星輪畢業(yè)設計

1、<p>　　摘要：機械制造設計運用了“機械制造技術”、“金屬工藝學”、“互換性與測量技術”、“機械加工手冊”等課程。本次設計注重理論和實踐相結(jié)合，通過假期生產(chǎn)實習積累地經(jīng)驗與先前所修課程理論知識結(jié)合在一起來完成減速器中星輪的設計，再將設計成果和過程細細地記錄下來。本次設計通過分析課程設計存在的問題，然后經(jīng)過各種途徑解決，從中鍛煉自己。    本次星輪設計的加工工藝方法和裝備部分包括

2、機床、夾具、車、銑、鉆、鏜、擴、鉸等裝配和加工方法。零件的工藝性分析包括零件表面粗糙度、零件加工工藝規(guī)程設計等。設計結(jié)尾附有設計規(guī)程卡片。目錄     前言-----------------------------------------------------------------1  1  零件分析-----------------------

3、--------------------------------------2   1.1  計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型------------------------------------4   1.2  零件的工藝性分析和零件圖的審查---------</p><p><b>　　2.過程工藝分析</b>

4、;</p><p><b>　　2.1選擇毛坯：</b></p><p>　　根據(jù)零件材料確定毛坯材料，由于星輪是用于超越離合器上的關鍵零件，需要結(jié)構(gòu)比較硬，故材料選為45鋼件，已知零件的生產(chǎn)綱領為5000件/年，通過計算，該零件質(zhì)量為2.7kg，由參考文獻（5）表2—2，2—3可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯的類型為型材（圓制棒料）。由于45鋼的經(jīng)濟性比較高，由簡明

5、機械加工手冊知毛坯的精度應該選IT12級，其規(guī)格為Φ68.L=64,牌號為60Si2Mn。查《機械加工工藝與夾具》及相關《機械設計》手冊確定個加工表面的加工余量如下表所示：</p><p><b>　　零件圖</b></p><p>　　2.2定位基準的選擇：</p><p>　　粗基準的選擇：在保證各加工面都有雨量的前提下，因為要保證圓柱面的

6、中心線垂直于左端面，所以以Φ60的外圓表面的粗基準。</p><p>　　精基準的選擇：星輪主要應用于超越離合器上面，其性輪的軸心線既是定位基準也是設計基準，在車削時選他作為精基準，能使加工遵循基準重合原則，實現(xiàn)外圓柱面的圓跳動和同軸度（采用專用夾具夾緊機構(gòu)），這使得工藝路線基準統(tǒng)一原則。毛坯外表面加工余量大，定位時可以車一頭換向車另一頭，最后，兩頂一夾。其定位方法比較精確，加緊也比較簡單快捷，使操作者方便省力。

7、</p><p>　　2.3  確定各表面的加工方法， 擬定加工工藝路線：</p><p>　　根據(jù)零件的形狀和尺寸以及技術要求，將工件劃分為下面幾個階段：</p><p><b>　　制定工藝加工路線。</b></p><p>　?。?）工藝路線方案一：</p><p&

8、gt;　　粗、精車端面，鉆頂尖孔、兩端45°倒角,夾一端粗車另一頭，車好后，掉頭車削另一端。 以Ф64mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。</p><p><b>　　粗、精車B/C面</b></p><p>　　3.車如零件圖所示Ф45mmФ40mm,的階梯軸。</p><p>　　4.粗、精車Ф

9、28mm內(nèi)圓柱面，</p><p>　　5.銑鍵槽。以A面為基準，</p><p>　　6.以A型鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床專用夾具夾緊工件在Ф64mm階梯軸處垂直銑39.7mm個深度到水平90°，然后轉(zhuǎn)動萬能分度頭15°繼續(xù)銑削到39.7mm.</p><p>　　7.重復步驟6，轉(zhuǎn)動120°銑三個。</p&g

10、t;<p>　　8. 按零件圖所示，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。</p><p>　　在水平方向上距軸心線26.9mm出攻鉆孔Φ4mm，轉(zhuǎn)動萬能分度頭120°加工三次。</p><p>　?。?）工藝路線方案二：</p><p>　　粗、精車端面，鉆頂尖孔、兩端45°倒角,夾一端粗車另一頭

