毕业设计（论文）-行星支架零件机加工工艺及钻4-Φ20孔夹具设计（全套图纸）

广东技术师范学院天河学院本科毕业设计摘要行星轮支架是行星齿轮传动传动系统最主要的部件之一，它将各个行星齿轮零件组成一个整体并使之保持正确的位置。因此，行星轮齿圈的加工质量将直接影响行星齿轮传动系统的性能与使用寿命。本设计旨在提高行星轮支架加工效率，由此我们首先对行星齿圈的结构和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案对其进行加工。加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。最后,依照确定好的方案，按照正确的加工工序将它加工出来，并使之满足零件的设计要求。此外，为了提劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，为此选择了工序4-进行钻模夹具设计，以满足加工过程的需要。 关键词：行星支架；工艺规程；钻模夹具全套图纸，加153893706ABSTRACTPlanet stent is a key part in the drive system of Planetary Gear Transmission System. which maintain their parts right position. So its machining quality may have direct effect on performance and longevity of service. This paper aims at enhancing the machining efficiency of Planet stent. So at first, we need to take analysis of the structure and technics of the Planet stent, and then find out a reasonable precept, which should be simple, operate conveniently and make sure the machining quality. At last, we carry through machining according to the decided precept and right procedure to meet the design demand. Besides that, for the sake of enhancing work productivity, reducing the work force and making certain quality, we need to design special clamp.Therefore, the 240th work procedure was choosed to be designed to meet the machining demand.Keywords: Planet stent ；technics regulations；clamp目录 第1章 绪 论1 1.1零件的分析1 1.1.1 行星齿轮传动系统的介绍1 1.1.2 行星轮支架的作用分析31.2 机械加工工艺及夹具设计现状3 1.3主要设计内容及思路5 1.4预期设计结果5第2章 行星支架机械加工工艺分析6 2.1 行星支架的工艺设计要求6 2.2.1 零件的技术要求分析62.2.2 零件的结构工艺性分析10第3章 行星支架工艺规程设计12 3.1 材料分析12 3.2 毛坯的设计123.2.1确定毛坯的种类和制造方式123.2.2 毛坯形状与尺寸的确定13 3.3 工艺路线的制订143.3.1加工方法的选择14 3.3.2 加工阶段的划分183.3.3 工序集中与分散193.3.4 工序顺序的安排20 3.3.5 工序路线方案的确定20 3.4 工序设计23 3.4.1 基准的选择23 3.4.2确定各工序的切削用量及加工工时23第4章 夹具设计53 4.1钻4-20孔夹具设计53 4.1.1定位方案的确定53 4.1.2定位元件确定53 4.1.2定位误差分析计算54 4.1.4对刀方案53 4.1.5夹具分析54 4.1.6夹紧力的计算55 4.1.7夹具操作的简明说明55第五章 内齿插齿刀设计57 5. 1结构设计57 5. 2 参数设计计算57结 论64参考文献65致 谢66广东技术师范学院天河学院本科毕业设计第1章 绪 论1.1零件的分析1.1.1 行星齿轮传动系统的介绍行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较，它具有许多独特的优点。它的最显著的特点是：在传递动力时它可以进行功率分流；同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设置在同一主轴线上。