齿轮工艺设计及工艺规程.docVIP

重庆机电职业技术学院一、计算生产纲领及确定生产类型由该零件的生产纲领题目中已明确告诉（60万件），且为小型零件。由课本表13得，该零件的生产类型为：大量生产二、零件分析1.零件的用途该零件在CA6140机床变速箱中用于与主轴上的齿轮的啮合，以实现改变主轴的速。68K7为要求较高的的配合面。2.零件工艺分析该零件为齿轮类零件，形位公差要求交高，其中的68K7要求Ra0.8m，明显高，须精磨。分析其它表面，得出各表面精度一般，加工并不困难。零件另一端的沟槽为未标注公差，按IT14执行公差，其表面粗糙度一般，故该槽也不难加工，零件上45的小通孔为通油之用，其位置精度要求不必太高，因此45也不难加工。三、 毛坏的选择因为该零件为齿轮类零件，对起强度有一顶的要求，其材料为45号钢，有较好的塑性，加之其尺寸也不大，形状也不复杂，生产类型为大量生产，故毛坏可用模锻获得。四、 热处理方法零件的热处理刚质齿轮毛坏经锻造很应安排正火，以消除锻造后留下的残余应力，并使不均匀的金相组织经重结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加工性能。五、 工艺过程设计1.基准的选择由图纸分析,该零件的中轴线为设计基准,该零件可通过68K7来保证基准从合,但是由于该零件的毛坏为锻造件内、外圆的同轴度也不高，可以采用基准互换来逐步获得68K7这个精基准，粗基准可以选用90和106.5两个外圆。2.工艺路线的拟定由该零件的为锻造件，其加工余量会较大，切削时会产生残余应力，并引起应力重新分布。因此，在安排加工工艺时必须将各表面的粗、精加工分开，以达到逐步修正前一工序因应力而产生的变形，并考虑工序分散。，工艺路线方案一；工艺路线方案二；模锻 模锻 正火 正火车端面、 外圆 车端面、外圆 拉小内圆空 镗小端孔 磨小端孔镗大内圆孔 镗大内圆孔切内沟槽 切内沟槽滚齿 滚齿复合钻45 孔复合钻45孔齿面表面淬火 齿面表面淬火终检 终检.工艺方案的比较与分析较两方案，只有对68K7孔的加工方案有所不同，而该孔为最重要的加工表面为滚齿时的精基准。首先肯定两种方案经过不同的粗、精加工都能达到要求，但是采用方案（一）的方式进行加工，不仅设备较大，占地宽，并且需要更复杂的夹具，精度的保证方面也不如而方案（二），对工人的技术要求更高，增大了加工成本。方案（二）虽然多了一道工序，但是对于大量生产来说也不组道，综上得：采用方案（二）。4.工序（） 下料（） 锻造（） 正火（） 粗车左右端面（） 粗车小端外圆及齿处外圆（） 粗车大端外圆（） 半精车小端端面（） 半精车小端外圆及齿处外圆（） 半精车大端外圆（） 精车小端外圆（） 粗镗小端内孔（） 粗镗大端内孔（） 半精镗小端内孔（） 半精镗大端内孔（） 精磨小端内孔（） 精镗大端内孔（） 镗小端沟槽（） 滚齿 （） 粗铣421+0.28 0槽（） 半精铣421+0.28 0槽（） 复合钻45六、 确认加工余量及毛坏尺寸、设计毛坏图1. 确定加工余量由于该毛坏为钢质模锻件，故加工余量应按照JB383585确定根据JB383585的规定，应缺点毛坏的质量、加工精度、形状的复杂系数。（） 毛坏质量：估计约为2.5Kg（） 加工精度：该零件除68K7加工精度为F2 外其余各表面均为一般精度F1 （） 锻件的形状复杂系数S M1 ：锻件质量 M2 ：锻件外廓包围体质量假设锻件的最大直径为120mm，最长为68mm则 =0.414故为一般复杂（S2）（） 查找毛坏余量根据毛坏件的重量（2.5Kg、加工精度为F1、毛坏形状的复杂系数S2）经机械加工工艺手册（以下简称“工艺手册”）表3.1-56查得表中只有S1、S3 两个级别，故S2参照S1的标准而定，经查表得表面直径单向为1.7mm2.2mm，水平方向单向为1.7mm2.2mm。根据工艺手册表3.1查得两孔的单边余量为2.5mm。2. 确定毛坏尺寸零件加工表面的粗糙度是缺点锻件加工雨量的重要依据。根据JB3835-85使用于Ra 1.6m的表面, Ra1.6应适量放大。由图纸分析只有68K7孔是须在毛坏上锻 出的Ra1.6的孔,由68K7最后一道工序是精磨,其精磨余量经课本表1-22查得为0.4mm故68K7的毛坏为5.4。各段毛坏尺寸入下表（一）单位:mm零件尺寸毛坏余量毛坏实际尺寸117h112（单边）121106.50 -0.13.5（双边）110943（单边）88902（单边）9468K75.4（双边）62.664+0.5 02及1.767.72002012015.794孔深31031表（一） 3.