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1、 此處文檔有重要部分刪減 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合，通過假期生產實習積累地經驗與先前所修課程理論知識結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。設計結尾附有設計規(guī)程卡片。 序言 機械制造課程設計是在學完了機

2、械制造技術課程后，綜合運用以前所學有關機械專業(yè)知識，進行零件加工工藝過程設計。其目的在于鞏固、加深擴展機械制造技術及其他有關先修課程的理論知識，把理論知識和生產實踐相結合，能夠獨立分析問題、解決問題，以及初步具備中等復雜程度零件工藝規(guī)程的能力。 本設計包括兩個部分內容：第一部分為生產綱領、生產類型、工藝性分析和零件圖的審查。第二部分為毛坯的選擇，根據圖紙具體地闡明了毛坯選擇類型以及尺寸。零件加工工藝規(guī)程設計是設計的核心部分，具體地列出了設計思路以及整個零件加工工藝過程。它包括定位基準的選擇、確定表面的加工方法、確定機械加工余量、工序尺寸及公差、機床設備及工藝設備的選擇、確定切削用量與基本工時

3、。第三部分是為了提高生產率而設計的夾具。該部分包括原始資料的分析，定位-加緊分析，夾具精度的分析與計算，夾具總體結構分析與夾具使用說明。 設計從還存在許多的不足，懇請老師批評指正。 1 零件分析 1.1 計算生產綱領，確定生產類型 所給任務的零件是某機器上一個減速器上的零件，假定該機器年產量為5000臺，且每臺機器上僅有一件，若取其備品為5%，機械加工廢品 為1%，則該零件的年生產綱領為 N=Qm(1+5%+1%)=100(1+5%+1%)=5000件/年 由上式可知，該零件的年產量為5000件，由零件的特在征可知，它屬于機體類小零件，因此可以確定其生產類型為大批量

4、生產 1.2 零件的工藝性分析和零件圖的審查 ⑴ 零件視圖正確，足夠表達直觀、清楚、繪制符合國家標準，尺寸公差及技術要求的標注齊全、合理 ⑵ 主要加工表面及要求 ① 星輪外圓Ф40K6,Ф45f7,其形狀公差均遵守包容要求,表面粗糙度均為Ra1.6m; ② 星輪內孔Ф28H7,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Ф28軸心線垂直度誤差為0.025,其左端面對孔Ф28軸心線圓跳動誤差為0.025; ③ 外圓Ф45軸心線對外圓Φ40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； ④

5、鍵槽寬度為8H9,長度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2m，在Φ64的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔Φ28H7軸心線的平行度誤差為0.012表面粗糙度為Ra0.8m,3 -Φ4H9孔相對于對稱分布三個。 2.過程工藝分析 2.1選擇毛坯： 根據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，需要結構比較硬，故材料選為45鋼件，已知零件的生產綱領為5000件/年，通過計算，該零件質量為2.7kg，由參考文獻（5）表2—2，2—3可知，其生產類型為大批生產。毛坯的類型為型材（圓制棒料）。由于45鋼的經濟性比較高，由簡明機械加工手冊知毛坯的精度應該選

6、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： 加工表面 基本尺寸 加工余量數值 說明 外圓表面 Φ68 mm 3mm 車削加工 外圓表面 Φ65mm 1mm 車削加工 內圓表面 Φ30mm 2mm 內圓車刀 階梯軸部分Φ45mm.Φ40mm Φ64mm 4mm\3mm 外圓表面加工 零件圖 2.2定位基準的選擇： 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中心線垂直于左端

7、面，所以以Φ60的外圓表面的粗基準。 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，實現外圓柱面的圓跳動和同軸度（采用專用夾具夾緊機構），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。 機械加工工藝過程卡片 產品型號 C３１６３－１ 產品型號 831003 共 5 頁 產品名稱 機床 零件名稱 星輪 第 1 頁 材料牌號 45鋼 毛坯 種類 型材 毛坯 尺

8、寸 φ68 毛坯件數 1 每臺 件數 1 備注 工序號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 車削 此處文檔有重要部分刪減 此處文檔有重要部分刪減 車床車間 6 車床 專用夾具、高速鋼車刀（W18Cr4V）， 游標卡尺 480s 2 鏜孔 鉸孔 1.鏜孔φ26.5 2.鉸孔至φ28 鏜床車間 2 鏜床 專用夾具、可調整的鏜刀YT8），卡尺，塞規(guī) 100s 3 倒角 1. 倒角2*45 車床車間 1 車床 普通車刀，游標卡尺

9、 20s 4 銑鍵槽 1.銑鍵槽 銑床車間 1 銑床 專用夾具、銑刀 80s 5 銑削 200s 6 銑削 200s 7 100s 9 檢驗 檢驗車間 塞規(guī)，卡尺等。 設計（日期） 2010.6.26 審核（日期） 會簽（日期） 標記 處數 更改文件 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 3、 確定各表面的加工方法，擬定加工工藝路線 （1）工藝路線方案一

10、： 工序1. 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C3163-1轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 工序2. 粗、精車B/C面。 工序3. 車如零件圖所示Ф45mmФ40mm,的階梯軸。 工序4. 粗、精車Ф28mm內圓柱面。 工序5. 銑鍵槽。以A面為基準。 工序6. 此處文檔有重要部分刪減 工序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。在水平方向上距軸心線26.9mm出攻鉆孔Φ4mm，轉動萬能分度頭120加工三次。 工序9. 檢驗 （2

