星輪 加工工藝和車外圓表面夾具設計[含CAD圖紙和文檔所見所得]

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機 械 制 造 技 術 基 礎 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 手動夾緊 通用工藝裝備 設計時間： 2008.9.11~2008.12.29 設計內容：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課、技術基礎課以及大部分專業(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。 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中，主要起換檔，使主軸回轉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，零件內有較大的孔徑，故應先進行鍛造成型，再進行相關的機加工，最后進行熱處理。 二 . 確定生產類型 已知此星輪零件的生產綱領為5000件/年，零件的質量是0.4Kg/個，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》3頁表1-3和1-4，可確定該星輪生產類型為大批生產，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，零件結構又比較簡單，生產類型為大批生產，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： 《機械制造技術基礎課程設計指導教程》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)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表2－13和表2－14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2-11 1.52.0 取(1.5) 表2-13 寬度45 表2-10 1.52.0 取(1.8) 表2-13 寬度40 表2-10 1.52.0 取(1.8) 表2-13 寬度64 表2-10 1.52.0 取(1.8) 表2-13 孔徑28 表2-10 2.0 表2-14 厚度14 表2-11 1.52.0 取(1.5) 表2-13 注:備注中所選表格皆來自機械制造技術基礎課程設計指導教程》 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，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。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φ70的棒料外圓輪廓表面作為粗基準。采用φ70外圓面定位加工內孔、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)星輪的技術要求和裝配要求，選擇星輪右端面和右側φ45f7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要求得到合理的保證。在生產綱領為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產效率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效率，以便使生產成本盡量下降。 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φ64三個端面 X60臥式銑床 專用銑刀 游標卡尺 6 磨φ64三個端面 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：該星輪的生產綱領為大批生產，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)<<機械制造技術基礎課程設計指導教程>>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/r 3. 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)<<機械制造技術基礎課程設計指導教程>>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)<<機械制造技術基礎課程設計指導教程>>P101表5-1,可知 5.計算銑削速度： 依據(jù)<<機械制造技術基礎課程設計指導教程>>P102表5-1切削速度為V=30m/min. 5.確定機床主軸轉速； 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<<機械制造技術基礎課程設計指導教程>> ３.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 為了提高勞動生產率，保證加工質量，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=1070N 2．最大轉矩： 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及余量不均勻等引起的切削力的變化。 一般取 ：加工性質系數(shù)，粗加工取。精加工取 ：刀具鈍化系數(shù)，考慮刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取。這里取 ：斷續(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 =1554N 3. 夾緊元件強度校核 受力分析：當壓緊工件時，受轉矩T的扭轉而產生扭轉剪應力的作用。 扭轉剪應力： 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]：機械制造技術基礎課程設計指導教程 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） 上海科學技術出版社 [4]：切削用量手冊 [5]：機械制造技術基礎 出版：高等教育出版社 張世昌等主編 10