《机械制造工艺》教案第15课编制齿轮类零件机械加工工艺规程(一).docx
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1、课题编制齿轮类零件机械加工H艺规程(一)课时2课时(90min)教学目标知识技能目标:(1)了解齿轮类零件的功用、结构特点和技术要求(2)熟悉齿轮类零件的材料、毛坯和热处理方法(3)掌握齿轮类零件的加工方法素质目标:(1)养成专注技艺、追求卓越、科学严谨的工作作风(2)践行迎难而上、乐于奉献的团队精神教学重难点教学重点:齿轮类零件的功用、结构特点和技术要求;齿轮类零件的材料、毛坯和热处理方法教学难点:齿轮类零件的加工方法教学方法情景模拟法、讲授法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务,和学生负责人取得联系,组织学生下载”项目
2、工单一编制齿轮类零件的机械加工工艺规程”,并根据任务工单进行组内分工,同时提醒同学通过APP或其他学习软件,收集齿轮类零件的加工方法的相关资料,并进行了解【学生】提前上网现看相关资料,熟悉教材考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到问题导入【教师】讲述“B机械厂加工双联齿轮”案例,并提出问题:齿轮类零件的结构特点是什么?【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知【教师】通过大家的发言,引入新的知识点,讲解齿轮类零件的功用、结构特点和技术要求,齿轮类零件的材料、毛还和热处理方法,以及齿轮类零件的加工方法等知识一、齿轮类零件的基础知识(一)齿轮类零件的功用及结构特点【教师】扫码播放“齿轮
3、的种类”视频,并进行讲解1 .齿轮类零件的功用母仑类零件在机器和仪器中应用极为广泛,其主要功用是按照一定的传动比传递运动和动力。2 .齿轮类零件的结构特点谢仑类零件虽然因使用要求不同而具有各种不同的结构,但是从工艺角度来讲,它们都由齿圈和轮体两部分组成。齿轮类零件种类繁多,通常可从以下几方面进行分类。【教师】通过多媒体展示“圆柱齿轮”图片,并进行讲解(1)按照用途和传动情况的不同,齿轮类零件可分为圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮和蜗杆。其中,圆柱齿轮又分为直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮.【教师】通过多媒体展示“齿轮类零件”图片,并进行讲解(2)按照轮体结构特点的不同,齿轮类零件可分为盘形齿
4、轮、套类齿轮、齿轮轴和齿条等。其中,盘形齿轮又分为单联齿轮、双联齿轮和三联齿轮。(3)按照齿廓形状的不同,齿轮类零件可分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。(4)按照齿圈上轮齿所在表面的不同,齿轮类零件可分为外齿轮和内齿轮。在上述各种齿轮类零件中,盘形齿轮应用最广。盘形齿轮一般为回转体零件,其结构特点是径向尺寸较大,轴向尺寸较小。盘形齿轮主要由孔、外圆、端面和沟槽等组成。盘形齿轮的孔多为精度较高的圆柱孔或花键孔,其轮缘具有一个或几个齿圈。盘形齿轮的孔和端面通常是加工、检验和装配的基准。(二)齿轮类零件的技术要求1.精度为保证齿轮类零件传递运动准确平稳,应使其齿面接触良好、齿侧间隙适当,即齿面偏差、径向综合
5、偏差与径向跳动应满足相应精度等级公差的要求.1)齿面偏差齿面偏差主要包括齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差。其中,齿距偏差是指在齿轮类零件的分度圆上,实际齿距与公称齿距之差;齿廓偏差是指实际齿廓偏离设计齿廓的量,它在齿轮端平面内沿垂直于渐开线齿廓的方向计值;螺旋线偏差是指在端面基圆切线方向上测得的实际螺旋线偏离设计螺旋线的量。2)径向综合偏差径向综合偏差是指被测齿轮类零件与理想齿轮类零件双面啮合并转一圈时,被测齿轮类零件分度圆上实际圆周位移与理论圆周位移的最大差值。径向综合偏差主要受机床误差、刀具误差和定位误差的影响。3)径向跳动径向跳动是指以被测齿轮类零件回转轴线为基准,被测齿轮类零彳牛各齿槽齿
