齒輪軸加工工藝設計 河南質(zhì)量工程職業(yè)學院畢 業(yè) 設 計論 文題目系 別機電工程系專 業(yè)機電一體化技術班 級08機電十班學生姓名學 號指導教師定稿日期2011年月日河南質(zhì)量工程職業(yè)學院摘 要 本設計是關于輸出齒輪軸加工工藝規(guī)程的設計總體介紹所追蹤的典型零件的加工流程包括毛坯-初檢-粗加工-精加工等步驟所加工零部件的形狀結構尺寸及重要配合參數(shù)并完成工件的三維造型確定零部件的加工方法和步驟包括使用設備裝夾方法工裝夾具加工方位刀具選擇加工參數(shù)選擇等關鍵詞 工藝規(guī)程設計 Abstract This design is about output gear axis machining procedure of design overall employment tracking the typical parts processing flow including blank - initial certification - rough - precision machined etc step By the shape the structure processing parts size and important tech-specification and complete the workpiece 3d modeling Determine parts processing method and procedure including the use of equipment clamping fixture processing methods the azimuth and tools selection processing parameter selectionKeywordsprocess planning目 錄前 言 1第一章 零件圖分析 211 零件的功用 212 零件的結構工藝分析 2第二章 毛坯的確定 321 毛坯的選擇 322 毛坯圖的設計 3第三章 基準的選擇 431 基準的概念和分類 432 定位基準的選擇 5第四章 制定加工工藝路線 641 加工階段的劃分 642 各加工階段的主要任務 643 加工順序的安排 644 數(shù)控車床加工與普通車床加工的區(qū)別 745 擬定加工工藝路線方案 746 機械加工工藝卡 947 加工程序 15結束語 19參考文獻 20致謝 21附圖1 零件圖 22附圖2 毛坯圖 23 附圖3 三維圖24前 言1輸出齒輪軸零件的工藝特點及基本工藝過程1工藝特點齒輪軸類件的工藝特點首先是它的形面特征多在基于特征的零件信息描述中可以把它分為主特征內(nèi)外圓柱面齒輪表面等輔助特征鍵槽小平面等另外齒輪軸類件加工所使用的機床多材料及熱處理種類也較多再者它的工藝特征如尺寸精度形位公差表面質(zhì)量也要求較高在機械加工中每一種零件都有幾種加工工藝方法與之對應根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模零件整體形狀和輪廓尺寸制造資源等針對每一特征的加工精度表面粗糙度及不同材料選擇不同加工方法1下料-鋸床 2粗車-車床 3熱處理-箱式爐 4精車-車床 5銑鍵槽-銑床齒面淬火-高頻淬火機床磨-外圓磨床11 零件的功用本零件為汽車變速箱中輸出齒輪軸其功用是傳遞動力和改變輸出軸運動方向軸用軸承支承與軸承配合的軸段稱為軸頸軸頸是軸的裝配基準它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高其技術要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定通常有以下幾項11 尺寸精度起支承作用的軸頸為了確定軸的位置通常對其尺寸精度要求較高IT5IT7裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低IT6IT912 幾何形狀精度軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸外錐面莫氏錐孔等的圓度圓柱度等一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)對精度要求較高的內(nèi)外圓表面應在圖紙上標注其允許偏差13 相互位置精度軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求否則會影響傳動件齒輪等的傳動精度并產(chǎn)生噪聲普通精度的軸其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為001003mm高精度軸如主軸通常為00010005mm14 