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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) 6
2.1 確定毛坯的制造形式 6
2.2 基準(zhǔn)的選擇 6
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 6
2.3 制定工藝路線 6
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定 7
2.4.1 兩端外圓表面 7
2.4.2 工件內(nèi)孔加工 8
2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 8
2.5.1工序1 鍛造毛坯................................. ..................... .................................8
2.5.2工序2 車(chē)削工藝外圓 8
2.5.3工序3 鏜孔 ..............14
2.5.4工序4 滾壓孔 ..............16
2.5.5工序5 精車(chē)外圓 17
第三章 夾具設(shè)計(jì)方案.............. ................. . ............................................................20
3.1對(duì)加工件進(jìn)行工藝分析....................................................... ..............................20
3.2定位方案設(shè)計(jì)...................... .................................. ........... .... .............. ..........20
3.3 加緊方案設(shè)計(jì). ................................ ........................ .... ...................................21
3.4 其他裝置設(shè)計(jì). ............................................... ...... .... ......................................21
3.5 夾緊體設(shè)計(jì). ................................. .......................... .... ....................................22
3.6 夾緊工作原理. ................................................. .... .... .... .................................22
設(shè)計(jì)體會(huì)……………………………………………………………………………. 23
參考文獻(xiàn) 24
致謝 25
概述
一 零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
我國(guó)自行研發(fā)的“星輪傳動(dòng)”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(guó)星輪傳動(dòng)協(xié)會(huì)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(dòng)”技術(shù)的原理為我國(guó)獨(dú)創(chuàng)，可應(yīng)用在煤礦、石油開(kāi)采、風(fēng)力發(fā)電重型機(jī)械、建材水泥等儲(chǔ)多領(lǐng)域，應(yīng)用空間巨大。
據(jù)機(jī)械專家介紹，我國(guó)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(tái)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(guó)內(nèi)有數(shù)千家減速器廠家，產(chǎn)品規(guī)模很不相同。
經(jīng)過(guò)三年的不斷試驗(yàn)，哈爾濱國(guó)海星輪傳動(dòng)有限公司首次將新的“星輪傳動(dòng)”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(dòng)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(dòng)能力，使一個(gè)很小的減速器帶動(dòng)龐大的裝備機(jī)械。也就是說(shuō)，原來(lái)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(duì)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(guó)獨(dú)創(chuàng)的“星輪傳動(dòng)”技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到三峽水電站、秦皇島碼頭、山西部分大煤礦，并已形成為“上海路橋”“神華集團(tuán)”等國(guó)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(wú)與能比,現(xiàn)在就來(lái)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)蜃饔米钪饕谋砻妫ǔＥc運(yùn)動(dòng)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(jí)，精密軸套有時(shí)取1級(jí).
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(duì)于長(zhǎng)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、 外圓
外圓表面一般是套筒零件的支承表面，常以靜配合或過(guò)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2~3級(jí)；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0.01~0.05mm。
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0.02~0.05mm。
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(dòng)軸承采用雙金屬機(jī)構(gòu)，即用離心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^?。ㄈ鏳<20mm）的套筒一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可以采用實(shí)心鑄件。孔徑較大時(shí)，采用無(wú)逢鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時(shí)可以采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率又節(jié)約金屬材料。
第一章 零件的分析
1.1 零件的工藝分析
1.1.1 加工方法的選擇
該零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要求可選擇車(chē)削和磨削?？准庸し椒ǖ倪x擇比較復(fù)雜，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、孔徑大小、長(zhǎng)徑比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對(duì)于精度要求較高的孔往往還要采用幾種不同的方法順次進(jìn)行加工。本次設(shè)計(jì)的星輪，為保證孔的精度和表面質(zhì)量將先后經(jīng)過(guò)粗鏜、半精鏜、精鏜和滾壓等四道加工．
1.2.2、保證星輪表面間位置精度的方法
由星輪零件的技術(shù)要求知，星輪零件內(nèi)外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度一般均有較高要求。為保證這些要求通?？刹捎孟铝蟹椒ǎ?
