萬向節(jié)十字軸端面槽加工及夾具設(shè)計(jì)【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(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單 機(jī)電及自動化學(xué)院 機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)課題： 萬向節(jié)十字軸 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 指導(dǎo)老師： 完成時間： 目 錄 一 設(shè)計(jì)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(zhǔn)選擇分析 2 2.2.1以毛坯四個軸頸為粗基準(zhǔn)的加工表面 2 2.2.2以軸向中心孔為精基準(zhǔn)的加工表面 2 2.2.3以軸頸為精加工基準(zhǔn)的加工表面 2 三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 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(zhǔn)的選擇 3 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 3 3.3制定工藝路線。 4 3.4機(jī)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(yàn)毛坯 5 3.5.2工序二 正火處理 6 3.5.3工序三 檢驗(yàn)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(yàn) 20 四 設(shè)計(jì)小結(jié) 21 五 參考文獻(xiàn) 22 22 一 設(shè)計(jì)目的 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)習(xí)《機(jī)械制造工藝學(xué)》理論課程以后，并經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得一定的感性知識后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會綜合運(yùn)用以前所學(xué)知識的能力，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1) 能熟練的運(yùn)用《機(jī)械制造工藝學(xué)》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(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2) 課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(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。 3) 此次課程設(shè)計(jì)增強(qiáng)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(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零件，起傳遞動力的作用，承受較大載荷，故毛坯采用強(qiáng)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(zhǔn)選擇分析 2.2.1以毛坯四個軸頸為粗基準(zhǔn)的加工表面 以四個軸頸為基準(zhǔn)的加工軸向中心孔和車軸端面的安排，這是因?yàn)樗膫€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(dǎo)致廢品產(chǎn)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(zhǔn)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(fù)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(zhǔn)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(zhǔn)的磨削加工。 三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 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(jīng)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(chǎn)性質(zhì)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(shè)計(jì)中占有很重要的位置，關(guān)系到能否保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。基面選擇合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高; 否則，最直接的后果是無法保證加工質(zhì)量，造成零件大批報廢，浪費(fèi)原材料和勞動力以及能源，降低生產(chǎn)效率。 3.2.1粗基準(zhǔn)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(dǎo)致廢品產(chǎn)生，同時選擇外圓面作為粗基準(zhǔn)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(zhǔn)粗車軸端面比較合理。 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 以粗加工后的四個軸頸作為加工中心孔的精基準(zhǔn) 以中心孔作為加工四個軸頸的外圓的精基準(zhǔn) 以四個軸頸的外圓作為加工四軸端面的精基準(zhǔn)。 3.3制定工藝路線。 工序路線方案 工序1 檢驗(yàn)毛坯 工序2 正火處理 工序3檢驗(yàn)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(diào)質(zhì)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(jī)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(chǎn)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(yīng)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(fù)雜度為S2，材質(zhì)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(nèi)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(yàn)毛坯 1) 工序要求 主要是檢驗(yàn)毛坯是否的尺寸時候符合要求，另外零件的表面加工質(zhì)量也是主要的檢驗(yàn)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(jìn)行處理，降低毛坯的硬度，以提高加工質(zhì)量和加工效率。 3.5.3工序三 檢驗(yàn)是否有損傷 毛坯經(jīng)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(nèi)部的應(yīng)力也有可能在受熱的情況下使得工件產(chǎn)生裂紋，此步驟中的檢驗(yàn)主要是檢驗(yàn)經(jīng)過正火后的零件是否滿足所計(jì)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(jī)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(jī)床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 1) 計(jì)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。轉(zhuǎn)換成機(jī)床的轉(zhuǎn)速為，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為。相應(yīng)的實(shí)際切削速度為。 2) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到加工一個的機(jī)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(jī)動時間。 3) 結(jié)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(jī)床和刀具的選擇 加工表面的粗糙度要求為 機(jī)床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：選擇A型不帶護(hù)錐的中心鉆（GB6078—85） 2) 計(jì)算切削用量 中心孔的表面粗糙度要求為，所以進(jìn)給速度選擇為。