任务5.2 直齿圆柱齿轮加工工艺规程编制与实施.docx

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1、机械制造工艺教学设计方案教师:序号:授课时间授课班级上课地点所属项目学习任务项目5圆柱齿轮零件机械加工工艺规程编制与实施任务5.1直齿圆柱齿轮加工工艺规程编制与实施课时|4最终目标能合理编制圆柱齿轮零件的机械加工工艺规程并实施，加工出合格的零件教学目标1 .能正确分析圆柱齿轮零件结构和技术要求2 .能根据实际生产需要合理选用设备、工装；合理选择金属切削加工参数，进行齿坯、齿廓等加工促成目标3 .能合理进行齿轮零件精度检验4 .能考虑加工成本，对零件的机械加工工艺过程进行优化设计5 .能合理编制齿轮零件的机械加工工艺规程，正确填写机械加工工艺文件6 .能查阅并贯彻相关国家标准和行业标准7 .能明

2、确齿轮加工设备的常规维护与保养，执行安全文明生产8 .能注重培养学生的职业素养与良好习惯教学过程设计1.任务引入编制图5.31所示的双联圆柱齿轮零件的机械加工工艺规程并实施。零件材料为40Cr,精度等级为7-7-7级(GB/T100952008),生产类型为成批生产。齿号III齿号III模数m22基节极限偏差-fp0.0160.016齿数Z2842齿形公差ft0.0170.018齿形角a2020齿向公差0.0170.017精度等级7GK7JL公法线平均长度及极限偏差21.36小27.6、公法线长度变动公差0.0390.024跨齿数k45齿圈径向跳动公差Fr0.0500.042图5.31双联圆柱

3、齿轮零件2.相关知识1.齿形的精加工方法齿形的精加工方法有剃齿、珀齿和磨齿三种，它们都是应用展成原理进行加工的。（1）剃齿，是利用剃齿刀在剃齿机上对齿轮齿面进行精加工的一种方法，主要用于成批和大量生产中加工未经淬硬（35HRC以下）的圆柱齿轮，常作为滚齿或插齿的后续工序。剃齿运动。剃齿加工是利用一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合的原理实现的。剃齿的基本条件是剃齿刀与被切齿轮的轴线在空间存在一个交叉角，剃齿刀为主动轮，被切齿轮为从动轮。当交叉角为零时，切削速度为零，剃齿刀对工件没有切削作用。剃齿机，是按螺旋齿轮啮合原理，用剃齿刀带动工件（或工件带动刀具）旋转剃削圆柱齿轮齿面的齿轮精加工机床。剃齿机加工

4、需要有以下几种运动。a.主运动。剃齿刀带动工件的高速正、反转运动。b.工件沿轴向往复运动。使齿轮全齿宽均能剃削。c.工件每往复一次做径向进给运动。以切除全部余量。剃齿刀的选用。剃齿刀是一个圆柱斜齿轮，在齿侧面上做出许多小的凹形容屑槽而形成刀刃。剃齿刀工作原理剃齿余量。剃齿余量的大小对加工质量及生产率均有一定影响。余量不足，剃前误差和齿面缺陷不能全部除去；余量过大，刀具磨损快，剃齿质量反而变坏。剃齿的工艺特点。a.剃齿的生产率高，剃削一个中等尺寸的齿轮一般只需24 min,与磨齿相比，可提高生产率10倍以上。b.由于剃齿加工是自由啮合，机床无展成运动传动链，因此机床结构简单、调整容易，辅助时间短

5、。c.剃齿也能进行硬齿面（4555 HRC）的齿形精加工，加工精度可达7级，齿面粗糙度Ra为1.60.8 mo但淬硬前的精度应提高一级，剃削余量为0.（）10.03 mm。d.剃前齿轮材料密度均匀，无局部缺陷，韧性不得过大，硬度范围为2232HRC。已剃齿主要用于提高齿形精度和齿向精度、降低齿面粗糙度值，但不能修正分齿误差。（2）的齿，是在布磨机上用布磨轮对齿轮进行精加工的一种方法，多用于成批生产中、淬火后齿形的精加工，加工精度可达76级，也可用于非淬硬齿轮加工。琦齿原理。圻齿原理图琦齿方法。琦齿有外啮合式、内啮合式和蜗杆式布齿三种方法。玷齿的切削用量。珀齿余量很小，一般玷前为剃齿时，单边取0

6、.010.02 mm；珀前为磨齿时，单边取0.0030.005 mm。径向进给量一般按工作台35个往复行程即可完成雷齿（约1 min给一个齿轮），纵向进给量为0.050.065 mm/r,琦齿速度一般为12.5 m/s.琦齿的工艺特点。与剃齿相比较，玲齿具有以下工艺特点。a.布磨轮结构和砂轮相似，但琦齿速度甚低，加之磨粒粒度较细，珀磨轮弹性较大，故玷齿过程实际上是一种低速磨削、研磨和抛光的综合过程。b.圻齿时，轴交角常取15 ,齿面间除沿齿向产生相对滑移进行切削外，沿渐开线方向的滑动使磨粒也能切削，因此齿面形成交叉复杂的网纹刀痕，且齿面不会烧伤，表面质量较好，齿面粗糙度Ra可从1.6 pm降到

