变速器齿轮工艺设计说明书.doc

课 程 设 计 任 务 书 机电工程 学院 机械工程及自动化 专业 2008 年级学生姓名： 000000 课程设计题目：设计“变速器齿轮1（编码：2-40-20-1-1-1-1-6）”零件的锻造工艺规程（年产量为100件）课程设计主要内容：1锻件草图 1张 2锻件图 1张3锻造工艺卡 1份 4热处理工艺卡片 1份5工艺设计说明书 1份设 计 指 导 教 师 （签字）： 教学基层组织负责人（签字）： 2011 年 6月 27日变速器齿轮工艺设计说明书一、分析零件图 1、零件名称：变速器合齿轮12、材料：18crmnti3、产量：100件4、技术条件：1）齿面渗碳层深度 0.61.0，表面淬硬度hrc 5662，齿心部硬度hrc 3348；2）齿廓倒角 0.545；3）未注倒角为 145。二、锻造工艺性分析 （1）分析该零件，得出：锻造的目的是侧重于成形、减少加工余量。（2）分析锻后零件性能可能变化的趋势。在锻造时，由于锻件本身的成分、组织的不均匀和各处受力情况不同，锻件内各处的变形情况也不同，变形首先发生在那些先满足屈服准则的部分。因此，有的地方先变形，有的地方后变形；有的地方变形大，有的地方变形小，由于存在变形的不均匀性，将在这个部分变形金属之间产生相互影响，产生附加应力（例如在镦粗时坯料侧表面切向产生的附加拉应力等）和残余应力等，带来一些不良的影响。 所以在锻造时要注意以下几方面：一、为防止镦粗时产生纵向弯曲，圆柱体坯料高度与直径之比不应超过 2.53，在22.2的范围内更好。二，镦粗时每次的压缩量应小于材料塑性允许的范围。三、绘制锻件图（1）确定锻件形状。经查询可知，由于采用自由锻，应加上余块，简化锻件外形以便锻造，需锻出零件的台阶和内孔。（2）确定机械加工余量和公差经查询可知，锻件水平方向的双边余量和公差为 a=62mm ，锻件高度方向双边余量和公差为 b=93mm ，内孔双边余量、公差为c= 52mm 。（3）绘出锻件图。如图所示：四、参数选择1、工艺参数首先选择工艺余块以简化锻件外形，然后确定加工余量和公差。2、选择依据该锻件的材料为18crmnti，形状比较简单，生产批量为100件的小批量生产，所以采用自由锻。3、确定方法根据“圆环类自由锻件机械加工余量和公差（ jb4249.6 86 ）”查得：锻件水平方向的双边余量和公差为 a=62mm，锻件高度方向双边余量和公差为 b=93mm，内孔双边余量、公差为：c=52mm 。五、确定坯料质量和坯料的锻件尺寸1、确定坯料质量坯料质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。(1) 计算锻件质量 根据锻件的形状和基本尺寸，可计算出锻件的质量：m 锻 pv式中m 锻锻件质量； p锻件材料的密度（ kg/dm3 ）取7.85kg /dm3 ； v锻件的体积（ dm3 ）； 由此计算得：m 锻 pv = 7.85 kg /dm30.756599dm3 = 5.94 kg(2) 计算坯料质量：坯料的质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。其计算公式为：m 坯 m 锻 m 烧 m 切 m 芯 式中 m 坯坯料质量（ kg ）； m 锻锻件质量（ kg ）； m 烧氧化烧损的质量（ kg ），m 切表示对拔长工件的切头损失（ kg ）； m 芯冲孔时冲掉的芯料损失（ kg ）； m烧 一般按火次进行估算，如第一火取锻件质量的 2.0% 3.0% ，以后各火一般取锻件质量的 1.5% 2.0% ；m切一般按下面经验公式估算：对于该零件圆形截面 m切 1.81 ，其中d 为切头部分直径（ dm ）；由于零件不需拔长，所以m切0；零件有冲孔，m芯1.76kg。所以，m 坯 m 锻 m 烧 m 切 m 芯5.94（1+1.5%）+1.767.781 kg2、确定坯料尺寸由于变速器齿轮1的第一道基本工序为镦粗，毛坯尺寸的确定方法有所不同。对于钢坯，为避免镦粗时坯料产生弯曲，坯料高度h与其直径d之比应满足镦粗规则，即1.25h/d2.5 ，根据计算公式可计算出坯料尺寸。d坯128mm, h坯160mm六、确定锻造工序分析得到变速器齿轮1的锻造工序。分析过程和结果如下：根据锻件尺寸 d=128mm， d=54mm， h=98mm，得 d/d=2.37， h/d=1.81，得到其变形工序为：墩粗滚边冲孔滚边修整孔壁平整端面。 七、 锻造设备的选择根据锻件形状尺寸，选用c41-1000的空气锤。八、锻造温度及加热时间的确定（1）锻造温度查询结果如下：始锻温度：12001250，终锻温度：700800（2）加热时间的确定计算过程如下：以经验公式确定加热时间 kd； 式中 -加热时间，单位为 h ； d-断面直径或边长，单位为cm； k-系数，低碳钢k取0.100.15。以上方法是生产中常采用的经验数据法，其理论根据是铁碳合金状态图的碳的质量分数。 所以得出： kd =（0.100.15）38=3.85.7h 取5h 九、锻后热处理 查询结果如下：由于一般情况，低碳钢采用正火。选择正火温度为：900980，正火时间为：61.2分钟，冷却方式选用25空冷。十、 变形或缺陷分析 在锻造时，由于锻件本身的成分、组织的不均匀和各处受力情况不同，锻件内各处的变形情况也不同，变形首先发生在那些先满足屈服准则的部分。因此，有的地方先变形，有的地方后变形；有的地方变形大，有的地方变形小，由于存在变形的不均匀性，将在个部分变形金属之间产生相互影响，产生附加应力（例如在镦粗时坯料侧表面切向产生的附加拉应力等）和残余应力等，带来一