PAGE26PAGE25XX大學課程設計論文主軸齒輪的加工工藝設計所在學院專業(yè)班級姓名學號指導老師年月日摘要主軸齒輪零件加工工藝設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量關鍵詞：主軸齒輪，工藝，工序，切削用量AbstractThemachiningprocessdesignofthemainshaftgearpartsistheprocessdesignandprocessdesignofthepartsprocessing.Firstonthepartoftheanalysis,understandpartsoftheprocessandthendesignablankintheprocessdesignofstructure,andchoosethegoodpartsmachiningreferencetodesignpartsoftheprocessroute;thenthepartseachlaborstepofprocessdimensioncalculation,thekeyistodeterminetheeachworkprefaceprocessequipmentandthecuttingspecificationsKeywords:Mainshaftgear,technology,workingprocedure,cuttingdosage目錄摘要 IIAbstract III目錄 IV第1章課程設計的目的及其要求 61.課程設計的目的 62.課程設計的內(nèi)容和要求 62.1課程設計的內(nèi)容 62.2課程設計中對學生的要求 7第2章主軸齒輪零件的工藝分析 82.1零件的結構特點與應用 82.2零件的工藝分析 9第3章毛坯的選擇 113.1選擇毛坯 113.2確定毛坯的尺寸公差和加工余量 123.3繪制毛坯-零件合圖 12第4章加工工藝路線的制定 134.1定位基準的選擇 134.2表面加工方法的確定 134.3制定工藝路線 144.3.1工藝路線方案一 144.3.2工藝路線方案二 154.3.3工藝方案的比較與分析 16第5章機械加工工序設計 185.1工序簡圖的繪制 185.2工序余量的確定與工序尺寸公差確定 185.3機床及設備的選擇 195.4切削用量計算 205.5時間定額估算 22結論 24參考文獻 25致謝 27第1章課程設計的目的及其要求1.課程設計的目的學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行機械制造工藝及結構設計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練和準備。它要求學生全面地綜合運用本課程及有關選修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計。其目的是：（1）培養(yǎng)學生綜合運用機械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識，結合金工實習、生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設計中等復雜程度零件工藝規(guī)程的能力。（2）培養(yǎng)學生能根據(jù)被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計，進一步提高結構設計能力。（3）培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、圖表、規(guī)范等有關技術資料的能力。（4）進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件的基本技能。（5）培養(yǎng)學生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。2.課程設計的內(nèi)容和要求2.1課程設計的內(nèi)容課程設計題目通常定為：設計某個零件的機械加工工藝規(guī)程及相關工序的專用夾具。零件圖樣、生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)條件是設計的主要原始資料，由指導教師提供給學生。零件復雜程度以中等為宜，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。學生根據(jù)教師設計任務書中規(guī)定的設計題目，分組進行設計，按照所給零件編寫出相應的加工工藝規(guī)程，設計出其中由教師指定的一道重要工序（如：工藝規(guī)程中所要求的車、銑、鉆夾具中的一種）的專用夾具，并撰寫說明書。學生在指導教師的指導下，參考設計指導書，認真地、有計劃地、獨立按時完成設計任務。具體設計內(nèi)容如下：1．對零件進行工藝分析，擬定工藝方案，繪制零件工作圖1張。2．確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖1張。3．擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。編制機械加工工藝規(guī)程卡片（工藝過程卡片和工序卡片）1套。4．撰寫設計說明書1份。2.2課程設計中對學生的要求（1）學生應像在工廠接受實際設計任務一樣，認真對待課程設計，在教師指導下，根據(jù)設計任務，合理安排時間和進度，認真地、有計劃地按時完成設計任務。（2）課程設計是學生應用所學理論知識解決生產(chǎn)實際問題的學習過程，因此學生應自充分發(fā)揮主觀能動性，刻苦鉆研，獨立思考，理論聯(lián)系實際，大膽提出技術先進、經(jīng)濟合理并切實可行的設計方案。（3）學生必須以科學務實和誠信負責的態(tài)度對待自已所做的技術決定、數(shù)據(jù)和計算結果，培養(yǎng)良好的工作作風。（4）在設計中學生應認真閱讀有關設計資料和課程設計指導書，其中查閱參考資料是課程設計的一項基本功訓練，因而學生應該獨立查閱參考資料，并進行設計方案的分析比較，在此基礎上教師給予指導和幫助。第2章主軸齒輪零件的工藝分析2.1零件的結構特點與應用題目給的零件是主軸齒輪零件，齒輪為盤類零件，齒輪為有齒之輪，藉其嚙合作用將一軸之旋轉運動傳至他軸，在兩軸之間傳達運動或扭力，齒輪有許多種類,依照齒輪軸性區(qū)分,有平行軸(parallelaxis),直交軸(intersectingaxis),錯交軸(non-parallelandnon-intersectingaxis)模數(shù)：表示齒輪輪齒大小的一個指針，一對咬合的齒輪其模數(shù)必需一致，否則兩齒輪的輪齒規(guī)格不同，無法平順的運轉。