1193-低速級(jí)斜齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程
1193-低速級(jí)斜齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程,低速,齒輪,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程
1機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)低速級(jí)斜齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程內(nèi)容:（1）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 1 套（2）夾具裝配圖 1 張（3）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 份原始資料：該零件圖樣一張。 2目 錄第一章 任務(wù)書………………………………….. 1第二章 前言…………………………………….. 3 第三章 零件的分析………………...................... 3第四章 毛坯的選擇…………………………….. 4第五章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)……………………….. 5第六章 填寫工藝過(guò)程卡和工序卡…………….. 14第七章 夾具的設(shè)計(jì)…………………………….. 14第八章 心得體會(huì)……………………………….. 15第九章 參考文獻(xiàn)……………………………….. 16第二章 前 言3機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合機(jī)械制造工藝中的基本理論,并能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)力的分析和解決工藝問(wèn)題,初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法通過(guò)此設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及有關(guān)專業(yè)課程知識(shí)的了解，提高了熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及技術(shù)文件等基本技能及綜合運(yùn)用這些知識(shí)的能力，并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)和進(jìn)行此類設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)自己將來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品有很大的幫助。由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望各位老師多加指點(diǎn)。第三章 零件的分析一、零件技術(shù)要求的分析（1）齒頂圓 Φ750.141h11 對(duì)孔 Φ75 有公差為 0.056 的徑向的跳動(dòng)要求。（2）兩端面對(duì)孔軸線分別有公差為 0.02 的端面圓跳動(dòng)要求。（3）鍵槽兩側(cè)面對(duì)孔軸線有公差為 0.03 的對(duì)稱要求。二、零件的工藝分析由附圖一得知,其材料為 40Cr。該材料具有較高的硬度,耐磨性,耐熱性。主要加工表面是齒輪的齒面：表面質(zhì)量要求是 0.8 和內(nèi)圈的端面：表面要求達(dá)到1.6,還有齒輪內(nèi)徑表面質(zhì)量要求達(dá)到 1.6。4第四章 毛坯的選擇一、該零件材料為 40Cr,齒輪的內(nèi)孔 Φ195 和外圓直徑 Φ750.14,都是直徑比較大的圓,又由題目的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 3000 件/年,由參考文獻(xiàn)表 5.6(劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù))可知該零件批量生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),毛坯應(yīng)選用鍛造。毛坯的鍛造方法用模鍛。二、模鍛鍛件機(jī)械性能較好,有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性,但是毛坯的形狀不宜復(fù)雜,如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛造。三、鍛造毛坯的工藝特點(diǎn)參考文獻(xiàn)[1]表 9-1,常用毛坯的制造方法與工藝特點(diǎn)：精度等級(jí)(IT) 毛坯尺寸公差/mm表面粗糙度Ra/um生產(chǎn)率 其他12-14 0.2-2 12.5 高 鍛件力學(xué)性能好,強(qiáng)度高四、參考機(jī)械制造加工工藝手冊(cè)表 1-26 各主要加工表面的加工余量如下：加工表面 基本尺寸(mm)加工余量(mm)說(shuō)明齒輪外圓 Φ750 4 車床加工齒輪內(nèi)孔 Φ195 4 車床加工齒輪小端面 185 2 車床加工齒輪大端面 142 3 車床加工五、主要毛坯尺寸及公差：5主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸齒坯外圓 Φ750 4 Φ754齒坯內(nèi)圓 Φ195 4 Φ191齒坯小端面 185 4 189齒坯大端面 142 3 145第五章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)一、定位基準(zhǔn)的選擇在零件的加工過(guò)程中,合理的選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證零件的尺寸精度和位置度有著決定性的作用。