表面粗糙度一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra25063m與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra063016m12 零件的結構工藝分析從零件圖上看結構比較簡單粗糙度方面表現(xiàn)在60 65圓柱表面為Ra其余為Ra這些在安排加工工藝時也需給予注意第二章 毛坯的確定21 毛坯的選擇毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一也是一個比較重要的階段毛坯的形狀和特征硬度精度金相組織等對機械加工的難易工序數(shù)量的多少有直接影響因此合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當重要的位置同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用材料形狀生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性毛坯的制造方法主要有以下幾種1型材2鍛造3鑄造4焊接5其他毛坯根據(jù)零件的材料推薦用型材或鍛件但從經(jīng)濟方面著想如用型材中的棒料加工余量太大這樣不僅浪費材料而且還增加機床刀具及能源等消耗5000件達到了批量生產(chǎn)的水平且零件形狀較簡單尺寸也不大故應采用模鍛22 毛坯圖的設計毛坯鍛件圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設計的經(jīng)查機械加工工藝手冊知精車粗車各余量基準的選擇31 基準的概念和分類零件是由若干表面組成的各表面之間都有一定的尺寸和相互位置要求用以確定零件上點線面間的相互位置關系所依據(jù)的點線面稱為基準基準按其作用不同可分為設計基準和工藝基準1 設計基準設計圖樣上所采用的基準稱為設計基準如零件圖上的軸心線是各外圓和孔的設計基準 2 工藝基準在工藝中采用的基準稱為工藝基準按用途可分為定位基準測量基準和裝配基準定位基準 加工時使工件在機床或夾具中占據(jù)正確位置所使用的基準 如零件在精車時中心孔就是定位基準測量基準 零件檢驗時用于測量已加工表面尺寸及位置的基準裝配基準 裝配時用已確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準零件圖中的25 4035即為裝配基準32 定位基準的選擇選擇工件的定位基準實際上是確定工件的定位基面根據(jù)選定的基面加工與否又將定位基準分為粗基準和精基準在起始工序中只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準這種基準稱為粗基準用加工過的表面作為定位基準則稱為精基準在選擇定位基準時是從保證精度要求出發(fā)的因此分析定位基準選擇的順序就應為精基準到粗基準1粗基準的選擇選擇的原則是1非加工表面原則2加工余量最小原則3重要表面原則4不重復使用原則5便于裝夾原則根據(jù)以上選擇的原則在加工時1車左端時以兩端端面中心孔作為粗基準2車右端時以兩端端面中心孔作為粗基準 2精基準的選擇選擇的原則是1基準重合原則2基準統(tǒng)一原則3自為基準原則4互為基準原則5便于裝夾原則 根據(jù)以上選擇的原則我們就可以選擇端面的中心孔作為精基準由于該傳動軸的幾個主要配合表面258630的端面35左端面50右端面有端面跳動要求軸肩面對基準軸線A-B均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求它又是實心軸所以應選擇兩端中心孔為基準采用雙頂尖裝夾方法以保證零件的技術要求第四章 制定加工工藝路線41 加工階段的劃分工件的加工質(zhì)量要求較高時都應劃分加工階段一般可分為粗加工半精加工和精加工三個階段如果加工精度和表面質(zhì)量要求特別高則還可增設光整加工和超密加工階段42 各加工階段的主要任務1粗加工階段的任務是切除毛坯大部分余量使毛坯接近成品的形狀和尺寸2半精加工階段的任務是留下精加工余量后使主要表面達到一定的精度為精加工做好準備并完成一些次要表面的加工 3精加工階段的任務是保證各主要表面達到規(guī)定的精度和表面粗糙度43 加工順序的安排1切削加工的安排原則com C先主后次 D先面后孔2熱處理工序的安排 