主軸轉(zhuǎn)速選擇為 3) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到加工一個的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，總機(jī)動時間。 B. 粗車四軸外圓 1) 加工要求、機(jī)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(jī)床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計(jì)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為，，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。應(yīng)的轉(zhuǎn)速為 3) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到加工一個的機(jī)動時間。此外，由于本次工序有四個相同的裝夾，總機(jī)動時間。本次工序的總機(jī)動時間為(28+22.24=50.24)s。 4) 結(jié)果圖 3.5.6工序六 半精車四軸端面 1) 加工要求、機(jī)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(jī)床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計(jì)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。相應(yīng)的切削速度為。 3) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到粗車加工一個端面的機(jī)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(jié)果圖 3.5.7工序七 半精車四軸的外圓 1) 加工要求、機(jī)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(jī)床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計(jì)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。相應(yīng)的切削速度為。 3) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到粗車加工一個端面的機(jī)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(jié)果圖 3.5.8工序八 精車四軸外圓 1) 加工要求、機(jī)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(jī)床選擇：臥式車床C6201-1 刀具選擇：YT5外圓車刀 2) 計(jì)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)，選出對應(yīng)的切削速度為。機(jī)床轉(zhuǎn)速，由機(jī)床說明書取轉(zhuǎn)速為=。相應(yīng)的切削速度為。 3) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到粗車加工一個端面的機(jī)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(jié)果圖 3.5.9工序九 鉆端面通孔 1) 加工要求、機(jī)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(jī)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(jìn)給量查表確定， 計(jì)算轉(zhuǎn)速，車床為無極轉(zhuǎn)速因此轉(zhuǎn)速不需修正。 3) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到粗車加工一個端面的機(jī)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(jī)動時間。 由于加工階梯孔的時間很少，所以這里不予計(jì)算，可放在輔助時間內(nèi)加以補(bǔ)充。 4) 完成圖 3.5.10工序十 鉆油杯螺紋孔 1) 加工要求、機(jī)床和刀具的選擇 加工要求：鉆Φ5mm 的孔，深度為21mm 機(jī)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(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到加工的機(jī)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(jī)床和刀具的選擇 加工要求：攻螺紋M6-7H； 機(jī)床選擇：立式鉆床Z518。 刀具選擇： M6細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐（GB3463—83） 2) 確定切削用量 查表取，切削速度計(jì)算公式： 查表確定各系數(shù)：， 3) 計(jì)算基本時間 工件加工行程，切削速度，機(jī)床轉(zhuǎn)速，刀具切入行程，切出行程。計(jì)算得到加工的機(jī)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(jī)床和刀具的選擇 加工要求：要求加工寬為2mm，深度為1.5mm，內(nèi)表面的粗糙度要求。 機(jī)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(jì)算切削用量 根據(jù)刀具材料以及加工類型，依據(jù)《機(jī)械工藝簡明手冊》查表=0.12mm，。，由機(jī)床說明書取。刀具每分鐘進(jìn)給量為=110.4mm/min. 3) 計(jì)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(jì)算得到粗車加工一個端面的機(jī)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(jī)動時間。 4) 完成圖 3.5.13工序十三 滲碳淬火 滲碳深度嚴(yán)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(jī)床和磨輪的選擇 加工要求：磨削端面加工至 機(jī)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(jié)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(jī)床和磨輪的選擇 加工要求：磨削外圓加工至Φ 機(jī)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(jié)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(yàn) 檢驗(yàn)零件成品的的各項(xiàng)要求是否符合，零件圖的尺寸要求。 四 設(shè)計(jì)小結(jié) 為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，在此對老師致以衷心的謝意！ 課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是零件分析，第二階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了幾何尺寸，公差配合等知識；第二階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時間定額計(jì)算等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。 通過此次設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)的方法和步驟，學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備。 總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請批閱老師批評指正！ 五 參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，主編趙家齊 2、《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，主編李益民 3、《機(jī)械制造工藝學(xué)》，清華大學(xué)出版社，主編王先逵 4、《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》，華中科技大學(xué)出版社，主編李軍