星輪零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、目錄緒論 21. 零件的分析及生產(chǎn)類型的確定 31.1 零件的作用 31.2 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 31.3 零件的工藝性分析和零件圖的審查 32. 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 42.1 選擇毛坯 42.2 定位基準(zhǔn)的選擇 42.3確定各表面的加工方法 42.4擬定加工工藝路線 42.5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 52.6 機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備的選擇 62.7確定切削用量和基本工時(shí) 63. 夾具設(shè)計(jì) 93.1 設(shè)計(jì)主旨 93.2夾具設(shè)計(jì) 104. 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 125. 主要參考文獻(xiàn) 13附圖：零件二維圖樣 14緒論通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)一步樹(shù)立正確的思想設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，堅(jiān)持實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的 唯

2、一標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，堅(jiān)持與機(jī)械制造生產(chǎn)情況相符合，使設(shè)計(jì)盡可能做到技術(shù)先 進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)可行、操作方便、安全可靠。通過(guò)本次設(shè)計(jì)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題的能力，使學(xué)生初步掌握設(shè)計(jì)工 藝規(guī)程和機(jī)床夾具的基本方法，并鞏固、深化已學(xué)得的理論知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生熟悉和運(yùn) 用有關(guān)圖冊(cè)、圖表等技術(shù)資料的能力，訓(xùn)練學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算及編制技術(shù)文件的基本技 能機(jī)械制造工藝與夾具課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝與夾具課程后，綜合運(yùn)用以前所學(xué)有關(guān)機(jī)械專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)。其目的在于鞏固、加深擴(kuò)展機(jī)械制造技 術(shù)及其他有關(guān)先修課程的理論知識(shí)，把理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，能夠獨(dú)立分析問(wèn)

3、題、解 決問(wèn)題，以及初步具備中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分內(nèi)容：第一部分為生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型、工藝性分析和零件圖的審 查。第二部分為毛坯的選擇，根據(jù)圖紙具體地闡明了毛坯選擇類型以及尺寸。零件加工工藝 規(guī)程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的核心部分，具體地列出了設(shè)計(jì)思路以及整個(gè)零件加工工藝過(guò)程。它包括定 位基準(zhǔn)的選擇、確定表面的加工方法、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差、機(jī)床設(shè)備及工 藝設(shè)備的選擇、確定切削用量與基本工時(shí)。第三部分為夾具的設(shè)計(jì)，要能提高勞動(dòng)效率，保 證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)從還存在許多的不足，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正、零件的分析及生產(chǎn)類型的確定C|GO39皿110召B 1/L6閃E A

4、A1.1零件的作用星輪為滾柱式超越離合器的部件， 星輪和外圈均可作為主動(dòng)輪。當(dāng)星輪為主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)時(shí)， 滾柱受摩擦力的作用被楔緊在槽內(nèi)，因而帶動(dòng)外圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)離合器處于接合狀態(tài)(圖10-20b)。當(dāng)星輪反轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱受摩擦力的作用，被推到槽中較寬的部分，不再楔緊在槽內(nèi)， 這時(shí)離合器處于分離狀態(tài)如果星輪仍按左方向旋轉(zhuǎn)，而外圈還能從另一條運(yùn)動(dòng)鏈獲得與星輪 轉(zhuǎn)向相同但轉(zhuǎn)速較大的運(yùn)動(dòng)時(shí)，按相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，離合器將處于分離狀態(tài)，定向離合器常用 于汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床等設(shè)備中1.2計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。所給任務(wù)的零件是星輪的設(shè)計(jì)，是機(jī)器中的零件。假定該機(jī)器年產(chǎn)量為40臺(tái)，且每臺(tái)機(jī)器上僅有一件，若取其備品為

