机械制造工艺学课程设计-三联齿轮零件的机械加工工艺规程设计（全套图纸）

课程设计说明书设计题目：设计“三联齿轮”零件的机械加工工艺规程全套图纸，加153893706北京邮电大学自动化学院北京邮电大学课程设计报告课程设计名称机械工艺设计学院自动化指导教师学生姓名班级2008211403学号课程设计内容此次课程设计的主要内容：一.教学目的：培养学生分析生产实际加工过程中的具体工艺问题，并能初步提出改进产品质量、提高生产率与降低成本的工艺途径和方法的能力。为后续课程的学习及毕业设计和将来从事机械设计、机械制造技术工作打下基础。二.基本内容a对零件进行工艺分析，画零件图1)了解零件的性能、用途和工作条件。2)对零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等进行分析。3)对零件的材料、热处理及机械加工的工艺性进行分析，正确选择毛坯。b拟订工艺路线1)正确选择基准。2)确定加工方法和划分加工阶段。3)安排加工顺序。3)选定各工序所采用的设备，既要保证加工质量，又要经济合理。4)确定指定工序的加工余量、工序尺寸和公差。5)确定指定工序的切削用量。6)计算代表性工序的单件工时。7)填写工艺文件。c设计说明书2)零件分析、毛坏选择3)工艺路线比较及选择4)夹具设计(不要求，如做，加分)5)总结附：机械加工工艺过程卡片机械加工工序卡片零件图毛坯图三.团队分工三人通力合作，接力完成课程设计学生报告(附页)课程设计成(绩评定遵照实践教学大纲并根据以下四方面综合评定成绩：1、课程设计目的任务明确，选题符合教学要求，份量及难易程度2、团队分工是否恰当与合理3、综合运用所学知识，提高分析问题、解决问题及实践动手能力的效果4、是否认真、独立完成属于自己的课程设计内容，课程设计报告是否思路清晰、文字通顺、书写规范评语：指导教师签名北京邮电大学课程设计任务书题目：设计“三联齿轮”零件的机械加工工艺规程3、机械加工工艺规程··10年12月31日前言计有关机械制造工艺及工艺过程文件，并对各个工序的具体完成这种系统的机械设计课程设计任务，对于我自己的专业能力。其中的不足还望得到老师的批评指教。(一)、零件的作用齿轮泵中，调节运动速度和方向，传递功率。1.三联齿轮的工作条件和失效形式相对滑动和滚动中产生剧烈摩擦，并使齿面承受交变接触应力；齿根承受交变弯曲应力；在三联齿轮启动、换档和啮合不均匀时承受冲击载荷。因此，三联齿轮主要的失效形式是：摩擦所引起的齿面过度磨损和交变接触压应力产生的表面接触疲劳破坏(即疲劳磨损);弯曲疲劳应力和冲击力所引起的疲劳断裂或其他形式断裂。工艺特点所使用的机床多，材料及热处理种类也较多。它的工艺特征如尺寸精度、形位公差、表面质零件整体形状和轮廓尺寸、制造资源等，针对每一特征的加工精度、表面粗糙度及不同材料接触疲劳强度。除材料本身性能外，还可依靠三联齿轮的表面强化处理来实现。②齿面具有高的硬度和耐磨性，以防止粘着磨损和磨粒磨损。耐磨性的提高，主要依靠提高表面硬度和此外，还要求三联齿轮具有高的传动精度，材料具有较好的切削加工性及热处理工艺性等。3.零件主要设计基准的分析(1)以位于零件图最左端的齿轮Imm的左端面为设计基准的加工表面这一组加工表面包括：齿轮Imm左端面的倒角，齿轮Imm的右端面，从左至右第三个(2)以位于零件图最右端的齿轮Ⅱmm的右端面为设计基准的加工表面φ95joaz⁰φ95loaa°φ95jozz⁰4)以花键孔φ22*ga¹底圆为设计基准的加工表面φ95lozz⁰4.零件主要形状及位置精度分析5.零件主要表面粗糙度精度分析齿轮I、齿轮Ⅱ、齿轮Ⅲ的大径外圆表面粗糙度均毛坯的形状可与零件的形状尽量接近，即外形可做成台阶形，内部孔锻出，毛坯尺寸可“三联齿轮”零件材料为40钢，毛皮重量约为2.3kg,生产类型为大批生产，采用在锻(三)、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。