齿轮轴加工工艺设计毕业设计.docx

齿轮轴加工工艺设计毕业设计.docx

《齿轮轴加工工艺设计毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《齿轮轴加工工艺设计毕业设计.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

齿轮轴加工工艺设计毕业设计

摘要……………………………………………………………………………Ⅰ

目录……………………………………………………………………………1

引言…………………………………………………………………………2

第一章零件图分析…………………………………………………………3

1.1零件的功用……………………………………………………………3

1.2零件的结构工艺分析…………………………………………………3

第二章毛坯的确定…………………………………………………………4

2.1毛坯的选择……………………………………………………………4

2.2毛坯图的设计…………………………………………………………4

第三章基准的选择…………………………………………………………5

3.1基准的概念和分类……………………………………………………5

3.2定位基准的选择………………………………………………………5

第四章制定加工工艺路线……………………………………………………7

4.1加工阶段的划分………………………………………………………7

4.2各加工阶段的主要任务………………………………………………7

4.3加工顺序的安排………………………………………………………7

4.4数控车床加工与普通车床加工的区别………………………………8

4.5拟定加工工艺路线方案………………………………………………8

4.6机械加工工艺卡………………………………………………………9

4.7加工程序………………………………………………………………16

结束语…………………………………………………………………………20

参考文献………………………………………………………………………21

致谢…………………………………………………………………………22

附图1零件图

附图2毛坯图

1引言

1、齿轮轴零件的工艺特点及基本工艺过程

（1）工艺特点

齿轮轴类件的工艺特点首先是它的形面特征多，在基于特征的零件信息描述中可以把它分为主特征：

内外圆柱面、圆锥面、齿轮表面等；辅助特征：

键槽、小平面、花键、螺纹等。

另外，齿轮轴类件加工所使用的机床多，材料及热处理种类也较多。

再者，它的工艺特征如尺寸精度、形位公差、表面质量也要求较高。

在机械加工中，每一种零件都有几种加工工艺方法与之对应，根据生产规模、零件整体形状和轮廓尺寸、制造资源等，针对每一特征的加工精度、表面粗糙度及不同材料选择不同加工方法。

（2）基本工艺过程

1、粗车----车床

2、热处理----箱式炉

3、精车----车床

4、铣键槽----铣床

5、滚齿-----滚齿机

6、齿面淬火---高频淬火机床

7、磨---外圆磨床

8、成品检验

第一章零件图分析

1.1零件的功用

本零件为减速器中的输出齿轮轴，其功用是传递动力和改变输出轴运动方向。

1.2零件的结构工艺分析

从零件图上看，本零件为回转体零件，结构比较简单，其表面组成为：

Φ35、Φ40、Φ55、Φ35的圆柱面及Φ90齿面，Φ10×21.5的键槽。

其主要加工的面有Φ35、Φ40、Φ55的外圆柱面及Φ90的齿面。

由于传动与装配的要求较高，对于Φ35、Φ40、Φ55圆柱面有较高的同轴度要求，对于Φ35、Φ40圆柱面及Φ90齿面均有径向圆跳动要求。

粗糙度方面表现在：

对Φ35圆柱表面为Ra0.8μm圆柱面级端面为Ra1.6μm、Φ40、φ55圆柱面及Φ90齿面和端面有较高的要求为Ra3.2μm,这些在安排加工工艺时应给予注意。

第二章毛坯的确定

2.1毛坯的选择

毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。

毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：

1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。

根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承受较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故毛坯应选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断。

零件形状较简单，尺寸也不大，故应采用模锻。

2.2毛坯图的设计

毛坯（锻件）图是根据产品零件设计的，经查《机械加工工艺手册》、《机械零件工艺手册》，再考虑到其所要加工的次数，知磨削余量，精车----粗车各余量,粗车余量可选用1mm，精车余量可选用0.5mm。

