萬向節(jié)十字軸端面槽加工及夾具設計【含CAD圖紙、說明書】

萬向節(jié)十字軸端面槽加工及夾具設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,萬向節(jié),十字,端面,加工,夾具,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 機電及自動化學院 機械制造工藝學 課程設計說明書 設計課題： 萬向節(jié)十字軸 姓 名： 學 號： 班 級： 指導老師： 完成時間： 目 錄 一 設計目的 1 二 零件的分析 1 2.1零件作用 1 2.2零件加工的基準選擇分析 2 2.2.1以毛坯四個軸頸為粗基準的加工表面 2 2.2.2以軸向中心孔為精基準的加工表面 2 2.2.3以軸頸為精加工基準的加工表面 2 三 工藝規(guī)程設計 2 3.1確定毛坯的制造形式 2 3.2基面的選擇 3 3.2.1粗基準的選擇 3 3.2.2精基準的選擇 3 3.3制定工藝路線。 4 3.4機械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 5 3.4.1四軸外圓加工余量 5 3.4.2四軸端面加工余量 5 3.5確定切削用量及基本工時 5 3.5.1工序一 檢驗毛坯 5 3.5.2工序二 正火處理 6 3.5.3工序三 檢驗是否有損傷 6 3.5.4工序四 粗車四軸端面 7 3.5.5工序五 粗加工四軸外圓 8 3.5.6工序六 半精車四軸端面 10 3.5.7工序七 半精車四軸的外圓 11 3.5.8工序八 精車四軸外圓 13 3.5.9工序九 鉆端面通孔 14 3.5.10工序十 鉆油杯螺紋孔 15 3.5.11工序十一 攻油杯螺紋孔螺紋 16 3.5.12工序十二 銑四軸端面槽 17 3.5.13工序十三 滲碳淬火 18 3.5.15工序十五 精磨四軸外圓 19 3.5.16最終檢驗 20 四 設計小結 21 五 參考文獻 22 22 一 設計目的 機械制造工藝學課程設計,是在學習《機械制造工藝學》理論課程以后，并經過生產實習取得一定的感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)。在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學知識的能力，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后做好畢業(yè)設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的： 1) 能熟練的運用《機械制造工藝學》的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 2) 課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。 3) 此次課程設計增強了我們對待一個問題中存在多個不確定量而有所取，去正確處理的能力。 二 零件的分析 2.1零件作用 十字軸是萬向節(jié)典型結構的關鍵零件，起傳遞動力的作用，承受較大載荷，故毛坯采用強度和韌性都較好的20Gr并采用熱模鍛造的方法獲得毛坯。 2.2零件加工的基準選擇分析 2.2.1以毛坯四個軸頸為粗基準的加工表面 以四個軸頸為基準的加工軸向中心孔和車軸端面的安排，這是因為四個軸頸是重要加工表面，這樣做可保證它們的加工余量均勻，并防止加工余量不夠而導致廢品產生，同時這也符合便于裝卡的原則。 2.2.2以軸向中心孔為精基準的加工表面 軸頸是最重要的加工表面，由于十字軸的剛性較差，毛坯的圓柱度誤差很容易反映到工件上來，要求四軸的垂直度要求不大于0.015。由于要求較高，故軸頸安排了粗車，半精車，精車，精磨，這樣毛坯誤差復映到工件的誤差就明顯減小，從而保證了零件的加工精度。 此外，為了減小磨削力引起的變形，選用切削性能較好的白剛玉粒度號為46的較軟砂輪。 2.2.3以軸頸為精加工基準的加工表面 磨四周端面，由于四個軸端面的對稱度要求比較高，故最終安排一道軸頸為精基準的磨削加工。 三 工藝規(guī)程設計 3.1確定毛坯的制造形式 零件材料為20Gr，考慮到零件在工作過程中承受經常性的交變載荷，因此選用鍛件，從而使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件可靠工作。此外考慮到生產性質為大批大量，所以采用效率和精度等級都比較高的模鍛成型加工工藝。 3.2基面的選擇 基面選擇在工藝規(guī)程設計中占有很重要的位置，關系到能否保證加工質量和生產效率?；孢x擇合理可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高; 否則，最直接的后果是無法保證加工質量，造成零件大批報廢，浪費原材料和勞動力以及能源，降低生產效率。 3.2.1粗基準的選擇 考慮到端面對兩對軸線的位置度要求，而且四個軸頸外圓是重要加工表面，這樣做可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致廢品產生，同時選擇外圓面作為粗基準定位比較穩(wěn)定，符合便于裝卡的原則，所以選擇毛坯外圓為粗基準粗車軸端面比較合理。 3.2.2精基準的選擇 以粗加工后的四個軸頸作為加工中心孔的精基準 以中心孔作為加工四個軸頸的外圓的精基準 以四個軸頸的外圓作為加工四軸端面的精基準。 3.3制定工藝路線。 工序路線方案 工序1 檢驗毛坯 工序2 正火處理 工序3檢驗是否有損傷 工序4 粗車四軸端面 工序5粗車四軸外圓 工序6 半精車四軸端面 工序7半精車四軸外圓 工序8精車四軸外圓 工序9鉆端面通孔 工序10鉆油杯螺紋孔 工序11攻油杯螺紋孔螺紋 工序12精銑端面槽 工序13滲碳調質處理 工序14精磨四軸端面 工序15精磨四軸外圓 工序16最終檢查 3.4機械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 3.4.1四軸外圓加工余量 直徑考慮其加工長度為24mm，零件直徑為Φ16.3mm，與其聯(lián)系的非加工表面的尺寸為Φ22.5mm。