WANG变速器齿轮零件的机械加工工艺规程-说明书

1、机 械 制 造 技 术课 程 设 计 说 明 书设计题目:WY01齿轮机械加工工艺规程编制及工时定额计算（大批）班 级 11级机制4班设 计 者 王立强指导教师 陈兴强蚌埠学院机械与电子工程系蚌埠学院机械制造技术课程设计任务书题 目：WY01齿轮机械加工工艺规程编制及工时定额计算（大批）内 容：1.零件图 1张2.机械加工工艺过程卡 1张3.机械加工工序卡片 1套4.课程设计说明书 1份班 级 11 机制4班学 号 51111301001设 计 者 王立强指导教师 陈兴强 日 期 2014 年 6 月目 录一、 序言3二、 零件分析 4 1、零件的作用 42 、审查零件图样的工艺性 4三、 工

2、艺规程设计 41、确定毛坯的制造形式 52、零件表面加工方法的选择 53、制定工艺路线 64、机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 75、选择加工设备与工艺装备 96、确定切削用量与基本工时 10四、 小结 16五、 参考文献 16一、序言机械制造技术及装备学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，

3、理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续毕业设计做一次热身。此次课程设计我是围绕齿轮展开的。从零件图的分析到毛坯的选择，再到工艺路线的制定、机床及工艺装备的选用、加工余量、工序尺寸和公差的确定，最后是对切削参数的计算，都要求我对大学四年所学的东西有很好的掌握。此次课程设计设胜利完成，首先要感陈兴强老师孜孜不倦的教导和全面详细的解答，其次就是同学的帮助，我知道课程设计对我们来说是个考验，但同时也是非常难得的机会。一方面它可以锻炼自已解决实际问题的能力，另一方面，可以让我们对所学的知识重新复习一遍，真正

4、的学以致用。做工艺是一份细活，来不得半点马虎，每一个数据都是有手册可查。并且这应该是我们毕业设计前的最后一次课程设计了。所以我不敢怠慢，认真解读零件图后，自己花费了大量的功夫和时间在图书馆查阅了大量的资料。如今看看自已的劳动成果，总算小有所成，白已的辛苦没有白费，甚感欣慰和满足。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。二、零件分析1、零件的作用变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。改变机床、汽车、拖拉机等机器运转速度或牵引力的装置，由许多直径大小不同的齿轮组成。通常装在发动机的主动轴和从动轴之间。 而该零件便是其中一个传动齿轮。2、审查零件图样的工艺性齿轮零

5、件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔81要求Ra3.2 m。一般7级精度的齿轮其基准孔要求Ra1.6m即可。本零件各表面的加工并不困难 内孔中有4个通键槽，斜齿轮的沟加工精度不高。三、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式齿轮为最常用的传动件，要求具有一定的强度，选择零件材料为20CrMnTi。考虑到零件属于薄壁的圆盘类中小型零件，并且加工工序较多，会经常承受交变载荷和冲击载荷，因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的技术纤维组织，保证零件工作可靠。又由于零件属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成形，可获得较好的尺寸精度和较高的生产率。零件形状不复杂，毛坯形状可以与零

6、件的形状尽量接近。即外形做成台阶形，内部孔锻 出。2、 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面，槽等，材料为20CrMnTi，其加工方法为加工表面尺寸及偏差公差等级表面粗糙度Ra加工方法外圆面60IT14Ra3.2m粗车齿圈外圆面80 0-0.10IT11Ra 3.2m粗车半精车精车内孔47IT7Ra 1.6m粗镗半精镗精镗内孔53IT9Ra 3.2m粗镗半精镗精镗左端面37回转体断面，尺寸精度要求不高Ra 3.2m粗车精车右端面Ra 3.2m粗车半精车齿面模数28FLRa 1.6mA级单头滚刀滚齿槽4×4槽宽IT8Ra 3.2m铣刀槽深IT8Ra 3.2m三面

7、刃铣刀粗铣半精铣端面34.080.025IT8Ra3.2m粗车半精车3、制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿胚的加工，再进行齿面加工。齿胚加工包括各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，齿胚加工工艺路线拟定如下：工序号工序名称工 序 内 容120CrMnTi锻件2热处理正火（调质）3粗镗车车左右端面总长39.7mm处至38.3

8、mm，车外圆62.3mm处至60mm，镗内孔49.5mm处至47.5mm。车外圆82.7至80.3。车内槽54.4mm至53mm,深度3.97mm4半精车车左端面总长38.3mm处至37.5mm，跳动为0.025。车外圆82.3mm处至80mm。镗内孔47.5mmm至47.34mm.5精镗镗内孔47.34mm至47mm6车车右端面并倒角2x73°，表面粗糙度值Ra值3.2m，端面跳动0.057铣粗铣内孔键槽宽4.1mm至4mm，深2.2mm至图纸要求。8滚齿滚螺旋齿，留剃螺旋齿加工余量0.14mm，表面粗糙度Ra值3.2m9铣内接合齿倒角10钳倒棱边去毛刺，在无内齿的一端打厂标11剃