11、，車好后，掉頭車削另一端。 以Ф64mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。</p><p>　　粗、精車B/C階梯軸外圓面</p><p>　　3.車如零件圖所示Ф45mmФ40mm,的階梯軸。</p><p>　　4.銑鍵槽。以A面為基準，</p><p>　　5.粗、精車Ф28mm內(nèi)圓柱面，</p&

12、gt;<p>　　6.以A型鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床專用夾具夾緊工件在Ф64mm階梯軸處垂直銑39.7mm個深度到水平90°，然后轉(zhuǎn)動萬能分度頭15°繼續(xù)銑削到39.7mm.</p><p>　　7.重復步驟6，轉(zhuǎn)動120°銑三個。</p><p>　　8. 按零件圖所示，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表3-59確定

13、孔加工余量的分配。</p><p>　　在水平方向上距軸心線26.9mm出攻鉆孔Φ4mm，轉(zhuǎn)動萬能分度頭120°加工三次。</p><p>　　2.4  確定機械加工余量、工序尺寸及公差：</p><p>　　銑削加工加工余量依據(jù)《機械加工工藝手冊設計實用手冊》表8—31以及表15—50查得、公差依據(jù)《互換性與測量技術基礎》表3—2查得

14、表面粗糙度以及經(jīng)濟精度由《機械制造工藝學》表1—15查得</p><p>　　鉆、擴、鉸孔加工加工余量依據(jù)《機械加工工藝手冊設計實用手冊》表8—18查得、公差依據(jù)《互換性與測量技術基礎》表3—2查得表面粗糙度以及經(jīng)濟精度由《機械制造工藝學》表1—15查得</p><p>　　星輪的材料為45鋼，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用型材。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序

15、尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　?。?） 星輪基準面A。據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》（以下簡稱《人員手冊》）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。參照《實用金屬切削加工工藝手冊》（以下簡稱《切削手冊》）第586頁可知，加工余量為：粗車：Ф=2.5mm，精車：Ф =0.5mm。粗車削的加工精度IT11級，因此偏差±0.11。精車削偏差即為零件

16、偏差。</p><p>　?。?） Ra=1.6μm的端面。要求粗加工和精加工。參照《人員手冊》表5-72可知，加工余量為 2mm。</p><p>　?。?） 基準面為左端面B。Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《人員手冊》表5-72，粗車</p><p>　　ap =3mm,精車ap=1mm。車削公差即為零件公差：0.02 mm。</p>

17、<p>　　（4） 圓柱體右端面。Ra=3.2μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊》第586頁可知，粗車Ф=3mm，半精車Ф=0.5mm。</p><p>　?。?） 圓柱體左端面。Ra=3.2μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊》第586頁可知，粗車Ф=3mm，半精車Ф=0.5mm。</p><p>　?。?） Φ28h7內(nèi)孔。粗磨和精磨。粗磨2Z=1.

18、5mm，精磨2Z=0.5mm。公差+0.011mm（見《互換性與測量技術》表1-8）。</p><p>　　由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大和最小之分。</p><p>　　本設計規(guī)定的零件為小批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調(diào)整法加工方式予以確定</p>

19、<p>　　根據(jù)基準面A與Φ28h7孔的中心線之間的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖可知上述方案可行</p><p>　?。ㄎ澹?、確定切削用量</p><p><b>　　圓柱體左右端面加工</b></p><p>　　加工要求：粗糙度Ra=3.2</p><p>　　加工工步的具體參數(shù)：</p&g

20、t;<p><b>　　粗車的</b></p><p>　　加工余量：4mm 表面粗糙度：Ra=6.4 經(jīng)濟精度：IT11;</p><p>　　公差：1.85mm；</p><p><b>　　半精車</b></p><p>　　加工余量：1.5mm; 表面粗糙度：Ra=3.2;經(jīng)

21、濟精度：IT9;公差：1mm</p><p>　　刀具選擇：九十度外圓車刀;材料：高速鋼（W18Cr4V）；基本參數(shù)：D=80mm，L=45mm，d=32mm，z=10</p><p>　　（見《切削用量手冊》表18—5）</p><p><b>　　A 面</b></p><p>　　加工要求：粗糙度3.2；</

