3.3有关工序机床、夹具、量具的选择说明 ............................... 12
3.3.1机床的选择 .................................................. 14 3.3.2切削刀具的选择 .............................................. 12 3.3.3量具的选择 .................................................. 14 3.3.4各工序机床、夹具、刀具、量具汇总 ............................ 13
4 加工工艺的计算及工艺文件 .............................................. 20
4.1齿轮加工切削用量的选择 ........................................... 17 4.2滚齿切削用量计算 ................................................ 228 5 滚齿夹具设计 .......................................................... 20
5.1专用机床夹具设计的基本要求和步骤 ................................. 20
5.1.1对专用机床夹具设计的要求 .................................... 20 5.1.2专用机床夹具的设计步骤 ...................................... 20 5.1.3专用机床夹具的制造精度 ...................................... 21 5.2滚齿夹具的选择 ................................................... 22 5.3滚齿夹具工作原理简介 ............................................. 22 5.4夹具零件的设计与选择 ............................................. 22
5.4.1主要部件设计 ................................................ 22 5.4.2其他部件的选择 .............................................. 23
6 课程设计总结 参考文献 致谢 附录
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变速器直接档齿轮加工工艺规程及滚齿工序夹具设计
1 齿轮零件的分析
1.1齿轮的工作状态分析及工作条件
变速器齿轮转速较高，温度和压力也很大。负责着发动机动力输出的重任，是变速器中非常重要的部分，还需要承受较大的外力，必须有一定的抗冲击能力，正由于变速器齿轮这种特殊的工作状态，变速器的齿轮必须有较高的强度刚度，而且在高速工作中，需要能承受循环载荷的能力。为了适应这种特殊的工作环境，需要在齿轮加工过程中，需要进行渗碳淬火与表面磷化等处理工序，以达到表面硬而心部韧的效果。还因为变速器齿轮齿齿面强度要求较高，必须对齿面进行强力喷丸处理，通过冷作硬化的效果，从而提高了变速器齿轮的疲劳强度，消除了表面的缺陷的问题。
1.2齿轮的结构分析
分析零件，该齿轮为变速器直接档齿轮，分别由两个单齿复合而成，各表面并不是十分复杂，但是为了保证工作过程中有润滑剂减磨，在大齿的一端的有四个油槽在圆周方向均布，这是在铸造过程中完成的。内孔为光孔，表面粗糙度要较高，而且要求有一定的光洁度，变速器尽量在满足强度要求的前提下，具有较小的体积与质量，以便于减小变速器自身的重量与体积，同时也要强度足够。
1.3零件的技术条件分析
齿轮加工分为齿坯和齿轮轮齿加工。齿轮的加工部位有轮缘、轮辐、轮毂和内孔。 齿坯的加工精度对齿轮的加工、检验和装配精度影响很大，所以其加工精度应满足GB/T 10095-2008的要求。
齿轮轮齿的加工部位有齿形和倒角，同时还要进行热处理，以提高承载能力和使用寿命。热处理后还要进行内孔、内孔端面的磨削加工和齿形的精整加工。
综上所述，零件的技术条件主要分以下两种： 零件的表面粗糙度和加工精度
1、如零件图所示：齿面的粗糙度Ra 0.8，加工精度IT7～IT8; 齿轮内孔尺寸
?0.008?520,由于齿轮与第二轴上的轴承有配合要求故其不仅加工经济公 差等级比较高
而且其表面粗糙度为Ra 0.8。
一般载货汽车变速器和拖拉机变速箱齿轮的精度一般是6到7级精度，表面粗糙度不大于Ra6.3。
2、各表面间的位置精度如零件图所示零件的大小端面及内孔三处具有形位公差要求:
小端面对于定位基面的定位基准垂直度为0.08mm，平面度为0.08mm；
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大端面对于内孔的定位基准的垂直度为0.08mm，端面的平面度为0.08mm； 小端面对于大端面的定位基准的同轴度为0.012mm。
1.4齿轮技术条件分析
如零件图所示：
1.4.1齿轮表面精度与粗糙度
?0.008内孔尺寸中?520有配合要求，故其表面粮糙度要求也比较高Ra0.4，精度等级
IT7;
一般载货汽车变速器和拖拉机变速箱齿轮的精度不低于8级，表面粗糙度不大于Ra3.2；
其他表面粗糙度要求Ra3.2。为IT10-IT12级精度，精车加工表面即可保证。
1.4.2表面间的位置精度
平面间的位置精度就是指平面内获取位置与其真实位置的符合程度，即形状位置达到一定的精度。
如零件图所示，零件图B面、C面和D面三处具有形位公差要求：
?0.008B面:该面对齿轮中?520内孔轴线线垂直度要求为0.03，这足为了防止工件在
工作过程中齿轮倾斜度过于严重而于其他部位发生撞击，影响工作正常。
?0.008C面：该面对于齿轮中?520内孔轴线垂直度公差要求为0.05，由于端面平面度
要求为0.01，则此工件端面在工作过程中可能要与同步器结合，若形位偏差过大，将导致齿轮倾斜，结合不牢。工作不稳定等后果。
?0.008D面：对于齿轮中?520内孔轴线垂直度要求为0.010，平面对要求为0.01，从
零件图的情况分析，B面作为有结合工作面的可能，故表面精度及其形位公差要求都比较高，必须达到精度。
1.4.3齿轮的其他技术要求
1、未注明倒角1?45?
