机械制造工艺学课程设计设计题目：齿轮轴的制造工艺规程设计班级：10机械本B班学号：***********名：***指导教师：***日期：2013.06.161齿轮轴的分析 (1)1.1齿轮轴的作用 (1)1.2齿轮轴的工艺分析 (1)2零件的生产类型 (1)2.1生产纲领 (1)2.2生产类型及工艺特征 (1)3工艺规程的设计 (2)3.1毛坯的确定 (2)3.2选择定位基 (2)3.3制定工艺路线 (3)3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4)3.5确定切削用量和基本工时 (5)4设计总计 (7)附录：轴的机械加工工艺卡 (8)参考文献 (17)课程设计说明书1、齿轮轴分析1.1齿轮轴的作用齿轮轴是传动系配件，作用是指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。

一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。

机器中作回转运动的零件就装在轴上。

1.2零件工艺分析1）工序安排热处理调质处理后，再进行精车、磨削加工，以保证加工质量稳定。

2）精车、粗磨、精磨工序均以两中心孔定位装夹工件，其定位基准统一，可以更好保证零件的加工质量。

3）以工件两中心孔为定位基准，在偏摆仪上检查，φ60021.0002.0++mm 、φ141.780063.0-mm 、φ60021.0002.0++mm 三处轴径外圆对公共轴心线A —B 的圆跳动0.025mm 。

4）工序14对组合夹具应要求备有键槽对称度检查基准，可供加工对刀及加工后检查使用。

2、零件的生产类型2.1生产纲领根据任务书已知：⑴产品的生产纲领为379台/年，每台产品齿轮轴数量2件 ⑵齿轮轴的备品百分率为％，废品百分率为0.4％。

齿轮轴生产纲领计算如下： N=Qn(1+a)(1+b)=379x2(1+4％)(1+0.4％) =791.47≈792（件/年) 2.2生产类型及工艺特征查表确定齿轮轴属于大批量生产零件，工艺特征见表（如下）：379台/年大量生产（1）毛坯采用铸造，精度适中，加工余量相对较大 （2）加工设备采用车床、铣床、钻床、锯床 （3）加工设备采用组合夹具（4）工艺需编制详细的加工工艺过程卡片和工序卡片 （5）生产效率低，对人工的技术要求高各种生产类型的工艺过程特点3、工艺规程的设计3.1毛坯的确定1）零件材料为45钢。

零件的最大和最小的尺寸相差比较大。

由于零件为大量生产，而且零件的轮廓也较简单，故采用棒料。

这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。

由于零件结构简单，尺寸较小，且有台阶轴，力学性能要求较高，精度较高且要进行大量生产，其加工余量小，表面质量好，机械强度高，生存率高。

工件材料选用45#钢，毛坯的尺寸精度要求为IT11—12级。

2）绘制产品毛坯图：毛坯图3.2选择定位基准1）精基准的选择由零件的工艺分析可以知道，此零件的设计基准是φ60021.0002.0++mm 、φ141.780063.0-mm 、φ60021.0002.0++mm 三处轴径外圆对公共轴心线，根据基准重合选择，应选择设计基准为精基准，即以φ60021.0002.0++mm 、φ141.780063.0-mm 、φ60021.0002.0++mm 三处轴径外圆对公共轴心线为精基准，由于多数工序的定位基准都是中心孔，符合基准统一原则，且能保证工件定位准确，装夹方便，夹具结构简单。

所以精基准选择中心孔。

2）粗基准的选择选择左端Ø65mm 的未加工外圆柱面作为粗基准。

3.3制定工艺路线1）根据各表面加工要求和各加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：工序2 尺寸Ø60mm ： 粗车 尺寸φ141.78063.0-mm: 粗车→半精车→精车工序3 尺寸Ø60mm: 粗车工序4 尺寸φ80021.0002.0++mm ： 粗车→精车→磨削 工序5 尺寸φ75021.0002.0++mm ： 粗车→半精车→精车工序6 尺寸宽为18mm 深为7mm 长为70的键槽：粗铣 工序7 大径为Ø57的斜齿轮：滚齿→剃齿或粗滚齿→精滚齿根据先粗后精，基准先行，以及先主后次的原则，加工顺序：两端面和中心孔的加工，粗车各外圆表面，精车外圆φ60021.0002.0++mm ，φ60021.0002.0++mm 表面，铣键槽，斜齿轮的加工，磨削两φ141.780063.0-mm 外圆面。