由于是大批生產并且采用模鍛件作為毛坯，為了降低毛坯加工難度，簡化工藝路線，且零件圖上的尺寸要求為Φ，所以直接取外圓的毛坯的尺寸為Φ22.5mm。 3.4.2四軸端面加工余量 四周端面的相對面間的零件尺寸為mm，粗糙度為0.08，四端面對軸線應垂直，不垂直度不大于0.015，因此選擇加工余量Z=3mm可以滿足加工要求,零件復雜度為S2，材質系數(shù)為M1，因此毛坯尺寸的公差和上下偏差為 mm，因此加工余量為，毛坯尺寸為。 終上所述毛坯的長短和寬度尺寸在范圍內是合理的，而軸頸的尺寸為Φ是合理的。 3.5確定切削用量及基本工時 3.5.1工序一 檢驗毛坯 1) 工序要求 主要是檢驗毛坯是否的尺寸時候符合要求，另外零件的表面加工質量也是主要的檢驗對象，不能有大的凸凹或者裂紋。 2) 毛坯圖 3.5.2工序二 正火處理 由于毛坯的材料為20Cr，直接加工的難度較大。所以在加工前采用正火對毛坯進行處理，降低毛坯的硬度，以提高加工質量和加工效率。 3.5.3工序三 檢驗是否有損傷 毛坯經過正火處理的過程中由于受熱不均的影響可能使得毛坯變形。原先毛坯內部的應力也有可能在受熱的情況下使得工件產生裂紋，此步驟中的檢驗主要是檢驗經過正火后的零件是否滿足所計算出的毛坯的尺寸要求。 3.5.4工序四 粗車四軸端面 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：粗車四軸端面由86mm加工到82.4mm. 機床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 1) 計算切削用量 根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑靠近20mm，刀具材料為硬質合金，背吃刀量0.6mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，并根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標準，選出對應的切削速度為。轉換成機床的轉速為，由機床說明書取轉速為。相應的實際切削速度為。 2) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工一個的機動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，本次工序的總機動時間。 3) 結果圖 3.5.5工序五 粗加工四軸外圓 A. 鉆中心孔 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工表面的粗糙度要求為 機床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：選擇A型不帶護錐的中心鉆（GB6078—85） 2) 計算切削用量 中心孔的表面粗糙度要求為，所以進給速度選擇為。主軸轉速選擇為 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工一個的機動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，總機動時間。 B. 粗車四軸外圓 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：粗車四軸外圓由Φ（由工藝手冊查得尺寸公差及上下偏差為公差平均分配(1+0.5)/3=0.5）到Φ。 機床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計算切削用量 根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為 工件直徑靠近20mm，刀具材料為硬質合金，背吃刀量0.6mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標準，選出對應的切削速度為，，由機床說明書取轉速為=。應的轉速為 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工一個的機動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，總機動時間。本次工序的總機動時間為(28+22.24=50.24)s。 4) 結果圖 3.5.6工序六 半精車四軸端面 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：粗車四軸端面由82.4mm加工到80.4mm. 機床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計算切削用量 根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑靠近20mm，刀具材料為硬質合金，背吃刀量0.3mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標準，選出對應的切削速度為。，由機床說明書取轉速為=。相應的切削速度為。 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總時間。 4) 結果圖 3.5.7工序七 半精車四軸的外圓 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：粗車四軸外圓由Φ（由工藝手冊查得尺寸公差及上下偏差為公差平均分配(1+0.5)/3=0.5）到Φ。 機床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計算切削用量 根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑靠近20mm，刀具材料為硬質合金，背吃刀量0.3mm，有工藝手冊查表得。 