儀器制造技術大作業(yè)

1、 儀器制造技術大作業(yè)姓 名： 班 級： 學 號： 日 期： 目錄一、星輪零件分析3(一)零件的作用3(二)零件的工藝分析3(三)零件圖4二、毛坯制造方式4(一)確定毛坯材料4(二)確定成型方式4(三)確定加工表面的加工余量5三、機械加工工藝路線5(一)制訂工藝路線5(二)選擇定位基準6(三)加工余量及工序間尺寸與公差的確定7(四)切削用量的確定（工藝卡片）8四、心得體會13附件：工序卡片（共13頁）14一、 星輪零件分析(一) 零件的作用星輪是汽車自動變速器中離合器的主要傳動部件之一，該零件是以40k6孔套在軸上進行定位，通過鍵槽來傳遞扭矩，其作用是依靠太陽輪和行星架的正時轉動和逆時轉動來實現(xiàn)

2、方向的改變，按照類型又分為主動和被動行星輪，主要運用在汽車變速箱（AT）傳動機構上，實現(xiàn)動力傳遞，能增加和遞減傳遞的動力，用于離合器中起緩起動的作用。(二) 零件的工藝分析1） 先進市面上生產(chǎn)星輪廠家的一般生產(chǎn)類型基本為大批量生產(chǎn)。2） 星輪共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。主要加工表面及要求如下： 星輪外圓40K6,45f7,其形狀公差均遵守包容要求,表面粗糙度為Ra1.6µm。 星輪內孔28H7,其形狀公差遵守包容要求,表面粗糙度為Ra0.8µm,其外形尺寸14端面與孔28軸心線垂直度誤差為0.025,其左端面對孔28軸心線圓跳動誤差為0.025; 外圓45

3、軸心線對外圓40軸心線的同軸度誤差為0.06,外形尺寸61±0.15右端面對尺寸17的圓跳動誤差為0.02； 鍵槽寬度為8H9,長度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2µm，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Ra0.8µm。3個4H9孔相對于對稱分布三個。(三) 零件圖二、 毛坯制造方式(一) 確定毛坯材料：由于星輪是用于超越離合器上的關鍵零件，需要結構比較硬，故材料選為45鋼件。(二) 確定成型方式：由于零件達到大批量生產(chǎn)的水平，毛坯的類型圍為型材（園制棒料）。且因輪廓尺寸不大，故可

4、采用模鍛成型。(三) 確定加工表面的加工余量：由于45鋼的經(jīng)濟性比較高，由簡明機械加工手冊知毛坯的精度應該選IT12級其規(guī)格為68.L=64，牌號為60Si2Mn。對于提高生產(chǎn)率、保證加工質量也是有利的。查機械加工工藝與夾具及相關機械設計手冊確定加工表面的加工余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量數(shù)值說明外圓表面68mm3mm車削加工外圓表面65mm1mm車削加工內圓表面30mm2mm內圓車刀階梯軸部分 45mm40mm64mm4mm/3mm外圓表面加工三、 機械加工工藝路線(一) 制訂工藝路線方案一：工序1 粗車端面，車內孔26mm 、車外圓63.7mm、39.7mm、44.7mm及倒45

5、°倒角，選用C3163-1轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。工序2 調頭車另一端面，車外圓44.7倒mm45°倒角 。工序3 銑鍵槽。以內孔為基準。工序4 以內孔及兩端面為基準。選用X62W臥式銑床專用夾具夾緊工件在64mm階梯軸處用專用105°銑刀垂 直銑24.3mm個深度到水平90°。工序5 重復步驟4，轉動120°銑三個。工序6 熱處理：硬度234HBW。工序7 精銑三平面、外圓柱面及鍵槽到規(guī)定尺寸。工序8 按零件圖所示，參照金屬機械加工工藝人 員手冊表3-59確定孔加工余量的分配。水平方向上距軸心線26.9mm出攻鉆孔4mm，轉動萬能分度頭

