星轮零件的工艺规程及夹具设计说明书Word文档下载推荐.docx
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1.1零件的作用
星轮为滚柱式超越离合器的部件,星轮和外圈均可作为主动轮。
当星轮为主动件旋转时,滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内,因而带动外圈一起转动,这时离合器处于接合状态(图
10-20b)。
当星轮反转时,滚柱受摩擦力的作用,被推到槽中较宽的部分,不再楔紧在槽内,这时离合器处于分离状态如果星轮仍按左方向旋转,而外圈还能从另一条运动链获得与星轮转向相同但转速较大的运动时,按相对运动原理,离合器将处于分离状态,定向离合器常用于汽车、拖拉机和机床等设备中
1.2计算生产纲领,确定生产类型。
所给任务的零件是星轮的设计,是机器中的零件。
假定该机器年产量为40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二Qm(1+5%+1%)=4000(1+5%+1%)=424(年
由上式可知,该零件的年产量为4240件,由零件的特征可知,它属于机体类小零件,因此可以确定其生产类型为单件大批量生产。
1.3零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-40Kb^45f7,其形状公差均遵守包容要求,表面粗糙度均为Ra1.6阿;
2星轮内孔028H7,其形状公差遵守包容要求,表面粗糙度为Ra0.8口,其外形尺寸14端面与孔•一28轴心线垂直度误差为0.025,起左端面对孔①28轴心线圆跳动误差为0.025;
3外圆045轴心线对外圆040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Ra5.2卩m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Ra0.8卩m
工艺规程设计
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c=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。
而毛坯可以选择模锻和棒料。
由于零件较小模锻是内孔不能锻造出来,还有锻造
是需要相应的设备增加零件的成本。
所以选择棒料。
根据图纸尺寸选择-68伽X64伽的棒
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•一28的孔以棒料外形•一68的轮廓
2外圆•一40的内孔及右端•一45的外圆棒料外径•一68
3左端外圆•一45已加工出的外圆•一40
4外圆•一64外圆.一40k6
5键槽外圆.一40k6
63X0.5外圆一40k6
7尺寸24.3外圆•一40k6
2.3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3X0.5的加工方法为车削;
键槽的加工方法为铣削;
-4H9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
由于是大批量生产,故加工工艺采用集中原则(工艺集中原则适用于小量生产和大批量生产,从发展的角度,当前一般采用工艺集中原则组织生产,可以节约生产的成本)。
工序10
下料
工序20
以棒料外轮廓为定位基准,车端面,钻、镗-28H7孔,空口倒
角
工序30
夹一端车削外圆•一40k6,、45f7;
夹•一40H6端,车削•一45k6,、64,
工序40
-40k6作基准切槽3X0.5
工序50
调质热处理
工序60以、68外圆及一端面装夹工件,精车..45f7,40H6;
以、40H6做定为基
准,精045k6和060
工序70钳工画线
工序80以.40H6定位,装夹工件铣键槽
工序90以、40H6定位粗铣平面,精铣平面
工序100以.一40H6定位,钻.一2孑L,扩较.一4H9
工序110钳工去毛刺
工序120终检
工序130入库
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
20
车断面
1.5
61
6.3
钻孔
13.5
027
12.5
粗镗
0.2
027.5
精镗
0.06
028H7
0.8
孔口倒角
1
2X45°
30
粗车040k6
3.2
037
粗车045f7
042
粗车064
062
40
槽3X0.5
3X0.5
60
精车040k6
1.1
040k6
1.6
精车045f7
045f7
80
键槽
8X16
90
粗铣平面
25.3
精铣平面
0.7
100
钻02孔
02
扩04H9
0.5
03.8
较04H9
0.02
04H9
2.6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
20车端面钻、28孔镗孔孔口到角C336-K回转式转塔车床,夕卜圆车
刀,Kr=90度027标准麻花
钻,通用夹具游标卡尺镗刀
倒角车刀45度
粗车、45f7粗车、40k6粗车、64
切槽
60精车一45f7精车.一40k6
2.7确定切削用量和基本工时
5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=0.8x2/400x0.39)1=0.42min
6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0.5min,共计T辅=1.37min;
工步2钻•一28H7至•一27孑L
外圆车刀,Kr=90度,通用夹具,游标卡尺切槽刀
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镇、28H7孔
查表确定进给量f=0.15mm,机床转数n=150r/min,切削速度Vc=13.18
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量ap,端面总加工余量
2.5mm,—次走刀加工ap=2.5mm,
工序30粗车、40k6,粗车.一45f7,粗车64,切槽
工步1粗车.一40k6
1确定进给量f。
查表取f=0.4.
2确定切削速度Vc,查表取Vc=2.44M/S=146.4M/min
3确定机床主轴转速。
n=1000Vc/ndo=1000X146.4/nX40=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.
4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+5/0.4X1000=0.0725min
5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=0.12min。
工步2粗车.一45f7
查表取f=0.5
2确定切削速度Vc,查表取Vc=2.28M/S=136.8M/min
n=1000Vc/ndo=1000X136.8/3.14X0.5=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
4计算基本时间,外圆车刀Kr=90°
l1=3
T基本=l+l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400X0.7=0.092min
工步3粗车•一64
查表取f=0.7mm.
