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1、 University of South China机械工程学院 机械专业 课程设计说明书 设计题目：轴齿轮的机械加工工艺及工装设计 课程名称： 机械专业课程设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 起止时间： 2013年12月02日至 2013年12月20日设 计 任 务 书题目：轴齿轮的机械加工工艺及工装设计 如图所示轴齿轮，齿数Z为19，模数M为2.5，材料为45钢。生产类型为大批量生产，工艺类型采用常规工艺，工序安排采用工序分散原则，设备采用通用设备+专用工装。 技术要求：1. 轴的内圆与外圆的圆跳度不大于0.03；2. 毛坯调质处理；3. 齿面硬度为HRC45-48。 要求
2、对轴齿轮的机械加工工艺规程及加工齿轮的夹具进行设计。设计内容：1. 零件图：1张；2. 机械加工工艺过程卡：1张；3. 机械加工工序卡：1套；4. 夹具装配总图：1张；5. 夹具零件图：1张；6. 课程设计说明书：1份。内容摘要：按照题目要求，对工件的工艺要求和技术要求进行分析，通过所学的知识先选择合理的毛坯材料、外形与尺寸。并选择合理的定位基准与加工顺序。通过查找工艺手册选择并计算工件的加工余量，制定最优的工艺路线，以节省成本和工时。再对最终的工艺路线的各工序进行分析与计算其切削用量、进给量和切削速度，并计算所需工时。加工齿轮时，综合考虑选择插齿进行齿轮加工，分析其工艺性确定工件的定位与夹紧
3、方案，再计算其定位误差和夹紧力，设计其专用的夹具。关键词：轴齿轮、加工工艺、工序、夹具；目 录1.零件的工艺分析4 1.1零件的结构特点4 1.2技术要求4 1.3加工工艺性42.毛坯的确定53.零件的基准选择64.重点工序的说明65.工艺路线的制定66.加工余量的确定77.各工序切削用量的选择及工时的计算98.专用夹具的设计19 8.1问题的提出19 8.2定位基准的选择20 8.3定位误差分析20 8.4夹紧力的计算209.课程设计心得体会2010.参考文献2011.附录机械加工工艺过程卡21 附录机械加工工序卡221.零件的工艺分析1.1零件的结构特点如题目要求，所加工的零件为一个轴齿轮
4、。其一端为一个连续的短轴径有一个键槽和另外一个零件进行配合。另一端为52.5mm、齿数为19、模数是2.5的齿轮。在齿轮的一端加工一个28mm，长度为17mm的孔，另一端也要加工32mm长为44mm，精度要求比较高的孔，在孔的一侧还要加工一个油槽。具体形状如图1-1所示。图1-1 加工零件1.2技术要求（1）轴的内圆与外圆的圆跳度不大于0.03；（2）毛坯要经过调至热处理，提高力学性能；（3）齿部表面要进行淬火处理，硬度为HRC45-48。1.3加工工艺性此零件的技术要求不高，用车床、镗床、铣床、插床就可以加工出。精度要求一般是7级或8级，而且表面粗糙度也要求不高，是一个较好加工的零件。由于大
5、批量生产，可以使用车床进行加工。2.毛坯的确定从轴的受力分析可知，它受扭转弯曲复合作用力，由于其承受中等载荷，工作又较平稳，冲击力很小，所以可采用优质结构钢的45号钢，坯料用热轧圆钢。为了改善组织，提高力学性能，坯料要经过正火热处理。由于热轧钢是从炼钢厂直接出来的，所以尺寸是固定的。轴的精度要求不高，精车就可以达到要求。在车外圆采用粗车半精车精车的加工工艺。表2-1：毛坯的加工工艺工序名称工序间余量/mm经济精度/m表面粗糙度/m工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm精车0.2h8Ra0.62.552.5半精车0.5h10Ra2.51052.7粗车2.8h12Ra1432053.2毛坯256
