刮板運(yùn)輸機(jī)齒輪軸機(jī)械加工工藝

1、<p>　　山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　2016屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械制造與自動化</p><p>　　班 級 機(jī)制 班</p><p>　　姓 名 </p&

2、gt;<p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 呂 高</p><p>　　學(xué)習(xí)年限 2013年9月至2016年6月</p><p><b>　　二〇一四年六月</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><

3、;p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審閱書</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對在大學(xué)三年中學(xué)習(xí)成果的一個總結(jié)，也是一個畢業(yè)生將正式走入這個社會的開始。這份畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完《機(jī)械加工工藝與工裝選擇》和大部分相關(guān)專業(yè)課程，并在實(shí)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。這次的設(shè)計(jì)可以使我能綜合的運(yùn)用機(jī)械加工的基礎(chǔ)理論，并結(jié)合實(shí)習(xí)中

4、學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，具備了設(shè)計(jì)一個零件（刮板運(yùn)輸機(jī)減速器齒輪軸）的工藝過程的能力，是熟悉和運(yùn)用夾具選擇的基本原理和方法，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。我更可以自信的說我的大學(xué)是不會白費(fèi)的，而是輝煌的。</p><p>　　由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足設(shè)計(jì)中還有許多不足的地方，希望各位老師能多加指教。

5、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　緒論…………………………………………………………………………………5</p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………7</p><p>　　軸簡述………………………………………………………………………………8<

6、/p><p>　　一、零件的加工工藝分析…………………………………………………………9</p><p>　　1.1零件的分析…………………………………………………………………9</p><p>　　1.2確定生產(chǎn)類型………………………………………………………………9</p><p>　　二、毛坯與材料的選擇……………………………………………………

7、………9</p><p>　　2.1毛坯的選擇…………………………………………………………………9</p><p>　　2.2材料的選擇…………………………………………………………………9</p><p>　　三、零件定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………10</p><p>　　3.1 定位基準(zhǔn)的確定…………………………

8、…………………………………10</p><p>　　3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………10</p><p>　　3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………10</p><p>　　四、制定加工工藝路線……………………………………………………………10</p><p>　　4.1毛坯

9、外圓表面直徑的確定…………………………………………………10</p><p>　　4.2表面加工方法的選擇………………………………………………………11</p><p>　　4.3熱處理工序的安排…………………………………………………………12</p><p>　　4.4加工順序的確定……………………………………………………………12</p><

10、p>　　五、設(shè)備與工裝選擇………………………………………………………………13</p><p>　　5.1刀具的選擇………………………………………………………………13</p><p>　　5.2量具的選擇………………………………………………………………13</p><p>　　5.3夾具的選擇………………………………………………………………14</p&

11、gt;<p>　　5.4設(shè)備選擇…………………………………………………………………14</p><p>　　六、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………………15</p><p>　　總結(jié)……………………………………………………………………………16</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………17&

12、lt;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著國家對機(jī)械制造業(yè)的重視，重大裝備國產(chǎn)化進(jìn)程的加快以及城市化進(jìn)程的加快，減速機(jī)行業(yè)仍保持著快速發(fā)展的態(tài)勢，減速機(jī)作為現(xiàn)代化建設(shè)中必不可少的傳動設(shè)備，被應(yīng)用于各個行業(yè)之中，減速機(jī)的發(fā)展極大的影響著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，而齒輪軸在整個減速機(jī)當(dāng)中起著極其重要的作用，從減速機(jī)齒輪軸從無到有的整個過程的每一個細(xì)小的環(huán)節(jié)

13、都對齒輪軸的壽命、作用等起著很大的作用。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)的是齒輪軸，有零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過程卡片和與所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是齒輪軸。了解齒輪軸的作用，接下來根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。然后我們再根據(jù)定位基準(zhǔn)先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)，最后擬定主動齒輪的工藝路線圖，制定該工件的加工方案。

14、</p><p>　　這就是我設(shè)計(jì)的基本過程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：齒輪軸、工藝分析、加工方案</p><p><b>　　軸類零件的材料</b></p><p><b>　　軸簡述</b></p><p>　　軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也少

15、部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件就裝在軸上。</p><p>　　齒輪軸是齒輪減速機(jī)最重要的部件，它在很大程度上影響著齒輪減速機(jī)的壽命，齒輪傳動所傳遞的力或扭矩都附加在減速機(jī)的軸上。齒輪傳動是靠動輪輪齒廓依次推動從動輪輪齒齒廓實(shí)現(xiàn)的。因此，齒輪傳動的基本要求之一是瞬時傳比保持不變；否則，當(dāng)主動輪等角速度回轉(zhuǎn)

