张涛课程设计说明书

1、目录一丶任务书 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1序言.2一、零件的工艺分析及生产类型的确定4。（一）零件的作用及结构特点4。（二）零件的工艺分析4。（三） 零件的生产类型5。二、工艺规程设计5。（一）确定毛坯的制造形式5。（二）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定5。（二）选择加工方法，制定工艺路线7。（三）确定切削用量及基本工时9。三、心得体会17。四、参考文献18。 附件：毛坯图，零件图，机械加工工艺规程卡片，工序卡。 序言机械制造工艺学

2、课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，我也得到了很多锻炼：（1） 运用机械工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的地位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2） 更加深入了解工时定额的计算，对其有了深层次的了解。（3） 学会使用手册以及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能做到熟练运用。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析

3、问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。1、 零件的工艺分析及生产类型的确定 （一） 零件的作用及结构特点课程设计任务书所给的是一个离合器齿轮，是齿轮离合器的一部分，该离合齿轮是一个内齿轮，它与花键轴套在一起，和外齿轮啮合组成齿轮副，从而传递动力；有时还可以利用脱开的内齿轮兼作齿轮传动用，且与不同齿数齿轮啮合，可以得到不同的传动比，从而改变机器运行的转速，实现变速或换挡功能。该齿轮为盘类齿轮，有一个个齿圈，在齿圈上切出斜齿齿形，在轮体上带有花键孔。 （二） 零件的工艺分析 该零件属于齿轮类零件，形状规则，尺寸精

4、度和形位精度要求均较高，零件的主要技术分析如下：（1） 齿轮齿形端面对准A的圆跳动公差不超过0.05mm，主要是保证端面平整光滑，离合器齿轮是利用花键轴和花键孔进行配合定位，因此必须保证花键孔的尺寸精度。离合器齿轮之间啮合要求严格，要保证齿轮的齿形准确及同轴度较高。（2） 由于零件是离合器齿轮，轴向距离较小，根据生产纲领是选择合理的加工工艺。（3） 齿轮要求加工精度高，要严格控制好定位。（4） 47的内孔是一比较重要的孔，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准，因此加工内孔的工序是比较重要的。（三） 零件的生产类型 Q=500台/年，n=1/台；结合生产实际，备品率a和废品率b分别取3%和0.

5、5%。代入公式，得该零件的生产纲领 N=500×1×（1+3%）×(1+0.5%)=517件/年零件是离合器上的齿轮，属于轻型零件，生产类型为大批生产（查机械制造技术基础课程设计指导教程P5页表1-3可得） 二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 由于零件结构简单，尺寸较小，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高且要进行大量生产所以选用锻件，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20CrMnTi，毛坯的尺寸精度要求为IT1213级。（二）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1.加工余量的确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，

6、不能保证零件的加工精度，余量过大，不但增加机械加工劳动量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理地安排加工余量。根据零件毛坯条件：材料为20CrMnTi，生产类型为成批生产，采用锻造。 1) 轴向长度方向加工余量该零件的端面我们只用到了粗车，查表余量为2mm，所以毛坯长度134+2×2=138mm。 2) 外圆表面加工余量 左边外圆和右边外圆尺寸大小相差不大，所以均采用余量为4mm，则左边外圆为26mm，右边外圆为66mm。 3）内圆表面加工余量 内圆表面为基准面，所以留余量为4mm，则内圆为19mm。2. 工序尺寸的确定 粗车后： 左外圆 20mm 右外圆

7、60mm 精车后： 左外圆 18mm 右外圆 58mm 铣齿后： 留余量0.07-0.12m 剃齿后： 至精度要求3. 3.毛坯尺寸的确定，画毛坯 该齿轮要求配合精度较高，力学性能较好，且生产纲领是成批生产，所以毛坯选用锻件，再给以正火处理，以消除锻件在锻造过程中的内应力。 由文献知，该种锻件的工差等级为CT79级，故取CT9级。 由文献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毛坯图见图纸。（三）选择加工方法，制定工艺路线1.基面的选择 定位基准的选择

