傳動軸突緣叉00(1)教材

TOC\o"1-5"\h\z序言 3一、零件的分析 4零件的作用 4零件的工藝分析 4工藝規(guī)程設(shè)計 52.1確定毛坯的制造形式 5\o"CurrentDocument"2.2基面的選擇 5\o"CurrentDocument"2.3制定工藝路線 52.3.1工藝路線方案一 52.3.2工藝路線方案二 62.3.3工藝方案的比較與分析 6\o"CurrentDocument"2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 72.5確定切削用量及基本工時 9\o"CurrentDocument"夾具設(shè)計 19\o"CurrentDocument"3.1問題的提出 19\o"CurrentDocument"3.2夾具設(shè)計 193.2.1定位基準的選擇 203.2.2切削力及夾緊力計算 203.2.3定位誤差分析 213.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明 21\o"CurrentDocument"參考文獻 21\o"CurrentDocument"心得體會 22序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。一、零件的分析1.1零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。零件的兩個叉頭部位上有兩個中39噓的孔，用以與軸與十字軸相連，起聯(lián)軸節(jié)的作用。1.2零件的工藝分析CA10B傳動軸上的突緣叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求，分述如下：以中39端為中心的加工表面這一組加工表面包括逐39壹020的孔及其倒角，尺寸為118的與兩個孔中39壹020相垂直的平面，還有在平面上的4個M8螺孔。其中，主要加中表面為中39-0Z的兩個孔。以中95為中心的止口表面這一組加工表面包括：中9500.107止口外圓環(huán)表面，及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求：中39*.020兩孔的同圓度公差為0.01；中39-0.010兩孔端面與中39-0.010兩孔中心聯(lián)線的垂直度公差為0.1;中39-0.010兩孔中心聯(lián)線與中95-0.107止口端面的平行度公差為0.2；中39-0.010兩孔端面與中95-0.107止口端面基準中心的對稱度為0.15.由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。二、工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正、反行駛，零件在汽車行駛過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為5000件，已達大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這有利提高生產(chǎn)率、保證加工精度。2.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。2.2.1粗基準的選擇。根據(jù)保證加工表面加工余量合理分配的原則，如果要求保證工作某重要表面加工余量均勻時，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準，現(xiàn)選取叉口作為粗基準，利用一圓環(huán)支承這兩個叉耳作主要定位面，限制5個自由度，再以一定位銷限制剩下的1個自由度，達到完全定位，然后進行銑削。2.2.2精基準的選擇。主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。2.3制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點，應(yīng)當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，可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2.3.1工藝路線方案一工序一 粗銑639mm兩耳孔外端面工序二 粗車中95止口三個面及其倒角工序三 鉆四個孔中16mm及其倒角工序四 鉆039mm兩耳孔工序五 擴039mm兩耳孔及倒角工序六 精車中95止口三個面及其倒角工序七 精、細鏜孔中39及其倒角工序八 磨中39孔上兩端面工序九 鉆螺紋底孔4-M8mm工序十 攻螺紋4-M8工序^一 去毛刺工序十二清洗工序十三終檢2.3.2工藝路線方案二工序一 粗、精車中95止口三個面及其倒角工序二 粗銑639mm兩耳孔外端面工序三 鉆四個孔中16mm及其倒角工序四 鉆4個M8的螺紋孔工序五 攻螺紋4-M8工序六 鉆039mm兩耳孔工序七 擴039mm兩耳孔及倒角工序八 精、細鏜孔中39及其倒角工序九 磨中39耳孔上兩端面工序十去毛刺工序^一 清洗工序十二 終檢2.3.3工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加中39孔上兩端面；而方案二則是先加工中95止口三個面及其倒角。兩比較可以看出，先加工中39孔上兩端面，是以止口平面的內(nèi)孔及平面為定位的，能夠保證工作某重要表面加工余量均勻，保證對稱度、平行度要求，且定位及裝夾都比較方便。再之，方案二鉆螺紋孔在鉆中39孔之前，很容易受到鉆大孔時的作用力而變形。綜合考慮以上步驟，最后的加工路線確定如下：工序一 粗銑中39兩孔上兩端面，以止口平面和639兩孔外表面定位,選用X63臥式銑床加工。工序二 粗車中95止口三個面及其倒角，以639兩孔上兩端面及其V型表面和止口面定位，選用C620-1加工。工序三 鉆法蘭盤四個孔中16mm，選用Z535立式鉆床及專用夾具加工，以止口定位。工序四 鉆孔中39，以止口定位，選用選用Z535立式鉆床及專用夾具加工。工序五 擴孔中39及其倒角，以止口定位，選用選用Z535立式鉆床及專用夾具加工。工序六 精車中95止口三個面，以中39兩孔及其外端面定位，選用C620-1加工。工序七 精、細鏜孔中39及其倒角，以止口定位，選用T716A型臥式金剛鏜床及專用夾具加工。工序八 磨639mm兩耳孔外端面。