星轮加工工艺及铣平面夹具设计【含CAD图纸、说明书、三维模型】

班级学号机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称车右端面工序号1零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号三爪卡盘游标卡尺车床CA1640安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min定位夹紧零件左端1粗车右端面高速钢端面车刀 12.52.50.7101.70.042半精车右端面20.40.20.51420.043精车右端面10.100.10.11500.02设计者指导教师共 15页第 1 页班级学号 机械 加 工 工 序 卡 片工序名称车左端面工序号1零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号三爪卡盘游标卡尺车床CA6140安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min定位夹紧零件右端1粗车左端面高速钢端面车刀 12.52.50.7101.70.042半精车左端面20.40.20.51420.043精车左端面10.100.10.11500.02设计者指导教师共 15 页第 2 页班级学号机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称钻、扩、铰中心孔工序号2零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号V形块游标卡尺立式钻床Z535安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min工件安装在钻床专用夹具上1钻孔19高速钢锥柄标准麻花钻1610.2517.90.9872扩孔至27高速钢锥柄扩孔钻1610.7180.4233粗铰至专用铰刀1610.8112.20.6534精铰至28专用铰刀1610.4812.311.10设计者指导教师共 15 页第 3 页班级学号 机械 加 工 工 序 卡 片工序名称车左端外圆工序号3零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号车外圆面专用夹具游标卡尺车床CA1640安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min工件通过内孔与专用夹具的心轴配合，螺母的夹紧定位零件右端在专用夹具上1粗车左端外圆64高速钢外圆车刀高速钢端面车刀11430.5142.70.0622粗车左端外圆451172.00.5108.80.063半精车左端外圆452170.20.5197.80.064精车左端外圆452170.050.5197.8 0.065C2倒角11.40.050.21500.02设计者指导教师共 15 页第 4 页班级学号 机械 加 工 工 序 卡 片工序名称车右外圆工序号3零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号车外圆面专用夹具游标卡尺车床CA6140安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min工件通过内孔与专用夹具的心轴配合，螺母的夹紧定位零件左端在专用夹具上1粗车右外圆面45高速钢外圆车刀高速钢端面车刀1272.00.5108.80.0812粗车右外圆面401172.00.5108.80.5453半精车右外圆面402170.20.5197.80.034精车右外圆面402170.050.5197.80.035半精车右外圆面452100.20.5197.80.0496精车右外圆面452100.050.5197.80.0497C2倒角11.40.050.21500.2设计者指导教师共 15 页第 5 页班级学号 机械 加 工 工 序 卡 片工序名称切槽工序号4零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号车外圆面专用夹具游标卡尺车床CA1640安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min工件保持上一工序位置不动1切三个槽高速钢端面车刀10.50.50.35127.170.05设计者指导教师共 15 页第 6 页班级学号机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称铣端面工序号5零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号铣三个端面专用夹具游标卡尺铣床X63安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min零件右端面与定位心轴贴近，左端面通过螺母锁紧1粗铣三个端面（每铣一个端面后转120）高速钢105成型铣刀1140.12370.132精铣三个端面（每铣一个端面后转120）1140.6370.13设计者指导教师共 15 页第 7 页班级学号机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称钻斜孔工序号6零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号钻孔专用夹具 塞规钻床Z535安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min零件内孔与定位心轴配合右端与螺母锁紧1钻2孔（每钻一个孔后转120）2直柄麻花钻4直柄麻花钻1260.1400.732钻4孔（每钻一个孔后转120）1110.5180.13设计者指导教师共 