6、120°加工三次。工序9 檢驗方案二：工序1 鍛工毛坯Ø65x63，熱處理：硬度234HBW。工序2 粗車端面，車內孔26 、車外圓63.7、39.7、44.7及倒45°倒角，精車端面，車外圓64、40、45，選用CA6104車床及三爪卡盤夾具。粗、精車 B/C階梯軸外圓面，調頭車另一端面、外圓45mm、倒 45°倒角。工序3 鏜 孔28h7，鏜倒角2*C2 。工序4 銑鍵槽8x16mm。工序5 切槽3×0.5。工序6 銑64段，以內孔為基準，銑平面至24.3mm在轉動120，銑另兩個平面。工序7 鉆孔4mm、2mm。工序8 以內孔為基準，磨外

7、圓分別磨至45mm、40mm、64mm、45mm、磨平面磨至與水平面成24.3mm在轉動120°磨另兩個平面。工序9 檢驗。 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一在于直接用銑床銑出平面、外圓，且先把鍵槽銑出來在銑平面最后鉆孔：方案二則與其相反，鍵槽被放置平面后，且采用磨床使精度達到更高。綜合比較，方案二更好，所以最終選擇方案二（工序卡片見附件1）。(二) 選擇定位基準1、粗基準的選擇 由于是模鍛件，所以在保證各加工面都有余量的前提下，因為要保證柱面的中心線垂直于左端面，所以以45的外圓表面的為粗基準。在調頭以另一面的外圓40為粗基準。2、精基準的選擇星輪主要應用于超越離合器上面，其星輪

8、的軸心線既是定位基準也是設計基準，在車削時選他作為精基準，能使加工遵循基準重合原則，實現(xiàn)外圓柱面的圓跳動和同軸度，這使得工藝路線基準統(tǒng)一原則。毛坯外表面加工余量大，定位時可以車一頭換向車另一頭，最后兩頂一夾。其定位方法比較精確，加緊也比較簡單快捷，使操整理方便省力。(三) 加工余量及工序間尺寸與公差的確定 星輪的材料為45鋼，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用型材。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）以星輪外圓為基準。據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊（以下簡稱人員手冊）表5-6，型材偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6m,要求粗加工和精加工

9、。參照實用金屬切削加工工藝手冊（以下簡稱切削手冊）第586頁可知，加工余量為：粗車：=2.5mm，精車： =0.5mm。粗車削的加工精度IT11級，因此偏差±0.11。精車削偏差即為零件偏差。（2） Ra=1.6m的端面。要求粗加工和精加工。參照人員手冊表5-72可知，加工余量為 2mm。（3） 基準面為左端面B。Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。參照人員手冊表5-72，粗車ap =3mm,精車ap=1mm。車削公差即為零件公差：0.02 mm。（4）星輪右端面。Ra=3.2m。要求粗加工和半精加工。參照切削手冊第586頁可知，粗車=3mm，半精車=0.5mm。（6）星輪左端面。R

10、a=3.2m。要求粗加工和半精加工。參照切削手冊第586頁可知，粗車=3mm，半精車=0.5mm。 （7） 28h7內孔。粗磨和精磨。粗磨2Z=1.5mm，精磨2Z=0.5mm。公差+0.011mm 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大和最小之分。根據(jù)兩端面與28h7孔的中心線之間的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖可知上述方案可行。星輪左右端面加工加工要求：粗糙度Ra=3.2加工工步的具體參數(shù)：粗車 加工余量：4mm 表面粗糙度：Ra=6.4 經(jīng)濟精度：IT11;公差：1.85mm；半精車 加工余量：1.5

