BJ-130汽车变速箱二轴一二档齿轮工艺、刀具及夹具设计

四川理工学院毕业设计 论文 I 摘要 今天 随着市场全球化 经济一体化进程的加快 制造业中的竞争不断的加剧 为了 赢得优势 汽车企业必须采用先进的设计和制造技术 在各种机械中应用最广泛的还 是圆柱齿轮机构 它用来传递空间平行轴间的运动和动力 随着技术的发展对齿轮的 加工精度要求越来越高 为了加工出符合要求的齿轮 齿轮的加工方法也不断提高 对于一些特殊齿轮 如汽车 拖拉机变速箱中双联齿轮 或者精度要求较高 表面粗 糙度要求较小的齿轮 必须采用滚 剃 珩或插 剃 珩工艺 在齿轮加工过程中 刀具及 夹具的设计也尤为重要 刀具的角度不仅在很大程度上决定了刀具的寿命 而且也决 定加工的表面质量 刀具角度设计的一般性原则不因某种特殊刀具而改变 拉刀也是 机械加工中常用的一种刀具 拉削可加工内表面 如各种型孔 键槽花键孔等 和外 表面 如平面 半圆弧面和组合表面等 拉削加工效率高 精度高 齿轮加工过程中 也应用到一些特殊的夹具如 节圆夹具 其具有稳定的高的定心精度 关键词 齿轮工艺 夹具 刀具 花键孔 拉削加工 ABSTRACT II ABSTRACT Today as the course of market globalization and economic incorporation quicken competitions in manufacturing become serious In order to win the competition automobile enterprise has to use the advanced technological and manufacturing technology Column gear mechanisms are widely applied in multifarious machine they are used to transfer drives and sports between arbitrary tow axes in space With development of technology it required that gear machining methods also continuously are higher In order to produce qualified gear machining methods also continuously are improved For some specious gears e g double gear or gear with requirement of high surface roughness we must machine it by pinion shaped cutter Especially for those special volume produce gear in automobile and motor industry generating process shaving process and gear lapping with corundum process are often used During the procedure the design of grip and cutter is also important Angles determine greatly not only tool life but finish quality as well General principles upon which cutting tool angles are based do not depend on the particular tool Broach also is a common cutter in mechanical working It used to broach the surface and has inefficient precision Special grip are often used in working E g circle grip which has stead and higher centering accuracy Keywords gear technique fixture cutter spline hole Broaching processing 四川理工学院毕业设计 论文 1 第 1 章绪 论 1 1制造业和制造技术在国民经济中的地位和作用 制造业在众多国家尤其是发达国家的国民经济中占有十分重要的位置 是国民经济的 支柱产业 美国 68 的财富来源于制造业 日本国民总产值的 49 是由制造业提供的 中国的制造业在工业总产值中也占有 40 的比例 可以说 没有发达的制造业就不可 能有国家真正的繁荣和富强 制造技术是使原材料变成产品的技术的总称 是国民经济得以发展 也是制造业本身 赖以生存的关键基础技术 有资料表明 在最近几十年里 美国一度 约在 70 一 80 年代 把制造业视为 夕阳工业 放松了对它的重视 曾经在世界上独步一时的美国制造业因此直线衰落 很快降到 了历史的最低点 其在国际上的竞乎力也遭到严重削弱 并导致了美国 9 年代初的经 济衰退 半导体 晶体管是美国发明的 由此而兴起的微电子工业也可以说纯粹是美 国的首创工业 然而在不到 10 年的时间里 其半导体市场份额由 60 降到了 40 消费电子产品 如电视机 摄像机 音响等 则几乎全军覆没 汽车的大批量生产方式出 自于美国 汽车工业也成为美国的最大工业 1955 年美国的进口汽车还只占其总销售 额的 1 而在 1987 年则升至 31 还多 钢铁 纺织 机床 化工制品 民用飞机等 其他美国工业也都处于类似的境地 美国衰落 一时成为美国国内外越来越响亮的 声音 这一严重局面引起了美国政府的深刻反省 为增强其制造业的竞争力和促进国 家经济的增长 80 年代末到 90 年代初 