双联齿轮课程设计说明书

1、机械制造工艺学课程设计说明书题目 设计“双联齿轮”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（生产纲领 5000 件）设计者：陈文涛指导老师：梁伟 设计日期： 2013.12.31评定成绩：桂林航天工业学院 机械工程系二设计要求及参考 三、零件的分析 四、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制作形式（二）基准的选择（三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（五）各工序的定位夹紧方案及切削用量的选择（六）各工序的基本工时 五、主要参考文献 六、致谢桂林航天工学院机械制在工艺学课程设计任务书题目设计内容：、 1 、产品零件图 1 张、产品毛胚图 1 张、机械加工工艺过程卡片

2、1 份四、机械加工工序卡1套五、课程设计说明书1份六、夹具设计装配图1张七、夹具设计零件图12 张专 业：数控技术班级学号： 2012034z0216生：陈文涛指导老师：梁伟2013 年 12 月 30 日、前言课程设计是高等工业学校教学中的一个主要组成部分 是专业学习过程是一个主要的实践性的教学环节 , 是培养学 生独立思考和科学工作方法重要的实践性的过程。设计的目 的和要求在于培养学生综合运用所学知识和技能去分析和 解决机械工程实际问题的能力熟练生产技术的工作的一般方法 , 培养学生树立工程技术必备的全局观点 , 生产观点和 养学生调查研究 , 查阅技术文献资料 , 手册进行工程运筹 ,

3、图 样的绘制及编写技术文件的独立工作能力 . 毕业设计 , 通过 到工厂的实际调研 , 对设计内容有了基本的了解 , 并仔细观 察和了解各加工工序的加工过程 , 查阅了大量的资料 , 在梁 伟老师的指导下完成了设计任务 , 并编写了设计说明书。就 我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的 工作进行一次适应训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题 的能力，为今后的技术工作打下一个良好的基础。由于能力 和经验的有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予 指教。经济观点。树立正确的设计思想和严肃认真的工作态度,培二.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

4、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。on3宀019电3匚_ . _ f0打飞焙1）1芦丽7坷跖口=20；込=33,巳=19；将麼7M：齿部WltRT 图5（联齿轮要求：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）三、零件分析（一）零件的作用 双联齿轮是一些机械设备变速箱中，通过操作机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速。32花键孔有较高精度。（二）零件的工艺分析该零件属于齿轮类零件， 形状规则， 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

5、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）艺（ 3）（ 4）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 齿轮要求加工精度高，要严格控制好定位基准。因此加工花键孔的工序是比较重要的。 度及粗糙度要求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 要在夹具设计中考虑保证到此孔精四、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制造形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

6、材料选用45Cr,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，故对基准的选择应欲与分析（1）粗基准的选择按照粗基准的选择原则， 为保证不加工表面和加工表面的位置要求， 应选择不 加工表面为粗基准，故应分别选择 AB端面为粗基准，在加工32花键孔应选 择花键孔以及 B 面为第二位毛基准。（ 2）精基准的选择在加工完 32花键孔以后各工序则分别一两孔为定位精基准。 这样就满足了 基准重合的原则和互为基准的原则。 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

7、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 拉平键孔2 拉平键孔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1 0齿部高频淬火1 1齿部高频淬火11 推孔12 推孔12衍齿13 衍齿13总检14 总检两个工艺方

8、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

9、消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1.52m m,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=19）留余量 0.040.0610 倒角1 1钳工去毛刺12剃齿（Z=33 ）公法线长度至尺寸上限1 3剃齿（ Z= 1 9 ）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

10、工工艺过程卡及工序卡。见附表 1:机械 工艺加工过程卡，附表215机械加工工艺卡机械加工工艺过程卡零件名称双联齿轮锻造每件毛坯制坯数第一页零件生产批量10045Cr零件外形尺寸工序号工种工序名称机床型号夹具名称刀具名 称辅助名 称量具10车粗车外圆及端面留余量1.5-2mmCA6140车夹具咼速钢 车刀游标卡尺150X 0.0220车钻镗花键孔至尺寸28H12C6136（专）车28孔夹具钻扩复 合钻28 X401-50mm内径千分尺30拉拉花键孔至规格L6120拉夹具矩形花键拉刀拉夹头花键量规40钳去毛刺50车上芯轴，精车外 圆，端面及槽至 要求CA6140上芯轴装夹高速钢 外圆，端 面及车

11、槽刀游标卡尺150X 0.0260铣滚齿（Z=33）留剃余量0.07-0.12mmY3150E上芯轴装夹咼速钢 剃前齿 轮滚刀CD320G光栅式多能单面 啮合检查仪70铣插齿（Z=19）留剃余量0.04-0.06mmY5132上芯轴装夹盘形直 齿插齿 刀CD320G光栅式多能单面 啮合检查仪80车倒角（1,2齿15牙角）CA6140上芯轴装夹75外圆车刀90钳去毛刺100铣剃齿（Z=33）公法 线长度至尺寸上 限Y4232C上芯轴装夹盘形剃 齿刀CD320G光栅式多能单面 啮合检查仪110铣剃齿（Z=19）公法线长度至尺寸上 限Y4232C上芯轴装夹盘形剃齿刀CD320G光栅式多能单面 啮合检

