星輪加工工藝銑寬8N9鍵槽夾具設(shè)計(jì)【三維UG】【含CAD圖紙】

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In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then a special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.Keywords: wheel, cutting, positioning errorI 序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。星輪的加工工藝規(guī)程及其銑鍵槽、銑L面的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 第一章 零件的分析1.1 零件的作用 題目所給定的零件是汽車(chē)離合器上的星輪（見(jiàn)圖1），其作用是依靠太陽(yáng)輪和行星架的正時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)和逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)方向的改變，按照類(lèi)型又分為主動(dòng)和被動(dòng)行星輪，只要運(yùn)用在汽車(chē)變速箱（AT）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，能增加和遞減傳遞的動(dòng)力。 圖 1 星輪1.2 零件的工藝性分析 星輪共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下： 星輪外圓40K6,45f7,其形狀公差均遵守包容要求,表面粗糙度均為Ra1.6m星輪內(nèi)孔28H7,其形狀公差遵守包容要求,表面粗糙度為Ra0.8m,其外形尺寸14端面與孔28軸心線垂直度誤差為0.025,其左端面對(duì)孔28軸心線圓跳動(dòng)誤差為0.025;外圓45軸心線對(duì)外圓40軸心線的同軸度誤差為0.06,外形尺寸610.15右端面對(duì)尺寸17的圓跳動(dòng)誤差為0.02；鍵槽寬度為8H9,長(zhǎng)度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2m，在64的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔28H7軸心線的平行度誤差為0.012表面粗糙度為Ra0.8m，3個(gè)4H9孔相對(duì)于對(duì)稱(chēng)分布三個(gè)。1.3 保證星輪表面間位置精度的方法 由星輪零件的技術(shù)要求知，星輪零件內(nèi)外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度一般均有較高要求。為保證這些要求通?？刹捎孟铝蟹椒ǎ?.在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安裝誤差，所以可獲得很高的相對(duì)位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對(duì)于尺寸較大（尤其是長(zhǎng)徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車(chē)削加工。2.星輪主要表面加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工外圓，然后以圓為精基準(zhǔn)最終加工內(nèi)孔。這種方法由于所用夾具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在星輪加工中一般多采用這種方法。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 確定毛坯的制造形式星輪零件的毛坯選擇與材料、機(jī)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)還與它在工作中所處的工作環(huán)境有關(guān)?？讖捷^小的星輪一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采實(shí)心鑄件。孔徑較大時(shí)，常采用無(wú)縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時(shí)可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率又節(jié)約金屬材料。本零件為鍛造件，材料為45鋼，最終成品調(diào)質(zhì)處理到硬度為22-27HRC。2.2 基面的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。1.粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)于較長(zhǎng)的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來(lái)最終加工內(nèi)孔。根據(jù)這個(gè)原則，本零件選取星輪外圓45為粗基準(zhǔn)。工件一端用三爪卡盤(pán)夾持一端，另一端則用大頭頂尖頂住另一端。采用這種方法時(shí)工件裝夾迅速可靠，但因一般卡盤(pán)安裝誤差較大，加工后工件的位置精度較低。為了獲得較小的同軸度，須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤(pán)、液體塑料夾頭和經(jīng)過(guò)修磨的三爪卡盤(pán)等。2.精基準(zhǔn)的選擇星輪主要應(yīng)用于超越離合器上面，其星輪的軸心線既是定位基準(zhǔn)也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在車(chē)削時(shí)選他作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合原則，實(shí)現(xiàn)外圓柱面的圓跳動(dòng)和同軸度（采用專(zhuān)用夾具夾緊機(jī)構(gòu)），這使得工藝路線基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。毛坯外表面加工余量大，定位時(shí)可以車(chē)一頭換向車(chē)另一頭，最后，兩頂一夾。其定位方法比較精確，加緊也比較簡(jiǎn)單快捷，使操作者方便省力。2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下工藝方案：工序00 鍛造工序10 調(diào)質(zhì)處理工序20 粗車(chē)星輪64外圓面、45k6外圓面、64端面和45k6端面工序30 掉頭粗車(chē)、半精車(chē)星輪45f7外圓面；粗車(chē)64端面；粗車(chē)、半精車(chē)40k6端面工序40 半精車(chē)45k6外圓面和端面工序50 擴(kuò)、粗鉸、精鉸28H7孔并孔口倒角工序60 精車(chē)45k6外圓面；45f7外圓面；粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)40k6外圓面；車(chē)30.5退刀槽；車(chē)倒角145 工序70 鉆45k6端面上3-4孔深10 工序80 粗銑、精銑L面 工序90 鉆3-4孔深8 工序100 粗銑、半精銑鍵槽 工序110 去毛刺 工序120 檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫(kù)2.4 機(jī)械加工余量的確定 星輪零件材料為45鋼，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量，采用鍛造毛坯。1、星輪45k6端面，表面粗糙度分別為Ra3.2，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8得，單邊總余量Z=3.0，需要經(jīng)過(guò)粗車(chē)半精車(chē)方可滿(mǎn)足其精度要求。粗車(chē) 單邊余量Z=2.5半精車(chē) 單邊余量Z=0.52、星輪40k6端面，表面粗糙度Ra3.2，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8得，單邊總余量Z=3.0，需要經(jīng)過(guò)粗車(chē)半精車(chē)方可滿(mǎn)足其精度要求。粗車(chē) 單邊余量Z=2.5半精車(chē) 單邊余量Z=0.53、星輪64端面，表面粗糙度分別為Ra6.3，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8得，單邊總余量Z=3.0，一步粗車(chē)即可滿(mǎn)足其精度要求。4、45k6外圓面，表面粗糙度Ra1.6，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-7得，單邊總余量Z=2.5，三步車(chē)削即粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)方可滿(mǎn)足其精度要求。