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齒輪零件加工工藝設(shè)計 課程作業(yè) 機械加工工藝課程設(shè)計第一次作業(yè) 班級組別 機設(shè)1311 第一組 指導(dǎo)老師 蔡海濤 組長 王亞銘 組員 王亞銘 尹益強 林祖漢 于思 編制 尹益強 王亞銘 2015年3月16日 目錄 1 計算生產(chǎn)鋼領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型........................................4 2 審查零件圖樣的工藝性............................................. 5 3 選擇毛胚..........................................................6 4 工藝過程設(shè)計......................................................7 4.1 定位基準的選擇..................................................7 4.2零件表面加工方法的選擇..........................................7 4.3 制定工藝路線....................................................9 5 確定機械加工余量及毛培尺寸，設(shè)計毛培圖...........................10 5.1 確定機械加工余量...............................................10 5.2確定毛培尺寸...................................................10 5.3 設(shè)計毛培圖.....................................................11 6 工序設(shè)計.........................................................15 6.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備.........................................15 6.2確定工序尺寸...................................................18 7 確定切削用量及基本事件（機動時間）...............................24 7.1 工序30切削用量及基本時間的確定................................24 7.2工序40切削用量及基本時間的確定................................29 7.3工序60切削用量及基本時間的確定................................29 7.4 工序70切削用量及基本時間的確定................................32 7.5 工序80切削用量及基本時間的確定................................33 7.6 工序90切削用量及基本時間的確定................................34 7.7 工序100切削用量及基本時間的確定...............................36 7.8 工序110切削用量及基本時間的確定...............................38 8 三維造型圖.......................................................39 附件 一丶 零件圖 二丶 機械加工工藝過程卡 三丶 機械加工工序卡 四丶零件檢驗卡 1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 圖7．1—1所示為某產(chǎn)品上的一個齒輪零件。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為2000臺，設(shè)其備品串為10％，機械加工廢品串為1％，現(xiàn)制訂該齒輪零件的機械加工工藝規(guī)程。 N＝Q n(1+α％十β％) ＝8000 X1(1十5％十1％) 件／年 ＝8480件／年 齒輪零件的年產(chǎn)旦為2220件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屆于輕型機械，根據(jù)表1.1-2于生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 生產(chǎn)類型 某類零件的年產(chǎn)量（件／年） 產(chǎn) 品 類 型 重型機械 中型機械 輕型機械 單件生產(chǎn) ＜5 ＜20 ＜100 成批生產(chǎn) 小批 5～100 20～200 100～500 中批 100～300 200～500 500～5000 大批 300～1000 500～5000 5000～50000 成批生產(chǎn) ＞1000 ＞5000 ＞50000 2 審查零件圖樣的工藝性 齒輪零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。