機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計說明書萬向節(jié)十字軸機(jī)械加工工藝說明書

1、機(jī)電及自動化學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計課題： 萬向節(jié)十字軸 姓 名： 學(xué) 號： 0811113059 班 級： 08機(jī)電一班 指導(dǎo)老師： 完成時間： 2011.07.06 目 錄一 設(shè)計目的1二 零件的分析12.1零件作用12.2零件加工的基準(zhǔn)選擇分析22.2.1以毛坯四個軸頸為粗基準(zhǔn)的加工表面22.2.2以軸向中心孔為精基準(zhǔn)的加工表面22.2.3以軸頸為精加工基準(zhǔn)的加工表面2三 工藝規(guī)程設(shè)計23.1確定毛坯的制造形式23.2基面的選擇33.2.1粗基準(zhǔn)的選擇33.2.2精基準(zhǔn)的選擇33.3制定工藝路線。43.4機(jī)械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定53.4.1四軸外圓加工余量53.

2、4.2四軸端面加工余量53.5確定切削用量及基本工時53.5.1工序一 檢驗毛坯53.5.2工序二 正火處理63.5.3工序三 檢驗是否有損傷63.5.4工序四 粗車四軸端面73.5.5工序五 粗加工四軸外圓83.5.6工序六 半精車四軸端面103.5.7工序七 半精車四軸的外圓113.5.8工序八 精車四軸外圓133.5.9工序九 鉆端面通孔143.5.10工序十 鉆油杯螺紋孔153.5.11工序十一 攻油杯螺紋孔螺紋163.5.12工序十二 銑四軸端面槽173.5.13工序十三 滲碳淬火183.5.15工序十五 精磨四軸外圓193.5.16最終檢驗20四 設(shè)計小結(jié)21五 參考文獻(xiàn)22一 設(shè)

3、計目的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)習(xí)機(jī)械制造工藝學(xué)理論課程以后，并經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得一定的感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)。在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運(yùn)用以前所學(xué)知識的能力，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后做好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達(dá)到以下目的：1) 能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。2) 課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。3) 此次課程設(shè)計增強(qiáng)了我們對待一個問題中存在多個不確定

4、量而有所取，去正確處理的能力。二 零件的分析2.1零件作用十字軸是萬向節(jié)典型結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零件，起傳遞動力的作用，承受較大載荷，故毛坯采用強(qiáng)度和韌性都較好的20gr并采用熱模鍛造的方法獲得毛坯。2.2零件加工的基準(zhǔn)選擇分析2.2.1以毛坯四個軸頸為粗基準(zhǔn)的加工表面以四個軸頸為基準(zhǔn)的加工軸向中心孔和車軸端面的安排，這是因為四個軸頸是重要加工表面，這樣做可保證它們的加工余量均勻，并防止加工余量不夠而導(dǎo)致廢品產(chǎn)生，同時這也符合便于裝卡的原則。2.2.2以軸向中心孔為精基準(zhǔn)的加工表面軸頸是最重要的加工表面，由于十字軸的剛性較差，毛坯的圓柱度誤差很容易反映到工件上來，要求四軸的垂直度要求不大于0.015。由

5、于要求較高，故軸頸安排了粗車，半精車，精車，精磨，這樣毛坯誤差復(fù)映到工件的誤差就明顯減小，從而保證了零件的加工精度。此外，為了減小磨削力引起的變形，選用切削性能較好的白剛玉粒度號為46的較軟砂輪。2.2.3以軸頸為精加工基準(zhǔn)的加工表面磨四周端面，由于四個軸端面的對稱度要求比較高，故最終安排一道軸頸為精基準(zhǔn)的磨削加工。三 工藝規(guī)程設(shè)計3.1確定毛坯的制造形式零件材料為20gr，考慮到零件在工作過程中承受經(jīng)常性的交變載荷，因此選用鍛件，從而使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件可靠工作。此外考慮到生產(chǎn)性質(zhì)為大批大量，所以采用效率和精度等級都比較高的模鍛成型加工工藝。3.2基面的選擇基面選擇在工藝規(guī)程設(shè)計

