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1、貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 題 目 齒輪軸的加工工藝設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 張宗固 目錄 摘要1 關(guān)鍵詞1 一、零件圖分析1 二、毛坯的選擇2

2、 三、工藝分析3 四、工藝路線的擬定4 五、工序尺寸及其公差的確定5 六、機(jī)械加工過(guò)程6 七、齒輪測(cè)量7 八、結(jié)論8 附圖： 零件圖9 毛坯圖10 齒輪軸工藝過(guò)程卡片11 齒輪軸工序卡片112 齒輪軸工序卡片213 齒輪軸工序卡片314 齒輪軸工序卡片415 齒輪軸工序卡片516 齒輪軸工序卡片617 齒輪軸工序卡片718 齒輪軸工序卡片819 參考文獻(xiàn)20 齒輪軸的加工工藝設(shè)計(jì) 摘要： 通過(guò)對(duì)齒輪軸零件圖的工藝分析，確定了該零件的尺寸規(guī)格和毛坯材料，通過(guò)對(duì)零件的工藝分析，

3、確定了該零件的工藝路線和加工方法，編寫了詳細(xì)的機(jī)械加工工藝文件：工藝過(guò)程卡片和工序卡片。并對(duì)零件在加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。 關(guān)鍵詞：齒輪軸;加工精度;定位基準(zhǔn) 一、 零件圖分析 齒輪軸在機(jī)器領(lǐng)域中應(yīng)用很廣泛，幾乎所有的機(jī)器中都有齒輪軸的存在，所以齒輪軸在機(jī)器設(shè)備很常見(jiàn)，但也很重要。零件的形狀及其結(jié)構(gòu)如圖1所示： 圖1 齒輪軸簡(jiǎn)圖 1 由圖1 可知，該零件以外圓60h8mm中心線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，鍵槽6N9mm有對(duì)稱度要求，對(duì)稱度為0.05,。整個(gè)此輪軸外形不復(fù)雜，但精度要求較高，最

4、表面粗糙度為1.6，最高精度為IT6。重點(diǎn)加工為齒輪55mm、60h8mm外圓，外圓35k6mm，外圓20r6mm，特別是60h8mm齒輪，要保證齒輪內(nèi)壁的粗糙度為1.6。齒輪軸為軸類零件，所以毛坯為棒料。材料為45。而且有熱處理要求，為調(diào)質(zhì)220～250，故加工過(guò)程中要轉(zhuǎn)序。 二、 毛坯的選擇 在制訂工藝規(guī)程時(shí)，合理選擇毛坯不僅影響到毛坯本身的制造工藝和費(fèi)用，而且對(duì)零件機(jī)械加工工藝、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性也有很大的影響。 齒輪軸是重要的軸類零件，而且材料為45號(hào)剛，所以毛坯采用棒料獲得。 圖2 齒輪軸毛坯圖 2 三、 工藝分析 由齒輪軸零件圖可知，該零件屬于軸類零件

5、，軸類零件的定位基準(zhǔn)一。 搬是外圓和中心孔。在選擇車削步驟時(shí)，一般先以一端外圓為粗基準(zhǔn)，車出一段外圓，端面并打出一個(gè)中心孔；然后以這一加工過(guò)的外圓為粗基準(zhǔn)，車另一端端面和另一端中心孔。 從零件圖可以看出，該零件以外圓60h8mm中心線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，齒輪用以和其他齒輪配合，所以必須保證其精度和粗糙度。該零件屬軸類零件，而且零件右端尺寸與左端相差較大，所以在加工右端時(shí)剛性較差，可用兩頂尖孔定位的方法，以保證基準(zhǔn)統(tǒng)一。因此輪軸最小端直徑為20r6mm，且工藝過(guò)程不長(zhǎng)，故頂尖孔不宜過(guò)大，選擇A2.5即可。 零件材料為45號(hào)剛，毛坯為棒料。45號(hào)剛有良好的切削加工性，加工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)難加工現(xiàn)象。棒料表