5、5%機(jī)械加工廢品為1%則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為N二Qm(1+5%+1%)=4000(1+5%+1%)=424(年由上式可知，該零件的年產(chǎn)量為4240件，由零件的特征可知，它屬于機(jī)體類小零件，因此可 以確定其生產(chǎn)類型為單件大批量生產(chǎn)。1.3零件的工藝性分析和零件圖的審查 零件視圖正確，足夠表達(dá)直觀、清楚、繪制符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸公差及技術(shù)要求的 標(biāo)注齊全、合理。主要加工表面及要求 星輪外圓-40Kb 45f7,其形狀公差均遵守包容要求，表面粗糙度均為Ra1.6阿； 星輪內(nèi)孔0 28H7,其形狀公差遵守包容要求，表面粗糙度為Ra0.8 口,其外形尺寸14 端面與孔一 28軸心線垂直度誤差為0.025,

6、起左端面對(duì)孔28軸心線圓跳動(dòng)誤差為0.025; 外圓0 45軸心線對(duì)外圓0 40軸心線的同軸度誤差為0.06,外形尺寸61 0.15右端面 對(duì)尺寸17的圓跳動(dòng)誤差為0.02 ;鍵槽寬度為8H9,長(zhǎng)度為16mm軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2卩m 在64的外圓 上離它的軸心線24.3的平面與孔、28H7軸心線的平行度誤差為0.012表面粗糙度為Ra0.8卩m工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1選擇毛坯圖紙上所給的材料是 40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼,該材料屬于難切削的材料,其中區(qū)屈服強(qiáng)度是c =1.03GPa，該材料經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合性能，故在加工過(guò)程中所選擇的熱處理是調(diào) 質(zhì)熱處理。而毛坯可以選擇模鍛

7、和棒料。由于零件較小模鍛是內(nèi)孔不能鍛造出來(lái)，還有鍛造是需要相應(yīng)的設(shè)備 增加零件的成本。所以選擇棒料。根據(jù)圖紙尺寸選擇-68伽X 64伽的棒料。2.2定為基準(zhǔn)的選擇確定各加工表面的基準(zhǔn)如下圖表所示序號(hào)加工部位基準(zhǔn)選擇1 端面及一 28的孔以棒料外形一 68的輪廓2 外圓一 40的內(nèi)孔及右端一 45的外圓棒料外徑一 683 左端外圓一 45已加工出的外圓一 404 外圓一 64外圓.一 40k65 鍵槽外圓.一 40k66 3 X 0.5外圓 一 40k67 尺寸24.3外圓一 40k62.3確定各表面的加工方法根據(jù)個(gè)加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，選定如下加工方法零件端面的加工方法為車削；、

8、28H7孔的加工方法為鉆、粗鏜、精鏜；孔口倒角、外圓、40k6; -45f7、槽3X0.5的加工方法為車削；鍵槽的加工方法為銑削；-4H9孔的加工方法為鉆、擴(kuò)鉸；、2孔的加工方法為鉆削。2.4擬定加工工藝路線由于是大批量生產(chǎn)，故加工工藝采用集中原則（工藝集中原則適用于小量生產(chǎn)和大批量 生產(chǎn)，從發(fā)展的角度，當(dāng)前一般采用工藝集中原則組織生產(chǎn)，可以節(jié)約生產(chǎn)的成本）。工序10下料工序20以棒料外輪廓為定位基準(zhǔn)，車端面，鉆、鏜 -28H7孔，空口倒角工序30夾一端車削外圓一 40k6，、45f7;夾一 40H6端，車削一 45k6,、64，工序40-40k6作基準(zhǔn)切槽3X 0.5工序50調(diào)質(zhì)熱處理工序6

9、0 以、68外圓及一端面裝夾工件，精車.45f7,40H6;以、40H6做定為基準(zhǔn)，精0 45k6和0 60工序70鉗工畫線工序80以.40H6定位，裝夾工件銑鍵槽工序90以、40H6定位粗銑平面，精銑平面工序100以.一 40H6定位，鉆.一 2孑L,擴(kuò)較.一4H9工序110鉗工去毛刺工序120終檢工序130入庫(kù)2.5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差根據(jù)原始資料和加工工藝，查表確定各加工表面的加工余量工序號(hào)工序內(nèi)容單邊余量工序尺寸表面粗糙度20車斷面1.5616.3鉆孔13.50 2712.5粗鏜0.20 27.56.3精鏜0.060 28H70.8孔口倒角12X 456.330粗車0 40

