机械制造工艺学课程设计星轮课程设计说明书.doc

1、工艺性分析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。星轮减速器由模块化的星轮核心单元组成，性能可靠，维护方便。混合少齿差星轮减速器已广泛用于矿山、冶金、建筑、水利、起重、运输、石油、化工、橡胶、食品、制药、旅游等各行各业。其中，星轮是核心部件。星轮材料为40Cr，中碳调制钢，价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。正火可促进组织球化，改进硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在温度550570进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。星轮外圆40K6，45f7，其形状公差均遵守包容要求，表面粗糙度均为Ra1.6。星轮内孔28H7，形状公差遵守包容要求，表面粗糙度为Ra0.8。星轮工作面外形尺寸厚度为14mm，无粗糙度要求，右端面与孔28轴心线垂直度误差为0.025，左端面对孔28轴心线圆跳动误差为0.02。键槽宽度8H9，长度16mm，轴槽深为40.5h11，表面粗糙度Ra3.2。在64的外圆离它的轴心线24.3的平面与孔28H7轴心线的平行度误差为0.012，表面粗糙为Ra0.8,3-4H9孔相对于轴线对称分布。2、星轮工艺规程设计2.1、星轮毛坯的制造形式星轮制造的指定材料是40Cr。40Cr的熔点较高，如果采用铸造毛坯则对铸模的质量要求过高，会增大生产成本，且铸造毛坯易产生气孔，对于星轮的质量有很大影响，因此不适于铸造生产。生产规模为中大批量，因此选择锻造毛坯。采用模锻方式。这样既有利于大批量自动化生产，又可保证工件的加工质量和精度。2.2、制定工艺路线根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工特点，查阅和参考机械制造工艺学和机械制造技术基础课程设计指南等资料，可得到各加工面的加工方法（见下表）和加工工艺路线（见附件工艺过程卡片）。 星轮各加工面的加工方法加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案右端面无无Ra3.2粗车-半精车左端面无无Ra3.2粗车-半精车45f7外圆45f7Ra1.6粗车-半精车-粗磨40k7外圆40k7Ra1.6粗车-半精车-粗磨64外圆64无无粗车-半精车45k6外圆45k6Ra1.6粗车-半精车-粗磨28内孔28H7Ra0.8钻-粗镗-精镗-精磨退刀槽3×0.5无无粗车距轴心线24.3的平面24.3无Ra0.8粗铣-半精铣-精磨与轴心线成15°的平面无无无粗铣-半精铣3-4孔4H9无钻-攻丝2.3、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等参数表加工面最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序尺寸毛坯尺寸右端面Ra3.22.1粗车半精车65.2左端面Ra3.22.1粗车半精车45f7外圆F7/ Ra1.61.85粗车半精车粗磨48.740k7外圆K7/ Ra1.61.85粗车半精车粗磨43.764外圆64/无1.9粗车半精车67.845k6外圆k6/Ra1.61.85粗车半精车粗磨43.728内孔H7/Ra0.814钻粗镗精镗精磨0距轴心线24.3的平面24.3/Ra0.87.7荒铣粗铣半精铣粗磨精磨0与轴心线成15°的平面无1粗铣半精铣03-4孔H9/无1钻孔攻丝0（毛坯图见附件）2.4、确定切削用量根据工件尺寸和相关要求，并参考机械加工工艺设计员手册等资料，可得工件尺寸和切屑深度的选择为：粗车：根据外圆直径及长度尺寸来确定。40、45加工余量均为2mm，64加工余量2.3mm。端面的加工余量：1.4mm。半精车：同样根据尺寸查相关手册可得：40、45加工余量均为1.4mm，64加工余量1.5mm，端面加工余量0.7mm。钻孔：根据孔加工的工艺规程设计可知钻孔尺寸为26。镗孔：根据孔加工的工艺规程设计可知镗孔尺寸为27.8。铣键槽：根据键槽的长、宽、厚尺寸可分别查得粗铣、半精铣的加工余量（深度）分别为：3.8mm，0.7mm。铣平面：加工余量过大时可选择分次加工。荒铣加工余量：5.2mm，粗铣加工余量：1mm，半精铣1mm。磨削：由表面粗糙度值确定磨削方式，由尺寸确定加工余量。2.5、基本工时的确定（1） 工序2粗车右端面：切削深度 1.4mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=40m/min 主轴转速 n=300r/min 基本时间 t基=（L+L1+L2）/fn L为车削长度 L1、L2分别为切入/切出长度 本工步 L=1.4mm t基=1s钻顶尖孔 切削深度 5mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=40m/min 基本时间 t基=（5+2）/fn=1.5s粗车大外圆 切削深度 1.15mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=300r/min 切入长度L1=6mm L2=3mm t基=（16.8+6）/fn=5s粗车右外圆1切削深度 1mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=40m/min 主轴转速 n=300r/min 切入长度L1=5mm L2=0mm