【工装夹具类】传动轴突缘叉加工工艺及镗39孔夹具设计【CAD图纸和说明书】
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【工装夹具类】传动轴突缘叉加工工艺及镗39孔夹具设计【CAD图纸和说明书】,工装,夹具,传动,轴突,加工,工艺,39,设计,cad,图纸,以及,说明书,仿单
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机械制造技术基础 课 程设计说明书 题目 ： 动轴突缘叉的机械加工工艺规程制订及 钻四孔 工序专用夹具的设计 姓 名 ： 刘磊 专业年级 ： 2010级机械设计制造及其自动化 2班 院 系 ： 职 业 教 育 学 院 指导老师 ： 冯 涛 完成日期 ： 2 目 录 序言 3 一、 零件的分析 4 4 艺 分析 4 二、 工艺规 程 设计 5 定毛坯的制造形式 5 择 5 艺 路 线 5 线 方案一 5 线 方案二 6 案的比 较 与分析 6 序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 基本工 时 9 三 设计 19 出 19 设计 19 择 20 紧 力 计 算 20 差分析 21 设计 及操作的 简要说 明 21 四 献 21 五 22 3 序 言 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课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 。 因此 ， 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己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“四化”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导。 一 、零件的分析 1 1 零件的作用 题 目所 给 的零件是解放牌汽 车 底 盘传动轴 上的突 缘 叉，它位于 传动轴 的端部。主要作用是 传递 扭矩，使汽 车获 得前 进 的 动 力。零件的 两个 叉 头 部位上 有两个 39 的孔，用以与 轴 与十字 轴相连 ， 起联轴节 的作用。 1 2 零件的 工艺 分析 动轴 上的突 缘叉共有两处 加工表 面，其 间 有一定位置要求，分述如下： 1. 以 39 为 中心的加工表面 这 一 组 加工表面包括： 39 的孔及其倒角，尺寸 为 118的与 两个 孔 相垂直的平面 ，还 有在平面上的 4个 孔。其中，主要加中表 面为 的 两个 孔。 2. 以 95 为 中心的止口表面 这 一 组 加工表面包括： 95 0 止口外 圆环表 面，及其上下 两个 端面。 这两组 表面有一定的位置度要求： 39 两 孔的同 圆 度公差 为 4 39 两 孔端面与 39 两 孔中心 联线 的垂直度公差 为 39 两 孔中心 联线 与 95 0 止口端面的平行度公差 为 39 两 孔端面与 95 0 止口端面基准中心的 对称 度 为 由上面分析可知，加工 时应 先加工一 组 表面，再以 这组 加工后表 面为基 准加工另外一 组 。 二 、 工艺规 程 设计 2 1 确定毛坯的制造形式 零件材料 为 45 钢 。考 虑 到汽 车 在 运 行中要 经 常加速及正、反行 驶 ，零件在汽 车 行 驶过 程中 经 常承受交 变载 荷及 冲击 性 载 荷，因此 应该选用锻 件，以使金属纤维尽 量不被 切断 ，保 证 零件工作可靠。由于零件年 产 量 为 5000 件，已 达 大批生 产 的水平，而且零件的 轮 廓尺寸不大，故可采用模 锻 成型。 这有利 提高生产 率、保 证 加工精度。 2 2 基面的 选择 基面 选择是 工 艺规 程 设计 中的重要工作之一。基面 选择得 正确与合理可以使加工 质 量得到保 证 ，生 产 率得以提高。否 则 ，加 工工艺过 程中回 问题 百出，更有甚者 ，还会 造成零件的大 批报废 ，是生 产无 法正常 进 行。 2 2 1 粗基准的 选择 。根据保 证 加工表面加工余量合理分配的 原则 ，如果要求保 证 工作某重要表面加工余量均 匀时 ， 应选择该 表面的毛坯面作 为 粗基准， 现选 取叉口作 为 粗基准，利用一 圆环 支承 这两个 叉耳作主要定位面，限制5个 自由度，再以一定位 销 限制剩下的 1个 自由度 ，达 到完全定位 ,然后 进 行 铣削。 2 2 2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， 这 在以 后还 要 专门计 算，此 处不再重 复。 2 3 制定 工艺 路 线 制定 工艺 路 线 得出 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 要求能得到合理的保 证 ,在生 产纲领 已确定的情 况 下 ,可以 考 虑 采用万能性机床配以 专用 工卡具 ,并 尽 量使工序集中 来 提高生 产 率。除此之外 ，还应当 考 虑经济 效果，以便使生 产 成本 尽 量下降。 