齿轮轴工艺规程与工艺装备设计文档格式.docx
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（4）结论
2、确定毛坯选择：
（1）选择毛坯类型与制造方法；
（2）确定毛坯余量与公差；
（3）绘制毛坯。
3、拟订工艺路线：
（1）基准选择；
（2）表面加工方法选择；
（3）划分加工阶段；
（4）确定工序顺序；
（5）画工艺流程图；
（6）填写工艺过程卡片。
4、工序设计：
（1）确定加工余量、计算工序尺寸及其公差；
（2）选择切削用量、计算时间定额；
（3）选择加工设备和工艺装备；
（4）填写工序卡片。
（2）指定工序机床夹具设计：
（1）定位方案确定；
（2）定位误差计算；
4、上交资料
1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书1份
2、工艺文件1套
3、机床夹具设计说明书1份
4、夹具总装图，全部非标零件图1张
5、刀、量具设计说明书1份
6、刀具工作图；
量具工作图1张
五、进度安排
（1）熟悉零件，画零件图10天
（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片15天
（3）工艺装备设计20天
（4）编写说明书10天
（5）准备及答辩7天
六、起止日期
2015年07月01日一2015年09月01日
7、指导教师评语
成绩：
日期：
目录
第一部分 工艺设计说明书1
1.零件的分析1
1.1零件的作用1
1.2零件的工艺分析1
1.3审核齿轮轴的工艺性1
1.4确定生产类型1
1.5绘制零件图1
2.确定毛坯并绘制毛坯简图2
2.1确定毛坯种类2
2.2确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2
2.2.1毛坯外圆表面直径的确定2
3.制定工艺路线3
3.1定位基准的确定：
3
3.1.1粗基准的选择：
3.1.2精基准的选择：
3.2表面加工方法的确定4
3.3工序的集中与分散4
3.4工序顺序的安排4
3.5选择加工方法4
4.工艺路线的选择4
4.1方案一：
4
4.2方案二：
5
4.3工艺方案比较5
4.4主要机加工工序简图5
4.5工序尺寸及其公差确定9
5.确定切削用量和基本工时10
5.1粗车外圆10
5.2滚齿11
第二部分 第07号工序夹具设计说明书12
1.夹具的设计12
1.1问题的提出12
1.2定位基准的选择12
1.3定位误差的分析12
2.夹具图12
3.夹具总装草图13
第三部分 第03号工序刀具设计说明书14
1.工序尺寸精度分析14
2.刀具类型确定14
3.刀具设计参数确定14
4.刀具工作草图15
第四部分 第10号工序量具设计说明书15
1.工序尺寸精度分析15
2.量具类型确定15
3.极限量具尺寸公差确定15
4.极限量具尺寸公差带图15
5.极限量规结构尺寸设计16
第五部分 毕业设计体会17
总结17
参考文献17
第一部分 工艺设计说明书
1.零件的分析
1.1零件的作用
题目给定的零件是齿轮轴。
齿轮轴通过连接两个零件，起到连接、支撑传递动力等一系列作用，在工作中，由于受到弯应力和冲击载荷，因此该零件应具有足够的刚度、强度及韧度。
以适应其工作环境变化。
1.2零件的工艺分析
零件的工艺分析就是通过对零件图纸的分析研究，判断该零件的结构和技术要求是否合理，是否符合工艺性要求。
（1）审查零件图纸通过对该零件图纸的重新绘制，知道原图样的视图正确，完整、尺寸、公差及技术要求齐全。
（2）零件图样分析
（3）零件的结构工艺性分析该零件比较简单，没有复杂的结构和较高的加工要求。
主要加工有各个外圆表面、端面的车削、磨削、滚齿、剃齿等。
各个待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
轴是组成减速器的重要的重要零件之一，该齿轮轴包括圆柱、齿轮、键槽等表面。
它本身要求有足够的强度和刚度，足够精确的尺寸和较高的表面粗糙度，与轴承配合处的轴颈表面还有高的硬度，因而材料具有优良的综合机械性能，碳素钢价格低廉、锻造工艺性能好、对载荷较大，较为重要的场合，以45钢最为常用。
1.3审核齿轮轴的工艺性
该零件除主要工作表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削的粗加工，半精加工等就可以达到加工要求；
而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用磨削的方法加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
1.4确定生产类型
