機械加工設計說明書綜述

1、汽車制造工藝學課程設計說明書設計題目設計“傳動軸突緣叉”零件的機械加工工藝及工藝設備設計者:指導教師:目錄一、設計目的2二、零件的分析21 .零件的主要技術要求22 .零件的工藝分析2三、工藝規(guī)程設計31 .確定毛坯的制造形式32 .基面的選擇33 .制定工藝路線54 .機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定75 .確定切削用量及基本工時8四、夾具設計161 .問題的提出162 .夾具設計16五、心得體會21六、參考資料2225一、設計目的（1）能熟練運用制造技術基礎課程中的基礎理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證

2、零件的加工質量。（2）提高結構設計能力。學生通過設計夾具（或量具）的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。（3）學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。二.零件的分析（一）零件的作用題目所給的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的突緣叉，它位于傳動軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力。零件的0.027兩個叉頭部位上有兩個小39q010的孔，用以與軸與十字軸相連,起聯軸節(jié)的作用。（二）零件的主要技術要求傳動軸突緣叉有兩組加工表面，有一定的位置要求。1 .孔639m做求加工粗糙度為1.6,上下

3、兩面粗糙度為6.3,孔的同軸度公差為0.01。2 .二孔的外端面對39孔垂直度公差為0.1。3 .主要加工表面為339的孔4 .工件材45鋼,鍛件。（三）工藝分析工件毛坯為鍛件，加工余量為頂面5.06.0,底和側面為4.05.0,鍛孔2一中39。在鍛造后機械加工前，一般要經過清理和退火，以消除鑄造過程中產生的內應力。粗加工后，會引起工件內應力的重新分布，為使內應力分布均勻，也應經適當的時效處理。1.在單件生產中直徑小于3J50mmi勺孔一般不鍛出，可采用鉆一擴一一校的工藝。2 .要求不高的螺紋孔，可放在最后加工。這樣可以防止由于主要面或孔在加工過程中出現問題時，浪費這一部分工時。3 .為了保證

4、零件主要表面粗糙度的要求，避免加工時由于切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，故整個工藝過程分為粗加工和粗加工。4 .整個加工過程中，無論是粗加工階段還是精加工階段，都應該遵循“先面后孔”的加工原則。三.工藝規(guī)程設計第一節(jié)確定毛坯的制造形式1 選用材料；零件材料為45鋼，故采用鍛造形成2 生產類型：考慮到汽車在運行中要經常加速及正，反向行駛，零件在工作中則經常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。第二節(jié)基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的很重要的工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質量得到保證。生產率得以提高；否則，加工工藝過程中會問題

5、百出，更有甚者，還會造成零件成批報廢，使生產無法正常進行。1、 粗基準的選擇：在零件加工過程中的第一道工序，定位基準必然是毛坯尺寸，即粗基準，選者是應該注意以下幾個方面的東西：（ 1） 選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為基準以保證該表面有足夠而均勻的加工余量。（ 2） 某些表面不需要加工，則應該選擇其中與加工表面有相互位置精度的表面為粗基準。（ 3） 選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準，不用允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以保證安全、可靠、誤差小。（ 4） 粗基準一般要求在第一道工序中使用一次，盡量避免重復使用?？紤]以上4條原則和零件毛坯本身的形狀，選用箱體頂面為粗基準。2、 精基準

6、的選擇精基準就是以加工過的表面進行定位的基準。選擇精基準的時候主要慮保證加工精度并且使工件裝夾得方便、準確、可靠。因此要遵循以下幾個原則1、基準重合的原則2、基準不變的原則3、互為基準，反復加工的原則4、自為基準的原則5、應能使工件裝夾方便穩(wěn)定可靠，夾具簡單?？紤]以上原則和零件的尺寸和加工要求我選用底面為精基準，并采用一面兩孔的形式定位，限制6個自由度為完全定位。（三）粗，精加工階段要分開箱體均為鍛件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力，切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內應力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進行，有利于把已

7、加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。為了保證各主要表面位置精度的要求，粗加工和精加工時都應采用同一的定位基準，此外，各縱向主要孔的加工應在一次安裝中完成，并可采用鏜模夾具，這樣可以保證位置精度的要求。（四）加工原則整個工藝過程中，無論是粗加工還是精加工階段，都應遵循“先面后孔”的原則，就是先加工平面，然后以平面定位在加工孔。這是因為：第一，平面常常是箱體的裝配基準；第二，平面的面積較孔的面積大，以平面定位零件裝夾穩(wěn)定，可靠。因此，以平面定位加工孔，有利于提高定位精度和加工精度。第三節(jié)制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應該是使零件幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等