1.在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安裝誤差，所以可獲得很高的相對(duì)位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對(duì)于尺寸較大（尤其是長(zhǎng)徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車(chē)削加工。
2.星輪主要表面加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工外圓，然后以圓為精基準(zhǔn)最終加工內(nèi)孔。這種方法由于所用夾具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在星輪加工中一般多采用這種方法。
星輪主要表面加工在幾次安裝中進(jìn)行，先終加工外圓，然后以外圓為精基準(zhǔn)最終加工內(nèi)孔。采用這種方法時(shí)工件裝夾迅速可靠，但因一般卡盤(pán)安裝誤差較大，加工后工件的位置精度較低。若欲獲得較小的同軸度，則必須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤(pán)、液體塑料夾頭和經(jīng)過(guò)修磨的三爪卡盤(pán)等。
對(duì)于較長(zhǎng)的零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來(lái)最終加工內(nèi)孔。對(duì)于本次設(shè)計(jì)加工零件的工藝不采用這種方法,是因?yàn)榧庸?nèi)孔時(shí),安裝工件需要φ45工藝外圓,只有當(dāng)外圓加工完后,才可能車(chē)去加工內(nèi)孔,進(jìn)而車(chē)出與內(nèi)孔有較小的同軸度的外圓表面φ４０及加工出其它三個(gè)斜面與斜孔．
1.2.3、防止星輪變形的工藝措施
該零件在加工中防止變形的工藝措施，加工中常因夾緊力、切削力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。防止變形應(yīng)注意,為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行。粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中可以得到糾正。
第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的制造形式
星輪零件的毛坯選擇與材料、機(jī)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)還與它在工作中所處的工作環(huán)境有關(guān)。孔徑較小的星輪一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采實(shí)心鑄件?？讖捷^大時(shí)，常采用無(wú)縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時(shí)可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率又節(jié)約金屬材料。
本零件為鍛造件，材料為40Cr優(yōu)質(zhì)合金鋼，抗拉強(qiáng)度：；屈服強(qiáng)度：；硬度：HBS為197，最終成品調(diào)質(zhì)處理到硬度為22-27HRC .
2.2 基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)于較長(zhǎng)的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來(lái)最終加工內(nèi)孔。
根據(jù)這個(gè)原則，本零件選取星輪外圓φ45為粗基準(zhǔn)。工件一端用三爪卡盤(pán)夾持一端，另一端則用大頭頂尖頂住另一端。采用這種方法時(shí)工件裝夾迅速可靠，但因一般卡盤(pán)安裝誤差較大，加工后工件的位置精度較低。為了獲得較小的同軸度，須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤(pán)、液體塑料夾頭和經(jīng)過(guò)修磨的三爪卡盤(pán)等。
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮的是基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸的換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。
2.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案：詳見(jiàn)附表，《機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片》
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“星輪”：零件材料為40Cr合金鋼，硬度HB197，生產(chǎn)類型大批量，毛坯形式為鍛造件．
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
2.4.1 兩端外圓表面：
兩外圓（φ45dmm）表面一端加工長(zhǎng)度為60mm，與其聯(lián)接的要求不高的加工外圓表面直徑為φ64mm，現(xiàn)取其外圓表面直徑為φ64mm。φ45mm表面尺寸公差±0.02，表面粗糙度值1.6，要求半精車(chē)；精車(chē)，加工直徑余量2Z=3.5mm.
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件是大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。φ45 mm的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布見(jiàn)圖2-1。
圖2-1φ45外圓工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法）
由圖可知：
毛坯名義尺寸：45+3.5×2=52（mm）
毛坯最大尺寸：52+1.3×2=54.6（mm）
毛坯最小尺寸：52-0.5×2=51（mm）
半精車(chē)后最大尺寸：52+0.5×2=53（mm）
半精車(chē)最小尺寸：52-0.02=51.98（mm）
精車(chē)后尺寸和零件圖尺寸相同，即φ45mm.
