圆柱齿轮机械加工工艺过程卡

3. 调整法 利用机床上的定程装置或对刀装置或预先调整好的刀架，使刀具相对于机床或夹具达到一定的位置精度，然 后加工出一批工件。 4. 自动控制法 采用一定的装置，使工件在达到图样要求的尺寸时，自动停止加工。具体方法主要有两种：①自动测量，② 数字控制。
任务实施： 一、圆柱齿轮加工工艺过程
二、 圆柱齿轮加工工艺分析
知识准备：
一、毛坯的选择 1. 常见毛坯的种类 1）铸件
形状复杂的零件毛坯，宜采用铸造方法制造。目前铸件大多用砂型铸造，它又分为木模手工造型和金属模机 器造型。 木模手工造型铸件精度低，加工表面余量大，生产率低，适用于单件小批生产或大型零件的铸造。 金属模机器造型生产率高， 铸件精度高，但设备费用高，铸件的重量也受到限制，适用于大批量生产的中 小铸件。其次，少量质量要求较高的小型铸件可采用特种铸造（如压力铸造、离心制造和熔模铸造等）。
中载的一般用途的齿轮。
（2） 中碳合金结构钢（如40Cr） 这种钢进行调质或表面淬火后综合力学性能较45钢好，且热处理变形小， 适用于速度较高、 载荷大及精度较高的齿轮。 某些高速齿轮，为提高齿面的耐磨性，减少热处理后的变形，不再进行磨齿，可选用氮化钢 （如38CrMoAlA）进行氮化处理。
（3） 渗碳钢（如20Cr和20CrMnTi等） 这种钢经渗碳或碳氮共渗等渗碳淬火后，齿面硬度可达58~63HRC， 而芯部又有较高的韧性， 既耐磨 又能承受冲击载荷， 适用于高速、 中载或有冲击载荷的齿轮。 （4） 铸铁及其它非金属材料（如夹布胶木与尼龙等） 这些材料强度低，容易加工，适用于一些较轻载荷下的齿轮传动。
的抗振性差，零件的热变形大。
５)
冲压件 冲压件的精度较高，冲压生产的效率也比较高，适于加工形状复杂，批量较大的中小

机电职业技术学院齿轮泵体加工工艺过程及工序卡片编制审核批准共2页第2页机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加铸HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 铸造设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加热处理HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数车间工序号工序名称材料牌号机加铣HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X5012 1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 铣前端面至总长为130±0.05mm端铣刀500 4 2.2 3 2 3.6min02 粗铣上盖结合面面铣刀500 4 2.2 3 2 3.6min设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加钻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床立式钻床Z515 1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 钻上盖结合面上的4个∅9的孔钻头直径9 500 4 2 20 1 2min设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加镗HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床立式钻床Z515 1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 钻上盖结合面上的4个螺纹底孔钻头直径14 500 46.8 2 6 1 5min设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加攻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床立式钻床Z515 1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 攻上盖结合面上4个螺纹细柄机用丝锥设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数加工中心TH6380加工中心1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 铣右端面至图样要求面铣刀500 4 2.2 67 1 3min设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加车HT200产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140车床 1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 掉头，车腔∅50，深18±0.05mm 高速圆柱铣刀500 4 2.2 18.2 1 3min设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加钻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 钻∅35的孔，至图样要求键槽铣刀500 4 2.2 13 1 3min设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加攻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 攻∅35孔的螺纹至加工要求螺纹刀500 15 10 15 1 1min设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加钳HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)准终单件工步号工步容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助01 去毛刺，倒角锉刀、刮刀设计〔日期〕校对〔日期〕审核〔日期〕标准化〔日期〕会签〔日期〕徐志浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机电职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称齿轮泵体共页第页车间工序号工序名称材料牌号机加HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件Φ130mm*130mm 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时(分)。

圆柱齿轮加工工艺一、齿轮技术规定圆柱齿轮是机械传动中应用极为广泛零件之一，其功用是按规定速比传递运动和动力。

1圆柱齿轮构造特点齿轮尽管由于它们在机器中功用不同而设计成不同形状和尺寸，但总是可以把它们划分为齿圈和轮体两个某些。

常用圆柱齿轮有如下几类(图6-15)：盘类齿轮、套类齿轮、内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条(即齿圈半径无限大圆拄齿轮)。