22、p><p>　　加工工步的具體參數(shù)：</p><p><b>　　粗車</b></p><p>　　加工余量：3mm ；表面粗糙度：Ra=4~6 ； 經(jīng)濟精度：IT10；公差：T=0.46mm</p><p><b>　　精車</b></p><p>　　加工余量：0.35mm

23、；表面粗糙度：Ra=0.6~4； 經(jīng)濟精度：IT7； 公差：T=0.046mm</p><p><b>　　右端階梯軸外圓面</b></p><p>　　加工要求：粗糙度1.6 ，與A面同軸度0.06。</p><p>　　加工工步的具體參數(shù)：</p><p><b>　　粗車</b></p&

24、gt;<p>　　加工余量：2mm ；表面粗糙度：Ra=4~5 ； 經(jīng)濟精度：IT11；公差：T=0.46mm</p><p><b>　　精車</b></p><p>　　加工余量：0.5mm ；表面粗糙度：Ra=1.6~3.2 ；經(jīng)濟精度：IT7； 公差：0.046mm， </p><p>　　Φ45階梯軸表面粗糙度1.6

25、 </p><p>　　加工余量：0.15mm ；</p><p><b>　　Φ28H7孔</b></p><p>　　加工要求：直徑28mm基孔制；七級精度；孔軸與A、B面分別由0.05 的垂直度要求；孔有0.005 的圓度和0.01的直線度的形狀精度；孔壁粗糙度為0.8</p><p>　　加工工步的具體參數(shù)：&

26、lt;/p><p><b>　　鏜孔至Φ26.5</b></p><p>　　加工余量：1.5mm 表面粗糙度：Ra=10~40? 經(jīng)濟精度：IT12 公差：0.3mm</p><p>　　刀具選擇：直徑為 27.5mm的可調(diào)整的鏜刀裝配式鏜刀桿；材料：YT8；基本參數(shù)：d=29.5mm，L=150mm（見《機械加工工藝設計實用手冊》）</p

27、><p><b>　　粗鉸孔至Φ27.7</b></p><p>　　加工余量：1.2mm表面粗糙度：Ra=20~80? 經(jīng)濟精度：IT9 公差：0.074mm</p><p>　　刀具選擇：用可調(diào)整的鏜刀裝配式鏜刀桿； 材料：YG8； 基本參數(shù)：d=27.7mm，（見《機械加工工藝設計實用手冊》表</p><p>　　精鏜

28、孔至Φ27.95mm</p><p>　　加工余量：0.25mm； 表面粗糙度：Ra=0.32~5 ； 經(jīng)濟精度：IT7； 公差：0.005mm</p><p>　　刀具選擇：直徑為Φ27.95mm的調(diào)整的鏜刀裝配式鏜刀桿；材料：YT8；基本參數(shù)：d= 27.95mm，（見《機械加工工藝設計實用手冊》</p><p><b>　　配研</b>&

29、lt;/p><p>　　加工余量：0.05mm； 表面粗糙度：Ra=0.32~1.0 ； 經(jīng)濟精度：IT3； 公差：0.005mm</p><p><b>　　刀具選擇：研棒</b></p><p>　　鏜Φ28h7孔2×45°倒角</p><p>　　表面粗糙度: Ra=5~80 ；（見《機械加工工藝設

30、計實用手冊》.</p><p>　　經(jīng)濟精度：IT11；（見《機械制造工藝學》表1—15 ）</p><p>　　公差：0.11mm； （見《互換性與測量技術基礎》表3—2）</p><p>　　刀具選擇：帶可換導柱椎柄 錐面锪鉆；基本參數(shù)： L=150mm d=28mm</p><p><b>　　2、計算切削用量。</b&

31、gt;</p><p>　?。ㄒ唬┸囅饔昧康倪x擇</p><p><b>　　背吃刀量的選擇：</b></p><p>　　（1）已知長度方向的尺寸為61±0.15mm 。根據(jù)毛坯尺寸Φ68mm.L=64mm，故分二次加工（粗車、半精車和精車）。粗車時，選擇aｐ =1.5mm；半精加工時，選擇aｐ =0.3mm；精車時，選擇aｐ =0

