传动轴突缘(CA10B解放牌汽车)001

1、序言3一、零件的分析1.1. 零件的作用41.2. 零件的工艺分析4二、工艺规程设计 52.1 确定毛坯的制造形式52.2 基面的选择52.3 制定工艺路线52.3.1 工艺路线方案一52.3.2 工艺路线方案二62.3.3 工艺方案的比较与分析62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5 确定切削用量及基本工时 9三.夹具设计 193.1 问题的提出 193.2 夹具设计 193.2.1 定位基准的选择 203.2.2 切削力及夹紧力计算 203.2.3 定位误差分析 213.2.4 夹具设计及操作的简要说明 214 .参考文献 215 .心得体会 22）_*_4序言机械制造工艺

2、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

3、叉头部位上有两个6390.0270.010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CA10B专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：0.0271 .以639 0.010为中心的加工表面0.027这一组加工表面包括：小39 0.010的孔及其倒角，尺寸为118的与两个孔 小390.0270.0270.010相垂直的平面，还有在平面上的4个M8螺孔。其中，主要加中表面为 639 0.010的两个孔。2 . 以695为中心的止口表面0 这一组加工表面包括：小95 007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：0.027（|）39

4、 0.010两孔的同圆度公差为0.01 ;0.0270.027小39 0.010两孔端面与 小39 0.010两孔中心联线的垂直度公差为 0.1 ;0.0270小39 0.010两孔中心联线与 695 0.107止口端面的平行度公差为0.2 ;0.0270小39 0.010两孔端面与 小95 0.107止口端面基准中心的对称度为 0.15.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

5、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

6、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。2.1.1 工艺路线方案一工序一粗铳39mmi耳孔外端面工序二粗车（|）95止口三个面及其倒角工序三钻四个孔（|）16mmt具倒角工序四钻？3

7、9mnM耳孔工序五扩？39mnM耳孔及倒角工序六精车小95止口三个面及其倒角工序七精、细链孔639及其倒角工序八磨小39孔上两端面工序九钻螺纹底孔4-M8mm工序十攻螺纹 4-M8工序十一去毛刺工序十二清洗工序十三终检2.1.2 工艺路线方案二工序一 粗、精车小95止口三个面及其倒角工序二粗铳39mmi耳孔外端面工序三钻四个孔（|）16mnR具倒角工序四钻4个M8的螺纹孔工序五攻螺纹 4-M8工序六钻？39mnM耳孔工序七扩？39mHM耳孔及倒角工序八精、细链孔小39及其倒角工序九磨小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2.1.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于

8、：方案一是先加小39孔上两端面；而方案二则是先加工小95止口三个面及其倒角。两比较可以看出，先加工 小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 小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 粗铳小39两孔上两端面，以止口平面和39两孔外表面定位，选 用 X63 卧式铣床加工。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 V型表面和止口面定位, 选用 C620-1 加工。工序三钻法兰盘四个孔6 16mm

9、 选用Z535立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序四 钻孔（|）39,以止口定位，选用选用Z535立式钻床及专用夹具加 工。工序五 扩孔小39及其倒角，以止口定位，选用选用Z535立式钻床及专 用夹具加工。工序六 精车小95止口三个面，以小39两孔及其外端面定位，选用C620-1 加工。工序七 精、细链孔小39及其倒角，以止口定位，选用 T716A型卧式金 刚镗床及专用夹具加工。工序八磨39mnW耳孔外端面。工序九钻叉部4个M8的螺纹底孔并倒角，选用Z535立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序十攻螺纹4-M8。工序十一'去毛刺。工序十二清洗。工序十三终检。2.4机械加工余量、工

10、序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA10B单放牌汽车传动轴突缘叉”，零件材料为 45钢，硬度163196HB 毛坯重量约为2.5kg,生产类型大批量，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：1.(|)95mmk 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2.2-10中公式知，估算得锻件复杂系 数S2,且零件表面粗糙度Ra为6.3,查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 , 可得止口的加工余量为1.72.2,现取Z=2mm则彳395端面的加工余量为Z1=2+ (33-31.5) =3.5mm 95 止口台肩 的加工余量为 Z2=