最后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表2-1。
表2-1 加工余量計(jì)算表
工序
加工尺
寸及公差
鍛造件
粗車(chē)外圓
精車(chē)外圓
加工前
尺寸
最大
54.6
53
最小
51
51.98
加工后
尺寸
最大
54.6
53
52.02
最小
48
51.98
51.98
加工余量（單邊）
1.75
最大
1.75
0.27
最小
1.6
0.23
加工公差（單邊）
-0.4/2
-0.12/2
2.4.2 工件內(nèi)孔加工
毛坯為鍛造件，參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9確定工序尺寸及余量為：
鉆孔: φ19
粗鏜孔：φ24mm
半精鏜孔：φ26mm
精鏜：φ27.5mm
精鉸（浮動(dòng)鏜刀）：φ28±0.20mm
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1 工序1：鍛造毛坯
2.5.2 工序2：車(chē)削，本工序采用計(jì)算法確定切削用量。
（1）、加工條件
工件材料：鍛造件材料為40Cr，
車(chē)￠45到尺寸￠48（工藝用）；
車(chē)端面及倒角；
車(chē)￠45到尺寸￠48（工藝用）；
車(chē)端面及倒角取總長(zhǎng)27mm（余2mm）
機(jī)床：CA6140車(chē)床
刀具：刀具材料為YT15，刀桿尺寸16mm×25mm，
。
（2）、計(jì)算切削用量
①、車(chē)￠45到￠48
切削深度：
進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,以及工件直徑為100mm時(shí)：f=0.6~0.9。按CA6140車(chē)床的說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取f=0.7。
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）：
（m/min）
式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。
所以： =
=123.8 (m/min)
確定主軸轉(zhuǎn)速：
=
=
438 (r/min)
與438 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為500 r/min，?，F(xiàn)選取，所以實(shí)際切削速度 m/min.
檢驗(yàn)機(jī)床功率：
主切削力 按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
=0.89
所以：
=
=784 N
切削時(shí)消耗功率為：
=
=1.85 (kw)
由《切削手冊(cè)》表1.30中CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，故機(jī)床功率足夠，可以正常工作。
校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力= 791 N，徑向力按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
所以：
=
=116.9 N
軸向切削力
式中 ：
所以：
=
=267 N
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為：
=267+0.1（784+116.9）
=357.09
357 N
而機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可以正常工作。
切削工時(shí)：
式中：,,
所以：×2
=0.87（min）
②、車(chē)外圓：
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車(chē)刀，規(guī)定=0.25，走刀次數(shù)i=5，則
（m/min）
式中，=11.8，=0.70，=0.30，m=0.11，。
=1.11
所以： =
=16.4 (m/min)
確定主軸轉(zhuǎn)速：
=
=
116 (r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 n=96r/min，
所以實(shí)際切削速度 m/min.
由《切削手冊(cè)》表1.30中CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，故機(jī)床功率足夠，可以正常工作。
計(jì)算切削工時(shí)：
切削工時(shí)：
式中：=60,,
所以：×2
=0.086（min）
③、車(chē)端面及倒角：
確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為2mm
確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,以及工件直徑為100mm時(shí)：f=0.6~0.9。按CA6140車(chē)床的說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取f=0.7。
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）：
（m/min）
式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。
所以： =
=251.6 (m/min)
確定主軸轉(zhuǎn)速：
=
=
890 (r/min)
與890 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為900 r/min，。現(xiàn)選取，所以實(shí)際切削速度 m/min.