其中盘类齿轮应用最广。

一种圆柱齿轮可以有一种或各种齿圈。

普通单齿圈齿轮工艺性好；而双联或三联齿轮 小齿圈往往会受到台肩影响，限制了某些加工办法使用，普通只能采用插齿。

如果图5－24 圆柱齿轮构造形式齿轮精度规定高，需要剃齿或磨齿时，普通将多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮组合构造。

2圆柱齿轮精度规定齿轮自身制造精度，对整个机器工作性能、承载能力及使用寿命均有很大影响。

依照齿轮使用条件，对齿轮传动提出如下几方面规定：⑴运动精度规定齿轮能精确地传递运动，传动比恒定，即规定齿轮在一转中，转角误差不超过一定范畴。

⑵工作平稳性规定齿轮传递运动平稳，冲击、振动和噪声要小。

这就规定限制齿轮转动时瞬时速比变化要小，也就是要限制短周期内转角误差。

⑶接触精度齿轮在传递动力时，为了不致因载荷分布不均匀使接触应力过大，引起齿面过早磨损，这就规定齿轮工作时齿面接触要均匀，并保证有一定接触面积和符合规定接触位置。

⑷齿侧间隙规定齿轮传动时，非工作齿面间留有一定间隙，以储存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起尺寸变化和加工、装配时某些误差。

二、齿轮材料、热解决和毛坯⑴材料选取齿轮应按照使用工作条件选用适当材料。

齿轮材料选取对齿轮加工性能和使用寿命均有直接影响。

普通齿轮选用中碳钢(如45钢)和低、中碳合金钢，如20Cr、40Cr、20CrMnTi 等。

规定较高重要齿轮可选用38CrMoAlA氮化钢，非传力齿轮也可以用铸铁、夹布胶木或尼龙等材料。

⑵齿轮热解决齿轮加工中依照不同目，安排两种热解决工序：1）毛坯热解决：在齿坯加工先后安排预先热解决正火或调质，其重要目是消除锻造及粗加工引起残存应力、改进材料可切削性和提高综合力学性能。

专用车夹具、90°车刀
6
半精车
精车外圆至Ø325mm，并倒角。
金工
CAK6136
专用车夹具、YT15车刀
7
滚齿
滚齿m=5mm；z=63；α=20°
金工
YK38
专用车夹具、滚齿刀
8
插
插键槽22+0.026
金工
组合机床
专用钻夹具、插刀
9
检验
去毛刺
金工
钳工台
专用夹具、平锉
10
剃齿
剃齿至8级精度要求
金工
剃齿机
热
3
扩孔
轮辐孔扩至Ø50mm；扩中心孔至φ78mm。
金工
ZK5215
专用钻夹具、扩孔刀
4
拉孔
拉中心孔至Ø80mm。
金工
LYK6115
专用钻夹具、拉刀
5
粗车
1、粗车齿端侧面达到图纸要求；2、粗车外圆至Ø326mm；3、粗车轮辐版侧面并倒角达到图纸要求；4、粗车中心孔端面并倒角达到图纸要求。
金工
CAK6136
专用车夹具、剃刀
11
磨孔
推中心孔至精度要求IT7
金工
ZK5215
专用钻夹具、推刀
12
倒角
珩齿至IT7图纸要求
金工
YK5714
专用车夹具、珩刀
13
检验
按图样检查各部分尺寸精度检专Fra bibliotek量具14
入库
入库
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机械加工工艺过程卡片

第8章 齿轮加工技术


8.1 8.2 8.3 8.4
齿轮加工原理 齿轮加工工艺及方法 齿轮的测量 圆柱齿轮的机械加工工艺过程及工 艺分析
结束
8.1 齿轮加工原理


8.1.1 常见齿轮的种类
齿轮在切削加工时，工件和刀具按一定规律运动，利用
刀具切削刃对工件毛坯的切削作用，切除毛坯上多余的金属， 而得到所要求的表面形状。常用的齿轮有圆柱齿轮，圆锥齿 轮及蜗杆蜗轮等，而以圆柱齿轮应用最广。齿轮齿面的表面 形状有渐开线表面，摆线表面，圆弧表面等，渐开线表面齿 轮是最常用的齿轮，它能方便地在机床上加工出来，图8-1为 常见齿轮种类。
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补充：热轧