但基推孔Φ68K7m m要求Ra o．8μm有些偏高。一股8級精度的齒輪，其基淮孔要求R。1.6μm即可。本零件各表面的加工并不困難。關(guān)于4個Φ5m m的小孔，其位置是在外因柱面上6mm x1．5mm的溝槽內(nèi)，孔中心線距構(gòu)槽一側(cè)面的距離為3m m。由于加工時，不能選用溝榴的側(cè)面為定位基淮，故要較精確地保證上述要求則比較困難。分析該小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高的要求,只要鉆到溝梢之內(nèi)，即能使油路通暢，因此4個Φ5mm孔的加工亦不成問題。 限制條件：原圖 3 選 擇 毛 坯 齒輪是最常用的傳動件，要求具有一定的強度。該零件的材料為45鋼，輪廓尺寸不大。形狀亦不復(fù)雜，又屑成批生產(chǎn)，故毛坯可采用模鍛成型。 零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量簇近。部孔鍛出。 毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。 4 工藝過程設(shè)計 4.1 定位基準的選擇 本零件是帶孔的投狀齒輪，孔是其沒計基準(亦是裝配技基準和測量基準)，為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而軒，即選Φ68K7孔及一端面作為精基推。 由于：本出輪全部表面都需加工，而孔作為精基準應(yīng)先進行加工，因此版選外因及一端面為精基準。外圓Φ117mm處為分模面．表而不平整飛邊等缺陷，定位不可靠，故不能選為精基準。 4．2 零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端而、齒而、槽及小孔等，材料為45鋼。參考本手冊有關(guān)資料，其加工方法選擇如下： (1)Φ90mm外圓面：為末注公差尺寸，根據(jù)GBl800一79規(guī)定其公差等級按ITl4，表面粗糙度為Ra3．2μm，需進行粗車及半精車(表1．4—6)。 (2)齒圈外圓面：公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra3．2μm，需粗車、半精車（表1.4-6） (3) Φ106.5-0.40外圓面：公差等級為ITl2，表而粗糙度兄6．3pm，粗車即可(表1.4-6) (4) Φ68K7mm內(nèi)孔：公差等級為IT7，表面粗糙度為月Ra0.8μm， 毛坯孔己鍛出，為未淬火鋼，根據(jù)表1．4—7．加工方法可采取粗鏜、半精鏜之后用精鏜、拉孔或磨孔等都能滿足加工要求。由于拉孔適用于大批大量生產(chǎn)，磨孔適用于單件小批生產(chǎn)，故本零件宜采用粗鏜、半精鏜、精鏜。 (5) Φ94mm內(nèi)孔：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為及Ra6．3μm，毛坯孔已鍛出，只需粗鏜即可(表1.4-7)。 (6)端而：本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為Ra3．2μm及Ra6.3μm兩種要求。要求Ra3．2μm的端而經(jīng)粗車和半精車，要求貿(mào)Ra6．3μm的端面，經(jīng)粗車即可(表1.4-8)。 (7)齒面：齒輪模數(shù)為2．25，齒數(shù)為50，梢度8FL，表面粗糙度為見1．6μm，采用A級單頭滾刀滾齒即能達要求(表1．4—16、表1。4—17)。 (8)槽：槽寬和槽深的公差等級分別為ITl3和ITl4，表面粗糙度分別為Ra3．2μm和Ra6．3μm，采用三面刃銑刀，粗銑、半精銑(參考表1．4—8)。 (9) Φ5mm小孔：采用復(fù)合鉆頭一次鉆出即成。 4.3 制訂工藝路線 齒輪的加工工藝路線一般是先進行齒坯的加工，再進行齒面加工。齒坯加工包括各圓柱表面及端面的加工。按照先加上基準面及先粗后精的原則，齒坯加工可按下述工藝路線進行： 工序10：將毛坯燒紅，放在鍛模鏜內(nèi)，用氣錘加壓，是胚料變形并充滿鍛模模鏜，達到圖樣尺寸 工序20：正火，將工件加熱至800℃-900℃，保溫三十分鐘后空冷;硬度180～210HBS 工序30：以Φ106．5mm處外圓及端面定位，粗車另一端面，粗車外圓Φ90mm及臺階面，粗車外圓Φ117mm，粗螳孔Φ68mm。 工序40：以租車后的Φ90mm外圓及端面定位，粗車另一端面，粗車外圓Φ106.5-0.40mm及臺階面，車6mm x1．5mm溝槽，粗鏜Φ94mm孔，倒角。 工序50：以粗車后的Φ106.5-0.40mm外圓及端面定位，半精車另一端面，半精車外圓Φ90mm及臺階面，半精車外因Φl17mm，半精鏜Φ68mm孔，倒角。 加工區(qū)面是以孔Φ68K7mm為定位基準，為了更好地保證它們之間的位置精度，齒面加工之前，先精螳孔。 工序60：已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到（350℃～650℃）一定溫度之間進行，碳是以細均分布的滲炭體形式析出 工序70：以Φ90mm外圓及端面定位，精鏜Φ68K7孔，鏜孔內(nèi)的溝槽，倒角。 工序80：以Φ68K孔及端面定位，滾齒。 4個槽與4個小孔的加工安排在最后，考慮定位方便，應(yīng)先銑掐后鉆孔。 工序90：以Φ58K7孔及端面定位，粗銑4個槽。 工序100：以此Φ68K7孔、端面及粗銑后的一個槽定位，半精銑4個槽。 工序110：以Φ68K7孔、端面及一個槽定位，鉆4個小孔。 