齿轮轴零件机械制造工艺规程

1、1 .齿轮轴零件的机械制造工艺规程1.1 零件工艺分析和确定生产类型1.1.1 拟定工艺路线由给定的零件图可以看出，该零件图的是齿轮轴类零件，部分加 工表面的精度等级达到5级，粗糙度达到0.4 w叫因此先大致拟定如 下工艺路线：锻造毛坯，正火对整个毛坯件进行粗车对整个毛坯件进行半精车热处理精车滚齿钻孔，攻丝调质处理对. 50mm#进行磨削1.1.2 确定零件的生产类型根据下式计算N = Q m (1 + a%)(1 + b %) (1-1 )式中N-零件的生产纲领Q- 产品的年产量m- 每台(辆)产品中该零件的数量a%- 备品率，一般取2%-4%b%- 废品率，一般取 0.3%-0.7%根据上

2、式就可以计算求得该零件的年生产纲领， 在通过查表，就 能确定该零件的生产类型。本设计中， Q=500Q m=1件/台，备品率 和废品率为3骑口 0.5%,将数据代入上式得N=5176件/年，查表可知 该零件为轻型零件，本设计中齿轮轴零件的生产类型为大批量生产。1.2 毛坯的选择，绘制毛坯图1.2.1 选用锻件为毛坯，采用模锻成型的方法制造毛坯。1.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工余量本锻件采用普通级，根据零件图的基本尺寸查表可初步得粗车， 半精车，粗磨和精磨外圆的单边加工余量分别为 6mm 1.1mm 0.4mm 和0.1 mm又粗精加工分开时，对于粗车外圆的余量允许小于原表中 余量的70%,故

3、可取粗车余量为4.8 mm总的的余量为6.4 mm再根 据手册即可得锻件机械加工余量和公差为：单边加工余量半径ar=6±2,长度方向aL二5±2。于是，可初步得锻件图的尺寸，如图 1-1所 示(图中粗实线表示锻件的外形，双点划线表示零件轮廓)。1.3 毛坯图的确定1.3.1 计算毛坯加工余量和尺寸公差根据图1-1和计算式m =冗父r2 M l父P (1-2)_32222m锻=3.14 父 7.85 父 103 M (442 父 80 + 622 父 22 + 672 父 88 + 962 父 30) * 4 = 5.61kg设锻件最大直径为 100mnr)长为230mm则3

4、*r-铠3图1-1齿轮轴零件的锻件图_一 2 .m外包=n (60/2)2 M 23M 7.85 = 14.17kg5.6114.17=0.4根据上述计算数据，查表可确定零件的形状复杂系数为s,属于简单级别。而40Cr的含碳量为0.4%小于0.65%,故该零件的材料系数属锻件的分模线形状。根据该零件的行为特点，本设计选择零件 的水平面为分模面，属于直分模线。零件表面粗糙度。该零件仅有* 50j5的外圆表面粗糙度为0.4 w叫 其余均大于等于1.6。根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余 量，所得结果列于下表1-1。表1-1齿轮轴锻件毛坯尺寸公差级机械加工余量锻件重量/kg包谷体

5、重量 /kg形状复杂系数材质系数公差等级5.6114.17S1M普通级项目单边加工余量/mm锻件尺寸/mm尺寸公差/mm备注?32h62.5?372.2(17)?50j53?562.2（曹）?552?592.2(17)?84h83?902 5(+1.7)2.5 -0.8 f?552?592.2(17)根据机械制 造工艺设计简 明手册表2.2-25、表2.2-13确定?50j33?562.2(17)802.581*25112.511与.043243与.120224与.045245与.12102.5215*65本零件毛坯同轴度偏差允许值为1.2 mm残留飞边为1.2mm确定圆角半径。外圆角半径r=

6、0.05H+0.5 （H为各段高度），内圆角半径R=2.5r+0.5.为简化起见，本锻件的内外圆角半径分别取相同的数值。综合考虑取 H=5（mm, r=0.05 x 50+0.5=3mrn R=3.5 x3+0.5=8mm1.3.2设计毛坯图1,锻件按AGMA2验收2、未注圆角RL53、锻造后正火4、正火硬度171200HB5、外起模角5。图1-2齿轮轴零件毛坯图由表1-1所得结果，绘制如图1-2所示毛坯图（图中粗实线表示 锻件的外形，双点划线表示零件轮廓）。1.4 选择加工方法，制定工艺过程1.4.1 基准选择齿轮零件的精基准选择为轴两端面的中心孔，满足基准重合的原则。最先进行机械加工的事两