热轧就是在高于合金再结晶温度的温度中使其软 化后用压轮把材料压成薄片或钢坯的横截面，使 材料形变，但材料物理性质并无变化。
补充：冷轧

冷轧是对已经过热轧、除麻点除氧化工序的材料在 低于合金再结晶温度的温度中用压轮进一步碾压材 料以让材料有再结晶的过程。经过反覆的冷压－－ 再结晶－－退火－－冷压（反覆2～3次）过程， 材料里的金属发生分子级别的改变（再结晶），形 成的合金物理性质发生改变。


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图8-8 直齿圆柱齿轮的铣削
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8.2 齿轮加工工艺及方法





3)铣刀的选择。根据齿轮模数、压力角、齿轮齿数选择正确 铣刀。 4)分度计算与调整。据齿轮齿数选择合适的分度方法，计算 后进行有关调整。 5)确定合理铣削用量及切削液。按照切削用量选择原则，考 虑齿轮铣刀是铲齿成型铣刀，所选铣削速度应比普通铣刀略 低。为了保证齿轮加工质量和铣刀耐用度，可采用乳化液、 轻柴油等切削液。 6)对中心 对刀是使铣刀廓形的对称平面通过齿坯轴线。如偏 离标准中心，铣出的齿形将向一边倾斜，严重影响齿轮质量， 常用的方法有试切法，划线法。 7)铣削。

链条、齿轮等七个机械零件的加工工艺一、链条一、链条生产工艺流程示意图：二、工艺流程说明a.带钢首先经冲床、压床冲压称成要的形状与尺寸经六角滚筒去除毛刺，然后热处理，之后用机油进行淬火，在经碱+水+工业砂对其表面粘附的油污进行清洗后备用。