粗車(chē) 單邊余量Z=2.0半精車(chē) 單邊余量Z=0.4精車(chē) 單邊余量Z=0.15、45f7外圓面，表面粗糙度Ra1.6，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-7得，單邊總余量Z=2.5，需要經(jīng)過(guò)粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)方可滿(mǎn)足其精度要求。粗車(chē) 單邊余量Z=2.0半精車(chē) 單邊余量Z=0.4精車(chē) 單邊余量Z=0.16、40K6外圓面，表面粗糙度Ra1.6，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-7得，單邊總余量Z=2.5，需要經(jīng)過(guò)粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)方可滿(mǎn)足其精度要求。粗車(chē) 單邊余量Z=2.0半精車(chē) 單邊余量Z=0.4精車(chē) 單邊余量Z=0.17、鍵槽，表面粗糙度分別為Ra3.2、Ra6.3，因鍵槽尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8得，需要經(jīng)過(guò)粗銑半精銑方可滿(mǎn)足其精度要求。8、L面，表面粗糙度Ra6.3，因余量不大，故采用實(shí)心鍛造，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8得，需要經(jīng)過(guò)粗銑即可滿(mǎn)足其精度要求。9、3-4孔，因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鍛造，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-7知，4孔一步鉆削即可滿(mǎn)足其精度要求。10、28H7孔，表面粗糙度Ra0.8，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-7知，單邊余量Z=2.5mm,三步鉆削即擴(kuò)粗鉸精鉸方可滿(mǎn)足其精度要求。2.5 確定切削用量及基本工時(shí)工序100 粗銑、半精銑鍵槽工步一：粗銑鍵槽1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式立銑刀，刀片采用YG8,，2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在三次走刀?nèi)銑完，則2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取490當(dāng)490r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：半精銑鍵槽1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式立銑刀，刀片采用YG8,，2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在三次走刀?nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取380當(dāng)380r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 第三章 銑鍵槽夾具為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序100：銑鍵槽的夾具設(shè)計(jì)3.1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用于銑鍵槽，側(cè)面粗糙度為Ra3.2，底面粗糙度Ra6.3，與其他面沒(méi)有位置度要求，設(shè)計(jì)夾具時(shí)不用考慮位置度關(guān)系。3.2 切削力和夾緊力的計(jì)算（1）切屑力計(jì)算查表1-2-3 圓周力： 徑向力： 軸向力：其中：查機(jī)床夾具手冊(cè)表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N（2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱(chēng)直徑d=10mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿(mǎn)足要求 經(jīng)校核： 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠3.3 定位誤差的分析與計(jì)算 一面兩銷(xiāo)定位誤差 1、移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 （式3-1）式中： 心軸孔的最大偏差 心軸孔的最小偏差 心軸定位孔與心軸最小配合間隙代入（式3-1）得： =0.021+0+0.02 =0.041（mm) 2、 轉(zhuǎn)角誤差 （式3-2）式中： 心軸孔的最大偏差 心軸孔的最小偏差 心軸定位孔與心軸最小配合間隙 削邊銷(xiāo)孔的最大偏差 削邊銷(xiāo)孔的最小偏差 削邊銷(xiāo)定位孔與定位銷(xiāo)最小配合間隙其中： 則代入（式3-2）得：則：=0.10033.4 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱(chēng)尺寸允差d允差公稱(chēng)尺寸允差D14-0.011-0.0272083105.714+0.0235對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。對(duì)刀塊選用直角對(duì)刀塊，其結(jié)構(gòu)如下圖3.4所示，塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖3.5所示： 圖3.4 直角對(duì)刀塊圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.1 平塞尺尺寸表公稱(chēng)尺寸H允差dC1-0.0060.253.5 銑夾具的說(shuō)明1.軸34端面與工件45K6端面配合限制三個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)2.軸28外圓面與工件28H7孔配合限制兩個(gè)自由度，即Y軸移動(dòng)、Z軸移動(dòng)。3.削邊軸外圓面與工件4外圓面配合限制一個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位。4.銑刀的位置由直形對(duì)刀塊與塞尺保證。5.夾具體與工作臺(tái)的位置由兩個(gè)定位鍵保證。6.工件的夾緊則是由螺母、螺栓、快換墊圈和心軸組成的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，松動(dòng)螺母，即可取下快換墊圈，進(jìn)而取出工件，同理，當(dāng)放上待加工工件后，將快換墊圈放上，擰緊螺母即可夾緊工件。 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了課程設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們踏入社會(huì)的關(guān)鍵一步。致 謝這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專(zhuān)業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn)1 陳鴻均 主編 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8 2 馮道 主編 機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003.9 3 李益民 主編 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2012.7 4 李洪 主編 機(jī)械加工工藝及夾具手冊(cè) 北京：北京出版社 1990.12 5 樂(lè)兌謙 主編 切削用量 北京：高等教育出版社 2000.7 6 徐鴻本 主編 機(jī)床夾具手冊(cè) 重慶：重慶大學(xué)出版社 2003.10 7 儲(chǔ)凱 許斌等主編 機(jī)械工程材料 重慶：重慶大學(xué)出版社 1997，128 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京：中國(guó)計(jì)量出版社 2000，19 樂(lè)兌謙 主編 金屬切削刀具 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1992，1210 李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1983，411 陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1986，412 周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社 2002,1218