仪器制造技术大作业1.doc

2015-2016年第二学期 仪器制造技术大作业姓 名： 班 级： 学 号： 日 期： 目录一、星轮零件分析3(一)零件的作用3(二)零件的工艺分析3(三)零件图4二、毛坯制造方式4(一)确定毛坯材料4(二)确定成型方式4(三)确定加工表面的加工余量5三、机械加工工艺路线5(一)制订工艺路线5(二)选择定位基准6(三)加工余量及工序间尺寸与公差的确定7(四)切削用量的确定（工艺卡片）8四、心得体会13附件：工序卡片（共13页）14一、 星轮零件分析(一) 零件的作用星轮是汽车自动变速器中离合器的主要传动部件之一，该零件是以40k6孔套在轴上进行定位，通过键槽来传递扭矩，其作用是依靠太阳轮和行星架的正时转动和逆时转动来实现方向的改变，按照类型又分为主动和被动行星轮，主要运用在汽车变速箱（AT）传动机构上，实现动力传递，能增加和递减传递的动力，用于离合器中起缓起动的作用。(二) 零件的工艺分析1） 先进市面上生产星轮厂家的一般生产类型基本为大批量生产。2） 星轮共有两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求。主要加工表面及要求如下： 星轮外圆40K6,45f7,其形状公差均遵守包容要求,表面粗糙度为Ra1.6m。 星轮内孔28H7,其形状公差遵守包容要求,表面粗糙度为Ra0.8m,其外形尺寸14端面与孔28轴心线垂直度误差为0.025,其左端面对孔28轴心线圆跳动误差为0.025; 外圆45轴心线对外圆40轴心线的同轴度误差为0.06,外形尺寸610.15右端面对尺寸17的圆跳动误差为0.02； 键槽宽度为8H9,长度为16mm，轴槽深为40.5h11,表面粗糙度Ra5.2m，在64的外圆上离它的轴心线24.3的平面与孔28H7轴心线的平行度误差为0.012表面粗糙度为Ra0.8m。3个4H9孔相对于对称分布三个。(三) 零件图二、 毛坯制造方式(一) 确定毛坯材料：由于星轮是用于超越离合器上的关键零件，需要结构比较硬，故材料选为45钢件。(二) 确定成型方式：由于零件达到大批量生产的水平，毛坯的类型围为型材（园制棒料）。且因轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。(三) 确定加工表面的加工余量：由于45钢的经济性比较高，由简明机械加工手册知毛坯的精度应该选IT12级其规格为68.L=64，牌号为60Si2Mn。对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。查机械加工工艺与夹具及相关机械设计手册确定加工表面的加工余量如下表所示：加工表面基本尺寸加工余量数值说明外圆表面68mm3mm车削加工外圆表面65mm1mm车削加工内圆表面30mm2mm内圆车刀阶梯轴部分 45mm40mm64mm4mm/3mm外圆表面加工三、 机械加工工艺路线(一) 制订工艺路线方案一：工序1 粗车端面，车内孔26mm 、车外圆63.7mm、39.7mm、44.7mm及倒45倒角，选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。工序2 调头车另一端面，车外圆44.7倒mm45倒角 。工序3 铣键槽。以内孔为基准。工序4 以内孔及两端面为基准。选用X62W卧式铣床专用夹具夹紧工件在64mm阶梯轴处用专用105铣刀垂 直铣24.3mm个深度到水平90。工序5 重复步骤4，转动120铣三个。工序6 热处理：硬度234HBW。工序7 精铣三平面、外圆柱面及键槽到规定尺寸。工序8 按零件图所示，参照金属机械加工工艺人 员手册表3-59确定孔加工余量的分配。水平方向上距轴心线26.9mm出攻钻孔4mm，转动万能分度头120加工三次。工序9 检验方案二：工序1 锻工毛坯65x63，热处理：硬度234HBW。工序2 粗车端面，车内孔26 、车外圆63.7、39.7、44.7及倒45倒角，精车端面，车外圆64、40、45，选用CA6104车床及三爪卡盘夹具。粗、精车 B/C阶梯轴外圆面，调头车另一端面、外圆45mm、倒 45倒角。工序3 镗 孔28h7，镗倒角2*C2 。工序4 铣键槽8x16mm。工序5 切槽30.5。工序6 铣64段，以内孔为基准，铣平面至24.3mm在转动120，铣另两个平面。工序7 钻孔4mm、2mm。工序8 以内孔为基准，磨外圆分别磨至45mm、40mm、64mm、45mm、磨平面磨至与水平面成24.3mm在转动120磨另两个平面。工序9 检验。 上述两个工艺方案的特点在于：方案一在于直接用铣床铣出平面、外圆，且先把键槽铣出来在铣平面最后钻孔：方案二则与其相反，键槽被放置平面后，且采用磨床使精度达到更高。综合比较，方案二更好，所以最终选择方案二（工序卡片见附件1）。(二) 选择定位基准1、粗基准的选择 由于是模锻件，所以在保证各加工面都有余量的前提下，因为要保证柱面的中心线垂直于左端面，所以以45的外圆表面的为粗基准。在调头以另一面的外圆40为粗基准。2、精基准的选择星轮主要应用于超越离合器上面，其星轮的轴心线既是定位基准也是设计基准，在车削时选他作为精基准，能使加工遵循基准重合原则，实现外圆柱面的圆跳动和同轴度，这使得工艺路线基准统一原则。毛坯外表面加工余量大，定位时可以车一头换向车另一头，最后两顶一夹。其定位方法比较精确，加紧也比较简单快捷，使操作者方便省力。(三) 加工余量及工序间尺寸与公差的确定 星轮的材料为45钢，生产类型为批量生产，采用型材。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如下：（1）以星轮外圆为基准。据金属机械加工工艺人员手册（以下简称人员手册）表5-6，型材偏差1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。