10、k63.20 376.3粗車0 45f73.20 426.3粗車0 643.20 626.340槽 3X 0.513X 0.56.360精車0 40k61.10 40k61.6精車0 45f71.10 45f71.680鍵槽18X 163.290粗銑平面125.36.3精銑平面0.725.30.8100鉆0 2孔10 212.5擴(kuò) 0 4H90.50 3.86.3較 0 4H90.020 4H93.22.6機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備的選擇根據(jù)生產(chǎn)類型和被加工零件的要求，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)條件，各工序所選用的機(jī)床設(shè)備和工 藝設(shè)備如下表所示工序號(hào)工序內(nèi)容機(jī)床設(shè)備和工藝設(shè)備20車端面 鉆、28孔 鏜孔 孔口到角

11、C336-K回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)塔車床，夕卜圓車刀，Kr=90度0 27標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，通用夾具游標(biāo)卡尺鏜刀倒角車刀45度30粗車、45f7粗車、40k6粗車、6440切槽60 精車 一 45f7 精車.一 40k6外圓車刀，Kr=90度,具，游標(biāo)卡尺通用夾80 鍵槽90銑平面X6132A臥式升降臺(tái)銑床，鍵槽銑刀端面銑刀，游標(biāo)卡尺100占一 2 孑L 擴(kuò)一 4H9至一 3.8mm 鉸一 4H9Z5125 一 1.95標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，游標(biāo)卡尺.3.8擴(kuò)孔鉆鉸刀 專用夾具2.7確定切削用量和基本工時(shí)工序20車端面，鉆，粗鏜，精鏜-28H7孔，孔口倒角 工步1車端面 確定背吃刀8m/min,基本時(shí)間T基本=2.7min

12、,輔助時(shí)間T輔=0.22min 確定進(jìn)給量f 查表得f=0.3-0.4mm/r 根據(jù)機(jī)床橫向進(jìn)給量，查表得f=0.39mm/r; 確定切削速度 V 查表得 Cr=235, n=0.20 , Xv=0.15 ,Yv=0.45, Kv=1,刀具耐用度選 為 1，T=60min 故 Vc=-(Cr/T mapxvfyv) x Kv=(235/60 0.2 x 2.50.15 x 0.390.45) x 1= 137.8m/min查表取相近較小的機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù) n=400r/min,所以實(shí)際切削速度 Vc=85.4m/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)數(shù)nn=1000Vc/ dw=1000x 137.8/3.14 x

13、50=645r/min 計(jì)算基本輔助時(shí)間T間 切削加工長(zhǎng)度l=64mm端面車刀Kr=90度，背吃刀量ap=2.5mm, 查表切入量及切出量 y+ ? =2T 基=(l+y+ ?/nf)i=0.8 x 2/400 x 0.39)1=0.42min 輔助時(shí)間T輔 查表得裝夾工件為0.8min,啟動(dòng)機(jī)床0.02min,啟動(dòng)調(diào)節(jié)切削液0.05min, 取量具尺為0.5min,共計(jì)T輔=1.37min;工步2 鉆一 28H7至一 27孑L外圓車刀，Kr=90度， 通用夾 具，游標(biāo)卡尺切槽刀方法同上 查表確定進(jìn)給量f=0.33min,機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù)n=285r/min,切削速度Vc=24.16r/min,基本

14、時(shí)間T基=0.56min,輔助時(shí)間T輔=0.12min工步3鎮(zhèn)、28H7孔查表確定進(jìn)給量f=0.15mm,機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù)n=150r/min,切削速度Vc=13.18工步4孔口倒角取n=760r/min,基本時(shí)間T基=0.003min,輔助時(shí)間F輔=0.08min量ap,端面總加工余量2.5 mm, 次走刀加工 ap=2.5mm,工序30粗車、40k6，粗車.一 45f7,粗車64,切槽工步1粗車.一 40k6 確定進(jìn)給量f。查表取f=0.4. 確定切削速度 Vc,查表取 Vc=2.44M/S=146.4M/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/n do=1000X 146.4/ n X40=

