机械制造技术课程设计报告报告

1、机械制造技术课程设计说 明 书设计课题：齿轮套机械加工工艺规程设计 班级：14机设（1）班学号：314040200132姓名：朱文浩指导老师：戴志华目录第一节齿轮套的工艺分析 一齿轮套的用途word范文二齿轮套的技术要求三齿轮套的工艺性第二节毛坯的选择一确定毛坯的尺寸公差二确定加工余量三确定毛坯尺寸四确定圆角半径五确定拔模角六确定分模位置七确定毛坯的热处理方式.第三节拟定齿轮套工艺路线一定位基准的选择二各表面加工方案的确定三制定工艺路线四工艺路线分析与比较五确定工艺路线第四节确定工序尺寸第五节确定切削用量一 工序1切削用量及基本时间的确定 二工序2切削用量及基本时间的确定 三工序3切削用量及基

2、本时间的确定 四 工序4切削用量及基本时间的确定 五工序5切削用量及基本时间的确定 六工序6切削用量及基本时间的确定 七工序7切削用量及基本时间的确定 八 工序8切削用量及基本时间的确定 第六节课程设计的体会第一节齿轮套的工艺分析及生产类型的确定1、 齿轮套的用途齿轮套属于齿轮的一种。齿轮套的用途很广，是各种机械设备 零件中的重要零件，例如机床，飞机，轮船等等都要使用齿轮套。 齿轮套的主要作用是调整机构的转速和力矩，传递动力；改变动力 输出的旋转方向等。2、 齿轮套的技术要求将齿轮套的全部技术要去列于表1-1中。齿轮套属于齿轮类零 件，套孔和齿面是主要装 配基准，套孔和轴相配合，齿面与另外一

3、个相啮合的齿轮配合，因此加工精度要求较高。齿轮套在传递过程 中要承受很大的扭矩，为增强强度，其表面要求进行高频淬火处理， 硬度在5055HRC齿轮套梢内侧要求高频淬火硬度在 4651HRC并 且要淬硬2mm。表1-1齿轮套零件技术要求表加工表面尺寸及偏差 mm公差及精度表面粗糙度Ra/wmm齿轮外圆端面90IT83.2齿轮外圆面117h11IT103.2外圆面106-00.4IT116.3内孔68IT70.8内孔940+0 0048IT116.3端面3.2 和 6.3齿面M=2.25 Z=507-7-6 F L0.8梢IT12 和 IT143.2 和 6.3小孔5三、齿轮套的工艺性齿轮零件图样

4、的视图正确完整、尺寸公、差及技术要求齐全，但 基准孔68K7mm要求Ra0.8mm有些偏高，本零件各表面加工并不 困难，并于4个5mm的小孔，其位置在外圆柱面上 5x1.5mm的 沟梢内，孔中心线距沟梢一侧的距离为 2.5mm。由于加工时不能选 用沟梢的侧面为定位基准，故要较精确的保证上述要求比较困难。 分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高的要求，只要钻到 沟梢之内即能使油路畅通，因此 4个5孔的加工亦不成问题。第二节毛坯的选择齿轮是最常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料 是45钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属成批生产，故毛坯可 采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状

5、可与零件形状尽 量接近。即外形做成台阶形，内部孔锻出。毛坯尺寸通过确定加工 余量后决定。一、确定毛坯的尺寸公差1、公差等级由齿轮的功用和技术要求确定该零件的公差等级为普通级。2、锻件质量零件质量为1.4kg,估计锻件质量为2.2kg。二、确定加工余量1、零件除孔以外的各表面为一般加工精度Fi,锻件的形状复杂系数为S。S=m锻件/m外轮廓包容体假设锻件的最大直径为121mm,长68mm。m 外轮廓包容体=兀(12.1/2) 2 X6.8X7.85g=6138g=6.138kgm 锻件=2.2kgS=2.2/6.138=0.358查2表2.210,可定形状复杂系数为S2,属于一般级别。2、机械加工

