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1、 機械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 傳動齒輪零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 學(xué) 生： 學(xué) 號： 機電工程學(xué)院

2、 班 級： 機械設(shè)計制造及其自動化2012-4 指導(dǎo)教師： 教授 目 錄 0 序言 …………………………………………………………………………………………1 1 零件的分析 ………………………………………………………………………………… 2 1.1零件結(jié)構(gòu)工藝性分析………………………………………………………………………2 1.2 零件的技術(shù)要求分析………………………………………………………………………3

3、2 毛坯的選擇 ………………………………………………………………………………… 3 2.1 毛坯種類的選擇……………………………………………………………………………3 2.2毛坯制造方法的選擇…………………………………………………………………… …3 2.3毛坯形狀及尺寸的確定………………………………………………………………… …3 3 工藝路線的擬定 …………………………………………………………………………… 4 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………………………4 3.2零件表面加工方案的選擇……………………………………………………………… …4

4、 3.3加工順序的安排………………………………………………………………………… …5 3.3.1加工階段的劃分 ………………… ………………………………………………… …5 3.3.2機械加工順序的安排………………………………………………………………… …5 3.3.3熱處理工序的安排…………………………………………………………………… …5 3.3.4輔助工序的安排 …………………………………………………………………………6 4 工序設(shè)計 …………………………………………………………………………………… 6 4.1 機床和工藝裝備的選擇…………………………………………………………

5、…………6 4.2工序設(shè)計………………………………………………………………………………… …6 參考文獻 ………………………………………………………………………………………11 第10頁 序言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，是在學(xué)完大部分專業(yè)課之后進行的，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達到以下目的： 能熟練的運用所學(xué)知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制定工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決

6、問題的能力。 課程設(shè)計也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊查詢相關(guān)資料，增強解決工程實際問題的獨立工作能力。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，請老師給予指教。 1零件的分析 1.1 零件的工藝性分析 傳動齒輪零件如圖所示，該零件主要加工表面及技術(shù)要求分析如下。 （1）同軸孔φ35H7，φ49H7和同軸外圓φ92.55k7, φ66的同軸度、徑向圓跳動公差等級為8～9級，表面粗糙度為Ra≤1.6μm.。加工時最好在一次裝夾下將兩孔或兩外圓同時加工。 （2）與基準(zhǔn)孔有垂直度要求的端面，其端面圓跳動公差等級為7級

7、，表面粗糙度為Ra≤3.2μm。工藝過程安排時應(yīng)注意保證其位置精度。 （3）距中心平面74.5mm的兩側(cè)面,表面粗糙度為Ra≤6.3μm。 （4）φ35孔的尺寸精度要保證，但孔軸線的同軸度共差等級為9級及兩孔公共軸線對基準(zhǔn)孔（A1-A2）位置度公差值為0.06μm，應(yīng)予以重視。 （5）各外圓位置度公差為，齒輪輪齒輪的跳動公差要保證。 （6）該零件選用材料為20CrMnTi，這種材料具有低碳合金鋼的特性，切削性能和工藝性均較好。 由各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的精度可知，該零件沒有很難加工的表面，各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可達到。但是在加工過程中應(yīng)注意齒輪端面的加工。

8、 零件圖見圖1-1 圖1-1 傳動齒輪零件圖 1.2 零件的技術(shù)要求分析 見表1-2 表1-2 零件的技術(shù)要求 加工表面 精度等級 表面粗糙度 形位精度 35內(nèi)孔 IT7 Ra 1.25 92.55左端面 IT10 Ra 1.6 49右端面 Ra 3.2 圓跳動0.05 20的外圓 IT10 Ra 1.6 圓跳動0.01 齒形 IT7 2毛壞的選擇 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計算與生產(chǎn)類型的確定 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用.它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度以及所選用的工藝方法和工藝裝備。零

9、件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算。 N=Qn(1+a%)(1+b%) N-----零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/臺） Q-----產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年） n-----每臺產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺） a%----零件的備品率 b% ---零件的平均廢品率。 2.1 毛壞種類的選擇 根據(jù)零件材料確定毛坯為鍛件。根據(jù)其桔構(gòu)形狀、尺寸大小、生產(chǎn)類型和材料性能，毛坯的制造方法選用鍛造。 2.2 毛壞制造方法的選擇 根據(jù)生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)所以確定毛壞的制造方法為自由鍛，因為自由鍛造所用工具和設(shè)備簡單，通用性好，成本低，符合要求。 2.3毛壞形狀及尺寸的確定 毛壞的形狀尺寸見表2-1、圖2-

