星轮课程设计说明书Word文档格式.docx

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3.5.4挡板-------------------------------------------------------17

3.6 

夹具总体结构与夹具使用说明--------------------------------------17

总结--------------------------------------------------------------------18

参考文献----------------------------------------------------------------19

附图

前言

机械制造课程设计是在学完了机械制造技术课程后，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。

本设计包括两个部分内容：

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。

第三部分是为了提高生产率而设计的夹具。

该部分包括原始资料的分析，定位-加紧分析，夹具精度的分析与计算，夹具总体结构分析与夹具使用说明。

设计从还存在许多的不足，恳请老师批评指正。

1零件分析

1.1计算生产纲领，确定生产类型

所给任务的零件是某机器上一个减速器上的零件，假定该机器年产量为5000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%）=100（1+5%+1%）=5000件/年

由上式可知，该零件的年产量为5000件，由零件的特在征可知，它属于机体类小零件，因此可以确定其生产类型为大批量生产

1.2零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Ф40K6,Ф45f7,其形状公差均遵守包容要求,表面粗糙度均为Ra1.6µ

m;

②星轮内孔Ф28H7,其形状公差遵守包容要求,表面粗糙度为Ra0.8µ

m,其外形尺寸14 

端面与孔Ф28轴心线垂直度误差为0.025,其左端面对孔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Ra5.2µ

m，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Ra0.8µ

m,3-Φ4H9孔相对于对称分布三个。

2.过程工艺分析

2.1选择毛坯：

根据零件材料确定毛坯材料，由于星轮是用于超越离合器上的关键零件，需要结构比较硬，故材料选为45钢件。

毛坯的类型为型材（圆制棒料）。

由于45钢的经济性比较高，由简明机械加工手册知毛坯的精度应该选IT12级，其规格为Φ68.L=64,牌号为60Si2Mn。

查《机械加工工艺与夹具》及相关《机械设计》手册确定个加工表面的加工余量如下表所示：

加工表面

基本尺寸

加工余量数值

说明

外圆表面

Φ68mm

3mm

车削加工

Φ65mm

1mm

内圆表面

Φ30mm

2mm

内圆车刀

阶梯轴部分Φ45mm.Φ40mm

Φ64mm

4mm\3mm

外圆表面加工

零件图

2.2定位基准的选择：

粗基准的选择：

在保证各加工面都有余量的前提下，因为要保证圆柱面的中心线垂直于左端面，所以以Φ60的外圆表面的粗基准。

精基准的选择：

星轮主要应用于超越离合器上面，其星轮的轴心线既是定位基准也是设计基准，在车削时选他作为精基准，能使加工遵循基准重合原则，实现外圆柱面的圆跳动和同轴度（采用专用夹具夹紧机构），这使得工艺路线基准统一原则。

毛坯外表面加工余量大，定位时可以车一头换向车另一头，最后，两顶一夹。

其定位方法比较精确，加紧也比较简单快捷，使操作者方便省力。

机械加工工艺过程卡片

产品型号

C３１６３－１

831003

共5页

产品名称

机床

零件名称

星轮

第1页

材料牌号

45钢

毛坯

种类

型材

尺寸

φ68

毛坯件数

1

每台

件数

备注

工序号

工序

名称

工序内容

车间

工段

设备

工艺装备

工时

准终

单件

车削

1.粗车φ68

2.精车φ64

3.粗车阶梯轴φ47

4.精车阶梯轴φ45

5.粗车阶梯轴φ42

6.精车阶梯轴φ40

车床车间

6

车床

专用夹具、高速钢车刀（W18Cr4V），

游标卡尺

480s

2

镗孔

铰孔

1.镗孔φ26.5

2.铰孔至φ28

镗床车间

镗床

专用夹具、可调整的镗刀YT8），卡尺，塞规

100s

3

倒角

1.倒角2*45°

普通车刀，游标卡尺

20s

4

铣键槽

1.铣键槽

铣床车间

铣床

专用夹具、铣刀

80s

5

铣削

1.粗铣φ64段

2.粗铣平面

专用夹具、盘铣刀深度，

200s

1.精铣φ64段

2.精铣平面

专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀，

7

1.钻孔3×

φ4H9

钻床车间

钻床

专用夹具、麻花钻，内径千分尺

9

检验

检验车间

塞规，卡尺等。

设计（日期）

2010.6.26

审核（日期）

会签（日期）

标记

处数

更改文件

签字

日期

更改文件号

2.3 

确定各表面的加工方法， 

拟定加工工艺路线：

根据零件的形状和尺寸以及技术要求，将工件划分为下面几个阶段：

制定工艺加工路线。

（1）工艺路线方案一：

1.粗、精车端面，钻顶尖孔、两端45°

倒角,夹一端粗车另一头，车好后，掉头车削另一端。

以Ф64mm圆柱面为粗基准。

选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。

2.粗、精车B/C面

3.车如零件图所示Ф45mmФ40mm,的阶梯轴。

4.粗、精车Ф28mm内圆柱面，

5.铣键槽。

以A面为基准，

6.以A型键的中心线及A面为基准。

选用X62W卧式铣床专用夹具夹紧工件在Ф64mm阶梯轴处垂直铣39.7mm个深度到水平90°

，然后转动万能分度头15°

继续铣削到39.7mm.