15 页第 8 页班级学号机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称铣键槽工序号7零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号铣床专用夹具 游标卡尺铣床X51安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min工件内孔与定位心轴配合，右端用螺母锁紧1粗铣键槽硬质合金套式立铣刀31634009.20.5822精铣键槽31633209.60.797设计者指导教师共 15 页第 9 页班级学号机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称精磨工序号8零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号磨床专用夹具 磨床M315安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min工件装到磨床专用夹具上工件内孔装入定位心轴，右端夹紧夹紧1精磨三个端面至24.29724.3，Ra0.8um专用磨刀d=202170.0240.352精磨内孔，Ra0.8um专用磨刀2610.0240.5设计者指导教师共 15 页第 10 页班级学号 械 加 工 工 序 卡 片工序名称去毛刺工序号10零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min1用什锦锉进行锐边毛剌去除1.58设计者指导教师共 15 页第 12 页班级学号 械 加 工 工 序 卡 片工序名称终检工序号11零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min1按照成品图要求进行各个尺寸终检1.58设计者指导教师共 15 页第 13 页班级学号 械 加 工 工 序 卡 片工序名称防锈工序号12零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min1用毛刷沾防锈油为零件防锈设计者指导教师共 15 页第 14 页班级学号 械 加 工 工 序 卡 片工序名称入库工序号13零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min1按照仓库标识进行摆放设计者指导教师共 15 页第 15 页班级学号机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称精磨工序号9零件名称星轮零件号831017零件重量0.4同时加工零件数1材料40Cr毛坯 锻件设 备夹具辅助工具名 称型 号磨床专用夹具 磨床M315安装工步安装及工步说明刀具走刀次数走刀长度（mm）切削深度（mm）进给量（mm/r）切削速度(m/min)基本工时min工件装到磨床面专用夹具上工件外部用V型块夹紧1精磨内孔，Ra0.8um专用磨刀2610.0240.5设计者指导教师共 15 页第 11 页机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号831017产品名称减速器零件名称星轮共2页第1页材 料 牌 号40Cr毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1车端面粗车至6362.5，半精车61.562，精车610.15，Ra3.2um金工CA6140车床三爪卡盘，高速钢端面车刀，游标卡尺2钻、扩、铰中心孔 钻孔，扩孔至，粗铰精铰至28金工Z535立式钻床麻花钻，专用夹具，游标卡尺,3 车外圆和凸台 粗车左端外圆4747.25，半精车至4646.039，精车至44.98745.003，粗车右外圆A至4141.25，粗车外圆B至4747.25，粗车外圆C至63.664mm，精车外圆A至39.99840.008 ，精车外圆B至44.9544.975金工CA6140车床三爪卡盘，外圆车刀，游标卡尺4开槽切三个3x0.5槽金工CA6140车床三爪卡盘，切槽刀，游标卡尺5铣64三个端面粗铣至中心距26.3mm，精铣至中心距24.3024.31mm金工X63万能铣床专用夹具，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号831017产品名称减速器零件名称星轮共2页第2页材 料 牌 号40Cr毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件6钻斜孔 钻三个斜孔，钻三个斜孔金工Z535立式钻床 专用夹具，塞规7铣键槽铣键槽至40.5h11,Ra3.2宽为8N9金工X51立式铣床游标卡尺, 专用夹具8精磨精磨三个端面至24.29724.3，Ra0.8um金工M315专用夹具9精磨精磨内孔，Ra0.8um金工M315专用夹具10去毛刺去除锐毛剌11终检 对零件各尺寸进行完工检测12防锈用毛刷沾防锈油为零件防锈13入库按照仓库标识进行摆放 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械制造技术基础课程设计课程设计说明书 设计题目 “星轮”零件机械加工工艺设计设计者班号 设计者 _指导教师 _2017.6 机械制造技术基础课程设计任务书 题目: “星轮”零件的机械加工工艺设计内容：1. 零件图 1张 2. 零件毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程工序卡片 1套 4. 