双联齿轮零件的机械加工工艺规程及工艺装备

课程设计说明书双联齿轮零件的机械加工工艺规程及工艺装备班级姓名学号指导教师1、引言课程设计是学生在校学习阶段的一个重要的教学环节，其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力。树立正确的设计思想和工作作风。在三年的学习中我涉及到了大量的专业知识，如机械制图，机械设计，互换性与技术测量，现代制造工艺学。这些专业课在整个机械设计制造专业学习的过程中，起到了很重要的作用，它们把我从前所学的一些基础理论知识材料力学、机械制造基础、公差测量与配合、机械设计基础、机械加工设备等等这些专业课知识都融合在一起，学会学以致用、融会贯通和举一反三。综上，双联齿轮机械加工工艺规程及工艺装备课程设计是我们完成大学的全部基础课以及大部分专业业课之后所进行的一个综合性质的考验。这也是在我们毕业设计之前的对所学知识的回顾和总结，也可以说是一个毕业设计前的热身设计。1、双联齿轮的分析11双联齿轮的作用和结构双联齿轮主要用于一些机械设备变速箱中，通过与操作机构的结合，滑动齿轮从而实现变速。圆柱齿轮一般分为齿圈和轮体两部分，根据齿轮轮体的结构形状来划分可知上图中的双联齿轮为盘类齿轮，有两个齿圈，在齿圈上切出直齿齿形，在轮体上带有花键孔。21双联齿轮的工艺分析为了保证齿轮正常工作和便于加工，齿轮主要表面的尺寸公差、位置公差和表面粗糙度须达到一定标准。由图可知1、双联齿轮的齿面粗糙度为16UM、2、32H10孔的表面粗糙度为16UM，28H7孔的表面粗糙度为32UM3、齿轮两端面跳动允差为005MM三、选择毛坯31毛坯的选择该齿轮结构简单，尺寸小，并且有台阶轴，力学性能要求很高，精度较高且要进行中批或大批生产，所以选用模锻件，其加工余量小，表面质量好，机械强度高，生存率高。工件材料选用45钢，毛坯的尺寸精度要求为IT12级，公称尺寸，长50。1032基准的选择根据零件图纸及零件的使用情况分析。知32花键孔，端面圆跳动，平行度等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应进行分析。321粗基准的选择粗基准的选择对双联齿轮这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。322精基准的选择在加工完32花键孔以后各工序则以花键孔为定位精基准。这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。在加工某些表面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。四、选择加工方法，制定工艺路线1、机械加工工艺设计为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。工艺路线一工艺路线二锻造、正火锻造、正火1粗车外圆及端面1粗车外圆及端面2拉花键孔2拉花键孔3去毛刺3去毛刺4精车外圆、端面4精车外圆及端面5检验5检验6滚齿6滚齿7插齿7倒角8倒角8去毛刺9去毛刺9剃齿10剃齿10齿部高频淬火11齿部高频淬火11推孔12推孔12衍齿13衍齿13总检14总检2、工艺方案的比较与分析两个工艺方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二这道工序都是为了获得Z19的切削加工。方案一是对Z33的齿形进行滚齿加工后再对Z19的齿轮进行插齿加工，这样能保证切削加工顺利地进行下去。方案二是对Z33的齿坯进行滚齿加工后继续对Z19的齿轮进行滚齿加工，由于该零件是双联齿轮，两齿轮间隔很小，若再对Z19的齿坯进行滚齿加工需得有专门的设备，增加了成本和加工难度另外，选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等、本次设计选择工艺路线方案一。3、制定机械加工工艺路线毛坯为锻件，清理后进行正火处理，以消除内应力机械切削加工性能，在毛坯车间，对其认真检验分析，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工锻造、正火粗车外圆及端面拉花键孔去毛刺精车外圆、端面检验滚齿插齿倒角去毛刺剃齿齿部高频淬火推孔衍齿总检。五、选择加工设备及刀具、夹具、量具1、选择加工设备与工艺设备工序名称设备刀具量具夹具锻模锻锤车卧式车床高速钢车刀游标卡尺150002三爪卡盘拉拉床矩形花键拉刀花键量规拉夹具滚齿滚齿机高速钢滚刀上芯轴装夹插齿插齿机高速钢插刀上芯轴装夹倒角齿轮倒角机45O外圆车刀游标卡尺剃齿剃齿机盘形剃齿刀珩齿齿轮珩磨机砂轮上心轴装夹钳钳工锉刀游标卡尺150002锉台表512、确定工序尺寸工序一下料毛坯公称尺寸。47592工序二毛坯经粗车575外圆和端面后，575外圆公称尺寸为，875外圆公称尺寸为。6590工序三工件调头，粗车875外圆和端面后，875外圆公称尺寸为。如图52所示18图52工序四钻镗花键孔至尺寸，花键孔尺寸为。5428工序五拉花键至规格，如下图所示图53工序六钳工去毛刺。工序七精车工件外圆、端面和槽至尺寸，如下图所示工序八检验工序九工件以花键孔定位于心轴上，校正心轴按图样要求滚齿（Z33留齿余量007012MM。如下图所示工序十插齿（Z19留齿余量004006MM（见图54）。工序十一倒角（15度）（见图54）。工序十二钳工去毛刺。工序十三剃齿（Z33、剃齿（Z19。