分模形式分模位置的确定 将直接影响锻件的成型、锻件出模、材料利用等问题,根据零件图纸的分析,该零件在轴向有冲孔加工且HD,故采用轴向分模,且这样能提高材料的利用率,并为发现上、下模在模锻过程中的错移,故将分模位置顶在117的对称位置上.4.设计毛坏图（1）确定毛坏的偏差由该毛坏的质量为2。5，形状复杂系数为S2 ，材料为45钢，其含C量为0.45%由此毛坏的材料系数为M1 ,并为平直分模,属于普通精度级。则该毛坏偏差经工艺手册表3.1-42及表3.1-44查得如表（二）毛坏尺寸偏差单位:mm毛坏尺寸偏差121+1.7 -0.7110+1.5 -0.788+0.7 -1.594+1.5 -0.762.6+0.6 -1.467.7+1.7 -0.520+1.4 -0.415.7+1.4 -0.431+1.5 -0.4表（二）（2）确定圆角半径经图纸分析,该零件毛坏各处H:BDOU 小于2,故经工艺手册表3.1-49查得圆角半径公式: r =0.05H+0.5 R=2.5r+0.5 H=32mm r=0.0532+0.5=2.1r取2.5mmR=（2.52.5）+0.5=6.75R取7mm（3）确定拔模角度因为该模具的上、下模深度不一样,拔模角应已深的一边计算由 经工艺手册表3.1-51查得内拔模角=50外拔模角=80（） 热处理方法在【三】中已有分析七、 确定各工序、各段面的加工余量1. 确定小端面的加工余量（） 工艺路线:粗车半精车（） 毛坏余量:3.7mm（） 查表确定各工序的工序公差经工艺手册表4.114查得:粗加工:0.35mm 半精加工:0.5（） 确定工序尺寸、工序公差。如下表工序名称工序余量工序基本尺寸工序公差工序尺寸及公差粗车364.70.3564.7+0.35 0半精车0.7640.564+0.5 02. 确定117h11的加工余量、工序余量及工序公差（） 工艺路线:粗车半精车（） 毛坏的加工余量:4mm（） 查表确定各工序的工序公差:经工艺手册表4.113查得:粗加工为:0.54半精车必须达到设计要求,公差为0.25（） 确定工序余量及公差,如下表单位:mm工序名称工序余量工序基本尺寸工序公差工序余量及公差半精车11170.25117+0.25 0粗车31180.54118+0.54 03.确定106.5+0.1 0的加工余量、工序余量及工序公差（1）工艺路线:粗车半精车（2）毛坏的加工余量:3.5mm（3）查表确定各工序的工序公差:经工艺手册表4.113查得:粗车:0.35半精车必须达到设计要求,公差为0.1（4）确定工序余量及公差,如下表单位:mm工序名称工序余量工序基本尺寸工序公差工序尺寸及公差半精车0.5106.50.1106.5+0.1 0粗车31070.35确定107+0.35 04确定940 -0.1mm处的工序余量及工序公差（1）工艺路线:粗镗半精镗精镗（2）毛坏的加工余量:4mm（3）查表确定各工序的工序公差:由工艺手册表4.19查得粗镗:0.35半精镗:0.16精镗:0.1（4）确定工序余量及公差,如下表单位:mm工序名称工序余量工序基本尺寸工序公差工序尺寸及公差精镗0.2940.194-0.1 0半精镗193.80.1698.50 -0.16精镗4892。80.3592。80 -0.355.确定68k7的加工余量、工序尺寸及工序偏差（1）工艺路线:粗镗半精镗精磨（2）毛坏的加工余量:5.4mm（3）查表确定各工序的工序公差:由工艺手册表4.19查得粗镗:0.3半精镗:0.14精磨:0.03（4）确定工序余量及公差,如下表单位:mm工序名称工序余量工序基本尺寸工序公差工序尺寸及偏差精磨0.2680.03680 0.03半精镗167.80.1467.80 -0.14粗镗4.266.80.365.8 0 -0.36.确定421+0.28 0mm处的工序余量及工序公差（1）工艺路线:粗铣半精铣（2）毛坏的加工余量:21mm（3）查表确定各工序的工序公差:由工艺手册表4.19查得粗铣:0.5半精铣:0.28（4）确定工序余量及公差,如下表单位:mm工序名称工序余量工序基本尺寸工序公差工序尺寸及偏差半精铣6210.2821+0.28 0粗铣15150.5150 -0.57.确定71的加工余量、工序余量及工序偏差工艺路线:粗切槽背吃刀量:3mm 故可以一次走刀完成,公差为未注明公差去+0.3mm8.