6、56由以上工序加工余量分析，毛坯的尺寸选在56mm左右即可。毛坯图如图2-1.图2-1 毛坯图3.零件的基准选择此轴齿轮毛坯是热轧圆钢。在一开始粗加工的时候，是选用车床加工外圆、三爪卡盘进行夹紧定位的，粗车是选用圆钢的外圆作为基准的。在选用精基准时，采用互为基准进行两端的外圆进行加工，在钻孔时采用基准统一原则，加工孔时的工艺路线采用钻扩铰的加工路线，镗油槽时采用齿轮端进行定位，在加工齿轮时可采用轴心和键槽定位。4.重点工序的说明本零件的加工表面有个外圆、端面、孔、齿轮等，材料为45钢，以公差等级和粗糙度选择加工工艺。外圆加工工序：粗车半精车精车因为毛坯选用的是热轧钢，56mm的外圆未标注公差尺
7、寸，根据GB 1800-79规定其公差等级为IT14，44mm的外圆表面粗糙度为Ra3.2um，需要粗车、半精车。40mm的外圆面，未标注公差等级，根据GB 1800-79规定其公差高年级为IT14，表面粗糙度为Ea2.5um，需粗车、半精车。齿轮的外圆面 公差等级为8级，表面粗糙度为Ra3.2um,需粗车、半精车、精车钻孔工序：钻孔扩孔铰孔28mm的孔，未标注公差等级，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra12.5um,需要先钻孔再扩孔，钻孔为通孔。32mm的孔，公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra12.5um，因为已经钻出通孔，加工方法可以采取先扩孔然后再进行铰孔即可达到要求。5.工艺路线的制
8、定工序一 粗车、半精车端面。工序二 粗车、半精车、精车外圆至52.5mmh8。工序三 粗车外圆至46mm,长度为49mm。再粗车、半精车、精车外圆44mmh7。工序四 粗车、半精车外圆40mm。工序五 切断。工序六 换头夹紧、粗车、半精车端面使齿轮宽为12mm,倒角1X45。工序七 换头夹紧，钻孔28mm。工序八 扩孔，然后再进行铰孔32mmh7，深度为44mm，倒角。工序九 换头夹紧，倒角1X45。工序十 车油槽。工序十一 铣键槽。工序十二 齿轮加工。工序十三 检验。6.加工余量的确定工艺路线拟定以后，应该定每道工序的加工余量、工序尺寸及其公差。工序尺寸是工件加工过程中，各个工序应保证的加工
9、尺寸，工序尺寸允许的变动范围就是工序尺寸公差。工序尺寸的确定与工序的加工余量有密切关系。零件图上的尺寸和公差就是最终工序的尺寸和公差。可以用“倒推”的办法，将此尺寸加上此工序的余量，就是上一工序的工序尺寸。如图6-1可知，最大直径为52.5mm，其公差为IT8，由于坯料石热轧圆钢，其直径便不能随意拟定一个尺寸，必须根据型材规格表选取合适的直径。查【6】表2-74，选用坯料直径56mm。总的加工余量为56-52.5=3.5mm.考虑到粗、精加工分阶段进行，在粗车时应切去大部分余量，故取粗车的加工余量为2.8mm，那么精车的加工余量为总得加工余量减去粗车的加工余量，即3.5-2.8=0.7mm。图
10、6-1 零件加工示意图40mm部位的尺寸属未标公差的尺寸，其公差等级可取IT14，精车加工余量亦可以取0.7，那么粗车的加工余量=56-40-0.7=15.3mm。各外圆表面的工序间余量，工序尺寸及公差如表6-1所示。表6-1 轴齿轮的加工尺寸加工表面工序名称工序间余量工序能达到的公差等级及其标准公差值最大极限尺寸工序尺寸及公差轴颈精车0.2IT8（0.046）52.5C、B、A半精车0.5IT10（0.12）52.7粗车2.8IT14（0.74）53.2外圆C、B粗车6.5IT14（0.62）46.0外圆C精车0.2IT7（0.025）44.0440 - 0.025 半精车0.5IT10（0.10）44.244.2粗车1.3IT12（0.25）44.744.7外圆B半精车2.0IT7（0.025）40.0粗车4.0IT12（0.25）42.042
