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1、 此處文檔有重要部分刪減 摘要： 機(jī)械制造設(shè)計(jì)運(yùn)用了“機(jī)械制造技術(shù)”、“金屬工藝學(xué)”、“互換性與測量技術(shù)”、“機(jī)械加工手冊(cè)”等課程。本次設(shè)計(jì)注重理論和實(shí)踐相結(jié)合，通過假期生產(chǎn)實(shí)習(xí)積累地經(jīng)驗(yàn)與先前所修課程理論知識(shí)結(jié)合在一起來完成減速器中星輪的設(shè)計(jì)，再將設(shè)計(jì)成果和過程細(xì)細(xì)地記錄下來。本次設(shè)計(jì)通過分析課程設(shè)計(jì)存在的問題，然后經(jīng)過各種途徑解決，從中鍛煉自己。 本次星輪設(shè)計(jì)的加工工藝方法和裝備部分包括機(jī)床、夾具、車、銑、鉆、鏜、擴(kuò)、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(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)結(jié)尾附有設(shè)計(jì)規(guī)程卡片。 序言 機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)

2、械制造技術(shù)課程后，綜合運(yùn)用以前所學(xué)有關(guān)機(jī)械專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝過程設(shè)計(jì)。其目的在于鞏固、加深擴(kuò)展機(jī)械制造技術(shù)及其他有關(guān)先修課程的理論知識(shí)，把理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，能夠獨(dú)立分析問題、解決問題，以及初步具備中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。 本設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分內(nèi)容：第一部分為生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)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(jù)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(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的核心部分，具體地列出了設(shè)計(jì)思路以及整個(gè)零件加工工藝過程。它包括定位基準(zhǔn)的選擇、確定表面的加工方法、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差、機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備的選擇、確定切削用量與基本工時(shí)

3、。第三部分是為了提高生產(chǎn)率而設(shè)計(jì)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(jì)算，夾具總體結(jié)構(gòu)分析與夾具使用說明。 設(shè)計(jì)從還存在許多的不足，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。 1 零件分析 1.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 所給任務(wù)的零件是某機(jī)器上一個(gè)減速器上的零件，假定該機(jī)器年產(chǎn)量為5000臺(tái)，且每臺(tái)機(jī)器上僅有一件，若取其備品為5%，機(jī)械加工廢品 為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 N=Qm(1+5%+1%)=100(1+5%+1%)=5000件/年 由上式可知，該零件的年產(chǎn)量為5000件，由零件的特在征可知，它屬于機(jī)體類小零件，因此可以確定其生產(chǎn)類型為大批量

4、生產(chǎn) 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(dá)直觀、清楚、繪制符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸公差及技術(shù)要求的標(biāo)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(nèi)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(duì)孔Ф28軸心線圓跳動(dòng)誤差為0.025; ③ 外圓Ф45軸心線對(duì)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(duì)尺寸17的圓跳動(dòng)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(duì)于對(duì)稱分布三個(gè)。 2.過程工藝分析 2.1選擇毛坯： 根據(jù)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(guān)鍵零件，需要結(jié)構(gòu)比較硬，故材料選為45鋼件，已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，通過計(jì)算，該零件質(zhì)量為2.7kg，由參考文獻(xiàn)（5）表2—2，2—3可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯的類型為型材（圓制棒料）。由于45鋼的經(jīng)濟(jì)性比較高，由簡明機(jī)械加工手冊(cè)知毛坯的精度應(yīng)該選

6、IT12級(jí)，其規(guī)格為Φ68.L=64,牌號(hào)為60Si2Mn。查《機(jī)械加工工藝與夾具》及相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)》手冊(cè)確定個(gè)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(shù)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(nèi)圓表面 Φ30mm 2mm 內(nèi)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(zhǔn)的選擇： 粗基準(zhǔn)的選擇：在保證各加工面都有雨量的前提下，因?yàn)橐ＷC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(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：星輪主要應(yīng)用于超越離合器上面，其性輪的軸心線既是定位基準(zhǔn)也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在車削時(shí)選他作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合原則，實(shí)現(xiàn)外圓柱面的圓跳動(dòng)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(shí)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(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) C３１６３－１ 產(chǎn)品型號(hào) 831003 共 5 頁 產(chǎn)品名稱 機(jī)床 零件名稱 星輪 第 1 頁 材料牌號(hào) 45鋼 毛坯 種類 型材 毛坯 尺

