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四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 目 錄 摘要 ...........................................................................................................................................................................I ABSTRACT............................................................................................................................................................II 第 1 章 緒 論 ..................................................................................................................................................1 1.1 制造業(yè)和制造技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 ................................................................................1 1.2 機(jī)械制造學(xué)科的研究?jī)?nèi)容及特點(diǎn) ........................................................................................................1 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 ................................................................3 2.1 齒輪零件的分析 ....................................................................................................................................3 2.1.1 零件的作用 .......................................................................................................................................3 2.1.2 零件的工藝分析 ...............................................................................................................................3 2.1.3 零件主要尺寸 ...................................................................................................................................3 2.2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................3 2.2.1 確定零件的生產(chǎn)類型 .......................................................................................................................3 2.2.2 確定毛坯的制造形式 .......................................................................................................................4 2.2.3 齒坯的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................4 2.2.4 定位基面的選擇 ...............................................................................................................................5 2.2.5 零件表面加工方法的選擇 ..........................................................................................................6 2.2.6 零件表面加工順序的確定 ...............................................................................................................6 2.2.7 工序的組合 .......................................................................................................................................7 2.2.8 零件的工藝路線的選擇與確定 .......................................................................................................7 2.3 齒輪加工工藝數(shù)據(jù)的確定 ....................................................................................................................9 2.3.1 選擇或設(shè)計(jì)、制造機(jī)床設(shè)備 ...........................................................................................................9 2.3.2 