A預備熱處理的目的的改善工件的加工性能消除殘余內(nèi)應力改善金相組織為最終熱處理做好準備如正火退火和調(diào)質(zhì)等預備熱處理一般安排在粗加工前但調(diào)質(zhì)常安排在粗加工后進行B消除殘余應力處理的目的是消除毛坯制造和切削加工過程中產(chǎn)生的殘余應力如時效和退火C最終熱處理的目的是提高零件的力學性能如強度硬度耐磨性等如調(diào)質(zhì)淬火回火以及各種表面處理一般安排在精加工前本零件的主要功用是傳遞動力其工作時需承受較大的沖擊載荷要求有較高的強度和韌性故需要進行滲碳淬火回火熱處理本零件在粗加工階段所使用的是C616型普通車床這是一種小型車床床身最大工件回轉(zhuǎn)半徑為160mm最大加工長度為550mm適合批量較小精度要求不高零件的加工他的投資較數(shù)控車床的低但對工人的技術要求較高在精加工階段使用的是CJK6132型數(shù)控車床床身上最大回轉(zhuǎn)直徑30mm最大加工長度600mm精加工階段使用數(shù)控車床加工的優(yōu)勢在于數(shù)控車床的加工精度比普通車床的高能滿足零件設計的要求而普通車床難以達到要求再者數(shù)控車床本身的精度高剛性大可選擇有利的加工用量生產(chǎn)率高是普通車床的 35 倍但數(shù)控車床的投資大使用費用高生產(chǎn)準備工作復雜由于整個加工過程采用程序控制數(shù)控加工的前期準備工作較為復雜包含工藝確定程序編制等綜合考慮這些因素所以在粗加工階段所使用的是C616型普通車床來加工精加工階段使用的是CJK6132型數(shù)控車床來加工45 擬定加工工藝路線方案該零件是批量生產(chǎn)可以采用機床配以專用夾具工序以分散為主某些工序可以適當集中應劃分加工階段將粗加工和精加工分開刀具和量具的選擇可以專用的與適用的相結合根據(jù)以上分析初步擬訂的工藝路線方案如下1毛坯鍛造并正火160-200HB2兩端同時銑端面鉆中心孔3粗車左端外圓4粗車右端外圓5鉆孔6擴孔倒角7攻絲8粗車檢驗9精車長頭10精車短頭11齒坯檢驗12滾齒13滾花鍵14倒棱去毛刺15剃齒16熱前檢驗17熱處理18研磨中心孔19磨外圓端面20珩齒21成品檢驗22清洗封油包裝入庫綜合考慮所要加工零件的尺寸及要加工表面所要達到的粗糙度選擇如下機床普通車床CA616數(shù)控機床CJK6132A外圓磨床M1432A端面銑床GL2-X336臺式鉆床Z4006A滾齒機YM360846 機械加工工藝卡 學校三明職業(yè)技術學院產(chǎn)品型號零件名稱零件號QH50-02輸出齒輪軸60045632材料名稱牌號機械性能滲碳鋼20CrMnTib1080MPas835MPa毛坯種類尺寸模鍛每一毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)批量凈重kg11序號工序和工步內(nèi)容加工面定位表面工藝裝備名稱及編號加工尺寸切削用量工時min工序工步機床型號夾具刃具量具輔具直徑或?qū)挾乳L度每邊余量背吃刀量apmm進給量mmr或mmr切削速度vmr-1機動時間輔助時間準備時間合計01外購按圖鍛造并正火處理序號工序和工步內(nèi)容加工面定位表面工藝裝備名稱及編號加工尺寸切削用量工時min工序工步機床型號夾具刃具量具輔具直徑或?qū)挾乳L度每邊余量背吃刀量apmm進給量mmr或mmr切削速度vmr-1計機動時間輔助時間合計05兩端同時銑端面鉆中心孔夾大圓銑左右端面保證長度鉆兩中心孔加工面端面兩中心孔定位表面 141大外圓機床型號GL2-X336夾具液壓夾具刃具銑刀鉆頭量具 游標卡尺銑至長310背吃刀量02-08進給量10切削速度460-600機動時間30輔助時間10準備時間10合計50序號工序和工步內(nèi)容加工面定位表面工藝裝備名稱及編號加工尺寸切削用量工時min工序工步機床型號夾具刃具量具輔具直徑或?qū)挾乳L度每邊余量背吃刀量apmm 進給量mmr或mmr 切削速度vmr-1機動時間輔助時間準備時間合計10粗車短頭外圓采用雙頂尖裝夾方法一次裝夾車6065141外圓倒角1X45度加工表面6065141外圓定位表面 兩端中心孔機床型號CJK6140夾具頂尖刃具90度刀量具外徑千分尺加工直徑2675365878外圓加工長度 615mm每邊余量05mm背吃刀量 02-08進給量10切削速度 460-600機動時間10輔助時間8準備時間10合計28序號工序和工步內(nèi)容加工面定位表面工藝裝備名稱及編號加工尺寸切削用量工時min工序工步機床型號夾具刃具量具輔具直徑或?qū)挾乳L度每邊余量背吃刀量apmm進給量mmr或mmr切削速度vmr1機動時間輔助時間準備時間合計15粗車右端外圓采用雙頂尖裝夾方法車6075圓柱面141右端面倒角1X45度加工面6075圓柱面141右端面定位表面兩端中心孔機床型號CJK6140夾具三爪卡盤刃具90度刀量具外徑千分尺游標卡尺加工直徑6075加工長度170mm 背吃刀量03進給量025切削速度 260-300機動時間20輔助時間10準備時間10合計40序號工序和工步內(nèi)容加工面定位表面工藝裝備名稱及編號 加工尺寸 