6、余量根据锻件质量Fi、&查2表2.225。由于表中形状复杂系数只 有Si和则&参考Si定，S参考$定，由此差得直径方向为1.7 2.2mm,水平方向亦为1.72.2mm。即锻件各外径的单面余量为 1.72.2mm,各轴向尺寸的单面余量为亦为 1.72.2mm。锻件中 心两孔的单面余量查2表2.224为2.5mm。三、确定毛坯尺寸加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ran 1.6即。Ra< 1.6区 m表面余量要适量增大分心本零件，除68K7孔为Ra0.8 m以外，其余各表面皆Ran 1.6 即，因此这些表面的毛坯尺寸只需 将零件的尺寸加上所查得的余量即可。68K7孔采用精链

7、达到 Ra0.8即，故需增加精链的加工余量。参考磨孔余量2表2.311, 确定精链孔单面余量为0.5mm,则毛坯尺寸如表21所示。表2 1齿轮套毛坯（锻件）尺寸（mm）零件尺寸单面加工余量锻件尺寸117h1121211060-0.41.7511090294942.589 68k736264+00.52 及 1.767.7202及220122 及 1.715.7097孔深311.7 及 1.731毛坯尺寸公差根据锻件质量，形状复杂系数，分模线形状种类及锻 件精度等级从有关的表中查得。本零件锻件质量2.2kg,形状复杂系数为S2, 45钢含碳量为0.4230.50%其最高含碳量为0.50%按 表2

8、.211,锻件材料系数为M1,采用平直分模线，锻件为普通精 度等级，则毛坯公差可从2表2.21.3、表2.216查得。本零件毛坯尺寸允许偏差如表 22所示，毛坯同轴度偏差允许 值为0.8mm,残留飞边为0.8mm。表22齿轮毛坯（锻件）尺寸允许偏差（mm）锻件尺寸根据121-0.8 +1.72表 2.2-13110-0.7 +1.52表 2.2-1394-0.7 +1.52表 2.2-1389-1.5 +0.72表 2.2-1362 (O54)-1.4 +0.62表 2.2-1320±0.92表 2.2-1331±1.02表 2.2-1315-0.4 +1.22表 2.2-

9、1667-0.5 +1.72表 2.2-16四、确定圆角半径锻件的圆角半径按2表2.222确定。本锻件各部分的H/B皆 小于2,故可以用以下式计算：外圆角半径：r=0.05H+0.5内圆角半径：R=2.5r+0.5为简化起见，本锻件的内外圆角分别采取相同数值。以最大的 H进 行计算。r= （0.05332+0.5） mm=2.1mmr 圆整为 2.5mmR= （2.532.5+0.5） mm=6.75mm R圆整为 7mm 以上所采取的圆角半径数值能各个表面的加工余量。五、确定拔模角本锻件由于上、下模模膛深度不相等，起模角模膛较深的一侧 计算。L/B=110/110H/B=32/100=0.2

10、91查2表2.223 得，外起模角 =5o,内起模角（3二7。六、确定分模位置由于毛坯是H<D的圆盘类锻件，应采用轴向分模，这样可冲内 孔，使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上、下模在 模锻过程中错移，分模线位置选在最大外径的中部，分模线为直 线。七、确定毛坯的热处理方式钢质齿轮毛坯经锻造后应进行正火，以消除残留的锻造应力， 并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀组织，从而 改善了加工性。第三节拟定齿轮套的工艺路线一、定位基准的选择：本零件是带空的盘状齿轮，空是其设计基准，为避免由于基准 不重合而产生的误差，应选孔位定位基准，及遵循“基准重合”的原 则，具体说，即选6

11、8K7孔及一端作为精基准。由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆 及一端面为粗基准，外圆117mm为分模面，表面不平整有飞边等 缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。二、各表面加工方案的确定：根据齿轮套零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度查 2 表1.46,表1.47,表1.416,表1.417,确定各表面加工方 案。表31齿轮套各表面加工方案加工表面经济精度表面粗糙度加工方案备注90外圆 面IT83.2粗车-半精 车表 1.46齿圈外圆面IT106.3粗车-半精 车表 1.461060-0.4IT116.3粗车表 1.46 68k7mm 内孔IT70.8粗链-

