車床十字軸工藝及鉆φ6孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,車床,十字,工藝,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目：十字軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
設(shè) 計(jì) 者
指導(dǎo)教師
長春理工大學(xué)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目： 十字軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
內(nèi)容：1、零件圖 1張
2、毛坯圖 1張
3、機(jī)械加工過程卡 1張
機(jī)械加工工序卡 若干張
4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張
5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張
6、課程設(shè)計(jì)說明書 1份班 級
學(xué) 生
指導(dǎo)教師
目錄
摘 要 1
第一章 零件的分析 1
一.零件工作狀況分析 1
二.零件的工藝分析 1
三.零件生產(chǎn)類型 1
第二章 工藝路線的擬定 1
一.確定毛坯種類和制造方法 1
二.定位基準(zhǔn)的選擇 1
三.擬定工藝路線 1
第三章 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1
一.機(jī)械加工余量 1
二.工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1
三.切削用量和基本工時的確定 1
1.切削用量的確定 1
2. 額定加工時間的計(jì)算 1
第四章 夾具設(shè)計(jì) 1
一.問題的提出 1
二.夾具設(shè)計(jì) 1
1.定位基準(zhǔn)的選擇 1
2.定位夾緊方案 1
3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 1
第五章 心得體會 1
摘 要
本課程設(shè)計(jì)是十字軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計(jì)，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖、機(jī)械加工工藝過程卡片及工序卡片。根據(jù)技術(shù)要求計(jì)算毛坯尺寸和機(jī)械加工余量，擬定十字軸工藝路線，制定工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。通過本次課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到一下目的：
通過本次課程設(shè)計(jì)應(yīng)能熟練的應(yīng)用《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》的知識，正確的解決一個零件在加工過程中德定位，夾緊以及合理定制工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。通過對零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過我們親手設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。同時課程實(shí)際過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，應(yīng)學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。
第一章 零件的分析
一.零件工作狀況分析
1.用途：十字軸是萬向節(jié)典型結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零件，起傳遞運(yùn)動和動力的作用，承受較大載荷，服從胡克鉸鏈原理，能補(bǔ)償各向位移。
2.損壞形式：
（1）軸頸、滾針軸承的磨損；
（2）重載壓潰、軸頸表面發(fā)生冷焊粘結(jié)或剝落；
（3）軸頸根部的彎曲疲勞斷裂。
二.零件的工藝分析
1.十字軸材料為20CrMnTi（低合金鋼），晶粒細(xì)小、淬透性高、滲碳淬火后表面硬而耐磨、芯部堅(jiān)韌；
2.淬火硬度HRC58-62，滲碳層深0.8-1.3mm；
3.十字軸的主要加工表面及其技術(shù)要求：
（1）Φ25軸頸：軸頸尺寸Φ25 -0.02 -0.04,表變粗糙度Ra0.63μm,圓柱度0.07，位置度Φ0.02；
（2）軸端面：尺寸108-0.020 -0.074，兩相對軸頸端面對稱度0.05，表面粗糙度Ra1.25μm，對稱度0.05；
（3）Φ6通孔：孔徑Φ6，表面粗糙度Ra20μm，Φ8盲孔：孔徑Φ8，表面粗糙度Ra20μm；
（4）M8-7H螺紋孔：表面粗糙度Ra5μm，60°錐面表面粗糙度Ra2.5μm.
對全部技術(shù)要求進(jìn)行整理歸納整理，得下表：
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等級
表面粗糙度Ra/μm
形位公差/mm
Φ25軸頸
Φ25 -0.02 -0.04
0.02，IT7
Ra0.63
圓柱度：0.07
位置度：Φ0.02
軸端面
108 -0.020 -0.074
0.054，IT8
Ra1.25
對稱度：0.05
Φ6孔
Φ6
Ra20
Φ8孔
Φ8
Ra20
M8螺紋孔
8
0.02，IT7
Ra5
60°錐孔面
Ra2.5
三.零件生產(chǎn)類型
本課程設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教科書》中表1-3可知十字軸為輕型零件，由表1-4可知大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000-50000件/年。
第二章 工藝路線的擬定
一.確定毛坯種類和制造方法
1. 考慮到零件在工作過程中承受重載及經(jīng)常性的交變載荷，故選擇強(qiáng)度、沖擊韌度較高的鍛造毛坯。
2. 考慮到生產(chǎn)性質(zhì)為大批量、高精度生產(chǎn)小型鍛件，且十字軸的尺寸小、形狀較復(fù)雜，所以采用加工余量小，效率、精度等級、表面質(zhì)量都比較高的模鍛成型加工工藝。
3. 零件材料選擇20GrMnTi低碳合金鋼，結(jié)構(gòu)較簡單，可鍛性、可焊性好，且從而使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件可靠工作。
二.定位基準(zhǔn)的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量得以保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，是使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
1.精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇有一下原則：
（1）基準(zhǔn)重合原則：盡量保證定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合；
（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：采用一個基準(zhǔn)加工盡可能多的表面；
（3）互為基準(zhǔn)原則：兩加工表面互為基準(zhǔn)加工對方，使得相對位置精度高；
（4）自為基準(zhǔn)原則：以被加工表面為基準(zhǔn)，加工余量?。?