10、1 表2-1 主要加工表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 35內(nèi)孔 35 3 32 92.55左端面 47.4 3.6 51 齒厚 20 3 23 圖2-1 3工藝路線的擬定 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 選擇內(nèi)孔和端面定位元件.先加工外圓，采用齒面外圓為粗基準(zhǔn)先加工內(nèi)孔。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 為了保證圓跳動要求，各主要圓柱表面均互為基準(zhǔn)加工，并盡量遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。其余表面加工采用“一孔一端面的定位方式，即以端面及φ35H7內(nèi)孔為精基準(zhǔn)。這樣，基準(zhǔn)統(tǒng)一，定位穩(wěn)定，夾具結(jié)構(gòu)及操作也較簡單。 但必須提高這個內(nèi)孔的精

11、度，以保證定位精度。 3.2零件表面加工方案的選擇 零件表面加工方案見表3-1 表3-1 序號 加工表面 加工方案 01 35內(nèi)孔 粗車-精車-粗磨 02 齒面外圓 粗車-插-磨 03 左右兩個端面 粗車-半精車-粗磨-精磨 04 內(nèi)圓 粗車-半精車 05 齒輪端面 粗車 06 階梯端面 粗車 07 齒形 插-磨 3.3加工順序的安排 3.3.1加工階段的劃分 （1）預(yù)加工階段（加工余量大，用于粗加工前的去皮加工） （2）粗加工階段（用于切除大部分加工余量，加工精度低，表面粗糙度大。完成次要表面加工，例如鉆孔，粗車外圓

12、等） （3）精加工階段（使主要表面均達到圖紙要求） （4）光整加工階段（進一步提高工件尺寸精度，降低表面粗糙度） 3.3.2機械加工順序的劃分 見表3-2 表3-2 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 1 下料 2 鍛造 自由鍛 3 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 4 車 粗車：夾φ92.55外圓，車φ35內(nèi)孔， 車φ49端面，車φ49.55右端面；掉頭夾φ35內(nèi)孔，車φ92.55外圓，車φ92.55左端面，車φ46端面。 5 車 精車：夾φ92.55外圓，車φ

13、49端面，倒角，車φ92.55右端面；掉頭裝夾φ35內(nèi)孔，車φ92.55左端面，車φ92.55外圓，車φ46外圓，倒角。 6 磨 粗磨φ49端面 7 插鍵槽 插鍵槽到規(guī)定尺寸 8 制齒 插齒，給齒厚留磨削余量0.2mm 9 去毛刺 鉗工去毛刺 10 表面處理 滲碳淬火碳層厚度0.6-1.0，保證齒面硬度HRC58-64. 11 磨 精磨φ35內(nèi)孔，φ49和φ92.55端面 12 齒 磨齒 3.3.3熱處理工序安排 （1）去除內(nèi)應(yīng)力處理目的是消除內(nèi)應(yīng)力。包括自然時效和人工時效，用于粗加工前后，半精加工后精加工前。 （2）預(yù)備熱處理目的是改善切

14、削性能，消除內(nèi)應(yīng)力。包括退火、正火和調(diào)質(zhì)，用在粗加工前后。其中退火和正火用在粗加工前，調(diào)質(zhì)用于粗加工后。 （3）最終熱處理目的是提高工件硬度和強度。包括淬火、滲碳、氮化等。其中淬火和滲碳用于半精加工后精加工前，氮化用于精加工后。 3.3.4 輔助工序安排 （1）表面處理工序：金屬鍍層，非金屬鍍層，氧化膜。 （2）檢驗工序：質(zhì)量檢驗，特種檢驗。（無損探傷、磁力探傷、水壓、超速試驗） （3）其他工序安排：去毛刺、倒鈍銳邊，去磁，清洗，涂防銹油。 4工序設(shè)計 4.1機床和工藝裝備的選擇 4.1.1機床的選擇 根據(jù)加工特點和工藝的制定車床選擇臥式車床C6132，磨床選擇平面磨床M

15、Y250，外圓磨床M2110C，插床選擇鍵槽插床C6350，插齒機選擇YHK5180。 4.1.2夾具的選擇 本零件加工過程采用通用機床，因此采用通用機床的通用夾具即可。 4.1.3刀具的選擇 在車外圓和內(nèi)孔的時候分別選擇外圓車刀和內(nèi)孔車刀，在進行磨的時候選擇砂輪。 4.1.4量具的選擇 本零件屬于小批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 表3-48》，選擇如下： （1）選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標(biāo)長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。 （