所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高的航空发动机、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。 行星齿轮传动的主要特点如下。 (1)体积小、质量小，结构紧凑，承载能力大由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理地应用内啮合齿轮副，因此可使其结构非常紧凑。再由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小的模数。此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内支架本身的可容体积，从而有利于缩小其外廓尺寸，使其体积小，质量小，结构非常紧凑，且承载能力大。一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的1/21/5(即在承受相同的载荷条件下)。 (2)传动效率高由于行星齿轮传动结构的对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率值可达0.970.99。 (3)传动比较大，可以实现运动的合成与分解只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。而且，它还可以实现运动的合成与分解以及实现各种变速的复杂的运动。 (4)运动平稳、抗冲击和振动的能力较强由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。 总之，行星齿轮传动具有质量小、体积小、传动比大及效率高（类型选用得当）等优点。因此，行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、火炮、飞机、轮船、仪器和仪表等各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得了应用。它几乎可适用于一切功率和转速范围，故目前行星传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。 随着行星传动技术的迅速发展，目前，高速渐开线行星齿轮传动装置所传递的功率已达到2000KW，输出转矩已达到4500KNm。据有关资料介绍，人们认为目前行星齿轮传动技术的发展方向如下。 （1）标准化、多品种目前世界上已有50多个渐开线行星齿轮传动系列设计；而且还演化出多种型式的行星减速器、差速器和行星变速器等多器种的产品。 （2）硬齿面、高精度行星传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和氮化等化学热处理。齿轮制造精度一般均在6级以上。显然，采用硬齿面、高精度有利于进一步提高承载能力，使齿轮尺寸变得更小。 （3）高转速、大功率行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮中已获得日益广泛的应用，其传动功率也越来越大。 （4）大规格、大转矩在中低速、重载传动中，传递大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展。 行星齿轮传动的缺点是：材料优质、结构复杂、制造和安装较困难些。但随着人们对行星传动技术进一步深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，使其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平提高。因此，对于它的制造安装，目前已不再视为一件什么困难的事情。实践表明，在具有中等技术水平的工厂里也是完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。1.1.2 行星轮支架的作用分析题目所给的零件是行星轮支架，它是行星齿轮传动系统的基础零部件。它将太阳轮、小行星轮等零部件及部件中的有关零部件组合成一个整体并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成所规定的运动，协调运动件。因此，行星轮内齿圈结构的加工质量直接影响着行星传动系统的性能精度和寿命。该零件结构复杂，它的外表面均需加工，而且孔系的加工精度要求很高，此外，还需加工内齿和外花键，所以整个加工的要求比较高。这些在工艺规程的设计中都要考虑到。1.2 机械加工工艺及夹具设计现状随着机械制造业的迅速发展以及科学技术的进步，机械制造工艺的内涵和面貌正不断的发生着变化，近年来的技术进展和发展趋势主要为以下几点：（1）常规工艺的不断优化：常规工艺的不断优化是实现高效化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗、少污染的先进使用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业所使用。