工序号工序内容定位基准1毛坯锻造外圆及端面2正火3粗车外圆及端面，钻镗花键底孔外圆及零件右端面4拉花键孔外圆及零件左端面5钳工去毛刺6上芯轴，半精车外圆，端面及槽至要求花键孔及齿轮Ⅲ右端面7精车槽左右端面花键孔及齿轮Ⅲ右端面8检验花键孔及齿轮Ⅲ右端面9滚齿(z=36),留剃余量0.09~0.10mm花键孔及齿轮IⅢ右端面插齿(z=27),留剃余量0.09~0.10mm插齿(z=18),留剃余量0.09~0.10mm花键孔及齿轮Ⅲ右端面倒角(I、Ⅱ、Ⅲ齿10°牙角)花键孔及齿轮Ⅲ右端面钳工去毛刺剃齿(z=36),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=27),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=18),剃齿后公法线长度至尺寸上限齿部及高频淬火：HRC48钻孔，镗孔，扩孔花键孔及齿轮Ⅲ右端面总检入库梁巍工序号工序内容定位基准1毛坏锻造外圆及端面2正火3粗车外圆及端面外圆及零件右端面4钻镗花键底孔，拉花键孔外圆及零件左端面5钳工去毛刺6半精车外圆，端面及槽至要求花键孔及齿轮Ⅲ右端面7精磨槽左右端面花键孔及齿轮Ⅲ右端面8检验花键孔及齿轮Ⅲ右端面9滚齿(z=36),留剃余量0.09~0.10mm花键孔及齿轮Ⅲ右端面插齿(z=27),留剃余量0.09~0.10mm插齿(z=18),留剃余量0.09~0.10mm花键孔及齿轮Ⅲ右端面倒角(I、Ⅱ、Ⅲ齿10°牙角)花键孔及齿轮Ⅲ右端面钳工去毛刺剃齿(z=36),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=27),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=18),剃齿后公法线长度至尺寸上限齿部及高频淬火：HRC48钻孔，镗孔，扩孔花键孔及齿轮Ⅲ右端面总检入库刘杨国工序号工序内容定位基准1毛坯锻造外圆及端面2正火3粗车外圆及端面，钻孔，镗孔，扩孔外圆及零件右端面4钻镗花键底孔，拉花键孔外圆及零件左端面5钳工去毛刺6上芯轴，半精车外圆，端面及槽至要求花键孔及齿轮Ⅲ右端面7检验花键孔及齿轮Ⅲ右端面8滚齿(z=36),留剃余量0.09~0.10mm滚齿(z=27),留剃余量0.09~0.10mm滚齿(z=18),留剃余量0.09~0.10mm花键孔及齿轮Ⅲ右端面9倒角(I、Ⅱ、Ⅲ齿10°牙角)花键孔及齿轮Ⅲ右端面精车槽左右端面花键孔及齿轮Ⅲ右端面钳工去毛刺剃齿(z=36),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=27),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=18),剃齿后公法线长度至尺寸上限齿部及高频淬火：HRC48总检入库(四)、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1.外圆表面(&中38&中50&&φ60&φ45&φ)(1)&φ50外圆(毛坯尺寸=φ55mm)工序基本尺寸中工工序基本尺寸φ工(3)外圆(毛坯尺寸=φ77.5mm)工序基本尺寸φ工(4)①38的外圆面(毛坯尺寸=φ55mm)(5)φ60的外圆面(毛坯尺寸=φ65mm)(6)①45的外圆面(毛坯尺寸=φ65mm)工序尺寸φ46mm(7)零件两端面(毛坯尺寸=87mm)机械加工总余量Z=2.5mm工序尺寸83.8mm工序尺寸82mm(8)齿轮Ⅱ左右端面(毛坯尺寸=17mm)机械加工总余量Z=2.5mm加工路线：粗车—半精车工序尺寸13.8mm工序尺寸12mm(9)齿轮Ⅲ左右端面(毛坯尺寸=18mm)机械加工总余量Z=2.5mm工序尺寸14.8mm,工序尺寸13mm精车：加工余量Z=0.3mm经济精度IT9工序尺mm加工路线：滚齿或插齿—剃齿—珩齿机械加工总余量2Z=48mm加工路线：钻孔(两次)—镗孔—扩孔工序尺寸中25mm工序尺mm工序尺mm扩孔：加工余量2Z₁mn=0.3mm经济精度IT12工序尺mm加工路线：钻孔—镗孔—扩孔—精拉机械加工总余量2Z=25mm镗孔：加工余量Fsmin=1.8mm经济精度IT12工序尺mm)工序尺mm)工序尺(五)、确定切削用量及基本工时3)据《切削手册》表1.27,切削速度公式为;其中km=0.74,kg=0.8,go=1,kgw=0.81,ke=0.97。