b.套筒、滚子料经卷管处理，然后通过六角滚筒去除毛刺，在京哈热处理之后用水淬火，然后对其表面的油污进行去除。

c.轴料钢首先经轴销机处理制成需要的形状与尺寸，然后通过六角滚筒去除毛刺，再经热处理后用水淬火，然后对其表面的油污进行去除。

d.最后将个零件进行回火，最后装配成型。

经检验合格后即为成品。

三、工艺1、热处理：在热处理设备中，在高温下采用各种辅助介质，改善零件的组织结构，提高各种物品性能。

2、渗碳：将零件置在热处理设备中加热至一定温度并保温一定时间，再通入含碳介质，将碳渗入零件表面，以提高链条硬度和耐磨性能。

3、淬火：零件在热处理设备中加热到一定温度后，保温一定时间，然后按照要求在不同的介质中冷却，从而提高零件硬度。

4、回火：经过淬火后的零件在热处理设备中以一定的温度进行加热，并保温一定时间后冷却。

零件经过回火可以降低淬火硬度，消除淬火应力，提高韧性。

5、发黑：采用高分子有机聚合原理，利用热处理工艺过程中回火余热成膜发黑。

发黑后工件带有光泽，耐腐蚀，防锈性能强；降低劳动强度，改善生产环境。

6、发蓝：把零件加热至一定的温度后，经过化学水溶液冷却，皂化，使零件表面颜色呈现蓝色。

经过发蓝处理的链条外观美观，还有防锈的作用。

不足之处就是这些化学水溶液对环境造成很大的污染。

7、磷化：将零件浸置在一定温度的磷化液内，使零件表面形成磷化层，可使零件表面颜色呈现黑色或灰色，提高链条美观的同时达到防腐的目的。

这些磷化液可循环利用，对环境污染较轻。

8、镀镍：采用电镀或化学镀镍的方法，在零件表面形成镀镍层，镀镍层既可以美观链条，又可以防腐。

镀镍链条一般用在露天场合。

9、镀锌：采用电镀或化学镀锌的方法，在零件表面形成镀锌层，镀锌层既可以美观链条，又可以防腐。

圆柱齿轮加工工艺设计摘要本文对传动齿轮的加工工艺路线进行了设计。

其中包括了工艺分析，工艺要求，确定毛坯的制造形式，确定定位基准，粗基准的选择，精基准选择的原则，确定各表面加工方案，零件表面的加工方法的选择，提高齿轮的加工精度，工艺路线的拟定，工序的合理组合，加工阶段的划分，工艺路线，确定齿轮的偏差，机械加工余量及毛坯尺寸，毛双联坯形状、尺寸确定的要求，确定机械加工余量，确定毛坯尺寸，设计毛坯图，工序设计，选择加工设备，确定工序尺寸。

机械制造工艺规程的制定需选择机械加工余量，加工余量的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，设备的调整，材料的消耗，切削用量的选择。

先锻件成型后进行表面热处理(正火、淬火、回火等)此次设计的主要内容在于如何使加工工序简单化、降低加工难度。

关键词：工艺路线工序定位基准加工余量目录1 零件特点及其工艺性分析 (3)1.1圆柱齿轮的特点 (3)1.2圆柱齿轮的技术要求 (4)1.3审查圆柱齿轮的工艺性 (4)1.4确定圆柱齿轮的生产类型 (4)2机械加工工艺规程设计 (5)2.1选择毛坯 (4)2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (5)2.3绘制圆柱齿轮铸造毛坯简图 (5)3数控加工工艺设计 (6)3.1 数控加工工艺设计主要内容 (6)3.2数控加工工艺的特点 (6)3.3 数控加工工艺分析的主要内容 (6)4拟定圆柱齿轮工艺路线 (8)4.1定位基准的选择 (8)4.2表面加工方法的确定 (8)4.3加工阶段的划分 (9)4.4工序的集中与分散 (9)4.5工序顺序的安排 (9)4.6确定工艺路线 (10)4.7齿轮加工工步 (14)4.8 机床设备及工艺装备的选用 (15)5齿轮程序的编制 (16)6切削用量、时间定额的计算 (18)6.1切削用量的计算 (18)6.2时间定额的计算 (19)7设计体会 (20)参考文献 (21)求的精度等级相差不是很大，采用半精加工即可以保证各加工表面技术要求。

机的交换齿轮有：速度交换齿轮 、分度交换齿轮 、轴向进给交换齿轮 和差动 交换齿轮 。其调整计算方法和注意事项在滚齿机的随机说明书中有详细的说明， 使用者在调整机床前要详细阅读。
滚切直、斜齿轮交换齿轮的调整公式见下表：
交换齿轮 速度交换齿轮 分度交换齿
名称
轮
公式 表公式中：
i An 0
n0

1000v da0
滚齿机是加工圆柱齿轮、蜗轮等零件的主要工艺装备。滚齿机按布局形式 和结构特点，可分为立式和卧式滚齿机，常用的是立式滚齿机。按JB/T6344.1— 1999的规定，滚齿机的型式有工作台移动式和立柱移动式两种，滚齿机的系列 由万能滚齿机、高效滚齿机和数控滚齿机构成。
滚齿是目前世界上在齿轮加工中应用最广的切齿方法，目前国际上精滚齿 的加工精度（主要指周节偏差）可以达到5~7级（GB/T10095），国内的滚齿机 （数控）精滚齿的加工精度也可以达到6~8级（GB/T10095）。CNC滚齿机是目 前国际上已广泛采用的设备，国内齿轮生产厂家的使用也越来越多。为了达到 最大可能的静刚度和动刚度，滚齿机部件都尽可能以封闭箱形的铸造结构制造， 采用减震性能良好的铸铁，有经过验证的热补偿系统。
滚齿原理图
10
二、齿轮的加工方法
1，滚齿 1),滚齿原理
根据滚齿加工原理，滚切齿轮时滚齿机必须 具有以下几种运动： （1）切削运动 即滚刀轴1的转速，借助于切削 速度交换齿轮或变速箱2，滚刀的转速为：
n0

