齒輪軸零件的機(jī)械制造工藝規(guī)程

1、1. 齒輪軸零件的機(jī)械制造工藝規(guī)程1.1 零件工藝分析和確定生產(chǎn)類型1.1.1擬定工藝路線由給定的零件圖可以看出，該零件圖的是齒輪軸類零件，部分加工表面的精度等級(jí)達(dá)到5級(jí)，粗糙度達(dá)到0.4m，因此先大致擬定如下工藝路線：鍛造毛坯，正火對(duì)整個(gè)毛坯件進(jìn)行粗車對(duì)整個(gè)毛坯件進(jìn)行半精車熱處理精車滾齒鉆孔，攻絲調(diào)質(zhì)處理對(duì)50mm處進(jìn)行磨削 1.1.2確定零件的生產(chǎn)類型根據(jù)下式計(jì)算 -（1-1） 式中N-零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) Q-產(chǎn)品的年產(chǎn)量 m-每臺(tái)（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量 a%-備品率，一般取2%-4% b%-廢品率，一般取0.3%-0.7%根據(jù)上式就可以計(jì)算求得該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，在通過查表，就能確定該零件

2、的生產(chǎn)類型。本設(shè)計(jì)中，Q=5000，m=1件/臺(tái)，備品率和廢品率為3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入上式得N=5176件/年，查表可知該零件為輕型零件，本設(shè)計(jì)中齒輪軸零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。1.2毛坯的選擇，繪制毛坯圖1.2.1選用鍛件為毛坯，采用模鍛成型的方法制造毛坯。1.2.2確定毛坯尺寸及機(jī)械加工余量本鍛件采用普通級(jí)，根據(jù)零件圖的基本尺寸查表可初步得粗車，半精車，粗磨和精磨外圓的單邊加工余量分別為6mm，1.1mm，0.4mm和0.1mm。又粗精加工分開時(shí)，對(duì)于粗車外圓的余量允許小于原表中余量的70%，故可取粗車余量為4.8mm，總的的余量為6.4mm。再根據(jù)手冊(cè)即可得鍛件機(jī)械加工余量和公差

3、為：?jiǎn)芜吋庸び嗔堪霃絘r=62,長度方向aL=52。于是，可初步得鍛件圖的尺寸，如圖1-1所示（圖中粗實(shí)線表示鍛件的外形，雙點(diǎn)劃線表示零件輪廓）。1.3毛坯圖的確定1.3.1計(jì)算毛坯加工余量和尺寸公差根據(jù)圖1-1和計(jì)算式-（1-2）設(shè)鍛件最大直徑為100mm，長為230mm，則 圖1-1 齒輪軸零件的鍛件圖 根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，查表可確定零件的形狀復(fù)雜系數(shù)為s，屬于簡(jiǎn)單級(jí)別。而40Cr的含碳量為0.4%小于0.65%，故該零件的材料系數(shù)屬于m1級(jí)。鍛件的分模線形狀。根據(jù)該零件的行為特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇零件的水平面為分模面，屬于直分模線。零件表面粗糙度。該零件僅有50j5的外圓表面粗糙度為 0.4m，

4、其余均大于等于1.6。根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于下表1-1。表1-1 齒輪軸鍛件毛坯尺寸公差級(jí)機(jī)械加工余量鍛件重量/kg包容體重量/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級(jí)5.6114.17S1M1普通級(jí)項(xiàng)目單邊加工余量/mm鍛件尺寸/mm尺寸公差/mm備注32h62.537根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-25、表2.2-13確定50j53565525984h83905525950j3356802.5811.25112.5111.0432431.1202241.0452451.12102.52151.65 本零件毛坯同軸度偏差允許值為1.2mm,殘留飛

