“十字軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及典型夾具設(shè)計(jì)

--機(jī)械造工學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目字軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及典型夾具設(shè)計(jì)（年度生產(chǎn)綱領(lǐng)8000）學(xué)專

機(jī)械學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)造及其自動(dòng)班xxxxxxxxxx設(shè)xxxxx學(xué)xxxxxxxxxxx指導(dǎo)教師xxxxxxxxx

年

月

日--

--機(jī)械制造工學(xué)課程設(shè)任務(wù)書題目：“十字軸”件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝配設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大生產(chǎn)內(nèi)容：1.零件圖2.毛坯圖3.機(jī)械加工工藝過程合卡片4.工藝裝備設(shè)計(jì)

11張1張1套5.工藝裝備主要零件1張6.課程設(shè)計(jì)說明書

1份--

--目錄摘要·3一零件的分析1.1零件的作用···1.2零件的工藝分析······二工藝規(guī)程設(shè)計(jì)52.1確定毛坯的制造形式······52.2基面的選擇·······2.3制定工藝路線·52.4機(jī)械加工余量·2.5確定切削用量及基本工時(shí)····8三專用夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主旨··10夾具設(shè)計(jì)······10夾具設(shè)計(jì)及操作的主要說明····參考文獻(xiàn)···11--

--摘

要這設(shè)計(jì)字工工及卡它的工出圖。而，通這次計(jì)，了認(rèn)術(shù)析題的的下良礎(chǔ)，續(xù)的打好--

--一、零件的分析1.1十字軸是萬向聯(lián)軸器的重要而基本零件，通過滾動(dòng)軸承與兩個(gè)叉形頭連接起到換向和傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)的作用。按虎克鉸鏈原理工作，傳遞轉(zhuǎn)矩可達(dá)10000?。十字軸的四個(gè)軸頸安裝滾動(dòng)軸承，中間孔為油路通道，便于潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承。十字軸的主要失效形式是軸頸根部處的斷裂，所以在設(shè)計(jì)十字軸萬向節(jié)時(shí)，應(yīng)保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強(qiáng)度。1.21從圖紙分析十字軸的主要技術(shù)要求為：保證φ25軸頸的尺寸精度、同軸度以及表面粗糙度，在四個(gè)軸頸上淬火硬度H58~63，滲碳層深0.81.3加工表面及其要求為：

軸頸：

軸頸尺25

0.04

eq\o\ac(○,E)，兩端倒角C2，表面粗糙Ra0.63。兩垂直軸頸位置度誤差φ0.02eq\o\ac(○,M)。軸端面：保證尺寸，表面粗糙度為1.25。

6孔：孔

6表面粗糙度Ra20--

：孔表面粗糙度Ra20M8-7H：為螺距為的單線粗齒普通螺紋二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.12.1.1確定零件材料零件材料為低合金鋼材料20CrMnTi，成份均勻穩(wěn)定、淬透帶窄、晶粒細(xì)小、純凈度高、表面質(zhì)量良好、熱頂鍛性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高，經(jīng)滲碳淬火后具有硬而耐磨的表面與堅(jiān)韌的心部，具有較高的低溫沖擊韌性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面承受高速、中等或重載荷、沖擊及摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。2.1.2確定毛坯的制造方法十字軸在工作過程中經(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，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對(duì)于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。2.22.2.1粗基準(zhǔn)的選擇由于附圖1所示的十字軸零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以φ軸頸以及端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此必須首先將φ25軸頸及其端面加工好，為后續(xù)工作準(zhǔn)備基準(zhǔn)。按照粗基準(zhǔn)的選用原則互為基準(zhǔn)結(jié)合本零件的具體情況選用三個(gè)軸頸為粗基準(zhǔn)加工端面。利用V形塊支25軸頸作為定位面以消除、、四個(gè)自由度，再用一對(duì)彎板壓緊毛坯用以消除、兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。2.2.2精基準(zhǔn)的選擇軸頸：雙頂尖孔孔、M8-7H螺紋孔都選軸頸外圓及其端面作為精基準(zhǔn)。2.32.3.1工藝路線方案一工序1：模鍛及熱處理工序2：粗銑四軸頸端面并打中心孔工序3：粗四軸頸并倒角工序4：半精四軸頸并倒角工序5：精銑端面--

