课程方案机床传动齿轮组.docx

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课程方案机床传动齿轮组

广西英华国际职业学院

机械制造基础课程设计报告

姓名：

谢崇勇学号：

1104020188

杨嘉旺学号：

1104020188

刘创基学号：

1104020180

周智慧学号：

1104020182

专业班级：

11数控技术班

指导老师：

黄善厚

广西英华国际职业学院

机械制造基础课程设计任务书<五）

一、设计题目—机床传动轴<大批量生产）

二、应完成的任务

1、绘制产品零件图一张

2、绘制零件毛坯图一张

3、编制零件加工工艺规程一份

4、课程设计说明书一份

前言

机械制造技术基础课程是械理论能力的技术基础课。

课程设计则是机械制造技术基础的实践性教案环节，同时也是我学习机械专业来第一次全面的自主进行机械设计能力的训练。

在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行机械原理课程设计的目的有如下几点：

（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械原理课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。

（2）学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。

（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，再进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。

<4）学习进行机械基础技能的训练，例如：

计算、绘图、查阅设计资料和手册等。

一、图样分析

1、功能:

传递动力，改变运动速度和方向

2、结构:

零件的径向尺寸较大

3、技术要求:

该零件的齿数z=63mm,模数m=3.5mm,压力角α=20°的直齿圆柱齿轮，第一组为6级，第二三组均为5级，齿顶圆

mm，内圆柱表面

mm的尺寸精度均为IT6，B与C两端面间距

mm的尺寸精度为IT11。

二、材料分析、热处理及毛坯的确定

1、材料分析

表1—1

齿轮种类

钢 号

备 注

汽车、拖拉机及机床中的不重要齿轮

45

调质

中速、中载车床变速箱、钻床变速箱次要齿轮及高速、中载磨床砂轮齿轮

45

调质+高频淬火

中速、中载较大截面机床齿轮

40Cr、42SiMn、35SiMn、45MnB

调质

中速、中载并带一定冲击的机床变速箱齿轮及高速、重载并要求齿面硬度高的机床齿轮

调质+高频淬火

起重机械、运输机械、建筑机械、水泥机械、冶金机械、矿山机械、

工程机械等设备中的低速重载大齿轮

一般载荷不大、截面尺寸也不大、要求不太高的齿轮

I

40Mn、50Mn2、40Cr、35SiMn、42SiMn

1.少数直径大、负荷低、转速不高的末级传动大齿轮可采用SiMn钢正火2.根据齿轮截面尺寸大小及重要程度分别选用各类钢材<从I到V淬透性逐渐提高）3.根据设计，要求表面硬度大于HRC40者应采用调质+表面淬火。

