1、任务三4.能够规范编写齿轮类零件的工艺规程。图3-1直齿圆柱齿轮一、齿轮类零件的分类图3-2齿轮种类二、齿轮类零件的工艺分析1.齿轮类零件的主要结构特点2.盘形齿轮的工艺分析3.切削用量选择2.盘形齿轮的工艺分析(1)齿轮类零件的主要技术要求1)齿轮精度和公差组。2.盘形齿轮的工艺分析表3-1各类机器所用齿轮传动的精度等级范围机器类型精度等级机器类型精度等级汽轮机36拖拉机68金属切削机床38通用减速器68航空发动机48锻压机床69轻型汽车58起重机710载重汽车79农用机器8112.盘形齿轮的工艺分析表3-2圆柱齿轮的公差组公差组对传动性能的主要影响公差与极限偏差项目传递运动的准确性Fi，F
2、p，Fpk，Fi，Fr，Fw传递运动的平稳性fi，fi，ff，fpt，fpb，ff载荷分布的均匀性F，Fb，Fpx2.盘形齿轮的工艺分析2)侧隙。3)齿轮基准表面的精度。4)表面粗糙度。5)齿轮传动。图3-3常见齿轮传动的类型2.盘形齿轮的工艺分析传递运动准确性。要求齿轮能准确地传递运动，传动比恒定，即要求齿轮一转中的转角误差不超过一定范围。传动运动平稳性。要求传动运动平稳，即要求减小齿轮传递运动中的冲击、振动和噪声。载荷分布均匀性。要求齿轮工作时齿面接触要均匀，保证有一定的接触面积和符合要求的接触位置，从而使齿轮在传递动力时，不致因载荷分布不均匀而导致接触应力过大，引起齿面过早磨损。传动侧隙
3、合理性。要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以储存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。(2)齿轮类零件的材料与毛坯1)材料。2.盘形齿轮的工艺分析2)毛坯。(3)定位基准的选择正确选择齿轮的定位基准和安装方式，对齿轮的制造精度有着重要的影响。1)小直径的轴齿轮，可采用两端中心孔或锥体作为定位基准，符合基准统一原则；大直径的轴齿轮，通常用轴颈和一个较大的端面组合定位，符合基准重合原则。2)带孔齿轮在加工齿面时常采用以下两种安装方式：2.盘形齿轮的工艺分析内孔和端面定位。即以工件内孔和端面联合定位，确定齿轮中心和轴向位置。选择内孔和端面作为定位基准，既是设
4、计基准又是测量基准，以及装配基准，既符合基准重合原则，又能使以后各工序的基准统一。使用心轴装夹时，不需找正，定位、测量和装配的基准重合，定位精度高，生产效率高，但对夹具的制造精度要求较高。主要适用于产量较大、质量要求稳定的批量生产。外圆和端面定位。若齿轮坯件两端面对孔的轴线都有较高的垂直度要求，或要求两端面有较高的平行度而又不能在一次装夹中加工出孔和两端面，则可在第一次装夹中车好一个端面、内孔及外圆，然后调头，用已加工好的外圆作基准找正加工另一端面。这种装夹方法找正费时，效率低，但不需专用心轴，故适用于单件小批量生产。2.盘形齿轮的工艺分析(4)加工工序安排齿轮的加工过程可分为齿坯加工与齿形加
5、工。1)大批量生产的齿坯加工大批量加工中等尺寸的齿轮齿坯时，采用钻扩拉多刀车的工艺方案。2)成批生产的齿坯加工成批生产的齿坯加工时，常采用车拉车的工艺方案。3)单件小批生产的齿坯加工单件小批生产齿坯时，一般齿坯的孔、端面及外圆的粗、精加工都在通用车床上完成。4)齿形加工齿圈的齿形加工是整个齿轮加工的核心，齿形加工方案的选择，主要取决于齿轮的精度等级、结构形状、生产类型和齿轮的热处理方法及生产工厂的现有条件，常用的齿形加工方法主要有滚齿、插齿、剃齿、磨齿等。(5)热处理工序的安排2.盘形齿轮的工艺分析1)齿坯热处理。2)齿面热处理。高频感应加热淬火。高频感应加热淬火，是指采用高频电磁感应加热装置
6、迅速将齿面温度加热到淬火温度，然后快速冷却，使齿面淬硬的热处理方法。齿面高频感应加热淬火的变形比其他淬火方法小。当齿轮模数m6mm时，可用整体式感应器将全部齿面一次加热淬火；当模数m8mm时，可用单齿式感应器逐齿分次加热淬火。2.盘形齿轮的工艺分析渗碳淬火。齿面渗碳的齿轮一般采用整体淬火，渗碳层深度与齿轮模数有关。渗碳层太薄，容易引起表面疲劳剥落；渗碳层太厚，轮齿承受冲击的性能变坏。渗碳层厚度一般为1/61/5分度圆弦齿厚。渗碳淬火后的齿轮变形较大，因此高精度齿轮渗碳淬火后还需进行磨齿加工；精度较低，淬火后不需精加工齿形的齿轮，可根据热处理变形量预先调整齿形切削加工余量补偿。渗氮。高速齿轮和要
7、求热处理变形极小的中小模数齿轮，常采用渗氮效果好的钢(如38CrMoAl)制造并对齿面进行渗氮处理。经渗氮处理的齿轮，其耐磨性及抗疲劳强度都很高。2.盘形齿轮的工艺分析火焰淬火。对大模数、大直径的齿轮或受热处理设备限制施工困难的齿轮，可采用氧-乙炔火焰表面淬火。由于氧-乙炔火焰的温度极高，加热齿面时可很快达到淬火温度，随即将水或乳化液喷射到已加热的齿面上急冷，即能达到将齿面淬硬的目的。火焰淬火的齿面硬度不容易控制均匀，但对于缺少热处理设备的小型机修企业或齿面淬硬层要求不高的齿轮，这种方法仍具有实用意义。3.切削用量选择表3-3滚齿切削用量(单头滚刀)模数/mm切 削 用 量切削速度/(m/mi
