圆柱齿轮加工工艺设计.docx

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1、圆柱齿轮加工工艺设计摘要本文对传动齿轮的加工工艺路线进行了设计.其中包括了工艺分析，工艺要求，确定毛坯的制造形式，确定定位基准，粗基准的选邦，精基准选界的原则，确定各表面加工方案，零件表面的加工方法的选舞，提高齿轮的加工精度,工艺路线的拟定，工序的合理组合，加工阶段的划分，工艺路线，确定齿轮的偏差，机械加工余*及毛坯尺寸，毛双联坯形状、尺寸确定的要求，确定机械加工余量，确定毛坯尺寸，设计毛坯图，工序设计，选择加工设备，确定工序尺寸.机械制造工艺规程的制定需选押机械加工余量，加工余的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，设番的调整，材料的消耗，切削用量的选择.先帔件成型后进行表面羯处理（正火、淬火、

2、回火等，此次设计的主要内容在于如何使加工工序倚单化、降低加工难度.关健词工艺路线工序定位基准加工余量目录1零件特点及其工艺性分析31.1 圆柱齿轮的特点31.2 园柱齿轮的技术要求41.3 审查H1.柱齿轮的工艺性1.4 确定圆柱齿轮的生产类型2机械加工工艺规程设计2.1 选择毛坯2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.3 绘制圆柱齿轮伸造毛坯简图3数控加工工艺设计3.1 数控加工工艺设计主要内容3.2 数控加工工艺的特点3.3 数控加工工艺分析的主要内容4拟定BS柱齿轮工艺路线84.1 定位基准的选择84.2 表面加工方法的确定84.3 加工阶段的划分94.4 工序的集中与分散94.5

3、工序顺序的安排94.6 确定工艺路线104.7 齿轮加工工步144.8 机床设备及工艺装备的选用155齿轮程序的编制166切削用量、时间定撅的计算186.1 切削用量的计算16.2 时间定额的计算197设计体会20叁考文献211.零件工艺性分析1.1 圆柱齿轮的特点齿轮机构的优点有：I、齿轮机构传递的功率和圆周速度分别可达100OQok”、300ms(2、齿轮机构的传动比恒定、寿命长、工作可靠性高.3、齿轮机构能够实现平行轴和不平行轴之间的传动。齿轮机构的缺点有：I、齿轮机构得制造成本过高.2、齿轮机构不适用于远距离的传动。3、低精度齿轮会产生有害的冲击、噪音和振动.1.2 圆柱齿轮的技术要求

4、及其参数本次加工传动齿轮材料为：45钢；调制处理：淬火硬度5052HRC;注意：齿顶圆不许倒角。根据圆柱齿轮的零件图纸将该圆柱齿轮的全部技术要求列于表1-1中.表1-1圆柱齿轮零件技术要求表加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ra圆柱齿轮端面32二IT80.2圆柱齿轮内孔18o,IT70.8圆柱齿轮外圆42.62产IT60.4圆柱齿轮分度圆32无0.8圆柱齿轮键槽5119IT93.2根据圆柱齿轮的零件图纸将该圆柱齿轮的全部参数列于表1-2中.表1-2圆柱齿轮零件参数表模数m4齿数Z8压力角20变为系数X+0,6725齿顶高h.5.31全齿高h7.42精度等级7DGGB/T10095-

5、19跨越齿数k2齿距积累公差0.036齿距极限偏差fpt0.018齿形公差ft0.014齿向公差Ff0.011公法线平均长度极限偏差EW1&617弋1：1.2 审查圆柱齿轮的工艺性分析零件图可知，该圆柱齿轮只对齿轮端面、内孔和轮齿的粗糙度要求高,其它表面的粗箱度要求都稍微低些.在零件的加工过程中，由于各加工表面要求的精度等级相差不是粮大，采用半精加工即可以保证各加工表面技术要求.零件的主要工作面虽然加工精度略高些，但都可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来.由此可见.该零件的工艺性较好.1.3 确定圆柱齿轮的生产类型由课程设计题目要求，该B1.柱齿轮的生产类型为中、小批，生

6、产.2机械加工工艺规程设计2.1 选择毛坯由零件要求可知，零件的材料为45钢，考虑到本零件在具体工作的受力情况，为增强园柱齿轮的强度和冲击制度，毛坯选用敏件.因为零件是中、小批量生产，并且精度要求不是非常高，为节约成本，宜采用精密做造方法制造毛坯.毛坯的拨模斜度为10%2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机t加工余量，应先确定如下各项因素.D确定毛坯种类根据*件尺寸符合0.1DfHf1.5D、d0.5D,所以确定毛坯为带孔圆盘类自由锻件.2）机械加工余量与公差根据零件尺寸选定a=46mmt公差F9b=35mm,公差F9c=15mm,公差F9.2.3 绘制圆柱齿轮傅造毛