1. 粗基準(zhǔn)的選擇原則：（1）盡量選擇不要求加工的表面作為粗基準(zhǔn).這樣可使加工表面與不加工表面之間的位置誤差量最小,同時(shí)還可以在一次裝夾中加工出更多的表面。（2）若零件的所有表面都要加工,應(yīng)選擇加工余量和公差最小的表面作為粗基準(zhǔn).這樣可保證作為粗基準(zhǔn)的表面在加工時(shí),余量均勻。（3）選擇光潔 、平整、面積足夠大、裝夾穩(wěn)定的表面作為粗基準(zhǔn)。（4）粗基準(zhǔn)一般只在第一到工序中用,以后應(yīng)避免重復(fù)使用。2．精基準(zhǔn)的選擇原則:① 基準(zhǔn)重合的選擇原則。盡可能的用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),這樣可避免因定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差,以保證加工表面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的位置精度。② 基準(zhǔn)同一原則.一盡可能多的表面加工都用同一個(gè)定位基準(zhǔn),這樣有利于保證各加工面之間的位置精度。③ 選擇面積大、精度較高、安裝穩(wěn)定的表面作為精基準(zhǔn),而且所選的基準(zhǔn)使夾6具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝夾和加工方便。綜合上面的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇原則,為使基準(zhǔn)同一和基準(zhǔn)重合,齒輪加工時(shí)常選內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)加工外圓和齒輪,用作精基準(zhǔn)的端面和內(nèi)孔要在一次裝夾中加工出來(lái)以保證兩者之間的垂直度,但是在加工大型齒輪時(shí)可用外圓作找正基準(zhǔn),但此時(shí)應(yīng)保證內(nèi)孔與外圓同軸。所以加工本設(shè)計(jì)齒輪用齒輪外圓和端面作為粗基準(zhǔn),用內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)。二、裝夾方法在加工齒輪時(shí)在滾齒機(jī)上一般用心軸裝夾,滾齒心軸夾具見(jiàn)下圖:三、加工工藝問(wèn)題(1)、基準(zhǔn)修正齒形表面淬火后,內(nèi)孔會(huì)受到影響而變形:一般的孔直徑會(huì)縮小 0.01-0.05mm,因此淬火后應(yīng)安排精基準(zhǔn)修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用鏜孔。推孔是用推刀進(jìn)行的,用壓力機(jī)將推刀強(qiáng)行從孔中間推過(guò)既可。此法生產(chǎn)率較高,一般不要留推孔余量。對(duì)精度要求較高的或是淬硬后的孔、直徑大而短的孔則應(yīng)采用,磨孔工藝,磨孔必須留有磨削余量。7(2)、齒輪加工方案保證齒輪精度是齒輪加工的主要工藝問(wèn)題,輪齒的加工方案主要取決于加工精度和熱處理要求。根據(jù)各個(gè)加工精度等級(jí)的加工方案如下: ① 8 級(jí)以下精度的齒輪多采用:滾(插)齒→齒端加工→熱處理→修正內(nèi)孔。因熱處理后的齒面不再加工,為彌補(bǔ)熱處理變形,熱處理前的齒形加工精度應(yīng)比設(shè)計(jì)圖紙上的精度要求要提高一級(jí)。② 6-7 級(jí)精度的齒輪有兩個(gè)方案。剃-珩方案:滾(插) →齒端加工→剃齒→表面淬火→修正基準(zhǔn)→珩齒。此方案生產(chǎn)率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低,一般用于 6 級(jí)精度或熱處理變形較大時(shí)。③ 5 級(jí)以上精度的齒輪采用的方案為粗滾(插)齒→精滾(插)齒→齒端加工→淬火→修正基準(zhǔn)→粗磨齒→精磨齒。此方案精度最高,但成本高,生產(chǎn)率最低。參考文獻(xiàn)>表 2.3.2 齒形加工方案,得出各方案所達(dá)到的齒面加工質(zhì)量如下表:加工方案 精度等級(jí) 齒面的表面粗糙度 Ra/mm適用范圍成形法銑齒 9 級(jí)以下 6.3～3.2 單件小批生產(chǎn)中加工直齒和螺旋齒輪及齒條滾齒 8～7 3.2～1.6 各種批量生產(chǎn)中加工直齒、斜外嚙合圓柱輪和蝸輪插齒 8～7 1.6 各種批量生產(chǎn)中加工內(nèi)外圓柱齒輪、雙聯(lián)齒輪等剃齒 7～6 0.8～0.4 大批量生產(chǎn)中滾齒或插齒后未經(jīng)淬火的齒輪精加工珩齒 7～6 1.6～0.4 大批量生產(chǎn)中高頻淬火硬齒形的精加工展成法磨齒 6～3 0.8～0.2 單件小批生產(chǎn)中淬硬或不淬硬的精加工8研齒 0.4～0.2 淬硬齒輪的齒形精加工,可有效地減小齒面的 Ra 值由設(shè)計(jì)圖紙給出的加工精度和熱處理要求確定齒輪的加工方案如下:滾齒→熱處理→修正基準(zhǔn)→剃齒(3)、熱處理的安排由設(shè)計(jì)圖紙上的技術(shù)要求,熱處理工序在工藝過(guò)程中的安排如下： 正火 調(diào)質(zhì) 表面滲碳淬火及低溫回火↓ ↓ ↓毛坯 → 粗加工 → 半精加 → 精加工①正火。