2）表面加工方法的确定本零件的毛坯为棒料，待加工面有端面，键槽等。

材料为45钢.公差等级及粗糙度要求参考零件图。

其加工方法的选择如下：（1） 端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。

待加工的主要端面有零件的右端面和左端面，经车削即可获得。

（2）键槽 本零件主要加工键槽，铣键槽（3）外圆 主动齿轮上有较多的外圆，根据不同的公差等级及粗糙度要求，选择粗车，半精车，精车等加工方法，保证不同的技术要求。

3）确定工艺路线工序I 下棒料φ150mm x320mm工序II 夹紧毛坯一端外圆，粗车外圆尺寸至φ60mm ，并控制长度为 35mm;保证端面平整，继续车外圆尺寸至φ141.78mm ，粗糙度为Ra1.6μm 。

工序III 倒头夹已加工外圆φ60mm ，车另一端各部，保证总长度308mm 外圆为50mm 。

工序IV 以φ60mm 外圆定位夹紧车内圆φ141.78mm 尺寸至φmm021.002.075++，控制长度为13mm 。

工序 V 以φmm021.002.075++外圆定位夹紧（垫上铜皮，防止磨损），车φ141.78mm ，外圆处长度为mm4.03.078++，使其外圆为mm060.0041.065++。

并车φ141.78mm 外圆处长度尺寸为8mm ，保证定位锁轴总长为308mm ，另一端外至φ80mm 。

工序VI 车刀槽70mm 距内圆φ80mm 的距离5mm ，热处理28~32HRC 。

工序VII 车螺纹 229︒=β 左旋。

工序VIII 以φ60mm 外圆定位夹紧（垫上铜皮，防止磨损）将内圆φ65mm 车斜角距外圆φ60mm 距离14mm 。

工序IX 按图样要求检验各部分尺寸，精修尺寸，光整度等3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1）毛坯外圆表面直径的确定外圆φ141.780063.0-mm 、只要粗精加工就可以达到要求，而外圆Ø65和Ø60mm 锻一样的直径，查参考文献可知直径加工余量为2mm ，考虑实际加工时，因锻造表面较硬而加工余量少可能难加工，所以取毛坯直径为Ø70mm。

φ60021.0002.0++mm 、 φ141.780063.0-mm 、φ60021.0002.0++mm 要经过粗加工和精加工，参考文献可知直径加工余量为2mm+1.5mm=3.5mm,考虑实际加工时，因锻造表面较硬而加工余量少可能难加工，所以取毛坯直径为Ø65mm。

长度方向的余量查参考文献，其余量值规定2.0-2.5mm ，取2.0mm 。

2）、加工余量3.5确定切削用量和基本工时 工序1：粗车外圆φ141.780063.0-mm ：1） 背吃刀量：单边余量Z=4.6mm,可三次切除。

背吃刀量为1.8mm 。

2） 进给量：根据参考文献取r mm f /4.0=。

3） 切削速度:根据参考文献取min /65m v c =。

4）确定主轴转速：min /4.591min /3514.36510001000r r d v n w c s =⨯⨯==π按机床选取min /710r n =。

所以实际切削速度为 min /03.78min /1000710351000m m dn =⨯⨯==ππυ5）验证机床功率：主切削力按《机械工艺手册》所示公式计算Z CF ZF ZF Z F n cY X pF c K v fa C F =式中，2650=ZF C ,0.1=Z F X ,,15.0-=Z F n , 所以 75.0=Z F YN N F C 6.98489.094.057.734.05.1265015.075.0=⨯⨯⨯⨯=- 切削时消耗功率c P 为 kW kW v F P c c c 0.110654.616.98410644=⨯⨯=⨯=由CA6140机床说明书可知，CA6140的主电机功率为7.8kw ，当主轴转速为560r/min 时，主轴传递最大功率为5.5kw ，所以机床功率足够，可以正常加工。

6）切削工时：nfl t 总=所以 min 0845.1min 4.0710308=⨯=t工序2：滚齿1） 背吃刀量：根据参考文献可知，mm Z 7.6=。

2） 进给量：根据参考文献取r mm f /0.2=。

3） 切削速度：根据参考文献取min /28m v c =。

根据修正公式：4321v v v v c k k k k v v = 式中4321,,,v v v v k k k k 查参考文献可得： 1,75.0,1,8.04321====v v v v k k k k 所以m in /8.16m in /175.018.0284321m m k k k k v v v v v v c =⨯⨯⨯⨯==4） 确定主轴转速： min /5.53min /1008.161000100000r r d v n c =⨯⨯==ππ 按机床选取min /50r n =5） 切削工时：Kf n z l l b t a m 021)(++=式中，2,17,0,0,12421=====K Z l l b min 54.10min 225017)00124()(021=⨯⨯⨯++=++=K f n z l l b t a m4、设计总结在这次课程设计过程中，使我真正感受到了知识的重要性。

这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。

在课程设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。

在课程设计中还用到了CAD制图和一些计算机软件，因为学的时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本,但不久就能熟练的画了。

CAD制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。

因此，这次课程设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。

在这次课程设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。