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1、 机械制造工艺学课程设计题目：中间轴齿轮零件机械加工 工艺规程学院：工学院专业：农机08-3姓名： 学号：指导老师： 目录1零件技术要求分析1 1.1尺寸精度分析1 1.2位置精度分析1 1.3粗糙度分析12零件图分析1 2.1零件功用分析2 2.2零件工艺分析23确定毛坯2 3.1毛坯类型分析2 3.2确定毛坯的制造方法2 3.3确定总余量3 3.4绘制毛坯图44制定零件工艺规程4 4.1选择表面加工方式44.2选择定位基准44.3 拟定零件加工工艺路线5 4.4填写工艺过程卡片.7 4.5机械加工工序设计75 课程总结12 1分析零件技术要求 1.1尺寸精度的分析本零件为回转体零件，其最主
2、要加工面是62H7孔和齿面，且两者有较高的同轴度要求，是加工工艺需要重点考虑的问题。同时其尺寸精度要求较高，为IT5IT7。1.2位置精度分析 该零件齿轮和孔的同轴度或跳动度要求较高，（本处对基准A-B的跳动度0.016），定位端面与轴线的垂直度（62H7齿轮左端面对基准A-B的垂直度0.03），齿轮中心对轴线的对称度等。1.3表面粗糙度分析一般与传动件相配合的轴颈的表面粗糙度Ra值为2.50.63。1.4审查零件材料是否恰当 本零件为拖拉机减速器中间轴齿轮是在高转速、重载荷的条件下工作，应选用材料为20Gr硬度为5864HRC，并进行渗碳淬火处理，这样做可获得很高的表面硬度、较软的芯部，因此
3、耐冲击韧性好。2零件图的分析2.1零件作用分析本零件为拖拉机变速器倒速中间轴齿轮，变速器的功用是传递动力，改变输出轴的运动方向，实现倒档，使拖拉机能倒退行驶，实现空挡。2.2零件工艺分析本零件为回转体零件，其最主要加工面是62H7孔和齿面，且两者有较高的同轴度要求，是加工工艺需要重点考虑的问题。其次两轮毂端面由于装配要求，对62H7孔有端面跳动要求。最后，两齿圈端面在滚齿时要作为定位基准使用，故对62H7孔也有端面跳动要求。这些在安排加工工艺时也需给予注意。 3确定毛坯3.1毛坯类型分析机械加工常用的毛坯有铸件、锻件、型材及焊接件。不同的毛坯种类及毛坯的精度、粗糙度和硬度等对机械加工工艺过程有
4、着直接的影响。还有毛坯的形状和特性，直接会影响到机械加工的难易、材料的消耗等。3.2确定毛坯的制造方法中间轴齿轮主要是传递动力。其工作时需承受较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性。以使金属纤维尽量不被切断，因纤维组织是在金属热变形过程中。其内部脆性夹杂志沿主变形方向分布，再结晶时，仍以条形或链状被保留下来而形成的。纤维组织的化学稳定性强。通过热处理是不能消除的，只能通过锻压才能改变其形状与分布。随着变形程度的增加，金属的纤维组织明显，使得金属的力学性能呈各向异性。因此，在设计制造零件时，应充分利用纤维组织的方向性；故毛坯应选择锻件。又由于年产量为5000件，达到了批量生产的水平，且零件形状较
5、简单，尺寸也不大，故应采用模锻。锻件必须在具有一定塑性的金属才可以进行加工。我们选择的材料为20Gr硬度为5864HRC：20Cr钢是低成本的渗碳钢。应用范围广泛，但力学性能不稳定。通过热处理试验和分析。具有一定的塑性综合性能好。既能满足我们进行锻压加工。3.3确定总余量查表确定确定直径上总余量为6mm，高度（轴向）方向上总余量为5mm。3.4绘制毛坯图4制定零件工艺规程4.1选择表面加工方式1） 62H7孔 考虑： 生产批量较大，应采用高效加工方法； 零件热处理会引起较大变形，为保证62H7孔的精度及齿面对62H7孔的同轴度，热处理后需对该孔再进行加工。故确定热前采用扩孔拉孔的加工方法，热后
6、采用磨孔方法。2） 齿面 根据精度8-7-7的要求，并考虑生产批量较大，故采用滚齿剃齿的加工方法。3） 大小端面 采用粗车半精车精车加工方法。4） 环槽 采用车削方法。4.2选择定位基准3.2.1粗基准选择考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，及保证不加工表面与加工表面的尺寸、位置符合零件图样设计要求。还要考虑装夹方便、可靠，选一大端面和外圆作为定位粗基准。322精基准选择考虑的重点是如何减少误差。保证加工精度和安装方便。轴齿轮的设计基准是内孔，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选内孔作为主要定位精基准。考虑定位稳定可靠。选一大端面作为第二定位精基准。在磨孔工序中。为保证齿面与