大多數(shù)鍛件都要經(jīng)過(guò)正火處理,一般安排在毛坯制造和粗加工之間,以改善金屬的機(jī)械切削性能。②調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)可獲得良好是機(jī)械性能,調(diào)質(zhì)后仍可用刀具進(jìn)行加工,因而一般安排在粗精加工與半精加工之間,這樣有助于消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。③滲碳。經(jīng)滲碳后表層與心部含碳量相差明顯,表現(xiàn)出表面硬、耐磨和心部韌性和朔性好的特點(diǎn)。滲碳后的工件一般要經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火處理,使表面層有回火馬氏體結(jié)構(gòu)和消除滲碳過(guò)程中形成的粗晶粒結(jié)構(gòu)。④淬火。這種方法是快速加熱使工件表層奧氏體化,不等心部組織發(fā)生變化,立即快速冷卻,表層起到淬火作用,其結(jié)果是表層獲得馬氏體組織,而心部仍然保持朔性,韌性均勻的組織,工件各部都能滿足使用要求。⑤低溫回火。經(jīng)過(guò)低溫回火的工件的硬度沒(méi)有發(fā)生大的變化(HRC60 左右),但是應(yīng)力減少了很多。(4)、制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：齒坯外圓：粗車－精車；齒坯端面：由設(shè)計(jì)圖紙上的要求，齒坯的小端面的表面粗糙度要求是 1.6，而大端面的表面要求較低，但是在加工齒輪的整個(gè)過(guò)程中都要用到端面作為精基準(zhǔn)，所以端面的加工方法為：先粗車后精車，同時(shí)也可以保證尺寸 21.5；內(nèi)孔：由于毛坯采用的是鍛造的，所以內(nèi)孔先經(jīng)過(guò)粗車，精車后再用鏜孔的方9法加工以保證它的精度等級(jí)表面質(zhì)量 1.6 和跳動(dòng)精度控制在 0.056；齒行的加工：先滾齒，精度等級(jí)還不能達(dá)到，而且熱處理后內(nèi)孔回縮小，所以要基準(zhǔn)修配，然后在經(jīng)過(guò)精加工用鏜孔的方法來(lái)保證齒形的精度等級(jí)。綜合上面的分析，工藝路線確定如下：序號(hào) 工 序 內(nèi) 容1 鍛造毛坯2 熱處理－正火3 粗車各外形4 調(diào)質(zhì)5 精車各部分6 滾齒7 齒端加工－倒角8 鉗工－去毛刺9 熱處理－齒面滲碳淬火及低溫回火處理10 鉗工－劃鍵槽加工線11 插鍵槽12 鉆通孔13 攻絲14 磨端面15 鏜孔16 剃齒17 檢驗(yàn)10（5） 、選擇加工設(shè)備及刀具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加工專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床之間的傳送均由人工完成。車床的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的設(shè)計(jì)尺寸，最大外徑為 Φ750.14 加上加工余量，其直徑比較大．查＜＜機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)＞＞一般的車床難以加工，由手冊(cè)表４-２立式車床，選擇立式車床Ｃ512-1A，其技術(shù)規(guī)格如下表：技術(shù)指標(biāo) C512垂直度刀架加工最大直徑 1250倒刀架加工最大直徑 1120工件最大高度 900工件最大質(zhì)量（Ｔ） 2工作臺(tái)直徑 1030工作臺(tái)轉(zhuǎn)速 7.5-1501刀架數(shù)量：水平垂直 1630垂直刀架最大行程：水平垂直 690垂直刀架最大回轉(zhuǎn)角 40?滾齒機(jī)的選擇:由參考文獻(xiàn)>表 4-25 滾齒機(jī),選擇 Y31125 型滾齒機(jī),其技術(shù)規(guī)格如下:技術(shù)規(guī)格 Y3112511加工齒輪最大直徑:用外支架時(shí)不用支架時(shí)-1250加工斜齒輪最大直徑:當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為 30°時(shí)當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為 60°時(shí)--加工齒輪最大寬度: 550加工齒輪最大模數(shù): 12加工齒輪最大螺旋角: -滾刀最大直徑: 200滾刀心軸最大直徑: 27、32、40剃齒機(jī)的選擇:由參考文獻(xiàn)>選擇剃齒機(jī) Y42125,其技術(shù)要求如下表:技術(shù)規(guī)格 Y42125加工齒輪直徑:外嚙合內(nèi)嚙合200-1250600加工齒輪模數(shù) 2-8加工齒輪寬度 200剃齒刀直徑 300剃齒刀寬度 -刀架最大回轉(zhuǎn)軸 20°?工件與剃齒刀的中心距 140-770鏜床的選擇:由參考文獻(xiàn)>選擇鏜床 T616,最大加工直徑為 240mm。(6)、加工工序設(shè)計(jì)①、工序 3 粗車毛坯外圓與工序 5 精車外圓12查參考文獻(xiàn)>表 9-5 機(jī)械加工的工序余量,粗車的工序余量為1.5～4mm,取余量為 2mm,精車的加工余量為 0.2～2.5mm,取精加工精度 Z =2,精已經(jīng)知道毛坯外圓的加工余量為 4,故粗加工余量 Z =4-2=2mm 由參考文獻(xiàn)>立式車床的進(jìn)給量 f=1.5～2.0mm 取 f=2.0(mm/r),粗車走刀一次 a =2.0mm.