（2）新型加工方法的不断出现和发展：各种新型加工方法及工艺，包括精密加工、超精密加工、特种加工和复合加工等的产生改变了传统的加工工艺，为适应机械产品的更新换代提出了更好的加工方法及工艺。（3）自动化等高新技术与工艺的紧密结合：计算机与自动化技术与工艺及设备相结合，使传统的工艺面貌发生了很大的变化。夹具在机械加工中具有重要的作用，它能保证加工精度，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，保证安全，提高劳动生产率，能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配，是机械加工中的一种重要的工艺装备，在生产中具有很大的作用，具体地表现在以下几个方面： （1）保证工件的加工精度和稳定产品质量：夹具在机床加工中的基本作用是，保证工件的相对位置精度，采用能直接定位的夹具，比划线找正所达到的加工精度要求高得多。而且稳定可靠。 （2）提高劳动生产率和降低加工成本：我国拥有的机床台数占世界前例，如果使这些机床有很好的配套夹具，对发挥机床的潜力会起着重要的作用。一般说，采用专用夹具可省去画线找正等工作，初进生产率的提高以及降低加工成本。近年来，由于夹具向标准化；可调化和组合等方面发展，在小批生产中也适当地使用了专用夹具，不仅可以提高劳动生产率，而且可以获得良好的技术经济效果。 （3）充分发挥机床的性能：在一台普通车床上配备一个专门设计的旋转刀架，可以加工圆球；若配备一个摆动刀架可以加工叶片的型面。因此，采用专用夹具可以扩大机床的使用范围，从而达到“一机多能”，同时也是改变生产面貌的一个有效途径。 （4）改善工人劳动条件：采用夹具后，工件的装卸显然要比不用夹具方便、省力、安全。例如，采用电动卡盘，只要按一下电钮就可以完成工件的夹紧或松开动作。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展：（1）高精度性：随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业；（2）高效性：为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。（3）模块化：模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统；（4）通用性、经济性：夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。1.3主要设计内容及思路本课体的设计主要内容包括： 对行星支架零件的使用及技术条件进行分析；行星支架零件材料以及毛坯的选择；行星支架零件加工工艺及热处理工艺的确定；针对行星支架零件的加工工艺，设计钻模夹具。具体技术路线是： 调研，查阅相关文献资料，了解目前行星支架零件加工工艺状况。 通过分析行星支架零件使用及技术条件，选择材料及毛坯； 确定行星支架零件加工工艺； 进行钻模夹具设计，校核，最后进行优化设计。1.4预期设计结果通过设计行星支架零件的新型加工工艺及对应钻模夹具，大大的改善原有的加工工艺及加工精度，更好的保证了产品质量，很好的提高产品的生产率。第2章 行星支架机械加工工艺分析2.1 行星支架的工艺设计要求本课题主要任务是完成行星支架零件机械加工工艺规程的制定及钻模夹具的设计。行星支架的机加工艺及钻模夹具设计，其主要技术要求如下：（1）行星支架零件的技术要求，见给定的行星支架零件图，中批生产。（2）行星支架零件机加工艺规程设计，应满足加工质量、生产率和经济性要求，并结合生产车间实际情况。（3）钻模夹具的设计应满足相应工序的要求，使安装稳定可靠，操作简单。（4）设计的机加工艺规程和钻模夹具，能实际可用。2.2 行星支架的结构特点及工艺分析题目所给的零件是行星轮支架，它是行星齿轮传动系统的基础零部件。它将太阳轮、小行星轮等零部件及部件中的有关零部件组合成一个整体并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成所规定的运动，协调运动件。因此，行星轮内齿圈结构的加工质量直接影响着行星传动系统的性能精度和寿命。该零件结构复杂，它的外表面均需加工，而且孔系的加工精度要求很高，此外，还需加工内齿和外花键，所以整个加工的要求比较高。这些在工艺规程的设计中都要考虑到2.2.1 零件的技术要求分析对行星零件的技术要求具体分析如下：（1)加工表面的尺寸精度、形状精度和位置精度。图2-1如图2-1所示，k视图端面表面有尺寸、，凸台长宽长度均为3mm,通槽圆角半径R=3mm。图2-2如图2-2所示，渐开线花键分度圆直径为，齿顶圆直径，齿根圆直径，渐开线起始圆直径不大于图2-3如图2-3所示，端面四个通孔在直径圆上均布，通槽尺寸公差为，油槽半径为R3，深度为0.5mm。 