双联齿轮机械加工工艺规程

1、机械加工工艺与夹具课程设计说明书题目：双联齿轮工艺设计目录一编制零件的工艺规程及设计夹具：双联齿轮如下图所示，成批生产（每批 100 件），材料为 40Cr 钢。编制此双联齿轮的工艺规程并为加工花键设计夹具。要求：零件毛坯图夹具装配图（ A0 或 A1）设计说明书（附有工艺卡和工序卡）二、零件分析（一）零件的作用与结构特点双联齿轮主要用于一些机械设备变速箱中，通过与操作机构的结合，滑动齿轮从而实现变速。圆柱齿轮一般分为齿圈和轮体两部分，根据齿轮轮体的结构形状来划分可知上图中的双联齿轮为盘类齿轮，有两个齿圈，在齿圈上切出直齿齿形， 在轮体上带有花键孔。（二）零件的工艺分析该零件属于齿轮类零件，形

2、状规则，尺寸精度和形位精度要求均较高，零件的主要技术分析如下：（ 1）齿轮端面对准 A 的圆跳动公差不超过 0.05mm，主要是保证端面平整光滑，双联是利用花键轴和花键孔进行配合定位，因此必须保证花键孔的尺寸精度。双联齿轮之间啮合要求严格，要保证双联齿轮的齿形准确及同轴度较高。（ 2）由于零件是双联齿轮，轴向距离较小，根据生产纲领是选择合理的加工工艺。（ 3）齿轮要求加工精度高，要严格控制好定位（ 4） 32 的花键孔是一比较重要的孔，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准。因此加工花键孔的工序是比较重要的。要在夹具设计中考虑保证到此孔精度及粗糙度要求。三、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制造形

3、式由于零件结构简单，尺寸较小，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高且要进行大量生产所以选用模锻件，其加工余量小，表面质量好，机械强度高，生存率高。工件材料选用 45 钢，毛坯的尺寸精度要求为 IT11 12 级（二）基准的选择根据零件图纸及零件的使用情况分析。知 32 花键孔，端面圆跳动，平行度等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应进行分析。(1)粗基准的选择粗基准的选择：对双联齿轮这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。（ 2）精基准的选择在加工完 32 花键孔以后各工序则以花键孔为定位精基准。这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。

4、在加工某些表面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。（三）工艺路线的拟定（ 1） 工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。工艺路线一：工艺路线二锻造、正火锻造、正火1粗车外圆及端面1粗车外圆及端面2拉花键孔2拉花键孔3去毛刺3去毛刺4精车外圆、端面4精车外圆及端面5检验5检验6滚齿6滚齿7插齿7倒角8倒角8去毛刺9去毛刺9剃齿10剃齿10齿部高频淬火11齿部高频淬火11推孔12推孔12衍齿13衍齿13

5、总检14 总检两个工艺方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二这道工序都是为了获得 Z=19 的切削加工。方案一是对Z=33 的齿形进行滚齿加工后再对Z=19 的齿轮进行插齿加工，这样能保证切削加工顺利地进行下去。方案二是对Z=33 的齿坯进行滚齿加工后继续对 Z=19 的齿轮进行滚齿加工， 由于该零件是双联齿轮， 两齿轮间隔很小，若再对 Z=19 的齿坯进行滚齿加工需得有专门的设备，增加了成本和加工难度另外，选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等、本次设计选择工艺路线方案一。根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示:毛坯为锻件，清理后进行正火处理，以消

6、除内应力机械切削加工性能，在毛坯车间，对其认真检验分析，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工1 毛坯锻造2 正火3 粗车外圆及端面，留余量 1.52mm，钻、镗花键底孔至尺寸 28H124 拉花键孔5 钳工去毛刺6 上心轴，精车外圆，端面及槽至要求7 检验8 滚齿（ Z=33）留余量 0.070.1mm9 插齿（ Z=21）留余量 0.040.0610 倒角11 钳工去毛刺12 剃齿（ Z=33）公法线长度至尺寸上限13 剃齿（ Z=21）采用螺旋角度为 5 度的剃齿刀，剃齿后公法线长度至尺寸上限14 齿部高频淬火15 推孔16 衍齿17 总检入库根据此工序安排，编出机械加工工艺过程