檢驗(yàn)機(jī)床功率：
主切削力 按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
=0.89
所以：
=
=768 N
切削時(shí)消耗功率為：
=
=1.81 (kw)
由《切削手冊(cè)》表1.30中CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，故機(jī)床功率足夠，可以正常工作。
計(jì)算切削工時(shí)：
切削工時(shí)：
式中：=15,,
所以：×2
=0.097（min）
③、車(chē)￠45到尺寸￠48及；
同①
④、φ48外圓（工藝用）
⑤、車(chē)端面及倒角取總長(zhǎng)20mm(余量2mm)
同③
2.5.3 工序3：鏜孔：
粗鏜孔到￠24mm；
半精鏜孔到￠26mm；
精鏜孔到￠27.85mm;
精鉸（浮動(dòng)鏜刀）孔到￠700.20粗糙度=0.2。
鏜孔是常用的孔加工方法，可以作為粗加工，也可以作為精加工，加工范圍很廣。對(duì)于小批量生產(chǎn)中的非標(biāo)準(zhǔn)孔、大直徑孔、精確的短孔及盲孔、有色金屬孔等一般多采用鏜孔。鏜孔可以在車(chē)床、銑床和數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，能獲得的尺寸精度為1~3級(jí)，粗糙度為。鏜孔刀具（鏜桿與鏜刀）因受孔徑尺寸的限制（特別是小直徑深孔），一般剛性較差，鏜孔時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)，生產(chǎn)率低。但是由于不需要專用的尺寸刀具（絞刀），鏜刀機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以在各種機(jī)床上進(jìn)行鏜孔，故單件、小批生產(chǎn)中，鏜孔是較經(jīng)濟(jì)的方法。此外，鏜孔能修正前工序加工后所造成孔的軸線歪曲和偏斜，以獲得較高位置精度。
精細(xì)鏜孔（又稱金剛鏜）
精細(xì)鏜常用于有色金屬合金及鑄鐵件的光整加工，在汽車(chē)與拖拉機(jī)的連桿和汽缸套加工中應(yīng)用較多。為了達(dá)到高精度與粗糙度要求，常采用精度高、剛度高、和具有高轉(zhuǎn)速的金鋼鏜床。所用刀具（稱金鋼鏜刀）是選用細(xì)顆粒耐磨的硬質(zhì)合金或金剛石刀具，經(jīng)過(guò)刃磨和研磨獲得鋒利的刃口。精細(xì)鏜孔時(shí)，加工余量小，高速切削下切去截面很小的切屑。由于切削力非常小，故能達(dá)到1級(jí)精度和小的粗糙度，孔的幾何形狀誤差小于0.003~0.005mm。
①、 粗鏜孔到￠24mm ，單邊余量Z=2.5mm，一次鏜去余量,=2.5mm
選用機(jī)床：T612臥式鏜床
進(jìn)給量： f=0.1mm/r
切削速度：
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)確定T612臥式鏜床的切削速度為：m/min,
則 =
=359 r/min
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表4.2-20知，和359r/min相近的有320r/min、414r/min,故取=320r/min。
切削工時(shí)：=66mm，=3mm，=3mm.
= =2.09（min）
②、 半精鏜孔到￠26mm,
單邊余量Z=1；
一次鏜去余量：=1mm；
=0.1；
=320r/min，m/min
t=2.3 min
③、 精鏜孔到￠69.85mm,
單邊余量Z=0.25；
一次鏜去余量：=1.25mm；
=0.1；
=320r/min，m/min
t=2.37 min
④、 精鉸（浮動(dòng)鏜刀）孔到￠280.20粗糙度=0.2
圖2-2 星輪浮動(dòng)鏜刀
