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1、倒挡齿轮的加工方案分析机械制造技术基础大作业1.零件的工艺分析及生产类型确定1.1零件的作用题目所给的零件是“倒挡齿轮”，它主要是用来传递运动和动力，改变转向传递扭矩从而使汽车实现反向行驶。1.2图纸的完整性和正确性 本零件各表面的加工并不困难。齿轮零件图样由一个剖视图和一个局部视图组成，视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件内、外轮廓描述清楚完整，零件图的粗实线、细实线、点化线的线型均符合于国家标准；有利于加工时的数据分析和计算，零件材料为45钢。1.3零件的技术要求分析 零件图的尺寸比较多，但尺寸的标注多而不乱。图纸当中有对齿面粗糙度和孔面粗糙度的要求为3.2，齿部热处理45-52
2、HRC，齿圈径向跳动公差为0.08mm，还有一些技术要求倒角为C2.5、未标注为1*45，零件表面光洁、精度等级8GK。2.毛坯的选择2.1确定毛坯种类和制造方法输出轴为传动零件，要求有一定的强度，该零件的材料为45钢，轮廓尺寸不大，形状并不复杂，属于大批生产，故毛坯可采用模锻成型。这对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。2.2毛坯的形状及加工总余量毛坯的形状毛坯的总余量主要面尺寸尺寸（mm）余量（mm）毛坯尺寸（mm）76外圆圆柱面76480105外圆圆柱面105511040外圆圆柱面40545总长1001005105齿厚155203选择加工方法，制定工艺
3、路线3.1定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则，不但加工工艺规程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产不能正常进行。（1）精基准的选择 本零件是带孔的双联齿轮，孔是其设计基准和测量基准。为避免因基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。即选20的中心孔与105的圆柱断面为定位精基准。（2）粗基准的选择 由于本零件的表面都需要加工，而孔作为精基准应先加工，因此应先加工出一外圆柱面和一个端面为粗基准。3.2零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面、键槽，
4、材料为45钢。根据图示公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，确定加工方法如下：（1）齿圈外圆面：未标注公差尺寸，根据互换性所学知识该处为一般公差等级，表面粗糙度为Ra3.2m，需粗车、半精车。（2）40mm外圆面：未标注公差尺寸、表面粗糙度，只需粗车即可。（3）20mm内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度Ra3.2， 加工方法选用钻、扩、粗铰，精铰可以达到加工要求。 （4）端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度、表面粗糙度未作要求，采用粗车、半精车加工。（5）齿面：齿轮模数分别为4、5，齿数分别为17、19，精度都为8GK，采用滚齿和剃齿可以达到要求。（6）键槽：槽宽和槽深的公差等级分别为I
5、T9和IT12，需粗拉、精拉。以上有粗糙度要求的表面加工方法的确定参考金属切削手册表1-42 “各种加工方法所能达到的表面粗糙度”。3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使用工序集中来提高生产效率，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。确定工艺路线如下：工序 1: 模锻毛坯工序 2：正火热处理 （正火目的在于使晶体粒细化和碳化物分布均匀化，消除材料内部应力，降低材料硬度。）工序 3：粗车各外圆及各端面以及轴与齿轮连接处倒角R5工序
