汽车倒档齿轮加工工艺设计书

1 汽车倒档齿轮加工工艺设计书 一、 零件图的分析 件的功用 用来传递的运动和动力， 改变转向传递扭矩从而使汽车实现反向行使 纸的完整性和正确性 本零件各表面的加工并不困难。 齿轮零件图样 由两个剖视图组成， 视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。 零件内、外轮廓描述清楚完整，零件图的粗实线、细实线、点化线的线型均符合于国家标准；有利于加工时的数据分析和计算，零件材料为 45 钢。 件的技术要求分析 零件图的尺寸比较多，但尺寸的标注多而不乱。 图纸当中有对齿面粗糙度和孔面 粗糙度的要求为 部热处理 45圈径向跳动公差为 有一些技术要求倒角为 标注为 1*450，零件表面光洁、精度等级 8 件的结构工艺性分析 件结构 本产品是一个双联齿轮零件，该零件是由两个不同的齿廓组成，一个为m=4,z=17的齿廓一个为 m=5,z=19的齿廓，由 40圆柱的连接在一起。零件有 20孔和宽 6 构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性和经 济性，即零件的结构应方便加工时工件的装夹、对刀、测量，结构越简单 ,工艺性越好。结构形式应尽量简化。 可以提高切削效率等。根据零件的外形尺寸 105100所以选择110*105 的毛坯。 钻孔结构相对简单，选择合适的转速和进给速率，就可以将此结构作出 2 为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出 45 的倒角。 件表面硬度的分析 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。调质 45钢具有较高的硬度和耐磨性，淬火时变形较小。 具有良好的冲载能力，使用时进行热处理。 二、 毛坯的选择 定毛坯种类及制造方法 输出轴为传动零件，要求有一定的强度，该零件的材料为 45钢，轮廓尺寸不大，形状并不复杂，又属于 大 批生产，故毛坯可采用模锻成型。 这对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。 毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。 坯的形状及加工总余量 坯尺寸公差 毛坯尺寸根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从表 55查得。 倒档齿轮毛坯尺寸 主要面尺寸 零件尺寸 (总余量 (毛坯尺 寸 ( 76外圆 76 4 80 105外圆 105 5 110 40 40 5 45 100长 100 5 105 15厚 15 5 20 3 毛坯尺寸允许偏差 锻件尺寸 差 110 + 80 + 40 +0 +00 +、设计毛坯图 （ 1）确定圆角半径 锻件的外圆角半径按表 5定，内圆角半径按 5锻件的内外圆角半径分别取 相同的数值，外圆角半径为 r=5，内圆角半径为 R=5，以上所取的圆角半径数值能保证表面的加工余量。 （ 2）确定模锻斜度 本锻件由于上、下膛深度不相等，模锻斜度应以模膛较深的一侧计算，按表 5模锻斜度 =5,内模锻斜度为 =5。 （ 3）确定分模位置 由于毛坯是圆柱类锻件，应采取轴向分模，这样可冲内孔，使材料利用率得到提高。为了便于模及便于发现上、下模在模锻过程中错移，选择轴线位置为分模面，分模线为直线，属于直分模线。 （ 4）确定毛坯的热处理方式 钢质齿轮毛坯经锻造后应 安排正火热处理，以消除残余的锻造应力。 4 三、 选择加工方法，制定工艺路线 位基准的选择 基面的选择是工艺规程的设计中重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则就会使加工工艺规程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，是生产无法进行。 基准的选择 本零件是带孔的双联齿轮，孔是其设计基准和测量基准。为避免因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。 孔及一端面为精基准。 基准的选择 由于本零件的表面都需要加工，而孔作为精基准应先加工，因此应先加工出一外圆及一个端面为粗基准。 5 件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面、键槽，材料为 45 钢。参考机械制造技术基础课程设计指南，加工方法选择如下： （ 1） 齿圈外圆面：为未标注公差尺寸，根据 定其公差等级为 面粗糙度为 粗车、半精车（表 5 （ 2） 40圆面 ：为未标注公差尺寸，根据 定其公差等级为面粗糙度为 粗车、半精车（表 5 （ 3） 孔：公差等级为 面粗糙度 据表 5工方法选用钻、粗铰、精铰。 （ 4）端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度、表面粗糙度未作要求，只需粗车即可。 （ 5）齿面：齿轮模数分别为 4、 5，齿数分别为 17、 19，精度都为 8旋圆锥齿轮刀 盘铣齿即可（表 5 5 （ 6）键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为 粗插、精插（表 5 定工艺路线 齿轮的加工工艺路线一般是先进行尺坯的加工，然后在进行齿面的加工。齿坯加工包括个圆柱表面及端面的加工，按照先加工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 工艺路线方案一 : 工艺路线方案二： 工序 1: 毛坯进行锻造 工序 1:毛坯进行锻造 工序 2：正火 工序 2:正火 工序 3：粗车各外圆、齿厚和断面。 工序 3：钻孔、扩孔 工序 4：钻、扩孔 工序 4 粗车各外圆、齿厚及端面 工序 5：拉键槽 工序 5：拉键槽 工序 6：半精车各外圆及端面 工序 6：半精车各外圆及端面 工序 7：检验 工序 7：检验 6 工序 8：滚齿轮 工序 8：滚齿 工序 9：去毛刺 工序 9：去毛刺 工序 10: 热处理 工序 10: 热处理 工序 11: 精铰孔 工序 11:铰孔 工序 12：终检 工序 12：终检 工艺路线的比较分析： 第二条工艺路线不同于第一条工艺路线是把平面车出来，并将孔与外圆柱面的加工进行了互换，其它的先后顺序均没有变化。零件的基准有所变化， 第一条工 艺路线， 直接车出端面，有利于保证精度减小误差，节省拆装时间； 再者先加工孔，确定了精基准，符合 基准重合原则，有利于提高其他部分的加工精度。 第二条工艺路线，增加了车平面，要换床，拆装过程中会产生误差，先加工外圆柱面再加工孔，改变了精基准，以外圆柱面为精基准，违反了 基准重合原则。 从保证精度的前提下，我们选择了第一条工艺路线进行生产。 四、工序设计 择加工设备与工艺装备 择机床 根据不同的工序选择加床 （ 1） 工序 3 5 11 是粗车和半精车、钻、扩孔， 各工序步数不多，要求大批量生产，故选用 床满足要求，本零件外廓尺寸不大，要求精度要求不是很高，选用最常用的 卧式车床即可。 7 （ 2） 工序 7 是滚齿，从加工月哀求及尺寸大小考虑，选 滚齿机合适（表 5 择刀具 由于生产类型为大批量生产，一般选用硬质合金刀，加工钢质零件采用 加工用 精加工用 加工用 择夹具 由于生产类型为大批量生产，生产方式为通用机床加专业夹具。 择量具 本零件属成批生产，一般情况尽量采用通用量具，所以本零件加工时，采用公称规格 125*量范围为 0125，读数值为 三用游标卡尺。 定工序尺寸 定圆柱面的工序尺寸 本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 /m 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 76 圆 3 1 0 40 圆 4 1 0 105 圆 4 1 0 20 18 0 8 定轴向工序尺寸 本零件各工序的轴向尺寸如图 （ 1）确定各加工表面的加工余量 本零件各端面的工序加工余量见表 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 工序 I 1 1Z = 序 2Z = 2）确定工序尺寸 11=11= 00确定键槽的工序尺寸 精插或拉键槽可达到零件图样的要求，则该工序尺寸槽宽 槽 深 。如用插键槽来加工则粗插键槽时加工余量槽宽为 深为 插键槽加工余量槽宽为 深为 粗插尺寸为宽 为 插尺寸为宽 6、深 2.采用拉键槽时，键槽的宽和深经查表得公差等级分别为 用拉刀直接拉成。 9 五、 确定切削用量及基本工时 76端面及 76， 40外圆， 105端面及外圆，钻扩孔 20。机床： 片材料 据表 5于 00 5 故选刀杠尺寸为 B*H=16*25片厚度为 择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角00 15 ，后脚 0 120 ，主偏角 r 900 ，刀尖圆弧半径 花钻，600 扩孔钻 刀片材料 序 I 切削用量及基本时间的确定 车 76 端面 （ 1） 已知毛坯长度方向的加工余量为 2 按3两次加工 （ 2） 进给量 f 根据机械制造技术基础课程设计指南表 5车钢 料、刀杠尺寸为 165mm、3件直径为 60f=0.7 mm/ 5取 f=r （ 3） 计算切削速度。