工序九 鉆叉部4個M8的螺紋底孔并倒角，選用Z535立式鉆床及專用夾具加工，以止口定位。工序十 攻螺紋4-M8。工序^一去毛刺。工序十二 清洗。工序十三 終檢。2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA10B解放牌汽車傳動軸突緣叉”，零件材料為45鋼，硬度163?196HB,毛坯重量約為2.5kg,生產(chǎn)類型大批量，模鍛毛坯。據(jù)以上原始數(shù)據(jù)及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：中95mm止口平面的加工余量及公差查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-10中公式知,估算得鍛件復(fù)雜系數(shù)S2,且零件表面粗糙度Ra為6.3,查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，可得止口的加工余量為1.7?2.2，現(xiàn)取Z=2mm。則得695端面的加工余量為Z1=2+(33-31.5)=3.5mm，695止口臺肩的加工余量為Z2=2+(105-95)/2=7mm，6105端面的加工余量為Z3=2+(33-29)=5mm，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-14得其極限偏差為宜mm.查《機械加工余量手冊》表5-25，可得端面精加工余量為1.6mm695止口臺肩粗車加工余量為7-1.6=5.4mm，695端面粗車加工余量為3.5mm，6105端面粗車加工余量為5-1.6=3.4mm。加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度Ra3m)工序公差695端面粗車3.5IT1131.5500.22695止口臺肩粗車5.4IT11696.6500.22精車1.6IT86956.30.0546105端面粗車3.4IT1130.6500.22精車1.6IT7296.30.054兩內(nèi)孔中39憂0mm(耳孔)毛坯為實心，不沖出孔，孔公差為0.027-(-0.010)=0.037mm，IT=8，兩內(nèi)孔精度要求界于查《機械加工余量手冊》表5-17，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：中37mm 2Z=12mm

擴孔：中38.7mm 2Z=1.7mm精鏜：中38.9mm 2Z=0.2mm細鏜：中39壹020mm 2Z=0.1mm加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度Ra(pm)工序公差CC+0.027中39-0.010鉆孔25IT11中250.16鉆孔12IT11中37500.16擴孔1.7IT10中38.76.30.10精鏜0.2IT8中38.96.30.062細鏜0.1IT7中396.30.039中39壹020二孔外端面加工余量及公差(中20,中50端面)。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-10中公式知，估算得鍛件復(fù)雜系數(shù)S2,材質(zhì)系數(shù)取M1,按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，則二孔外端面的單邊加工余量為1.7-2.2,現(xiàn)取Z=2mm.鍛件的公差，按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-14，鍛件偏差為二4mm.查《機械加工余量手冊》表5-27,可得磨削余量:單邊Z=0.2,磨削公差0.039mm.銑削余量:銑削的公稱余量(單邊)為:Z=2.0-0.2=1.8mm銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序(粗銑)的加工精度為IT11級，因此可知本工序的加工公差為0.22mm。所以中39堂020二孔外端面加工余量及公差如下：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度Ra(pm)工序公差118mm毛坯21222.0粗銑1.8IT11118.46.30.22磨削0.2IT81186.30.0392.5確定切削用量工序一：粗銑。39mm兩端面加工條件工件材料：45鋼加工要求：粗銃①39mm兩端面，粗糙度為Ra6.3機床：X62臥式銃床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—8）。刀具：鑲齒套式銃刀，D=80mm,d=27,L=36mm，齒數(shù)為10（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—37）計算切削用量粗銃639mm的端面，最大的加工余量為2mm,1） 進給量：據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5—7,f=0.08mm/z?0.15mm/z現(xiàn)取f-0.12mm/z2） 切削速度：確定v=39.2m/min.（《指導(dǎo)教材》表5—9）采用高速鋼鑲齒銃刀，dw=80mm，齒數(shù)為10。則氣=1000v尸dw=159（r/min）現(xiàn)采用X62臥式銃床，根據(jù)機床使用說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—39），取nw=150r/min，故實際切削速度為兀dnw兀x80x150v=1000= 1000 =37.68（m/min）當nw=150r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應(yīng)為fm=fzznw=0.12X10X150=180（mm/min）查（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4一40），取fm=190mm/min,工序二：粗車995止口三個面及其倒角加工條件：工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。