倒擋齒輪加工方案分析

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1、二一 二 詞■ 082.5 倒擋齒輪的加工方案分析 ——機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)大作業(yè) 1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型確定 1.1零件的作用 題LI所給的零件是“倒擋齒輪”，它主要是用來傳遞運(yùn)動和動力，改變轉(zhuǎn)向 傳遞扭矩從而使汽車實(shí)現(xiàn)反向行駛。 技術(shù)要求 1.齒祁熾處理45… 52HR(\ 2-未注朋倒佃1 x 45\ 3?齒問徑問跳動公蛙為 O.O&nm。 4?材料45“ 因輪埜李券數(shù) 齒輪編E 模數(shù)林 4 5 _ 齒數(shù)Z 17 19 壓力角a 20? 20* 績度等級 8GK 8CJK ■ ■ 1. 2圖紙的完整性和正確性

2、本零件各表面的加工并不困難。齒輪零件圖樣山一個剖視圖和一個局部視圖 組成，視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。零件內(nèi)、外輪廓描述清楚 完整，零件圖的粗實(shí)線、細(xì)實(shí)線、點(diǎn)化線的線型均符合于國家標(biāo)準(zhǔn)；有利于加工 時的數(shù)據(jù)分析和訃算，零件材料為45鋼。 1. 3零件的技術(shù)要求分析 零件圖的尺寸比較多，但尺寸的標(biāo)注多而不亂。圖紙當(dāng)中有對齒面粗糙度和 孔面粗糙度的要求為3.2,齒部熱處理45-52HRC,齒圈徑向跳動公差為0.08mm, 還有一些技術(shù)要求倒角為C2.5、未標(biāo)注為1*45° ,零件表面光潔、精度等級8GKo 2.毛坯的選擇 2.1確定毛坯種類和制造方法 輸出軸為傳動零件，要

3、求有一定的強(qiáng)度，該零件的材料為45鋼，輪廓尺寸 不大，形狀并不復(fù)雜，屬于大批生產(chǎn)，故毛坯可采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn) 效率、保證加工質(zhì)量也是有利的。毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。 毛坯的形狀 2. 2毛坯的形狀及加工總余量 主要面尺寸 尺寸（mm） 余量（mm） 毛坯尺寸（mm） "76外圓圓柱面 76 4 80 <1>105外圓圓柱面 105 5 110 "40外圓圓柱面 40 5 45 總長100 100 5 105 齒厚 15 5 20 毛坯的總余量 3選擇加工方法，制定工藝路線 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程

4、設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確與合理，可以 使加工質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)率得到提高。否則，不但加工工藝規(guī)程中的問題白出， 更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。 （1） 精基準(zhǔn)的選擇 本零件是帶孔的雙聯(lián)齒輪，孔是其設(shè)汁基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。為避免因基準(zhǔn)不重 合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。即選”20 的中心孔與<1）105的圓柱斷面為定位精基準(zhǔn)。 （2） 粗基準(zhǔn)的選擇 由于本零件的表面都需要加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，因此應(yīng)先加工出 一外圓柱面和一個端面為粗基準(zhǔn)。 3. 2零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、鍵槽

5、，材料為45鋼。根據(jù)圖 示公差等級和表面粗糙度要求，參考相關(guān)資料，確定加工方法如下： （1） 齒圈外圓面：未標(biāo)注公差尺寸，根據(jù)互換性所學(xué)知識該處為一般公差 等級，表面粗糙度為Ra3. 2 P m,需粗車、半精車。 （2） 20mm內(nèi)孔：公差等級為IT7,表面粗糙度Ra3. 2,加工方法選用鉆、 擴(kuò)、粗狡，精狡可以達(dá)到加工要求。 （4） 端面：本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度、表面粗糙度未作要求, 釆用粗車、半精車加工。 （5） 齒面：齒輪模數(shù)分別為4、5,齒數(shù)分別為17、19,精度都為8GK,采 用滾齒

6、和剃齒可以達(dá)到要求。 （6） 鍵槽：槽寬和槽深的公差等級分別為IT9和IT12,需粗拉、精拉。 以上有粗糙度要求的表面加工方法的確定參考《金屬切削手冊》表1-42 “各 種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度”。 3. 3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的兒何形狀，尺寸精度及位置精度等 技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮 采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使用工序集中來提高生產(chǎn)效率，除此之外, 應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。確定工藝路線如下： 工序1：模鍛毛坯 工序2：正火熱處理(正火LI的在于使晶體粒細(xì)化和碳化物分布均勻化

7、， 消除材料內(nèi)部應(yīng)力，降低材料硬度。) 工序3：粗車各外圓及各端面以及軸與齒輪連接處倒角R5 工序4： <1)20mm孔，鉆孔、粗較、精較、孔倒角C1 工序5：粗拉鍵槽、精拉鍵槽 工序6：半精車外圓105mm、<1)76mm及各端面 工序7：滾齒輪、齒端加工、剃齒 工序8：高頻淬火(齒面硬化，加熱深度為0. 5-2. 5mm,多用于中小型零件) 工序9：齒輪淬火后修正 工序10：終檢 4?確定加工設(shè)備、刀具及定位夾緊方案 4.1工序3： 設(shè)備選用最常見的CA6140型臥式車床 (1)粗車76mm端面和4> 105mm端面 刀具選用90°端面車刀，材料為YT5硬質(zhì) 合金