6、4：20mm孔，钻孔、粗铰、精铰、孔倒角C1工序 5：粗拉键槽、精拉键槽 工序 6：半精车外圆105mm、76mm及各端面 工序 7：滚齿轮、齿端加工、剃齿工序 8: 高频淬火（齿面硬化，加热深度为0.5-2.5mm，多用于中小型零件）工序 9：齿轮淬火后修正 工序 10：终检4.确定加工设备、刀具及定位夹紧方案4.1工序3：设备选用最常见的CA6140型卧式车床（1）粗车76mm端面和105mm端面刀具选用90端面车刀，材料为YT5硬质合金，刀杆尺寸选取16*25；对于端面的加工，需要限制5个自由度，采用端面和外圆柱面定位，可以采用三爪卡盘夹紧（若为大批量生产，则需考虑设计专用夹具）。（2）
7、粗车76mm、40mm和105外圆刀具选用70外圆车刀，材料为YT5硬质合金，刀杆尺寸选取16*25，定位夹紧方案与粗车端面相同。4.2工序4：钻孔和铰孔设备同样选用最常见的CA6140型卧式车床，工件用三爪卡盘夹紧105mm圆柱面，钻头安装在机床尾座上进行钻孔。4.3其他工序：拉键槽选用L515A立式内拉床；半精车各外圆及端面选用CA6140型卧式车床，刀具材料选择YT15，采用心轴定位；滚齿加工选用Y3150E滚齿机，以端面和中心孔为定位基准，夹紧在工作台上；剃齿选用YWA4232剃齿机，以中心孔为定位基准基准采用心轴和两边顶尖的形式夹紧。5.确定各工序加工余量和切削用量5.1各工序余量加
8、工内容加工余量（mm）加工后尺寸（mm）粗车76mm端面2103粗车76mm外圆2.277.8粗车40mm外圆540粗车76mm处齿厚216粗车105mm端面2101粗车105mm外圆3.2106.8粗车105mm处齿厚216钻20mm孔1818粗铰20mm孔1.9419.94精铰20mm孔0.0620H7半精车76mm端面0.5100.5半精车76mm外圆1.876半精车76mm处齿厚115半精车105mm端面0.5100半精车105mm外圆1.8105半精车105mm处齿厚115粗拉键槽5.6*2.45.6*2.4精拉键槽0.4*0.46*2.8以上表中各余量根据简明金属机械加工工艺手册中
9、“工序件加工余量”各表中数据适当选取。5.2确定切削用量（1）粗车76mm端面：根据课本表2-7“硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面时的进给量”选择进给量为f=0.5mm/r，选择机床转速为n=500r/min；计算切削速度为vc=Dn/1000=125.6mm/min（2）粗车76mm外圆： 粗车76mm外圆时加工余量为2.2mm，一次走刀即可完成，背吃刀量为ap=1.1mm，由课本表2-7选择进给量为f=0.6mm/r；参考简明金属机械加工工艺手册表6-24“硬质合金车刀车外圆时切削速度参考值”选取切削速度为vc=120mm/min；计算机床转速n=1000vc/D=470r/min，取机
10、床转速为500r/min。(3)粗车40mm外圆：粗车40mm外圆时加工余量为5mm，单边余量为2.5mm，选用两次走刀完成，第一次背吃刀量为ap=1.75mm，查表选择进给量f=0.4mm/r；切削速度为vc=100mm/min；计算机床转速n=1000vc/D=700r/min，取机床转速为710r/min。第二次走刀背吃刀量为ap=0.75mm，查表选择进给量f=0.3mm/r；切削速度vc=100mm/min；计算机床转速n=1000vc/D=767r/min，取机床转速为710r/min。（4）粗车105mm端面：加工余量为2mm，按表取进给量f=0.6mm/r，机床转速取500r/
11、min，计算切削速度为vc=Dn/1000=172.7mm/min。（5）粗车105mm外圆：加工余量为3.2mm，单边余量为1.6mm，一次走刀即可完成；背吃刀量为ap=1.6mm，查表选择进给量f=0.6mm/r，切削速度为vc=100mm/min计算机床转速n=1000vc/D=290r/min，取机床转速为320r/min。（6）半精车76mm外圆：加工余量为1.8mm，单边余量为0.9mm；即背吃刀量为ap=0.9mm为了达到表面粗糙度的要求，查简明金属机械加工工艺手册表6-23“按表面粗糙度选择进给量”选进给量为f=0.16mm/r，切削速度为vc=90mm/min；计算机床转速n=1000vc/D=370r/min，取机床转速为400r/min。（7）半精车105mm外圆：加工余量为1.8mm，单边余量为0.9mm；即背吃刀量为ap=0.9mm为了达到表面粗糙度的要求，查简明金属机械加工工艺手册表6-23“按表面粗糙度选择进给量”选进给量为f=0.16mm/r，切削速度为vc=90mm/min；计算机床转速n=1000vc/D=270r/min，取机床转速为250r/min。