6、高中部径向的最大变动量。径向)励主要受机床误差和调整误差的影响。【教师】提出问题:齿面偏差和径向跳动的精度是多少?【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答根据国家标准GB10095.1-2022圆柱齿轮ISO齿面公差分级制第】部分:齿面偏差的定义和允许值的规定,齿面偏差和径向跳动的精度等级分为11级,从高到低为I级到11级,与各精度等级相对应的公差可通过公式进行计算。2.表面粗糙度齿面和孔的表面粗糙度Ra一般为1.6m,齿端的表面粗糙度Ra一般为3.2m,齿顶圆柱的表面粗糙度Ra一股为6.3m0(三)齿轮类零件的材料、毛还及热处理【教师】扫码播放“常用毛坯的适用材料及其特点“视频,并进行
7、讲解1 .齿轮类零件的材料对于齿轮类零件,应根据使用时的工作条件选择合适的材料。材料选择得合适与否,对齿轮类零件的加工性能和使用寿命都有直接影响。一般来说,对于低速重载的齿轮类零件,齿面受压会产生塑性变形和磨损,且轮齿易折断,应选用综合力学性能较好的材料,如18CrMnTi对于线速度高的齿轮类零件,齿面容易产生疲劳点蚀,应选用齿面硬度较高的材料,如38CrMoAl对于一些载荷较小的齿轮类零件,应选用低碳钢和铸铁等材料.对于一般用途的齿轮类零件,应选用中碳结构钢和低碳合金结构钢,如20Crx40Cr.20CrMnTi等。2 .齿轮类零件的毛坯齿轮类零件的毛坯(也称齿坯)主要有型材、锻件和铸件。对
8、于结构简单且强度要求不高的齿轮类零件,可选择型材作为毛坯。对于要求强度高、耐磨损、耐冲击的齿轮类零件,可选择锻件作为毛坯;对于大批生产的齿轮类零件,可选择精密模锻件作为毛坯。对于直径为400600mm的齿轮类零件,可选择铸件作为毛坯。3 .齿轮类零件的热处理1)齿坯热处理在齿坯加工前后安排预备热处理正火或调质,主要目的是消除锻造及粗加工所产生的残余应力,提高综合力学性能.正火一般安排在齿坯粗加工之前进行,调质多安排在齿坯粗加工之后进行。正火可改善齿坯的切削加工性能,因此生产中应用较多。2)齿面热处理齿形加工完毕后,为提高齿面的硬度和耐磨性,常安排渗碳淬火、高频感应淬火、碳氮共渗和渗氮等热处理工
9、序.二、齿轮类零件的加工方法【教师】提出问题:齿轮类零件常用的加工方法有哪些?【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答,并迸行讲解齿轮类零件加工的关键是齿形加工。按照加工原理的不同,齿形加工方法可分为成形法和展成法。(一)成形法【教师】通过多媒体展示“成形法”图片,井进行讲解成形法是指利用与被加工齿轮类零件的齿槽形状相一致的刀具,在齿坯上加工出齿面的方法。成形法有铳齿、拉齿、插齿、刨齿和磨齿等加工方式,其中最常用的是在普通铳床上用模数铳刀铳齿。当齿轮模数m8mm时,一般在卧式铳床上用盘形模数铳刀铳齿,如图(a)所示;当齿轮模数m8mm时,一般在立式铳床上用指形模数铳刀铳齿,如图(b)所示
10、.成形法铳齿时,齿坯安装在工作台的分度头上,模数铳刀做旋转主运动,齿坯做直线进给运动,实现齿槽的成形加工。每铳完一个齿槽,分度头就将工件转过一定角度,模数铳刀再加工另一个齿槽,直至加工出所有齿槽。斜齿圆柱齿轮铳齿时通常在万能铳床上进行,工作台偏转一个螺旋角,齿还在随工作台进给的同时,由分度头带动做附加旋转运动,从而加工出螺旋齿槽。【教师】通过多媒体展示“模数跣刀刀号及加工齿数范围”表格,并进行i井解渐开线齿轮的齿廓形状由齿轮模数m和齿数z决定。用成形法加工的齿廊形状由模数铳刀刀刃形状来保证,齿廓分布的均匀性由分度头的分度精度来保证。因此,要加工出准确的齿形,就要求同一模数、不同齿数的齿轮类零件
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