16、時，從動輪的角速度為變量.從而產(chǎn)生慣性力。這種恨性力不僅影響齒輪的壽命，而且還引起機(jī)器的振動和嗓聲影響傳動精度。所以齒輪齒廓的形狀應(yīng)滿足舜成機(jī)械的重要零件之一其功用主要有:1．支承軸上的零件.以實(shí)現(xiàn)軸上零件的回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動2．傳遞運(yùn)動和扭矩或力3．承受彎矩。 按承載類型分類：①轉(zhuǎn)軸，工作時既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見的軸種減速器中的軸。</p><p>　　一、零件的加工工藝分析</p>&

17、lt;p><b>　　1.1零件的分析</b></p><p>　　該齒輪軸是階梯軸，并且是長徑比小于12的剛軸。兩個直徑為ø60mm外圓面試對齒輪軸精度影響最大的表面，有較高的尺寸精度和位置精度，并有較小的表面粗糙度值要求。其次是支撐和夾緊傳動件的ø52mm ø72mm它們的加工精度主要影響刮板運(yùn)輸機(jī)減速器傳動的平穩(wěn)性和噪聲，也有一定的加工精度和表面質(zhì)量

18、要求。</p><p><b>　　1.2確定生產(chǎn)類型</b></p><p>　　依設(shè)計(jì)題目知：Q=1000臺/年，齒輪軸重量為13kg，齒輪軸屬輕型零件。m=1件/臺，倍頻率a=3%，廢品率=0.5%。代入公式N=Qm（1+a）*（1+b)，求得N=1281.2件/年，取N=1280件/年。查表得知該齒輪軸的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。</p><p&

19、gt;<b>　　毛坯與材料的選擇</b></p><p><b>　　2.1 毛坯的選擇</b></p><p>　　零件材料為40Cr。零件的最大和最小的尺寸相差比較大。采用棒料浪費(fèi)材料，而且零件在工作中經(jīng)常承受較大的沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件。由于零件為大量生產(chǎn)，而且零件的輪廓也較簡單，故采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量是有利的

20、。</p><p><b>　　2.2材料的選擇</b></p><p>　　因?yàn)辇X輪軸用于刮板運(yùn)輸機(jī)，其工作條件比較惡劣，所以該齒輪軸零件采用綜合性能良好的40cr，它在經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后能獲得良好的綜合力學(xué)性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能；而且可得到較好的切削性能，并且材料普遍，取材容易，價(jià)格實(shí)惠。</p><p>　　三、零件定

21、位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　3.1 定位基準(zhǔn)的確定 </p><p>　　定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定粗基準(zhǔn)，然后再確定精基準(zhǔn)。</p><p>　　3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　以外圓和中心孔作為粗基準(zhǔn)，用兩中心孔定位雖然定位精度高，但粗加工外圓時，因切削力大，中心孔無法滿足切削力的要求，所以應(yīng)以外圓和中

22、心孔作為定位基面，既一夾一頂。</p><p>　　3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇：</p><p>　　以齒輪軸的兩個中心孔為精基準(zhǔn)，因?yàn)樵撦S的外圓表面的同軸度，鍵槽的對稱度，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是軸的中心線，采用中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。而且由于多數(shù)工序都采用中心孔作為定位基面，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。</p><p>　　四、制定加工工藝路線</p>&l

23、t;p>　　4.1毛坯外圓表面直徑的確定</p><p>　　外圓Ø 30mm只要粗加工就可以達(dá)到要求，而外圓Ø25k6和Ø30mm鍛一樣的直徑，查參考文獻(xiàn)4表2-15可知直徑加工余量為2mm，考慮實(shí)際加工時，因鍛造表面較硬而加工余量少可能難加工，所以取毛坯直徑為Ø35mm。Ø15r6與Ø20mm鍛一樣的直徑，而Ø20mm只要粗加工就可以

24、達(dá)到要求，參考文獻(xiàn)4表2-15可知直徑加工余量為2mm，同上，所以取毛坯直徑為Ø25mm。Ø57mm要經(jīng)過粗加工和精加工，參考文獻(xiàn)4表2-15可知直徑加工余量為2mm+1.5mm=3.5mm,考慮實(shí)際加工時，因鍛造表面較硬而加工余量少可能難加工，所以取毛坯直徑為Ø65mm。長度方向的余量查參考文獻(xiàn)2，其余量值規(guī)定2.0-2.5mm，取2.0mm。</p><p>　　4.2表面加工方

