齿轮类零件机械加工工艺规程的编程.doc

成都农业科技职业学院毕业论文 论文题目 齿轮零件机械加工工艺规程的编程 学生姓名 清晰明天 专业名称 机械制造及自动化 指导老师 2012年 12 月目录前言21 摘 要3一 编制零件的工艺规程4二 零件的分析42.1 零件技术要求的分析42.2零件结构工艺性分析5三、工艺规程的设计5（一）确定毛坯5（1）确定毛坯的种类6（2）确定毛坯形状6（3）齿坯的加工方案6（二）基准的选择6（1）精基准的选择7（2）粗基准的选择7（三）齿轮加工方案的选择7（四）工艺路线的确定11参考文献26总结27前言毕业设计是教学计划中最后一个重要的教学环节，是培养学生综合应用所学的基础理论，专业知识和基本理论，进行工程设计、工程技术研究，软件工程设计和应用等的综合训练，是前面各个教学环节的继续、深化和拓宽，是学生综合素质和工程技术培养的重要阶段。这次毕业设计我选择了齿轮类零件加工工艺规程的编制，在方案中圆柱齿轮的工艺规程设计中，先从模仿入手，然后由浅入深，逐步进入创新提高阶段。齿轮(Gear) 是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。齿轮通过与其它齿状机械零件（如另一齿轮、齿条、蜗杆）传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点，齿轮机构在工业产品中广泛应用，其设计与制造水平直接影响到工业产品的质量。齿轮轮齿相互扣住齿轮会带动另一个齿轮转动来传送动力。 将两个齿轮分开，也可以应用链条、履带、皮带来带动两边的齿轮而传送动力。直齿圆柱齿轮是传递运动和动力的最基本零件之一，在工程领域，特别是在汽车及制造业有着非常广泛的应用。直齿圆柱齿轮不仅形状复杂，而且尺寸精度、 表面质量及综合力学性能均要求很高。目前，国内直齿圆柱齿轮生产大多采用传统的切削加工方法，材料利用率低，生产效率低，产品成本高，同时由于金属纤维被切断从而降低了齿轮强度和使用寿命。直齿圆柱齿轮精密塑性成形是一种少无切削加工的新技术，精密塑性成形的最终目的是成形出完整齿形而齿面不需后续切削加工或仅留有少许精加工余量。与传统的切削加工工艺相比，直齿圆柱齿轮精密塑性成形具有节材、节能、低成本、高效率等显著优势，成形后的纤维组织沿齿形均匀连续分布，提 高了其力学性能。直齿圆柱齿轮精密塑性成形技术正日益受到人们的重视，已经成为当前各国普遍关注的前沿性研究课题在。此次课题中，重点讨论了直齿圆柱齿轮的加工工序，工艺。期间对于很多知识都忘记了，比如基准，工艺过程及材料等问题。通过向指导老师询问加上自己查阅资料来解决问题。本课程设计讲的是普通直齿圆柱齿轮的工艺规程的设计，从选材到加工方案，再到工序的确定，重点讲述了加工工序。1 摘 要齿轮宽40mm，高84，齿轮分度圆精度为11级精度，中心孔精度要求为7级精度。对齿部要求高频淬火50-55HRC。设计主要包括方案毛坯选择，基准选择，加工方案选择，工艺路线的讲述。其中的计算部分由资料中参考。本文只是对设计过程的简要介绍，计算内容涉及很少。关键词：直齿圆柱齿轮 内应力 加工工艺 基准1 编制零件的工艺规程 直齿圆柱齿轮零件图如下： 加工材料为40Cr钢，编制此圆柱齿轮的工艺规程二 零件的分析 2.1 零件技术要求的分析 （1）直径为78的分度圆要求有基于A面公差0.018的径向圆跳动 （2）齿轮两端面要求有基于A面0.018的端面圆跳动 （3）齿轮中心孔表面摩擦度要求为Ra3.2 (4) 齿轮右端面，键槽要求有Ra6.3,其余摩擦度要求有Ra12.5 (5) 齿部高频淬火5055HRC (6) 其余未注倒角为C1（7）查表得84h11上偏差为0下偏差为-0.22032H7上偏差为0.025 下偏差为0 2.2零件结构工艺性分析 （1）齿轮加工材料为40Cr，该材料属于调质钢，调质钢一般是指经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢。大多数调质钢属于中碳钢，调质处理后的组织为回火索氏体。