--機械造工學課程設計說明書設計題目字軸零件的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具設計（年度生產綱領8000）學專

機械學院機械設計造及其自動班xxxxxxxxxx設xxxxx學xxxxxxxxxxx指導教師xxxxxxxxx

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--機械制造工學課程設任務書題目：“十字軸”件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝配設計生產綱領為中批或大生產內容：1.零件圖2.毛坯圖3.機械加工工藝過程合卡片4.工藝裝備設計

11張1張1套5.工藝裝備主要零件1張6.課程設計說明書

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)程設計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機械加工余量·2.5確定切削用量及基本工時····8三專用夾具設計設計主旨··10夾具設計······10夾具設計及操作的主要說明····參考文獻···11--

--摘

要這設計字工工及卡它的工出圖。而，通這次計，了認術析題的的下良礎，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，通過滾動軸承與兩個叉形頭連接起到換向和傳遞扭矩和運動的作用。按虎克鉸鏈原理工作，傳遞轉矩可達10000?。十字軸的四個軸頸安裝滾動軸承，中間孔為油路通道，便于潤滑滾動軸承。十字軸的主要失效形式是軸頸根部處的斷裂，所以在設計十字軸萬向節(jié)時，應保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強度。1.21從圖紙分析十字軸的主要技術要求為：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)程設計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、晶粒細小、純凈度高、表面質量良好、熱頂鍛性能優(yōu)良等優(yōu)點。是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高，經滲碳淬火后具有硬而耐磨的表面與堅韌的心部，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常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產量為，已達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對于提高生產率、保證加工質量也是有利的。2.22.2.1粗基準的選擇由于附圖1所示的十字軸零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以φ軸頸以及端面為設計基準，因此必須首先將φ25軸頸及其端面加工好，為后續(xù)工作準備基準。按照粗基準的選用原則互為基準結合本零件的具體情況選用三個軸頸為粗基準加工端面。利用V形塊支25軸頸作為定位面以消除、、四個自由度，再用一對彎板壓緊毛坯用以消除、兩個自由度，達到完全定位。2.2.2精基準的選擇軸頸：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。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，每個工序中包括盡可能多的工步內容，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。有利于保證各個加工面的相互位置精度要求，有利于采用高效率機床，節(jié)省裝夾工件的時間，減少工件的搬動次數(shù)。方案二屬于工序分散原則，將工藝路線中的工步內容分散在更多的工序中完成?？墒姑總€工序使用的設備和夾具比較簡單，調整、對刀也容易，對操作個人的技術水平要求較低。十字軸屬于大批量生產，加工精度要求比較高，綜合考慮，采用方案一。考慮經濟精度，方案1面達不到粗糙度要求，必須對端面磨削。所以方案一工序調整為：工序1：模鍛及熱處理工序2：粗銑四軸頸端面并打中心孔

選用模鍛設備及熱處理設備選用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、高頻淬火機等熱處理設備選用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濟精度，按入體原則計算各尺寸的公差。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

工序基本尺寸標注工序尺稱量/經濟精度表糙/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濟精度體原則計算各尺寸的公差。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

標注工序尺--

--稱

量/

經濟精度

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，表面粗糙度機床：CA6140臥式車床刀具片材料YT15桿尺寸為

r

o

o

2.5.1.2計算切削用量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）確定進給量f：根據參考資[3]11-28當?shù)稐U尺寸為16mm，0.75，以及工件直徑mm時f0.5~0.7/r按CA6140車床說明書取0.51mm/r3）計算切削速度：按[2]P83，切削速度的計算公式為（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)確定機床主軸轉速：s

vw

c

132.75

1691/說明加工此工件對主軸轉速沒要求，通常取機床主軸轉速為960rmin，所以實際切削速v84.4m/min2.5.2工序8：鉆側面M8底孔2.5.2.1加工條件加工要求：鉆側面M8—7H底孔，表面粗糙度機床：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確定切削用量根據參考資料[3]表11-266，選切削速度v/min，進給量fr鉆頭螺旋角鉆尖角為s

vw

c

21

r/選機床主軸轉速976rmin，所以實際切削速v20m/minc2.5.2.3計算切削工時機動工時為t

lnfw

其中，進給路程lmm停頓時間2，快速1移動時ts--

ZCZC則機動時間t

409760.260

--20輔助時間t

'

30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(shù)據，一并填入“機械加工工藝過程卡片”和“機械加工工序卡片”中。三、專用夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段設計主旨本夾具主要用來鉆側面—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，在本工時主降公差度不是主要問題。3.2.1定位基準的選擇由零件圖可面M8—7H底孔技要定，應十字軸的兩個軸為位置因，選用標準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切削力及夾緊力計切削刀具：高速鋼莫氏錐柄階梯麻花鉆，d6.8由實際加工的經驗可,時削力的切方,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,取0.94；

k

與刀具刃磨形狀有關,取1.33；

hF

與刀具磨鈍標準有關,取1.0，則：F

0.22

1642.56在切削力時，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V，兩個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V共同保證加孔中心的位置。3.2.3.2鉆套中心線工作臺的垂直度誤差鉆套外徑與襯套孔的最間隙為：

max

則中心與工作臺平的垂直度誤差為