7、0.80.4 3moc.布磨轮弹性较大，加工余量小，所以珀齿对玲前齿轮的各项误差修正作用不强，珀磨轮本身精度对加工精度的影响很小。d.圻磨时，雷磨轮转速高（10002 000 r/min）,可同时沿齿向和渐开线方向产生滑动进行连续切削，生产率高。e.布齿设备结构简单、操作方便，在剃齿机上即可珀齿。珀齿的应用。拓齿主要用于剃齿后需淬火齿轮的精加工，能去除氧化皮和毛刺，改善热处理后的齿面粗糙度。（3）磨齿。磨齿是用砂轮在专用磨齿机上对齿轮进行精加工的一种方法。它既可磨削未淬硬齿轮，也可磨削淬硬齿轮，还可用于插齿刀、剃齿刀等齿轮刀具的精加工磨齿方法。根据渐开线的形成原理，分为成形法和展成法两种。a.

8、成形法磨齿。这是一种用成形砂轮磨齿的方法，目前生产中应用较少，但它已经成为磨削内齿轮和特殊齿轮时必须采用的方法。b.展成法磨齿。展成法磨齿是将砂轮的磨削部分修整成锥面，以构成假想齿条的齿面。常用的展成法磨齿方法有以下几种。1 .锥面砂轮磨齿。ii.双片碟形砂轮磨齿。111 .蜗杆砂轮磨齿。磨齿机。磨齿机用于各种高精度齿轮的精加工。磨齿时的轴向进给量。磨齿时，轴向进给量是由材料硬度、齿面粗糙度、加工精度及砂轮性能等因素决定的。加工精度、硬度较高且齿面粗糙度较低的工件选用小进给量，通常取0.100.15 mm/r （砂轮沿工件径向进给取0.05 mm/行程），精力口工时进给量取0.030.04 m

9、m/r。对于精度较低（低于5级）、硬度不高的工件，可适当加大进给量，以提高效率。112 形加工方案选择3.任务实施作业对于不同精度等级的齿轮，常用的齿形加工方案如下。（1）对于8级及8级以下精度的不淬硬齿轮，可用铳齿或滚、插齿直接达到加工精度要求。（2）对于8级及8级以下精度的淬硬齿轮，需在淬火前将精度提高一级，其加工方案可采用滚、插齿一齿端加工一齿面淬硬一修正内孔。（3）对于6、7级精度的不淬硬齿轮，其齿轮加工方案为滚、插齿一齿端加工一剃齿。（4）对于6、7级精度的淬硬齿轮，其齿形加工一般有两种方案：刹一番磨方案。滚、插齿一齿端加工一剃齿一齿面淬硬一修正内孔一玲齿。磨齿方案。滚、插齿一齿端加

10、工一齿面淬硬一修正内孔一磨齿。刹一圻方案生产率高，广泛用于7级精度齿轮的成批生产中。磨齿方案生产率低，一般用于6级精度以上的齿轮。（5）对于5级及5级精度以上的齿轮，一般采用磨齿方案，即滚、插齿一齿端加工一齿面淬硬一修正基准一磨齿。（6）对于大批量生产，用滚、插齿f冷挤齿的加工方案，可稳定地获得7级精度齿轮。1.双联齿轮零件机械加工工艺规程编制（1）分析双联齿轮的结构和技术要求（2）明确双联齿轮零件毛坯状况。此齿轮在正火后进行精加工，制造工艺较简单。齿轮材料为40Cr,毛坯形式选用锻件。（3）选择定位基准。以工件花键孔和端面联合定位，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。这种方

11、式既基准重合、又基准统一，定位精度高。（4）拟定双联齿轮零件的机械加工工艺路线。确定各表面加工方案。a.齿坯加工方案的选择。任务2中齿轮零件生产类型为成批生产，齿坯加工采用“粗车一拉一精车”的加工方案。b.齿形加工方案的选择。本任务中的齿轮齿形精度，等级为7-7-7级，齿形精加工采用剃一玲加工方案。c.花键孔加工。主要有插削、拉削和磨削等方法。安排加工顺序。任务2中齿轮的机械加工工艺路线为毛坯锻造一正火一齿坯粗车一拉花键孔一齿坯精车一插齿一滚齿一齿端加工f剃齿一齿圈淬火一齿轮定位花键孔推孔加工f琦齿一检验。（5）设计工序内容。确定加工余量、工序尺寸及其公差。选择设备、工装。确定插齿切削用量。（6）填写工艺文件。双联齿轮零件的机械加工工艺过程见表5-11。2.双联齿轮零件机械加工工艺规程实施（I）双联齿轮零件的加工。按其机械加工工艺过程执行（表5/1）。（2）齿轮精度检验。参照表5-2,按照双联齿轮零件的精度检验组、测量条件及要求进行检验。思考练习教学反馈