齿轮轴零件的机械制造工艺规程

%)b %)(1a (1m Q N ++=1.齿轮轴零件的机械制造工艺规程

1.1 零件工艺分析和确定生产类型

1.1.1拟定工艺路线

由给定的零件图可以看出，该零件图的是齿轮轴类零件，部分加工表面的精度等级达到5级，粗糙度达到0.4μm ，因此先大致拟定如下工艺路线：

①锻造毛坯，正火 ②对整个毛坯件进行粗车 ③对整个毛坯件进行半精车 ④热处理 ⑤精车 ⑥滚齿 ⑦钻孔，攻丝 ⑧调质处理

⑨对φ50mm 处进行磨削 1.1.2确定零件的生产类型

根据下式计算

--------（1-1） 式中N----零件的生产纲领 Q----产品的年产量

m----每台（辆）产品中该零件的数量

a%----备品率，一般取2%-4% b%----废品率，一般取0.3%-0.7%

根据上式就可以计算求得该零件的年生产纲领，在通过查表，就能确定该零件的生产类型。本设计中，Q=5000，m=1件/台，备品率和废品率为3%和0.5%，将数据代入上式得N=5176件/年，查表可知该零件为轻型零件，本设计中齿轮轴零件的生产类型为大批量生产。 1.2毛坯的选择，绘制毛坯图

1.2.1选用锻件为毛坯，采用模锻成型的方法制造毛坯。 1.2.2确定毛坯尺寸及机械加工余量

本锻件采用普通级，根据零件图的基本尺寸查表可初步得粗车，半精车，粗磨和精磨外圆的单边加工余量分别为6mm ，1.1mm ，0.4mm 和0.1mm 。又粗精加工分开时，对于粗车外圆的余量允许小于原表中余量的70%，故可取粗车余量为4.8mm ，总的的余量为6.4mm 。再根据手册即可得锻件机械加工余量和公差为：单边加工余量半径a r =6±2,长度方向a L =5±2。于是，可初步得锻件图的尺寸，如图1-1所示（图中粗实线表示锻件的外形，双点划线表示零件轮廓）。 1.3毛坯图的确定

1.3.1计算毛坯加工余量和尺寸公差

⑴根据图1-1和计算式ρπ⨯⨯⨯=l 2

r m ---------------（1-2）

设锻件最大直径为φ100mm ，长为230mm ，则

5.61kg =4）3096+8867+2262+8044107.853.14=m 22223÷⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯（锻

图1-1 齿轮轴零件的锻件图

根据上述计算数据，查表可确定零件的形状复杂系数为s ，属于简单级别。

⑵而40Cr 的含碳量为0.4%小于0.65%，故该零件的材料系数属于m 1级。

⑶锻件的分模线形状。根据该零件的行为特点，本设计选择零件的水平面为分模面，属于直分模线。

⑷零件表面粗糙度。该零件仅有φ50j 5的外圆表面粗糙度为 0.4μm ，其余均大于等于1.6。

根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表1-1。

kg

17.1485.7232/602

=⨯⨯=）（外包πm 4.017

.1461

.5==

S

表1-1 齿轮轴锻件毛坯尺寸公差级机械加工余量

本零件毛坯同轴度偏差允许值为1.2mm,残留飞边为1.2mm。

⑸确定圆角半径。外圆角半径r=0.05H+0.5（H为各段高度），内圆角半径R=2.5r+0.5.为简化起见，本锻件的内外圆角半径分别取相同的数值。综合考虑取H=50mm，r=0.05×50+0.5=3mm，R=3.5×3+0.5=8mm。

1.3.2设计毛坯图

图1-2 齿轮轴零件毛坯图

由表1-1所得结果，绘制如图1-2所示毛坯图（图中粗实线表示锻件的外形，双点划线表示零件轮廓）。

1.4 选择加工方法，制定工艺过程

1.4.1 基准选择

齿轮零件的精基准选择为轴两端面的中心孔，满足基准重合的原则。最先进行机械加工的事两端面，保证长度要求。再就是两个端面的中心孔，保证定位和夹紧。这时可选的夹紧方案为：用三爪卡盘固

定一端，对另外一端面进行平整加工，打中心孔；调头加工另一端面，打中心孔，保证长度。由此可知，粗基准即两端面的外圆柱面。

1.4.2 齿轮轴各加工表面的加工方案

齿轮轴各加工表面加工方案如下表1-2所示

表1-2 齿轮轴各加工表面加工方案

1.4.3 制定齿轮轴加工工艺过程卡

各主要加工面示意图如图1-3所示

图1-3 主要加工面代号示意图

齿轮轴零件加工工艺过程卡如下表1-3所示。

表1-3 齿轮轴零件加工艺过程卡

工序工序名称工序内容设备工装

1 模锻锻造轴毛坯

毛坯检验

2 热处理正火，硬度达171~200HB

3 车1、粗车A、J两端面并打中心孔，孔深不超过5mm

2、粗车，半精车各面至要求的尺寸，E、C两面

粗车至尺寸即可，F面半精车至图示尺寸，其余

轴面车至长度尺寸，留精车余量或粗磨余量

0.2~1.0mm

3、倒45°斜角，按图示尺寸

4、切槽

5、检验

C6143车床

游标卡尺、硬质合金

右偏车刀、硬质合金

切槽刀、综合量规、

车床夹具

4 热处理1、渗碳s1.5，校直跳动量

2、检验渗碳仪、轴类自动校直机

5 车软爪中心架装夹工作

1、均匀车去两端面，取总长210mm

2、两顿打中心孔

3、精车B面至Ø32mm

4、倒角，按图示尺寸

C6140车床

游标卡尺、硬质合金

右偏车刀、综合量

规、车床夹具

根据上述要求和方法，结合该齿轮轴零件的实际加工情况，现确定各轴段的外圆工序尺寸和公差。如下列各表所示。

（1）Ø32h6mm外圆面加工方案为粗车——半精车——精车。查表可知粗车余量为2.5mm，半精车余量为1.5mm，精车余量为1mm，加工总余量为5mm。精车后工序基本尺寸为32mm；其他各工序的基本尺寸为：半精车32mm+1mm=33mm，粗车33mm+1.5mm=34.5mm，