金属工艺学—双齿轮讲解.doc

综合实践说明书 设计题目：双齿轮 所在学院：机电工程学院 专业班级：过控091班 学生姓名: 学生学号： 指导教师： 2011年12月5日题目：设计“双齿轮”综合实践内容： 1. 零件图 A4 2. 毛坯图 A4 (锻件图) 3. 机械加工工艺过程综合卡片 4. 机械加工工序卡 5.课程设计说明书 双齿轮设计说明书目录摘 要 3一、零件的分析 41.1 零件的作用 41.2 零件的工艺分析 4二. 工艺规程设计 42.1 确定毛坯的制造形式 42.2 基面的选择的选择 42.3制定工艺路线 52.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 72.5 确定切削用量及基本工时 7四、确定坯料质量 12六、加热温度及加热时间的确定 13七、锻后热处理 14八、 夹具设计 14九、毛坯尺寸的确定，画毛坯图 15参 考 文 献 16附录一机械加工工艺卡片 17附录二零件图 18附录三锻件图 19序 言课程设计时间，说长不长说短不短，我觉得它在学习中是不可或缺的，虽然短却也是检验自己学习的成果的一个重要环节，可以为我的学习增添更强的实践操作意义。

《金属工艺学》这门专业课在整个模具设计制造专业学习的过程中，起到了一个很重要的作用，它把我从前所学的力学、机械设计基础、互换性、材料成型技术、，包括现在所学的金属工艺学等这些专业课知识都融合在一起，学会学以致用、融会贯通和举一反三在这段时间里，通过对齿轮的加工工艺的设计让我更加了解到齿轮的发展历史和我国齿轮发展的现状，也让我更加明白在学习的过程中只能由一个小小的螺丝钉开始做起才有可能在以后的学习中获得更多，才能取得自己人生中的丰碑综上所述，综合实践课程设计是我们完成大学的基础课以及大部分专业课之后所进行的一个综合性质的考验这也是在我们毕业设计之前的对所学知识的回顾和总结，也可以说是一个毕业设计前的热身设计通过这次课程设计，我希望能通过这次课程设计对我以后的工作起到非常积极的适应作用，是一次进入真正工作环节的强化训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，提高专业水平由于本人水平有限，设计难免有许多不足和不妥之处，恳切希望老师批评指正，以求改进摘 要本次综合实践的题目为2-4《双齿轮》，通过认真的读图，遵循“使用性、合理性和经济性”的原则，根据零件的用途、工作环境、受力情况等选择了40Cr为零件的金属材料。

对零件的结构进行了分析，选择了锻造工艺来完成毛坯的制造从锻件质量、生产效率、生产成本等几方面考虑，对锻件的锻造工艺方案进行了编制根据图样要求的尺寸，精度及表面质量，选择了精度等级为Ⅰ8~8C,Ⅱ7~7C并且设计了一套机械加工工艺方案，并编制了机械加工工艺卡片最后，将本次课程设计的过程及内容整理并编写成此说明书关键词：双齿轮、锻造、40Cr、Ⅰ8~8C,Ⅱ7~7C一、 零件的分析1.1 零件的作用 双齿轮的作用：双齿轮用于变速箱中，主要起换档调速作用 双齿轮是一些机械设备变速箱中，通过操作机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速Φ46花键孔有较高精度1.2 零件的工艺分析该零件时齿轮类零件，形状规则，尺寸精度和形位精度要求均较高，零件的主要技术分析如下：（1）齿轮端面对准A的圆跳动公差不超过0.05，主要是保证端面平整光滑，双联是利用花键轴和花键孔进行配合定位，因此必须保证花键孔的尺寸精度 双齿轮之间啮合要求严格，要保证双齿轮的齿形准确及同轴度较高2）由于零件是双齿轮，轴向距离较小，根据生产纲领是选择合理的加工工艺（3）齿轮要求加工精度高，要严格控制好定位4）花键孔是一比较重要的孔，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准。

因此加工花键孔的工序是比较重要的要在夹具设计中考虑保证到此孔精度及粗糙度要求二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 根据零件结构，尺寸，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高，其加工余量小，表面质量好，机械强度高，生存率高因此工件材料选用40Cr，毛坯的尺寸精度等级为：Ⅰ8~8C,Ⅱ7~7C且选择锻造工艺2.2 基面的选择的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高否则，加工工艺过程中会问题百出 粗基准的选择：对双齿轮这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准 精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合因此我们采用花键孔做为基面2.3制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线 由于生产纲领为批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。

