十字軸課程設(shè)計說明書

1、1 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 ：十字軸的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計2 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書題目：十字軸的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機械加工過程卡 1張機械加工工序卡 9張 4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張 5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1張 6、課程設(shè)計說明書 1份3 前言 . 4一、零件的分析 . 4（一）、零件作用 . 4（二）、零件的工藝分析 . 4二、工藝規(guī)程設(shè)計 . 5（一 )、確定毛坯的制造形式. 5（二 )、基面的選擇. 51。粗基準(zhǔn)的選擇 . 52。精基準(zhǔn)的選擇 . 5（三）、制定工藝路線 . 5（四）機械加工余量，工

2、藝尺寸及毛坯尺寸的確定 . 6（五）、確定切削用量及基本工時 . 7三、夾具設(shè)計 . 123。1 問題的提出 . 123。2 夾具設(shè)計 . 123。3 繪制夾具裝配圖. 133。4繪制夾具體零件圖 . 143.5 、操作的簡要說明 . 15四、總結(jié) . 15五、參考文獻 . 164 前言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 , 是在學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 原理課程 , 經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進行的一項教學(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)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達到以下目的：1、能熟練的運用機械制造技術(shù)基

3、礎(chǔ)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、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計, 學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。3、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，增強學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。一、零件的分析（一） 、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，故毛坯采用強度和韌性都較好的20grmnti. (二)、零件的工藝分析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銑軸端面的

4、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。為了避免多次裝卡， 引起誤差以及造成工時的損耗，故采用一次裝卡同時加工 ?8 和 ?6，為了減小鉆孔走刀長度，先加工?8 的孔鉆中心孔注意盡量保證處于同一軸線的中心孔有較好的同軸度,這樣便于四軸頸加工，而且夾緊力不宜過大,防止產(chǎn)生變形。以軸向中心孔為精基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：軸頸，徑向中心孔( 鉆孔，攻絲，） ，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， 造成工件的圓柱度誤差， 四軸的圓柱度誤差允許值為0。

5、 007,要求較高，故軸頸安排了粗車，半精車，磨削，這樣毛坯誤差復(fù)映到工件的誤差5 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。以軸頸為精加工基準(zhǔn)的加工表面磨四周端面，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。二、工藝規(guī)程設(shè)計(一） 、確定毛坯的制造形式零件材料為20grmnti，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。（二） 、基面的選擇基面選擇在工藝

6、規(guī)程設(shè)計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 .基面選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， 浪費原材料和勞動力以及能源，降低生產(chǎn)效率 .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)銑軸端面比較合理。2。精基準(zhǔn)的選擇以中心孔作為加工外圓的精基準(zhǔn),以外圓作為加工四軸端面的精基準(zhǔn)。（三） 、制定工藝路線1、工序路線方案一工序

7、2 半精車四軸端面工序 3 鉆四軸徑向中心孔 , 攻螺紋，锪錐面工序 4 鉆端面中心孔 , 锪錐面工序 5 粗車四軸外圓工序 6 半精車四軸外圓6 工序 7 精車四軸外圓工序 8 滲碳淬火處理工序 9 磨四軸外圓工序 10 最終檢查工序 1 粗車四軸端面2、工序路線方案二工序 1 銑四軸端面工序 2 鉆四軸通孔，工序 3 粗車四軸外圓工序 4 半精車四軸外圓工序 5 鉆端面中心孔 , 攻螺紋，工序 6 去毛刺工序 7 滲碳淬火工序 8 粗磨四軸端面工序 9 粗磨四軸外圓工序 10 半精磨四軸外圓工序 11 最終檢查工序 12 清洗3、最終方案方案一車削兩次浪費工時, 增加了工人的勞動量，不利于

