齿轮类零件机械加工工艺规程的编程模板.doc

成全部农业科技职业学院

毕业论文
论文题目 齿轮零件机械加工工艺规程编程

学生姓名 清楚明天

专业名称 机械制造及自动化
指导老师

12 月

目录
序言 2
1 摘 要 3
一． 编制零件工艺规程 4
二 零件分析 4
2.1 零件技术要求分析 4
2.2零件结构工艺性分析 5
三、工艺规程设计 5
（一）确定毛坯 5
（1）确定毛坯种类 6
（2）确定毛坯形状 6
（3）齿坯加工方案 6
（二）基准选择 6
（1）精基准选择 7
（2）粗基准选择 7
（三）齿轮加工方案选择 7
（四）工艺路线确实定 11
参考文件 26
总结 27

序言
毕业设计是教学计划中最终一个关键教学步骤，是培养学生综合应用所学基础理论，专业知识和基础理论，进行工程设计、工程技术研究，软件工程设计和应用等综合训练，是前面各个教学步骤继续、深化和拓宽，是学生综合素质和工程技术培养关键阶段。这次毕业设计我选择了《齿轮类零件加工工艺规程编制》，在方案中圆柱齿轮工艺规程设计中，先从模拟入手，然后由浅入深，逐步进入创新提升阶段。
齿轮(Gear) 是依靠齿啮合传输扭矩轮状机械零件。齿轮经过和其它齿状机械零件（如另一齿轮、齿条、蜗杆）传动，可实现改变转速和扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功效。因为传动效率高、传动比正确、功率范围大等优点，齿轮机构在工业产品中广泛应用，其设计和制造水平直接影响到工业产品质量。齿轮轮齿相互扣住齿轮会带动另一个齿轮转动来传送动力。 将两个齿轮分开，也能够应用链条、履带、皮带来带动两边齿轮而传送动力。直齿圆柱齿轮是传输运动和动力最基础零件之一，在工程领域，尤其是在汽车及制造业有着很广泛应用。直齿圆柱齿轮不仅形状复杂，而且尺寸精度、 表面质量及综协力学性能均要求很高。现在，中国直齿圆柱齿轮生产大多采取传统切削加工方法，材料利用率低，生产效率低，产品成本高，同时因为金属纤维被切断从而降低了齿轮强度和使用寿命。直齿圆柱齿轮精密塑性成形是一个少无切削加工新技术，精密塑性成形最终目标是成形出完整齿形而齿面不需后续切削加工或仅留有少许精加工余量。和传统切削加工工艺相比，直齿圆柱齿轮精密塑性成形含有节材、节能、低成本、高效率等显著优势，成形后纤维组织沿齿形均匀连续分布，提 高了其力学性能。直齿圆柱齿轮精密塑性成形技术正日益受到大家重视，已经成为目前各国普遍关注前沿性研究课题在。此次课题中，关键讨论了直齿圆柱齿轮加工工序，工艺。期间对于很多知识全部忘记了，比如基准，工艺过程及材料等问题。经过向指导老师问询加上自己查阅资料来处理问题。
本课程设计讲是一般直齿圆柱齿轮工艺规程设计，从选材到加工方案，再到工序确实定，关键讲述了加工工序。

1 摘 要
齿轮宽40mm，高84，齿轮分度圆精度为11级精度，中心孔精度要求为7级精度。对齿部要求高频淬火50-55HRC。设计关键包含方案毛坯选择，基准选择，加工方案选择，工艺路线讲述。其中计算部分由资料中参考。本文只是对设计过程简明介绍，计算内容包含极少。
关键词：直齿圆柱齿轮 内应力 加工工艺 基准
一． 编制零件工艺规程
直齿圆柱齿轮零件图以下：
加工材料为40Cr钢，编制此圆柱齿轮工艺规程

