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毕业设计论文第1页共24页目录概述3第一章零件的分析511零件的工艺性分析5111加工方法的选择5112保证星轮表面位置精度的方法5第二章工艺规程的设计521确定毛坯的制造形式522基准的选择5221粗基准的选择6222精基准的选择623制定工艺路线624机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定6241两端外圆表面6242工件内孔加工725确定切削用量及基本工时7251工序1锻造毛坯7252工序2车外圆7253工序3镗孔11254工序4精车外圆12第三章钻三个Φ4阶梯斜孔专用夹具计1431工件的加工工艺1432定位元件的选择与设计14331定位误差的分析14332定位元件的选择143.3星轮在夹具中定位夹紧173.3.1夹紧装置的组成173.32夹紧力的确定183.33夹紧机构的选择与设计21第四章钻Φ4阶梯斜孔工序刀具设计22毕业设计论文第2页共24页第五章钻Φ4阶梯斜孔工序量具设计22设计体会23参考文献24致谢25毕业设计论文第3页共24页概述一、零件的功用和结构特点我国自行研发的“星轮传动”技术,可以使装备机械上的加速器、减速器、调速器、变速器的体积变小、功能增强,并减少进口。这一新技术得到中国星轮传动协会和机械工业部有关专家的认定。专家们认为,“星轮传动”技术的原理为我国独创,可应用在煤矿、石油开采、风力发电重型机械、建材水泥等储多领域,应用空间巨大。二、星轮零件的技术要求该零件的主要表面是内孔和外圆,其主要技术要求如下1、内孔内孔是起支承作用或导向作用最主要的表面,它通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。内孔直径的尺寸精度一般为2级,精密轴套有时取1级内孔的形状精度,一般应控制在孔径公差以内,有些精密轴套控制在孔径公差的1123,甚至更严。对于长的套筒除了圆柱度和同轴度外,还应注意孔轴线直线度的要求。为保证零件的功能和提高其耐磨性,内孔表面粗糙度一般为3202AARR,有的高达005AR以上。2、外圆外圆表面一般是套筒零件的支承表面,常以静配合或过渡配合同箱体或机架沙锅内的孔相连接。外径的尺寸精度通常为23级;形状精度控制在外径公差以内;粗糙度一般为6308AARR。1)内外圆之间的同轴度当内径的最终加工系将套筒装入机座后进行时,套筒内外圆间的同轴度要求较低;如果最终加工是在装配前完成时要求较高,一般为001005MM。2)孔轴线与端面的垂直度星轮的端面(包括凸缘端面)如工作中承受轴向载荷,或虽不承受载荷但加工中是作为定位面时,与孔轴线的垂直度要求较高,一般为002005MM。三、星轮零件的材料与毛坯齿轮零件一般都是用钢、铸铁、青铜或黄铜等材料制成。有些滑动轴承采用双金属机构,即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料,这样既可节省贵重的有色金属,又能提高轴承的寿命。星轮的毛坯选择与其材料、结构和尺寸等因素有关。孔径较小(如D20MM)的套筒一般选择热轧或冷拉棒料,也可以采用实心铸件。孔径较大时,采用无逢钢管或带孔的铸件和锻件。大量生产时可以采用冷挤压和毕业设计论文第4页共24页粉末冶金等先进的毛坯制造工艺,既提高生产率又节约金属材料。毕业设计论文第5页共24页第一章零件的分析11零件的工艺分析111加工方法的选择该零件的主要加工表面为孔和外圆表面。外圆表面加工根据精度要求可选择车削和磨削。孔加工方法的选择比较复杂,需要考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。本次设计的星轮,为保证孔的精度和表面质量将先后经过粗镗、半精镗、精镗和滚压等四道加工.122、保证星轮表面间位置精度的方法由星轮零件的技术要求知,星轮零件内外表面间的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度一般均有较高要求。为保证这些要求通常可采用下列方法1在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。这种方法除了工件的安装误差,所以可获得很高的相对位置精度。但是,这种方法的工序比较集中,对于尺寸较大(尤其是长径比较大)套筒也不便与安装,故多用于尺寸较小轴套的车削加工。2星轮主要表面加工分在几次安装中进行,先加工外圆,然后以圆为精基准最终加工内孔。这种方法由于所用夹具机构简单,且制造和安装误差小,因此可保证较高的位置精度,在星轮加工中一般多采用这种方法。第二章工艺规程的设计21确定毛坯的制造形式星轮零件的毛坯选择与材料、机构和尺寸等因素有关还与它在工作中所处的工作环境有关。孔径较小的星轮一般选择热轧或冷拉棒料,也可采实心铸件。孔径较大时,常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件。大量生产时可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺,既提高生产率又节约金属材料。本零件为锻造件,材料为40CR优质合金钢,抗拉强度530BAMP;屈服强度315SAMP;硬度HBS为197,最终成品调质处理到硬度为2227HRC22基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。