十字头滑套加工工艺及铣腰部切平面夹具设计【5张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业科之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程设计的一次深入的综合性的连接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的低位。
就我个人而言，希望通过这次课程设计对自己的未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
一、零件的分析
（一）零件的作用
题目所给定的零件是十字头滑套，十字头滑套位于轴的端部，连接轴与下一级的传动部件，起到传递扭矩与动力的作用。

（二）零件的工艺分析
十字头滑套共有两个加工表面，现分述如下：
1、φ190mm内止口为中心的加工表面。
这一组加工表面包括：φ190mm定位内止口、φ190mm定位凸台，φ180mm内孔，φ335mm、φ320mm的外圆表面，左右两端各14个φ14mm的孔。
2、M6为中心的加工表面。
这一组加工表面包括：8个M6的螺孔。
加工表面的位置要求：
 1）φ190mm定位凸台与φ180mm滑道孔同轴度公差为φ0.05mm。
2）φ190mm定位内止口与φ180mm滑道孔同轴度公差为φ0.05mm。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。1）划线工序 (序6)主要是为了照顾铸件的壁厚均匀，兼顾各部分的加工量，减少铸件的废品率。
    2）φ180mm内孔，中间部分，由两段圆弧组成，而内孔表面粗糙度要求又较高(Ra1.6μm)，在加工中会出现很长一段断续切削，所以在加工时，应注意切削用量的选择及合理的选用刀具的几何角度。
 零件三维图形
二、工艺规程设计
（一）、零件毛坯的制造形式
    零件为40Cr锻件。由于零件年产量大。已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成型。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。
确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。
（二）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、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的话还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

1、粗基准的选择
对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，应以两端的外圆表面作为基准，现定以φ335mm外表面为粗基准，利用止口盘定位，螺栓压板夹紧，达到定位要求。
2、精基准的选择
精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
（三） 制订工艺路线
制订工艺路线的出发点，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得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。
 1.工艺路线方案一
 工序Ⅰ 铸造。
 工序Ⅱ 时效处理。
 工序Ⅲ 平 335 端面，见光
工序Ⅳ 平另一端面。
工序Ⅴ 铣上平面。
工序Ⅵ 铣下平面。
 工序Ⅶ 钻上平面孔。
 工序Ⅷ 钻下平面孔。
 工序Ⅸ 以下平面和端面定位镗 180 的孔和 190 的止口。
 工序Ⅹ。镗 190 偏差为-0.1 的外圆
工序 XI 钻 335 面上的 14- 22 孔。
工序 XII 钻 320 面上的 14- 22 的孔
工序 XIIi 去毛刺 工序
XIIII 质检，入库
2.工艺路线方案二
工序Ⅰ 铸造。
工序Ⅱ 时效处理。
工序Ⅲ 平 335 端面，见光 工序Ⅳ 平另一端面。
工序Ⅴ 铣上平面。
工序Ⅵ 铣下平面。
 工序Ⅶ 钻上平面孔。
工序Ⅷ 钻下平面孔。
工序Ⅸ 以下平面和端面定位镗 180 的孔和 190 的止口。
工序Ⅹ。镗 190 偏差为-0.1 的外圆 工序 XI 钻 335 面上的 14- 22 孔。
 工序 XII 钻 320 面上的 14- 22 的孔
工序 XIIi 去毛刺 工序
XIIII 质检，入库
工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先上下面，再以下面为基准镗孔；方案二是先镗孔在加工上下表面。两相比较可以看出，方案一可以避免加工上定位精准和设计基准不重和的问题，从而保证了止口和内孔的同轴度，而方案而不能，所以选用方案一作为零件的加工工序。
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“十字头滑套”零件材料为HT200，生产类型为大批生产，可采用砂型铸造形成毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1、外圆表面（φ335mm及φ320mm）
根据技术要求及为简化毛坯的外形，两端外圆的直径余量取2Z=3mm，即直接取两端外圆表面直径为φ338mm、φ323mm。
2、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（350mm）
考虑加工工艺的需要，切削两端面时各留5mm。
3、内孔（φ180mm）
根据内孔的精度要求，参照《工艺手册》确定工序尺寸及余量为：
粗车孔：φ175mm
精车孔：φ180 mm            2Z=5mm
4、内止口（φ190mm×5mm内止口）、凸台（φ190mm×5mm）
    加工内止口和凸台时，各留加工余量5mm。
由于毛坯尺寸及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大及最小之分。
由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以规定。

（五）确定切削用量及基本工时
工序1：车削外圆、端面、凸台及内孔。本工序采用计算法确定切削用量。
1、加工条件
工件材料：HT200
加工要求：车右端φ320mm外圆，粗车端面及φ190mm凸台，粗车内孔φ180mm。
机床：CA6140卧式机床。
刀具：刀片材料为硬质合金，刀杆尺寸为16x25mm,Kr=450,rs=00,
rE =2mm。
2、计算切削用量
（1）粗车右端面
1）确定端面加工余量：考虑凸台的影响，取毛坯长度的加工余量为：Zmax=5mm,分两次加工，ap=2.5mm，按ap=3mm计。
2）确定进给量f：经查表《切削手册》（表2.23）可知，当刀杆尺寸为16x25mm，ap≦3mm以及工件直径为323mm时，
             f=0.8～1.2mm/r
按CA6140车床说明书取f=0.81mm/r（表3.9）。
3）计算切削速度：硬质合金车刀切削灰铸铁的平均切削速度为1.17m/s，即uc=70.2m/min。
4）确定机床主轴转速:
ns =1000uc/∏dw=(1000x70.2)/ ∏x323≈69r/min
按机床说明书，与69 r/min相近的机床转速为63 r/min、80 r/min。现选取80 r/min。所以实际切削速度为99.39m/min。
5)计算切削工时：
  l=(323-40)/2=141.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0
tm=i(l+ l1+ l2+ l3)/ nwf=2x(141.5+2)/(100x0.8)=3.5875min
(2)粗车φ320mm外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。
1）背吃刀量：单边余量Z=1.5mm,可一次切除。
2）进给量：根据《切削手册》选用f=0.8mm/r。
3）计算切削速度：见《切削手册》