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1、原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文 QQ 194535455 目錄概述1第一章 零件的分析3 1.1 零件的工藝性分析5 1.1.1 加工方法的選擇.5 1.1.2 保證星輪表面位置精度的方法.5 1.1.3 防止星輪變形的工藝措施.5第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)62.1 確定毛坯的制造形式 62.2 基準(zhǔn)的選擇62.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇62.2.2 精基準(zhǔn)的選擇62.3 制定工藝路線62.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定72.4.1 兩端外圓表面72.4.2 工件內(nèi)孔加工82.5 確定切削用量及基本工時(shí)82.5.1工序1 鍛造毛坯82.5.2工序2 車削工藝外圓82.5.3工序3 鏜孔.142.

2、5.4工序4 滾壓孔.162.5.5工序5 精車外圓17第三章 鉆三個(gè)4階梯斜孔專用夾具計(jì).203.1 工件的加工工藝. .203.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì). . .203.3.1 定位誤差的分析. . .203.3.2 定位元件的選擇. . . 2133 星輪在夾具中定位夾緊.25331 夾緊裝置的組成. .2533 .2夾緊力的確定. .2533 .3夾緊機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì).25第四章 鉆4階梯斜孔工序刀具設(shè)計(jì)說明書. 33第五張鉆4階梯斜孔工序量具設(shè)計(jì)說明書.34第六章：星輪左端成型數(shù)控加工程序的編制. . .366.1數(shù)控加工的特點(diǎn). . . .366.2數(shù)控編程的方法及特點(diǎn). . .

3、. .366.3數(shù)控加工程序內(nèi)容. . . .37設(shè)計(jì)體會. 38參考文獻(xiàn)39致謝40概述一 零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 我國自行研發(fā)的“星輪傳動”技術(shù)，可以使裝備機(jī)械上的加速器、減速器、調(diào)速器、變速器的體積變小、功能增強(qiáng)，并減少進(jìn)口。這一新技術(shù)得到中國星輪傳動協(xié)會和機(jī)械工業(yè)部有關(guān)專家的認(rèn)定。專家們認(rèn)為，“星輪傳動”技術(shù)的原理為我國獨(dú)創(chuàng)，可應(yīng)用在煤礦、石油開采、風(fēng)力發(fā)電重型機(jī)械、建材水泥等儲多領(lǐng)域，應(yīng)用空間巨大。 據(jù)機(jī)械專家介紹，我國傳統(tǒng)裝備機(jī)械沿用的減、變速器品種繁雜，體積巨大。一臺軋鋼機(jī)的減速器達(dá)到22噸重，而大型水泥設(shè)備的減速器重達(dá)60噸，安裝費(fèi)力，又耗費(fèi)巨大電能和熱能，且國內(nèi)有數(shù)千家減速器廠

4、家，產(chǎn)品規(guī)模很不相同。經(jīng)過三年的不斷試驗(yàn)，哈爾濱國海星輪傳動有限公司首次將新的“星輪傳動”技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)領(lǐng)域，并獲得成功。這項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)的星輪傳動技術(shù)的核心是，將一個(gè)減、變速器內(nèi)部170個(gè)單元，按用戶要求任意組合，制出的部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，有很強(qiáng)的互換性，到哪都能用得上。而且可以任意改變扭距，增大拉動能力，使一個(gè)很小的減速器帶動龐大的裝備機(jī)械。也就是說，原來22噸的減速器，應(yīng)用新技術(shù)后，重量能夠減少14.5噸，真正達(dá)到“以小帶大”。不僅如此，由于不同的排列組合，只要客戶對減、變速器有不同的要求，需要不同形狀的產(chǎn)品，這項(xiàng)新技術(shù)都能完成它。目前，我國獨(dú)創(chuàng)的“星輪傳動”技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到三峽水電站、秦