32、.1mm.車削內(nèi)圓時，粗車精車被吃刀量分別為aｐ =0.8mm aｐ =0.3mm。</p><p>　?。?）進給量、根據(jù)《切削簡明手冊》（第3版）表1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ae ≤３mm時，以及工件直徑為Φ68mm時. ?=0.6-0.8mm/ｒ.</p><p>　　按C３１６３－１　車床說明書　取?=0.6 mm/n。</p><p

33、>　　由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.75—0.85 所以：實際進給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ</p><p>　　按C３１６３－１　車床說明書　?＝0.53ｍｍ／ｒ</p><p>　?。?）計算切削速度 由機夾課程設計指導書知，對于高速鋼切削中碳鋼的平均切削速度為1.67m/s.</p><p>　　（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速

34、 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）</p><p>　　按C３１６３－１　車床說明書　ｎ＝200 r／min</p><p>　?。?）機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm aｐ =1.5mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw </p><p>　　切削功率的修正系

35、數(shù)：</p><p><b>　　故Pct＜0.8,</b></p><p>　　根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為</p><p>　　Pcm=7.5×0.75=5.63kw </p><p>　　故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm </p>

36、;<p>　　Vf=80m/minn=160r/min </p><p>　　Vc=1.67m/s </p><p>　　fz=0.0725mm/s</p><p>　?。?）基本工時 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5</p><p>　　Tm=(L+L1+△)/Vf</p><p>　　=(28+1

37、4)/80=0.525（min） </p><p><b>　　L1+△=14mm</b></p><p>　?。ǘ┿娤饔昧康倪x擇選擇刀具 </p><p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm　故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀</p><p>　　銑刀幾何參數(shù)

38、（表3.2）rn=10°ao=16° </p><p>　　（1）銑削背吃刀量 根據(jù)階梯軸尺寸Φ64mm.L=14mm留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um，采用半精銑精銑，選擇背吃刀量為分別為1mm和0.3mm.</p><p>　?。?）進給量的選擇 由單向轉(zhuǎn)動部分知，銑削深度為7

39、.7mm寬度為14mm。經(jīng)《簡明機械加工工藝手冊》11—22查出進給量為f=0.15mm。 </p><p>　　（3）選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， </p><p>　　刀具壽命 T=120min（表3.8）</p><p>　?。?）銑削速度 經(jīng)《簡

40、明機械加工工藝手冊》11—23查出削速度為0.08m/s.</p><p><b>　?。?）基本工時，</b></p><p>　　入切量及超切量由表2.29. 查出L + △=10mm </p><p>　　所以 Tm=L/nf</p><p>　　=(80+10)/280x0.62</p&

41、gt;<p>　　=0.32 (min) </p><p>　　（6）機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw </p><p>　　切削功率的修正系數(shù)：</p><p><b>　　故Pct＜0.8,</b&g

42、t;</p><p>　　根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為</p><p>　　Pcm=7.5×0.75</p><p>　　=5.63kw </p><p>　　故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=0.08m/s fz=

43、0.0625mm/z</p><p>　　（三）銑鍵槽 銑削8N9槽。</p><p>　　加工工件尺寸：8+0.170mm , 長度L=16mm</p><p>　　加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻</p><p><b>　　機床：X62W</b></p><

44、;p><b>　　（1）選擇銑削用量</b></p><p>　　由于槽的寬度為8mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm</p><p>　　由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r</p><p>　　fz=0.5/24=0.02mm/s</p><p>　　

45、（2）確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式</p><p>　　由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 Ｖ=21m/min</p><p>　　n=1000V/D=334.4 由機床技術資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min</p><p>　　Cv=25,qv=

46、0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,</p><p>　　Ksv=0.8,KTv=0.82,</p><p>　　Kv=Km*Ksv*KTv</p><p>　　=1.12*0.8*0.82</p><p>　　=0.79 </p><p>　　5

47、）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5</p><p>　　Tm=(L+L1+△)?i/Vf</p><p>　　=(40+20)X2/150</p><p>　　=0.8（min） </p><p>　　L1+△=20mm </p><p><b>　　i=2(走兩次)</b>

48、</p><p><b>　　三、專用夾具的設計</b></p><p><b>　　1、車床夾具的設計</b></p><p>　　由毛坯形狀和加工精度要求及公差要求，綜合零件圖、裝配圖、毛坯圖和加工工藝規(guī)程可知，應選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。</p><p>　　定位方式：采