11、2+ (105-95) /2=7mm 105 端面的加工余量为Z3=2+33-29) =5mm查机械制造工艺设计简明手册表2.2-141.2得其极限偏差为0.6 mm.(2)查机械加工余量手册表 5-25,可得端面精加工余量为1.6mm(3)95止口台肩粗车加工余量为 7-1.6=5.4mm,95端面粗车加工余量为 3.5mm105端面粗车加工余量为 5-1.6=3.4mm。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95端面粗车3.5IT1131.5500.2295止口台肩粗车5.4IT11 96.6500.22精车1.6IT8956.30.054105端面粗车3.

12、4IT1130.6500.22精车1.6IT7296.30.0540.0272 .两内孔 小39 0.010 mm (耳孔)毛坯为实心，不冲出孔，孔公差为0.027- (-0.010 ) =0.037mm IT=8 ,两内孔精度要求界于查机械加工余量手册表5-17,确定工序尺寸及余量为：钻孔：小 37mm 2Z=12mm扩孔：小 38.7mm2Z=1.7mm精镇：小 38.9mm2Z=0.2mm0.027细镇：小 39 0.010 mm 2Z=0.1mm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0.0274 39 0010钻孔25IT11小250.16钻孔12IT1

13、1小37500.16扩孔1.7IT10小 38.76.30.10精锋0.2IT8小 38.96.30.062细链0.1IT7小396.30.0390.0273 .小39 0.010二孔外端面加工余量及公差(小20,小50端面)。(1)查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-10中公式知，估算得锻件复杂系 数S2,材质系数取M1,按机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25,则二孔外端 面的单边加工余量为1.7-2.2,现取Z=2mm锻件的公差，按机械制造工艺设计简明1.4手册表2.2-14,锻件偏差为0.6 mm.(2)查机械加工余量手册表 5-27 ,可得磨削余量：单边Z=0.2,磨削公差 0.

14、039mm.(3)铳削余量：铳削的公称余量(单边)为：Z=2.0-0.2=1.8mm铳削公差：现规定本工序(粗铳)的加工精度为 IT11级，因此可知本工序的 加工公差为0.22mm0.027所以小39。.。10二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118mm毛坯21222.0粗铳1.8IT11118.46.30.22磨削0.2IT81186.30.0392.5 确定切削用量工序一：粗铳39mmM端面1 .加工条件工件材料：45钢加工要求：粗铳39mnW端面，粗糙度为Ra6.3机床：X62卧式铳床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.2

15、8）。刀具：镶齿套式铳刀，D=80mm, d=27,L=36mm数为10 （查机械制造工艺 设计简明手册表3.1 37）2 .计算切削用量粗铳39mm勺端面，最大白加工余量为 2mm,1）进给量：据金属切削速查速算手册表57, f 0.08mm/z0.15mm/z现取 f 0.12mm/z2 ）切削速度：确定v 39.2m/min.（指导教材表5 9）采用高速钢镶齿铳刀，dw 80mm齿数为10。则ns 1000V/ dw=159 （r/min ）现采用X62卧式铳床，根据机床使用说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.239）,取nw 150r/min,故实际切削速度为dwnw80 150v

16、1000 =1000=37.68（m/min）当nw 150r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为fm/znw 0.12 X10X 150=180 （mm/mirn查（机械制造工艺设计简明手册表 4 40）,取fm=190mm/min,工序二：粗车 小95止口三个面及其倒角1 .加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：粗车（|）95止口三个面及其倒角机床：C620-1卧式车床（查机械制造工艺设计简明手册表4.27）刀具：成形车刀（查机械制造工艺设计简明手册表 3.11）刀片材料：W18Cr4V2 .计算切削用量1）背吃刀量：1.2由前面已知毛坯的加工余量为

