1、機械加工工藝與夾具課程設計說明書題目：雙聯齒輪工藝設計目 錄一、設計要求及參考二、零件的分析三、工藝規程的設計（一）確定毛坯的制作形式（二）基準的選擇（三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（五）各工序的定位夾緊方案及切削用量的選擇（六）各工序的基本工時四、總結五、主要參考文獻六、設計總結一編制零件的工藝規程及設計夾具：雙聯齒輪如下圖所示，成批生產（每批100件），材料為40Cr鋼。編制此雙聯齒輪的工藝規程并為加工花鍵設計夾具。 要求：零件毛坯圖 夾具裝配圖（A0或A1） 設計說明書（附有工藝卡和工序卡）二、零件分析（一）零件的作用與結構特點 雙聯齒輪主

2、要用于一些機械設備變速箱中，通過與操作機構的結合，滑動齒輪從而實現變速。圓柱齒輪一般分為齒圈和輪體兩部分，根據齒輪輪體的結構形狀來劃分可知上圖中的雙聯齒輪為盤類齒輪，有兩個齒圈，在齒圈上切出直齒齒形，在輪體上帶有花鍵孔。（二）零件的工藝分析 該零件屬于齒輪類零件，形狀規則，尺寸精度和形位精度要求均較高，零件的主要技術分析如下：（1）齒輪端面對準A的圓跳動公差不超過0.05mm，主要是保證端面平整光滑，雙聯是利用花鍵軸和花鍵孔進行配合定位，因此必須保證花鍵孔的尺寸精度。 雙聯齒輪之間嚙合要求嚴格，要保證雙聯齒輪的齒形準確及同軸度較高。（2）由于零件是雙聯齒輪，軸向距離較小，根據生產綱領是選擇合理

3、的加工工藝。（3）齒輪要求加工精度高，要嚴格控制好定位（4）32的花鍵孔是一比較重要的孔，也是以后機械加工各工序中的主要定位基準。因此加工花鍵孔的工序是比較重要的。要在夾具設計中考慮保證到此孔精度及粗糙度要求。三、工藝規程的設計（一）確定毛坯的制造形式 由于零件結構簡單，尺寸較小，且有臺階軸，力學性能要求較高，精度較高且要進行大量生產所以選用模鍛件，其加工余量小，表面質量好，機械強度高，生存率高。工件材料選用45鋼，毛坯的尺寸精度要求為IT1112級（二）基準的選擇 根據零件圖紙及零件的使用情況分析。知32花鍵孔，端面圓跳動，平行度等均應通過正確的定位才能保證，故對基準的選擇應進行分析。(1)

4、粗基準的選擇 粗基準的選擇：對雙聯齒輪這樣的回轉體零件來說，選擇好粗基準是至關重要。對回轉體零件我們通常以外圓作為粗基準。（2）精基準的選擇 在加工完32花鍵孔以后各工序則以花鍵孔為定位精基準。這樣就滿足了基準重合的原則和互為基準的原則。在加工某些表面時，可能會出現基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。（三）工藝路線的擬定（1） 工藝路線的擬定 為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。 由于生產綱領為批量生產，所以采用通用機床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產率和減少機床數量，使生產成本下降。 工藝路線一： 工藝路線二鍛造、正火 鍛造

5、、正火1粗車外圓及端面 1粗車外圓及端面2拉花鍵孔 2拉花鍵孔 3去毛刺 3去毛刺 4精車外圓、端面 4精車外圓及端面5檢驗 5檢驗6滾齒 6滾齒7插齒 7倒角8倒角 8去毛刺9去毛刺 9剃齒 10剃齒 10齒部高頻淬火11齒部高頻淬火 11推孔12推孔 12衍齒13衍齒 13總檢14總檢 兩個工藝方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二這道工序都是為了獲得Z=19的切削加工。方案一是對Z=33的齒形進行滾齒加工后再對Z=19的齒輪進行插齒加工，這樣能保證切削加工順利地進行下去。方案二是對Z=33的齒坯進行滾齒加工后繼續對Z=19的齒輪進行滾齒加工，由于該零件是雙聯齒輪，兩齒輪間隔很小，

6、若再對Z=19的齒坯進行滾齒加工需得有專門的設備，增加了成本和加工難度另外，選擇方案時還應考慮工廠的具體條件等因素，如設備，能否借用工、夾、量具等、本次設計選擇工藝路線方案一。根據工序方案一制定出詳細的工序劃分如下所示: 毛坯為鍛件，清理后進行正火處理，以消除內應力機械切削加工性能，在毛坯車間，對其認真檢驗分析，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工1毛坯鍛造2正火3粗車外圓及端面，留余量1.52mm，鉆、鏜花鍵底孔至尺寸28H124拉花鍵孔5鉗工去毛刺6上心軸，精車外圓，端面及槽至要求7檢驗8滾齒（Z=33）留余量0.070.1mm9插齒（Z=21）留余量0.040.0610倒角11