6、中占有很重要的位置，關(guān)系到能否保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率?；孢x擇合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高; 否則，最直接的后果是無法保證加工質(zhì)量，造成零件大批報廢，浪費(fèi)原材料和勞動力以及能源，降低生產(chǎn)效率。3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇考慮到端面對兩對軸線的位置度要求，而且四個軸頸外圓是重要加工表面，這樣做可保證重要加工表面的加工余量均勻，并防止加工余量不夠而導(dǎo)致廢品產(chǎn)生，同時選擇外圓面作為粗基準(zhǔn)定位比較穩(wěn)定，符合便于裝卡的原則，所以選擇毛坯外圓為粗基準(zhǔn)粗車軸端面比較合理。3.2.2精基準(zhǔn)的選擇以粗加工后的四個軸頸作為加工中心孔的精基準(zhǔn)以中心孔作為加工四個軸頸的外圓的精基準(zhǔn)以四個軸頸的外圓作為加工四

7、軸端面的精基準(zhǔn)。3.3制定工藝路線。工序路線方案工序1 檢驗毛坯工序2 正火處理工序3檢驗是否有損傷工序4 粗車四軸端面工序5粗車四軸外圓工序6 半精車四軸端面工序7半精車四軸外圓工序8精車四軸外圓工序9鉆端面通孔工序10鉆油杯螺紋孔工序11攻油杯螺紋孔螺紋工序12精銑端面槽工序13滲碳調(diào)質(zhì)處理工序14精磨四軸端面工序15精磨四軸外圓工序16最終檢查3.4機(jī)械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定3.4.1四軸外圓加工余量直徑考慮其加工長度為24mm，零件直徑為16.3mm，與其聯(lián)系的非加工表面的尺寸為22.5mm。由于是大批生產(chǎn)并且采用模鍛件作為毛坯，為了降低毛坯加工難度，簡化工藝路線，且零件圖

8、上的尺寸要求為，所以直接取外圓的毛坯的尺寸為22.5mm。3.4.2四軸端面加工余量四周端面的相對面間的零件尺寸為mm，粗糙度為0.08，四端面對軸線應(yīng)垂直，不垂直度不大于0.015，因此選擇加工余量z=3mm可以滿足加工要求,零件復(fù)雜度為s2，材質(zhì)系數(shù)為m1，因此毛坯尺寸的公差和上下偏差為 mm，因此加工余量為，毛坯尺寸為。終上所述毛坯的長短和寬度尺寸在范圍內(nèi)是合理的，而軸頸的尺寸為是合理的。3.5確定切削用量及基本工時3.5.1工序一 檢驗毛坯1) 工序要求主要是檢驗毛坯是否的尺寸時候符合要求，另外零件的表面加工質(zhì)量也是主要的檢驗對象，不能有大的凸凹或者裂紋。2) 毛坯圖3.5.2工序二

9、正火處理由于毛坯的材料為20cr，直接加工的難度較大。所以在加工前采用正火對毛坯進(jìn)行處理，降低毛坯的硬度，以提高加工質(zhì)量和加工效率。3.5.3工序三 檢驗是否有損傷毛坯經(jīng)過正火處理的過程中由于受熱不均的影響可能使得毛坯變形。原先毛坯內(nèi)部的應(yīng)力也有可能在受熱的情況下使得工件產(chǎn)生裂紋，此步驟中的檢驗主要是檢驗經(jīng)過正火后的零件是否滿足所計算出的毛坯的尺寸要求。3.5.4工序四 粗車四軸端面1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：粗車四軸端面由86mm加工到82.4mm.機(jī)床選擇：臥式車床c6201-1刀具選擇：yt5外圓車刀1) 計算切削用量根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑靠近20mm，刀具材

10、料為硬質(zhì)合金，背吃刀量0.6mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，并根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。轉(zhuǎn)換成機(jī)床的轉(zhuǎn)速為，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為。相應(yīng)的實際切削速度為。2) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工一個的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，本次工序的總機(jī)動時間。3) 結(jié)果圖3.5.5工序五 粗加工四軸外圓a. 鉆中心孔1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工表面的粗糙度要求為機(jī)床選擇：臥式車床c6201-1刀具選擇：選擇a型不帶護(hù)錐的中心鉆（gb607885）2) 計算切削用量中心孔

11、的表面粗糙度要求為，所以進(jìn)給速度選擇為。主軸轉(zhuǎn)速選擇為3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工一個的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，總機(jī)動時間。b. 粗車四軸外圓1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：粗車四軸外圓由（由工藝手冊查得尺寸公差及上下偏差為公差平均分配(1+0.5)/3=0.5）到。機(jī)床選擇：臥式車床c6201-1刀具選擇：yt5外圓車刀2) 計算切削用量根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為工件直徑靠近20mm，刀具材料為硬質(zhì)合金，背吃刀量0.6mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上