滚齿加工的加工余量、工序余量及工序偏差工艺路线:一次滚齿完成加工9.各面的加工余量、工序尺寸及 偏差和表面粗糙度表单位:mm加工表面工序余量工序尺寸及偏差表面粗糙度工序名称粗半精精粗半精精粗半精精端面30.766.7+0.35 064+0.5 0Ra12.5Ra6.3117h731118+0.54 0117+0.25 0Ra 12.5Ra 6.3106.50 -0.530.5107+0.35 0106.5+0.1 0Ra 6.3Ra 3.2902.510.591.5+0.35 090.5+0.1 090+ -0.3Ra 12.5Ra 6.3Ra 3.294+0.1 04.810.292.80 -0.3593.80 -0.1694+0.1 0Ra 6.3Ra 3.2Ra 1.668k74.210.266.80 -0.367.80 -0.14680 -0.03Ra 6.3Ra 3.2Ra 0.871371+ -0.3Ra 6.321+0.28 0156150 -0.521+0.28 0Ra 6.3Ra 3.2 八、确定各工序工艺装备、切削用量、工时定额工序1、下料Tj=71s Tf=8s T服=0.6s工序2、锻造Tj=102.3s Tf=0.7s T服=8.4s工序3、正火工时定额:机械设计手册中查得Tj=45s Tf=3.2s T服=8.4s工序4、粗车左右端面1.机床:CA6201经机械制造工艺设计手册(下简称设计手册)表43查得正转转速:401200r/min刀架纵向进给量:0.081.59mm/r横向进给量:0.0270.52工作精度:Ra=3.21.62.夹具:自动定心卡盘3.量具:游标卡尺4.刀具:YT15 900 外圆车刀BH=2525mm前角a=80120 后角0=5080主偏角Kr=900 负偏角Kr=58刃倾角s=005.刀架横向行程:左端面为15.7mm(单边) 右端面为11mm(单边)6.切削用量（1）进给量:0.53mm/r（2）背吃刀量:1.7mm（3）切削速度:Kv经工艺手册表8.48查得Cv=242 yv=0.35 xv=0.15 m=0.20经工艺手册表8.413查得YT15加工b=600700MPa的钢料的修正值:Krrv=0.81KTv=1 KMv=1 Kkv=1 Ktv=1 Ksv=0.8Kv= KrrvKTvKMvKkvKtv Ksv=0.648则（4）主轴转速:（5）经设计手册表431查得C6201与之较近的转速为120r/min （6）实际切削速度:7.工时定额:左端面: 式中:切削长度l=15.7mm 切入长度l1=2mm 切出长度l2=4mm 经工艺手册查得Tf =0.32S T服=1s 右端面:查表得Tf =0.32S T服=0.8s 工序5.粗车91.5、118外圆1.机床:C62012.刀具:YT15 900外圆车刀3. 夹具:自动定心卡盘 4量具:游标卡尺5.切削用量: (1）进给量:0.6mm/r（2）背吃刀量: 91.5处为1.25mm、118处为1.5mm（3）切削速度:Kv经工艺手册表8.48查得Cv=242 yv=0.35 xv=0.15 m=0.20经工艺手册表8.413查得YT15加工b=600700MPa的钢料的修正值:Krrv=0.81KTv=1 KMv=1 Kkv=1 Ktv=1 Ksv=0.8Kv= KrrvKTvKMvKkvKtv Ksv=0.648 则（4）主轴转速: 经设计手册表431查得C6201与之较近的转速为305r/min (5.083r/s) （5）实际切削速度:（6）工时定额: 91.5处:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=0.4s118处:处经工艺手册查得Tf =0.32S T服=0.3s工序6:粗车大端外圆1.机床:C62012.刀具:YT15 900外圆车刀3. 夹具:自动定心卡盘 4量具:游标卡尺5.切削用量: 1）进给量:0.6mm/r（2）背吃刀量: 1.5mm（3）切削速度:Kv经工艺手册表8.48查得Cv=242 yv=0.35 xv=0.15 m=0.20经工艺手册表8.413查得YT15加工b=600700MPa的钢料的修正值:Krrv=0.81KTv=1 KMv=1 Kkv=1 Ktv=1 Ksv=0.8Kv= KrrvKTvKMvKkvKtv Ksv=0.648则（4）主轴转速: 经设计手册表431查得C6201与之较近的转速为305r/min (5.083r/s) （5）实际切削速度:（6）工时定额:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=1.1s工序7:半精车小端端面1. 