1 零件的工艺分析及生产类型的确定1. 1 零件的作用题目所给定的是设计宽度为40mm的中间轴齿轮“零件”，其功用是传递动力和改变输出轴运动方向。

1.2 零件的工艺分析及零件的生产类型本零件为回转体零件，其最主要加工面是φ62H7孔和齿面，但基准孔φ62H7要求内孔表面粗糙度Ra值为0.8，且两者有较高的同轴度要求其公差为φ0.04，是加工工艺需要重点考虑的问题。

其次两轮毂端面由于装配要求，对φ62H7孔有端面跳动要求其公差为φ0.05。

最后，两齿圈端面在滚齿时要作为定位基准使用，故对φ62H7孔也有端面跳动要求。

依据题目知：年产50000件，达到了批量生产的水平。

2 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1 选择毛坯该零件材料为20Cr钢。

本零件的主要功用是传递动力，其工作时需承受较大的冲击载荷，要求有较高的强度和韧性，故毛坯应选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断保证零件工作可靠。

又由于年产量为50000件，达到了批量生产的水平，且零件形状较简单，尺寸也不大，故应采用模锻。

这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。

2.2 确定毛坯的总余量查机械制造技术基础课程设计指导书由表2-7查得a=6，b=5，c=9。

确定垂直方向上总余量为2×0.5a=2×0.5×6=6mm。

水平方向上总余量为2×0.5b=2×0.5×5=5mm。

内孔总余量为2×0.5c=2×0.5×9=9mm。

2.3 确定毛坯尺寸上面得出加工总余量适用于机械加工粗糙度R a≥1.6μm,除φ62H7孔为R a=0.8μm以外，其余各加工表面为R a≥1.6μm，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上总余量即可，外圆尺寸为：130+6=136mm；锻造内孔尺寸：62-9=53mm；两个端面间间距为：40+5=45mm：齿宽方向尺寸为：20+5=25mm；3. 制定零件工艺规程3.1 选择定位基准1）粗基准选择重要考虑装夹方便、可靠，选一大端面和外圆作为定位粗基准。

2）精基准选择齿轮的设计基准是φ62H7孔，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选φ62H7孔作为主要定位精基准。

考虑定位稳定可靠，选一大端面作为第二定位精基准。

在磨孔工序中，为保证齿面与孔的同轴度，选齿面作为定位基准。

在加工环槽工序中，为装夹方便，选外圆表面作为定位基准。

3.2 选择表面加工方法1）φ62H7孔：①生产批量较大，应采用高效加工方法；②零件热处理会引起较大变形，为保证φ62H7孔的精度及齿面对φ62H7孔的同轴度，热处理后需对该孔再进行加工。

故确定热加工前采用扩孔和拉孔的加工方法，热后采用磨孔方法。

2）齿面根据精度要求，并考虑生产批量较大，故采用滚齿－剃齿的加工方法。

3）大小端面采用粗车－半精车－精车加工方法。

4）环槽采用车削方法。

3.3零件加工工艺路线1）扩孔（立式钻床，气动三爪卡盘）；2）粗车外圆，粗车一端大、小端面，一端内孔倒角（普通车床，气动可胀心轴）；3）半精车外圆，粗车另一端大、小端面，另一端内孔倒角（普通车床，气动可胀心轴）；4）拉孔（卧式拉床，拉孔夹具）；5）精车外圆，精车一端大、小端面，一端外圆倒角（普通车床，气动可胀心轴）；6）精车另一端大、小端面，另一端外圆倒角（普通车床，气动可胀心轴）；7）车槽（普通车床，气动三爪卡盘）；8）滚齿（滚齿机，滚齿夹具）；9）一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）；10）另一端齿圈倒角（倒角机，倒角夹具）；11）检验；12）热处理；（淬火+低温回火）13）磨孔（内圆磨床，节圆卡盘）；14）最终检验。