7、鉗工去毛刺12剃齒（Z=33）公法線長度至尺寸上限13剃齒（Z=21）采用螺旋角度為5度的剃齒刀，剃齒后公法線長度至尺寸上限14齒部高頻淬火15推孔16衍齒17總檢入庫根據此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡。見附表1：機械工藝加過程卡,附表215機械加工工序卡 機械加工工藝過程卡零件名稱雙聯齒輪二鍛造每件毛坯制坯數第 一 頁零件生產批量10045鋼零件外形尺寸工序號工種工序名稱機床型號夾具名稱刀具名稱輔助名稱量 具10車粗車外圓及端面留余量1.5-2mmCA6140車夾具高速鋼車刀游標卡尺150×0.0220車鉆鏜花鍵孔至尺寸28H12C6136（專）車28孔夾具鉆擴復合鉆2

8、8×401-50mm內徑千分尺30拉拉花鍵孔至規格L6120 拉夾具矩形花鍵拉刀拉夾頭花鍵量規40鉗去毛刺50車上芯軸，精車外圓，端面及槽至要求CA6140上芯軸裝夾高速鋼外圓，端面及車槽刀游標卡尺150×0.0260銑滾齒（Z=33)留剃余量0.07-0.12mmY3150E上芯軸裝夾高速鋼剃前齒輪滾刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀70銑插齒（Z=21)留剃余量0.04-0.06mmY5132上芯軸裝夾盤形直齒插齒刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀80車倒角（1,2齒15o牙角）CA6140上芯軸裝夾75o外圓車刀90鉗去毛刺100銑剃齒（Z=33)公法線長度至

9、尺寸上限Y4232C上芯軸裝夾盤形剃齒刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀110銑剃齒（Z=21)公法線長度至尺寸上限Y4232C上芯軸裝夾盤形剃齒刀CD320G光柵式多能單面嚙合檢查儀120銑推孔130銑珩齒砂輪工序簡圖工序名稱粗車外圓及端面河南工業職業技術學院第 1 頁機床名稱機床型號車床CA6140毛坯材料夾具名稱45鋼三爪卡盤輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱10粗車外圓及端面，留余量1.5-2mm75056.50.4硬質合金車刀游標卡尺150*0.02工序名稱工序簡圖鉆鏜花鍵孔河南工業職業技術學院第 2 頁機床名稱機

10、床型號車床C6136(專）毛坯材料夾具名稱45鋼鉆28孔夾具輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱20鉆鏜花鍵孔至尺寸28H1275056.50.4麻花鉆，YG8硬質合金鏜刀0-250內徑千分尺工序簡圖工序名稱拉花鍵孔至規格河南工業職業技術學院第 3 頁機床名稱機床型號拉床L6120毛坯材料夾具名稱45鋼拉夾具輔助夾具冷卻液乳化液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱30拉花鍵孔至規格2803.62.5矩形花鍵拉刀花鍵量規工序簡圖工序名稱鉗工去毛刺河南工業職業技術學院第 4 頁工具名稱

11、機床型號銼刀毛坯材料夾具名稱45鋼輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱40鉗工去毛刺銼刀工序簡圖工序名稱精車外圓河南工業職業技術學院第 5 頁機床名稱機床型號車床CA6140毛坯材料夾具名稱45鋼三爪卡盤輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱50上芯軸精車外圓、端面及槽至要求75056.50.4高速鋼車刀游標卡尺100*0.02工序簡圖工序名稱滾齒Z=33河南工業職業技術學院第 6 頁機床名稱機床型號滾齒機Y3150E毛坯材料夾具名稱45G上芯軸裝夾輔助夾具冷卻液乳化液

12、序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱60滾齒（Z=33)留齒余量0.07-0.12mm6432.42.5高速鋼滾刀工序簡圖工序名稱插齒Z=19河南工業職業技術學院第 7 頁機床名稱機床型號插齒機Y5132毛坯材料夾具名稱45G上芯軸裝夾輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱70插齒（Z=21)留齒余量0.04-0.06mm18.30.32高速鋼插刀工序簡圖工序名稱車倒角河南工業職業技術學院第 8 頁機床名稱機床型號車床CA6140毛坯材料夾具名稱45G上芯軸裝夾輔助夾具冷卻液序號工步

13、內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱80車倒角（15o）75056.50.445o外圓車刀游標卡尺工序簡圖工序名稱鉗工去毛刺河南工業職業技術學院第 9頁機床名稱機床型號毛坯材料夾具名稱45G輔助夾具冷卻液序號工序內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱90鉗工去毛刺銼刀工序簡圖工序名稱剃齒Z=33河南工業職業技術學院第 10頁機床名稱機床型號剃齒機Y4232C毛坯材料夾具名稱45G上芯軸裝夾輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱100剃齒（Z=33)23

