双联齿轮机械加工工艺要求赵孟杰Word格式文档下载.docx
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（L0H
2,5
2.5
压力角
20*
肯圏径向圆班动
3,0J&
仇056
处潘甄云度亶动仝屋
0,038
0.011
我晋.I
二、零件分析
（1）零件的作用与结构特点双联齿轮主要用于一些机械设备变速箱中，通过与操作机构的结合，滑动齿轮从而实现变速。
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上图中的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）零件的工艺分析
该零件属于齿轮类零件，两齿轮齿形齿向公差均为0.011，齿圈径向圆跳动公差0.036公法线长度变动公差均为0.028，两齿轮形状精度，尺寸精度和形位精度要求均较高，零件的主要技术分析如下：
（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）①32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。
三、工艺规程的设计
（1）确定毛坯的制造形式由于零件结构简单，尺寸较小，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高且要进行大
量生产所以选用模锻件，其加工余量小，表面质量好，机械强度高，生存率高。
工件材料选用45钢，毛坯的尺寸精度要求为IT11—12级
（2）基准的选择
根据零件图纸及零件的使用情况分析。
知①32花键孔，端面圆跳动，平行度等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应进行分析。
（1）粗基准的选择粗基准的选择：
对双联齿轮这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。
对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。
（2）精基准的选择
在加工完①32花键孔以后各工序则以花键孔为定位精基准。
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。
（3）工艺路线的拟定
（1）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。
工艺路线一：
工艺路线二
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、端面
4精车外圆及端面
5检验
6滚齿
6滚齿
7插齿
7倒角
8倒角
8去毛刺
9去毛刺
9剃齿
10剃齿
10齿部高频淬火
11齿部高频淬火
11推孔
12推孔
12衍齿
13衍齿
13总检
14总检
两个工艺方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二这道工序都是为了
获得z21的切削加工。
方案一是对z33的齿形进行滚齿加工后再对z21的齿轮进行插齿加工，这样能保证切削加工顺利地进行下去。
方案二是对z33的齿坯进行滚齿加工后继续对齿轮U的齿轮进行滚齿加工，由于该零件是双联齿轮，两齿轮间隔很小，若再对z21的齿
坯进行滚齿加工需得有专门的设备，增加了成本和加工难度
另外，选择方案时还应考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等、本次设计选择工艺路线方案一。
根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示:
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
1毛坯锻造
2正火
3粗车外圆及端面，留余量1.5~2mm,钻、镗花键底孔至尺寸①28H12
4拉花键孔
5钳工去毛刺
6上心轴，精车外圆，端面及槽至要求
7检验
8滚齿（z33）留余量0.07~0.1mm
9插齿（z21）留余量0.04~0.06
10倒角
11钳工去毛刺
12剃齿（z33）公法线长度至尺寸上限
13剃齿（z21）采用螺旋角度为5度的剃齿刀，剃齿后公法线长度至尺寸上限
14齿部高频淬火
15推孔
16衍齿
17总检入库
根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡。
见附表1:
机械工艺加过程
卡，附表2—15机械加工工序卡
机械加工工艺过程卡
零件名称
双联齿轮《二》
锻造
每件毛坯制坯数
第一页
零件生产批量
100
45钢
零件外形尺寸
工
序号
种
工序名称
机床型号
夹具名
称
刀具名
辅助名称
量具
10
车
粗车外圆及端面留余量
1.5-2mm
CA6140
车夹具
咼速钢
车刀
游标卡
尺150X
0.02
20
钻镗花键孔至
尺寸①28H12
C6136
（专）
车①28孔
夹具
钻扩复合钻①
28x①
40
1-50mm内径千分尺
30
拉
拉花键孔至规格
L6120
拉夹具
矩形花键拉刀
拉夹头
花键量规
钳
去毛刺
50
上芯轴，精车外圆，端面及槽至要求
上芯轴装夹