所以4)机床主轴转),按《工艺手册)m/minl3)据《切削手册》表1.27,切削速度公式为;其中C=242,x₀=0.15,Y=0.35m=0.2杳表1..28,得km=0.74,ke=0.8kp=0.74k=0.8k=4)机床主轴转,据《工艺手册》表4.2-8,与117.7接近的转速为230r/min,所以实际切削速度为52.4m/min故取=4mm,3)据《切削手册》表1.27,切削速度公式为;其中kim=0.74,k=0.8,kn=1,kew=0.81,ks=0.97。所以1)切削深度a=1.951DDd4)主轴转速0/DDdyδ222)进给量f=0.5mm3)切削速度4)主轴转速切削速度为107m/min5)基本工时L1=4,L2=0,L=12最接近的标准转速为760r/min,所以实际2)进给量根据《切削手册》表1.4,选用f=0.5mm/r;3)切削速度见《切削手册》表1.27,a.(左)与355b.(右)5)基本工时左L1=4.L2=0.L=25右L1=4.L2=0.L=36.258、粗车齿轮Ⅱ左右端面(毛坏尺寸=17mm)1)切削深度α=1.6mm,实际转速n=1200r/min基本工时L1=4,L2=3,L=82,t=L+L1+L2nf=0.37mir扩孔：扩孔钻直径22mm,加工余量0.2mm进给量f=0.7mm/r,切削速基本工时L1=3,L2=3,L=82,工序4:精拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升为0.06mm,拉削速度v=0.06m/s,即3.6m/min;切削工时单面余量2mm拉削表面长度75mm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，拉削单面齿升?拉刀同时工作齿数，z=p 工序5:钳工去毛刺工序6:半精车外圆，端面及槽1、半精车&φ50外圆(毛坯尺寸=φ55mm):1)单边精加工余量0.11mm,可在一次走刀内完成，故切削深度“=0.11mm2)进给量≠0.3mm/r;3)切削速4)机床主轴转5)基本工时L1=3,L2=3,L=35,3、半精车外圆(毛坯尺寸=φ100mm)2)取进给量f=0.3mm/r;3)切削速4)机床主轴转：,最接近的标准转速为480r/min,故实际切削速度为143m/min5)基本工时L1=3,L2=3,L=12,tnf=0.13min3、半精车外圆(毛坯尺寸=φ77.5mm)1)切削深度=0.11mm;2)进给量≠0.3mm/r;3)切削速4)机床主轴转速,查表取760m/min,所以实际切削速度为173m/minL+L1+L25)基本工时L1=3,L2=3;L=13,=nf=0.08min1)=0.5mm3),切削速4)机床主轴转最接近的标准转速为5)基本工时L1=3,L2=3,L=7,1)a=0.55mm3),切削速4)机床主轴转最接近的标准转速为L+L1+L25)基本工时L1=3,L2=3,L=22,tnf=0.12min1)=0.5mm3),切削速4)机床主轴转,最接近的标准转速为1200r/min,所以实际切削速度为170m/min5)基本工时L1=3,L2=3,L=12,7、半精车零件左端面(毛坯尺寸=87mm)2)进给量f=0.3mm3)切削速度L+L1+L25)基本工时L1=3,L2=3,L=25,t=n]f=0.08min8、半精车齿轮Ⅱ左右端面(毛坯尺寸=17mm)2)进给量≠0.3mm3)切削速度4)机床主轴转速,最接近的标准转速为460r/min,所以实际切削速度为137m/min;9、半精车齿轮Ⅲ左右端面(毛坯尺寸=18mm)2)进给量f≠0.3mm3)切削速度L+L1+L25)左基本工时L1=3,L2=3,L=6.25,÷nf=0.04min,右基本工时1)=0.3mm4)机床主轴转速,最接近的标准转速为L+L1+L²=0.10min5)基本工时=0.10min工序8:检验3)切削速4)机床主轴转速?