机械制造技术课程设计

机械制造技术课程设计说明书设计课题： 齿轮套机械加工工艺规程设计班级： 14 机设（ 1）班学号： 314040200132姓名： 朱文浩指导老师：戴志华目录第一节 齿轮套的工艺分析 一 齿轮套的用途 二 齿轮套的技术要求 三 齿轮套的工艺性第二节 毛坯的选择 一 确定毛坯的尺寸公差 二 确定加工余量 三 确定毛坯尺寸 四 确定圆角半径 五 确定拔模角 六 确定分模位置 七 确定毛坯的热处理方式.第三节 拟定齿轮套工艺路线 一 定位基准的选择 二 各表面加工方案的确定 三 制定工艺路线 四 工艺路线分析与比较 五 确定工艺路线第四节 确定工序尺寸第五节 确定切削用量 一 工序 1 切削用量及基本时间的确定 二 工序 2 切削用量及基本时间的确定 三 工序 3 切削用量及基本时间的确定 四 工序 4 切削用量及基本时间的确定 五 工序 5 切削用量及基本时间的确定 六 工序 6 切削用量及基本时间的确定 七 工序 7 切削用量及基本时间的确定 八 工序 8 切削用量及基本时间的确定第六节 课程设计的体会第一节 齿轮套的工艺分析及生产类型的确定一、 齿轮套的用途 齿轮套属于齿轮的一种。齿轮套的用途很广，是各种机械设备零件中的重要零件，例如机床，飞机，轮船等等都要使用齿轮套。齿轮套的主要作用是调整机构的转速和力矩，传递动力；改变动力输出的旋转方向等。 二、 齿轮套的技术要求 将齿轮套的全部技术要去列于表 1-1 中。齿轮套属于齿轮类零件，套孔和齿面是主要装 配基准，套孔和轴相配合，齿面与另外一个相啮合的齿轮配合，因此加工精度要求较高。齿轮套在传递过程中要承受很大的扭矩，为增强强度，其表面要求进行高频淬火处理，硬度在 5055HRC 齿轮套槽内侧要求高频淬火硬度在 4651HRC 并且要淬硬 2mm。表 1-1 齿轮套零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度 表面粗糙度Ra/mm齿轮外圆端面 90 IT8 3.2齿轮外圆面 117h11 IT10 3.2外圆面 106 -00.4 IT11 6.3内孔 68 IT7 0.8内孔 940 +00.048 IT11 6.3端面 3.2 和 6.3齿面 M=2.25 Z=50 7-7-6 0.8槽 IT12 和 IT14 3.2 和 6.3小孔 5三、 齿轮套的工艺性 齿轮零件图样的视图正确完整、尺寸公、差及技术要求齐全，但基准孔 68K7mm 要求 Ra0.8mm 有些偏高，本零件各表面加工并不困难，并于 4 个 5mm 的小孔，其位置在外圆柱面上 51.5mm 的沟槽内，孔中心线距沟槽一侧的距离为 2.5mm。由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要较精确的保证上述要求比较困难。分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高的要求，只要钻到沟槽之内即能使油路畅通，因此 4 个 5 孔的加工亦不成问题。第二节 毛坯的选择齿轮是最常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料是 45 钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属成批生产，故毛坯可采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可与零件形状尽量接近。即外形做成台阶形，内部孔锻出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。一、确定毛坯的尺寸公差 1、公差等级 由齿轮的功用和技术要求确定该零件的公差等级为普通级。 2、锻件质量 零件质量为 1.4kg，估计锻件质量为 2.2kg。二 、确定加工余量 1、零件除孔以外的各表面为一般加工精度 F1，锻件的形状复杂系数为 S。S=m 锻件/m 外轮廓包容体假设锻件的最大直径为 121mm，长 68mm。m 外轮廓包容体= （12.1/2） 26.87.85g=6138g=6.138kgm 锻件=2.2kg S=2.2/6.138=0.358查2表 2.210，可定形状复杂系数为 S2，属于一般级别。2、机械加工余量 根据锻件质量 F1、S 2查2表 2.225。