咼速钢外圆，端面及
车槽刀
60
铣
滚齿（z33）留
剃余量
0.07-0.12mm
Y3150E
咼速钢剃前齿轮滚刀
CD320G
光栅式多能单面啮合检杳仪
70
插齿（z21）留
0.04-0.06mm
Y5132
盘形直齿插齿刀
80
倒角（1,2齿
15°
牙角）
75°
外
圆车刀
90
剃齿（Z=33）
公法线长度至尺寸上限
Y4232C
盘形剃
齿刀
110
剃齿（Z=21）
120
推孔
130
珩齿
砂轮
名
工序简图
一
粗车外圆及端面
河南工业职业技术学院
第1
页
机床名称
机床
型号
车床
CA6
140
毛坯材料
夹具称
三爪卡盘
辅助夹具
冷却液
序号
工步内容
转数/
（r/
min）
切削速度/（m/
进给量/
（mm
/r/
min）
刀具名称
量具名称
粗车外圆及端面，留
余量1.5-2mm
750
56.5
0.4
硬质合金车刀
游标
卡尺
150*
\X
钻镗花键孔
河南工业职业技术学院
第2
机床型号
夹具名称
钻①
28孔
冷却
液
进给量/（mm
/r/min）
名称
钻镗花键孔至尺寸
①28H12
麻花钻，
YG8硬质
合金镗刀
0-250内径千分
尺
\工序简图
工序名^
X
格
河南工业职业技术学院
第3
拉床
L612
—
1
拉夹
具
/、
乳化
（r/min）
切削速度
/（m/
拉花键孔至规格
280
3.6
矩形花键拉刀
花键量规
第4
工具名称
机床型
号
锉刀
冷却液
工步内
切削速进给量/（mm刀具名称度/（m/r/min）
/min）
钳工去毛刺
工序
简图工序名称
精车外圆
第5
CA61
容
上芯轴精车外圆、端面及槽至要求
/（m/
进给量/
（mm/r/min）
高速钢车刀
100*
min
切削速度/（m/
min
进给量/（mm
滚齿机
滚齿（Z=33）留齿
余量0.07-0.12mm
64
32.4
高速钢滚刀
Y31
50E
上芯轴装夹
乳化液_量具名称
、、工序简图工序名称
插齿Z=21
插齿机
Y51
32
45G
插齿（Z=21）留齿余
量0.04-0.06mm
18.3
0.32
高速钢插刀
剃齿Z=33
第10页
机床型号
剃齿机
夹具名称
切削速度进给量/（mm/r
/（m//min）
刀
量具名称
100剃齿（Z=33）230
1300.35
盘形剃齿刀
切削速度/
（m/min）
转数/（r
\工序简图工序名称
（mm/r/min）
第
12
刀具名称
（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
1毛坯尺寸的确定，画毛坯图
双联齿轮室一些设备变速箱中，通过与操纵机构相结合，滑动齿轮，从而实现变速。
要求配合精度较高，力学性能较好，且生产纲领是成批生产，所以毛坯选用模锻件，再给以正火处理，以消除锻件在锻造过程中的内应力。
由文献1,该种锻件的工差等级为CT7~9级，故取CT为9级。
由文献1可用查表法确定各表面的总余量，但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。
由文献1可查出锻件主要尺寸的公差，先将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
©
87.5外圆
87.5
5
92.5
①57.5外圆
57.5
4
61.5
①42
42
47
42长
18厚
18
3
21
20厚
23
花键孔
28
27
由此可绘出零件毛坯图
三、选择工序加工余量
1.粗车外圆及端面，钻镗花键底孔至尺寸©
28
（1）已知©
87.5外圆长度方向上的加工余量为3mm实际加工余量为1.5mm,故分一次加工,
长度加工公差为IT11级取-0.19mm
（2）进给量《切削简明手册》当刀杆尺寸为16mm<
25mm>
ae<
3mm时寸，
以及工件直径为①87.5时，？
=0.6-0.8mm/r
按C3163—1车床说明书取?
=Q6mm/n
由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85
所以：
实际进给量f=0.6X0.8=0.48mm/r
按C3163—1车床说明书？
=0.53mm/r
（3）计算切削速度。
按《切削简明手册》表1.27,
切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）
刀具材料YG6
V=Cv/（Tm-apxv-fyv）-kv
其中：
Cv=158xv=0.15yv=0.4M=0.2
修正系数Ko见《切削手册》表1.28
kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04kBV=0.81
•••Vc=158/（600.2-20.15-0.530.4）-1.15-0.8-0.8-0.81-0.97
=46.9（m/min）
（4）确定机床主轴转速ns=1000vc/ffdw
=229.8（r/min）
按C3163—1车床说明书200r/min
所以实际切削速度V=40.8m/min
a、按机床进给强度决定进给量：
根据表2.9,
当（Tb=210MPa
d0=20.5mm可确定f=0.75。
b、决定钻头磨钝标准及寿命当do=28mm
钻头最大磨损量取0.8寿命T=45min.
