齿轮轴零件机械制造工艺规程

%)b%)(1a(1mQN 1.1.齿轮轴零件的机械制造工艺规程齿轮轴零件的机械制造工艺规程 1.11.1 零件工艺分析和确定生产类型零件工艺分析和确定生产类型 1.1.11.1.1 拟定工艺路线拟定工艺路线 由给定的零件图可以看出，该零件图的是齿轮轴类零件，部分 加工表面的精度等级达到 5 级，粗糙度达到 0.4m，因此先大致拟 定如下工艺路线： 锻造毛坯，正火 对整个毛坯件进行粗车 对整个毛坯件进行半精车 热处理 精车 滚齿 钻孔，攻丝 调质处理 对 50mm 处进行磨削 1.1.21.1.2 确定零件的生产类型确定零件的生产类型 根据下式计算 -（1- 1） 式中 N-零件的生产纲领 Q-产品的年产量 m-每台（辆）产品中该零件的数量 a%-备品率，一般取 2%-4% b%-废品率，一般取 0.3%-0.7% 根据上式就可以计算求得该零件的年生产纲领，在通过查表， 就能确定该零件的生产类型。本设计中，Q=5000，m=1 件/台，备品 率和废品率为 3%和 0.5%，将数据代入上式得 N=5176 件/年，查表可 知该零件为轻型零件，本设计中齿轮轴零件的生产类型为大批量生 产。 1.21.2 毛坯的选择，绘制毛坯图毛坯的选择，绘制毛坯图 1.2.1 选用锻件为毛坯，采用模锻成型的方法制造毛坯。 1.2.2 确定毛坯尺寸及机械加工余量 本锻件采用普通级，根据零件图的基本尺寸查表可初步得粗车， 半精车，粗磨和精磨外圆的单边加工余量分别为 6mm，1.1mm，0.4mm 和 0.1mm。又粗精加工分开时，对于粗车外圆 的余量允许小于原表中余量的 70%，故可取粗车余量为 4.8mm，总的 的余量为 6.4mm。再根据手册即可得锻件机械加工余量和公差为： 单边加工余量半径 ar=6±2,长度方向 aL=5±2。于是，可初步得锻件 图的尺寸，如图 1-1 所示（图中粗实线表示锻件的外形，双点划线 表示零件轮廓）。 1.31.3 毛坯图的确定毛坯图的确定 1.3.11.3.1 计算毛坯加工余量和尺寸公差计算毛坯加工余量和尺寸公差 根据图 1-1 和计算式-（1-l 2 rm 2） 设锻件最大直径为 100mm，长为 230mm，则 5.61kg=4）3096+8867+2262+8044107.853.14=m 22223 （ 锻 图 1-1 齿轮轴零件的锻件图 根据上述计算数据，查表可确定零件的形状复杂系数为 s，属于 简单级别。 而 40Cr 的含碳量为 0.4%小于 0.65%，故该零件的材料系数属 于 m1级。 锻件的分模线形状。根据该零件的行为特点，本设计选择零 件的水平面为分模面，属于直分模线。 零件表面粗糙度。该零件仅有 50j5 的外圆表面粗糙度为 0.4m，其余均大于等于 1.6。 根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余 量，所得结果列于下表 1-1。 kg17.1485. 7232/60 2 ）（ 外包 m 4 . 0 17.14 61 . 5 S 表表 1-11-1 齿轮轴锻件毛坯尺寸公差级机械加工余量齿轮轴锻件毛坯尺寸公差级机械加工余量 锻件重量/kg 包容体重量 /kg 形状复杂系数材质系数公差等级 5.6114.17S1M1 普通级 项目 单边加工余量 /mm 锻件尺寸/mm尺寸公差/mm备注 Ø32h62.5Ø37 Ø50j53Ø56 Ø552Ø59 Ø84h83Ø90 Ø552Ø59 Ø50j33Ø56 802.581±1.25 112.511±1.0 43243±1.1 20224±1.0 45245±1.1 2102.5215±1.65 根据机械制 造工艺设计简 明手册表 2.2-25、表 2.2-13 确定 本零件毛坯同轴度偏差允许值为 1.2mm,残留飞边为 1.2mm。 