8、是拟定零件加工路线的、确定法加工方案前的重要工作。基准选择的合理、可靠，直接影响到加工质量和生产效率。对保证零件的尺寸精度和位置精度有着决定性的作用，同时可以使生产率得以提高。反之，就会出现各种问题，更有甚者还会造成大批废品零件，使生产无法正常进行。我们在选择基准的时候通常考虑下面几个问题：1)以哪一个表面作为精基面或统一基准，可以保证加工精度和高的生产效率；2)为加工精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基准；3)是否有特殊表面需要采用统一基准以外的精基面。 在选择基准的时候，应尽量做到设计基准与定位基准重合。对于离合齿轮这样的盘套类零件，根据该零件的工作特点和加工要求，选择定位面基准如下

9、：精基面：齿轮基圆的基准是内孔15mm的内圆表面，所以精基准为内孔15mm的内圆表面，选择内孔和一个端面作为精基面，加工键槽和外圆，以内孔和右端面作为定位基面加工齿。 粗基面：以外圆和一个端面作为粗基面,拉内孔。2.制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑使用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中起来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽可能下降。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. 车花键 2. 拉平键槽

10、3，粗铣右边的槽 3.粗铣右边的槽 4.精铣右边的槽 6.精铣右边的槽 5.去毛刺 7.去毛刺 6.精车外圆及端面 8.精车外圆及端面 7.检验 9.检验 8.铣齿 10.铣齿 9.剃齿 11.倒角 10.倒角 12.碳氮共渗，淬火低温回火 11.碳氮共渗，淬火加低温回火 13.珩齿 12.珩齿 14.总检 13.总检两个工艺方案中虽然剃齿与珩齿原理相同，不过剃齿是在齿轮淬火前对齿轮进行精加工，而珩齿实在淬火后对齿轮进一步精加工，所以少了剃齿这一步会对齿轮的精度要求有影响。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。根据工序方案一制

11、定出详细的工序划分如下所示：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1. 毛坯锻造2. 正火3. 夹住大圆柱一侧，粗车左端外圆20mm及端面，留余量0.5 mm4. 粗车左端第二段，外圆17 mm，第三段外圆16 mm，车退刀槽，倒角5. 车花键6. 精车为18mm，15 mm，14mm7. 夹18mm8. 粗铣，精铣右边的槽9. 采用热爆炸去毛刺法来去除毛刺10. 上心轴，精车外圆及端面至要求11. 检验12. 铣齿留余量0.07-0.12mm13. 剃齿（Z=47）公法线长度之尺寸上限14.

12、倒角至棱角和齿45°牙角15. 碳氮共渗，深度2-3mm，淬火后低温回火16. 珩齿17. 总检入库 根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡。（4） 确定切削用量及基本工时 完成零件加工的一个工序的时间定额，通常称为单件时间定额。可以按照下式计算： Td=Tj+Tf+Tjfw+Tzjw+Tx 式中：Td单件时间 Tj基本时间 Tf-辅助时间 Tjfw工作地点技术服务时间 Tzjw工作地点组织服务时间 Tx休息及生理需要时间基本时间与辅助时间之和称为工序时间Tg，即 Tg=Tj+Tf Tjfw=Tg（1-7%） Tzjw=Tg（1-1.7%） Tx=Tg×2%综上所述

13、，单件时间定额的基本公式如下 Td=Tj+Tg+（Tj+Tf）/100+(Tj+Tf)/100+(Tj+Tf)/100 即：Td=（Tj+Tg）（1+（+）/100）1）粗车端面，外圆车刀代替端面车刀，刀具YT15<Kr=45°，Kr=0 根据加工余量和机床刚度，选择吃刀深度。ap=1.5mm 一次走刀。 进给量f=0.6mm/r 刀具耐用度t=45min=2700s 理论切削速度: 确定机床主轴转速:选择所以实际切削速度切削工时：取所以（左右端面的总时间）2）粗车外圆 粗车右外圆，从66切至60长13.5mm采用外圆车刀余量84-81=3mm 因此一次走刀进给量理论切削速度:

14、 确定机床主轴转速:为了加工工人操作方便,依然选择机床转速所以实际切削速度切削工时：切入长度: 粗车左端外圆时,从26mm切至20mm 长l=25mm余量26-20=6mm, 因此一次走刀 进给量理论切削速度: 确定机床主轴转速:选择机床转速所以实际切削速度切入长度: 理论切削速度: 机床主轴转速:0.15选择机床转速实际切削速度切削工时： 为了方便，仍选择机床转速实际切削速度切削工时： 4） 拉平键槽单面余量h=2.2mm拉削长度l=37mm取考虑校准部分的长度系数考虑机床返回行程系数K=1.40拉刀齿升切削速度 拉刀齿距： 因此5) 粗铣，精铣3×49的槽101 粗铣宽度粗铣深度