t基=（17.7+5）/fn=5s粗车右外圆2切削深度 1mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=45m/min 主轴转速 n=300r/min 切入长度L1=5mm L2=0mm t基=（10+5）/fn=3.2s粗车右端面：切削深度 1.4mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=40m/min 主轴转速 n=300r/min 基本时间 t基=（L+L1+L2）/fn L为车削长度 L1、L2分别为切入/切出长度 本工步 L=1.4mm t基=1s钻顶尖孔 切削深度 5mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=40m/min 基本时间 t基=（5+2）/fn=1.5s粗车左外圆切削深度 1mm 进给量 f=0.94mm/r 切削速度 v=45m/min 主轴转速 n=300r/min 切入长度L1=5mm L2=0mm t基=（20.7+5）/fn=5.5s（2） 工序3 钻孔 钻头直径为： D=26mm 进给量为: f=0.1mm/r切屑速度 40m/min根据机床型号，选择转速 n=400 r/min基本时间 i L1=37 L2=2mm代人相关数据得： tj=150s（3） 工序4粗车右端面：切削深度 0.7mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=400r/min 本工步 L=1.4mm t基=1s车削大外圆 切削深度 0.75mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=80m/min 主轴转速 n=400r/min 切入长度L1=5mm L2=3mm t基=（16.8+6）/fn=6.5s车削右外圆1切削深度 0.7mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=50m/min 主轴转速 n=400r/min 切入长度L1=5mm L2=0mm t基=（17.7+5）/fn=5.2s车削右外圆2切削深度 0.7mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=50m/min 主轴转速 n=400r/min 切入长度L1=5mm 切出长度L2=0mm t基=（10+5）/fn=4.5s车倒角 切削深度 2mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=400r/min 切入长度L1=5mm 切出长度L2=0mm t基=（5+2）/fn=2s车削右端面：切削深度 0.7mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=400r/min t基=1.4s车削左外圆切削深度 0.7mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=60/min 主轴转速 n=400r/min 切入长度L1=5mm L2=0mm t基=（20.7+5）/fn=7.5s车倒角 切削深度 2mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=400r/min 切入长度L1=5mm 切出长度L2=0mm t基=（5+2）/fn=2s（4） 工序5车退刀槽 切削深度 0.65mm 进给量 f=0.56mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=400r/min 切入长度L1=5mm 切出长度L2=5mm t基=（5+5+0.65）/fn=3s（5） 工序6粗镗 切削深度 61mm 进给量 f=0.1mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=700r/min 切入长度L1=5mm 切出长度L2=5mm t基=（5+5+61）/fn=61s车倒角 切削深度 2mm 进给量 f=0.51mm/r 切削速度 v=60m/min 主轴转速 n=700r/min 切入长度L1=5mm 切出长度L2=0mm t基=（5+2）/fn=1.2s（6） 工序7粗铣 铣槽采用直柄键槽铣刀，直径D=16mm,进给量为 f=0.2mm/r切削深度 3.8mm切削速度 =30mm/min转速 n=400r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=8mm L1=L2=6mm t=40s半精铣 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 0.7mm切削速度 =30mm/min转速 n=400r/min基本时间t= (L+L1+L2)/f L=8mm L1=L2=5mm t=36s（7） 工序8荒铣 刀具直径 D=20mm 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 5.2mm切削速度 =30mm/min转速 n=400r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=10 L2=10mm t=68s粗铣 刀具直径 D=20mm 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 1mm切削速度 =20mm/min转速 