由設(shè)計(jì)手冊(cè)得粗車加工的公差等級(jí)為 IT13～I(xiàn)T11,取pIT11,T=0.4mm;精加工的公差等級(jí)為 IT8～I(xiàn)T7,取 IT=0.063;所以X =754 0.2,精加工后的尺寸為 752BN??063.校核加工余量 Z :精Z =X -Xmin精 in粗BN?max精BN?=(754-0.4)-752=1.6>取 270r/mm,故切削速度為:V = =3.14*粗 10Dn?754*270/1000=206查>表 2.1 得單位切削力 P=1962N/mmF =P*A =1962*0.3*2=1177.2ZDP = =1172*206*10 /60=4.02KWm6013?CV3由參考文獻(xiàn)得 C512-1A 的功率為 28KW,取機(jī)床的效率為 0.85 則28*0.85=23.8>4.02所以機(jī)床的功率滿足。②、車端面精車的加工余量為 0.5～2.5,取 Z =2mm,已經(jīng)知道總的加工余量為 4,故粗加工精余量為 Z =4-2=2mm,精加工端面以內(nèi)孔外圓定位。粗X =142 0.12 故精 ?X =144 0.2粗校核加工余量:Z =143.8-142.12=1.68mm>手冊(cè)表 9-7 普通螺紋基本尺寸(摘自GB/T146-1981):公稱直徑 螺距 中徑 小徑16 1.5 15.026 14.37614查>表 5-8 鑲硬金屬刀片鉆頭,選擇型號(hào)為:d=13～13.8 L=170 l=115 的鉆頭。查>表 5-30 公制細(xì)牙機(jī)用絲錐選擇如下:d×t L l dM16×1.5 80 28 12.5第六章 填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和機(jī)械加工工序卡(機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和工序卡見(jiàn)附圖)第七章 夾具的設(shè)計(jì)本夾具用在金剛鏜床上精鏜齒輪孔。工件緊靠支承表面 M，用滾珠（滾珠罩預(yù)先套在工件上）在齒輪的齒面上進(jìn)行定心。氣缸通過(guò)接頭將力傳至楔形卡爪上，將被加工零件夾緊。夾具底座偏心小軸用于調(diào)整夾具位置用。 （夾具裝配圖見(jiàn)附圖）15第八章 心得體會(huì)機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)綜合了機(jī)械制造工藝學(xué)和其它專業(yè)課的知識(shí)，充分展現(xiàn)了學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的實(shí)踐能力。經(jīng)過(guò)將近三個(gè)星期的時(shí)間，在劉學(xué)敏、姜宏陽(yáng)、劉玉梅三位老師的耐心指導(dǎo)下機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書的完成了。這是我們?cè)趯W(xué)完了機(jī)械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本知識(shí)，初次進(jìn)行零件工藝的編制，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我們深入了解了工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則，熟悉了工藝規(guī)程必須具備的原始資料，了解了設(shè)計(jì)和擬定機(jī)械加工工藝規(guī)程和工藝路線的內(nèi)容和步驟，并掌握了選擇粗精基準(zhǔn)的一般原則以及劃分加工階段的目的意義，對(duì)安排工序順序的一般原則也有一定的了解。由于現(xiàn)在自己知識(shí)有限，又是第一次進(jìn)得工藝規(guī)程的編制，錯(cuò)誤是再所難免的。通過(guò)此設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及有關(guān)專業(yè)課程知識(shí)的了解，提高了熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及技術(shù)文件等基本技能及綜合運(yùn)用這些知識(shí)的能力，并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)和進(jìn)行此類設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)自己將來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品有很大的幫助。最后，再次衷心感謝三位老師的耐心指導(dǎo)！