用文字來解釋模數(shù)為：節(jié)徑和齒數(shù)的比值，單位通常為（㎜）,模數(shù)通常是用在公制中的，而在英制中，與其相同地位的是徑節(jié)，亦即齒輪齒數(shù)和節(jié)徑的比值，在意義上是模數(shù)的倒數(shù)。單位為（齒／吋）。齒輪主要應用在各種機器上的機械傳動，可以實現(xiàn)增速減速運動，將動力向外輸出，車輛齒輪傳動制造企業(yè)，工業(yè)齒輪傳動制造企業(yè)與齒輪專用裝備制造企業(yè)。其中，車輛齒輪一枝獨秀，其市場份額達到60%；工業(yè)齒輪由工業(yè)通用、專用、特種齒輪構成，其市場份額分別為18%、12%、8%；齒輪裝備這一塊只占市場份額的2%零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。圖2-1主軸齒輪工件圖2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為38CrMoAlA，該材料為38CrMoAlA，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。主軸齒輪零件主要加工表面為：1.左右端面，表面粗糙度值為3.2。2.外圓外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130，表面粗糙度值0.8。3.車內(nèi)孔，表面粗糙度值3.2。主軸齒輪共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：

(1)．左端的加工表面：

這一組加工表面包括：左端面，外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130，Φ27內(nèi)孔。粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面；外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130。為滿足零件設計要求，設定各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度如表1表1各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度表面尺寸精度表面粗糙度右端面IT8Ra3.2μm左端面IT6Ra0.8μm外圓表面Φ200IT7Ra0.8μm外圓表面Φ175IT7Ra0.8μm外圓表面Φ130Ra3.2μm槽25.4IT7Ra0.8μm螺紋4XM16IT10Ra6.3μm螺紋2XM12IT10Ra6.3μm第3章毛坯的選擇3.1選擇毛坯零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術和經(jīng)濟意義。根據(jù)毛坯的選擇原則，下面分別介紹軸桿類、盤套類和機架箱體類等典型零件的毛坯的選擇方法。1．軸桿類零件的毛坯選擇作用：軸桿類零件指各種傳動軸、機床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖臂、螺栓、銷子等。這類零件一般軸向（縱向）尺寸遠大于徑向(橫向)尺寸，是機械產(chǎn)品中支撐傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件。毛坯選擇：軸類零件最常用毛坯是型材和鍛件。對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯。對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和腳邊應力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。生產(chǎn)批量較小時，采用自由鍛件。生產(chǎn)批量較大時，采用模鍛件。對于結構形狀復雜的大型軸類零件，其毛坯采用砂型鑄造件、焊接結構件或鑄-焊結構毛坯。2．盤套類零件的毛坯選擇結構特征：盤套類零件時指直徑尺寸較大而長度尺寸相對較長的回轉體零件（一般長度與直徑之比小于1）。盤套類零件指各種齒輪、帶輪、飛輪、聯(lián)軸節(jié)、套環(huán)、軸承環(huán)、端蓋及螺母、墊圈等。圓柱齒輪的毛坯選擇鋼制齒輪的毛坯選擇取決于齒輪的選材、結構形狀、尺寸大小、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。毛坯選擇：①尺寸較小且性能要求不高，可直接采用熱軋棒料。②直徑較大且性能要求高，一般都采用鍛造毛坯。生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的齒輪，采用自由鍛造。生產(chǎn)批量較大的中小尺寸的齒輪，采用模鍛造。③對于直徑比較大，結構比較復雜的不便于鍛造的齒輪，采用鑄鋼或焊接組合毛坯。根據(jù)圖紙參數(shù)要求，生產(chǎn)批量較大的中小尺寸的齒輪，采用模鍛造。3.2確定毛坯的尺寸公差和加工余量（1）確定毛坯的加工余量根據(jù)毛坯制造方法采用的造型，查取《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-5，“軸”零件材料采用灰鍛鐵制造。材料為45#，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（2）確定外圓的加工余量由于零件的外形尺寸變化不大,,外圓的加工余量比較小,具體參考圖.表2.1毛坯尺寸及機械加工總余量表加工表面基本尺寸尺寸公差機械加工總余量毛坯尺寸?200外圓2002.68?175外圓1752.613?130外圓1302.68總長2602.6183.3繪制毛坯-零件合圖毛坯圖如圖2-1圖3-1毛坯圖第4章加工工藝路線的制定4.1定位基準的選擇在零件加工中，為保證各主要表面的相互位置精度，所以在選擇定位基準時，應該盡可能的使用其與裝配基準重合并使各工序的基準統(tǒng)一，而且還要考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的面。