7、卡及工序卡。见附表1：机械工艺加过程卡,附表 2 15 机械加工工序卡机械加工工艺过程卡零件名称双联齿轮二零件生产批量100工工工序名称序种号10 车 粗车外圆及端面留余量1.5-2mm20 车 钻镗花键孔至尺寸 28H1230 拉 拉花键孔至规格40 钳 去毛刺50 车 上芯轴，精车外圆，端面及槽至要求60铣滚齿（Z=33)锻造45 钢机 床 型号CA6140C6136（专）L6120CA6140Y3150E每件毛坯制坯数零件外形尺寸夹具名刀具名称称车夹具高速钢车刀车28 孔钻扩复夹具合钻 28× 40拉夹具矩形花键拉刀上芯轴装高速钢夹外圆，端面及车槽刀上芯轴装高速钢第一页辅助名量

8、 具称游 标 卡尺 150×0.021-50mm内 径 千分尺拉夹头花 键 量规游 标 卡尺 150×0.02CD320G留剃余量夹剃前齿光 栅 式0.07-0.12mm轮滚刀多 能 单面 啮 合检查仪70铣插 齿 （ Z=21)Y5132上芯轴装盘形直CD320G留剃余量夹齿插齿光 栅 式0.04-0.06mm刀多 能 单面 啮 合75o 外检查仪80车倒角（ 1,2 齿 CA6140上芯轴装15o 牙角）夹圆车刀90去毛刺钳100铣剃 齿 （ Z=33)Y4232C上芯轴装盘形剃CD320G公法线长度至夹齿刀光 栅 式尺寸上限多 能 单面 啮 合检查仪110铣剃 齿 （

9、 Z=21)Y4232C上芯轴装盘形剃CD320G公法线长度至夹齿刀光 栅 式尺寸上限多 能 单面 啮 合检查仪120铣推孔130铣珩齿砂轮河南工业职 业第 1工序简图技术学院页工序名称粗车外圆及端面机床名称机床型号车床CA6140毛坯材料夹 具 名称45 钢三爪卡盘辅助夹具冷却液序号工步内容转 数 切削速度进 给刀具名称量具（ r （ m量 名称min）min）（ mm r min）10粗车外圆及端面，留 75056.50.4硬质合金车刀游标余量 1.5-2mm卡尺150*0.02工序名称钻镗花键孔河南工业第2职业技术页学院工序简图机床名称机床型号车床C6136(专）毛坯材料夹具名称45 钢

10、钻28孔夹具辅助夹具冷却液序工步内容转数 切削速度进给量（ mm 刀具名称量具号（ r （ mr min）名称min）min）20钻镗花键孔至尺寸75056.50.4麻花钻， 0-25028H12YG8 硬质内径合金镗刀千分尺工序简图河南工业职第3拉花键孔至规格业技术学院页工序名称机床名称机 床型号拉床L6120毛坯材料夹 具名称45 钢拉 夹具辅助夹具冷 却液乳 化液序工步内容转 数 切削速度进给量（ mm 刀具名称量 具号（ r （ mr min）名称min）min）30拉花键孔至规格2803.62.5矩形花键拉花 键刀量规工序简图河南工业职第4工序名称钳工去毛刺业技术学院页工具名称机 床

11、 型号锉刀毛坯材料夹 具 名称45 钢辅助夹具冷却液序工 步 内转数切 削 速进给量（ mm 刀具名称量具 名号容（ r 度 （ m r min）称min）min）40钳工去毛刺锉刀河南工业职第5工 序精车外圆业技术学院页简图工序名称机床名称机 床型号车床CA6140毛坯材料夹 具名称45 钢三 爪卡盘辅助夹具冷 却液序工 步 内转 数 切削速度进给量刀具名称量具号容（ r （ m （ mm r 名称min）min）min）50上芯轴精车外75056.50.4高速钢车刀游标圆、端面及槽至卡尺要求100*0.02工序简图滚齿Z=33河南工业第职业技术页学院6工序名称序工步内容转 数 切削速度进

