齿轮工艺设计说明书

课程作业  机械加工工艺课程设计第一次作业

班级组别  机设1311 第一组

指导老师  蔡海涛

组长 王亚铭

组员 王亚铭 尹益强 林祖汉 于思

编制 尹益强 王亚铭

2015年3月16日

目录

1 计算生产钢领，确定生产类型........................................4

2 审查零件图样的工艺性............................................. 5

3 选择毛胚..........................................................6

4 工艺过程设计......................................................7

4.1 定位基准的选择..................................................7

4.2零件表面加工方法的选择..........................................7

4.3 制定工艺路线....................................................9

5 确定机械加工余量及毛培尺寸，设计毛培图...........................10

5.1 确定机械加工余量...............................................10

5.2确定毛培尺寸...................................................10

5.3 设计毛培图.....................................................11

6 工序设计.........................................................15

6.1 选择加工设备与工艺装备.........................................15

6.2确定工序尺寸...................................................18

7 确定切削用量及基本事件（机动时间）...............................24

7.1 工序30切削用量及基本时间的确定................................24

7.2工序40切削用量及基本时间的确定................................29

7.3工序60切削用量及基本时间的确定................................29

7.4 工序70切削用量及基本时间的确定................................32

7.5 工序80切削用量及基本时间的确定................................33

7.6 工序90切削用量及基本时间的确定................................34

7.7 工序100切削用量及基本时间的确定...............................36

7.8 工序110切削用量及基本时间的确定...............................38

8 三维造型图.......................................................39

附件

一丶 零件图

二丶 机械加工工艺过程卡

三丶 机械加工工序卡

四丶零件检验卡

 1  计算生产纲领，确定生产类型

    图7．1—1所示为某产品上的一个齿轮零件。该产品年产量为2000台，设其备品串为10％，机械加工废品串为1％，现制订该齿轮零件的机械加工工艺规程。

    N＝Q n(1+α％十β％)

    ＝8000 X1(1十5％十1％) 件／年

    ＝8480件／年

齿轮零件的年产旦为2220件，现已知该产品届于轻型机械，根据表1.1-2于生产纲领的关系，可确定其生产类型为中批生产。

    齿轮零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但基推孔Φ68K7m m要求Ra o．8μm有些偏高。一股8级精度的齿轮，其基淮孔要求R。1.6μm即可。本零件各表面的加工并不困难。关于4个Φ5m m的小孔，其位置是在外因柱面上6mm x1．5mm的沟槽内，孔中心线距构槽一侧面的距离为3m m。由于加工时，不能选用沟榴的侧面为定位基淮，故要较精确地保证上述要求则比较困难。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，即能使油路通畅，因此4个Φ5mm孔的加工亦不成问题。

条件：原图

3  选  择  毛  坯

齿轮是最常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料为45钢，轮廓尺寸不大。形状亦不复杂，又屑成批生产，故毛坯可采用模锻成型。

零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量簇近。部孔锻出。

毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。

4 工艺过程设计

4.1  定位基准的选择

    本零件是带孔的投状齿轮，孔是其没计基准(亦是装配技基准和测量基准)，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而轩，即选Φ68K7孔及一端面作为精基推。

由于：本出轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此版选外因及一端面为精基准。外圆Φ117mm处为分模面．表而不平整飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为精基准。

4．2 零件表面加工方法的选择

    本零件的加工面有外圆、内孔、端而、齿而、槽及小孔等，材料为45钢。参考本手册有关资料，其加工方法选择如下：

(1)Φ90mm外圆面：为末注公差尺寸，根据GBl800一79规定其公差等级按ITl4，表面粗糙度为Ra3．2μm，需进行粗车及半精车(表1．4—6)。

(2)齿圈外圆面：公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3．2μm，需粗车、半精车（表1.4-6）

(3) Φ外圆面：公差等级为ITl2，表而粗糙度兄6．3pm，粗车即可(表1.4-6)

(4) Φ68K7mm内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为月Ra0.8μm，  毛坯孔己锻出，为未淬火钢，根据表1．4—7．加工方法可采取粗镗、半精镗之后用精镗、拉孔或磨孔等都能满足加工要求。由于拉孔适用于大批大量生产，磨孔适用于单件小批生产，故本零件宜采用粗镗、半精镗、精镗。

(5) Φ94mm内孔：为未注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度为及Ra6．3μm，毛坯孔已锻出，只需粗镗即可(表1.4-7)。

 (6)端而：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3．2μm及Ra6.3μm两种要求。要求Ra3．2μm的端而经粗车和半精车，要求贸Ra6．3μm的端面，经粗车即可(表1.4-8)。

(7)齿面：齿轮模数为2．25，齿数为50，梢度8FL，表面粗糙度为见1．6μm，采用A级单头滚刀滚齿即能达要求(表1．4—16、表1。4—17)。·

(8)槽：槽宽和槽深的公差等级分别为ITl3和ITl4，表面粗糙度分别为Ra3．2μm和Ra6．3μm，采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣(参考表1．4—8)。

(9) Φ5mm小孔：采用复合钻头一次钻出即成。

4.3  制订工艺路线

    齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先加上基准面及先粗后精的原则，齿坯加工可按下述工艺路线进行：