12、半精 链-精链表 1.4 7=+0.04694。IT116.3粗链表 1.4 7端面IT106.3粗车表 1.48齿面7-7-6 F L0.8精滚表 1.4- 16 表 1.4- 17梢IT12 IT143.2 6.3粗铳-半精 铳表 1.485小孔钻三、制定工艺路线方案一工序一：以106mm处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆 90mm及台阶面，粗车外圆117mm,粗链68mm。工序二：以粗车后的90mm外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆1060-0.4mm及台阶面，车 5mm 1.5mm沟梢，粗链94mm 孔，倒角。工序三：以粗车后的10600.4mm外圆及端面定位，半精车另一端面

13、， 半精车外圆90mm及台阶面，半精车外圆117mm,半精链 68mm孔，倒角。工序四：以90mm外圆及端面定位，精链68k7孔，链孔内的沟 梢，倒角。工序五：以68k7孔及端面定位，滚齿。工序六：以68k7孔及端面定位，粗铳4个梢。工序七：以68k7孔、端面及粗铳后的一个梢定位，半精铳 4个梢。工序八：以68k7孔、端面及一个梢定位，钻4个小孔。工序九：钳工去毛刺。方案二工序一：1,以106mm处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外 圆90mm及台阶面，粗车外圆117mm,粗链68mm。2,以粗车后的90mm外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆1060- 0.4mm及台阶面，车5mm 1.

14、5mm沟梢，粗链94mm孔，倒工序二：以粗车后的10600.4mm外圆及端面定位，半精车另一端面, 半精车外圆90mm及台阶面，半精车外圆117mm,半精链 68mm孔，倒角。工序三：以68k7孔及端面定位，滚齿。工序四：以90mm外圆及端面定位，精链68k7孔，链孔内的沟 梢，倒角。工序五：以68k7孔、端面及一个梢定位，钻 4个小孔。工序六：1,以68k7孔及端面定位，粗铳4个梢。2,以68k7孔、端面及粗铳后的一个梢定位，半精铳 4个梢。工序七：钳工去毛刺。四、工艺路线分析比较方案一和方案二的比较：方案一与方案二比较有两点不同之处。 第一：加工齿面是以孔 mmK768 为定位基准，为了保

15、证它们之间 的位置精度，齿面加工之前，先精链空。第二：四个梢与四个小孔的加工安排在最后，为了保证定位方便，应先铳梢后钻孔。综上所 述方案一比较好。五、确定工艺路线表32齿轮套的工艺路线及机床设备、工装的选用工序号工序名称机床刀具夹具110粗车：1,090mm外圆、 端面及台阶面，外 圆117mm ,粗链 孔68mm。2, 106mm 外 圆、端面及台阶 面，5 1.5mm 沟 梢，粗链94mm 孔，同时倒角。C 6201YT5 90o偏刀YT5链刀外圆车刀 高速钢切梢刀三爪自 定心卡 盘20半精车：1,090mm外圆、 端面及台阶面。2,外圆117m。3,半精链链孔 68mm,并倒角。C 62

16、01YT5 90o偏刀 倒角刀YT15链刀三爪自 定心卡 盘30精链：68k7孔，镇孔内沟梢，倒角。C 616AYT30精链刀 高速钢切刀 倒角刀三爪自 定心卡 盘40滚齿滚齿机Y3150M=2.25 齿轮滚刀心轴501,粗铳：4个梢2,半精铳：4个梢X62高速钢错齿二面刃铳刀125mm专用夹 具60占：4一05孔Z518复合钻5mm及90o角专用夹 具70钳工去毛刺第四节确定工序尺寸确定工序尺寸一般的方法是由加工表面的最后工序往前推算，最后的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关。当基准不重合时， 工序尺寸应用工艺尺寸链结算。一、确定圆

