十字接头加工工艺及钻孔夹具设计论文

摘 要 十字接头已经广泛被用到各个技术领域，随着技术的不断进步，生 产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。这就要求企业提高生 产率，提高利用率。减少浪费降低成本。 在十字接头越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。特别是近年 来与微电子、计算机技术相结合后，使十字接头进入了一个新的发展阶 段。 为适应机械设备的要求，十字接头的设计要求和技术领域的拓展还需要 不断的更新。 关键词：十字接头 . 自动化 . 技术领域 in of as of a of to to in in a of to of is to 目 录 绪 论 . 1 一、十字接头零件的工艺分析 . 2 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸 . 3 三、选择加工方法，制定工艺路线 . 3 1、定位基准的选择 . 3 2、零件表面加工方法的选 择 . 3 3、制定工艺路线 . 3 四、工序设计 . 4 1、选择加工设备与工艺装备 . 4 2、确定工序尺寸 . 5 五、确定切削用量及基本工时 . 5 1、工序切削用量及基本时间的确定 . 5 2、半精车 20 螺纹面的切削用量及基本时间 . 7 3、精车 20螺纹面的切削用量及基本时间 . 7 4、确定 . 7 5、确定钻 8 通孔的切削用量及基本时间 . 9 6、确定 1:10锥面的切削用量及基本时间 . 10 六、夹具设计 . 11 七、参考文献 . 12 绪 论 十字接头已经广泛被应用到各个技术领域，随着技术的不断进步，生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。这就要求企业提高生产率、提高利用率、减少浪费降低成本。在十字接头越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。特别是近年来与微电子、计算机技术结合后，使十字接头进入了一个新的发展阶段，为适应机械设备的要求，十字接头的设计要求和技术领域的拓展还需要不断的更新目前国的十字接头 市场在逐渐增长，经过金融风暴的冲击，有不少的企业倒闭了，但陆续的又有一些新的力量加入进来，目前很多企业通过不断地学习和战略规划改革，已经占据了市场不少的份额，但在企业发展中还是凸显了一些问题，如果得不到好的处理将严重影响企业的发展和行业的进步，很多企业在改革中也开始注意根据自身条件准确定位，悬着合理的发展模式，但特色产品和服务的比重还不够大，转型剫还不够快，说明紧迫感不强，没有摆脱传统体制的影响，还应加快改革的步伐。 在市场经济竞争中，企业是竞争的主体，它必须为自身的生存和发展负责。所以，当前我国市场的发展， 不能满足制造业的需要，首先要从企业本身找原因，想出解决的办法。但另一方面，必须看到，我国市场经济的发展历史还需要一段漫长的开拓，市场运作上还有很多不规范不完善的地方，影响了企业的健康发展，有时这种影响还十分严重。必须要政、企沟通，取得共识，由政府出面来解决。例如，多年来阻碍刀具工业健康发展的劣质低价产品恶性竞争和不公平的 投资 导向。这两大问题，都和政府的政策有直接的关系。相信在未来五年内 十字接头 行业将迎来其高速发展时期，行业 也将 面临着由低端产品向高端产品过渡的时期。 “十二五 ”期间我国刀具行业将呈现群雄逐鹿激烈 竞争之态。国企重组，外资入驻，由于管理不善破产倒闭再所难免。面对这严峻的考验广大企业应时刻保持警惕。改革才能 使 市场的发展步伐得到加快。 一、十字接头零件的工艺分析 1、零件的作用 ： 十字接头为液压系统中常用的一种元件，主要用于连接液压管路之间的压力传动，所以对外形尺寸、形位公差要求不高，主要注意抗压、密封、接口锥度的问题。 2、零件的图样分析 （ 1）十字接头的内孔端部都有相同的 1:10 锥孔。用 1:10锥度塞规检查锥孔时，其接触面不少于 85%。 （ 2）十字 接头的四个外螺纹均为细牙螺纹 （ 3)十字接头 8 3、基面的选择 由于十字接头一般都是软管的接头所以对形位公差要求不高，所以每次装夹 时只需以当前加工面的外圆定心，在保证螺纹长度的前提下光端面。 如零件图所示该零件主要加工表面及技术要求分析如下 :它的所有表面均需要切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。径向和轴向两轴线互成 90垂直分布 ，其设计基准分别是两孔的轴线，加工不 成问题，零件的工艺性较好。 