5、皇島碼頭、山西部分大煤礦，并已形成為“上海路橋”“神華集團(tuán)”等國家大型企業(yè)配套的能力。而其中最重要的零件便是星輪,它在其中作用是無與能比,現(xiàn)在就來探討一下它作用與結(jié)構(gòu).二 星輪零件的技術(shù)要求該零件的主要表面是內(nèi)孔和外圓，其主要技術(shù)要求如下：1、內(nèi)孔 內(nèi)孔是起支承作用或?qū)蜃饔米钪饕谋砻?，它通常與運(yùn)動著的軸、刀具或活塞相配合。內(nèi)孔直徑的尺寸精度一般為2級，精密軸套有時(shí)取1級. 內(nèi)孔的形狀精度，一般應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，有些精密軸套控制在孔徑公差的，甚至更嚴(yán)。對于長的套筒除了圓柱度和同軸度外，還應(yīng)注意孔軸線直線度的要求。為保證零件的功能和提高其耐磨性，內(nèi)孔表面粗糙度一般為，有的高達(dá)以上。2、 外

6、圓 外圓表面一般是套筒零件的支承表面，常以靜配合或過渡配合同箱體或機(jī)架沙鍋內(nèi)的孔相連接。外徑的尺寸精度通常為23級；形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)；粗糙度一般為。1） 內(nèi)外圓之間的同軸度 當(dāng)內(nèi)徑的最終加工系將套筒裝入機(jī)座后進(jìn)行時(shí)，套筒內(nèi)外圓間的同軸度要求較低；如果最終加工是在裝配前完成時(shí)要求較高，一般為0.010.05mm。2） 孔軸線與端面的垂直度 星輪的端面（包括凸緣端面）如工作中承受軸向載荷，或雖不承受載荷但加工中是作為定位面時(shí)，與孔軸線的垂直度要求較高，一般為0.020.05mm。三 星輪零件的材料與毛坯齒輪零件一般都是用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅等材料制成。有些滑動軸承采用雙金屬機(jī)構(gòu)，即用離心

7、鑄造法在鋼或鑄鐵套的內(nèi)壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料，這樣既可節(jié)省貴重的有色金屬，又能提高軸承的壽命。星輪的毛坯選擇與其材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)?？讖捷^小（如d68820234-0.5-1-2 =5，因此得：=2, =0.55) 補(bǔ)償距離 (mm) (2-2)式中 夾具圓柱銷與其相配合的工件定位孔間的最小間隙(mm)圓柱銷的尺寸為，根據(jù)GB180179知該即尺寸為5-0.006 -0.0017。由此可得 (mm)則 (mm)6) 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙 (mm)式中 與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)7) 菱形銷最大直徑 (mm)公差選取h58) 兩定位銷

8、所產(chǎn)生的最大角度定位誤差式中 夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙；夾具菱形削與其配合的工件定位孔間的最大間隙應(yīng)保證；則 由于待加工孔未對其形位公差，因此允許些許偏差。3.3 星輪在夾具中的夾緊工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好，在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件實(shí)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位

9、置。3.3.1 夾緊裝置的組成一般夾緊裝置由下面兩個(gè)基本部分組成。1) 動力源 即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對工件進(jìn)行夾緊，稱為手動夾緊；如果用氣動、液壓、氣液聯(lián)合、電動以及機(jī)床的運(yùn)動等動力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動夾緊。2) 夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或動力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。根據(jù)動力源的不同和工件夾緊的實(shí)際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過程中，可以起到以下作用：a 改變作用力的方向；b 改變作用力的大小；c 具有一定的自鎖

10、性能，以保證夾緊可靠，在手動夾緊時(shí)尤為重要。本次設(shè)計(jì)采用手動夾緊方式。3.3.2 夾緊力的確定1) 夾緊力的方向夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面11。為使夾緊力有助于定位，則工件應(yīng)緊靠支撐點(diǎn)，并保證各個(gè)定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠。一般地講，工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大、精度較高，限制的不定度多，夾緊力垂直作用于此面上，有利于保證工件的加工質(zhì)量。夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。圖2-4所示為工件安裝時(shí)的重力、切削力和夾緊力之間的相互關(guān)系。其中圖(a)最好，圖(d)最差。圖2-4 夾緊力與切削力、重力的關(guān)系Fig.2-4 Clamps the strength and the cutting for