計(jì)算和確定加工余量 .....................................................................................................................10 2.3.3 確定切削用量及工時(shí)定額 .............................................................................................................11 2.4 本章小結(jié) ..............................................................................................................................................33 第 3 章 剃前齒輪滾刀設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................34 3.1 制件原始參數(shù) ......................................................................................................................................34 ABSTRACT II 3.2 計(jì)算設(shè)計(jì)步驟 ......................................................................................................................................34 3.2.1 共同部分的計(jì)算 .............................................................................................................................35 3.2.2 修緣部分計(jì)算 .................................................................................................................................36 3.2.3 突角計(jì)算 .........................................................................................................................................39 3.3 本章小結(jié) ..............................................................................................................................................41 第 4 章 矩形花鍵孔拉刀設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................42 4.1 拉刀結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) ..................................................................................................................................42 4.2 拉刀設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................42 4.2.1 [原始條件 ]: ....................................................................................................................................42 4.2.2 設(shè)計(jì)步驟 .........................................................................................................................................42 4.3 本章小結(jié) ..............................................................................................................................................45 第 5 章 彈性薄壁卡盤式節(jié)圓夾具設(shè)計(jì) ..........................................................................................................47 5.1 滾柱直徑與滾柱外公切圓直徑的設(shè)計(jì): ............................................................................................47 5.2 磨削力及夾緊力計(jì)算 ..........................................................................................................................48 5.3 張量計(jì)算及所需壓力計(jì)算 ..................................................................................................................49 5.3.1 最前面一塊彈性板參數(shù) .................................................................................................................49 5.3.2 第二塊彈性板 .................................................................................................................................49 5.4 薄盤厚度檢驗(yàn) ......................................................................................................................................50 5.5 本章小結(jié) ..............................................................................................................................................50 第 6 章 結(jié)論 ......................................................................................................................................................51 參 考 文 獻(xiàn) ...........................................................................................................................................................52 致 謝 ...................................................................................................................................................................53 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 摘要 今天，隨著市場(chǎng)全球化，經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，制造業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)不斷的加劇。為了 贏得優(yōu)勢(shì)，汽車企業(yè)必須采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。在各種機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的還 是圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，它用來傳遞空間平行軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。隨著技術(shù)的發(fā)展對(duì)齒輪的 加工精度要求越來越高。為了加工出符合要求的齒輪，齒輪的加工方法也不斷提高。 對(duì)于一些特殊齒輪，如汽車，拖拉機(jī)變速箱中雙聯(lián)齒輪，或者精度要求較高，表面粗 糙度要求較小的齒輪，必須采用滾-剃-珩或插-剃- 珩工藝。在齒輪加工過程中，刀具及 夾具的設(shè)計(jì)也尤為重要。刀具的角度不僅在很大程度上決定了刀具的壽命，而且也決 定加工的表面質(zhì)量。刀具角度設(shè)計(jì)的一般性原則不因某種特殊刀具而改變。拉刀也是 機(jī)械加工中常用的一種刀具，拉削可加工內(nèi)表面（如各種型孔、鍵槽花鍵孔等）和外 表面（如平面、半圓弧面和組合表面等）拉削加工效率高，精度高。齒輪加工過程中 也應(yīng)用到一些特殊的夾具如：節(jié)圓夾具，其具有穩(wěn)定的高的定心精度。 關(guān)鍵詞：齒輪工藝 夾具 刀具 花鍵孔 拉削加工 ABSTRACT IV ABSTRACT Today, as the course of market globalization and economic incorporation quicken competitions in manufacturing become serious. In order to win the competition, automobile enterprise has to use the advanced technological and manufacturing technology. Column gear mechanisms are widely applied in multifarious machine; they are used to transfer drives and sports between arbitrary tow axes in space. With development of technology, it required that gear machining methods also continuously are higher. In order to produce qualified gear, machining methods also continuously are improved. For some specious gears, e.g. double- gear or gear with requirement of high surface roughness, we must machine it by pinion- shaped cutter. Especially, for those special volume-produce gear in automobile and motor industry, generating process, shaving process and gear lapping with corundum process are often used. During the procedure, the design of grip and cutter is also important. Angles determine greatly not only tool life but finish quality as well. General principles upon which cutting tool angles are based do not depend on the particular tool. Broach also is a common cutter in mechanical working. It used to broach