二 零件分析
2.1 零件技术要求分析
（1）直径为78分度圆要求有基于A面公差0.018径向圆跳动
（2）齿轮两端面要求有基于A面0.018端面圆跳动
（3）齿轮中心孔表面摩擦度要求为Ra3.2
(4) 齿轮右端面，键槽要求有Ra6.3,其它摩擦度要求有Ra12.5
(5) 齿部高频淬火50~55HRC
(6) 其它未注倒角为C1
（7）查表得θ84h11
上偏差为0下偏差为-0.220
θ32H7
上偏差为0.025 下偏差为0
2.2零件结构工艺性分析
（1）齿轮加工材料为40Cr，该材料属于调质钢，调质钢通常是指经过调质处理后使用碳素结构钢和合金结构钢。大多数调质钢属于中碳钢，调质处理后组织为回火索氏体。调质钢含有钢强度和良好塑性和韧性，常见于制造部分要求含有良好综合里学性能关键零件，如轴类，齿轮等。由此可见材料满足要求
（2） 齿轮为带孔齿轮，通常选择内孔和端面作为定位基准，采取专用心轴。
（3） 此齿轮加工难点在于Ra3.2键槽和齿加工，齿轮内孔径为32mm，加工键槽深度为3mm。键槽采取铣刀加工，能够达成要求。
（4） 以中心线和平面A作为齿轮设计基准。
（5） 有该零件图中相关面和空加工经济精度及机床能达成位置精度可知：上述要求是能够达成，零件结构工艺性事可行。
三、工艺规程设计
（一）确定毛坯
毛坯是依据零件所要求材料、形状和工艺尺寸等制成供深入加工用生产对象。毛坯种类，形状、尺寸及精度对机械加工工艺过程、产品质量、材料消耗和产品成本有着直接影响。
（1）确定毛坯种类
此件属于盘类齿轮，形状简单，用于单件小批量生产。为了确保毛坯质量，可选择锻件同时内部金相组织纤维化且走向合理、零件力学性能高。
（2）确定毛坯形状
毛坯形状尽可能靠近工件形状，可锻坯孔，方便有利于节省材料和降低机械加工工作量。
（3）齿坯加工方案
用钢做材料，锻后正火消除铸造应力，细化组织，改善切削性能和提升综协力学性能。
本齿轮为小批量齿坯加工，可采取粗车——精车 加工方案。①在卧室车床上粗车齿轮各部分②在一次安装中精车内孔和基准端面，以确保基准端面对内孔跳动要求③以内孔在心轴上定位，精车外圆、端面及其它部分。

（二）基准选择
在起始工序中，零件定位只能以毛坯上未经过加工表面作为定位基准，这种表面是粗基准。经过加工表面作为定位精基准。在制订工艺规程时，总是先考虑选择精基准，把各个表面加工出来，然后考虑选择怎样粗基准把精基准各基面加工出来。
（1）精基准选择
齿轮宽度为40mm，起其设计基准是右端面。在选择精基按时，以右端作为定位基准，车端面，定位基准和设计基准重合，能够确保齿轮宽度。加工齿面时，以内孔作为定位基准，即符合基准重合标准又能使齿轮加工等工序基准统一。
（2）粗基准选择
粗基准尽可能每个尺寸方向粗基准只能使用一次，齿坯内孔在通用芯轴上安装，用正外圆来决定中心孔位置，故要求齿轮外圆对内孔径向跳动要小。
（三）齿轮加工方案选择  
齿轮加工方案选择关键取决于齿轮精度等级、生产批量和热处理方法等。下面为齿轮加工方案选择时几条标准。
（1）对于8级及8级以下精度不淬硬齿轮，可用铣齿、滚齿或插齿直接达成加工精度要求。
（2） 对于8级或8级以下精度淬硬齿轮，需在淬火钱将精度提升一级，其加工方案可采取滚（插）齿→齿面加工→齿面淬硬→修正内孔。
（3）对于6~7级精度不淬硬齿轮，其齿轮加工方案为滚齿→剃齿。
（4）对于6~7精度不淬硬齿轮，其齿形加工通常有两种方案。
1）剃—珩方案生产率高，广泛用于7级精度齿轮成批生产中。磨齿方案生产率低，通常见于6级精度以上齿轮。
（5）对于5级及5级精度以上齿轮，通常采取磨齿方案。
（6）对于大批量生产，用滚（插）齿→冷挤齿加工方案，可稳定地取得7级精度齿轮。
我们依据齿轮要求选择方案2

