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此处文档有重要部分删减摘要：机械制造设计运用了“机械制造技术”、“金属工艺学”、“互换性与测量技术”、“机械加工手册”等课程。本次设计注重理论和实践相结合，通过假期生产实习积累地经验与先前所修课程理论知识结合在一起来完成减速器中星轮的设计，再将设计成果和过程细细地记录下来。本次设计通过分析课程设计存在的问题，然后经过各种途径解决，从中锻炼自己。本次星轮设计的加工工艺方法和装备部分包括机床、夹具、车、铣、钻、镗、扩、铰等装配和加工方法。零件的工艺性分析包括零件表面粗糙度、零件加工工艺规程设计等。设计结尾附有设计规程卡片。序言机械制造课程设计是在学完了机械制造技术课程后，综合运用以前所学有关机械专业知识，进行零件加工工艺过程设计。其目的在于巩固、加深扩展机械制造技术及其他有关先修课程的理论知识，把理论知识和生产实践相结合，能够独立分析问题、解决问题，以及初步具备中等复杂程度零件工艺规程的能力。本设计包括两个部分内容：第一部分为生产纲领、生产类型、工艺性分析和零件图的审查。第二部分为毛坯的选择，根据图纸具体地阐明了毛坯选择类型以及尺寸。零件加工工艺规程设计是设计的核心部分，具体地列出了设计思路以及整个零件加工工艺过程。它包括定位基准的选择、确定表面的加工方法、确定机械加工余量、工序尺寸及公差、机床设备及工艺设备的选择、确定切削用量与基本工时。第三部分是为了提高生产率而设计的夹具。该部分包括原始资料的分析，定位-加紧分析，夹具精度的分析与计算，夹具总体结构分析与夹具使用说明。设计从还存在许多的不足，恳请老师批评指正。1零件分析1.1计算生产纲领，确定生产类型所给任务的零件是某机器上一个减速器上的零件，假定该机器年产量为5000台，且每台机器上仅有一件，若取其备品为5%，机械加工废品为1%，则该零件的年生产纲领为N=Qm(1+5%+1%)=100(1+5%+1%)=5000件/年由上式可知，该零件的年产量为5000件，由零件的特在征可知，它属于机体类小零件，因此可以确定其生产类型为大批量生产1.2零件的工艺性分析和零件图的审查⑴零件视图正确，足够表达直观、清楚、绘制符合国家标准，尺寸公差及技术要求的标注齐全、合理⑵主要加工表面及要求①星轮外圆Ф40K6,Ф45f7,其形状公差均遵守包容要求,表面粗糙度均为Ra1.6µm;②星轮内孔Ф28H7,其形状公差遵守包容要求,表面粗糙度为Ra0.8µm,其外形尺寸14端面与孔Ф28轴心线垂直度误差为0.025,其左端面对孔Ф28轴心线圆跳动误差为0.025;③外圆Ф45轴心线对外圆Φ40轴心线的同轴度误差为0.06,外形尺寸61±0.15右端面对尺寸17的圆跳动误差为0.02；④键槽宽度为8H9,长度为16mm，轴槽深为40.5h11,表面粗糙度Ra5.2µm，在Φ64的外圆上离它的轴心线24.3的平面与孔Φ28H7轴心线的平行度误差为0.012表面粗糙度为Ra0.8µm,3-Φ4H9孔相对于对称分布三个。2.过程工艺分析2.1选择毛坯：根据零件材料确定毛坯材料，由于星轮是用于超越离合器上的关键零件，需要结构比较硬，故材料选为45钢件，已知零件的生产纲领为5000件/年，通过计算，该零件质量为2.7kg，由参考文献（5）表2—2，2—3可知，其生产类型为大批生产。毛坯的类型为型材（圆制棒料）。由于45钢的经济性比较高，由简明机械加工手册知毛坯的精度应该选IT12级，其规格为Φ68.L=64,牌号为60Si2Mn。查《机械加工工艺与夹具》及相关《机械设计》手册确定个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数值说明外圆表面Φ68mm3mm车削加工外圆表面Φ65mm1mm车削加工内圆表面Φ30mm2mm内圆车刀阶梯轴部分Φ45mm.Φ40mmΦ64mm4mm\3mm外圆表面加工零件图2.2定位基准的选择：粗基准的选择：在保证各加工面都有雨量的前提下，因为要保证圆柱面的中心线垂直于左端面，所以以Φ60的外圆表面的粗基准。精基准的选择：星轮主要应用于超越离合器上面，其性轮的轴心线既是定位基准也是设计基准，在车削时选他作为精基准，能使加工遵循基准重合原则，实现外圆柱面的圆跳动和同轴度（采用专用夹具夹紧机构），这使得工艺路线基准统一原则。毛坯外表面加工余量大，定位时可以车一头换向车另一头，最后，两顶一夹。其定位方法比较精确，加紧也比较简单快捷，使操作者方便省力。机械加工工艺过程卡片产品型号C３１６３－１产品型号831003共5页产品名称机床零件名称星轮第1页材料牌号45钢毛坯种类型材毛坯尺寸φ68毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1车削此处文档有重要部分删减此处文档有重要部分删减车床车间6车床专用夹具、高速钢车刀（W18Cr4V），游标卡尺480s三、确定各表面的加工方法，拟定加工工艺路线（1）工艺路线方案一：工序1.2镗孔铰孔1.镗孔φ26.52.铰孔至φ28镗床车间2镗床专用夹具、可调整的镗刀YT8），卡尺，塞规100s3倒角1.倒角2*45°车床车间1车床普通车刀，游标卡尺20s4铣键槽1.铣键槽铣床车间1铣床专用夹具、铣刀80s5铣削200s6铣削200s7100s9检验检验车间塞规，卡尺等。设计（日期）2010.6.26审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件签字日期标记处数更改文件号签字日期粗、精车端面，钻顶尖孔、两端45°倒角,夹一端粗车另一头，车好后，掉头车削另一端。以Ф64mm圆柱面为粗基准。选C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。工序2.粗、精车B/C面。