机械制造技术课程设计-十字轴加工工艺及铣油槽夹具设计.docx

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1、目录1第1章绪论111课题背景11.2 目的11.3 夹具设计中的特点11.4 夹具设计需保证的条件21.5 夹具的发展趋势2第2章零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的工艺分析3第3章工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基面的选择43.2.1 粗基准的选择43.2.2 精基准的选择53.3 制订工艺路线63.4 机械加工余量的确定63.5 确定切削用量及基本工时7第4章专用夹具设计224.1 问题的提出224.2 定位基准的选择224.3 定位误差分析224.4 切削力的计算与夹紧力分析244.5 夹具设计及操作简要说明25参考文献26结束语271.1 课题背景制定十字

2、轴的加工工艺，设计铳油槽的铳床夹具，运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。1.2 目的课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多

3、个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！1.3 夹具设计中的特点1 .夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2 .专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3 .“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。

4、1.4夹具设计需保证的条件1 .夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2 .保证工件的精度。3 .保证使用方便与安全。4 .正确处理作用力的平衡问题。5 .注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。1.5夹具的发展趋势1 .发展通用夹具的新品种，由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。2 .发展调整式夹具。3 .推广和发展组合夹具及拼拆夹具。4 .加强专用夹具的标准化和规范化。5 .大力推广和使用机械化及自动化夹具。6 .采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。第2章零件的分析

5、2.1 零件的作用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1520oO十字轴是十字轴式刚性万向节关键件之一2.2 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：四轴端面粗糙度RaO.8四轴外圆粗糙度RaO.48粗糙度Ra12.56孔粗糙度Ra12.5G1/8螺纹孔粗糙度Ra12.5油孔，螺纹粗糙度Ra12.5油槽粗糙度Ra12.5第3章工艺规程设计3.1 确定

6、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，已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。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。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成

7、大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3)应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这

8、样可以保证该面有足够的加工余量。(4)应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(5)粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。3.2.2 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：(1) “基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。(2) “基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误

9、差，简化夹具设计与制造。(3) “自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4) “互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。(5)所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。3.3 制订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。在生产纲领一确定为

10、中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。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H：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 机械加工余量的确定锻件重为0.84kg,在1600t热模锻压力机上生产，锻件复杂系数为S

11、3,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 确定切削用量及基本工时工序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,ap-.5mm,d0=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，贝J4=15z2）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4530478r

12、min按机床标准选取VV=475r/minr30475-i44.8m/min*V-IOOO当=475rmin时Wfm=于Wr1W=0.24475=380mm/r按机床标准选取fm=375mm/r3）计算工时切削工时：Z1=29mm,I2=1.5mm,3=3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200I1Ii11（表1.30）,故选刀杆尺寸BxH=I6mmQPW3mm、工件直径为0100mm时，/=0.

13、10.6mmr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EaX=3530N。根据表121,p2mm,/0.35mmr,kr=450,o=65mmin（预计）时，进给力耳二760N。Ff的修正系数为8尸二0.1,=1.17（表1.29-2）,故实际进给力J7o17J为Fy=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/=0.26mmr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

14、刀耐用度T=30mino4）确定切削速度。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110,当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm,0.25mmr,切削速度u=300mmin0切削速度的修正系数为ksv=0.8,ktv=0.65,=081,v=1.15mv=1.0（均见表1.28）,故=300x0.80.650.811.15mmin145mminIOOOv1000145z.,oo.n=rmn428rmndTrX1o8按CA6140机床的转速（表4.2-8）,选择=450rmin则实际切削速度=145mmin5）校验机床功率由表1.24,ap3mm,/0.25mmr,uN46mmin时，Pc=1.7KWo切削功率的修正系数勺Pr1.17,1C=GC=1*1.0,O113,pc=0.8,=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为P0.72KW根据表130,当场=450rmin时，机床主轴允许功率Pe=5.9KW。PcPe,故所选的