按表 5削速度计算公式为 0mm （ m/ 中42，m=械制造技术基础课程设计指南表 2： 4） 确定机床主轴转速 4 5 576 8*1 0 0 01 0 0 0 d vn cs(r/ 10 按照（表 5 455r/近的机床 床的转速为 450及 500r/现取50r/果选00r/转速损失太大，所以主轴切削速 度 v= （ 5） 切削工时，按表 2 l =24076=18（ 1l =22l =0，3l=0， mt=50 238 2=、粗车 76 外圆 并检验机床功率 （ 1） 切削深度 单边余量 z =一次切除 （ 2） 进给量 根据表 f =r （ 3） 计算切削速度表 5 =116（ m/ （ 4） 确定主轴转速 48676 116*10001000 d vn cs(r/机床选取 n=500r/m (1191 0 00 500*761 0 00 （ 5） 检验机床功率 主轴切削力其中795，.0，5 060 0()65 0( 89.0所以N）切削时消耗功率)( 4 由机械制 造技术基础课程设计指南表 5主轴转速为 500r/主轴传递最大功率为 2（ 6） 检验机床进给机构强度 已知主切削力 向切削力 11 )(195 向切削力 )(480 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 1.0u ，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 )(600)( （ 7） 切削工时 t = ( m 00 041521 车 40 外圆 （切削用量简明手册表 ）刀夹圆弧半径 削速度其中42，m= T=60，59（ m/ (126540 159*10001000 rd 按说明书 n=1400 此时 切 削工时t= ( m 1 0 4 0 0 047021 m (17591000 1400*40*1000 车 105 外圆 并检验机床功率 （ 1） 切削深度 单边余量 z =一次切除 （ 2） 进给量，按机械制造技术基础课程设计指南表 5用 （ 3） 计算切削速度，见表表 5 =123（ m/ （ 4） 确定主轴转速 mi n )/(373105123*10001000 按机床选取 n=400r/m (1321000 400*105*1000 （ 5） 检验机床功率 . 12 主切削力切削用量简明手册表 公式计算其中795，.0，5 060 0()65 0( 89.0所以N）切削时消耗功率)( 132* 64 由机械制造技术基础课程设计指南表 5说明书可知 主轴转速为 400r/床功率足够可以正常加工 车 105 端面 （ 1） 已知毛坯长度方向的加工余量为 ，实际端面最大加工余量可按z=虑分两次加工 计。长度加工公差按 12，取 体方向） （ 2） 进给量 f 由机械制造技术基础课程设计指南表 5刀杆尺寸 16 25，3及工件直径为 105时 f = f =r. （ 3） 计算切削速度按切削手册表 命T=60 其中42，m=削手册 表 .8，以 m i n)/(*60 242 （ 4） 确定机床主轴转速 mi n )/(0001000 按机床 说明书选取 与 309r/n=250r/n=320r/320r/ 5） 切削工时，按 机械制造技术基础课程设计指南表 2 13 5 1l =2 2l =0，3l=0， w 321 = 2*215 = 工序 削用量及基本时间的确定 拉键槽 单面齿开，根据相关手册，确定拉键槽时拉刀的拉刀开量为 s（ 削工时：zb 000， 其中 l 00， 考虑机床返回行程系数，取 v m/ 拉刀开量：所以 t= 000 00* 序 削用量及基本时间的确定 车 105 外圆 加工要求精车至 105 单边余量为 1查机械制造技术基础课程设计指南表 5知 f =r = m (*60 2 91 mk v 其中m (483105 0 0 01 0 0 0 rd 所以机床主轴 n=500r/时 t=fn w 21 =00 0215 = 车 40 外圆 加工要求精车至 40 单边余量为 查表 5知 f = 14 =197（ m/m (15681000 rd vn w 所以机床主轴n=1400r/时 t=fn w 21 =400 2570 = 车 76 外圆 加工要求精车至 76 单边余量 为 查表 5f =r =185（ m/m (7 7 576 1 8 5*1 0 0 01 0 0 0 rd vn w 所以机床主轴 n=710r/时 t=fn w 21 =10 0215 = 序 削用量及基本时间的确定 滚齿 选用标准的高速钢单头滚刀， 模数 m=4齿数 z=17直径 75以采用一次走刀切至全深。工件齿面要求粗糙度为 据表 5择工件每转滚刀轴向进给量 f 在 3mm/ 按 5 r， 按表 2 切削速度 : =25（ m/ （查的 242， T=50m=4m=T=50） 根据 5择 n=50r/s,实际切削速度 u=s. 加工时的切削功率按下式计算表（ 2 15 式中， 24, 1.0,0, f=r,m=4mm,d=76 z=17 ,u=25m/ 3150型滚齿机的主轴功率 5因 所选择的切削用量可以在该床上使用。 计算 工时，由机械制造技术基础课程设计指南表查 2)co s( 21 30s