机床:CA61402.夹具:专用夹具3.量具:游标卡尺4.刀具:YT15 900 外圆车刀6.切削用量（1）进给量:0.3mm/r（2）背吃刀量:0.7mm（3）切削速度:Kv经工艺手册表8.48查得Cv=291 yv=0.20 xv=0.15 m=0.20经工艺手册表8.413查得YT15加工b=600700MPa的钢料的修正值:Krrv=0.81KTv=1 KMv=1 Kkv=1 Ktv=1 Ksv=0.8Kv= KrrvKTvKMvKkvKtv Ksv=0.648则（4）主轴转速:经设计手册查得C6201与之较近的转速为380r/min =6.33r/s （5）实际切削速度:7.工时定额: 经工艺手册查得Tf =0.32S T服=1.1s工序8:半精车小端外圆及齿轮处外圆1.机床:CA61402.刀具:YT15 900外圆车刀3. 夹具:专用夹具 4量具:游标卡尺5.切削用量: 1）进给量:0.3mm/r（2）背吃刀量: 0.5mm（3）切削速度:Kv经工艺手册表8.48查得Cv=291 yv=0.20 xv=0.15 m=0.20经工艺手册表8.413查得YT15加工b=600700MPa的钢料的修正值:Krrv=0.81KTv=1 KMv=1 Kkv=1 Ktv=1 Ksv=0.8Kv= KrrvKTvKMvKkvKtv Ksv=0.648则（4）主轴转速: 经设计手册表431查得C6201与之较近的转速为380r/min (6.33r/s) （5）实际切削速度:（6）工时定额:90.5+0.1 0 处:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=1.3s台阶处:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=1.3s117+0.25 0处:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=0.9s 工序9:半精车大端外圆 1.机床:CA61402.刀具:YT15 900外圆车刀3. 夹具:专用夹具 4量具:游标卡尺5.切削用量: 1）进给量:0.3mm/r（2）背吃刀量: 0.5mm（3）切削速度:Kv经工艺手册表8.48查得Cv=291 yv=0.20 xv=0.15 m=0.20经工艺手册表8.413查得YT15加工b=600700MPa的钢料的修正值:Krrv=0.81KTv=1 KMv=1 Kkv=1 Ktv=1 Ksv=0.8Kv= KrrvKTvKMvKkvKtv Ksv=0.648则（4）主轴转速: 经设计手册表431查得C6201与之较近的转速为560r/min (9.33r/s) （5）实际切削速度:（6）工时定额:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=0.7s工序10:精车小端外圆 1.机床:数控机床2.刀具:YT15 900外圆车刀3. 夹具:专用夹具 4量具:游标卡尺5.切削用量: 1）进给量:0.2mm/r（2）背吃刀量: 0.25mm（3）切削速度:Kv经工艺手册表8.48查得Cv=291 yv=0.20 xv=0.15 m=0.20经工艺手册表8.413查得YT15加工b=600700MPa的钢料的修正值:Krrv=0.81KTv=1 KMv=1 Kkv=1 Ktv=1 Ksv=0.8Kv= KrrvKTvKMvKkvKtv Ksv=0.648则（4）主轴转速: 去n=480r/min=8r/min（5）实际切削速度:（6）工时定额:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=0.7s工序11:粗镗小端内孔1.机床:T611H卧式镗床2.夹具:专用夹具3.量具:游标卡尺4.刀具:YT15 镗刀5.镗刀杆: 22mm6.背吃刀量2.1mm7.进给量:0.5(查表得:实用范围为0.31.2)8.切削速度:v=45m/min(工艺手册上查得)9.主轴转速:查表确定n=250r/min=4.17r/s10.实际切削速度: 11.公式定额: l1=5mm l2=2mm经工艺手册查得Tf =0.27S T服=1s工序12:粗镗大端内空 1.