截面尺寸较大，承受较大载荷、要求较高的齿轮

II

35CrMo、42CrMo、40CrMnMo、35CrMnSi、40CrNi、40CrNiMo、45CrNiMoV

截面尺寸很大、承受载荷大并要求有足够韧性的重要齿轮

III

35CrNi2Mo、40CiNi2Mo

Ⅳ

30CrNi3、34CrNi3Mo、37SiMn2MoV

2、齿轮零件毛坯的选择

Ø调质钢可选择40Cr、40CrMo等几种，截面尺寸大的选择淬透性好的钢种，即合金含量赽高的钢种，调质钢先调质后表淬。

Ø而渗碳钢有20Cr\20CrMnTi\20CrMnMo，渗碳淬火工艺

Ø要求低的可以直接用铸件或铸钢

3、齿轮零件常用热处理方法

表1—2

种类

齿坯热处理

齿面热处理

正火

调质

高频感应

加热淬火

渗碳淬火

渗氮淬火

火焰淬火

适用场合

粗车前

粗车后，半精车前

外圆淬火

碳合金钢

高速齿轮和要求热处理变形极小的中，小模数齿轮

大模数，大直径的齿轮或受热处理设备限制

三、定位基准的选择

1、自由度一个位于空间自由状态的物体，在空间直角坐标系中，具有六个自由度

2、六点定位原则定位就是限制自由度

定位方法

工件以平面定位

工件以圆柱孔定位

工件以圆镗孔定位

工件以外圆柱面定位

定位元件

可调支架，支撑板等

圆柱销、圆锥销定位心轴等

圆镗心轴、顶尖等

V形架、定位套、反顶尖等

表1—3常用定位元件方法及定位原件

表1—4带孔齿轮加工齿形定位基准的选择

条件

大批量生产

单件小批量生产

定位基准

内孔定位

外圆定位

四、工艺路线的拟定

1、加工方法的选择

表1—5外圆柱面加工方案

序号

加工方法

经济精度

<公差等级表示）

表面粗糙度

Ra值/μm

1

粗车

IT8-10

10.5-30

2

粗车-半精车

IT5-7

4.2-7.3

3

粗车-半精车-精车

IT3-4

0.5-1.2

表1—6平面加工

序号

加工方法

经济精度

<公差等级表示）

表面粗糙度

Ra值/μm

1

粗车

IT8-10

10.5-30

2

粗车-半精车

IT5-7

4.2-7.3

3

粗车-半精车-精车

IT3-4

0.5-1.2

4

挖槽

IT8-10

10.5-30

5

精加工

IT3-4

0.5-1.2

表1—7孔加工

序号

加工方法

经济精度

<公差等级表示）

表面粗糙度

Ra值/μm

1

钻孔

IT8-10

10.5-30

2

钻孔-扩孔

IT5-7

4.2-7.3

3

钻孔-半粗车-精车

IT3-4

0.5-1.2

2、加工顺序的安排

①粗加工阶段

主要任务是切去大部分余量，关键问题是提高生产率。

②半精加工阶段

主要任务是对主要表面进行进一步加工，为后续精加工做好准备<达到一定的精度和表面粗糙度，保证合适的精加工余量），同时完成一些次要表面的加工<如钻孔、攻丝、铣键槽等）。

③精加工阶段

主要任务是保证主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。

这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经过这一加工阶段就已完成。

3、工序集中与分散的确定

<1）工序集中的特点

①采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。

②工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。

③工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生产面积，还可简化生产计划和生产组织工作。

<本特点也适用于组织集中。

）

④因采用结构复杂的专用设备及工艺装备，故投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。

（2>工序分散的特点

①设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品更换。

②可采用最合理的切削用量，减少机动时间。

③设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大。

4、方案分析、最终确定方案

综合考虑上述因素，权衡利弊，一般来说：

→大批大量生产适于采用工序集中原则，可采用较复杂的机械集中，如多刀、多轴机床、各种高效组合机床和自动机加工；对于一些结构较简单的产品，如轴承生产，也可采用分散的原则。