1000v
da0
式中：—切削速度 （m/min）
—滚刀齿顶圆直径（mm）
2）分度运动 随着滚刀的转动，齿坯也要相应n地w
13
二、齿轮的加工方法
1，滚齿 常见的机械式传动链滚齿机很多，技术性能不尽相同，但均具备切削运动、

2.表面加工方法的确定 各表面的加工方案见表3.1所示
3.热处理工序分析
(1)齿坯热处理。在齿坯加工前后安排预备热处理—正火 或调质。其主要目的是消除锻造及粗加工所引起的残余 应力，改善材料的切削性能和提高综合力学性能。就本 例而言，因材料为合金钢20Cr钢，且为锻件，所以锻后 零件要进行正火处理，其硬度应为HBS156~217。
2.齿轮热处理 (1)毛坯热处理。在齿坯加工前后安排预备热处理——
正火或调质。其主要目的是消除锻造及粗加工所引起 的残余应力，改善材料的切削性能和提高综合力学性
(2)齿面热处理。齿形加工完毕后，为提高齿面的硬度 和耐磨性，常进行渗碳淬火，高频淬火，碳氮共渗和 氮化处理等热处理工序。
3.齿轮毛坯 齿轮毛坯的选择取决于齿轮材料、结构形状、尺寸大
3.1.2中间轴齿轮机械加工工艺过程卡编制
1.确定毛坯 1)确定毛坯制造形式 :毛坯宜选用锻件，这样可使金属纤
维尽量不被切断，保证零件工作时稳定可靠。又因为年 产量5 000件，为大批生产，且零件形状较简单，尺寸较 小，所以采用模锻。 2)毛坯机械加工余量及公差的确定 (1)锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其
项目三 圆柱齿轮加工
【任务分解】 (1)圆柱齿轮机械加工工艺规程
(2) (3)滚齿加工。
任务一 圆柱齿轮机械加工工艺规程编制
【学习目标】 (1) (2)能编制齿轮零件的机械加工工艺过程卡; (3)能编制齿轮零件的机械加工工序卡。
3.1.1识读齿轮零件图
教学案例：某拖拉机变速箱倒速中间轴齿轮零件图， 根据锻件质量、零件表面粗糙 度、形状复杂系数查表得单边余量是：厚度方向为 1.7~2.2 mm，水平方向为1.7~2.2 mm。

机械制造工艺学课程设计题目：直齿圆柱齿轮设计姓名（学号）：）教学院：专业班级：指导教师：完成时间：教务处制目录引言 (1)1.齿轮零件结构分析 (1)1.1 齿轮零件图分析 (1)1.2 齿轮零件结构分析 (2)1.2.1零件表面组成 (2)1.2.2确定主要表面与次要表面 (2)1.2.3零件结构工艺性分析 (2)2.毛坯的确定 (2)2.1毛坯的确定原则 (2)2.2毛胚的选择原则 (2)3.选择定位基准 (3)3.1以内孔和端面定位 (3)3.2以外圆和端面定位 (3)4.拟定齿轮的工艺路线 (3)4.1确定加工方案 (3)4.1.1齿坯加工方案的选择 (3)4.1.2齿形加工 (4)4.2划分加工阶段 (4)4.3选择定位基准 (4)4.4加工工序安排 (4)5.确定加工尺寸和切削用量 (4)5.1背吃刀量的选择 (4)5.2进给量的选择 (5)5.3切削速度的选择 (5)6.设计工序内容 (5)6.1确定工序尺寸 (5)6.2选择设备工装 (6)7.夹具设计 (6)7.1机床夹具的定位误差 (6)7.1.1心轴 (6)7.1.2定位套 (7)7.2机床夹具的对刀装置 (7)7.2.1确定插床夹具对刀块位置尺寸的步骤 (8)7.2.2精度校验 (8)7.3机床夹具的选择原则 (8)9.附件 (9)参考文献 (10)致谢词 (10)引言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作惊醒一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。