5、邊為1.2mm。確定圓角半徑。外圓角半徑r=0.05H+0.5（H為各段高度），內(nèi)圓角半徑R=2.5r+0.5.為簡(jiǎn)化起見，本鍛件的內(nèi)外圓角半徑分別取相同的數(shù)值。綜合考慮取H=50mm，r=0.0550+0.5=3mm，R=3.53+0.5=8mm。 1.3.2設(shè)計(jì)毛坯圖圖1-2 齒輪軸零件毛坯圖由表1-1所得結(jié)果，繪制如圖1-2所示毛坯圖（圖中粗實(shí)線表示鍛件的外形，雙點(diǎn)劃線表示零件輪廓）。1.4 選擇加工方法，制定工藝過程1.4.1 基準(zhǔn)選擇齒輪零件的精基準(zhǔn)選擇為軸兩端面的中心孔，滿足基準(zhǔn)重合的原則。最先進(jìn)行機(jī)械加工的事兩端面，保證長度要求。再就是兩個(gè)端面的中心孔，保證定位和夾緊。這時(shí)可選的

6、夾緊方案為：用三爪卡盤固定一端，對(duì)另外一端面進(jìn)行平整加工，打中心孔；調(diào)頭加工另一端面，打中心孔，保證長度。由此可知，粗基準(zhǔn)即兩端面的外圓柱面。1.4.2 齒輪軸各加工表面的加工方案齒輪軸各加工表面加工方案如下表1-2所示表1-2 齒輪軸各加工表面加工方案需加工的表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra（m）加工方案32h6IT73.2粗車-半精車-精車50j5IT50.4粗車-半精車-粗磨-精磨55外圓面IT1412.5粗車齒圈外圓面IT116.3粗車-半精車齒面IT71.6粗精滾齒-磨齒M3孔IT1412.5鉆孔-攻螺絲端面IT143.2、12.5粗車-半精車、粗車切槽IT83.2粗車1.4.3 制定

7、齒輪軸加工工藝過程卡各主要加工面示意圖如圖1-3所示圖1-3 主要加工面代號(hào)示意圖齒輪軸零件加工工藝過程卡如下表1-3所示。表1-3 齒輪軸零件加工藝過程卡工序工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工裝1模鍛鍛造軸毛坯毛坯檢驗(yàn)2熱處理正火，硬度達(dá)171200HB3車1、 粗車A、J兩端面并打中心孔，孔深不超過5mm2、 粗車，半精車各面至要求的尺寸，E、C兩面粗車至尺寸即可，F(xiàn)面半精車至圖示尺寸，其余軸面車至長度尺寸，留精車余量或粗磨余量0.21.0mm3、 倒45斜角，按圖示尺寸4、 切槽5、 檢驗(yàn)C6143車床游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金右偏車刀、硬質(zhì)合金切槽刀、綜合量規(guī)、車床夾具4熱處理1、 滲碳s1.5，校直跳動(dòng)

8、量2、 檢驗(yàn)滲碳儀、軸類自動(dòng)校直機(jī)5車軟爪中心架裝夾工作1、 均勻車去兩端面，取總長210mm2、 兩頓打中心孔3、 精車B面至32mm4、倒角，按圖示尺寸C6140車床游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金右偏車刀、綜合量規(guī)、車床夾具工序工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工裝6滾齒1、 在滾齒機(jī)Y3150上粗精滾齒至圖示尺寸2、 檢驗(yàn)Y3150滾齒機(jī)II型AA級(jí)滾刀、公法線百分尺 7鉆孔1、 在J面上按圖示位置鉆孔深16mm2、 在C的左端面上按圖示位置鉆孔深16mmZB6223多軸臥式鉆床深度游標(biāo)卡尺、高速鋼錐柄階梯麻花鉆8攻螺絲在臥式鉆床上攻螺紋M3ZB6223多軸臥式鉆床機(jī)動(dòng)絲錐高速鋼W18Cr4V9去毛刺去毛刺鉗工臺(tái)

