機械畢業(yè)設計

1、安徽機電職業(yè)技術學院課 程 設 計課 程 機械制造工藝與機床夾具 題 目 星輪的工裝設計 系 部 機械工程系 班 級 機制3062 姓 名 劉武 學 號1201063076 指導教師 徐春林 設計時間2008.5.28 機械制造工藝與機床夾具課程設計任務書 設計題目 設計“星輪”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝置 （生產(chǎn)綱領：4000）內(nèi)容： （1）產(chǎn)品零件圖 1張； （2）產(chǎn)品毛坯圖 1張；（3）機械加工工藝過程卡片 1套；（4）機械加工工序卡片 1套；（5）夾具總裝圖 1張； （6）課程設計說明書 1份； 班級 : 機制3062 學生 :劉武 指 導 教師 :徐春林 2008年5月28日目錄

2、序言 4一、零件的分析 41.1零件的作用41.2 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型51.3 零件的工藝性分析和零件圖的審查5二、工藝規(guī)程設計52.1 選擇毛坯52.2定位基準的選擇52.3 確定各表面的加工方法52.4 擬定加工工藝路線52.5 確定機械加工余量、工序尺寸及公差62.6 機床設備及工藝設備的選擇72.7 確定切削用量和基本工時7三、專用夾具設計103.1設計主旨 10 3.2夾具設計10 四、課程設計心得體會11五、參考文獻12附圖1：零件二維圖樣 4序言機械制造工藝與夾具課程設計是在學完了機械制造工藝與夾具課程后，綜合運用以前所學有關機械專業(yè)知識，進行零件加工工藝過程設計。其目的

3、在于鞏固、加深擴展機械制造技術及其他有關先修課程的理論知識，把理論知識和生產(chǎn)實踐相結合，能夠獨立分析問題、解決問題，以及初步具備中等復雜程度零件工藝規(guī)程的能力。本設計包括三個部分內(nèi)容：第一部分為生產(chǎn)綱領、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)程設計是設計的核心部分，具體地列出了設計思路以及整個零件加工工藝過程。它包括定位基準的選擇、確定表面的加工方法、確定機械加工余量、工序尺寸及公差、機床設備及工藝設備的選擇、確定切削用量與基本工時。第三部分為夾具的設計，要能提高勞動效率，保證加工質量，降低勞動強度設計從還存在許多的不

4、足，懇請老師批評指正。一、零件分析零件的作用1.1零件的作用 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輪。當星輪為主動件旋轉時，滾柱受摩擦力的作用被楔緊在槽內(nèi)，因而帶動外圈一起轉動，這時離合器處于接合狀態(tài)(圖10-20b)。當星輪反轉時，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)，這時離合器處于分離狀態(tài)如果星輪仍按左方向旋轉，而外圈還能從另一條運動鏈獲得與星輪轉向相同但轉速較大的運動時，按相對運動原理，離合器將處于分離狀態(tài)，定向離合器常用于汽車、拖拉機和機床等設備中1.2 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。所給任務的零件是星輪的設計，是機器中的零件。假定該機器年產(chǎn)量為400

5、0臺，且每臺機器上僅有一件，若取其備品為5%，機械加工廢品為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為N=Qm(1+5%+1%)=4000(1+5%+1%)=4240件/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，足夠表達直觀、清楚、繪制符合國家標準，尺寸公差及技術要求的標注齊全、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Ra1.6µm; 星輪內(nèi)孔28H7,其形狀公差遵守包容要求,表面粗糙度為Ra0.8µ

6、;m,其外形尺寸14 端面與孔28軸心線垂直度誤差為0.025,起左端面對孔28軸心線圓跳動誤差為0.025; 外圓45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。 二、 工藝規(guī)程設計2.1 選擇毛坯 圖紙上所給的材料是40Cr合金調(diào)質鋼,該材料屬于難切削的材料,其中區(qū)屈服強度是=1.03GPa,該材料經(jīng)過調(diào)

7、質處理后具有良好的綜合性能,故在加工過程中所選擇的熱處理是調(diào)質熱處理。而毛坯可以選擇模鍛和棒料。由于零件較小模鍛是內(nèi)孔不能鍛造出來 ，還有鍛造是需要相應的設備 增加零件的成本。所以選擇棒料。根據(jù)圖紙尺寸選擇68×64的棒料。2.2 定為基準的選擇確定各加工表面的基準如下圖表所示序號 加工部位 基準選擇1 端面及28的孔 以棒料外形68的輪廓2 外圓40的內(nèi)孔及右端45的外圓棒料外徑683 左端外圓45 已加工出的外圓404 外圓64 外圓40k65 鍵槽 外圓40k66 3×0.5 外圓40k67 尺寸24.3 外圓40k62.3 確定各表面的加工方法根據(jù)個加工表面的加工精

8、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；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，車端面，鉆、鏜28H7孔，空口倒角工序30 夾一端車削外圓40k6，45f7;夾40H6端，車削45k6，64，工序40 40k6作基