调质钢具有钢的强度和良好的塑性和韧性，常用于制造一些要求具有良好综合里学性能的重要零件，如轴类，齿轮等。由此可见材料满足要求（2） 齿轮为带孔齿轮，一般选择内孔和端面作为定位基准，采用专用心轴。（3） 此齿轮加工的难点在于Ra3.2的键槽以及齿的加工，齿轮内孔径为32mm，加工键槽的深度为3mm。键槽采用铣刀加工，可以达到要求。（4） 以中心线以及平面A作为齿轮设计基准。（5） 有该零件图中有关面和空加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知：上述要求是可以达到的，零件结构工艺性事可行的。三、工艺规程的设计（一）确定毛坯毛坯是根据零件所要求的材料、形状和工艺尺寸等制成的供进一步加工用的生产对象。毛坯种类，形状、尺寸及精度对机械加工工艺过程、产品质量、材料消耗和产品成本有着直接影响。（1）确定毛坯的种类此件属于盘类齿轮，形状简单，用于单件小批量生产。为了保证毛坯质量，可选择锻件同时内部金相组织纤维化且走向合理、零件力学性能高。（2）确定毛坯形状 毛坯形状尽可能接近工件形状，可锻坯孔，以便有利于节省材料和减少机械加工工作量。（3）齿坯的加工方案用钢做材料，锻后正火消除锻造应力，细化组织，改善切削性能和提高综合力学性能。本齿轮为小批量齿坯加工，可采用粗车精车 加工方案。在卧室车床上粗车齿轮各部分在一次安装中精车内孔和基准端面，以保证基准端面对内孔的跳动要求以内孔在心轴上定位，精车外圆、端面及其他部分。（二）基准的选择在起始工序中，零件的定位只能以毛坯上未经过加工的表面作为定位基准，这种表面是粗基准。经过加工的表面作为定位精基准。在制定工艺规程时，总是先考虑选择精基准，把各个表面加工出来，然后考虑选择怎样的粗基准把精基准的各基面加工出来。（1）精基准的选择齿轮的宽度为40mm，起其设计基准是右端面。在选择精基准时，以右端作为定位基准，车端面，定位基准与设计基准重合，可以保证齿轮宽度。加工齿面时，以内孔作为定位基准，即符合基准重合原则又能使齿轮加工等工序基准统一。（2）粗基准的选择粗基准尽量每个尺寸方向的粗基准只能使用一次，齿坯内孔在通用芯轴上安装，用正外圆来决定中心孔位置，故要求齿轮外圆对内孔的径向跳动要小。 （三）齿轮加工方案的选择 齿轮加工方案的选择主要取决于齿轮的精度等级、生产批量和热处理方法等。下面为齿轮加工方案选择时的几条原则。（1）对于8级及8级以下精度的不淬硬齿轮，可用铣齿、滚齿或插齿直接达到加工精度要求。（2） 对于8级或8级以下精度的淬硬齿轮，需在淬火钱将精度提高一级，其加工方案可采用滚（插）齿齿面加工齿面淬硬修正内孔。（3）对于67级精度的不淬硬齿轮，其齿轮加工方案为滚齿剃齿。（4）对于67精度的不淬硬齿轮，其齿形加工一般有两种方案。1）剃珩方案生产率高，广泛用于7级精度齿轮的成批生产中。磨齿方案生产率低，一般用于6级精度以上的齿轮。（5）对于5级及5级精度以上的齿轮，一般采用磨齿方案。（6）对于大批量生产，用滚（插）齿冷挤齿的加工方案，可稳定地获得7级精度齿轮。我们根据齿轮要求选择方案2外圆表面加工方案序号加工方案经济精度级表面粗糙度Ra值m适用范围1粗车IT11以下5012.5适用于淬火钢以外的各种金属2粗车一半精车IT8106.33.23粗车一半精车一精车IT781.60.84粗车一半精车一精车一滚压（或抛光）IT780.20.0255粗车一半精车一磨削IT780.80.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车一半精车一粗磨一精磨IT670.40.17粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮式超精磨）IT50.1Rz0.18粗车一半精车一精车一金刚石车IT670.40.025主要用于要求较高的有色金属加工9粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨IT5以上0.025Rz0.05极高精度的外圆加工10粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨IT5以上0.1Rz0.05表4-2孔加工方案序号加工方案经济精度级表面粗糙度Ra值/m适用范围1钻IT111212.