毕业设计论文第6页共24页221粗基准的选择对于零件而言,尽可能选择不加工表面作为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。对于较长的套筒零件,为保证位置精度,往往以外圆定位,采用一端夹持,另一端用中心夹支托来最终加工内孔。根据这个原则,本零件选取星轮外圆Φ45为粗基准。工件一端用三爪卡盘夹持一端,另一端则用大头顶尖顶住另一端。采用这种方法时工件装夹迅速可靠,但因一般卡盘安装误差较大,加工后工件的位置精度较低。为了获得较小的同轴度,须采用定心精度高的夹具,如弹性膜片卡盘、液体塑料夹头和经过修磨的三爪卡盘等。222精基准的选择精基准的选择主要应该考虑的是基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸的换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。23制定工艺路线制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能机床以及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案详见附表,机械加工工艺过程卡片24机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“星轮”零件材料为40CR合金钢,硬度HB197,生产类型大批量,毛坯形式为锻造件.根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。241两外圆表面两外圆(Φ45DMM)表面一端加工长度为60MM,与其联接的要求不高的加工外圆表面直径为Φ64MM,现取其外圆表面直径为Φ64MM。Φ45MM表面尺寸公差002,表面粗糙度值AR16,要求半精车;精车,加工直径余2Z35MM242工件内孔加工毛坯为锻造件,参照工艺手册表239确定工序尺寸及余量为毕业设计论文第7页共24页钻孔Φ26粗镗孔Φ27MM半精镗孔Φ275MM精镗Φ28MM25确定切削用量及基本工时251工序1锻造毛坯252工序2车削,本工序采用计算法确定切削用量。(1)、加工条件工件材料锻造件材料为40CR,530BAMP车¢49到尺寸¢48(工艺用);车端面及倒角;车¢49到尺寸¢48(工艺用);车端面及倒角取总长27MM(余2MM)机床CA6140车床刀具刀具材料为YT15,刀杆尺寸16MM25MM,00090,15,12,05OORRKARMM。(2)、计算切削用量①、车¢49到¢48切削深度PA4948052PA进给量F根据切削用量简明手册(第三版)(以下简称切削手册)表14,当刀杆尺寸为16MM25MM,3PA以及工件直径为100MM时F0609。按CA6140车床的说明书(见切削手册表130)取F07。计算切削速度按切削手册表127,切削速度的公式为(寿命选T60MIN)VVVVXMCYPKFCVAT(M/MIN)式中,VC242,VX015,VY035,M02。修正系数VK见切削手册表128,即MVK144,SVK08,KVK104,KRVK081,BVK097。所以CV0201503524214408104081097600505毕业设计论文第8页共24页1238M/MIN确定主轴转速SNSN1000CWVD1000123831490438R/MIN与438R/MIN相近的机床转速为500R/MIN,。现选取500WN,所以实际切削速度1413VM/MIN检验机床功率主切削力CF按切削手册表129所示公式计算式中12795,10,075,015CCCFFCFFCXYNN075530086650650FPNBMKRK089所以FFFCCCCCXYNCFPCFFCAFVK075015279535071413086089784N切削时消耗功率CP为4610CCCFVP47841413610185KW由切削手册表130中CA6140机床说明书知,CA6140主电动机功率为75KW,故机床功率足够,可以正常工作。计算切削速度按切削手册表127,切削速度的公式为(寿命选T60MIN),采用高速钢外圆车刀,规定PA025,走刀次数I5,则1VVVVXMCYPKTCVAT(M/MIN)FFFCCCCCXYNCFPCFFCAFVK毕业设计论文第9页共24页式中,VC118,VX070,VY030,M011,。175063706MK111075KK所以CV01107031181110752702515164M/MIN确定主轴转速SNSN1000CWVD100032831490116R/MIN按机床说明书取N96R/MIN,所以实际切削速度27VM/MIN由切削手册表130中CA6140机床说明书知,CA6140主电动机功率为75KW,故机床功率足够,可以正常工作。计算切削工时切削工时1LLTNF式中L60,12L,所以6029615T20086(MIN)③、车端面及倒角确定端面最大加工余量已知毛坯长度方向的加工余量为2MM确定进给量F根据切削手册表14,当刀杆尺寸为16MM25MM,3PA以及工件直径为100MM时F0609。按CA6140车床的说明书(见切削手册表130)取F07。计算切削速度按切削手册表127,切削速度的公式为(寿命选T60MIN)VVVVXMCYPKFCVAT(M/MIN)
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