--工序:6：粗四軸頸工序7：鉆孔、鉆

6通孔、及

孔工序8：鉆側(cè)面M8—7H底孔、攻M8—7H螺紋工序9：中間檢查工序10：熱處理—滲碳、淬火、回火工序11：精四軸頸工序12：終檢工序13：涂油、封裝2.3.2工藝路線方案二工序1：模鍛工序2：熱處理工序3：粗銑端面工序4：打中心孔工序5：粗四軸頸并倒角工序6：半精四軸頸并倒角工序7：精銑端面工序8：粗四軸頸工序9：孔工序10：

孔工序11：孔工序12：鉆側(cè)面M8—7H底孔工序13：攻M8—7H螺紋工序工序14：中間檢查工序15：熱處理—滲碳、淬火、回火工序16：精四軸頸工序17：終檢工序18：涂油、封裝2.3.3工藝方案的比較與分析方案一屬于工序集中原則，每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，因而總的工序數(shù)目減少，夾具的數(shù)目和工件的安裝次數(shù)就減少。有利于保證各個(gè)加工面的相互位置精度要求，有利于采用高效率機(jī)床，節(jié)省裝夾工件的時(shí)間，減少工件的搬動(dòng)次數(shù)。方案二屬于工序分散原則，將工藝路線中的工步內(nèi)容分散在更多的工序中完成?？墒姑總€(gè)工序使用的設(shè)備和夾具比較簡(jiǎn)單，調(diào)整、對(duì)刀也容易，對(duì)操作個(gè)人的技術(shù)水平要求較低。十字軸屬于大批量生產(chǎn)，加工精度要求比較高，綜合考慮，采用方案一?？紤]經(jīng)濟(jì)精度，方案1面達(dá)不到粗糙度要求，必須對(duì)端面磨削。所以方案一工序調(diào)整為：工序1：模鍛及熱處理工序2：粗銑四軸頸端面并打中心孔

選用模鍛設(shè)備及熱處理設(shè)備選用X6025銑床及專用夾具--

--工序3：粗四軸頸并倒角工序4：半精四軸頸并倒角工序5：精銑端面工序6：鉆孔、鉆孔、及60孔工序7：打中心孔工序8：鉆側(cè)面M8—7H底孔工序9：攻M8—7H螺紋工序:10：粗四軸頸工序11：熱處理—滲碳、淬火、回火工序12：精四軸頸工序13：半精磨端面工序14：終檢工序15：涂油、封裝

選用CA6140車床及專用夾具選用CA6140車床及專用夾具選用X6025銑床及專用夾具選用CL6140轉(zhuǎn)塔車床及三爪卡盤選用Z525鉆床及專用夾具選用Z525鉆床及專用夾具選用Z525鉆床及專用夾具選用M1412磨床及專用夾具選用滲碳爐、高頻淬火機(jī)等熱處理設(shè)備選用M10100無心專用夾具選用M1412磨床及專用夾具以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程卡片”2.42.4.1外圓表面查參考資料[1]表2-15、2-16、2-13定各工序的加工余量及經(jīng)濟(jì)精度，按入體原則計(jì)算各尺寸的公差。最后確定外圓表面的加工余量如下表（表）所示：工序名余工序

工序基本尺寸標(biāo)注工序尺稱量/經(jīng)濟(jì)精度表糙/度

寸公差/精磨0.1

6(

)

Ra

25

0.04粗磨

0.3

8(

)

Ra

25+0.1=25.1

25.1

0.02半精車粗車

1.11.5

h11(h13(

0.16

))

Ra5Ra16

25.1+0.3=25.425.4+1.1=26.5

26.5

0.02毛坯

26.5+1.5=28

282.4.2十字軸端面查參考資料[3]9-19確定各工序的加工余量及經(jīng)濟(jì)精度體原則計(jì)算各尺寸的公差。最后確定端面的加工余量如下表（表2-2）所示：工序名余工序

