齿轮轴的加工工艺设计毕业论文

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1、贵州航天职业技术学院 课程设计题 目 齿轮轴的加工工艺设计 系 别： 机械工程系专 业： 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 张宗固 目录摘要1关键词1一、零件图分析1二、毛坯的选择2三、工艺分析3四、工艺路线的拟定4五、工序尺寸及其公差的确定5六、机械加工过程6七、齿轮测量7八、结论8附图：零件图9毛坯图10齿轮轴工艺过程卡片11齿轮轴工序卡片112齿轮轴工序卡片213齿轮轴工序卡片314齿轮轴工序卡片415齿轮轴工序卡片516齿轮轴工序卡片617齿轮轴工序卡片718齿轮轴工序卡片819参考文献20齿轮轴的加工工艺设计摘要：通过对齿轮轴零件图的工艺分析，确定了该零件的尺寸规格和毛坯材

2、料，通过对零件的工艺分析，确定了该零件的工艺路线和加工方法，编写了详细的机械加工工艺文件：工艺过程卡片和工序卡片。并对零件在加工过程中出现的问题进行简单的分析。关键词：齿轮轴;加工精度;定位基准 一、 零件图分析齿轮轴在机器领域中应用很广泛，几乎所有的机器中都有齿轮轴的存在，所以齿轮轴在机器设备很常见，但也很重要。零件的形状及其结构如图1所示： 图1 齿轮轴简图 1由图1 可知，该零件以外圆60h8mm中心线为设计基准，键槽6N9mm有对称度要求，对称度为0.05,。整个此轮轴外形不复杂，但精度要求较高，最表面粗糙度为1.6，最高精度为IT6。重点加工为齿轮55mm、60h8mm外圆，外圆35

3、k6mm，外圆20r6mm，特别是60h8mm齿轮，要保证齿轮内壁的粗糙度为1.6。齿轮轴为轴类零件，所以毛坯为棒料。材料为45。而且有热处理要求，为调质220250，故加工过程中要转序。二、 毛坯的选择在制订工艺规程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。齿轮轴是重要的轴类零件，而且材料为45号刚，所以毛坯采用棒料获得。图2 齿轮轴毛坯图 2三、 工艺分析由齿轮轴零件图可知，该零件属于轴类零件，轴类零件的定位基准一。搬是外圆和中心孔。在选择车削步骤时，一般先以一端外圆为粗基准，车出一段外圆，端面并打出一个中心孔；然后以这一加工

4、过的外圆为粗基准，车另一端端面和另一端中心孔。从零件图可以看出，该零件以外圆60h8mm中心线为设计基准，齿轮用以和其他齿轮配合，所以必须保证其精度和粗糙度。该零件属轴类零件，而且零件右端尺寸与左端相差较大，所以在加工右端时刚性较差，可用两顶尖孔定位的方法，以保证基准统一。因此轮轴最小端直径为20r6mm，且工艺过程不长，故顶尖孔不宜过大，选择A2.5即可。零件材料为45号刚，毛坯为棒料。45号刚有良好的切削加工性，加工时不会出现难加工现象。棒料表面光滑，余量均匀，不会产生打刀。因此，该零件的加工对刀具没有特殊要求。零件右端尺寸较小，刚性较差，切削时切削用量不宜过大。零件的最高精度为齿轮55m

5、m、60h8mm、外圆35k6mm、外圆20r6mm的圆柱表面，最高粗糙度为Ra1.6。键槽有对称度要求，对称度为0.05；据此，加工阶段应分为“粗车半精车铣滚齿粗磨精磨”6个加工阶段，用精磨来保证加工质量，磨齿加工来保证齿轮加工质量。零件的调质处理安排在粗加工之后，办精加工之前进行。零件结构不复杂，且为中小批量生产，6个加工阶段分别完成不同 3的加工内容：粗加工基本成形；半精车加工完成40mm和30mm的外圆及20.5的槽，并完成各倒角；铣6N9mm键槽属半精加工，一般安排在半精车后，精车之前；滚齿加工完成55mm至55.1的齿轮，粗磨和精磨加工完成60h8mm、35k6mm和20r6mm的

6、外圆和55mm的齿轮。磨外圆采用纵向磨削法，纵向磨削法磨削力小，散热条件好，可获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度。磨削深度较小，磨削力较小，适用于加工细长、精密或薄壁的工件。齿轮加工是该零件的重点加工部位，由于精度和表面粗糙度要求较高，应粗精分开，并安排在其他表面全部完成后进行精磨。经过6个加工阶段达到图纸要求后，要经过对零件的外圆、键槽、齿轮及端面的尺寸、表面粗糙度和形位公差进行检验，确定零件是否合格，在对零件清洗涂油入库。四、 工艺路线的拟定工艺路线的拟定是否合理，不但影响加工质量和生产率，而且影响工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响成本。由于该齿轮轴加工精度较高，而且还