11、ce、the gravity relations圖（a） 圖（b） 圖（c） 圖（d） 圖（e） 下面分析三力互相垂直的情況下，切削力與夾緊力間的比例關(guān)系。圖2-5為在臥式銑床上銑一用臺鉗夾緊的工件。圖2-5 銑削時(shí)Fr、W、G間的關(guān)系Fig.2-5 The relations of Fr、W、G When milling當(dāng)重量G很小而可以忽略不計(jì)時(shí)，只考慮夾緊力W與切削力的平衡，按靜力平衡條件=W+W (2-3) (2-4)式中 工件的定位基準(zhǔn)與夾具定位元件工作表面間的摩擦系數(shù)，0.150.25;工件的夾壓表面與夾緊元件間的摩擦系數(shù)，0.150.25;因此 (2-5) 可見在依靠摩擦力克服切

12、削力的情況下，所需要的夾緊力是很大的。在夾緊力工件時(shí)各種不同接觸面之間的摩擦系數(shù)可見表。表3-2 各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù)Tab.3-2 Between each kind of different faying surface friction coefficient 接觸表面的形式摩擦系數(shù)接觸表面均為加工過的光滑表面0.150.25工件表面為毛坯，夾具的支承面為球面0.20.3夾具定位或夾緊元件的淬硬表面在沿主切削力方向有齒紋0.3夾具定位或夾緊元件的淬硬表面在垂直于主切削力的方向有齒紋0.4夾具定位或夾緊元件的淬硬表面有相互垂直齒紋0.40.5夾具定位或夾緊元件的淬硬表面有網(wǎng)狀齒紋

13、0.70.8為了減小夾緊力，可以在正對切削力F的作用方向，設(shè)置一支承元件（圖2-6中之T）。這種支承不用作定位，而是用來防止工件在加工中移動。圖2-6 承受切削力支承Tab.2-6 Bear cutting force supports如圖2-5所示，當(dāng)圓柱銑刀切入全深時(shí)，作用于工件上的切削分力、的合力有使工件平移抬起的趨勢。為此可用圖2-6所示之壓塊，使夾緊力一力兩用。在鉆床上對工件鉆孔時(shí)，為了減小夾緊力，應(yīng)力求使主要定位基準(zhǔn)面處于水平位置，使夾緊力、重力和切削力同向，都垂直作用在主要定位基準(zhǔn)面上。見圖2-7(a)所示。反之，當(dāng)夾緊力與切削力及工件重力方向相反時(shí)，所需的夾緊力很大，W=F+G

14、。例如在殼體凸緣上鉆孔時(shí)，由于殼體較高，工件只能倒裝。這種安裝方式在圖2-7(b)中的F和G均有使夾緊機(jī)構(gòu)脫開的趨勢，因此需要施加較大的夾緊力W。圖2-7 鉆削時(shí)W、F、G間的關(guān)系Fig.2-7 The relations of W, F, G when Drills truncates 2) 夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來的。選擇夾緊力作用點(diǎn)位置和數(shù)目時(shí)，應(yīng)考慮工件定位可靠，防止夾緊變形，確保工序的加工精度。a 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。當(dāng)夾緊力雖然朝向主要定位基面，

15、但作用點(diǎn)卻在支承范圍以外時(shí)，夾緊力與支反力構(gòu)成力矩，夾緊時(shí)工件將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使定位基面與支承元件脫離，以至破壞原有定位。應(yīng)使夾緊力作用在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。b 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。對于箱體、殼體、桿叉類工件，要特別注意選擇力的作用點(diǎn)問題。在使用夾具時(shí)，為盡量減少工件的夾緊變形，可采用增大工件受力面積的措施。采用具有較大弧面的夾爪來防止薄壁套筒變形；可在壓板下增加墊圈，使夾緊力均勻地作用在薄壁夾緊力的大小必須適當(dāng)。當(dāng)夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還能造成事故；夾緊力過大，不但會使工件和夾具產(chǎn)生變形，對加工質(zhì)量不利，而且造成人力、物力的浪費(fèi)。計(jì)算