7、端面，保证长度要求。再就是两个端面的中心孔，保证定位和夹紧。这时可选的夹紧方案为：用三爪卡盘固定一端，对另外一端面进行平整加工，打中心孔；调头加工另一端面, 打中心孔，保证长度。由此可知，粗基准即两端面的外圆柱面。1.4.2 齿轮轴各加工表面的加工方案齿轮轴各加工表面加工方案如下表 1-2所示表1-2齿轮轴各加工表面加工方案需加工的表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra(pnj)加工方案?32h6IT73.2粗车-1相车-精车?50j5IT50.4粗车-半精车-粗磨-精磨?55外圆面IT1412.5粗车齿圈外圆间IT116.3粗车-半精车齿面IT71.6粗精滚齿-磨齿M3孔IT1412.5钻孔-攻螺丝

8、端面IT143.2、12.5粗车-半精车、粗车切槽IT83.2粗车1.4.3 制定齿轮轴加工工艺过程卡各主要加工面示意图如图1-3所示图1-3主要加工面代号示意图齿轮轴零件加工工艺过程卡如下表 1-3所示。表1-3齿轮轴零件加工艺过程卡工序工序名称工序内容设备工装1模锻锻造轴毛坯 毛坯检验2热处理正火，硬度达 171200HB3车1、粗车a、j两端面并打中心孔，孔深小超过5mm2、粗车，小梢车各卸至要求的尺、，E、C两面粗车至尺寸即可，F面半精车至图示尺寸，其余 轴面车至长度尺寸，留精车余量或粗磨余量o.21.omm3、倒45。斜角，按图示尺寸4、切槽5、检验C6143车床游标卡尺、硬质合金

9、右偏车刀、硬质合金 切槽力、综合量规、 车床夹具4热处理1、渗碳s1.5,校直跳动量2、检验渗碳仪、轴类 自动校直机5车软爪中心架装夹工作1、均匀车去两端面，取总长210mm2、两顿打中心孔3、精车b面至？ 32mm4、倒角，按图示尺寸C6140车床游标卡尺、硬质合金 右偏车刀、综合量 规、车床夹具工序工序名称工序内容设备工装6滚齿1、在滚齿机 Y3150上粗精滚齿至图示尺寸2、检验Y3150滚齿机II型AA级滚刀、公 法线百分尺7钻孔1、在j面上按图本位置钻孔深 16mm2、在c的左端面上按图示位置钻孔深16mmZB6223多轴卧式钻床深度游标卡尺、高速 钢锥柄阶梯麻花钻8攻螺丝在卧式钻床上

10、攻螺纹 M3ZB6223多轴卧式钻床机动丝锥图速钢W18Cr4V9去毛刺去毛刺钳工台平锂10热处理1、调质处理，硬度达 220250HB2、检验淬火机11磨削外圆 面1、粗、精磨C、I面(即？55j5的外圆面)至设 计尺寸2、检验外圆磨床M1420平形砂轮、游标卡尺12磨削齿面磨齿回，Ra1.6磨齿机YA7063双斜边一号砂轮、齿 轮检测仪、卡尺等13综合检验千分表、量规、游标 卡尺14探伤探伤仪15入库根据上述要求和方法，结合该齿轮轴零件的实际加工情况， 现确 定各轴段的外圆工序尺寸和公差。如下列各表所示。（1） ?32h6mm外圆面加工方案为粗车一一半精车一一精车。 查表可 知粗车余量为2

11、.5 mm,半精车余量为1.5 mm,精车余量为1mm,加 工总余量为5mm。精车后工序基本尺寸为32mm;其他各工序的基本 尺寸为：半精车 32mm+1mm=33mm,粗车 33mm+1.5mm=34.5mm,毛坯34.5mm+2.5mm=37mm。又查表可知，精车后为IT6 , Ra3.2pm, 半精车后为IT11, Ra6.3p叫 粗车后为IT13, Ra12.5nt锻造毛坯 的公差为2.2 mm。上述查询和计算结果列于下表 1-4。表1-4 ?32h6外圆面工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余量（mm）工序工仔基本尺寸（mm）标注工序尺寸基本公差（mm）经济精度（mm）表面粗糙度（州）

12、精车1.0IT63.232? 330-0.016半精车1.5IT116.333?330-0.16粗车2.5IT1312.534.5? 34.50-0.039毛坯出.137?37*1（2） ?555mm外圆面加工方案为粗车一一半精车一一粗磨一一精 磨。查表可知粗车余量为3.5 mm,半精车余量为 2mm,粗磨余量0.4 mm,精磨余量0.1 mm,总的力口工余量 6mm。各工序的基本尺寸 为：精磨后50mm,粗磨后50.1mm,半精车后 50.5mm,精车后52.5 mm,毛坯56mm。查表可知，精磨后为IT5 , Ra0.4pm,粗磨后 为IT8, Ra3.2pm,半精车后为IT11 , Ra