浮動(dòng)鏜孔是鏜深孔后的精加工方法。圖3-3是浮動(dòng)鏜刀頭，浮動(dòng)鏜刀塊在刀柄長(zhǎng)方形孔內(nèi)可以自由滑動(dòng)。浮動(dòng)鏜孔的特點(diǎn)是：消除了由于刀具及機(jī)床等誤差引起孔尺寸不穩(wěn)定；由于刀塊浮動(dòng)且處于旋轉(zhuǎn)的情況下，刀塊有自動(dòng)對(duì)中性；鏜刀的導(dǎo)向良好。圖2-2中的導(dǎo)向塊為夾布膠木（或白樺木），有一定的彈性，這種材料的導(dǎo)向塊，既可避免擦傷已加工表面，又可自動(dòng)補(bǔ)償數(shù)次鏜孔后直徑的磨損，維持必要的導(dǎo)向要求。導(dǎo)向塊為雙導(dǎo)向。彈性導(dǎo)向塊調(diào)整時(shí)，前導(dǎo)向應(yīng)與孔緊配，后導(dǎo)向應(yīng)調(diào)整略大于刀塊尺寸，在工作時(shí)能自動(dòng)磨去而保持較準(zhǔn)確導(dǎo)向精度。
2.5.4 工序4：用滾壓頭滾壓孔至￠280.02，粗糙度=0.2
圖2-3 油缸滾壓頭
上圖為一星輪滾壓頭。滾壓內(nèi)孔表面的圓錐型滾柱3支承在錐套5上，滾壓時(shí)滾柱與工件有一個(gè)或的斜角，是工件能逐漸產(chǎn)生變形，以提高孔壁粗糙度。
內(nèi)孔滾壓前，需要先通過(guò)螺母11調(diào)整滾壓頭的徑向尺寸。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母11可使其相對(duì)心軸1軸向移動(dòng)，當(dāng)其向右移動(dòng)時(shí)，推動(dòng)過(guò)渡套10、止推軸承9、襯套8及套圈6經(jīng)銷子4使?jié)L柱3沿錐套5表面向左移，結(jié)果使?jié)L壓頭徑向縮小。當(dāng)其向右移動(dòng)時(shí)，壓縮彈簧7壓移襯套8經(jīng)止推軸承9使過(guò)渡套10始終貼緊調(diào)節(jié)螺母的左端面，同時(shí)襯套8右移時(shí)帶動(dòng)套圈6經(jīng)蓋板2使?jié)L柱3沿軸向右移，結(jié)果使?jié)L壓頭徑向尺寸增大。滾壓頭徑向尺寸應(yīng)根據(jù)孔的滾壓過(guò)盈量確定，一般鋼材的滾壓過(guò)盈量為0.10~0.12mm，滾壓后孔徑向增大0.02~0.03mm。
滾壓過(guò)程中滾柱3所受軸向力，經(jīng)銷子4、套圈6、襯套8作用在止推軸承9上，而最終還是經(jīng)過(guò)過(guò)渡套10、調(diào)節(jié)螺母11及心軸1傳至和滾壓頭右端M40×4相連的刀桿上，當(dāng)滾壓完畢后，滾壓頭從內(nèi)孔反向退出時(shí)，滾柱3會(huì)受到一個(gè)向左的軸向力，此力傳給蓋板2，經(jīng)套圈6、襯套8壓縮彈簧7，實(shí)現(xiàn)了向左移動(dòng)，同時(shí)滾壓頭在彈簧力的作用下復(fù)位，是徑向尺寸又恢復(fù)到原調(diào)數(shù)值。
滾壓中滾壓速度：
走刀量：
冷卻潤(rùn)滑液采用50%硫化油加50%柴油或煤油。
2.5.5 工序5：
精車(chē)外圓，將兩端外圓加工到尺寸￠45與￠40，割R3.0槽；
車(chē)端面；
調(diào)頭，將兩端外圓加工到尺寸￠45，割R3.0槽；
①、 車(chē)去工藝外圓，將兩端外圓加工到尺寸￠45，割R3.0槽
切削深度：
進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,以及工件直徑為100mm時(shí)：f=0.6~0.9。按CA6140車(chē)床的說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取f=0.7。
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）：
（m/min）
式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。
所以： =
=115.8 (m/min)
確定主軸轉(zhuǎn)速：
=
=
410 (r/min)
與438 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為500 r/min，?，F(xiàn)選取，所以實(shí)際切削速度 m/min.
