“十字轴”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计（全套图纸）

优秀设计课程设计题目十字轴加工工艺及车夹具设计班级姓名指导教师完成日期摘要这次设计的是十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设计，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它位于车床变速机构中，主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。ABSTRACTTHISTIMEIDESIGNTHELATHESOFTHESHIFTFORKSCA6140831005,INCLUDINGTHATTHEPARTPURSUING,THEBLANKPURSUES,ASSEMBLINGPURSUES,THEMACHINEWORKPROCEDURECARDTHEWORKINGPROCEDURECARDEVERYSHEETWESHOULDKNOWTHEPARTVERYWELLANDKNOWITSEFFECTFIRST,ITISWORKEDINTHEORGANIZATIONWHICHISUSEDFORCHANGETHESPEEDINALATHE,ANDTHEMAINLYROLEOFTHEPARTISALTERTHESPEEDTHEN,WEDESIGNTHEDIMENSIONOFTHEBLANKANDINSTRUMENTPROCESSAMARGINOFTHEPARTACCORDINGTOPARTCHARACTERANDTHEHARSHNESSOFEACHFACEFINALLY,IDESIGNTHEHANDICRAFTSROUTEPICTUREOFTHESHIFTFORKS,WORKOUTTHEFASTENINGMOTIONSCHEMEBEINGWORKPIECESTURN,DRAWUPCLAMPASSEMBLINGPICTUREASFARASMYINDIVIDUALBECONCERNED,IWANTTOKNOWINGTHEGENERALPRODUCTIVETECHNOLOGYOFMACHINEPART,CONSOLIDATINGANDDEEPENINGTHEKNOWLEDGEOFBASICCOURSEANDSPECIALIZEDCOURSEWHATIHAVEALREADYLEARNED,INTEGRATESTHEORYWITHPRACTICE,ANDIMPROVETHEABILITYTOSOLVEPROBLEMS,WHATSMORE,STRIKINGTHEBASISFORTHEFUTUREWORKANDTHEFOLLOWINGCOURSESSTUDYING目录一、零件的工艺分析1二机械加工工艺设计21、确定生产类型22、确定毛坯221、确定毛坯种类222、确定锻件加工余量及形状2三、工艺规程设计431选择定位基准432制定工艺路线433表面加工方法的确定534加工阶段的划分535工序顺序的安排536确定工艺路线6四机械加工余量、工序尺寸及公差的确定741钻铰8丝孔的工序尺寸7411钻5丝孔，以25轴线为基准。7422钻孔工步743时间定额的计算744其它时间计算8五、夹具设计951夹具选择9511问题的提出9512夹具设计1052、定位误差分析1053、夹具设计及操作的简要说明11六参考文献12十字轴加工工艺及车夹具设计序言机械制造工艺学课程设计是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，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，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，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。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、零件的工艺分析零件的材料为20GRMOTI，需要模锻，模锻性能优良，工艺较复杂，但尺寸精确，加工余量少，为此以下是十字轴需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求1、四处25外圆及四个8、4的内孔、2、右端面5060内孔及M8丝孔。3、25外圆的同轴度为0007，位置度为002，两端的对称度均为005由上面分析可知，可以先上四爪卡盘粗车，然后上弯板采用专用夹具压紧、找正进行加工，并且保证形位公差精度要求。并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二机械加工工艺设计1、确定生产类型已知此十字轴零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是083KG/个，查机械制造工艺设计简明手册第2页表112，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2、确定毛坯21、确定毛坯种类零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择锻模锻造毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表225,选用铸锻件尺寸公差等级为CT10。22、确定锻件加工余量及形状查机械制造工艺设计简明手册第41页表225，选用加工余量为MAH级，并查表224确定各个加工面的锻件机械加工余量，如下表所示简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明A25H2双侧加工B25H双侧加工C25H5双侧加工D25H5双侧加工三、工艺规程设计31选择定位基准1粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择25外圆面和左端面作为粗基准。采用左端面作粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准2精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后25的轴线为主要的定位精基准，采用小弯板为辅助的定位精基准。32制定工艺路线生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。1工序工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定33表面加工方法的确定根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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。查机械制造课程设计指导书10页表16、17、18，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下十字轴零件加工方案加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注25外圆IT863粗车半精车表16左右端面IT10125粗车表1625外圆IT863粗车半精车表18上下端面IT10125粗车表1723、孔IT932钻铰表17、内螺纹M8IT632攻螺纹表1104孔IT12125钻表178孔IT12125钻表1734加工阶段的划分在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；首先25圆面作为粗基准粗车右端面及25，然后以此圆轴线及端面为精基准加工其他面和孔。