美国率先提出了 先进制造技术 的概念 并 先后制订和实施了 系列振兴制造业和制造技术的计划 如美国先进制造技术计划 美 国敏捷制造使能技术汁划等 待别是将 1994 年定为美国的先进制造技术年 先进制 造技术成为美国政府当年财政重点扶植的唯一领域 欧洲 日本和新兴工业国家也不 甘落后 相继作出响应 纷纷制订了本国的先进制造技术发展计划 其中最具代表性 的有日本的智能制造技术计划 德国的制造 2000 年计划 以及韩国的高级先进技术国 家计划等 这些情况表明 加快发展先进制造技术已成为各国政府的共识 一场以先 进制造技术为中心的科技竞争正在同际间展开 1 2机械制造学科的研究内容及特点 机械工程科学是 门有着悠久历史的学科 是国家建设和社会发展的支柱学科之 机械制造 冷加工 是机械工程的一个分支学科 是一门研究各种机械制造过程和方法的 第 1 章 绪论 2 科学 金屑切削机床 特种加上机床 机器人以及机械加工工艺系统中的其他工艺装备是机 械制造的主要设备和工装 它们是机械制造赖以实现的重要手段 研究各种机械制造 设备和工艺装备的设计和制造 发展新的设备和工装 是机械制造学科的一项重要内 容 机械的制造工艺过程通常可区分为热加工工艺过程 包括铸造 塑性加工 焊接 热处 理 表面改性等 及冷加工工艺过程 它们都是改变生产对象的形状 尺寸 相对位置 和性质等 使之成为成品或半成品的过程 四川理工学院毕业设计 论文 3 第 2 章BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 2 1齿轮零件的分析 2 1 1 零件的作用零件的作用 课题给出的是 BJ 130 汽车变速箱二轴一二档齿轮 该零件市场需求量大 但加工工艺 比较复杂 要求有良好的抗冲击能力 良好的耐磨性 工作精度高的特点 当齿轮处 在不同的工作状态下可以调整工作转速 能够有效的传递动力 2 1 2 零件的工艺分析零件的工艺分析 2 1 2 1 零件技术要求 1 热处理 渗碳深度是 0 9 1 3 毫米 表面硬度 HRC58 64 心部硬度 HRC32 45 2 孔 56 的不圆度允差不大于 0 01 3 矩形齿花键共 8 齿 对中心不平行度允差 0 04 100 4 槽端面 T 摆差最外端不大于 0 05 5 允许热处碳氮共渗 炭层深度 0 7 1 1 淬硬 HR58 64 心部硬度 HRC32 45 2 1 3 零件主要尺寸零件主要尺寸 1 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮是一双联齿轮 齿轮总长 58mm 直径 0 2 0 136mm 大齿宽 18 5mm 0 14 0 0 14 0 2 齿轮小齿宽 17mm 直径 110mm 两个分别为 6mm 和 8宽 直径 0 14 0 0 054 0 2 0 0 86mm 和 88mm 的槽 3 直径为 62mm 56 0 03mm 46 0 34mm 的花键孔 2 0 0 4 两个分别为长 12 5mm 直径 74 0 2mm 长 1mm 直径 74 0 2mm 的止口 2 22 2 工艺规程的设计 2 2 1 确定零件的生产类型确定零件的生产类型 零件的生产纲领为 N Qn 1 a b 2 1 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 4 式中 N 零件的计划年产量 件 Q 产品年产量为 5000 件 n 每辆产品该零件数为 1 件 a 零件的备品率为 4 b 零件的废品率为 1 N 5000 1 1 4 1 5250 件 年 从计算结果可知 该零件为大量生产 2 2 2 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件的材料选用低碳合金钢 20CrMnTi 因为齿轮材料直接影响齿轮寿命 也影响齿 轮的制造 所以齿轮材料主要应根据齿轮的工作条件选择 变速箱齿轮属于闭式传动 润滑条件较好 转速不是太高 但承受较大的冲击载荷 其失效形式多为齿根折断 这就要求齿轮齿面有较高的硬度 心部有足够的强度和韧性 低碳合金钢 20CrMnTi 具 有良好的切削性能 渗碳淬火时工件变形小 能使齿轮获得高的齿面硬度 淬火后硬 度可达 HRC58 63 心部又有足够的韧性和较高的抗弯曲疲劳强度的能力 残留奥氏 体量也少 汽车变速箱齿轮选用 20CrMnTi 齿轮的毛坯形式主要有棒料 锻件 铸件 棒料用于尺寸小 结构简单 强度要求不 高的齿轮 汽车变速箱主要用于传递动力 对轮齿强度要求高 又属于大量生产 为 了提高生产率 减小切削加工时的劳动量 保证加工精度 所以采用模锻工艺制造毛 坯 2 2 3 齿坯的设计齿坯的设计 2 2 3 1 分模面选择 按选择分模面原则 确定在零件最大直径 136 的二分之一高度处分模 2 2 3 2 加工余量和尺寸公差确定 由于该工件是材料为 20GrMnTi 采用的是锤上模锻的制造工艺 根据零件上最大高度 H 58mm 最大长度 L 136mm 最大宽度 B 136mm L B 1 2 查表 机械加工工艺 手册 表 2 3 13 可知得到所有尺寸的单边余量皆为 1 5mm 所有高度尺寸偏差皆为 毫米 查表得 水平尺寸公差毫米 0 1 5 0 1 按零件尺寸确定锻件尺寸 直径 136 处 136 2 1 5 139 1 直径 98 处 98 2 1 5 101 1 四川理工学院毕业设计 论文 5 直径 110 处 110 2 1 5 1131 孔 56 处 56 2 1 5 531 全 长 22 24 16 62 0 1 5 0 2 2 3 3 模锻斜度确定 按选取模锻斜度方法 在 110 处 根据 L b 110 110 1 h b 23 5 110 0 21 在 98 处 根据 L b 98 98 1 h b 16 98 0 16 在 136 处 根据 L b 136 136 1 h b 9 25 136 0 07 锤上模锻外斜度通常为 5 7 最大为 10 选择为 5 锤上模锻内斜度 