确定圆角半径。外圆角半径 r=0.05H+0.5（H 为各段高度），内圆 角半径 R=2.5r+0.5.为简化起见，本锻件的内外圆角半径分别取相 同的数值。综合考虑取 H=50mm，r=0.05×50+0.5=3mm，R=3.5×3+0.5=8mm。 5 . 1 7 . 0 2 . 2 7 . 1 8 . 0 5 . 2 5 . 1 7 . 0 2 . 2 5 . 1 7 . 0 2 . 2 5 . 1 7 . 0 2 . 2 5 . 1 7 . 0 2 . 2 1.3.21.3.2 设计毛坯图设计毛坯图 图 1-2 齿轮轴零件毛坯图 由表 1-1 所得结果，绘制如图 1-2 所示毛坯图（图中粗实线表 示锻件的外形，双点划线表示零件轮廓）。 1.41.4 选择加工方法，制定工艺过程选择加工方法，制定工艺过程 1.4.11.4.1 基准选择基准选择 齿轮零件的精基准选择为轴两端面的中心孔，满足基准重合的 原则。最先进行机械加工的事两端面，保证长度要求。再就是两个 端面的中心孔，保证定位和夹紧。这时可选的夹紧方案为：用三爪 卡盘固定一端，对另外一端面进行平整加工，打中心孔；调头加工 另一端面，打中心孔，保证长度。由此可知，粗基准即两端面的外 圆柱面。 1.4.21.4.2 齿轮轴各加工表面的加工方案齿轮轴各加工表面的加工方案 齿轮轴各加工表面加工方案如下表 1-2 所示 表表 1-21-2 齿轮轴各加工表面加工方案齿轮轴各加工表面加工方案 需加工的表面尺寸精度等级 表面粗糙度 Ra（m） 加工方案 Ø32h6IT73.2粗车-半精车-精车 Ø50j5IT50.4粗车-半精车-粗磨-精磨 Ø55 外圆面IT1412.5粗车 齿圈外圆面IT116.3粗车-半精车 齿面IT71.6粗精滚齿-磨齿 M3 孔IT1412.5钻孔-攻螺丝 端面IT143.2、12.5粗车-半精车、粗车 切槽IT83.2粗车 1.4.31.4.3 制定齿轮轴加工工艺过程卡制定齿轮轴加工工艺过程卡 各主要加工面示意图如图 1-3 所示 图 1-3 主要加工面代号示意图 齿轮轴零件加工工艺过程卡如下表 1-3 所示。 表表 1-31-3 齿轮轴零件加工艺过程卡齿轮轴零件加工艺过程卡 工序工序名称工序内容设备工装 1 模锻 锻造轴毛坯 毛坯检验 2 热处理正火，硬度达 171200HB 3 车 1、粗车 A、J 两端面并打中心孔，孔深不超过 5mm 2、粗车，半精车各面至要求的尺寸，E、C 两面 粗车至尺寸即可，F 面半精车至图示尺寸，其余 轴面车至长度尺寸，留精车余量或粗磨余量 0.21.0mm 3、倒 45°斜角，按图示尺寸 4、切槽 5、检验 C6143 车床 游标卡尺、硬质合 金右偏车刀、硬质 合金切槽刀、综合 量规、车床夹具 4 热处理 1、渗碳 s1.5，校直跳动量 2、检验 渗碳仪、轴 类自动校直 机 5 车 软爪中心架装夹工作 1、均匀车去两端面，取总长 210mm 2、两顿打中心孔 3、精车 B 面至 Ø32mm 4、倒角，按图示尺寸 C6140 车床 游标卡尺、硬质合 金右偏车刀、综合 量规、车床夹具 根据上述要求和方法，结合该齿轮轴零件的实际加工情况，现 确定各轴段的外圆工序尺寸和公差。如下列各表所示。 （1）Ø32h6mm 外圆面加工方案为粗车半精车精车。查表 可知粗车余量为 2.5mm，半精车余量为 1.5mm，精车余量为 1mm， 加工总余量为 5mm。