the surface and has inefficient, precision. Special grip are often used in working，E.g. circle grip， which has stead and higher centering accuracy. Keywords: gear technique fixture cutter spline hole Broaching processing 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 1.1 制造業(yè)和制造技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 制造業(yè)在眾多國(guó)家尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的位置，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的 支柱產(chǎn)業(yè)。美國(guó) 68％的財(cái)富來源于制造業(yè)，日本國(guó)民總產(chǎn)值的 49％是由制造業(yè)提供的。 中國(guó)的制造業(yè)在工業(yè)總產(chǎn)值中也占有 40％的比例。可以說，沒有發(fā)達(dá)的制造業(yè)就不可 能有國(guó)家真正的繁榮和富強(qiáng)。 制造技術(shù)是使原材料變成產(chǎn)品的技術(shù)的總稱，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)得以發(fā)展．也是制造業(yè)本身 賴以生存的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。 有資料表明，在最近幾十年里，美國(guó)一度(約在 70 一 80 年代)把制造業(yè)視為“夕陽工業(yè)” ，放松了對(duì)它的重視。曾經(jīng)在世界上獨(dú)步一時(shí)的美國(guó)制造業(yè)因此直線衰落，很快降到 了歷史的最低點(diǎn)。其在國(guó)際上的競(jìng)乎力也遭到嚴(yán)重削弱，并導(dǎo)致了美國(guó) 9()年代初的經(jīng) 濟(jì)衰退，半導(dǎo)體、晶體管是美國(guó)發(fā)明的，由此而興起的微電子工業(yè)也可以說純粹是美 國(guó)的首創(chuàng)工業(yè)，然而在不到 10 年的時(shí)間里，其半導(dǎo)體市場(chǎng)份額由 60％降到了 40％， 消費(fèi)電子產(chǎn)品(如電視機(jī)、攝像機(jī)、音響等)則幾乎全軍覆沒。汽車的大批量生產(chǎn)方式出 自于美國(guó)．汽車工業(yè)也成為美國(guó)的最大工業(yè)。1955 年美國(guó)的進(jìn)口汽車還只占其總銷售 額的 1％，而在 1987 年則升至 31％還多。鋼鐵、紡織、機(jī)床、化工制品、民用飛機(jī)等 其他美國(guó)工業(yè)也都處于類似的境地。 “美國(guó)衰落” ’一時(shí)成為美國(guó)國(guó)內(nèi)外越來越響亮的 聲音。這一嚴(yán)重局面引起了美國(guó)政府的深刻反省，為增強(qiáng)其制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)國(guó) 家經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，80 年代末到 90 年代初，美國(guó)率先提出了“先進(jìn)制造技術(shù)”的概念，并 先后制訂和實(shí)施了—系列振興制造業(yè)和制造技術(shù)的計(jì)劃(如美國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃、美 國(guó)敏捷制造使能技術(shù)汁劃等)。待別是將 1994 年定為美國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)年，先進(jìn)制 造技術(shù)成為美國(guó)政府當(dāng)年財(cái)政重點(diǎn)扶植的唯一領(lǐng)域。歐洲、日本和新興工業(yè)國(guó)家也不 甘落后，相繼作出響應(yīng)，紛紛制訂了本國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，其中最具代表性 的有日本的智能制造技術(shù)計(jì)劃、德國(guó)的制造 2000 年計(jì)劃，以及韓國(guó)的高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國(guó) 家計(jì)劃等。這些情況表明，加快發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)已成為各國(guó)政府的共識(shí)，一場(chǎng)以先 進(jìn)制造技術(shù)為中心的科技競(jìng)爭(zhēng)正在同際間展開。 1.2 機(jī)械制造學(xué)科的研究?jī)?nèi)容及特點(diǎn) 機(jī)械工程科學(xué)是—門有著悠久歷史的學(xué)科，是國(guó)家建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的支柱學(xué)科之—。 機(jī)械制造(冷加工) 是機(jī)械工程的一個(gè)分支學(xué)科．是一門研究各種機(jī)械制造過程和方法的 第 1 章 緒論 2 科學(xué)。 金屑切削機(jī)床、特種加上機(jī)床、機(jī)器人以及機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中的其他工藝裝備是機(jī) 械制造的主要設(shè)備和工裝，它們是機(jī)械制造賴以實(shí)現(xiàn)的重要手段。研究各種機(jī)械制造 設(shè)備和工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造，發(fā)展新的設(shè)備和工裝，是機(jī)械制造學(xué)科的一項(xiàng)重要內(nèi) 容。 機(jī)械的制造工藝過程通?？蓞^(qū)分為熱加工工藝過程(包括鑄造、塑性加工、焊接、熱處 理、表面改性等)及冷加工工藝過程，它們都是改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置 和性質(zhì)等，使之成為成品或半成品的過程。