一般要比外斜度要大 选择为 7 2 2 3 4 圆角半径确定 r 单面余量 零件圆角半径或倒角 在 110 处 h b 23 5 110 0 21 r 1 5 1 2 5mm 在 98 处 h b 16 98 0 16 r 1 5 1 2 5mm 在 136 处 h b 9 25 136 0 07 r 1 5 1 2 5mm R 2 5 2 5 0 5 6 75 6mm 2 2 3 5 冲孔连皮的确定 零件上孔 56 处 56 2 2 25 0 25 51 25 2 0 1 0 d 51 25 60 h 58 2 29 h d 29 51 25 0 57 h 0 57d 由图 5 14 可确定平底冲孔连皮厚度为 6mm 2 2 3 6 其他 出锻件沿周边的残余毛刺为 0 8 1 0mm 锻件沿分模面的错移量为 0 8 1 0mm 锻件表面 的缺陷 加工表面不大于锻件实际余量的 1 2 2 2 3 7 热处理 正火处理锻件 2 2 4 定位基面的选择定位基面的选择 定位基面的选择是以中心部位的孔作为主要精基准 具体应用时有以下几种情况 1 在一次装夹中精车齿轮坯的孔 大外圆和大端面 以保证这些表面的位置精度要 求 2 先精加工孔 然后以孔作为精基准 加工其他各表面 3 外圆与孔互为基准 齿轮零件 因小端外圆和孔的精度以及小端外圆对孔的同轴 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 6 度要求都很高 表面粗糙度要求很低 在车削后均须磨削 车削后可先以外圆和小端 面作为精基准 用百分表找正后磨孔 再以孔作为精基准 用心轴装夹磨外圆 由于 内 外圆互为基准 每一工序都为下一工序准备了精度更高的定位基准 因此可以得 到较高的同轴度要求 精基准的选择 选择花键内孔和端面作为精基准面 加工各档外圆表面 槽和齿轮面 粗基准的选择 为了加工出上述的精基准面 应以外圆和一端面作为粗基准面 车 镗 拉花键孔 2 2 52 2 5零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 零件各表面加工方法和方案的选择 根据零件每个加工表面 特别是主要表面 的精 度 粗糙度及技术要求 选择合理的加工方案 确定每个表面的加工方法和加工次数 该工件毛坯已经模锻成型 孔以锻出 其各表面加工方法选择如下 56Dmm 长 46mm 的花键孔 粗镗 精镗 05 0 0 34 0 花键孔 粗镗 精镗 拉削 校正磨孔 各外圆表面 两槽 左右端面 粗车 精车 齿轮齿形 滚 插 剃齿 珩齿 740 2 槽孔 粗镗 精镗 2 2 6 零件表面加工顺序的确定零件表面加工顺序的确定 2 2 6 1 加工阶段的划分 为了达到规定的技术要求 该双联齿轮可分为以下几个加工阶段 粗加工阶段 其主要目的是切除绝大部分余量 主要是车外圆 车端面 粗镗内孔及 拉花键孔 半精加工阶段 使次要表面达到图纸要求 并为主要表面的精加工提供基准 主要是 以拉成的花键孔为主要基准 精车外圆 内孔 端面 粗滚 插齿 精镗 740 2 槽 孔 精加工阶段 保证各主要表面达到图纸要求 剃齿后再校正花键内孔 并以校正的花 键内孔为精基准 进行珩齿加工 机械加工顺序的安排 根据在安排机械加工工序时 必须遵循基准先行 先粗后精 先主后次等几项原则 四川理工学院毕业设计 论文 7 所以先安排外圆 端面的加工再进行内孔的粗加工 由于花键孔是以后各个表面加工 的精基准 所以接着安排花键孔的拉销 花键孔加工好了以后 再以花键孔为主要的 精基准 精车各档外圆 端面和槽 滚 插齿 剃齿 最后安排花键内孔的校正 进行 珩齿加工 2 2 6 2 热处理工序的安排 主要热处理工序为 汽车变速箱齿轮齿坯热处理采用正火 正火是将锻造后的齿坯加 热到相变临界点以上 30 50 保温后从炉中取出 在空气中冷却至室温 这种热 处理过程了细化晶粒 改善切削加工性能 减小淬火时的开裂倾向 还可以消除锻造 应力 汽车变速箱齿轮采用渗碳 淬火 低温回火的热处理工艺 先将齿坯放在渗碳 介质中 在 920 940 高温下渗碳 渗碳时间是 5 小时 渗碳深度是 0 9 1 3 毫米 表层含碳量 0 8 1 05 然后预冷至 840 860 直接淬火 油淬 淬火后低温回火 回火温度 200 回火后轮齿表面硬度 HRC58 64 心部硬度 HRC32 45 辅助热处理工序为 检验工序 在热处理工序安排中间检验工序 最后进行终检工序 其他辅助热处理工序主要还有车 镗槽及滚 插齿后去毛刺 安排清洗 涂油 入库 2 2 7 工序的组合工序的组合 在制订工艺路线时 是采用工序集中 还是采用工序分散 要根据下列条件确定 1 生产类型 单件 小批量生产时 采用工序集中原则 大批 大量生产时 采用 工序分散原则 有利于组织流水线生产 2 工件的尺寸和重量 对于大尺寸和大重量的工件 由于安装和运输的问题 一般 采用工序集中原则 3 工艺设备条件 自动化程度高的设备一般采用工序集中原则 如加工中心 柔性 制造系统 结合该工件的加工类型以及结构特点与技术条件 为了尽可能的减少工件的安装次数 在一次安装中加工多个表面 以便与保证高的表面相互位置精度 考虑最终使用通用 机床配以专用夹具 并采用工序集中的原则来组合工序 2 2 8 零件的工艺路线的选择与确定零件的工艺路线的选择与确定 方案一 工序号工序号 工序内容工序内容 10 模锻制坯 20 正火处理 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 8 30 粗车大端端面和大齿外圆 40 车内孔 预制孔及另一端 50 车端面 止口并倒角 60 拉花键孔 70 车端面 80 精车外圆及端面 倒角 90 切槽 倒角 100 检验 110 滚齿 Z 32 120 插齿 Z 25 130 倒圆角 140 钳工去毛刺 150 剃齿 160 清洗 170 热处理前检验 180 渗碳处理 190 淬火处理 200 回火 210 喷丸 220 推花键孔 230 磨内孔 240 磨拨叉槽 