7.重复步骤6，转动120°

铣三个。

8.按零件图所示，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。

在水平方向上距轴心线26.9mm出攻钻孔Φ4mm，转动万能分度头120°

加工三次。

（2）工艺路线方案二：

3.粗、精车端面，钻顶尖孔、两端45°

4.粗、精车B/C阶梯轴外圆面

3.车如零件图所示Ф45mmФ40mm,的阶梯轴。

4.铣键槽。

5.粗、精车Ф28mm内圆柱面，

确定机械加工余量、工序尺寸及公差：

铣削加工加工余量依据《机械加工工艺手册设计实用手册》表8—31以及表15—50查得、公差依据《互换性与测量技术基础》表3—2查得表面粗糙度以及经济精度由《机械制造工艺学》表1—15查得

钻、扩、铰孔加工加工余量依据《机械加工工艺手册设计实用手册》表8—18查得、公差依据《互换性与测量技术基础》表3—2查得表面粗糙度以及经济精度由《机械制造工艺学》表1—15查得

星轮的材料为45钢，生产类型为批量生产，采用型材。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

（1）星轮基准面A。

据《金属机械加工工艺人员手册》（以下简称《人员手册》）表5-6，型材偏差±

1.0mm。

表面粗糙度Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。

参照《实用金属切削加工工艺手册》（以下简称《切削手册》）第586页可知，加工余量为：

粗车：

Ф=2.5mm，精车：

Ф=0.5mm。

粗车削的加工精度IT11级，因此偏差±

0.11。

精车削偏差即为零件偏差。

（2）Ra=1.6μm的端面。

要求粗加工和精加工。

参照《人员手册》表5-72可知，加工余量为2mm。

　（3）基准面为左端面B。

Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。

参照《人员手册》表5-72，粗车

ap=3mm,精车ap=1mm。

车削公差即为零件公差：

0.02mm。

　（4）圆柱体右端面。

Ra=3.2μm。

要求粗加工和半精加工。

参照《切削手册》第586页可知，粗车Ф=3mm，半精车Ф=0.5mm。

　（6）圆柱体左端面。

（7）Φ28h7内孔。

粗磨和精磨。

粗磨2Z=1.5mm，精磨2Z=0.5mm。

公差+0.011mm（见《互换性与测量技术》表1-8）。

　由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。

实际上，加工余量有最大和最小之分。

本设计规定的零件为小批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定

　　根据基准面A与Φ28h7孔的中心线之间的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图可知上述方案可行

（五）、确定切削用量

圆柱体左右端面加工

加工要求：

粗糙度Ra=3.2

加工工步的具体参数：

粗车的

加工余量：

4mm表面粗糙度：

Ra=6.4经济精度：

IT11;

公差：

1.85mm；

半精车

1.5mm;

表面粗糙度：

Ra=3.2;

经济精度：

IT9;

刀具选择：

九十度外圆车刀;

材料：

高速钢（W18Cr4V）；

基本参数：

D=80mm，L=45mm，d=32mm，z=10

（见《切削用量手册》表18—5）

A面

粗糙度3.2；

粗车

3mm；

表面粗糙度：

Ra=4~6；

经济精度：

IT10；

T=0.46mm

精车

0.35mm；

Ra=0.6~4；

IT7；

公差：

T=0.046mm

右端阶梯轴外圆面

粗糙度1.6，与A面同轴度0.06。

2mm；

Ra=4~5；

IT11；

0.5mm；

Ra=1.6~3.2；

0.046mm，

Φ45阶梯轴表面粗糙度1.6

0.15mm；

Φ28H7孔

直径28mm基孔制；

七级精度；

孔轴与A、B面分别由0.05的垂直度要求；

孔有0.005的圆度和0.01的直线度的形状精度；

孔壁粗糙度为0.8

镗孔至Φ26.5

1.5mm表面粗糙度：

Ra=10~40?

IT12公差：

0.3mm

直径为27.5mm的可调整的镗刀装配式镗刀杆；

YT8；

d=29.5mm，L=150mm（见《机械加工工艺设计实用手册》）

粗铰孔至Φ27.7

1.2mm表面粗糙度：

Ra=20~80?

IT9公差：

0.074mm

用可调整的镗刀装配式镗刀杆；

材料：

YG8；

基本参数：

d=27.7mm，（见《机械加工工艺设计实用手册》表

精镗孔至Φ27.95mm

0.25mm；

Ra=0.32~5；

0.005mm

直径为Φ27.95mm的调整的镗刀装配式镗刀杆；

d=27.95mm，（见《机械加工工艺设计实用手册》

配研

0.05mm；

Ra=0.32~1.0；

IT3；

研棒

镗Φ28h7孔2×

45°

表面粗糙度:

Ra=5~80；

（见《机械加工工艺设计实用手册》.