工序基本尺寸

標(biāo)注工序尺--

--稱

量/

經(jīng)濟(jì)精度

表面粗糙/

寸公差/度半精磨

0.6

8(

)

Ra1.25108

0.074精銑

1

)

Ra

108+0.6=108.6

108.6

0.020.109粗銑

1.4

h

0.35

)

Ra10

108.6+1=109.6

0.37毛坯

109.6+1.4=1111112.4.3確定毛坯尺寸根據(jù)十字軸端面和外圓面的加工余量確定毛坯尺寸圖如下圖（圖—1）所示：2.52.5.1工序3：粗四軸頸并倒角2.5.1.1加工條件工件材料：20CrMnTi,

0.6GPa,模鍛。b加工要求：粗外圓，表面粗糙度機(jī)床：CA6140臥式車床刀具片材料YT15桿尺寸為

r

o

o

2.5.1.2計(jì)算切削用量1）確定背吃刀量粗加工余量為1.5，一次性加工，被吃刀量0.75mm--

c--c2）確定進(jìn)給量f：根據(jù)參考資[3]11-28當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm，0.75，以及工件直徑mm時(shí)f0.5~0.7/r按CA6140車床說明書取0.51mm/r3）計(jì)算切削速度：按[2]P83，切削速度的計(jì)算公式為（壽命T60

m

ax

f

式中C2420.150.35mkvvv

Mv

0.8sv

，kk0.81所以krv242v0.80.97132.75/min600.20.150.510.354)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：s

vw

c

132.75

1691/說明加工此工件對(duì)主軸轉(zhuǎn)速?zèng)]要求，通常取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為960rmin，所以實(shí)際切削速v84.4m/min2.5.2工序8：鉆側(cè)面M8底孔2.5.2.1加工條件加工要求：鉆側(cè)面M8—7H底孔，表面粗糙度機(jī)床：Z525鉆床刀具：攻螺紋前用莫氏錐柄階梯麻花鉆mml18mm、l、L2.5.2.2確定切削用量根據(jù)參考資料[3]表11-266，選切削速度v/min，進(jìn)給量fr鉆頭螺旋角鉆尖角為s

vw

c

21

r/選機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速976rmin，所以實(shí)際切削速v20m/minc2.5.2.3計(jì)算切削工時(shí)機(jī)動(dòng)工時(shí)為t

lnfw

其中，進(jìn)給路程lmm停頓時(shí)間2，快速1移動(dòng)時(shí)ts--

ZCZC則機(jī)動(dòng)時(shí)間t

409760.260

--20輔助時(shí)間t

'

30最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入“機(jī)械加工工藝過程卡片”和“機(jī)械加工工序卡片”中。三、專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段設(shè)計(jì)主旨本夾具主要用來鉆側(cè)面—7H底孔，后面還需要攻螺紋。此孔主要用來連接油路管道，精度要求不是太高，沒要。因此，在本工時(shí)主降公差度不是主要問題。3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可面M8—7H底孔技要定，應(yīng)十字軸的兩個(gè)軸為位置因，選用標(biāo)準(zhǔn)V來定位。再用定位銷來輔助支撐。為了裝夾零件方便決采夾緊件快裝置。3.2.2切削力及夾緊力計(jì)切削刀具：高速鋼莫氏錐柄階梯麻花鉆，d6.8由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可,時(shí)削力的切方,即于工作,切削表削力算式為：FfF0

f

y

k

其中：

F

410，y0.75，6.8f0.22，，F(xiàn)FFhFk

MF

與加工材料有關(guān),取0.94；

k

與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；

hF

與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：F

0.22

1642.56在切削力時(shí)，必須慮安全系數(shù)，安全系數(shù)一般為1.5~2.5--

--夾緊力FKF21642.5603.2.3定位誤差分析3.2.3.1元件尺寸及差的確定夾具的主要定位元件為個(gè)V，兩個(gè)V尺與公差規(guī)與本零件在工作與其相匹配軸的尺寸與公差相同。此外，這兩個(gè)V共同保證加孔中心的位置。3.2.3.2鉆套中心線工作臺(tái)的垂直度誤差鉆套外徑與襯套孔的最間隙為：

max

則中心與工作臺(tái)平的垂直度誤差為