线 方案一 工序一 粗 铣 39孔外端面 工序二 粗 车 95 止口三 个 面及其倒角 5 工序三 钻四个 孔 16工序四 钻 39孔 工序五 扩 39孔及倒角 工序六 精 车 95 止口三 个 面及其倒角 工序七 精、 细镗孔 39 及其倒角 工序八 磨 39 孔上 两 端面 工序九 钻螺纹 底孔 4序十 攻螺 纹 4序十一 去毛刺 工序十二 清洗 工序十三 终检 线 方案二 工序一 粗、精 车 95 止口三 个 面及其倒角 工序二 粗 铣 39孔外端面 工序三 钻四个 孔 16工序四 钻 4个 孔 工序五 攻螺 纹 4序六 钻 39孔 工序七 扩 39孔及倒角 工序八 精、 细镗孔 39 及其倒角 工序九 磨 39 耳孔上 两 端面 工序十 去毛刺 工序十一 清洗 工序十二 终检 案的比 较 与分析 上述 两个工艺 方案的特 点 在于：方案一是先加 39 孔上 两 端面；而方案二则是 先加工 95 止口三 个 面及其倒角。 两 比 较 可以看出，先加工 39 孔上 两端面，是以止口平面的 内 孔及平 面为定 位的，能 够 保 证 工作某重要表面加工余量均 匀 ，保 证对称 度、平行度要求，且定位及 装夹 都比 较 方便。再之，方案二钻 螺 纹 孔在 钻 39 孔之前，很容易受到 钻 大孔 时 的作用力而 变形 。 综 合考 虑 以上步 骤 ，最后的加工路 线确定如 下 : 工序一 粗 铣 39 两 孔上 两 端面 ,以止口平面和 39两 孔外表面定位 ,选用 铣 床加工。 工序二 粗 车 95 止口三 个 面及其倒角 , 以 39 两 孔上 两 端面及其 选用 工序三 钻法兰盘四个 孔 16 选用 床及 专用夹 具加 6 工，以止口定位。 工序四 钻 孔 39 ，以止口定位， 选用选用 式 钻 床及 专用夹具加工。 工序五 扩孔 39 及其倒角，以止口定位， 选用选用 式 钻 床及 专 用 夹 具加工。 工序六 精 车 95 止口三 个 面， 以 39 两 孔及其外端面 定位 ,选用 工序七 精、 细镗孔 39 及其倒角，以止口定位， 选用 卧 式金 刚镗 床及 专用夹 具加工。 工序八 磨 39孔外端面。 工序九 钻 叉部 4 个 螺 纹 底孔并倒角， 选用 式 钻 床及 专用夹 具加工，以止口定位。 工序十 攻螺 纹 4 工序十一 去毛刺。 工序十二 清洗。 工序十三 终检 。 序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 传动轴 突 缘 叉 ” ，零件材料 为 45钢，硬 度 163 196坯 重量 约为 产类 型大批量，模 锻毛 坯。 据以上原始 数 据及加工路 线 ，分 别 确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 口平面的加工余量及公差 (1) 查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 公式知 ,估算得 锻 件复杂 系 数 零件表面粗糙度 机械制造 工艺设计简 明手 册 得止口的加工余量 为 取 Z=2则 得 95 端面的加工余量 为 +（ = 95 止口台肩 的加工余量 为 +（ 1052=7 105 端面的加工余量 为 +（ 33=5机械制造 工艺设计简 明手 册 表 (2) 查机械加工余量手 册 表 5得端面精加工余量 为 3) 95 止口台肩 粗 车 加工余量 为 95端面粗 车 加工余量 105端面粗 车 加工余量 为 加工表面 加工内 容 加工余量 精度等 级 工序尺寸 表面粗糙度()Ra m 工序公差 7 95端面 粗 车 0 95 止口台肩 粗 车 0 车 95 105端面 粗 车 0 车 9 . 两内 孔 39 耳孔 ) 毛坯 为实 心，不 冲 出孔，孔公差 为 =， 两内 孔精度要求界于查机械加工余量手 册 表 5定工序尺寸及余量 为： 钻 孔： 37 2Z=12孔 ： 2Z= 镗 ： 2Z=镗 ： 39 2Z=工表面 加工内 容 加工余量 精度等 级 工序尺寸 表面粗糙度()Ra m 工序公差 39 钻 孔 25 25 孔 12 37 50 孔 镗 镗 39 二孔外端面加工余量及公差（ 20 ， 50 端面）。 (1)查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 估算得 锻 件复 杂系 数 质系数 取 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 二孔外端面的 单边 加工余量 为 取 Z=的公差 ,按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 件偏差 为 (2)查机械加工余量手 册 表 5得磨削余量 :单边 Z= 8 (3)铣 削余量 :铣 削的公 称余 量 (单边 )为 : Z= 削公差： 现规 定本工序（粗 铣） 的加工精度 为 因此可知本工序的加工公差 为 所以 39 二孔外端面加工余量及公差如下： 加工表面 加工内 容 加工余量 精度等 级 工序尺寸 表面粗糙度()Ra m 工序公差 118坯 2 122 铣 削 18 工序一：粗 铣 39面 条 件 工件材料： 45 钢 加工要求：粗 铣 39面，粗糙度 为 床： 铣 床（查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 8）。 