在采用小弯板加工另一部分，以保证其形位公差之要求。选用工序集中原则安排十字轴的加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。35工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准25外圆轴线及端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原则，先加工外圆面、端面，再加工孔，确定工艺路36确定工艺路线工序号工序名称机床装备刀具量具1粗半精车25两处车床车刀游标卡尺2粗车左右端面车床车刀游标卡尺3粗半精车25两处车床车刀游标卡尺4粗车上下端面车床车刀游标卡尺5钻铰8丝孔2360内孔，车床钻头铰刀塞规卡尺6攻螺纹M8车床丝锥塞规卡尺7钻4、8孔钻床钻头锥度铰刀游标卡尺8中检游标卡尺10热处理淬火机等12终检塞规、百分表、卡尺等加工设备和工艺设备1机床的选择采用CA6140普通车床、钻床。磨床2选择夹具该零件的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3选择量具采用塞规双用游标卡尺。四机械加工余量、工序尺寸及公差的确定41钻铰8丝孔的工序尺寸由表228课查得，精铰余量Z02MM，加工等级为IT8，公差为0015钻孔余量为Z钻48MM，加工等级为IT12，公差为015。钻铰8孔加工工序的加工余量项目内容精度等级工序尺寸粗糙度工序余量公差钻IT1278125480158丝孔铰IT8832020015主轴转速的确定411钻5丝孔，以25轴线为基准。刀具钻头直径为78MM的高速钢钻头，丝锥直径为8MM。机床CA6140422钻孔工步背刀吃量P的选择粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定P78MM。进给量的确定由表522，选取该工步得进量F01MM/R。切削速度的计算由表531，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度V20M/MIN选取。由公式N1000V/D可求得该工序钻头钻速N1326R/MIN,参照表49所列CA6140得主轴转速，取转速N1360R/MIN。再将此转速代入公式VND/1000205M/MIN。43时间定额的计算工序6钻8丝孔钻孔工步根据表551，钻孔的基本时间可由公式求12T/LFNLFN得。,F01MM/RN1360R/MIN。0COT/214RLMLDK2L则该工步的基本时间T22242/01MM/RX1360R/MIN108S攻丝孔工步根据表541，铰孔基本时间可由公式TLI/FNLPL1I/FN,LPDD/2TANKR,KR15，L11MM，F1MM/R，N195R/MIN则该工步的基本时间T20S。辅助时间的计算TF辅助时间TF基本时间T之间的关系为TF（01502）T钻孔辅助时间TF0210822S铰孔辅助时间TF02204S44其它时间计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该设计的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。布置工作地时间TB是作业时间的27，休息与生理时间TX是作业时间的24，本设计均取3，则工序的其他时间（TBTX）可按关系式（33）（TFT）计算。工序6的其他时间TBTX6（108S20S4S）2S单件计算时间TD2S108S20S4S368S。五、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。并设计工序1车25外圆的夹具。本夹具将用于CA6140车床上加工。51夹具选择夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。511问题的提出本夹具主要用来钻6孔，该孔为通孔，没有技术要求，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。512夹具设计1、定位基准选择由零件图可知，车25外圆具，没有技术要求，为使定位误差为零，应该选择轴线为定位基准保证该角度。为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，2、切削力及夹紧力计算刀具车刀，D58MM。由实际加工的经验可知,车削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册表23，切削力计算公式为FKFCFYZF0其中，D58MM。，417020F，与加工材料有关,取094；与刀具刃磨形状有KKHXMFMKXF关,取133；与刀具磨钝标准有关,取10，则FN2084175252、定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为六个定位销，这六个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配轴的尺寸与公差相同，。此外，这六定位销共同保证加工孔，（2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。钻套外径36与衬套孔25的最大间隙为06105MAX则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为002600050021。（3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。定位销轴与夹具体孔的最大间隙为034MAX夹具体孔的长度为14MM，则上述间隙引起的最大平行度误差为0034/14，即024/100。53、夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺母12扣，拔下开口垫圈，实现工件的快换。攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行攻螺纹加工。十字轴零件图六参考文献1、赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书2版,机械工业出版社,2006年2、曾志新,吕明主编,机械制造技术基础,武汉理工大学出版社,2001年3、李益明主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,1993年4、肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,1993年5、金属切削机床夹具设计手册上海柴油机厂工艺设备研究所编,机械工业出版社，1987年附件图纸产品型号零件图号机械加工工艺过程卡片产品名称零件名称十字轴共1页第1页材料牌号20CRMOTI毛坯种类模锻毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工艺装备工序号工序内容设备夹具刀具名称刀具规格量具工时1车25外圆至25500228确保两处108位置度要求普通车床CA6140四抓卡盘YW145游标卡尺3MIN2平端面，保证108至109003普通车床CA6140小弯板YW145游标卡尺3MIN3将109一端25500228装入弯