工艺装备（夹具）设计装配图 1张 5. 工艺装备设计零件（夹具体）图 1张 6. 课程设计说明书 1份 班级学号: 学 生 : 指导教师 : 2017年 6月目录序 言4一、生产纲领，确定生产类型：5二、零件分析：51、零件的作用：52、零件的工艺分析：5三、工艺规程设计61、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：62、定位基准的选择：63、零件表面加工方法的选择：74、保证星轮表面间位置精度的方法：95、防止星轮变形的工艺措施：96、制定工艺路线：97、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图128、确定切削用量及基本工时（机动时间）14四、切削用量及基本时间确定144、1 工序1左右端面：144、2工序2钻扩铰内孔204、3 工序3车外圆面：234、4 工序4切槽：294、5 工序5铣三个端面：294、6 工序6钻与304、7 工序7铣键槽：314、8 工序8精磨：334、9 工序9精磨：33五、夹具设计341、问题的提出：342、夹具设计的有关计算：343、定位误差分析354、夹具结构设计及操作简要说明：35参考文献36序 言一、设计目的： 现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了机械制造技术基础等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的技术条件等。二、设计感想与体会：三周的课程设计就是一个团队合作的过程。正所谓一个人走得快，一群人走得远，一个团队的合作，使我们的设计成果在仅仅三周时间内就可以做出自己预想的结果。整理好自己所完成的手工图纸、CAD图和设计计算的手稿，三周的设计过程的成果让人喜悦。三周的设计让我们学到了很多东西。这次设计可以说是三年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，做得学科与学科之间的知识串联，把知识与实际生活问题联系起来，提高我们利用所学专业知识去解决专业问题的能力，也加深了我们对之前所学知识的认识程度。在这次设计中，我学会的如何设计、如何查阅资料、如何计算参数，更重要的是我学会了合作，我懂得了团队合作的重要性。我们以前做的设计都是一个人的，而且规模小，不需要什么规划，这次可以说是综合了我们的所有智慧。同时，得到了我们的指导老师陈喜娣老师的大力支持，使我能顺利完成机械制造技术基础课程设计！由于我们水平所限，设计中难免有错误和不妥之处，在此还诚请指导老师批评指正。一、生产纲领，确定生产类型：该零件是星轮，按照指导老师的要求，设计此零件为大批量生产年产量4000以上（要求夹具具有一定的自动化和工作效率）。二、零件分析：1、零件的作用：星轮多应用于星轮减速器，该种类型的减速器具有传动效率高、承载能力高、结构紧凑、传动平稳、噪声低、速比范围大、传动比密宽等特点。2、零件的工艺分析：该星轮共有三组加工表面，且三者之间和其各内部之间存在有一定的位置关系，位置要求，现分述如下:(1)星轮内孔及其外端这一组加工表面包括:星轮内孔，外端外形尺寸为，宽度为14 。星轮内孔，其形状公差遵守包容要求，表面粗糙度为，外端外形尺寸为，宽度为14，端面与孔轴心线垂直度误差为0.025，其两端面对轴心线圆跳动误差为0.025。(2)外圆和外圆这一组加工表面包括: 外圆和外圆。其中外圆为基准面，外圆轴心线对外圆轴心线的同轴度误差为0.06，外形尺寸，右端面对尺寸17的圆跳动误差为0.02(3)键槽和3个的孔这一组加工表面包括: 键槽宽度，长度16，轴槽深40.5表面粗糙度和3个的孔。在的外圆上离它的轴心线24.3的平面与孔轴心线的平行度误差为表面粗糙度为，3个孔对称分布。根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工星轮内孔及外圆，而后其它表面的加工以这两个表面为精基准进行。三、工艺规程设计1、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：零件材料为图纸上所给出的材料是40Cr合金调质钢，该材料属于难切削的材料。毛坯可以选择模锻和棒料，由于零件的年产量已达到大批量生产的水平，且零件的轮廓尺寸不大，可选择模锻成型。本零件为锻造件，材料为40Cr优质合金钢，抗拉强度：；屈服强度：；硬度：HBS为197，最终成品调质处理到硬度为22-27HRC ，该材料经过调质处理后具有良好的综合性能，故在加工过程中所选择的热处理是调质热处理。2、定位基准的选择：定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工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。粗基准的选择：原则：1) 余量均匀原则2) 某些表面不需加工，则应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。3) 选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准4) 一次使用原则对于本零件因为其孔表面粗糙度为0.8要求较高，用三爪盘以外形、的轮廓为粗基准加工外圆各表面。精基准的选择：原则：1) 基准重合的原则2) 基准不变的原则3) 互为基准，反复加工的原则4) 自为基准的原则5) 应能使工件装夹稳定可靠、夹具简单。主要考虑基准重合问题。以设计基准为精基准，以表面粗糙度为0.8的孔，为精基准铣槽，铣平面。