11、） 工藝路線方案二： 工序1. 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轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 工序2. 粗、精車B/C階梯軸外圓面。 工序3. 車如零件圖所示Ф45mmФ40mm,的階梯軸。 工序4. 銑鍵槽。以A面為基準。 工序5. 粗、精車Ф28mm內圓柱面。 工序6. 此處文檔有重要部分刪減 工序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。在水平方向上距軸心線26.9mm出攻鉆孔Φ4mm，轉動萬能分度頭120加工三

12、次。 工序9. 檢驗 方案對比： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一在于直接用銑床銑出平面、外圓，且先把鍵槽銑出來在銑平面最后鉆孔：方案二則與其相反，鍵槽被放置平面后，且采用磨床使精度達到更高，并且方案二的經濟消費低，適合大批量生產。綜合比較，方案二更好，所以最終選擇方案二。 四.夾具設計 一.本夾具的主要零部件有： 中心轉軸、軸承座、軸承3副、分度盤、分度銷座、銷套、定位銷、M24螺母、墊片 二.各個零部件作用： 1. 中心轉軸：左側段主要是負責定位星輪內孔方便左側螺母夾緊，右側段主要是負責定位軸承內孔，安裝分度盤及相關螺母 2. 軸承座：軸承座是主要負責安裝

13、軸承和中心轉軸的裝置，并且通過底部的U型槽進行固定整個夾具 3. 軸承3副：軸承負責連接中心軸與軸承座，起到潤滑減小摩擦力的作用，減小磨損，保護軸承座的作用 4. 分度盤：分度盤安裝于中心軸右端，盤上有120開角，起到分度作用，分度盤左端面壓緊軸承內圈 5. 分度銷座：分度座安裝于夾具頂部中心孔負責安裝插銷 此處文檔有重要部分刪減 三.夾具夾緊工作過程 夾緊機構的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。 E; r O3 p) X7 C# | 對夾緊機構的基本要求如下： + K2 C H( z( N4 S4 @6 G( f

14、 ①、夾緊作用準確，處于夾緊狀態(tài)時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。 8 P" @1 O) T3 C }$ ^ L H# m ②、夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量 / k8 l5 U5 P" x, m③、夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調節(jié)的。+ E9 g `) A/ k# f+ N ④、結構力求簡單，便于制造和維修。 1.將工件星輪右端對準中心軸孔穿入，肩面定位軸向，內孔定位。 2.中心軸左側套入墊片并用螺母M24進行鎖緊 此處文檔有重要部分刪減 3. 立銑刀采用開角為30的成型銑刀，銑削星輪外圓3處分度為120的臺

15、階及其15斜面 4.銑削一側斜面臺階后，拉出分度銷釘，順時針轉動分度板，到下一個120分角，插入銷釘固定，繼續(xù)銑削，同理第三處臺階也采用該方法分度進行銑削。 5.拆卸時，轉動左側段外圓螺母M24，卸下墊片，即可拿出完成該部工序的星輪零件 本設計采用普通螺母螺紋螺旋夾緊機構夾緊，此機構機構簡單，容易制造，而且由于螺旋升角小，螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，從零件加工工序和受力分析，主要是少量切向力和軸向力，夾具定位了主要的軸向，并利用摩擦定位了切向受力。該夾具手動夾緊，是最多應用的一種夾緊機構。 四.定位誤差 自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,

16、OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產中，為了調整和控制不可避免產生的焊接應力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設計中，按加工要求應限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的；而選用兩個或更多的支撐點限制一個自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動，夾緊時造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，過定位也屬于不合理設計。 : S6 h* b( m5

17、（1）定位誤差分析 本夾具當中，中心軸直徑28的右側肩面進行了軸向定位，鎖緊螺母后也進行了軸向定位約束。工件內孔與中心軸外圓進行了其余自由度定位，進行了限制，由于上節(jié)中進行了受力簡單說明，故切向不需要再增加約束。 工件定位主要依靠中心軸直徑28h6進行定位，經查詢得到該公差28h6為（0，-0.013），而工件內孔孔徑為（+0.013,0）。公差帶為0.026是間隙配合符合加工要求 五、夾具優(yōu)缺點的分析及改進 夾具優(yōu)點： 1. 此機構機構簡單，容易制造 2. 由于螺旋升角小，螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大 3. 可以加工其他類似的軸類分度零件，如果有其他分度要求

18、可以更換分度板，增加了該夾具的應用范圍 4. 內部采用軸承設計減小了摩擦力，增加了使用壽命，如果出現損壞更換容易且成本低廉 夾具缺點 1.夾緊動作慢，工件裝卸費時 2.只能單件加工不能多件同時加工 3.中心軸左端受力較多 夾具改進措施 1.可以增加氣缸裝置，利用氣缸頂緊，省去人力 2.可以加長該中心定位軸，進行多件連續(xù)加工保證共面度 3.多件加工時可以增加左端軸承裝置保持受力平衡穩(wěn)定 六.主要參考資料： （1）《機械制造工藝學（含機床夾具設計）》 機械工業(yè)出版 （2）《幾何量公差與檢測》 上海科學技術出版社 （3）《機械制圖》 高等教育出版社 （4）《機床夾具設計》課程設計參考資料 此處文檔有重要部分刪減