齒輪軸加工工藝設計

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1、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(shù) 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(guān)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(jié)構(gòu)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(guān)鍵詞 工藝

2、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 a

3、nd 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 selection Keywordsprocess planning 目 錄 前 言 1 第一章 零

4、件圖分析 2 11 零件的功用 2 12 零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 2 第二章 毛坯的確定 3 21 毛坯的選擇 3 22 毛坯圖的設計 3 第三章 基準的選擇 4 31 基準的概念和分類 4 32 定位基準的選擇 5 第四章 制定加工工藝路線 6 41 加工階段的劃分 6 42 各加工階段的主要任務 6 43 加工順序的安排 6 44 數(shù)控車床加工與普通車床加工的區(qū)別 7 45 擬定加工工藝路線方案 7 46 機械加工工藝卡 9 47 加工程序 15 結(jié)束語

5、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----

6、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(shù)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IT5～IT7裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低IT6～IT9 12 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

7、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001～　003mm　高精度軸如主軸通常為0001～　0005mm　 14 表面粗糙度 一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra25～063μm與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra063～016μm 12 零件的結(jié)構(gòu)工藝分析從零件圖上看結(jié)構(gòu)比較簡單粗糙度方面表現(xiàn)

8、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

9、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(guān)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

10、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

11、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(shù)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

12、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

13、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(shù)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

14、徑ф30mm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 3～5 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

15、工分開刀具和量具的選擇可以專用的與適用的相結(jié)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YM3608 46 機械加

16、工工藝卡 學校 三明職業(yè)技術(shù)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 20CrMnTi δb≥1080MPaδs≥835MPa 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kg 1 1 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

17、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460-6

18、00 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60 65141 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

19、 2675 365878 外圓 加工長度 61．5mm 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

20、 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 60 75 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? 長度 每邊余量 背吃刀量apmm 進給量mmr或mmr

21、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 60 65 141 5218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 60 65 141 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

22、序 工步 機床型號夾具刃具量具輔具 直徑或?qū)挾? 長度 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

23、 47 加工程序 右側(cè)圓柱面的加工 O0001 N10 T0101 N20 M03 S800 N30 G00 X1500 Z20 N40 G94 X-10 Z0 F01 N50 G71 U02 R10 N60 G71 P70 Q170 U30 W30 F05 N70 G00 X520 N80 G01 X600 Z-20 N90 Z-520 N100 X650 Z-660 N110 Z-1275 N120 G02 X700 Z-1300 R25 N130 G01 X800 N140 Z-1330 N150

24、G02 X900 Z-1380 R50 N160 G01 X13378 N170 X14178 Z-1400 N180 M03 S1200 N190 G42 G00 X1490 Z20 N200 G70 P70 Q170 F02 N210 G40 G00 X2000 Z1000 N220 M05 N230 M30 左端外圓柱面的加工 O0002 N10 T0101 N20 M03 S800 N30 G00 X1500 Z20 N40 G94 X-10 Z0 F01 N50 G71 U02 R10 N60 G71 P70 Q150 U40 W30 F05 N7

25、0 G00 X520 N80 G01 X600 Z-20 N90 Z-350 N100 X750 N120 Z-430 N130 G02 X850 Z-480 R05 N140 G01 X13378 N150 X13378 Z-450 N160 M03 S1200 N170 G42 G00 X1490 Z20 N180 G70 P70 Q150 F02 N190 G40 G00 X2000 Z1000 N200 M05 N210 M30 鍵槽的加工 O0003 N10 G90 G21 G40 G49 G17 N20 G91 G28 Z0 N30 T0202

26、M06 N40 G90 G54 G00 X260 Y0 N50 S900 M03 N60 G43 Z50 H01 N70 G01 Z0 F100 N80 M98 P40004 N90 G90 Z-10 F50 N100 G01 X260 F200 N110 G90 Z-15 F500 N120 G41 G01 X-340 Z-20 D02 F100 N130 G03 X-260 Y-90 R80 N140 G01 X260 N150 G03 X260 Z-90 R90 N160 G01 X-260 N170 G03 X-180 Y-10 R80 N190 G01

27、G40 X-260 Y0 N200 G00 Z200 N210 G28 G49 Z500 N220 M05 N230 M30 鍵槽的加工子程序 O0004 N10 G91 G01 Z-075 F50 N20 G90 G01 X-260 F100 N30 G91 G01 Z-075 F50 N40 G90 G01 X260 F100 N50 M99 結(jié)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(guān)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

28、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

29、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2003 [2]《機械零件工藝手冊》[M]機械工業(yè)出版社2005 [3] 《機械加工技術(shù)》[M] 西安電子科技大學出版社2002 [4] 劉哲《中文版AutoCAD2006實例教程》[M]大連理工大學出版社2006 [5] GBT1182《形狀和位置公差》[M]1996 [6] 崇凱《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》[M]化學工業(yè)出版社2007 [7] 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

30、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(guān)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

31、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

32、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(jié)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(jié)構(gòu)嚴謹合理實驗正確分析處理科學文字通順技術(shù)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(jié)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

33、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(jié)果嚴謹合理實驗正確分析處理科學文字通順技術(shù)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(jié)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

34、 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

35、 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(lǐng)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 -