机械加工工艺编程与实施课件-任务5.5高精度圆柱齿轮的加工

任务5.3高精度齿轮的加工项目5圆柱齿轮零件机械加工工艺编制与实施加工如图所示的高精度齿轮。任务5.3高精度齿轮的加工工艺编制一、布置工作任务

技术要求1、齿部高频淬火48-52HRC材料：40Cr小批量生产一、布置工作任务

任务5.3高精度齿轮的加工工艺编制结构齿圈

+轮体直齿轮盘类齿轮内孔：精度较高的圆柱孔

1.分析圆柱齿轮零件的结构和技术要求二、相关知识学习

定位基准的精度要求较高由图可知，作为定位基准的内孔其尺寸精度标注为

85H5，基准端面的粗糙度值较小，Ra为1.6um，它对基准孔的跳动为0.014mm，这几项均比一般精度的齿轮要求高。因此，在齿坯加工中，除了要注意控制端面与内孔的垂直度外，尚需留一定的加工余量进行精基准修正。修正基准孔和端面采用磨削，先以齿轮分度圆和端面作为定位基准磨孔，再以孔为定位基准磨端面，控制端面跳动要求，以确保齿形精加工用的精基准的精确度。二、相关知识学习

1.分析高精度齿轮的结构和技术要求齿形精度要求高为满足齿形精度要求，其加工方案应选择磨齿方案，即滚（插）齿－齿端加工－高频淬火－修正基准－磨齿。磨齿精度可达4级，但生产率低。齿面热处理采用高频淬火，变形较小，故留磨余量可缩小到0.1mm左右，以提高磨齿效率。二、相关知识学习

1.分析高精度齿轮的结构和技术要求表5-6齿轮各项公差和极限偏差的分组

1.分析高精度齿轮的结构和技术要求二、相关知识学习

★★★★（3）圆柱齿轮的精度检验组及测量条件

1.分析高精度齿轮的结构和技术要求二、相关知识学习

1.分析高精度齿轮的结构和技术要求图5.49所示的高精度齿轮：◆传递运动精度为6级，主要是齿距累积公差Fp为0.035mm；；◆传动的平稳性精度为5级，主要有齿距极限偏差

fpt为

0.006

5mm，齿形公差ff为0.007mm；◆载荷的均匀性精度为5级，主要是齿向公差Fβ为0.007mm。◆端面与轴线有较高的垂直度要求，表面粗糙度Ra为1.6m。◆齿轮表面需高频淬火，齿部硬度达52HRC。二、相关知识学习

2.明确圆柱齿轮的毛坯状况该高精度圆柱齿轮材料为40Cr，毛坯形式为锻件。二、相关知识学习

1）确定加工方案齿形加工齿坯加工

1.齿坯加工精度：2.齿坯加工方案：a.大批大量生产时b.中批生产时c.单件小批生产时1.一般为滚齿、插齿加工2.齿形精整加工：剃齿、珩齿、磨齿齿形加工

3.拟定高精度齿轮的工艺路线三、制定实施计划1）确定加工方案齿形加工齿坯加工

1.齿坯加工精度：2.齿坯加工方案：a.大批大量生产时b.中批生产时c.单件小批生产时

单件小批生产齿轮时，一般齿坯的孔、端面及外圆的粗、精加工都在通用机床上经两次装夹完成，但必须注意将孔和基准端面的精加工在一次装夹内完成，以保证位置精度。

3.拟定高精度齿轮的工艺路线三、制定实施计划1）确定加工方案齿形加工1.一般为滚齿、插齿加工2.齿形精整加工：剃齿、珩齿、磨齿齿形加工对于8级以下齿轮可以直接滚齿、插齿加工；对于6～7级齿轮，齿形精加工采用剃-珩加工；对于5级以上齿轮采用磨齿方法。

3.拟定高精度齿轮的工艺路线

该齿轮齿形精度等级为6-5-5级。为满足齿形精度要求，其加工方案应选择磨齿方案，即滚齿→齿端加工→高频淬火→修正基准→磨齿。磨齿精度可达4级，但生产率低。本例齿面热处理采用高频淬火，变形较小，故留磨余量可缩小到0.1mm左右，以提高磨齿效率。三、制定实施计划2）齿轮加工工艺大致分为以下几个阶段：毛坯加工及热处理齿坯加工齿形加工之前的齿轮加工

齿形粗加工+齿端加工

齿形精加工修正精基准齿面热处理锻造、正火等齿面淬火等外圆、内孔、端面等加工滚齿、插齿、剃齿等珩齿、磨齿等推孔、磨孔、磨端面等检验（中间）检验（中间）检验

3.拟定直齿圆柱齿轮的工艺路线三、制定实施计划

以工件内孔和端面联合定位，确定齿轮中心和轴向位置，并采用面向定位端面的夹紧方式。这种方式可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，又能使齿形加工等工序基准统一，定位精度高。在专用心轴上定位时不需要找正。但对夹具的制造精度要求较高。3）定位基准选择