12、查仪120铣推孔130铣珩齿砂轮工序简图工序名称粗车外圆及端面序号工步内容转数/ (r/ min)机床名称车床毛坯材料45Cr辅助夹具粗车外圆及端面，留余量 1.5-2mm750切削速度/( m /mi n)56.5进给量/( mm/ r/ min)刀具名称0.4硬质合金 车刀机床型 号CA6140夹具名称三爪卡 盘冷却液量具名 称游标卡尺150*0.0210工序简图 工序名称、钳工去毛刺第4页工具名称机床型 号锉刀毛坯材料夹具名 称45Cr辅助夹具冷却液序 号工步内容转数/(r / mi n)切削速度 /（ m/mi n）进给量/( mm/ r / min)刀具名称量具名 称40钳工去毛刺锉

13、刀工序简图工序名称插齿Z=19机床名称插齿机机床型号Y5132毛坯材料夹具名称序号工步内容转数/ (r/ min)45Cr辅助夹具插齿（Z=19）留齿余量0.04-0.06mm切削速度/(m/ min)18.3进给量/( mm/ r/ min)0.32刀具名称高速钢插刀量具名称70/ Z机床名称机床 型号电阻加热炉序号工步内容Z转数/ (r/ min)切削速度/(m/ min)进给量/( mm/ r/ min)毛坯材料45Cr辅助夹具夹具名称淬火 介质刀具名称量具名称控温仪齿轮加工夹具示意图磨孔时一般以齿轮分度圆定心，如图9-20所示，这样可使磨孔后的齿圈径向跳 动较小，对以后磨齿或珩齿有利。

14、为提高生产率，有的工厂以金刚镗代替磨孔也 取得了较好的效果（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定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

15、要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸 87.5外圆87.52.59056.5外圆56.53.560424254741长4154618厚1832119厚19423花键孔28325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16mma沦3 mm时， 以及工件直径为87.5时，？ =0.6-0.8mm/ r按C3163 1车床说明书 取？=06 mm/r。由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=

16、0.75 0.85所以：实际进给量f=0.6 X 0.8=0.48 mm/ r 按C3 16 3 1车床说明书？= 0.53 mm/r( 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=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见切削手册表1.28 kmv=1.15kkv=0.8 Vc =158/( 600.2 =46.9(m/min)(4)kkrv=0.8 ksv=1.04-20.15 0.53 0.4）kBV=0.81 1.15 0.8 0.8 0.81

17、 0.97定机主轴转速ns=1000vc/dw=229.8（r/min ）n= 200 r / min按C3 1631车床说明书所以实际切削速度 V=40.8m/mina、按机床进给强度决定进给量：根据表 2.9 , 当 C b= 210MPad 0 = 20.5mm 可确定 f=0.75。按C1631车床说明书取f=0.62mm/n.所以实际切削速度 V=40.8m/minb、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.c、切削速度由切削用量简明手册得 V =21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和 334.4 接近的有

18、280n/m 和 400n/min 取 280n/min 取 n=280m/min.实际 V =17 m/mind、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W + =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， n 和 f 都 不变，所以Tm同上Tm=0.32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

19、率 按切削用量简明手册表可以查出 当160245HBSap 2.8 mm f 0.6 mm/rVc 41m/min Pc = 3.4kw按C3 163 1车床说明书主电机功率P= 11 kw 可见Pc比P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 do = 27mm f = 0.64 mm查得转矩M= 61.8 N.M切削用量简明手册表由表 2.32 得功率公式P C= McVc/30do=61.8x17/30x27=1.67km按C3 16 31车床说明书 主电机功率P= 11 kw可见PC比P小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要v=0.

20、06m/s（3.6m/min）t=Zbl n k/1000vfzZ单面余量2.5mm（由27mn拉削到32mm） 拉削表面长度， 41mm； 考虑校准部分的长度系数，取 1.2； 考虑机床返回行程系数，取 1.4 ； 拉削速度（ m/min）； 拉刀单面齿升； 拉刀同时工作齿数， Z=l/p ； 拉刀齿距。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 切削工时 式中：LZP P=（1.25-1.5）sqrt42=1.35sqrt42=9mm拉刀同时工作齿数z=l/p=42/95其本工时 Tm=2.5 X 42 X 1.2 X 1.4/100

21、0 X 3.6 X 0.06 X 5=0.20（min） 5. 齿轮加工（1）滚齿加工 33齿 由文献 2 表 10-174V=312/T0.33S0.5N=0 . 1 24s0.9 m1.7/D 又由文献 2表 10-175,10-177 S=2.5，T=240min，m=4 代入上式得V=32.4m/min，N=0.27kw（2）插齿加工 19齿 由文献 2 表 10-1740.2 0.5 0.3 V=49/T0.2s0.5m0.3N=179X 1 0-4sm2/2 0.11 又由文献 2表 10-189,10-192 S=0.32，T=300min， 代入上式得V=18.3m/min，N

22、=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： f a 0.5bs 0.5 2 1mm工作台单行程的横向进给量 ft 6.8 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28mn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/f n式中 l 1=D/2cotk y+（1-2） l 2=1-4，钻盲孔时， l 2=0，l=46，L2=0，f=0.3 ，n=1000L1=8.7/2cot （1180

23、/2）+1.5=6.7所以 t=46+6.7+0/0.3 X 1000=0.1773minTb=2t=2X0.1773=0.355min（2）辅助时间由文献 1 表 2.5-41 确定开停车 0.015min升降钻杆 0.015min主轴运转 0.02min清楚铁屑 0.04min卡尺测量 0.10min装卸工件时间由文献 1 表 2.5-42 取 1min所以辅助时间 Ta=（0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1 ）min =1.19min（3）作业时间TB=Tb+Ta= （ 0.355+1.19 ） min=1.545min（4）常量工作场地时间 Ts 由文献5,取P =3%,贝UTTbP =1.545 X 3