机械制造技术课程设计-十字轴加工工艺及钻M8油孔夹具设计.docx

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1、刖1第1章概述发展21. 1机床夹具的主要功能212机床夹具的组成21. 3夹具设计的步骤和基本要求2第2章零件的分析51.1 零件的作用52. 2零件的工艺分析5第3章加工工艺规程63. 1确定毛坯的制造形式63.1 基面的选择63.2 制定工艺路线73. 4确定各工序的加工余量83. 5确定切削用量及基本工时8第4章钻床夹具设计214. 1问题提出214. 2定位基准的选择214. 3定位元件的设计214. 4定位误差分析214. 5切削力的计算与夹紧力分析234. 6夹具设计及操作简要说明23结束语245. 25参考文献26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

2、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。十字轴及其钻M8油孔的夹具设计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

3、。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章概述发展1.1 机床夹具的主要功能机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所

4、规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。安装方法有找正法和用专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹具用于生产批量较大或特殊需要时O1. 2机床夹具的组成O定位支承元件确定工件在夹具中的正确位置并支承工件。2）夹紧装置将工件夹紧不发生移动。3）对刀或导向元件保证刀具与工件加工表面的正确位置。4）夹具体将夹具的所有组成部分组成一体，并保证它们之间的相对位置关系。1. 3夹具设计的步骤和基本要求一：夹具设计的基本要求夹具在

5、机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。1）能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。2）操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降低辅助工时，保证高的生产效率。3）具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件上的加工成本。二:夹具的设计步骤当接到夹具设计任务书后，按下面6个步骤，逐步设计。D明确设计任务，收集研究设计的原始资料。2）确定夹具结构方案，绘制结构草图，3）绘制夹具总图。4）标注总图上的

6、尺寸、公差与配合和技术条件。夹具总图结构绘制完成后，需标注五类尺寸和四类技术条件。5）编写零件明细表。明细表应包括零件序号、名称、代号（指标准件代号或通用件代号）、数量、材料、热处理、质量等。6）绘制总图中非标准件的零件图。三：夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注在夹具设计中，对于初设计者，在夹具总图上如何标注尺寸及技术条件，往往是难点之一，以下对此作简要阐述。D夹具总图上应标注的五类尺寸A：夹具外形轮廓尺寸。B：工件与定位元件间的联系尺寸。C：夹具与刀具的联系尺寸。D：夹具与机床的连接部分尺寸。E：夹具内容的配合尺。2）夹具总图上应标注的四类技术条件夹具中的技术条件主要指夹具装配好后，

7、各表面之间的位置精度要求。A：定位元件之间的相互位置要求。B：定位元件与连接元件或夹具体底面的相位置要求。C：引导元件与连接元件或夹具体底面的位置要求D：引导元件与定位元件之间的相互位置要求3）五类尺寸、四类技术条件的分类五类尺寸、四类技术条件根据是否与工序加工要求相关而分为两类，其精度值大小和取法不同。A：与工件加工要求无直接关系的 尺寸公差与配合这类尺寸公差与配合应按照元件在夹具中的功用和装配要求，根据公差与配合国家标准或参阅有关资料来制定。 技术条件与工件加工要求无直接关系的夹具上技术条件。B：与加工要求直接相关的这类尺寸和技术条件与工件上相应尺寸和技术条件直接对应，直接根据工件相应尺寸

8、公差和相互位置允差的（1/51/2）的值选取。一般工件允差小，取大系数，工件允差大，则取小系数。制定这类夹具尺寸公差时，要注意下列问题。 应经工件的平均尺寸作为夹具相应尺寸的基本尺寸，极限偏差按对称双向标注。 应以工序尺寸（不一定是工件最终尺寸）作为夹具基本尺寸的设计依据。 ）夹具调刀尺寸的标注当夹具设计完成，按要求标注尺寸后，对有些夹具如铳夹具，往往还要标注调刀尺寸（调刀尺寸一般是指夹具的调刀基准到对刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相对基准的尺寸，它与工件加工尺寸直接相关，也是夹具总图上关键尺寸要求。四：夹具体设计夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具基础件、组成夹具的各种

9、元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧、惯性力及由此而产生的振动和冲击。所以，夹具体是夹具中一个设计、制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具成本中所占比重较大，制造周期也长，设计时，应给以足够的重视。第2章零件的分析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UniVerSa1jOin3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。20oO十字轴是十字轴式刚性万向节关键件之一。2.

10、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，攻螺纹粗糙度Ra12.5油槽粗糙度Ra12.5第3章加工工艺规程3.1 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，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

11、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

12、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：1）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。2）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。3）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

13、与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4）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。5）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。最终工艺方案如下：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

14、：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确定各工序的加工余量锻件重为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1.5-2.0mm03.5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=1.5mm,d=

15、3bmm,v=45mmin,2=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,贝Uap=1.5mm2）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IOOOv7idIooOX4530478rmin按机床标准选取乙=475r/min1000r30475i-44.8m/min当坟=475rmin时fm=于斗W=0.24475=3SQmmr按机床标准选取fm=375mm/r3）计算工时切削工时：1i=29mm,I2=1.5mm,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