16第九章 參考文獻(xiàn)1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題 機(jī)械工業(yè)出版社2、機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社3、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 武漢理工大學(xué)出版社4、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社5、機(jī)械制造工藝及材料 機(jī)械工業(yè)出版社6、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社171機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)低速級(jí)斜齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程內(nèi)容:（1）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 1 套（2）夾具裝配圖 1 張（3）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 份原始資料：該零件圖樣一張。 2目 錄第一章 任務(wù)書………………………………….. 1第二章 前言…………………………………….. 3 第三章 零件的分析………………...................... 3第四章 毛坯的選擇…………………………….. 4第五章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)……………………….. 5第六章 填寫工藝過(guò)程卡和工序卡…………….. 14第七章 夾具的設(shè)計(jì)…………………………….. 14第八章 心得體會(huì)……………………………….. 15第九章 參考文獻(xiàn)……………………………….. 16第二章 前 言3機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合機(jī)械制造工藝中的基本理論,并能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)力的分析和解決工藝問(wèn)題,初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法通過(guò)此設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及有關(guān)專業(yè)課程知識(shí)的了解，提高了熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及技術(shù)文件等基本技能及綜合運(yùn)用這些知識(shí)的能力，并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)和進(jìn)行此類設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)自己將來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品有很大的幫助。由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望各位老師多加指點(diǎn)。第三章 零件的分析一、零件技術(shù)要求的分析（1）齒頂圓 Φ750.141h11 對(duì)孔 Φ75 有公差為 0.056 的徑向的跳動(dòng)要求。（2）兩端面對(duì)孔軸線分別有公差為 0.02 的端面圓跳動(dòng)要求。（3）鍵槽兩側(cè)面對(duì)孔軸線有公差為 0.03 的對(duì)稱要求。二、零件的工藝分析由附圖一得知,其材料為 40Cr。該材料具有較高的硬度,耐磨性,耐熱性。主要加工表面是齒輪的齒面：表面質(zhì)量要求是 0.8 和內(nèi)圈的端面：表面要求達(dá)到1.6,還有齒輪內(nèi)徑表面質(zhì)量要求達(dá)到 1.6。4第四章 毛坯的選擇一、該零件材料為 40Cr,齒輪的內(nèi)孔 Φ195 和外圓直徑 Φ750.14,都是直徑比較大的圓,又由題目的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 3000 件/年,由參考文獻(xiàn)表 5.6(劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù))可知該零件批量生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),毛坯應(yīng)選用鍛造。毛坯的鍛造方法用模鍛。二、模鍛鍛件機(jī)械性能較好,有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性,但是毛坯的形狀不宜復(fù)雜,如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛造。三、鍛造毛坯的工藝特點(diǎn)參考文獻(xiàn)[1]表 9-1,常用毛坯的制造方法與工藝特點(diǎn)：精度等級(jí)(IT) 毛坯尺寸公差/mm表面粗糙度Ra/um生產(chǎn)率 其他12-14 0.2-2 12.5 高 鍛件力學(xué)性能好,強(qiáng)度高四、參考機(jī)械制造加工工藝手冊(cè)表 1-26 各主要加工表面的加工余量如下：加工表面 基本尺寸(mm)加工余量(mm)說(shuō)明齒輪外圓 Φ750 4 車床加工齒輪內(nèi)孔 Φ195 4 車床加工齒輪小端面 185 2 車床加工齒輪大端面 142 3 車床加工五、主要毛坯尺寸及公差：5主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸齒坯外圓 Φ750 4 Φ754齒坯內(nèi)圓 Φ195 4 Φ191齒坯小端面 185 4 189齒坯大端面 142 3 145第五章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)一、定位基準(zhǔn)的選擇在零件的加工過(guò)程中,合理的選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證零件的尺寸精度和位置度有著決定性的作用。