250 珩齿 260 清洗 270 终检 280 入库 方案二 工序号工序号 工序内容工序内容 10 下料 20 模锻制坯 30 正火处理 40 粗车大端外圆 端面 粗镗孔 四川理工学院毕业设计 论文 9 50 调头粗车小端外圆 端面 精镗孔 60 检验 70 拉花键孔 80 钳工去毛刺 90 上心轴 精车各档外圆 端面及外圆沟槽 倒角 100 镗 740 2 槽深 12mm 的孔并倒角 110 检验 120 滚齿 Z 32 130 插齿 Z 25 140 倒齿部圆角 150 钳工去毛刺 160 剃齿 170 清洗 180 热处理前检验 190 渗碳淬火处理 200 低温回火 210 校正磨花键内孔 220 珩齿 230 清洗 240 终检 250 做防锈处理 260 入库 方案比较 方案一 二都是采用 车 拉 车 的加工思路 两种加工方案皆可行 比较起来 第二种方案加工设备条件要求不高 加工简单方便 尽可能的减少了工件的安装次数 在一次安装中加工了多个表面 保证了比方案一高的表面相互位置精度 既保证了加 工精度 又兼顾了生产效率 故选用第二种加工方案 既保证了加工精度 又兼顾了生产效率 故选用第二种加工方案 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 10 2 3齿轮加工工艺数据的确定 2 3 1 选择或设计 制造机床设备选择或设计 制造机床设备 设备的选择原则 1 设备规格和零件大小适应 2 精度满足工件的加工要求 3 生产率满足生产纲领的需要 由于该工件的生产规模为大量生产 根据工件的特点和技术要求 选用通用机床与专 用夹具较为合适 2 3 2 计算和确定加工余量计算和确定加工余量 110mm 外圆工序尺寸及公差计算查 机械加工工艺实用手册 P647 表 8 10 可得 0 054 0 表 1 1 110mm 外圆工序尺寸及公差 0 054 0 工序名称工序余量达到精度等级工序尺寸工序尺寸及偏差 精车0 3h8110 110 0 054 0 粗车2 7h12110 3 110 3 0 35 0 毛坯 1 113 113 1 98 0 2 mm 外圆工序尺寸及公差计算 查 机械加工工艺实用手册 P647 表 8 10 可 得 表 1 2 98 0 2 mm 外圆工序尺寸及公差 工序名称工序余量达到精度等级工序尺寸工序尺寸及偏差 精车0 5h1298 98 0 2 粗车2 5h1398 5 98 5 0 54 毛坯 1 101 101 1 136 外圆大端工序尺寸及公差计算 查 机械加工工艺实用手册 表 8 10 可得 表 1 3 136 外圆大端工序尺寸及公差 四川理工学院毕业设计 论文 11 工序名称工序余量达到精度等级工序尺寸工序尺寸及偏差 精车0 3h9136 136 0 14 0 粗车2 7h12136 3 136 3 0 40 0 毛坯 1 139 139 1 56Dmm 工序尺寸及公差计算 查 机械加工工艺手册 P495 表 2 3 48 可得 05 0 表 1 4 56Dmm 工序尺寸及公差 05 0 工序名称工序余量达到精度等级工序尺寸工序尺寸及偏差 校正孔0 02H756 56 03 0 0 精镗孔0 18H855 98 55 98 046 0 0 粗镗孔2 8H955 8 55 8 074 0 0 毛坯孔 1 53 53 1 2 3 3 确定切削用量及工时定额确定切削用量及工时定额 2 3 3 1 工序 10 下料 1 毛坯质量的确定 查表可知 20GrMnTi 的密度为 8 5g cm 3 V总 V1 V2 V3 2 2 V1 h 代入数据 V1 16 27981 67mm 2 dD 2 2 53101 2 3 V2 h 代入数据 V2 22 125363 6 mm 2 dD 2 2 53139 2 3 V3 h 代入数据 V3 24 66027 4 mm 2 dD 2 2 53113 2 3 V总 V1 V2 V3 27981 67 125363 6 66027 4 219372 7 mm 219 4cm 33 m 8 5 219 4 1864 9 g v 则毛坯的总质量为 1 86kg 实际取 M 2kg 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 12 2 3 3 2 工序 40 粗车大端外圆 端面 粗镗孔 图 2 1 粗车大端外圆 端面 粗镗孔工序图 工步 1 粗车外圆 139 至 136 3 0 40 0 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 2 7mm 2 机床 夹具 量具选择 机床 CA6140 卧式机床 夹具 通用三角爪盘 量具 游标卡尺 3 刀具选择 YT15 外圆车刀 刀具尺寸 B H 16 25 kr 90 15 12 0 r 0 4 选取车削用量 a 车削深度 ap 1 35mm b 确定进给量 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 取 f 0 5mm r 5 确定车削速度 车削功率 v 2 3 kv faT CV yv p 15 0 208 0 60 kv Kmv Ktv Kkrv KTV KSV 式中修正系数 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 Cv 242 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 KSV 0 8 KTV 1 yv 0 35 T 60 则代入数据得 v 1 825 m s8 081 0 57 0 5 035 1 6060 242 3501502 08 0 四川理工学院毕业设计 论文 13 取 v 109 5m min 确定机床主轴转速 251r min w d v n 1000 13914 3 5 1091000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 