=135r/min1)a=0.34mm1)切削深度p=1.0mm3)切削速度)/0DDd9322()/DDdj22L+L15)齿轮I基本工时L1=2,L=2,t=nf=0.01min,齿轮I基本工时L1=2,L=2L+L1t=nf=0.02min,齿轮I基本工时L1=2,L=2,tL+L1nf=0.01min3)切削4)基本工时齿轮IL1+L2=10,,主轴转速n=230r/min,基本工轴转速n=68r/min,基本工时L1=6,L2=3)第三步：镗孔，加工余量1.7mm,单边余量0.85mm,分两次走刀，分别取a=0.4,la=0.451进给量≠0.5mm切削速度,主轴转速(一)、问题的提出加工过程中多以花键孔及齿轮Ⅲ右端面为基准，直接用三爪卡盘装夹不能保证其基准要求，用三爪卡盘直接装夹的话只能以外圆面为基准(二)、夹具设计这次机械加工工艺路线的设计，我们三个进行了明确分工。我参与了画零件图、切削用量及加工时间的计算等工作。零件图的绘制加强了我计算机绘图的基本能力，切削用量及加工时间的计算很需要耐心。期末考试在即，我能花上整整几天的时间绘图和计算，这份耐心确实来之不易。加工时间的计算需要查阅工艺手册上的各种公式，并且要知道公式中的参数要不就会出错。错了改，改了错，这是常有的事情。通过这次设计，我了解到即使是一个看起来再简单不过的零件，它的设计过程中的每一步都凝结了机械师们的心血。另外，合作是件很重要的事情，该怎样分配工作，让每个人都能发挥自己的特长并最终对设计有所贡献，通常我们三个会在结束后开个小会，短暂的商量下，听取彼此的一些意见，并最终分配各自的工作任务。总之，这次三人合作完成的设计工作给我留下了很深的印象。梁巍接到三联齿轮设计的任务时，我暗自窃喜，因为这个零件看起来实在没什么技术难度。这次工艺路线的设计让我真实的体会到了机械师们的工作过程，加强了我的实践能力。里学的东西并不算多，甚至不能让我胜任一份工作，但是在大学里培养的学习能力和学习习惯才是对以后人生真正重要的东西。这次设计让我对这个观点有了更加深刻的认识。另外，北京邮电大学机械加工工艺卡片北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工艺过程卡片零件号零件名称三联齿轮工序号工序名称设备夹具刀具量具工时名称型号名称名称规格名称规格23456789毛坯锻造正火粗车外圆及端向，钻镗花键底孔拉花键孔钳工去毛刺上芯轴，半精车外圆，端面及槽至要求精车槽左右端面检验滚齿(z=36),留剃余量0.09~0.10mm蒸汽-空气模锻锤正火加热炉卧式车床、台式钻床、卧式镗床卧式车床钳工工具、平口钳卧式车床卧式车床卧式滚齿机C620-1C620-1C620-1YG3612三爪卡盘、钻床专用夹具三爪卡盘平口钳三爪卡盘三爪卡盘滚齿机专用夹具直头通切车刀、锥柄麻花钻、镗刀拉刀直头通切车刀直头通切车刀滚刀K=45游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺千分尺游标卡尺插齿(z=27),留剃余量0.09~0.0.10mm插齿(z=18),留剃余量0.09~0.10mm倒角(I、Ⅱ、Ⅲ齿10°牙角)钳工去毛刺剃齿(z=36),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=27),剃齿后公法线长度至尺寸上限剃齿(z=18),剃齿后公法线长度至尺寸上限齿部及高频淬火：HRC48钻孔，镗孔，扩孔总检入库插齿机插齿机卧式车床剃齿机剃齿机剃齿机高频淬火炉台式钻床、卧式镗床Y5120AY5120AC620-1Y4232AY4232AY4232AZ4012、T740插齿机专用夹具插齿机专用夹具三爪卡盘剃齿机专用夹具剃齿机专用夹具剃齿机专用夹具钻床专用夹具、三爪卡盘插齿刀插齿刀直头通切车刀剃齿刀剃齿刀剃齿刀游标卡尺游标卡尺游标卡尺千分尺千分尺千分尺千分尺游标卡尺北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称粗车外圆及端向，钻镗花键底孔工序号3零件名称三联齿轮零件号零件重量同时加工零件数一材料毛坯牌号硬度形式重量40CrHRC20模锻设备夹具辅助工具名称型号三爪卡盘钻床专用夹具卧式车床台式钻床卧式镗床C620-1Z4012T740安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度走刀次数切削深度