机械制造技术课程设计-十字轴加工工艺及钻φ8孔和φ6孔夹具设计.docx

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1、序言1第1章计算生产纲领、生产效率分析22. 1生产纲领23. 2生产效率分析2第2章零件的分析32.1 零件的分析32.2 2零件的作用32.3 零件的工艺分析4第3章工艺规程设计53.1 确定毛坯的制造形式53.2 基面的选择53.2.1粗基准的选择原则53.2.2精基准选择的原则63.3制订工艺路线63. 4各个工序加工余量73. 5基本工时的确立7第4章钻床夹具设计194. 1专用夹具的提出194. 2定位装置设计194. 3定位元件及夹紧元件的选择194. 4切削力和夹紧力的计算194. 5定位误差分析204. 6夹具设计及操作简要说明21总结22参考文献23序言机械制造业是制造具有

2、一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。十字轴的加工工艺规程和钻中8孔和中6孔的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排

3、，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本设计选用十字轴来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。第1章计算生产纲领、生产效率分析2.1生产纲领生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。N=Qn（1+a+）式中：N零件的生产纲领（件/年）Q机器产品的

4、年产量（台/年）n每台产品中该零件的数量（件/台）a备品百分率废品百分率2.2生产效率分析操作者按规定的作业方法工作时，他的能力或努力程度叫效率。主要用来考核纯生产能力，不包括由技术、材料等其它问题所引起的能力损耗。1）标准工时：标准工时工标准作业时间+辅助时间指在正常情况下，从零件到成品直接影响成品完成的有效动作时间，其包含直接工时与间接工时。即加工每件（套）产品的所有工位有效作业时间的总和。a标准工时：标准工时=生产一个良品的作业时间。b标准工时=正常工时+宽放时间=正常工时X（1+宽放率）c工厂使用的宽放率一般在10%20%,对一些特殊的工种，如体力消耗较大的工种，宽放率可适当放宽一些d

5、正常工时是人工操作单元工时+机器自动作业工时的总和。2）制定方法：对现有各个工位（熟练工人）所有的有效工作时间进行测定，把所有组成产品的加工工位的工时，考虑车间生产的均衡程度、环境对工人的影响、以及工人的疲劳生产信息等因素后，计算得到标准工时。生产率=（产出数量X标准工时）（日工作小时X直接人工数）100%第2章零件的分析2.1 零件的分析十字轴材料为45号钢，又叫油钢，常用中碳调质结构钢。该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，材料来源方便。适合于氢焊和氤弧焊，不太适合于气焊。焊前需预热，焊后应进行去应力退

6、火。2.2 零件的作用图1转向臂（左）题目所给的零件是十字轴。又称十字节，即万向接头，英文名称universa1joint,是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件。十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15。20十字轴是十字轴式刚性万向节关键件之一。2.3 零件的工艺分析要对该零件的表面进行加工。具体加工要求如下:四轴端面四轴外圆粗糙度RaO.8粗糙度RaO.48孔粗糙度Ra12.56孔G1/8螺纹孔油孔，螺纹粗糙度Ra12.5粗糙度Ra12.5粗糙度Ra12.5油槽粗糙度Ra12.5第3章工

7、艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。该钢经调质处理后，其综合力学性能要优化于其他中碳结构钢，但该钢淬透性较低，水中临界淬透直径为1217mm,水淬时有开裂倾向。当直径

8、大于80mm时，经调质或正火后，其力学性能相近，对中、小型模具零件进行调质处理后可获得较高的强度和韧性，而大型零件，则以正火处理为宜，所以，此钢通常在调质或正火状态下使用。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.2.1 粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工

9、余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可O5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。3.2.2 精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一、以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余

10、量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。3.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。止匕外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。表3.1工艺路线工序号工序内容工序O1锻造毛坯工序02粗铳四轴

11、端面、钻中心孔工序03粗车四轴外圆、精车四轴外圆工序04粗铳前后两端面工序05精铳四轴端面工序06钻中8、6孔并倒角工序07钻攻G1/8螺纹孔，23X60。深4,倒角60。工序08钻油孔，攻螺纹工序09铳油槽工序10去毛刺工序11热处理工序12磨外圆工序13磨外端面工序14清理工序15终检3.4 各个工序加工余量锻件重为0.84kg,在1600t热模锻压力机上生产，锻件复杂系数为S3,长度为108mm时，查出该零件余量是：厚度方向为1.5-2.0mm,水平方向为1.5-2.0mmo3.5 基本工时的确立工序01：锻造毛坯工序02：粗铳四轴端面、钻中心孔工步一：粗铳四轴端面1、选择刀具刀具选取硬

12、质合金端面铳刀，刀片采用YG8,ap=1.5mm,dQ=30mm,v=45mmin,Z=4。2.决定铳削用量D决定铳削深度因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3,要求不高，故可在一次走刀内铳完，则QP=I.5mm2）决定每次进给量及切削速度根据XK6032型数控铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.2mm/齿，则IOOOvd1000义4530478rmin按机床标准选取九=475r/minV-1000r30475i-44.8m/min当=475rmin时Wfm=于斗.=0.24475=3SQmmr按机床标准选取fm=375mm/r3）计算工时切削工时：Z1=29m

13、m,I2=1.5mm,Z3=则机动工时为工步二：钻中心孔工序03：粗车四轴外圆、精车四轴外圆工步一：粗车四轴外圆1、切削用量机床为CA6140型卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金外圆车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1由于CA6140型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm,刀片厚度为4.5mmo根据表1.3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角为=12,后角a0=60,主偏角勺=90,副偏角（、二10。，刃倾角4=0。，刀尖圆弧半径=0.8m。D确定切削深度.由于单边余量为15mm,可在1次走刀内切完。2）确定进给量了根据表1.4,在粗

14、车45、刀杆尺寸为16mm25mmap3mm工件直径为0100mm时，/=0.10.6mmr按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择了二0.26mmr确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30,CA6140机床进给机构允许的进给力EaX=3530N。根据表1.21,p2mm,/0.35mmr,kr=450,u=65mmin（预计）时，进给力耳二760N。Ff的修正系数为七尸二O.1,匕F11I7（表129-2）,故实际进给力为J0rZOJFf=7601.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选/二0.26r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为1mm,可转位车刀耐用度T=30mino4）确定切削速度U切削速度。可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表11O,当用YT15硬质合金车刀加工铸件，pW3mm,/0.25mmr,切削速度u=300mmin0切削速度的修正系数为ksv=0.8,ktv=0.65,=0.81v=1.15,v=1.0（均见表1.28）,故u=300x0.80.650.811.15mmin145mminIOOOv1000145z.jooz.n=rmn428rmndr108按CA6140机床的