2确定切削速度Vc,查表取Vc=121.2m/min
n=1000Vc/ndo=1000X121.2/3.14X45=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
11=3,切削长度为l=14mm
T基本=l=l1+l2+l3/nf=14+3+4+5/400X0.7=0.092min
工步1切槽
查表得f=0.3〜0.5m/r,根据机床参数选取f=0.35r/min
2确定切削速度Vc,查表取Vc=137.8m/min
n=1000Vc/ndo=1000X137.8/3.14X45=975.2r/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.
4计算基本时间
T基本=(/fn)i=d-d1/2+l1+l2+l3/fn=45-39/2+3/760X0.35=0.23min
5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60精车.一45f7,精车.一40k6
工步1精车.一40k6
1确定进给量f,查表得f=0.25〜0.5,根据机床参数选取f=0.3mm.
2确定切削速度Vc,查表取Vc=87.15M/min
n=1000Vc/ndo=1000X87015/nX40=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.
T基本=17+3+4+5/400X0.3=0.24min
工步2精车•一45f7
1确定进给量f,查表得f=0.25〜0.5,根据机床参数选取f=0.4mm.
2确定切削速度Vc,查表取Vc=137.8M/min
n=1000Vc/ndo=1000X137.8/nX45=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.
T基本=14+3+4+5/760X0.4=0.086min
工序80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/ndw=100CX120/3.14X6=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=4.5/6
T基本=(16-8/0.09X2X8)X4.5/20=1min.
工序90铣平面
假定铣刀直径为20伽,查相应的参数如下表
刀具耐用度TX
1000
切削宽度
背吃刀量
切削速度
进给量
粗铣量
精铣量
10.8
3
3.12
0.1
求切削速度V=214dO.12Kv/T0.2ap0.1af0.4ae0.2x600.8
=214x200.12x1/1800.2x30.1x0.10.4x600.2x600.8
=77.39m/min
确定铣床主轴转速n=1000Vc/ndo=1000x77.39/3.14x20=1232r/min
查相关资料选取n=1000r/min,实际铣削速度Vc=62.8m/min
工序100钻.一2通孔,扩、较.一4H9孔
查表2-127选择.一2的麻花钻
工步1钻、2通孔
1确定进给量f,查表得f=0.13mm
2确定切削速度Vc=34.8m/min
3确定主轴转速n
n=1000Vc/ndo=1000x34.8/3.14x1.95=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
4计算基本时间被加工孔长度l=11mm,切出量y=1.95xcot60°
/2+1〜2
=1.585〜2.585所以T=l+y+△/5000x0.13=0.02min
5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.一3.98
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•一4H9
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=18.84m/min,基本时间=0.33min,辅助时间=0.12min
三、专用夹具设计
3.1设计主旨
本工序是为一星轮零件加工3个互成120o的©
4H9的孔和©
2的通孔,所设计的一套钻床专用夹具。
主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。
我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求,考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求,并进行了必要的精度分析。
由于是中批量生产,采用了回转式钻床夹具,提高了生产效率。
在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。
在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠,排屑也方便,必要时可设置排屑结构。
3.2夹具设计1铣钻床夹具设计过程
1.1零件本工序的加工要求分析
钻.一4H9孔和钻.一2的通孔
本工序前已加工的表面有:
(1)28H7孔及两端面;
(2)三个距圆心为23.4的互成120°
的端面
本工序使用机床为Z5125立钻。
刀具为1.95标准麻花钻,•一3.8扩孔钻铰刀1.2确定夹具类型
本工序所加工三个孔(-4H9),均匀分布位于工件外径.一64的圆周上,三个孔互成120。
均匀分布,孔径不大,工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为大批量生产等原因,采用固定式钻模。
1.3拟定定位方案和选择定位元件
(1)定位方案
根据工件结构特点,:
以孔•一28H7孔及端面b为定位面,以开口垫圈一侧面与外缘毛坯面一侧为防
转定位面,限制工件六个自由度。
这一定为方案设计基准与定位基准重合,所以
△B=0
(2)选择定位元件
选择带台阶面的定位心轴,作为以©
28H7孔及其端面的定位元件。
定位副配合取
-28H7/f6。
(3)定位误差计算
加工4H9孔时由于基准重合,故△B=0;
不存在基准位移误差,故△D=0。
由此可知此定位方案能满足定位要求。
1.4确定夹紧方案
参考夹具资料,采用M24螺母、圆柱销、开口垫圈和锥度心轴在
1.5确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)
由于生产量为大批量生产故选用固定钻套。
主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2263—80、
选取。
钻孔时钻套内径为04mm外径为08mm
查表3-221钻套端面至加工面的排屑高度距离取8mm
刀具选用1.95标准麻花钻,•一3.8扩孔钻铰刀
©
28H7孔两端面夹紧工件
GB/T2265—80
钻套轴线对基面的垂直度允差为0.02mm。
四、课程总结
在老师的指导下顺利地完成了星轮的夹具设计,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。
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,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。
五、参考文献
机械加工余量手册》孙本绪熊万武主编北京国防出版社1999
机械制造工艺简明手册》哈尔滨工业大学
机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》
机械加工工艺装配手册》陈心召主编
李益民主编机械工业出版社1994
吴拓方琼珊主编机械工业出版社2007
机械工业出版社1998.6
零件二维图样:
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- 零件 工艺 规程 夹具 设计 说明书