)速 sns.8i?實際切削速度21)min43.128(.60158.4.3601sdnvc ?????切削工時：mll.21ml32l3in61.8.95.03 ???????snfnfTj i4.5DCzxf min34.2)10)(( ????gjd工序 90 插鍵槽單面余量 h=4mm長度 l=64mm取考慮校準部分的長度系數(shù) 20.1??考慮機床返回行程系數(shù) K=1.40拉刀齒升 mSZ06.?切削速度 in.3svc拉刀齒距： t8.145. 68.104??tLZ因此 min25763020???vSkhlTZj?min8.2.1)(??gjd工序 100 滾齒由艾興，肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》.北京.機械工業(yè)出版社表 10-174V=312/T0.33S0.5N=0.124s0.9m1.7/D又由文獻 2 表 10-175,10-177S=2.5，T=240min，m=4代入上式得V=32.4m/min，N=0.27kw22結(jié) 論本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆打毛刺等工序。因為是大批量生產(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。23參考文獻[1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．[3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術(shù)出版社，2002．[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．[5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學技術(shù)出版社，2003．10．[6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．[8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊[M] 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40 40CR毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備牌號 同時加工件車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液磁力吸盤工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件12公步工時工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù) 機動 輔助1 粗車外圓 Φ58 及左端面 三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺 100 0.33 0.033 0.3 1 0. 22產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 8 頁 第 3 頁車間 工段 工序號 材料牌號機加工 二 50 40CR毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備牌號 同時加工件車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件1公步工時工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù) 機動 輔助1 精車外圓 Φ58 及左端面 三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺 200 0.32 0.8 0.1 1 0.17產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 8 頁 第 4 頁車間 工段 工序號 材料牌號機加工 二 60 40CR毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備牌號 同時加工件車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液滑柱鉆模工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件12公步工時工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù) 機動 輔助1 精車外圓 Φ111、外圓 Φ58 及右端面及倒角 三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺 400 1.27 0.5 3 1 0.723產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 8 頁 第 5 頁車間 工段 工序號 材料牌號機加工 二 70 40CR毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備牌號 同時加工件車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件12公步工時工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù) 機動 輔助1 粗車 Φ32 內(nèi)孔 三爪卡盤，鏜刀，游標卡尺 150 0.49 0.015 2 1 0.452產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 8 頁 第 6 頁車間 工段 工序號 材料牌號機加工 二 80 40CR毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備牌號 同時加工件車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件12公步工時工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù) 機動 輔助1 精車 Φ32 內(nèi)孔 三爪卡盤，鏜刀，游標卡尺 750 0.2 0.1 1 1 0.22產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 8 頁 第 7 頁車間 工段 工序號 材料牌號機加工 二 90 40CR毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備牌號 同時加工件插床 B5040E 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件123公步工時工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù) 機動 輔助1 插鍵槽 插刀，游標卡尺，夾具 800 2.72 0.3 3 1 0.38產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 8 頁 第 8 頁車間 工段 工序號 材料牌號機加工 二 100 40CR毛坯種類 毛坯外形 每毛坯制件 每臺件數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備牌號 同時加工件滾齒機 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件231公步工時工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù) 機動 輔助1 滾齒加工 滾刀，游標卡尺，夾具 1000 0.2 0.2 1 1 0.38