7、孔的同轴度，选齿面作为定位基准。在加工环槽工序中，为装夹方便选外圆表面作为定位基准。4.3 拟定零件加工工艺路线 1）扩孔（立式钻床，气动三爪卡盘）；2）粗车外圆，粗车一端大、小端面，一端内孔倒角（多刀半自动车床，气动可胀心轴）；3）半精车外圆，粗车另一端大、小端面，另一端内孔倒角（多刀半自动车床，气动可胀心轴）； 4）拉孔（卧式拉床，拉孔夹具）；5）精车外圆，精车一端大、小端面，一端外圆倒角（普通车床，气动可胀心轴）；6）精车另一端大、小端面，另一端外圆倒角（普通车床，气动可胀心轴）；7）车槽（普通车床，气动三爪卡盘）；8）中间检验；9）滚齿（滚齿机，滚齿夹具）；10）一端齿圈倒角（倒角机，
8、倒角夹具）；11）另一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）；12）剃齿（剃齿机，剃齿心轴）；13）检验；14）热处理；15）磨孔（内圆磨床，节圆卡盘）；16）最终检验。该方案采用工序分散原则，各工序工作相对简单。考虑到该零件生产批量较大，工序分散可简化调整工作，易于保证加工质量，且采用气动夹具，可提高加工效率。4.4填写工艺过程卡片四川农业大学农业机械化及其自动化机械加工工艺过程卡片零件图号零件名称中间轴齿轮45-1082工序号工序名称及内容机床夹具刀具量具辅具工时名称型号名称规格名称规格01扩孔立式钻床Z550气动三爪卡盘扩孔钻60.5塞规60.502粗车外圆，粗车一端大、小端面，一端内孔倒角多刀
9、半自动车床C7125气动可胀心轴左偏刀弯头刀9045游标卡尺0.05/20003半精车外圆，粗车另一端大、小端面，另一端内孔多刀半自动车床C7125气动可胀心轴左偏刀弯头刀9045游标卡尺0.05/20004拉孔卧式拉床L6120拉孔夹具塞规61.605精车外圆，精车一端大、小外圆倒角普通车床C6132气动可胀心轴弯头刀45游标卡尺百分表检验心轴0.05/200顶尖座06精车另一大、小端面，一端外圆倒角普通车床C6132气动可胀心轴弯头刀右偏刀4575游标卡尺百分表检验心轴0.05/2000-5顶尖座07车槽普通车床C6132三爪卡盘切槽镗刀内槽卡板08中间检验塞规游标卡尺百分表检验心轴内槽卡
10、板61.60.05/200 0-5顶尖座09滚齿滚齿机Y3150滚齿夹具剃前滚刀公法线千分尺25-50滚刀杆10一端齿圈倒角倒角机Y9332倒角夹具倒角刀定位装置11另一端齿圈倒角倒角机Y9332倒角夹具倒角刀定位装置12剃齿剃齿机Y4232剃齿心轴剃齿刀公法线千分尺标准齿轮综合检查仪25-5013检验公法线千分尺标准齿轮综合检查仪25-5014热处理15磨孔内圆磨床M2120节圆卡盘砂轮赛规62H16最终检验塞规公法线千分尺标准齿轮综合检查仪设计者指导老师共页第 页4.5机械加工工序设计工序21）刀具安装 由于采用多刀半自动车床，可在纵向刀架上安装一把左偏刀（用于车削外圆）和一把45弯头刀（
11、用于车倒角）；可在横刀架上安装两把45弯头刀（用于车削大、小端面）。加工时两刀架同时运动，以减少加工时间（图S0-3）。 2）走刀长度与走刀次数 以外圆车削为例，若采用75偏刀，则由表151可确定走刀长度为251228mm；一次走刀可以完成切削。3） 切削用量选择 首先确定背吃刀量：考虑到毛坯为模锻件，尺寸一致性较好，且留出半精车和精车余量后（直径留3 mm），加工余量不是很大，一次切削可以完成。取：aP =（136133）/2 + 12.5tan（7） 3mm；考虑毛坯误差，取：aP = 4 mm； 确定进给量：参考表有：f 0.6 mm/ r； 最后确定切削速度：参考表，有：v = 1.5
12、m/s，n = 212r/min。4）工时计算 计算基本时间：tm = 28 /（2120.6）= 0.22min 考虑多刀半自动车床加工特点（多刀加工，基本时间较短，每次更换刀具后均需进行调整，即调整时间所占比重较大等），不能简单用基本时间乘系数的方法确定工时。可根据实际情况加以确定：TS = 2.5min。工序卡片如下四川农业大学农业机械化及其自动化机械加工工序卡片工序名称粗车工序号02 零件名称中间轴齿轮零件图号45-1082零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量20CrHRc58-64模锻件设备夹具辅助工具名称型号气动可胀心轴纵向刀架横向刀架多刀半自动车床C7620工步号工步