16、2）選擇加工孔量具 因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內(nèi)徑千分尺即可。 （3）選擇加工槽所用量具 槽經(jīng)粗銑加工。故可選用讀數(shù)值為0.02mm測量范圍0～150mm的游標(biāo)卡尺進行測量。 4.2工序設(shè)計 4.2.1孔的加工 孔內(nèi)要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 35mm的孔的加工 粗車34mm 精車34.8mm 磨 35mm 4.2.2面的加工 端面的加工 粗車φ47.8mm 半精車φ47.6mm 粗磨φ47.5mm 精磨 φ47.4mm 內(nèi)圓的加工

17、 粗車φ64.4mm 半精車φ65.4mm 精車φ66mm 4.2.3切削用量和基本工時定額 （1）車φ35的內(nèi)孔 切削深度：雙邊總余量為6mm 進給量f：根據(jù)[1]表2.4—3，取f=0.5mm/r。 根據(jù)[3]表2.4—20，切削速度V ， 式中 T：刀具耐用度，查[3]表2.4-2，選為3600s。 K:速度修正系數(shù) 系數(shù)C為242，指數(shù)為0.35 代入公式，得 機床主軸轉(zhuǎn)速： 式中:切削速度 圓鋼直徑 查[1]表3.1—18，與392.35r/min相近的轉(zhuǎn)速為400r

18、/min,則 實際切削速度: 機動時間t 按[1]表2.5-3，取 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=56mm 刀具切入長度: = 主偏角 故 l=2mm 刀具切出長度l： 取l=0mm 試切附加長度，查表[1]2.5-4，取=5mm。 走刀次數(shù)i：i=1 根據(jù)資料所知輔助時間可按照基本時間的15%~20%估算，則輔助時間為： t=t0.2=0.064min 輔助時間和基本時間的總和稱為作業(yè)時間： t=t+=0.384 min 根據(jù)資料所知布置工作地時間，一般按作業(yè)時間的2%~7%估算，則布置工作地時間為： t=t0.05=0.0192mi

19、n 根據(jù)資料所知休息和生理需要時間，一般按照作業(yè)時間的2%~4%，則休息時間為： t=t0.03=0.01152 min 根據(jù)資料所知準(zhǔn)備和終結(jié)時間，一般按照作業(yè)時間的3%~5%，則準(zhǔn)備和終結(jié)時間為： t=t0.04=0.01536 min 單件時間為： t=t+t+t+t+=0.42min 車φ92.55的左端面 切削深度：雙邊余量為7.2mm 進給量f：根據(jù)[1]表2.4—3，取f=0.5mm/ 根據(jù)[3]表2.4—20，切削速度V 式中 T：刀具耐用度，查[3]表2.4-2，選為3600s。 K:速度修正系數(shù)

20、 系數(shù)C為242，指數(shù)為0.35 代入公式，得 （2） 機床主軸轉(zhuǎn)速： 式中:切削速度 根據(jù)[1]表3.1-17查得C6132臥式車床電動機功率為7.5kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為250r/min時，主軸傳遞的功率為4.5kw，所以機床功率足夠 圓鋼直徑 查[1]表3.1—18，與382.16r/min相近的轉(zhuǎn)速為450r/min,則實際切削速度: （3）檢驗機床功率：主切削力按[1]表2.4—9，可查得=2.3kw ，可以正常工作。 （4）機動時間t 按[1]表2.5-3，取 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=185mm 刀具切入長度: =

21、 主偏角 故 l=2mm 刀具切出長度l： 取l=0mm 試切附加長度，查表[1]2.5-4，取=5mm。 根據(jù)資料所知輔助時間可按照基本時間的15%~20%估算，則輔助時間為： t=t0.2=0.172min 輔助時間和基本時間的總和稱為作業(yè)時間： t=t+=1.032 min 根據(jù)資料所知布置工作地時間，一般按作業(yè)時間的2%~7%估算，則布置工作地時間為： t=t0.05=0.0516min 根據(jù)資料所知休息和生理需要時間，一般按照作業(yè)時間的2%~4%，則休息時間為： t=t0.03=0.03096 min 根據(jù)資料所

22、知準(zhǔn)備和終結(jié)時間，一般按照作業(yè)時間的3%~5%，則準(zhǔn)備和終結(jié)時間為： t=t0.04=0.04128 min 單件時間為： t=t+t+t+t+=1.12min  參考文獻 1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設(shè)計.機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社，2005. [9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎(chǔ). 高等教育出版社，1991 [10]張龍勛主編.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)及習(xí)題.機械工業(yè)出版社，1999.11 [11]艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社，2002 [12]陳宏鈞，馬素敏主編.金屬切屑速查速算手冊.機械工業(yè)出版社，2002 [13]鄒青，呼詠主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書.機械工業(yè)出版社，2011