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1、机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计 说 明 书设计题目： 制定星轮的加工工艺，设计车表面车床夹具设 计 者：班 级： 学 号： 指导教师：机械设计制造及其自动化系机械制造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目：制定星轮的加工工艺，设计车星轮外表面的车床夹具设计要求：大批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 2008.9.112008.12.29设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书班 级：05机制（1）学 生： 指导教师： 2008年12月25
2、日目录序言3一、零件的分析4 零件的作用4 零件的工艺分析4二 . 确定生产类型4三 .确定毛坯4四.工艺规程设计5 (一)选择定位基准：5（二）制定工艺路线5（三）选择加工设备和工艺设备5 (四）机械加工余量、工序尺寸及工时的确定6五、 夹具设计7 (一)问题的提出8 (二)夹具设计8（三定位误差分析9（四）机床夹具的装配图见附图9参考文献：9序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希
3、望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。全套图纸，加153893706一、零件的分析零件的作用题目所给的零件是星轮。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件的工艺分析零件的材料为4540CR，零件内有较大的孔径，故应先进行锻造成型，再进行相关的机加工，最后进行热处理。二 . 确定生产类型 已知此星轮零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是0.4Kg/个，查机械制造技术基
4、础课程设计指导教程3页表1-3和1-4，可确定该星轮生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三 .确定毛坯1 确定毛坯种类：零件材料为40CR。考虑零件在运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择锻件毛坯。2 确定锻件公差和加工余量及分形面形状：机械制造技术基础课程设计指导教程33页表2-10和2-11，确定锻件的长度、宽度、高度及厚度公差，再依据机械制造技术基础课程设计指导教程表213和表214确定锻件的机加工余量，分型面选择在长度为mm处（如锻件图所示）。3绘制锻件零件图：（附零件图）
5、。 星轮锻造毛坯尺寸公差及及加工余量 单位(mm)项目及加工余量(单边)尺寸公差备注厚度61表2-111.52.0 取(1.5)表2-13宽度45表2-101.52.0 取(1.8)表2-13宽度40表2-101.52.0 取(1.8)表2-13宽度64表2-101.52.0 取(1.8)表2-13孔径28表2-102.0表2-14厚度14表2-111.52.0 取(1.5)表2-13注:备注中所选表格皆来自机械制造技术基础课程设计指导教程四.工艺规程设计(一)选择定位基准： 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工
6、艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取70的棒料外圆轮廓表面作为粗基准。采用70外圆面定位加工内孔、外表面和端面可保证孔的壁厚均匀并与外表面同轴度较高，并能保证端面的垂直度。（2）精基准的选择。根据星轮的技术要求和装配要求，选择星轮右端面和右侧45f7外圆作为精基准，零件上的许多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。（二） 制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，
7、应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 工序号工 名序 称机床设备刀具量具1粗车，半精车两端面卧式车床C618k车刀游标卡尺2钻、扩，铰中心孔立式钻床字Z535立式钻床字Z535游标卡尺3粗车,半精车，精车外圆和凸台卧式车床C618k车刀游标卡尺4开槽卧式车床C618k切槽刀游标卡尺5铣64三个端面X60卧式铣床专用铣刀游标卡尺6磨64三个端面M315磨床专用磨刀游标卡尺7钻孔，扩孔立式钻床字Z535麻花钻游标卡尺8铣键槽X60卧式
8、铣床铣刀游标卡尺9中检10热处理11校正12清洗13终检（三）选择加工设备和工艺设备1 机床的选择：工序030为车外表面(粗车和半精车，精车外表面)，可采用C618K车床。 工序040为开两个3x0.5的槽 车床同上 2 选择夹具：该星轮的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 3 选择刀具：车外表面用端面车刀，开槽用切槽刀4选择量具：专用量具5其他：(四）机械加工余量、工序尺寸及工时的确定工序030 以中心孔粗基准，分别粗车和半精车，精车外表面。1. 加工条件工件材料：40CR,锻造。加工要求：粗车和精车加工外表面机床：C618K车床。刀具：高速钢车刀2.确定粗车端面最大加工余量和进给量：依
9、据经验得粗铣应留下2mm左右的加工余量；确定进给量f:根据P101表5-1，粗车加工时最大背吃刀量ap5mm；精加工时，f取小值，v取大值，故取f粗=0.8mm/r3. 确定精车端面加工余量和进给量:有经验得精铣的加工余量为1mm依据P101表5-1,可知4.确定精车端面加工余量和进给量:有经验得精铣的加工余量为0.6mm依据P101表5-1,可知5.计算铣削速度： 依据P102表5-1切削速度为V=30m/min.5.确定机床主轴转速； 所以依据表4-1设定，半精车精车6.计算切削工时：根据情况确定工时工序040:切两个3x0.5槽1. 选择切槽刀 2.选择切削进给量查 .计算工时由于磨削加
10、工的工时很短可忽略不计只需计算专配时间故由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。五、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序030车外端面(粗车和半精车，精车)。本夹具将用于卧式车床，刀具为专用高速钢车刀.(一)问题的提出本夹具是用来车零件外表面,零件图中端面的宽度有公差要求,且有粗糙度要求.这几道工序包含粗加工和半精车 精加工,因此本工序加工时既要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,又要精度也有一定要求。 (二)夹具设计 1定位基准选择 零件加工过程中所受的夹紧力较大，根据零件的形状，以及夹紧机构在夹具中安装，可确定夹紧
11、力的位置。为了节约辅助时间，减轻工人的劳动强度，便于制造和安装，本夹具采用芯轴，用螺母、螺杆相互配合夹紧零件。夹紧力的计算:1 F= 其中： 取决于工件材料和切削条件的系数=42.7 =1 =0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对轴向力的修正系数其中：HB=235 nF =0.75=1.04所以：F=1070N2最大转矩： M= 其中： 取决于工件材料和切削条件的系数=0.021 =2 =0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数其中：HB=235 nF =0.75=1.04所以：F=2.计算夹紧力 本夹具采用的是螺母夹
12、紧： M= 其中： 取决于工件材料和切削条件的系数=0.021 =2 =0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数由参考文献2表22-1其中：HB=235 nF =0.75=1.04所以：F=夹紧力Q所以 实际预紧力： 其中：K为安全系数：一般安全系数，考虑到增加夹紧的可靠性和因工件材料性质及余量不均匀等引起的切削力的变化。 一般取：加工性质系数，粗加工取。精加工取：刀具钝化系数，考虑刀具磨损钝化后，切削力增加。一般取。这里取：断续切削系数，断续切削时取。连续切削时，取所以 所以 所以 夹紧力为： Q =1554N3. 夹紧元件强度校核受力分析：当压紧
13、工件时，受转矩T的扭转而产生扭转剪应力的作用。 扭转剪应力：由第四强度理论，可知螺栓预紧状态下的计算应力：元件材料为40Cr，屈服强度为=450 ，取安全系数n=1.9则许用挤压应力。 （三）定位误差分析 夹具的主要定位元件为22孔的定位销 基准移位误差，由于定位心轴和销都有制造误差. 为工件装卸方便，孔与轴间还有最小间隙, 但可在对刀时补偿故=0.013满足自由公差要求。（四）机床夹具的装配图见附图参考文献：1：机械制造技术基础课程设计指导教程 主编 邹青 出版：机械工业出版社2：互换性技术与测量 出版：中国计量出版社3：机床夹具设计手册（第三版） 上海科学技术出版社4：切削用量手册5：机械制造技术基础 出版：高等教育出版社 张世昌等主编11