图2-4如图2-4所示，端面孔直径尺寸公差为，同轴度公差为，轴线相对于中心线和B端面的位置度公差为的，通槽的宽度尺寸公差为，通槽内表面相对与和孔轴线的垂直度公差为0.015mm，表面粗糙度为Ra=1.6m。B端面的表面粗糙度为Ra=1.6m。图2-5如图2-5所示，内齿轮退刀槽直径为，内齿轮分度圆直径为，齿根高直径为，齿顶高直径为，齿面表面粗糙度Ra=3.2m.均布孔直径公差为，同轴度公差为，表面粗糙度Ra=1.6m。图2-6如图2-6所示，花键轴的长度为95mm,花键有效长度为33mm，油槽范围为42mm,导程为13.5mm，外表面粗糙度Ra=0.8m，内孔倒角为,长度为1mm，密封环尺寸公差为图2-7如图2-7所示，零件图中内孔尺寸公差为，内表面粗糙度为Ra=1.6m，花键轴最终尺寸公差为，外圆端面相对于中心孔轴线的垂直度公差为0.02mm.（2）加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求。 表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微观几何形状误差。它主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切削分离时表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。从零件图上可知表面粗糙度有Ra0.8um,Ra1.6um,Ra3.2um。对表面质量的要求较高。2.2.2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，涉及面很广，具有综合性。而且在不同的生产类型和生产条件下，同样一种零件制造的可行性和经济性可能不同，因此对其结构工艺性的要求也不同。所以，在对零件进行工艺性分析时，必须根据具体的生产类型和生产条件，全面、具体、综合地分析。在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺性分析，它主要涉及如下几点：（1）工件应便于在机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。（2）刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。（3）尽量减少刀具调整和走倒次数。（4）尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。（5）便于采用标准刀具，尽可能减少刀具种类。（6）尽量减少工件和刀具的受力变形。（7）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、工件加工。（8）有适宜的定位基准，且定位基准至加工面的标注尺寸应便于测量。根据上面的要求我们可以对行星支架的结构工艺性进行合理的分析，使零件在各个工艺过程都具有良好的工艺性。例如：（1）粗精加工分阶段进行：只有粗精加工分开，才可消除粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力、和切削热对加工精度的影响。有利于保证加工精度，同时合理选用粗、精加工的设备可提高生产效率。（2）必须安排合理的热处理工序：行星支架结构复杂，精度要求高，由于切削力加工时产生较大的内应力，为保证后面的工序易于加工和加工后精度的稳定性，在粗加工后安排一次调质处理。第3章 行星支架工艺规程设计机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 机械加工工艺规程的作用：指导生产；组织生产和管理生产；新建、扩建或改建工厂及车间。工艺规程的设计原则：技术上的先进性；经济上的合理性；良好的劳动条件。3.1 材料分析材料的分析主要是对任务书及工艺进行分析。根据任务书可知该的生产纲领是中批生产。工艺分析是从加工制造的角度对零件进行分析，主要包括零件的图纸分析和零件的结构分析。其具体见第2章。45号钢作为零件的毛坯材料。3.2 毛坯的设计根据零件（或产品）所要求的形状、尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象为毛坯。在制订工艺过程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。因此，选择毛坯时应从毛坯制造和机械加工两方面综合考虑，以求得到最佳效果。3.2.1确定毛坯的种类和制造方式毛坯的种类很多，每一种毛坯又有许多不同的制造方法。常用的毛坯主要有：（1）轧制件 主要包括各种热轧和冷拉圆钢、方钢、六角钢等型材。（2）铸件 铸件适用于形状较复杂的毛坯。（3）锻件 锻件适用于强度要求高、形状较简单的毛坯。（4）焊接件 焊接件是将型材或板料等焊接成所需的毛坯，简单方便，生产周期短，但常需经过时效处理消除应力后才能进行机械加工。（5）其它毛坯 如冲压件、粉末冶金和塑料压制件等。