9、平銼10熱處理1、 調(diào)質(zhì)處理，硬度達(dá)220250HB2、 檢驗(yàn)淬火機(jī)11磨削外圓面1、 粗、精磨C、I面（即55j5的外圓面）至設(shè)計(jì)尺寸2、 檢驗(yàn)外圓磨床M1420平形砂輪、游標(biāo)卡尺12磨削齒面磨齒面，Ra1.6磨齒機(jī)YA7063雙斜邊一號(hào)砂輪、齒輪檢測(cè)儀、卡尺等13綜合檢驗(yàn)千分表、量規(guī)、游標(biāo)卡尺14探傷探傷儀15入庫根據(jù)上述要求和方法，結(jié)合該齒輪軸零件的實(shí)際加工情況，現(xiàn)確定各軸段的外圓工序尺寸和公差。如下列各表所示。（1） 32h6mm外圓面加工方案為粗車半精車精車。查表可知粗車余量為2.5mm，半精車余量為1.5mm，精車余量為1mm，加工總余量為5mm。精車后工序基本尺寸為32mm；其他

10、各工序的基本尺寸為：半精車32mm+1mm=33mm，粗車33mm+1.5mm=34.5mm，毛坯34.5mm+2.5mm=37mm。又查表可知，精車后為IT6，Ra3.2m，半精車后為IT11，Ra6.3m，粗車后為IT13，Ra12.5m。鍛造毛坯的公差為2.2mm。上述查詢和計(jì)算結(jié)果列于下表1-4。表1-4 32h6外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm） 工序工序基本尺寸（mm）標(biāo)注工序尺寸基本公差(mm)經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（m）精車1.0IT63.232330-0.016半精車1.5IT116.333330-0.16粗車2.5IT1312.534.534.50-0

11、.039毛坯1.137371.1（2） 50j5mm外圓面加工方案為粗車半精車粗磨精磨。查表可知粗車余量為3.5mm，半精車余量為2mm，粗磨余量0.4mm，精磨余量0.1mm，總的加工余量6mm。各工序的基本尺寸為：精磨后50mm，粗磨后50.1mm，半精車后50.5mm，精車后52.5mm，毛坯56mm。查表可知，精磨后為IT5，Ra0.4m，粗磨后為IT8，Ra3.2m，半精車后為IT11，Ra6.3m，粗車后為IT13，Ra12.5m。鍛造毛坯公差2.2。上述查詢和計(jì)算結(jié)果列于下表1-5。表1-5 50j5mm外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm） 工序工序基本尺寸（mm

12、）標(biāo)注工序尺寸基本公差(mm)經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（m）精磨0.1IT50.450500-0.007粗磨0.4IT63.250.150.10-0.019半精車2IT116.350.550.50-0.19粗車3.5IT1312.552.552.50-0.46毛坯1.156561.1（3） 84mm外圓面加工方案為粗車半精車。查表可知粗車余量為4mm，半精車余量為2mm，總的加工余量為6mm。各工序的基本尺寸為：半精車84mm，粗車后86mm，毛坯90mm。查表可知，半精車后為IT11，Ra6.3m，粗車后為IT13，Ra12.5m。鍛造毛坯公差2.5。上述查詢和計(jì)算結(jié)果列于下表1-6。表1

13、-6 84h8mm的齒圈外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm） 工序工序基本尺寸（mm）標(biāo)注工序尺寸基本公差(mm)經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（m）半精車2IT86.384840-0.22粗車4IT1312.586860-0.54毛坯1.2590901.25（4） 55mm外圓面加工方案為粗車。查表可知粗車余量為4mm，總的加工余量為4mm。各工序的基本尺寸為：粗車后55mm，毛坯59mm。查表可知，粗車后為IT13，Ra12.5m。鍛造毛坯公差2.2。上述查詢和計(jì)算結(jié)果列于下表1-7。表1-7 55mm外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm） 工序工序基本尺寸（mm

14、）標(biāo)注工序尺寸基本公差(mm)經(jīng)濟(jì)精度（mm）表面粗糙度（m）粗車4IT1312.555550-0.46毛坯1.159591.1（5）齒輪的加工方案為粗精滾齒磨齒，其表面粗糙度為Ra3.2，現(xiàn)在專用滾齒機(jī)上進(jìn)行粗精滾齒，再一般磨削即可。2. 齒輪軸零件的磨外圓夾具設(shè)計(jì)2.1 定位選擇與定位誤差的分析2.1.1 由于該加工表面的零件為軸類零件，所以選擇雞心夾對(duì)零件夾緊定位。其中，選擇兩55的軸段的中心線為基準(zhǔn)，這樣也使得其基準(zhǔn)不重合誤差為零。具體的定位方式及裝夾方式見設(shè)計(jì)圖紙。2.1.2定位誤差的分析又定位方式可知，其基準(zhǔn)不重合誤差為零，而軸上四孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是軸的中心線，故該定位方式不存在基準(zhǔn)位

