齿轮工艺课程设计说明书

目录1．序言 1 2．零件的工艺分析及生产类型的确定 1 2．1零件的作用 1 2．2零件的工艺分析 2 2．3零件的生产类型 2 3．选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3 3．1确定毛坯制造形式 3 2．确定机械加工余量 3 3．3确定毛坯尺寸 4 3．4确定毛坯尺寸公差 4 3．5设计毛坯图 5 4．选择加工方法,制定工艺路线 6 4．1定位基准的选择 6 4．2零件表面加工方法的选择 6 4．3制定工艺路线 7 5．工序设计 8 5．1选择加工设备与装备 8 5．2确定工序尺寸 11 6．确定切削用量及基本时间 14 6．1工序I切削用量及基本时间的确定 14 6.2工序Ⅱ切削用量及切削时间的确定 18 6.3工序Ⅲ切削用量及基本时间的确定 19 6.4工序Ⅳ的切削用量及基本时间的确定 21 6.5工序Ⅴ切削用量及基本时间的确定 22 6.6工序Ⅵ切削用量及基本时间的确定 23 6.7工序Ⅶ切削用量及基本时间的确定 25 6.8工序Ⅷ切削用量及基本时间的确定 25 7．夹具设计 26 7.1定位方案 26 7.2夹紧机构 26 7.3对刀装置 27 7.4夹具与机床连接元件 27 7.5夹具体 27 7.6使用说明 27 7.7结构特点 27总结参考文献1．序言课程设计在我们学完大学的全部基础课、专业基础课之后进行的，这是我们在进行课程设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。

另外在做完这次课程设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我在下面几方面得到了锻炼：运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

提高结构设计能力。

通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

学会使用手册以及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。

由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！2．零件的工艺分析及生产类型的确定2.1零件的作用课程设计任务书所给的是CA6140车床主轴箱中运动输入轴Ⅰ轴上的一个离合齿轮（图1-1），它位于Ⅰ轴的右端，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器。

它借助两个滚动轴承空套在Ⅰ轴上，只有当装在Ⅰ轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，Ⅰ轴才能带动该齿轮转动。

该零件的φ68K7mm孔与两个滚动轴承的外圈相配合，φ71mm沟槽为弹簧挡圈卡槽，φ94mm孔容纳其他零件，通过4个16mm槽口控制齿轮转动，6×1.5mm沟槽和4×φ5mm孔用于通入冷却润滑油。

图2－1 离合齿轮零件图2.2零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。

但基准孔φ68K7mm 要求a R 0.8m μ 有些偏高。

一般8级精度的齿轮，其基准孔要求a R 1.6 m μ即可。

该零件属盘套类回转体零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。

4个16mm 槽口相对φ68K7mm 孔的轴线互成90°垂直分布，其径向设计基准是φ68K7mm 孔的轴线，轴向设计基准是φ90mm 外圆柱的右端平面。

4×φ5mm 孔在6×1.5mm 沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为3mm ，由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要精确地保证上述要求则比较困难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路即可，加工不成问题。

应该说，这个零件的工艺性较好。

2.3零件的生产类型依设计题目可知：Q=10000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取10﹪和1﹪。

代入公式，得该零件的生产纲领N=10000×1×（1＋10﹪）×（1＋1﹪）＝11110件/年零件是机床上的齿轮，质量为 1.36kg ，可知其属轻型零件，生产类型为大批生产（查《机械制造基础与机械制造工艺学课程设计教程》P4页表1-1可得）。

3.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图3.1确定毛坯制造形式该零件材料为45钢。

考虑到车床在车削螺纹工作中要经常正、反转，该零件在工作过程中要经常承受交变载荷及冲击性载荷。

因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。

由于零件年产量为11110件，属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，参照《机械制造基础与机械制造工艺学课程设计教程》P5页表1-3可采用模锻成型。

这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。

3.2确定机械加工余量钢质模锻件的公差及机械加工余量按《机械制造工艺设计简明手册》P44页来确定。

要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素：锻件公差等级。

由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。

锻件质量f m 。

根据零件成品质量1.36kg ，估算为f m ＝2.2kg锻件形状复杂系数S 。

S=f m /N m 其中N m 为锻件外廓包容体质量该锻件为圆形，假设其最大直径为φ121mm ，长68mm ，则由公式262121687.8510 6.13844N m h kg d ππρ-==⨯⨯⨯⨯= S=2.2/6.138=0.358查《机械制造工艺设计简明手册》P45页表2.2-10得， 0.358介于0.32和0.63之间，故该零件的形状复杂系数S 属2S 级（一般）。

