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机械毕业设计全套
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荆门职业技术学院星轮设计,机械毕业设计全套
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编号 _ _ _ 荆门职业技术学院 课 程 设 计 课 题 名 称 星轮设计 学 院 机械工程学院 系 别 机械制造 专 业 数控技术 年 级 2004 级 班 级 数控七班 学 号 2004170720 姓 名 徐海澜 指导 教 师 曹甜冬，杜家忠 2007年 1 月 nts 1 机械制造基础课程设计任务书 题目： 设计 星轮 零件的机械加工工艺规 程； 内容 ： （ 1）零 件 毛坯合图 1 张； （ 2）机械加工工艺规程卡片 1 套； （ 3）课程设计说明书 1 份； 原始资料： 该零件图样一张； 生产纲领为 ； 每日 班； 生产条件为 班 级 : 04 级数控 7 班 学 生 : 徐海澜 指 导 教 师 : 曹甜冬 杜家忠 2007 年 1 月 3 日 nts 2 摘要 机械制造设计运用了“机械制造技术”、“金属工艺学”、“互换性与测量技术”、“机械加工手册”等课程。本次设计注重理论和实践相结合，通过假期生产实习积累地经验与先前所修课程理论知识结合在一起来完成减速器中星轮的设计，再将设计成果和过程细细地记录下来。本次设计通过分析课程设计存在的问题，然后经过各种途径解决，从中锻炼自己。 本次星轮设计的加工工艺方法和装备部分包括机床、夹具、车、铣、钻、镗、扩、绞等装备和加工方法。零件的工艺性分析包括零件表面粗糙度、零件加工工艺规程设计等。设计结尾附有设计规程卡片。 nts 3 目录 前言 -4 1零件分析 -5 1.1 计算生产纲领，确定生产类型 -5 1.2 零件的工艺性分析和零件图的审查 -5 2工艺过程分析 -5 2.1 选择毛坯 -5 2.2 定为基准的选择 -5 2.3 确定各表面的加工方法 -5 2.4 拟定加工工艺路线 -5 2.5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差 -6 2.6 机床设备及工艺设备的选择 -6 2.7 确定切削用量和基本工时 -7 总结 -10 参考文献 -11 附图表 -12 nts 4 1前言 机械 制造 课程设计是在学完了机械制造技术课程后，综合运用以前所学有关机械专业知识，进行零件加工工艺过程设计。其目的在于巩固、加深扩展机械制造技术及其他有关 先修课程的理论知识，把理论知识和生产实践相结合，能够独立分析问题、解决问题，以及初步具备中等复杂程度零件工艺规程的能力。 本设计包括两个部分内容：第一部分为生产纲 领 、生产类型、工艺性分析和零件图的审查。第二部分为毛坯的选择，根据图纸具体地阐明了毛坯选择类型以及尺寸。零件加工工艺规程设计是设计的核心部分，具体地列出了设计思路以及整个零件加工工艺过程。它包括定位基准的选择、确定表面的加工方法、确定机械加工余量、工序尺寸及公差、机床设备及工艺设备的选择、确定切削用量与基本工时。 设计从还存在许多的不足，恳请老师批 评指 正 。 nts 5 零件分析 1.1 计算生产纲领，确定生产类型 。 所给任务的零件是某机器上一个减速器上的零件，假定该机器年产量为 100台，且每台机器上仅有一件，若取其备品 为 5%，机械加工废品 为 1%，则该零件的年生产纲领为 N=Qm(1+5%+1%)=100(1+5%+1%)=106件 /年 由上式可知，该零件的年产量为 106件，由零件的特 可知，它属于机体类小零件，因此可以确定其生产类型为单件小批量生产。 1.2 零件的工艺性分析和零件图的审查 零件视图正确，足够表达直观、清楚、绘制符合国家标准，尺寸公差及技术要求的标注齐全、合理。 