15、移誤差。因此該定位方式的定位誤差為零，滿足定位要求。2.2 夾具設(shè)計(jì)圖2-1 齒輪軸磨外圓夾具左剖視圖圖中各部件名稱：14. 加工零件 2.雞心夾具體 3.螺釘 4.墊片 5.套筒 圖2-2 齒輪軸磨外圓夾具主視圖磨外圓時(shí)，先將零件的50軸段放在套筒上，然后用緊定螺釘擰緊，并將其裝夾在機(jī)床的卡盤上鎖緊。用頂針頂住零件的另一端。夾具的具體設(shè)計(jì)圖紙見裝配圖和零件圖。2.3 夾具的精度校核與質(zhì)量評(píng)估夾具的主要功能是保證零件的位置精度，使用夾具加工時(shí)，影響被加工零件位置精度的誤差主要有三個(gè)方面。（1） 定位誤差 工件安裝在夾具上位置不正確戶不一致行用DW 表示。（2） 夾具制造與安裝誤差 包括夾具制造

16、誤差、夾緊誤差、導(dǎo)向誤差。該項(xiàng)誤差用ZZ表示。（3） 加工過程誤差 在加工過程中由于工藝系統(tǒng)的幾何誤差，受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差，用GC表示。 為了保證零件的加工精度，應(yīng)使: （2-1） 式中，T為零件有關(guān)的位置公差。通常要求留給GC三分之一的零件公差，即應(yīng)使夾具有關(guān)誤差限定在零件公差2/3的范圍內(nèi)。當(dāng)零件生產(chǎn)批量較大時(shí)，為了保證夾具的使用壽命，在制定夾具公差是，還應(yīng)考慮留有一定夾具磨損公差?？偨Y(jié)本次課程設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)給定的工件進(jìn)行機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定。在工藝規(guī)程這一部分的設(shè)計(jì)中，我所設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程沒有過多的考慮到企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件的限制。工藝路線還是比較傳統(tǒng)

17、的那種，并沒有引入像數(shù)控加工這樣的先進(jìn)的生產(chǎn)方法。而這種先進(jìn)的加工方法已經(jīng)是目前機(jī)械加工的普遍趨勢(shì)。此次設(shè)計(jì)中，我用到了，AutoCAD 2007和SolidWorks 2014等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。通過SolidWorks的強(qiáng)大的建模能力，是我能較快速的建好夾具體模型，然后導(dǎo)出工程圖，并在AutoCAD上進(jìn)行修改。本次設(shè)計(jì)對(duì)我來說，收獲頗多，學(xué)會(huì)了很多機(jī)械夾具設(shè)計(jì)的知識(shí)，了解了很過國家標(biāo)準(zhǔn)，掌握了一套較為快捷的家具設(shè)計(jì)方案。當(dāng)然收獲之余也有些許不足之處，知識(shí)量太少，設(shè)計(jì)缺陷考慮不周等等，當(dāng)然這些也會(huì)是我繼續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力，會(huì)讓我在今后的實(shí)踐中考慮更加周全，創(chuàng)造更大的價(jià)值。參考文獻(xiàn)1何瑛 歐陽八生等. 機(jī)械制造工藝學(xué). 長沙：中南大學(xué)出版社，20152于濤 楊俊茹 王素玉. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，20123李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工藝出版社，20034李必文. 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè). 長沙：中南大學(xué)出版社，20125陳興和 周益民. 機(jī)械制造工藝與專用夾具設(shè)計(jì).鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)出版社，2014 機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì) 之齒輪軸工藝規(guī)程及50軸段磨外圓夾具設(shè)計(jì)說明書姓 名：_班 級(jí)：_學(xué) 號(hào)：_指導(dǎo)老師：_目錄1. 齒輪軸零件的機(jī)械