机械工艺夹具毕业设计228星轮零件的机械加工工艺规程.doc

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1、编号_ _ _ 课 程 设 计 课 题 名 称 星轮设计学 院 机械工程学院 系 别 机械制造 专 业 数控技术 年 级 班 级 数控 学 号 姓 名 指导教师 机械制造基础课程设计任务书题目： 设计星轮零件的机械加工工艺规程；内容 ： （1）零件毛坯合图 1张；（2）机械加工工艺规程卡片 1套； （3）课程设计说明书 1份；原始资料： 该零件图样一张； 生产纲领为 ； 每日 班； 生产条件为 班 级 : 学 生 : 指 导 教师 : 摘要机械制造设计运用了“机械制造技术”、“金属工艺学”、“互换性与测量技术”、“机械加工手册”等课程。本次设计注重理论和实践相结合，通过假期生产实习积累地经验与

2、先前所修课程理论知识结合在一起来完成减速器中星轮的设计，再将设计成果和过程细细地记录下来。本次设计通过分析课程设计存在的问题，然后经过各种途径解决，从中锻炼自己。 本次星轮设计的加工工艺方法和装备部分包括机床、夹具、车、铣、钻、镗、扩、绞等装备和加工方法。零件的工艺性分析包括零件表面粗糙度、零件加工工艺规程设计等。设计结尾附有设计规程卡片。 目录前言-41零件分析-51.1 计算生产纲领，确定生产类型-51.2 零件的工艺性分析和零件图的审查-52工艺过程分析-52.1 选择毛坯-52.2 定为基准的选择-52.3确定各表面的加工方法-52.4 拟定加工工艺路线-52.5 确定机械加工余量、工

3、序尺寸及公差-62.6 机床设备及工艺设备的选择-62.7 确定切削用量和基本工时-7总结-10参考文献-11附图表-12 1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

4、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。设计从还存在许多的不足，恳请老师批评指正。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100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%)=106件/年 由上式可知，该零件的年产量为106件，由零件的特 可知，它属于机体类小零件，因此可以确定其生产类型为单件小批量生产。 1.2 零件

5、的工艺性分析和零件图的审查 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。 主要加工表面及要求 星轮外圆40Kb,45f7,其形状公差均遵守包容要求,表面粗糙度均为Ra1.6µm; 星轮内孔28H7,其形状公差遵守包容要求,表面粗糙度为Ra0.8µm,其外形尺寸14 端面与孔28轴心线垂直度误差为0.025,起左端面对孔28轴心线圆跳动误差为0.025; 外圆45轴心线对外圆40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； 键槽宽度为8H9,长度为16mm，轴槽深为40.5h

6、11,表面粗糙度Ra5.2µm，在64的外圆上离它的轴心线24.3的平面与孔28H7轴心线的平行度误差为0.012表面粗糙度为Ra0.8µm,3-4H9孔相对于这个平面为 2工艺过程分析2.1 选择毛坯 图纸上所给的材料是40Cr合金调质钢,该材料属于难切削的材料,其中区屈服强度是=1.03GPa,该材料经过调质处理后具有良好的综合性能,故在加工过程中所选择的热处理是调质热处理。而毛坯根据图纸尺寸选择68×64的棒料。2.2 定为基准的选择确定各加工表面的基准如下图表所示序号 加工部位 基准选择1 端面及28的孔 以棒料外形68的轮廓2 外圆40的内孔及右端45的

7、外圆 棒料外径683 左端外圆45 已加工出的外圆404 外圆64 外圆40k65 键槽 外圆40k66 3×0.5 外圆40k67 尺寸24.3 外圆40k62.3 确定各表面的加工方法根据个加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定如下加工方法零件端面的加工方法为车削；28H7孔的加工方法为钻、粗镗、精镗；孔口倒角、外圆40k6、45f7、槽3*0.5的加工方法为车削；键槽的加工方法为铣削；4H 9孔的加工方法为钻、扩铰；2孔的加工方法为钻削.2.4 拟定加工工艺路线 由于是单件小批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。工序10 以棒料外轮廓为定位基准，车端面，钻、镗28H7孔，空口

8、倒角工序20 夹一端车削外圆40k6，45f 7;夹40H6端，车削45k6、64，以40k作基准切槽3×0.5工序30 调质热处理工序40 以68外圆及一端面装夹工件，精车45f7,40H6;以40H6做定为基准，精45k6和60工序50 钳工划线工序60 以40H6定位，装夹工件铣键槽工序70 以40H6定位粗铣平面，精铣平面工序80 以40H6定位，钻2孔，扩铰4H9工序90 钳工去毛刺工序100 终检2.5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差根据原始资料和加工工艺，查表确定各加工表面的加工余量工序号工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度10 车断面2.5 61 6.3 钻孔 13.