檢驗(yàn)機(jī)床功率：
主切削力 按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
=0.89
所以：
=
=765 N
切削時(shí)消耗功率為：
=
=1.57 (kw)
由《切削手冊(cè)》表1.30中CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，故機(jī)床功率足夠，可以正常工作。
校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力= 791 N，徑向力按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
所以：
=
=116.9 N
軸向切削力
式中 ：
所以：
=
=267 N
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為：
=267+0.1（784+116.9）
=357.09
357 N
而機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可以正常工作。
切削工時(shí)：
式中：,,
所以：×2
=0.36（min）
第三章 夾具設(shè)計(jì)方案
3.1、對(duì)加工件進(jìn)行工藝分析：
工件已加工過(guò)內(nèi)孔。在加工槽時(shí)，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由銑削直接加工就可以達(dá)到要求，其中槽的寬度由刀具的尺寸保證，槽的深度尺寸和位置精度由設(shè)計(jì)的夾具來(lái)保證。槽的位置包括如下兩方面要求：
1.1、加工槽的寬度為8mm；
3.2、定位方案設(shè)計(jì)：
根據(jù)加工槽兩側(cè)面相對(duì)于中心面對(duì)稱要求，需要限制工件X方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；根據(jù)加工槽寬度和深度要求，需要限制工件X方向移動(dòng)自由度和Z方向移動(dòng)自由度。但考慮到加工時(shí)工件定位的穩(wěn)定性，可以將六個(gè)不定度全部限制。
工件相對(duì)中心面對(duì)稱，要實(shí)現(xiàn)加工槽兩側(cè)面相對(duì)中心面對(duì)稱的要求，應(yīng)選圓柱表面面作為定位基準(zhǔn)。
由加工槽深度要求，可以選擇右邊外圓面為第二定位基準(zhǔn)，利用支撐實(shí)現(xiàn)定位。
由于外圓表面已經(jīng)加工，加上V形塊起到支撐定位，螺母夾緊加工件。此方案實(shí)現(xiàn)了工件的完全定位，無(wú)重復(fù)定位，方案可取。
3.2.1、計(jì)算定位誤差：
工件在夾具中定位產(chǎn)生的定位誤差，其值應(yīng)控制在工件相對(duì)尺寸或位置公差的～，為此需對(duì)每一項(xiàng)工序加工要求逐一進(jìn)行分析。
對(duì)加工槽深尺寸A進(jìn)行分析
加工槽的深度尺寸的工序基準(zhǔn)為工件小孔外圓面的上母線，定位基準(zhǔn)為外圓中心線，則：
定位（A）=位置+不重 =0.035+0.04=0.075mm
因定位（A）值小于工序尺寸公差值的，故能滿足工序加工要求。
3.2.2、對(duì)加工槽兩側(cè)面對(duì)稱度進(jìn)行分析
加工槽的位置精度—對(duì)稱度的工序基準(zhǔn)是外圓表面，這里忽略基準(zhǔn)的位移誤差，則
定位（對(duì)稱度）=位置+不重=0+0.03=0.03mm
因定位（對(duì)稱度）值小于工序位置精度要求的公差值的，故能滿足工序加工要求。
3.3、夾緊方案設(shè)計(jì)：
對(duì)此工件的銑削加工，我們所采用的是螺栓螺母夾緊的定位原理，而且我們擬定采用的是手動(dòng)夾緊，為了節(jié)約成本，我們采用一個(gè)螺栓，一個(gè)螺母對(duì)其壓緊。
根據(jù)工件上大孔的尺寸螺桿的尺寸大小，我們選用m27的壓緊螺母。
刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀。 D=8mm. Z=18
=2448N
校核定位銷：
根據(jù)公式：可知直徑為27mm的螺桿和m27的螺母能滿足夾緊力的要求。
夾緊力：由于工作狀態(tài)原因，切削力與夾緊力在空間上是相互垂直的。螺母提供的夾緊力足以?shī)A緊，故無(wú)須驗(yàn)算。
3.4、其它裝置設(shè)計(jì)：
銑床夾具依靠夾具體底面和定向鍵側(cè)面與機(jī)床工作臺(tái)上平面及T型槽相連接，以保證定位元件對(duì)工作臺(tái)和導(dǎo)軌具有正確的相對(duì)位置。為了減小安裝時(shí)的偏斜角的誤差，安裝定向鍵時(shí)應(yīng)當(dāng)使它們靠向T型槽的同一側(cè)。
對(duì)定向鍵的設(shè)計(jì)方案如右圖所示：
對(duì)定向鍵的直角部分都倒2*45°的倒角，在夾具體與定向鍵的連接部分中的直角開(kāi)出凹槽。定向鍵與夾具體采用壓緊連接，至于定向鍵的大小要根據(jù)銑床工作臺(tái)是具體情況而定，在此我們就不對(duì)定向鍵的尺寸大小進(jìn)行說(shuō)明。
3.5、夾具體設(shè)計(jì)：
在夾具體設(shè)計(jì)方面，我們采用了一個(gè)直角塊，來(lái)進(jìn)行大體上的定位，而且要設(shè)置導(dǎo)引裝置的安裝位置，夾具體通過(guò)安裝在夾具體上的定向鍵進(jìn)而與銑床的工作臺(tái)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具的固定。
此夾具具有足夠的剛度與強(qiáng)度，安放穩(wěn)定，工藝性好，實(shí)用安全。
3.6、夾具工作原理(操作)簡(jiǎn)介：
對(duì)此夾具各個(gè)零件的裝配關(guān)系見(jiàn)圖，下面我們來(lái)分析與說(shuō)明它的工件原理：螺栓、螺母與夾具體緊緊連接。V型塊起支撐定位作用。