14、01300.35盤形剃齒刀工序簡圖工序名稱剃齒Z=19河南工業職業技術學院第 11頁機床名稱機床型號剃齒機Y4232C毛坯材料夾具名稱45G上芯軸裝夾輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱110剃齒（Z=21)2301300.35盤形剃齒刀工序簡圖工序名稱推孔河南工業職業技術學院第 12頁機床名稱機床型號毛坯材料夾具名稱45鋼輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱120推孔 工序簡圖工序名稱珩齒河南工業職業技術學院第 13頁機床名稱機床型號研磨機毛坯材料夾具名稱45鋼上心

15、軸裝夾輔助夾具冷卻液序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱130珩齒2802000068砂輪工序簡圖工序名稱齒部高頻淬火河南工業職業技術學院第 14 頁機床名稱機床型號電阻加熱爐毛坯材料夾具名稱45鋼淬火件掛鉤輔助夾具淬火介質水序號工步內容轉數（rmin）切削速度（mmin）進給量（mmrmin）刀具名稱量具名稱140控溫儀（四）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定1、毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖 雙聯齒輪室一些設備變速箱中，通過與操縱機構相結合，滑動齒輪，從而實現變速。要求配合精度較高，力學性能較好，且生產綱領是成批生產，所以毛坯選用模鍛件，再給

16、以正火處理，以消除鍛件在鍛造過程中的內應力。 由文獻1，該種鍛件的工差等級為CT79級，故取CT為9級。 由文獻1可用查表法確定各表面的總余量，但由于用查表法所確定的總余量與生產實際情況有些差距，故還應根據工廠具體情況進行適當的調整。 由文獻1可查出鍛件主要尺寸的公差，先將調整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸 87.5外圓87.5592.557.5外圓57.5461.5424254742長4254718厚1832120厚20323花鍵孔28327 由此可繪出零件毛坯圖三、選擇工序加工余量1.粗車外圓及端面，鉆鏜花鍵底孔至尺寸28（1）已知87.5外圓

17、長度方向上的加工余量為3mm,實際加工余量為1.5mm,故分一次加工，長度加工公差為IT11級取-0.19mm（2）進給量切削簡明手冊當刀桿尺寸為16mm×25mm,mm時，以及工件直徑為87.5時，=0.6-0.8mm/按C 車床說明書 取=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.750.85 所以：實際進給量f=0.6×0.8=0.48 mm/按C 車床說明書 0.53（3）計算切削速度。按切削簡明手冊表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv其

18、中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數Ko見切削手冊表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min)（4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C 車床說明書 200 rmin所以實際切削速度V=40.8m/min 、按機床進給強度決定進給量：根據表2.9 ,當b210MPa 020.

19、5mm 可確定f=0.75。 按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.所以實際切削速度V=40.8m/min 、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命當do=28mm、鉆頭最大磨損量取0.8 壽命T=45min.、切削速度 由切削用量簡明手冊得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由機床技術資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 實際=17 m/min 、 基本工時，Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62=0.28(min) 入切量及超切量由表 查出+=6mm 所以Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62

20、=0.32 (min)2、擴孔刀具直徑do=27mm；刀具幾何參數同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節省停車和調換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。3、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 可以查出 當160245HBS2.8 0.6 41min 3.4kw按C 車床說明書 主電機功率11可見比小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 2.21當27 0.64 查得轉矩61.8 N.M切削用量簡明手冊表由

21、表2.32 得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x27=1.67km按C 車床說明書 主電機功率11可見C比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要4 拉花鍵孔單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 單面余量2.5mm(由27mm拉削到32mm)； L 拉削表面長度，42mm； 考慮校準部分的長度系數，取1.2； k 考慮機床返回行程系數，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數，Z=l/p； P

22、拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt42=1.35sqrt42=9mm拉刀同時工作齒數z=l/p=42/95其本工時 Tm=2.5×42×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×5=0.20(min)5.齒輪加工（1）滾齒加工33齒由文獻2表10-174V=312/T0.33S0.5N=0.124s0.9m1.7/D又由文獻2表10-175,10-177S=2.5，T=240min，m=4代入上式得V=32.4m/min，N=0.27kw（2）插齒加工21齒由文獻2表10-174V=49/T0.2s0.5m0.3N=179

23、×10-4sm2/20.11又由文獻2表10-189,10-192S=0.32，T=300min，代入上式得V=18.3m/min，N=0.062kw由（1）、（2）計算它們均小于機床所能提供的功率，故符合要求。6齒部高頻淬火7珩齒精磨工件，砂輪寬度b=2mm縱向進給量：工作臺單行程的橫向進給量8時間定額計算 根據設計要求，只計算指導教師指定的一道工序工時。下面計算20道工序28mm孔的時間定額。 （1）機動時間 由文獻1表2.5-7得鉆孔的計算公式為： T=l+l1+l2/fn 式中l1=D/2cotky+（1-2） l2=1-4，鉆盲孔時，l2=0，l=46，L2=0，f=0.3，n=1000 L1=8.7/2cot（1180/2）+1.5=6.7 所以 t=46+6.7+0/0.3×1000=0.1773min Tb=2t=2×0.1773=0.355min（2）輔助時間 由