毕业设计（论文）副轴装配组件加工工艺规程分析及专用夹具设计

毕业设计题目副轴装配组件加工工艺规程分析及专用夹具设计学生学号院（系）专业指导教师2012年01月01日毕业设计任务书题目副轴装配组件加工工艺规程分析及专用夹具设计毕业设计从2012年1月1日起到2012年2月2日课题的意义及培养目标本零件在生产过程中，涉及了中马机械在加工摩托车齿轮及齿轮主、副轴产品中的所有工序，具有很强的代表性；了解在毛坯生产中涉及的锻造、热处理、车削、磨削等加工工艺，以及齿形的传统加工方法滚齿、插齿、剃齿等方法；通过生产实践，充分学习生产中的新材料、新工艺、以及国外先进的齿轮生产技术和自动化生产线；提高了对齿轮加工检测项目和方法的认知能力，通过图纸技术要求，合理选择加工机床，加工刀具和量具的能力；提高了在生产实践中学习及与人沟通的能力，同时解决问题的能力也得到了锻炼。培养在生产一线搜集资料数据能力；培养理论联系实践，通过理论知识来解决生产实际问题的能力；熟悉并应用有关手册、规范、图表等技术资料的能力；培养识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。设计所需收集的原始数据与资料（1）摩托车副轴装配组件零件图样，年产量10000件，备品率4（2）主要有相关的设计手册、教材（3）实习现场学习，选择各工序加工装备，刀具，夹具，量具课题的主要任务（需附有技术指标分析）（1）被加工零件的零件图（2）零件毛坯综合图（3）零件装配图（4）夹具设计装配图（5）编写设计说明书（6）机械加工工艺过程卡、工序卡设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）周次设计（论文）任务及要求1开题报告2分析研究被加工零件，画零件图，34确定毛坯制造方法，画毛坯图、拟定工艺路线56进行工序设计和工艺计算，编写工艺文件78设计专用夹具9编写课程设计说明书10答辩学生签名日期指导教师日期教研室主任日期副轴装配组件加工工艺规程分析及专用夹具设计摘要KRW副轴装配组件是某知名摩托车发动机的重要组成部分之一，用来降低转速和增大转矩。本文按照零件工艺设计的基本流程，经过对比论证，选择了实用正确的工艺路线。首先，对副轴装配组件的结构进行了分析，其次从零件工艺分析到工艺流程的确定以及切削用量的计算，每步都给出了详细的说明。还设计了盘形齿轮滚齿夹具，对切削力、夹紧力、定位误差进行了计算，对工作原理以及使用方法也给出了详细的解释。最后，通过CAD绘图软件，绘制出零件的零件图、毛坯图及夹具工装图。关键词KRW副轴装配组件，工艺设计，切削用量，CAD绘图ANALYSISOFPROCESSTECHNOLOGYOFTHELAYSHAFTSUBASSEMBLYANDDESIGNOFASPECIALFIXTUREABSTRACTKRWLAYSHAFTSUBASSEMBLYISANIMPORTANTPARTOFAWELLKNOWNMOTORCYCLEENGINE,USEDTOREDUCEROTATINGSPEEDANDINCREASETORQUETHISTEXTMADEACOMPARISONARGUMENTOFTHEBASICPROCESSOFTHETECHNOLOGYINACCESSORYDESIGN,ANDCHOSETHEPRACTICALPROCESSROUTEFIRSTLY,ITMADEANANALYSISOFTHESTRUCTUREOFTHELAYSHAFTSUBASSEMBLY；SECONDLY,GAVEADETAILEDDESCRIPTIONOFEACHSTEP，FROMTHEPROCESSANALYSISOFTHESUBASSEMBLYTOTHEDETERMINATIONOFTECHNICALCONDITIONSANDTHECALCULATIONOFCUTTINGAMOUNTINADDITION,DESIGNEDADISKGEARHOBBINGFIXTURE,ANDTHECUTTINGFORCE,CLAMPINGFORCEANDPOSITIONERRORWERECALCULATED,ANDALSOGAVEANELABORATEINTERPRETATIONOFOPERATIONALPRINCIPLEANDUSEMETHODFINALLY,DRAWTHECOMPONENTGRAPHS,BLANKDRAWINGANDDIAGRAMOFFIXTURETOOLINGTHROUGHTHECADDRAWINGSOFTWAREKEYWORDSKRWLAYSHAFTSUBASSEMBLY,PROCESSDESIGN,CUTTINGAMOUNT,CADDRAWING目录毕业设计任务书摘要ABSTRACT1零件图分析111零件的功用112计算生产纲领确定生产类113零件的结构分析22毛坯的确定321毛坯的选择322毛坯的机械加工余量及锻件公差的确定3221锻件重量3222锻件的机械加工余量及公差的确定3223锻件分模位置的确定4224确定机械加工余量和极限偏差4225斜度的确定4226绘制毛坯零件图63基准的选择731基准的概念和分类7311设计基准7312工艺基准732定位基准的选择7321粗基准的选择7322精基准的选择84工艺规程设计941工艺规程分析9411轴齿轮加工工艺规程分析9412盘形齿轮加工工艺规程分析942制定工艺路线9421齿坯加工9422齿形加工9423其他加工工序的安排1043加工设备及刀、夹、量具12431外圆加工设备及刀具的选用13432通用夹具的选择14433量具的选择1444机械加工工序设计15441轴齿轮齿坯各工序余量及偏差15442盘形齿轮齿坯各工序余量及偏差16443齿形加工切削用量的选择1845时间定额的计算19451盘形齿轮19孔钻削加工时间定额的计算19452轴齿轮的滚齿时间定额的计算2046填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡2147绘制零件装配图215夹具的设计2251功能分析与夹具总体结构设计22511夹具方案设计22512夹具总体结构设计2252使用说明236致谢247参考文献258附录261零件图分析11零件的功用该零件为摩托车变速箱中的副轴组件，图11为其零件图（详见附录），该组件是由一根齿轮轴和一个盘形齿轮压配而成，其功用是传递动力和改变摩托车变速箱的传动比，实现摩托车的换挡和变速。图11零件图12计算生产纲领，确定生产类型该摩托车变速箱中副轴装配组件产品的年产量为10000件，其备品率为4，机械加工废品率为1，现依据已知条件计算其生产纲领，并确定生产类型由公式NQN（1）（1）（11）得该零件的年产量为N10000（14）（11）10504件副轴装配组件的年产量为10504件，现已知产品年产量，且属于轻型零件。查机械制造工艺学表13生产类型与生产纲领的关系，确定生产类型为大批生产。13零件的结构分析由附录可知，该零件的材料是20CRMO。本材料淬透性较高，无回火脆性，焊接性相当好，形成冷裂的倾向很小，可切削性及冷应变塑性良好，一般在调质或渗碳淬火状态下使用，用于制造在非腐蚀性介质及工作温度低于250、含有氮氢混合物的介质中工作的高压管及各种紧固件、较高级的渗碳零件。从零件图上看，本零件为回转体零件，结构比较简单，由轴齿轮和盘形齿轮组成。其表面组成为15和19圆柱面、275轴齿轮齿面，691盘齿轮齿面和19内孔。其主要加工面有轴齿轮15、19的外圆柱面及275齿面；盘齿轮691齿面和19的内孔。由于传动与装配的要求较高，对于19、15圆柱面有较高的圆柱度和同轴度要求，对于275和691齿面均有径向圆跳动要求。粗糙度方面表现在对于15、19圆柱内外表面有较高的要求，具体为RA08,其余为RA32，这些在安排加工工艺时也需给予注意。M从零件图上的齿轮技术要求可以看出，齿轮径向跳动、公法线长度公差、单个齿距公差、及齿距累积总公差均给出了严格的技术指标，在生产过程中必须选用合理的工装夹具、刀具、量具、加工设备，才能满足图纸的技术要求。2毛坯的确定21毛坯的选择毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易、工序数量的多少有着直接的影响，因此，合理选择毛坯在生产中占据着不可或缺的分量，同样毛坯加工余量的确定也是一个非常重要的问题。毛坯种类的选择决定于零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得的可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其它毛坯。