刀具： 镶齿 套式 铣 刀， D=80d=27,L=36数为 10（查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 37） 切削用量 粗 铣 39大的加工余量 为 21） 进给 量：据金属切削速查速算手册表 5 7， f z z 现取 f z 2）切削速度：确定 v 指 导 教材表 5 9) 采用高速 钢镶齿铣 刀， 80齿数为 10。 则 000v / =159（ r/ 现 采用 铣 床，根据机床使用 说 明 书（ 机械制造 工艺设计简 明手 册 9 表 39），取 50r/ 实际 切削速度 为 v 1000= 1000 15080 =m/当 50r/ ，工作台的每分 钟进给 量 为 10 150 180（ mm/ 查（机械制造 工艺设计简 明手 册 表 4 40），取 190mm/： 查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 由于是粗 铣 ，故整 个铣 刀刀 盘 不必 铣过 整 个 工件，可得出 铣 刀的行程12021 机动工时为 tm=1 =120/190*=序二：粗 车 95 止口三 个 面及其倒角 条 件： 工件材料： 45 钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求：粗 车 95 止口三 个 面及其倒角 机床： 式 车床 （查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 7） 刀具：成 形车 刀（查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 1） 刀片材料： 切削用量 1）背吃刀量 : 由前面已知毛坯的加工余量 为 7 以最大加余量 为 加工余量 为 指 导 教程表 5 材料 为 碳 钢时 粗 车 p p ,一次加工。 2） 进给 量：据金属切削速查速算手册 表 5 材料 为 碳 钢时 粗 车f =r.取 f =r 3）切削速度：按金属切削速查速算手册表 5 材料 为 碳 钢时 粗车 的速度 为 60 v=72m/ 10 转 速： m (2 1 81 0 21 0 0 0 0 ： 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 1知 : ,02 41l 3 m 045231 fn j 止 口的倒角 由于 对 倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀 工序三： 钻法兰盘四个 孔 16于 对内 孔的表面的精度要求很低，并且根据 经济 精度要求，所以可采用一次 钻 孔。 条 件： 工件材料： 45 钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求： 钻 孔 16糙度 为 0. 机床： 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 14）。 刀具：高速 钢 麻花 钻 刀具（查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 5）。 切削用量 1） 进给 量： 根据金属切削速查速算手册表 5当 碳 钢的强 度 为 b 0d 16 f r。由于本零件在加工 16属于 低 刚 度零件，故 进给 量 应 乘系 数 则 f ( r 根据 说 明 书（ 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 16）， 现取f r 2）切削速度： 根据指 导 教程表 5 22，查得切削速度 v 20mm/以 11 sn 000= 16201000 =530r/据机 床说 明 书（ 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 15），取30r/ 实际 切削速度 为 v =20mm/） 计 算工 时： 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 5知 : l 12 1l 9 2l 3mt =912 =以加工 4个法兰盘孔时间为： T=序四： 钻 39耳孔。 条 件： 工件材料： 45 钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求： 钻 孔 12. 机床： 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 14）。 刀具：莫氏柄麻花 钻钻头 （查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 6）。 