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（但表面粗糙度稍大，孔径小于1520)2钻铰IT93.21.63钻铰精铰IT781.60.8.4钻扩IT101112.56.3同上，但孔径大于15205钻扩铰IT893.21.66钻扩粗铰精铰IT71.60.87钻扩机铰手铰IT670.40.18钻扩拉IT791.60.1大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）9粗镗（或扩孔）IT111212.56.3除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）半精镗（精扩）IT893.21.611粗镗（扩）半精镗（精扩）精镗（铰）IT781.60.812粗镗（扩）半精镗（精扩）精镗浮动镗刀精镗IT670.80.413粗镗（扩）半精镗磨孔IT780. 80. 2主要用于淬火钢也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗（扩）半精镗粗磨精磨IT670.20.115粗镗半精镗精镗金钢镗IT670.40.05主要用于精度要求高的有色金属加工16钻（扩）粗铰精铰珩磨；钻（扩）拉珩磨；粗镗半精镗精镗珩磨IT670.20.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨IT6级以上根据齿轮零件图，外圆用粗车-半精车完成，而对淬硬部分采用磨削方式进行精加工。而在孔加工中，尺寸小于30mm的孔，毛坯一般不制造出，第一次加工为钻孔。加工顺序为钻-扩-绞。 参考文献 机械加工工艺实践 机械制造基础 （四）工艺路线的确定 1. 毛坯锻造 2. 正火 3. 粗车外圆及端面，留余量1.5- 2mm,钻镗花键孔至尺寸30 H12 4. 拉花键孔 5. 钳工去毛刺 6. 检验 7. 上芯轴，精车外圆，端面至图样要求 8. 插齿（Z=26），留剃余量0.04-0.06mm 9. 倒角 10. 钳工去毛刺 11. 齿部高频淬火 50-55HRC 12. 插键槽 13. 推孔 14. 珩齿 15. 检验 16. 入库 根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡。见附表1：机械工艺工艺卡片,附表215机械加工工序卡 表1 机械加工工艺过程卡零件名称直齿圆柱齿轮锻造每件毛坯制坯数零件生产批量10045Cr 零件外形尺寸工序号工种工序名称机床型号夹具名称刀具名称辅助名称量 具1锯锯切下料2锻按毛坯锻制并按标准留加工余量3车粗车外圆及端面留余量1.5-2mmCW6163车夹具高速钢车刀游标卡尺1500.024钻钻镗花键孔至尺寸30H12C6136（专）车32孔夹具钻扩复合钻28321-50mm内径千分尺5拉拉花键孔至规格L6120 拉夹具矩形花键拉刀拉夹头花键量规6钳去毛刺7车上芯轴，精车外圆，端面及槽至要求CA6140芯轴高速钢外圆，端面及车槽刀游标卡尺1500.028插齿插齿（Z=26)留剃余量0.07-0.10mm2Y5120刚性心轴定位内孔，齿轮端面夹紧的方法螺旋夹紧高速钢插齿刀编码器9倒角倒角（1,2齿15o牙角）手工上芯轴装夹10钳去毛刺11热处理齿部高频淬火环形感应器加热全齿淬火上芯轴装夹 12插键槽插槽机定位夹具插刀13推孔加工至尺寸上限液压机上芯轴装夹球型推刀 