加工要求：粗車^95止口三個面及其倒角機床：C620-1臥式車床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—7）刀具：成形車刀（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—1）刀片材料：W18Cr4V計算切削用量1）背吃刀量:由前面已知毛坯的加工余量為7艾.2mm,所以最大加余量為8.2mm,粗加工余量為5.4mm，據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當材料為碳鋼時粗車偵$5T°mm.取。廣5.9mm，一次加工。2）進給量：據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-29，當材料為碳鋼時粗車f=0.5-0.7mm/r.取f=0.7mm/r3）切削速度：按《金屬切削速查速算手冊》表5-37，當材料為碳鋼時粗車的速度為60-75m/min,取v=72m/min.確定機床主軸轉(zhuǎn)速：n=迎！=1°°°*72=218(,/min)s3.14』 3.14X1°5粗車止口的倒角由于對倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀工序三：鉆法蘭盤四個孔①16mm由于對內(nèi)孔的表面的精度要求很低，并且根據(jù)經(jīng)濟精度要求，所以可采用一次鉆孔。加工條件：工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。加工要求：鉆孔①16mm，粗糙度為Ra=50.機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—14）。刀具：高速鋼麻花鉆刀具（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—5）。計算切削用量1）進給量：根據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-56，當碳鋼的強度為°b為0.52-0.70Gpa,d°=中16mm時，f=0.12?0.20mm/r。由于本零件在加工中16mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則f=（0.12?0.20）X0.75=0.09?0.15mm/r根據(jù)Z535機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—16），現(xiàn)取f—0.11mm/r

2）切削速度：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5—22，查得切削速度u=20mm/min。所以lOOOv1000X20ns="dw=兀X16=530r/min根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—15），取nw=530r/min,故實際切削速度為v==20mm/min工序四：鉆939mm二耳孔。加工條件：工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。加工要求：鉆孔612.機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—14）。刀具：莫氏柄麻花鉆鉆頭（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—6）。確定進給量f:根據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-31,根據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-31,當鋼的硬度氣＜800Mpa,d0二中25mm時f=0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則f=（0.4-0.6）X0.75=0.3-0.45（mm/r）根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 表4.2—16,現(xiàn)取f=0.28mm/r.切削速度：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-22，切削速度為：18-25m/min，取v=20m/min.所以1000v兀d1000v兀d0=254,/min根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—15）,取nw=250r/min,故實際切削速度為:兀d°nw1000=19.6r/min工序五：擴939mm二耳孔及倒角。一.擴中39mm二耳孔加工條件：工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。加工要求：擴孔612.機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—14）。刀具：套式擴孔鉆（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—10）。2.確定進給量f：根據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-31,當材料為碳鋼d0=?37mm時可得f=0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則f=（0.9-1.2）X0.75=0.675-0.9（mm/r）根據(jù)機床說明書《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—16,現(xiàn)取f=0.9mm/r.3.切削速度：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-24，切削速度為:v=56m/min.所以1000V1000x56n= = =482r/mins 兀d0 3.14x37根據(jù)機床說明書《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—15,取九二500r/min,故實際切削速度為：_ndn_3.14x37x500V= 1000=58.09r/min工序六：精車必5止口三個面加工條件加工要求：精車^95止口三個面工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。