機械畢業(yè)設(shè)計

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2008年5月28日目錄序言………………4一、零件的分析…………………41.1零件的作用……………………41.2計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，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(shè)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(shè)備及工藝設(shè)備的選擇……72.7確定切削用量和基本工時………7三、專用夾具設(shè)計……………………103.1設(shè)計主旨……………………103.2夾具設(shè)計………10四、課程設(shè)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(shè)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(guān)機械專業(yè)知識，進行零件加工工藝過程設(shè)計。其目的在于鞏固、加深擴展機械制造技術(shù)及其他有關(guān)先修課程的理論知識，把理論知識和生產(chǎn)實踐相結(jié)合，能夠獨立分析問題、解決問題，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)計包括三個部分內(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)計是設(shè)計的核心部分，具體地列出了設(shè)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(shè)備及工藝設(shè)備的選擇、確定切削用量與基本工時。第三部分為夾具的設(shè)計，要能提高勞動效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度設(shè)計從還存在許多的不足，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(zhuǎn)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(zhuǎn)動，這時離合器處于接合狀態(tài)(圖10-20b)。當星輪反轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，而外圈還能從另一條運動鏈獲得與星輪轉(zhuǎn)向相同但轉(zhuǎn)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(shè)備中1.2計算生產(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，是機器中的零件。假定該機器年產(chǎn)量為4000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(lǐng)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⑴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(shù)要求的標注齊全、合理。⑵主要加工表面及要求①星輪外圓Ф40Kb,Ф45f7,其形狀公差均遵守包容要求,表面粗糙度均為Ra1.6μm;②星輪內(nèi)孔Ф28H7,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Ф28軸心線垂直度誤差為0.025,起左端面對孔Ф28軸心線圓跳動誤差為0.025;③外圓Ф45軸心線對外圓Φ40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；④鍵槽寬度為8H9,長度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2μm，在Φ64的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔Φ28H7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(shè)計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)屈服強度是σ=1.03GPa,該材料經(jīng)過調(diào)質(zhì)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(zhì)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(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Φ68㎜×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Φ28的孔 以棒料外形Φ68的輪廓 2 外圓Φ40的內(nèi)孔及右端Φ45的外圓 棒料外徑Ф68 3 左端外圓Ф45 已加工出的外圓Ф40 4 外圓Ф64 外圓Ф40k6 5 鍵槽 外圓Ф40k6 6 3×0.5外圓Ф40k6 7 尺寸24.3 外圓Ф40k6 2.3確定各表面的加工方法根據(jù)個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；Ф28H7孔的加工方法為鉆、粗鏜、精鏜；孔口倒角、外圓Ф40k6；Ф45f7、槽3X0.5的加工方法為車削；鍵槽的加工方法為銑削；Ф4H9孔的加工方法為鉆、擴鉸；Ф2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Ф28H7孔，空口倒角工序30夾一端車削外圓Ф40k6，Ф45f7;夾Ф40H6端，車削Ф45k6，Ф64，工序40Ф40k6作基準切槽3×0.5工序50調(diào)質(zhì)熱處理工序60以Ф68外圓及一端面裝夾工件，精車Ф45f7,Ф40H6;以Ф40H6做定為基準，精Ф45k6和Ф60工序70鉗工畫線工序80以Ф40H6定位，裝夾工件銑鍵槽工序90以Ф40H6定位粗銑平面，精銑平面 工序100以Ф40H6定位，鉆Ф2孔，擴鉸Ф4H9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13.5 Ф2712.5粗鏜0.2Ф27.56.3精鏜0.06Ф28H70.8孔口倒角12×45°6.330粗車Ф40k63.2Ф376.3粗車Ф45f73.2Ф426.3粗車Ф643.2Ф62 6.340槽3×0.5 1 3×0.56.360精車Ф40k61.1Ф40k61.6精車Ф45f71.1Ф45f71.680鍵槽 1 8×163.290粗銑平面125.36.3精銑平面0.725.30.8100鉆Ф2孔1Ф212.5擴Ф4H90.5Ф3.86.3鉸Ф4H90.02Ф4H93.22.6機床設(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，各工序所選用的機床設(shè)備和工藝設(shè)備如下表所示工序號工序內(nèi)容 機床設(shè)備和工藝設(shè)備 20車端面鉆Φ28孔鏜孔孔口到角C336-K回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)塔車床，外圓車刀，Kr=90度Φ27標準麻花鉆，通用夾具游標卡尺鏜刀倒角車刀45度30粗車Φ45f7粗車Φ40k6粗車Φ6440切槽 外圓車刀，Kr=90度，通用夾具，游標卡尺切槽刀 60精車Φ45f7精車Φ40k6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Φ2孔擴Φ4H9至Φ3.8mm鉸Φ4H9 Z5125Φ1.95標準麻花鉆，游標卡尺Φ3.8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①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2.5mm，一次走刀加工ap=2.5mm,②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;③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=(235/600.2×2.50.15×0.390.45)×1=137.8m④確定機床主軸轉(zhuǎn)數(shù)nn=1000Vc/pdw=1000×137.8/3.14×50=645r/min查表取相近較小的機床轉(zhuǎn)數(shù)n=400r/min,所以實際切削速度Vc=85.4m/min,⑤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+?