11、mm; 表面粗糙度：Ra=3.2;經(jīng)濟精度：IT9;公差：1mm刀具 九十度外圓車刀;材料：高速鋼（W18Cr4V）；基本參數(shù)：D=80mm，L=45mm，d=32mm，z=10右端面加工要求：粗糙度3.2；加工工步的具體參數(shù)：粗車 加工余量：3mm ；表面粗糙度：Ra=46 ； 經(jīng)濟精度：IT10；公差：T=0.46mm精車 加工余量：0.35mm ；表面粗糙度：Ra=0.64； 經(jīng)濟精度：IT7； 公差：T=0.046mm右端階梯軸外圓面加工要求：粗糙度1.6 ，與A面同軸度0.06。加工工步的具體參數(shù)：粗車 加工余量：2mm ；表面粗糙度：Ra=45 ； 經(jīng)濟精度：IT11；公差：T=0

12、.46mm半精車 加工余量：0.5mm ；表面粗糙度：Ra=1.63.2 ；經(jīng)濟精度：IT7； 公差：0.046mm，45階梯軸表面粗糙度1.6 加工余量：0.15mm ；28H7孔加工要求：直徑28mm基孔制；七級精度；孔軸與右端面、左端面分別由0.05 的垂直度要求；孔有0.005 的圓度和0.01的直線度的形狀精度；孔壁粗糙度為0.8加工工步的具體參數(shù)：磨削加工余量：0.3mm 表面粗糙度：Ra=0.161.25 經(jīng)濟精度：IT6 公差：0.016mm磨削加工余量：0.4mm表面粗糙度：Ra=0.161.25 經(jīng)濟精度：IT6公差：0.016mm磨削加工余量：0.4mm表面粗糙度：Ra=

13、0.161.25 經(jīng)濟精度：IT6公差：0.016mm銑削平面加工余量：0.4 mm表面粗糙度：Ra=0.10.05 經(jīng)濟精度：IT6 公差：0.016mm(四) 切削用量的確定（工藝卡片）工序1：車削端面、外圓及內孔。本工序采用計算法確定切削用量。1. 加工條件 工件材料：45鋼正火，模鍛。 加工要求：粗車車端面、車內孔至27.7mm 分別車外圓到63.7mm、39.7mm、44.7mm，表面粗糙度值Rz為10-18 機床：CA6140臥式車床 刀具：刀片材料為yt15，刀桿尺寸16mm*25mm,Kr=90°,2.計算車削用量1）已知長度方向的尺寸為61±0.15mm

14、。根據(jù)毛坯尺寸67mm.L=64mm，故分二次加工（粗車、半精車）。粗車時，選擇a =1.5mm；半精加工時，選擇a =0.3mm；車削內圓時，粗車精車被吃刀量分別為a =0.8mm a =0.3mm。2）進給量、根據(jù)機械制造工藝與機床夾具課程設計指導表2-19 當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ae mm時，及工件直徑為67mm時. =0.6-0.9mm/.按C車床說明書取=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.750.85 所以：實際進給量f=0.6×0.8=0.48 mm/。按C車床說明書0.23） 計算切削速度 由機夾課程設計指導書知，對于高速鋼切削

15、中碳鋼的平均切削速度為52m/min.4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C車床說明書200 rmin5）機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm a =1.5mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：故Pct0.8,根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=1.67m/s fz=0.0725mm/s6） 基本工時 t=L+L

16、1+L2/nf式中L=28，L1=14，L2=0所以 t=(L+L1+L2)/nf=(28+14+0)/80=0.525（min） 工序2：銑平面至24.6mm根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1 銑削寬度ae32mm時。由于采用面銑刀:所以選x51機床選用專用銑刀1） 銑削背吃刀量 根據(jù)平面的尺寸為留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac2.8±0.8，由于加工表面精度要求Ra=6.3 um，采用半精銑精銑，選擇背吃刀量為分別為1mm和0.3mm.2） 進給量的選擇 由單向轉動部分知，銑削深度為7.7mm寬度為14mm。經(jīng)簡明機械加工工藝手冊1122查出進給量為f=0.15mm。