9、準切槽3×0.5工序50 調(diào)質熱處理工序60 以68外圓及一端面裝夾工件，精車45f7,40H6;以40H6做定為基準，精45k6和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40H6定位，鉆2孔，擴鉸4H9工序110 鉗工去毛刺工序120 終檢工序130 入庫2.5 確定機械加工余量、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13.52712.5粗鏜0.227.56.3精鏜0.0628H70.8孔口倒角12

10、5;45°6.330粗車40k63.2376.3粗車45f73.2426.3粗車643.2626.340槽3×0.513×0.56.360精車40k61.140k61.6精車45f71.145f71.680鍵槽18×163.290粗銑平面125.36.3精銑平面0.725.30.8100鉆2孔1212.5擴4H90.53.86.3鉸4H90.024H93.22.6 機床設備及工藝設備的選擇根據(jù)生產(chǎn)類型和被加工零件的要求，結合現(xiàn)有生產(chǎn)條件，各工序所選用的機床設備和工藝設備如下表所示 工序號 工序內(nèi)容 機床設備和工藝設備 20 車端面 鉆28孔 鏜孔 孔口到

11、角 C336-K回轉式轉塔車床，外圓車刀，Kr=90度 27標準麻花鉆，通用夾具游標卡尺 鏜刀 倒角車刀45度 30 粗車45f7 粗車40k6 粗車64 40 切槽 外圓車刀，Kr=90度， 通用夾具，游標卡尺 切槽刀 60 精車45f7 精車40k6 外圓車刀，Kr=90度， 通用夾具，游標卡尺80 鍵槽 X6132A臥式升降臺銑床，鍵槽 銑刀 端面銑刀，游標卡尺90 銑平面 100 鉆2孔 擴4H9至3.8mm 鉸4H9Z5125 1.95標準麻花鉆，游標卡尺 3.8擴孔鉆 鉸刀 專用夾具 2.7 確定切削用量和基本工時工序20 車端面，鉆，粗鏜，精鏜f28H7孔，孔口倒角工步1 車端面

12、 確定背吃刀8m/min,基本時間T基本=2.7min,輔助時間T輔=0.22min工步4 孔口倒角 取n=760r/min,基本時間T基=0.003min,輔助時間F輔=0.08min量ap，端面總加工余量2.5 mm，一次走刀加工ap=2.5mm, 確定進給量f 查表得f=0.3-0.4mm/r根據(jù)機床橫向進給量，查表得 f=0.39mm/r;確定切削速度Vc 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/Tmapxvfyv)×Kv=(235/600.2×2.50.15×

13、0.390.45)×1=137.8m/min確定機床主軸轉數(shù)nn=1000Vc/pdw=1000×137.8/3.14×50=645r/min查表取相近較小的機床轉數(shù)n=400r/min,所以實際切削速度Vc=85.4m/min,計算基本輔助時間T間 切削加工長度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+ =2 T基=(l+y+ /nf)i=0.8×2/400×0.39)1=0.42min輔助時間T輔 查表得裝夾工件為0.8min,啟動機床0.02min,啟動調(diào)節(jié)切削液0.05min,取量具尺為0.5m

14、in,共計T輔=1.37min;工步2 鉆28H7至27孔方法同上 查表確定進給量f=0.33min,機床轉數(shù)n=285r/min,切削速度Vc=24.16r/min,基本時間T基=0.56min,輔助時間T輔=0.12min工步3 鏜28H7孔查表確定進給量f=0.15mm,機床轉數(shù)n=150r/min,切削速度Vc=13.18工序30 粗車40k6，粗車45f7,粗車64，切槽 工步1 粗車40k6 確定進給量f。查表取f=0.4. 確定切削速度Vc，查表取Vc=2.44M/S=146.4M/min 確定機床主軸轉速。n=1000Vc/do=1000×146.4/×40

15、=1166r/min查表，按機床實際轉速選取n=1000r/min,實際的切削速度Vc=125.6m/min. 計算基本時間T基本，被加工表面長度l=17mm.根據(jù)公式 Ti=l/fn=(l+l1+l2+l3/fn)i=17+3+4+5/0.4×1000=0.0725min 確定輔助時間T輔助。查表得變換刀架0.05min,變換或進給量0.02min,調(diào)整或開啟切消液0.05min , 共計T輔助=0.12min。工步2粗車45f7確定進給量f。查表取f=0.5確定切削速度Vc，查表取Vc=2.28M/S=136.8M/min確定機床主軸轉速。n=1000Vc/do=1000

16、5;136.8/3.14×0.5=968r/min查表，按機床實際轉速選取n=760r/min,實際的切削速度Vc=136.8m/min計算基本時間，外圓車刀Kr=90°，l1=3T基本=l+l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400×0.7=0.092min工步3 粗車64確定進給量f。查表取f=0.7mm.確定切削速度Vc，查表取Vc =121.2m/min確定機床主軸轉速。 n=1000Vc/do=1000×121.2/3.14×45=603r/min查表，按機床實際轉速選取n=400in,實際的切削速度Vc=80.3m/mi計算基

