星輪 加工工藝和車外圓表面夾具設計課程設計

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步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1車右端面保證端面粗糙度小于Ra3.2高速鋼車刀6001240.20.5133s5s2粗車外圓A至4141.25，a至16.616.85mm高速鋼車刀，游標卡尺30062.170.52553453粗車外圓B至4747.25，b至26.626.85mm高速鋼車刀，游標卡尺30062.170.52041654粗車外圓C至63.664mm，倒外圓角高速鋼車刀，游標卡尺30062.170.52.516s55精車外圓A至39.99840.008 倒外圓角高速鋼車刀，千分尺1000141.30.112656精車外圓B至44.9544.975高速鋼車刀，千分尺1000141.30.112657切兩個3x0.5的槽3mm切槽刀，外徑千分尺30042.390.05012s5s 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）（廠名）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱星輪共 頁第 頁材料牌號40cr毛坯種類鍛件毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設備工藝裝備工時準終單件1粗車，半精車，精車兩端面粗車至6362.5，半精車61.562，精車610.15，Ra3.2um2鉆、擴，鉸中心孔鉆、擴28h7孔至27，粗鉸，精鉸到2828.021,Ra0.8um3粗車,半精車，精車外圓和凸臺粗車左端外圓4747.25，半精車至4646.039，精車至44.98745.003，粗車右外圓A至4141.25，粗車外圓B至4747.25，粗車外圓C至63.664mm，精車外圓A至39.99840.008 ，精車外圓B至44.9544.975C618K專用夾具60S4開槽切三個3x0.5槽C618K專用夾具10S5銑64三個端面粗銑至中心距26.3mm，精銑至中心距24.3024.31mmX60專用夾具10s65s6磨64三個端面磨至距心距24.29724.310mmM315專用夾具15s6s7鉆孔，擴孔8銑鍵槽銑鍵槽至40.5h11,Ra3.2寬為8N9X5012專用夾具10s5s9中檢10熱處理11校正12清洗13終檢14設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)課 程 設 計 說 明 書設計題目： 制定星輪的加工工藝，設計車表面車床夾具設 計 者：班 級： 學 號： 指導教師：機械設計制造及其自動化系機械制造工藝及夾具課程設計任務書 設計題目：制定星輪的加工工藝，設計車星輪外表面的車床夾具設計要求：大批量生產(chǎn) 手動夾緊 通用工藝裝備 設計時間： 2008.9.112008.12.29設計內(nèi)容：1、熟悉零件圖； 2、繪制零件圖（一張）； 3、繪制毛坯圖（一張）； 4、編寫工藝過程卡片和工序卡片（各一張）； 5、繪制夾具總裝圖； 6、繪制夾具零件圖； 7、說明書班 級：05機制（1）學 生： 劉小軍指導教師： 樓應候2008年12月25日目錄序言3一、零件的分析4 零件的作用4 零件的工藝分析4二 . 確定生產(chǎn)類型4三 .確定毛坯4四.工藝規(guī)程設計5 (一)選擇定位基準：5（二）制定工藝路線5（三）選擇加工設備和工藝設備5 (四）機械加工余量、工序尺寸及工時的確定6五、 夾具設計7 (一)問題的提出8 (二)夾具設計8（三定位誤差分析9（四）機床夾具的裝配圖見附圖9參考文獻：9序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導。一、零件的分析零件的作用題目所給的零件是星輪。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的工藝分析零件的材料為4540CR，零件內(nèi)有較大的孔徑，故應先進行鍛造成型，再進行相關(guān)的機加工，最后進行熱處理。二 . 確定生產(chǎn)類型 已知此星輪零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是0.4Kg/個，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指導教程3頁表1-3和1-4，可確定該星輪生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。三 .確定毛坯1 確定毛坯種類：零件材料為40CR?？紤]零件在運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鍛件毛坯。2 確定鍛件公差和加工余量及分形面形狀：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指導教程33頁表2-10和2-11，確定鍛件的長度、寬度、高度及厚度公差，再依據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指導教程表213和表214確定鍛件的機加工余量，分型面選擇在長度為mm處（如鍛件圖所示）。3繪制鍛件零件圖：（附零件圖）。 星輪鍛造毛坯尺寸公差及及加工余量 單位(mm)項目及加工余量(單邊)尺寸公差備注厚度61表2-111.52.0 取(1.5)表2-13寬度45表2-101.52.0 取(1.8)表2-13寬度40表2-101.52.0 取(1.8)表2-13寬度64表2-101.52.0 取(1.8)表2-13孔徑28表2-102.0表2-14厚度14表2-111.52.0 取(1.5)表2-13注:備注中所選表格皆來自機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指導教程四.工藝規(guī)程設計(一)選擇定位基準： 基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取70的棒料外圓輪廓表面作為粗基準。采用70外圓面定位加工內(nèi)孔、外表面和端面可保證孔的壁厚均勻并與外表面同軸度較高，并能保證端面的垂直度。（2）精基準的選擇。