零件的材料为20CRMO，属于低碳合金钢，推荐用型材或锻件，从经济方面考虑，若选择型材，其使用的棒料加工余量偏大，这样不仅浪费材料，而且还大大增加机床、刀具及能源等方面的消耗。本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承受较大的冲击载荷，所以对其强度和韧性都必须有较高的要求，故选择锻造毛坯，以使其金属纤维尽量不被切断，经过锻造可以细化材料中的组织结构，又由于年产量为10504件，达到了大批量生产的水平，且零件形状较简单，尺寸也不大，所以采用模锻进行产品的加工。22毛坯的机械加工余量及锻件公差的确定221锻件重量该组件由两部分组成，齿轮轴和盘形齿轮，分别计算质量为和，经过计算分1M2别为1758068G和2448551G（钢的密度782G/CM）。1M2222锻件形状复杂系数和材质系数锻件形状复杂系数是锻件重量（）与其对应的锻件外廓包容体（）的锻M锻件包容体重量的比值（21）锻件包容体锻S齿轮轴和盘形齿轮的外廓包容体体积分别为2808647G，3622855G12M所以、分别为1S2062591MS674902MS经查机械加工工艺手册第三章毛坯与余量可知，锻件形状复杂系数分为4级简单（0631）；一般（032063）；较复杂（016032）；复杂S2S3S（016）时属于一般复杂程度。故齿轮轴形状复杂系数属于一般级，盘形齿轮属4于简单级。锻件的材质系数由于齿轮组件的材料为20CRMO的含碳量小于065，所以材质系数为。1M223锻件分模位置的确定形成模锻件的各扇模具之分合面，称为模面。选定分模面的原则主要是保证模件形状与零件形状一致，并使模锻件从锻模中取出方便。为此锻件的分模面应选择在具有最大水平投影尺寸的位置上。故齿轮轴选在过轴线的平面作为分模面，盘形齿轮选择在垂直轴线的面且处于盘形厚度中心位置的平面作为分模面（详见附录）。224确定机械加工余量和极限偏差由以上的锻件质量、锻件形状复杂系数和材质系数，依据机械加工工艺手册分别查表计算各部分尺寸加工和极限偏差见表21，22225圆角及拔模斜度的确定根据机械加工工艺手册毛坯及余量章节可知，圆角最小余量余量倒角1R大小，所以齿轮轴和盘形齿轮毛坯各处圆角大小如表23所示表21轴齿轮锻件的尺寸极限偏差（单位）锻件质量包容体质量复杂系数材质系数精度等级17581G28086GS220CRMOM1普通尺寸种类/MM极限偏差/MM根据备注3151004表3137230804表3137直径190804表31376451004表31374451004表3137长度2780804表3137残留飞边05表3137外径20（单边）表3151余量长度20（单边）表3151表22盘形齿轮锻件的尺寸极限偏差（单位）锻件质量包容体质量复杂系数材质系数精度等级24486G36229GS120CRMOM1普通尺寸种类/MM极限偏差/MM根据备注7310804表3137直径330804表313716360803表3137厚度10360803表3137平面度08表3142正火锻件残留飞边05表3137余量外径25表315119内孔小于锻出条件25，故不锻出厚度2表3151表23毛坯圆角大小（单位）零件图倒角大小余量齿轮轴盘形齿轮0522525123308228外拔模角根据零件的长宽比值（L/H）并查表3146确定，轴齿轮采用5拔模角即可；盘形齿轮采用7拔模角即可。226绘制毛坯零件图（详见附录）图21毛坯零件图3基准的选择31基准的概念和分类零件是由若干表面组成的，各表面之间都有一定的尺寸和相互位置要求。用以确定零件上点、线、面间的相互位置关系所依据的点、线、面称为基准。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准。311设计基准设计图样上所采用的基准称为设计基准。如齿轮轴和齿轮零件图上的轴心线是各外圆和孔的设计基准。312工艺基准在工艺中采用的基准称为工艺基准。按用途可分为定位基准、测量基准和装配基准。定位基准加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所使用的基准。