6、面光滑，余量均勻，不會(huì)產(chǎn)生打刀。因此，該零件的加工對(duì)刀具沒(méi)有特殊要求。 零件右端尺寸較小，剛性較差，切削時(shí)切削用量不宜過(guò)大。零件的最高精度為齒輪55mm、60h8mm、外圓35k6mm、外圓20r6mm的圓柱表面，最高粗糙度為Ra1.6。鍵槽有對(duì)稱度要求，對(duì)稱度為0.05；據(jù)此，加工階段應(yīng)分為“粗車—半精車—銑—滾齒—粗磨—精磨”6個(gè)加工階段，用精磨來(lái)保證加工質(zhì)量，磨齒加工來(lái)保證齒輪加工質(zhì)量。零件的調(diào)質(zhì)處理安排在粗加工之后，辦精加工之前進(jìn)行。 零件結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，且為中小批量生產(chǎn)，6個(gè)加工階段分別完成不同 3 的加工內(nèi)容：粗加工基本成形

7、；半精車加工完成40mm和30mm的外圓及20.5的槽，并完成各倒角；銑6N9mm鍵槽屬半精加工，一般安排在半精車后，精車之前；滾齒加工完成55mm至55.1的齒輪，粗磨和精磨加工完成60h8mm、35k6mm和20r6mm的外圓和55mm的齒輪。 磨外圓采用縱向磨削法，縱向磨削法磨削力小，散熱條件好，可獲得較高的加工精度和較小的表面粗糙度。磨削深度較小，磨削力較小，適用于加工細(xì)長(zhǎng)、精密或薄壁的工件。 齒輪加工是該零件的重點(diǎn)加工部位，由于精度和表面粗糙度要求較高，應(yīng)粗精分開(kāi)，并安排在其他表面全部完成后進(jìn)行精磨。 經(jīng)過(guò)6個(gè)加工階段達(dá)到圖紙要求后，要經(jīng)過(guò)對(duì)零件的外圓、鍵槽、齒輪及端面的尺寸、

8、表面粗糙度和形位公差進(jìn)行檢驗(yàn)，確定零件是否合格，在對(duì)零件清洗涂油入庫(kù)。 四、 工藝路線的擬定 工藝路線的擬定是否合理，不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且影響工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場(chǎng)地等的合理利用，從而影響成本。由于該齒輪軸加工精度較高，而且還有熱處理要求，零件可以通過(guò)粗車和半精車達(dá)到部分尺寸要求，洗鍵槽可以單獨(dú)進(jìn)行，零件的最終尺寸公差和表面要求在精車和滾齒工序中完成，所以確定該齒輪軸的加工工藝路線為：下料——粗車——半精車——銑——滾齒——粗磨——精磨——檢驗(yàn)——入庫(kù)。 4 五、工序尺寸及其公差的確定 工序尺寸及其公差的確

9、定方法有引用法、查表法和分析計(jì)算法。根據(jù)加工過(guò)程零件的加工余量大小對(duì)零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大的影響，加工余量過(guò)大，不僅增加機(jī)械加工的勞動(dòng)量，降低了生產(chǎn)率，而且增加材料，工具和電能等的消耗，從而增加市場(chǎng)成本。若零件的加工余量過(guò)小，零件在加工過(guò)程中不能保證消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至出現(xiàn)產(chǎn)品不合格。由零件圖分析可知零件材料采用45，由于零件徑向尺寸變化不大，所以毛坯采用棒料，直接下料外圓為66mm長(zhǎng)度為234mm。零件精度要求較高，表面粗糙度為1.6，最終加工采用精車，加工工藝路線為“粗車——半精車——銑——滾齒——粗磨——精磨”。 零件的各工序余量為精磨余量為0.2mm

10、，粗磨余量為0.3mm，磨齒加工余量為0.5mm，半精車余量為1.8mm，粗車余量為2.5mm，由此可知加工總余量為5.3mm。為了保證零件的尺寸公差，零件的最后一次加工精磨的公差即為設(shè)計(jì)尺寸公差HT6,其余工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)精度查表確定，并按“如體原則”確定偏差。則粗磨為IT8，半精車為IT9，粗車為IT11。根據(jù)引用法定該零件的工序尺寸及其公差如下： 5 表六 工序尺寸及其公差 加 工 內(nèi) 容 尺 寸 及 公 差 設(shè) 計(jì) 名 稱 毛坯 粗加工 半精加工 粗磨加工 精磨加工