9、齿剃螺旋齿至图纸要求12检验13热处理渗碳淬火HRC586814检验15入库4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定查金属机械加工工艺人员手册，可知钢制模锻的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，先确定如下参数:1 锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。2 锻件质量m。根据零件成品质量1.36kg，估算为m锻件=2.2kg。3 锻件形状复杂系数s假设其最大直径为80mm，长为37.5mm，零件密度，7.85g/cm3。可知锻件外廓包容体质量m外廓包容体=（）2×37.5×7.85g=10kg

10、S=0.358由于0.358介于0.32和0.63之间，故该零件的形状复杂系数为S2，属于一般级别。4 零件表面粗糙度。由零件图知，除47mm孔为Ra1.6m以外，其余各加工表面Ra 为 3.2。根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查金属机械加工工艺人员手册中锻件内外表面加工余量表，查得直径方向为1.72.2，轴向方向亦为1.72.2。锻件中心两孔的余量为2.5。（1）该零件各圆柱表面及孔的工序加工余量、工序尺寸及公差如下表所示：加工面工序加工余量精度等级工序尺寸及公差Ø80mm外圆粗车2.5IT11Ø80mm半精车1.5IT9Ø80mm47mm外圆粗车3.

11、5IT11Ø60mm59mm粗镗2IT11Ø47.5mm半精镗0.34IT9Ø47mm精镗1IT7Ø47mm（2）确定毛坯尺寸毛坯尺寸根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从手册中查锻件的长度、宽度、高度、厚度公差表可得。零件尺寸单面加工余量锻件尺寸80mm外圆1.582.7mm60mm外圆2.562.3mm47mm内孔2.549.5mm53mm内槽255mm毛坯图如下: 5、 选择加工设备与工艺装备（1）机床的选择1 工序、是粗车和半精车。各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用CA6140型卧式车床。2 工序为精镗孔。由于加工的零件外轮廓

12、尺寸不大，又是回转体，故也选择CA6140型卧式车床。3 工序为滚齿。从加工要求及尺寸大小考虑，选Y3150型滚齿机。4 工序是用三面刃铣刀粗细和半精铣槽，考虑本零件属于成批生产，所以选择常用的X6132型卧式铣床。（2）夹具的选择 本零件除粗铣及半精铣槽、钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。（3）刀具的选择1 加工钢制零件采用YT类硬质合金。粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。为提高生产率及经济性，可选用可转位车刀。切槽刀宜用高速钢。2 采用A级单头滚刀能达到8级精度，滚齿选模数为2.5mm的型A级精度滚刀。3 铣槽选用高速钢错齿三面刃铣刀，铣刀直径为0

13、.1mm。（4） 量具的选择本零件属于成批生产，一般均采用通用量具。各外圆加工面的量具:分度值0.05的游标卡尺。孔加工的量具：粗加工59mm的孔用内径百分尺，精加工59mm的孔用三牙锁紧式圆柱塞规。滚齿所用量具：分度值0.01，测量范围2550的公法线百分尺。6、确定切削用量及基本工时（1）、工序切削用量及基本时间的确定1） 确定粗车外圆ø80mm的切削用量。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1%*,选用刀的刀杠尺寸B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5.根据表1.3*，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角o=1

14、2°，后角o=6°，主偏角r=90°，副偏角r =10°，刃倾角s=0°，刀尖圆弧半径r=0.8。 确定背吃刀量ap ，粗车双边余量为2.5mm，显然ap为单边余量：ap=1.25mm 确定进给量f，根据背吃刀量ap3mm，工件的直径为80-100mm时，查书得：f=0.60mm/r 确定切削速度V0 粗车速度取n=130r/min，根据公式c= 得c=32.6m/min45号钢为优质碳素结构用钢，根据GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，当加工b=600-700MPa钢料、ap3mm、f0.75mm/r时，切削速度v=

15、109m/min。确定的切削用量为： ap =1.25mm，f=0.60mm/r，n=130r/min，v=45.5m/min.车削时间：T1=25sL为车削路程9mm2） 确定粗车外圆ø60mm、端面及台阶面的切削用量。采用车外圆ø60 的刀具加工这些表面。车外圆ø60mm的ap=1.25mm，端面及台阶面的ap=1.3mm.车外圆ø=60mm的f=0.60mm/r，车端面及台阶面的f=0.52mm/r。主轴转速与车外圆ø80mm相同切削速度：c=37.35m/minc=0.623m/s粗车Ø80时间T2 =15.4s3） 确定粗镗

16、ø60mm孔的切削用量。所用刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。 确定背吃刀量ap，双边余量为3mm，显然ap为单边余量：ap=1.5mm 确定定进给量f根据表得，当粗镗料、镗刀直径为20mm、镗刀出长度为100mm是，f=0.15-0.3mm/r按C620-1车床的进给量，选择f=0.2mm/r 确定切削速度v:查表的系数为：Cv=291，m=2，=0.15，=0.2=60min，=0.9 x 0.8 x 0.65 = 0.568所以n=382 经查C620-1车床的转速，选择n=370r/min确定粗镗65mm孔的基本时间，选镗刀的主偏角r=45°=其中，l