8、n)轴向进给量/(mm/r)1030401528链轮25351223.切削用量选择表3-4背吃刀量(进给次数)模数mm进给次数余量分配31切至全齿深382第一次留精滚余量051mm，第二次切至全齿深，第一次需要滚削全齿长8(链轮)3第一次切去1416mm，第二次留精滚余量051mm，第三次切至全齿深二、齿轮的工艺分析1.分析齿轮的结构2.齿轮的主要加工表面及技术要求3.分析齿轮的工艺性2.齿轮的主要加工表面及技术要求(1)齿轮内孔(2)齿面该齿轮的三个公差组精度等级都为8级，其齿厚上偏差为-0.08mm，齿厚下偏差为-0.16mm，表面粗糙度为Ra3.2m。(3)键槽槽底表面粗糙度为Ra12.
9、5m，两侧为Ra6.3m，槽宽为(100.021)mm。3.分析齿轮的工艺性1)通过分析齿轮零件的结构可知，该齿轮结构较为简单，尺寸不大，而且材料为45钢，因此该齿轮具有良好的锻造工艺性。2)通过分析齿轮的主要加工表面及技术要求可知，该齿轮可以采用工件内孔和端面联合定位，确定齿轮中心和轴向位置，并采用面向定位端面的夹紧方式。三、确定齿轮的材料及其毛坯1.确定齿轮的材料2.确定齿轮的毛坯五、拟订齿轮的机械加工工艺路线1.各加工表面的加工方法2.拟订零件的工艺路线方案1.各加工表面的加工方法(1)齿轮内孔?3+0025mm粗车孔(IT12，Ra12.5m)半精车(IT9，Ra3.2m)铰孔(IT7
10、，Ra1.6m)。(2)齿顶圆?2260mm粗车(IT12，Ra12.5m)半精车(IT9，Ra3.2m)。(3)两端面粗车(Ra12.5m)半精车(Ra6.3m)。(4)键槽插削(IT9，Ra6.3m)。(5)齿面滚齿(IT8，Ra3.2m)。2.拟订零件的工艺路线方案表3-5齿轮加工工序序号名称主要内容备注10下料20模锻30调质200350HBW40粗车、半精车、铰粗车端面、齿顶圆、粗车孔、倒角粗车另一端面、齿顶圆、半精车内孔、倒角、铰内孔反爪自定心卡盘装夹锻件的毛坯外圆50半精车半精车齿顶圆和端面以内孔为精基准，用心轴装夹60插插键槽专用夹具装夹70钳工去毛刺80滚齿滚齿以内孔为精基准
11、90钳工去毛刺100终检六、选择加工设备及工艺装备1.选择各工序所用的机床2.选择各工序所用的工艺装备七、工序尺寸及其偏差的确定1.确定齿顶圆的各个工序尺寸2.确定齿轮内孔的各个工序尺寸3.确定齿轮端面的各个工序尺寸4.确定内孔键槽的工序尺寸5.确定齿面的工序尺寸6.确定锻件图1.确定齿顶圆的各个工序尺寸表3-6?226h9外圆各工序的工序尺寸及其偏差工序名称双边工序余量/mm工序的经济精度工序尺寸mm工序尺寸、偏差(/mm)和表面粗糙度值半精车2h9226?22，Ra32m粗车4h11226+2=228?22，Ra125m毛坯6228+4=232?2322.确定齿轮内孔的各个工序尺寸表3-7
12、?38H7内孔各工序的工序尺寸及其偏差工序名称双边工序余量/mm工序的经济精度工序尺寸/mm工序尺寸、偏差(/mm)和表面粗糙度值铰02H738?3，Ra16m半精车12H9378?37，Ra32m粗车26H11366?36，Ra125m毛坯434?346.确定锻件图图3-4齿轮锻件图八、确定各工序的切削用量和基本时间1.确定车削各工序的切削用量和基本时间2.确定插削内孔键槽的切削用量和基本时间3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间1.确定车削各工序的切削用量和基本时间(1)切削用量根据车削各表面加工余量确定背吃刀量ap。1.确定车削各工序的切削用量和基本时间表3-8粗加工和半精加工的各道工序的
13、切削用量工序名称/mmf/(mm/r)/(m/min)D/d/mmn/(r/min)n/(r/min)/(m/min)/min1.确定车削各工序的切削用量和基本时间表3-8粗加工和半精加工的各道工序的切削用量40粗车一端面2037023296091007284811粗车一端齿顶圆2037023296091007284814粗车另一端面2037023296091007284811粗车另一端齿顶圆20370232960910072848073粗车内孔1302503664350750057462060半精车内孔06015903787582771084271054铰孔01153841940477150
14、1.确定车削各工序的切削用量和基本时间表3-8粗加工和半精加工的各道工序的切削用量50半精车一端面101590228125711258949165半精车另一端面101590228125711258949165半精车齿顶圆1015902281257112589492501.确定车削各工序的切削用量和基本时间(2)计算工时定额1)工序40总的基本时间Tb=(1.1+1.4+1.1+0.73+0.60+0.54+1.50)min=6.97min2)工序50总的基本时间Tb=1.65min+1.65min+2.50min=5.8min2.确定插削内孔键槽的切削用量和基本时间(1)确定切削用量背吃刀量等