工序十四珩齿。工序十五齿部高频淬火。工序十六总检入库。3、计算加工余量由文献1可用查表法确定各表面的总余量，但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。由文献1可查出锻件主要尺寸的公差，先将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸875外圆8755925575外圆5754615424254742长4254718厚1832120厚20323花键孔28327六、确定工序切削用量及基本时间1、工序切削用量1粗车外圆及端面，钻镗花键底孔至尺寸28（1）已知875外圆长度方向上的加工余量为3MM,实际加工余量为15MM,故分一次加工，长度加工公差为IT11级取019MM（2）进给量切削简明手册当刀杆尺寸为16MM25MM,MM时，以及工件直径为875时，0608MM/按C车床说明书取06MM/N。由于存在间歇加工所以进给量乘以K075085所以实际进给量F0608048MM/按C车床说明书053（3）计算切削速度。按切削简明手册表127，切削速度的计算公式为（寿命选T60MIN）刀具材料YG6VCV/TMAPXVFYVKV其中CV158XV015YV04M02修正系数KO见切削手册表128KMV115KKV08KKRV08KSV104KBV081VC158/60022015053041150808081097469M/MIN2、工序时间计算（1）机动时间由文献1表257得钻孔的计算公式为TLL1L2/FN式中L1D/2COTKY（12）L214，钻盲孔时，L20，L46，L20，F03，N1000L187/2COT（1180/2）1567所以T46670/03100001773MINTB2T2017730355MIN（2）辅助时间由文献1表2541确定开停车0015MIN升降钻杆0015MIN主轴运转002MIN清楚铁屑004MIN卡尺测量010MIN装卸工件时间由文献1表2542取1MIN所以辅助时间TA（00150015002004011）MIN119MIN（3）作业时间TBTBTA（0355119）MIN1545MIN（4）常量工作场地时间TS由文献5，取3，则TSTIN（5）休息与生理需要时间TRTRTIN（6）准备与终结时间TE由文献1表2544，取部分时间为简单件26MIN深度定位03MIN使用钻模6MIN由设计给定5000件，则TE/N（26036）/50000001615MIN（7）单件时间TPTBTATSTR（03551190046350046350001615）MIN1625MIN（8）单件计算时间TCTPTE/N（16250001615）MIN163MIN七、夹具设计1、定位基准的选择因为齿轮端面相对于轴心线的的跳动为005，因此我们采用端面和定位，同时花键孔是工件的设计基准，又是加工基准，因此以内孔为定位基准完全可以达到精度要求。2、切削力和卡紧力计算21刀具采用专用滚刀机床滚齿机。FXFZCWQV0EYZPNDF其中修正系数KV10；CF30；QF083；XF10；YF065；F083；P8；WF0。代入上式，可得F8894N。因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数KK1K2K3K4其中K1为基本安全系数15K2为加工性质系数11K3为刀具钝化系数11K4为断续切削系数11所以F謖KF17757N22夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由N（F1F2）KF謖其中F为夹紧面上的摩擦系数，取F1F2025,FPZG,G为工件自重N435121/夹紧螺钉公称直径D10MM，材料45钢，性能级数为68级。B6100MPAA806MPB螺钉疲劳极限032B032600192MPA。1极限应力幅A751KMALIP许用应力幅3ALIS螺钉的强度校核螺钉的许用切应力为。SSS354,取S4，得120MPA，满足要求82D4EHF经校核满足强度要求，夹具安全可靠。A2E15D43MPN3、定位误差分析由于用28内孔和端面定位，齿轮设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。06732012DTDY式中为定位副间的最小配合间隙（MM）；TD为工件圆孔直径公差（MM）；TD为定位销外圆直径公差（MM）。4、夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率。为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的止口定位可以精确保证齿顶圆和分度圆相对于中心线的跳动，从而保证了精度。便于滚齿加工，本夹具总体的感觉是操作比较简单，结构比较紧凑，效率大大提高20。七设计总结结双联齿轮就是两个齿轮连成一体这种双联齿轮在轮系中变速器被称为滑移齿轮,双联齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。这次的毕业设计是我在校学完所有的专业知识后进行的，对我将来有很大的帮助，使我充分认识到了机电一体化与机械基础方面的重要性。同时也使我认识到了我对这方面的不足，我深刻的认识到了学好一门专业的重要性，激发了我的斗志，用我们自己学到的知识为国家做贡献，使