如盘形齿轮零件在粗车内孔时，采用外圆进行装夹定位，此时的定位基准为外圆；当精车外圆时，以中心孔定位，此时的定位基准为中心孔。测量基准零件检验时，用于测量已加工表面尺寸及位置的基准。例如在齿轮轴的外圆跳动检测时，以工件两端的中心孔定位，此时中心孔就是测量时的测量基准。装配基准装配时用已确定零件在部件或产品中位置的基准。32定位基准的选择选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。321粗基准的选择选择的原则是（1）非加工表面原则；（2）加工余量最小原则；（3）重要表面原则；（4）不重复使用原则；（5）便于装夹原则。根据以上选择的原则，在加工齿轮轴时（1）车左端时，以右端外圆和端面做为粗基准；（2）车右端时，以左端外圆和端面做为粗基准。加工盘形齿轮时，选择外圆和一端的端面作为粗基准加工端面和内孔，反过来在加工另一端面。322精基准的选择选择的原则是（1）基准重合原则；（2）基准统一原则；（3）自为基准原则；（4）互为基准原则；（5）便于装夹原则。根据以上选择的原则，我们知道齿轮轴的各段外圆的轴线为各自的设计基准，而从零件图可以看出，此齿轮轴15、19、237各段是同轴的，且相对于公共轴线AB有0004MM的同轴度要求，可见精基准的选择宜采用中心孔定位，且便于测量，符合了设计基准、工艺基准和测量基准的重合原则。对于盘形齿轮精基准的选择，在加工19的内孔时宜采用外圆作为定位基准，在加工齿形时，宜采用内孔作为精基准进行装夹，符合了基准重合、互为基准的原则。4工艺规程设计41工艺规程分析由零件图可知，齿轮轴和盘形齿轮的公法线长度公差为0015MM、齿轮径向跳动为002MM、单个齿距公差为001和0014、齿距累计公差为0029MM，经查公差配合与技术测量表910齿轮偏差允许值（摘自GB/T10095122001）可知，此副轴组件的轴齿轮为7级精度，盘形齿轮的精度等级为6级精度。以上分析可知，齿轮的精度较高，在工艺安排时候应该将粗精加工分开，并且应该合理选择加工设备、刀具、量具等检测手段。411轴齿轮加工工艺规程分析轴齿轮上的15MM、19MM两个尺寸的外圆表面具有较高的尺寸公差要求和相对轴线的跳动要求，且圆柱度为0004MM，所以对于精基准中心孔的要求较高，在精加工之前，宜采用研磨中心孔。在275MM齿形部分的技术要求可以看出，其精度等级为7级精度，齿轮径向跳动为002MM，在进行齿形的粗加工和精加工时，定位基准的选择特别重要，宜采用中心孔定位进行精加工。412盘形齿轮加工工艺规程分析盘形齿轮结构比较简单，但是精度要求较高，且在装配后相对于组件轴线的同轴度要求较高，所以在工艺安排时予以重点考虑。42制定工艺路线421齿坯加工查公差配合与技术测量表22标准公差数值，可知轴齿轮1500110022MM、1900940081MM的精度等级均为IT6级公差，查机械制造工艺学表110外圆柱面加工方法可知其经济加工方法为粗车半精车精磨方案合理；查公差配合与技术测量表22标准公差数值，可知盘形齿轮190010005MM孔为IT6级公差，查机械制造工艺学表111孔加工方法，可知其经济加工精度为粗车精车珩磨。齿轮两端面无特殊要求，在粗车内孔的时候可同时粗车相应的端面。422齿形加工以上分析可知，轴齿轮的精度为7级精度，查机械制造工艺学教材表414可知，7级精度的齿轮采用滚齿（插齿）剃齿方案即可满足要求。查阅零件图图纸可知，该轴齿轮的齿宽为238MM，参考机械制造工艺学教材可知插齿适合于加工模数小，齿宽小、工作平稳性要求较高而运动精度要求不太高的齿轮。可见该齿轮齿宽较大，不适应插齿加工，所以选择滚齿作为粗加工，剃齿作为精加工即可满足加工要求。盘形齿轮的精度为6级精度，查机械制造工艺学教材表414可知，6级精度齿轮采用滚齿剃齿珩齿方案即可满足加工要求。423其他加工顺序的安排（1）切削加工的安排原则A基准先行B先粗后精C先主后次D先面后孔（2）热处理工序的安排A预备热处理的目的改善工件的材料的切削加工性能，消除残余内应力，改善金相组织，为最终热处理做好准备。依据齿轮手册第十五篇齿轮材料及热处理表15347齿轮毛坯预备热处理工艺，材料为20CRMO属于低碳合金钢，锻造后采取正火热处理，工艺规范9201000空冷。预备热处理一般安排在锻造之后粗加工前。