星轮的加工工艺及专用夹具设计.docx

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星轮的加工工艺及专用夹具设计

概述1

第一章零件的分析3

1.1零件的工艺性分析5

1.1.1加工方法的选择..............................................................................................5

1.1.2保证星轮表面位置精度的方法.........................................................................5

1.1.3防止星轮变形的工艺措施................................................................................5

第二章工艺规程的设计6

2.1确定毛坯的制造形式6

2.2基准的选择6

2.2.1粗基准的选择6

2.2.2精基准的选择6

2.3制定工艺路线6

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定7

2.4.1两端外圆表面7

2.4.2工件内孔加工8

2.5确定切削用量及基本工时8

2.5.1工序1锻造毛坯8

2.5.2工序2车削工艺外圆8

2.5.3工序3镗孔..............14

2.5.4工序4滚压孔..............16

2.5.5工序5精车外圆17

第三章钻三个φ4阶梯斜孔专用夹具计...............................................................20

3.1工件的加工工艺.......................................................................................20

3.2定位元件的选择与设计.....................................................................20

3.3.1定位误差的分析...............................................................................................20

3.3.2定位元件的选择.............................................................................................21

3．3星轮在夹具中定位夹紧.......................................................................25

3．3．1夹紧装置的组成.............................................................................................25

3．3.2夹紧力的确定..........................................................................................25

3．3.3夹紧机构的选择与设计............................................................................25

第四章钻φ4阶梯斜孔工序刀具设计说明书.....33

第五张　钻φ4阶梯斜孔工序量具设计说明书...................................34

第六章：

星轮左端成型数控加工程序的编制............................................36

6.1数控加工的特点...............................................................................................36

6.2数控编程的方法及特点...................................................................................36

6.3数控加工程序内容...........................................................................................37

设计体会…………………………………………………………………………….38

参考文献39

致谢40

概述

一零件的功用和结构特点

　　我国自行研发的“星轮传动”技术，可以使装备机械上的加速器、减速器、调速器、变速器的体积变小、功能增强，并减少进口。

这一新技术得到中国星轮传动协会和机械工业部有关专家的认定。

专家们认为，“星轮传动”技术的原理为我国独创，可应用在煤矿、石油开采、风力发电重型机械、建材水泥等储多领域，应用空间巨大。

　据机械专家介绍，我国传统装备机械沿用的减、变速器品种繁杂，体积巨大。

一台轧钢机的减速器达到22吨重，而大型水泥设备的减速器重达60吨，安装费力，又耗费巨大电能和热能，且国内有数千家减速器厂家，产品规模很不相同。

经过三年的不断试验，哈尔滨国海星轮传动有限公司首次将新的“星轮传动”技术应用在生产领域，并获得成功。

这项独创的星轮传动技术的核心是，将一个减、变速器内部170个单元，按用户要求任意组合，制出的部件标准化、系列化、通用化，有很强的互换性，到哪都能用得上。

而且可以任意改变扭距，增大拉动能力，使一个很小的减速器带动庞大的装备机械。

也就是说，原来22吨的减速器，应用新技术后，重量能够减少14.5吨，真正达到“以小带大”。

不仅如此，由于不同的排列组合，只要客户对减、变速器有不同的要求，需要不同形状的产品，这项新技术都能完成它。

目前，我国独创的“星轮传动”技术已经应用到三峡水电站、秦皇岛码头、山西部分大煤矿，并已形成为“上海路桥”“神华集团”等国家大型企业配套的能力。

而其中最重要的零件便是星轮,它在其中作用是无与能比,现在就来探讨一下它作用与结构.

二星轮零件的技术要求

该零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求如下：

1、内孔

内孔是起支承作用或导向作用最主要的表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞相配合。

内孔直径的尺寸精度一般为2级，精密轴套有时取1级.