17、柱面的工序尺寸齿轮套各圆柱表面的工序余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如 下表所示。表4 1圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度(mm )加工表 面工序双边余 量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半 精精粗精粗精117h11外圆2.51.5一0118.5 0.540117 0.22一Ra6.3mRa3.2 n10106.5 04.外圆3.5一一0106.5 0.4一一R6.3 m90外圆2.51.5一91.590一Ra6.3 mR3.2 r194孔594Ra6.3 m168K 7 孔3210.07465c0.0767040.07468。Ra6.3 mR1.6 r1 Ra 0.8 m第五节确定

18、切削用量一、工序一车端面、外圆、链孔及基本时间的确定1.(1)确定切削深度ap由于单边余量为1.25mm,可在一次走刀内完成，故ap = (121-118.5) /2=1.25mm(2)确定进给量f查4表1.1, C620-1机床的中心高为200mm,查4表1.30选刀 杆尺寸 B H=16mm 25mm查4表1.4,在粗车钢料、刀杆尺寸为16mm 25mm、ap 3mm 工件直径为 100400mm 时，f=0.61.2mm/r查2表 4.2-9 ,选择 f=0.65mm/r(3)选择车刀馍钝标准及耐用度查4表1.9车刀后刀面最大馍钝量取为1mm ,可转位车刀耐用度 T=30min(4)确定

19、切削速度V已知工件材料45钢，b=670Mpa ,所选刀具为YT5硬质合金车 刀。查4表1.10,当用YT15硬质合金车刀加工 b=600700Mpa钢 料，ap 3mm, f 0.75mm/r.切削速度 V=109m/min查4表1.28查得切削速度的修正系数 女广。& ktv=0.65，kk=0.81,公415，kMv= kkv=1.0V=109 0.8 0.65 0.81 1.15m/minn=1000v/ d=1000 52.5/(121)=138.9r/min查2表 4.28 选择 C620-1 机床的转速 n=120r/min=2.0r/s则实际切削速度v=n d/1000

20、=45.6m/min2 .确定粗车外圆91.5mm、端面及台阶面的切削量采用车外圆118.5mm的刀具加工这些表面。加工余量皆可一次走刀切除，车外圆 91.5mm 的ap=1.25mm,端面及台阶面的ap =1.3mm。车外圆 91.5mm的f =0.52mm/r主轴转速与车外圆 118.5mm 相同。3 .确定粗链孔 6500.19 mm的切削用量 所选刀具为YT5硬质合金、 直径为20mm的圆形链刀。(1)确定切削深度apap= (65-62 ) /2=1.5mm(2)确定进给量查4表1.5当粗锤钢料、链刀直径为 20mm、ap 2mm,链刀伸 出长度为100mm时，f =0.150.30

21、mm/r查2表4.2-9选择C620-1机床的进给量 f =0.20mm/r(3)确定切削速度vV= Cv kv/Tmapv fyv式中。=291, m=0.2, xv=0.15, yv=0.2, T=60min , kv=0.9 0.8 0.65=0.468V=291 0.468/ 600.2 1.50.15 0.20.2=78m/minN=1000v/ D=1000 78/( 65)r/min=382r/min查2表4.2-8选择C620-1机床的转速n=370r/min5.计算基本时间(1)粗车外圆 1 18.50-0.54 mm计算基本工时：”与l l1 l2 l3i其中 nffnl=

22、14.4mm,l i=0,l2=4mm,l 3=0,f=0.65mm/r,n=2.0r/s,i=1 则Tm -Li 15s o j nf(2)粗车外圆91.5mm端面及台阶面计算基本工时：车外圆91.5mmTj2 -Li l l1 l2 l3 i其中 nffnL l=20mm,l 1=2,l2=0mm,l 3=0,f=0.65mm/r,n=2.0r/s,i=1 贝U Tj2 i 17s nf粗车端面 4 -Li l l1 J2 l3i L 3 l1 l2 l3式中 nffn2d=94mm,d 1=62mm,l 1=2mm,l 2=4mm,l 3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=

