机械制造技术课程设计-传动轴突缘叉加工工艺及钻4-M8孔夹具设计.docx

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1、前言21、零件的分析31、1零件的作用31、2零件的工艺分析32、工艺规程设计42、1确定毛坯的制造形式42、2基面的选择42、2、1粗基准的选择42、2、2精基准的选择42、3制定工艺路线42、3、1工艺路线方案一42、3、2工艺路线方案二52、3、3工艺方案的比较与分析52、4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62、5确定切削用量及基本工时?3、夹具设计21.3、1问题的提出213、2夹具设计213、2、1定位基准的选择21.3、2、2切削力及夹紧力计算213、2、3定位误差分析223、2、4夹具设计及操作的简要说明224、心得体会245、参考文献25本次课程设计是在学习完机械制造技术

2、基础等课程后进行的一次实践环节使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。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，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

3、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。不足之处还请各位老师给予批评与指正。1、零件的分析1. 1零件的作用题目所给的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的突缘叉，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，使汽车获得前进的动力。零件的两个叉头),O27部位上有两个39-的孔,用以与轴与十字轴相连,起联轴节的作用O12零件的工艺分析CAIOB传动轴上的突缘叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求，分述如下：+0,0241 .以639。5为中心的加工表面+0.0240这一组加工表面包括：639-。5的孔及其倒角，尺寸为1

4、18-。.。51的与两个+0.024孔639-。5相垂直的平面，还有在平面上的两个M8螺孔。其中，主要加中表面40.027为3943。的两个孔。2 .以695为中心的止口表面这一组加工表面包括：695)。7止口外圆环表面，及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求：+0,02439。5两孔的同圆度公差为0.1；+0.024+0.024639-。讥5两孔端面与39-0仇5两孔中心联线的垂直度公差为0.1；+0.024039-两孔中心联线与695-0054止口端面的平行度公差为0.01；+0.0240039-。5两孔端面与95-oQ54止口端面基准中心的对称度为0.15.由上面分析可知，加工时

5、应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。2、工艺规程设计2. 1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反行驶，零件在汽车行驶过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为2050件，已达中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这有利提高生产率、保证加工精度。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。2.2

6、.1粗基准的选择。根据保证加工表面加工余量合理分配的原则，如果要求保证工作某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准，现选取叉口作为粗基准，利用一圆环支承这两个叉耳作主要定位面，限制5个自由度，再以一定位销限制剩下的1个自由度，达到完全定位,然后进行铳削。2.2.2精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、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卡具,并尽量使工序集中来提

7、高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1工艺路线方案一工序一粗铳39mm两耳孔外端面工序二粗车95止口三个面及其倒角工序三钻四个孔012及其倒角工序四钻039mm两耳孔工序五扩039mm两耳孔及倒角工序六精车95止口三个面及其倒角工序七精、细镶孔039及其倒角工序八磨。39孔上两端面工序九钻螺纹底孔4-M8mm工序十攻螺纹4-M8工序H一去毛刺工序十二清洗工序十三终检2.3.2工艺路线方案二工序一粗、精车695止口三个面及其倒角工序二粗铳39mm两耳孔外端面工序三钻四个孔。12及其倒角工序四钻4个M8的螺纹孔工序五攻螺纹4-M8工序六钻039mm两耳孔工序七扩

8、039mm两耳孔及倒角工序八精、细镣孔。39及其倒角工序九磨”39耳孔上两端面工序十去毛刺工序十一清洗工序十二终检2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加639孔上两端面；而方案二则是先加工695止口三个面及其倒角。两比较可以看出，先加工039孔上两端面，是以止口平面的内孔及平面为定位的，能够保证工作某重要表面加工余量均匀，保证对称度、平行度要求，且定位及装夹都比较方便。再之，方案二钻螺纹孔在钻”39孔之前，很容易受到钻大孔时的作用力而变形。综合考虑以上步骤，最后的加工路线确定如下：工序一粗车止口和端面1 .粗车端面至中95mm2 .粗车法兰面至105mm3 .粗