表2机械加工工序卡工序简图工序名称粗车外圆及端面成都农业科技职业学院定位基准外圆及端面机床名称机床型号车床CW6163毛坯材料夹具名称45Cr三爪卡盘辅助夹具冷却液序号工步内容转数（rmin）切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称3粗车外圆及端面，留余量1.5-2mm75056.50.4硬质合金车刀游标卡尺150*0.02表3工序名称工序简图钻镗花键孔成都农业科技职业学院机床名称机床型号车床C6136(专）毛坯材料夹具名称45Cr 钻30孔夹具辅助夹具三抓卡盘定位进准外圆和端面序号工步内容转数（rmin）切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称4钻镗花键孔至尺寸30H1275056.50.4麻花钻，YG8硬质合金镗刀0-250内径千分尺表4工序简图工序名称拉花键孔至规格成都农业科技职业学院机床名称机床型号定位基准外圆和端面拉床L6120毛坯材料夹具名称45Cr 拉夹具辅助夹具冷却液三抓卡盘乳化液工步内容转数（rmin）序号拉花键孔至规格280切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称5拉花键孔至规格2803.62.5表5工序简图工序名称钳工去毛刺成都农业科技职业学院工具名称机床型号锉刀毛坯材料夹具名称45Cr 辅助夹具冷却液序号工步内容转数（rmin）切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称6钳工去毛刺2锉刀表6工序简图工序名称精车外圆成都农业科技职业学院机床名称机床型号定位基准外圆和端面车床CA6140毛坯材料夹具名称45Cr 三爪卡盘辅助夹具冷却液工步内容转数（rmin）序号上芯轴精车外圆、端面及槽至要求750切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称7上芯轴精车外圆、端面及槽至要求75056.50.4表7工序简图工序名称插齿Z=26成都农业科技职业学院机床名称机床型号定位基准内孔和端面插齿机ZY5120毛坯材料夹具名称45Cr上芯轴装夹辅助夹具冷却液齿轮夹紧乳化液工步内容转数（rmin）序号滚齿（Z=33)留齿余量0.07-0.12mm64切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称8滚齿（Z=33)留齿余量0.07-0.12mm6432.4表8工序简图工序名称手工磨倒角成都农业科技职业学院机床名称机床型号车床毛坯材料夹具名称45Cr辅助夹具冷却液序号工步内容转数（rmin）切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称9磨倒角（15o）游标卡尺表9工序简图工序名称钳工去毛刺成都农业科技职业学院工具名称机床型号锉刀毛坯材料夹具名称45Cr 辅助夹具冷却液序号工步内容转数（rmin）切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称10钳工去毛刺锉刀表10工序简图工序名称齿部高频淬火成都农业科技职业学院机床名称机床型号电阻加热炉毛坯材料夹具名称45Cr淬火件挂钩辅助夹具淬火介质水序号工步内容转数（rmin）切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称11控温仪表11工序简图工序名称插键槽成都农业科技职业学院机床名称机床型号 定位基准 A面及花键端面插槽机毛坯材料夹具名称45Gr上芯轴装夹辅助夹具冷却液工步内容转数（rmin）序号插槽230切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称12插槽230 每分500次 表12工序简图工序名称推孔成都农业科技职业学院机床名称机床型号毛坯材料夹具名称45Cr芯轴辅助夹具冷却液序号工步内容转数（rmin）切削速度（mmin）进给量（mmrmin）刀具名称量具名称13推孔球形推刀参考文献1. 机械基础 中国劳动社会保障出版社 第三版2. 机械加工工艺学 范崇洛主编 ISBN 978-7-5641-1719-1机械加工-工艺学