该工序采用分散原则，各工序工作相对简单考虑到该零件生产批量较大，工序分散可简化调整工作，易于保证加工质量，且采用气动夹具，可提高加工效率。

4 工序设计4.1 加工余量及工序尺寸的确定（1）外圆加工由零件加工工艺路线得外圆加工由粗车外圆—半精车外圆—精车外圆三道工序。

查文献[1]表3.2-2和查文献[2] 表 5-29 得粗车外圆加工精度为IT11～IT13，取IT12级精度，半精车外圆的加工精度为IT8～IT10，取IT9级精度，精车外圆的加工精度为IT7～IT8，取IT7级精度。

工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸粗车 3.5 h12 φ132.504.0-半精车 1.8 h9 φ130.701.0-精车 0.7 h7 φ130015.0-（2）端面的加工由零件加工工艺路线得端面加工由粗车端面—半精车端面—精车端面三道工序。

查文献[1]表 3.2-21和查文献[2]表5-29 得粗车端面加工精度为 IT11～IT13，取IT12级精度，半精车外圆的加工精度为IT8～IT10，取IT9级精度，精车外圆的加工精度为IT7～IT8，满足零件图要求。

① 大端面各工序尺寸为：工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸粗车 3.4 H12 41.63.00+半精车 1.0 H9 40.6074.00+精车 0.6 40±0.5② 小端面各工序尺寸为：工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸粗车 3 H112 22021.00+半精车 1.2 H9 20.8052.00+精车 0.8 20±0.2（3）内孔加工根据零件加工工艺路线得内孔加工由扩孔—拉孔—磨孔三道工序。

查文献[2] 表5-44 得磨孔加工余量0.5mm 。

查文献[1]表3.2-12得拉孔加工余量为1mm 。

根据内孔总余量9mm ，得出扩孔加工余量9+1+0.5=10.5mm 。

查文献[2]表5-29 得粗扩经济精度为IT12～IT13 取IT12，精拉经济精度为IT7～IT9，取IT7，查文献[1] 表4.1-9 得磨孔精度为IT7，满足零件图要求。

工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸扩孔 9 H12 φ60.53.00+拉孔 1 H8 φ61.5046.00+磨孔 0.5 φ62009.0021.0+-4.2齿形加工根据齿面粗糙度以及精度等级，选择滚齿与滚齿加工方法，查文献[2]表5-18 得滚齿加工精度为IT8，剃齿加工精度为IT7。

加工时先进行滚齿，然后在进行剃齿，保证各个尺寸要求。

2.4.1 切削用量的确定1）外圆φ130的加工本工序采用粗车—半精车—精车的加工方法，选用硬质合金外圆车刀左偏刀，刀片材料YT15,K r =90°和弯头车刀K r =45°精车用弯头刀K r =45°、刀尖圆弧半径0.5mm ，刀杆尺寸16×25。