B最终热处理的目的是提高零件的力学性能（如强度、硬度、耐磨性等），如调质、淬火、回火以及各种表面处理，一般安排在精加工前。依据齿轮手册第十五篇齿轮材料及热处理表15212常用齿轮材料力学性能，可知20CRMO材料属于低碳合金结构钢,适合CN共渗淬火和低温回火热处理作为最终热处理。（3）辅助工序的安排辅助工序包括检验、齿轮的倒棱、去毛刺、清洗、防锈等工作。除了工序中自检外，还需在下列场合单独安排检验工序A重要工序前后；B送往计量室进行检验（如表面粗糙度RA、圆柱度、齿形齿向公差）；此组件为配合件，轴齿轮的精度要求比较高，为了达到图纸的精度要求，在最终热处理后应该安排磨削工序，来达到精度要求和提高表面性能。初步拟定加工工艺路线如表41所示表41初步拟定工艺路线工序内容工序号轴齿轮盘形齿轮102030405060708090100110120130下料锻造；正火；粗车轴齿轮外圆各端面；半精车轴齿轮外圆、端面、钻削中心孔；研磨中心孔（轴齿轮）；滚齿；去毛刺；倒棱；剃齿；CN共渗淬火和低温回火热处理；磨削轴齿轮外圆各部；珩齿；终结检验；下料；锻造；正火；粗车盘形齿轮外圆、端面，钻削孔至16MM半精车孔至18MM；精车内孔；滚齿；去毛刺；倒棱；剃齿；CN共渗淬火和低温回火热处理；珩磨内孔；强力珩齿；终结检验；140压配；150160清洗防锈；入库上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序有些问题还值得进一步讨论。经过阅读图纸，不难发现，此副轴组件压配后，盘形齿轮相对于轴齿轮的径向跳动要求为002MM。可见，此技术要求在两零件加工完备后，进行压配来控制此跳动。显然，装配基准和设计基准不符合基准重合原则。故工序140还有待改进，盘形齿轮的珩齿为最终的精加工，如果在此工序之前将轴齿轮加工到最终尺寸，使盘形齿轮与之压配，再强力珩齿，就符合了设计基准和定位基准重合的原则。其次，热处理之后在齿轮的表面很容易形成氧化层，该氧化层具有很高的硬度，如果直接进行强力珩齿，容易使磨轮磨损速度加快，需要反复修磨磨轮，降低了效率，所以在工序热处理之后增加外啮合珩齿工序。修改后的工艺路线如表42所示表42工艺路线的确定工序内容工序号轴齿轮盘形齿轮102030405060708090100110120130下料；锻造；正火；粗车轴齿轮外圆各端面；半精车轴齿轮外圆、端面、钻削中心孔；研磨中心孔（轴齿轮）；滚齿；去毛刺；倒棱；剃齿；CN共渗淬火和低温回火热处理；磨削轴齿轮外圆各部；珩齿；终结检验下料；锻造；正火；粗车盘形齿轮外圆、端面，钻削孔至17MM半精车孔至18MM；精车内孔；滚齿；去毛刺；倒棱；剃齿；CN共渗淬火和低温回火热处理；珩磨内孔；珩齿；终结检验140压配；150强力珩齿（盘形齿轮）达图样要求；160成品检验；170180清洗防锈；入库43选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用设备为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床间的传送均由人工完成。431加工设备及刀具的选用1）外圆及端面的加工设备主要工序由粗车半精车磨削三步工序组成。粗车主要为了去除大部分余量，加工精度要求不是太高，选择C616普通车床，这是一种小型车床，床身最大工件回转半径为160MM，最大加工长度为550MM。适合批量较小，精度要求不高零件的加工。他的投资较数控车床的低，但对工人的技术要求较高（参考文献机械加工工艺手册第二卷表111卧式车床型号与技术参数）。刀具选择90外圆车刀；半精加工阶段使用的是CK7516A型数控车床，半精加工阶段使用数控车床加工的优势在于数控车床的加工精度比普通车床的高，能满足零件设计的要求，而普通车床难以达到要求。再者数控车床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高，是普通车床的35倍。但数控车床的投资大，使用费用高，生产准备工作复杂。由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。综合考虑这些因素，所以在粗加工阶段所使用的是C616型普通车床来加工，半精加工阶段选择宝鸡机床厂CK7516A型数控车床来加工。