機床：C620-1臥式車床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—14）刀具：硬質(zhì)合金車刀（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—1）刀片材料：W18Cr4V計算切削用量1） 背吃刀量：由前面。廣°3-2mm已知：精加工余量為1.6mm，據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當材料為碳鋼時精車.取ap=0.4mm,2） 進給量：據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當材料為碳鋼時粗車f=0.1-0.3mm/r.取f=0.2mm/r3）切削速度：按《指導(dǎo)教程》表5-2,當材料為碳鋼時粗車的速度為60-75m/min,取v=120m/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速n=略=1000X120=364(r/min)s3.14d 3.14X105

工序七：精、細鏜039mm二孔及其倒角一.精鏜中39mm二孔及其倒角加工條件：工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。加工要求：精鏜中39mm二孔.機床：T716A鏜床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—25）。刀具：YT30鏜刀（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—20）。背吃刀量：精鏜孔至中38.9mm,單邊余量Z=0.1mm,一次鏜去全部余量,a=0.1mm.p進給量：由《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.4—5查知：取f=0.1mm/r切削速度：根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.4—6,確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min,則1000x1000x100n—w3.14x.9—816（尸/min）由于T716A金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)速.6.輔助時間tf的計算輔助時間t與基本時間匕之間的關(guān)系t戶（0.15?0.2）七1,取t戶0.17七1,f f..f=. ，mj_則該工序的輔助時間分別為：t=2x0.74x0.2min=0.256min所以總時間為：t=fm1+tf=0.74+0.256min=1.536min二.細鏜中39mm二孔及其倒角加工條件：工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。加工要求：細鏜中39mm二孔及其倒角.機床：T716A鏜床。刀具：YT30鏜刀。細鏜孔至中39堂020mm.由于細鏜與精鏜孔共享一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及加工時均與精鏜相同a=0.05mmpf—0.1mm/rn=816,/mmwv=100m/mint=0.74min工序八：磨O39mm二孔端面，保證尺寸118mm選擇砂輪：見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.2-1到表3.2-11選擇各表，結(jié)果為WA46KV6P350乂40乂127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(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127（DXB乂d）。切削用量的選擇：見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-32知：選擇磨床為M7130型號。砂輪轉(zhuǎn)速〃沙=150°r/min（見機床說明書），”砂=27,5m/s。軸向進給量fa=0.對=20mm（雙行程）工件速度Vw_10m/min徑向進給量fr=0.015mm/雙行程工序九：鉆螺紋底孔4-O8mm.加工條件：工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163?196HBS、模鍛。加工要求：鉆螺紋底孔4-08mm.機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-14）。刀具：直柄麻花鉆（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1-5）。計算切削用量：1） 進給量f:根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-22，當碳鋼的強度為氣為0.52-0.70Gpa,d0=06.7mm時，f=0.10?0.20mm/r。由于本零件在加工06.7mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則f=（0.10?0.20）X0.75=0.09?0.15mm/r根據(jù)Z535機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-16），現(xiàn)取f=0.11mm/r2） 切削速度v:根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5—22，查得切削速度v=12m/min。所以lOOOv1000X12ns=兀dw=兀X6.7=570r/min根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2—15），取nw=530r/min,故實際切削速度為兀dn 兀x8x530v=1000= 1000