传动轴磨削余量可取0.25mm 。

第三章基准的选择

3.1基准的概念和分类

零件是由若干表面组成的，各表面之间都有一定的尺寸和相互位置要求。

用以确定零件上点、线、面间的相互位置关系所依据的点、线、面称为基准。

基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准。

1.设计基准

设计图样上所采用的基准称为设计基准。

如零件图上的轴心线是各外圆和孔的设计基准。

2.工艺基准

在工艺中采用的基准称为工艺基准。

按用途可分为定位基准、测量基准和装配基准。

定位基准加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所使用的基准。

如零件在精车时，中心孔就是定位基准。

测量基准零件检验时，用于测量已加工表面尺寸及位置的基准。

装配基准装配时用已确定零件在部件或产品中位置的基准。

零件图中的Φ35、Φ40即为装配基准。

3.2定位基准的选择

选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。

根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。

在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。

用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。

在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。

1．粗基准的选择

选择的原则是：

（1）非加工表面原则

（2）加工余量最小原则（3）重要表面原则（4）不重复使用原则（5）便于装夹原则。

根据以上选择的原则，在加工时：

（1）车左端时，以两端端面中心孔作为粗基准。

（2）车右端时，以两端端面中心孔作为粗基准。

2．精基准的选择

选择的原则是：

（1）基准重合原则

（2）基准统一原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则（5）便于装夹原则。

根据以上选择的原则，我们就可以选择端面的中心孔作为精基准。

由于该传动轴的几个主要配合表面Φ35、Φ40圆柱面有较高的同轴度要求，对于Φ40的两端面及Φ35左端面及右端面有端面跳动要求，轴肩面对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。

第四章  制定加工工艺路线

4.1加工阶段的划分

工件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。

如果加工精度和表面质量要求特别高，则还可增设光整加工和超密加工阶段。

4.2各加工阶段的主要任务

（1）粗加工阶段的任务是切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的形状和尺寸。

（2）半精加工阶段的任务是留下精加工余量后使主要表面达到一定的精度，为精加工做好准备并完成一些次要表面的加工。

（3）精加工阶段的任务是保证各主要表面达到规定的精度和表面粗糙度。

4.3加工顺序的安排

（1）切削加工的安排原则：

A.基准先行B.先粗后精C.先主后次D.先面后孔

（2）热处理工序的安排：

A.预备热处理的目的的改善工件的加工性能，消除残余内应力，改善金相组织，为最终热处理做好准备，如正火、退火和调质等。

预备热处理一般安排在粗加工前，但调质常安排在粗加工后进行。

B.消除残余应力处理的目的是消除毛坯制造和切削加工过程中产生的残余应力，如时效和退火。

C.最终热处理的目的是提高零件的力学性能（如强度、硬度、耐磨性等），如调质、淬火、回火以及各种表面处理，一般安排在精加工前。

本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承受较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故需要进行渗碳淬火回火热处理。