主要加工表面及要求 星轮外圆 40Kb, 45f7,其形状公差均遵守包容要求 ,表面粗糙度均为 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,起左端面对孔 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 61 0.15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- 4H9孔相对于这个平面为 2 工艺过程分析 2.1 选择毛坯 图纸上所给的材料是 40Cr 合金调质钢 ,该材料属于难切削的材料 ,其中区屈服强度是=1.03GPa,该材料经过调质处理后具有良好的综合性能 ,故在加工过程中所选择的热处理是调质 热处理。而毛坯根据图纸尺寸选择 68 64的棒料。 2.2 定为基准的选择 确定各加工表面的基准如下图表所示 序号 加工部位 基准选择 1 端面及 28 的孔 以棒料外形 68 的轮廓 2 外圆 40的内孔及右端 45的外圆 棒料外径 68 3 左端外圆 45 已加工出的外圆 40 4 外圆 64 外圆 40k6 5 键槽 外圆 40k6 6 3 0.5 外圆 40k6 7 尺寸 24.3 外圆 40k6 2.3 确定各表面的加工方法 根据个加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定如下加工方法 零件端面的加工方法为车削； 28H7孔的加工方法为钻、 粗镗、精镗；孔口倒角、外圆 40k6、 45f7、槽 3*0.5 的加工方法为车削；键槽的加工方法为铣削； 4H 9 孔的加工方法为钻、扩铰； 2孔的加工方法为钻削 . 2.4 拟定加工工艺路线 由于是单件小批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。 工序 10 以棒料外轮廓为定位基准，车端面，钻、镗 28H7孔，空口倒角 nts 6 工序 20 夹一端车削外圆 40k6， 45f 7;夹 40H6 端，车削 45k6、 64，以40k作基准切槽 3 0.5 工序 30 调质热处理 工序 40 以 68外圆 及一端面装夹工件，精车 45f7, 40H6;以 40H6做定为基准，精 45k6和 60 工序 50 钳工划线 工序 60 以 40H6定位，装夹工件铣键槽 工序 70 以 40H6定位粗铣平面，精铣平面 工序 80 以 40H6定位，钻 2孔，扩铰 4H9 工序 90 钳工去毛刺 工序 100 终检 2.5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差 根据原始资料和加工工艺，查表确定各加工表面的加工余量 工序号 工序内容 单边余量 工序尺寸 表面粗糙度 10 车断面 2.5 61 6.3 钻孔 13.5 27 12.5 粗镗 0.2 27.5 6.3 精镗 0.06 28H7 0.8 孔口倒角 1 2 45 6.3 20 粗车 40k6 3.2 37 6.3 粗车 45f7 3.2 42 6.3 粗车 64 3.2 62 6.3 槽 3 0.5 1 1 0.5 6.3 40 精车 40k6 1.1 40k6 1.6 精车 45f7 1.1 45f7 1.6 60 键槽 1 8 16 3.2 70 粗铣平面 1.0 25.3 6.3 精铣平面 0.7 25.3 0.8 80 钻 2 孔 1 2 12.5 扩 4H9 0.5 3.8 6.3. 铰 4H9 0.02 4H9 3.2 2.6 机床设备及工艺设备的选择 根据生产类型和被加工零件的要求，结合现有生产条件，各工序所选用的机床设备和工艺设备如下表所示 工序号 工序内容 机床设备和工艺设备 10 车端面 钻 28 孔 镗孔 孔口到角 C336-K 回转式转塔车床，外圆车刀， Kr=90度 27 标准麻花钻，通用夹具 游标卡尺 镗刀 倒角车刀 45 度 20 粗车 45f7 粗车 40k6 粗车 64 切槽 外圆车刀， Kr=90度， 通用夹具，游标卡尺 切槽刀 40 精车 45f7 精车 40k6 外圆车 刀， Kr=90 度， 通用nts 7 夹 具，游 标卡尺 60 键槽 XA6132卧式升降台铣床，键槽 铣刀 端面铣刀，游标卡尺 70 铣平面 80 钻 2孔 扩 4H9至 3.8mm 铰 4H9 1.95 标准麻花钻，游标卡尺 3.8扩孔钻 铰刀 2.7 