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸 零件材料选择 虑到液压元件所需的抗压、密封等要求，在中小批量的生产过程中一般采用锻造成型，锻造精度为 2级，保证铸件的外形尺寸要求，减少后期加工工序。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： （ 1） 牙螺纹，需要粗车、精车外圆，以及螺纹加工，所以毛坯尺寸定为 25。 (2）接头的四个端面，为保证螺纹长度，每端留余量 三、选择加工方法，制定工艺路线 1、定位基准的选择 本零件是带孔的十字接头，孔是其设计基准（也是装配基准和测量基 准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则，具体而言，即选 8孔及一端面做基准。 2、零件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有外圆、内孔、端面及螺纹等。以公差等级和表面粗糙要求，参考机械制造技术基础课程设计指南有关资料，其加工方法如下： (1) 20纹面，为未标注公差尺寸，根据 定其公差等级按 面粗糙度 进行粗车半精车精车（机械制造技术基础课程设计指南表 5 （ 2） 16未标注表面粗糙度，采用粗车 （ 3） 20面粗糙度 用粗车。 （ 4）钻 8差等级按 面粗糙度为 （ 5）车 1:10圆锥面，公差等级按 面粗糙度 用粗车半精车。 （ 6）车 纹。 3、制定工艺路线 工序：粗车 20 16 工序：粗车 20 工序：半精车，精车 20 工序：钻 8 工序：车 1:10 锥 面。 工序：车 工序：终检。 四、工序设计 1、选择加工设备与工艺装备 （ 1）选择机床，根据不同工序选择机床 工序、为粗车、半精车和精车。 工序的工步数不多，故选用卧式车床就能满足要求 各参看机械制造工艺设计简明手册选用 械制造技术基础课程设计指南表 5 工序为 钻 8选择选择 式钻床。 （ 2）选择夹具 本零件除钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。车床工序选 用三爪自定心卡盘。 （ 3）刀具选择，根据不同的工序选择刀具 在车床上加工的工序一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢制零件采用 加工用 精加工用， 槽加工宜选用高速钢，车螺纹选用螺纹车刀。 钻 8用 8高速钢锥柄标准麻花钻。 （ 4）选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量选择通用量具。根据表面的粗糙度要求、尺寸和形状特点，参考机械制造技术基础课程设计指南有关资料，选择如下： 选择各外圆加工面的量具。本零件各外圆加工面的量具见表 1。 表 1 外圆加工面所用量具 /序 加工面尺寸 尺寸公差 量具 20书值 量范围 0 16书值 量范围 0 20书值 量范围 0选择加工孔用量具。 钻 8据机械制造技术基础课程设计指南表 5量范围为 5 加工轴向尺寸所需量具。加工 20圆端面，可选择读值为 8游标卡尺。 2、确定工序尺寸 （ 1）确定外圆工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表 2。 表 2 圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度 /工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 /m 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 20 - - 16 - - - (2)确定各加工表面的工序加工余量。本零件各端面的工序加工余量见表 4。 表 4 各端面的工序加工余量 /工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 1 2 2 2 21=、确定切削用量及基本工时 1、工序切削用量及基本时间的确定 （ 1）切削用量，本工序为粗车。机床 为 件装卡在三爪自定心卡盘中 确定粗车 20圆的切削用量。所 选用道具为 据机械制造技术基础课程设计指南表 2心高度 200选刀杠尺寸 B H=1625片厚度为 择车刀几何形状为卷屑槽道棱型前刀面，前角 0=10、后角 0=8、主偏角 90，副偏角 10、刀尖角圆弧半径 倾角 1确定背吃刀量 粗车双边余量为 Z=4然 单边余量，4 222p za m m 2确定进给量：根据机械制造工艺设计简明手册表 取横向进量 。 