25、法的選擇</p><p>　　根據(jù)主要表面的加工精度和表面粗糙度要求，參考《機(jī)械加工工藝手冊》等相關(guān)資料，其加工方法選擇如下</p><p>　　齒輪軸重13kg長433mm較小。其端面采用平端面比較方便。</p><p>　　兩個Φ60mm支承軸頸Φ52mm和Φ72mm的外圓表面尺寸公差等級為IT7表面粗糙度Ra不大于1.6um需要采用粗車-半精車-精車的加工方法

26、。</p><p>　　Φ70mm和Φ68mm的外圓表面其粗糙度為Ra3.2需要采用粗車半精車的加工方法。</p><p>　　兩個鍵槽，尺寸精度等級為IT9表面粗糙度Ra3.2，需要采用立銑的加工方法。</p><p>　　Φ96mm齒輪用滾齒機(jī)加工。</p><p>　　4.3熱處理工序的安排</p><p>　　

27、在軸類零件的加工中，需要插入必要的熱處理工藝，以保證其力學(xué)性能和加工精度，并改善工件的切削性能。一般毛坯模鍛后安排正火工序，而調(diào)制則安排在粗加工后進(jìn)行，以便消除粗加工后產(chǎn)生的應(yīng)力及獲得良好的綜合力學(xué)性能。最后對齒輪進(jìn)行表面淬火，提高齒輪的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足齒輪軸的使用要求。</p><p>　　4.4加工順序的確定</p><p>　　加工順序的確定應(yīng)遵循基準(zhǔn)

28、先行，先面后孔，先粗后精，先主后次的原則。</p><p>　　軸上鍵槽的加工，一般安排在外圓精車之后，如果在精車之前就銑出鍵槽，又易損壞刀具，也難控制鍵槽的尺寸。</p><p>　　該齒輪軸的機(jī)械加工工藝有兩種方案</p><p><b>　　方案一</b></p><p>　　工序1 模鍛</p&

29、gt;<p>　　工序2 正火</p><p>　　工序3 車端面，打中心孔，粗車各外圓</p><p>　　工序4 調(diào)制處理</p><p>　　工序5 修研中心孔，精車外圓</p><p>　　工序6 銑鍵槽</p><p>　　工序7

30、 滾齒</p><p>　　工序8 齒表面淬火</p><p>　　工序9 修研中心孔</p><p>　　工序10 磨外圓</p><p>　　工序11 去毛刺</p><p>　　工序12 檢驗(yàn)</p><p>　　工序13

31、 入庫</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　工序1 模鍛</p><p>　　工序2 正火</p><p>　　工序3 車端面，打中心孔</p><p>　　工序4 粗車各外圓</p><p>　

32、　工序5 調(diào)制處理</p><p>　　工序6 俢研中心孔</p><p>　　工序7 精車外圓</p><p>　　工序8 銑鍵槽</p><p>　　工序9 滾齒</p><p>　　工序10 齒表面淬火</p><p>

33、　　工序11 修研中心孔</p><p>　　工序12 磨外圓</p><p>　　工序13 檢驗(yàn)</p><p>　　工序14 入庫</p><p>　　比較兩方案的不同，主要在于齒輪的加工工序不同。在擬定工藝路線時，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求。該主動齒輪的生產(chǎn)類型

34、為大批生產(chǎn)，方案一運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求，從而有效的提高生產(chǎn)率。而方案二工序分散滾齒要達(dá)到零件圖上所要求的精度需要采用高精度的滾刀和高精度的滾機(jī)。方案一對一般工廠來說比較合適，綜上所述采用方案一作為加工方案。</p><p><b>　　五、設(shè)備與工裝選擇</b></p&

35、gt;<p><b>　　5.1刀具的選擇</b></p><p>　　直柄鍵槽銑刀 銑鍵槽</p><p>　　YT1590°右偏刀 粗精車外圓Φ52mm,Φ60mm,Φ72mm,Φ68mm,Φ70mm,Φ96mm</p><p>　　YT1545°右偏刀 車兩端面，鉆中心孔</p&g

36、t;<p>　　整體齒輪滾刀 滾齒</p><p><b>　　5.2量具的選擇 </b></p><p><b>　　游標(biāo)卡尺</b></p><p>　　用于齒輪軸精度要求不高的尺寸，測量粗車外圓Φ52mm,Φ60mm,Φ72mm,Φ68mm,Φ70mm,Φ96mmd的尺寸。</p>

