畢業(yè)設計 星輪設計正文(說明書).doc

畢業(yè)設計論文第1頁共24頁目錄概述.3第一章零件的分析.51.1零件的工藝性分析.51.1.1加工方法的選擇.51.1.2保證星輪表面位置精度的方法.5第二章工藝規(guī)程的設計.52.1確定毛坯的制造形式.52.2基準的選擇.52.2.1粗基準的選擇.62.2.2精基準的選擇.62.3制定工藝路線.62.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定.62.4.1兩端外圓表面.62.4.2工件內孔加工.72.5確定切削用量及基本工時.72.5.1工序1鍛造毛坯.72.5.2工序2車外圓.72.5.3工序3鏜孔.112.5.4工序4精車外圓.12第三章鉆三個4階梯斜孔專用夾具計.143.1工件的加工工藝.143.2定位元件的選擇與設計.143.3.1定位誤差的分析.143.3.2定位元件的選擇.1433星輪在夾具中定位夾緊.17331夾緊裝置的組成.1733.2夾緊力的確定.1833.3夾緊機構的選擇與設計.21第四章鉆4階梯斜孔工序刀具設計.22畢業(yè)設計論文第2頁共24頁第五章鉆4階梯斜孔工序量具設計.22設計體會.23參考文獻.24致謝.25畢業(yè)設計論文第3頁共24頁概述一、零件的功用和結構特點我國自行研發(fā)的“星輪傳動”技術，可以使裝備機械上的加速器、減速器、調速器、變速器的體積變小、功能增強，并減少進口。這一新技術得到中國星輪傳動協(xié)會和機械工業(yè)部有關專家的認定。專家們認為，“星輪傳動”技術的原理為我國獨創(chuàng)，可應用在煤礦、石油開采、風力發(fā)電重型機械、建材水泥等儲多領域，應用空間巨大。二、星輪零件的技術要求該零件的主要表面是內孔和外圓，其主要技術要求如下：1、內孔內孔是起支承作用或導向作用最主要的表面，它通常與運動著的軸、刀具或活塞相配合。內孔直徑的尺寸精度一般為2級，精密軸套有時取1級.內孔的形狀精度，一般應控制在孔徑公差以內，有些精密軸套控制在孔徑公差的1123，甚至更嚴。對于長的套筒除了圓柱度和同軸度外，還應注意孔軸線直線度的要求。為保證零件的功能和提高其耐磨性，內孔表面粗糙度一般為3.20.2aaRR，有的高達0.05aR以上。2、外圓外圓表面一般是套筒零件的支承表面，常以靜配合或過渡配合同箱體或機架沙鍋內的孔相連接。外徑的尺寸精度通常為23級；形狀精度控制在外徑公差以內；粗糙度一般為6.30.8aaRR。1）內外圓之間的同軸度當內徑的最終加工系將套筒裝入機座后進行時，套筒內外圓間的同軸度要求較低；如果最終加工是在裝配前完成時要求較高，一般為0.010.05mm。2）孔軸線與端面的垂直度星輪的端面（包括凸緣端面）如工作中承受軸向載荷，或雖不承受載荷但加工中是作為定位面時，與孔軸線的垂直度要求較高，一般為0.020.05mm。三、星輪零件的材料與毛坯齒輪零件一般都是用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅等材料制成。有些滑動軸承采用雙金屬機構，即用離心鑄造法在鋼或鑄鐵套的內壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料，這樣既可節(jié)省貴重的有色金屬，又能提高軸承的壽命。星輪的毛坯選擇與其材料、結構和尺寸等因素有關。孔徑較?。ㄈ鏳20mm）的套筒一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可以采用實心鑄件。孔徑較大時，采用無逢鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產時可以采用冷擠壓和畢業(yè)設計論文第4頁共24頁粉末冶金等先進的毛坯制造工藝，既提高生產率又節(jié)約金屬材料。畢業(yè)設計論文第5頁共24頁第一章零件的分析1.1零件的工藝分析1.1.1加工方法的選擇該零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要求可選擇車削和磨削?？准庸し椒ǖ倪x擇比較復雜，需要考慮零件的結構特點、孔徑大小、長徑比、精度和粗糙度要求以及生產規(guī)模等各種因素。對于精度要求較高的孔往往還要采用幾種不同的方法順次進行加工。本次設計的星輪，為保證孔的精度和表面質量將先后經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜和滾壓等四道加工1.2.2、保證星輪表面間位置精度的方法由星輪零件的技術要求知，星輪零件內外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度一般均有較高要求。為保證這些要求通?？刹捎孟铝蟹椒ǎ?.在一次安裝中完成內外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安裝誤差，所以可獲得很高的相對位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對于尺寸較大（尤其是長徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車削加工。2.星輪主要表面加工分在幾次安裝中進行，先加工外圓，然后以圓為精基準最終加工內孔。這種方法由于所用夾具機構簡單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在星輪加工中一般多采用這種方法。第二章工藝規(guī)程的設計2.1確定毛坯的制造形式星輪零件的毛坯選擇與材料、機構和尺寸等因素有關還與它在工作中所處的工作環(huán)境有關?？讖捷^小的星輪一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采實心鑄件?？讖捷^大時，常采用無縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產時可采用冷擠壓和粉末冶金等先進的毛坯制造工藝，既提高生產率又節(jié)約金屬材料。