（3）辅助工序的安排：

辅助工序包括检验、去毛刺、清洗、防锈等检验。

除了工序中自检外，还需在下列场合单独安排检验工序：

a.重要工序前后；b.送往外车间加工之前；c.全部加工工序完成、去毛刺之后。

有些特殊去毛刺常安排在下列场合进行：

a.淬火工序之前；b.全部加工工序结束之后。

此零件为配合件，配合部位的精度要求比较高，为了达到图纸的精度要求，应该安排磨削工序，来达到精度要求和提高表面性能。

4.4数控车床加工与普通车床加工的区别

本零件在粗加工阶段所使用的是C616型普通车床，这是一种小型车床，床身最大工件回转半径为160mm，最大加工长度为550mm。

适合批量较小，精度要求不高零件的加工。

他的投资较数控车床的低，但对工人的技术要求较高。

在精加工阶段使用的是CJK6132型数控车床，床身上最大工件回转直径：

ф320mm,最大加工长度：

600mm。

精加工阶段使用数控车床加工的优势在于：

数控车床的加工精度比普通车床的高，能满足零件设计的要求，而普通车床难以达到要求。

再者数控车床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高，是普通车床的3～5倍。

但数控车床的投资大，使用费用高，生产准备工作复杂。

由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。

综合考虑这些因素，所以在粗加工阶段所使用的是C616型普通车床来加工，精加工阶段使用的是CJK6132型数控车床来加工。

4.5拟定加工工艺路线方案

该零件是批量生产，可以采用机床配以专用夹具，工序以分散为主，某些工序可以适当集中应划分加工阶段，将粗加工和精加工分开；刀具和量具的选择可以专用的与适用的相结合，根据以上分析，初步拟订的工艺路线方案如下：

1、毛坯锻造并正火160-200HB，2、两端同时铣端面钻中心孔，3、粗车左端外圆，4、粗车右端外圆，5、钻孔，6、扩孔倒角，7、攻丝，8、粗车检验，9、精车长头，10、精车短头，11、齿坯检验，12、滚齿，13、滚花键，14、倒棱去毛刺，15、剃齿，16、热前检验，17、热处理，18、研磨中心孔，19、磨外圆端面，20、珩齿，21、成品检验，22、清洗、封油、包装、入库。

