星轮说明书(精)

重庆机电职业技术学院 课程设计说明书 设计名称 机械制造工艺与机床夹具课程设计 题 目 设计 星轮 零件的机械加工工艺 规程 生产纲领 4000件 学生姓名 史万红 专 业 机械设计与制造 班 级 09机制3班 学 号 1260720120564 指导教师 赵雷 日 期 2011 年 06 月 21 日 目录 设计任务书 课程设计说明书正文 序言 1 一 零件分析 2 一 零件的作用 2 二 零件的分析 二 工艺规程的设计 一 确定毛坯的制造形式 二 基面的选择 三 制定工艺路线 四 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 五 确定切削用量及基本工时 三 课程设计心得体会 23 四 参考文献 24 重庆机电职业技术学院 课程设计任务书 姓 名史万红专 业 机械设计与制造 班级09级机制3班 一 设计题目 设计下图所示 刀架 零件 课程设计指导书图 5 20 的机械加工工艺规程 生产纲领 4000件 二 主要内容 1 绘制产品零件图 了解零件的结构特点和技术 要求 对零件进行结构分析和工艺分析 2 确定毛坯 的种类及制造方法 3 拟定零件的机械加工工艺过程 选择各工序的加工设备和工艺装备 确定各工序的加 工余量和工序尺寸 计算各工序的切削用量和工时定 额 4 填写机械加工工艺过程卡片 机械加工工序卡 片 撰写设计说明书 三 具体要求 产品零件图 1张 产品毛坯图 1张 机械加工工艺过程卡片 1份 机械加工工序卡片 1套 课程设计说明书 1份 四 进度安排 第一阶段 绘制零件图 工艺卡片 2天 第二阶段 查阅资料 工艺方案比较 确定加工 路线 2天 第三阶段 确定各工序的加工余量和工序尺寸 计算各工序的切削用量和工时定额 3天 第四阶段 整理说明书 填写工艺卡片 3天 序言 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 因此 它在我们的大学学习生活中占有十 分重要的地位 为了突出和加强培养学生的综合设计能力和创新能力 总 结近年来的相关课程设计经验 开设了机械设计综合教程 其主要特点 强调机械设计中总体设计能力的培养 将原机械设计和机械设计课程 设计内容整合为一个新的综合课程设计体系 将学生在机械设计系列课程 中所学的有关机构原理方案设计 运动和动力学分析 机械零部件设计理 论 方法 结构及工艺设计等内容有机地结合 进行综合设计实践训练 使课程设计与机械设计实际的联系更为紧密 加强学生对机械系统创新设 计能力的培养 增加了机械构思设计和创新设计等内容 对学生的方案设 计内容和要求有所加强 以利于增强学生的创新能力和竞争意识 就我个人而言 我希能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作 进行一次适应性训练 从中锻炼自己分析问题 解决问题的能力 为今后 参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础 由于能力有限 设计尚有许多的不足之处 恳请各位老师给予指教 一 零件分析 一 零件的作用 题目所给定的零件是汽车离合器上的星轮 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 只要 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 二 零件的工艺性分析 星轮共有两组加工表面 它们相互间有一定的位置要求 现分析如下 星轮外圆 40K6 45f7 其形状公差均遵守包容要求 表面粗糙度均为Ra1 6 m 星轮内孔 28H7 其形状公差遵守包容要求 表面粗糙 度为Ra0 8 m 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 2 m 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 8 m 3个 4H9孔相对于对称分布三个 二 过程工艺分析 一 确定毛坯的制造形式 根据零件材料确定毛坯材料 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 由于零件的生产纲领为4000件 年 已达到大批量 生产的水平 而且轮廓尺寸不大 故可采用模锻成型 对于提高生产率 保证加工质 量也是有利的 二 基面的选择 基面的选择设计工艺规程设计中的重要工作之一 基面选择正确 合理 可以保 证加工质量 提高生产效率 否则 就会使加工工艺过程出现问题百出 严重的还会 造成零件大批报废 使生产无法进行 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 采用专用夹具夹紧机构 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 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 在生产纲领已确定为大批量生产的条件下 可以采用万 能机床配以专用工 夹具 并尽量使工序集中来提高生产率 除此以外 还要考虑经 济效果 一便降低生产成本 1 工艺路线方案一 工序1 粗车端面 车内孔 27 7mm 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 阶梯轴处且 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 在 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 2 工艺路线方案二 工序1 粗车端面 车内孔 27 7 车外圆 63 7 39 7 44 7及倒45 倒角 选用C3163 1 转塔式六角车床及三爪卡盘夹具 粗 精车 B C阶梯轴外圆面 工序2 调头车另一端面 外圆 44 74mm 倒 45 倒角 工序3 以内孔为基准 铣平面至24 6mm 在转动120 铣另两个平面 工序4 热处理 硬度234HBW 工序5 以外圆为基准磨内孔磨至 28mm 工序6 以内孔为基准 磨外圆分别磨至 45mm 40mm 64mm 45mm 工序7 磨平面磨至与水平面成24 3mm 在转动120 磨另两个平面 工序8 铣键槽 工序9 钻孔 4mm 2mm 工序9J 检验 三 方案的比较与分析 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 四 确定机械加工余量 工序尺寸及公差 铣削加工加工余量依据 机械加工工艺手册设计实用手册 表8 31以及表15 50查得 公差依据 互换性与测量技术基础 表3 2查得表面粗糙度以及经济精度由 机械制造工艺学 表1 15查得 钻 扩 铰孔加工加工余量依据 机械加工工艺手册设计实用手册 表8 18查得 公差依据 互换性与测量技术基础 表3 2查得表面粗糙度以及经济精度由 机械制造工艺学 表1 15查得 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 6 m 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 6 m 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 6 m 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 2 m 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 2 m 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 见 互换 性与测量技术 表1 8 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 本设计规定的零件为小批量生产 应该采用调整法加工 因此在计算最大 最小 加工余量时 应按调整法加工方式予以确定 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 五 确定切削用量 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 粗车的 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 刀具选择 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 见 切削用量手册 表18 5 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 4 6 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 6 4 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 4 5 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 6 3 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 16 1 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 16 1 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 16 1 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 1 0 05 经济精度 IT6 公差 0 016mm 五 计算切削用量及基本工时 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 60 0GPa b 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 0015 008 mm r 5 0 1 车削用量的选择 背吃刀量的选择 1 已知长度方向的尺寸为61 0 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 第2版 表2 19 当刀杆尺寸为16mm 25mm a e mm 时 以及工件直径为 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 75 0 85 所以 实际进给量f 0 6 0 8 0 48 mm 按C 车床说明书 0 2 3 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 r min 5 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Pct 0 8 根据X62W 型铣床说明书 机床主轴允许的功率为 Pcm 7 5 0 75 5 63kw 故Pcc Pcm 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 s 6 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3 铣平面至24 6mm 根据 切削用量简明手册 表3 1 铣削宽度ae 32mm 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0 03 024 留精铣的加 工余量为0 2 所以本道工步切削宽度ac 2 8 0 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 11 22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 10 280 x0 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Pct 0 8 根据X62W 型铣床说明书 机床主轴允许的功率为 Pcm 7 5 0 75 5 63kw 故Pcc Pcm 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4 热处理 调质硬度234HBW 工序5 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 mm a p 1 0 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6 分别磨至 45mm 40mm 64mm 45mm 工序7 磨至与水平面成24 3mm 同上工序5一样 3 铣键槽 铣削8H9槽 加工工件尺寸 8 0 17 0mm 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 X62W 1 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 s 2 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V f 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