工序120：鉗工去毛刺。 工序130：終檢。 5 確定機械加工系量及毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 5.1 確定機械加工親量 鋼質(zhì)模鍛件的機械加工余量按JB3835—85確定。確定時，根據(jù)估算的鍛件質(zhì)景、加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，由表2．2—25可交很除孔以外各內(nèi)外表面的加工余量?？椎募庸び嗔坑杀?.2-24查得。表中余量值為單面余量。 (1)鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品重量1．36kg估算為2．2kg。 (2)加工精度 零件除孔以外的各表面為—般加工精度F1。 (3)鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) S S=m鍛件m外廓包容體 假設(shè)鍛件的最大直徑為Φ121mm，長68mm m外廓包容體=π（12.12）2x6.8x7.85g=6.13kg m鍛件＝2．2kg S=2.26.138=0.358 按表2.2-10，可定形狀復(fù)雜系數(shù)為S2，屬一般級別。 (4)機械加工余量 根據(jù)鍛件重量、F1、S2查表2．2—25。由于麥中形狀復(fù)雜系數(shù)只列有S1和S3，則S2參考S1定，S4參考定S3。由此查得直徑方向為1．7—2．2mm，水平方向亦力1．7—2．2mm。即鍛件各外徑的單向余量為1．7—2．2mm，各袖向尺寸的單面余量亦為1．7—2．2mm。鍛件中心兩孔的單面余量按表2．2—24查得為2．5mm。 5．2 確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗儲度Ra≥1.6μm。Ra＜1．6μm的表面，余量要適當增大。 分析本零件，陳Φ68K7孔為Ra0.8μm以外，其余各表面皆Ra≥1．6μm因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可(由于有的表面只需祖加工，這時可取所查數(shù)據(jù)中的小值。當表面需經(jīng)粗加工和半精加工時，可取其較大值)。Φ68K 7采用精鏜達到Ra0.8μm，故需增加精鏜的加工余量。參考磨孔余量(表2．3—11)確定精鏜孔單面余量為0.5mm，則毛坯尺寸如圖7．5—1所示。 5．3 設(shè)計毛坯圖 5.3.1 確定毛坯尺寸公差 表7.5-1齒輪毛坯（鍛件）尺寸 （mm） 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 117h11 2 121 106.5-0.4 0 1.75 110 90 2 94 94 2.5 89 68K7 3 62 64 0+0.5 2 68 20 2 20 12 2 16 94孔深31 1.7 31 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件重量、形狀復(fù)雜系數(shù)、分模線形狀種類及鍛件精度等級從有關(guān)的表中差得。 本零件鍛件重量2.2kg，形狀復(fù)雜系數(shù)S2，45鋼含碳量為0.42％～0.50％，其最高含碳量為0.5％，按表2.2-11，鍛件材質(zhì)系數(shù)為M2，采取平直模線，鍛件為普通精度等級，則毛培公差可從表2.2-13、表2.2-16查得。 本零件毛坯尺寸允許偏差尺寸如表7.5-2所列。毛坯同軸偏差允許值為0.8mm，殘留飛邊為0.8mm。（表2.2-13） 表7.5-2 齒輪毛坯（鍛件）尺寸允許偏差 （mm) 鍛件尺寸 偏差 根據(jù) 121 +1.7 -0.8 表2.2-13 110 +1.5 -0.7 94 +1.5 -0.7 89 +0.7 -1.5 62 +0.6 -1.4 20 0.9 31 1.0 15.7 +1.2 -0.4 表2.2-16 67.7 +1.7 -0.5 5.3.2確定圓角半徑 鍛件的圓角半徑按表2.2-22確定。本鍛件各部分的H/B皆小于2，故可用下式計算： 外四角半徑 r=0.05H+0.5 內(nèi)圓角半徑 R=2.5r+0.5 為簡化起見，本鍛件的內(nèi)外圓角半徑分貝取相同數(shù)值。以最大的H進行計算 r=(0.05X32+0.5)mm=2.1mm r為圓整為2.5mm。 R=（2.5X2.5+0.5）mm=6.75mm R圓整為7mm。 以上所取的圓角半徑數(shù)值能保證個表面的加工余量 5.3.3 確定拔模角 本鍛件由于上、下模模膛深度不相等，起模角應(yīng)以模膛較深的一側(cè)計算． 　＝=1,==0.291 按表2.2—23，外起模角 α=5 內(nèi)起模角β= -7 5.3.4 確定分模位置 由于毛坯是H＜D的圓盤類鍛件，應(yīng)采取軸向分模，這樣可沖內(nèi)孔，使材料利用率得到 提成。為了便1；起模及便于發(fā)現(xiàn)上、下模枉模鍛過程中錯移，分模線位置選在最大外徑的小部，分模線為直線。 5．3．5 確定毛坯的熱處理 鋼質(zhì)齒輪毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘留的鍛造應(yīng)力，并使不均勾的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細化、均勻的組織，從而改善了加工性。 圖7．5—1所示為本零件的毛坯圖。  圖7．5—1所示為本零件的毛坯圖。