参照实用金属切削加工工艺手册（以下简称切削手册）第586页可知，加工余量为：粗车：=2.5mm，精车： =0.5mm。粗车削的加工精度IT11级，因此偏差0.11。精车削偏差即为零件偏差。（2） Ra=1.6m的端面。要求粗加工和精加工。参照人员手册表5-72可知，加工余量为 2mm。（3） 基准面为左端面B。Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。参照人员手册表5-72，粗车ap =3mm,精车ap=1mm。车削公差即为零件公差：0.02 mm。（4）星轮右端面。Ra=3.2m。要求粗加工和半精加工。参照切削手册第586页可知，粗车=3mm，半精车=0.5mm。（6）星轮左端面。Ra=3.2m。要求粗加工和半精加工。参照切削手册第586页可知，粗车=3mm，半精车=0.5mm。 （7） 28h7内孔。粗磨和精磨。粗磨2Z=1.5mm，精磨2Z=0.5mm。公差+0.011mm 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大和最小之分。根据两端面与28h7孔的中心线之间的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图可知上述方案可行。星轮左右端面加工加工要求：粗糙度Ra=3.2加工工步的具体参数：粗车 加工余量：4mm 表面粗糙度：Ra=6.4 经济精度：IT11;公差：1.85mm；半精车 加工余量：1.5mm; 表面粗糙度：Ra=3.2;经济精度：IT9;公差：1mm刀具 九十度外圆车刀;材料：高速钢（W18Cr4V）；基本参数：D=80mm，L=45mm，d=32mm，z=10右端面加工要求：粗糙度3.2；加工工步的具体参数：粗车 加工余量：3mm ；表面粗糙度：Ra=46 ； 经济精度：IT10；公差：T=0.46mm精车 加工余量：0.35mm ；表面粗糙度：Ra=0.64； 经济精度：IT7； 公差：T=0.046mm右端阶梯轴外圆面加工要求：粗糙度1.6 ，与A面同轴度0.06。加工工步的具体参数：粗车 加工余量：2mm ；表面粗糙度：Ra=45 ； 经济精度：IT11；公差：T=0.46mm半精车 加工余量：0.5mm ；表面粗糙度：Ra=1.63.2 ；经济精度：IT7； 公差：0.046mm，45阶梯轴表面粗糙度1.6 加工余量：0.15mm ；28H7孔加工要求：直径28mm基孔制；七级精度；孔轴与右端面、左端面分别由0.05 的垂直度要求；孔有0.005 的圆度和0.01的直线度的形状精度；孔壁粗糙度为0.8加工工步的具体参数：磨削加工余量：0.3mm 表面粗糙度：Ra=0.161.25 经济精度：IT6 公差：0.016mm磨削加工余量：0.4mm表面粗糙度：Ra=0.161.25 经济精度：IT6公差：0.016mm磨削加工余量：0.4mm表面粗糙度：Ra=0.161.25 经济精度：IT6公差：0.016mm铣削平面加工余量：0.4 mm表面粗糙度：Ra=0.10.05 经济精度：IT6 公差：0.016mm(四) 切削用量的确定（工艺卡片）工序1：车削端面、外圆及内孔。本工序采用计算法确定切削用量。1. 加工条件 工件材料：45钢正火，模锻。 加工要求：粗车车端面、车内孔至27.7mm 分别车外圆到63.7mm、39.7mm、44.7mm，表面粗糙度值Rz为10-18 机床：CA6140卧式车床 刀具：刀片材料为yt15，刀杆尺寸16mm*25mm,Kr=90,2.计算车削用量1）已知长度方向的尺寸为610.15mm 。根据毛坯尺寸67mm.L=64mm，故分二次加工（粗车、半精车）。粗车时，选择a =1.5mm；半精加工时，选择a =0.3mm；车削内圆时，粗车精车被吃刀量分别为a =0.8mm a =0.3mm。2）进给量、根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表2-19 当刀杆尺寸为16mm25mm,ae mm时，及工件直径为67mm时. =0.6-0.9mm/.按C车床说明书取=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85 所以：实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/。按C车床说明书0.23） 计算切削速度 由机夹课程设计指导书知，对于高速钢切削中碳钢的平均切削速度为52m/min.4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C车床说明书200 rmin5）机床功率：根据切削用量简明手册表3.20 当 Vc=71m/min ae=2.8mm a =1.5mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系数：故Pct0.8,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.50.75=5.63kw 故PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=1.67m/s fz=0.0725mm/s6） 基本工时 t=L+L1+L2/nf式中L=28，L1=14，L2=0所以 t=(L+L1+L2)/nf=(28+14+0)/80=0.525（min） 工序2：铣平面至24.6mm根据切削用量简明手册表3.1 铣削宽度ae32mm时。