n=400r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=10 L2=10mm t=102s铣圆角 刀具直径 D=30mm 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 1mm切削速度 =20mm/min转速 n=400r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=10 L2=10mm t=102s粗铣 刀具直径 D=20mm 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 1mm切削速度 =20mm/min转速 n=400r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=10 L2=10mm t=102s（8） 工序9半精铣 刀具直径 D=20mm 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 1mm切削速度 =30mm/min转速 n=600r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=10 L2=10mm t=68s铣圆角 刀具直径 D=30mm 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 1mm切削速度 =30mm/min转速 n=600r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=10 L2=10mm t=68s半精铣 刀具直径 D=20mm 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 1mm切削速度 =30mm/min转速 n=600r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=10mm L2=10mm t=68s t基=（20.7+5）/fn=5.5s（9） 工序10 钻孔 钻头直径为： D=2mm 进给量为: f=0.1mm/r切削速度 40m/min转速 n=400 r/min基本时间 i L=24.3mm L1=3 L2=2mm t=44s攻丝 丝锥直径为： D=4mm 进给量为: f=0.5mm/r切削速度 18m/min转速 n=200 r/min基本时间 i L=11mm L1=0.4 L2=2mm t=8s（10） 工序12粗磨外圆 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 0.3mm切削速度 =6m/min转速 n=800r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=14mm L1=2mm L2=2mm t=180s 粗磨外圆 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 0.3mm切削速度 =6m/min转速 n=800r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=7mm L1=2mm L2=2mm t=110s粗磨外圆 进给量为 f=0.2mm/r切削深度 0.3mm切削速度 =6m/min转速 n=800r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=15mm L1=2mm L2=2mm t=190s（11） 工序13粗磨 进给量为 f=0.005mm/r切削深度 0.3mm切削速度 =0.012m/min转速 n=2810r/min基本时间 t= (L+L1+L2)i/f L=14mm L1=5mm L2=5mm t=240s粗磨 进给量为 f=0.005mm/r切削深度 0.2mm切削速度 =0.006m/min转速 n=2810r/min基本时间 t= (L+L1+L2)i/f L=14mm L1=5mm L2=5mm t=480s（12） 工序14精镗 进给量为 f=0.1mm/r切削深度 0.2mm切削速度 =0.06m/min转速 n=800r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=61mm L1=2mm L2=3mm t=66s（13） 工序15精磨 进给量为 f=0.1mm/r切削深度 0.03mm切削速度 =0.006m/min转速 n=1000r/min基本时间 t= (L+L1+L2)/f L=61mm L1=2mm L2=3mm t=11min3、小结通过本次课程设计，对星轮有了一定的了解，同时对CAD软件、机械制造工艺学和机械工程材料等相关知识有所复习。这也是对结合课本知识解决实际问题能力的一次锻炼，同时也锻炼了自学能力和查阅资料的能力。感觉颇深的是机械加工工艺的严谨性，每一个数据都比较严格和有相应的规范与出处，以及每一个步骤都不是孤立的，要有全局意识才能做好设计。经过这次设计，让自己大概知道了机械零件是怎样生产出来的，对机械行业也有了更深的认识。但是由于自己相关专业知识知贫乏以及第一次做工艺设计，当中出现问题当属正常，希望老师谅解，并多多批评和指正。4、参考文献 机械制造工艺学第1版 机械工业出版社机械加工工艺设计员手册机械工业出版社机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社5、附件附件1：星轮毛坯图附件2：星轮加工工艺卡