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 2.1 齒輪零件的分析 2.1.1 零件的作用 課題給出的是 BJ-130 汽車變速箱二軸一二檔齒輪，該零件市場(chǎng)需求量大，但加工工藝 比較復(fù)雜，要求有良好的抗沖擊能力，良好的耐磨性。工作精度高的特點(diǎn)。當(dāng)齒輪處 在不同的工作狀態(tài)下可以調(diào)整工作轉(zhuǎn)速，能夠有效的傳遞動(dòng)力。 2.1.2 零件的工藝分析 2.1.2.1 零件技術(shù)要求： （1）熱處理 滲碳深度是 0.9—1.3 毫米 表面硬度 HRC58—64，心部硬度 HRC32— 45。 （2）孔 ?56 的不圓度允差不大于 0.01 （3）矩形齒花鍵共 8 齒，對(duì)中心不平行度允差 0.04/100。 （4）槽端面 T 擺差最外端不大于 0.05 （5）允許熱處碳氮共滲，炭層深度 0.7—1.1，淬硬 HR58—64，心部硬度 HRC32— 45。 2.1.3 零件主要尺寸 （1）BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪是一雙聯(lián)齒輪，齒輪總長(zhǎng) 58 mm,直徑02. ? ?136 mm, 大齒寬 18.5 mm。 014.?014. ? （2）齒輪小齒寬 17 mm，直徑 ?110 mm，兩個(gè)分別為 6mm 和 8 寬，直徑. 054. ? .0? ?86mm 和 ?88mm 的槽。 （3）直徑為 ?62 mm ?56+0.03mm 46-0.34mm 的花鍵孔。2.0? ?? （4）兩個(gè)分別為長(zhǎng) 12.5mm 直徑 ?74±0.2mm；長(zhǎng) 1mm 直徑 ?74±0.2mm 的止口。 2.2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.2.1 確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N=Qn(1+a+b) (2-1) 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 4 式中：N—零件的計(jì)劃年產(chǎn)量（件） Q—產(chǎn)品年產(chǎn)量為 5000 件 n—每輛產(chǎn)品該零件數(shù)為 1 件 a—零件的備品率為 4% b—零件的廢品率為 1% N=5000×1×（1+4%+1%）=5250 件/年 從計(jì)算結(jié)果可知，該零件為大量生產(chǎn)。 2.2.2 確定毛坯的制造形式 零件的材料選用低碳合金鋼 20CrMnTi ，因?yàn)辇X輪材料直接影響齒輪壽命，也影響齒 輪的制造，所以齒輪材料主要應(yīng)根據(jù)齒輪的工作條件選擇。變速箱齒輪屬于閉式傳動(dòng)， 潤(rùn)滑條件較好，轉(zhuǎn)速不是太高，但承受較大的沖擊載荷，其失效形式多為齒根折斷， 這就要求齒輪齒面有較高的硬度，心部有足夠的強(qiáng)度和韌性。低碳合金鋼 20CrMnTi 具 有良好的切削性能，滲碳淬火時(shí)工件變形小，能使齒輪獲得高的齒面硬度（淬火后硬 度可達(dá) HRC58-63） ，心部又有足夠的韌性和較高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度的能力，殘留奧氏 體量也少，汽車變速箱齒輪選用 20CrMnTi。 齒輪的毛坯形式主要有棒料，鍛件，鑄件。棒料用于尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度要求不 高的齒輪。汽車變速箱主要用于傳遞動(dòng)力，對(duì)輪齒強(qiáng)度要求高，又屬于大量生產(chǎn)，為 了提高生產(chǎn)率，減小切削加工時(shí)的勞動(dòng)量，保證加工精度，所以采用模鍛工藝制造毛 坯。 2.2.3 齒坯的設(shè)計(jì) 2.2.3.1 分模面選擇 按選擇分模面原則，確定在零件最大直徑 ?136 的二分之一高度處分模。 2.2.3.2 加工余量和尺寸公差確定 由于該工件是材料為 20GrMnTi，采用的是錘上模鍛的制造工藝，根據(jù)零件上最大高度 H=58mm，最大長(zhǎng)度 L=136mm，最大寬度 B=136mm，L/B=1<2，查表《機(jī)械加工工藝 手冊(cè)》表 2.3-13 可知得到所有尺寸的單邊余量皆為 1.5mm，所有高度尺寸偏差皆為 毫米，查表得：水平尺寸公差 毫米。0.15?? 1? 按零件尺寸確定鍛件尺寸 直徑 ?136 處 136+2×1.5=139 直徑 ?98 處 98 +2×1.5=101 1 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 直徑 ?110 處 110+2×1.5=113 1? 孔 ?56 處 56-2×1.5=53 全 長(zhǎng) 22+24+16=62 0.15?? 2.2.3.3 模鍛斜度確定 按選取模鍛斜度方法：在 ?110 處 根據(jù) L/b=110/110=1 h/b=23.5/110≈0.21；在 ?98 處 根據(jù) L/b=98/98=1 h/b=16/98≈0.16 ；在 ?136 處 根據(jù) L/b=136/136=1 h/b=9.25/136≈0.07 錘上模鍛外斜度 通常為 5°，7°，最大為 10°，選擇 為 5°。錘上模鍛內(nèi)斜度?? 一般要比外斜度要大，選擇 為 7°。?? 2.2.3.4 圓角半徑確定 r=單面余量+零件圓角半徑或倒角 在 ?110 處 h/b=23.5/110≈0.21 r=1.5+1≈2.5mm 在 ?98 處 h/b=16/98≈0.16 r=1.5+1≈2.5mm 在 ?136 處 h/b=9.25/136≈0.07 r=1.5+1≈2.5mm R=2.5×2.5+0.5=6.75≈6mm 2.2.3.5 沖孔連皮的確定 零件上孔 ?56 處 56-2×2.25-0.25=51.25+2.0 –1.0 d=51.25<60 h=58/2=29 h/d=29/51.25≈0.57 h≈0.57d 由圖 5-14 可確定平底沖孔連皮厚度為 6mm 2.2.3.6 其他 出鍛件沿周邊的殘余毛刺為 0.8-1.0mm 鍛件沿分模面的錯(cuò)移量為 0.8-1.0mm，鍛件表面 的缺陷，加工表面不大于鍛件實(shí)際余量的 1/2 2.2.3.7 熱處理 正火處理鍛件 2.2.4 定位基面的選擇 定位基面的選擇是以中心部位的孔作為主要精基準(zhǔn)，具體應(yīng)用時(shí)有以下幾種情況。 （1）在一次裝夾中精車齒輪坯的孔、大外圓和大端面，以保證這些表面的位置精度要 求， （2）先精加工孔，然后以孔作為精基準(zhǔn)，加工其他各表面。 （3）外圓與孔互為基準(zhǔn)。齒輪零件，因小端外圓和孔的精度以及小端外圓對(duì)孔的同軸 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 6 度要求都很高，表面粗糙度要求很低，在車削后均須磨削。