精车后工序基本尺寸为 32mm；其他各工序的 基本尺寸为：半精车 32mm+1mm=33mm，粗车 工序工序名称工序内容设备工装 6 滚齿 1、在滚齿机 Y3150 上粗精滚齿至图示尺寸 2、检验 Y3150 滚齿 机 II 型 AA 级滚刀、 公法线百分尺 7 钻孔 1、在 J 面上按图示位置钻孔深 16mm 2、在 C 的左端面上按图示位置钻孔深 16mm ZB6223 多轴 卧式钻床 深度游标卡尺、高 速钢锥柄阶梯麻花 钻 8 攻螺丝在卧式钻床上攻螺纹 M3 ZB6223 多轴 卧式钻床 机动丝锥高速钢 W18Cr4V 9 去毛刺去毛刺钳工台平锉 10 热处理 1、调质处理，硬度达 220250HB 2、检验 淬火机 11 磨削外圆 面 1、粗、精磨 C、I 面（即 Ø55j5 的外圆面）至设 计尺寸 2、检验 外圆磨床 M1420 平形砂轮、游标卡 尺 12 磨削齿面磨齿面，Ra1.6 磨齿机 YA7063 双斜边一号砂轮、 齿轮检测仪、卡尺 等 13 综合检验 千分表、量规、游 标卡尺 14 探伤探伤仪 15 入库 33mm+1.5mm=34.5mm，毛坯 34.5mm+2.5mm=37mm。又查表可知， 精车后为 IT6，Ra3.2m，半精车后为 IT11，Ra6.3m，粗车后为 IT13，Ra12.5m。锻造毛坯的公差为 2.2mm。上述查询和计算结果 列于下表 1-4。 表表 1-41-4 Ø Ø32h6 外圆面工序尺寸、公差的确定外圆面工序尺寸、公差的确定 （2）Ø50j5mm 外圆面加工方案为粗车半精车粗磨精磨。 查表可知粗车余量为 3.5mm，半精车余量为 2mm，粗磨余量 0.4mm，精磨余量 0.1mm，总的加工余量 6mm。各工序的基本尺寸 为：精磨后 50mm，粗磨后 50.1mm，半精车后 50.5mm，精车后 52.5mm，毛坯 56mm。查表可知，精磨后为 IT5，Ra0.4m，粗磨后 为 IT8，Ra3.2m，半精车后为 IT11，Ra6.3m，粗车后为 IT13，Ra12.5m。锻造毛坯公差 2.2。上述查询和计算结果列于下 表 1-5。 工序 工序名称 工序间余 量（mm） 经济精度 （mm） 表面粗糙 度（m） 工序基本 尺寸 （mm） 标注工序 尺寸基本 公差(mm) 精车 1.0IT63.232 Ø330-0.016 半精车 1.5IT116.333 Ø330-0.16 粗车 2.5IT1312.534.5 Ø34.50-0.039 毛坯±1.1 37 Ø37±1.1 表表 1-51-5 Ø Ø50j5mm50j5mm 外圆面工序尺寸、公差的确定外圆面工序尺寸、公差的确定 （3）Ø84mm 外圆面加工方案为粗车半精车。查表可知粗车余 量为 4mm，半精车余量为 2mm，总的加工余量为 6mm。各工序的基 本尺寸为：半精车 84mm，粗车后 86mm，毛坯 90mm。查表可知， 半精车后为 IT11，Ra6.3m，粗车后为 IT13，Ra12.5m。锻造毛坯 公差 2.5。上述查询和计算结果列于下表 1-6。 表表 1-61-6 Ø Ø84h8mm84h8mm 的齿圈外圆面工序尺寸、公差的确定的齿圈外圆面工序尺寸、公差的确定 工序 工序名称 工序间余 量（mm） 经济精度 （mm） 表面粗糙 度（m） 工序基本 尺寸 （mm） 标注工序 尺寸基本 公差(mm) 精磨 0.1IT50.450 Ø500-0.007 粗磨 0.4IT63.250.1 Ø50.10-0.019 半精车 2IT116.350.5 Ø50.50-0.19 粗车 3.5IT1312.552.5 Ø52.50-0.46 毛坯±1.1 56 Ø56±1.1 工序 工序名称 工序间余 量（mm） 经济精度 （mm） 表面粗糙 度（m） 工序基本 尺寸 （mm） 标注工序 尺寸基本 公差(mm) 半精车 2IT86.384 Ø840-0.22 粗车 4IT1312.586 Ø860-0.54 毛坯±1.25 90 Ø90±1.25 （4）Ø55mm 外圆面加工方案为粗车。查表可知粗车余量为 4mm， 总的加工余量为 4mm。各工序的基本尺寸为：粗车后 55mm，毛坯 59mm。查表可知，粗车后为 IT13，Ra12.5m。锻造毛坯