星轮零件的工艺规程及夹具设计说明书

1、目录绪论1.零件的分析及生产类型的确定1.1零件的作用1.2计算生产纲领，确定生产类型1.3零件的工艺性分析和零件图的审查2.工艺规程的设计2.1选择毛坯2.2定位基准的选择2.3 确定各表面的加工方法2.4拟定加工工艺路线2.5确定机械加工余量、工序尺寸及公差2.6机床设备及工艺设备的选择2.7确定切削用量和基本工时3.夹具设计3.1设计主旨3.2夹具设计4.课程设计总结5.主要参考文献附图：零件二维图样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

2、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

3、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

4、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%)=4240 件/年由上式可知，该零件的年产量为 4240

5、 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0.06, 外形尺寸 61 0.15 右端面

6、170.02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。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68 64 的棒

7、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683左端外圆45已加工出的外圆404外圆64外圆40k65键槽外圆40k6630.5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

8、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 4040k6 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

9、平面，精铣平面工序 100以40H6 定位，钻2 孔，扩铰工序 110钳工去毛刺工序 120终检工序 130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13.512.5粗镗0.26.3精镗0.060.8孔口倒角12456.330粗车40k63.26.3粗车45f73.26.3粗车643.26.340槽 3 0.5130.56.360精车40k61.11.6精车45f71.11.680键槽18163.290粗铣平面125.36.3精铣平面0.725.30.8100钻2 孔11

10、2.5扩4H90.56.3铰4H90.023.22.6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20工序号车端面 钻工序内容28 孔 镗孔 孔口到角机床设备和工艺设备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 6440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 4H9Z51251.95 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,mx y0.20.150.45刀具耐用度选为 1， T=60min 故 Vc=-(Cr/Tap

12、v f v) Kv=(235/60 2.5 0.39)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/ dw=1000137.8/3.14 50=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+ ? =2T 基=(l+y+?/nf)i=0.82/400 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

13、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=13.18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4

14、0k6，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，被加工表面长度根据公式 Ti=l/fn=(l+l1+l2+l3/fn)i=17+3+4+5/0.4 确定辅助时间 T 辅助。查表得变换刀架切消液 0.05min , 共计 T 辅助 =0.12min 。l=17mm.

15、1000=0.0725min0.05min, 变换或进给量0.02min,调整或开启工步 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确定机床主轴转速。n=1000Vc/do=1000136.8/3.14 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=3T 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

16、 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工序 40工步 1 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=1000V

17、c/ do=1000137.8/3.14 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+3/7600.35=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 60 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 ，根据机床参数选取确定切削速度 Vc，查表取 Vc=87.15M/

18、min确定机床主轴转速。f=0.3mm.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=10

19、7.88m/min.计算基本时间T 基本 =14+3+4+5/760 0.4=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=1000120/3.14 6=849r/minT 为120min,查表，按机床实际转速选取为n=760r/min, 实际转速计算基本时间T 基本 =(L-B/fnz)i;i=h/ap=4.5/6T 基本 =（16-8/0.09 28） 4.5/20=1min.Vc=107m/min.工序

20、 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切削宽度背吃刀量切削速度进给量粗铣量精铣量度 T 100010.86033.120.10.10.50.120.20.10.40.20.8求切削速度V=214do Kv/Tapafae60=214 20 0.12 1/1800.2 3 0.1 0.10.4 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 100钻2 通孔，扩、铰4H9 孔查表 2-1

21、27 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=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

22、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 设计主旨本工序是为一星轮零件加工 3 个互成 120 o 的 4H9

23、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