12、给量 （ mm号（ r （ m r min）min）min）60滚齿（ Z=33) 留齿6432.42.5余量 0.07-0.12mm机床名称机床型号滚齿机Y3150E毛坯材料夹具名称上芯45G轴装夹辅助夹具冷却液乳化液刀具名称量具名称高速钢滚刀插齿 Z=19河南工业第 7工序简图职业技术页工序名称学院机床名称机床型号插齿机Y5132毛坯材料夹具名称45G上芯轴装夹辅助夹具冷却液序工步内容转 数 切削速度进给量 （ mm 刀具名称量具号（ r （ m r min ）名称min）min）70插齿（Z=21)留齿余18.30.32高速钢插量 0.04-0.06mm刀工序简图车倒角河南工业职业技术学

13、院第 8页工序名称机床名称机床型号车床CA6140毛坯材料夹具名称45G上芯轴装夹辅助夹具冷却液序工步内容转 数 切削速度进给量（mm 刀具名称量具号（ r （ mr min）名称车倒角（ 15o）min）min）45o 外圆车刀8075056.50.4游标卡尺工序 简钳工去毛刺河南工业职业技术学院第9 页图工序名称机床名称机床型号毛坯材料夹具名称45G辅助夹具冷却液序工序内容转数（r切削速度进给量（ mmr刀具量具号 min） （ m min）名称名称min）90钳工去毛刺锉刀河南工业职第 10页工剃齿 Z=33业技术学院序简图工序名称机床名称机床型号剃齿机Y4232C毛坯材料夹具名称45G

14、上芯轴装夹辅助夹具冷却液序工 步 内转 数 切削速度进给量（mmr刀量具名称号容（ r （ m min）具min）min）名称100剃齿（ Z=33)2301300.35盘形剃齿刀工剃齿Z=19河南工业职业技术学院第11序简图工序名称页机床名称机床型号剃齿机Y4232C毛坯材料45G辅助夹具夹具名称上芯轴装夹冷却液序号工步内容转数（r切削速度进 给 量刀具名称量具 min） （ m （ mm名称min） r min ）110剃齿（ Z=21)2301300.35盘形剃齿刀工序名称工序简图河南工业职业技术学院第12页推孔机床名称机床型号毛坯材料夹具名称45 钢辅助夹具冷却液序号工步内容转数（rm

15、in）切削速度（mmin）进给量 刀具名（mmr 称量具名称min）120 推孔工序简图珩齿河南工业职第业技术学院13工序名称页机床名称机床型号研磨机毛坯材料夹具名称45 钢辅助夹具上心轴装夹冷却液序号工步内容转数（r切削速度进给量刀具名称量具min）（mmin）（ mm r名称min）130珩齿280200 0068砂轮河南工业第 14工序齿部高频淬火职业技术页简图学院工序名称机床名称机 床型号电阻加热炉毛坯材料夹具名称淬火45钢件挂钩辅助夹具淬火介质水序号工步内容转数（ r min）切削速度（ m min）进给量（ mm r刀具名称量具名称 min）140控温仪（四）机械加工余量，工序尺寸

16、及毛坯尺寸的确定1、毛坯尺寸的确定，画毛坯图双联齿轮室一些设备变速箱中，通过与操纵机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速。要求配合精度较高，力学性能较好，且生产纲领是成批生产，所以毛坯选用模锻件，再给以正火处理，以消除锻件在锻造过程中的内应力。由文献 1，该种锻件的工差等级为CT79级，故取 CT为 9 级。由文献 1 可用查表法确定各表面的总余量，但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。由文献 1 可查出锻件主要尺寸的公差，先将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸 87.5 外圆87.5592.557.5 外圆5

17、7.5461.5424254742 长4254718 厚1832120 厚20323花键孔28327由此可绘出零件毛坯图三、选择工序加工余量1. 粗车外圆及端面，钻镗花键底孔至尺寸 28（ 1）已知 87.5 外圆长度方向上的加工余量为 3mm,实际加工余量为 1.5mm,故分一次加工，长度加工公差为 IT11 级取 -0.19mm（ 2）进给量切削简明手册当刀杆尺寸为 16mm×25mm, mm时，以及工件直径为 87.5 时，?=0.6-0.8mm/ 按 C车床说明书 取?=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=0.75 0.85所以：实际进给量f=0.6 