f ： 根据金属切削速查速算手册表 5钢的硬 度 b 8000d =25 f =属于 低 刚 度零件 ,故 进给量 应 乘以系 数 f =( 5(mm/r) 根据机 床说 明 书（ 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 16,现取f =r. 根据指 导 教程表 5削速度 为： 18 v=20m/m 5 41 0 0 00rd vn s 12 根据机 床说 明 书（ 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 15） ,取250r/ 实际 切削速度 为 : 10000 =： 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 5知 : l=27 1l =17 2l =3 = 上为钻 一 个 孔 时 的机 动时间 时间为 *序五： 扩 39耳孔及倒角。 一 . 扩 39耳孔 条 件： 工件材料： 45 钢 ，碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求： 扩 孔 12. 机床： 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 14）。 刀具：套式 扩孔钻 （查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 10）。 2 f： 根据金属切削 速查速算手册表 5 材料 为 碳 钢 0d =37 可得f =属于 低 刚 度零件 ,故 进给 量 应 乘以系数 f =( (mm/r) 根据机 床说 明 书 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 16,现取f =r. 3 根据指 导 教程表 5削速度 为： v=56m/m 0 01 0 0 00rd vn s 13 根据机 床说 明 书 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 15,取 500r/ 实际 切削速度 为 : 10 00 50 00 =： 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 5知 : l =19 1l =9 2l =3 191921 fn w= 上为钻 一 个 孔 时 的机 动时间 时间为 * 045 双 面 采用 090 锪钻 。 为缩 短 辅 助 时间 ，取 倒角时 的主 轴转 速与 扩 孔 时 相同： n=482r/序六 :精 车 95 止口三 个 面 条 件 加工要求：精 车 95 止口三 个 面 工件材料： 45 钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 机床： 式 车床 （查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 14） 刀具：硬 质 合金 车 刀（查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 1） 刀片材料： 切削用量 1）背吃刀量 :由前面 p 已知：精加工余量 为 指 导教程表 5 材料 为 碳 钢时 精 车 .取 p , 2） 进给 量：据指 导 教程表 5 材料 为 碳 钢时 粗 车 f =r.取 f =r 14 3）切削速度：按指 导 教程表 5 材料 为 碳 钢 时 粗 车 的速度 为60 v=120 m/转 速 m (201 0 0 0 0 ，按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 1知 : ,102 41l 4 3 m i 1042421 fn j 工序七：精、 细镗 39孔及其倒角 一 39孔及其倒角 条 件： 工件材料： 45钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求：精 镗 39孔 . 机床： 床（查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 25）。 刀具： 刀 （查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 20）。 镗孔 至 单边 余量 Z=次 镗 去全部余量 , p : 由 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 5查知： 取 f =r 据机械制造 工艺设计简 明手 册 表 6,确定金 刚镗床的切削速度 为 v=100m/ m (8 001 00 0 rn w 由于 刚镗 床主 轴转 速 为无级调速 ,故以上 转 速可以作 为 加工 时使用的 转 速 . : 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 1知 : 加 个 一 个 孔 时 l=19 2l =3 3l =51l =315 1 6 35319321 fn w=所以加工 两个 孔 时 的机 动时间为 1=辅助时间 间的关系 1 取 mt j，则该工序的辅助时间分别为： 以总时间为： t= 1 39孔及其倒角 条 件： 工件材料： 45钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求： 细 镗 39孔及其倒角 . 