車削后可先以外圓和小端 面作為精基準(zhǔn)，用百分表找正后磨孔；再以孔作為精基準(zhǔn)，用心軸裝夾磨外圓。由于 內(nèi)、外圓互為基準(zhǔn)，每一工序都為下一工序準(zhǔn)備了精度更高的定位基準(zhǔn)，因此可以得 到較高的同軸度要求。 精基準(zhǔn)的選擇：選擇花鍵內(nèi)孔和端面作為精基準(zhǔn)面，加工各檔外圓表面、槽和齒輪面。 粗基準(zhǔn)的選擇：為了加工出上述的精基準(zhǔn)面，應(yīng)以外圓和一端面作為粗基準(zhǔn)面，車、 鏜、拉花鍵孔。 2.2.5零件表面加工方法的選擇 零件各表面加工方法和方案的選擇，根據(jù)零件每個(gè)加工表面（特別是主要表面）的精 度、粗糙度及技術(shù)要求，選擇合理的加工方案，確定每個(gè)表面的加工方法和加工次數(shù)。 該工件毛坯已經(jīng)模鍛成型，孔以鍛出。其各表面加工方法選擇如下： Φ56D mm 長(zhǎng) 46 mm 的花鍵孔: 粗鏜------精鏜05.?034. ? 花鍵孔： 粗鏜------精鏜-----拉削------校正磨孔 各外圓表面、兩槽、左右端面： 粗車-----精車 齒輪齒形： 滾/插-----剃齒-------珩齒 Φ74 0.2 槽孔： 粗鏜------精鏜? 2.2.6 零件表面加工順序的確定 2.2.6.1 加工階段的劃分 為了達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該雙聯(lián)齒輪可分為以下幾個(gè)加工階段： 粗加工階段。其主要目的是切除絕大部分余量。主要是車外圓、車端面、粗鏜內(nèi)孔及 拉花鍵孔。 半精加工階段。使次要表面達(dá)到圖紙要求，并為主要表面的精加工提供基準(zhǔn)。主要是 以拉成的花鍵孔為主要基準(zhǔn)，精車外圓、內(nèi)孔、端面、粗滾/插齒、精鏜 Φ74 0.2 槽? 孔。 精加工階段。保證各主要表面達(dá)到圖紙要求。剃齒后再校正花鍵內(nèi)孔，并以校正的花 鍵內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，進(jìn)行珩齒加工。 機(jī)械加工順序的安排 根據(jù)在安排機(jī)械加工工序時(shí)，必須遵循基準(zhǔn)先行、先粗后精、先主后次等幾項(xiàng)原則。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 所以先安排外圓、端面的加工再進(jìn)行內(nèi)孔的粗加工。由于花鍵孔是以后各個(gè)表面加工 的精基準(zhǔn)，所以接著安排花鍵孔的拉銷?；ㄦI孔加工好了以后，再以花鍵孔為主要的 精基準(zhǔn)，精車各檔外圓、端面和槽，滾/插齒、剃齒；最后安排花鍵內(nèi)孔的校正，進(jìn)行 珩齒加工。 2.2.6.2 熱處理工序的安排 主要熱處理工序?yàn)椋浩囎兯傧潺X輪齒坯熱處理采用正火。正火是將鍛造后的齒坯加 熱到相變臨界點(diǎn)以上 30℃—50℃，保溫后從爐中取出，在空氣中冷卻至室溫。這種熱 處理過程了細(xì)化晶粒，改善切削加工性能，減小淬火時(shí)的開裂傾向，還可以消除鍛造 應(yīng)力。汽車變速箱齒輪采用滲碳—淬火—低溫回火的熱處理工藝。先將齒坯放在滲碳 介質(zhì)中，在 920℃—940℃高溫下滲碳(滲碳時(shí)間是 5 小時(shí))，滲碳深度是 0.9—1.3 毫米， 表層含碳量 0.8—1.05％，然后預(yù)冷至 840—860℃直接淬火（油淬） 。淬火后低溫回火 （回火溫度≤200℃） ，回火后輪齒表面硬度 HRC58—64，心部硬度 HRC32—45。 輔助熱處理工序?yàn)椋簷z驗(yàn)工序。在熱處理工序安排中間檢驗(yàn)工序，最后進(jìn)行終檢工序。 其他輔助熱處理工序主要還有車、鏜槽及滾/插齒后去毛刺。安排清洗、涂油、入庫(kù)。 2.2.7 工序的組合 在制訂工藝路線時(shí)，是采用工序集中，還是采用工序分散，要根據(jù)下列條件確定： （1）生產(chǎn)類型。單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，采用工序集中原則；大批、大量生產(chǎn)時(shí)，采用 工序分散原則，有利于組織流水線生產(chǎn)。 （2）工件的尺寸和重量。對(duì)于大尺寸和大重量的工件，由于安裝和運(yùn)輸?shù)膯栴}，一般 采用工序集中原則。 （3）工藝設(shè)備條件。自動(dòng)化程度高的設(shè)備一般采用工序集中原則，如加工中心、柔性 制造系統(tǒng)。 結(jié)合該工件的加工類型以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能的減少工件的安裝次數(shù)， 在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便與保證高的表面相互位置精度。考慮最終使用通用 機(jī)床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。 2.2.8 零件的工藝路線的選擇與確定 方案一： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 10 模鍛制坯 20 正火處理 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 8 30 粗車大端端面和大齒外圓 40 車內(nèi)孔 預(yù)制孔及另一端 50 車端面、 止口并倒角 60 拉花鍵孔 70 車端面 80 精車外圓及端面，倒角 90 切槽 、 倒角 100 檢驗(yàn) 110 滾齒（Z=32 ） 120 插齒（Z=25 ） 130 倒圓角 140 鉗工去毛刺 150 剃齒 160 清洗 170 熱處理前檢驗(yàn) 180 滲碳處理 190 淬火處理 200 回火 210 噴丸 220 推花鍵孔 230 磨內(nèi)孔 240 磨撥叉槽 250 珩齒 260 清洗 270 終檢 280 入庫(kù) 方案二： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 10 下料 20 模鍛制坯 30 正火處理 40 粗車大端外圓、端面、粗鏜孔 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 50 調(diào)頭粗車小端外圓、端面、精鏜孔 60 檢驗(yàn) 70 拉花鍵孔 80 鉗工去毛刺 90 上心軸，精車各檔外圓、端面及外圓溝槽，倒角 100 鏜 Φ74 0.2 槽深 12mm 的孔并倒角? 