磨床的选择根据图纸可以看出，外圆的磨削主要由尺寸1500110022MM、1900940081MM两个尺寸，其次尺寸为长度尺寸要求比较严格，尺寸直接关系到装配尺寸公差。磨床主要有普通外圆磨床M1320，半自动外圆磨床MB1320，数控外圆磨床（台湾），该尺寸除了要控制外圆尺寸外，还要控制长度尺寸，显然如果选用普通外圆磨床或半自动外圆磨床显然只能满足外圆的磨削要求，如果采用数控磨床，自动化程度高，劳动强度低，最主要在于，在磨削之前可以进行探测端面A，从而通过程序来控制长度尺寸。其次，该磨床还可以将砂轮修成台阶形状，一次性装夹，同时磨削出多个台阶外圆，并且可以在线自动探测外圆尺寸，从而控制外圆的磨削补偿尺寸。由此可见，在外圆磨削时，选择G32A50CNC磨床比较合理，砂轮选择棕刚玉砂轮，粒度80。2）内孔加工设备的选择（钻车削珩磨）工序中孔的粗加工采用钻削加工，由于时大批量生产，故采用钻床，参考文献机械加工工艺手册表312立式钻床与技术参数选择型号为Z5125A钻床，主电机功率22KW。刀具选择17高速钢直柄麻花钻头。内孔的车削，采用数控车床CK7516A；刀具选择可转位车刀，刀片采用60内圆车刀。珩磨内孔加工设备的选择，采用常用的珩磨机床，磨料选用油石磨削。3）齿轮加工设备的选择滚齿属于粗加工设备，选择重庆机床厂YBA3120滚齿机，参照机械加工工艺手册表6124齿轮滚刀精度等级与被加工齿轮精度的对应关系，可知轴齿轮选择AA单头齿轮滚刀，盘形齿轮选择AAA精度单头齿轮滚刀。查表6126剃前齿轮滚刀形式和基本尺寸可知两种滚刀的外径均为63MM，滚刀总长50MM。剃齿作为轴齿轮的最终加工设备，盘形齿轮的半精加工设备，能够满足6级精度要求，参照齿轮制造工艺手册表103选择南京二机有限公司YWA4232剃齿机床，表106选择剃齿刀具，盘形齿轮模数为15MM，选择齿数115，螺旋角15齿顶圆直径184085MM剃齿刀具，精度等级A级；轴齿轮模数为175MM，选择齿数100，螺旋角5，齿顶圆直径181728MM剃齿刀具，精度等级A级。珩齿作为盘形齿轮的最终精加工，可以选择外啮合珩齿和内啮合珩齿两种选择，外啮合珩齿机在加工过程中，珩磨轮与工件同时啮合的齿数较少，内啮合珩齿机，珩磨轮与工件同时啮合的齿数较多，珩磨轮精度较高，切削速度低，校正齿形齿向误差能力强，所以采用日本KANZAKI公司GFC300内啮合强力珩齿机。磨料选择WA180。其他设备的选择多工位倒棱机床YB9432；珩齿机床Y4632A；锻压设备C4165空气锤；研磨设备立式中心孔研磨机ML4710。432通用夹具的选择普通车床夹具的选择，轴齿轮外径尺寸较小，如果选择三爪卡盘夹持，很难保证各台阶之间的同轴度要求，为此，选择专用弹簧夹头夹持工件。磨床夹具的选择轴齿轮为台阶轴，且各台阶相对于轴线有较高的同轴度要求，宜采用双顶尖定位夹紧，且需要进行研磨中心孔。轴齿轮滚齿、剃齿、珩齿加工时也采用中心孔定位夹紧。盘形齿轮主要加工表面为端面和外圆及19MM内孔，外径尺寸为691MM，宜采用三爪卡盘夹持外圆、车削内孔及端面。盘形齿轮齿形粗加工滚齿采用专用芯轴装夹。433量具的选择依据公差配合与技术测量可知，计量器具的选择原则如下1、选择计量器具应与被测工件的外形、位置、尺寸的大小及被测参数特性相适应，保证所选计量器具的测量范围能够满足工件的要求；2、选择计量器具应考虑工件的尺寸公差，使所选计量器具的不确定度值既能保证测量精度的要求，又能符合经济要求。在选择计量器具时，通常要求所选计量器具的不确定度应小于或等于计量器具不确定度的允许值。依据以上选择原则，查公差1U配合与技术测量表51、表52、表53得组件各公差尺寸量具的选择如表43所示表43计量器具的选择（单位）M基本尺寸公差安全裕度（A）计量器具不确定度允许值U1所选计量器具1500110022111019009400811312025MM分度值为0001外径千分尺405001109050MM分度值为002高度尺190010005孔1514025MM分度为0001内径千分尺1379000151514025MM分度0001公法线千分尺25445000151514050MM分度0001公法线千分尺3、齿形齿向及其它测量设备齿形齿向测量精度较高，属于专用测量设备，依据公司现有德国设备克玲贝格齿轮测量中心简称P26进行测量；粗糙度及圆柱度的测量，采用接触式测量法，仪器选择轮廓粗糙度仪。