内孔的形状精度，一般应控制在孔径公差以内，有些精密轴套控制在孔径公差的，甚至更严。

对于长的套筒除了圆柱度和同轴度外，还应注意孔轴线直线度的要求。

为保证零件的功能和提高其耐磨性，内孔表面粗糙度一般为，有的高达以上。

2、外圆

外圆表面一般是套筒零件的支承表面，常以静配合或过渡配合同箱体或机架沙锅内的孔相连接。

外径的尺寸精度通常为2~3级；形状精度控制在外径公差以内；粗糙度一般为。

1）内外圆之间的同轴度

当内径的最终加工系将套筒装入机座后进行时，套筒内外圆间的同轴度要求较低；如果最终加工是在装配前完成时要求较高，一般为0.01~0.05mm。

2）孔轴线与端面的垂直度

星轮的端面（包括凸缘端面）如工作中承受轴向载荷，或虽不承受载荷但加工中是作为定位面时，与孔轴线的垂直度要求较高，一般为0.02~0.05mm。

三星轮零件的材料与毛坯

齿轮零件一般都是用钢、铸铁、青铜或黄铜等材料制成。

有些滑动轴承采用双金属机构，即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，这样既可节省贵重的有色金属，又能提高轴承的寿命。

星轮的毛坯选择与其材料、结构和尺寸等因素有关。

孔径较小（如d<20mm）的套筒一般选择热轧或冷拉棒料，也可以采用实心铸件。

孔径较大时，采用无逢钢管或带孔的铸件和锻件。

大量生产时可以采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，既提高生产率又节约金属材料。

第一章零件的分析

1.1零件的工艺分析

1.1.1加工方法的选择

该零件的主要加工表面为孔和外圆表面。

外圆表面加工根据精度要求可选择车削和磨削。

孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。

对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。

本次设计的星轮，为保证孔的精度和表面质量将先后经过粗镗、半精镗、精镗和滚压等四道加工．

1.2.2、保证星轮表面间位置精度的方法

由星轮零件的技术要求知，星轮零件内外表面间的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度一般均有较高要求。

为保证这些要求通常可采用下列方法：

1.在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。

这种方法除了工件的安装误差，所以可获得很高的相对位置精度。

但是，这种方法的工序比较集中，对于尺寸较大（尤其是长径比较大）套筒也不便与安装，故多用于尺寸较小轴套的车削加工。

2.星轮主要表面加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以圆为精基准最终加工内孔。

这种方法由于所用夹具机构简单，且制造和安装误差小，因此可保证较高的位置精度，在星轮加工中一般多采用这种方法。

星轮主要表面加工在几次安装中进行，先终加工外圆，然后以外圆为精基准最终加工内孔。

采用这种方法时工件装夹迅速可靠，但因一般卡盘安装误差较大，加工后工件的位置精度较低。

若欲获得较小的同轴度，则必须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液体塑料夹头和经过修磨的三爪卡盘等。

对于较长的零件，为保证位置精度，往往以外圆定位，采用一端夹持，另一端用中心夹支托来最终加工内孔。

对于本次设计加工零件的工艺不采用这种方法,是因为加工内孔时,安装工件需要φ45工艺外圆,只有当外圆加工完后,才可能车去加工内孔,进而车出与内孔有较小的同轴度的外圆表面φ４０及加工出其它三个斜面与斜孔．

1.2.3、防止星轮变形的工艺措施

该零件在加工中防止变形的工艺措施，加工中常因夹紧力、切削力和切削热等因素的影响而产生变形。

防止变形应注意,为减少切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进行。

粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正。

第二章工艺规程的设计

2.1确定毛坯的制造形式

星轮零件的毛坯选择与材料、机构和尺寸等因素有关还与它在工作中所处的工作环境有关。

孔径较小的星轮一般选择热轧或冷拉棒料，也可采实心铸件。

孔径较大时，常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件。

大量生产时可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，既提高生产率又节约金属材料。

本零件为锻造件，材料为40Cr优质合金钢，抗拉强度：

；屈服强度：

；硬度：

HBS为197，最终成品调质处理到硬度为22-27HRC.

2.2基准的选择

基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基准面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

2.2.1粗基准的选择

对于零件而言，尽可能选择不加工表面作为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

对于较长的套筒零件，为保证位置精度，往往以外圆定位，采用一端夹持，另一端用中心夹支托来最终加工内孔。

根据这个原则，本零件选取星轮外圆φ45为粗基准。

工件一端用三爪卡盘夹持一端，另一端则用大头顶尖顶住另一端。

采用这种方法时工件装夹迅速可靠，但因一般卡盘安装误差较大，加工后工件的位置精度较低。

为了获得较小的同轴度，须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液体塑料夹头和经过修磨的三爪卡盘等。