3确定切削速度：根据机械设计制造技术基础课程设计指南表 2车削外圆时速度计算公式：a f 其中： 342, m=正系数 切削手册 则 ： 60 3 42 08 0m/计算基本工序时：按机械设计制造技术基础课程设计指南工序时间间计算公式：1 2 3i L l l l ， 式中：120 . 8 2 0 9 6 0 / m i nf m m l m m l m m n r 、 、 、 12 1 5 2 0 2 0 . 1 m i 8 9 6 0j l l lT 确定粗车 161 确定背吃刀量：粗车外圆，加工余量为 5+次走刀：8 4pa m m 。 2确定进给量：根据机械制造工艺设计简明手册表 取横向进量 。 3确定切削速度：根据机械设计制造技术基础课程设计指南表 2a f式中： 1 5 8 0 . 1 5 0 . 4 0 . 2 0 . 8 5 6 0 m i nv v v vC x y m k T 、 、 、 、 、则：0 . 2 0 . 1 5 0 . 4158 0 . 8 5 5 9 / m i 2 . 1 5 0 . 7 6 , 1 0 0 0 1 0 0 0 5 9 4 1 7 / m i 1 4 1 6 按 械制造工艺设计简明手册表 2选择机床转速420 / 则实际切削速度： 3 . 1 4 4 5 4 2 0 5 9 . 3 / m i 0 0 1 0 0 0c 4计算基本工序时： 按机械设计制造技术基础课程设计指南工序时间计算公式：1 2 3i L l l l ， 式中：120 . 5 2 - 3 0 4 2 0 / m i nf m m l m m l n r 、 、 、 1 0 2l m m i、 则： 12 1 0 - 2 2 0 . 0 7 m i n 50 . 5 2 4 2 0jl l 2、半精车 20螺纹面 的切削用量及基本时间 1 确定背吃刀量：半精车外圆，加工余量为 一次走刀： 。 2确定进给量：根据机械制造工艺设计简明手册表 4取横向进量 。 3确定切削速度：根据机械设计制造技术基础课程设计指南表 2算公式：a f式中： 1 5 8 0 . 1 5 0 . 4 0 . 2 0 . 8 5 6 0 m i nv v v vC x y m k T 、 、 、 、 、则：0 . 2 0 . 1 5 0 . 4158 0 . 8 5 9 7 / m i 1 . 1 0 . 2 8 , 1 0 0 0 1 0 0 0 9 7 3 0 9 / m i 1 4 1 0 0 按 械制造工艺设计简明手册表 2选择机床转速322 / 则实际切削速度： 3 . 1 4 1 0 0 3 2 2 1 0 1 / m i 0 0 1 0 0 0c 4计算基本工序时： 按机械设计制造技术基础课程设计指南工序时间计算公式：1 2 3i L l l l ， 式中：1 2 30 . 2 8 3 3 0 3 2 2 / m i nf m m l m m l m m l n r 、 、 、 、 92l mm i、 则：12 9 3 3 2 0 . 3 3 m i n 1 9 . 80 . 2 8 3 2 2j l l 。 3、精车 20螺纹面 的切削用量及基本时间 1确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为 次走刀： 2确定进给量：根据机械制造工艺设计简明手册表 4取横向进量 。 3 确定切削速度：根据机械设计制造技术基础课程设计指南表 2a f其中：42, m=正系数 切削手册 所以：60 342 5m/ 1 0 0 0 1 0 0 0 4 5 7 1 6 / m i 1 4 2 0vn d 按 械制造工艺设计简明手册表 2选择机床转速715 / 则实际切削速度： 3 . 1 4 2 0 7 5 0 4 7 . 9 8 / m i 0 0 1 0 0 0c 4计算基本工序时： 按机械设计制造技术基础课程设计指南工序时间计算公式：1 2 3i L l l l ， 式中：120 . 4 2 0 7 5 0 / m i nf m m l m m l n r 、 、 、 1 5 2l m m i、 则：12 1 5 2 2 0 . 1 1 m i n 6 . 60 . 4 7 5 0j l l 。 4、确定 纹的切削用量 及基本时间 1确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为 次走刀： 2确定进给量：根据机械制 造工艺设计简明手册表 4取横向进量 。 