=2T基=(l+y+?/nf)i=0.8×2/400×0.39)1=0.42min⑥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0.5min,共計T輔=1.37min;工步2鉆Φ28H7至Φ27孔方法同上查表確定進給量f=0.33min,機床轉(zhuǎn)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Φ28H7孔查表確定進給量f=0.15mm,機床轉(zhuǎn)數(shù)n=150r/min,切削速度Vc=13.18工序30粗車Φ40k6，粗車Φ45f7,粗車64，切槽工步1粗車Φ40k6①確定進給量f。查表取f=0.4.②確定切削速度Vc，查表取Vc=2.44M/S=146.4M/min③確定機床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/πdo=1000×146.4/π×40=1166r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=1000r/min,實際的切削速度Vc=125.6m/min.④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=0.0725min⑤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45f7①確定進給量f。查表取f=0.5②確定切削速度Vc，查表取Vc=2.28M/S=136.8M/min③確定機床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/πdo=1000×136.8/3.14×0.5=968r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=760r/min,實際的切削速度Vc=136.8m/min④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Ф64①確定進給量f。查表取f=0.7mm.②確定切削速度Vc，查表取Vc=121.2m/min③確定機床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/πdo=1000×121.2/3.14×45=603r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=400in,實際的切削速度Vc=80.3m/mi④計算基本時間，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①確定進給量f。查表得f=0.3～0.5m/r,根據(jù)機床參數(shù)選取f=0.35r/min②確定切削速度Vc，查表取Vc=137.8m/min③確定機床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/πdo=1000×137.8/3.14×45=975.2r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=760in,實際的切削速度Vc=107.3m/min.④計算基本時間T基本=(/fn)i=d-d1/2+l1+l2+l3/fn=45-39/2+3/760×0.35=0.23min⑤輔助時間：啟動機床0.02min,變換刀架或轉(zhuǎn)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40k6①確定進給量f,查表得f=0.25～0.5，根據(jù)機床參數(shù)選取f=0.3mm.②確定切削速度Vc，查表取Vc=87.15M/min③確定機床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/πdo=1000×87015/π×40=693.8r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=400r/min,實際的切削速度Vc=50.24m/min.④計算基本時間T基本=17+3+4+5/400×0.3=0.24min工步2精車Φ45f7①確定進給量f,查表得f=0.25～0.5，根據(jù)機床參數(shù)選取f=0.4mm.②確定切削速度Vc，查表取Vc=137.8M/min③確定機床主軸轉(zhuǎn)速。n=1000Vc/πdo=1000×137.8/π×45=975r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=760r/min,實際的切削速度Vc=107.88m/min.④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(yīng)得參數(shù)為：刀具耐用度T為120min,切削寬度為12mm,進給量為0.09mm，背吃刀量為6mm.切削速度V=120m/min.確定主軸轉(zhuǎn)速n=1000Vc/πdw=1000×120/3.14×6=849r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取為n=760r/min,實際轉(zhuǎn)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(yīng)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=214do0.12Kv/T0.2ap0.1af0.4ae0.2×600.8=214×200.12×1/1800.2×30.1×0.10.4×600.2×600.8=77.39m/min確定銑床主軸轉(zhuǎn)速n=1000Vc/пdo=1000×77.39/3.14×20 =1232r/min查相關(guān)資料選取n=1000r/min,實際銑削速度Vc=62.8m/min工序100鉆Ф2通孔，擴、鉸Φ4H9孔查表2-127選擇Ф2的麻花鉆工步1 鉆Φ2通孔①確定進給量f，查表得f=0.13mm②確定切削速度Vc=34.8m/min③確定主軸轉(zhuǎn)速nn=1000Vc/пdo=1000×34.8/3.14×1.95=5683r/min查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=5000r/min,所以實際轉(zhuǎn)速為Vc=30.615m/min④計算基本時間被加工孔長度l=11mm,切出量y=1.95×cot60°/2+1～2=1.585～2.585所以T=l+y+△/5000×0.13=0.02min⑤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Φ3.98方法同上，查表得進給量f=0.2mm,切削速度Vc=1.2m/s=72m/min，機床主軸轉(zhuǎn)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Φ4H9查表取f=0.3mm,切削速度Vc=0.4m/s=24m/min，主軸轉(zhuǎn)速n=1500r/min，實際轉(zhuǎn)速V=18.84m/min，基本時間=0.33min，輔助時間=0.12min三、專用夾具設(shè)計3.1設(shè)計主旨本工序是為一星輪零件加工3個互成120o的φ4H9的孔和φ2的通孔,所設(shè)計的一套鉆床專用夾具。主要技術(shù)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(shè)計專用夾具時為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)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(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(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。3.2夾具設(shè)計1、鉆床夾具設(shè)計過程1.1零件本工序的加工要求分析鉆φ4H9孔和鉆φ2的通孔本工序前已加工的表面有：(1)φ28H7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，Φ3.8擴孔鉆鉸刀/r