切削用量工時min 工序工步機床型號夾具刃具量具輔具 直徑或?qū)挾乳L度每邊余量 背吃刀量apmm進給量mmr或mmr切削速度vmr-1機動時間輔助時間準備時間合計 30精車長頭車6065141圓柱面及5218的槽加工面60651415218的槽定位表面兩端中心孔機床型號CJK6132A刃具精車刀量具游標卡尺外徑千分尺加工直徑6065141加工長度310背吃刀量01-06進給量05切削速度40-80機動時間10輔助時間10準備時間10合計30序號工序和工步內(nèi)容加工面定位表面工藝裝備名稱及編號 加工尺寸 切削用量工時min 工序工步機床型號夾具刃具量具輔具 直徑或?qū)挾乳L度每邊余量 背吃刀量apmm進給量mmr或mmr切削速度vmr-1機動時間輔助時間準備時間合計 35精車短頭采用雙頂尖裝夾方法一次裝夾車6075倒角2X45度加工面6075外圓定位表面兩端中心孔機床型號CJK6132A刃具精車刀量具游標卡尺外徑千分尺加工直徑6075加工長度25mm背吃刀量01-06進給量05切削速度40-80機動時間10輔助時間10準備時間10合計30 47 加工程序右側(cè)圓柱面的加工O0001N10 T0101N20 M03 S800N30 G00 X1500 Z20N40 G94 X-10 Z0 F01N50 G71 U02 R10N60 G71 P70 Q170 U30 W30 F05N70 G00 X520N80 G01 X600 Z-20 N90 Z-520N100 X650 Z-660N110 Z-1275N120 G02 X700 Z-1300 R25N130 G01 X800N140 Z-1330N150 G02 X900 Z-1380 R50N160 G01 X13378 N170 X14178 Z-1400N180 M03 S1200N190 G42 G00 X1490 Z20N200 G70 P70 Q170 F02N210 G40 G00 X2000 Z1000N220 M05N230 M30左端外圓柱面的加工O0002N10 T0101N20 M03 S800N30 G00 X1500 Z20N40 G94 X-10 Z0 F01N50 G71 U02 R10N60 G71 P70 Q150 U40 W30 F05N70 G00 X520N80 G01 X600 Z-20N90 Z-350N100 X750N120 Z-430N130 G02 X850 Z-480 R05N140 G01 X13378N150 X13378 Z-450N160 M03 S1200N170 G42 G00 X1490 Z20N180 G70 P70 Q150 F02N190 G40 G00 X2000 Z1000N200 M05N210 M30鍵槽的加工O0003N10 G90 G21 G40 G49 G17N20 G91 G28 Z0N30 T0202 M06N40 G90 G54 G00 X260 Y0N50 S900 M03N60 G43 Z50 H01N70 G01 Z0 F100N80 M98 P40004N90 G90 Z-10 F50N100 G01 X260 F200N110 G90 Z-15 F500N120 G41 G01 X-340 Z-20 D02 F100N130 G03 X-260 Y-90 R80N140 G01 X260N150 G03 X260 Z-90 R90N160 G01 X-260N170 G03 X-180 Y-10 R80N190 G01 G40 X-260 Y0N200 G00 Z200N210 G28 G49 Z500N220 M05N230 M30鍵槽的加工子程序O0004N10 G91 G01 Z-075 F50N20 G90 G01 X-260 F100N30 G91 G01 Z-075 F50N40 G90 G01 X260 F100N50 M99結束語轉(zhuǎn)眼間這次的畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲了在老師的指導下我收獲很多通過此次設計使我基本掌握了零件的加工過程分析工藝文件的編制機床的選擇等學會了查相關手冊選擇使用工藝裝備等等加深了我對理論知識的理解在這次設計過程中我也看到自己的不足之處以前上課沒有學到的知識在這次設計當中也涉及到了使我真正感受到了知識的重要性以下是我的收獲和不足之處收獲1能把以前所學的各種知識綜合的運用的這次設計中鞏固了以前所學的知識2學會了參閱各種資料及查各種余量切削用量等手冊3學會了分析問題解決問題的能力不足之處1有些步驟問題解決的方法不是很好需在以后的學習實踐中進一步改進2有些工藝路線制定的不是太好而且余量切削用量設計不是很精確需在以后的實踐中積累經(jīng)驗進一步改進總的來說這次設計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練提高了我思考解決問題的能力使我從中學到了以前在課內(nèi)根本就學不到的東西讓我受益匪淺參考文獻1 