工序3.车如零件图所示Ф45mmФ40mm,的阶梯轴。工序4.粗、精车Ф28mm内圆柱面。工序5.铣键槽。以A面为基准。工序6.此处文档有重要部分删减工序8.按零件图所示，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。在水平方向上距轴心线26.9mm出攻钻孔Φ4mm，转动万能分度头120°加工三次。工序9.检验（2）工艺路线方案二：工序1.粗、精车端面，钻顶尖孔、两端45°倒角,夹一端粗车另一头，车好后，掉头车削另一端。以Ф64mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。工序2.粗、精车B/C阶梯轴外圆面。工序3.车如零件图所示Ф45mmФ40mm,的阶梯轴。工序4.铣键槽。以A面为基准。工序5.粗、精车Ф28mm内圆柱面。工序6.此处文档有重要部分删减工序8.按零件图所示，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。在水平方向上距轴心线26.9mm出攻钻孔Φ4mm，转动万能分度头120°加工三次。工序9.检验方案对比：上述两个工艺方案的特点在于：方案一在于直接用铣床铣出平面、外圆，且先把键槽铣出来在铣平面最后钻孔：方案二则与其相反，键槽被放置平面后，且采用磨床使精度达到更高，并且方案二的经济消费低，适合大批量生产。综合比较，方案二更好，所以最终选择方案二。四.夹具设计一.本夹具的主要零部件有：中心转轴、轴承座、轴承3副、分度盘、分度销座、销套、定位销、M24螺母、垫片二.各个零部件作用：1.中心转轴：左侧段主要是负责定位星轮内孔方便左侧螺母夹紧，右侧段主要是负责定位轴承内孔，安装分度盘及相关螺母2.轴承座：轴承座是主要负责安装轴承和中心转轴的装置，并且通过底部的U型槽进行固定整个夹具3.轴承3副：轴承负责连接中心轴与轴承座，起到润滑减小摩擦力的作用，减小磨损，保护轴承座的作用4.分度盘：分度盘安装于中心轴右端，盘上有120°开角，起到分度作用，分度盘左端面压紧轴承内圈5.分度销座：分度座安装于夹具顶部中心孔负责安装插销此处文档有重要部分删减三.夹具夹紧工作过程夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。'E;r'O3p)X7C#|对夹紧机构的基本要求如下：①、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。②、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量③、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。+E9g'`)A/k#f+N④、结构力求简单，便于制造和维修。1.将工件星轮右端对准中心轴孔穿入，肩面定位轴向，内孔定位。2.中心轴左侧套入垫片并用螺母M24进行锁紧此处文档有重要部分删减3.立铣刀采用开角为30°的成型铣刀，铣削星轮外圆3处分度为120°的台阶及其15°斜面4.铣削一侧斜面台阶后，拉出分度销钉，顺时针转动分度板，到下一个120°分角，插入销钉固定，继续铣削，同理第三处台阶也采用该方法分度进行铣削。5.拆卸时，转动左侧段外圆螺母M24，卸下垫片，即可拿出完成该部工序的星轮零件本设计采用普通螺母螺纹螺旋夹紧机构夹紧，此机构机构简单，容易制造，而且由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，从零件加工工序和受力分析，主要是少量切向力和轴向力，夹具定位了主要的轴向，并利用摩擦定位了切向受力。该夹具手动夹紧，是最多应用的一种夹紧机构。四.定位误差自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个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个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位，过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形，影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计。（1）定位误差分析本夹具当中，中心轴直径28的右侧肩面进行了轴向定位，锁紧螺母后也进行了轴向定位约束。工件内孔与中心轴外圆进行了其余自由度定位，进行了限制，由于上节中进行了受力简单说明，故切向不需要再增加约束。工件定位主要依靠中心轴直径28h6进行定位，经查询得到该公差28h6为（0，-0.013），而工件内孔孔径为（+0.013,0）。公差带为0.026是间隙配合符合加工要求五、夹具优缺点的分析及改进夹具优点：1.此机构机构简单，容易制造2.由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大3.可以加工其他类似的轴类分度零件，如果有其他分度要求可以更换分度板，增加了该夹具的应用范围4.内部采用轴承设计减小了摩擦力，增加了使用寿命，如果出现损坏更换容易且成本低廉夹具缺点1.夹紧动作慢，工件装卸费时2.只能单件加工不能多件同时加工3.中心轴左端受力较多夹具改进措施1.可以增加气缸装置，利用气缸顶紧，省去人力2.可以加长该中心定位轴，进行多件连续加工保证共面度3.多件加工时可以增加左端轴承装置保持受力平衡稳定六.主要参考资料：（1）《机械制造工艺学（含机床夹具设计）》机械工业出版（2）《几何量公差与检测》上海科学技术出版社（3）《机械制图》高等教育出版社（4）《机床夹具设计》课程设计参考资料此处文档有重要部分删减