机床： 床。 刀具： 刀 。 39 镗 与精 镗孔 共享一 个镗 杆 ,利用金 刚镗 床同时对工 件精、 细镗孔， 故切削用量及加工 时 均与精 镗 相同 p w /816 v=100m/t=序八：磨 39孔端面，保 证 尺寸 118 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 1 到表 11选择 各表， 结 果 为 40 127 其含 义为：砂轮 磨料 为 白 刚 玉，粒度 为 #46 ，硬度 为 中 软 1 级 ，陶瓷 结合剂 ， 6号组织， 平型 砂轮 ，其尺寸 为 350 40 127 (D B d)。 16 择 ： 见 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 32 知： 选择 磨 床为 号 。 砂轮转 速 1500n 沙 r/ 机 床说 明 书 )， 砂 m/s。 轴 向 进给 量 0 0双 行程） 工件速度 10 m/向进给 量 行程 ： 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 8知 : 当 加工 1个 表 面时 121000 t vf f式中 L加工 长 度 73 b加工 宽 度， 68 单 面加工余量， K 系 数 ， v 工作台移 动 速度（ m/ 工作台往返一次 砂轮轴 向 进给时 （ 工作台往返一次 砂轮径向进给 量（ 1 2 7 3 6 8 1 . 1 1 0 9 2 0 3 . 6 4 ( m i n )1 0 0 0 1 0 2 0 0 . 0 1 5 3 0 0 0t 当 加工 两 端 面时 3 . 6 4 2 7 . 2 8 ( m i n ) 工序九： 钻 螺 纹 底孔 4条 件： 工件材料： 45 钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求： 钻 螺 纹 底孔 4机床： 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 14）。 17 刀具：直柄麻花 钻 （查机械制造 工艺设计简 明手 册 表 5）。 切削用量： 1） 进给 量 f ： 根据指 导 教程表 5 22， 当 碳 钢的强 度 为 b 为 0d f r。由于本零件在加工 属于 低 刚 度零件，故 进给 量 应 乘系 数 则 f ( r 根据 说 明 书（ 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 16）， 现取f r 2）切削速度 v ： 根据指 导 教程表 5 22，查得切削速度 v =12m/以 sn 000= 21000 =570r/据机 床说 明 书（ 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 15），取30r/ 实际 切削速度 为 v 1000= 10005308 =工 时： 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 5知 : l 24 1l 9 2l 3mt =924 =以加工 2个螺纹孔时间为： T=序十 :攻 孔（取螺距 为 1 条 件： 工件材料： 45 钢， 碳 钢的强 度 为 163 196 锻 。 加工要求： 攻螺 纹 底孔 4机床： 机械制造 工艺设计简 明手 册 表 14）。 18 刀具： 丝锥 。 1） 进给 量 f ： 因 为螺 距 为 1以 f 1mm/r. 2）切削速度 v ： 根据指 导 教程表 5 38查得： v 主 轴转 速： sn 1000= 1000=287r/机械制造 工艺设计简 明手 册 表 15 选 取机床 速 为275r/ v 工时： 按机械制造 工艺设计简 明手 册 表 14知 : l 10 1l 9 2l 0mt 2 21 = 1275 )0910(2 =以加工 2个螺纹孔时间为： T= 、 夹 具 设计 为 了提高 劳动 生 产 率，保 证 加工 质 量，降 低劳动强 度，需要 设计专用夹 具。 经过 与指 导 老 师协 商， 决定设计 第 三 道工序 钻四个 孔 16其倒角 。本 夹具将 用 于 床 。刀具 为 高速 钢 麻花 钻 刀具 。 出 本 夹 具主要用 来 钻四个 孔 16在本道工序加工 时 ，主 要应 考虑 如何提高 劳动 生 产 率，降 低劳动强 度，而精度 则 不是主要 问题 。 设计 19 四 、 参考 文 献 1 邹青 主 编 基 础课 程 设计 指 导 教程 机械 工业 出版社 ,2004 2 袁哲俊主 编 切削刀具 上海科 学技术 出版社 ,1991 3 (美 ) 具 非 标准夹紧装 置 机械 工业 出版社 ,1985 4 马贤智 主 编 机械加工手 册 :辽 宁科 学技术 出版社 ,2002 5 李益民主 编 艺设计简 明手 册 业 出版社 ,1994 6 孙 本 绪 主 编 工业 出版社 ,1999 7 陈宏钧 主 编 属切削速查速算手册 . 