由于表中形状复杂系数只有 S1和 S3，则 S2参考 S1定，S 4参考 S3定，由此差得直径方向为1.72.2mm，水平方向亦为 1.72.2mm。即锻件各外径的单面余量为 1.72.2mm，各轴向尺寸的单面余量为亦为 1.72.2mm。锻件中心两孔的单面余量查2表 2.224 为 2.5mm。三、确定毛坯尺寸 加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra 1.6m。Ra 1.6m 表面余量要适量增大 分心本零件，除68K7 孔为 Ra0.8 m 以外，其余各表面皆 Ra 1.6 m，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量即可。68K7 孔采用精镗达到 Ra0.8m，故需增加精镗的加工余量。参考磨孔余量2表 2.311，确定精镗孔单面余量为 0.5mm，则毛坯尺寸如表 21 所示。表 21 齿轮套毛坯（锻件）尺寸（mm）零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸117h11 2 121106 0-0.4 1.75 11090 2 9494 2.5 8968k7 3 6264+00.5 2 及 1.7 67.720 2 及 2 2012 2 及 1.7 15.797 孔深 31 1.7 及 1.7 31毛坯尺寸公差根据锻件质量，形状复杂系数，分模线形状种类及锻件精度等级从有关的表中查得。本零件锻件质量 2.2kg，形状复杂系数为 S2，45 钢含碳量为 0.42%0.50%，其最高含碳量为 0.50%，按表 2.211，锻件材料系数为 M1，采用平直分模线，锻件为普通精度等级，则毛坯公差可从2表 2.21.3、表 2.216 查得。本零件毛坯尺寸允许偏差如表 22 所示，毛坯同轴度偏差允许值为 0.8mm，残留飞边为 0.8mm。表 22 齿轮毛坯（锻件）尺寸允许偏差（mm）锻件尺寸 偏差 根据121 -0.8+1.7 2表 2.2-13110 -0.7+1.5 2表 2.2-1394 -0.7+1.5 2表 2.2-1389 -1.5+0.7 2表 2.2-1362（54） -1.4+0.6 2表 2.2-1320 0.9 2表 2.2-1331 1.0 2表 2.2-1315 -0.4+1.2 2表 2.2-1667 -0.5+1.7 2表 2.2-16四、确定圆角半径 锻件的圆角半径按2表 2.222 确定。本锻件各部分的 H/B 皆小于 2，故可以用以下式计算： 外圆角半径：r=0.05H+0.5 内圆角半径：R=2.5r+0.5 为简化起见，本锻件的内外圆角分别采取相同数值。以最大的 H 进行计算。r=（0.0532+0.5）mm=2.1mm r 圆整为 2.5mmR=（2.52.5+0.5）mm=6.75mm R 圆整为 7mm 以上所采取的圆角半径数值能各个表面的加工余量。五、确定拔模角 本锻件由于上、下模模膛深度不相等，起模角模膛较深的一侧计算。 L/B=110/110 H/B=32/100=0.291 查2表 2.223 得，外起模角 =5o，内起模角 =7o。六、确定分模位置 由于毛坯是 HD 的圆盘类锻件，应采用轴向分模，这样可冲内孔，使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程中错移，分模线位置选在最大外径的中部，分模线为直线。七、确定毛坯的热处理方式 钢质齿轮毛坯经锻造后应进行正火，以消除残留的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀组织，从而改善了加工性。第三节 拟定齿轮套的工艺路线一、定位基准的选择： 本零件是带空的盘状齿轮，空是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔位定位基准，及遵循“基准重合”的原则，具体说，即选 68K7 孔及一端作为精基准。 由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准，外圆 117mm 为分模面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。二、各表面加工方案的确定： 根据齿轮套零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度查2表 1.46，表 1.47，表 1.416，表 1.417，确定各表面加工方案。