13、内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量进给量mm/r主轴转速r/mm切削速度m/s工时1粗车外圆，保证尺寸133；倒角345左偏刀45弯头刀游标卡尺0-20030130.62121.52粗车大，小端面，保证尺寸23.50.3和尺寸100.245弯头刀游标卡尺0-20025120.62121.5 设计者指导老师共页第 页工序61）刀具安装 由于在普通车床上加工，尽量减少刀具更换次数，可采用一把45弯头刀（用于车削大、小端面）和一把75左偏刀（用于倒角）。2）走刀长度与走刀次数 考虑大端面，采用45弯头刀，由表可确定走刀长度为27.51130mm；因为是精车，加工余量只有0.5 mm，一次走刀可
14、以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。3）切削用量选择 首先确定背吃刀量：精车余量0.5mm，一次切削可以完成。取：aP = 0.5mm； 确定进给量：参考表，有：f 0.2 mm/ r； 最后确定切削速度：参考表，有：v = 1.8m/s，n = 264r/min。4）工时计算 计算基本时间：tm =（30 +8 + 3）/（2640.2） 0.8 min 考虑到该工序基本时间较短，在采用基本时间乘系数的方法确定工 时，系数应取较大值可得到：TS = 2tm = 1.6 min该工序的工序卡片如下四川农业大学农业机械化及其自动化机械加工工序卡片工序名称精车工序号06 零件名称中间轴齿轮零件
15、图号45-1082零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量20CrHRc58-64模锻件设备夹具辅助工具名称型号气动可胀心轴普通车床C6132工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量进给量mm/r主轴转速r/mm切削速度m/s工时1精车大端面，保证尺寸200.2及对A面的跳动0.0545弯头刀游标卡尺0-200 百分表0-102510.50.22641.82精车小端面，保证尺寸200.2及对A面的跳动0.0545弯头刀百分表0-102010.50.2264 3倒角515检验心轴设计者指导老师共页第 页工序91）工件安装 由于滚齿加工时切入和切出行程较大，为减少切入、切出行程时
16、间，采用2件一起加工的方法。2）走刀长度与走刀次数 滚刀直径为120mm，则由图S0-5可确定走刀长度为走刀次数：13）切削用量选择 确定进给量：参考表，有：f 1.2 mm/工件每转； 确定切削速度：参考表S-12，有：v = 0.6m/s，计算求出n = 96r/min； 确定工件转速：滚刀头数为1，工件齿数为25，工件转速为：nw = 96/254 r/min。4）工时计算 计算基本时间：tm =136 / （41.2）2 14 min； 考虑到该工序基本时间较长，在采用基本时间乘系数的方法确定工时，系数应取较小值（或辅助时间单独计算）。可得到：TS = 1.4tm 20 min。该工序
17、加工工序卡片如下四川农业大学农业机械化及其自动化机械加工工序卡片工序名称滚齿工序号09 零件名称中间轴齿轮零件图号45-1082零件重量同时加工零件数2材料毛坯牌号硬度型式重量20CrHRc58-64模锻件设备夹具辅助工具名称型号滚齿夹具滚齿机Y3150工步号工步内容刀具量具走刀长度mm走刀次数背吃刀量进给量mm/r主轴转速r/mm切削速度m/s工时1滚齿，保证公法线平均长度38.75；公法线长度变动量不大于0.036，在齿轮综合检查仪上测量，齿圈跳动量不大于0.0645弯头刀游标卡尺0-200 百分表0-10136112.59620设计者指导老师共页第 页5课程总结机械加工工艺规程在机械加工
18、中占有很重要的地位，包含着零件的分析，毛坯的选择，加工余量，工艺卡片等内容，是加工的说明书和指导书。通过这一周的课程设计，首先我把以前很多忘掉的知识又重新拣了起来，巩固了我的专业知识，锻炼了我的学习能力。在设计过程中，需要画图、查表、计算、制作工艺卡片等。这为我以后的工作打下了坚实的基础，当然同时我也明白了自己的很多不足的地方，使我在以后的学习工作中指明了方向。这次课程设计巩固了我的专业知识，更为宝贵的是我在设计的工程中明白了要做好一件事，首先必须要细心，耐心这样才能坚持做完工作。同时我还明白做事情方法尤为重要，同样的工作有人效率很高，而有的人却怎么也做不好，我认为这就是方法的不同而造成的天壤之别。好的方法可以事半功倍。最后我还知道这是一个知识爆炸的时代，很多知识都需要我们主动的去吸取，在工作中也要学会从各个方面来查找信息资源，为更好的完成工作准备信息上的资料，这样也能更好的完成工作。最后要感谢老师，是在老师的指导下，我才顺利的完成了这次课程设计，这是大学最后的一个设计课程，感谢老师多年来对我们的教导和启发，即使我离开学校进入工作岗位依然能从老师以前的教育中获得启发和鼓励，感谢老师的耐心教育，为我以后的工作、生活奠定了夯实的基础。
