星轮零件的工艺规程及夹具设计说明书

1、目录绪论21. 零件的分析及生产类型的确定3 1.1零件的作用3 1.2计算生产纲领，确定生产类型3 1.3零件的工艺性分析和零件图的审查32. 工艺规程的设计4 2.1选择毛坯4 2.2定位基准的选择42.3确定各表面的加工方法4 2.4拟定加工工艺路线4 2.5确定机械加工余量、工序尺寸及公差5 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63. 夹具设计9 3.1设计主旨9 3.2夹具设计104. 课程设计总结125. 主要参考文献13附图：零件二维图样14绪论通过设计实践进一步树立正确的思想设计。在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与

2、机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。 通过本次设计实践，培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握设计工艺规程和机床夹具的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉和运用有关图册、图表等技术资料的能力，训练学生识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能机械制造工艺与夹具课程设计是在学完了机械制造工艺与夹具课程后，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

3、件工艺规程的能力。本设计包括三个部分内容：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。第三部分为夹具的设计，要能提高劳动效率，保证加工质量，降低劳动强度设计从还存在许多的不足，恳请老师批评指正。一、 零件的分析及生产类型的确定1.1零件的作用星轮为滚柱式超越离合器的部件，星轮和外圈均可作为主动轮。当星轮为主动件旋

4、转时，滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内，因而带动外圈一起转动，这时离合器处于接合状态(图10-20b)。当星轮反转时，滚柱受摩擦力的作用，被推到槽中较宽的部分，不再楔紧在槽内，这时离合器处于分离状态如果星轮仍按左方向旋转，而外圈还能从另一条运动链获得与星轮转向相同但转速较大的运动时，按相对运动原理，离合器将处于分离状态，定向离合器常用于汽车、拖拉机和机床等设备中1.2 计算生产纲领，确定生产类型。所给任务的零件是星轮的设计，是机器中的零件。假定该机器年产量为40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%)=4000(1+5%+1

5、%)=4240件/年 由上式可知，该零件的年产量为4240件，由零件的特征可知，它属于机体类小零件，因此可以确定其生产类型为单件大批量生产。 1.3 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0.0

6、6,外形尺寸61 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m。 二、 工艺规程设计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。而毛坯可以选择模锻和棒料。由于零件较小模锻是内孔不能锻造出来 ，还有锻造是需要相应的设备 增加零件的成本。所以选择棒料。根据图纸尺寸选择6864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

7、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683 左端外圆45 已加工出的外圆404 外圆64 外圆40k65 键槽 外圆40k66 30.5 外圆40k67 尺寸24.3 外圆40k62.3 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3X0.5的加工方法为车削；键槽的加工方法为铣削；4H9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 由于是大批量生产，故加工工艺采用集中原则（工艺集中原则适用于小量

8、生产和大批量生产，从发展的角度 ，当前一般采用工艺集中原则组织生产，可以节约生产的成本）。工序10 下料工序20 以棒料外轮廓为定位基准，车端面，钻、镗28H7孔，空口倒 角工序30 夹一端车削外圆40k6，45f7;夹40H6端，车削45k6，64，工序40 40k6作基准切槽30.5工序50 调质热处理工序60 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70 钳工画线工序80 以40H6定位，装夹工件铣键槽工序90 以40H6定位粗铣平面，精铣平面工序100 以40H6定位，钻2孔，扩铰4H9工序110 钳工去毛刺工序120 终检工序13

9、0 入库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20车断面1.5616.3钻孔13.52712.5粗镗0.227.56.3精镗0.0628H70.8孔口倒角12456.330粗车40k63.2376.3粗车45f73.2426.3粗车643.2626.340槽30.5130.56.360精车40k61.140k61.6精车45f71.145f71.680键槽18163.290粗铣平面125.36.3精铣平面0.725.30.8100钻2孔1212.5扩4H90.53.86.3铰4H90.024H93.