9、5 27 12.5 粗镗 0.2 27.56.3 精镗 0.06 28H7 0.8 孔口倒角 1 2×45° 6.320 粗车40k6 3.2 37 6.3 粗车45f7 3.2 42 6.3 粗车64 3.2 62 6.3 槽3×0.5 1 1×0.5 6.340 精车40k6 1.1 40k6 1.6 精车45f7 1.1 45f7 1.660 键槽 1 8×16 3.270 粗铣平面 1.0 25.3 6.3 精铣平面 0.7 25.3 0.880 钻2孔 1 2 12.5 扩4H9 0.5 3.8 6.3. 铰4H9 0.02 4H9

10、3.22.6 机床设备及工艺设备的选择根据生产类型和被加工零件的要求，结合现有生产条件，各工序所选用的机床设备和工艺设备如下表所示 工序号 工序内容 机床设备和工艺设备 10 车端面 钻28孔 镗孔 孔口到角 C336-K回转式转塔车床，外圆车刀，Kr=90度 27标准麻花钻，通用夹具游标卡尺 镗刀 倒角车刀45度 20 粗车45f7 粗车40k6 粗车64 切槽 外圆车刀，Kr=90度， 通用夹具，游标卡尺 切槽刀 40 精车45f7 精车40k6 外圆车刀，Kr=90度， 通用夹具，游标卡尺60 键槽 XA6132卧式升降台铣床，键槽 铣刀 端面铣刀，游标卡尺70 铣平面 80 钻2孔 扩

11、4H9至3.8mm 铰4H91.95标准麻花钻，游标卡尺 3.8扩孔钻 铰刀 2.7 确定切削用量和基本工时工序10 车端面，钻，粗镗，精镗f28H7孔，孔口倒角工步1 车端面 确定背吃刀量ap，端面总加工余量2.5 mm，一次走刀加工ap=2.5mm, 确定进给量f 查表得f=0.3-0.4mm/r根据机床横向进给量，查表得 f=0.39mm/r;确定切削速度Vc 查表得Cr=235, n=0.20 , Xv=0.15 ,Yv=0.45, Kv=1,刀具耐用度选为1，T=60min故Vc=-(Cr/Tmapxvfyv)×Kv=(235/600.2×2.50.15×

12、;0.390.45)×1=137.8m/min确定机床主轴转数nn=1000Vc/pdw=1000×137.8/3.14×50=645r/min查表取相近较小的机床转数n=400r/min,所以实际切削速度Vc=85.4m/min,计算基本辅助时间T间 切削加工长度l=64mm，端面车刀Kr=90度，背吃刀量ap=2.5mm,查表切入量及切出量y+ =2 T基=(l+y+ /nf)i=0.8×2/400×0.39)1=0.42min辅助时间T辅 查表得装夹工件为0.8min,启动机床0.02min,启动调节切削液0.05min,取量具尺为0.5

13、min,共计T辅=1.37min;工步2 钻28H7至27孔方法同上 查表确定进给量f=0.33min,机床转数n=285r/min,切削速度Vc=24.16r/min,基本时间T基=0.56min,辅助时间T辅=0.12min工步3 镗28H7孔查表确定进给量f=0.15mm,机床转数n=150r/min,切削速度Vc=13.188m/min,基本时间T基本=2.7min,辅助时间T辅=0.22min工步4 孔口倒角 取n=760r/min,基本时间T基=0.003min,辅助时间F辅=0.08min工序20 粗车40k6，粗车45f7,粗车64，切槽 工步1 粗车40k6 确定进给量f。查

14、表取f=0.4. 确定切削速度Vc，查表取Vc=2.44M/S=146.4M/min 确定机床主轴转速。n=1000Vc/do=1000×146.4/×40=1166r/min查表，按机床实际转速选取n=1000r/min,实际的切削速度Vc=125.6m/min. 计算基本时间T基本，被加工表面长度l=17mm.根据公式 Ti=l/fn=(l+l1+l2+l3/fn)i=17+3+4+5/0.4×1000=0.0725min 确定辅助时间T辅助。查表得变换刀架0.05min,变换或进给量0.02min,调整或开启切消液0.05min , 共计T辅助=0.12mi

15、n。工步2粗车45f7确定进给量f。查表取f=0.5确定切削速度Vc，查表取Vc=2.28M/S=136.8M/min确定机床主轴转速。n=1000Vc/do=1000×136.8/3.14×0.5=968r/min查表，按机床实际转速选取n=760r/min,实际的切削速度Vc=136.8m/min计算基本时间，外圆车刀Kr=90°，l1=3T基本=l+l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400×0.7=0.092min工步3 粗车64确定进给量f。查表取f=0.7mm.确定切削速度Vc，查表取Vc =121.2m/min确定机床主轴转速。 n=

16、1000Vc/do=1000×121.2/3.14×45=603r/min查表，按机床实际转速选取n=400in,实际的切削速度Vc=80.3m/mi计算基本时间，外圆车刀Kr=90°，l1=3,切削长度为l=14mmT基本=l=l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400×0.7=0.092min工步4切槽确定进给量f。查表得f=0.30.5m/r,根据机床参数选取f=0.35r/min确定切削速度Vc，查表取Vc =137.8m/min确定机床主轴转速。 n=1000Vc/do=1000×137.8/3.14×45=975.2

