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1、目录第一章 计算生产类型和确定生产类型211计算生产纲领212确定生产类型2第二章 零件分析321零件的分析322零件的工艺分析4第三章 选择毛坯531毛坯的选择5第四章 工艺规程设计641定位基准的选择642零件表面加工方法的选择643制定工艺路线644确定机械加工余量及毛坯零件图74.4.1确定机械加工余量74.4.2确定毛坯尺寸84.4.3设计毛坯零件图845工序设计104.5.1选择加工设备与工艺装备104.5.2工艺尺寸链的计算及余量确定1146确定切削用量及基本时间14第五章 编制工艺文件25参考文献26第一章 计算生产类型和确定生产类型11计算生产纲领该产品年产量为10000件，
2、设其备品率为10，机械加工废品率为1。现制定小锥齿轮的机械加工工艺规程N=Qn(1+a+b)=100001(1+10+1)=11100(件/年)齿轮零件的年产量为11100件。12确定生产类型现已知该产品属于轻型机械，根据手册查得生产类型与生产纲领的关系，确定其生产类型为大批生产。所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。第二章 零件分析21零件的分析小锥齿轮零件的图样标注与图表中的模数、分度圆的直径不一致。根据已知的模数、齿数和相啮合的齿轮的齿数，将其尺寸计算出来，其主要的尺寸如下：节锥角 分度圆直径 外锥距 变为系数 当时 齿根高 齿
3、顶高 齿顶角 等顶隙收缩齿 齿根角 锥顶角 根锥角 大端齿顶圆直径 冠顶距 图样上没有标准便面粗糙度，基准孔20mm的表面粗糙度为Ra1.6m即可。左端面作为定位，其表面粗糙度为Ra3.2m。齿轮的锥顶圆，其表面粗糙度为Ra3.2m。齿轮的节锥圆，其表面粗糙度为Ra1.6m。齿上的左端面，其表面粗糙度为Ra3.2m。齿轮孔的轮毂槽深mm，轮毂槽宽mm，轮毂槽的对称度公差为0.03mm。左端面到齿轮的左端面的16mm,不需要很高的尺寸公差，自由公差就能满足要求。将以上的修改，得到小锥齿轮的零件图，如图2-1。图2-1 锥齿轮零件图22零件的工艺分析零件的材料采用20Cr,适合锻造。锥齿轮的工艺基
4、准一般与设计和装配基准一致，使用一个孔20mm和一个端面(左端面)作为工艺基准。在锥齿轮制齿加工前，必须准备好齿坯，该零件齿坯采用模锻制出。齿面渗碳淬火后的硬度5662HRC，可以达到这个要求。小锥齿轮在齿面淬硬后，必须对基准加以修正。由于该零件是大批生产，采用专用的节圆定位夹具。齿轮是7级的精度，精度相对来说比较高。先采用粗刨、精刨，然后采用研齿，可以达到精度要求。根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。总体来说，该零件的加工不是很困难。第三章 选择毛坯31毛坯的选择齿轮是最常用的传动零件，要求具有一定的强度。该零件的材料为20Cr，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂。又属于大批生产，做毛坯可以
5、采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。即外形做成台阶、齿轮做成一定的锥度。由于孔为20mm比较小，所以孔不要锻出，在零件加工时钻出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。第四章 工艺规程设计41定位基准的选择本零件是带孔的锥齿轮，孔是其设计基准(亦是装配基准和测量基准),为了避免由于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。具体而言，即选20mm孔及一端面作为精基准。由于本齿轮全部表面都需要加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆38mm及一端面(左端面)为粗基准。左端面向右的16mm处的外圆作为分模面。42零件表面加工方法的选择本零件
6、的加工面有外圆、内孔、齿面、端面、锥面等，材料为20Cr。参考机械加工工艺师手册有关资料，其加工方法选择如下38mm外圆面：为未注公差尺寸，表面粗糙度Ra6.3m，需要进行粗车及半精车。齿轮锥面：公差等级为IT7，表面粗糙度Ra3.2m，需要进行粗车、半精车及精车。左端面：本零件为回转体端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度Ra3.2m，需要进行粗车、半精车及精车。其余端面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度Ra6.3m，需要进行粗车、半精车。内孔20mm：公差等级为IT7，表面粗糙度Ra1.6m，需要进行钻孔、扩、粗铰及精铰。轮毂：公差等级为IT7，表面粗糙度Ra3.2m，需要进行插削。齿面：齿轮模数
7、为2.75mm，齿数为26，精度7DC，表面粗糙度Ra1.6m，需要进行刨齿(粗刨和精刨)和研齿。43制定工艺路线齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，然后再进行齿面的加工。齿坯的加工包括各圆锥面、圆柱面及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，齿坯加工可以按照下述工艺路线进行。工序10：正火处理。工序20：以外圆38mm及左端面定位，粗车另一端面，粗车圆锥面及钻孔、扩20mm。工序30：以粗钻的孔20mm和粗车的端面定位，粗车38mm的外圆、端面及一锥面。工序40：以粗车外圆38mm及左端面定位，半精车另一端面，半精车圆锥面及孔的粗铰20mm。工序50：以粗铰的孔20mm和半精车的