400 r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 174 1000 40013914 3 m 6 机床功率 查 机械加工工艺手册 表 2 4 1 主切削力 9 81 Z F fz nfzyfzxfz kvcfapcfznfz 60 查式中系数 nfz 0 15 cfz 270 xfz 1 yfz 0 75 nfz 0 15 kfz 1 3617 则 773 4 N Z F3617 1 1095 035 1 2706081 9 15 0 75 0 115 0 切削时损耗功率为 PC 1 4 KW 4 1060 vFz 4 106 1094189 由 机械加工工艺手册 表 3 1 18 中机床说明书可知 CA6140 机床主电机功率为 7 5KV 切削功率在主电机功率范围内 所以可以正常加工 7 校验机床进给系统强度 已知主切削力 773 2 N Z F 径向切削力 F 9 81 Y kfyvcfapcfynfy nfyyfyxfy 60 查式中系数 nfy 0 3 cfy 199 xfy 0 9 yfy 0 6 kfy 1 08 则 F 316 6 N Y 横向切削力 F 9 81 x kfxvcfapcfxnfx nfxyfxxfx 60 查式中系数 nfx 0 4 cfy 294 xfy 1 0 yfx 0 5 kfx 2 071 则 Fx 170 24 N 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数为 0 1 则切削力在纵向进给方向对进给机构的 作用力 F Fx F 170 24 0 1 773 4 316 6 279 24 N Z F Y 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 14 查表可知 选择 CA6140 机床合适 8 切削工时计算 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 可知 切削工时 2 4 fn llll tj 321 查表取式中系数为 l 20 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 13min 4005 0 4220 工步 2 粗车 A 端面 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 2mm 2 选取车削用量 a 车削深度 ap 1mm b 确定进给量 取 f 0 7mm r 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 3 确定车削速度 车削功率 由公式 2 3 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 知 Cv 242 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 KSV 0 8 KTV 1 yv 0 35 T 60 k 1 18 则有 v 1 996m s18 1 37 0 7 06060 242 3502 08 0 取 v 119 5 m min 确定机床主轴转速 274 r min w d v n 1000 13914 3 5 1191000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 400r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 174 1000 40013914 3 m 由 机械加工工艺手册 表 3 1 18 中机床说明书可知 CA6140 机床主电机功率为 7 5KV 切削功率在主电机功率范围内 所以可以正常加工 4 切削工时计算 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 切削工时 2 5 i fn L tj 四川理工学院毕业设计 论文 15 其中 L 查出式中系数 321 1 2 lll dd 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 06min 4007 0 4275 11 工步 3 粗车 B 端面 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 3mm 2 选取车削用量 a 车削深度 ap 1 5mm b 确定进给量 取 f 0 6mm r 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 3 确定车削速度 车削功率 由公式 2 3 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 Cv 242 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 Ksv 0 8 KTv 1 yv 0 35 T 60 k 1 18 则 v 1 97m s 18 1 37 0 5 16 06060 242 15 0 3502 08 0 取 v 119 m min 确定机床主轴转速 333 r min w d v n 1000 11314 3 1191000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 400r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 142 1000 40011914 3 m 4 切削工时计算 由公式 2 5 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 查出式中系数 2 1 l0 2 l4 3 