确定切削用量和基本工时 工序 10 车端面，钻，粗镗，精镗 28H7孔，孔口倒角 工步 1 车端面 确定背吃刀量 ap，端面总加工余量 2.5 mm，一次走刀加工 ap=2.5mm, 确定进给量 f 查表得 f=0.3-0.4mm/r 根据机床横向进给量，查表得 f=0.39mm/r; 确定切削速度 Vc 查表得 Cr=235, n=0.20 , Xv=0.15 ,Yv=0.45, Kv=1,刀具耐用度选为1， T=60min 故 Vc=-(Cr/Tmapxvfyv) Kv=(235/600.2 2.50.15 0.390.45) 1=137.8m/min 确定机床主轴转数 n n=1000Vc/dw=1000 137.8/3.14 50=645r/min 查表取相近较小的机床转数 n=400r/min,所以实际切削速度 Vc=85.4m/min, 计算基本辅助时间 T 间 切削加工长度 l=64mm，端面车刀 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 辅助时间 T辅 查表得装夹工件为 0.8min,启动机床 0.02min,启动调节切削液 0.05min,取量具尺为 0.5min,共计 T 辅 =1.37min; 工步 2 钻 28H7 至 27 孔 方法同上 查表确定进给量 f=0.33min,机床转数 n=285r/min,切削速度 Vc=24.16r/min,基本时间 T 基 =0.56min,辅助时间 T 辅 =0.12min 工步 3 镗 28H7 孔 查表确定进给量 f=0.15mm,机床转数 n=150r/min,切削速度 Vc=13.188m/min,基本时间 T 基 本=2.7min,辅助时间 T 辅 =0.22min 工步 4 孔口倒角 取 n=760r/min,基本时间 T 基 =0.003min,辅助时间 F 辅 =0.08min 工序 20 粗车 40k6，粗车 45f7,粗车 64，切槽 工步 1 粗车 40k6 确定进给量 f。查表取 f=0.4. 确定切削速度 Vc，查表取 Vc=2.44M/S=146.4M/min 确定机床主轴转速。 n=1000Vc/ do=1000 146.4/ 40=1166r/min 查表，按机床实际转速选取 n=1000r/min,实际的切削速度 Vc=125.6m/min. 计算基本时间 T基本，被加工表面长度 l=17mm. 根据公式 Ti=l/fn=(l+l1+l2+l3/fn)i=17+3+4+5/0.4 1000=0.0725min 确定辅助时间 T辅助。查表得变换刀架 0.05min,变换或进给量 0.02min,调整或开启切消 液 0.05min , 共计 T辅助 =0.12min。 工步 2粗车 45f7 确定进给量 f。查表取 f=0.5 确定切削速度 Vc，查表取 Vc=2.28M/S=136.8M/min nts 8 确定机床主轴转速。 n=1000Vc/ do=1000 136.8/3.14 0.5=968r/min 查表，按机床实际转速选取 n=760r/min,实际的切削速度 Vc=136.8m/min 计算基本时间，外圆车刀 Kr=90， l1=3 T基本 =l+l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400 0.7=0.092min 工步 3 粗车 64 确定进给量 f。查表取 f=0.7mm. 确定切削速度 Vc，查表取 Vc =121.2m/min 确定机床主轴转速。 n=1000Vc/ do=1000 121.2/3.14 45=603r/min 查表，按机床实际转速选取 n=400in,实际的切削速度 Vc=80.3m/mi 计算基本时间，外圆车刀 Kr=90， l1=3,切削长度为 l=14mm T基本 =l=l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400 0.7=0.092min 工步 4切槽 确定进给量 f。查表得 f=0.3 0.5m/r,根据机床参数选取 f=0.35r/min 确定切削速度 Vc，查表取 Vc =137.8m/min 确定机床主轴转速。 