选择毛坯时应全面考虑下列因素：（1）零件的材料及力学性能要求（2）零件的结构形状与尺寸（3）生产纲领的大小（4）现有生产条件（5）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的性能根据对行星支架零件的分析和任务书的要求，选择锻件，锻造的方法有自由锻和模锻两种。自由锻精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产效率高，适用于中批以上的中小型零件毛坯。由上分析，应选择模锻，模型锻造是将金属胚料放在具有一定形状的锻模膛内，受冲击力或压力面变形的加工方法。模锻可以获得合理的纤维组织，使得锻件机械性能好，尺寸准确，表面光洁，加工余量小，节省金属材料。综上，确定毛坯的种类为锻件，其制造方式为模锻。3.2.2 毛坯形状与尺寸的确定毛坯尺寸和零件图上相应的设计尺寸之差称为加工总余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差称为毛坯公差。毛坯余量和毛坯公差的大小同毛坯的制造方法有关，生产中可参考有关工艺手册6和标准确定。毛坯余量确定后，将毛坯余量附加在零件相应的加工表面上，即可大致确定毛坯的形状与尺寸。此外，在毛坯制造、机械加工及热处理时，还有许多工艺因素会影响到毛坯的形状与尺寸。确定毛坯的形状与尺寸，详细毛坯尺寸见附件毛坯图3.3 工艺路线的制订制订工艺过程时，首先要制订工艺路线，然后详细进行工序设计，这两个过程是相互联系的，需进行反复和综合的分析。制订工艺路线是制订工艺过程的总体布局，其任务是确定工序的数量、内容和顺序，需要从以下方面进行考虑。3.3.1加工方法的选择1）首先确定零件主要表面最终工序的加工方法零件是由若干个基本表面组成的。由于零件的主要表面直接影响零件和产品的质量，所以应首先确定其最终工序的加工方法。（1）工件材料的性质加工方法的选择，常受工件材料性质的限制，例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用高速精密车削或金刚镗进行精加工。（2）工件的结构形状和尺寸外圆表面多采用车削或磨削，回转体零件上较大直径的孔亦可采用车削或磨削，箱体上孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削，孔径较小时宜用铰削。（3）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度选定的加工方法应能达到所需要的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺设备，以及标准技术等级的工人不延长加工时间）所能保证的加工精度，称为经济加工精度，简称经济精度。常用加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度见表3-1。表3-1 常用加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度加工表面加工方法经济精度等级IT表面粗糙度Ra/m外圆柱面粗 车细 车精 车金刚石车1113910785612.5501.66.30.81.60.0251.25粗 磨精 磨68570.40.80.10.4研 磨超精加工5650.040.10.0120.1圆柱孔钻 孔扩 孔111310113.2501.612.5粗 铰精 铰810781.63.20.20.8粗 镗细 镗精 镗1213911786.312.51.63.20.40.8粗 磨精 磨78670.20.80.10.2珩 磨研 磨67560.040.20.1拉 孔680.41.6平面粗刨、粗铣半精刨、半精铣111381012.5501.66.3拉 削780.83.2粗 磨精 磨79670.83.20.20.8研 磨刮 研56570.10.20.8基于上述要求，将重要的孔和平面的最终加工方法列于如下：内孔，精度等级为IT7，表面粗糙度Ra=1.6m,因此采用精铰。外圆，精度等级为IT6，表面粗糙度Ra=0.8m,因此采用磨削。其他外圆采用粗车、半精车、精车、磨削工艺。槽采用半精车2）然后确定零件主要表面前导工序的加工方法零件主要表面最终工序的加工方法确定后，用倒推法，逐一确定零件主要表面前导工序（准备工序）的加工方法。（1）外圆表面的加工方案图3-2所示是外圆表面加工方案，常用的有以下三种：图3-2 外圆表面的加工方案粗车半精车精车 如果加工精度要求较低，也可以只取粗车半精车。粗车半精车磨 对于黑色金属材料，特别是有淬火要求的表面，通常采用这种加工方案。当外圆表面精度要求较高时，可采取粗车半精车粗磨精磨的方案。粗车半精车精车金刚石车 这种加工方案主要适用于有色金属材料及其他不宜采用磨削加工的有效高精度要求的外圆表面。当外圆表面的精度或表面质量要求特别高时，在方案的基础上，还要增加光整加工（或精密加工）方法。常用的光整加工方法有研磨、抛光、砂带磨等，光整加工以减小表面粗糙度为主要目的。（2）孔的加工方案图3-3所示是孔的加工方案。常用的有以下四种：图3-3 孔的加工方案钻扩粗铰精铰 此方案广泛用于加工直径小于30mm的中心孔。