8、提高效率，縮減成本；此外端面的中心孔以及螺紋孔為非工作表面，因此安排在粗加工之后, 熱處理之前加工進行，這樣可以提高重要加工表面的加工精度, 減小不重要表面對它們的影響 ; 方案一還有一個不足就是, 四軸外圓也屬于重要加工表面，熱處理以后，它的尺寸和形狀都要發(fā)生改變從而影響精度，方案二中去掉了方案一中的精加工四軸外圓， 而是在熱處理之后加了一道磨削外圓的工序，這樣就可以很好地保證四軸外圓的加工精度，減小廢品率，提高生產(chǎn)效率，根據(jù)上述原因，選擇方案二作為最終十字軸加工工藝路線。方案二通過對外圓以四軸中心孔為基準(zhǔn)的粗車和半精車，以及磨削使外圓達到(四）機械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定1、四軸

9、外圓加工余量直徑考慮其加工長度為30mm，零件直徑為 25mm，與其聯(lián)系的非加工表面的尺寸為 28mm，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，現(xiàn)直接取外圓的毛皮尺寸為28mm，外圓的表面粗糙度及圓柱度要求很高， 2 z=3mm 的加工余量可以滿足要求， 但為了增加零件加工的可靠性， 現(xiàn)取模鍛件四軸外圓部分為精密級,鍛件質(zhì)量約為 1。5kg,復(fù)雜系數(shù)7 s=0.57fnmm, 屬于 s2 級,一般復(fù)雜等級，材質(zhì)系數(shù)為m1，查表（ 機械制造工藝簡明手冊）得尺寸公差和偏差為0.70.31mm ，因此毛坯的尺寸為0.70.328mm，實際加工余量為 2z=0.70.

10、33。2、四軸端面四周端面的相對面間的零件尺寸為0.0200.074108mm，粗糙度為 1.25,相對于中心軸的對稱度為0.05，因此選加工余量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1.40.62mm，因此加工余量為1.40.63，毛坯尺寸為1.40.6114. 3.兩側(cè)面加工余量為 0mm,毛坯尺寸為1.10.528mm. 鉆孔余量攻螺紋余量锪錐面余量四軸中心孔非重要表面，既無尺寸偏差, 又無位置度要求，加工余量8mm 孔為 4 mm, 6mm 孔為 3mm（五） 、確定切削用量及基本工時工序 1 銑四軸端面1、工件材料： 20c

11、rmnti，=1018mpa ，模鍛。加工要求 :銑四軸端面兩向?qū)γ娉叽缬?.60.4114mm 至兩端面尺寸為（公差平均分配 (2+0.054） /2*2=1.027/2）1.0270108.6mm,各端面距中心平面距離為0.5054054.3mm 按入體原則標(biāo)注機床：臥式銑床5020xas刀具：yt15圓柱銑刀， 齒數(shù) z=6，依據(jù)手冊，由切削深度 , 以及加工類型 （不經(jīng)粗銑的半精銑） , 選用粗齒。2、計算切削用量8 根據(jù)刀具材料以及加工類型， 依據(jù)機械工藝簡明手冊查表zf=0。12mm，144/ mincvr. 采用硬質(zhì)合金圓柱銑刀 ,wd=50mm，z=6，則1000917.2mi

12、ncsvrnd,由機床說明書sn取920minr，于是144mincrv。刀具每分鐘進給量為zwff zn=662.4mm/min. 3、計算基本時間本工序為相同的四個工步11244486.40.12920wltsfn工序 2 鉆四軸軸向中心孔為了盡量保證 6mm 和8mm 同軸，采用一次裝卡， 連續(xù)加工的方法 , 這也有利于節(jié)約工時，提高生產(chǎn)效率, 減小工人勞動強度。先加工8mm的孔，后加工6mm 的孔，這樣可以減小加工 6mm 孔的走刀距離和加工時受的阻力, 從而減小加工誤差。由于這些孔的加工精度較低，因此只進行粗加工就可以滿足要求，以下就對切削用量作具體的闡述。1、加工條件及加工要求工件