17、=35.4mm，l1=3.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r,n=6.17r/s,i=1。所以：确定粗车端面的基本时间： ， 式中，d=25mm，d160mm，l1=2mm，l2=4mm，l3=0，f=0.52mm/r,n=2r/s,i=1所以： 4） 确定粗车台阶面得基本时间： 其中d=121mm，d1=91.5mm，l1=0，l2=4mm，l3=0，f=0. 52mm/r，n=2r/s, i=1所以： 确定工序的时间Ti=T1+T2+T3+T4+T5=15+17+22+18+35=115.4s各工序参数见下表工序内容车床转速（n）r/s切削速度（v）m/s进给量（f）mm/

18、r背吃刀量（a p）mm加工时间（Ti）s车外圆ø60mm2.150.760.61.2525车外圆ø80mm20.590.61.2515.4粗镗孔ø47mm6.171.260.21.535粗车端面20.620.521.322粗车台阶端面20.760.521.318（2）、工序切削用量及基本时间的确定本工序还是粗车（车端面、外圆、台阶面、镗孔和车沟槽及倒角）。已知条件与工序相同。采用工序确定切削用量和切削时间的方法，得本工序的切削用量及基本时间见下表：工序内容车床转速（n）r/s背吃刀量（a p）mm进给量（f）mm/r切削速度（v）m/s加工时间（Ti）s粗车端面

19、21.70.520.6916粗车外圆60mm21.750.650.6925粗车台阶面21.70.520748镗孔36mm3.832.50.21.1369（3）、工序切削用量及基本时间的确定1）、半精车外圆114.5 0-0.22的切削用量1 确定背吃刀量apap =0.75mm2 确定进给量f根据机械制造工艺简明手册表1.6*，及CA6140机床进给量，选择f=0.3mm/r。由于是半精加工，切削力较小，故不需要校核机床进给机构强度。3 选择车刀磨钝标准及耐用度根据机械制造工艺简明手册表1.6*选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm；耐用度T=30min。4 确定切削速度V根据机械制造工艺简明手

20、册表1.10*，当用YT15硬质合金车刀加工b=630-700MPa钢料、ap1.4mm、f0.38mm/r时，切削速度v=156m/min。根据机械制造工艺简明手册表1.10* 切削速度的修正系数为rv=0.81,Tv=1.15,其余修正系数为1，故=156×0.81×1.15m/min=145.3mm/minn=390r/min按CA6140机床的转速，选择n=400r/min2) 、确定半精车外圆90mm、端面、台阶面的切削用量采用半精车外圆117mm的刀具加工这些表面。车外圆90的ap=0.75mm,端面及台阶面的ap=0.7mm。进给量f=0.3mm/r, n=4

21、00r/min3)、确定半精镗孔65mm的切削用量所用刀具为YT15硬质合金、主偏角r=45°、直径为20mm的圆形镗刀。耐用度T=60min。1 ap=mm=1mm2 f=0.1mm/r3 =m/min=183mm/minn=r/min=869.4 r/min按CA6140机床的转速，选择n=900 r/min4) 、基本时间1 半精车外圆80mm的基本时间Tj1=s=8 s 半精车端面的基本时间Tj2= s=10 s 半精镗47孔的基本时间Tj4= s=27 s（4） 、工序切削用量及基本时间的确定本工序为精镗孔47，镗孔内的沟槽，倒角。1）切削用量所用刀具为YT30硬质合金、主

22、偏角r=45°、直径为20mm的圆形镗刀。其耐用度T=60min。1 ap=mm=0.5mm2 f=0.04mm/r3 =×1.4m/s=5.52 m/sn=r/min=1598.6 r/min按CA6140机床的转速，选择n=1400 r/min2） 、确定镗沟槽的切削用量选用高速钢切槽刀，采用手动进给，主轴转速n=40r/min,切削速度=0.14m/s。3） 、基本时间精镗68K7孔的基本时间为Tj= s=44 s（5） 、工序切削用量及基本时间的确定本工序为滚齿，选用标准的高速钢单头滚刀，模数m=2.25,直径80，可以采用一次走刀切至全深。1 切削速度=式中：cv=364,T=240min,fa=0.83mm/r,m=2.25mm,mv=0.5,yv=0.85,xv=-0.5.kv=0.8×0.8=0.64代入上式，求得=26.4 m/minn=r/min=133 r/min查Y3150型滚齿机主轴转速，选n=135 r/min2 进给量工件齿面要求表面粗糙度为Ra 1.6m,根据切削用量简明手册第四部分表4.3*，选择工件每转滚刀轴向进给量fa=0.81.0mm/r。查YT3150型滚齿机进给量表，选fa=0.83mm/r。3 基本时间Tj=其中 B=12mm,=0°,z=50,q=1,n=1.72r/s,fa=0.83mm