1. 粗基準(zhǔn)的選擇原則：（1）盡量選擇不要求加工的表面作為粗基準(zhǔn).這樣可使加工表面與不加工表面之間的位置誤差量最小,同時(shí)還可以在一次裝夾中加工出更多的表面。（2）若零件的所有表面都要加工,應(yīng)選擇加工余量和公差最小的表面作為粗基準(zhǔn).這樣可保證作為粗基準(zhǔn)的表面在加工時(shí),余量均勻。（3）選擇光潔 、平整、面積足夠大、裝夾穩(wěn)定的表面作為粗基準(zhǔn)。（4）粗基準(zhǔn)一般只在第一到工序中用,以后應(yīng)避免重復(fù)使用。2．精基準(zhǔn)的選擇原則:① 基準(zhǔn)重合的選擇原則。盡可能的用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),這樣可避免因定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差,以保證加工表面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的位置精度。② 基準(zhǔn)同一原則.一盡可能多的表面加工都用同一個(gè)定位基準(zhǔn),這樣有利于保證各加工面之間的位置精度。③ 選擇面積大、精度較高、安裝穩(wěn)定的表面作為精基準(zhǔn),而且所選的基準(zhǔn)使夾6具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝夾和加工方便。綜合上面的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇原則,為使基準(zhǔn)同一和基準(zhǔn)重合,齒輪加工時(shí)常選內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)加工外圓和齒輪,用作精基準(zhǔn)的端面和內(nèi)孔要在一次裝夾中加工出來(lái)以保證兩者之間的垂直度,但是在加工大型齒輪時(shí)可用外圓作找正基準(zhǔn),但此時(shí)應(yīng)保證內(nèi)孔與外圓同軸。所以加工本設(shè)計(jì)齒輪用齒輪外圓和端面作為粗基準(zhǔn),用內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)。二、裝夾方法在加工齒輪時(shí)在滾齒機(jī)上一般用心軸裝夾,滾齒心軸夾具見(jiàn)下圖:三、加工工藝問(wèn)題(1)、基準(zhǔn)修正齒形表面淬火后,內(nèi)孔會(huì)受到影響而變形:一般的孔直徑會(huì)縮小 0.01-0.05mm,因此淬火后應(yīng)安排精基準(zhǔn)修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用鏜孔。推孔是用推刀進(jìn)行的,用壓力機(jī)將推刀強(qiáng)行從孔中間推過(guò)既可。此法生產(chǎn)率較高,一般不要留推孔余量。對(duì)精度要求較高的或是淬硬后的孔、直徑大而短的孔則應(yīng)采用,磨孔工藝,磨孔必須留有磨削余量。7(2)、齒輪加工方案保證齒輪精度是齒輪加工的主要工藝問(wèn)題,輪齒的加工方案主要取決于加工精度和熱處理要求。根據(jù)各個(gè)加工精度等級(jí)的加工方案如下: ① 8 級(jí)以下精度的齒輪多采用:滾(插)齒→齒端加工→熱處理→修正內(nèi)孔。因熱處理后的齒面不再加工,為彌補(bǔ)熱處理變形,熱處理前的齒形加工精度應(yīng)比設(shè)計(jì)圖紙上的精度要求要提高一級(jí)。② 6-7 級(jí)精度的齒輪有兩個(gè)方案。剃-珩方案:滾(插) →齒端加工→剃齒→表面淬火→修正基準(zhǔn)→珩齒。此方案生產(chǎn)率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低,一般用于 6 級(jí)精度或熱處理變形較大時(shí)。③ 5 級(jí)以上精度的齒輪采用的方案為粗滾(插)齒→精滾(插)齒→齒端加工→淬火→修正基準(zhǔn)→粗磨齒→精磨齒。此方案精度最高,但成本高,生產(chǎn)率最低。參考文獻(xiàn)>表 2.3.2 齒形加工方案,得出各方案所達(dá)到的齒面加工質(zhì)量如下表:加工方案 精度等級(jí) 齒面的表面粗糙度 Ra/mm適用范圍成形法銑齒 9 級(jí)以下 6.3～3.2 單件小批生產(chǎn)中加工直齒和螺旋齒輪及齒條滾齒 8～7 3.2～1.6 各種批量生產(chǎn)中加工直齒、斜外嚙合圓柱輪和蝸輪插齒 8～7 1.6 各種批量生產(chǎn)中加工內(nèi)外圓柱齒輪、雙聯(lián)齒輪等剃齒 7～6 0.8～0.4 大批量生產(chǎn)中滾齒或插齒后未經(jīng)淬火的齒輪精加工珩齒 7～6 1.6～0.4 大批量生產(chǎn)中高頻淬火硬齒形的精加工展成法磨齒 6～3 0.8～0.2 單件小批生產(chǎn)中淬硬或不淬硬的精加工8研齒 0.4～0.2 淬硬齒輪的齒形精加工,可有效地減小齒面的 Ra 值由設(shè)計(jì)圖紙給出的加工精度和熱處理要求確定齒輪的加工方案如下:滾齒→熱處理→修正基準(zhǔn)→剃齒(3)、熱處理的安排由設(shè)計(jì)圖紙上的技術(shù)要求,熱處理工序在工藝過(guò)程中的安排如下： 正火 調(diào)質(zhì) 表面滲碳淬火及低溫回火↓ ↓ ↓毛坯 → 粗加工 → 半精加 → 精加工①正火。