锻件材质系数M 。

由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65﹪的碳素钢，查《机械制造工艺设计简明手册》P46页表2.2-11故该锻件的材质系数属1M 级。

零件表面粗糙度。

由零件图可知，除φ68K7mm 孔为a R 0.8m μ以外，其余各加工表面为a R ≥1.6m μ。

根据锻件质量、零件表面粗糙度（加工精度）、形状复杂系数查《机械制造工艺设计简明手册》P54页表2.2-25得单边余量在厚度方向为1.7～2.2mm ，水平方向亦为1.7～2.2mm ，即锻件各外径的单面余量为1.7～2.2mm ，各轴向尺寸的单面余量亦为1.7～2.2mm 。

查《机械制造工艺设计简明手册》P53页表2.2-24得锻件中心两孔φ94的单面余量为2.5mm 。

3.3确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度a R ≥1.6m μ。

a R <1.6m μ的表面，余量要适当增大。

分析本零件，除φ68K7mm 孔为a R 0.8m μ以外，其余各加工表面为a R ≥1.6m μ，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据中的小值。

当表面需精粗加工和半精加工时，可取其较大值）。

φ68K7mm 孔需精加工达到a R 0.8m μ，参考《机械制造工艺设计简明手册》P67页表2.3-11磨孔余量，确定精镗孔单面余量为0.5mm 。

综上所述，确定毛坯尺寸见表1-1。

表3－1 离合齿轮毛坯（锻件）尺寸 /mm3.4确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数查《机械制造工艺设计简明手册》P47页表2.2-13，P49表2.2-15，P50表2.2-16。

本零件毛坯尺寸允许偏差见表1-2：表3－2 离合齿轮毛坯（锻件）尺寸允许偏差/mm3.5设计毛坯图（1）确定圆角半径 本锻件各部分的H/B 为<2，故均按《机械制造工艺设计简明手册》P53页表2.2-22表中第一行数值计算。

为简化起见，本锻件的内、外圆角半径分别取相同数值，以台阶高度H ＝16～25进行确定。

结果为：外圆角半径 r=6内圆角半径 R ＝3以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。

（2）确定模锻斜度本锻件由于上、下模膛深度不相等，模锻斜度应以模膛较深的一侧计算。

110321,0.291110110L H B B ==== 查《机械制造工艺设计简明手册》P53页表2.2-23外模锻斜度5α=，内模锻斜度加大，取7β＝。

（3）确定分模位置由于毛坯是H<D 的圆盘类锻件，应采取轴向分模，这样可冲内孔，使材料利用率得到提高。

为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程中借移，选择最大直径即齿轮处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。

（4）确定毛坯的热处理方式钢质齿轮毛坯经锻造后应安排正火,以消除残余的锻造应力,并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织,从而改善加工性.图2－1所示为本零件的毛坯图.图3－1 离合齿轮毛坯图4.选择加工方法,制定工艺路线4.1定位基准的选择本零件是带孔的盘装齿轮，孔是其设计基准(亦是装配基准和测量基准)，为避免由于基准不重合而产生的误差,应选孔为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。

具体而言，即选Φ68K7mm孔及一端面作为精基准。

由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。

外圆Φ117mm上有分模面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。

4.2零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及小孔等，材料为45钢。

以公差等级和表面粗糙度要求，查阅《机械制造工艺设计简明手册》P20页-P26页中零件表面加工方法、加工精度与表面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下。

（1） 90mm外圆面为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗车和半精车。

（2）齿圈外圆面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3.2μm，需粗车、半精车。

（3）00.4106.5φ-mm 外圆面 公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3μm ，粗车即可。

（4）φ68K7mm 内孔 公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra0.8μm ，毛坯孔已锻出，为未淬火钢，加工方法可采取粗镗、半精镗之后用精镗、拉孔或磨孔等都能满足加工要求。

由于拉孔适用于大批大量生产，磨孔适用于单件小批生产，故本零件易采用粗镗、半精镗、精镗。

（5）φ94mm 内孔 为未标注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3μm ，毛坯孔已锻出，只需粗镗即可。

（6）端面 本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra3.2μm 及Ra6.3μm 两种要求。