表 31 齿轮套各表面加工方案加工表面 经济精度 表面粗糙度 加工方案 备注90 外圆面IT8 3.2 粗车-半精车表 1.46齿圈外圆面 IT10 6.3 粗车-半精车表 1.46106 0-0.4 IT11 6.3 粗车 表 1.4668k7mm 内孔IT7 0.8 粗镗-半精镗-精镗表 1.4794 0+0.046 IT11 6.3 粗镗 表 1.47端面 IT10 6.3 粗车 表 1.48齿面 7-7-6 0.8 精滚 表 1.416 表 1.417槽 IT12 IT14 3.2 6.3 粗铣-半精铣表 1.485 小孔 钻三、制定工艺路线 方案一工序一：以 106mm 处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆90mm 及台阶面，粗车外圆 117mm，粗镗 68mm。工序二：以粗车后的 90mm 外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆 106 0-0.4mm 及台阶面，车 5mm 1.5mm 沟槽，粗镗 94mm 孔，倒角。 工序三：以粗车后的 106 0-0.4mm 外圆及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆 90mm 及台阶面，半精车外圆 117mm，半精镗 68mm孔，倒角。 工序四：以 90mm 外圆及端面定位，精镗 68k7 孔，镗孔内的沟槽，倒角。工序五：以 68k7 孔及端面定位，滚齿。 工序六：以 68k7 孔及端面定位，粗铣 4 个槽。 工序七：以 68k7 孔、端面及粗铣后的一个槽定位，半精铣 4 个槽。工序八：以 68k7 孔、端面及一个槽定位，钻 4 个小孔。 工序九：钳工去毛刺。方案二工序一：1，以 106mm 处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆90mm 及台阶面，粗车外圆 117mm，粗镗 68mm。2，以粗车后的 90mm 外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆 106 0-0.4mm及台阶面，车 5mm 1.5mm 沟槽，粗镗 94mm 孔，倒角。 工序二：以粗车后的 106 0-0.4mm 外圆及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆 90mm 及台阶面，半精车外圆 117mm，半精镗 68mm孔，倒角。 工序三：以 68k7 孔及端面定位，滚齿。 工序四：以 90mm 外圆及端面定位，精镗 68k7 孔，镗孔内的沟槽，倒角。 工序五：以 68k7 孔、端面及一个槽定位，钻 4 个小孔。工序六：1，以 68k7 孔及端面定位，粗铣 4 个槽。2， 以 68k7孔、端面及粗铣后的一个槽定位，半精铣 4 个槽。 工序七：钳工去毛刺。四、工艺路线分析比较 方案一和方案二的比较：方案一与方案二比较有两点不同之处。第一：加工齿面是以孔 mmK768 为定位基准，为了保证它们之间的位置精度，齿面加工之前，先精镗空。第二： 四个槽与四个小孔的加工安排在最后，为了保证定位方便，应先铣槽后钻孔。综上所述方案一比较好。五、确定工艺路线表 32 齿轮套的工艺路线及机床设备、工装的选用工序号 工序名称 机床 刀具 夹具10粗车：1，90mm 外圆、端面及台阶面，外圆 117mm，粗镗孔 68mm。2，106mm 外圆、端面及台阶面，5 1.5mm 沟槽，粗镗 94mm 孔，同时倒 角。C 620-1YT5 90 偏刀YT5 镗刀外圆车刀高速钢切槽刀三爪自定心卡盘20半精车：1，90mm 外圆、端面及台阶面。2，外圆117m。3，半精镗镗孔 68mm，并倒角。C 620-1 YT5 90 偏刀倒角刀YT15 镗刀三爪自定心卡盘30 精镗： C 616A YT30 精镗刀 三爪自68k7 孔，镗孔内沟槽，倒角。高速钢切刀倒角刀定心卡盘40 滚齿 滚齿机 Y3150 M=2.25 齿轮 滚刀 心轴501，粗铣：4 个槽2，半精铣：4 个槽 X62 高速钢错齿三面刃铣刀 125mm 专用夹 具60 占：45 孔 Z518 复合钻 5mm 及90 角 专用夹 具70 钳工去毛刺第 4 节