其中扩孔有纠正位置误差的能力，而铰刀又是定尺寸刀具，容易保证孔的尺寸精度。对于直接较小的孔，有时只需要铰一次便能达到要求的加工精度。粗镗半精镗粗磨精磨 该方案主要用于大中孔的加工，特别是淬硬零件孔的加工。当孔的精度要求更高时，可增加研磨或珩磨等光整加工工序。粗镗（或钻）半精镗精镗 这种加工方案适用于位置精度要求较高的孔系或有色金属零件孔的加工。如果毛坯上已有铸出或锻出的孔，则第一道工序可直接安排粗镗（或扩），而不必安排钻孔。当孔的加工要求更高时，可在精镗后安排金刚镗或珩磨等精密加工方法。钻拉 多用于大批大量生产中加工盘套类零件的圆孔、单键孔及花键孔。加工要求较高时，拉削可分为粗拉和精拉。（3）平面加工方案平面加工主要采用铣削或刨削方法加工。要求较高的表面铣削或刨削以后还要安排精加工。常用的平面精加工方法有以下几种：磨削 磨削可以得到较高的加工精度（IT6）和较小的表面粗糙度（Ra0.16），且可以磨淬硬表面，因此广泛应用于中小型零件的平面精加工。要求更高的零件可以在粗磨精磨后再安排研磨或精密磨等加工。刮研 这是获得精密平面的传统加工方法。由于这种方法劳动量大、生产率低，在大批量生产下已逐步被磨削所取代，但在单件小批生产和修配工作中仍有广泛的应用。高速精铣或宽刃精刨 高速精铣不仅能获得高的精度和表面质量，而且生产率高，应用于不淬硬的中小型零件平面的精加工；宽刃精刨多用于大型零件特别是狭长平面的精加工。零件的主要表面的加工方案和加工方法选定后，再选定次要表面的加工方案和加工方法。按照一定的加工方法和一定的加工顺序加工出组成零件的各个基本表面，就可以完成零件的加工。基于上述要求，将重要的孔和平面的加工方法列于如下：内孔，精度等级为IT7，表面粗糙度Ra=0.8m：钻-扩-精铰内齿部分，精度等级为IT7,表面粗糙度Ra=3.2m粗车精车3.3.2 加工阶段的划分当零件的加工质量要求比较高时，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必须分几个阶段来进行加工。（1）加工阶段 整个工艺过程一般需划分为如下几个阶段：1）粗加工阶段 这一阶段的主要任务是切大部分余量，关键问题是提高生产率。2）半精加工阶段 这一阶段的主要任务是为零件主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。3）精加工阶段 这一阶段的主要任务是保证零件主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经过这一加工阶段就已完成。4）光整加工阶段 对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，还要安排光整加工。这一阶段的主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度值，一般不用来纠正位置误差。位置精度由前面工序保证。（2）划分加工阶段的原因1）利于保证加工质量2）合理使用设备3）便于安排热处理4）便于及时发现毛坯缺陷，以及避免损伤已加工表面3. 3 .3工序集中与分散工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目或工序内容多少的两种不同原则，它与设备类型的选择有密切的关系。（1）工序集中工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。其特点是：（1）采用高效专业设备及工艺装备，生产率高（2）工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周（3）工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生产面积，还可简化生产计划和生产组织工作。（4）因采用结构复杂的专业设备及工艺设备，故投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。（2）工序分散工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，最少时每道仅有一个简单的工步。其特点是：（1）设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品的更换（2）可采用最合理的切削用量，减少机动时间(3）设备数量少，操作工人多，占用生产面积大（3）工序集中与分散的选用 工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。一般来说，大批量生产适于采用工序集中原则，可采用较复杂的机械集中，如多刀、多轴机床、各种高效组合机床和自动机加工；对于一些结构简单的产品，如轴承生产，也可采用分散的原则。成批生产应尽可能采用效率高的机床，使工序适当集中。单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作。