根據(jù)星輪的技術(shù)要求和裝配要求，選擇星輪右端面和右側(cè)45f7外圓作為精基準，零件上的許多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。（二） 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工序號工 名序 稱機床設備刀具量具1粗車，半精車兩端面臥式車床C618k車刀游標卡尺2鉆、擴，鉸中心孔立式鉆床字Z535立式鉆床字Z535游標卡尺3粗車,半精車，精車外圓和凸臺臥式車床C618k車刀游標卡尺4開槽臥式車床C618k切槽刀游標卡尺5銑64三個端面X60臥式銑床專用銑刀游標卡尺6磨64三個端面M315磨床專用磨刀游標卡尺7鉆孔，擴孔立式鉆床字Z535麻花鉆游標卡尺8銑鍵槽X60臥式銑床銑刀游標卡尺9中檢10熱處理11校正12清洗13終檢（三）選擇加工設備和工藝設備1 機床的選擇：工序030為車外表面(粗車和半精車，精車外表面)，可采用C618K車床。 工序040為開兩個3x0.5的槽 車床同上 2 選擇夾具：該星輪的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 3 選擇刀具：車外表面用端面車刀，開槽用切槽刀4選擇量具：專用量具5其他：(四）機械加工余量、工序尺寸及工時的確定工序030 以中心孔粗基準，分別粗車和半精車，精車外表面。1. 加工條件工件材料：40CR,鍛造。加工要求：粗車和精車加工外表面機床：C618K車床。刀具：高速鋼車刀2.確定粗車端面最大加工余量和進給量：依據(jù)經(jīng)驗得粗銑應留下2mm左右的加工余量；確定進給量f:根據(jù)P101表5-1，粗車加工時最大背吃刀量ap5mm；精加工時，f取小值，v取大值，故取f粗=0.8mm/r3. 確定精車端面加工余量和進給量:有經(jīng)驗得精銑的加工余量為1mm依據(jù)P101表5-1,可知4.確定精車端面加工余量和進給量:有經(jīng)驗得精銑的加工余量為0.6mm依據(jù)P101表5-1,可知5.計算銑削速度： 依據(jù)P102表5-1切削速度為V=30m/min.5.確定機床主軸轉(zhuǎn)速； 所以依據(jù)表4-1設定，半精車精車6.計算切削工時：根據(jù)情況確定工時工序040:切兩個3x0.5槽1. 選擇切槽刀 2.選擇切削進給量查 .計算工時由于磨削加工的工時很短可忽略不計只需計算專配時間故由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。五、 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序030車外端面(粗車和半精車，精車)。本夾具將用于臥式車床，刀具為專用高速鋼車刀.(一)問題的提出本夾具是用來車零件外表面,零件圖中端面的寬度有公差要求,且有粗糙度要求.這幾道工序包含粗加工和半精車 精加工,因此本工序加工時既要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,又要精度也有一定要求。 (二)夾具設計 1定位基準選擇 零件加工過程中所受的夾緊力較大，根據(jù)零件的形狀，以及夾緊機構(gòu)在夾具中安裝，可確定夾緊力的位置。為了節(jié)約輔助時間，減輕工人的勞動強度，便于制造和安裝，本夾具采用芯軸，用螺母、螺桿相互配合夾緊零件。夾緊力的計算:1 F= 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=42.7 =1 =0.8 當實際的加工條件與求得的經(jīng)驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對軸向力的修正系數(shù)其中：HB=235 nF =0.75=1.04所以：F=1070N2最大轉(zhuǎn)矩： M= 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=0.021 =2 =0.8 當實際的加工條件與求得的經(jīng)驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù)其中：HB=235 nF =0.75=1.04所以：F=2.計算夾緊力 本夾具采用的是螺母夾緊： M= 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=0.021 =2 =0.8 當實際的加工條件與求得的經(jīng)驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù)由參考文獻2表22-1其中：HB=235 nF =0.75=1.04所以：F=夾緊力Q所以 實際預緊力： 其中：K為安全系數(shù)：一般安全系數(shù)，考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質(zhì)及余量不均勻等引起的切削力的變化。 一般取：加工性質(zhì)系數(shù)，粗加工取。精加工?。旱毒哜g化系數(shù)，考慮刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取。這里?。簲嗬m(xù)切削系數(shù)，斷續(xù)切削時取。連續(xù)切削時，取所以 所以 所以 夾緊力為： Q =1554N3. 夾緊元件強度校核受力分析：當壓緊工件時，受轉(zhuǎn)矩T的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應力的作用。 扭轉(zhuǎn)剪應力：由第四強度理論，可知螺栓預緊狀態(tài)下的計算應力：元件材料為40Cr，屈服強度為=450 ，取安全系數(shù)n=1.9則許用擠壓應力。 （三）定位誤差分析 夾具的主要定位元件為22孔的定位銷 基準移位誤差，由于定位心軸和銷都有制造誤差. 為工件裝卸方便，孔與軸間還有最小間隙, 但可在對刀時補償故=0.013滿足自由公差要求。（四）機床夾具的裝配圖見附圖參考文獻：1：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指導教程 主編 鄒青 出版：機械工業(yè)出版社2：互換性技術(shù)與測量 出版：中國計量出版社3：機床夾具設計手冊（第三版） 上?？茖W技術(shù)出版社4：切削用量手冊5：機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 出版：高等教育出版社 張世昌等主編10