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1、- 1 -一、课程设计题目一、课程设计题目编制零件的工艺规程及设计夹具：双联齿轮如下图所示，成批生产（每批 100 件） ，材料为 40Cr钢。编制此双联齿轮的工艺规程并为加工花键设计夹具。 要求：零件毛坯图夹具装配图（A0 或 A1）设计说明书（附有工艺卡和工序卡）- 2 -二、双联齿轮的结构特点与技术要求二、双联齿轮的结构特点与技术要求1、齿轮的结构特点圆柱齿轮一般分为齿圈和轮体两部分，根据齿轮轮体的结构形状来划分可知图 1 双联齿轮为盘类齿轮，有两个齿圈，在齿圈上切出直齿齿形，在轮体上带有花键孔。2、齿轮的技术要求（1）齿轮端面对准 A 的圆跳动公差不超过 0.05mm，主要是保证端面平
2、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。双联齿轮之间啮合要求严格，要保证双联齿轮的齿形准确及同轴度较高。（2）由于零件是双联齿轮，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）32 的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。- 3 -三、工艺规程设计三、工艺规程设计（一）、工艺过程分析图 1 为一双联齿轮，材料为 40Cr，精度为 7FL 级，齿部 50HRC齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯热
3、处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准修正及齿形精加工等。加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准(孔和端面)的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。第二阶段是齿形的加工。对于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的最后加工阶段，经过这个阶段就应当加工出完全符合图样要求的齿轮来。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出
4、能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面(孔和端面)进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进- 4 -行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较
5、均匀，以便达到精加工的目的。（二）基准的选择零件在加工、测量和装配过程中所采用的基准称为工艺基准。零件的尺寸精度需通过正确的定位才能保证，故对基准的选择予以分析。（1）粗基准的选择按照粗基准的选择原则，选择加工余量小的、较准确的、表面质量好的、面积较大的毛面作粗基准。因此选择毛坯大端面作为粗基准。（2）精基准的选择粗加工完成后，选择一孔（花键孔）两面（端面和圆面）作为精基准。这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。在加工某些表面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。（三）、齿端加工如图 2 所示，齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圆、倒尖后的齿轮，沿轴向滑动时容
6、易进入啮合。倒棱可去除齿端的锐边，这些锐边经渗碳淬火后很脆，在齿轮传动中易崩裂。- 5 -图 2 齿端加工形式用铣刀进行齿端倒圆，如图 3 所示。倒圆时，铣刀在高速旋转的同时沿圆弧作往复摆动(每加工一齿往复摆动一次)。加工完一个齿后工件沿径向退出，分度后再送进加工下一个齿端。图 3 齿端倒圆加工形式齿端加工必须安排在齿轮淬火之前，通常多在滚(插)齿之后。(四)、精基准修正齿轮淬火后基准孔产生变形，为保证齿形精加工质量，对基准孔必须给予修正。对外径定心的花键孔齿轮，通常用花键推刀修正。推孔时要防止歪斜，有的工厂采用加长推刀前引导来防止歪斜，已取得较好效果。对圆柱孔齿轮的修正，可采用推孔或磨孔，推
7、孔生产率高，常用于未淬硬齿轮；磨孔精度高，但生产率低，对于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮，或内孔较大、厚度较薄的齿轮，则以磨孔为宜。磨孔应以齿面定位，符合互为基准原则。- 6 -（五）工艺路线的拟定工艺路线的拟定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： 锻造、正火 1 粗车外圆及端面 2 拉花键孔 3 去毛刺 4 精车外圆及端面 5 检验 6 滚齿 7 插齿 8 倒角 9 去毛刺 10 剃齿 11 齿部高频淬火 12
8、 推孔 13 衍齿 14 总检 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。机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡零件名 称双联齿轮方式锻造毛坯 第 一 页零件生10040Cr 钢零件外形大齿圈87.5- 7 -产批量尺寸小齿圈 56.5工序 号工 种工序名称机床型 号夹具名 称刀具名称辅助名 称量 具10车粗车外圆及端 面留余量 1- 1.5mmCA6140三抓卡盘高速钢车 刀游标卡尺1500.0220车钻镗花键孔至 尺寸28H7C6136（ 专）三抓卡盘钻扩复合 钻281-50mm 内径千 分尺3