17、 3）選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）4） 銑削速度 經(jīng)機械制造工藝與夾具課程設計指導表2-22查出削速度為22m/min.5）基本工時，入切量及超切量由表2.29. 查出L + L1=10mm 所以 Tm=L+L1/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 6）機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：故Pct0.8,根據(jù)X62W型銑

18、床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=0.08m/s fz=0.0625mm/z工序3：熱處理，調質硬度234HBW工序4:磨至28mm選用機床：MS-600 萬能磨床 1) 精磨至，單邊Z=0.2mm,一次磨去全部余量，進給量 f=0.1mm/r根據(jù)有關手冊，確定萬能磨床的nw=2600r/min切削工時： L= 30mm L1=3mm 所以 T=L1+L2/nw*f=0.13min工序5：分別磨至45mm、40mm、64mm、45mm工

19、序6：磨至與水平面成24.3mm同上工序4一樣 銑鍵槽 銑削8H9槽。 加工工件尺寸：8+0.170mm , 長度L=16mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻機床：X62W1）選擇銑削用量由于槽的寬度為8mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/s2）確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式由切削用量簡明手冊，表2.15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由機床技術資料

20、得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/minCv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=Km*Ksv*KTv=1.12*0.8*0.82=0.79 3）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走兩次)最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，聯(lián)同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片如下：工廠名機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱及型號零件名稱星

21、輪零件圖號材料名稱40Gr毛坯種類鍛造零件重量/kg毛重5.2kg第1頁牌號尺寸129X79X79凈重4kg共 頁性能每臺件數(shù)每批件數(shù)工序車間名稱工種工序名稱切削用量設備名稱及編號工藝裝備名稱編號技術等級工時定額/min背吃刀量/mm切削速度/(m/min)進給量（mm/r或mm/行程）夾具刀具量具單件 準備終結1鍛工鍛模鍛2金工車車右端面 車外圓 40k6、45f71.5/0.3400.94CA6140yt15千分尺0.5253金工車車左端面 車外圓 45k6、641.5/0.3400.94CA6140千分尺0.5254金工鉆鉆 28H7孔400.1Z535L5金工鏜粗鏜、半精鏜、精鏜28H

22、7孔，孔口倒角0.060.1T7406金工調治熱處理7金工車用雙頂尖支承精車45f7、40k6、45k6、640-0.4 ，切槽3X0.5mm 、外圓倒角1.5/0.3520.6-0.9CA61408金工鉗鉗工劃線9金工銑以40k6定位裝夾工件銑鍵槽0.030.2X630.810金工銑以40H6定位粗銑平面，精銑平面0.030.2X630.811金工鉆擴鉸以40H6定位，鉆2孔，擴鉸4H9T53512金工鉗鉗工去毛刺13檢驗質檢室終檢更改內容編制校對審核會簽四、 心得體會本學期在鐘美鵬老師的帶領下，我們方向學習了儀器制造技術這門課。課上的學習是為了這次大作業(yè)的鋪墊，但果然實際設計和課上講講是很

23、有所區(qū)別的。在查閱了相關資料后，我們組選擇了星輪零件設計這個課題。最開始學習的時候，感覺很是困難，雖然有一學期理論上的學習，但真的很理論。查看了資料，首先知道了星輪是汽車自動變速器中離合器的主要傳動部件之一，該零件通過鍵槽來傳遞扭矩，主要運用在汽車變速箱（AT）傳動機構上，實現(xiàn)動力傳遞，能增加和遞減傳遞的動力，用于離合器中起緩起動的作用。后又知道它的相關尺寸也是固定的，著就為我們的相關學習提供了一定便利。設計、計算、繪圖以及對運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等相關技術資料的查閱，這些是我們完成本次作業(yè)的必要途徑，也是對我們自己一個全面的機械設計基本技能的訓練。進一步鞏固、加深和拓展所學的知識；通過設計實踐，樹立了正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握了機械設計的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問題的能力。在具體做的過程中，從設計到計