由已知条件知，该齿轮轴的生产类型为中批量生产。
1.5绘制零件图
2.确定毛坯并绘制毛坯简图
2.1确定毛坯种类
零件材料45＃钢，考虑到齿轮轴的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。
由于该零件的生产类型为中批量生产，而且零件的轮廓较简单，选用模锻成型方法制造毛坯。
这对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。
2.2确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
2.2.1毛坯外圆表面直径的确定
V1=3.14×
（15x10-3）2×
60×
10-3=0.04239×
10-3
V2=3.14×
（19x10-3）2×
70×
10-3=0.07935×
V3=3.14×
（20x10-3）2×
20×
10-3=0.02512×
V4=3.14×
（24x10-3）2×
10×
10-3=0.01809×
V5=3.14×
（30.3x10-3）2×
65×
10-3=0.18738×
V6=3.14×
V7=3.14×
18×
x10-3=0.02261×
V=V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7=0.39×
10-3m3
W=0.39x10-3×
7.9×
103=3.08Kg
外圆Ø
48mm只要粗加工就可以达到要求，而外圆Ø
40+0.018+0.002mm和Ø
48mm锻一样的直径，查参考文献4表2-15可知直径加工余量为2mm，所以取毛坯直径为Ø
50mm。
Ø
30+0.015+0.002mm与Ø
38mm锻一样的直径，而Ø
38mm只要粗加工就可以达到要求，查参考文献4表2-15可知直径加工余量为2mm，所以取毛坯直径为Ø
40mm.ø
66.60-0.12mm要经过粗加工和精加工，参考文献4表2-15可知直径加工余量2mm+1.5mm=3.5mm,考虑实际加工时，因锻造表面较硬而加工余量少可能难加工，所以取毛坯直径为Ø
75mm。
长度方向的余量查参考文献2，其余量值规定2.0-2.5mm,取2.0mm.
尺寸项目
30+0.015+0.002
38
40+0.018+0.002
48
ø
66.60-0.12
粗车余量（直径）
9
1
7
半精车余量（直径）
0.5
0.5
磨削余量（直径）
总余量（直径）
10
2
8.4
产品毛坯图：
3.制定工艺路线
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定粗基准，然后确定精基准。
为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则以不加工表面作为定位基准。
若工件上有多个不加工表面，应选择其中与加工位置精度要求高的表面为粗基准。
为保证工件某重要表面的余量均匀，应选择重要表面为粗基准。
尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。
粗基准一般只在头道工序中使用一次，应尽量避免重复使用。
因此，在齿轮轴的加工中选择两段Ø
40+0.018+0.002的外圆柱面作为粗基准。
应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。
所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。
本零件是轴类的零件，轴是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选择轴为定位基准。
由零件的工艺分析可以知道，此零件的设计基准是Ø
30+0.015+0.002mm和Ø
40+0.018+0.002mm的轴线，根据基准重合选择，应选择设计基准为精基准，即以Ø
40+0.018+0.002mm的轴线为精基准，由于多数工序的定位基准都是中心孔，符合基准统一原则，且能保证工件定位准确，装夹方便，夹具结构简单。
所以精基准选择中心孔。
3.2表面加工方法的确定
本零件的毛坯为锻件，待加工面有端面，键槽等。
材料为45＃钢，公差等级及粗糙度要求参考零件图。
其加工方法的选择如下：
（1）端面本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。
待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，经车削可获得。
（2）键槽本零件主要加工键槽，铣键槽
（3）外圆齿轮轴上有较多的外圆。