（5）便于裝卡原則：選擇定位可靠，裝卡方便的表面為基準(zhǔn)。
考慮到零件主要加工表面為四個軸頸，且考慮到保證零件的加工精度和裝夾方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”、“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以中心孔作為加工外圓的精基準(zhǔn)，以半精加工后的Φ25軸頸軸線作為主要的精基準(zhǔn)，外圓面為定位基面。
2.粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇有一下原則：
（1）保證相互位置原則：以不加工表面為粗基準(zhǔn)；
（2）保證加工表面加工余量合理分配原則：選擇被加工表面為粗基準(zhǔn)；
（3）便于工件裝卡原則：選擇定位表面能達(dá)到定位準(zhǔn)確，夾緊可靠的目的。
工件加工的第一道工序所用基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)選擇得正確與否，不但與第一道工序的加工有關(guān)，而且還將對該工件加工的全過程產(chǎn)生重大的影響。該工件加工的第一道工序?yàn)殂娸S端面，作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺陷且考慮到端面對兩軸線的位置要求，而且四個軸頸是重要加工表面，這樣做可以保證重要加工表面的加工余量均勻，并防止加工余量不夠而導(dǎo)致廢品產(chǎn)生，所以選擇毛坯軸頸外圓為粗基準(zhǔn)來銑軸端面比較合理，具體如下表：
被加工表面
定位基準(zhǔn)
基準(zhǔn)類型
Φ25軸頸端面粗加工
毛坯Φ25軸頸外圓
粗基準(zhǔn)
軸頸中心孔
毛坯Φ25軸頸外圓
粗基準(zhǔn)
Φ25軸頸外圓粗、精加工
軸頸中心孔
精基準(zhǔn)
M8螺紋孔
Φ25軸頸外圓
精基準(zhǔn)
Φ25軸頸端面精加工
Φ25軸頸外圓
精基準(zhǔn)
三.擬定工藝路線
1.生產(chǎn)過程：是指原材料（或半成品）進(jìn)廠到成品加工出來的全過程。它包括原材料的準(zhǔn)備、運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、不見經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機(jī)械的質(zhì)量檢測及其運(yùn)行試驗(yàn)、調(diào)試，機(jī)械的油漆與包裝等。
2.工藝過程：是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用王能性機(jī)床配以專業(yè)夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。
3.零件表面加工方法的選擇：
（1）先選擇能保證加工要求的最終加工方法，后選擇預(yù)備工序；
（2）淬火表面精加工只能磨削，有色金屬太軟不能磨削，宜選擇高速精車或者精鏜。
（3）查《機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》10頁表1-6、1-7、1-8、1-10、1-20，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
加工項(xiàng)目
精度等級
粗糙度
加工方案
備注
Φ25軸頸端面
IT8
Ra1.25
1)粗銑-半精銑-粗磨
2)粗銑-半精銑-粗磨
IT9-7
Ra0.8-0.2
Φ25軸頸外圓
IT7
Ra0.63
粗車-半精車-粗磨-精磨
IT8-7
Ra0.8-0.4
Φ6及Φ8孔
IT12
Ra20
鉆
IT13-12
錐面60?