机械工业出版社 ， 2003 五 、心得体 会 机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固 、深化和扩展。 在 设计过 程中 我们发现了许 多 在学习 和 应 用知 识 的不足之出，尤其 锻炼 了我们结合实际综 合考 虑问题的 思路和解 决问题的 能力。我深刻体 会 到基 础 知 识必 须 要 扎实 才能有更好的 学习 和 创 造性的 思维 。 对我来说 ,收获最大的是方法和能力 在整个过程中 ,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验 ,没有感性的认识 ,空有理论知识 ,有些东西很可能与实际脱节 我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的 ,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来 ,从中暴露出自身的不足 ,以待改进 一个人 的力量是有限的 ,合众人智慧 ,我相信我们的作品会更完美 !。 20 最后， 我们 衷心的感 谢 老 师 的大力指 导 和 帮 助！ 还 有在 设计过 程中支持和帮 助 过 我的各位同 学 机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 说 明 书 设计题目 设计“传动轴突缘叉（ 放牌汽车）”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为 4000 件） 设 计 者 吴栋荫 指导老师 耿爱农 五邑大学 机电工程学院教研室 2011 年 3 月 8 日 五邑大学 机械制造工艺学课程设计任务书 题目：设计“传动 轴突缘叉（ 放牌汽车）”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为 4000） 内容： 1、零件图 1 张 2、毛坯图 1 张 3、机械加工工艺过程综合卡片 1 张 4、工艺装备主要零件图 1 张 5、课程设计说明书 1 份 班 级 学 生 吴 栋 荫 指导 教师 耿 爱 农 2011 年 3 月 8 序言 机械加工工艺过程，是规定零件机械加工工艺过程和操作方法的重要工艺文件。它不仅 是企业生产中的重要技术文件，也是机械制造过程中用于知道生产、组织、加工和管理工作的基本依据。 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性复习，也是一次理论联系时机的训练，因此，它对我们工科学生具有重大意义。 由于能力以及实践能力有限，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 传动轴突缘叉（ 放牌汽车）是 10B 解放牌汽车传动轴上一个比较复杂的作用，他位于传动轴的中部。主要作用是稳定轴，还有传递扭矩，使扭矩传递获得成功。零件的两个叉头处有两个零件孔 39（ +此安装滚针轴承并与十字轴相连，起链接作用。 （二）零件的工艺分析 传动轴突缘叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求现分述如下： 1、以 39 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 39（ +孔及其倒角，尺寸为 1189（ +垂直的平面，还有在平面 上的四个 重，主要加工表面为 39（ +两个孔。 2、以 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 95（ 0 轴和左平面上的四个 16 的孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： （ 1） 39 二孔外端面对 39 孔垂直度公差为 （ 2）四孔对 95 外圆中心线的位置度偏差为 （ 3） 39 孔对 95 有垂直度公差为 对称度偏差为 （ 4） 95 外圆面对对断面有平行度偏差为 由上分 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，并且保证他们之间的位置精度要求。 二 、 工艺规程设计 （一）确定毛坯的制作形式 零件材料为 45 钢。考虑到汽车在运行中经常加速及正反向行驶，零件在工作过程中对经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应该选锻件，使金属纤维尽量不被切断保证零件工作可靠。由于零件年产量为 4000 件，质量小于 100于轻型零件已经到中批生产的水平，而且零件的底部轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这从提高生产效率，保证加工精度上考虑也 是应该的。 