3 确定切削速度：根据机械设计制造技术基础课程设计指南表 2a f其中：42, m=修正系数削手册 则： 60 342 0m/确定机床主轴转速： 由机床主轴转速计算公式： ，可得 m 0 0 020 601 0 0 0 与1000r/60r/选取60r/以实际切削速度 ： 1000 m 6020 。 5计算基本工序时： 按机械设计制造技术基础课程设计指南工序时间计算公式：1 2 3i L l l l ， 式中：120 . 6 2 0 9 6 0 / m i nf m m l m m l n r 、 、 、 2 0 2l m i、 则：12 2 0 2 2 0 . 6 m i n 3 60 . 6 9 6 0j l l 。 5、确定钻 8 通孔的切削用量 及基本时间 1确定背吃刀量： 8 422p Da m m 。 2确定进给量： 根据参考文献表 2钢的 00， 0 时， 。由于本零件在加工 孔时属于低刚度零 件，故进给量应乘以系数 ： 根据 取 3确定切削速度：查机械设计制造技术基础课程设计技术指南表 20 a f式中 6 . 6 0 . 4 0 0 . 5 0 . 2v v v vC x y m 、 z 、 、 、 45 、 则 ： 0 . 40 . 2 0 0 . 56 . 6 8 0 . 6 2 1 8 / m i 4 0 . 2 5 ， 1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 7 1 6 / m i 1 4 8 根据 680 / ， 实际的切削速度为： m 00 68081 0 00 。 4基本时间：按机械制造工艺设计简明手册工序时计算 公式： 12j l l fn 其中： 129 0 c o t ( 1 2 ) 1 1 02Dl m m l m m l 、 、。 则： 12 9 0 1 0 3 0 . 6 1 m i 0 0 . 2 5j l l f n f n 6、确定 1:10锥面切削用量 及基本时间 1确定背吃刀量 加工余量为 次走刀： 2确定进给量：根据机械制 造工艺设计简明手册表 4取横向进量 。 3 确定切削速度：根据机械设计制造技术基础课程设计指南表 2a f 其中：42, m=修正系数削手册 则 : 60 342 5m/确定机床主轴转速 根据机床主轴转速计算公式： ，可得 m 09 451 0 0 0 与 近的机床转速为 960r/选取60r/以实际切削速度 ：000 m 6020 m。 5计算基本工序时： 按机械设计制造技术基础课程设计指南工序时间计算公式：1 2 3i L l l l ， 式中：120 . 4 2 0 9 6 0 / m i nf m m l m m l n r 、 、 、 1 0 2l m m i、 则：12 1 0 2 2 0 . 0 7 m i n 4 . 20 . 6 9 6 0j l l 。 六、夹具设计 本夹具是工序 用 8高速钢锥柄标准麻花钻加工 8夹具将用于 设计的夹具装配图、工序图及夹具体零件图见相关图纸。有关说明如下。 1、定位方案：工件以 160外圆为定位基准，采用 中定位套限制了 ， 四个方向自由度， 轴负方向的自由度，共限制了五个自由度。 2、加紧机构：运用手动加紧即可满足要求。采用螺旋压板联动夹板机构，通过拧紧加紧螺母使压板加紧工件，实现加紧，有效的提高了工作效率。手动螺旋加紧是可靠的，可免去夹紧力计算。 3、对刀装置： 采用固定钻套对高速麻花钻刀具进行引导，通过钻套可保证所加工的孔的位置，这样便不受工件转位的影响。 4、夹具与机床的连接元件： 采用四个标准螺栓 5782定在底面的四个孔中，用于确定钻床刀具相对于工件大的位置及机床进给的方向，并能保证与机床工作台 5、夹具体：工 件的夹紧元件和定位元件由圆柱销连接固定在底座上。 6、使用说明：安装工件时先松开夹紧螺母，将工件放入定位套里，水平的部分放在 后将另一个定位套套在工件上，然后拧紧加紧螺。 7、结构特点：该夹具体结构简单，操作方便，夹具上装有固定钻套，可使夹具在一批零件加工之前很好的对刀。 七、参考文献 1、濮良贵，纪名刚 . 机械设计（第七版） . 高等教育出版社 ,2001 2、崇凯 . 机械制造技术基础课程指南 . 化学工业出版社， 2006 3、关慧贞，冯辛安 . 机械制造 装备设计 . 机械工业出版社， 2009 4、于骏一，邹青 . 机械制造技术基础 . 机械工业出版社， 2009 5、宋子康，蔡文安 . 材料力学 . 同济大学出版社， 1997 6、 王昆，何