44机械加工工序设计441轴齿轮齿坯各工序（粗车半精车磨削）余量及偏差查公差配合与技术测量表22，可知2750035MM齿部外圆公差为IT13级精度公差，只需粗车即可满足工艺要求。查文献机械加工工艺手册表323半精车后磨削外圆加工余量及偏差，得磨削15MM、19MM加工余量为02MM；查表322粗车及半精车外圆加工余量磨NZ及偏差，得半精车余量为10MM，偏差为（）已知两外圆表面的总加工余量07。故粗加工余量。MZN4M8214参考文献机械加工工艺手册第二卷，表1146外表面车削常用切削用量推荐值，得材料为20CRMO的切削速度为4080M/MIN，取50M/MIN，粗车走到一次，F0106MM/R，取F03MM/R。AP82参考文献机械加工工艺手册第二卷，表111，选择车床主轴转速600R/MIN,校核机床功率查表1157，得切削力（41）FZNZCYFZXZPFCCKVFAC查表1157将公式中的系数带入公式中，得NFC7321063150382650750701切削功率（4KWPVFMC7514410657321062）故选择车床功率为55足够。KW用查表法机械加工工艺手册计算其它各工序加工余量如表44所示表44外圆各表面加工余量、工序尺寸公差（MM）加工表面加工方法余量精度等级工序尺寸及公差根据粗车28H121620012表322半精车10H81520007表323215精磨02IT61500110022表323粗车25H122050021表322半精车13H819200084表32319精磨02IT61900940081表323275粗车22H122750035表322442盘形齿轮齿坯各工序余量及偏差查公差配合与技术测量表22，可知6910046MM齿部外圆公差为IT13级精度公差，只需粗车即可满足工艺要求。19MM内孔加工工序为钻半精车精车珩磨。查表3214珩磨内孔加工余量，得经过精车孔后的珩磨内孔余量要求为007MM，其上工序加工公差为（00250）。查表3210得半精车余量为17MM，半精车前偏差为（0210）；查表3213可知精车余量为03MM，精车前偏差为H10（00840），已知总的加工余量为19MM，故粗加工余量。故采用170005高速钢钻MZN931607319头进行钻削加工去除余量。A确定钻削用量参考文献机械加工工艺手册第二卷，表341可查出钻削F047057MM，查Z5125A说明书，取F05MM/R。根据表343，钻头强度所允许的进给量F175MM/R机床进给机构允许的轴向力15690N（由机床说明书查出），根据表344，允许的进给量F18MM/R。MAXF由于所选的F远小于F、F，故所选F可用。B确定速度V、轴向力F、转矩T以及切削功率MP查表348及表3410进行计算。根据所给条件，可直接在表3415中用插入法计算得，N6951KWM251由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正。由表349可知，切削速度的修正系数,故70,8IVMVK（4IN/IN/7/3）（4MI/210I/1710RRDVN4）查Z5125A型机床说明书，取N225R/MIN。实际切削速度V为（45）IN/012IN/10257ND0MV由表3411，切削力及转矩的修正系数，故6MFK（4NF6436）（4MNNT85401957）C校验机床功率机床切削功率为MP（48）MKV/125KW（1201/17）106094KW机床有效功率为（4KWKPE653810549）（和由Z5125A说明书查出），由于，故选择的钻削用量可用，即EPMEP,；MD170RF/430IN/25RIN/012V相应地，16NFT84KWM94各工序加工余量及偏差如表45所示表45各表面加工余量、工序尺寸公差（MM）加工表面加工方法余量精度等级工序尺寸及公差根据钻1693H1216930210表3210半精车17H10186300840表3211精车03H818930020表321319内孔珩磨007H7190010005表3214691粗车25H136910046表322端面粗车13IT1213760018表3223半精车07IT1112360011表3222443齿形加工切削用量的选择（1）滚齿A、背吃刀量的选择参考文献机械加工工艺手册第二卷，表6135可知滚刀走刀次数（背吃刀量）可知，盘形齿轮和轴齿轮的模数均小于3MM，故走刀次数为1次滚切至全齿深。