l 则 tj 0 15min 4006 0 42 5 29 工步 4 粗车外圆 113 至 110 3 0 35 0 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 2 7mm 2 选取车削用量 a 车削深度 ap 1 35mm 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 16 b 确定进给量 取 f 0 6mm r 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 3 确定车削速度 车削功率 由公式 2 3 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 可知 Cv 242 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 Ksv 0 8 KTv 1 yv 0 35 T 60 则代入数据得 v 1 61 m s 取 v 96 6m min8 081 0 57 0 6 035 1 6060 242 3501502 08 0 确定机床主轴转速 272r min w d v n 1000 11314 3 6 961000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 400 r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 142 1000 40011314 3 m 4 切削工时计算 由公式 2 5 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 得出式中系数 l 25 5 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 16min 4006 0 42 5 25 工步 5 粗镗孔 53 至 55 8 074 0 0 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 2 8 mm 2 刀具选择 查 机械加工工艺手册 表 4 2 6 采用刀具材料为 YT15 的内孔车刀 进行镗孔 刀具尺寸 B H 16 16 L 80mm kr 60 装在镗杆上 60 的斜孔里 构成 了 kr 90 的内孔车刀 3 选取镗削用量 a 镗削深度 ap 1 4mm b 确定进给量 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 取 f 0 15mm r 4 确定镗削速度 v 2 6 kv faT CV yv p 15 0 208 0 60 9 0 四川理工学院毕业设计 论文 17 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 式中修正系数 Cv 291 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 Ksv 0 8 KTv 1 yv 0 2 T 60 则代入数据得 v 2 36m s 取 V 142 m min9 08 081 0 57 0 4 115 0 6060 291 15 0 202 08 0 确定机床主轴转速 841r min w d v n 1000 5314 3 1421000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 560r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 95 1000 5605314 3 m 5 切削工时计算 由公式 2 4 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 得出式中系数 l 60 5 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 7min 56015 0 42 5 60 2 3 3 3 工序 50 调头粗车小端外圆 端面 精镗孔 图 2 2 调头粗车小端外圆 端面 精镗孔 工步 1 调头粗车 A 端面 1 确定加工余量 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 18 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 3mm 2 机床 夹具 量具选择 机床 CA6140 卧式机床 夹具 通用三角爪盘 量具 游标卡尺 3 刀具选择 YT15 的 90 车刀 刀具尺寸 B H 12 kr 90 15 12 20 0 r 0 4 选取车削用量 a 车削深度 ap 1 5mm b 确定进给量 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 取 f 0 5mm r 5 确定车削速度 由公式 2 3 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 Cv 242 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 Ksv 0 8 KTv 1 yv 0 35 T 60 k 1 18 则 v 2 1m s 取 v 126 m min18 1 37 0 5 05 16060 242 35015 0 2 08 0 确定机床主轴转速 289 r min w d v n 1000 3 13614 3 1261000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 400r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 174 