17、r/min查表，按机床实际转速选取n=760in,实际的切削速度Vc=107.3m/min. 计算基本时间T基本=(/fn)i=d-d1/2+l1+l2+l3/fn=45-39/2+3/760×0.35=0.23min辅助时间：启动机床0.02min,变换刀架或转换方位0.05min,变换或变换进给量0.02min共计辅助时间T辅助=0.09min 工序40精车45f7,精车40k6 工步1 精车40k6确定进给量f,查表得f=0.250.5，根据机床参数选取f=0.3mm.确定切削速度Vc，查表取Vc=87.15M/min确定机床主轴转速。 n=1000Vc/do=1000

18、5;87015/×40=693.8r/min查表，按机床实际转速选取n=400r/min,实际的切削速度Vc=50.24m/min.计算基本时间T基本=17+3+4+5/400×0.3=0.24min 工步2精车45f7确定进给量f,查表得f=0.250.5，根据机床参数选取f=0.4mm.确定切削速度Vc，查表取Vc=137.8M/min确定机床主轴转速。n=1000Vc/do=1000×137.8/×45=975r/min查表，按机床实际转速选取n=760r/min,实际的切削速度Vc=107.88m/min.计算基本时间T基本=14+3+4+5/7

19、60×0.4=0.086min工序60 铣键槽参考文献选定铣刀直径为6mm，查加工手册的相应得参数为：刀具耐用度T为120min,切削宽度为12mm,进给量为0.09mm，背吃刀量为6mm.切削速度V=120m/min.确定主轴转速n=1000Vc/dw=1000×120/3.14×6=849r/min查表，按机床实际转速选取为n=760r/min,实际转速Vc=107m/min.计算基本时间T基本=(L-B/fnz)i;i=h/ap=4.5/6T基本=（16-8/0.09×2×8）×4.5/20=1min.找正画线需要0.5min.

20、辅助时间，启动机床0.02，变速或变换进给量0.02，换刀具0.10.2，启动和调节切削液0.1，共计辅助时间T辅助=0.52min工序70 铣平面 假定铣刀直径为20，查相应的参数如下表刀具耐用度T×1000 切削宽度 背吃刀量 切削速度 进给量 粗铣量 精铣量10.8 60 3 3.12 0.1 0.1 0.5求切削速度V=214do0.12Kv/T 0.2ap 0.1af 0.4ae 0.2×60 0.8 =214×20 0.12×1/180 0.2×3 0.1×0.1 0.4×60 0.2×60 0.8 =

21、77.39m/min确定铣床主轴转速n=1000Vc/do=1000×77.39/3.14×20 =1232r/min查相关资料选取n=1000r/min,实际铣削速度Vc=62.8m/min工序80 钻2通孔，扩、铰4H9孔工步1钻2通孔确定进给量f，查表得f=0.13mm确定切削速度Vc=34.8m/min确定主轴转速nn=1000Vc/do=1000×34.8/3.14×1.95=5683r/min查表，按机床实际转速选取n=5000r/min,所以实际转速为Vc=30.615m/min计算基本时间 被加工孔长度l=11mm,切出量y=1.95&#

22、215;cot60°/2+12=1.5852.585所以T=l+y+/5000×0.13=0.02min确定辅助时间，查表得，变换刀架0.05min，变换或变换进给量0.02min，启动切削液0.05min，共计辅助时间0.72min工步2扩孔至3.98方法同上，查表得进给量f=0.2mm,切削速度Vc=1.2m/s=72m/min，机床主轴转速n=5500r/min，实际速度=68.7m/min，基本时间T=0.22min，辅助时间T=0.13min工步3铰孔4H9查表取f=0.3mm,切削速度Vc=0.4m/s=24m/min，主轴转速n=1500r/min，实际转速V

23、=18.84m/min，基本时间=0.33min，辅助时间=0.12min 总结在老师的指导下顺利地完成了减速器中星轮的设计，并且认真地、有计划地按时完成设计任务。尽管整个设计在技术上不够先进，但是在经济上合理、在生产上可行。星轮减速器传动更平稳，从其经济方面和加工工艺方面来看，发展前景广阔。此次设计，以机械加工工艺路线为主线，通过对零件图纸分析，初步拟订加工表面方法，进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。确定加工路线后，熟悉并运用相关手册查工艺参数，计算切削用量和加工工时。将计算的数据以及加工方法、刀具、机床设备，填入工艺文件。在设计中，体会到先前所修课程的重要性，并从此设计中得到巩固和扩展

24、，也提高我们独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。 参考文献1陈宏钧、方向明、马素敏等主编·典型零件机械加工生产实例 ： 北京-机械工业出版社2004.82李洪主编·机械加工工艺手册·北京出版社1990年12月第一版3圣群主编·简明机械加工工艺手册·上海科学技出版社出版4李洪主编·机械加工技术手册·北京出版社1989年6月第一版5刘长青主编·机械制·武汉：华中科技大学出版社 2005年9月6王孝达主编·田柏龄副主编·金属工艺学·北京：高等教育出版社1997（2004重印）7陈于萍主编·互换性与测量技术基础·北京：机械工业出版社 2005年重印11