17、 7 0.6 mm所以最大加余量为8.2mm粗加工余量为5.4mm据指导教程表5-2,当材料为碳钢时粗车 一次加工。2）进给量：据金属切削速查速算手册表f =0.5-0.7mm/r.取 f =0.7mm/r3）切削速度：按金属切削速查速算手册表速度为 60-75m/min,取 v=72m/min.3.确定机床主轴转速：ap 6.5 10mmap 5.9mm5-29,当材料为碳钢时粗车5-37,当材料为碳钢时粗车的1000V,迎卫 218(r/min)3.14dw 3.14 1054.粗车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16mm由于对内孔的表面的精度要求

18、很低， 并且根据经济精度要求，所以可采用一次 钻孔。1 .加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：钻孔16mm粗糙度为Ra=50.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.2 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3.1 5）。2 .计算切削用量1）进给量:根据金属切削速查速算手册表5-56 ,当碳钢的强度为b为 0.52-0.70Gpa, d0 16mm寸，f 0.12 0.20mm/r。由于本零件在加工 16mn?L 时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 0.75,则f （0.12 0.20） X 0.75=0.09 0.1

19、5mm/r根据Z535机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.216）,现取 f 0.11mm/r2）切削速度：根据指导教程表5-22,查得切削速度v 20mm/min所以1000v 1000 20ns dw16 =530r/min根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.215）,取nw 530r/min, 故实际切削速度为v =20mm/min工序四：钻小39mm：!耳孔。1 .加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：钻孔12.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表4.2 14）。3.1 6）。刀具：莫氏柄麻花钻钻头（查机械制造工艺设计简

20、明手册表2 .确定进给量f :b<800Mpa, d0 =（）25mm,故进给量应乘以系根据金属切削速查速算手册表 5-31,当钢的硬度 时f =0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件 数 0.75,则 f =（0.4-0.6） X 0.75=0.3-0.45（mm/r）3.切削速度：根据指导教程表根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.216，现取f=0.28mm/r.5-22 ,切削速度为：18-25m/min,取 v=20m/min.所以1000 v254r / mind0根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.215）,Wnw=250r/min,

21、 故实际切削速度为：d0nw1000 =i9.6r/min工序五：扩 小39mmC耳孔及倒角。一.扩（|）3 9mm：l耳孔1 .加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：扩孔12.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.2 14）。刀具：套式扩孔钻（查机械制造工艺设计简明手册表 3.1 10）。2 .确定进给量f:根据金属切削速查速算手册表 5-31,当材料为碳钢d0 =（|）37mm时可得 f =0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75,则 f =（0.9-1.2） X 0.75=0.675-0

22、.9（mm/r）根据机床说明书机械制造工艺设计简明手册表 4.2 16,现取f =0.9mm/r.5-24 ,切削速度为：v=56m/min.所以3 .切削速度：根据指导教程表1000V1000 56 482r / min3.14 37%根据机床说明书机械制造工艺设计简明手册表 4.2 15,取源=500r/min, 故实际切削速度为：d0nw 3.14 37 500 v 10001000=58.09r/min工序六：精车小95止口三个面4 .加工条件加工要求：精车（）95止口三个面工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。机床：C620-1卧式车床（查机械制造工艺设计简明手册表

23、4.2 14）刀具：硬质合金车刀（查机械制造工艺设计简明手册表 3.1 -1）刀片材料：W18Cr4V5 .计算切削用量1）背吃刀量：由前面ap 0.3 2mm已知：精加工余量为1.6mm据指导教程 表5-2,当材料为碳钢时精车.取ap 04mm2）进给量：据指导教程表 5-2,当材料为碳钢时粗车f =0.1-0.3mm/r.取f =0.2mm/r3）切削速度：按指导教程表5-2,当材料为碳钢时粗车的速度为60-75m/min,取 v=120 m/min6 .确定机床主轴转速1000vc ns3.14dw1000 1203.14 105364( r/ min)工序七：精、细链 小39mmX孔及