进给量主轴转速切削速度基本工时三爪卡盘1粗车右端面YT15硬质合金直头通切车游标卡尺1三爪卡盘2粗车左端面游标卡尺1三爪卡盘3粗车中50外圆游标卡尺三爪卡盘4粗车φ38外圆游标卡尺724三爪卡盘5粗车中95外圆刀YT15硬质合金直头通切车刀游标卡尺三爪卡盘6粗车中60外圆游标卡尺1三爪卡盘7粗车中45外圆游标卡尺2三爪卡盘8粗车中72.5外圆游标卡尺三爪卡盘9粗车齿轮Ⅱ左端面游标卡尺1三爪卡盘粗车齿轮Ⅱ右端面游标卡尺1三爪卡盘粗车齿轮Ⅲ左端面游标卡尺1专用夹具钻花键孔锥柄麻花钻游标卡尺专用夹具镗花键孔镗刀游标卡尺2设计者孙晓杰梁巍刘杨国指导教师李端玲北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称拉花键孔工序号46记6记零件名称三联齿轮零件号零件重量同时加工零件数材料毛坯牌号硬度形式重量HRC20模锻设备夹具辅助工具名称型号三爪卡盘卧式车床C620-1安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度走刀次数切削深度进给量主轴转速切削速度基本工时三爪卡盘1拉花键孔拉刀游标卡尺设计者孙晓杰梁巍刘杨国指导教师李端玲北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称上芯轴，半精车外圆，端面及槽至要求工序号6豆豆零件名称三联齿轮零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量HRC20模锻0蛇0&672,5设备夹具辅助工具名称型号三爪卡盘芯轴卧式车床C620-1安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度走刀次数切削深度进给量主轴转速切削速度基本工时芯轴及三爪卡盘1半精车右端面游标卡尺1芯轴及三爪卡盘2半精车左端面游标卡尺1芯轴及三爪卡盘3半精车中50外圆切车刀YT15硬切车刀游标卡尺1芯轴及三爪卡盘4半精车中38外圆游标卡尺71芯轴及三爪卡盘5半精车φ95外圆游标卡尺芯轴及三爪卡盘6半精车φ60外圆游标卡尺芯轴及三爪卡盘7半精车φ45外圆游标卡尺1芯轴及三爪卡盘8半精车中72.5外圆游标卡尺1芯轴及三爪卡盘9半精车齿轮Ⅱ左端面游标卡尺1三爪卡盘半精车齿轮Ⅱ右端面游标卡尺1芯轴及三爪卡盘半精车齿轮Ⅲ左端面游标卡尺1设计者孙晓杰梁巍刘杨国指导教师李端玲北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称精车槽左右端面工序号7零件名称三联齿轮零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量40CrHRC20模锻设备夹具辅助工具名称型号三爪卡盘芯轴卧式车床C620-1安装工步安装及工步说听刀具量具走刀长度走刀次数切削深度进给量主轴转速切削速度基本工时芯轴及三爪卡盘1精车槽左端面硬质合金直头通切车刀千分尺1芯轴及三爪卡盘2精车槽右端面千分尺1设计者孙晓杰梁巍刘杨国指导教师李端玲第4页北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称滚齿(z=36)工序号9留剃余量0.09~0.10mm零件名称三联齿轮零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量HRC20模锻设备夹具辅助工具名称型号滚齿机专用夹具卧式滚齿机YG3612——安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度走刀次数切削深度进给量主轴转速切削速度基本工时滚齿机专用夹具1滚齿(z=36)滚齿刀游标卡尺1设计者孙晓杰梁巍刘杨国指导教师李端玲第5页北京邮电大学机械工程及自动化专业机械加工工序卡片工序名称插齿(z=27)留剃余量0.09~0.0.10mm工序号插齿(z=18)留剃余量0.09~0.10mm0501D08072,6零件名称三联齿轮零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度形式重量HRC20模锻设备夹具