B、进给量的选择根据表6136可知，前面所选择的滚齿机床Y3180属于第机床组别，查表6137可知滚刀粗滚加工进给量为45MM/工件每转，又因所加工的齿轮螺旋角分别为和15，故均小于30，所以粗加工进给量须乘以修正系数08，故修正后的5粗滚进给量为324MM/工件每转，查Y3180滚齿机说明书，选择进给量35MM/工件每转。C、切削速度的选择根据上述的走到次数、进给量和表6133推荐的滚刀寿命，考虑被加工材料性质、齿轮模数和其他加工条件来确定切削速度，参考表6139高速钢标准滚刀粗切齿轮时的切削速度，选择粗切速度35M/MIN，即N175R/MIN。（2）剃齿采用查表法，参照齿轮制造工艺手册表109、表1011查得余量及切削用量如46表所示表46剃齿切削参数及切削余量名称切削速度（M/MIN）纵向进给量（MM/R）径向进给量行程次数剃齿余量轴齿轮1050180025MM5次0025盘形齿轮105025002MM6次004依据表109表109表109表109表1011注剃齿余量为齿厚余量。（3）强力珩齿（盘形齿轮）切削用量的选择，参照齿轮制造工艺手册表1022，选择主轴转速800R/MIN，切削速度12M/MIN，轴向进给量2000MM/MIN，径向进给量002MM/MIN；依据表1023，选择加工余量（公法线）004MM。5时间定额的计算采用计算法分别计算盘形齿轮19孔钻削加工时间定额和轴齿轮的滚齿时间定额。451盘形齿轮19孔钻削加工时间定额的计算（）机动时间参考文献机械加工工艺手册第二卷表351，得钻孔的计算公式为FNLTM21（41RCTGKDL10），钻19MM孔，已知，取412LMCTL6512871ML3612，将以上数据及前面选定的及带入公式，得M3FN023MIN54306MT（2）辅助时间参考文献机械加工工艺手册第一卷，辅助时间见表47AT表47钻削辅助时间（MIN）名称装夹工件卸下工件操作机床时间测量工件时间钻19005004102004依据表5219表5220表5221表5222注操作机床时间包括主轴的启动停止，刀具的快速移动，退钻清削等。经计算。MIN15AT（3）作业时间，即。BTAMTTMIN381520B（4）布置工作场地时间参考机械制造工艺学教材，可知该时间一般按作S业时间的27计算，取5作为参考计算，即。I069ST（5）休息与生理需要时间参考机械制造工艺学教材，可知一般按作业时R间的24计算，取3计算可知。IN041381T（6）准备与终结时间由于该零件为大批量生产，所以准备与终结时间分摊到E每件工件上的量很小，可以忽略不计。（7）单件计算工时。MIN49069RSBC452轴齿轮的滚齿时间定额的计算（1）机动时间参考文献机械加工工艺手册第一卷，由公式（411）MIN021KFZLBTAM公试中B齿轮的齿宽；滚刀滚入和滚出长度；Z被加工齿轮齿数；滚刀的转速；21L0N为滚刀进给量；为滚刀头数。AFK其中（412）为滚切深度（由于是一次滚出，即为齿全深），为滚刀外径，为滚刀的安PA0D装角（通常等于工件的螺旋角），带入数值计算得ML38155COS97631（注35取值4MM）ML4TAN35TAN302将以上参数带入公式（411）计算得IN920I1573982MT（2）辅助时间查机械加工工艺手册第一卷表5242滚齿机上双顶尖工AT件装夹时间为014MIN；机床操作时间（工件刀具的启动停止、刀架靠近和离开工件、清理铁屑等）为023MIN。故。A30（3）作业时间，即。BMTTMIN2951370925B（4）布置工作场地时间参考机械制造工艺学教材，可知该时间一般按作SCOS01PPAL业时间的27计算，取5作为参考计算，即。MIN0652951TS（5）休息与生理需要时间参考机械制造工艺学教材，可知一般按作业时RT间的24计算，取3计算可知。IN0382951（6）准备与终结时间由于该零件为大批量生产，所以准备与终结时间分摊到E每件工件上的量很小，可以忽略不计。（7）单件计算工时。MIN39816RSBCT46填写机械