15、1166r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取 n=1000r/min,實(shí)際的切削速度 Vc=125.6m/min. 計(jì)算基本時(shí)間T基本，被加工表面長(zhǎng)度l=17mm.根據(jù)公式 Ti=l/fn=(l+l1+l2+l3/fn)i=17+3+4+5/0.4X 1000=0.0725min 確定輔助時(shí)間T輔助。查表得變換刀架0.05min,變換或進(jìn)給量0.02min,調(diào)整或開(kāi)啟 切消液0.05min , 共計(jì)T輔助=0.12min。工步2粗車.一 45f7 確定進(jìn)給量f。查表取f=0.5 確定切削速度 Vc,查表取 Vc=2.28M/S=136.8M/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/n do=

16、1000X 136.8/3.14 X 0.5=968r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取 n=760r/min,實(shí)際的切削速度 Vc=136.8m/min 計(jì)算基本時(shí)間，外圓車刀 Kr=90, l1=3T 基本=l+l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400X 0.7=0.092min工步3 粗車一 64 確定進(jìn)給量f。查表取f=0.7mm. 確定切削速度 Vc,查表取 Vc =121.2m/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/ n do=1000X 121.2/3.14 X 45=603r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取 n=400in,實(shí)際的切削速度Vc=80.3m/mi 計(jì)算

17、基本時(shí)間，外圓車刀 Kr=90, 11=3,切削長(zhǎng)度為l=14mmT 基本=l=l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400X 0.7=0.092min工序40工步1切槽 確定進(jìn)給量f。查表得f=0.30.5m/r,根據(jù)機(jī)床參數(shù)選取f=0.35r/min 確定切削速度 Vc,查表取 Vc =137.8m/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/ n do=1000X 137.8/3.14 X 45=975.2r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=760in,實(shí)際的切削速度Vc=107.3m/min. 計(jì)算基本時(shí)間T 基本=(/fn)i=d-d1/2+l1+l2+l3/fn=45-39/

18、2+3/760 X 0.35=0.23min 輔助時(shí)間：?jiǎn)?dòng)機(jī)床0.02min,變換刀架或轉(zhuǎn)換方位0.05min,變換或變換進(jìn)給量0.02min共計(jì)輔助時(shí)間T輔助=0.09min工序60精車.一 45f7,精車.一 40k6工步1 精車.一 40k6 確定進(jìn)給量f,查表得f=0.250.5，根據(jù)機(jī)床參數(shù)選取f=0.3mm. 確定切削速度 Vc,查表取 Vc=87.15M/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/ n do=1000X 87015/ n X 40=693.8r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取 n=400r/min,實(shí)際的切削速度 Vc=50.24m/min. 計(jì)算基本時(shí)間T

19、基本=17+3+4+5/400X 0.3=0.24min工步2精車一 45f7 確定進(jìn)給量f,查表得f=0.250.5，根據(jù)機(jī)床參數(shù)選取f=0.4mm. 確定切削速度 Vc,查表取 Vc=137.8M/min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/n do=1000X 137.8/ n X 45=975r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取 n=760r/min,實(shí)際的切削速度 Vc=107.88m/min. 計(jì)算基本時(shí)間T 基本=14+3+4+5/760X 0.4=0.086min工序80銑鍵槽參考文獻(xiàn)選定銑刀直徑為 6mm查加工手冊(cè)的相應(yīng)得參數(shù)為：刀具耐用度T為120min,切削寬度為12mm進(jìn)