在夾具體的底平面上安裝定向鍵用于與銑床工件臺(tái)面的連接與定位。工件時(shí)，只要把壓緊螺母、螺桿卸下，即可把工件套上去。當(dāng)工件套上去后，用壓緊螺母進(jìn)行夾緊。這時(shí)銑刀在導(dǎo)引裝置的引導(dǎo)下對(duì)待加工工件進(jìn)行加工，并且在導(dǎo)引裝置的作用下完成銑床對(duì)工件的銑槽工序。
本夾具操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，裝卸工件時(shí)只需靠壓板緊定螺栓的松緊即可輕松實(shí)現(xiàn)。
設(shè)計(jì)體會(huì)
課程設(shè)計(jì)是對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的一次考驗(yàn)與綜合運(yùn)用。通過(guò)課程設(shè)計(jì)能使學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)幾年來(lái)所學(xué)的理論和專業(yè)知識(shí)和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以全面、系統(tǒng)、地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)題等能力。
在導(dǎo)師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下已順利完成。在這段時(shí)間里里從對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品市場(chǎng)需求情況的調(diào)查、目前研究現(xiàn)狀的了解、相關(guān)資料的查閱、結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方案的提出、及最后總方案的確定，在這每一個(gè)環(huán)節(jié)中我都嚴(yán)格要求自己：一個(gè)從事機(jī)械專業(yè)的人員，既要熟悉設(shè)計(jì)，更要熟悉工藝和控制，也要有能預(yù)測(cè)市場(chǎng)的能力。在這個(gè)過(guò)程中，不但培養(yǎng)了我獨(dú)立思考、分析問(wèn)題的能力也培養(yǎng)了我的創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力及理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。
我也深感自己還存在很多不足，如理論知識(shí)的不扎實(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺、理論與實(shí)踐的優(yōu)化結(jié)合等等。我將在以后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)和對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)真總結(jié)，做到理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，爭(zhēng)做一名“有志”、“有德”、“博學(xué)”適合當(dāng)代社會(huì)發(fā)展所需要的優(yōu)秀社會(huì)青年。
參考文獻(xiàn)
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致謝
我首先要感謝我的指導(dǎo)老師，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹(shù)立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。
感謝曾經(jīng)幫助過(guò)和教育過(guò)我的老師們，是你們嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力，與無(wú)微不至、感人至深的人文關(guān)懷使我的大學(xué)生活不在感到孤立無(wú)助，使我在大學(xué)里學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，使我的課程設(shè)計(jì)能夠順利的完成。
我還要感謝學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)，由于你們的領(lǐng)導(dǎo)，學(xué)校有了長(zhǎng)足的發(fā)展，我改變了自己的思維方式，鍛煉了自己各方面的能力，確定了今后自己的發(fā)展目標(biāo)。
最后祝愿母校的明天更加輝煌！培養(yǎng)出一批批有志、有德、博學(xué)的優(yōu)秀社會(huì)人才。
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共18 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
星輪
第 1 頁(yè)
車(chē) 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
10
鍛造
40Cr
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鍛造件
φ67.5X65
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
真空爐
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
檢驗(yàn)各尺寸,是否符合設(shè)計(jì)要求
游標(biāo)卡尺
5
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期