陳宏鈞機械加工工藝手冊一二卷M機械工業(yè)出版社20032機械零件工藝手冊M機械工業(yè)出版社20053 機械加工技術M 西安電子科技大學出版社20024 劉哲中文版AutoCAD2006實例教程M大連理工大學出版社20065 GBT1182形狀和位置公差M19966 崇凱機械制造技術基礎課程設計指南M化學工業(yè)出版社20077 李昂齒輪加工工藝質(zhì)量檢測與通用標準規(guī)范全書M機械工業(yè)出版社2003致 謝時光匆匆如流水大學生活一晃而過回首走過的歲月心中倍感充實當我完這篇畢業(yè)的時候有一種如釋重負的感覺感慨良多從開始進入課題到的順利完成除了自身努力外一直都離不開老師同學朋友給我熱情的幫助是他們教會了我專業(yè)知識教會了我如何學習教會了我如何做人正是由于他們我才能在各方面取得顯著的進步在這里請接受我誠摯的謝意首先誠摯的感謝我的指導老師老師在論文寫作過程中得到了老師的親切關懷和耐心的指導他嚴謹?shù)闹螌W精神精益求精的工作作風深深地感染和激勵著我從課題的選擇到項目的最終完成老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持在忙碌的教學工作中擠出時間來審查修改我的教過我的所有老師們你們嚴謹細致一絲不茍的作風一直是我工作學習中的榜樣他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪老師的諄諄誘導同學的出謀劃策及家長的支持鼓勵是我堅持完成論文的動力源泉時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足整篇肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤懇請閱讀此篇論文的老師同學多予指正不勝感激毛坯圖附圖3三維圖河南質(zhì)量工程職業(yè)學院畢業(yè)設計論文評審表一指導教師用班級 姓名 學號評價內(nèi)容具 體 要 求分值評分調(diào)查論證能獨立查閱文獻和調(diào)研能提出并較好地論述課題的實施方案有收集加工各種信息及獲取新知識的能力10實驗方案設計與實驗技能能正確設計實驗方案獨立進行實驗工作20分析與解決問題的能力能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題能正確處理實驗數(shù)據(jù)能對課題進行理論分析得出有價值的結論20工作量工作態(tài)度按期圓滿完成規(guī)定的任務工作量飽滿難度較大工作努力遵守紀律工作作風嚴謹務實20質(zhì) 量綜述簡練完整有見解立論正確論述充分結構嚴謹合理實驗正確分析處理科學文字通順技術用語準確符號統(tǒng)一編號齊全書寫工整規(guī)范圖表完備整潔正確論文結果有應用價值20創(chuàng) 新工作中有創(chuàng)新意識對前人工作有改進或突破或有獨特見解10成 績100指導教師評語指導教師簽名 年 月 日注各專業(yè)可根據(jù)自己的具體情況制定出適合本專業(yè)的畢業(yè)設計論文的具體要求和評分標準河南質(zhì)量工程職業(yè)學院畢業(yè)設計論文評審表二評閱人用班級 姓名 學號評價內(nèi)容具體要求分值評分資料利用查閱文獻有一定廣泛性有綜合歸納資料的能力和自己的見解15論文質(zhì)量綜述簡練完整有見解立論正確論述充分結果嚴謹合理實驗正確分析處理科學文字通順技術用語準確符號統(tǒng)一編號齊全書寫工整規(guī)范圖表完備整潔正確論文結果有應用價值50工作量難度工作量飽滿難度較大25創(chuàng) 新對前人工作有改進或突破或有獨特見解10成 績100評閱人評語 評閱人簽名 年 月 日注各專業(yè)可根據(jù)自己的具體情況制定出適合本專業(yè)的畢業(yè)設計論文的具體要求和評分標準河南質(zhì)量工程職業(yè)學院畢業(yè)設計論文答辯情況記錄答辯委員會或答辯小組用班級 姓名 學號 答 辯 題 目對學生回答問題的評語正確基本正確經(jīng)提示回答不正確未回答答辯委員會或小組評語成績 答辯負責人簽名 年 月 日河南質(zhì)量工程職業(yè)學院畢業(yè)設計論文總成績評定表班級姓名學號 設計論文題目成 績指導教師評分評閱人評分答辯評分總成績系畢業(yè)設計論文領導小組審核意見小組組長簽名年 月 日注畢業(yè)設計論文總成績中指導教師評分占40評閱人評分占20答辯評分占40- 30 -