机床:T611H卧式镗床2.夹具:专用夹具3.量具:游标卡尺4.刀具:YT15 镗刀5.镗刀杆: 20mm6.背吃刀量:2.4mm7.进给量:0.5mm/r8.切削速度:45m/min9.主轴转速:查表取n=200r/min=3.33r/s10.实际切削速度:11工时定额:经工艺手册查得Tf =0.27S T服=1.1s工序13:半精镗小端内孔1. 机床:T4240双立柱立式坐标镗床2. 夹具:专用夹具3. 量具:游标卡尺4. 刀具:YT15镗刀5. 镗刀杆: 20mm6. 背吃刀量:0.5mm7. 进给量:0.15mm/r8. 切削速度:v=40m/min9. 主轴转速:查表去n=250r/min=4.17r/s10. 实际切削速度:11. 工时定额:经工艺手册查得Tf =0.27S T服=3.1s工序14:半精镗大端内孔 1机床:T4240双立柱立式坐标镗床2.夹具:专用夹具3.量具:游标卡尺4.刀具:YT15镗刀5.镗刀杆: 20mm6.背吃刀量:0.5mm7.进给量:0.15mm/r8.切削速度:v=40m/min9.主轴转速:查表取 n=200r/min10.实际切削速度:11.工时定额:经工艺手册查得Tf =0.27S T服=3.1s工序15:精磨小端内孔1.机床:MGD2120内圆磨床2.夹具:专用夹具3.量具:圆柱塞规4.刀具:PSA322.520ZG60R5V35形状代号:PSA(平行砂轮) 砂轮尺寸:外径为32mm厚度为2.5mm内径为20mm磨料:ZG(棕玉刚)硬度:R(中硬)组织代号:5(中)结合剂:V(陶瓷粘结剂)最高线速度:35m/s5.切削用量:（1）砂轮速度砂轮转速ns=8000r/min砂轮速度:（2）工件速度 工件转速nw=150r/min 工件速度:（3）进给量: 纵向进给量fB=0.5mm/s 双位移磨削深度进给量:fts=0.02/双行程 6.工事定额: 磨削余量为0.20mm则单边加工余量Zb为0.1mm经工艺手册查得Tf =0.47S T服=24s工序16:精镗大端内孔 1.机床:T4240双立柱立式坐标镗床2.夹具:专用夹具3.量具:圆柱塞规4.刀具:YT15镗刀5.镗刀杆: 20mm6.背吃刀量:0.1mm7.进给量:0.03mm/r(查得起使用范围为0.020.06)8.切削速度:v=60m/min9.主轴转速:查表取n=250r/min=4.17r/s 10.实际切削速度: 11.工时定额:经工艺手册查得Tf =0.32S T服=14s工序17: 切小端内沟槽1.机床:CA61402.夹具:专用夹具3.量具:游标卡尺4.刀具:高速钢切刀5.背吃刀量1.5mm6.进给量:0.02mm/r7.切削速度:v=30m/min(工艺手册上查得)9.主轴转速:查表确定n=180r/min=3r/s10.实际切削速度: 11.公式定额: l1=2mm l2=2mm经工艺手册查得Tf =0.27S T服=1s工序18：滚齿1.切削用量 选用标准的高速刚单头滚刀，模数m=2.25mm，直径63mm，可以采用一次走刀切至全深。工件齿面要求表面粗糙度为，根据工艺手册查得，选择工件每转滚刀轴向进给量。按Y3150滚齿机进给表（工艺手册），选。 齿滚刀的切削速度。 式根据Y3150型滚齿机主轴旋转(工艺手册),选n=135r/min=2.25r/s。实际切削速度为v=0.45m/s加工时的切削功率按下式计算：式中Y3150滚齿机的主电机功率(表工艺手册)。因，故所选择的切削用量可在该机床上使用。2.基本时间 式中。工序19:粗铣421+0.28 0槽1 . 切削用量本工序为粗铣槽，所选为高速钢错齿三面铣刀。铣刀直径d=125mm,宽度L=13mm,齿数z=20。根据工艺手册选择铣刀的几何形状。由于加工刚料的在6001000 范围内，故可前角，后角（周齿），（端齿）。 已知铣削宽度。机床选用X62型卧式铣床。共铣4个槽。（1）确定每次进给量经表查得X62型卧式铣床的功率为7.5KW，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查得每次进给量。现取。（2）选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据工艺手册查得，用高速钢盘铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