为今后的工作打下一个良好的基础。

齿轮零件的加工一、圆柱齿轮毛胚与热处理1. 齿轮毛坯毛坯的选择取决于齿轮的材料、形状、尺寸、使用条件、生产批量等因素，常用的毛坯种类有：1）铸铁件：用于受力小、无冲击、低速的齿轮；2）棒料：用于尺寸小、结构简单、受力不大的齿轮；3）锻坯：用于高速重载齿轮；4）铸钢坯：用于结构复杂、尺寸较大不宜锻造的齿轮。

2. 齿轮热处理在齿轮加工工艺过程中，热处理工序的位置安排十分重要，它直接影响齿轮的力学性能及切削加工的难易程度。

一般在齿轮加工中有两种热处理工序：1）毛坯的热处理为了消除锻造和粗加工造成的残余应力、改善齿轮材料内部的金相组织和切削加工性能，在齿轮毛坯加工前后通常安排正火或调质等预热处理。

2）齿面的热处理为了提高齿面硬度、增加齿轮的承载能力和耐磨性而进行的齿面高频淬火、渗碳淬火、氮碳共渗和渗氮等热处理工序。

一般安排在滚齿、插齿、剃齿之后，珩齿、磨齿之前。

二、圆柱齿轮齿面（形）加工方法1．齿轮齿面加工方法的分类按齿面形成的原理不同，齿面加工可以分为两类方法：⑴成形法（也叫仿形法）用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿面的方法，如铣齿、拉齿和成型磨齿等；⑵展成法（也叫范成法）齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动切出齿面的方法，工件的齿面由刀具的切削刃包络而成，如滚齿、插齿、剃齿、磨齿和珩齿等。

2．圆柱齿轮齿面加工方法选择齿轮齿面的精度要求大多较高，加工工艺复杂，选择加工方案时应综合考虑齿轮的结构、尺寸、材料、精度等级、热处理要求、生产批量及工厂加工条件等。

常用的齿面加工方案见表1。

表1 齿面加工方案三、圆柱齿轮零件加工工艺过程示例1．工艺过程示例圆柱齿轮的加工工艺过程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的精加工。

在编制齿轮加工工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量以及生产环境的不同，而采用各种不同的方案。

附图为一斜齿圆柱齿轮的简图，表2列出了该齿轮机械加工工艺过程。

齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计第一部份齿轮零件的机械加工工艺过程1、定位基准的选择在零件的加工过程中,合理的选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置度有着决定性的作用。

根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，则提出了如何正确选择定位基准的问题。

定位基准有粗基准和精基准之分。

1.1. 粗基准的选择原则：（1）尽量选择不要求加工的表面作为粗基准.这样可使加工表面与不加工表面之间的位置误差量最小,同时还可以在一次装夹中加工出更多的表面。

（2）若零件的所有表面都要加工,应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准.这样可保证作为粗基准的表面在加工时,余量均匀。

（3）选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作为粗基准。

（4）粗基准一般只在第一到工序中用,以后应避免重复使用。

1.2．精基准的选择原则:基准重合的选择原则。

尽可能的用设计基准作为定位基准,这样可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差,以保证加工表面与设计基准间的位置精度。

基准同一原则.一尽可能多的表面加工都用同一个定位基准,这样有利于保证各加工面之间的位置精度。

选择面积大、精度较高、安装稳定的表面作为精基准,而且所选的基准使夹具结构简单,装夹和加工方便。

综合上面的粗基准和精基准的选择原则,为使基准同一和基准重合,齿轮加工时常选内孔和端面作为精基准加工外圆和齿轮,用作精基准的端面和内孔要在一次装夹中加工出来以保证两者之间的垂直度,但是在加工大型齿轮时可用外圆作找正基准,但此时应保证内孔与外圆同轴。

所以加工本设计齿轮用齿轮外圆和端面作为粗基准,用内孔和端面作为精基准。

2.、装夹方法在加工齿轮时在滚齿机上一般用心轴装夹,滚齿心轴夹具3.、加工工艺问题(1)、基准修正齿形表面淬火后,内孔会受到影响而变形:一般的孔直径会缩小0.01-0.05mm,因此淬火后应安排精基准修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用镗孔。