8、技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用專用機床與專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。一、工藝方案（一）：工序1.粗車中95的端面。工序2.粗車656的內二個內表面。工序3.粗車686的內圓孔。工序4.以工序2加工出的二個表面為基準，鉆4個626的孔工序5.粗銃3939mnW孔端面。工序6.鉆，擴，粗錢兩個639mm的孔至圖樣尺寸并物倒角2x45o0工序7鍵孔39mm工序8.磨639mnW孔端面工序9.鉆M8mmK孔68mm倒角120°。工序10.攻螺紋M8mm工序11.沖箭頭。工序12.檢查。二、工藝方案（二）工序1.粗銃39mnW孔端面。工序

9、2.精銃39mnW孔端面。工序3.鉆，擴，粗較兩個639mm的孔至圖樣尺寸并物倒角245°工序4.粗銃695端面。工序5.粗銃656的內二個平面。工序6.粗銃656二個平面的表面。工序7.以工序2加工出的二個表面為基準，鉆4個626的孔工序8.粗銃6105所對的兩個端面。工序9.鉆M8mms孔8mm倒角120°。工序10.攻螺紋M8mm工序11.沖箭頭。工序12.檢查。工藝方案的分析與比較方案二是粗，精加工在一起合并加工采用工序集中原則，方案一是粗、精加工分開進行加工采用工序分散原則，中間加人工時效這樣可以消除粗加工時所造成的內應力，切削力，夾緊力、切削熱等對加工精度影響，

10、這樣所需要的設備和工藝裝備結構簡單，調整容易操作簡單，專用性強。雖然方案二這樣會使夾具的數量及工件的安裝次數增加而使成本提高，但是會給下來的加工帶來不必要的誤差，對于大量生產的零件來說會造成很大的損失第四節(jié)機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“傳動軸突緣叉零件材料為45鋼，硬度207241HBs毛坯重量約為5kg,生產類型為中批生產，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據上述原始資料加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .端面的加工余量為3mm查機械制造工藝標準應用手冊（以下簡稱工藝手冊）表4.3-38得，2 .法蘭盤所對的四孔（通孔），參照工藝手冊表4.3-25確

11、定加工余量為:鉆孑L:110mm2Z=2Z=1mm3 .兩內孔639.0104027mm毛坯為實心，不沖出孔。兩內孔精度要求界于IT-IT8之間，參照工藝手冊表4.3-244.3-36確定加工余量為：鉆孔：625mm（鉆孔的最大尺寸）鉆孑L:；，37mm2Z=12mm擴孔：38.7mm2Z=1.7mm精鎮(zhèn)：；，38.9mm2Z=0.2mm細鏈：39_0.010e°27mm2Z=0.1mm4.639q.010t027mm二孔外端面的加工余量1） .按工藝手冊表4.3-38,粗加工二孔外端面的單邊加工余量為3mm取Z=3mm2） .磨削余量：單邊0.2mm（工藝手冊，磨削公差即零件公差-

12、0.07mm。3） .銃削余量：磨削的公稱余量（單邊）為：Z=2.0-0.2=1.8（mrm根據以上尺寸的公差和加工余量來確定此傳動軸突緣叉的毛坯圖第五節(jié)確定切削用量及基本用時工序1.粗銃中95端面。（切削用量簡明手冊）（以下簡稱切削手冊）1工件材料：45鋼正火，鍛件2加工要求：粗車95的端面3機床：C620-1臥式車床。4刀具：由表1.11.2得：YT15。刀桿尺寸為：16x25mm刀片厚度4.5mm由表1.3得：Kr=60o”o=15°,0to=12°,、=0.5mm。5計算切削用量粗銃95端面1）由于此加工表面所需的粗糙度為50,因此只需加工一次可達要求；2）進給量f

13、根據（切削手冊）表1.4,當刀桿尺寸16mm25mmapw3mm以及直徑為100mm時f=0.60.9mm/r可取pf=0.7mm/r。3）計算切削的速度按切削手冊表1.9刀具的壽命選T=60min。CvTmaxvf yvkv(m/ min)其中：Cv=242,Xv=0.15,yc=0.35,m=0.2.。修正系數匕見切削手冊表1.28,即IV=1.448=0.8Kv=1.04小=0.81%=0.97.242600.2 30.15 0.50.351.44 0.8 1.04 0.81 0.97 =108.6m/min確定機床主軸轉速1000vn 二1000 108.695 二=364.06r /

14、 mintm='式中L=l+y4l=3mn）根據表1.26車削時nf7）切削工時，入切量及超切量y+_=3.8mm故tmLnf6.8364.06 0.7=0.026min工序2粗鏈中56的內二個內表面1 .加工要求表面粗糙度為50,所以粗鏈一次即可達所需要求，2 .加工材料45鋼正火，鍛件3 .選擇鏈床選用T740金剛鎮(zhèn)床4、選擇切削用量1）決定切削深度由切削余量可知道ap=1.2mm查切削手冊表2.10可知道粗鏈時ap=58mm故采用一次切削2）決定切削進給量查切削手冊表f=0.5mm/r3）決定切削速度查切削手冊表2.13工件是鍛件時，v=33m/min1000v100033,.n