3.拟定高精度齿轮的工艺路线三、制定实施计划4）加工工序安排应遵循加工顺序安排的一般原则，如先粗后精、先主后次等。该齿轮的加工工艺路线为：毛坯锻造→正火→齿坯粗车→齿坯精车→滚齿→齿端加工倒棱→齿圈淬火→修正齿轮定位表面内孔、端面→磨齿。

3.拟定高精度齿轮的工艺路线三、制定实施计划

4.设计工序内容1）确定加工余量和工序尺寸：(1)粗车齿坯时，各端面、外圆按图样加工尺寸均留余量1.5～2mm(2)齿圈滚齿后齿厚留磨削余量0.10～0.15mm；(3)精加工：精车内孔、总长，均留磨削余量0.2mm。

2）选择设备、工装

齿轮加工分两部分：轮体部分和齿圈部分。轮体采用普通车床加工，一般根据尺寸选择车床；齿圈部分加工采用滚齿机，齿圈部分的精加工采用磨齿机。滚齿、磨齿加工夹具一般选用与相应机床配套的专用心轴。三、制定实施计划

5.高精度齿轮机械加工工艺过程表5-14高精度齿轮加工工艺过程三、制定实施计划

5.高精度齿轮机械加工工艺过程表5-14高精度齿轮加工工艺过程三、制定实施计划

花键轴零件主要采用滚切、铣削和磨削等切削加工方法，也可采用冷打﹑冷轧等塑性变形的加工方法。扩展训练——花键轴加工键联接与花键联接常用于轴与轴上的传动件之间的联结，用以传递扭矩和运动；当配合件之间要求作轴向移动时，还可以起导向作用。键和花键间接属于可拆卸联接，常用于需要经常拆卸和便于装配之处。键的分类：常用的键联结有平键（包括普通平键和导向平键）、半圆键、切向键和楔键联结，其中以平键联结应用最广泛。花键的分类：花键联结分为矩形花键、渐开线花键、三角形花键等几种，其中以矩形花键联结应用最广泛。扩展训练——花键轴加工矩形花键的基本尺寸：基本尺寸有小径d、大径D、键槽宽B。键数规定为偶数，分别为6、8、10三种。按承载能力分为轻、中两个系列扩展训练——花键轴加工3尺寸精度的规定：花键联结的主要要求是保证内、外花键的同轴度，以及键侧面与键槽侧面接触均匀，保证传递一定的转矩。可采用三种定心方式.国家标准规定采用小径定心，把小径的结合面作为定心表面，规定较高的精度；其它两个尺寸规定较低的精度。扩展训练——花键轴加工1.滚切法：花键滚刀、专用花键铣床或滚齿机（展成法）生产率和精度都均高，适于成批生产。图5.51滚切花键轴扩展训练——花键轴加工2.铣削法:成形铣刀或盘铣刀、万能铣床生产率和精度都不高，主要用于单件小批加工和淬硬前的粗加工。其加工工艺路线为：锻件→粗加工→铣切花键→渗碳→去碳层→热处理→研中心孔→磨花键→检验。图5.52铣削花键轴扩展训练——花键轴加工3.磨削法：用成形砂轮在花键轴磨床上磨削花键齿侧和底径，适用于加工淬硬的花键轴或精度要求更高的、特别是以内径定心的花键轴。扩展训练——花键轴加工4.冷打法：冷打花键轴的工作原理如图5.53所示，在专门的机床上进行。对称布置在工件圆周外侧的两个打头，随着工件的分度回转运动和轴向进给作恒定传动比的高速旋转，工件每转过一个齿，打头上的成形打轮对工件齿槽部锤击一次，在打轮高速、高能运动连续锤击下，工件表面产生塑性变形而成花键。冷打的精度介于铣削和磨削之间，效率比铣削高5倍左右，冷打还可提高材料利用率。

图5.53冷打花键轴扩展训练——花键轴加工任务：P315图5.54中间轴齿轮1.该中间轴齿轮零件毛坯图（可用工序图代）2.该中间轴齿轮零件机械加工工艺过程卡片一套（/人）3.该中间轴齿轮零件机械加工工序卡片一套（/组）4.针对该零件，拟出两道考试题目+答案成绩评定：个人成绩*小组分比工作步骤：资讯（任务）→决策→计划→实施→检查→评估、评价单项实训项目小结本项目通过由简单到复杂的三个工作任务，详细介绍了常用的齿形加工方法——成形法和展开法，如滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等的工艺系统(机床、圆柱齿轮零件、刀具、夹具)及齿形精度检测等知识。在此基础上，从完成任务角度出发，认真研究和分析在不同的生产批量和生产条件下，工艺系统各个环节间的