2、零件表面要进行渗碳淬火，使表面硬度达到650～800HV; 3、以齿根部为准，渗碳层深度为0.7～1.1mm; 4、心部硬度为513HV; 5、强力喷丸处理（磨齿后）； 6、表面电镀磷化处理；
7、应除去加工时产生的毛刺，夹角平滑;
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变速器直接档齿轮加工工艺规程及滚齿工序夹具设计
8、热处理：渗碳淬火表面硬度650～800HV;以大端齿根部为准，渗碳层厚度为0.7～1.1mm；心部硬度 513HV。
1.5齿轮的材料及其加工性
在设计汽车变速器传动齿轮时，常用的加工材料有：20CrMnTi、20CrMo、20CrMnVB，40Cr、40MnB、45号钢等，在本次课程设计中选用20CrMnTi。
20CrMnTi是渗碳钢，渗碳钢通常为含碳量为0.17%到0.24%的低碳钢。汽车上多用其制造传动齿轮。其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢。良好的加工性，特加工变形微小，抗疲劳性能相当好。硬度低但切削变形小，属于易加工材料。从材料角度看，符合此零件加工的基本要求，切削加工性好。
20CrMnTi是一种应用广泛、用量很大的合金钢，是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面< 30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。用于制造汽车、拖拉机中的截面积尺小于30mm的中载或重载、冲击耐磨且高速的各种重要零件。
20CrMnTi材料的力学性能如下： 抗拉强度σb (MPa)：≥1080(110) 屈服强度σs (MPa)：≥835(85) 伸长率δ5 (％)：≥10 断面收缩率ψ (％)：≥45 冲击功Akv (J)：≥55
冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69(7) 硬度：≤217HV
综合所述，直接档齿轮的毛坯选择20CrMnTi 的锻造件。
1.6齿轮零件图尺寸标注分析
画图和计算尺寸时，各面之问可以互相确定关系。但在工件上各面的形成却是有严格的先后顺序，尺寸的形成有严格的方向性、跟踪性。此零件图的标注多为轴孔类零件标注，对于有重要配合处，工件定位部分有较高的精度及形位公差要求。
为了明确的表达各个加工面，我们对各加工面进行命名，如大端端面为D面，小端端面为B面。
1.7检验说明
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在直接档齿轮的加工过程中，要进行如下的检验：齿坯加工后的检验，热处理后的检验和最终检验。前两项为中间检验，是针对各加工项目进行的；最终检验是作全面的检查。为了保证检验准确，检验前工件要清洗干净。
齿坯的检验：齿坯的加工质量，在很大程度上影响齿轮的加工质量，尤其是对定位基准，要仔细的检查齿轮加工完后的精度和表面粗糙度。不合格的齿坯不能流到下一道工序。成批生产时，一般要全部检查，大量生产时，齿坯质量稳定时可做部分抽检。
齿轮热处理后的检验：对于有些齿轮热处理后要进行检查以便找出热处理时齿面的变形规律，以确定热处理前切齿的技术要求。
齿轮的最终检验：齿轮精度的验收可根据齿轮副的使用要求和生产规模，按GB/T 10095-2008中的规定在各公差组中，任选一个检验组来检验。
1.8齿轮的加工工艺分析
1、零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸尤其是加工面转接处的凹圆弧半径，一根轴上直径差不大的各轴肩处的退刀槽宽度等最好统一尺寸。
2、内槽及缘板之间的转接圆角半径不应过小这是因为此处圆角半径大小决定了刀的直径，而刀具直径的大小与被加工工件轮廓的高低影响着工件加工工艺性的好坏。
3、铣削零件底平面时，槽底圆角半径r不应过大，圆甬半径r越大，铣刀端刃铣削平面的能力就越差，效益也越低。
零件结构相对较为复杂，零件的部分加工面精度要求较高，所以此零件的加 工有一定难度。从零件的尺寸和形状位置要求来看主要保证工件的表面粗糙度。 对于端面及齿面的加工，采用数控车床进行粗车和精车可以达到加工要求； 粗糙度要求较高的加工表面在粗车和精车之后通过精磨达到最终加工要求； 内孔的光洁度及尺寸公差要求均较高，可以用先粗车，后精车，最后精磨,从而达到加工要求；
最后采用强力喷丸机及电镀磷化处理提高工件的使用性能及耐磨性。
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