15、于槽宽，即ap=10mm，根据机械加工工艺手册查得插削内孔键槽的进给量f=0.120.15mm/dst，切削速度vc=5m/min，滑枕每分钟的双行程次数(2)确定工时定额插削键槽基本时间为3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间(1)确定切削用量滚齿工序采用一次进给切至全齿深，所以背吃刀量ap=2.25m=4.5mm。(2)确定工时定额根据机械加工工艺手册查得3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间SKYLX.TIF1.齿轮是如何分类的？2.常用齿轮类零件的材料有哪些？3.如何选择齿轮类零件的毛坯类型？4.如何正确选择齿轮的定位基准和装夹方式？5.轴齿轮和套筒齿轮的齿坯与盘类齿轮齿坯的加工顺序有何不
16、同？6.齿轮加工中的热处理工序是如何安排的？3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间7.对不同精度的齿轮其齿形加工方案如何选择？8.编制图3-5所示圆锥齿轮的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡)。图3-5圆锥齿轮3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间表3-11圆锥齿轮零件机械加工工艺设计评分表项目权重优秀(90100)良好(8090)及格(6080)不及格(60)评分备注查阅收集005能根据课题任务，独立地查阅和收集资料，做好设计的准备工作能查阅和收集教师指定的资料，做好设计的准备工作能查阅和收集教师指定的大部分资料，基本做好设计的准备工作未完成查阅和收集教师指定的资料，未做好设计的准
17、备工作3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间表3-11圆锥齿轮零件机械加工工艺设计评分表项目权重优秀(90100)良好(8090)及格(6080)不及格(60)评分备注工艺分析015能独立地确定零件的生产类型，并开展相关的工艺分析能确定零件的生产类型，并开展一定的工艺分析能确定零件的生产类型，但相关的工艺分析做得一般未能确定零件的生产类型，且工艺分析做得较差或未进行3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间表3-11圆锥齿轮零件机械加工工艺设计评分表毛坯010能独立地选择毛坯的类型及其制造方法，并正确地绘制毛坯图能选择毛坯的类型及其制造方法，并绘制毛坯图，但尺寸精度上略有瑕疵能选择毛坯类型及其制造方法
18、，并绘制毛坯图，但尺寸上有一定问题未能选择毛坯的类型及其制造方法，或未绘制毛坯图工艺路线020能独立地制订符合实际生产条件的零件加工工艺路线在教师的指导下，能制订零件加工工艺路线能制订零件加工工艺路线，但实用性较差未能制订零件加工工艺路线，或制订了但毫无实用性3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间表3-11圆锥齿轮零件机械加工工艺设计评分表工序设计010能独立正确地分析和计算各工序的工序尺寸及其公差在教师的指导下，能分析和计算各工序的工序尺寸及公差能分析和计算一部分工序的工序尺寸及其公差未能或未开展分析和计算工序的工序尺寸及其公差005能独立选用各工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等在教师指导
19、下，能正确选用各工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等能正确选用一部分工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等未能正确或未开展选用大部分工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等020能独立分析和计算各工序切削用量及工时能分析和计算各工序切削用量及工时能分析和计算一部分工序切削用量及工时未能或未开展分析和计算切削用量及工时3.确定滚制齿面的切削用量和基本时间表3-11圆锥齿轮零件机械加工工艺设计评分表工艺卡及工序卡010能独立按有关标准格式的工艺卡片填写相应的内容、工艺数据和工艺图在教师指导下，能按有关标准格式的工艺卡片填写相应的内容、工艺数据和工艺图能按有关标准格式的工艺卡片填写基本正确的内容、工艺数据和工艺图未能按有关标准格式的工艺卡片填写，或填写的内容、工艺数据和工艺图大部分不正确创新005有重大改进或独特见解，有一定实用价值有一定改进或新颖的见解，实用性尚可无创新，且实用价值较低无创新，且无实用价值