通過查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標準，選出對應的切削速度為。，由機床說明書取轉速為=。相應的切削速度為。 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總時間。 4) 結果圖 3.5.8工序八 精車四軸外圓 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：粗車四軸外圓由Φ（由工藝手冊查得尺寸公差及上下偏差為公差平均分配(1+0.5)/3=0.5）到。 機床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計算切削用量 根據(jù)加工尺寸確定背吃刀量為，工件直徑靠近17mm，刀具材料為硬質合金，背吃刀量0.2mm，有工藝手冊查表得。通過查表法確定切削速度，根據(jù)從車外圓的切削速度表，并根據(jù)以上得出的切削標準，選出對應的切削速度為。機床轉速，由機床說明書取轉速為=。相應的切削速度為。 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總時間。 4) 結果圖 3.5.9工序九 鉆端面通孔 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：孔的表面粗糙度為，且兩通孔的軸線垂直度要求不大于0.0015。鉆Φ5mm 的孔，深度為80.4mm； 機床選擇：立式鉆床Z518。 刀具選擇：Φ5mm（108）和Φ9.2mm(180)的直柄麻花鉆。 2) 確定切削用量 由材料σ=1018Mpa<0.748Gpa，查表取。 依據(jù)鉆直徑以及進給量查表確定， 計算轉速，車床為無極轉速因此轉速不需修正。 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機動時間。此外，由于本次工序有兩個相同的裝夾，因此本次工序的總機動時間。 由于加工階梯孔的時間很少，所以這里不予計算，可放在輔助時間內加以補充。 4) 完成圖 3.5.10工序十 鉆油杯螺紋孔 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：鉆Φ5mm 的孔，深度為21mm 機床選擇：立式鉆床Z518 刀具選擇：Φ5mm的直柄麻花鉆 2) 確定切削用量 與鉆端面中心通孔的要求基本相同，所以取相同值。 。。。 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工的機動時間。 4) 完成圖 3.5.11工序十一 攻油杯螺紋孔螺紋 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：攻螺紋M6-7H； 機床選擇：立式鉆床Z518。 刀具選擇： M6細柄機用和手用絲錐（GB3463—83） 2) 確定切削用量 查表取，切削速度計算公式： 查表確定各系數(shù)：， 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，機床轉速，刀具切入行程，切出行程。計算得到加工的機動時間。 4) 完成圖 3.5.12工序十二 銑四軸端面槽 1) 加工要求、機床和刀具的選擇 加工要求：要求加工寬為2mm，深度為1.5mm，內表面的粗糙度要求。 機床選擇：臥式銑床 刀具選擇：直徑為2mm的削平型直柄立銑刀 2) 計算切削用量 根據(jù)刀具材料以及加工類型，依據(jù)《機械工藝簡明手冊》查表=0.12mm，。，由機床說明書取。刀具每分鐘進給量為=110.4mm/min. 3) 計算基本時間 工件加工行程，切削速度，刀具切入行程，切出行程。計算得到粗車加工一個端面的機動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，因此本次工序的總機動時間。 4) 完成圖 3.5.13工序十三 滲碳淬火 滲碳深度嚴格控制為1.2～1.5，淬火硬度為HRC58～64心部硬度HRC28～43，噴丸處理。 3.5.14工序十四 精磨四軸端面 1) 加工要求、機床和磨輪的選擇 加工要求：磨削端面加工至 機床選擇：平面磨床MM7112。 磨輪選擇：確定砂輪材料為白剛玉，粒度為46，粘結劑為陶瓷的平型砂輪，砂輪直徑d=250mm,厚度h=6mm。 2) 確定切削用量 由加工要求確定。 3) 完成圖 3.5.15工序十五 精磨四軸外圓 1) 加工要求、機床和磨輪的選擇 加工要求：磨削外圓加工至Φ 機床選擇：外圓磨床。 磨輪選擇：確定砂輪材料為白剛玉，粒度為46，粘結劑為陶瓷的平型砂輪，砂輪直徑d=250mm,厚度h=6mm。 2) 確定切削用量 由加工要求確定。 3) 完成圖 3.5.16最終檢驗 檢驗零件成品的的各項要求是否符合，零件圖的尺寸要求。 四 設計小結 為期兩周的夾具課程設計已經接近尾聲，回顧整個過程，我在老師的指導下，取得了可喜的成績，在此對老師致以衷心的謝意！ 課程設計作為《機械制造工藝學》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產實習中的感性認識。 本次課程設計主要經歷了兩個階段：第一階段是零件分析，第二階段是機械加工工藝規(guī)程設計。第一階段我們運用了幾何尺寸，公差配合等知識；第二階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟，學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備。 總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請批閱老師批評指正！ 五 參考文獻 1、《機械制造工藝學課程設計指導書》，哈爾濱工業(yè)大學，主編趙家齊 2、《機械制造工藝設計簡明手冊》，哈爾濱工業(yè)大學，主編李益民 3、《機械制造工藝學》，清華大學出版社，主編王先逵 4、《互換性與測量技術基礎》，華中科技大學出版社，主編李軍