 外圆表面加工方案
序号
加   工   方   案
经济精度级
表面粗糙度Ra值／μm
适 用 范 围
1
粗车
IT11以下
50～12.5
适适用于淬火钢以外多种金属
2
粗车二分之一精车
IT8～10
6.3～3.2
3
粗车二分之一精车一精车
IT7～8
1.6～0.8
4
粗车二分之一精车一精车一滚压（或抛光）
IT7～8
0.2～0.025
5
粗车二分之一精车一磨削
IT7～8
0.8～0.4
关键用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属
6
粗车二分之一精车一粗磨一精磨
IT6～7
0.4～0.1
7
粗车二分之一精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮式超精磨）
IT5
0.1～Rz0.1
8
粗车二分之一精车一精车一金刚石车
IT6～7
0.4～0.025
关键用于要求较高有色金属加工
9
粗车二分之一精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨
IT5以上
0.025～Rz0.05
极高精度外圆加工
10
粗车二分之一精车一粗磨一精磨一研磨
IT5以上
0.1～Rz0.05
表4-2  孔加工方案
序号
加    工    方    案
经济精度级
表面粗糙度Ra值/μm
适  用  范  围
1
钻
IT11～12
12.5
加工未淬火钢及铸铁实心毛坯，也可用于加工有色金属（但表面粗糙度稍大，孔径小于15～20㎜)
2
钻—铰
IT9
3.2～1.6
3
钻—铰—精铰
IT7～8
1.6～0.8
.4
钻—扩
IT10～11
12.5～6.3
同上，但孔径大于15～20㎜
5
钻—扩—铰
IT8～9
3.2～1.6
6
钻—扩—粗铰—精铰
IT7
1.6～0.8
7
钻—扩—机铰—手铰
IT6～7
0.4～0.1
8
钻—扩—拉
IT7～9
1.6～0.1
大批大量生产（精度由拉刀精度而定）
9
粗镗（或扩孔）
IT11～12
12.5～6.3
除淬火钢外多种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔
10
粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）
IT8～9
3.2～1.6
11
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）
IT7～8
1.6～0.8
12
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗
IT6～7
0.8～0.4
13
粗镗（扩）—半精镗—磨孔
IT7～8
0. 8～0. 2
关键用于淬火钢也可用于未淬火钢，但不宜用于有色
金属
14
粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨
IT6～7
0.2～0.1
15
粗镗—半精镗—精镗—金钢镗
IT6～7
0.4～0.05
关键用于精度要求高有色金属加工
16
钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉
—珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨
IT6～7
0.2～0.025
精度要求很高孔
17
以研磨替换上述方案中珩磨
IT6级以上

依据齿轮零件图，外圆用粗车-半精车完成，而对淬硬部分采取磨削方法进行精加工。而在孔加工中，尺寸小于30mm孔，毛坯通常不制造出，第一次加工为钻孔。加工次序为钻-扩-绞。
参考文件 《机械加工工艺实践》 《机械制造基础》

（四）工艺路线确实定
1. 毛坯铸造
2. 正火
3. 粗车外圆及端面，留余量1.5- 2mm,钻镗花键孔至尺寸Φ30 H12
4. 拉花键孔
5. 钳工去毛刺
6. 检验
7. 上芯轴，精车外圆，端面至图样要求
8. 插齿（Z=26），留剃余量0.04-0.06mm
9. 倒角
10. 钳工去毛刺
11. 齿部高频淬火 50-55HRC
12. 插键槽
13. 推孔
14. 珩齿
15. 检验
16. 入库
依据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡。见附表1：机械工艺工艺卡片,附表2—15机械加工工序卡
表1
机械加工工艺过程卡
零件名称