12、得出的切削標(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工一個的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，總機(jī)動時間。本次工序的總機(jī)動時間為(28+22.24=50.24)s。4) 結(jié)果圖3.5.6工序六 半精車四軸端面1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：粗車四軸端面由82.4mm加工到80.4mm.機(jī)床選擇：臥式車床c6201-1刀具選擇：yt5外圓車刀2) 計算切削用量根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑靠近20mm，刀具材料為硬質(zhì)合金，背吃刀量0.3mm，有工藝手冊查表得。通過

13、查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。相應(yīng)的切削速度為。3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總時間。4) 結(jié)果圖3.5.7工序七 半精車四軸的外圓1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：粗車四軸外圓由（由工藝手冊查得尺寸公差及上下偏差為公差平均分配(1+0.5)/3=0.5）到。機(jī)床選擇：臥式車床c6201-1刀具選擇：yt5外圓車刀2) 計算切削用量根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑

14、靠近20mm，刀具材料為硬質(zhì)合金，背吃刀量0.3mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。相應(yīng)的切削速度為。3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總時間。4) 結(jié)果圖3.5.8工序八 精車四軸外圓1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：粗車四軸外圓由（由工藝手冊查得尺寸公差及上下偏差為公差平均分配(1+0.5)/3=0.5）到。機(jī)床選擇：臥式車床c6201-1刀具選

15、擇：yt5外圓車刀2) 計算切削用量根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑靠近17mm，刀具材料為硬質(zhì)合金，背吃刀量0.2mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。機(jī)床轉(zhuǎn)速，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。相應(yīng)的切削速度為。3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總時間。4) 結(jié)果圖3.5.9工序九 鉆端面通孔1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：孔的表面粗糙度為，且兩通孔的軸線垂直度要求不大于0.0

16、015。鉆5mm 的孔，深度為80.4mm；機(jī)床選擇：立式鉆床z518。刀具選擇：5mm（108）和9.2mm(180)的直柄麻花鉆。2) 確定切削用量由材料=1018mpa0.748gpa，查表取。依據(jù)鉆直徑以及進(jìn)給量查表確定，計算轉(zhuǎn)速，車床為無極轉(zhuǎn)速因此轉(zhuǎn)速不需修正。3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有兩個相同的裝夾，因此本次工序的總機(jī)動時間。由于加工階梯孔的時間很少，所以這里不予計算，可放在輔助時間內(nèi)加以補(bǔ)充。4) 完成圖3.5.10工序十 鉆油杯螺紋孔1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求

17、：鉆5mm 的孔，深度為21mm機(jī)床選擇：立式鉆床z518刀具選擇：5mm的直柄麻花鉆2) 確定切削用量與鉆端面中心通孔的要求基本相同，所以取相同值。3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工的機(jī)動時間。4) 完成圖3.5.11工序十一 攻油杯螺紋孔螺紋1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：攻螺紋m6-7h；機(jī)床選擇：立式鉆床z518。刀具選擇： m6細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐（gb346383）2) 確定切削用量查表取，切削速度計算公式：查表確定各系數(shù)：，3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工的機(jī)動時

18、間。4) 完成圖3.5.12工序十二 銑四軸端面槽1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇加工要求：要求加工寬為2mm，深度為1.5mm，內(nèi)表面的粗糙度要求。機(jī)床選擇：臥式銑床刀具選擇：直徑為2mm的削平型直柄立銑刀2) 計算切削用量根據(jù)刀具材料以及加工類型，依據(jù)機(jī)械工藝簡明手冊查表=0.12mm，。，由機(jī)床說明書取。刀具每分鐘進(jìn)給量為=110.4mm/min.3) 計算基本時間工件加工行程，切削速度，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總機(jī)動時間。4) 完成圖3.5.13工序十三 滲碳淬火滲碳深度嚴(yán)格控制為1.21.5，淬火硬度為hrc5864心部硬度hrc2843，噴丸處理。3.5.14工序十四 精磨四軸端面1) 加工要求、機(jī)床和磨輪的選擇加工要求：磨削端面加工至機(jī)床選擇：平面磨床mm7112。磨輪選擇：確定砂輪材料為白剛玉，粒度為46，粘結(jié)劑為陶瓷的平型砂輪，砂輪直徑d=250mm,厚度h=6mm。2) 確定切削用量由加工要求確定。3) 完成圖3.5.15工序十五 精磨四軸外圓1) 加工要求、機(jī)床和磨輪的選擇加工要求：磨削外圓加工至機(jī)床選擇：外圓磨床。磨輪選擇：確定砂輪材料為白剛玉，粒度為46，粘結(jié)劑為陶瓷的平型砂輪，