工艺路线一： 工艺路线二锻造、正火 锻造、正火工序Ⅰ粗车外圆及端面 工序Ⅰ粗车外圆及端面工序Ⅱ拉花键孔 工序Ⅱ拉花键孔 工序Ⅲ去毛刺 工序Ⅲ去毛刺 工序Ⅳ精车外圆、端面 工序Ⅳ精车外圆及端面工序Ⅴ检验 工序Ⅴ检验工序Ⅵ滚齿 工序Ⅵ滚齿工序Ⅶ插齿 工序Ⅶ倒角工序Ⅷ倒角 工序Ⅷ去毛刺工序Ⅸ去毛刺 工序Ⅸ剃齿 工序X剃齿 工序X齿部高频淬火工序XI齿部高频淬火 工序XI推孔工序XⅡ推孔 工序XⅡ衍齿工序XⅢ衍齿 工序XⅢ总检工序XⅣ总检 工艺路线三： 工艺路线四： 工序Ⅰ：铸造 工序Ⅰ：铸造 工序Ⅱ：时效处理 工序Ⅱ：时效处理 工序Ⅲ：车小端外圆，退刀槽和端面工序Ⅲ：车小端外圆、退刀槽和端面 工序Ⅳ：车大端外圆和端面 工序Ⅳ：车大端外圆，端面工序Ⅴ：钻，扩，绞28的孔 工序Ⅴ：钻28的孔 工序Ⅵ：拉花键 工序Ⅵ：拉花键 工序Ⅶ：滚齿 工序Ⅶ：滚齿 工序Ⅷ：车倒角 工序Ⅷ：调质处理 工序Ⅸ：检验 工序Ⅸ： 扩，绞28的孔 工序X：入库 工序X：检验 工序XI：入库 由于力学性能要求因此选择锻造。

舍去对铸造的讨论 关于锻造，两个工艺方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二这道工序都是为了获得Z=20的切削加工方案一是对Z=20的齿形进行滚齿加工后再对Z=20的齿轮进行插齿加工，这样能保证切削加工顺利地进行下去方案二是对Z=20的齿坯进行滚齿加工后继续对Z=20的齿轮进行滚齿加工，由于该零件是双齿轮，两齿轮间隔很小，若再对Z=20的齿坯进行滚齿加工需得有专门的设备，增加了成本和加工难度另外，选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等、本次设计选择工艺路线方案一根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示: 毛坯为锻件，清理后进行正火处理，以消除内应力机械切削加工性能，在毛坯车间，对其认真检验分析，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工1毛坯锻造2正火3粗车外圆及端面，留余量1.5~2mm，钻、镗花键底孔至尺寸Φ404拉花键孔5钳工去毛刺6上心轴，精车外圆，端面及槽至要求7检验8滚齿（Z=20）留余量0.07~0.1mm9插齿（Z=20）留余量0.04~0.0610倒角11钳工去毛刺12剃齿（Z=20）公法线长度至尺寸上限13剃齿（Z=20）采用螺旋角度为5度的剃齿刀，剃齿后公法线长度至尺寸上限14齿部高频淬火15推孔16衍齿17总检入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1.粗车外圆及端面，钻镗花键底孔至尺寸φ46已知φ81.2外圆长度方向上的加工余量为3mm,实际加工余量为1.5mm,故分一次加工，长度加工公差为IT11级取-0.19mm2.5 确定切削用量及基本工时 进给量《切削简明手册》当刀杆尺寸为16mm×25mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ81.2时，ƒ=0.6-0.8mm/ｒ按C３１６３－１ 车床说明书 取ƒ=0.6 mm/n。

由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85 所以：实际进给量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ按C３１６３－１ 车床说明书 ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ 计算切削速度按《切削简明手册》表1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝200 r／min所以实际切削速度V=40.8m/min ａ、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可确定f=0.75 按C3163-1 车床说明书 取 f=0.62mm/n.所以实际切削速度V=40.8m/min ｂ、 决定钻头磨钝标准及寿命当do=40mm、钻头最大磨损量取0.8 寿命T=45min.ｃ、切削速度 由《切削用量简明手册》得 Ｖ=21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得。