15、180=187r/mind二56二5、計算鎮(zhèn)內表面加工工時vf=fn=afzn=0.5187=93.5tml實際長度vf593.5=0.05min工序3粗車中86的內圓孔1 .選用機床臥式車床CA61402 .刀具為：YT153 .進給量f=0.6（mm/dst）100011310004 .切削速度u=113m/min則n=418二D二86(r/min)5 .切削工時tm=一x2=0.1minnf工序4以工序2加工出的二個表面為基準，鉆4個26的孔。1 .加工要求表面粗糙度為50,所以粗鏈一次即可達所需要求，由于要保證四孔的位置度，所以以工序2加工出的二個表面為基準進行加工。2 .加工材料45

16、鋼正火，鍛件3 .選擇鉆床Z3340搖臂鉆床4 .選擇鉆頭高速鋼麻花鉆，由切削手冊表2.1,2.2d=13mm5 .選擇切削用量1）切削進給量由切削手冊表2.7得：f=0.37mm/r由表2.8鉆頭允許的強度進給量f=0.37mm/r2）切削速度100017.31000=17.3m/min貝Un=393二D二14(r/min)6 .切削工時tm=一M2=0.266minnf工序5粗銃39mnM孔端面。1、工序尺寸：39端面2、加工要求：表面粗糙度是503、選用機床：X63臥式車床4、選用刀具：高速鋼鑲齒三面刃銃刀查切削手冊）表1.1選用刀桿尺寸為：1625mm5、銃刀形狀：根據切削手冊表由表1

17、.3得：Kr=60°3。=15°,ao=12o,j=0.5mm。6、選擇切削用量(2)決定切削進給量：查切削手冊表1.4af=3.1m/min,進給量60mm/min查切削手冊表(3)、決定切削速度:1.10得：v=28.8m/min(采用較小切削速度)計算主軸轉速n：1000 28.8 二163r / min56 二8、機床功率檢驗：主切削力Fc按切削手冊表1.29所示公式計XFcFc = CFcapxc =0.72,yFcf yFcvJF kF 其中:cF cCF =3600,c= 0.9, nF =0*=(650)nF=(650)。jkkr= 0.89Fc=36001

18、.50.720.50.9107.9600.940.89=2146(N)9.計算工時：5.切削工時tm=-l 2=1.46min n f工序6.鉆，擴，粗較兩個639mm勺孔至圖樣尺寸并物倒角2父45°1.鉆孔中25mm確定進給量f:根據切削手冊表2.7f=0.390.47所以f=0.42切削速度：根據切削手冊表2.13及2.14得：v=18m/min。所以1000V100018c”，.公式n=229r/min二d25二切削工時：l=19mm,-1cl11l211=9mm,12=3mmtm=nf19 9 3 =0.04min229 32擴鉆639mmi勺孑L禾I用137mm勺鉆頭對中3

19、5mmi勺孑L擴孑L切削用量f=0.580.87所以 f=0.57 ( mm/r ,主軸轉速n=51.634r/min取n=51.6dn二3768切削速度為v=7.9(m/min)100010003.擴孔中38.7mm采用刀具：38.7專用擴孔鉆進給量：根據切削手冊表2.10f=0.630.84所以f=0.72mm/r機床主軸轉速：取n=68r/min,則其切削速度v=8.26m/min。切削工時l=19mm.-lc,ll1l21993.l1=9mm,l2=3mmtm=0.51minnf680.72當加工兩個孔時tm=0.512=1.02(min)1.倒角2父45雙面采用900鋼鉆短輔助時間，

20、取倒角時的主軸轉速與擴孔相同：n=68r/min手動進給。工序7:精、細鏈4391.027mm二孔，選用機床：T740金剛鎮(zhèn)床。(1)精鏈孔至38.9mm單邊余量Z=0.1mm一次鏈去全部余量，a*0.1mmp進給量f=0.1mm/r根據有關手冊，確定金剛鍵床的切削速度為v=100m/min,則1000V1000100,.、nw=816(r/min)二D二39由于T740金剛鍵床主軸轉速為無極調速，故以上轉速可以作為加工時使用的轉速。切削加工是：當加工1個孔時l=19mm12=3mml3=4mmti1 li12Qf19 3 4816 0.1=0.32(min)所以加工兩個孔時的機動時間為t=0