49、用一夾一頂進行裝夾，并以Φ64的軸心線作為定位基準，進行車削。</p><p>　　其切削用量，刀具選擇、主軸轉(zhuǎn)速等以上述工藝規(guī)程為準符合技術要求及性能精度的要求。</p><p><b>　　2、銑床夾具的設計</b></p><p><b>　　夾具體的設計：</b></p><p>　　由于裝

50、配夾具體具有制造成本低、周期短，精度穩(wěn)定等優(yōu)點，有利于夾具標準化、系列化，便于計算機輔助設計的特點，因而采用裝配夾具體。由標準的毛坯件、零件及個別非標準件通過螺釘、銷釘連接，組裝而成。</p><p>　　機床：XA6132萬能銑床。</p><p>　?、俅帚姦?4階梯軸部分。</p><p>　　刀具：高速鋼立銑刀。銑削寬度ae<=60，深度ap<=

51、3，故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》），取刀具直徑do=20mm，周齒齒數(shù)z=20，端齒齒數(shù)z=8。刀具的螺旋角 （可以選取的角度范圍是：20~45度）。</p><p><b>　　切削用量：</b></p><p>　　1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2 .0mm，兩次走刀即可完成所需長度。</p><p>　　2

52、）每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.10~0.06mm/z。由于是是粗加工鑄鐵，選較大每齒進給量f=0.10 mm/z。</p><p>　　3）查后刀面最大磨損及壽命 。查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為0.30~0.50mm。查《切削手冊》表3壽命T=60min 4）計算切削速度 按《切削手冊》表3.9，查得：</p&g

53、t;<p>　　Vt=15m/min</p><p>　　nt=299 r/min</p><p>　　Vft=76mm/min</p><p>　　故Vc=VtKv=15*0.9*0.8=10.8m/min </p><p>　　n=nt*Kn=299*0.9*0.8=215.28r/min  </p>

54、<p>　　Vf=Vft*Kf=76*0.9*0.8=54.76mm/min   </p><p>　　據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min，Vfc=118mm/min</p><p>　　則實際切削V c=(3.14donc)/1000=147.58m/min，</p><p>　　5) 校驗機床功率 查《切削手冊》P

55、cc=1.1kw，而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。</p><p>　　最終確定 ap=2.1mm，nc=235r/min，Vfc=118mm/min,</p><p>　　V c=147.58m/min，f z=0.06mm/z。</p><p>　　三、課程設計心得體會</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，使我進一

56、步地了解了所學過的理論知識，并具體運用了這些知識，培養(yǎng)了我調(diào)查研究、查閱技術文獻、收集資料的能力，不僅深化了我曾經(jīng)學習過的專業(yè)知識，還擴大了我的視野，增長了技術經(jīng)驗，提高了進行理論分析的能力，設計、計算、工藝編制及繪圖的能力。</p><p>　　同時，我對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗，學會了查閱圖表、資料、相關手冊等工具書。通過實例對工藝規(guī)程的編制和切削用量的選擇計算等做了一次練習。</p>

57、<p>　　除此之外，在設計思想上也感受頗深，做為一名工藝編制及設計人員，在設計和編制過程中，必須做到求實、嚴謹、負責和積極創(chuàng)新的精神。實事求是這不僅是一句至理名言，而且對于一個設計和編制工藝人員來說也是至關重要的。我在設計開始的時候就由于沒有全面仔細的分析問題，導致工藝路線出現(xiàn)嚴重錯誤，經(jīng)過改正錯誤后，我一直以認真，求實為原則，完成此次設計。</p><p>　　總之，通過這次設計，使我受益匪淺，為

58、我今后的學習工作打下一個堅實而良好的基礎</p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　1.蘭建設主編.機械制造工藝與夾具.北京：機械工業(yè)出版社.2004.7</p><p>　　2.董燕主編.公差配合與測量技術. 北京：中國人民大學出版社.2001.3</p><p>　　3.唐建生主編.金屬切

59、削原理與刀具.武漢理工大學出版社.2005</p><p>　　4.張普禮主編.機械加工設備. 北京：機械工業(yè)出版社.2005.08</p><p>　　5.劉家平主編.機械制圖. 西安：西安電子科技大學出版社.2006.02</p><p>　　6.《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組.金屬機械加工工藝人員手冊.</p><p><b&