24、其倒角一.精链小39mmC孔及其倒角1 .加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：精链（|）39mnC孔.机床：T716A链床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.2 25）。刀具：YT30链刀（查机械制造工艺设计简明手册表 3.1 20）。2 .背吃刀量：精链孔至小38.9mm,单边余量 Z=0.1mm,一次链去全部余量,ap 0.1mm.3 .进给量：由 机械制造工艺设计简明手册表 4.4-5查知： 取 f =0.1mm/r4 .切削速度：根据机械制造工艺设计简明手册表 4.4-6,确定金刚镇床 的切削速度为v=100m/min,则1000 100 、 nw

25、816（r/min）3.14 .9由于T716A金刚键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.6.辅助时间tf的计算辅助时间tf与基本时间tm1之间的关系tf= （0.150.2） tm1 ,取tf=0.17tmij, 则该工序的辅助时间分别为：tf=2X0.74 0.2min=0.256min所以总时间为：t= tm1 + tf=0.74+0.256min=1.536min二细镇小39mm：!孔及其倒角1 .加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：细链小39mm：!孔及其倒角.机床：T716A镇床。刀具：YT30链刀。0.0272 .细链

26、孔至 639 0010 mm由于细链与精链孔共享一个链杆,利用金刚镇床同时 对工件精、细镗孔，故切削用量及加工时均与精镗相同ap 0.05mmf 0.1mm/rnw 816r/mmv=100m/min t=0.74min工序八：磨 39mmC孔端面，保证尺寸118mm1. 选择砂轮：见机械制造工艺设计简明手册表3.2 1 到表 3.2 11 选择各表，结果为WA46KV6P350 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） 。2. 切削用量的选择：见机械制造工艺设计简明手册表 4.2 3

27、2知：选择磨床为M7130a号。砂轮转速n少1500r/min（见机床说明书），v砂"5 m/s。轴向进给量fa 0.5B 20 mm（双行程）工件速度vw 10m/min径向进给量fr 0.015mm双行程工序九：钻螺纹底孔4-8mm.1. 加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：钻螺纹底孔4-8mm.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.2 14）。刀具：直柄麻花钻（查机械制造工艺设计简明手册表3.1 5） 。2. 计算切削用量：1 ）进给量f ：根据指导教程表5 22,当碳钢的强度为 b为0.52-0.70Gpa, d06.7m

28、m 时，f 0.100.20mm/r。由于本零件在加工6.7mm孔时属于低刚度零件，故进 给量应乘系数0.75，则f （0.10 0.20） X 0.75=0.09 0.15mm/r根据Z535机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.216）,现取f 0.11mm/r2）切削速度v :根据指导教程表5-22,查得切削速度v=12m/min。所以1000v 1000 12ns dw =6.7 =570r/min根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.215）,取nw 530r/min, 故实际切削速度为dwnw8 530v 1000 =1000=13.3m/min工序十：攻M8螺纹孔（取

29、螺距为1mm1 .加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBs模锻。加工要求：攻螺纹底孔4-8mm.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.2 14）。刀具：丝锥。2 .切削用量：1）进给量f :因为螺距为1mm所以f 1mm/r.2）切削速度v :根据指导教程表 5 38查得：v 9.0m/min.v9.0主轴转速：nsd X1000=10 X1000=287r/min按机械制造工艺设计简明手册表4.2 15选取机床Z535转速为275r/min, 则 v 8.6m/min。三、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

30、师协商，决定设计第三道工序一一钻四个孔小16mm®其倒角。本夹具将用于Z535机床。刀具为高速钢麻花钻刀具。3.1 问题的提出本夹具主要用来钻四个孔（|）16mn®其倒角，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。3.2 夹具设计设计在成批生产条件下，在 Z535立式钻床上钻4X16孔的钻床夹 具.1、 4) 16 可一次钻削保证. 该孔在轴线方向的设计基准是以钻套的中心线的，设计基准是以4> 95 外圆与另一横孔ci) 39 轴线 .Z 定位基准的选择工序结合面是已加工过的平面，且又是本工序要加工的孔的设计基准，按照基准重合原则，选择它作为定位基准是比较恰当的。因此，选择结合面与外圆作为定位比较合理。操作的 简 要 说 明在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺杆夹紧，本道工序的钻床夹具就是选择了手动螺旋一压板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使