11、 60h8外圓 66 62.1 60.3 60h8 35k6外圓 66 37.1 35.3 35.2 35k6 20r6外圓 66 22.1 20.3 20.2 20r6 40外圓 — 40 — — — 30外圓 — 30 — — — 五、 機(jī)械加工過(guò)程 粗車時(shí)夾46mm并找正車端面見(jiàn)光即可，粗車外圓35k6mm至37.1mm，長(zhǎng)度為28mm，粗車外圓60h8mm至62.1mm，長(zhǎng)度為60mm；夾37.1mm，半精車外圓35k6mm至35.3mm，長(zhǎng)度保證為26mm，半精車外圓40mm

12、至圖紙尺寸，半精車外圓60h8mm至60.3mm，長(zhǎng)度保證為60mm，切槽20.5，倒角C2，Ra3.2。 調(diào)頭夾62.1mm的外圓，平端面見(jiàn)光即可，打中心孔A2.5,粗車20r6mm至22.1mm。長(zhǎng)度為53mm,粗車外圓35k6mm至37.1mm，長(zhǎng)度為28mm；夾60.3mm，半精車20r6mm至20.3mm,長(zhǎng)度保證為53mm，半精車30mm至圖紙要求，半精車外圓 6 35k6mm至35.3mm，長(zhǎng)度保證為26mm,半精車40mm至圖紙要求，切槽20.5。倒角C2，Ra3.2。 銑鍵槽6N9mm至圖紙要求。 磨齒55mm至

13、55.1mm。 粗磨外圓60h8mm至圖紙要求，粗磨外圓35k6mm至35.2mm，長(zhǎng)度保證為28mm，粗磨20r6mm至20.2mm，長(zhǎng)度保證為53mm。 精磨60h8mm至圖紙要求，精磨35k6mm至圖紙要求，精磨20r6mm至圖紙要求，精磨齒輪55mm至圖紙要求。 七、齒輪測(cè)量 齒輪精度項(xiàng)目繁多，因此齒輪測(cè)量比較復(fù)雜，現(xiàn)將幾種常用的齒輪精度測(cè)量列于表七和表八。 表七 齒輪公差組 公差組 公差與極限偏差項(xiàng)目 誤差特性 對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響 I F F F F F 以齒輪一轉(zhuǎn)為周期的誤差 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 II ?′ ?

14、? ? ?″ ? 在齒輪一周內(nèi)，多次周期地重復(fù)出現(xiàn)的誤差 運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性、噪音、振動(dòng) III F F F 齒向的誤差 載荷分布的均勻性 7 F—切向綜合誤差 F—齒距積累誤差 F—K個(gè)齒距積累公差 F″—徑向綜合公差 F—齒圈徑向跳動(dòng)公差 F—工法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 ?′—切向綜合公差 ?—齒形誤差 ?—齒距極限偏差 ?—基節(jié)極限偏差 ?″—齒徑向綜合公差 ?—螺旋線波度公差 F—齒向公差 F—軸向齒距極限偏差 F—接觸線誤差

15、 表八 直齒圓柱齒輪基節(jié)理論值（mm） 模數(shù)m 基節(jié)? 2.5 7.3803 八、 結(jié)論 工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中使我發(fā)現(xiàn)很多新問(wèn)題，也使我學(xué)到以前沒(méi)學(xué)到的知識(shí)。在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)不斷進(jìn)步，使自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)不斷完善，為以后的學(xué)習(xí)打下更好的基礎(chǔ)。 按照本工藝設(shè)計(jì)加工出來(lái)的齒輪軸完全能達(dá)到圖紙的設(shè)計(jì)要求。可能其中還有不合理的地方，待有更好的完善？選擇的合理工藝路線能提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，降低市場(chǎng)成本。 8 參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械制造技術(shù)》 主編：王茂元 機(jī)械工業(yè)出版社 [2]《車銑工藝學(xué)》 主編：晉其鈍 張秀珍 北京大學(xué)出版社 [3]《金屬工藝學(xué)》 主編：卞洪元 北京理工大學(xué)出版社 [4]《機(jī)械基礎(chǔ)》 主編：陳長(zhǎng)生 機(jī)械工業(yè)出版社 [5]《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)》主編：吳雄彪 浙江大學(xué)出版社 [6]《技師專業(yè)論文撰寫指南》 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 20