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• 载荷分布均匀性精度为7级，主要是Ⅰ齿、Ⅱ齿的齿向公 差Fβ为0.017mm。
• 端面A、B与轴线有垂直度要求。
• 表面粗糙度分别为Ra3.2m（B）、
•
Ra1.6m（A）。
二、相关知识学习
2.明确圆柱齿轮的毛坯状况
该齿轮在正火后进行精加工，承载能力不高，其制造工 艺较简单，适用于一般机械传动。
毛坯制造 齿坯加工 齿形加工 齿端加工
齿面热处理 精基准修正
齿形精加工
三、制定实施计划
3.拟定双联齿轮的工艺路线
2）划分加工阶段
齿坯加工
主要是为下一阶段加工齿形： 1.准备精基准，使齿轮的内孔和端面的 精度基本达到规定的技术要求。 2.此外，对于齿形以外的次要表面的加 工，也应尽量在这一阶段的后期加以完 成。
等级
Ra（m）
9 级以下 6.3～3.2
单件修配生产中，加工低精度的外圆柱齿轮、齿条、 锥齿轮、蜗轮
7级
1.6～0.4
大批量生产 7 级内齿轮；外齿轮拉刀制造复杂，故
少用
8～7 级
3.2～1.6
批量生产中，加工中等质量外圆柱齿轮及蜗轮
1.6
批量生产中，加工中等质量的内、外圆柱齿轮、多
联齿轮及小型齿条
二、相关知识学习
1.分析双联齿轮的结构和技术要求
• 图5.48所示的双联齿轮：
• 传递运动精度为7级，主要是Ⅰ齿、Ⅱ齿公法线变动公差 Fw分别为0.039mm 、0.024mm，Ⅰ齿、Ⅱ齿的齿圈
径向跳动公差Fr为分别0.05mm、0.042mm；
• 传动的平稳性精度为7级，主要有Ⅰ齿、Ⅱ齿的基节极限 偏差±fpb均为±0.016mm，Ⅰ齿、Ⅱ齿的齿形公差ff 分别为 0.017mm、0.018mm；

机械加工工序卡产品名称产品图号第 1 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号1 铸造HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1 铸造毛坯2 清沙，去浇注口编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第 3 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13页车间工序号工序名称材料牌号3 扩孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床ZK5215 1夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1 轮辐孔扩至Φ30mm扩孔刀89 5.6 0.6 1 12 扩中心孔至Φ58mm扩孔刀97 6.3 0.8 1 1标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第 4 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号4 拉孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ2800x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床L YK6115夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1 拉中心孔至Φ60mm拉刀15 0.32 1标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第 5 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号5 粗车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CAK6136夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1 粗车齿端侧面至60mm90°车刀250 70 0 10 12 粗车外圆至Φ277mm90°车刀300 80 0.5 2 23 粗车轮辐版侧面至15mm，并倒R8圆角90°车刀300 80 0.5 2 24 粗车中心孔端面至100mm，并倒C2直角90°车刀300 80 0.5 2 2编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第 6 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13页车间工序号工序名称材料牌号6 半精车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数锻件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CAK6136夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件号工步内容工艺装备r/min m/min mm/r 度mm 次数机动辅助1 半精车外圆至Φ276mm，并倒角YT15车刀600 150 0.3 0.2 5编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第7 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号7 滚齿HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数齿轮滚床 YK38夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件号工步内容工艺装备r/min m/min mm/r 度mm 次数机动辅助1 滚齿m=3mm,z=90,α=20°滚齿刀50 2.5 1.5 1 3编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第8 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号8 插HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ2800x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数插床夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件号工步内容工艺装备r/min m/min mm/r 度mm 次数机动辅助1 插键槽18+0.020插刀100 10 1 1 5编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第12 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号12 倒角HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数珩齿机YK5714夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件号工步内容工艺装备r/min m/min mm/r 度mm进给次数机动辅助1 珩齿至图纸要求珩刀300 10 0.2 0.05 2编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第11 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号11 磨孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床ZK5215夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件号工步内容工艺装备r/min m/min mm/r 度mm 次数机动辅助1 推中心孔至精度要求推刀600 0.01 1 1 1编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡产品名称产品图号第10 页零件名称圆柱齿轮零件图号共11 页车间工序号工序名称材料牌号10 磨齿HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ2800x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数剃齿机YW A4332夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件机械加工工序卡产品名称产品图号第13 页零件名称圆柱齿轮零件图号共13 页车间工序号工序名称材料牌号13 检验HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数铸件Φ280x80 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称工作液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1 按图样检查各部分精度专用量具编制(日期) 校对（日期）审核(日期) 批准（日期）会签（日期）。