1000 400 3 13614 3 m 由 机械加工工艺手册 表 3 1 18 中机床说明书可知 CA6140 机床主电机功率为 7 5KV 切 削功率在主电机功率范围内 所以可以正常加工 4 切削工时计算 由公式 2 5 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 得出式中系数 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 15min 4005 0 4265 17 工步 2 调头粗车 B 端面 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 3mm 2 选取车削用量 a 车削深度 ap 1 5mm 四川理工学院毕业设计 论文 19 b 确定进给量 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 取 f 0 6mm r 3 确定车削速度 由公式 2 3 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 式中修正系数 Cv 242 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 Ksv 0 8 KTv 1 yv 0 35 T 60 k 1 18 则 v 1 97m s18 1 37 0 6 05 16060 242 35015 0 2 08 0 取 v 118 m min 确定机床主轴转速 372 r min w d v n 1000 10114 3 1181000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 400r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 127 1000 40010114 3 m 由 机械加工工艺手册 表 3 1 18 中机床说明书可知 CA6140 机床主电机功率为 7 5KV 切削功率在主电机功率范围内 所以可以正常加工 4 切削工时计算 由公式 2 5 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 得出式中系数 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 15min 4005 0 4255 22 工步 3 调头粗车小端外圆 101 至 98 554 0 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 2 5mm 2 选取车削用量 a 车削深度 ap 1 25mm b 确定进给量 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 取 f 0 6mm r 3 确定车削速度 由公式 2 3 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 式中修正系数 Cv 242 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 KTv 1 yv 0 35 T 60 则代入数据得 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 20 v 1 72m s81 0 57 0 6 025 1 6060 242 3501502 08 0 取 v 103 m min 确定机床主轴转速 325r min w d v n 1000 10114 3 1031000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 400 r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 126 1000 40010114 3 m 4 切削工时计算 由公式 2 4 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 得出式中系数 l 16 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 1min 3206 0 4216 工步 4 精镗孔 55 8至 55 98 074 0 0 046 0 0 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 0 18mm 2 机床 夹具 量具选择 机床 CA6140 卧式机床 夹具 通用三角爪盘 量具 游标卡尺 3 刀具选择 YT15 机夹式陶瓷精镗车刀 刀具尺寸 B H 30 30 kr 75 kr 15 L 250mm 4 选取车削用量 a 车削深度 ap 0 09mm b 确定进给量 查 机械加工工艺实用手册 表 15 2 取 f 0 05mm r 5 确定车削速度 由公式 2 3 可知 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 Cv 291 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 KTv 1 yv 0 2 T 60 k 0 9 则代入数据得 v 5 1 m s9 046 0 05 0 09 0 6060 291 201502 08 0 四川理工学院毕业设计 论文 21 v 306 m min 确定机床主轴转速 1746r min w d v n 1000 8 5514 3 3061000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 710 r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 134 