粗基準的選擇原則：準選擇：以外圓￠130表面作為粗基準，澆口、冒口及其他缺陷，（4）自為基準原則。所以此次加工精基準的選擇以已加工的外圓￠130表面為精基準。4.2表面加工方法的確定主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段（粗車端面、粗車外圓、粗鏜內(nèi)孔、粗銑鍵槽等）；半精加工階段（半精車外圓、半精車端面等）；精加工階段（精車外圓、精銑鍵槽、攻螺紋等）（1）零件表面加工方法的選擇端面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車外圓表面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車、粗車—半精車—磨削、粗車—半精車—粗磨—精磨、粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工根據(jù)加工表面的不同可選各加工表面的加工路線：右端面粗車—半精車左端面粗車—半精車外圓Φ130外圓表面粗車—半精車—精車—磨削Φ200、外圓Φ175外圓表面粗車—半精車鍵槽粗銑—半精銑螺紋鉆床鉆螺紋4.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。4.3.1工藝路線方案一10 鍛造 鍛造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理30 車 粗車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面40 車 粗車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面50 車 半精車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面60 車 半精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面70 車 精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面80 車 精車外圓外圓Φ175、外圓Φ130及左端面90 鉆孔攻絲 鉆中心孔Φ27孔100 車 粗車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔110 車 半精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔120 車 精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔130 銑 銑寬度為25.4的槽140 鉆孔攻絲 鉆4-M16螺紋底孔，然后進行攻絲4-M16150 鉆孔攻絲 鉆2-M12螺紋底孔，然后進行攻絲2-M12160 滾齒 滾齒m=5，Z=38的圓柱齒輪170 磨 磨外圓Φ130h6180 鉗 去毛刺，清洗190 終檢 終檢入庫4.3.2工藝路線方案二10 鍛造 鍛造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理30 車 粗車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面40 車 粗車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面50 車 半精車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面60 車 半精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面70 車 精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面80 車 精車外圓外圓Φ175、外圓Φ130及左端面90 鉆孔攻絲 鉆中心孔Φ27孔100 車 粗車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔110 車 半精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔120 車 精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔130 銑 銑寬度為25.4的槽140 鉆孔攻絲 鉆4-M16螺紋底孔，然后進行攻絲4-M16150 鉆孔攻絲 鉆2-M12螺紋底孔，然后進行攻絲2-M12160 滾齒 滾齒m=5，Z=38的圓柱齒輪170 磨 磨外圓Φ130h6180 鉗 去毛刺，清洗190 終檢 終檢入庫4.3.3工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10 鍛造 鍛造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理30 車 粗車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面40 車 粗車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面50 車 半精車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面60 車 半精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面70 車 精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面80 車 精車外圓外圓Φ175、外圓Φ130及左端面90 鉆孔攻絲 鉆中心孔Φ27孔100 車 粗車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔110 車 半精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔120 車 精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔130 銑 銑寬度為25.4的槽140 鉆孔攻絲 鉆4-M16螺紋底孔，然后進行攻絲4-M16150 鉆孔攻絲 鉆2-M12螺紋底孔，然后進行攻絲2-M12160 滾齒 滾齒m=5，Z=38的圓柱齒輪170 磨 磨外圓Φ130h6180 鉗 去毛刺，清洗190 終檢 終檢入庫第5章機械加工工序設計本工序是工序80精車外圓外圓Φ175、外圓Φ130及左端面5.1工序簡圖的繪制5.2工序余量的確定與工序尺寸公差確定確定加工余量是為適應機床的性能、刀具的切削刃所能承受的切削力，有利于保證設備的最大利用化，同時還能保證加工精度，在粗加工階段加工余量較大，所達到的加工精度較低，精加工階段加工余量較小，所達到的加工精度較高，能到達到所要求的精度。