3、零件表面加工方法的选择：本零件的加工面有内孔、外圆柱面、端面、槽、孔等，材料为40Cr合金调质钢，参考机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法选择如下：星轮内孔：要从毛坯中加工出的，公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra0.8um，要达到零件的技术要求，需要经过钻孔，粗镗，精镗，精磨等步骤。外圆柱面：外圆柱面有俩个不同公差等级，还有俩个不同的粗糙度还有形位公差，公差等级为IT6和IT7，表面粗糙度为，要达到要求，需要经常粗车，半精车，对于的表面还需要粗磨。星轮端面：星轮端面粗糙度要求，右端面对尺寸17有圆跳动误差要求，故需要采用粗车，半精车。槽：零件技术要求槽的两侧端面表面粗糙度为，需要采用粗铣、半精铣，就可以达到公差等级要求，表面粗糙度。铣平面：零件技术要求需要铣的平面对星轮内孔轴心线有平行度误差要求，且该平面的粗糙度要求为，需采用粗铣，半精铣，精磨。钻孔：零件需钻的孔，除位置要求外，无其余特殊要求，且孔的大小较小，因此只需钻孔就可。倒角：倒角无过多要求，用粗车，半精车加工。（8） 退刀槽：零件的退刀槽只需粗车即可。4、保证星轮表面间位置精度的方法：由星轮零件的技术要求知，星轮零件内外表面间的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度一般均有较高要求。为保证这些要求通常可采用下列方法：1.在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。这种方法除了工件的安装误差，所以可获得很高的相对位置精度。但是，这种方法的工序比较集中，对于尺寸较大（尤其是长径比较大）套筒也不便与安装，故多用于尺寸较小轴套的车削加工。2.星轮主要表面加工分在几次安装中进行，先加工俩端面，然后加工内孔作为精基准最终加工外圆端面，铣平面，键槽，钻孔。这种方法由于所用夹具机构简单，且制造和安装误差小，因此可保证较高的位置精度，在星轮加工中一般多采用这种方法。星轮主要表面加工在几次安装中进行，先终加工内孔，然后以内孔为精基准最终加工外圆。采用这种方法时工件装夹迅速可靠，且设计专门夹具利用已加工好内孔作定位，进而加工其他端面，保证了位置精度，保证了同轴度，实现零件的尺寸要求和形位公差，位置精度要求。对于较长的零件，为保证位置精度，往往以外圆定位，采用一端夹持，另一端用中心夹支托来最终加工内孔。对于本次设计加工零件的工艺不采用这种方法,是因为将内孔加工完后,利用车外圆专用夹具安装工件可以保证外圆的精度要求,使用铣三个平面、钻三个斜孔和铣键槽的专用夹具来保证各自的加工要求，而这一切皆以内孔作为定位精准,这样可以保证同轴度，避免圆跳动公差过大，且符合设计基准与工序基准重合的原则。5、防止星轮变形的工艺措施：该零件在加工中防止变形的工艺措施，加工中常因夹紧力、切削力和切削热等因素的影响而产生变形。防止变形应注意,为减少切削力和切削热的影响，粗、精加工应分开进行。粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正。6、制定工艺路线：制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。、工艺路线方案一：工序1：车端面 车俩端面，粗车车至6362.5，半精车61.562，精车610.15，Ra3.2um工序2：钻、扩、铰中心孔 钻孔，扩孔至，粗铰精铰至2828.021,Ra0.8um工序3：车外圆和凸台 粗车左端外圆4747.25，半精车至4646.039，精车至44.98745.003，粗车右外圆A至4141.25，粗车外圆B至4747.25，粗车外圆C至63.664mm，精车外圆A至39.99840.008 ，精车外圆B至44.9544.975；使用车外圆面专用夹具工序4：开槽 切三个3x0.5槽工序5：铣64三个端面 粗铣至中心距26.3mm，精铣至中心距24.3024.31mm；重复该步骤，每次转120，铣三个端面；使用铣三个端面专用夹具工序6：钻斜孔 钻三个斜孔，钻三个斜孔；使用钻斜孔专用夹具工序7：铣键槽 铣键槽至40.5h11,Ra3.2宽为8N9；使用铣键槽专用夹具工序8：磨 磨各端面至要求的尺寸和粗糙度工序9：去毛刺，终检，防锈，入库、工艺路线方案二：工序1：车削 夹紧端，粗车右端面，车外圆，加工退刀槽3x0.5工序2：车削 夹紧另一端，粗车左端面，车外圆，加工退刀槽3x0.5工序3：钻镗 以加工过的外圆面作为基准，加工内孔。钻孔，粗镗孔 半精镗孔，精镗孔至工序4：精车 以内孔为基准，夹紧夹紧端，半精车右端面，车外圆，精车外圆，加工外圆倒角2x2工序5：精车 以内孔为基准，夹紧另一端，半精车精车左端面，车外圆，精车外圆，加工外圆倒角2x2工序6：铣 以内孔及俩端面为基准，选用X63卧式铣床专用夹具夹紧工件，在的圆周上用专用105铣刀垂直铣24.3mm个深度到水平90，转动120铣三个平面。工序7：铣 以定位装夹工件铣键槽工序8：钻 在的圆周上，在水平方向上距轴心线26.9mm处攻孔mm，转动万能分度头120加工三个孔，再通过快换钻套，攻3个mm的孔工序9：去毛刺，终检，防锈，入库、工艺方案的比较与分析：上述两工艺方案的特点在于：方案一中采用工序基准与设计基准相重合以减少尺寸换算，采用工序集中的原则，一次完整一道工序，完整加工一边，减少了频繁装夹而导致的定位误差，可以获得很高的位置精度，能满足零件上所需的要求，减少了加工时间，提高了整体效率，而且方案一从工序3开始就一直沿用以内孔为精基准加工其他端面，平面为原则，保证了形位公差和位置精度，大大保证了零件质量，且方案一工序3以下都设计了专用夹具来辅助，加工所需表面，而这些夹具设计安装基准皆以内孔为定位基准。