8、，刀桿尺寸選取16*25；對于端面的加工, 需要限制5個自由度，釆用端面和外圓柱面定 位，可以釆用三爪卡盤夾緊(若為大批量生產(chǎn), 則需考慮設(shè)計(jì)專用夾具)。 (2)粗車 4>76mm、4)40mm 和 105 外圓 刀具選用70：外圓車刀，材料為YT5硬質(zhì)合金，刀桿尺寸選取16*25,定位 夾緊方案與粗車端面相同。 4. 2工序4： 鉆孔和狡孔設(shè)備同樣選用最常見的 CA6140型臥式車床，工件用三爪卡盤夾緊 105mm圓柱面，鉆頭安裝在機(jī)床尾座上進(jìn) 行鉆孔。 4. 3其他工序： 拉鍵槽選用L515A立式內(nèi)拉床； 半精車各外圓及端面選用CA6140 型臥式車床，刀具

9、材料選擇YT15,釆用 心軸定位； I 滾齒加工選用Y3150E滾齒機(jī)，以端面和中 心孔為定位基準(zhǔn)，夾緊在工作臺上； 剃齒選用YWA4232剃齒機(jī)，以中心孔為定位 基準(zhǔn)基準(zhǔn)采用心軸和兩邊頂尖的形式夾緊。 5.確定各工序加工余量和切削用量 5.1各工序余量 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 加工后尺寸（mm） 粗車<|）76mm端面 2 103 粗車<|）76mm外圓 2.2 77. 8 粗車 40mm外圓 5 <1>40  粗車＜1)76mm處齒厚 2 16 粗車＜|)105mm端面 2 101 粗車＜1)105mm外圓 3.2

10、 “ 106. 8 粗車4)105mm處齒厚 2 16 鉆 <1)20mm 孔 18 <1>18 粗狡＜1)20mm孔 1.94 “19. 94 精較＜1)20mm孔 0.06 76 半精車＜|)76mm處齒厚 1 15 半精車＜l＞ 105mm端面 0.5 100 半精車4＞ 105mm外圓 1.8 "105 半精車＜1)105mm處齒厚 1 15 粗拉鍵槽 5. 6*2. 4 5. 6*2. 4 精拉鍵槽 0. 4*0

11、. 4 6*2.8 以上表中各余量根據(jù)《簡明金屬機(jī)械加工工藝手冊》中“工序件加工余量” 各表中數(shù)據(jù)適當(dāng)選取。 5?2確定切削用: (1) 粗車＜l＞ 76mm端面： 根據(jù)課本表2-7 “硬質(zhì)合金及高速鋼車刀粗車外圓和端面時的進(jìn)給量”選擇 進(jìn)給量為f二0. 5mm/r,選擇機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=500r/min； 計(jì)算切削速度為 ve= it Dn/1000二 125. 6mm/min (2) 粗車＜l)76mm外圓： 粗車"76mm外圓時加工余量為2.2mm, —次走刀即可完成，背吃刀量為 ap=l. lmm,山課本表2-7選擇進(jìn)給量為f二0. 6mm/r； 參考《簡明金屬

12、機(jī)械加工工藝手冊》表6-24 “硬質(zhì)合金車刀車外圓時切削 速度參考值”選取切削速度為v=120mm/"min； 計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速n=1000vc/ Ji D=470r/min,取機(jī)床轉(zhuǎn)速為500r/mino (3) 粗車＜1)40mm外圓： 粗車＜|)40mm外圓時加工余量為5mm,單邊余量為2. 5mm,選用兩次走刀完成, 第一次背吃刀量為色二1.75mm，查表選擇進(jìn)給量f=0. 4mm/r ；切削速度為 v=100mm/min：計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速 n=1000vc/ n D=700r/min,取機(jī)床轉(zhuǎn)速為 710r/min。 第二次走刀背吃刀量為6二0.75mm,查表選擇進(jìn)給量f二0. 3m

13、m/r；切削速度 vc=100mm/min：計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速 n=1000v￡/n D=767r/min,取機(jī)床轉(zhuǎn)速為 710r/min。 (4) 粗車＜1)105mm端面： 加工余量為2mm,按表取進(jìn)給量f=0. 6mm/r，機(jī)床轉(zhuǎn)速取500r/min,計(jì)算切 削速度為 X二 Ji Dn/1000二 172. (5) 粗車4)105mm外圓： 加工余量為3.2mm,單邊余量為1.6mm, —次走刀即可完成；背吃刀量為 %二1. 6mm,查表選擇進(jìn)給量f二0. 6mm/r,切削速度為vc=100mm/min 計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速n二lOOOvc/ n D=290r/min,取機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/

14、min。 (6) 半精車＜|＞ 76mm外圓： 加工余量為1.8mm,單邊余量為0.9mm；即背吃刀量為ap=0. 9mm 為了達(dá)到表面粗糙度的要求，查《簡明金屬機(jī)械加工工藝手冊》表6-23 “按 表面粗糙度選擇進(jìn)給量”選進(jìn)給量為f二0. 16mm/r,切削速度為vc=90mm/min： 計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速n二lOOOvc/ n D=370r/min,取機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/mino (7) 半精車＜|＞ 105mm外圓： 加工余量為1.8mm,單邊余量為0.9mm；即背吃刀量為ap=0. 9mm 為了達(dá)到表面粗糙度的要求，查《簡明金屬機(jī)械加工工藝手冊》表6-23 “按 表面粗糙度選擇進(jìn)給量”選進(jìn)給量為f二0. 16mm/r,切削速度為vc=90mm/min： 計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速n=1000vc/ Ji D=270r/min,取機(jī)床轉(zhuǎn)速為250r/min。