13、材料 :20crmnti, =1018mpa ，模鍛。加工要求：機床：臥式鉆床刀具：中心鉆 8mm, 179,37ll； 6mm，168,28ll。2、計算切削用量根 據(jù) 刀 具 材 料 以 及 加 工 類 型 , 依 據(jù) =1018mpa0 。 748gpa, 8,6dmm dmm，由機械工藝簡明手冊查表得加工8mm 孔的進給量以及切削速度分別為0.18f,20.6 / mincvr，計算得820 / minnr，查表的機床恰有此轉(zhuǎn)速。加工 6mm 孔的進給量以及切削速度分別為0.15,20.2 / mincfvr,轉(zhuǎn)速計算結(jié)果與 8mm 為了簡化加工過程采用與加工8mm 孔一樣的轉(zhuǎn)速。3、

14、計算基本時間加 工 各 軸 兩 孔 的 走 刀 長 度 、 進 給 量 、 轉(zhuǎn) 速 分 別 為9 1212121211225,29,0.18,0.15,820min4()97.2wwwwrlmm lmm fmm fmm nnlltsnfnf工序 3 粗車四軸外圓1、加工條件及加工要求加工要求：粗車四軸外圓由0.70.328mm（由工藝手冊查的毛坯尺寸公差及上下偏差為0.70.31mm公差平均分配（ 1+0。02)/3=0。34）00.3426.8mm，機床：臥式車床 c6201-1 刀具:yt5 外圓車刀 ,由于 =1018mpa，加工材料為結(jié)構(gòu)鋼，選用前角25,系統(tǒng)剛性足夠，切削深度不大應(yīng)選

15、用較小主偏角，依據(jù)手冊主偏角范圍1015,由于取較小主偏角可以提高刀具壽命，因此選擇 10,根據(jù)前角大小 ,以及加工類型（粗車） ,查的相應(yīng)的 =8，刀桿尺寸為21625cm。2、計算切削用量根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為0.6pamm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0.3mmfr，通過查表法確定切削速速， 根據(jù)縱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152minm, 10001861.8mincsvrnd,由機床說明書取轉(zhuǎn)速為wn=1800minr相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為147min1000wwndmv3、計算基本時間本工序為

16、四個相同工步304413.320.3 1800wltsfn工序 4 半精車四軸外圓1、加工條件及加工要求加工要求 :粗車四軸外圓由00.3426.8mm至兩端面尺寸為 (由工藝手冊查的毛 坯 尺 寸 公 差 及 上 下 偏 差 為0.70.31mm公 差 平 均 分 配 (1+0.02） /3=0.34） 10 00.3425.6mm, 機床：臥式車床 c6201 1 刀具：yt15 外圓車刀，由于 =1018mpa，加工材料為結(jié)構(gòu)鋼，查表得前角范圍12 15,由于工件硬度低，前角需大一點,因此選用前角=15，15rk，5rk，刀桿尺寸為21625cm,刀尖半徑取 1mm. 2、計算切削用量根

17、據(jù)切削尺寸及加工要求0.6pamm. 按表面粗糙度選取切削用量：根據(jù)刀具的相關(guān)參數(shù),并選擇有利于下步磨削最終達到最終的加工要求的表面粗糙度，查的進給量為0.25mmfr。用查表法確定切削速度，依據(jù)表加工工藝手冊表1413（硬質(zhì)合金外圓縱車削的切削速度）258mincmv。10003209mincsvrnd,根據(jù)機床說明書，取3200minwrn,計算切削速度257min1000wwndmv3、計算基本時間本工序為四個相同工步304490.253200wltsfn工序 5 鉆孔，攻螺紋1、加工條件及加工要求2、 加工要求：鉆7mm 的孔，深度為 15mm； 攻螺紋 m87h； 锪錐面深度 4mm

