齿轮工艺设计及工艺规程

一、计算生产纲领及确定生产类型

由该零件的生产纲领题目中已明确告诉（60万件），且为小型零件。由课本表1—3得，该零件的生产类型为：大量生产

二、零件分析

1.零件的用途

该零件在CA6140机床变速箱中用于与主轴上的齿轮的啮合，以实现改变主轴的速。

Φ68K7为要求较高的的配合面。

2.零件工艺分析

该零件为齿轮类零件，形位公差要求交高，其中的Φ68K7要求Ra0.8μm，明显高，须精磨。分析其它表面，得出各表面精度一般，加工并不困难。零件另一端的沟槽为未标注公差，按IT14执行公差，其表面粗糙度一般，故该槽也不难加工，零件上4×Φ5的小通孔为通油之用，其位置精度要求不必太高，因此4×Φ5也不难加工。

三、毛坏的选择

因为该零件为齿轮类零件，对起强度有一顶的要求，其材料为45号钢，有较好的塑性，加之其尺寸也不大，形状也不复杂，生产类型为大量生产，故毛坏可用模锻获得。

四、热处理方法

零件的热处理刚质齿轮毛坏经锻造很应安排正火，以消除锻造后留下的残余应力，并使不均匀的金相组织经重结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加工性能。

五、工艺过程设计

1.基准的选择

由图纸分析,该零件的中轴线为设计基准,该零件可通过Φ68K7来保证基准从合,但是由于该零件的毛坏为锻造件内、外圆的同轴度也不高，可以采用基准互换来逐步获得Φ68K7这个精基准，粗基准可以选用Φ90和Φ106.5两个外圆。

2.工艺路线的拟定

由该零件的为锻造件，其加工余量会较大，切削时会产生残余应力，并引起应力重新分布。因此，在安排加工工艺时必须将各表面的粗、精加工分开，以达到逐步修正前一工序因应力而产生的变形，并考虑工序分散。，，

工艺路线方案一；工艺路线方案二；

模锻模锻

正火正火

车端面、外圆车端面、外圆

拉小内圆空镗小端孔

磨小端孔

镗大内圆孔镗大内圆孔

切内沟槽切内沟槽

滚齿滚齿

复合钻4×Φ5 孔复合钻4×Φ5孔

齿面表面淬火齿面表面淬火

终检终检

３.工艺方案的比较与分析

较两方案，只有对Φ68K7孔的加工方案有所不同，而该孔为最重要的加工表面——为滚齿时的精基准。首先肯定两种方案经过不同的粗、精加工都能达到要求，但是采用方案（一）的方式进行加工，不仅设备较大，占地宽，并且需要更复杂的夹具，精度的保证方面也不如而方案（二），对工人的技术要求更高，增大了加工成本。方案（二）虽然多了一道工序，但是对于大量生产来说也不组道，综上得：采用方案（二）。

4.工序

（１）下料

（２）锻造

（３）正火

（４）粗车左右端面

（５）粗车小端外圆及齿处外圆

（６）粗车大端外圆

（７）半精车小端端面

（８）半精车小端外圆及齿处外圆

（９）半精车大端外圆

（１０）精车小端外圆

（１１）粗镗小端内孔

（１２）粗镗大端内孔

（１３）半精镗小端内孔

（１４）半精镗大端内孔

（１５）精磨小端内孔

（１６）精镗大端内孔

（１７）镗小端沟槽

（１８）滚齿

（１９）粗铣4—21+0.28

槽

槽

（２０）半精铣4—21+0.28

（２１）复合钻4×Φ5

六、确认加工余量及毛坏尺寸、设计毛坏图

1.确定加工余量

由于该毛坏为钢质模锻件，故加工余量应按照JB3835—85确定根据JB3835—85的规定，应缺点毛坏的质量、加工精度、形状的复杂系数。 （１） 毛坏质量：估计约为2.5Kg

（２） 加工精度：该零件除Φ68K7加工精度为F 2 外其余各表面均为一般精度F 1 （３） 锻件的形状复杂系数S 2

1

M M S =

M 1 ：锻件质量 M 2 ：锻件外廓包围体质量

假设锻件的最大直径为120mm ，最长为68mm

则 21M M S ==2

2.5

0.123.140.06878502⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭

=0.414()0.32,0.63⊂ 故为一般复杂（S 2）

（４） 查找毛坏余量

根据毛坏件的重量（2.5Kg 、加工精度为F 1、毛坏形状的复杂系数S 2）经《机械加工工艺手册》（以下简称“工艺手册”）表3.1-56查得表中只有S 1、S 3 两个级别，故S 2参照S 1的标准而定，经查表得表面直径单向为 1.7mm ～2.2mm ，水平方向单向为 1.7mm ～2.2mm 。

根据《工艺手册》表3.1－５７查得两孔的单边余量为2.5mm 。

2. 确定毛坏尺寸

零件加工表面的粗糙度是缺点锻件加工雨量的重要依据。根据JB3835-85使用于

R a ≥1.6μm 的表面, R a <1.6应适量放大。由图纸分析只有Φ68K7孔是须在毛坏上锻 出的R a <1.6的孔,由Φ68K7最后一道工序是精磨,其精磨余量经课本表1-22查得为0.4mm

故Φ68K7的毛坏为5.4。

各段毛坏尺寸入下表（一） 单位:mm

3.分模形式

分模位置的确定将直接影响锻件的成型、锻件出模、材料利用等问题,根据零件图纸的分析,该零件在轴向有冲孔加工且H

4.设计毛坏图

（1）确定毛坏的偏差

由该毛坏的质量为2。5㎏，形状复杂系数为S2 ，材料为45钢，其含C量为0.45%由此毛坏的材料系数为M1 ,并为平直分模,属于普通精度级。则该毛坏偏差经《工艺手册》表3.1-42及表3.1-44查得如表（二）

表（二）

（2）确定圆角半径

经图纸分析,该零件毛坏各处H:BDOU 小于2,故经《工艺手册》表3.1-49查得圆角半径公式: r =0.05H+0.5

R=2.5r+0.5

H=32mm

r=0.05×32+0.5=2.1