15、槽宽49mm，刀槽深12mm。选取主轴转速，采用粗齿立铣刀.Z=6，根据几何计算l=3mm立铣刀直径粗铣时，两次走刀，每次走一个来回精铣3×14槽至3×15 精铣槽宽47.5mm，采用细齿立铣刀，Z=12立铣刀直径一次走刀，走一个来回 6) 精车端面 精车时，ap=0.5mm 一次走刀。进给量f=0.2mm/r理论切削速度: 确定机床主轴转速: 选择所以实际切削速度=切削工时：取所以（左右端面的总时间）7) 精车外圆精车右外圆时，ap=0.5mm 一次走刀，进给量f=0.2mm/r。 为了加工工人操作方便,依然选择机床转速 所以实际切削速度切削工时：切入长度: 精车左外圆时

16、，ap=0.5mm 一次走刀，进给量f=0.2mm/r。 依然选择机床转速 所以实际切削速度切削工时：切入长度: 8) 齿轮加工 1.检查齿坯（1）检查齿顶圆尺寸，以便于调整铣削层深度，保证齿厚正确。（2）检查孔径尺寸及内孔与外圆的同轴度，以保证工件装夹的位置精度。（3）检查基准端面与内孔的垂直度，以保证工件装夹的位置精度。 2.安装分度头和分度计算（1）安装分度头和尾座，安装方法与铣削花键轴相同，即要求前后顶尖的连线与工作台面平行，并与工作台纵向进给方向一致。（2）分度计算和调整分度叉。 3. 装夹和调整工件 用专用心轴装夹，专用心轴与工件内孔的配合。装夹时，先把心轴安装在两顶尖之间，并用鸡

17、心夹头固定；也可用三爪卡盘和顶尖装夹。再对心轴配合部分校验，其径向圆跳动不应大于0.02mm。然后把工件装夹在心轴上，用螺母紧固，并检查基准端面，其端面的跳动量不大于0.02mm。 4.选择和做安装铣刀 选择用m=2mm，=20°的6号盘形齿轮铣刀，安装方法相同。 5.就是使齿轮铣刀的中分面通过工件的轴线，即对中心。方法和用盘铣刀铣键槽时相同。 6.铣床转速为400r/min，铣削至留余量0.5mm。 7.剃齿加工是根据一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合的原理，剃齿刀与被切齿轮的轴线空间交叉一个角度，它们的啮合为无侧隙双面啮合的自由展成运动。常用于未淬火齿轮的精加工，剃齿加工的生产率高，加

18、工一个中等尺寸的齿轮一般只需24 min。9) 倒角 倒角的分为三个部分进行，两个棱角的倒角和一个齿轮牙形的倒角，倒角均为0.5×45°，为了方便选择，采用45°外圆车刀。每个部分进行的时间大约为15s，则全部倒完需要45s。10) 热处理碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又称作氰化，经淬火和低温回火后，表层组织为含碳，氮的回火马氏体及呈细小分布的碳氮化合物。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较是广。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗

19、咬合性。零件的硬度为HV500600，共渗温度一般为500700，然后淬火加低温回火，时间一般为13h。11) 珩齿 珩轮主要用于去除热处理后齿面上的氧化皮和毛刺。珩齿余量一般不超过0.025mm，珩轮转速达到1000 r/min以上，纵向进给量为0.05 0.065mm/r。珩轮生产率甚高，一般1min珩一个，通过35次往复即可完成。三、设计心得与小结 经过本次的课程设计，我深刻的认识到了自己的不足和应该改进的地方。例如CAD画图还不够熟练，看书查表的能力还有待提升，虽然在设计的过程中遇到了一些不可避免的问题，但经过一次又一次的更改，和指导老师的协助和检查终于找出了其中原因所在，也暴露出了我在学习过程中的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握了很多以前不懂得知识。 课程设计俨然已经成为检验我们日