9、车95mm圆柱面4 .半精车法兰盘端面5 .半精车95圆柱面6 .倒角c.5工序二粗铳法兰台面工序三钻4x214.5孔工序四粗铳39mm端面工序五第一次钻中39mm孔工序六第二次钻力39mm孔工序七扩力39孔工序八精镣39mm孔工序九钻螺纹底孔工序十攻螺纹4xM8工序十一磨叉部端面工序十二去各部分锐边及毛刺工序十三终检2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定突缘叉，零件材料为45钢，硬度163196HB,毛坯重量约为2.5kg,生产类型中批量，模锻毛坯。据以上原始数据及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1.695mm止口平面的加工余量及公差(1)查机械制造

10、工艺设计简明手册表2.2-10中公式知,估算得锻件复杂系数S2,且零件表面粗糙度Ra为6.3,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,可得止口的加工余量为1.7-2.2,现取Z=2mm0则得95端面的加工余量为Z1=2+(33-31.5)=3.5mm,95止口台肩的加工余量为Z2=2+(105-95)2=7mm,105端面的加工余量为Z3=2+(33-29)=5mm,查机械制造工艺设计简明手册表2.2T4得其极限偏差为Mmn1(2)查机械加工余量手册表5-25,可得端面精加工余量为16mm(3)95止口台肩粗车加工余量为7T.6=5.4mm,95端面粗车加工余量为3.5mm,105端面粗车加

11、工余量为5-1.6=3.4mm0加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra(m)工序公差95端面粗车3.5IT1131.5500.2295止口台肩粗车5.4IT1196.6500.22精车1.6IT8956.30.054105端面粗车3.4IT1130.6500.22精车1.6IT7296.30.054+0.0272 .两内孔39oomm(耳孔)毛坯为实心，不冲出孔，孔公差为0.027-(-0.010)=0.037mm,IT=8,两内孔精度要求界于查机械加工余量手册表5T7,确定工序尺寸及余量为：钻孔：37mm2Z=12mm扩孔：38.7mm2Z=1.7mm+0,024精镶：39-

12、ooi5mm2Z=0.2mm加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra(JUm)工序公差40.02739010钻孔25IT11250.16钻孔12IT1137500.16扩孔1.7IT1O38.76.30.10精镇0.2IT8396.30.062+0.0243 .39-o(H5二孔外端面加工余量及公差(20,50端面)。(1)查机械制造工艺设计简明手册表2.2T0中公式知,估算得锻件复杂系数S2,材质系数取M1,按机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,则二孔外端面的单边加工余量为17-2.2,现取Z=2mm.锻件的公差,按机械制造工艺+1.4设计简明手册表2.2T4,锻件偏差为6

13、mm.(2)查机械加工余量手册表5-27,可得磨削余量:单边Z=O.2,磨削公差0.039mm.(3)铳削余量:铳削的公称余量(单边)为：Z=2.0-0.2=1.8mm铳削公差：现规定本工序(粗铳)的加工精度为IT11级，因此可知本工序的加工公差为0.22mm。40.027所以639人。1。二孔外端面加工余量及公差如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ram)工序公差118mm毛坯21222.0粗铳1.8IT11118.46.30.22磨削0.2IT81186.30.0392.5确定切削用量及基本工时工序一：加工。95止口三个面及其倒角一，粗车95止口三个面及其倒角1 .加工

14、条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：粗车小95止口三个面及其倒角机床：C620-1卧式车床（查机械制造工艺设计简明手册表4.27）刀具：成形车刀（查机械制造工艺设计简明手册表3.11）刀片材料：W18Cr4V2 .计算切削用量1）背吃刀量：+1.2由前面已知毛坯的加工余量为7-6mm,所以最大加余量为8.2mm,粗加工余量为5.4In1n,据指导教程表5-2,当材料为碳钢时粗车与=6.5-10%.取%=5.9如一次加工。2）进给量：据金属切削速查速算手册表5-29,当材料为碳钢时粗车于=0.5-0.7mmr.取，=0.7mmr3）切削速度：按金属切削速查速算手册表5-37,当材料为碳钢时粗车的速度为60-75mmin,取v=72mmin.3 .确定机床主轴转速：=218(rmin)1(XX)vr_I(XX)723.144,-3.14x1