8、端面定位，半精车38mm的外圆、端面及一锥面。工序60：以半精车外圆38mm及左端面定位，精车圆锥面。工序70：以粗铰后的孔20mm及右端面定位，精车左端面。工序80：钳工划线。工序90：以精车的左端面及半精车外圆38mm定位，粗、精插键槽。工序100：以半精车的外圆38mm及精车的左端面定位，精铰孔20mm。工序110：以精车的左端面及精铰孔20mm定位，粗刨齿面。工序120：倒齿端锐角边及其毛刺。工序130：以精车的左端面及精铰孔20mm定位，精刨齿面。工序140：齿面几何精度和接触精度检查。工序150：齿面渗碳淬火。工序160：修正左端面及20mm定位基准。工序170：选择配对、修正名义
9、安装距。工序180：研齿。工序190：清洗。工序200：最终检验、打印配对号及成对涂油包装。44确定机械加工余量及毛坯零件图4.4.1确定机械加工余量钢制模锻件的机械加工余量按有关规定标准确定。确定时，根据估算的锻件质量、加工精度及锻件复杂系数，由表可以查得外圆表面的加工余量。锻件质量：根据零件成品的质量为0.650kg估算为1.2kg。加工精度：圆锥面公差等级为IT7，另一圆柱表面为未注公差。锻件形状形状复杂系数S为假设的最大的直径为82mm，长46.5mm,则S=m锻件/m外轮廓包容体m外轮廓包容体=d密度=3.144.657.85g =1927g故S=1.2/1.927=0.622查表可
10、知，该零件的形状复杂系数为，属于一般级别。机械加工余量，根据锻件质量、查表可知。由于表中形状复杂系数只列和，则参考定。由此查得直径方向为1.72.0mm。即锻件的各外径的单面的余量为1.72.0mm，各轴向尺寸的单面余量为1.72.2mm。4.4.2确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度m。如果m的表面，余量适当增大。该零件的表面粗糙度m，则毛坯尺寸见表4-1所示。表4-1齿轮毛坯(锻件)尺寸/mm零件尺寸单边加工余量锻件尺寸零件尺寸单边加工余量锻件尺寸382421621678.1161.9428243.891.945484.4.3设计毛坯零件图确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据
11、锻件质量、形状复杂系数、分模线形状种类及锻件精度等级从手册中查得。本零件锻件质量1.2kg，形状复杂系数为，20Cr含碳量约为0.2。查表可得，锻件的材质系数为，采用平直分模线，锻件为普通精度等级，则毛坯公差可以从表中查出，列表4-2如下。表4-2 齿轮毛坯(锻件)尺寸允许偏差/mm锻件尺寸偏差锻件尺寸偏差42+1.2-0.648+1.0-0.482+1.4-0.68.5+0.8-0.216+1.1-0.5确定圆角半径锻件上的凸角圆角半径为外圆角半径r，凹角圆角半径为内圆角半径R。外圆角作用是避免锻模的相应部分因产生应力集中造成开裂；内圆角作用是使金属易于流动充，防止模膛压塌变形。满模膛，避免
12、产生折叠，防止模膛压塌变形。锻件圆角半径查表确定，本锻件各部分的H/B大于2而小于4，故可以用下式计算。外圆半径 r=0.06H+0.5内圆半径 R=3.0r+0.5为了简化起见，本锻件的内外圆角分别取相同数值。以最大的H进行计算。r=0.06H+0.5=0.0632+0.5=2.42mm (取2.5mm)R=3.0r+0.5=8mm确定拔模角度本锻件上、下模模镗深度不相等，起模角应以模镗较深的一侧计算。查表可得，外起模角，内起模角确定分模位置由于是HD的锻件，应采取轴向分模。这样便于起模及发现上、下模在模锻过程中的错移，分模线位置选在最大外径的中部，分模线为直线。确定毛坯的热处理方式低合金钢
13、齿轮毛坯经锻造后，应该安排正火处理，以消除残留的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善了切削加工性。零件的毛坯图如图4-1所示。图4-1 毛坯零件图45工序设计4.5.1选择加工设备与工艺装备4.5.1.1选择机床a. 工序20、30、40、50、60、70、90、100是粗车、半精车、精车、钻孔及粗、精铰。本零件的外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的CA6140型卧式车床即可。b. 工序80是插键槽，加工的孔径不大，选用B5032A型插床。c. 工序100、120是粗、精刨齿，从加工要求及尺寸大小及模数考虑，选YM2350型直齿锥齿轮刨齿机。d.
14、工序160是精修基准，采用精镗。选用T617A。e. 工序180是研齿，淬火后对齿轮副进行精加工。选用YB2550型半自动锥齿轮研齿机。4.5.1.2选择夹具本零件除插键槽及粗、精刨及研齿等工序需要专用夹具外，其他各个工序使用通用夹具即可。在车床上的工序以外圆和左端面定位的采用三爪自定心卡盘，其余的工序采用专用夹具。4.5.1.3选择刀具a. 在车床上加工外圆，一般都选用硬质合金车刀，加工钢制零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5、半精加工用YT15、精加工用YT30。在车床上钻孔、扩孔，一般选用麻花钻。扩孔是选用YT15硬质合金扩孔钻。在车床上铰孔一般选用浮动机铰刀。在车床上铰孔，会引起孔径的扩大，为了防止铰销孔径扩大，所以铰刀与机床主轴浮动连接所用的浮动夹头。b. 在插床上插键槽，插刀结构选用整体式，与组合式相比，同一尺寸的刀具刚性要好，适合于孔加工小孔、槽