8、寸 φ68 毛坯件數(shù) 1 每臺(tái) 件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)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(biāo)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(diào)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(biāo)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(yàn) 檢驗(yàn)車間 塞規(guī)，卡尺等。 設(shè)計(jì)（日期） 2010.6.26 審核（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 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(zhǔn)。選C3163-1轉(zhuǎn)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(nèi)圓柱面。 工序5. 銑鍵槽。以A面為基準(zhǔn)。 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(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》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(zhuǎn)動(dòng)萬能分度頭120加工三次。 工序9. 檢驗(yàn) （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(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)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(zhǔn)。 工序5. 粗、精車Ф28mm內(nèi)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(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》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(zhuǎn)動(dòng)萬能分度頭120加工三

12、次。 工序9. 檢驗(yàn) 方案對(duì)比： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)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(dá)到更高，并且方案二的經(jīng)濟(jì)消費(fèi)低，適合大批量生產(chǎn)。綜合比較，方案二更好，所以最終選擇方案二。 四.夾具設(shè)計(jì) 一.本夾具的主要零部件有： 中心轉(zhuǎn)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(gè)零部件作用： 1. 中心轉(zhuǎn)軸：左側(cè)段主要是負(fù)責(zé)定位星輪內(nèi)孔方便左側(cè)螺母夾緊，右側(cè)段主要是負(fù)責(zé)定位軸承內(nèi)孔，安裝分度盤及相關(guān)螺母 2. 軸承座：軸承座是主要負(fù)責(zé)安裝

13、軸承和中心轉(zhuǎn)軸的裝置，并且通過底部的U型槽進(jìn)行固定整個(gè)夾具 3. 軸承3副：軸承負(fù)責(zé)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(hù)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(nèi)圈 5. 分度銷座：分度座安裝于夾具頂部中心孔負(fù)責(zé)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(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。 E; r O3 p) X7 C# | 對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下： + K2 C H( z( N4 S4 @6 G( f

14、 ①、夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)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(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量 / k8 l5 U5 P" x, m③、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。+ E9 g `) A/ k# f+ N ④、結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。 1.將工件星輪右端對(duì)準(zhǔn)中心軸孔穿入，肩面定位軸向，內(nèi)孔定位。 2.中心軸左側(cè)套入墊片并用螺母M24進(jìn)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(tái)

15、階及其15斜面 4.銑削一側(cè)斜面臺(tái)階后，拉出分度銷釘，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)分度板，到下一個(gè)120分角，插入銷釘固定，繼續(xù)銑削，同理第三處臺(tái)階也采用該方法分度進(jìn)行銑削。 5.拆卸時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)左側(cè)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(shè)計(jì)采用普通螺母螺紋螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，此機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡單，容易制造，而且由于螺旋升角小，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)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(dòng)夾緊，是最多應(yīng)用的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 四.定位誤差 自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,

16、OY,OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)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(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)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(shè)計(jì)中，按加工要求應(yīng)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(gè)或更多的支撐點(diǎn)限制一個(gè)自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動(dòng)，夾緊時(shí)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(shè)計(jì)。 : S6 h* b( m5

17、（1）定位誤差分析 本夾具當(dāng)中，中心軸直徑28的右側(cè)肩面進(jìn)行了軸向定位，鎖緊螺母后也進(jìn)行了軸向定位約束。工件內(nèi)孔與中心軸外圓進(jìn)行了其余自由度定位，進(jìn)行了限制，由于上節(jié)中進(jìn)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(jìn)行定位，經(jīng)查詢得到該公差28h6為（0，-0.013），而工件內(nèi)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(diǎn)的分析及改進(jìn) 夾具優(yōu)點(diǎn)： 1. 此機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡單，容易制造 2. 由于螺旋升角小，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)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(yīng)用范圍 4. 內(nèi)部采用軸承設(shè)計(jì)減小了摩擦力，增加了使用壽命，如果出現(xiàn)損壞更換容易且成本低廉 夾具缺點(diǎn) 1.夾緊動(dòng)作慢，工件裝卸費(fèi)時(shí) 2.只能單件加工不能多件同時(shí)加工 3.中心軸左端受力較多 夾具改進(jìn)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(jìn)行多件連續(xù)加工保證共面度 3.多件加工時(shí)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(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）》 機(jī)械工業(yè)出版 （2）《幾何量公差與檢測》 上海科學(xué)技術(shù)出版社 （3）《機(jī)械制圖》 高等教育出版社 （4）《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)參考資料 此處文檔有重要部分刪減