16、夾緊力，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，高速運(yùn)動的工件還應(yīng)考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需的夾緊力，即 (2-6) 式中 實(shí)際所需要的夾緊力 (N)； 按力平衡條件計(jì)算之夾緊力 (N)； 安全系數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般取1.53。用于粗加工時(shí)，取2.53；用于精加工時(shí)，取1.52。夾緊工件所需夾緊力的大小，除與切削力的大小有關(guān)外，還與切削力對定位支撐的作用方向有關(guān)。3.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)從前面提到的夾緊裝置組成中可以看出，不論采用何種力源（手動或機(jī)動）形式，一切外加的作用力要轉(zhuǎn)

17、化為夾緊力均需通過夾緊機(jī)構(gòu)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)很重要的組成部分。夾緊機(jī)構(gòu)可分為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對中夾緊機(jī)構(gòu)等。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 、偏心夾緊機(jī)構(gòu)及定心對中夾緊機(jī)構(gòu)等都是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變型。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要是利用其斜楔面移動時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的，亦即一般所謂的楔緊作用。斜楔的斜度一般為1:10，其斜度的大小主要是根據(jù)滿足斜楔的自鎖條件來確定。一般對夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，都要求具有自鎖性能。所謂自鎖，也就是當(dāng)外加的作用力Q一旦消失或撤除后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下，仍應(yīng)保持其處于夾緊狀態(tài)而不松開。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際

18、上相當(dāng)于把斜楔繞在圓柱體上因它的夾緊作用原理與斜楔時(shí)一樣的。不過這里是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來夾緊工件的。本次工件夾緊便采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)1) 夾緊形式所需夾緊力的計(jì)算圖2-8 工件的受力分析Fig.2-8 Work piece stress analysis (2-7)式中 夾緊元件與工件間的摩擦因數(shù) 工件與夾具支撐面間的摩擦因數(shù) 根據(jù)式(2-1)可得： N再由表(2-2)及式(2-5)可得： N2) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)所需作用力的計(jì)算圖2-9 夾緊力作用簡圖Fig.2-9 Clamps the action of force diagram根據(jù)圖3-9可計(jì)算所需作用力(Nm

19、) (2-8)式中 應(yīng)在螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的夾緊轉(zhuǎn)矩 (Nm)；單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力 (N)；螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定；作用力臂；螺桿端部與工件間摩擦角（）；螺紋升角，()；螺紋中徑之半（mm）；螺旋副的當(dāng)量摩擦角()，式中為螺旋副的摩擦角()，為螺紋牙型半角()。為計(jì)算方便，令，則當(dāng)采用公制螺紋夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，各種不同夾緊情況的K值可在K的數(shù)值表中查詢。第四章 鉆4階梯斜孔工序刀具設(shè)計(jì)說明書 1. 刀具類型確定 此道工序保證的尺寸精度要求較高4內(nèi)孔端面必須垂直，因此選直柄麻花鉆2. 刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定 序號項(xiàng)目數(shù)據(jù)來源或公式計(jì)算采用值1刀具類型表2-6、

20、2-7直柄麻花鉆2刀具材料W18Cr4V3幾何角度表2-7、2-8、2-9s=-4度 o=15度o=8度 o=6度r=90度r=56度 =1mm4斷削參數(shù)前面型式表2-11、2-12（f=1.3mm/r）帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面Ln=3.5mo1=-5度 br1=0.045 qn=25過渡刃表2-13（ap=0.4mm）過渡刃和修光刃 b=0.127外型結(jié)構(gòu)尺寸表3-5（刀具設(shè)計(jì)手冊）3. 刀具工作草圖 第五張鉆4階梯斜孔工序量具設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)4階梯斜孔的塞規(guī)，首先確定被測孔的極限偏差，查公差書第三章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得4的上偏差ES=+0.013mm,下偏差EI=0mm。公差等級為IT7。1. 量具類型確定4的量具查得用圓柱柄圓柱塞規(guī)。2. 極限量具尺寸公差確定（