方案二，是先粗车外面，再来钻镗内孔，再以内孔为基准加工其他表面，这种方案也是以工序基准与设计基准保持一致，避免尺寸换算，避免过多的人为因素，但此方法过多的装拆，虽然内孔精度保证了，但由于过多的装拆而导致的定位误差，不同轴线等问题突出，这样会导致后加工外圆时所要求的圆跳动误差，同轴度误差得不到保证，而且过多的装夹增加了工作时间，大幅度降低生产效率。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。该工艺过程详见表2和表3，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。7、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图“星轮”：零件材料为40Cr合金钢，硬度HB197，生产类型大批量，毛坯形式为锻造件根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1、星轮端面，表面粗糙度分别为Ra3.2，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，单边总余量Z=3.0,需经过粗车半精车方可满足其精度要求。 粗车 单边余量Z=2.5半精车 单边余量Z=0.52、星轮端面，表面粗糙度分别为Ra3.2，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，单边总余量Z=3.0,需经过粗车半精车方可满足其精度要求。 粗车 单边余量Z=2.5半精车 单边余量Z=0.53、星轮端面，表面粗糙度分别为Ra6.3，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，单边总余量Z=3.0,一步粗车即可满足其精度要求。4、外圆面，表面粗糙度分别为Ra1.6，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，单边总余量Z=2.5,三步车削即粗车半精车精车可满足其精度要求。 粗车 单边余量Z=2.0半精车 单边余量Z=0.4 精车 单边余量Z=0.1 5、外圆面，表面粗糙度分别为Ra1.6，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，单边总余量Z=2.5需要经过粗车半精车精车可满足其精度要求。 粗车 单边余量Z=2.0半精车 单边余量Z=0.4 精车 单边余量Z=0.1 6、外圆面，表面粗糙度分别为Ra1.6，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，单边总余量Z=2.5需要经过粗车半精车精车可满足其精度要求。 粗车 单边余量Z=2.0半精车 单边余量Z=0.4 精车 单边余量Z=0.1 7、键槽，表面粗糙度分别为Ra3.2，Ra6.3，因键槽尺寸不大，通过后期零件加工铣削得出，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，需要经过粗铣半精铣方可满足其精度要求。 8、铣三个端面，表面粗糙度分别为Ra6.3，因余量不大，也是通过后期零件加工铣削得出，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，需要经过粗铣半精铣方可满足其精度要求。 9、3个孔，因孔尺寸不大，也是通过后期零件加工钻孔得出，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，孔一步钻削即可满足其精度要求。10、 孔，表面粗糙度Ra0.8，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5得，单边余量Z=2.5，通过钻削即扩粗铰精铰方可满足其精度要求。8、确定切削用量及基本工时（机动时间）在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap)、进给量f及切削速度Vc 。(2)确定方法是：确定切削深度确定进给量确定切削速度(3)具体要求是：由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀ap可达810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度可用查表法或计算法得出切削速度Vc查，用公式 换算出查表或计算法所得的转速nc查，根据Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速n机作为实际的转速，再用 换算出实际的切削速度Vc机填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度Vc机、实际进给量f机和背吃刀量asp之后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。四、切削用量及基本时间确定4、1 工序1左右端面：(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：粗车至6362.5，半精车61.562，精车至610.15，Ra3.2um。机床选择：CA6140卧式车床。机床功率：7.5kw工件装夹：工件装夹在CA6140卧式车床三爪卡盘上。(2)、确定切削用量及基本工时(2.1) 粗车1） 、选择刀具：刀具：刀具材料为YT15，刀杆尺寸16mm25mm（高速钢端面车刀）。2）、计算切削用量：单边加工余量Z=3，粗车单边余量2.5，余量不大可一次切除，取a p=2.5mm3）、进给量f:根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm,以及工件直径为60100mm时：f=0.40.7。