直齿圆柱齿轮
铸造
每件毛坯制坯数

零件生产批量
100
45Cr
零件外形尺寸
工序号
工种
工序名称
机床型号
夹具名称
刀具名称
辅助名称
量 具
1
锯
锯切下料

2
锻
按毛坯锻制并按标准留加工余量

3
车
粗车外圆及端面留余量1.5-2mm
CW6163
车夹具
高速钢车刀

游标卡尺150×0.02
4
钻
钻镗花键孔至尺寸Φ30H12
C6136（专）
车Φ32孔夹具
钻扩复合钻Φ28×Φ32

1-50mm内径千分尺
5
拉
拉花键孔至规格
L6120
拉夹具
矩形花键拉刀
拉夹头
花键量规
6
钳
去毛刺

7
车
上芯轴，精车外圆，端面及槽至要求
CA6140
芯轴
高速钢外圆，端面及车槽刀

游标卡尺150×0.02
8
插齿
插齿（Z=26)留剃余量0.07-0.10mm
2Y5120

刚性心轴定位内孔，齿轮端面夹紧方法——螺旋夹紧

高速钢插齿刀

编码器
9
倒角
倒角（1,2齿15o牙角）
手工
上芯轴装夹

10
钳
去毛刺

11
热处理
齿部高频淬火
环形感应器加热全齿淬火
上芯轴装夹

12
插键槽

插槽机
定位夹具
插刀

13
推孔
加工至尺寸上限
液压机
上芯轴装夹
球型推刀

表2
机械加工工序卡

工序简图
工序名称
粗车外圆及端面
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定位基准
外圆及端面
机床名称
机床型号

车床
CW6163
毛坯材料
夹具名称
45Cr
三爪卡盘
辅助夹具
冷却液

序号
工步内容
转数∕（r∕min）
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
3
粗车外圆及端面，留余量1.5-2mm
750
56.5
0.4
硬质合金车刀
游标卡尺150*0.02

表3
工序名称

工序简图

钻镗花键孔
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机床名称
机床型号

车床
C6136(专）
毛坯材料
夹具名称
45Cr
钻Φ30孔夹具
辅助夹具
三抓卡盘
定位进准
外圆和端面
序号
工步内容
转数∕（r∕min）
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
4
钻镗花键孔至尺寸Φ30H12
750
56.5
0.4
麻花钻，YG8硬质合金镗刀
0-250内径千分尺

表4

工序简图

工序名称

拉花键孔至规格
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机床名称
机床型号

定位基准

外圆和端面
拉床
L6120

毛坯材料
夹具名称
45Cr
拉夹具
辅助夹具
冷却液
三抓卡盘
乳化液
工步内容
转数∕（r∕min）
序号
拉花键孔至规格
280
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
5
拉花键孔至规格
280
3.6
2.5

表5

工序简图

工序名称

钳工去毛刺
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工具名称
机床型号

锉刀

毛坯材料
夹具名称
45Cr

辅助夹具
冷却液

序号
工步内容
转数∕（r∕min）
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
6
钳工去毛刺

2
锉刀

表6

工序简图

工序名称

精车外圆
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机床名称
机床型号

定位基准

外圆和端面
车床
CA6140

毛坯材料
夹具名称
45Cr
三爪卡盘
辅助夹具
冷却液

工步内容
转数∕（r∕min）
序号
上芯轴精车外圆、端面及槽至要求
750
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
7
上芯轴精车外圆、端面及槽至要求
750
56.5
0.4