18、，小端直徑 23mm，角度為 60. 機床：立式鉆床 z518。刀具： 6mm 中心鉆； m8 絲錐；60锪鉆。確定切削用量鉆孔由材料 =1018mpa0.748gpa ，查表取0.15mmfr。依據(jù)鉆直徑以及進給量查表確定20.2minmv，計算轉(zhuǎn)速10001072mincsvrnd，車床為無極轉(zhuǎn)速因此轉(zhuǎn)速不需修正。11 攻螺紋查表取9mmfr，切削速度計算公式：xvomyc dve p查表確定各系數(shù) :0.5,0,1,23.7vmyxc，=113minxvomyc dmve p3、計算基本時間加 工 各 步的 走 刀 長 度、 進 給 量 、 轉(zhuǎn)速 分 別 為1212121211219,9

19、,0.15,9,1072,4500min7.11wwwwrlmm lmm fmm fmm nnlltsnfnf工序 6 去毛刺工序 7 滲碳淬火滲碳深度嚴(yán)格控制為1。72。2，淬火硬度為 hrc5860 工序 8 粗磨四軸外圓端面1、加工條件及加工要求加工要求：磨削外圓由 108.1mm5至 108mm 機床：外圓磨床 ce7120。磨輪:由表 14-22 （磨輪的選擇）確定砂輪材料為白剛玉，粒度為46，粘結(jié)劑為陶瓷的筒型砂輪，砂輪直徑d=250mm,厚度 h=6mm。2、確定切削用量由加工要求0.3pamm. 由于加工類型是直接精磨 ,且粗糙度為0.63ar工序 9 粗磨四軸外圓1、加工條件

20、及加工要求加工要求：磨削外圓由25.2mm 至 25.05mm 機床：外圓磨床120m。磨輪：由表 1422(磨輪的選擇）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0.3pamm。由于加工類型是直接精磨，且粗糙度為0.63ar12 工序 10 精磨四軸外圓1、加工條件及加工要求加工要求：磨削外圓由 25.005mm至25mm 機床：外圓磨床120m。磨輪：由表 14-22（磨輪的選擇）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

21、工要求0.3pamm。由于加工類型是直接精磨，且粗糙度為0.4 工序 11最終檢查工序 12 清洗三、夾具設(shè)計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(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。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。3.1 問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。決定設(shè)計第i 道工序銑端面專用夾具設(shè)計。本工

22、序的加工條件為： xa5032型立式銑床 , 63 端銑刀。為合金鋼實心毛胚上銑削的經(jīng)濟精度為it1113， 表面粗糙度為 ra=20 m,在鉆夾具上加工時適當(dāng)?shù)目刂魄邢饔昧浚梢员ＷC孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求. 由于后面有打通孔，所以在本工序加工時，主要應(yīng)考慮要保證的孔與軸頸的同軸度。3。2 夾具設(shè)計3。2。1 定位方案及定位元件選擇、設(shè)計1。定位方案的選擇根據(jù)加工要求，工件在夾具中的定位以3 個28 軸頸為主要定位基準(zhǔn)， 限制六個自由度， 以活動支撐釘頂住一端面做輔助支撐不限制自由度。夾緊軸頸。2。定位元件設(shè)計根據(jù)定位方案，設(shè)計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖2 所示，28軸頸用 v形塊定位，采用壓塊夾緊裝置。軸頸端面用活動支撐釘輔助定位。13 3. 定位誤差的計算 v形塊與軸頸配合, 軸心的位置度誤差為d=o1o20.014mm ， 此件小于工件相應(yīng)位置公差的三分之一，即mmd05.031014.0,所以定位方案能夠滿足加工要求。3.2.2 夾緊裝置的設(shè)計夾緊裝置如圖 3 所示，壓塊能保證軸頸與v形塊接觸良好 , 定位誤差小，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。附圖 1 3.2.3 設(shè)計夾具體、繪制夾具草圖在上述定位、引導(dǎo)、夾緊方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計夾具體，將各個部分連接成整體，并繪制出夾具草圖 . 3.3 繪制夾具裝配圖