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1、太原科技大学华科学院太原科技大学华科学院课程设计说明书课程设计说明书题题 目目 设计齿轮零件的数控加工工艺规程及数控工序的加工程序并上机实践设设 计计 人人 荆雪仙学学 号号 201122010909指导教师指导教师 贾育秦系系 别别 机械电子工程系专专 业业 机械设计制造及其自动化（机电方向）班班 级级 机自 112209H20152015 年年 1 1 月月 2020 日日太原科技大学华科学院太原科技大学华科学院数控技术数控技术 课程设计任务书课程设计任务书题目：题目：设计_ 齿轮_零件的数控加工工艺规程及数控工序的加工程序并上机实践内容：内容：1.零件图：大齿轮 2.零件的毛胚图 3.机
2、械加工工艺过程卡 4.机械加工工序卡 5.工装设计任务书6.课程设计说明书 原始资料原始资料：该零件图样一张; 班 级 机自 112209H学 生 荆雪仙指导 教 师 贾育秦2015 年 1 月 20 日目录目录序言序言1、零件的分析零件的分析（一）零件的作用（二）零件的工艺分析2、工艺规程设计工艺规程设计（1）确定毛坯的制造形式（2）基面的选择（3）表面加工方法选择（4）制定工艺路线（5）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（6）确定切削用量及基本工时三、编程三、编程总结总结参考文献参考文献序言序言机械制造工艺学课程设计，是我们在学完了大学的全部基础课、技术基础 课以及大部分专业课之后进行
3、的。这也是我们在进行毕业设计之前对所学各课 程作的一次综合性复习，也是一次理论联系实际的训练，它在我们们四年的学 习中有着很重要的地位。 对我来说，希望能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产 实践中学到的实践只是，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺 路线的安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。学会使用手册以及 图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够有大致的了解。 由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导！本设计书包括：零件图：大齿轮 一张 零件的毛坯图 一张 机械加工仿真图 一张 机械加工工艺过程卡 一张 机械加工工序卡 九张工装
4、设计任务书 一张课程设计说明书 一份1、零件的分析零件的分析(一）零件的作用一）零件的作用首先要认识到大齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。题目所给定的零件是圆柱齿轮减速器的大齿轮，通过键与轴固定在一起，主要作用是用来传递动力和改变转速以及旋转方向。（二）零件的工艺分析（二）零件的工艺分析1、齿轮基准端面对基准孔轴线的端面圆跳动公差为 0.016mm。2、键槽两端面对基准孔轴线的对称度公差为 0.020mm。3、该齿轮的加工平面有内孔 58H7，大外圆 245.394（IT11)以及其端面，小外圆 90 以及其端面，环槽孔 35，还有台阶面，键槽 16Js9。其中主要加工表面为
5、内孔 58H7，大外圆 245.394 以及其端面。4、58H7 内孔的表面粗糙度为 Ra=1.6m，齿面的表面粗糙度为Ra=1.6m，245.394 外圆面和齿轮两端面的表面粗糙度为 Ra=3.2m，键槽两侧面表面粗糙度是 Ra=3.2m，键槽底面表面粗糙度为 Ra=6.3m，其余表面的粗糙度均为 Ra=12.5m.5、齿坯热处理，在齿坯粗加工前后安排预先热处理，其主要目的是改善材料的加工性能，减少应力，为以后淬火时减少变形做好准备。齿坯热处理有正火和调制，经正火的齿轮，淬火变形虽然较调制齿轮大些，但加工性能较好，滚齿工序中刀具磨损较慢，加工表面粗糙度较细。齿坯正火安排在粗加工之前。6、轮齿
6、热处理，经渗碳淬火后芯部有较高的韧性，及耐磨又能承受冲击载荷，渗碳工艺比较复杂，热处理后齿轮变形较大，对高精度齿轮需进行磨齿，齿圈工艺安排为滚齿-淬火-磨齿，在磨余量达到标准值。由以上分析可知，对于这些加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一表面，并且保证它们之间的位置精度要求。零件图如下：二、工艺规程设计二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（一）确定毛坯的制造形式1.毛坯类型选择零件材料为 45 钢，考虑到减速器的齿轮在运行过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，零件结构简单，力学性能要求一般，故选择毛坯使用锻件，以便使金属纤维尽量不被破坏，保证零件工作可靠。2、选择
7、毛坯制造方法毛坯类型为锻件，又因批量生产，故选择毛坯制造方法为模锻。3、确定毛坯余量1）初步确定余量零件质量：W=V=11.15kg；复杂系数：根据零件形状及尺寸估计复杂系数为：S1或 S2查表确定余量 Z0=2.5mm。2）确定余量锻件质量：W件=14.88kg；包容体质量：W包=25.3kg；复杂系数 S：S=，在一般范围内，确定复杂系数为588. 03 .2588.14 ww包件S2；材质系数 M：因为该材料为 45 钢，属于 M1级；零件加工表面粗糙度：Ra1.6m；确定毛坯余量及公差：确定余量：查锻件内外表面加工余量表，查得径向余量范围：2.0-2.5mm，根据实际加工方法、批量生产