按CA6140车床的说明书（见切削手册表1.30）取f=0.7。现取： f=0.74） 、计算切削速度Vc：按切削手册表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min）： （m/min）式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系数见切削手册表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。所以： = =99.2 (m/min)5） 、确定机床主轴转速：= 351 (r/min) 与351 r/min相近的机床转速为360 r/min。现选取，所以实际切削速度 101.736 m/min.6） 、检验机床功率：主切削力按切削手册表1.29所示公式计算 式中： =0.89所以： = =2045 N切削时消耗功率为： = =3.48 (kw)由切削手册表1.30中CA6140机床说明书知，CA6140主电动机功率为7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。7） 校检机床进给系统强度：已知主切削力= 2045N，径向力按切削手册表1.29所示公式计算 式中： 所以： = =339N轴向切削力 式中 ： 所以： = =908N取机床导轨与床鞍系数=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为： =908+0.1（2045+339） =357.09 1146.4 N而机床进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见切削手册表1.30），故机床进给系统可以正常工作。8） 、切削工时： 式中： 所以： =0.04（min）(2.2) 半精车1）、计算切削用量：单边加工余量Z=0.5，半精车车单边余量0.5，取a p=0.25mm，i=22）、进给量f:根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表1.4，选取f=0.5mm/r3）、计算切削速度Vc：按切削手册表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min）： （m/min）式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系数见切削手册表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。所以： = =142 (m/min)4）、确定机床主轴转速：= 502 (r/min) 与502 r/min相近的机床转速为500 r/min。现选取，所以实际切削速度 141.3 m/min.5）、检验机床功率：主切削力按切削手册表1.29所示公式计算 式中： =0.89所以： = =151N切削时消耗功率为： = =0.355 (kw)由切削手册表1.30中CA6140机床说明书知，CA6140主电动机功率为7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。6）、切削工时： 式中： 所以： =0.04（min）4、2工序2钻扩铰内孔(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：钻19机床选择：选用立式钻床Z525刀具：选择19mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册P84）(2) 、确定进给量：f机=0.25mm/r (见切削手册表2.7和工艺手册表4.2-16)(3)、确定切削速度： Vc查=18m/min （见切削手册表2.15）(4) 、确定机床转速：按机床选取n机=300r/min（按工艺手册表4.2-15）所以实际切削速度：m/min(5)、切削工时： ，则机动工时为(2.2) 扩孔27mm(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：扩27机床选择：选用立式钻床Z525刀具：选择27高速钢锥柄扩孔钻（见工艺手册表3.18）(2)、确定进给量：根据切削手册表2.10规定，查得扩孔钻扩27孔时的进给量f=0.50.8，并根据机床选取工艺手册表4.2-16，f机=0.7mm/r(3)、确定切削速度：扩孔钻扩孔时的切削速度，根据有关资料确定为：其中Vc钻为用钻头同样尺寸实心孔时的切削速度，现由切削手册表2.13查得Vc钻=18m/min，故有：(4) 、确定主轴转速： 按机床选取n机=250r/min（按工艺手册表4.2-15）所以实际切削速度：(5) 、计算切削工时：按工艺手册表6.2-5公式计算， ，则机动工时为(2.3) 粗铰27.8mm(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：粗铰机床选择：选用立式钻床Z525刀具：专用铰刀(2)、确定进给量：根据切削手册，查得铰刀的进给量为f=0.81.2mm/z，进给量取f=0.81mm/r(3)、确定主轴转速： 按机床选取（按工艺手册表4.2-15）则其实际切削速度：m/min(4)、计算切削工时：按工艺手册表6.2-5公式计算， ，则机动工时为(2.4) 精铰28H7mm(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：精铰机床选择：选用立式钻床Z525刀具：专用铰刀(2)、确定进给量：根据切削手册，查得铰刀的进给量为f=0.48mm/r(3)、确定主轴转速： 按机床选取（按工艺手册表4.2-15）则其实际切削速度：m/min(4)、计算切削工时：按工艺手册表6.2-5公式计算， ，则机动工时为4、3 工序3车外圆面：1、车左外圆面(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：粗车半精车精车加工余量：单边余量2.5，粗车单边余量2.0，半精车单边余量0.4，精车单边余量0.1机床选择：CA1640，高速钢外圆车刀。