3.3.4 工序顺序的安排复杂零件的机械加工工艺路线要经过一系列切削加工、热处理和辅助工序。因此在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。应遵循以下原则。1）切削加工工序的安排原则（1）先基面后其它（2）划分加工阶段（3）先主后次（4）先面后孔（5）安排加工顺序时还要考虑车间设备布置情况3辅助工序的安排原则辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗和涂防锈油等，其中检验工序是主要的辅助工序，它保证产品质量有极重要的作用。辅助工序一般应安排在：（1）粗加工全部结束后，精加工之前；（2）工件从一个车间转向另一个车间前后；（3）重要工序加工前后；（4）零件全部加工结束之后。3.3.5 工序路线方案的确定制定工艺路线的出发点应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。在已确定为小批生产的条件下，可以考虑采用专用机床加工再配以专用夹具。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。根据上面的分析，制定了以下两种加工方案。方案一：工序：1.锻造毛坯2.锻件检验 3.小端端面、倒角 4.粗车小端外圆 5.精车小端外圆 6. 车1.3+0.140x280-0.21槽 7.车油槽 8.车36端面 9.车36外圆、倒圆角 10.车176内孔 11.车3x187内孔 12.车197外圆、倒角 13. 车197端面 14.铣大端面的四个凸台 15.车121外圆 16.粗车197端面 17.精车197端面 18.钻10的通孔、倒角 19. 精铰10x30的孔 20钻4x24j6孔 21.扩4x24j6孔 22.精镗4x24j6孔 23.线割60x60的十字槽 24.铣53与14的圆环槽 25.滚小头花键 26.插内齿轮 27.磨小端外圆 28.检查入库方案二： 工序： 1.锻造毛坯 2.锻件检验 3.退火处理 4.车121端端面 5.粗车121端外圆、197端面、外圆、倒角 6.精车121端外圆、197端面、外圆 7.车30端面 8.粗车30端外圆、倒角 9.精车30端外圆、倒角 10.钻9.8通孔，扩10深96孔、倒角 11车36外圆、内齿端面、内齿退刀槽、176.67+0.250内孔、197外圆、倒角 12.插内齿 13.滚小端外花键 14钻、扩4X20的通孔 15.线切割60X60的十字槽 16.车53内孔、14与53形成的圆环槽 17.精铰10深13的孔、倒角 18.粗镗4X24孔 19精磨4X24孔 20.铣121端面四个凸台 21精磨29.95外圆 22.去毛刺 23.检查入库方案一的工序相对多一点，而且比较分散。但是由于分散的原因使得每道工序都比较简单，对机床设备和工艺装备的要求不高，生产准备周期短，可减少调整时间，便于发现错误加以调整，适合中、大批量生产。但是由于工序多，而且都是用专用夹具，使得机床设备的数量也多。方案二的工序显得相对集中，这可以大大减少装夹次数，便于保证各表面之间的位置公差。但是工序集中会对设备的要求提高，增加刀具的数目、停机和换刀时间。而设备要求高，相对工人水平来说，也就提高了。 题目给的行星支架零件，加工精度要求不较高，尤其是形位公差。所以经过各方面的考虑选择方案二为最终的加工方案。3.4 工序设计3.4.1 基准的选择精基准选择原则：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。一般应按下列原则来选择：(1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。(2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。(3) 自为基准原则；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。(4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。(5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作为精基准。综上所述行星支架加工时，用已加工过的孔121外圆与197端面作为定位基准来加工其它3.4.2确定各工序的切削用量及加工工时1. 工序：锻造毛坯2. 工序：检查毛坯3. 工序：退火处理4. 工序：车121端面 车床C6140，以29外圆为基准，采用三爪卡盘装夹加工。 1）加工条件零件材料为45号钢2）刀具选择 a 查文献17表1.2，选取刀片材料为YT15硬质合金刀片，查表3.1，得到=3mm的背吃刀量。b 查文献17表3.2确认车刀切削部位的形状 ao=8，ao=5,=45,= 30,= 5,ao=8,=-203）根据需求确定切削用量a 背吃刀量 的确定 此工序加工余量不大可以一次进给车完，即aP=3mm。