n=1000Vc/ do=1000 137.8/3.14 45=975.2r/min 查表，按机床实际转速选取 n=760in,实际的切削速度 Vc=107.3m/min. 计算基本时间 T基本 =(/fn)i=d-d1/2+l1+l2+l3/fn=45-39/2+3/760 0.35=0.23min 辅助时间：启动机床 0.02min,变换刀架或转换方位 0.05min,变换或变换进给量0.02min 共计辅助时间 T辅助 =0.09min 工序 40 精车 45f7,精车 40k6 工步 1 精车 40k6 确定进给量 f,查表得 f=0.25 0.5，根据机床参数选取 f=0.3mm. 确定切削速度 Vc，查表取 Vc=87.15M/min 确定机床主轴转速。 n=1000Vc/ do=1000 87015/ 40=693.8r/min 查表，按机床实际转速选取 n=400r/min,实际的切削速度 Vc=50.24m/min. 计算基本时间 T基本 =17+3+4+5/400 0.3=0.24min 工步 2精车 45f7 确定进给量 f,查表得 f=0.25 0.5，根据机床参数选取 f=0.4mm. 确定切削速度 Vc，查表取 Vc=137.8M/min 确定机床主轴转速。 n=1000Vc/ do=1000 137.8/ 45=975r/min 查表，按机床实际转速选取 n=760r/min,实际的切削速度 Vc=107.88m/min. 计算基本时间 T基本 =14+3+4+5/760 0.4=0.086min 工序 60 铣键槽 参考文献 选定铣刀直径为 6mm，查加工手册的相应得参数为：刀具耐用度 T 为 120min,nts 9 切削宽度为 12mm,进给量为 0.09mm，背吃刀量为 6mm.切削速度 V=120m/min. 确定主轴转速 n=1000Vc/ dw=1000 120/3.14 6=849r/min 查表，按机床实际转速选取为 n=760r/min,实际转速 Vc=107m/min. 计算基本时间 T基本 =(L-B/fnz)i;i=h/ap=4.5/6 T基本 =（ 16-8/0.09 2 8） 4.5/20=1min. 找正画线需要 0.5min. 辅助时间，启动机床 0.02，变速或变换进给量 0.02，换刀具 0.1 0.2，启动和调节切削液0.1，共计辅助时间 T 辅助 =0.52min 工序 70 铣平面 假定铣刀直径为 20，查相应的参数如下表 刀具耐用度 T 1000 切削宽度 背吃刀量 切削速度 进给量 粗铣量 精铣量 10.8 60 3 3.12 0.1 0.1 0.5 求切削速度 V=214do0.12Kv/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 确定铣床主轴转速 n=1000Vc/ do=1000 77.39/3.14 20 =1232r/min 查相关资料选取 n=1000r/min,实际铣削速度 Vc=62.8m/min 工序 80 钻 2通孔， 扩 、 铰 4H9 孔 工步 1 钻 2通孔 确定进给量 f，查表得 f=0.13mm 确定切削速度 Vc=34.8m/min 确定主轴转速 n n=1000Vc/ do=1000 34.8/3.14 1.95=5683r/min 查表，按机床实际转速选取 n=5000r/min,所以实际转速为 Vc=30.615m/min 计算基本时间 被加工孔长度 l=11mm,切出量 y=1.95 cot60 /2+1 2 =1.585 2.585所以 T=l+y+ /5000 0.13=0.02min 确定辅助时间，查表得，变换刀架 0.05min，变换或变换进给量 0.02min，启动切削液 0.05min，共计辅助时间 0.72min 工步 2 扩孔至 3.98 方法同上，查表得进给量 f=0.2mm,切削速度 Vc=1.2m/s=72m/min，机床主轴转速n=5500r/min，实际速度 =6
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