8、，以及工件的形状等因素，将毛坯余量适当扩大，最终取径向余量为 4mm，长度余量范围：2.0-2.5mm，取单边Z0=2.5mm，与初选余量相同；内孔余量取 2mm。确定公差：由锻件长度、宽度、高度公差，查得长度偏差分别为，按7 . 18 . 0 照双向对称标注公差原则转换为：1.25；查表锻件的宽度公差，外圆直径尺寸偏差为，内孔直径尺寸偏差为，按照双向对称标注公差原则转换为：7 . 29 . 0 7 . 15 . 0 1.8，1.1.（二）基面的选择（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的
9、问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择对像圆柱齿轮减速器的大齿轮这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的。选择粗基准时必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单，操作方便。为了保证定位准确，夹紧可靠，首先应选用的粗基准尽可能平整，光洁和有足够大的尺寸，不能选择分型面作为粗基准，对此齿轮来说，为了保证大外圆245.394 的端面对孔 58H7 轴线有公差 0.016mm 的端面圆跳动要求加工时，在一次装夹中完成内孔，大外圆以及其端面加工，再以大端面为基准车出小端面。2、精基准的选择主要考虑基准重合问题，定位基准精度对齿轮加工精度影响很大，为了保证齿轮加工余
10、量，齿轮加工应根据“基准重合”原则选择齿轮的装配基准和测量基准为定位基准，而且整个加工过程中保证基准的统一，应以轴线为精基准。（三（三) )表面加工方法选择表面加工方法选择1、内孔 58H7，Ra1.6m粗镗（IT11/Ra12.5m)-半精镗（IT9/Ra3.2m）-精镗(IT7/Ra1.6） 。2、外圆 245.394(IT11，Ra3.2m）粗车（IT11/Ra12.5m）-半精车（IT8/Ra3.2m） 。3、端面 60（IT11，Ra3.2m） 。粗车（IT11/Ra12.5m）-半精车（IT8/Ra3.2m） 。4、轮辐 90、210（IT11，Ra12.5m）：粗镗（IT11/R
11、a12.5m)。5、孔 6-35（IT11，Ra12.5m）：扩孔（IT11/Ra12.5m)。6、键槽 160.021（IT9，Ra3.2m）62.3（IT11，Ra6.3）：铣键槽。7、齿形面（IT7，Ra1.6m）：滚齿（IT9/Ra6.3m）-粗磨齿（IT7/Ra1.6m） 。（四）制定工艺路线（四）制定工艺路线制定工艺路线的处发点，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大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工序顺序：锻造-正火-齿坯
12、粗加工-齿坯半精加工-齿形粗加工-齿圈调制-齿轮内孔精加工-齿圈精加工。工艺路线方案：1下料选取 249.39mm63mm 的毛坯2热正火3车粗车右端面 249.39、钻中心孔4车粗车毛坯外圆至 635车精外圆至 60、精车右端面 245.396钻钻孔 577车精车内孔至 588镗镗轮辐 633，然后精加工至 359插插键槽10 定总长 定总长11车倒出轮廓所有倒角12滚在 245.39 外圆上滚齿，保证加工尺寸13热齿面高频淬火14钳打去毛刺15检验检验零件是否达到要求16入库入库（五）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（五）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“大齿轮”零件材料是 4
13、5 钢，硬度 HB170210，生产类型为批量生产，故采用模锻毛坯。加工余量大小，要按加工要求求定。余量过大不仅浪费金属，而且增加金属切削时，增大机床和刀具的负荷。但余量过小则不能修订前一工序误差造成局部切不到的情况，影响加工质量，甚至在成废品。根据上诉原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、 大外圆表面(245.394mm)考虑其加工长度是 65mm，为简化模锻毛坯的外型，现直接取其外圆表面直径为 249.39mm，245.394 表面为自由尺寸公差，加工经济精度为 IT11，只要求粗车-半精车， ，此时直径余量 2Z=4mm 已能满足加工要求。2、
14、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量长度方向的余量查表，得单边余量 Z=3mm。3、内孔 58H7该内孔的精度为 IT7，参照工艺手册得工序尺寸及余量：粗镗 57 2Z=1mm半精镗 57.8 2Z=0.8mm精镗 58 2Z=0.2mm4、环槽孔（6-35）扩孔：35 2Z=2mm5、58H7 孔的外端面根据加工精度及粗糙度，要求达到 Ra=3.2m，要经过粗车和半精车达到要求。查表得，内孔余量取 2mm，内孔直径尺寸偏差为+1.7/-0.5，按照双向对称标注公差原则转换为1.1，即外端面为 921.1。（6 6）确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时工序 3-9 粗车端面，车外圆，镗内孔
15、，本工序采用计算法。1、加工条件工件材料:45 钢正火，模锻。加工要求：车 249.394mm 端面、外圆，镗内孔 56mm机床：CK6140 卧式车床刀具：端面车刀，刀片材料 YT15，刀杆尺寸 4040mm2，Kr=90，0=15，0=12，r0=0.5mm。2、计算切削用量（1）粗车端面1）由于工件是锻造毛坯，轴线长度方向的加工余量为 2.5mm，而端面的粗糙度为 Ra3.2m，分两次走刀，吃刀深度 ap1.5mm。2）进给量 f=0.4mm/r3) 计算切削速度 耐用度 t=60min。V=105.8（m/min）vyx pmvkfatcvv8 . 081. 018. 14 . 05 . 160 24235. 015. 02 . 0