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的主要工作之一。基面选择得正确与合理， 可以便加工质量得到保证，生产效率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有深者，更选成零件报废。 1）粗基准的选择。 有关粗基准的选择原则，先选取部分两个孔 39不加工外轮廓表面的粗基准，利用一组共两个 v 形块支承这两个孔 39外轮廓作主要定位面，以消除上下左右四个轴度，再利用一对自动定心的扎紧，夹住在孔 95 外圆柱面上，用以消除 z 方向两个自由度，达到全定位。 2）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 ） 、制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置等技术要求能合理地保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以采用万能性能机床配专用工线，并尽量使工序集中来提高生产率，而且还有考虑到经济成本，尽量合理地制造锻件，降低成本。 工序 粗车外圆 95（不到尺寸） 工序 半精工外圆 95，保证 序 铣倒角 4铣其端面 工序 钻孔 46，并倒角 4序 粗车左端面，保证尺寸 序 粗铣端面孔 39序 钻、扩 39 孔及倒角 工序 精细镗 39 二孔 工序 精铣 39 二孔端面，保证尺寸 118 工序 钻叉部四个 螺纹底孔并倒角 工序 攻螺纹 4序 去毛刺并终检 工序 车外圆 95 和 4角 工序 钻孔 46，并倒角 序 扩孔 43 工序 粗铣端面孔 39序 钻、扩 39 孔及倒角 工序 精细镗 39 二孔 工序 磨 39 二孔端面，保持尺寸 118 工序 钻叉部四个 螺纹底孔并倒角 工序 攻螺纹 4序 终检 3、工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是以右端为基准加工孔 4，然后加工 39 孔端面，而方案二则是先加工外圆 95，后与方案一相似。两者比较而言，方案一工序少，夹具少，但很难保持加工质量和精度，而方案二中的精车95 超过了精度，不够经济。至此，讨论确立最优方案如下： 工序 车外圆 95 和 4角 工序 钻孔 46，并倒角 序 扩孔 43 工序 粗铣端面孔 39序 钻、扩 39 孔及倒角 工序 精细镗 39 二孔 工序 磨 39 二孔端面，保持尺寸 118 工序 钻叉部四个 螺纹底孔并倒角 工序 攻螺纹 4序 终检 （ 四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9+1（叉部） 毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于 间，参照工艺手册表 表 定工序尺寸及余量为： 钻孔： 25 钻孔； 37 2Z=12孔： 2Z=镗： 2Z=镗： 39+ 2Z=. 孔外端面的加工余量（加工余量的计算长度为 （ 1）按照工艺手册表 加工精度 件复杂系数 件重 6二孔外端面的单边加工余量为 Z=2锻件的公差按工艺手册表 质系数去 杂系数 锻件的偏差为 + （ 2）磨削用量：单边 工艺手册表 （ 3）铣削余量：铣削的公称余量（单边）为 Z=削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为 ，因此可知本工序的加工公差为 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工工差，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，加工余量有最大加工余量及 最小加工余量之分。 由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整发加工，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确定。 39 二孔外端面尺寸加工余量和工序间余量及公差分布见图 由 图可知： 毛坯名义尺寸： 118+222坯最大尺寸： 122+坯最小尺寸： 铣后最大尺寸： 118+铣后最小尺寸： 后尺寸与零件图尺寸应符合，即 后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表 （五）确定切削用量及基本工时 工序 半精车外圆 粗车基本尺寸为 97，选用 半精车 95 切削深度 单边余量 1二次切除。 进给量 根据切削手册表 r. 