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4、零件的生产类型
零件年产量Q=1000件/年；结合生产实际，备用率a和废品率b分别取为4％和0.3％。代入公式得该零件的生产量为N=Qm（1+a）（1+b）=1000×（1+4％）（1+0.3％）=2043件/年
零件是机床上的齿轮，质量为1.36kg，查书表2.2知，属轻型零件，再由表2.3可知，该齿轮的生产类型为中批生产。
三、选择毛坯、确定毛坯尺寸及设计毛坯图
1、选择毛坯
该零件材料为20CrMnTi。考虑到零件属于薄壁的圆盘类中小型零件，并且加工工序较多，会经常承受变载荷和冲击载荷，
因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的技术纤维组织，保证零件工作可靠。又由于零件属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成形，可获得较好的尺寸精度和较高的生产率。零件形状不复杂，毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。即外形做成台阶形，内部孔锻出。
2、锻件机械加工余量、毛坯尺寸和公差的确定
查《金属机械加工工艺人员手册》，可知钢制模锻的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，先确定如下参数：
（1）锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。
(2)锻件质量m。根据零件成品质量0.96kg，估算m锻件=1.5kg。 (3)锻件形状复杂系数s
假设其最大直径为Ф84mm，长为41.5mm，零件密度7.85/cm3。可知锻件外廓包容体质量
4m1.5s?t??0.8308 mN1.8053m外廓包容体=
??842?41.5?7.85?10-6=1.8053
由于0.8308介于0.63和1之间，故该零件的形状复杂系数为S1，属于简单级别。
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(4)零件表面粗糙度。由零件图知，除外圆角为Ra2.5μm以外，其余各加工表面为Ra1.6μm。
3、确定锻件机械加工余量
根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查《金属机械加工工艺人员手册》中锻件内外表面加工余量表，查得直径方向为1.5∽2.0mm，轴向方向亦为1.5∽2.0mm。锻件中心孔余量为2.0 mm。
4、确定锻件毛坯尺寸
毛坯尺寸根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从手册中查锻件的长度、宽度、高度、厚度公差表可得。
上面查得加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra=1.6μm。分析本零件各加工表面均为Ra=1.6μm，仅需粗镗、半精镗、磨孔参考磨孔余量确定半精镗单面余量为0.2mm。磨孔单面余量为0.175mm。
表3.1
零件尺寸 Ф80mm Ф60mm Ф47mm 37.5mm 25mm 单面加工余量 2 2 2 2 2 锻件尺寸 Ф84mm Ф64mm Ф49mm 41.5mm 29mm 5、确定锻件毛坯尺寸公差
更具上述条件，锻件毛坯尺寸公差根据质量、材质系数和形状复杂系数，查表4.6∽表4.10，渴求的锥齿轮锻件的尺寸及公差，进而求得个加工表面的加工余量，本零件毛坯尺寸允许偏差见下表3.2、3.3。
表3.2
锻件质量
包容体质量
形状复杂系数S
材质系数
公差等级
mtkg
1.5 零件尺寸
mNkg
1.8053
表3.3
机械加工余量 毛坯基本尺寸 第 4 页
S1
M1
尺寸公差 普通级
毛坯尺寸公差 14机械设计制造及其自动化
Ф80 Ф60 Ф47 37.5 2.5
1.5∽2.0取2 1.5∽2.0取2
2 2 1
Ф84 Ф64 Ф45 41.5 3
1.6-?01..51 ?84-?01..62
64-?01..51 45-?01..51 41.5-?01..51
1.6-?01..51 1.6-?01..51 1.6-?01..51
6、毛坯图如下图3.1
图3.1
四、加工方法的选择及工艺路线的制定
1、定位基准的选择
本零件是带孔的盘状齿轮，孔是设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的
0.0480原则。即选?47??0.009×34.5mm孔及?80-0.1mm为精基准。
由于本齿轮全部表面都需要加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应该
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?0.2选毛坯的外圆?530×3mm及其端面为粗基准。最大毛坯的外圆?90mm上有分模
面，表面不平整、有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。
2、零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆、内孔、端面、齿面，槽等，材料为20CrMnTi。根据公差等级和表面粗糙度要求，查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下表4.1
表4.1
加工表面 外圆面 齿圈外圈面 内孔 沟槽 左端面 右端面 齿面 槽 端面 尺寸及偏差 ?0.3Ф60-0.3mm 公差等级 IT12 IT12 IT10 IT12 回转体断面，尺寸精度要求不高 8FL 槽宽IT8 槽深IT8 IT8 表面粗糙度Ra Ra6.3μm Ra1.6μm Ra1.6μm Ra6.3μm Ra6.3μm Ra1.6μm Ra6.3μm Ra6.3μm Ra6.3μm 加工方法 粗车 粗车-半精车-精车 粗镗-半精镗-精镗 粗镗-精镗 粗车-半精车 粗车-半精车 A级单头滚刀滚齿 铣刀 三面刃铣刀粗铣 粗车-半精车 Ф800-0.10mm 0.048Ф47??0.09 ?0.2Ф530 37mm 模数2 ?0.14×40mm 34.08+0.025
3、选择加工设备与工艺设备
（1）机床的选择
<1> 工序20、30、40是粗车和半精车。各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用CA6140型卧式车床。
<2> 工序50为精镗孔。由于加工的零件外轮廓尺寸不大，又是回转体，故也选择CA6140型卧式车床。
<3> 工序70为滚齿。从加工要求及尺寸大小考虑，选Y3150型滚齿机。 <4> 工序60是用三面刃铣刀粗细和半精铣槽，考虑本零件属于成批生产，所以选择常用的X5032A型卧式铣床。
（2）夹具的选择
本零件除粗铣及半精铣槽、钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用
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通用夹具即可。
（3）刀具的选择
<1> 加工钢制零件采用YT类硬质合金。粗加工用YT15，精加工用YT30。为提高生产率及经济性，可选用可转位车刀。切槽刀宜用高速钢。
<2> 采用A级单头滚刀能达到8级精度，滚齿选模数为2.5mm的II型A级精度滚刀。
<3> 铣槽选用高速钢错齿三面刃铣刀，铣刀直径为0.1mm。 （4）量具的选择
本零件属于成批生产，一般均采用通用量具。各外圆加工面的量具：分度值0.05的游标卡尺。孔加工的量具：粗加工Ф59mm的孔用内径百分尺，精加工Ф59mm的孔用三牙锁紧式圆柱塞规。
滚齿所用量具：分度值0.01mm，测量范围25~50mm的公法线百分尺。
4、制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能力到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿胚的加工，再进行齿面加工。齿胚加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，齿胚加工工艺路线拟定如下表4.2：
表4.2
工序号 5 10 20 工序名称 锻件 热处理 粗车右端面、外圆、斜齿面及内孔、槽 工序内容 毛坯 正火（调质） 车左右端面总长39.5mm处至38mm，车外圆Ф64mm处至Ф62mm。车右端面为斜齿面，倾斜角为73°25’。镗内孔Ф450mm处至Ф46.50mm。车外圆Ф84至Ф82.车内槽Ф53030 半精车左端面、外圆及半精镗内孔 ?0.2?0.1?0.1mm 车左端面总长38mm处至37.5mm，跳动为0.025。车外圆Ф82mm处至Ф80?0.3mm。车外圆Ф62mm处至Ф60mm。镗内孔Ф46.50mm至Ф46.85?0.009mm。 ?0.1?0.0480 第 7 页