→成批生产应尽可能采用效率较高的机床，如六角车床，多刀半自动车床等，使工序适当集中。

→单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作。

→产品品种较多又经常变换时，适于采用工序分散的原则。

由于数控机床和柔性制造系统的发展，也可采用工序集中的原则。

→对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中。

→对于刚性差且精度高的精密零件，则工序应适当分散。

→目前的发展趋向于工序集中。

五、工艺过程的拟定

表1—8传动齿轮零件加工工艺过程

序号

工序名称

工序内容

定位基准

1

锻

锻造毛坯

2

热处理

正火

3

车

粗加工大外圆，端面及内孔

小外圆及左端面

4

车

粗加工小外圆，端面

大外圆及右端面

5

热处理

调质

6

车

半精，精加工大外圆，半精加工右端面及内孔

小外圆及左端面

7

车

半精加工小外圆，左端面

大外圆及右端面

8

滚齿

滚制齿面

内孔和右端面

9

磨

内端面倒角，去毛刺

10

热处理

内面高频淬火及回火

11

磨

粗精磨端面

相对端面

12

插

插键槽

大外圆和右端面

13

磨

粗精磨内孔

大外圆和右端面

14

磨齿

磨齿面

内孔和右端面

15

磨

去毛刺

16

检

检验

六、机械加工余量、工序尺寸毛坯尺寸的确定

表1—9锻件内孔直径的机械加工余量<单位：

mm>

孔径

孔深

大于

到

大于0

63

100

140

200

到63

100

140

200

280

25

2.0

25

40

2.0

2.6

40

63

2.0

2.6

3.0

63

100

2.5

3.0

3.0

4.0

100

160

2.6

3.0

3.4

4.0

4.6

160

250

3.0

3.0

3.4

4.0

4.6

表1—10精加工余量<单位：

mm>

模数

5

4

5

6

7

8

0.75

0.9

1.05

1.2

1.35

1.5

0.2

0.23

0.26

0.29

0.32

0.35

0.09

0.10

0.11

0.12

0.10

0.11

0.12

0.14

0.13

0.14

0.15

0.16

表1—11镗削内孔的加工余量<单位：

mm）

零件基本尺寸

直径余量

粗镗

半精镗

精镗

≤18

0.8

0.5

0.2

>18~30

1.2

0.8

0.3

>30~50

1.5

1.0

0.4

>50~80

2.0

1.0

0.5

>80~120

2.0

1.3

0.5

表1—12磨削内孔的加工余量<单位：

mm）

零件基本尺寸

直径余量

零件基本尺寸

直径余量

粗磨

精磨

粗磨

精磨

>10~18

0.2

0.1

>50~80

0.3

0.1

>18~30

0.2

0.1

>80~120

0.3

0.2

>30~50

0.2

0.1

>120~180

0.3

0.2

七、各工序设备和工艺装备的确定

表1—13齿轮类零件常用设备及工艺装备

机床

夹具

刀具

量具

辅助工具

车床，铣床，镗床，滚齿机，磨齿机等

三抓定心卡盘，心轴，支撑板和螺栓压板等

内外圆车刀，滚刀，轴刀，砂轮等

千分尺，百分表，齿轮轴节检查仪等

顶尖座，表架等

八、切削用量及时间定额的确定

1.确定切齿深度和进给次数：

滚齿式，一般中等模数的齿轮多采用一次走刀切至全齿深。

2.确定轴向进给量

fa：

选择工件每转滚刀轴向进给量fa范围，按照机床说明书选取相等或低等挡相近的进给量值，确定实际轴向进给量fa。

3.确定切削速度Ｖc：

齿轮加工时滚刀的切削速度可按公式计算。

4.时间定额：

表1—14高速钢单头滚刀加工35钢与45钢圆柱齿的进给量

频数

滚刀轴向进给量

粗加工

精加工

滚齿机功率

表面粗糙度

3~4

4~9

6.3~3.2

1.6~0.8

＜1.5

1.4~1.8

1.6~1.8

1.0~1.2

0.6~0.8

＞1.5~2.5

2.4~2.8

2.4~2.8

1.2~1.8

0.8~1.0

＞2.4~4

2.6~3.0

2.6~3.0

九、填写工艺文件

1、工艺过程卡

零件名称

材料

毛坯种类

毛坯硬度

毛重

净重

机床传齿轮

40Cr

工序号

工序名称

设备名称

夹具

进给量

主轴转速

切削速度

1

锻造毛坯

铸型机

专用夹具

2

热处理、正火

火炉

专用夹具

3

车端面

打中心孔

数控车床

三爪卡盘

0.3

0.15

500-1000

300

50

40

4

粗精车小端各部

数控车床

三爪卡盘

0.3

800-1200

100-400

5

倒外圆角

数控车床

三爪卡盘

0.3

450

100-280

6

钻孔

数控车床

三爪卡盘

0.6

180

14

7

扩孔

数控车床

三爪卡盘

0.3

850

60

8

插齿

数控插齿机

插齿夹具

0.3

20

9

滚齿

数控滚齿机

滚床夹具

3.0

200

40

10

热处理、表面淬火

中高频淬火机

专用夹具

11

铣键槽

数控铣床

虎口钳

0.5

250

50

12

剃齿、去毛刺

数控剃齿机床

随机夹具

0.02-0.04

3000

25

13

清洗

清洗机

编制

审核

批准

共页

共页

2、工序卡

1

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

5

锻造毛坯

1

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

20

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

铸型机

1

专用夹具

1

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

锻造毛坯

2

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

热处理、正火

2

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

20

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

火炉

2

专用夹具

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

热处理、正火

3

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

车端面打中心孔

3

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

5

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

数控车床

3

三爪卡盘

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

车端面：

保证轴向尺寸59.71~59.90

外圆车刀

0-300

深度尺

0.3

500-1000

50

2

打中心孔

中心钻

0.15

300

40

4

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

粗精车小端各部

4

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

15

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

数控车床

4

三抓卡盘

工步号

工步内容

刀具

量检具

主轴转速

切削用量

切削速度

1

粗车外轮廓至Φ228

外圆车刀

游标卡尺

0.25

2000

100

2

精车外轮廓至Φ227.4971~Φ227.5

外圆车刀

游标卡尺

0.25

2000

110

3

粗车小端部分至Φ111

外圆车刀

游标卡尺

0.25

2000

100

4

精车小端部分至Φ110

轴向至31.80~32.01

外圆车刀

游标卡尺

0.1

1100

110

5

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

倒外角

5

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

5

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

数控车床

5

三抓卡盘

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

倒外角

倒角刀

6

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

钻孔

6

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

3

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

数控车床

6

三抓卡盘

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

保证：

Φ85.001~85.022

内孔车刀

0~200深度尺，0~150游标卡尺

0.3

850

60

7

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

扩孔

7

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

2

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

数控车床

7

三抓卡盘

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

齿数：

63

模数：

3.5

压力角：

20°

插齿刀

千分尺，量棒，环规，千分表

0.3

425/L

20

8

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

插齿

8

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

3

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

数控插齿机

8

插齿夹具

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

保证：

齿数：

63

法向模数：

2.5

公法线长度：

80.27~80.44

跨齿数：

8

径向圆跳动：

0.022

留剃滚刀

公法线千分尺，齿轮测量仪等

0.3

200

40

9

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

滚齿

9

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

2

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

数控滚齿机

9

滚床夹具

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

保证:

键槽宽为10~10.01

键槽刀

千分尺，游标卡尺

0.8

250

55

10

工厂

机械加工工序卡片

产品名称及型号

零件名称

零件图号

工序名称

工序号

第

页

机床传动齿轮

热处理、表面淬火

10

共

页

车间

工段

材料名称

材料牌号

力学性能

40Cr

同时加工工件数

每料件数

技术等级

单件时间/min

准-终时间/min

10

设备名称

设备编号

夹具名称

夹具编号

切削液

中高频淬火机

10

专用夹具

工步号

工步内容

刀具

量检具

进给量

主轴转速

切削速度

1

热处理、表面淬火

2