23、1贝ULTj2 i 22s。 nf粗车台阶面Tj3 -Li l l1 J2 l3i L t且l1 l2 l3式中 nffn2d=121mm,d 1=91.5mm,l 1=0mm,l 2=4mm,l 3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1L 则 Tj2 i 18s。 nf(3)粗镇孔 650+0.19mm计算基本工时：l=35.4mm,l 1=3.5mm,l2=4mm,l 3=0,f=0.2mm/r,n=6.17r/s,i=1 则I5Tj2 -Li 35s。综上所述，1工序的基本时间Tj= Tji = (17+15 nfi 1+22+18+35 ) s=107s.二、工序二一车端

24、面、外圆、台阶面，镇孔，车沟梢及倒角 已知条件与工序一相同，车端面、外圆及台阶面可采用与工序一相同的可转位车刀。键刀选用YT5硬质合金，主偏角kr二90O、直径为20mm的圆形链刀。车沟梢采用高速钢成形切梢刀。采用和工序一确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时 间如下表所示工步ap(mm)f(mm/r)V (m/s)n(r/s)T(S)粗车端面1.70.520.69216粗车外圆 106mm1.750.650.69225粗车台阶面1.70.520.7428链孔及台阶面2.5及1.70.21.133.8369车沟梢手动0.170.5倒角手动0.692三、工序三一半精车端面、外圆、链孔及倒

25、角1.确定半精车外圆Il70 0.22 mm的切削量选用的刀具为YT15硬质合金可转位车刀。查4表1.3,得车刀几 何形状为 o = 12 o , o=8o, kr=90°, kr'=5°, s=0°, r =0.5mm(1)确定切削深度apap= (118.5-117) /2=0.75mm p(2)确定进给量f查4表1.6和2表4.29,选择C620-1机床的进给量f=0.33mm/r (3)选择车刀磨钝标准及耐用度查4表1.9选择车刀后刀面最大磨损量为 0.4mm ,耐用度T=30min(4)确定切削速度v查4表1.10,当用YT15硬质合金车刀加工

26、b=630700Mpa钢料,ap 1.4mm, f 0.38mm/r,切削速度 v=156m/min p查4表1.28切削速度的修正系数为kkrv=0.81,心=1.15,其余的修正系数均为1V=156 0.81 1.15m/min=145.3m/minn=1000 145.3/(118.5)=390r/min查2表 4.2-8 选择 C620-1 机床的转速 n=380r/min=6.33r/s实际切削速度v=n d/1000=2.速m/s2 .确定半精车外圆90mm、端面、台阶面的切削量采用半精车外圆117 mm的刀具加工这些表面。车外圆90的ap=0.75mm 端面及台阶面的ap=0.7

27、mm o车外圆 90mm、端面及台阶 p面的 f =0.3mm/r,n=380r/min=6.33r/s.3 .确定半精链孔 67o0.074 mm的切削量所选刀具为YT15硬质合金、主偏角kr=45°、直径为20mm的圆形链刀。其耐用度T=60min。(1) ap= (67-65 ) /2=1mm f =0.1mm/r(3) v=291 0.9/ ( 600.2 10.15 0.10.2 ) =183m/minn=1000 1 83/(67 )r/min=869.4r/min查2表 4.2-8 选择 C620-1 机床的转速 n=760r/min=12.7r/s实际切削速度v=n

28、d/1000=2.67m/sword范文4.计算基本时间(1)半精车外圆1170-0.2计算基本工时：丁”032白s=9s。(2)半精车外圆90mm、端面及台阶面计算基本工时：t = 20 2 s=i2s (090mm外圆)，Tj3 = 0.3 6.3313.25 2 414.25 4s = 11s(麻面)，T4=s = 10S (台阶)。0.3 6.33j 0.3 6.33(3)半精链 67o0.074 mm计算基本工时：片33$4s=32屈 四、工序四一精链孔，链沟梢及倒角1 .确定精链68mm孔的切削用量所选刀具为YT30硬质合金、主偏角kr二45O、直径为20mm的圆 形链刀。其耐用度