大多數(shù)鍛件都要經(jīng)過(guò)正火處理,一般安排在毛坯制造和粗加工之間,以改善金屬的機(jī)械切削性能。②調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)可獲得良好是機(jī)械性能,調(diào)質(zhì)后仍可用刀具進(jìn)行加工,因而一般安排在粗精加工與半精加工之間,這樣有助于消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。③滲碳。經(jīng)滲碳后表層與心部含碳量相差明顯,表現(xiàn)出表面硬、耐磨和心部韌性和朔性好的特點(diǎn)。滲碳后的工件一般要經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火處理,使表面層有回火馬氏體結(jié)構(gòu)和消除滲碳過(guò)程中形成的粗晶粒結(jié)構(gòu)。④淬火。這種方法是快速加熱使工件表層奧氏體化,不等心部組織發(fā)生變化,立即快速冷卻,表層起到淬火作用,其結(jié)果是表層獲得馬氏體組織,而心部仍然保持朔性,韌性均勻的組織,工件各部都能滿足使用要求。⑤低溫回火。經(jīng)過(guò)低溫回火的工件的硬度沒(méi)有發(fā)生大的變化(HRC60 左右),但是應(yīng)力減少了很多。(4)、制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：齒坯外圓：粗車－精車；齒坯端面：由設(shè)計(jì)圖紙上的要求，齒坯的小端面的表面粗糙度要求是 1.6，而大端面的表面要求較低，但是在加工齒輪的整個(gè)過(guò)程中都要用到端面作為精基準(zhǔn)，所以端面的加工方法為：先粗車后精車，同時(shí)也可以保證尺寸 21.5；內(nèi)孔：由于毛坯采用的是鍛造的，所以內(nèi)孔先經(jīng)過(guò)粗車，精車后再用鏜孔的方9法加工以保證它的精度等級(jí)表面質(zhì)量 1.6 和跳動(dòng)精度控制在 0.056；齒行的加工：先滾齒，精度等級(jí)還不能達(dá)到，而且熱處理后內(nèi)孔回縮小，所以要基準(zhǔn)修配，然后在經(jīng)過(guò)精加工用鏜孔的方法來(lái)保證齒形的精度等級(jí)。綜合上面的分析，工藝路線確定如下：序號(hào) 工 序 內(nèi) 容1 鍛造毛坯2 熱處理－正火3 粗車各外形4 調(diào)質(zhì)5 精車各部分6 滾齒7 齒端加工－倒角8 鉗工－去毛刺9 熱處理－齒面滲碳淬火及低溫回火處理10 鉗工－劃鍵槽加工線11 插鍵槽12 鉆通孔13 攻絲14 磨端面15 鏜孔16 剃齒17 檢驗(yàn)10（5） 、選擇加工設(shè)備及刀具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加工專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床之間的傳送均由人工完成。車床的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的設(shè)計(jì)尺寸，最大外徑為 Φ750.14 加上加工余量，其直徑比較大．查＜＜機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)＞＞一般的車床難以加工，由手冊(cè)表４-２立式車床，選擇立式車床Ｃ512-1A，其技術(shù)規(guī)格如下表：技術(shù)指標(biāo) C512垂直度刀架加工最大直徑 1250倒刀架加工最大直徑 1120工件最大高度 900工件最大質(zhì)量（Ｔ） 2工作臺(tái)直徑 1030工作臺(tái)轉(zhuǎn)速 7.5-1501刀架數(shù)量：水平垂直 1630垂直刀架最大行程：水平垂直 690垂直刀架最大回轉(zhuǎn)角 40?滾齒機(jī)的選擇:由參考文獻(xiàn)>表 4-25 滾齒機(jī),選擇 Y31125 型滾齒機(jī),其技術(shù)規(guī)格如下:技術(shù)規(guī)格 Y3112511加工齒輪最大直徑:用外支架時(shí)不用支架時(shí)-1250加工斜齒輪最大直徑:當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為 30°時(shí)當(dāng)旋轉(zhuǎn)角為 60°時(shí)--加工齒輪最大寬度: 550加工齒輪最大模數(shù): 12加工齒輪最大螺旋角: -滾刀最大直徑: 200滾刀心軸最大直徑: 27、32、40剃齒機(jī)的選擇:由參考文獻(xiàn)>選擇剃齒機(jī) Y42125,其技術(shù)要求如下表:技術(shù)規(guī)格 Y42125加工齒輪直徑:外嚙合內(nèi)嚙合200-1250600加工齒輪模數(shù) 2-8加工齒輪寬度 200剃齒刀直徑 300剃齒刀寬度 -刀架最大回轉(zhuǎn)軸 20°?工件與剃齒刀的中心距 140-770鏜床的選擇:由參考文獻(xiàn)>選擇鏜床 T616,最大加工直徑為 240mm。(6)、加工工序設(shè)計(jì)①、工序 3 粗車毛坯外圓與工序 5 精車外圓12查參考文獻(xiàn)>表 9-5 機(jī)械加工的工序余量,粗車的工序余量為1.5～4mm,取余量為 2mm,精車的加工余量為 0.2～2.5mm,取精加工精度 Z =2,精已經(jīng)知道毛坯外圓的加工余量為 4,故粗加工余量 Z =4-2=2mm 由參考文獻(xiàn)>立式車床的進(jìn)給量 f=1.5～2.0mm 取 f=2.0(mm/r),粗車走刀一次 a =2.0mm.