（见《机械制造工艺学》表1—15）

0.11mm；

（见《互换性与测量技术基础》表3—2）

　　刀具选择：

带可换导柱椎柄锥面锪钻；

L=150mmd=28mm

2、计算切削用量。

（一）车削用量的选择

背吃刀量的选择：

（1）已知长度方向的尺寸为61±

0.15mm。

根据毛坯尺寸Φ68mm.L=64mm，故分二次加工（粗车、半精车和精车）。

粗车时，选择aｐ=1.5mm；

半精加工时，选择aｐ=0.3mm；

精车时，选择aｐ=0.1mm.车削内圆时，粗车精车被吃刀量分别为aｐ=0.8mmaｐ=0.3mm。

（2）进给量、根据《切削简明手册》（第3版）表1.4当刀杆尺寸为16mm×

25mm,ae≤３mm时，以及工件直径为Φ68mm时.ƒ=0.6-0.8mm/ｒ.

按C３１６３－１　车床说明书　取ƒ=0.6mm/n。

由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85所以：

实际进给量f=0.6×

0.8=0.48mm/ｒ

按C３１６３－１　车床说明书　ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ

（3）计算切削速度由机夹课程设计指导书知，对于高速钢切削中碳钢的平均切削速度为1.67m/s.

（4）确定机床主轴转速ns=1000vc/

dw=229.8（r/min）

按C３１６３－１　车床说明书　ｎ＝200r／min

（5）机床功率：

根据《切削用量简明手册》表3.20当Vc=71m/minae=2.8mmaｐ=1.5mmfz=0.08Kmpc=1.4kw

切削功率的修正系数：

故Pct＜0.8,

根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为

Pcm=7.5×

0.75=5.63kw

故Pcc＜Pcm因此所决定的切削用量可以采用。

ae=2.8mm

Vf=80m/minn=160r/min

Vc=1.67m/s

fz=0.0725mm/s

（6）基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5

Tm=（L+L1+△）/Vf

=（28+14）/80=0.525（min）

L1+△=14mm

1）

（二）铣削用量的选择选择刀具

根据《切削用量简明手册》表3.1铣削宽度ae≤5mm时。

直径为do=50mm　故齿数Ｚ＝８，由于采用标准镶齿圆柱铣刀

铣刀几何参数（表3.2）rn=10°

ao=16°

（1）铣削背吃刀量根据阶梯轴尺寸Φ64mm.L=14mm留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac＝2.8±

0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2um，采用半精铣精铣，选择背吃刀量为分别为1mm和0.3mm.

（2）进给量的选择由单向转动部分知，铣削深度为7.7mm宽度为14mm。

经《简明机械加工工艺手册》11—22查出进给量为f=0.15mm。

（3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命。

根据《切削用量简明手册》表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm，

刀具寿命T=120min（表3.8）

（4）铣削速度经《简明机械加工工艺手册》11—23查出削速度为0.08m/s.

（5）基本工时，

入切量及超切量由表2.29.查出L+△=10mm

所以Tm=L/nf

=（80+10）/280x0.62

=0.32（min）

（6）机床功率：

根据《切削用量简明手册》表3.20当Vc=71m/minae=2.8mmap=41mmfz=0.08Kmpc=1.4kw

0.75

=5.63kw

ae=2.8mmVf=80m/minn=160r/minVc=0.08m/sfz=0.0625mm/z

（三）铣键槽铣削8N9槽。

加工工件尺寸：

8+0.170mm,长度L=16mm

加工要求：

高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8用乳化液冷却

机床：

X62W

（1）选择铣削用量

由于槽的宽度为8mm,故二次走完，ae=23mmap=10mm

由《切削用量简明手册》表3.3确定f=0.5mm/r现取f=0.8mm/r

fz=0.5/24=0.02mm/s

（2）确定切削速度Vc和每齿进给量：

决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》3.27的公式

由《切削用量简明手册》，表2.15得Ｖ=21m/min

n=1000V/

D=334.4由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min取280n/min

Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,

Ksv=0.8,KTv=0.82,

Kv=Km*Ksv*KTv

=1.12*0.8*0.82

=0.79

5）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5

Tm=（L+L1+△）•i/Vf

=（40+20）X2/150

=0.8（min）

L1+△=20mm

i=2（走两次）

三、专用夹具的设计

1、车床夹具的设计

由毛坯形状和加工精度要求及公差要求，综合零件图、装配图、毛坯图和加工工艺规程可知，应选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。

定位方式：

采用一夹一顶进行装夹，并以Φ64的轴心线作为定位基准，进行车削。

其切削用量，刀具选择、主轴转速等以上述工艺规程为准符合技术要求及性能精度的要求。

2、铣床夹具的设计

夹具体的设计：

由于装配夹具体具有制造成本低、周期短，精度稳定等优点，有利于夹具标准化、系列化，