综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度，选择如下机床：

普通车床：

CA616

数控机床：

CJK6132A

外圆磨床：

M1432A

端面铣床：

GL2-X336

台式钻床：

Z4006A

滚齿机：

YM3608

4.6机械加工工艺卡

零件图另附

学校

郑州科技学院

产品型号

零件名称

零件号

减速器齿轮轴

材料

名称

牌号

机械性能

渗碳钢

δb≥1080MPaδs≥835MPa

毛坯

种类

尺寸

模锻

每一毛坯可制件数

每台件数

批量

净重/kg

1

1

序号

工序和工步内容

加工面

定位表面

工艺装备名称及编号

加工尺寸

切削用量

工时/min

工序

工步

机床型号、夹具、刃具、量具、辅具

直径或宽度、长度、

每边余量

背吃刀量ap/mm

进给量mm/r或mm/r

切削速度v/m*r-1

机动时间

辅助时间

准备时间

合计

01

外购

按图鍛造

并正火处理

序号

工序和工步内容

加工面

定位表面

工艺装备名称及编号

加工尺寸

切削用量

工时/min

工序

工步

机床型号、夹具、刃具、量具、辅具

直径或宽度、长度、

每边余量

背吃刀量ap/mm进给量mm/r或mm/r切削速度v/m*r-1

计机动时间

辅助时间

合计

05

两端同时铣端面

夹大圆，铣左右端面，保证长度

加工面：

端面、

定位表面：

Φ95大外圆

机床型号：

GL2-X336

夹具：

专用夹具

刃具：

铣刀

钻头

量具：

游标卡尺

铣至长375

背吃刀量：

0.2-0.8

进给量：

1.0

切削速度：

460-600

机动时间：

30

辅助时间：

10

准备时间：

10

合计：

50

序号

工序和工步内容

加工面

定位表面

工艺装备名称及编号

加工尺寸

切削用量

工时/min

工序

工步

机床型号、夹具、刃具、量具、辅具

直径或宽度、长度、

每边余量

背吃刀量ap/mm进给量mm/r或mm/r切削速度v/m*r-1

机动时间

辅助时间

准备时间

合计

10

粗车长头外圆

采用双顶尖装夹方法，一次装夹车Φ36.75、Φ41.75、Φ56.75Φ97.8外圆，倒角1X45度

加工表面：

Φ36.75

Φ46.5、Φ97.8

外圆、

定位表面：

两端中心孔

机床型号：

CJK6140

夹具：

顶尖

刃具：

90度刀、

量具：

外径千分尺

加工直径：

Φ35.75

Φ40.75、

Φ55.75

Φ96.8

外圆

加工长度

336.25mm

每边余量：

0.5mm

背吃刀量：

0.2-0.8

进给量：

1.0

切削速度：

460-600

机动时间：

10

辅助时间：

8

准备时间：

10

合计：

28

序号

工序和工步内容

加工面

定位表面

工艺装备名称及编号

加工尺寸

切削用量

工时/min

工序

工步

机床型号、夹具、刃具、量具、辅具

直径或宽度、长度、

每边余量

背吃刀量ap/mm进给量mm/r或mm/r切削速度v/m*r1

机动时间

辅助时间

准备时间

合计

15

粗车右端外圆

采用双顶尖装夹方法车Φ36.75、Φ45.5圆柱面、Φ96.8右端面、2倒角2.5X45度

加工面：

Φ35.75、

Φ45.5圆柱面

Φ96.8右端面

定位表面：

两端中心孔

机床型号：

CJK6140

夹具：

三爪卡盘

刃具：

90度刀

量具：

外径千分尺、

游标卡尺

加工直径：

Φ36.75

Φ45.75

加工长度：

336.25mm

背吃刀量：

0.3

进给量：

0.25

切削速度：

260-300

机动时间：

20

辅助时间：

10

准备时间：

10

合计：

40

序号

工序和工步内容

加工面

定位表面

工艺装备名称及编号

加工尺寸

切削用量

工时/min

工

序

工步

机床型号、夹具、刃具、量具、辅具

直径或宽度、

长度、

每边余量

背吃刀量ap/mm

进给量mm/r或mm/r

切削速度v/m*r-1

机动时间

辅助时间

准备时间

合计

35

精车右端外圆

采用双顶尖装夹方法，一次装夹Φ35.75、Φ40.75、Φ95.25外圆，倒角2X45度

加工面：

Φ35.75、

Φ40.75、

Φ95.25外圆

定位表面：

两端中心孔

机床型号:

CJK6132A

刃具：

精车刀

量具：

游标卡尺

外径千分尺

加工直径：

Φ35.25、

Φ40.25、

Φ95.25

加工长度：

61.5mm

背吃刀量：

0.1-0.6

进给量：

0.5

切削速度：

40-80

机动时间：

10

辅助时间：

10

准备时间：

10

合计：

30

序号

工序和工步内容

加工面

定位表面

工艺装备名称及编号

加工尺寸

切削用量

工时/min

工

序

工步

机床型号、夹具、刃具、量具、辅具

直径或宽度、

长度、

每边余量

背吃刀量ap/mm

进给量mm/r或mm/r

切削速度v/m*r-1

机动时间

辅助时间

准备时间

合计

36

精车短头

采用双顶尖装夹方法，一次装夹车

Φ25.75、Φ35.5、Φ86.8外圆，Φ24×3的槽，倒角2X45度

加工面：

Φ25.75Φ35.5、

Φ86.8外圆

定位表面：

两端中心孔

机床型号:

CJK6132A

刃具：

精车刀

量具：

游标卡尺

外径千分尺

加工直径：

Φ25.75、

Φ35.5、

Φ86.8

加工长度：

60mm

背吃刀量：

0.1-0.6

进给量：

0.5

切削速度：

40-80

机动时间：

10

辅助时间：

10

准备时间：

10

合计：

30

4.7加工程序

O0001（粗车长头）

N0005G17G40G49G80G90；（取消刀具半径补偿、取消刀具长度补偿、取消固定循环、选择绝对编程）

N0010G00X50.0Z2.0T0101；（用右偏刀快速定位到X50.0Z2.0这一点）

N0015G97S1800M03；（主轴正转）

N0020M08；（冷却液开）

N0025G99X36.75；

N0030G01Z0F0.2；

N0035X36.75Z-2.0；（倒角）

N0040Z-43.5；（车

35.5外圆）

N0045X41.75；

N0050Z83；（车

40.5外圆）

N0055X56.75；

N0060Z-120；（车

55.5外圆）

N0065X96.5；

N0070X96.5Z-118；（倒角）

N0080G00X150.0Z150.0；

N0085M30；

O0002（粗车短头）

N0005G17G40G49G80G90；（取消刀具半径补偿、取消刀具长度补偿、取消固定循环、选择绝对编程）

N0010G00X50.0Z2.0T0101；（用右偏刀快速定位到X50.0Z2.0这一点）

N0015G97S1800M03；（主轴正转）

N0020M08；（冷却液开）

N0025G99X36.75；

N0030G01Z0F0.2；

N0035X36.75Z-1.0；

N0045Z-20.75；（车

25.75外圆）

N0050X45.75；

N0055Z16.5；（车

35.5外圆）

N0060X96.75；

N0065X96.75Z-18.75；（倒角）

N0070Z-92；

N0075G00X150.0Z150.0；

N0080M30；

O0003（精车长头）

N0005G17G40G49G80G90；（取消刀具半径补偿、取消刀具长度补偿、取消固定循环、选择绝对编程）

N0010G00X50.0Z2.0T0101；（用右偏刀快速定位到X50.0Z2.0这一点）

N0015G97S1800M03；（主轴正转）

N0020M08；（冷却液开）

N0025G99X35.0；

N0030G01Z0F0.2；

N0035X35.0Z-2.0；（倒角）

N0040Z-43.5；（车

35.0外圆）

N0045X40.0；

N0050Z-83；（车

40.0外圆）

N0055X55.0；

N0060Z-120.0；（车

55外圆）

N0065X95Z--122.0；（倒角）

N0070G00X150.0Z150.0；

N00075T0202；（槽刀）

N0080G00X45.0Z-70.3；（快速定位到X45.0Z-70.3这一点）

N0085G01X10F0.1；（车

10.0的槽）

N0090G00X150.0；

N0095Z150.0；

N0100M30；

O0004（精车短头）

N0005G17G40G49G80G90；（取消刀具半径补偿、取消刀具长度补偿、取消固定循环、选择绝对编程）

N0010G00X50.0Z2.0T0101；（用右偏刀快速定位到X50.0Z2.0这一点）

N0015G97S1800M03；（主轴正转）

N0020M08；（冷却液开）

N0025G99X23.0；

N0030G01Z0；

N0035X35Z-1.0；（倒角）

N0040Z-36；（车

35外圆）

N0045X44.0；

N0050Z-16；（车

44外圆）

N0055X95.0；

N0060X95.0Z-18；（倒角）

N0065Z-60.0；

N0075G00X150.0Z150.0；

N0080T0202；（槽刀）

N0085G00X45.0Z-18.0；（快速定位到X45.0Z-18.0这一点）

N0090G01X10F0.1；（车

10的槽）

N0095G00X150.0；

N0100Z150.0；

N0105M30；

结束语

转眼间，这次的毕业设计已经接近尾声了。

在老师的指导下，我收获很多。

通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、机床的选择等。

学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等，加深了我对理论知识的理解。

在这次设计过程中，我也看到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了，使我真正感受到了知识的重要性。

以下是我的收获和不足之处：

收获：

（1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所学的知识。

（2）学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册。

（3）学会了，分析问题，解决问题的能力。

不足之处：

（1）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进。

（2）有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进。

总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。

提高了我思考、解决问题的能力。

使我从中学到了

以前在课内根本就学不到的东西，让我受益匪浅

参考文献

[1]陈宏钧.《机械加工工艺手册（一、二卷）》[M].机械工业出版社.2003

[2]《机械零件工艺手册》[M].机械工业出版社.2005

[3]《机械加工技术》[M].西安电子科技大学出版社.2002

[4]刘哲.《中文版AutoCAD2006实例教程》[M].大连理工大学出版社.2006

[5]GB/T1182——《形状和位置公差》[M].1996

[6]崇凯.《机械制造技术基础课程设计指南》[M].化学工业出版社，2007

[7]李昂.《齿轮加工工艺质量检测与通用标准规范全书》[M].机械工业出版社.2003

[8]陈榕林.《常用机械新旧设计对照表》[M].中