查文献[4] 表3-13 得粗车外圆的进给量f=0.71mm/r 。

查文献[4] 表3-14 得半精车外圆进给量f=0.36mm/r 。

查文献[4] 表3-15 得精车外圆进给量f=0.23mm/r 。

查文献[4] 表3-19 取粗车切削速度V=1.5m/s ，半精车切削速度V=2m/s ，精车切削速度V=2.5m/s 。

根据加工余量可得粗车被吃刀量p a =2.25mm,半精车被吃刀量p a =0.9mm ，精车被吃刀量p a =0.35mm 。

粗车主轴转速：d v n π100060⨯==min /32.216132.514.35.1100060r =⨯⨯⨯. 查文献[4]附表5-56得CA6140主轴转速n=200r/min.则实际切削速度：s m dn v /39.11000602005.13214.3601000=⨯⨯⨯=⨯=π. 半精车主轴转速：d v n π100060⨯==min /40.2927.13014.32100060r =⨯⨯⨯. 查文献[4]附表5-56得CA6140主轴转速n=320r/min.则实际切削速度：s m dn v /19.21000603207.13014.3601000=⨯⨯⨯=⨯=π. 精车主轴转速：d v n π100060⨯==min /47.36713014.35.2100060r =⨯⨯⨯ 查文献[4] 附表5-56 得CA6140主轴转速n=400r/min.则实际切削速度：s m dn v /72.210006040013014.3601000=⨯⨯⨯=⨯=π 工时计算：粗车: mm k a l r p2)32(tan 1=-+= mm l 32= mm l 43=m i n 24.020071.043225321=⨯+++=+++==i fn l l l l i fn L T J 半精车: mm k a l r p2)32(tan 1=-+= mm l 32= mm l 43=m i n 30.032036.043225321=⨯+++=+++==i fn l l l l i fn L T J 精车: mm k a l r p35.2)32(tan 1=-+= mm l 32= mm l 43=min 37.04000.234335.225321=⨯+++=+++==i fn l l l l i fn L T J 2）端面的加工本工序也采用粗车—半精车—精车的加工方法，大小端面采用硬质合金左偏刀K r =90°和弯头车刀K r =45°① 大端面的加工根据加工余量可知，粗车被吃刀量p a =2.2mm,半精车被吃刀量p a =0.5mm 。

精车被吃刀量p a =0.3mm查文献[4] 表3-13 得粗车端面进给量f=0.73mm/r.查表3-14 半精车端面进给量f=0.30mm/r. 查表3-15 精车端面进给量f=0.20mm/r.初取端面粗车切削速度V=1.6m/s,半精车切削速度V=2.2m/s. 精车切削速度V=2.8m/s粗车主轴转速：d v n π100060⨯==min /64.4077514.36.1100060r =⨯⨯⨯. 查文献[4] 附表5-56 得机床主轴转速n=400r/min 。

则实际切削速度：s m dn v /57.11000604007514.3601000=⨯⨯⨯=⨯=π. 半精车主轴转速：d v n π100060⨯==min /51.5607514.32.2100060r =⨯⨯⨯. 查文献[4] 附表5-56 得机床主轴转速n=560r/min 。

则实际切削速度：s m dnv /2.21000605607514.3601000=⨯⨯⨯=⨯=π. 精车主轴转速：dv n π100060⨯==min /38.7137514.38.2100060r =⨯⨯⨯. 查文献[4] 附表5-56 得机床主轴转速n=760r/min 。

则实际切削速度：s m dn v /00.31000607607514.3601000=⨯⨯⨯=⨯=π. 工时计算:粗车: mm k a l r p 2)32(tan 1=-+=mm l 32= mm l 43= mm l l l d d L 25.1643225.607523211=+++-=+++-= m i n 05.0140073.025.16=⨯⨯==i fn L T j 半精车: mm k a l r p2)32(tan 1=-+= mm l 32= mm l 43=mm l l l d d L 75.1543225.617523211=+++-=+++-= min 09.015603.075.15=⨯⨯==i fn L T j 精车: mm k a l r p 3.2)32(tan 1=-+=mm l 32= mm l 43= mm l l l d d L 8.15433.22627523211=+++-=+++-= min 1.017602.08.15=⨯⨯==i fn L T j ② 小端面的加工根据加工余量可知，粗车被吃刀量p a =1.3mm,半精车被吃刀量p a =1.2mm ，精车被吃刀量p a =0.8mm.查文献[4]表3-13 得粗车端面进给量f=0.94mm/r.查文献[4]表3-14 半精车端面进给量f=0.35mm/r. 查文献[4]表3-15 精车端面进给量f=0.24mm/r.初取端面粗车切削速度V=1.5m/s,半精车切削速度V=2.0m/s. 精车切削速度V=2.5m/s.粗车主轴转速：dv n π100060⨯==min /50.22013014.35.1100060r =⨯⨯⨯. 查文献[4] 附表4-3-1 得机床主轴转速n=200r/min 。