9、0拉拉花键孔至规 格L6120 拉床夹 具矩形花键 拉刀拉床夹 头花键量规40钳去毛刺50车上芯轴，精车 外圆，端面及 槽至设计尺寸CA6140上芯轴装 夹高速钢外 圆，端面 及车槽刀游标卡尺1500.0260铣滚齿（Z=33)留 剃余量 0.06- 0.08mmY3150E上芯轴装 夹高速钢剃 前齿轮滚 刀CD320G 光栅式 多能单面啮合检 查仪70铣插齿（Z=19)留 剃余量 0.03- 0.05mmY5132上芯轴装夹盘形 直齿 插齿 刀CD320G 光栅式 多能单面啮合检 查仪80车倒角（1,2 齿 15o牙角）CA6140上芯轴装夹75o 外圆 车刀90 钳去毛刺100铣剃齿（Z=
10、33)公 法线长度至尺 寸上限Y4232C上芯轴装夹盘形 剃齿 刀CD320G 光栅式 多能单面啮合检 查仪110铣剃齿（Z=19)公 法线长度至尺 寸上限Y4232C上芯轴装夹盘形 剃齿 刀CD320G 光栅式 多能单面啮合检 查仪- 8 -120热 处 理齿部高频淬火130铣推孔140铣珩齿砂轮- 9 -（六）工序卡中国矿业大 学第 1 页工序名称工序简图粗车 机床名称机床型号车床CA6140毛坯材料40Cr 钢夹具名称三爪卡盘辅助夹具冷却液序号工序内容转数 （rmin ）切削速 度 （m min ）进给量 （mmrmin）刀具名 称量具名称- 10 -10粗车外圆及 端面，留余 量 1-
11、1.5mm75056.50.4硬质合 金车刀游标卡尺 150*0.02中国矿业 大学第 2 页 工序名称工序简图钻镗花键孔机床名称车床机床型号C6136(专）毛坯材料40Cr 钢夹具名称钻 28 孔夹具辅助夹具冷却液乳化液- 11 -中国矿业 大学第 3 页工序名称工序简图拉花键孔至规格机床名称拉床机床型号L6120毛坯材料40Cr 钢夹具名称拉夹具辅助夹具冷却液乳化液序 号工序内容转数 （rm in）切削速度 （mm in）进给量 （mm刀具名称量具名称序 号工序内容转数 （rmin ）切削速度 （mmin ）进给量 （mmrmin）刀具名称量具名称20钻花键孔 至尺寸28H775056.5
12、0.4麻花钻， YG8 硬 质合金镗 刀0-250 内 径千分尺- 12 -rmin） 30拉花键孔 至规格2803.62.5矩形花键 拉刀花键量规中国矿业大学第 4 页工序名称工序简图钳工去毛刺工具名称锉刀毛坯材料40Cr 钢辅助夹具- 13 -中国矿业大学第 5 页 工序名称工序简图精车机床名称车床机床型号CA6140毛坯材料40Cr 钢夹具名称三爪卡盘辅助夹具冷却液序 号工序内容转数 （r min ）切削速度 （mm in）进给量 （mmrmin）刀具名称量具名称40钳工去毛刺锉刀- 14 -冷却液乳化液序号工序内 容转数 （r min ）切削速 度 （m min ）进给量 （mmrmi
13、n）刀具名称量具名称50上芯轴 精车外 圆、端 面及槽 至要求75056.50.4高速钢车刀游标卡尺 100*0.02中国矿业大学第 6 页 工序名称工序简图滚齿 Z=33机床名称滚齿机机床型号Y3150E毛坯材料40Cr 钢夹具名称上芯轴装 夹- 15 -辅助夹具冷却液乳化液序号工序内容转数 （r min ）切削速度 （mm in）进给量 （mmrmin）刀具名 称量具名称60滚齿 （Z=33)留 齿余量 0.06- 0.08mm6432.42.5高速钢 滚刀中国矿业 大学第 7 页 工序名称工序简图插齿 Z=19机床名称插齿机机床型号Y5132毛坯材料40Cr 钢- 16 -夹具名称上芯轴
14、装夹辅助夹具冷却液油序号工序内 容转数 （rm in）切削速 度 （m min）进给量 （m mr min）刀具名称量具名称70插齿 （Z=21) 留齿余 量 0.04- 0.06mm18.30.32高速钢插 刀中国矿业 大学第 8 页 工序名称工序简图车倒角机床名称车床机床型号CA6140毛坯材料40Cr 钢- 17 -夹具名称上芯轴装夹辅助夹具冷却液序 号工序内 容转数 （rmin ）切削速度 （mmi n）进给量 （mmrmin）刀具名称量具名称80车倒角 （15o ）75056.50.445o外圆车 刀游标卡尺中国矿业 大学第 9 页 工序名称工序简图钳工去毛刺机床名称机床型号- 18
15、 -中国矿业 大学第 10 页 工序名称工序简图剃齿 Z=33机床名称剃齿机毛坯材料40Cr 钢夹具名称辅助夹具冷却液序号工序内容转数 （rmi n）切削速度 （mmi n）进给量 （mmrmin）刀具名称量具名称90钳工去毛 刺锉刀- 19 -机床型号Y4232C毛坯材料40Cr 钢夹具名称上芯轴装 夹辅助夹具冷却液序号工序内容转数 （rmi n）切削速度 （mmi n）进给量 （mmrmin）刀具名称量具名称100剃齿 （Z=33)2301300.35盘形剃齿 刀工序名称工序简图剃齿 Z=19中国矿业 大学第 11 页- 20 -机床名称机床型号剃齿机Y4232C毛坯材料40Cr 钢夹具名称上芯轴装 夹辅助夹具冷却液序号工序内容转数 （rmi n）切削速度 （mmi n）进给量 （mmrmin）刀具名称量具名称110剃齿 （Z=19)2301300.35盘形剃齿 刀工序名称热处理中国矿业大学第 12 页- 21 -工序简图机床名称电阻加热 炉毛坯材料45 钢夹具名称淬火件挂 钩辅