由于采用面铣刀:所以选x51机床选用专用铣刀1） 铣削背吃刀量 根据平面的尺寸为留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac2.80.8，由于加工表面精度要求Ra=6.3 um，采用半精铣精铣，选择背吃刀量为分别为1mm和0.3mm.2） 进给量的选择 由单向转动部分知，铣削深度为7.7mm宽度为14mm。经简明机械加工工艺手册1122查出进给量为f=0.15mm。 3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm， 刀具寿命 T=120min（表3.8）4） 铣削速度 经机械制造工艺与夹具课程设计指导表2-22查出削速度为22m/min.5）基本工时，入切量及超切量由表2.29. 查出L + L1=10mm 所以 Tm=L+L1/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 6）机床功率：根据切削用量简明手册表3.20 当 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系数：故Pct0.8,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.50.75=5.63kw 故PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=0.08m/s fz=0.0625mm/z工序3：热处理，调质硬度234HBW工序4:磨至28mm选用机床：MS-600 万能磨床 1) 精磨至，单边Z=0.2mm,一次磨去全部余量，进给量 f=0.1mm/r根据有关手册，确定万能磨床的nw=2600r/min切削工时： L= 30mm L1=3mm 所以 T=L1+L2/nw*f=0.13min工序5：分别磨至45mm、40mm、64mm、45mm工序6：磨至与水平面成24.3mm同上工序4一样 铣键槽 铣削8H9槽。 加工工件尺寸：8+0.170mm , 长度L=16mm 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8 用乳化液冷却机床：X62W1）选择铣削用量由于槽的宽度为8mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量简明手册表3.3 确定f=0.5mm/r 现取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/s2）确定切削速度Vc和每齿进给量：决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由切削用量简明手册3.27的公式由切削用量简明手册，表2.15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/minCv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=Km*Ksv*KTv=1.12*0.8*0.82=0.79 3）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走两次)最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，联同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片如下：工厂名机械加工工艺过程卡片产品名称及型号零件名称星轮零件图号材料名称40Gr毛坯种类锻造零件重量/kg毛重5.2kg第1页牌号尺寸129X79X79净重4kg共 页性能每台件数每批件数工序车间名称工种工序名称切削用量设备名称及编号工艺装备名称编号技术等级工时定额/min背吃刀量/mm切削速度/(m/min)进给量（mm/r或mm/行程）夹具刀具量具单件 准备终结1锻工锻模锻2金工车车右端面 车外圆 40k6、45f71.5/0.3400.94CA6140yt15千分尺0.5253金工车车左端面 车外圆 45k6、641.5/0.3400.94CA6140千分尺0.5254金工钻钻 28H7孔400.1Z535L5金工镗粗镗、半精镗、精镗28H7孔，孔口倒角0.060.1T7406金工调治热处理7金工车用双顶尖支承精车45f7、40k6、45k6、640-0.4 ，切槽3X0.5mm 、外圆倒角1.5/0.3520.6-0.9CA61408金工钳钳工划线9金工铣以40k6定位装夹工件铣键槽0.030.2X630.810金工铣以40H6定位粗铣平面，精铣平面0.030.2X630.811金工钻扩铰以40H6定位，钻2孔，扩铰4H9T53512金工钳钳工去毛刺13检验质检室终检更改内容编制校对审核会签四、 心得体会本学期在钟美鹏老师的带领下，我们方向学习了仪器制造技术这门课。课上的学习是为了这次大作业的铺垫，但果然实际设计和课上讲讲是很有所区别的。在查阅了相关资料后，我们组选择了星轮零件设计这个课题。最开始学习的时候，感觉很是困难，虽然有一学期理论上的学习，但真的很理论。查看了资料，首先知道了星轮是汽车自动变速器中离合器的主要传动部件之一，该零件通过键槽来传递扭矩，主要运用在汽车变速箱（AT）传动机构上，实现动力传递，能增加和递减传递的动力，用于离合器中起缓起动的作用。后又知道它的相关尺寸也是固定的，着就为我们的相关学习提供了一定便利。设计、计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关技术资料的查阅，这些是我们完成本次作业的必要途径，也是对我们自己一个全面的机械设计基本技能的训练。进一步巩固、加深和拓展所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培