表1粗車—半精車—精車-磨φ130外圓工序名稱工序加工余量工序加工精度等級工序尺寸磨0.50.021（IT7）精車2.50.021（IT7）半精車2.50.033（IT8）粗車30.13（IT11）毛坯138——毛坯30——5.3機床及設備的選擇工序號工序名稱工序內(nèi)容設備工藝裝備10鍛造鍛造出毛坯20熱處理毛坯熱處理，時效處理30車粗車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面車床CA6140三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺40車粗車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面車床CA6140三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺50車半精車外圓Φ175、外圓Φ130及左端面車床CA6140三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺60車半精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面車床CA6140三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺70車精車外圓Φ200、外圓Φ175、外圓Φ130及右端面車床CA6140三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺80車精車外圓外圓Φ175、外圓Φ130及左端面車床CA6140三爪卡盤，外圓車刀，游標卡尺90鉆孔攻絲鉆中心孔Φ27孔鉆床Z525麻花鉆，游標卡尺100車粗車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔車床CA6140三爪卡盤，鏜刀，游標卡尺110車半精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔車床CA6140三爪卡盤，鏜刀，游標卡尺120車精車Φ39.6內(nèi)孔、帶錐度7：24的Φ69.85內(nèi)孔車床CA6140三爪卡盤，鏜刀，游標卡尺130銑銑寬度為25.4的槽銑床，X52K專用夾具，銑刀，游標卡尺140鉆孔攻絲鉆4-M16螺紋底孔，然后進行攻絲4-M16鉆床Z525麻花鉆，游標卡尺150鉆孔攻絲鉆2-M12螺紋底孔，然后進行攻絲2-M12鉆床Z525麻花鉆，游標卡尺160滾齒滾齒m=5，Z=38的圓柱齒輪滾齒機滾齒刀，游標卡尺170磨磨外圓Φ130h6磨床M114砂輪，游標卡尺180鉗去毛刺，清洗鉗工臺絲錐，銼刀，游標卡尺190終檢終檢入庫5.4切削用量計算本工序是工序80精車外圓外圓Φ175、外圓Φ130及左端面1、加工條件（1）選擇刀具1）選擇直頭焊接式外圓車刀2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質合金刀具。4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12表12車刀幾何形狀角度刀角名稱符號范圍取值主偏角kr30～4545副偏角10～1515前角5～1010后角5～85刃傾角00倒棱前角-10～-15-10續(xù)表12車刀幾何形狀角度倒棱寬度0.4［（0.3~0.8）f］10.4~0.80.5（2）選擇切削用量1）、確定切削深度ap由于加工余量僅為2.5mmap=2.2）、進給量依據(jù)，根據(jù)表1.4，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時，依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，，(預計)時，進給力為N。依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為N由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選的進給量可用3）、車刀磨鈍標準及耐用度T依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。4）、確定切削速度依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故=0.94依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算故=110m/minr/min依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇這時實際切削速度為=120m/min最后決定的車削用量為。5.5時間定額估算計算基本工時由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=97+==結論結論通過這一過程設計，我理解的一般原則和設計工藝路線大多零件和深化機械制造加工過程的理解，在設計過程中，我明白了作用.2.不足和未來展望

由于我的水平有限，較理想的精度要求在現(xiàn)有加工線以下，并選擇定位基準，使平行度公差的過程的組成部分，主要的影響，降低了加工質量，生產(chǎn)效率得到提高。參考文獻[1]柯明揚．主編．機械制造工藝學[M]．北京：北京航空航天大學出版社，1996：132-153．[2]陳于萍．主編．互換性與測量技術基礎[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003：32-56．[3]關慧貞，馮辛安．主編．機械制造裝備設計[M]．機械工業(yè)出版社，2009：51-59．[4]黃如林，汪群．主編．金屬加工工藝及工裝設計[M]．北京：化學工業(yè)出版