减速器传动轴加工工艺分析

减速器传动轴加工工艺分析

减速器主动轴齿轮传统加工工艺分析报告单姓名工号组别

主动齿轮轴、圆柱齿轮工艺课程名称任务编号 SK-CL-0402 分析

撰写目的了解主动齿轮轴、圆柱齿轮传统加工工艺

附图(要求:用铅笔按比例绘制，图纸工整、清晰)

主动齿轮轴如下图:

一、零件图样分析

上图所示为减速器的传动轴。它属于台阶轴类零件，由齿轮、圆柱面、圆锥面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于安装键，以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。

根据工作性能与条件，该传动轴图样规定了主要轴颈,12?0.0055两处、外

圆,10、轴肩,14两处有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是两处轴颈,12?0.005。

二、毛坯选择

该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择,35mm的热轧圆钢作毛坯。

三、选定设备

根据被加工零件的外形和材料等条件，选定数控车床为CK6140;根据机床说明书，其数控系统为FANUC，加工齿轮需用通用的滚齿机。四、确定表面加工方法传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面,12?0.005的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外表面加工方案可为:粗车—半精车—磨削五、确定零件的定位基准和装夹方式

合理选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面,12?0.005、,10及轴肩,14面对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择坯件轴线和外圆为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘加紧，以保证零件的技术要求。

粗基准采用热轨圆钢的毛坯外圆，先加工一个端面，车出一端外圆;然后以已车过的外圆作为精基准，车另一端面。注意齿轮需用滚齿机加工，故车齿轮外圆至尺寸要求,30mm。

六、划分阶段

对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段:粗车(粗车外圆)，半精车(半精车各处外圆、台阶和及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。

七、热处理工艺安排

轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。

八、确定加工工艺路线

下料?车两端面?粗车各外圆?调质?半精车各外圆，车槽，倒角?车螺纹?划键槽加工线?铣键槽?磨削?滚齿机加工齿轮?检验。九、确定切削用量

(1)背吃刀量:粗车时，确定其背吃刀量为1mm左右;半精车是为0.5mm。 (2)主轴转速

1)车直线轮廓时的主轴转速。参考表并根据实践经验确定其切削速度为

90m/min;粗车时确定其主轴转速为800r/min,精车时确定主轴转速为1000r/min。编程中还可以对直线采用不同的主轴转速。

2)车螺纹时的主轴转速。主轴转速为320r/min。

(3)进给速度:粗车时，按式Vf=nf可选择Vf1=100mm/min;精车时，选择

Vf2=50mm/min;短距离空行程的Vf3=300mm/min。

十、工艺卡片

十一、编制程序 O0001

T0101

M03S800

G00X60Z2

G71U0.5R0.5P1Q2X0.5Z0F100 N1G01X8F60

Z1

G01X12.5Z-1.25 Z-9

X14

Z-14

X21

X25Z-16

X34

N2G01Z-38

G00X100Z100 M30

O0002

T0202

M03S800

G00X60Z2

G71U0.5R0.5P1Q2X0.5Z0F100 N1G01X4

Z1

G01X8Z-1

Z-10

X10.005Z-25 Z-44

X11.5

X12.5Z-44.75 Z-52

X14

Z-57

X21

X25Z-59

N2G01X35Z-59 G00X100Z100 M30

教师评语:

编写日期: 第页共页

减速器圆柱齿轮传统加工工艺分析报告单(续页) 编写日期: 第页共页续页要求:可增加文字主要内容或附图，需同该报告单第1页装订在一起，以便查阅。

上图为减速器圆柱齿轮。从中可以看出，编制齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段:

1)齿轮毛坯的形成:锻件、棒料或铸件;

2)粗加工:切除较多的余量;

3)半精加工:车、钻孔、镗孔、滚、插齿;

4)热处理:调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等

5)精加工:精修基准、精加工齿形

一、齿轮加工工艺过程分析

1、零件图样分析

该零件主要有键槽、孔以及齿轮所组成。齿轮齿面及齿坯基准面的粗糙度，对

齿轮的寿命和传动中的噪声有一定的影响。对6~8级精度的齿轮，齿面表面粗糙度Ra值一般为3.2um，基准孔为1.6um，基准端面为3.2um，齿顶圆柱面为3.2um。

2、基准的选择

对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮主要

采用顶点孔定位;对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位;孔径

大时则采用锥堵。顶点定位的精度高，且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿

面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。

(1)以内孔和端面定位这种定位方式是以工件内孔定位，确定定位位置，再以

端面作为轴向定位基准，并对着端面夹紧。这样可使定位基准、设

计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适合于批量生产。但对于夹

具的制造精度要求较高。

(2)以外圆和端面定位当工件和加剧心轴的配合间隙较大时，采用千分表校正

外圆以确定中心的位置，并以端面进行轴向定位，从另一端面夹紧。这种定位方式

因每个工件都要校正，故生产率低;同时对齿坯的内、外圆同轴要求高，而对夹具

精度要求不高，故适用于单件、小批生产。

综上所述，为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求:

1)应选择基准重合、统一的定位方式;

2)内孔定位时，配合间隙应近可能减少;

3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。

所以根据零件的图样分析知，应采用以外园和端面为定位基准。

3、齿轮毛坯的加工

齿坯孔加工的主要方案如下:

1)钻孔—扩孔—铰孔—插键槽

2)钻孔—扩孔—拉键槽—磨孔

3)车孔或镗孔—拉或插键槽—磨孔

齿面加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时的比例较大，无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。

在齿轮图样的技术部要求中，如果规定以分度圆选齿厚的减薄量来测定齿侧间隙时，应注意齿顶圆的精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的。齿顶圆精度太低，必然使测量出的齿厚无法正确反映出齿侧间隙的大小，所以，在这一加工过程中应注意以下三个问题:

1)当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度;

2)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度;

3)提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间

4、齿形及齿端加工

齿形加工是齿轮加工的关键，其方案的选择取决于多方面的因素，如设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度等

齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。如下图所示。经倒圆、倒尖后的齿轮在换档时容易进入啮合状态，减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖角和毛刺。下图是用指状铣刀对齿端进行倒圆的加工示意图。倒圆时，铣刀告诉旋转，并沿圆弧作摆动，加工完一个齿后，工件退离铣刀，经分度再快速向铣刀靠近加工下一个齿的齿端。

齿端倒圆

齿端加工必须在淬火之前进行，通常都在滚(插)齿之后，剃齿之前安排齿端加工。

5、传统加工工艺路线

下料锻造粗精车钻孔、镗孔制齿(滚齿、插齿等) 调质磨齿挖槽表面淬火检验

5、毛坯的选择及选定设备

该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢(热轨钢)可满足其要求，选择毛坯尺寸为,120x20mm。根据加工的要求和条件，应选择数控车床

CK6140，数控铣床XK7132，数控系统均为FANUC以及通用的滚齿机。

6、工艺卡片