机械毕业设计

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业安徽机电职业技术学院课程设计课程机械制造工艺与机床夹具题目星轮的工装设计系部机械工程系班级机制3062姓名刘武学号指导教师徐春林设计时间2008.5.28机械制造工艺与机床夹具课程设计任务书设计题目设计“星轮”零件的机械加工工艺规程及工艺装置（生产纲领：4000）内容：（1）产品零件图1张；（2）产品毛坯图1张；（3）机械加工工艺过程卡片1套；（4）机械加工工序卡片1套；（5）夹具总装图1张；（6）课程设计说明书1份；班级:机制3062学生: 刘武 指导教师: 徐春林 2008年5月28日目录序言………………4一、零件的分析…………………41.1零件的作用……………………41.2计算生产纲领，确定生产类型………………51.3零件的工艺性分析和零件图的审查…………5二、工艺规程设计…………………52.1选择毛坯……………………52.2定位基准的选择………………52.3确定各表面的加工方法………52.4拟定加工工艺路线………………52.5确定机械加工余量、工序尺寸及公差…………62.6机床设备及工艺设备的选择……72.7确定切削用量和基本工时………7三、专用夹具设计……………………103.1设计主旨……………………103.2夹具设计………10四、课程设计心得体会………………11五、参考文献…………12附图1：零件二维图样……………4序言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、零件分析零件的作用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4000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⑴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。⑵主要加工表面及要求①星轮外圆Ф40Kb,Ф45f7,其形状公差均遵守包容要求,表面粗糙度均为Ra1.6µm;②星轮内孔Ф28H7,其形状公差遵守包容要求,表面粗糙度为Ra0.8µm,其外形尺寸14端面与孔Ф28轴心线垂直度误差为0.025,起左端面对孔Ф28轴心线圆跳动误差为0.025;③外圆Ф45轴心线对外圆Φ40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；④键槽宽度为8H9,长度为16mm，轴槽深为40.5h11,表面粗糙度Ra5.2µm，在Φ64的外圆上离它的轴心线24.3的平面与孔Φ28H7轴心线的平行度误差为0.012表面粗糙度为Ra0.8µm。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σ=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Φ68㎜×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Φ28的孔 以棒料外形Φ68的轮廓 2 外圆Φ40的内孔及右端Φ45的外圆 棒料外径Ф68 3 左端外圆Ф45 已加工出的外圆Ф40 4 外圆Ф64 外圆Ф40k6 5 键槽 外圆Ф40k6 6 3×0.5外圆Ф40k6 7 尺寸24.3 外圆Ф40k6 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；Ф28H7孔的加工方法为钻、粗镗、精镗；孔口倒角、外圆Ф40k6；Ф45f7、槽3X0.5的加工方法为车削；键槽的加工方法为铣削；Ф4H9孔的加工方法为钻、扩铰；Ф2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Ф28H7孔，空口倒角工序30夹一端车削外圆Ф40k6，Ф45f7;夹Ф40H6端，车削Ф45k6，Ф64，工序40Ф40k6作基准切槽3×0.5工序50调质热处理工序60以Ф68外圆及一端面装夹工件，精车Ф45f7,Ф40H6;以Ф40H6做定为基准，精Ф45k6和Ф60工序70钳工画线工序80以Ф40H6定位，装夹工件铣键槽工序90以Ф40H6定位粗铣平面，精铣平面 工序100以Ф40H6定位，钻Ф2孔，扩铰Ф4H9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13.5 Ф2712.5粗镗0.2Ф27.56.3精镗0.06Ф28H70.8孔口倒角12×45°6.330粗车Ф40k63.2Ф376.3粗车Ф45f73.2Ф426.3粗车Ф643.2Ф62 6.340槽3×0.5 1 3×0.56.360精车Ф40k61.1Ф40k61.6精车Ф45f71.1Ф45f71.680键槽 1 8×163.290粗铣平面125.36.3精铣平面0.725.30.8100钻Ф2孔1Ф212.5扩Ф4H90.5Ф3.86.3铰Ф4H90.02Ф4H93.22.6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Φ28孔镗孔孔口到角C336-K回转式转塔车床，外圆车刀，Kr=90度Φ27标准麻花钻，通用夹具游标卡尺镗刀倒角车刀45度30粗车Φ45f7粗车Φ40k6粗车Φ6440切槽 外圆车刀，Kr=90度，通用夹具，游标卡尺切槽刀 60精车Φ45f7精车Φ40k6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Φ2孔扩Φ4H9至Φ3.8mm铰Φ4H9 Z5125Φ1.95标准麻花钻，游标卡尺Φ3.8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f28H7孔，孔口倒角工步1车端面①确定背吃刀8m/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量ap，端面总加工余量2.5mm，一次走刀加工ap=2.5mm,②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;③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=137.8m④确定机床主轴转数nn=1000Vc/pdw=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,⑤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=0.8×2/400×0.39)1=0.42min⑥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Φ28H7至Φ27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Φ28H7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工序30粗车Φ40k6，粗车Φ45f7,粗车64，切槽工步1粗车Φ40k6①确定进给量f。查表取f=0.4.②确定切削速度Vc，查表取Vc=2.44M/S=146.4M/min③确定机床主轴转速。n=1000Vc/πdo=1000×146.4/π×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.④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=0.0725min⑤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45f7①确定进给量f。查表取f=0.5②确定切削速度Vc，查表取Vc=2.28M/S=136.8M/min③确定机床主轴转速。n=1000Vc/πdo=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/min④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Ф64①确定进给量f。查表取f=0.7mm.②确定切削速度Vc，查表取Vc=121.2m/min③确定机床主轴转速。n=1000Vc/πdo=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/mi④计算基本时间，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+5/400×0.7=0.092min工序40工步1切槽①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/min②确定切削速度Vc，查表取Vc=137.8m/min③确定机床主轴转速。n=1000Vc/πdo=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.④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=0.23min⑤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40k6①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.②确定切削速度Vc，查表取Vc=87.15M/min③确定机床主轴转速。n=1000Vc/πdo=1000×87015/π×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.④计算基本时间T基本=17+3+4+5/400×0.3=0.24min工步2精车Φ45f7①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.②确定切削速度Vc，查表取Vc=137.8M/min③确定机床主轴转速。n=1000Vc/πdo=1000×137.8/π×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.④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/πdw=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=4.5/6T基本=（16-8/0.09×2×8）×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T×1000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/T0.2ap0.1af0.4ae0.2×600.8=214×200.12×1/1800.2×30.1×0.10.4×600.2×600.8=77.39m/min确定铣床主轴转速n=1000Vc/пdo=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Ф2通孔，扩、铰Φ4H9孔查表2-127选择Ф2的麻花钻工步1 钻Φ2通孔①确定进给量f，查表得f=0.13mm②确定切削速度Vc=34.8m/min③确定主轴转速nn=1000Vc/пdo=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/min④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=0.02min⑤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Φ3.98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Φ4H9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120º的φ4H9的孔和φ2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、钻床夹具设计过程1.1零件本工序的加工要求分析钻φ4H9孔和钻φ2的通孔本工序前已加工的表面有：(1)φ28H7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，Φ3.8扩孔钻铰刀/r