110 檢驗(yàn) 120 滾齒（Z=32 ） 130 插齒（Z=25 ） 140 倒齒部圓角 150 鉗工去毛刺 160 剃齒 170 清洗 180 熱處理前檢驗(yàn) 190 滲碳淬火處理 200 低溫回火 210 校正磨花鍵內(nèi)孔 220 珩齒 230 清洗 240 終檢 250 做防銹處理 260 入庫(kù) 方案比較： 方案一、二都是采用 車----拉----- 車 的加工思路，兩種加工方案皆可行，比較起來， 第二種方案加工設(shè)備條件要求不高，加工簡(jiǎn)單方便，盡可能的減少了工件的安裝次數(shù)， 在一次安裝中加工了多個(gè)表面，保證了比方案一高的表面相互位置精度。既保證了加 工精度，又兼顧了生產(chǎn)效率，故選用第二種加工方案。 既保證了加工精度，又兼顧了生產(chǎn)效率，故選用第二種加工方案。 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 10 2.3 齒輪加工工藝數(shù)據(jù)的確定 2.3.1 選擇或設(shè)計(jì)、制造機(jī)床設(shè)備 設(shè)備的選擇原則 1.設(shè)備規(guī)格和零件大小適應(yīng)； 2.精度滿足工件的加工要求； 3.生產(chǎn)率滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的需要。 由于該工件的生產(chǎn)規(guī)模為大量生產(chǎn)，根據(jù)工件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，選用通用機(jī)床與專 用夾具較為合適。 2.3.2 計(jì)算和確定加工余量 ?110 mm 外圓工序尺寸及公差計(jì)算查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè) 》P647 表 8-10 可得。054. ? 表 1-1 ?110 mm 外圓工序尺寸及公差054. ? 工序名稱 工序余量 達(dá)到精度等級(jí) 工序尺寸 工序尺寸及偏差 精車 0.3 h8 110 Φ110 054. ? 粗車 2.7 h12 110.3 Φ 110.3 3.0 毛坯 ±1 113 Φ113±1 ?98±0.2 mm 外圓工序尺寸及公差計(jì)算。查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè) 》P647 表 8-10 可 得。 表 1-2 ?98±0.2 mm 外圓工序尺寸及公差 工序名稱 工序余量 達(dá)到精度等級(jí) 工序尺寸 工序尺寸及偏差 精車 0.5 h12 98 Φ98± 0.2 粗車 2.5 h13 98.5 Φ98.5±0.54 毛坯 ±1 101 Φ101±1 ?136 外圓大端工序尺寸及公差計(jì)算。查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè) 》表 8-10 可得。表 1- 3 ?136 外圓大端工序尺寸及公差 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 工序名稱 工序余量 達(dá)到精度等級(jí) 工序尺寸 工序尺寸及偏差 精車 0.3 h9 136 Φ136 014.? 粗車 2.7 h12 136.3 Φ 136.3 0. 毛坯 ±1 139 Φ139±1 Φ56D mm 工序尺寸及公差計(jì)算 ；查《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》P495 表 2.3-48 可得。05.? 表 1-4 Φ56D mm 工序尺寸及公差05.? 工序名稱 工序余量 達(dá)到精度等級(jí) 工序尺寸 工序尺寸及偏差 校正孔 0.02 H7 56 Φ56 03.? 精鏜孔 0.18 H8 55.98 Φ 55.98 46.0 粗鏜孔 2.8 H9 55.8 Φ 55.8 7.? 毛坯孔 ±1 53 Φ53±1 2.3.3 確定切削用量及工時(shí)定額 2.3.3.1 工序 10：下料 1. 毛坯質(zhì)量的確定 查表可知 20GrMnTi 的密度為 8.5g\cm 3 V 總 =V1+V2+V3 (2-2) V1= [( ) ] h 代入數(shù)據(jù) V1= [( ) ] 16=27981.67mm?2dD???2510??3 V2= [( ) ] h 代入數(shù)據(jù) V2= [( ) ] 22=125363.6 mm393 V3= [( ) ] h 代入數(shù)據(jù) V3= [( ) ] 24=66027.4 mm?2d???251??3 V 總 =V1+V2+V3=27981.67+125363.6+66027.4=219372.7 mm =219.4cm3 m= =8.5 219.4=1864.9(g)v? 則毛坯的總質(zhì)量為 1.86kg 實(shí)際取 M=2kg 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 12 2.3.3.2 工序 40：粗車大端外圓、端面、粗鏜孔 圖 2-1 粗車大端外圓、端面、粗鏜孔工序圖 工步 1：粗車外圓 Φ139 至 Φ136.3 04. ? 1. 確定加工余量 由加工工序尺寸及公差計(jì)算表可知，雙面余量 2Z=2.7mm 2. 機(jī)床、夾具、量具選擇 機(jī)床：CA6140 臥式機(jī)床。夾具：通用三角爪盤。量具：游標(biāo)卡尺。 3. 刀具選擇 YT15 外圓車刀。 刀具尺寸：B×H= 16×25 kr=90° =15 =12°0r0? 4. 選取車削用量 a)車削深度：a p=1.35mm b)確定進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-4，取 f=0.5mm/r 5. 確定車削速度，車削功率 v= (2-3)kvfaTCVyp??15.028.06。 kv= Kmv×Ktv×Kkrv×KTV×KSV 式中修正系數(shù)，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表（2.4-17-18） Cv=242，K mv=0.57，K tv=1.0，K krv=0.81，K SV=0.8，K TV=1，y v=0.35，T=60 則代入數(shù)據(jù)得： v= =1.825 m/s8.0157..035.160243.8. ???。。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 取：v≈109.5m/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： = ≈251r/min wdnπ10?1394.5.0? 