10、22.6 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 20 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 30 粗车45f7 粗车40k6 粗车64 40 切槽 外圆车刀，Kr=90度， 通用夹具，游标卡尺 切槽刀 60 精车45f7 精车40k6 外圆车刀，Kr=90度， 通用夹具，游标卡尺80 键槽 X6132A卧式升降台铣床，键槽 铣刀 端面铣刀，游标卡尺90 铣平面 100 钻2孔

11、 扩4H9至3.8mm 铰4H9Z5125 1.95标准麻花钻，游标卡尺 3.8扩孔钻 铰刀 专用夹具 2.7 确定切削用量和基本工时工序20 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8m/min,基本时间T基本=2.7min,辅助时间T辅=0.22min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=(235/600.22.50.150.3

12、90.45)1=137.8m/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确定机床主轴转数nn=1000Vc/pdw=1000137.8/3.1450=645r/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=0.82/4000.39)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

13、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=13.18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量ap，端面总加工余量2.5 mm，一次走刀加工ap=2.5mm, 工序30 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=146.4

14、M/min 确定机床主轴转速。n=1000Vc/do=1000146.4/40=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+5/0.41000=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

15、/min确定机床主轴转速。n=1000Vc/do=1000136.8/3.140.5=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=3T基本=l+l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/4000.7=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=1000121.2/3.1445=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

16、，外圆车刀Kr=90，l1=3,切削长度为l=14mmT基本=l=l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/4000.7=0.092min工序40工步1切槽确定进给量f。查表得f=0.30.5m/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=1000137.8/3.1445=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+3/7600.35=0.23min辅助时

17、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60精车45f7,精车40k6 工步1 精车40k6确定进给量f,查表得f=0.250.5，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=100087015/40=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+5/4000.3=0.24min 工步2精车45f7确定进给量f,查表得f=0.2

18、50.5，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=1000137.8/45=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+5/7600.4=0.086min工序80 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,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=1000120/3.146=849r/m

19、in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=4.5/6T基本=（16-8/0.0928）4.5/20=1min.工序90 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T1000切削宽度背吃刀量切削速度进给量粗铣量精铣量10.86033.120.10.10.5求切削速度V=214do0.12Kv/T 0.2ap 0.1af 0.4ae 0.260 0.8 =21420 0.121/180 0.23 0.10.1 0.460 0.260 0.8 =77.39m/min确定铣床主轴转速n=100

20、0Vc/do=100077.39/3.1420 =1232r/min查相关资料选取n=1000r/min,实际铣削速度Vc=62.8m/min工序100 钻2通孔，扩、铰4H9孔查表2-127选择2的麻花钻工步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nn=1000Vc/do=100034.8/3.141.95=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=1.95cot60/2+12=1.5852.585所以T=l+y+/5000

21、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=68.7m/min，基本时间T=0.22min，辅助时间T=0.13min工步3铰孔4H9查表取f=0.3mm,切削速度Vc=0.4m/s=24m/min，主轴转速n=1500r/min，实际转速V=18.84m/min，基本时间=0.33min，辅助时间=0.12min 三、专用夹具设计3.1设

22、计主旨本工序是为一星轮零件加工 3 个互成 120的 4H9 的孔和2的通孔,所设计的一套钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。由于是中批量生产，采用了回转式钻床夹具，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。3.2夹具设计1、铣钻床夹具设计过程1.1 零件本工序的加工要求分析钻4H9孔和钻2的通孔本工序前

23、已加工的表面有：(1)28H7孔及两端面；(2) 三个距圆心为23.4的互成120的端面本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为1.95标准麻花钻，3.8扩孔钻 铰刀1.2 确定夹具类型本工序所加工三个孔 (4H9)，均匀分布位于工件外径64的圆周上，三个孔互成 120均匀分布，孔径不大，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为大批量生产等原因，采用固定式钻模。1.3 拟定定位方案和选择定位元件(1) 定位方案根据工件结构特点，：以孔28H7孔及端面b为定位面，以开口垫圈一侧面与外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。这一定为方案设计基准与定位基准重合，所以B=0 (2) 选择定位元件选择带台