机床功率：7.5kw(2) 、确定切削用量按切削手册表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min），采用高速钢外圆车刀，规定粗车，。进给量，根据切削手册表1.4，选取f=0.5mm/r(3) 、计算切削速度 （m/min）则，(4) 、确定机床主轴转速： d=45,按切削手册，机床使用说明书取则实际切削速度为，(5) 切削工时计算： L=17，则，2 车左外圆面(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：粗车加工余量：单边余量3机床选择：CA1640，高速钢外圆车刀。机床功率：7.5kw(2)、确定切削用量按切削手册表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min），采用高速钢外圆车刀，规定粗车，。进给量，根据切削手册表1.4，选取f=0.5mm/r(3)、计算切削速度 （m/min）则(4)、确定机床主轴转速： d=64 ,按切削手册，机床使用说明书取则实际切削速度为(5)、切削工时计算： L=14，则3车右外圆面(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：粗车半精车精车加工余量：单边余量2.5，粗车单边余量2.0，半精车单边余量0.4，精车单边余量0.1机床选择：CA1640，高速钢外圆车刀。机床功率：7.5kw(2)、确定切削用量按切削手册表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min），采用高速钢外圆车刀，规定粗车，。进给量，根据切削手册表1.4，选取f=0.5mm/r(3)、计算切削速度 （m/min）则，(4)、确定机床主轴转速： d=45,按切削手册，机床使用说明书取则实际切削速度为，(5)、切削工时计算： ，则，4 车外圆面(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：粗车半精车精车加工余量：单边余量2.5，粗车单边余量2.0，半精车单边余量0.4，精车单边余量0.1机床选择：CA1640，高速钢外圆车刀。机床功率：7.5kw(2)、确定切削用量按切削手册表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min），采用高速钢外圆车刀，规定粗车，。进给量，根据切削手册表1.4，选取f=0.5mm/r(3)、计算切削速度 （m/min）则，(4)、确定机床主轴转速： d=45,按切削手册，机床使用说明书取则实际切削速度为，(5)、切削工时计算： L=17，则，4、4 工序4切槽：(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：切槽至尺寸机床选择：CA6140卧式铣床，使用专用夹具刀具：切槽刀(2)、确定进给量f：查表得f=0.30.5mm/r,根据机床参数选取f=0.35mm/r。(3)、确定切削速度,查表取=137.8m/min(3)、确定机床主轴转速：,查表，按机床实际转速选取n=900r/min，则实际的切削速度为4、5 工序5铣三个端面：(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：平面离中心轴线24.3mm，共粗铣精铣三个平面，每个相隔120机床选择：选择X60卧式铣床，使用专用铣床夹具刀具：专用成型刀具，高速钢，三刃尺，刀具轮廓直径(2) 、确定粗铣端面最大加工余量和进给量：依据经验得粗铣应留下2mm左右的加工余量；确定进给量f：根据机械制造技术基础课程设计指导教程表5-7，当刀杆最大直径尺寸为，工件距中心轴距离为26.3mm，以及铣床功率P在510KW之间，夹具刚度中等时，f=0.080.15mm/r。取f=0.12mm/r(3) 、确定精铣端面加工余量和进给量：依据经验得精铣加工余量为0.01mm，依据机械制造技术基础课程设计指导教程表5-8，可知f=0.40.1mm/r，取f=0.6mm/r(4) 计算铣削速度：依据机械制造技术基础课程设计指导教程表5-9铣削速度为V=37mm/min。(5) 确定机床主轴转速： 因此，依据表4-18设定n=800r/min(6) 计算切削工时：4、6 工序6钻与(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：钻三个斜孔，钻三个斜孔机床选择：z535立式钻床，使用专门夹具夹紧刀具：麻花钻，钻头直径，钻头直径(2)、确定进给量f：查表得，(3)、确定切削速度,查表取，(4)、确定机床主轴转速：，(5)、计算切削： ，则=0.7333min ，则=0.13334、7 工序7铣键槽：(1) 粗铣键槽(1)、加工条件工件材料：锻造件材料为40Cr，加工要求：铣键槽至40.5h11,Ra3.2宽为8N9机床选择：X51型立式铣床，使用专门夹具夹紧刀具：选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用YG8，(2)、确定铣削深度：因为加工余量不大，故可在三次走刀内铣完，则(3)、确定每次进给量f及切削速度：根据X51型铣床说明书，其功率为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则=，按机床标准选取，则实际切削速度为，当时，按机床标准选取(4)、计算切削工时： ，则机动工时为(2) 