29、T=60min.(1) ap = (68-67 ) /2mm=0.5mm f =0.04mm/r(3) v=291 0.9 1.4/( 600.2 0.50.15 0.040.2)=5.52m/minn=1000 5.52 /(68)=1598.6r/min查2表 4.2-8,选择 C616A 机床的转速 n=1400r/min=23.3r/s实际切削速度v= n d/1000=4.98m/s2 .确定镇沟梢的切削用量选用高速钢切梢刀，采用手动进给，主轴转速 n=40r/min=0.67r/s,切削速度v=0.14m/s3 .计算基本时间(1)精链68mm的孔计算基本工时：精锤68mm孔的基本

30、时间为二 33 3.5 4 s=44s。j 0.04 23.3五、工序五一滚齿选用标准的高速钢单头滚刀，模数 m=2.25mm,直径63mm,可以 采用一次走刀切至全深。工件齿面要求表面粗糙度为Ra0.8 m,查4表4.2,选择工件每转滚刀轴向进给量fa=0.81.0mm/r。查2表 4.2-51 选 fa=0.83mm/r.v Cvkv/T“fayvmxv4表 4.10Cv=364, T=240min, fa=0.83mm/r,m=2.25mm, mv =0.5, yv =0.85 , xv0.5, kv=0.8 0.8=0.64v 364 0.64/(2400.5 0.830.85 2.2

31、5 0.5) 26.4mmn 1000 26.4/(63) 133r/min查2表4.2-50 ,选择Y3150型滚齿机的主轴转速 n=135r/min=2.25r/s实际切削速度为v=0.45m/s2.计算基本时间B (六 1i l2)z 查2表 6.2-13, Tj=-cos 式中 B=12mm, 3=0q n fao,Z=50,q=1,n=1.72r/s,f a=0.83mm/r, 1ih(d h) (2 3)mm 19mm,l2=3mm。代入算出 Tj =1191s六、工序六一粗铳梢所选刀具为高速钢错齿三面刃铳刀。铳刀直径为 125mm,宽度 L=13mm,齿数 z=20.1. (1)

32、确定进给量查4表3.3和2表4.2-38, X62型卧式铳床的功率为 7.5KW工艺 系统刚性为中等，细齿盘铳刀加工钢料，查得每齿进给量fz=0.07mm/z.(2)选择铳刀磨钝标准及耐用度查4表3.7,用高速钢盘铳刀粗加工钢料，铳刀刀齿后刀面最大 磨损量为0.6mm;查4表3.8,铳刀直径d=125mm ,耐用度 T=120min。(3)确定切削速度和工作台的每分钟进给量fMzv Cvdqvkv/Tmapvfzyvaevz内查4表 3.27其中2 48, qv 0.25, xv 0.1, yv 0.2, uv 0.3, pv 0.1, m=0.2,T=120min , ap 13mm, fz

33、 0.07mm/z, ae 13 mm,z=20,d=125mm, kv 1.0v 48 1250.25 /(1200.2 130.1 0.070.2 1303 200.1) =27.86m/minn=1000 27.86/(125)查2表4.239选择X62型卧式铳床的主轴转速 n=60r/min=1r/s实际切削速度v=n d/1000=0.39m/s工作台每分钟进给量为 fMz =0.07 20 60mm/min=84mm/min查2表4.2-39选择X62型铳床工作台进给量fMz=75mm/min则实际的每齿进给量为fz =75/ (20 60) =0.063mm/z2.计算基本时间计算基本工时：Tj l一l1一l2 式中 l=7.5mm、li=40mm、l2=4mm、 f mzfmz=75mm/min、i=4 即1=165s。七、工序七一半精铳梢所选刀具为高速钢错齿三面刃铳刀。d=1