7、坯简图图1圆柱齿轮锻造毛坯简图3数控加工工艺设计3.1 数控加工工艺设计主要内容在进行数控加工工艺设计时，一般应进行以下几方面的工作：数控加工工艺内容的选择、数控加工工艺性分析、数控加工工艺路线的设计.1、数控加工工艺内容的选择对于一个零件来说并非全部加工工艺过程都适合在数拄机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工.这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选算那些*适合、需要进行数控加工的内容和工序.在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际、立足于解决M、攻克关便问JH和提高生产效率，充分发挥数拄加工的优势.2、适于数控加工的内容在选獐时，一般可按下列顺序考虑：1）通用机床无法加工

8、的内容应作为优先选异内容2）通用机床难加工质量也难以保证的内容应作为重点选择内容3）通用机床加工效率低、工人手工獴作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择.3.2 数控加工工艺的特点数拄加工工艺是数控编程的核心，只有将数控加工工艺合理、科学地融入ft拄编程中，编程员才能编制出高质量和高水平的数拄程序.数控编程也是逐步完善数控工艺的过程.普通加工工艺是数控加工工艺的基础和技术保障，由于数拄加工采用计算机对机械加工过程进行自动化控制，使得数控加工工艺具有如下特点；D数控加工工艺远比普通机械加工工艺如.2）数控加工工艺设计要有严密的条理性.3）数控加工工艺的继承性较好.4）数控加工工

9、艺必须经过实际舱证才能指导生产.3.3 数控加工工艺分析的主要内容大量的实或证明，数控加工工艺分析主要包括如下几方面内容；D选择适合在数控机床上加工的零件确定期内容.2）分析要加工零件图样明确加工内容及技术要求在此基础上确定加工方案制定数控加工工艺路线.例如,工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等.3）设计数控加工工序.例如，工步的划分、军件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等.4）数控编程中有关工艺问题处理.例如；对刀点、换刀点的选舞、加工路线的确定、刀具的补偿.5）分配数控加工中的容差.6）处理数控机床上的部分工艺指令.4拟定BS柱齿轮工艺路线4.1 定位基准的选择

10、基准面的选算是工艺规程设计的重要过程之一.基面的选彝正确与否，可以是加工质量的到保证生产效率提高，否则，不但加工工艺过程,洞百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行，难以在工期内完成加工任务.定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准.D精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准篁合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后零件轴线为主要的定位精基准.2）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选獐不加工表面为粗基准.而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位Jt精度较高的不加工表面作粗基准.根据这个基准选择原则，本零件选择零件的圆柱

11、齿轮端面为主要的定位粗基准.4.2 表面加工方法的确定根据园柱齿轮零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗筋度，确定加工件各表面的加工方法如表4-1.表41表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗穗度Ra加工方案B1.柱齿轮墙面IT80.2粗车-精车B1.柱齿轮内孔IT70.8粗俊一精圆柱齿轮外国IT60.4粗车精车圆柱齿轮分度画无0.8演齿S1.柱齿轮便槽IT93.2半精帙4.3 加工阶段的划分D加工方法的选獐加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和衰面粗粮度的要求.由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选舞时，要结合零件的形状、尺寸大小和焦处理要求等全面考虑.2）加工

12、方案确定的原则零件上比较精确衰面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步培到的.对这些表面仅仅根据质要求选彝相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案.该圜柱齿轮加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段.在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，然后粗车圜柱齿轮端面外B1.粗镀齿轮内孔、拉健。4.4 工序的集中与分散选用工序集中原则安排BS柱齿轮的加工工序.该圆柱齿轮的生产类型为中、小批*,可以采用万能型机床配以专用工、夹具以提高生产率，而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但

13、可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求.4.5 工序顺序的安排.,!由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿电分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准，孔和蟠面的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求.在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成.遵循“先基准后其他”原则I苜先加工基准一81柱齿轮左螭面和内孔.遵循“先粗后精”原则：先安排粗加工工序，后安排精加工工序.遵循“先主后次”原则：先加工主要表面，后加工次要

14、表面.遵循“先面后孔”原则I先加工主要表面，后加工孔.2）编处理工序在加工之前，为了保证近轮工作的可靠性，提高其使用寿命，齿轮的材料及其热处理应根据实际的工作条件和材料的特点来选取。齿轮主要的失效形式有齿面电蚀、齿面皎合、齿面塑性变形和轮齿折断等.在本文的一些条件下，对齿轮材料的基本要求是：成使齿面具有足够的硬度和耐磨性、齿心具有足够的例性，以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、福加工的工艺性，以达到齿轮的各种技术要求.在材料成形原理与工艺中对齿轮材料的基本要求如下I1）齿面要硬,齿芯要韧:2）易于加工及热处理；3）软齿面齿轮齿面配对硬度差为30-50IIBS.因此，坯料锻坯成型后正火，进行i1.质，调质硬度为5052HRC,并进行酸洗、喷丸处理.喷丸可以提离表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳对机械加工带来的不利影响.3）街形的精加工阶段这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求.在这个阶段中Ir先应对定位基准面、孔和墙面进行修整因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形.如果在淬火后直接采用这样的孔和*面作为基准进行齿形精加工，是很膜达到齿轮精度的要求的.以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的.