c、切削速度由《切削用量简明手册》得V=21m/min
n=1000V/XD=334.4由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min取
280n/min
取n=280m/min.实际V=17m/min
d、基本工时，Tm=L/nf=（42+6）/280x0.62
=0.28（min）
入切量及超切量由表查出W+△=6mm
所以Tm=L/nf=（42+6）/280x0.62
=0.32（min）
2、扩孔
刀具直径do=27mm刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所
以Tm同上Tm=0.32
倒角刀具15°
锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。
3、倒角
刀具：
专用刀具。
此工步使用到专用刀具与手动进给。
检验机床功率按《切削用量简明手册》表
可以查出当（Tb=160〜245HBS
ap<
2.8mmf<
0.6mm/r
Vc<
41m/minPc=3.4kw
按C3163—1车床说明书主电机功率P=11kw
可见Pc比P小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求
钻削功率检验按《切削用量简明手册》表2.21
当do=27mmf=0.64mm
查得转矩皿=61.8N.M
《切削用量简明手册》表由表2.32得功率公式
PC=McVc/30do=61.8x17/30x27=1.67km
可见PC比P小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要
4拉花键孔
单面齿升：
根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿
为0.06mm,
拉削速度
v=0.06m/s（3.6m/min）
切削工时
t=Zblnk/1000vfzZ
式中：
Z
b单面余量2.5mm（由①27mn拉削至U①32mm）
L
拉削表面长度，42mm；
n考虑校准部分的长度系数，取1.2；
k
考虑机床返回行程系数，取1.4；
v
拉削速度（m/min）；
f
z拉刀单面齿升；
Z
拉刀同时工作齿数，Z=l/p；
P
拉刀齿距。
P=（1.25-1.5）sqrt42=1.35sqrt42=9mm
•••拉刀同时工作齿数z=l/p=42/9〜5
•••其本工时Tm=2.5X42X1.2X1.4/1000X3.6X0.06X5=0.20（min）5.齿轮加工
（1）滚齿加工33齿由文献2表10-174
V=312/T0.33S0.5
N=0.124s0.9m1.7/D又由文献2表10-175,10-177
S=2.5，T=240min，m=4
代入上式得
V=32.4m/min，N=0.27kw
（2）插齿加工21齿由文献2表10-174
V=49/T0.2s0.5m0.3
N=179X10-4sm2/20.11
又由文献2表10-189,10-192
S=0.32，T=300min，
V=18.3m/min，N=0.062kw
由
（1）、
（2）计算它们均小于机床所能提供的功率，
故符合要求
6•齿部高频淬火
7•珩齿
精磨工件，砂轮宽度b=2mm
纵向进给量：
fa二0.5bs二0.52=1mm
工作台单行程的横向进给量ft=6.85/st
8时间定额计算
根据设计要求，只计算指导教师指定的一道工序工时。
下面计算20道工序①28mn?
L的时间定额。
（1）机动时间
由文献1表2.5-7得钻孔的计算公式为：
T=l+Il+l2/fn
式中Ii=D/2cotky+（1-2）I2=1-4,钻盲孔时，丨2=0,l=46,L2=0,f=0.3,n=1000
L1=8.7/2cot（1180/2）+1.5=6.7
所以t=46+6.7+0/0.3x1000=0.1773min
Tb=2t=2x0.1773=0.355min
（2）辅助时间
由文献1表2.5-41确定开停车0.015min升降钻杆0.015min
主轴运转0.02min
清楚铁屑0.04min
卡尺测量0.10min
装卸工件时间由文献1表2.5-42取1min
所以辅助时间Ta=（0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1）min=1.19min
（3）作业时间
TB=Tb+Ta（0.355+1.19）min
=1.545min
（4）常量工作场地时间Ts
由文献5,取B=3%贝U
TfTbB=1.545x3%
=0.04635min
（5）休息与生理需要时间Tr
T「=TbB=1.545X3%=0.04635min
（6）准备与终结时间Te
由文献1表2.5-44.，取部分时间为简单件26min
深度定位0.3min使用钻模6min
由设计给定5000件，则
Te/n=（26+0.3+6）/5000=0.001615min
（7）单件时间
Tp=Tb+Ta+Ts+Tr=
0.355+1.19+0.04635+0.04635+0.001615）min=1.625min
（8）单件计算时间
Tc=Tp+Te/n=（1.625+0.001615）min
=1.63min
四、主要参考文献
1李洪主编.机械加工工艺手册.北京出版社.1990
2艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京.机械工业出版社
3东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海.上海科学技术出版社.1994
4赵如福主编.金属机械加工工艺人员手册.上海.上海科学技术出版社.1990
5郑修本，冯冠大主编.机械制造工艺学.北京.机械工业出版社.1992
6．《机械设计基础》
7．《公差测量技术与配合》
8．《金属切削用量与刀具》
9．《机械加工设备》
10．《机床工艺学》
11．《机械制造基础》
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