星輪 加工工藝和銑鍵槽夾具設(shè)計 版本2[含CAD圖紙和文檔所見所得]

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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.目 錄1零件工藝性分析11.1零件的作用11.2零件的工藝性分析11.3保證表面間位置精度方法22工藝規(guī)程設(shè)計2 2.1確定毛坯的制造形式2 2.2基面的選擇2 2.3制定工藝路線3 2.4機(jī)械加工余量的確定4 2.5確定切削用量及基本工時53銑鍵槽夾具7 3.1切削力和夾緊力的計算8 3.2定位誤差的分析與計算9 3.3定向鍵與對刀裝置設(shè)計10 3.4銑夾具的說明114方案綜合評價與結(jié)論115體會與展望126參考文獻(xiàn)131零件工藝性分析1.1零件的作用 題目所給定的零件是汽車離合器上的星輪（見圖1），其作用是依靠太陽輪和行星架的正時轉(zhuǎn)動和逆時轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)方向的改變，按照類型又分為主動和被動行星輪，只要運(yùn)用在汽車變速箱傳動機(jī)構(gòu)上，實現(xiàn)動力傳遞，能增加和遞減傳遞的動力。 圖 1 星輪1.2零件的工藝性分析星輪外圓40K6,45f7,查畫法幾何及機(jī)械制圖附表26得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,查畫法幾何及機(jī)械制圖附表27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,其左右端面對孔28軸心線圓跳動誤差為0.025;外圓45軸心線對外圓40軸心線的同軸度誤差為0.06,外形尺寸610.15右端面對尺寸17的圓跳動誤差為0.02；鍵槽寬度為8H9,長度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra3.2m，在 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4H9孔相對于對稱分布三個。1.3保證表面間位置精度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。為保證這些要求通常可采用下列方法：1.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位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對于尺寸較大（尤其是長徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車削加工。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。2工藝規(guī)程設(shè)計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，也可采實心鑄件。孔徑較大時，常采用無縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時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，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1.粗基準(zhǔn)的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。對于較長的套筒零件，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最終加工內(nèi)孔。根據(jù)這個原則，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。采用這種方法時工件裝夾迅速可靠，但因一般卡盤安裝誤差較大，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、液體塑料夾頭和經(jīng)過修磨的三爪卡盤等。2.精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，其星輪的軸心線既是定位基準(zhǔn)也是設(shè)計基準(zhǔn)，在車削時選他作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)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(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。2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，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。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求并查書機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表1-6，1-7，1-8，制定以下工藝方案：工序0 鍛造工序1 調(diào)質(zhì)處理工序2 粗車星輪64外圓面、45k6外圓面、64端面和45k6端面工序3 掉頭粗車、半精車星輪45f7外圓面；粗車64端面；粗車、半精車40k6端面工序4 半精車45k6外圓面和端面工序5 擴(kuò)、粗鉸、精鉸28H7孔并孔口倒角工序6 精車45k6外圓面；45f7外圓面；粗車、半精車、精車40k6外圓面；車30.5退刀槽；車倒角145工序7 鉆45k6端面上3-4孔深10工序8 粗銑、精銑L面工序9 鉆3-4孔深為11工序10 粗銑、半精銑鍵槽工序11 去毛刺工序12 檢驗至圖紙要求并入庫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)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表2-16且斷面留量為直徑之半即a/2得，單邊總余量Z=3.0，需要經(jīng)過粗車半精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.5 表2-16 半精車 單邊余量Z=0.5 表2-232、星輪40k6端面，表面粗糙度Ra3.2，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書得，單邊總余量Z=3.0，需要經(jīng)過粗車半精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.5 表2-16 半精車 單邊余量Z=0.5 表2-233、星輪64端面，表面粗糙度分別為Ra6.3，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書得，單邊總余量Z=3.0，一步粗車即可滿足其精度要求。4、45k6外圓面，表面粗糙度Ra1.6，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書得，單邊總余量Z=2.5，三步車削即粗車半精車精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0 表2-16 半精車 單邊余量Z=0.4 表2-17 精車 單邊余量Z=0.1 表2-175、45f7外圓面，表面粗糙度Ra1.6，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書得，單邊總余量Z=2.5，需要經(jīng)過粗車半精車精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0 表2-16 半精車 單邊余量Z=0.4 表2-17 精車 單邊余量Z=0.1 表2-176、40K6外圓面，表面粗糙度Ra1.6，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書得，單邊總余量Z=2.5，需要經(jīng)過粗車半精車精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0 表2-16 半精車 單邊余量Z=0.4 表2-17 精車 單邊余量Z=0.1 表2-177、鍵槽，表面粗糙度分別為Ra3.2、Ra6.3，因鍵槽尺寸不大，故采用實心鑄造，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書得，需要經(jīng)過粗銑半精銑方可滿足其精度要求。8、L面，表面粗糙度Ra6.3，因余量不大，故采用實心鍛造，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表1.4-8得，需要經(jīng)過粗銑即可滿足其精度要求。9、3-4孔，因孔的尺寸不大，故采用實心鍛造，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書知，4孔一步鉆削即可滿足其精度要求。10、 28H7孔，表面粗糙度Ra0.8，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表2-28知，直徑余量Z=2,三步鉆削即擴(kuò)粗鉸精鉸方可滿足其精度要求。 擴(kuò) 加工余量Z=1.8 粗鉸 加工余量Z=0.14 精鉸 加工余量Z=0.062.5確定切削用量及基本工時工序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 因為加工余量不大，故可在三次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，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時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計算工時由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表5-43切削工時： ，則機(jī)動工時為工步二：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 因為加工余量不大，故可在三次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，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時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時： ，則機(jī)動工時為3銑鍵槽夾具3.1切削力和夾緊力的計算（1）切屑力計算查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表2-28 圓周力： 表2-29 徑向力： 表2-30 軸向力：其中：查機(jī)械加工工藝手冊表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N（2） 夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊 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： 公稱直徑d=10mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 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 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠3.2定位誤差的分析與計算 1、移動時基準(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 削邊銷孔的最大偏差 削邊銷孔的最小偏差 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中：則代入（式3-2）得：則：=0.10033.3定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(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尺寸允差d允差公稱尺寸允差D14-0.011-0.0272083105.714+0.0235對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。對刀塊選用直角對刀塊，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 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC1-0.0060.253.4銑夾具的說明1.軸34端面與工件45K6端面配合限制三個自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動、Z軸轉(zhuǎn)動2.軸28外圓面與工件28H7孔配合限制兩個自由度，即Y軸移動、Z軸移動。3.削邊軸外圓面與工件4外圓面配合限制一個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。4.銑刀的位置由直形對刀塊與塞尺保證。5.夾具體與工作臺的位置由兩個定位鍵保證。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)來實現(xiàn)，松動螺母，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。4方案綜合評價與結(jié)論 課程設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的課程設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了課程設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們以后的畢業(yè)設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(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)計的機(jī)會，它將是我們踏入社會的關(guān)鍵一步。5體會與展望這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計。這次課程設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。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)，深深地感染和激勵著我。參考文獻(xiàn)1 于英華 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20132 李風(fēng)平 主編 畫法幾何及機(jī)械制圖 沈陽：東北大學(xué)出版社 20113 王春華 主編 機(jī)械原理 北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社 2012 4 趙麗娟 主編 互換性與技術(shù)測量 北京：北京出版社 20105 楊叔子 主編 機(jī)械加工工藝師手冊 北京：北京工業(yè)出版社 20025 機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書