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 3.1-18，選 n=400 r/min 故實(shí)際切削速度為： =10Dnv??min/1740394.?? 6. 機(jī)床功率 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-1 主切削力 =9.81ZF?fznfyfzxfzkvcapcnfz?60 查式中系數(shù) nfz=-0.15，c fz=270，x fz=1， yfz=0.75，n fz=-0.15，k fz=1.3617 則 = =773.4 NZ 3617.1095.3.1270681.9 5.75. ?? 切削時(shí)損耗功率為： PC= = =1.4 KW40?vFz49 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 3.1-18 中機(jī)床說明書可知 CA6140 機(jī)床主電機(jī)功率為 7.5KV,切削功率在主電機(jī)功率范圍內(nèi),所以可以正常加工。 7. 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力 =773.2 NZF 徑向切削力 F =9.81Y?kfyvcfapcfynnfyxf ?60 查式中系數(shù) nfy=-0.3，c fy=199，x fy=0.9，y fy=0.6，k fy=1.08 則 F =316.6 NY 橫向切削力 F =9.81x?kfxvcfapcfxnnfyxf ?60 查式中系數(shù) nfx=-0.4，c fy=294，x fy=1.0，y fx=0.5，k fx=2.071 則 Fx=170.24 N 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)為 =0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的? 作用力： F= Fx+ （ + F ）=170.24+0.1（773.4+316.6）=279.24 N ?ZY 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 14 查表可知，選擇 CA6140 機(jī)床合適。 8. 切削工時(shí)計(jì)算 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5-3 可知，切削工時(shí)： (2-4)fnlltj 321?? 查表取式中系數(shù)為：l=20 21l043l tj= 0.13min???405.2 工步 2 粗車 A 端面 1. 確定加工余量 由加工工序尺寸及公差計(jì)算表可知，雙面余量 2Z=2mm 2. 選取車削用量： a)車削深度：a p=1mm b)確定進(jìn)給量：取 f=0.7mm/r 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-4 3．確定車削速度，車削功率 由公式 2-3，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表（2.4-17-18）知： Cv=242，K mv=0.57，K tv=1.0，K krv=0.81，K SV=0.8，K TV=1，y v=0.35，T =60，k=1.18。 則有：v= =1.996m/s18.370.60245.8. ??。 ?。簐≈119.5 m/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： = ≈274 r/minwdvnπ1?1394.5.? 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 3.1-18，選 n=400r/min。 故實(shí)際切削速度為： =10Dv?min/740.? 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 3.1-18 中機(jī)床說明書可知 CA6140 機(jī)床主電機(jī)功率為 7.5KV,切削功率在主電機(jī)功率范圍內(nèi),所以可以正常加工。 4．切削工時(shí)計(jì)算 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5-3，切削工時(shí)： （2-5） ifnLtj? 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 其中 L= 查出式中系數(shù) 321lld??21?l043?l tj= 0.06min???407.251 工步 3 粗車 B 端面 1．確定加工余量 由加工工序尺寸及公差計(jì)算表可知，雙面余量 2Z=3mm 2．選取車削用量： a)車削深度：a p=1.5mm b)確定進(jìn)給量：取 f=0.6mm/r 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-4 3．確定車削速度，車削功率 由公式 2-3； 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表（2.4-17-18） Cv=242，K mv=0.57，K tv=1.0，K krv=0.81，K sv=0.8， KTv=1，y v=0.35，T =60，k =1.18 則 v= =1.97m/s 18.3705.16.06243.8.0 ???。 取：v≈119 m/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： = ≈333 r/min wdnπ10?134.9? 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 3.1-18 選 n=400r/min 故實(shí)際切削速度為 =10Dnv??min/142094.3?? 4．切削工時(shí)計(jì)算 由公式 2-5 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.5-3，查出式中系數(shù) 21?l043?l 則：t j= 0.15min???406.259 工步 4 粗車外圓 Φ113 至 Φ110.3 035. ? 1. 確定加工余量 由加工工序尺寸及公差計(jì)算表可知，雙面余量 2Z=2.7mm 2．選取車削用量： a)車削深度：a p=1.35mm 第 2 章 BJ-130 汽車變速箱二軸一 二檔齒輪工藝規(guī)程的制定 16 b)確定進(jìn)給量：取 f=0.6mm/r 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-4 3 ．確定