表7

工序简图

工序名称

插齿Z=26
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机床名称
机床型号

定位基准

内孔和端面
插齿机
ZY5120

毛坯材料
夹具名称

45Cr
上芯轴装夹
辅助夹具
冷却液
齿轮夹紧
乳化液
工步内容
转数∕（r∕min）
序号
滚齿（Z=33)留齿余量0.07-0.12mm
64
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
8
滚齿（Z=33)留齿余量0.07-0.12mm
64
32.4

表8

工序简图

工序名称

手工磨倒角
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机床名称
机床型号

车床

毛坯材料
夹具名称
45Cr

辅助夹具
冷却液

序号
工步内容
转数∕（r∕min）
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
9
磨倒角（15o）

游标卡尺

表9

工序简图

工序名称

钳工去毛刺
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工具名称
机床型号

锉刀

毛坯材料
夹具名称
45Cr

辅助夹具
冷却液

序号
工步内容
转数∕（r∕min）
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
10
钳工去毛刺

锉刀

表10

工序简图

工序名称

齿部高频淬火
成全部农业科技职业学院

机床名称
机床型号

电阻加热炉

毛坯材料
夹具名称

45Cr
淬火件挂钩
辅助夹具
淬火介质

水
序号
工步内容
转数∕（r∕min）
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
11

控温仪

表11

工序简图

工序名称

插键槽
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机床名称
机床型号

定位基准

A面及花键端面
插槽机

毛坯材料
夹具名称
45Gr
上芯轴装夹
辅助夹具
冷却液

工步内容
转数∕（r∕min）
序号
插槽
230
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
12
插槽
230
每分500次

表12

工序简图

工序名称

推孔
成全部农业科技职业学院

机床名称
机床型号

毛坯材料
夹具名称
45Cr
芯轴
辅助夹具
冷却液

序号
工步内容
转数∕（r∕min）
切削速度∕（m∕min）
进给量∕（mm∕r∕min）
刀具名称
量具名称
13
推孔

球形推刀

参考文件
1. 机械基础 中国劳动社会保障出版社 第三版
2. 机械加工工艺学 范崇洛主编 ISBN 978-7-5641-1719-1机械加工-工艺学IV.TG5 东南大学出版社
3. 机械制造基础 孙平主编 国防工业出版社 ISBN 7-118-01929-1
4. 机械加工工艺和实践 于爱香主编 ISBN 978-7-5612-2581-3 机械加工-工艺 IV.TG506 西北工业大学出版社
5. 机械加工常见标准便查手册 陈宏钧主编 ISBN 7-5066-3911-4 中国家标准准出版社
6.毕业设计宝典 孙波主编 ISBN 978-7-5606--8 西安电子科技大学出版社
7.公差和配合 成全部农业科技职业学院出版社

总结
毕业设计靠近了尾声，经过几周奋战毕业设计也最终完成了。这次毕业设计是对这几年所学知识单纯总结，也是对前面知识一个检验，更是对自己能力一个提升。经过这次毕业设计使我明白了自己原来知识比较欠缺。自己要学习东西还太多，以前老是认为自己什么东西全部会，什么东西全部懂，有点眼高手低。经过这次毕业设计，我明白了学习是一个长久积累过程，在以后工作、生活中全部应该不停学习，努力提升自己知识和综合素质。
在这次毕业设计中使我们同学关系更深入了，同学之间相互帮助，由什么不知道大家一起商议，听听不一样见解对我们愈加好了解知识，所以在这里很感谢帮助我得同学。
在设计中，我经过查询大量资料，和同学交流经验和自学，并向老师请教等方法，使自己学到不少知识，也经历不少艰辛，但收获一样巨大。在整个设计中我知道了血多东西，也培养了我独立工作能力，树立了我对独立工作信心，相信会对以后学习工作生活有很关键影响。

呼天地者,万物之逆旅;光阴者,百代之过客.而浮生若梦，为欢几何、 又为几何欢？