工序10：将毛坯烧红，放在锻模镗内，用气锤加压，是胚料变形并充满锻模模镗，达到图样尺寸

工序20：正火，将工件加热至800℃-900℃，保温三十分钟后空冷;硬度180～210HBS

工序30：以Φ106．5mm处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆Φ90mm及台阶面，粗车外圆Φ117mm，粗螳孔Φ68mm。

工序40：以租车后的Φ90mm外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆Φmm及台阶面，车6mm x1．5mm沟槽，粗镗Φ94mm孔，倒角。

工序50：以粗车后的Φmm外圆及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆Φ90mm及台阶面，半精车外因Φl17mm，半精镗Φ68mm孔，倒角。

加工区面是以孔Φ68K7mm为定位基准，为了更好地保证它们之间的位置精度，齿面加工之前，先精螳孔。

工序60：已经淬火的钢重新加热到（350℃～650℃）一定温度之间进行，碳是以细均分布的渗炭体形式析出

工序70：以Φ90mm外圆及端面定位，精镗Φ68K7孔，镗孔内的沟槽，倒角。

工序80：以Φ68K孔及端面定位，滚齿。

4个槽与4个小孔的加工安排在最后，考虑定位方便，应先铣掐后钻孔。

工序90：以Φ58K7孔及端面定位，粗铣4个槽。

工序100：以此Φ68K7孔、端面及粗铣后的一个槽定位，半精铣4个槽。

工序110：以Φ68K7孔、端面及一个槽定位，钻4个小孔。

工序120：钳工去毛刺。

工序130：终检。

  5  确定机械加工系量及毛坯尺寸，设计毛坯图

5.1  确定机械加工亲量

    钢质模锻件的机械加工余量按JB3835—85确定。确定时，根据估算的锻件质景、加工精度及锻件形状复杂系数，由表2．2—25可交很除孔以外各内外表面的加工余量。孔的加工余量由表2.2-24查得。表中余量值为单面余量。

(1)锻件质量  根据零件成品重量1．36kg估算为2．2kg。

(2)加工精度  零件除孔以外的各表面为—般加工精度F1。

(3)锻件形状复杂系数    S

S=

假设锻件的最大直径为Φ121mm，长68mm

m外廓包容体=πx6.8x7.85g=6.13kg

         m锻件＝2．2kg

S==0.358

按表2.2-10，可定形状复杂系数为，属一般级别。

(4)机械加工余量  根据锻件重量、、查表2．2—25。由于麦中形状复杂系数只列有和，则参考定，参考定。由此查得直径方向为1．7—2．2mm，水平方向亦力1．7—2．2mm。即锻件各外径的单向余量为1．7—2．2mm，各袖向尺寸的单面余量亦为1．7—2．2mm。锻件中心两孔的单面余量按表2．2—24查得为2．5mm。

5．2  确定毛坯尺寸

上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗储度Ra≥1.6μm。Ra＜1．6μm的表面，余量要适当增大。

分析本零件，陈Φ68K7孔为Ra0.8μm以外，其余各表面皆Ra≥1．6μm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值即可(由于有的表面只需祖加工，这时可取所查数据中的小值。当表面需经粗加工和半精加工时，可取其较大值)。Φ68K 7采用精镗达到Ra0.8μm，故需增加精镗的加工余量。参考磨孔余量(表2．3—11)确定精镗孔单面余量为0.5mm，则毛坯尺寸如图7．5—1所示。

5．3  设计毛坯图

5.3.1 确定毛坯尺寸公差

表7.5-1齿轮毛坯（锻件）尺寸           （mm）

本零件锻件重量2.2kg，形状复杂系数，45钢含碳量为0.42％～0.50％，其最高含碳量为0.5％，按表2.2-11，锻件材质系数为，采取平直模线，锻件为普通精度等级，则毛培公差可从表2.2-13、表2.2-16查得。

本零件毛坯尺寸允许偏差尺寸如表7.5-2所列。毛坯同轴偏差允许值为0.8mm，残留飞边为0.8mm。（表2.2-13）

表7.5-2 齿轮毛坯（锻件）尺寸允许偏差       （mm)

     锻件的圆角半径按表2.2-22确定。本锻件各部分的H/B皆小于2，故可用下式计算：

外四角半径              r=0.05H+0.5

内圆角半径              R=2.5r+0.5

        为简化起见，本锻件的内外圆角半径分贝取相同数值。以最大的H进行计算

                    r=(0.05X32+0.5)mm=2.1mm

r为圆整为2.5mm。

                    R=（2.5X2.5+0.5）mm=6.75mm

R圆整为7mm。

  以上所取的圆角半径数值能保证个表面的加工余量

5.3.3 确定拔模角

本锻件由于上、下模模膛深度不相等，起模角应以模膛较深的一侧计算．

　＝=1,  =  =0.291

按表2.2—23，外起模角 α=5°   内起模角β= -7°

5.3.4 确定分模位置

    由于毛坯是H＜D的圆盘类锻件，应采取轴向分模，这样可冲内孔，使材料利用率得到

提成。为了便1；起模及便于发现上、下模枉模锻过程中错移，分模线位置选在最大外径的小部，分模线为直线。

5．3．5  确定毛坯的热处理

    钢质齿轮毛坯经锻造后应安排正火，以消除残留的锻造应力，并使不均勾的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善了加工性。

    图7．5—1所示为本零件的毛坯图。

图7．5—1所示为本零件的毛坯图。