13、6.3pm,粗车后为IT13, Ra12.5pnt锻造毛坯公差2.2。上述查询和计算结果列于下表 1-5。表1-5 ?50j5mm外圆面工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余量（mm）工序工仔基本尺寸（mm）标注工序尺寸基本公差（mm）经济精度（mm）表面粗糙度（州）精磨0.1IT50.450? 5。°-0.007粗磨0.4IT63.250.1?50.100.019半精车2IT116.350.5?50.50-0.19粗车3.5IT1312.552.5?52.50-0.46毛坯出.156?56*1（3） ?84mm外圆面加工方案为粗车一一半精车。 查表可知粗车余量 为4mm,半精车余量为

14、2mm,总的加工余量为6mm。各工序的基本 尺寸为：半精车84mm,粗车后86mm,毛坯90mm。查表可知，半精 车后为IT11, Ra6.3p叫 粗车后为IT13, Ra12.5pm。锻造毛坯公差 2.5。上述查询和计算结果列于下表 1-6。表1-6 ?84h8mmi勺齿圈外圆面工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余量（mm）工序_LJ予基本尺寸（mm）标注工序尺寸基本公差（mm）经济精度（mm）表面粗糙度（州）半精车2IT86.384? 840-0.22粗车4IT1312.586? 860-0.54毛坯与.2590?90 与.25（4） ?55mm外圆面加工方案为粗车。查表可知粗车余量为4m

15、m,总 的加工余量为4mm。各工序的基本尺寸为：粗车后55mm,毛坯59mm。 查表可知，粗车后为IT13, Ra12.5pm。锻造毛坯公差2.2。上述查 询和计算结果列于下表1-7。表1-7 ?55mn#圆面工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余量（mm）工序工仔基本尺寸（mm）标注工序尺寸基本公差（mm）经济精度（mm）表面粗糙度（州）粗车4IT1312.555?550-0.46毛坯乜159?59 *1（5）齿轮的加工方案为粗精滚齿一一磨齿，其表面粗糙度为Ra3.2,现在专用滚齿机上进行粗精滚齿，再一般磨削即可2.齿轮轴零件的磨外圆夹具设计2.1 定位选择与定位误差的分析2.1.1 由于该加

16、工表面的零件为轴类零件，所以选择鸡心夹对零 件夹紧定位。其中，选择两？55的轴段的中心线为基准，这样也使得 其基准不重合误差为零。具体的定位方式及装夹方式见设计图纸。2.1.2 定位误差的分析又定位方式可知，其基准不重合误差为零，而轴上四孔的设计基 准是轴的中心线，故该定位方式不存在基准位移误差。 因此该定位方 式的定位误差为零，满足定位要求。2.2 夹具设计图2-1齿轮轴磨外圆夹具左剖视图图中各部件名称:14.加工零件2.鸡心夹具体3.螺钉4.垫片5.套筒图2-2齿轮轴磨外圆夹具主视图磨外圆时，先将零件的？50轴段放在套筒上，然后用紧定螺钉拧紧，并将其装夹在机床的卡盘上锁紧。用顶针顶住零件的

17、另一端。夹具的具体设计图纸见装配图和零件图。2.3 夹具的精度校核与质量评估夹具的主要功能是保证零件的位置精度，使用夹具加工时，影响 被加工零件位置精度的误差主要有三个方面。(1)定位误差 工件安装在夹具上位置不正确户不一致行用 Adw 表不。(2)夹具制造与安装误差 包括夹具制造误差、夹紧误差、导向 误差。该项误差用Azz表示。加工过程误差 在加工过程中由于工艺系统的几何误差，受力 变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差，用Agc表示。为了保证零件的加工精度，应使：&W + &Z * & GC 乜 T(2-1)式中，T为零件有关的位置公差。通常要求留给 G

18、C三分之一的 零件公差，即应使夹具有关误差限定在零件公差 2/3的范围内。当零 件生产批量较大时，为了保证夹具的使用寿命，在制定夹具公差是， 还应考虑留有一定夹具磨损公差。总结本次课程设计中，首先是对给定的工件进行机械加工工艺规程的 制定。在工艺规程这一部分的设计中，我所设计的工艺规程没有过多 的考虑到企业的实际生产条件的限制。工艺路线还是比较传统的那 种，并没有引入像数控加工这样的先进的生产方法。而这种先进的加工方法已经是目前机械加工的普遍趋势。此次设计中，我用到了， AutoCAD 2007和SolidWorks 2014 等 计算机辅助设计软件。通过 SolidWorks的强大的建模能力，是我能 较快速的建好夹具体模型，然后导出工程图，并在AutoCAD上进行修 改。本次设计对我来说，收获颇多，学会了很多机械夹具设计的知识，