20、給量為0.09mm 背吃刀量為6mm切削速度 V=120m/min.確定主軸轉(zhuǎn)速n=1000Vc/ n dw=100CX 120/3.14 X 6=849r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取為 n=760r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速 Vc=107m/min.計(jì)算基本時(shí)間T 基本=(L-B/fnz)i;i=h/ap=4.5/6T基本=(16-8/0.09 X2X8)X 4.5/20=1min.工序90銑平面假定銑刀直徑為20伽，查相應(yīng)的參數(shù)如下表刀具耐用 度 T X1000切削寬度背吃刀量切削速度進(jìn)給量粗銑量精銑量10.86033.120.10.10.5求切削速度 V=214dO.12Kv/T 0.2 a

21、p 0.1 af 0.4 ae 0.2 x 60 0.8=214 x 20 0.12 x 1/180 0.2 x 3 0.1 x 0.1 0.4 x 60 0.2 x 60 0.8=77.39m/mi n確定銑床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000Vc/n do=1000x 77.39/3.14 x 20 =1232r/mi n查相關(guān)資料選取n=1000r/min,實(shí)際銑削速度 Vc=62.8m/min工序100 鉆.一 2通孔，擴(kuò)、較.一 4H9孔查表2-127選擇.一 2的麻花鉆工步1鉆、2通孔 確定進(jìn)給量f,查表得f=0.13mm 確定切削速度Vc=34.8m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速nn=1000Vc/

22、 n do=1000x 34.8/3.14 x 1.95=5683r/min查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取 n=5000r/min,所以實(shí)際轉(zhuǎn)速為Vc=30.615m/min 計(jì)算基本時(shí)間被加工孔長(zhǎng)度l=11mm,切出量y=1.95 x cot60 /2+12=1.585 2.585 所以 T=l+y+ /5000 x 0.13=0.02min 確定輔助時(shí)間，查表得，變換刀架 0.05min，變換或變換進(jìn)給量0.02min，啟動(dòng)切削液0.05min，共計(jì)輔助時(shí)間0.72min工步2擴(kuò)孔至.一 3.98方法同上，查表得進(jìn)給量f=0.2mm,切削速度Vc=1.2m/s=72m/min,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=5

23、500r/min， 實(shí)際速度=68.7m/min，基本時(shí)間T=0.22min，輔助時(shí)間T=0.13min工步3鉸孔一 4H9查表取f=0.3mm,切 削速度 Vc=0.4m/s=24m/min，主 軸轉(zhuǎn)速 n=1500r/min ，實(shí) 際轉(zhuǎn)速V=18.84m/min，基本時(shí)間=0.33min，輔助時(shí)間=0.12min三、專用夾具設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)主旨本工序是為一星輪零件加工 3個(gè)互成120 o的 4H9的孔和 2的通孔,所設(shè)計(jì)的一套 鉆床專用夾具。主要技術(shù)指標(biāo)能保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、工藝性好和使用性好。 我們?cè)谠O(shè)計(jì)專用夾具時(shí)為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺

24、寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行了必要的精度分析。由于是中批量生產(chǎn)，采用了回轉(zhuǎn)式鉆床夾 具，提高了生產(chǎn)效率。在工藝性方面使這種夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn) 和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時(shí)可設(shè)置 排屑結(jié)構(gòu)。3.2夾具設(shè)計(jì) 1銑鉆床夾具設(shè)計(jì)過(guò)程1.1零件本工序的加工要求分析鉆.一 4H9孔和鉆.一 2的通孔本工序前已加工的表面有：(1) 28H7孔及兩端面；(2) 三個(gè)距圓心為23.4的互成120的端面本工序使用機(jī)床為Z5125立鉆。刀具為1.95標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，一 3.8擴(kuò)孔鉆 鉸刀 1.2確定夾具類型本工序所加工三個(gè)孔(-4H9)，均勻分布位于工件外徑.一 64的圓周上，三個(gè) 孔互成120。均勻分布，孔徑不大，工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為大批量生產(chǎn) 等原因，采用固定式鉆模。1.3擬定定位方案和選擇定位元件(1) 定位方案根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，：以孔一 28H7孔及端面b為定位面，以開(kāi)口墊圈一側(cè)面與外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制工件六個(gè)自由度。這一定為方案設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，所以 B=0(2) 選擇定位元件選擇帶臺(tái)階面的定