1000 8 5571014 3 m 6 切削工时计算 由公式 2 4 可知 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 得出式中系数 l 59 5 2 1 l4 2 l tj 0 94min 71005 0 42 5 59 2 3 3 4 工序 70 拉花键孔 图 2 3 拉花键孔 1 机床 夹具 量具选择 选择 L6140A 拉床 工作状况为良好 夹具 通用三角爪盘 量具 游标卡尺 2 刀具选择 由于工件加工工艺的要求 选择专用拉刀 3 确定拉削的进给量 齿升量 查 机械加工工艺手册 表 2 4 117 f 0 03 0 06mm 取 f 0 05mm z z 4 确定拉削速度 根据 金属切削刀具课程设计指导资料 20GrMnTi 的心部硬度为 HB 220 300 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 22 抗拉强度 1 4GPa 选用拉刀材料为 W18Cr4V 选用余量切削方式为 倒角 花键式 b 切除顺序 分层拉削渐成式切削方式 查 机械加工工艺手册 表 2 4 118 得到切削速 度组别选择组适合 再查 机械加工工艺手册 表 2 4 119 查得花键孔的拉削速度范围为 0 116 0 08m s 选择 W18Cr4V 时速度选择最大值 所以拉削速度 V 0 116m s 拉削力和拉削功率 查 机械加工工艺手册 表 2 4 120 得拉刀切削刃每 mm 长度的单位切削力 F 245N mm 拉削功率 P 27 kw Z m 5 计算拉刀的最大拉削力 查 金属切削刀具课程设计指导资料 表 6 22 拉削力的计算公式 F FZk kk k 10 KN 2 7 maxZ aw emax012 k 34 3 其中 Zb 为花键齿时aw Z b 2f 为倒角齿时w a 查 金属切削刀具课程设计指导资料 表 6 7 可知 确定拉刀齿距及同时工作齿数 粗切齿时 P 1 3 1 6 则粗切齿和过渡齿的 P 11mm L 精切齿时 P 0 6 0 8 则精切齿和校准齿的 P 6mm L 同时工作 Z 5 则 Z 5 1 6 e min P L emax 满足 的技术要求 83 e Z 6 查修正系数 查 金属切削刀具课程设计指导资料 表 6 23 切削刃状态修正系数 k 1 2 0 刀齿磨损状况修正系数 k 1 1 切削液状况修正系数 1 13 2 k 刀齿前角状况修正系数 k 1 3 刀齿后角状况修正系数 k 1 4 7 校正拉床载荷及功率 查 金属切削刀具课程设计指导资料 表 6 22 倒角齿 F F Z b 2f Zk kk k 10 263 6264 KN d maxZ aw emax012 k 34 3 花键齿 F F ZbZk kk k 10 229 3229 KNh maxZ aw emax012 k 34 3 所以 F 264 KN max 四川理工学院毕业设计 论文 23 机床允许拉力 F 400 0 8 320 KN rk F F 故选用 L6140 机床合适 rk max 8 拉削功率验算 P 27P 40 KN 合适 m 9 拉削工时计算 查 机械加工工艺手册 表 2 5 20 tj ZbLK 1000vf Z 2 8 z 其中 1 K 1 2 Z 6 代入公式得出 tj 10 s 2 3 3 5 工序 90 上花键心轴 精车各档外圆 端面及外圆沟槽 倒角 图 2 4 上花键心轴 精车各档外圆 端面及外圆沟槽 倒角 工步 1 精车 136 3至 136的外圆 0 40 0 0 14 0 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 0 3mm 机床 夹具 量具选择 机床 CA6140 卧式机床 夹具 通用三角爪盘 量具 游标卡尺 2 刀具选择 YT15 的 90 车刀 刀具尺寸 B H 12 kr 90 15 12 20 0 r 0 a 3 选取车削用量 第 2 章 BJ 130 汽车变速箱二轴一 二档齿轮工艺规程的制定 24 a 车削深度 ap 0 15mm b 确定进给量 取 f 0 3mm r 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 4 确定车削速度 由公式 2 3 可知 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 得出式中修正系数 Cv 291 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 KTv 1 yv 0 2 T 60 v 3 78m s 取 v 226 m min46 0 3 015 0 6060 291 2015 0 2 08 0 确定机床主轴转速 529 r min w d v n 1000 13614 3 2261000 查 机械加工工艺手册 表 3 1 18 选 n 560r min 故实际切削速度为 1000 Dn v min 239 1000 56013614 3 m 5 切削工时计算 由公式 2 4 可知 查 机械加工工艺手册 表 2 5 3 得出式中系数 l 19 5 2 1 l0 2 l4 3 l tj 0 15min 5603 0 42 5 19 工步 2 精车 110 3 到 110 0 35 0 0 054 0 1 确定加工余量 由加工工序尺寸及公差计算表可知 双面余量 2Z 0 3mm 2 机床 夹具 量具选择 机床 CA6140 卧式机床 夹具 通用三角爪盘 量具 游标卡尺 3 刀具选择 同上 4 选取车削用量 a 车削深度 ap 0 15mm b 确定进给量 查 机械加工工艺手册 表 2 4 4 取 f 0 3mm r 5 确定车削速度 由公式 2 3 可知 查 机械加工工艺手册 表 2 4 17 18 式中修正系数 Cv 291 Kmv 0 57 Ktv 1 0 Kkrv 0 81 KTv 1 yv