18、15; 0.8=0.48 mm/ 按 C车床说明书? 0.53 （ 3）计算切削速度。按切削简明手册表 1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选 T=60min）刀具材料YG6V=Cv/(Tm· ap xv ·f yv)· kv其中： Cv=158xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数 Ko 见切削手册表1.28kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04 Vc =158/( 600.2· 20.15 ·0.53 0.4)kBV=0.81·1.15 ·0.8 ·0.8 · 0.

19、81 · 0.97=46.9(m/min)（ 4）确定机床主轴转速ns=1000vc/dw=229.8 （r/min ）按 C车床说明书 200 r min所以实际切削速度V=40.8m/min、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当 b 210MPa020.5mm 可确定 f=0.75 。按 C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.所以实际切削速度V=40.8m/min、 决定钻头磨钝标准及寿命当do=28mm、钻头最大磨损量取0.8 寿命 T=45min.、切削速度由切削用量简明手册得=21m/minn=1000V/D=334.4由机床技术资料得和334.4 接近

20、的有 280n/m 和 400n/min取280n/min取 n=280m/min. 实际 =17 m/min、 基本工时， Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.28(min)入切量及超切量由表查出 +=6mm所以Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.32 (min)2、扩孔刀具直径 do=27mm；刀具几何参数同上。由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，以 Tm同上 Tm=0.32n 和f都不变，所倒角刀具 15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。3、倒角刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功

21、率按切削用量简明手册表可以查出当 160245HBS 2.8 0.6 41 min 3.4kw按 C车床说明书 主电机功率 11可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21当 27 0.64 查得转矩 61.8 N.M切削用量简明手册表由表2.32 得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x27=1.67km按 C车床说明书主电机功率 11可见 C 比小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要4 拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为 0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时t=Z

22、blk/1000vfzZ式中：Zb单面余量2.5mm(由 27mm拉削到 32mm)；L拉削表面长度，42mm；考虑校准部分的长度系数，取1.2 ；k考虑机床返回行程系数，取1.4；v拉削速度（m/min）；fz拉刀单面齿升；Z拉刀同时工作齿数，Z=l/p；P拉刀齿距。P=(1.25-1.5)sqrt42=1.35sqrt42=9mm拉刀同时工作齿数z=l/p=42/9 5其本工时 Tm=2.5×42×1.2 ×1.4/1000 × 3.6 ×0.06 ×5=0.20(min)5. 齿轮加工（1）滚齿加工 33 齿由文献 2 表 10

23、-174V=312/T0.33 S0.50.91.7N=0.124sm /D又由文献 2 表 10-175,10-177S=2.5，T=240min，m=4代入上式得V=32.4m/min，N=0.27kw（2）插齿加工 21 齿由文献 2 表 10-1740.20.50.3V=49/T smN=179×10-4 sm2/2 0.11又由文献 2 表 10-189,10-192S=0.32，T=300min，代入上式得V=18.3m/min，N=0.062kw由（ 1）、（ 2）计算它们均小于机床所能提供的功率，故符合要求。6齿部高频淬火7珩齿精磨工件，砂轮宽度b=2mm纵向进给量：

24、f a0.5bs0.521mm工作台单行程的横向进给量f t6.8 m /st8 时间定额计算根据设计要求，只计算指导教师指定的一道工序工时。下面计算 20 道工序 28mm孔的时间定额。（1）机动时间由文献1 表2.5-7得钻孔的计算公式为：T=l+l1+l 2 /fn式中l 1=D/2cotky+（ 1-2 ）l2=1-4 ，钻盲孔时， l 2=0，l=46 ，L2=0，f=0.3 ，n=1000L1=8.7/2cot（1180 /2 ）+1.5=6.7所以t=46+6.7+0/0.3× 1000=0.1773minTb=2t=2 × 0.1773=0.355min（2）辅助时间由文献 1 表 2.5-