由設(shè)計(jì)手冊(cè)得粗車加工的公差等級(jí)為 IT13～I(xiàn)T11,取pIT11,T=0.4mm;精加工的公差等級(jí)為 IT8～I(xiàn)T7,取 IT=0.063;所以X =754 0.2,精加工后的尺寸為 752BN??063.校核加工余量 Z :精Z =X -Xmin精 in粗BN?max精BN?=(754-0.4)-752=1.6>取 270r/mm,故切削速度為:V = =3.14*粗 10Dn?754*270/1000=206查>表 2.1 得單位切削力 P=1962N/mmF =P*A =1962*0.3*2=1177.2ZDP = =1172*206*10 /60=4.02KWm6013?CV3由參考文獻(xiàn)得 C512-1A 的功率為 28KW,取機(jī)床的效率為 0.85 則28*0.85=23.8>4.02所以機(jī)床的功率滿足。②、車端面精車的加工余量為 0.5～2.5,取 Z =2mm,已經(jīng)知道總的加工余量為 4,故粗加工精余量為 Z =4-2=2mm,精加工端面以內(nèi)孔外圓定位。粗X =142 0.12 故精 ?X =144 0.2粗校核加工余量:Z =143.8-142.12=1.68mm>手冊(cè)表 9-7 普通螺紋基本尺寸(摘自GB/T146-1981):公稱直徑 螺距 中徑 小徑16 1.5 15.026 14.37614查>表 5-8 鑲硬金屬刀片鉆頭,選擇型號(hào)為:d=13～13.8 L=170 l=115 的鉆頭。查>表 5-30 公制細(xì)牙機(jī)用絲錐選擇如下:d×t L l dM16×1.5 80 28 12.5第六章 填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和機(jī)械加工工序卡(機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和工序卡見(jiàn)附圖)第七章 夾具的設(shè)計(jì)本夾具用在金剛鏜床上精鏜齒輪孔。工件緊靠支承表面 M，用滾珠（滾珠罩預(yù)先套在工件上）在齒輪的齒面上進(jìn)行定心。氣缸通過(guò)接頭將力傳至楔形卡爪上，將被加工零件夾緊。夾具底座偏心小軸用于調(diào)整夾具位置用。 （夾具裝配圖見(jiàn)附圖）15第八章 心得體會(huì)機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)綜合了機(jī)械制造工藝學(xué)和其它專業(yè)課的知識(shí)，充分展現(xiàn)了學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的實(shí)踐能力。經(jīng)過(guò)將近三個(gè)星期的時(shí)間，在劉學(xué)敏、姜宏陽(yáng)、劉玉梅三位老師的耐心指導(dǎo)下機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書的完成了。這是我們?cè)趯W(xué)完了機(jī)械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本知識(shí)，初次進(jìn)行零件工藝的編制，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我們深入了解了工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則，熟悉了工藝規(guī)程必須具備的原始資料，了解了設(shè)計(jì)和擬定機(jī)械加工工藝規(guī)程和工藝路線的內(nèi)容和步驟，并掌握了選擇粗精基準(zhǔn)的一般原則以及劃分加工階段的目的意義，對(duì)安排工序順序的一般原則也有一定的了解。由于現(xiàn)在自己知識(shí)有限，又是第一次進(jìn)得工藝規(guī)程的編制，錯(cuò)誤是再所難免的。通過(guò)此設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及有關(guān)專業(yè)課程知識(shí)的了解，提高了熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及技術(shù)文件等基本技能及綜合運(yùn)用這些知識(shí)的能力，并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)和進(jìn)行此類設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)自己將來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品有很大的幫助。最后，再次衷心感謝三位老師的耐心指導(dǎo)！16第九章 參考文獻(xiàn)1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題 機(jī)械工業(yè)出版社2、機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社3、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 武漢理工大學(xué)出版社4、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社5、機(jī)械制造工藝及材料 機(jī)械工業(yè)出版社6、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社17
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