17、本時間，外圓車刀Kr=90°，l1=3,切削長度為l=14mmT基本=l=l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400×0.7=0.092min工序40工步1切槽確定進給量f。查表得f=0.30.5m/r,根據(jù)機床參數(shù)選取f=0.35r/min確定切削速度Vc，查表取Vc =137.8m/min確定機床主軸轉速。 n=1000Vc/do=1000×137.8/3.14×45=975.2r/min查表，按機床實際轉速選取n=760in,實際的切削速度Vc=107.3m/min. 計算基本時間T基本=(/fn)i=d-d1/2+l1+l2+l3/fn=4

18、5-39/2+3/760×0.35=0.23min輔助時間：啟動機床0.02min,變換刀架或轉換方位0.05min,變換或變換進給量0.02min共計輔助時間T輔助=0.09min 工序60精車45f7,精車40k6 工步1 精車40k6確定進給量f,查表得f=0.250.5，根據(jù)機床參數(shù)選取f=0.3mm.確定切削速度Vc，查表取Vc=87.15M/min確定機床主軸轉速。 n=1000Vc/do=1000×87015/×40=693.8r/min查表，按機床實際轉速選取n=400r/min,實際的切削速度Vc=50.24m/min.計算基本時間T基本=17+

19、3+4+5/400×0.3=0.24min 工步2精車45f7確定進給量f,查表得f=0.250.5，根據(jù)機床參數(shù)選取f=0.4mm.確定切削速度Vc，查表取Vc=137.8M/min確定機床主軸轉速。n=1000Vc/do=1000×137.8/×45=975r/min查表，按機床實際轉速選取n=760r/min,實際的切削速度Vc=107.88m/min.計算基本時間T基本=14+3+4+5/760×0.4=0.086min工序80 銑鍵槽參考文獻選定銑刀直徑為6mm，查加工手冊的相應得參數(shù)為：刀具耐用度T為120min,切削寬度為12mm,進給量為

20、0.09mm，背吃刀量為6mm.切削速度V=120m/min.確定主軸轉速n=1000Vc/dw=1000×120/3.14×6=849r/min查表，按機床實際轉速選取為n=760r/min,實際轉速Vc=107m/min.計算基本時間T基本=(L-B/fnz)i;i=h/ap=4.5/6T基本=（16-8/0.09×2×8）×4.5/20=1min.工序90 銑平面假定銑刀直徑為20，查相應的參數(shù)如下表刀具耐用度T×1000切削寬度背吃刀量切削速度進給量粗銑量精銑量10.86033.120.10.10.5求切削速度V=214do0

21、.12Kv/T 0.2ap 0.1af 0.4ae 0.2×60 0.8 =214×20 0.12×1/180 0.2×3 0.1×0.1 0.4×60 0.2×60 0.8 =77.39m/min確定銑床主軸轉速n=1000Vc/do=1000×77.39/3.14×20 =1232r/min查相關資料選取n=1000r/min,實際銑削速度Vc=62.8m/min工序100 鉆2通孔，擴、鉸4H9孔查表2-127選擇2的麻花鉆工步1鉆2通孔確定進給量f，查表得f=0.13mm確定切削速度Vc=34.8

22、m/min確定主軸轉速nn=1000Vc/do=1000×34.8/3.14×1.95=5683r/min查表，按機床實際轉速選取n=5000r/min,所以實際轉速為Vc=30.615m/min計算基本時間 被加工孔長度l=11mm,切出量y=1.95×cot60°/2+12=1.5852.585所以T=l+y+/5000×0.13=0.02min確定輔助時間，查表得，變換刀架0.05min，變換或變換進給量0.02min，啟動切削液0.05min，共計輔助時間0.72min工步2擴孔至3.98方法同上，查表得進給量f=0.2mm,切削速度V

23、c=1.2m/s=72m/min，機床主軸轉速n=5500r/min，實際速度=68.7m/min，基本時間T=0.22min，輔助時間T=0.13min工步3鉸孔4H9查表取f=0.3mm,切削速度Vc=0.4m/s=24m/min，主軸轉速n=1500r/min，實際轉速V=18.84m/min，基本時間=0.33min，輔助時間=0.12min 三、專用夾具設計3.1設計主旨本工序是為一星輪零件加工 3 個互成 120º的 4H9 的孔和2的通孔,所設計的一套鉆床專用夾具。主要技術指標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。我們在設計專用夾具時為了能滿足工件的加

24、工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行了必要的精度分析。由于是中批量生產(chǎn)，采用了回轉式鉆床夾具，提高了生產(chǎn)效率。在工藝性方面使這種夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時可設置排屑結構。3.2夾具設計1、鉆床夾具設計過程1.1 零件本工序的加工要求分析鉆4H9孔和鉆2的通孔本工序前已加工的表面有：(1)28H7孔及兩端面；(2) 三個距圓心為23.4的互成120°的端面本工序使用機床為 Z5125立鉆。刀具為1.95標準麻花鉆，3.8擴孔鉆 鉸刀1.2 確定夾具類型本工序所加工三個孔 (4H9)，均勻分布位于工件外徑64的圓周上，三個孔互成 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)工件結構特點，：以孔28H7孔及端面b為定位面，以開口墊圈一側面與外緣毛坯面一側為防