37、<p><b>　　測量螺旋千分尺</b></p><p>　　用于檢測齒輪軸的尺寸精度，因公差值在0.01mm以上，所以選擇精度為0.01mm的螺旋千分尺進(jìn)行測量。測量精車外圓Φ52mm,Φ60mm,Φ72mm,Φ68mm,Φ70mm,Φ96mm的尺寸。</p><p><b>　　百分表</b></p><p&g

38、t;　　用于測量齒輪軸的同軸度和鍵槽的對稱度。</p><p><b>　　5.3夾具的選擇</b></p><p>　?。?）該齒輪軸的定位基準(zhǔn)是兩個中心孔或外圓，夾具選用三爪卡盤和頂尖。</p><p>　　(2)銑鍵槽時選用V形塊。</p><p>　?。?）滾齒時選用彈簧夾頭。</p><p&

39、gt;<b>　　5.4設(shè)備選擇</b></p><p>　?。?）齒輪軸外圓的公差等級是IT7和IT9，且屬于小型零件。普通機(jī)床CA6140的加工精度等級是7級，能滿足加工要求，所以回轉(zhuǎn)面的加工選用普通機(jī)床CA6140.</p><p>　　（2）兩個鍵槽的公差等級為IT9，銑床X6132能滿足兩個鍵槽的加工精度要求，所以選用銑床X6132。</p>

40、<p><b>　?。?）滾齒機(jī)的選擇</b></p><p>　　考慮到加工齒輪零件最大直徑96mm，模數(shù)5，精度等級7級，Y3150加工零件最大直徑500mm，最大加工模數(shù)6，最大加工精度等級7級，Y3150機(jī)床適合于單間生產(chǎn)和成批生產(chǎn)，機(jī)床具有足夠的剛度，在滾切齒輪時，可以一次加工至所需的齒深，也可分幾次切削（分層切削），在分層切削時必須按照一定的規(guī)則變更其每次的切削用量，如

41、選用適當(dāng)?shù)那邢魉俣?、進(jìn)給量及合理的精切深度，并準(zhǔn)確地安裝好工作，本機(jī)床可切削出7級精度齒輪。該機(jī)床不僅廣泛適用于齒輪加工，且操作方便。所以齒輪加工選用Y3150。</p><p>　　六、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　Φ68mm，Φ70mm只要粗加工就可以達(dá)到要求，而外圓Φ52mm，Φ60mm,Φ72mm,Φ96mm要精加工才可以達(dá)到要求。查找《加工余量手冊》

42、可知直徑加工余量為4mm，考慮實(shí)際加工時，因鍛造表面較硬而加工余量少可能難加工，所以Φ52mm與Φ60mm鍛一樣的直徑Φ64mm，而Φ68與Φ72mm鍛一樣的直徑Φ76mm。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　在這次的課程設(shè)計(jì)過程中，使我真正認(rèn)識到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識

43、的重要性。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械加工工藝與工裝選擇、公差配合、機(jī)械制圖、金屬材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。在課程設(shè)計(jì)中首先是對工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)中還用到了CAD制圖和一些計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué)的時間長了

44、，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后的工作也是有很大的幫助的。因此，這次課程設(shè)計(jì)真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實(shí)際應(yīng)用中來了。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)一個零件，也因此，我了解了設(shè)計(jì)人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計(jì)出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)過程

45、中一點(diǎn)也不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計(jì)一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件事都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價(jià)的。因此，我們也要用心去體會每個設(shè)計(jì)者的心思，這樣才能像它們一樣設(shè)計(jì)出好的作品。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。</p><p>

46、;<b>　　收獲：</b></p><p>　?。?）能把以前所學(xué)的各種知識，綜合的運(yùn)用到這次課程設(shè)計(jì)中，鞏固了以前所學(xué)的知識。</p><p>　?。?）學(xué)會了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊。</p><p>　?。?）學(xué)會了分析問題，解決問題的能力。</p><p><b>　　不足之處：<

47、;/b></p><p>　?。?）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學(xué)習(xí)、實(shí)踐中進(jìn)一步改進(jìn)。</p><p>　　（2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設(shè)計(jì)不是很精確，需在以后的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《機(jī)械加工工藝與

48、工裝選擇》 主編 呂高</p><p><b>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》</b></p><p><b>　　《加工余量手冊》</b></p><p>　　《機(jī)械制圖》 主編 金大鷹</p><p>　　《Auto CAD》 主編 張小亮 魯昌國</p>&l