IT12
Ra2.5
锪
IT13-12
M8-7H螺紋孔
IT12
Ra5
鉆-攻絲
IT7-4
Ra3.2-0.8
（4）查表1-17到表1-20可得臥式車床加工表面的質(zhì)量為：圓度0.01，圓柱度0.015/1000，平面度0.015/200；升降臺臥式或立式銑床工表面的質(zhì)量為：平面度0.02，平行度0.03，垂直度0.02/100；粗磨可達(dá)精度IT10-7，精磨可達(dá)精度IT7-6。綜合考慮選擇Φ25軸頸端面的加工方法為：粗銑-半精銑-淬火-粗磨；Φ25軸頸外圓的加工方法為：粗車-半精車-淬火-粗磨-精磨。
4.加工階段的劃分
（1）粗加工階段：高效切除加工余量；
（2）半精加工階段：消除粗加工誤差；
（3）精加工階段：保證各類精度；
（4）精整和光整加工階段：表面的高精度加工。
5.工序順序的安排
（1）先基準(zhǔn)后其它，先粗基準(zhǔn)后精基準(zhǔn)，先主要基準(zhǔn)后次要基準(zhǔn)，先加工面后加工孔；
（2）退火、正火、調(diào)質(zhì)和時效處理應(yīng)安排在粗加工前，消除毛坯應(yīng)力，改善切削性能；
（3）滲碳淬火處理應(yīng)安排在半精加工與精加工之間，以提高表面硬度和耐磨性。但淬火會是加工表面產(chǎn)生較大的變形，因此淬火后一定要進(jìn)行精加工。
6.工藝路線方案的制定
（1）加工工藝路線方案一：
工序1 粗銑、半精銑Φ25軸頸端面；
工序2 鉆中心孔；
工序3 粗車Φ25軸頸外圓；
工序4 半精車Φ25軸頸外圓；
工序5 鉆φ8盲孔、φ6通孔;
工序6 锪60°錐面、攻M8-7H螺紋小徑、攻M8-7H螺紋孔;
工序7 去毛刺；
工序8 滲碳、淬火；
工序9 粗磨Φ25軸頸外圓；
工序10 粗磨Φ25軸頸端面；
工序11 精磨Φ25軸頸軸頸；
工序12 清洗、最終檢查，入庫。
（2）加工工藝路線方案二：
工序1 粗車四個軸頸的外圓及端面；
工序2 半精車四個軸頸的外圓及端面，倒角；
工序3 鉆φ6通孔；
工序4 擴(kuò)φ8盲孔，锪60°錐孔；
工序5 锪φ23平面及60°錐面，鉆、攻M8-7H螺紋孔；
工序6 中間檢查；
工序7 锪錐面60?、鉆M8-7H螺紋小孔、攻M8-7H螺紋孔。
工序8 粗磨Φ25軸頸外圓；
工序9 滲碳、淬火；
工序10 粗磨Φ25軸頸端面；
工序11 精磨Φ25軸頸軸頸；
工序12 最終檢查，入庫。
（3）最終加工工藝方案的確定
方案一：采用車削加工端面時需要另外一端面定位，不方便測量，難以保證尺寸精度及對稱度要求；再者，先加工φ6通孔，擴(kuò)φ8盲孔時，因φ6通孔為細(xì)長孔，加工難度大，容易損壞鉆頭；
方案二：按工序集中原則組織工序，工藝路線短，減少裝夾次數(shù)容易保證加工面相對位置精度，需要的機(jī)床少，減少工件在工序間的運(yùn)輸，減少輔助時間和準(zhǔn)備終結(jié)時間。同時方案1的加工工序順序合理，避免了方案2的不足之處。
四個軸頸外圓屬于重要加工表面，四軸端面也有一定的粗糙度要求，且四個端面的相對面也有尺寸誤差、形位誤差要求，滲碳、淬火后它們的尺寸和形狀、位置都要發(fā)生改變從而影響精度，所以四個軸頸，四軸端面的精加工都應(yīng)該安排在滲碳、淬火之后，這樣可以很好的保證四個軸頸、四軸端面的加工精度，減小廢品率，提高生產(chǎn)效率。綜上所述，選擇方案一更為合理。
第三章 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
一.機(jī)械加工余量
1.確定鍛件重量
查得20CrMnTi密度為7.8X103kg/m3,根據(jù)零件毛坯體積估算其質(zhì)量為mt=1kg。
2.鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S計(jì)算
S=mt/mn= mt/lbhρ=1/（0.108X0.108X0.028X103）=0.34
由0.32
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