21、.322=0.64(min)(2)細鏈孔至始9：020mm切削用量及工時均與精鏈相同aD=0.05mmpf=0.1mm/rnw=816r/min,v=100m/min;t=0.64min工序8磨639mm二孔端面，保證尺寸118T07mm1)選擇砂輪。見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結果為WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#,硬度為中軟1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350M40M127(DEd)。2)切削用量的選擇。砂輪轉速n砂=1500r/min(見機床說明書)，n砂=27.5m/s。軸向進給量fa=0.5B=20mm（雙行程）工件速度Vw

22、=10m/min徑向進給量fr=0.015mm/雙行程3）切削工時。當加工1個表面時ti=2LbZbk（見工藝手冊表6.2-8）1000vfafr式中L-加工長度73mmb-加工寬度，68mmzb-單面加工余量，0.2mmK-系數，1.10;v-工作臺移動速度（m/min）；fa-工作臺往返一次砂輪軸向進給量（mrm；fr-工作臺往返一次砂輪徑向進給量（mrmt1= 3.64(min)273681.110920100010200.0153000當加工端面時tm=3.642=7.28(min)工序9鉆螺紋底孔4-66.7mm并倒角120of=0.2M0.50=0.1(mm/r)(切削手冊表2.7

23、)V=20m/min（切削手冊表2.13及2.14）所以1000v二 D1000 20二 6.7=950(r /min)按機床取nw=960r/min,故v=20.2m/min。切削工時（4個孔）l=19mm11=3mm12=1mmtm11112nwf19 3 1960 0.14 =0.96(min)倒角仍然取n=960r/min。手動進給。工序10攻螺紋4M8mmiRc1/8由于公制螺紋M8m向錐螺紋M8mm卜徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取v=0.1m/s=6m/min所以ns=238r/min按機床選取nw=195r/min,則v=4.9m/mm機動工時1=19mm11=3mm1

24、2=3mm攻M8孔t一色上四4二"A4;1.02(min)nf1951攻Rc1/4孔1=11mm11=3mm12=0tm211i 12nf2=_195 0.942 =0.15(min)最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數據，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。第六節(jié)夾具設計3夾具設計3.1 研究原始質料利用本夾具主要用來鉆圓周面上小39孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。3.2 夾具設計3.2.1 定位基準的選擇圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇孔的底平面和兩孔側面定位基

25、準來設計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔側面定位限制6個自由度。3.2.2 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：立式鉆床，刀具用高速鋼刀具由參考文獻5查表1-2-7可得：切削力公式：Ff=667D1.2f°，7Kp查表1-28得：Kp=(3)°.75p736其中：入=0.6Kp=0.0048p即：Ff=955.08(N)實際所需夾緊力：由參考文獻5表1-2-12得:Wk有：4=0.7,為=0.16安全系數K可按下式計算有：K=K0K1K2K3K4K5K6式中：KoK6為各種因素的安全系數，見參考文獻5表1-2-1可得：K=1.21.01.01.01.31.01

26、.0-1.56所以WK=KFf=955.081.56=1489.92(N)由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。取K=1.56,-=0.7,七=0.16查參考文獻51226可知移動形式壓板螺旋夾緊時產生的火緊力按以下公式計算：W=%tgQ-ztg0十中2)式中參數由參考文獻5可查得：apQmR'=6.22rz=2.761=902=950二=229其中：L=33(mm)Q=80(N)螺旋夾緊力：W=4748.2(N)由上述計算易得：W0WK因此采用該夾緊機構工作是可靠的。3. 3誤差分析與計算該夾具以底面、兩孔為定位基準，要求保證被加

27、工和孔粗糙度為12.5。該孔次性加工即可滿足要求。由參考文獻5可得：兩定位銷的定位誤差：品利=%+%+.'、Di.1min'&：2min.:jwaarctg2L其中：%1=0.052mm,6D2=0mm6d1=0.011mm,5d2=0.023mmimin=0mm,i2min=0.034mm且：L=135mm,得DW=0.063mmj.w=0.0032mm夾緊誤差：與.二(ymax - y min ) cos'其中接觸變形位移值:、二脩的HB。）（1962/查 5表 1215KRaz =0.004,Khb=-0.0016,C1=0.412,n=0.7。%.=yCos：=0.0028mm磨損造成的加工誤差：與制通常不超過0.005mm夾具相對刀具位置誤差：AD始取0.01mm誤差總和：.、；：w=0.085mm3.4零、部件的設計與選用3.4.1 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間?？蓳Q鉆套校工藝孔鉆套結構參數如下表：鉆套DdH公稱尺寸允差DiD2hhimCra62242+0.018+0.0075250121190.5180.5襯套選用固定襯套具結構如圖所示:固定襯套其結構參數如下表:固定襯套dH