本零件為鍛造件，材料為40Cr優(yōu)質合金鋼，抗拉強度：530baMP；屈服強度：315saMP；硬度：HBS為197，最終成品調質處理到硬度為22-27HRC.2.2基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞拭孢x擇的正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。畢業(yè)設計論文第6頁共24頁2.2.1粗基準的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。對于較長的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來最終加工內孔。根據(jù)這個原則，本零件選取星輪外圓45為粗基準。工件一端用三爪卡盤夾持一端，另一端則用大頭頂尖頂住另一端。采用這種方法時工件裝夾迅速可靠，但因一般卡盤安裝誤差較大，加工后工件的位置精度較低。為了獲得較小的同軸度，須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液體塑料夾頭和經(jīng)過修磨的三爪卡盤等。2.2.2精基準的選擇精基準的選擇主要應該考慮的是基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸的換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。2.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量下降。工藝路線方案：詳見附表，機械加工工藝過程卡片2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“星輪”：零件材料為40Cr合金鋼，硬度HB197，生產類型大批量，毛坯形式為鍛造件根據(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。2.4.1兩外圓表面：兩外圓（45dmm）表面一端加工長度為60mm，與其聯(lián)接的要求不高的加工外圓表面直徑為64mm，現(xiàn)取其外圓表面直徑為64mm。45mm表面尺寸公差0.02，表面粗糙度值aR1.6，要求半精車；精車，加工直徑余2Z=3.5mm.2.4.2工件內孔加工毛坯為鍛造件，參照工藝手冊表2.3-9確定工序尺寸及余量為：畢業(yè)設計論文第7頁共24頁鉆孔:26粗鏜孔：27mm半精鏜孔：27.5mm精鏜：28mm2.5確定切削用量及基本工時2.5.1工序1：鍛造毛坯2.5.2工序2：車削，本工序采用計算法確定切削用量。（1）、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，530baMP車49到尺寸48（工藝用）；車端面及倒角；車49到尺寸48（工藝用）；車端面及倒角取總長27mm（余2mm）機床：CA6140車床刀具：刀具材料為YT15，刀桿尺寸16mm25mm，00090,15,12,0.5oorRkarmm。（2）、計算切削用量、車49到48切削深度pa：49480.52pa進給量f：根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊）表1.4，當?shù)稐U尺寸為16mm25mm,3pa以及工件直徑為100mm時：f=0.60.9。按CA6140車床的說明書（見切削手冊表1.30）取f=0.7。計算切削速度：按切削手冊表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）：vvvvxmcyPkfcvaT（m/min）式中，vc=242，vx=0.15，vy=0.35，m=0.2。修正系數(shù)vk見切削手冊表1.28，即：mvk=1.44，svk=0.8，kvk=1.04，krvk=0.81，Bvk=0.97。所以：cv=0.20.150.352421.440.81.040.810.97600.50.5畢業(yè)設計論文第8頁共24頁=123.8(m/min)確定主軸轉速sn：sn=1000cwvd=1000123.83.1490438(r/min)與438r/min相近的機床轉速為500r/min，。現(xiàn)選取500wn，所以實際切削速度141.3vm/min.檢驗機床功率：主切削力cF按切削手冊表1.29所示公式計算式中：12795,1.0,0.75,0.15CccFFcFFcxynn0.755300.86650650FpnbMkrk=0.89所以：FFFcccccxyncFPcFFcafvk=0.750.1527953.50.7141.30.860.89=784N切削時消耗功率cp為：4610cccFvp=4784141.3610=1.85(kw)由切削手冊表1.30中CA6140機床說明書知，CA6140主電動機功率為7.5kw，故機床功率足夠，可以正常工作。計算切削速度：按切削手冊表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定Pa=0.25，走刀次數(shù)i=5，則1vvvvxmcyPktcvaT（m/min）FFFcccccxyncFPcFFcafvk畢業(yè)設計論文第9頁共24頁式中，vc=11.8，vx=0.70，vy=0.30，m=0.11，。1.750.637()0.6Mk=1.110.75Kk所以：cv=0.110.70.311.81.110.75270.251.5=16.4(m/min)確定主軸轉速sn：sn=1000cwvd=100032.83.1490116(r/min)按機床說明書取n=96r/min，所以實際切削速度27vm/min.由切削手冊表1.30中CA6140機床說明書知，CA6140主電動機功率為7.5kw，故機床功率足夠，可以正常工作。計算切削工時：切削工時：1l