根据不同的公差等级及粗糙度要求，选择粗车，半精车，精车等加工方法，保证不同的技术要求。
3.3工序的集中与分散
选用工序集中原则安排齿轮轴的加工工序。
该齿轮轴的生产类型为中批量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；
而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
3.4工序顺序的安排
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准—首先加工轴的端面，保其总长，后车外圆。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工艺，后安排加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面—各外圆表面
，后加工次要表面—齿轮的加工。
3.5选择加工方法
根据各表面加工要求和各加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：
Ø
30+0.015+0.002mm：
粗车→半精车→磨
38mm：
40+0.018+0.002mm：
48mm：
粗车→半精车
ø
66.60-0.12mm：
尺寸宽为80-0.036mm深为4+0.215+0.002mm长为50mm的键槽：
粗铣→精铣。
大径为ø
66.60-0.12mm的斜齿轮：
滚齿→剃齿
根据先粗后精，基准先行，以及先主后次的原则，加工的顺序：
锻造→正火→铣两端面钻中心孔（总长为253，两端面后续工序不再加工）→粗车一端外圆、台阶（ø
40、ø
48、ø
66.6）→粗车另一端外圆、台阶（ø
30、ø
38、ø
48）→调质→半精车一端外圆、台阶、倒角→半精车另一端外圆、台阶、倒角→铣键槽→滚齿→剃齿→磨外圆→检验→入库
4.工艺路线的选择
工序10：
模锻；
工序20：
正火；
工序30：
车端面、打中心孔；
工序40：
粗车各外圆；
工序50：
调质处理；
工序60：
修研中心孔；
工序70：
半精车外圆；
工序80：
铣键槽；
工序90：
滚齿；
工序100：
工序110：
剃齿；
工序120：
磨外圆；
工序130：
去毛刺；
工序140：
检验；
工序150：
入库；
粗滚齿；
精滚齿；
4.3工艺方案比较
两方案的不同主要在于齿轮的加工工序不同，通过比较可知方案一比较好。
因为方案二只采用滚齿，要达到零件图上所要求的精度需采用高精度的滚刀和高精度的滚齿机。
而方案一采用剃齿来达到零件图上所要求的精度。
对一般工厂来说比较合适，所以采用方案一。
4.4主要机加工工序简图
1.铣装夹
铣端面
2.钻装夹
钻中心孔
3.粗车装夹
粗车外圆、台阶（ø
66.6）
4.粗车装夹
48）
5.半精车装夹
半精车外圆、台阶（ø
6.半精车装夹
半精车外圆ø
7.铣装夹
铣键槽
8.铣装夹
滚齿
9.
剃齿
10.磨磨外圆ø
40
4.5工序尺寸及其公差确定
1外圆：
30+0.015+0.002Ra1.6
余量
工序公差
工序尺寸
锻造
±
0.7
40±
粗车IT12Ra12.5
0.13
31+0.015-0.115
半精车IT10Ra6.3
±
0.052
30.5±
磨IT8Ra1.6
0.013
2.外圆：
40+0.018+0.002Ra0.8
50±
41+0.018-0.112
40.5±
磨IT8Ra0.8
0.016
40+0.018+0.002
3.外圆：
38Ra0.8
390-0.13
38.5±
0.1
380-0.1
4.外圆：
48Ra6.3
1.5
0.25
48.50-0.25
480-0.1
5外圆：
ø
66.60-0.12Ra0.8
75±
680-0.13
67.5±
滚齿
0.12
670-0.12
剃齿
0.4
5.确定切削用量和基本工时
5.1粗车外圆Ø
40+0.018+0.002mm
1）背吃刀量：
单边余量Z=4.6mm，可三次切除。
背吃刀量为1.8mm
2）进给量：
根据参考文献2表1.1-47取f=0.4mm/r.
3）切削速度：
根据参考文献2表1.1-46取Vc=65m/min
4）确定主轴转速：
ns=1000Vc/πdw=1000×
65/3.14×
50r/min=414r/min
按机床选取n=710r/min,所以实际切削速度为
V=πdn/1000=3.14×
50×
710/1000m/min=111.47m/min
5）验证机床功率：
主切削力按《机械工艺手册》表1.1-57所示公式计算
2650
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