计算切削速度 见切削手册表 取 T=60.5,f=r） 切削速度 =242/5*17m/定主轴的转速： m i n/71297*/217*10001000 vn s 按机床选取 n=760r/以实际切削速度 m i n/2131000/760*97* 切削工时 l=2， ， 走刀两次（由表 得） 所以 T=*(（ l+ *f)=(2*6)/760*工序：钻，扩底孔 43用机床：转塔车床 1）钻孔 25 f=r v=见切削手册表 表 5类加工性考虑） m in/000d 按机床选取 36r/工艺手册表 所以实际切削速度 m i n/36*25*w 削工时 t= l+ *f=（ 150+10+4） /136*中 切入 l=150 0 ）钻孔 41据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 f=()f 钻 v=（ v 钻 式中 f 钻 v 钻 加工实心孔时的切削用量 现已知 f 钻 = v 钻 =切削手册表 并令 f= = v= =707m/000v/9r/机床选取 8r/以实际切削速度为 m i n/0dv w 削工时 l=150 mm t= l+ *f=）扩底孔 43据切削手册表 定，差得扩孔钻扩 43根据机床规格选 f=r 根据有关资料扩钻孔时的切削速度为 v= 其中 v 钻 为 用钻头 钻同样尺寸 实心孔 时的切削速 度。 故 v=000v/7r/机床选取 8r/ 取 t= l+ *f=序 ：粗铣 39孔端面，保证尺寸 0， mm 切削速度：参考有关手册，确定 v=s 即 27m/ 采用高速钢镶齿三面刃铣刀， 25数 z=20。则 000v/ 8（ r/ 现采用 式铣床，根据机床使用说明书，去 实际切削速度为 V= 000= 225 000=m/ 当 ，工作台的每分钟进给量 fm=20 0（ mm/ 查机床说明书，刚好有 0m/直接选用该值。 切削工时：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出铣刀的行程 l+l1+05机动工时为 tm=l+ l2/05/60= 工序 ：钻、扩 39孔及倒角。 1. 钻孔 25定进给量 f：根据手册，当钢的 b800 25 时， f=r。由于本零件在加工 25时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 f=（ mm/r） 根据 床说明书，现取 f=r。 切削速度：根据手册差得切削速度 v=18m/以 000v/ 29(r/根据机床说明书，取 95r/实际切削速度为 v= 000=15.3(m/切削工时 l=19 mm (l+ 以上为钻一个孔时的机动时间。故本工序的机动工时为 tm=2=2= 2、扩钻 37 利用 37钻头对 25孔进行扩钻。根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 f=(.8)f 钻 =（ mm/r） 根据机床说明书，选取 f=r v=(1/21/3)v 钻 =(1/21/3) 12 =64（ m/ 则主轴转速为 n=4r/按机床说明书取 8r/ 实际切削速度为 v= 000=7.9(m/切削工时（一个孔）： l=191=(19+6+3)/3、扩孔 用刀具 ： 用扩孔钻。 进给量： f=( mm/r） 查机床说明书，取 f=r。 机床主轴转速：取 n=68r/其切削速度 v= 机动工时 l=19 mm t=19+3+3/当加工两个孔时 2= 4、倒角 2 45双面 采用 90锪钻。 为缩短 辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同： N=68r/动进给。 工序 ：精，细镗 用机床： 1)精镗孔至 边余量 z=0. 1次镗去余量全部， 给量 根据有关手册，确定金刚镗床的切削速度为 v=100m/ m 1639*/100*1000d m 由于 刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。 切削工 时：当加工一 个孔时 l=19 mm t= （ l+ *f=以加工两个孔的时间为 t=）细镗孔至 于细镗与精镗孔共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精，细镗孔，故切削用量及工时均与精镗相同 f=r n=816m/r v=100m/ t=序 ：磨 39二孔端面，保证尺寸 ）选择砂轮。见 (工艺手册 )第三章磨料选择各表，结 果为 0*127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，沙度为 46#，硬度为中软一级，陶瓷结合剂， 6号组织，平型砂轮，其尺寸为 350*40*127（ D*B*d）。 2）切削用量的选择。砂轮转速 n=1500r/机床说明书）， v=s。轴向进给量 0工件速度 0m/径向进给量 行程 3）切削工时。当加工一个表面时 t=2000 (见工艺手册表 式中 L 为加工长度 73mm b 加工宽度 68mm 单面加工余量 系数 v 工作台移动速度 工作台往返一次砂轮轴向进给量 工作台往返一次砂轮径向进给量 t=2*73*68*000*10*20*工两端面时 t=序：钻螺纹底孔 4倒角 120。 f=.1(mm/r) v=20m/ 000v/ D=950（ r/ 按机床取 60r/ v= 切削工时（四个孔） l=19mm (l+ 倒角仍取 n=960r/动进给。 工序 ：攻螺纹 4 于公制螺纹 锥螺纹 外径
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