机械制造技术课程设计-十字轴加工工艺及钻攻M8螺纹孔夹具设计.docx

序言1第1章零件的分析21.1 零件的分析21.2 零件的主次表面2第2章毛坯的制造方法31 .1确定毛坯的制造形式322)S、J一夕;；32 .3*33 i；E-vj'1:43.1定位基准选择43.2制定工艺路线53. 3各个工序加工余量53.4选择切削用量、确定时间定额6第4章钻床夹具设计184. 1专用夹具的提出184.2 夹具的定位方案184.3 夹具的夹紧方案204. 4夹具体的设计205. 5装配图的设计21总结22参考文献23序言机械制造业是制造具有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、攻M8螺纹孔的工艺设计、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，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章零件的分析1.1 零件的分析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universaljoint,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。1.2 零件的主次表面图1十字轴要对该零件的表面进行加工。具体加工要求如下：四轴端面粗糙度RaO.8四轴外圆粗糙度RaO.48孔粗糙度Ral2.56孔粗糙度Ral2.5G1/8螺纹孔粗糙度Ral2.5油孔，螺纹粗糙度Ral2.5油槽粗糙度Ral2.5第2章毛坯的制造方法2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45,特性为中碳调质结构钢,考虑到中碳调质结构钢的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点，因此应该选用锻件，以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为3000件，己达到成批生产的水平，而且模锻，免除了砂模和制模的设备，以及减少了锻工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的锻件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用模锻,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。2.2 毛坯尺寸公差由表（2-5-1）得灰铸铁刀具切入金属层的厚度应大于表面层厚度，即大于1mm,小于4mmO由45,确定中碳调质结构钢等级为2级（指尺寸精度和表面光洁度要求较高，或者大批、中批生产的锻件。2.3 毛坯图图2十字轴毛坯图第3章制订工艺路线3.1定位基准选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确、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。一：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，以便定位可靠。5）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。二：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。3.2 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案：工序01：锻造毛坯工序02：粗铳四轴端面、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08、6孔并倒角工序07：钻攻G1/8螺纹孔，23×60o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3.3 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1.52.0mm,水平方向为1.5-2.0mmo3.4 选择切削用量、确定时间定额工序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质合金端面铳刀，刀片采用YG8,ClP=T.5nn,J0=30nun,v=45mmin,Z=4。2.决定铳削用量1）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，则册=1.5?加2）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。根据表查出工=0.2加/齿，则 478rmin_100Ov_1000×457td4x30按机床标准选取nw=475r/mindn乃 X 30 X 475V =-=1000100044.8wmin当nw=475rmin时fm=f夕W=0.2×4×475=380nvn/r按机床标准选取fm=375mmIr3）计算工时切削工时：l=29nun,I2=1.5mn,h=3nvn则机动工时为÷29÷1.5÷3.IzIIlt,n=-=×4mm1.411nn,nwf475×0.2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B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm0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%=6°,主偏角灯=90°,副偏角（'=10°,刃倾角4=0°,刀尖圆弧半径=0.8mm。D确定切削深度4由于单边余量为L5mm,可在1次走刀内切完。2）确定进给量了根据表1.4,在粗车45、刀杆尺寸为16mm×25mmp3mm.工件直径为0100mm时，/=0.l0.6mmr按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择/=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RWC=3530N。根据表1.21,当qW2mm,/WO.35mmr,kr=450,u=65mmin（预计）时，进给力F广760N。Fr的修正系数为号力=0.1,QIFf=I.17（表1.29-2）,故实际进给力为Ff=760×1.17N=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=0.26三r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U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1.10,当用YT15硬质合金车刀加工铸件，flp3mm,f0.25mmr,切削速度u=300mmin°切削速度的修正系数为ksv=0.8,klv=0.65,L=O81,QI9,L或，Lo（均见表128）,=300×0.8×0.65×0.81×1.15mminl45mmin100Ov1000×l45,.,ooz.n=r!min=428rmnd乃X108按CA6140机床的转速（表4.2-8）,选择=450rmin则实际切削速度u=145mmin5）校验机床功率由表1.24,ap3mm,/0.25mmr,u246mmin时，F=l.7KWo切削功率的修正系数勺P1.17,%=Icmpc=kp,.=LO,%。=L13,Aspc=O.8,*二0.65（表1.28），故实际切削时的功率为P0.72KW根据表1.30,当=450rmin时，机床主轴允许功率Pe=5.9KW。P<Pe,故所选的切削用量可在CA6140机床上进行。最后决定的切削用量为Qp=L5mm,f=0.26mmr,n=450rmin,p=145mmin2、确定粗车四轴外圆的基本时间Tj3=4'L=+1+2+3式中/=30.5mm,ll=l.5mm,I2=4mm,Z3=Omm,f=O.26mmr,/7-450rmin,z=4.30.5+1.5+4+0.1”1.贝UTn=×4min1.23Imm,30.26×450工步二：精车四轴外圆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B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm。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=12°,后角/=6°,主偏角（=90°,副偏角a=10°,刃倾角4=0°,刀尖圆弧半径九=0.8mm0