b进给量 的确定 ，查文献13表3.5 使用YT15时,有的机床功率，表3.30可知fz=0.140.24mm/r，取fz=0.18mm/r.c 车刀磨钝标准的选用及使用时限 查文献17表3.7-3.8，可知后刀面有1.0mm的最大磨损极限，刀具有240min的使用时限。d 车削速度和每分钟进给量 的计算 可从文献17表3.27的公式推理出车削速度，亦可查表。查表3.16，可知如果d0=200mm,z=15,a05mm,fz0.18mm/r的时候，vc=82m/min,n=130r/min,fM=326mm/min .各修正系数为：KMv=KMn=KMfn=1.0 KMrv=KMrn=KMrfn=0.8故vc=65.5m/min, n=104r/min,fM=260.8mm/min.查表3.30选取n=118r/min,fM=300mm/min .因此实际切削速度和每齿进给量为=e 机床功率的校验 依据文献13表3.24查的Pcc=4.8kW,按照表3.30，可得到机床主轴有PcM=7.5*0.75=5.63kW的允许的功率。所医PccPcM，所选择的切削用量可以采用，即vc=80.6m/min,n=118r/min ,fM=300mm/min，fz=0.17mm/zf 基本工时的计算依据公式 此式中L=l+y+,l=150mm,依据文献12表3.26，车刀安装方式，入切量y+=28mm，超切量 fM=300mm/min故Tm =0.59min。4. 工序：粗车121端外圆、197端面、外圆、倒角1)加工条件加工要求：粗车121端外圆、197端面、外圆、倒角，留0.5加工余量机床车床C6140，以29的外圆为基准，采用三爪卡盘装夹车削，2)刀具选择 a 依据文献17表1.2，选用刀片材料为YT15硬质合金刀片。b 依据文献17表3.2选择车刀切削部分的形状 ao=8，ao=5,=45,= 30,= 5,ao=8,=-203)根据需求确定切削用量a 背吃刀量的确定 此工序为粗加工加工余量不大可能一次车削完成，通过对比选取aP=2mm。b进给量的选定 目的是加大进给量，依据文献17表3.5 使用,车床有的功率时，依据表3.30得fz=0.140.24mm/，取fz=0.18mm/rc 车刀磨钝标准的选择及使用时限 查文献17表3.7-3.8，后刀面有1.0mm的最大磨损极限，刀具有180min的使用时限。d 车削速度和每分钟进给量的确定 可根据文献17表3.27的公式推理出车削速度，亦能查表。依据文献13表3.16，在d0=121mm，z=10,aP5mm,fz0.24 mm/r 时=94m/ min,n=310r/min, fM=476mm/min.各修正系数为：KMv=KMn=KMfn=1.0 KMrv=KMrn=KMrfn=0.8故vc=75.2m/min, n=248r/min, fM=380.8mm/min依据表3.30 n=300r/min, fM=475mm/min.因此实际切削速度和每齿进给量为=e 校验机床的功率 依据文献13表3.24查得Pcc=3.0kW,按照表3.30，机床主轴可以允许PcM=7.50.75kW=5.63kW.的功率.故PccPcM，因此选择的切削用量正确， 。vc=94.2m/min, n=300r/min, fM=475mm/min，fz=0.16mm/zf 基本工时Tj的计算 从零件图可见有70mm的车削长度，据公式 式中L=l+y+,l=70mm,按照表3.26，入切量y+=16mm，超切量 fM=475mm/min故Tm3=0.18min综合以上总的基本工时为Tm=Tm1+Tm2+Tm3=(0.59+0.20+0.18)=0.97min6.工序：精车121端外圆、197端面、外圆)加工条件加工要求：精车121端外圆、197端面、外圆，保证各个尺寸要求机床：C6140的车床，使用专用夹具装夹车削，保证各个尺寸要求2)刀具选择 a 依据文献17表1.2，选用刀片材料为硬质合金刀片。依据表3.1，有aP=2mm的背吃刀量，ae=24mm的车削宽度时，选用d0=80mm的车刀直径，.b 依据文献17表3.2确定车刀切削部位的形状ao=8，ao=5,=45,= 30,= 5,ao=8,=-20.2)根据需求选择切削用量a 背吃刀量的确定 此工序加工余量可一次性车削完，即aP=0.5mm。b 每齿进给量的确定 不对称端车可以作为提高进给量，查阅文献17表3.5 选用YG6,车床有7.5kW的功率，查表3.30得fz=0.140.24mm/，取.fz=0.14mm/c 车刀磨钝标准的选择及寿命 查文献17表3.7-3.8，1.0mm的后刀面最大磨损极限，180min的刀具寿命。d 车削速度和每分钟进给量的确定 由文献17表3.27的公式计算车削速度，亦可查表。查表3.16，在，d0=80mm，z=10,aP5mm,fz0.24 mm/r时vc=107m/ min,n=426r/min, fM=477mm/min.各修正系数为 KMv=KMn=KMfn=1.0 KMrv=KMrn=KMrfn