半精铣键槽1）、选择刀具：刀具选取不重磨损硬质合金套式立铣刀，刀片采用YG8，(2)、确定铣削深度：因为加工余量不大，故可在三次走刀内铣完，则(3)、确定每次进给量f及切削速度：根据X51型铣床说明书，其功率为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则=，按机床标准选取，则实际切削速度为，当时，按机床标准选取(4)、计算工时：切削工时 ，则机动工时为4、8 工序8精磨：（1） 磨削三个端面1）、选择磨刀：专用磨刀，轮廓直径mm(2)、确定磨削进给量：查机械制造工艺学课程设计指导书取f=0.024mm/r(3)、计算工时：由于磨削加工的工时很短可忽略不计只需计算专配时间，因此T=0.35mm4、9 工序9精磨：（1）磨削内孔1）、选择磨刀：专用磨刀(2)、确定磨削进给量：查机械制造工艺学课程设计指导书取f=0.024mm/r(3)、计算工时：由于磨削加工的工时很短可忽略不计只需计算专配时间，因此T=0.5mm最后将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它数据，一并填入“机械加工工序卡片”中，见附表五、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。按星轮图纸要求，现设计第5道工序铣三个端面的铣床夹具。本夹具将用于X63万能铣床，刀具为专用高速钢铣刀。1、问题的提出：本夹具是用来铣和磨三个距中心轴24.3mm互成120的端面，零件图纸中端面的宽度有公差要求，且三个端面都有粗糙度要求。这几道工序包含粗加工和精加工，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。2、夹具设计的有关计算：、定位基准的选择：由于端面的宽度有公差要求，因此应以星轮的轴孔为主要定位基准，右端面为辅助定位基准，另外为了防止工件转动，为限制次自由度，与星轮内孔配合的轴除了在前端做得与内孔配合以外，其余部分以削短的形式来防止工件旋转，另一辅助左端面为辅助夹紧定位，防止工件水平移动，用螺母和开口垫片定位，同时用快速夹紧机构加紧防止水平定位的变化，自此星轮的自由度被完全限制，可以正常加工，为了满足这些定位要求，设计如转配图所示的结构，既可以满足轴向力的要求，又可以方便工件的定位与加工以及工件的装夹。、切削力及夹紧力计算：刀具:高速钢105成型铣刀.D=20mm.z=10其中：水平分力：FH=1.1F实199.122(N)垂直分力：FV=0.3F实54.306(N)在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。安全系数: K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）199.122=397.547 (N)实际加紧力为F加= KFH/（U1*U2）=397.547/0.5=795.094 (N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025螺母选用M12X1.5细牙三角螺纹，因为本设计采用摇动把手旋紧夹紧轴而使得套筒把螺母锁紧，把工件安装定位精确，其锁紧力满足要求。心轴取材料为40Cr因为40Cr屈服强度为530Mpa，与工件一致，因此其弯曲应力肯定符合要求。3、定位误差分析由于星轮工件轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具定位心轴的制造精度和安装精度以及捏手定位销的制造误差。工件是以内孔在心轴上定位，左端面靠在定位心轴端面上，该定位心轴的尺寸及公差一现规定为与零件内孔是间隙配合，这样可以保证内孔质量不被破坏，并能顺利定位夹紧，确保以内孔为基准加工的三个平面的尺寸，公差，形位公差，位置精度得与保证。4、夹具结构设计及操作简要说明：如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便装卸，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工，夹具体侧壁上有捏手，定位销，通过捏手与定位销对于分度盘上三个相差120的位置而实现零件的精确定位。为了保证零件加工精度，我们采用捏手定位销与分度盘的相互位置配合来进行定心加紧。夹具体底面上的一对定位键与铣床工作台的T型槽相连接，保证夹具与铣床纵向进给方向相平行的位置，使夹具在机床工作台上占有一正确加工位置。此外，为了把夹具紧固在铣床工作台上，夹具体两端设置供T型螺栓穿过夹具用的两个U型耳座。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。专用夹具操作简述：把工件安装在定位心轴上，工件左端面与定位心轴贴近，在工件右边放入开口垫片，然后通过把手摇动带动夹紧轴使套筒旋紧螺母，旋到夹紧工件为止，用高速钢105成型铣刀在对刀装置上对刀，然后平行于轴线铣削至要求，刀具沿水平方向退回，把捏手旋90拔出，此时可以通过把手的摇动带动分度盘一起旋转，旋至120后，把捏手装回锁紧，再加工下一个端面，接着再重复一次捏手拔出，旋转分度盘，放回捏手的步骤，即可顺利加工出三个端面，然后停下机床，摇动把手松开螺母，拿开开口垫片，取下工件。铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图3附图4。 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