7、有热处理要求，零件可以通过粗车和半精车达到部分尺寸要求，洗键槽可以单独进行，零件的最终尺寸公差和表面要求在精车和滚齿工序中完成，所以确定该齿轮轴的加工工艺路线为：下料粗车半精车铣滚齿粗磨精磨检验入库。 4五、工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定方法有引用法、查表法和分析计算法。根据加工过程零件的加工余量大小对零件的加工质量、生产率和生产成本均有较大的影响，加工余量过大，不仅增加机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加材料，工具和电能等的消耗，从而增加市场成本。若零件的加工余量过小，零件在加工过程中不能保证消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至出现产品不合格。由零件图分析可知零件材料采用4

8、5，由于零件径向尺寸变化不大，所以毛坯采用棒料，直接下料外圆为66mm长度为234mm。零件精度要求较高，表面粗糙度为1.6，最终加工采用精车，加工工艺路线为“粗车半精车铣滚齿粗磨精磨”。零件的各工序余量为精磨余量为0.2mm，粗磨余量为0.3mm，磨齿加工余量为0.5mm，半精车余量为1.8mm，粗车余量为2.5mm，由此可知加工总余量为5.3mm。为了保证零件的尺寸公差，零件的最后一次加工精磨的公差即为设计尺寸公差HT6,其余工序尺寸公差按经济精度查表确定，并按“如体原则”确定偏差。则粗磨为IT8，半精车为IT9，粗车为IT11。根据引用法定该零件的工序尺寸及其公差如下： 5表六 工序尺寸

9、及其公差加工内容尺寸及公差设计名称毛坯粗加工半精加工粗磨加工精磨加工 60h8外圆6662.160.360h8 35k6外圆6637.135.335.235k6 20r6外圆6622.120.320.220r6 40外圆40 30外圆30 五、 机械加工过程粗车时夹46mm并找正车端面见光即可，粗车外圆35k6mm至37.1mm，长度为28mm，粗车外圆60h8mm至62.1mm，长度为60mm；夹37.1mm，半精车外圆35k6mm至35.3mm，长度保证为26mm，半精车外圆40mm至图纸尺寸，半精车外圆60h8mm至60.3mm，长度保证为60mm，切槽20.5，倒角C2，Ra3.2。调

10、头夹62.1mm的外圆，平端面见光即可，打中心孔A2.5,粗车20r6mm至22.1mm。长度为53mm,粗车外圆35k6mm至37.1mm，长度为28mm；夹60.3mm，半精车20r6mm至20.3mm,长度保证为53mm，半精车30mm至图纸要求，半精车外圆 635k6mm至35.3mm，长度保证为26mm,半精车40mm至图纸要求，切槽20.5。倒角C2，Ra3.2。铣键槽6N9mm至图纸要求。磨齿55mm至55.1mm。粗磨外圆60h8mm至图纸要求，粗磨外圆35k6mm至35.2mm，长度保证为28mm，粗磨20r6mm至20.2mm，长度保证为53mm。精磨60h8mm至图纸要求

11、，精磨35k6mm至图纸要求，精磨20r6mm至图纸要求，精磨齿轮55mm至图纸要求。七、齿轮测量齿轮精度项目繁多，因此齿轮测量比较复杂，现将几种常用的齿轮精度测量列于表七和表八。 表七 齿轮公差组公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能的主要影响 IF F F F F以齿轮一转为周期的误差传递运动的准确性 II 在齿轮一周内，多次周期地重复出现的误差运动的平稳性、噪音、振动IIIF F F齿向的误差载荷分布的均匀性 7F切向综合误差 F齿距积累误差 FK个齿距积累公差F径向综合公差 F齿圈径向跳动公差 F工法线长度变动公差切向综合公差 齿形误差 齿距极限偏差基节极限偏差 齿径向综合公差 螺

12、旋线波度公差F齿向公差 F轴向齿距极限偏差 F接触线误差 表八 直齿圆柱齿轮基节理论值（mm） 模数m 基节 2.5 7.3803八、 结论工艺设计的过程中使我发现很多新问题，也使我学到以前没学到的知识。在工艺设计过程中不断学习不断进步，使自己的知识结构不断完善，为以后的学习打下更好的基础。按照本工艺设计加工出来的齿轮轴完全能达到图纸的设计要求。可能其中还有不合理的地方，待有更好的完善？选择的合理工艺路线能提高生产效率，缩短生产周期，降低市场成本。 8参考文献1机械制造技术 主编：王茂元 机械工业出版社2车铣工艺学 主编：晋其钝 张秀珍 北京大学出版社3金属工艺学 主编：卞洪元 北京理工大学出版社 4机械基础 主编：陈长生 机械工业出版社5机械制造技术课程设计主编：吴雄彪 浙江大学出版社6技师专业论文撰写指南 中国劳动社会保障出版社 20