齿轮的生产过程一．齿轮的主要加工面1.齿轮的主要加工表面有齿面和齿轮基准表面，后者包括带孔齿轮的基准孔、切齿加工时的安装端面，以及用以找正齿坯位置或测量齿厚时用作测量基准的齿顶圆柱面。

2．齿轮的材料和毛坯常用的齿轮材料有15 钢、 45 钢等碳素结构钢；速度高、受力大、精度高的齿轮常用合金结构钢，如20Cr， 40Cr， 38CrMoAl，20CrMnTiA等。

齿轮的毛坯决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素，常用的有棒料、锻造毛坯、铸钢或铸铁毛坯等。

二、直齿圆柱齿轮的主要技术要求，1．齿轮精度和齿侧间隙GBl0095 《渐开线圆柱齿轮精度》对齿轮及齿轮副规定了12 个精度等级。

其中， 1～2 级为超精密等级； 3— 5 级为高精度等级； 6～8 级为中等精度等级； 9～12 级为低精度等级。

用切齿工艺方法加工、机械中普遍应用的等级为7 级。

按照齿轮各项误差的特性及它们对传动性能的主要影响，齿轮的各项公差和极限偏差分为三个公差组 ( 表 13—4) 。

根据齿轮使用要求不同，各公差组可以选用不同的精度等级。

齿轮副的侧隙是指齿轮副啮合时，两非工作齿面沿法线方向的距离 ( 即法向侧隙 ) ，侧隙用以保证齿轮副的正常工作。

加工齿轮时，用齿厚的极限偏差来控制和保证齿轮副侧隙的大小。

2．齿轮基准表面的精度齿轮基准表面的尺寸误差和形状位置误差直接影响齿轮与齿轮副的精度。

因此GBl0095 附录中对齿坯公差作了相应规定。

对于精度等级为 6～8 级的齿轮，带孔齿轮基准孔的尺寸公差和形状公差为IT6-IT7 ，用作测量基准的齿顶圆直径公差为IT8 ；基准面的径向和端面圆跳动公差，在 11-22 μm之间 ( 分度圆直径不大于 400mm的中小齿轮 ) 。

3．表面粗糙度齿轮齿面及齿坯基准面的表面粗糙度，对齿轮的寿命、传动中的噪声有一定的影响。

6～8 级精度的齿轮，齿面表面粗糙度 Ra 值一般为 0．8—3．2μ m，基准孔为 0．8—1．6 μm，基准轴颈为 0．4—1．6μm，基准端面为 1．6～ 3． 2μ m，齿顶圆柱面为 3．2μm。

检测手段
工位器具编号
工位器具名称
工序工时 准终 单件
检测频率
流动蓝
主轴 转速 r/min
切削速 度
m/min
进给 量 mm/r
进 切削
给 深度
次 mm 数
工步工时 机动 辅助
标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号
签字
日期
设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 审定（日期）
每台件数
锻件
75×22 中心孔 20
1
设备名称
设备型号
设备编号
空气锤
夹具编号
夹具名称
1 同时加工件数
1 切削液
工
步
工步内容
号
1
下料
2
锻造尺寸 75×22mm 中心孔 20mm 的毛坯
刀具
工 艺装备
检测手段
工位器具编号
工位器具名称
工序工时 准终 单件
检测频率
流动蓝
进
工步工时
主轴 切削速 进给
切削深 给
进 切削
给 深度
次 mm 数
工步工时 机动 辅助
标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号
签字
日期
设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 审定（日期）
赣州经纬汽车零部 件有限公司
机械加工工序卡片
产品型号 产品名称
1702504 齿轮
零件图号 零件名称
车间 机加
齿轮
签字
日期
设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 审定（日期）
赣州经纬汽车零部 件有限公司
机械加工工序卡片